KR20070015036A - 충전 장치 및 충전 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 충전 장치로서: 뜨거운 충전물을 함유하는 포장 (2)을 충전하기 위한 충전 수단, 상기 포장 (2)을 밀봉하기 위한 밀봉 수단(상기 포장 (2)는 상기 포장 (2)을 개봉하기 위한 포장 밀봉 (3, 4)을 구비한다), 및 상기 포장 밀봉 (3, 4)이 뜨거운 충전물과 접촉하도록 상기 포장 (2)을 회전하기 위한 회전 수단 (22)을 구비한 충전 장치에 관한 것이다. 또한 본 발명은 충전 방법으로서: 뜨거운 충전물이 포장 (2) 내부로 충전되고, 포장 밀봉 (3, 4)을 구비한 상기 포장 (2)이 밀봉하고, 및 상기 포장 (2)을 회전하여 상기 포장 밀봉 (3, 4)이 뜨거운 충전물과 접촉하도록 하는 충전 방법에 관한 것이다.

충전 장치, 회전 수단, 밀봉 수단

Description

충전 장치 및 충전 방법{Filling apparatus and method}

도 1은 본 발명에 따른 충전 장치의 3차원의 개략도이다.

도 2는 본 발명에 따른 충전 장치의 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 충전 장치 내 호일 백(foil bag)의 개략도이다.

본 발명은 뜨거운 충전물을 충전하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

음료 산업에 있어서, 음료가 충전될 때 가능한 최소한의 세균 함량을 갖도록 하기 위하여, 상하기 쉬운 음료는 뜨거운 상태로 충전하는 것이 공지되어 있다. 또한, 포장이 충전된 후, 밀봉 캡과 같은 포장 밀봉으로 폐쇄될 수 있는 포장도 공지되어 있다. 이러한 방식으로, 가능한 장기간의 보관 수명을 얻을 수 있도록, 음료는 밀폐된 밀봉을 구비한 포장 안에 포장된다.

음료 포장으로서 알려진 것은, 예를 들면, 호일 백(foil bag)으로서, 이는 빈 포장의 무게가 작은 것이 특징이다.

고려되는 본 발명의 목적은 포장 내부의 무해함을 가능한 최상의 정도로 보 장하여, 이러한 방식으로 더욱 장기간의 최소 보관 수명을 달성하는 것이다.

상기 목적은 청구항 1에 따른 장치 및 청구항 12에 따른 방법에 의하여 해결된다. 또한 바람직한 구현예가 종속항에서 개시된다.

상기 장치에 있어서, 회전 수단이 제공되며 이에 의하여 포장이 회전되어 포장 밀봉의 내부가 뜨거운 충전물과 접촉하게 된다. 충전 후에도 충전물은 여전히 뜨겁기 때문에, 상기 회전에 의하여 포장 안의 상기 충전물과 접촉하는 포장 밀봉에 있어 살균 효과가 발현될 수 있다.

상기 방법에 있어서, 포장을 충전하기 위한 여러 가지 방법이 제공된다. 한편, 충전물은 이미 포장 내부로 삽입된(예를 들면, 내부로 접합된) 스파우트(spout)를 통해서 도입될 수 있다. 상기 충전물은 또한 포장 내 개구(opening)를 통해서 도입될 수도 있으며, 그 후 상기 개구는 상기 스파우트로 밀봉 차단된다. 이러한 과정에서, 밀봉 캡이 상기 스파우트 위에 미리 장치되거나 또는 이후에 장치될 수도 있다. 또한, 포장 밀봉에 이웃하거나 또는 아직 삽입되어 져야 할 포장 밀봉의 위치에 이웃하게 위치된 개구를 통하여 포장을 충전할 수도 있다. 상기 충전 수단은 상기 과정에 따라 상응하도록 형성될 수 있다.

밀봉하기 위한 각종 방법이 존재한다. 스파우트 위에 밀봉 캡을 배치하는 것이 가능하다. 포장 내부로 (개방된 또는 폐쇄된) 스파우트를 삽입하여, 이와 같은 방식으로 스파우트를 위한 개구를 밀봉하는 것도 가능하다. 또한 스파우트 이외의 위치에 있는 포장 내의 개구를 밀봉하는 것도 가능하다. 밀봉 수단은 각 경우에 상 응하도록 형성된다.

우수한 살균 효과를 위하여, 충전물이 일정 시간 동안 포장 밀봉과 접촉한 상태로 유지되는 것이 바람직하다. 그러므로, 컨베이어 표면과 같은 수단이 제공되어, 예를 들면 이송되는 것에 의하여 포장이 회전된 상태를 유지하는 것이 바람직하다.

충전물과 포장 밀봉의 효과적인 접촉을 이루기 위하여, 30°, 45°, 60°, 75°, 90°, 100°, 120°, 140°, 150°, 180°, 270° 또는 360° 이상의 회전이 바람직한데, 이는 그때 포장 밀봉 부근에 존재하는 공기 또는 다른 가스가 치환될 수 있기 때문이다.

또한, 상기 회전 수단이 고정 받침대를 포함하는 것이 바람직하다. 이는, 예를 들면, 호일 백의 경우에 있어서, 포장이 상기 고정 받침대 사이에서 일정 정도 돌출되도록 하여, 아래에 배열된 컨베이어 벨트에 의해 상기 포장이 포획되며, 이와 같은 방식으로 상기 포장이 고정 받침대로부터 제거될 수 있다.

상기 장치 및 방법의 구현예를 첨부된 도면을 이용하여 설명한다.

도시된 도면은:

도 1은 본 발명에 따른 충전 장치의 3차원 개략도이고;

도 2는 본 발명에 따른 충전 장치의 단면도이고;

도 3은 본 발명에 따른 충전 장치 내 호일 백의 개략도이다.

이하, 포장에 관한 설명을 위하여 수직-스탠딩(stand-up) 백과 같은 호일 백을 예를 들어 설명하기로 한다.

도 1은 호일 백 (2)을 회전하기 위한 회전 수단 (22)을 도시한다. 충전 시스템은 도시되어 있지 않으나, 예를 들면, 도 1의 장치의 경우에서 회전 수단 (22)의 좌측에 배열될 수 있으며, 그로부터 회전 수단 (22)으로 호일 백 (2)이 이동된다.

상단부 위에, 각각의 호일 백 (2)은 스파우트 (3)를 구비하고 있으며, 상기 스파우트 (3)는 밀봉 캡 (4)으로 밀봉된다(도 3 참조). 상기 호일 백 (2)이 충전물로 충전된 후, 상기 호일 백 (2)을 밀봉하기 위하여 상기 밀봉 캡 (4)이 놓여 진다. 이러한 과정에서, 호일 백 (2)들이 동시에 회전 수단 (22)위에 위치되거나, 또는 연속하여 상기 회전 수단 위에 올려진다.

상기 호일 백 (2)이 충전된 후, 밀봉 캡 (4)에 의해 스파우트 (3)가 호일 백 (2) 내부로 밀봉될 수 있는데, 상기 밀봉 캡 (4)은 미리 놓여 있었거나 또는 이후에 놓일 수 있다. 스파우트 (3) 내부가 밀봉된 결과로서, 스파우트 (3)를 위해 형성된 상기 호일 백 (2) 개구가 밀봉된다. 예를 들어, 상기 호일 백 (2)의 상부 가장자리 전체가 개봉되어 있다면, 충전물은 이러한 개구를 통하여 호일 백 (2) 내부로 도입될 수 있다. 따라서, 스파우트 (3)가 적절한 위치에 놓여 지고(도 3 참조) 호일 백 (2)의 상단이 서로 접합되고, 이어서 스파우트 (3)가 밀봉된다.

또 다른 방법은 스파우트 (3) 및 밀봉 캡 (4)과 무관하게 호일 백 (2)을 충전하는 것을 포함한다. 상기 목적을 위하여, 개구가 상부 가장자리 또는 심지어 다른 곳에 위치하여, 충전 단계 후에 접합에 의하여 상기 개구가 밀봉된다. 이는 내부-밀봉된 스파우트 (3)가 존재하는 경우 및 부존재하는 경우 모두에 있어 이루어질 수 있다.

각각의 밀봉 방법은 호일 백이 회전 수단 위에 배치되기 전에 이루어지거나, 또는 호일 백이 이미 상기 회전 수단 위에 배치되고 나서 이루어질 수 있다. 이에 상응하도록, 상기 밀봉 수단이 상기 회전 수단 근처에 있거나, 또는 상기 회전 수단이 상기 밀봉 수단의 일 부분을 형성한다.

상기 회전 수단 (22)은 바닥 부분 (10)을 구비하는데, 그 위에 상기 호일 백 (2)이 세워진다. 또한 상기 회전 수단 (22)은 지지 부분 (11)을 구비하는데, 이는 상기 호일 백 (2)을 지지한다. 고정 받침대 (12)가 상기 지지 부분 (11)의 맞은 편에 구비된다.

상기 회전 수단 (22)은 도 1에서 우측으로 하향 회전될 수 있다. 최종 위치는 도 1에서 파선으로 도시된다. 이러한 회전된 상태로 있게 되는 경우, 상기 호일 백 (2)은 컨베이어 벨트 (21)에 걸쳐 위치된다. 상기 호일 백 (2)는 상기 컨베이어 벨트 (21) 위에서 멀리 이송된다. 회전 결과로서, 뜨거운 충전물은 밀봉 캡 (4)의 내부와 접촉하는데, 이때 상기 밀봉 캡 (4)는 상기 호일 백 (21)의 하단부에 위치하게 된다. 컨베이어 벨트 (21) 위에서의 이송 결과로서, 상기 백은 일정 기간 동안 이러한 상태를 유지하여, 상기 뜨거운 충전물은 충분한 시간 동안 온도의 영향에 의하여 밀봉 캡 (4)에 대해 살균 효과를 발휘한다.

도 2는 회전 수단 (22)이 회전축 (13) 주위로 회전하는 방법을 도시한다. 또한 고정되지는 않았으나, 대신 연결된 프레임(articulated frame)이나 유사 수단을 구비한 축 주위로 회전하는 것도 가능하다.

도 2에서 호일 백 (2')이 회전된 상태로 위치 (8)에서 컨베이어 벨트 (21)와 접촉하는 방법이 도시된다(도 2에서 파선 표시 참조). 상기 위치 (8)에서 상기 호일 백 (2')는 고정 받침대 (12)의 돌출 가지(prong) 사이(도 3 참조)로부터 돌출된다. 이와 같은 접촉 결과로서, 상기 컨베이어 벨트 (21)은 고정 받침대 (12')로부터 상기 호일 백 (2')을 인출한다. 이와 같은 방식으로, 회전 수단 (22)로부터 상기 호일 백 (2')의 제거가 확보된다.

클램프 (14)를 구비한 이송 수단 (15)이 컨베이어 벨트 (21)의 하단에 도시된다. 상기 이송 수단 (15)는 호일 백 (2)을 급랭조(quenching bath) (20)로 이송하기 위해 사용될 수 있다. 물과 같은 냉각 액체 (19)가 급랭조 (20) 내에 존재한다. 상기 호일 백 (2)이 그 내부로 삽입되는 용기 (16)를 구비한 컨베이어 (17)는 냉각용 액체 (19) 중에서 순환한다. 상기 급랭조 (20)를 통하여 이송된 결과로서, 상기 호일 백 (2) 및 또한 내부에 담긴 음료는 상기 호일 백(2)이 포장될 수 있을 정도로 냉각된다.

도 3은 그 상단에 밀봉된 스파우트 (3)을 구비한 호일 백 (2)을 도시한다. 상기 스파우트 (3)은 밀봉 캡 (4)으로 폐쇄된다. 상기 호일 백 (2)은 접합 심(weld seams)이 있는 측면 가장자리(side edges) (5, 6)를 구비한다. 이것이 측면 호일이(측면 호일 (7)은 도시되어 있다) 서로 접합되는 위치이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 호일 백 (2)은 구역 (8)에서 하단부에 위치한 바닥 부분 (10)으로부터 돌출된다.

본 발명에 따른 방법에 있어서, 호일 백 (2)이 충전되고, 이어서 스파우트 (3)를 밀봉하거나 또는 별개의 충전 개구를 서로 접합함으로써, 상기 호일 백(20) 이 밀봉 캡 (4)으로 폐쇄된다. 상기 호일 백 (2)은 이어서 회전 수단 (22)로 이송된다. 여기서 상기 호일 백 (2)은 바닥 부분 (10) 위에 세워져 있고, 지지 부분 (11)에 의해 지지된다. 고정 받침대 (12)가 상기 회전 수단 (22)의 전면에 제공되어, 여기서 상기 호일 백(2)이 위치 (8)에서 고정 받침대 (12) 사이로부터 돌출된다. 상기 회전 수단 (22)을, 예를 들면, 100° 내지 150°회전함으로써, 상기 밀봉 캡 (4)이 상기 호일 백 하단으로 이동된다. 상기 밀봉 캡 (4)의 내부 면은 이에 따라 상기 호일 백 (2) 내에서 뜨거운 충전물과 접촉하게 된다. 이러한 방식으로, 상기 충전물은 여전히 충분하게 뜨겁기 때문에, 밀봉 캡 (4) 내부면 위의 임의의 세균이라도 적어도 일부는 감소하게 된다.

밀봉 캡 (4)이 여전히 뜨거운 충전물과 접촉할 수만 있다면, 회전이 이루어지는 각도는 크거나 작을 수도 있다. 상기 호일 백의 적절한 충전에 대해서, 적어도 30°, 45°, 60°, 75°또는 90°의 각도가 적당하다. 심지어 180°, 270° 또는 360°까지의 큰 회전 각도는 상기 밀봉 캡 (4)의 내부면 상의 세균도 살균되도록 한다. 상기 회전각의 상한은 45°, 60°, 75°, 90°, 100°, 120°, 140°, 160°, 180°, 270° 또는 360°일 수 있다.

상기 회전 결과로서, 스파우트 (3) 내부면 상에 살균 효과가 발휘된다.

컨베이어 벨트 (21)은 위치 (8)에서 접촉함으로써 고정 받침대 (12)로부터 호일 백 (2)을 인출한다. 상기 컨베이어 (21)은 상기 회전된 상태로 상기 호일 백 (2)을 아래 방향으로 이송한다. 살균 효과는 이 기간 동안 계속된다. 이어서 호일 백 (2)은 이송 수단 (15)의 클램프 (14)에 의해 급랭조 (20)로 이동된다. 컨베이어 (17) 주위를 순환하는 용기 (16)가 급랭조 (20) 안에 제공되어, 상기 호일 백 (2)이 냉각 액체 중에서 냉각된다.

모든 장치는 순환하여 작동하는데, 예를 들면, 상기 회전 수단 (22)은 상부 위치로부터 회전 위치로 이동하고 다시 원래의 위치로 돌아와 하나의 순환을 이루게 된다. 상기 컨베이어 (21), 이송 수단 (15) 및 바람직하게는 급랭조 (20)의 컨베이어 (17) 역시 서로 상응하도록 순환하여 작동한다.

상기 장치는 여러 개의 호일 백 (2)이 서로서로 이웃하여 동시에 처리될 수 있는 복수의 트랙을 구비한다.이는 높은 처리량이 달성될 수 있게 한다.

본 발명의 충전 장치를 이용하면, 회전 수단에 의해 포장 밀봉이 뜨거운 충전물과 접촉하여 살균됨으로써, 충전물을 장기간 보관할 수 있다.

Claims (21)

1. 포장 (2)을 뜨거운 충전물로 충전하기 위한 충전 수단,

   상기 포장 (2)을 밀봉하기 위한 밀봉 수단으로서, 상기 포장 (2)이 상기 포장 (2)을 개봉하기 위한 포장 밀봉 (3,4)을 구비한 밀봉 수단, 및

   상기 포장 밀봉 (3,4)이 상기 뜨거운 충전물과 접촉하도록 상기 포장 (2)을 회전하기 위한 회전 수단 (22)을 구비한 충전 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 밀봉 수단이 밀봉하기 위하여 상기 포장 (2) 위에 밀봉 캡 (4)을 놓을 수 있는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
3. 제 1항 또는 제2항에 있어서, 상기 밀봉 수단이, 예를 들면, 상기 포장 (2)의 호일 물질(foil material)을 서로 접합함으로써 상기 포장 밀봉 (3, 4)에 이웃하여 위치한 개구를 밀봉하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉 수단이 상기 포장 밀봉 (3, 4) 또는 그 일부 (3)를, 예를 들면, 접합함으로써 상기 포장 (2)의 개구 내부로 삽입하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포장 (2)을 충전하기 위한 상기 충전 수단이 상기 포장 밀봉의 일부 (3)에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포장 (2)을 충전하기 위한 상기 충전 수단이 상기 포장 밀봉 (3,4)에 이웃하여 위치하거나 또는 상기 포장 밀봉 (3,4)을 위해 제공된 위치에 있는 개구에 의하여 형성된 것을 특징으로 하는 충전 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 컨베이어 표면 (21)과 같은 수단 (21)이 제공되어 이에 의하여, 예를 들면, 이송되는 것에 의하여 상기 포장 (2)이 회전된 상태를 유지할 수 있는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 수단 (21)이 컨베이어 벨트를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전 수단 (22)이 상기 포장 (2)을 적어도 30°, 45°, 60°, 75°, 90°, 100°, 120°, 140°, 150°, 180°, 270°, 또는 360°회전할 수 있는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전 수단 (22)이 고정 받 침대 (12; fixing bracket)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 고정 받침대 (12)가 회전된 상태에서 상기 포장 (2) 아래에 있는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
12. 뜨거운 충전물이 포장 (2) 내부로 충전되고, 포장 밀봉 (3,4)을 구비한 상기 포장 (2)이 폐쇄되고, 및 상기 포장 (2)이 회전하여 상기 포장 밀봉 (3,4)이 뜨거운 충전물과 접촉하도록 하는 충전 방법.
13. 제12항에 있어서, 밀봉하기 위하여 밀봉 캡 (4)이 상기 포장 (2)위에 배치된 것을 특징으로 하는 충전 방법.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 포장을 밀봉하기 위하여 상기 포장 밀봉 (3, 4)에 이웃하여 위치된 개구가 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 충전 방법.
15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포장을 밀봉하기 위하여 상기 포장 밀봉 (3, 4) 또는 그 일부 (3)가 상기 포장 개구 내부로, 예를 들면, 접합에 의하여, 삽입된 것을 특징으로 하는 충전 방법.
16. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충전물이 상기 포장 밀봉 의 일부 (3)를 통과하여 포장 내부로 충전되는 것을 특징으로 하는 충전 방법.
17. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충전물이 상기 포장 밀봉 (3, 4)에 이웃하게 위치하거나 또는 상기 포장 밀봉 (3,4)을 위해 제공된 위치에 있는 개구 (3)를 통과하여 포장 내부로 충전되는 것을 특징으로 하는 충전 방법.
18. 제12항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 회전된 후, 상기 포장 (2)이 소정 시간 동안 상기 배향을 유지하며, 예를 들면, 그와 동시에 이송되는 것을 특징으로 하는 충전 방법.
19. 제12항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포장 (2)이 적어도 30°, 45°, 60°, 75°, 90°, 100°, 120°, 140°, 150°, 180°, 270°, 또는 360°회전되는 것을 특징으로 하는 충전 방법.
20. 제12항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포장 (2)이 고정 받침대 (12)에 지지되는 방식으로 회전되는 것을 특징으로 하는 충전 방법.
21. 제20항에 있어서, 상기 회전 단계 이후에, 상기 포장 (2)의 일부가 상기 고정 받침대 (12) 아래로 위치되어, 상기 부분이 이송시키는 컨베이어 벨트 (21)와 접촉하는 것을 특징으로 하는 충전 방법.

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