WO2004052771A1 - フィラタンク用攪拌部材、フィラタンク及び フィラタンク内の液体の攪拌方法 - Google Patents

Abstract

　液体を容器内に充填するフィラの、旋回可能なフィラタンク１内の液体を攪拌する攪拌部材である。攪拌部材８は、前記攪拌部材全体がフィラタンク内の液体の液面９よりも低い位置に位置し、かつ、前記攪拌部材が前記フィラタンクの内面に取り付けられることを特徴とする。本発明によれば攪拌部材常時液面より低い位置にあることから効率よくフィラタンク内の液体を攪拌することができるとともに高温でパルプを含む液体を充填する際のパルプの焼きつき等を防ぐことができる。

Description

明 細 書

フイラタンク用攪拌部材、 フイラタンク

及び フイラタンク内の液体の攪拌方法

技術分野

本発明は固形成分を含む飲料のような液体を容器に充填するフィラのフィラタ ンク用攪拌部材、 フイラタンク及び液体の攪拌方法に関し、 より詳しくは、 内部 に収容された固形成分入りの飲料のような液体を攪拌して固形成分の混じった液 体を均一に充填するのに適したフィラタンク用攪拌部材、 そのような攪拌部材を 備えるフィラタンク、 フィラ及び液体の攪拌方法に関する。

背景技術

従来、 かんきつ類のさのう、 パルプ等の固形成分を含有する飲料を充填する際 に固形成分含有率を一定に保って充填するために種々の方法が開発されてきた。 最も確実な方法としては固形成分と液体を別々に秤量して添加することで均广に 充填する方法であるが、 この方法では装置が大きくなり、 コストも高くなる。 ま た、 既存設備に追加することが困難であるなどの問題があった。 それ以外の方法 としては、 攪拌板を入れることによりフィラタンク内に液体に乱流を起こさせ、 攪拌する方法も開発されている （実公昭 5 9— 2 3 7 5 5 )。 この場合、 フイラ タンクに開口部を設ける必要があり、 埃や雑菌の汚染が問題となる。 そこで、 コ ストがかからず、 かつ、 容易にフイラ内の内容物を均一に攪拌する方法の開発が 求められていた。

フィラがフィラタンクを回転させた状態で液体を容器内に充填している時には フイラタンクの回転運動と内容物の流入、 流出により流れができ、 十分攪拌され るため、 内容物は均一に充填される。 しかしながら、 充填作業が停止した場合に は固形成分と液体が分離し、 不均一となる。 そのため充填ライン停止後、 充填再 開後一定時間内は充填が不均一になるという問題がある。 この問題を解決するた めに、 再開後フイラタンク内に液体を再度充填しない状態で回転させることによ り内容物を攪拌することもできる。 しかし、 この回転を長時間行うことによりホ ット充填の場合にはフイラタンクの温度低下を来たし、 無菌エアの流れがある場 合等にはさらに温度低下が著しく、 フイラ昇温ブロー （フイラタンク内に加熱液 体を入れてノズルから排出させることによりフイラタンク及びノズルを昇温させ ること） が必要となり、 充填すべき飲料等の液体ロス （上記昇温させるために用 いた液体を破棄することによるロス） が生ずる。 そのため、 より短時間でフイラ タンク内の液体を均一にする方法が求められていた。

発明の概要

本発明はかかる問題に鑑みなされたものであって、 その目的は、 固形成分を含 む飲料のような液体を均一に充填できるように、 フイラタンク内の液体を攪拌可 能な攪拌部材を提供することである。

本発明の他の目的は、 上記のような攪拌部材を備え、 液体を攪拌可能なフイラ タンクを提供することである。

本発明の別の目的は、 フィラタンク中の液体の攪拌方法を提供することである。 本発明の更に別の目的は、 上記のようなフィラタンクを備えたフィラ並びに液 体充填方法を提供することである。

本発明によれば、 液体を容器内に充填するフイラの、 旋回可能なフイラタンク 内の液体を攪拌する攪拌部材であって、 前記攪拌部材全体がフイラタンク内の液 体の液面よりも低い位置に位置し、 かつ、 前記攪拌部材が前記フイラタンクの内 部に取り付けられることを特徴とするフイラタンク用攪拌部材が提供される。

この発明によれば攪拌部材及び存在する場合にその取り付け部材がフィラタン ク内の液体の常時液面より低い位置にあることから効率よくフィラタンク内の液 体を均一に攪拌することができるとともに高温でパルプを含む液体を充填する際 のパルプの焼きつき等を防ぐことができる。 また、 フイラタンク内部に取り付け られることからフイラタンクに取り付け用の開口部を設ける必要がなく、 密閉し た状態でフイラタンクに取り付けることもでき、 衛生面でも優れている。 取り付 け方法は溶接等の固着でもよく着脱可能に固定する方法でもよい。 また、 角度を 可変にすることもできる。 攪拌部材の形状は、 例えば、 直方体、 三角柱、 四角柱 等の多角柱、 流線型等が挙げられるが、 内部に穴の開いたパイプ状のものや円柱、 楕円柱、 あるいは複数の形状の組み合わせであっても良い。 要は攪拌部材全体が 液面よりも下方にあり、 液面から空気中に出ていなければ良い。 液面とは通常の 充填時の液面の高さを言い、 異常時や充填終了時の高さを意味するものではない _c 上記フィラタンク用攪拌部材において、 前記攪拌部材が前記フィラタンクの底 面との間で液体が通過可能になるように開口部を有するかまたは取り付けられて いるのが望ましい。 このようにすることにより、 攪拌部材がフイラタンクの底面 との間に通過可能な間隙を有することから攪拌部材に適当な角度をつけることに より上層から下層または下層から上層への流れを作ることができ、 これにより攪 拌効率を上げることができる。

..また、 上記フイラタンク用攪拌部材において、 液体が上方から下方又は下方か ら上方へ流れるように構成されていてもよい。 このようにすることによって、 液 体を上部から下部へ又は下部から上部へ移動させることができ、 これにより、 浮 上しやすい固形成分を上部から下部へ押し下げ、 また、 沈降し易い固形成分を下 部から上部へ押し上げ液体を強制的に混合でき、 液体の流れにより固形成分の攪 拌効率を高めることができる。 また、 フイラの動作停止時に浮上しやすい固形成 分が浮上して液体から分離した場合に上方から下方への流れを生じさせることに より、 浮上しやすい固形成分の攪拌させることができる。 また、 沈殿し易い成分 を同様に攪拌することができる。

また、 発明によれば、 液体を容器内に充填するフイラの、 旋回可能なフィラタ ンクであって、 前記フィラタンクの内部には前記フィラタンク内の液体の液面よ りも低い位置に位置するように攪拌部材が取り付けられることを特徴とするフィ ラタンクが提供される。 この発明のフイラタンクによれば攪拌部材及び存在する 塲合にその取り付け部材が常時液面より低い位置にあることから効率よくフィラ タンク内の液体を均一に攪拌することができるとともに高温でパルプを含む液体 を充填する際のパルプの焼きつき等を防ぐことができる。

上記フィラタンクであって、 前記攪拌部材が前記フィラタンクの底面から隔て られ、 前記底面との間で液体が通過可能になっていてもよく、 また、 前記攪拌部 材が液体を上方から下方又は下方から上方へ流すように構成されていてもよい。 このようにする事により、 攪拌部材がフイラタンクの底面との間に通過可能な間 隙を有することから攪拌部材に適当な角度をつけることにより上層から下層また は下層から上層への流れを作ることができ、 これにより攪拌効率を上げることが できる。 更に、 本発明によれば、 液体を容器内に充填するフイラが備えるフイラタンク 内の液体の攪拌方法であつて、 フイラタンクに対する液体の相対移動により上方 から下方又は下方から上方への液体の流れを生じさせることを特徴とする攪拌方 法が提供される。 この発明によればフィラタンクが旋回中に常時上方から下方又 は下方から上方への液体の流れを生じさせることにより、 より確実にフイラタン ク内の固形成分を含む液体を攪拌することができる。

更にまた、 本発明によれば、 液体を容器内に充填するフイラが備えるフイラ夕 ンク内の液体の攪拌方法であって、 フィラタンク内への前記液体またはガスの流 入により攪拌することを特徴とする液体の攪拌方法が提供される。 この発明では、 フイラタンク内へ液体またはガスを、 充填させる液体を攪拌する程度の圧をもつ て流入させる。

更にまた、 本発明によれば、 液体を容器内に充填するフイラが備えるフイラ夕 ンク内の液体の攪拌方法であって、 前記フィラタンク内への前記液体又はガスの 流入を、 フィラタンクの旋回方向と逆の方向に一定の角度を付けて行うことを特 徴とする液体の攪拌方法が提供される。 この発明によれば、 フイラが動作停止し、 フイラタンク内の液体が循環経路などにより循環している場合にも上方から下方 又は下方から上方への液体の流れを生じさせることにより効率よく攪拌すること ができ、 フイラの動作停止後、 充填再開時に迅速に充填を開始することができる 更に本発明によれば、 液体を容器内に充填するフィラが備えるフィラタンク内 の液体の攪拌方法であって、 前記フイラタンク内への前記液体又はガスの流入を、 フィラタンクの旋回方向と同じ方向に一定の角度を付けて行うことを特徴とする 液体の攪拌方法が提供される。 この発明によればフィラタンクへの給液又はガス 流入の際にフィラタンクの回転方向とは同一方向に流入させることによりフィラ タンク内の攪拌効率を高めることができる。

更に、 本発明によれば、 旋回可能なフイラタンクを有し、 前記フイラタンク内 の液体を容器内に充填するフイラであって、 前記フィラタンクの内部には前記フ ィラタンク内の液体の液面よりも低い位置に位置するように攪拌部材が取り付け られることを特徴とするフィラが提供される。 本発明によればフィラタンク内の 液体の攪拌効率を高め、 より均一な充填が可能となる。 更に、 本発明によれば、 旋回可能なフイラタンクを有し、 前記フイラタンク内 の液体を容器内に充填するフィラであって、 フィラタンク内への前記液体又はガ スの流入によりフィラタンク内の液体を攪拌することを特徴とするフィラが提供 される。 本発明によればフイラタンク内の液体の攪拌効率を高め、 より均一な充 填が可能となる。

更に、 本発明によれば、 前記フイラを用いる液体充填方法、 並びに、 液体が固 形成分を含む飲料である場合の液体充填方法が提供される。 この後者の発明によ れば、 固形成分を含む飲料をより均一に充填できる。

図面の簡単な説明

図 1は、 本発明の一実施例のフイラタンクの概略平面図である。

図 2は、 図 1のフィラタンクの矢印 X— X方向に見た断面図である。

図 3は、 図 1のフイラタンクの横断面図である。

図 4 [A] は本発明の他の実施例のフイラタンクの横断面図で、 図 4 [ B ] は その概略平面図である。

図 5は、 本発明の他の実施例の概略平面図である。

図 6は、 フイラタンクの他の例の平面図である。

図 7は、 フイラ内流入口、 戻り口を示す図 6の部分拡大図である。

発明を実施するための最良の形態

以下図面を参照して本発明の実施例の 1例について説明する。

図 1においてフイラのフイラタンクの平面図が、 図 2においてそのフイラタン クの横断面図が概略的に示されている。 フイラタンク 1は、 この実施例ではドー ナツ型を有していて、 旋回軸線〇—0を中心とする円状の内側壁 2及び外側壁 3 と、 それら内側壁及び外側壁が固定された円板状の底板 4とを有している。 内側 壁 2、 外側壁 3及び底板 4によって画定されるチヤンバ 5の上部はカバー 6によ り密閉されている。 フイラタンク 1は、 全体がポールベアリング 7の上に乗って いて、 旋回軸線の回りで旋回可能になっている。 フイラタンク 1のチャンバ 5内 には、 本実施例においては旋回軸線を中心とする半径方向に伸びる複数 （この実 施例では 4個） の攪拌部材としての攪拌板 8が円周方向に等間隔に隔てて配置さ れている。 攪拌板 8は、 上緣がチャンバ 5内に収容される液体の液面 9より僅か に下になるようにして、 半径方向内側の端縁が内側壁 2の外周面 （チャンバ内 で） にかつ半径方向外側の端縁が外側壁 3の内周面 （チャンバ内で） に、 例えば 溶接のような公知の方法で、 固定されている。 また攪拌板 8は、 フイラタンクの 回転方向に見て前方の縁が上側になるようにして、 液面に関して傾斜して固定さ れている。 これにより、 浮上しやすい固形成分を上層から下層へ押し下げ均一な 状態を維持することができ、 また、 フイラタンクの回転方向に見て前方の縁が下 側になるようにして、 液面に関して傾斜して固定されているとすれば、 沈殿しや すい固形成分を下層から上層へ押し上げ均一な状態を維持することができる。 攪拌板 8の大きさは、 フイラタンクの大きさ、 底板からの液面の高さ、 フイラ タンクの旋回速度等を考慮して決められる。 例えば、 攪拌板 8は液面 9から l c m以上、 望ましくは 2 c m以上下の部分からフイラタンクの底面すなわち底板 4 の上面から l c m以上、 望ましくは 2 c m以上上方に設置する。 そして、 設置角 度は好ましくは水平面に対して 1 0度ないし 9 0度、 より好ましくは 2 0度ない し 4 0度とする。 攪拌板の幅は液面の深さにもよるが、 液の深さが 1 0とすれば 例えば 7、 好ましくは 3ないし 8の割合の幅寸法を有することになる。 攪拌板の 材質としては液体の流れにより変形もしくは破損しない程度の剛性を有し人^:に 有害でなく、 液体の品質にも影響を与えない材質であれば特に限定されないが、 さのう、 パルプ等の固形成分が付着しにくい構造のものが望ましい。 例えばサニ タリ仕様のステンレス板やテフロン製の板等が用いられるがこれらに限られない。 攪拌板の厚さは好ましくは 2 mmないし 5 mmのものが用いられるが、 より厚い ものでもよい。

角度は固定してもよく可動式にして充填物の性質に応じて角度を変化させても 良い。 可動式の場合はフイラの外壁に角度調節用のつまみ等を付ければ良い。 固 定する場合は溶接により固定するかねじ等によりフィラ外壁に固定しても良い。 本発明にかかる攪拌板を用いることにより極めて効率よくフィラ内部の液を攪拌 することができ、 製造ライン停止後の再開の際の固形成分含有率の不均一を解消 することができる。

攪拌部材すなわち攪拌板 8の形状は、 例えば、 直方体、 三角柱、 四角柱等の多 角柱、 流線型等が挙げられるが、 内部に穴の開いたパイプ状のものや円柱、 楕円 柱、 あるいは複数の形状の組み合わせであっても良い。 要は攪拌部材全体が液面 よりも下方にあり、 液面から空気中に出ていなければ良い。 液面は通常の充填時 の標準的な液面の高さを言い、 異常時や充填終了時の高さを意味するものではな レ^ また、 攪拌板の取り付け方法は溶接等の固着でもよく着脱可能に固定する方 法でもよい。 また、 角度を可変にすることもできる。

従来のフイラにおいて、 フイラタンクの旋回が停止し、 固形成分が分離した場 合、 フィラタンクを旋回させることでフイラタンク内部の液体を攪拌することが 可能である。 しかしこの方法では内部が均一に攪拌されるまでに数十秒以上時間 がかかる場合がある。 また、 時間がかかることでフイラがより冷却され昇温プロ —が必要となり、 ブローによるロスが生じる。 これに対し、 本発明にかかる攪拌 板を用いた場合にはこれまで 1 0秒以上かかっていたものが 5秒間で均一に攪拌 される。 フィラの回転時間が短縮されることによりフイラの温度低下が少なくな りブローロスも減少できる。

図 4 [A] において本発明のフイラタンクの他の実施例が断面で、 かつ [ B ] において平面で示されている。 この実施例ではフイラタンク 1 aの内側壁 2、 外 側壁 3、 底板 4、 カバー 6、 軸受け 7の構造自体は図 1及び図 3のものと同じあ るが、 攪拌板の形状が異なる。 この実施例の攪拌板 1 0は、 複数個 （本実施例で は 4個） 円周方向に等間隔に隔ててチャンバ 5内に配置され、 内側壁の外周面に 垂直方向に伸長させて固定されている。 この場合には乱流により攪拌効果が得ら れる。

図 5において本発明のフィラタンクの別の実施例が 1 bで示されている。 この 実施例においても、 フイラタンク 1 bの内側壁 2、 外側壁 3、 底板 4、 カバー 6 、 軸受け 7の構造自体は図 1及び図 3のものと同じある。 前記二つの実施例との相 違点は、 液体をフイラタンクのチャンバ 5内に供給する送液管 1 5のノズル 1 6 をフイラタンクのチャンバ内に突出させて設け、 そのノズルの送液口をフィラタ ンク 1 bの回転方向と逆方向に向けている。 このようにすることによって、 ノズ ルから噴出された液体によりチヤンバ内の液体を攪拌することができる。 ノズル からの液体の噴出方向は、 回転方向と平行 （接線方向） でもよいが、 或いは接線 方向に対して一 9 0度から 9 0度程度の角度で適宜選択して噴出させることがで き、 特に一 8 0度から 8 0度程度が好ましい。 また、 噴出角度は鉛直方向に上下 させることができ、 これにより下側へ噴出することは浮上しやすい成分を上層か ら下層へ押し下げ、 また、 上方へ噴出するときは沈降しやすい成分を下層から上 層へ押し上げることができる。

図 6及び図 7において更に別の実施例のフイラタンク 1 cが示されている。 こ の実施例では、 送液管 1 5は、 そこからの液体の吹き出し方向が半径方向と接線 方向の間の方向になるように位置決めされている。

本発明の攪拌材は、 フイラを含む全経路を常時もしくはフイラ停止時に循環す る経路を有する飲料充填ラインの場合には特に効果を発揮できる。 すなわち、 フ イラの旋回、 充填が停止した場合にはフイラ内の液体の流動が停止し、 固形成分 と液体成分の分離が起こる。 しかし、 フイラ停止時に液体が循環するシステムで あればフィラ内を液体が流動しつづけ、 攪拌材の効果により固形成分と液体成分 の混合が促進され、 フィラ停止時においてもフィラ内の固体成分含有液体を均一 に混合した状態に保つことができる。 また、 常時循環するシステムにおいてもよ り均一な状態が確保されることからより均一充填の精度を高めることができる。 〔攪拌実験実施例〕

攪拌板の効果を調べる目的でフイラタンクに攪拌板を設けた場合と設けない場 合の比較実験を行った。 実験用フイラタンクのスケールは全て実際のフィラタン クと同一とし、 回転速度も実際の運転時の回転速度と揃えた。

実験条件は以下の通りである。

フィラタンク外周：直径 lm

フィラタンクの高さ ： 35cm

フィラタンクの幅： 20cm

飲料の深さ ： 10cm

飲料の種類： さのう入りグレープフルーツ飲料

回転数：毎分 4.4周

この条件でさのう入りグレープフルーツ飲料をフイラタンクに注入後 3分静置 して固形成分と液体成分を分離させた。 次にフイラタンクを回転させ、 攪拌板の 有無の場合にさのうと液体が均一になるまでの時間を測定した。 その結果、 攪拌 板が無い場合には、 分離した固形物が均一になるまでに約 10秒間かかつたが、 攪拌板を設けた場合には約 5秒間で均一に攪拌された。 均一か否かは目視によ り判断した。 かかる実験により、 フイラの回転時間が短縮されることが示された。 このため、 フイラの温度低下が少なくなり、 プロ一ロスも減少できる。

発明の効果

本発明によれば既存設備に簡単な工事を施すことにより、 フィラタンク内の液 体に対して非常に優れた攪拌効果が得られる。 したがって、 このような攪拌効果 により固形成分を含む液体でも均質に容器内に充填できる。 更に、 一時的充填動 作の停止後の再起動時にも迅速に液体を攪拌できる。

Claims

請求の範囲

1 . 液体を容器内に充填するフイラの、 旋回可能なフイラタンク内の液体を攪 拌する攪拌部材であって、

前記攪拌部材全体がフイラタンク内の液体の液面よりも低い位置に位置し、 か つ、 前記攪拌部材が前記フイラタンクの内部に取り付けられることを特徴とする フイラタンク用攪拌部材。 ，

2 . 請求の範囲 1に記載のフイラタンク用攪拌部材であって、 前記攪拌部材が 前記フイラタンクの底面との間で液体が通過可能となるように開口部を有するか 又は取り付けられているフィラタンク用攪拌部材。

3 . 請求の範囲 1又は 2に記載のフイラタンク用攪拌部材であって、 液体が上 方から下方又は下方から上方へ流れるように構成されているフィラタンク用攪拌 部材。

4 . 液体を容器内に充填するフイラの、 旋回可能なフイラタンクであって、 前記フィラタンクの内部には前記フィラタンク内の液体の液面よりも低い位置 に位置するように攪拌部材が取り付けられることを特徴とするフイラタンク。

5 . 請求の範囲 4に記載のフィラタンクであって、

前記攪拌部材が前記フイラタンクの底面との間で液体が通過可能となるように 開口部を有するか又は取り付けられているフイラタンク。

6 . 請求の範囲 1又は 2に記載のフイラタンクであって、

前記攪拌部材が液体を上方から下方又は下方から上方へ流すように構^ ¾されて いるフィラタンク。

7 . 液体を容器内に充填するフィラが備えるフィラタンク内の液体の攪拌方法 であって、

フイラタンクに対する液体の相対移動により上方から下方又は下方から上方へ の液体の流れを生じさせることを特徴とする攪拌方法。

8 . 液体を容器内に充填するフイラが備えるフィラタンク内の液体の攪拌方法 であって、

フィラタンク内への前記液体またはガスの流入により攪拌することを特徴とす る液体の攪拌方法。

9 . 液体を容器内に充填するフイラが備えるフィラタンク内の液体の攪拌方法 であって、

前記フイラタンク内への前記液体又はガスの流入を、 フィラタンクの旋回方向 と逆の方向に一定の角度を付けて行うことを特徴とする液体の攪拌方法。

1 0 . 液体を容器内に充填するフイラが備えるフイラタンク内の液体の攪拌方 法であって、

前記フイラタンク内への前記液体又はガスの流入を、 フィラタンクの旋回方向 と同じ方向に一定の角度を付けて行うことを特徴とする液体の攪拌方法。

1 1 . 旋回可能なフイラタンクを有し、 前記フイラタンク内の液体を容器内に 充填するフイラであって、

前記フィラタンクの内部には前記フィラタンク内の液体の液面よりも低い位置 に位置するように攪拌部材が取り付けられることを特徴とするフイラ。

1 2 . 旋回可能なフイラタンクを有し、 前記フイラタンク内の液体を容器内に 充填するフィラであって、

フィラタンク内への前記液体又はガスの流入によりフィラタンク内の液体を攪 拌することを特徴とするフィラ。

1 3 . 請求の範囲 1 1又は 1 2に記載のフイラを用いることを特徴とする液体 充填方法。

1 4 . 液体が固形成分を含む飲料である請求の範囲 1 3に記載の液体充填方法 _c