JP3532635B2 - 炭酸飲料充填打栓装置 - Google Patents
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Description
係り、特に壜内空気を真空吸引して炭酸ガスで置換し、
加圧状態で所定量の炭酸飲料を充填した後、王冠を打栓
する炭酸飲料充填打栓装置に関する。
吸引し、炭酸ガスで置換した後、加圧状態で所定量のビ
ールを充填する。その後、壜口に王冠を打栓するため
に、壜は壜詰め機の充填バルブから離れるが、その瞬間
に液体表面と壜口部との間に形成されるヘッドスペース
に外気が流入する。
ビール品質の低下をまねくので、ヘッドスペースに空気
が残留しないようにするために、壜内に高圧の清澄水を
注入して内部のビールを発泡させ、その泡がヘッドスペ
ースを上昇することで空気をヘッドペースから除去した
後に打栓機により打栓することが行われている(例え
ば、特開昭第48−15688号公報参照)。
他の方法として、ビールの充填後にヘッドスペースに吹
出ノズルより炭酸ガスを吹きつけるとともに同様に王冠
の内側に吹出ノズルより炭酸ガスを吹きつけた後に打栓
することが行われている(例えば、特開昭第61−11
5879号公報参照)。
た壜内に高圧の清澄水を注入する方法では、高圧の清澄
水の注入によりビールを発泡させるために、ビールが壜
外部にふきこぼれるという問題があった。そして、この
ビールのふきこぼれにより、壜詰め機及びその周囲に微
生物汚染の危険性が増大するとともに、ふきこぼれ量が
一定でないために入味量がばらつくという問題点があ
る。また、たとえ、わずかな量であってもビールのふき
こぼれ分だけ損失となり、量産に伴う累積の損失量は無
視することができないという問題点がある。
内側に炭酸ガスを吹きつけるという方法は、壜口及び王
冠が外気にさらされた開放雰囲気にあるため、ヘッドス
ペースの空気及び王冠の内側の空気を炭酸ガスで置換し
きれないという問題点がある。しかも、吹出ノズルから
吹き出される炭酸ガスに周囲の空気が同伴することも空
気と炭酸ガスを置換しきれない要因となっている。
体を充填し、ラベルを貼付け、壜口にスクリューキャッ
プを螺合する飲料充填装置が特開平第3−98894号
において提案されている。この飲料充填装置において
は、加圧された密閉空間内で液体弁を開くことにより液
体を充填するとともに容器内の空気を気体管から逃すこ
とにより容器内の空気を液体と置換しつつ充填した後に
スクリューキャップを装着するようにしている。本装置
は、予圧下で液体充填、ラベリング及びキャッピングを
行うことにより、変形して不安定なPET容器であって
もラベリングを可能とし、また、無菌状態での詰替えを
確保することを目的とするものである。
に適用した場合には、加圧下で容器内の空気を液体と置
換しつつ液体の充填を行っているため、液体の充填後に
液体表面と壜口部との間のヘッドスペースに空気が残留
してしまい、ビールが酸化され、ビール品質の低下をま
ねく恐れがあるという問題点がある。この場合、ヘッド
スペース内に残留する空気量は、加圧下にあるため、前
述した特開昭第48−15688号公報や特開昭第61
−115879号公報に記載の方法と比べて多く、この
点からもビールの充填への適用の障害となっていた。
で、炭酸飲料、例えば、ビールを発泡させて壜外部にふ
きこぼすことなく壜内のヘッドスペースの残留空気を最
小限にすることができる炭酸飲料充填打栓装置を提供す
ることを目的とする。
ため、本発明は、充填バルブに設けられるとともに真空
源及び炭酸ガス源に連通可能な置換室と、この置換室内
に王冠を供給する王冠供給部と、前記置換室内に供給さ
れた王冠を壜口に打栓する打栓部とを備え、前記置換室
に王冠を供給した状態で前記置換室および壜内を真空に
した後に炭酸ガスでパージし炭酸飲料を充填するととも
に、炭酸飲料充填後に炭酸ガス雰囲気中で王冠を打栓す
るようにしたことを特徴とするものである。
給部により置換室内に王冠を供給した後に置換室および
壜内を真空源に連通させて、壜内および王冠の内側の空
気を充分に排気する。その後、炭酸ガス源より置換室お
よび壜内に炭酸ガスを供給してパージし、壜内にビール
等の炭酸飲料を充填する。そして、炭酸飲料充填完了と
ともに炭酸ガス雰囲気中で王冠を打栓する。
バルブの下部と上下動可能な下部カバーとで開閉可能に
構成され、置換室が開放された状態のときに王冠供給部
より置換室内に王冠が供給されるようになっているた
め、王冠供給部を回転型の給冠ディスクで構成すること
ができる。
内にはマグネットを具備した王冠ホルダが配置され、こ
の王冠ホルダは王冠を壜口に係合可能な位置に前進させ
る王冠前進位置と壜口から離間した王冠待機位置とをと
るため、王冠を待機させた状態で壜内の真空排気及び炭
酸ガスパージを行った後にビール等の炭酸飲料を充填
し、その後、王冠を前進させ打栓することができる。
カバーには、壜肩シールパッキンを保持するとともに壜
の上下動に追従して上下動するシールケースが装着され
ているため、プリエバキュエーション工程、充填工程、
打栓工程等の各工程に応じて壜が上下動するが、壜肩シ
ールパッキンによって常に壜肩をシールすることができ
る。
一実施例を図1乃至図16を参照して説明する。実施例
においては、炭酸飲料の一種としてビールを例に挙げて
説明する。図1は本発明の炭酸飲料充填打栓装置の全体
構成を示す平面図である。図1において、符号1は円形
軌道上を搬送される壜5にビールを充填した後、王冠を
打栓する充填打栓部であり、充填打栓部1に隣接して充
填打栓部1に空の壜5を供給する壜供給スターホイル3
4が設置されている。
及び王冠打栓を完了した壜5を充填打栓部1から排出す
る壜排出スターホイル35が設置されている。そして、
壜供給スターホイル34と壜排出スターホイル35との
中間位置に、王冠23を充填打栓部1に供給するための
王冠供給部21が設置されている。
詳細を示す断面図である。充填打栓部1は、ロータリテ
ーブル2に所定間隔をおいて設置される壜5を載置して
昇降する複数のボトルリフタ3を備えている。ボトルリ
フタ3は壜5を載置した状態でリフタカム4によって昇
降されるようになっている。なお、符号32はリフタカ
ム4に接触するカムフォロアである。また、充填打栓部
1は、ボトルリフタ3の上方位置にボトルリフタ3に対
応して複数の充填バルブ6を備えている。
ある。充填バルブ6はビールタンク(図示せず)に連通
された給液通路7を有しており、この給液通路7内に、
下部に液シールパッキン8を具備したバルブステム9が
配設されている。またバルブステム9内にはセンサ36
が配設されており、このセンサ36はカム(図示せず)
に接触するカムフォロア37により上下動可能になって
いる。
ており、このガス通路10は、エバキュエーションバル
ブV1 を介して真空ポンプ(図示せず)に連通され、カ
ウンタプレッシャバルブV2 を介して炭酸ガス源(図示
せず)に連通され、スニフトバルブV3 を介して大気に
連通されている。
る置換室11を形成するようになっている。すなわち、
充填バルブ6の下部は、下方に開口しており、この開口
を閉塞するように下部カバー12が設けられており、充
填バルブ6の下部と下部カバー12とにより置換室11
を形成するように構成されている。下部カバー12はエ
アシリンダ13に接続されており、このエアシリンダ1
3の作動により下部カバー12はガイドロッド14に沿
って上下動し、置換室11を開閉するようになってい
る。そして、前記給液通路7が置換室11に開口する部
位には、壜口シールパッキン16が配設されている。な
お、符号39は密閉された置換室11を形成するための
シールパッキンである。
7が装着されており、シールケース17の下端には壜肩
ガイド18および壜肩シールパッキン19が保持されて
いる。シールケース17と下部カバー12との間には圧
縮コイルスプリング20が介装されており、圧縮コイル
スプリング20の付勢力によりシールケース17はガイ
ドロッド14に沿って上下動するように構成されてい
る。
うに回転軸22に固定されるとともに外周部に王冠23
を保持する凹部を有した給冠ディスク24と、給冠ディ
スク24に王冠23を供給する給冠シュート25とから
なっており、給冠ディスク24の一部は王冠23を保持
した状態で置換室11が開放されているときに置換室1
1内に挿入されるようになっている。
示されるように内部にマグネット26を具備した王冠ホ
ルダ27が配置されており、王冠ホルダ27は軸28を
介してカムフォロア29に接続されている。カムフォロ
ア29がカム30に接触している間は、王冠ホルダ27
は給冠ディスク24上の王冠23のやや上方にあり、マ
グネット26が王冠23を吸着できる王冠前進位置にあ
る。カムフォロア29がカム30から離間すると、王冠
ホルダ27は王冠23を保持した状態でガイドバー31
に案内されつつ置換室11内の王冠待機位置に移動する
ようになっている。
填打栓装置の動作を図4乃至図16を参照して説明す
る。なお、以下の工程A〜Mは、図1のA〜Mに対応し
た各位置で行われる。 (A)王冠供給工程 図4に示すように、エアシリンダ13の作動により下部
カバー12が下降し、置換室11が開放された状態にあ
る。またボトルリフタ3はリフタカム4(図2参照)に
よって下降した状態にあり、このとき壜5の供給はまだ
されていない。王冠ホルダ27は、カム30及びカムフ
ォロア29の作用により、王冠前進位置にある。給冠シ
ュート25(図2参照)から送られてきた王冠23は、
給冠ディスク24の回転軸22(図2参照)を中心とし
た円運動により王冠ホルダ27の下方に供給される。こ
のとき、王冠23は王冠ホルダ27のマグネット26に
吸着保持される。その後、給冠ディスク24が回転しな
がら逃げるとともに、王冠供給部21は次の王冠供給に
備える。
7は、カム機構(カム30及びカムフォロア29からな
る)により王冠待機位置に移動する。
バー12が上昇し、密閉された置換室11が形成され
る。このとき、図1に示す壜供給スターホイル34から
壜5がボトルリフタ3に供給される。
は、図7に示すように壜5とともに上昇し、壜口5aが
壜口シールパッキン16によってシールされ、壜肩5b
が壜肩シールパッキン19によってシールされる。この
状態で、エバキュエーションバルブV1 を開き、壜内
部、壜肩外部及び王冠23を含めた置換室11を真空ポ
ンプにより真空排気する。このプリエバキュエーション
工程により壜5の内部及び置換室11の内部の酸素が除
去される。これによりビール充填時のビールの劣化が防
止される。
じ、スニフトバルブV3 を閉じた状態で、カウンタプレ
ッシャバルブV2 を開く。これによって炭酸ガス源から
炭酸ガス(CO2 )が壜5の内部及び置換室11内に供
給され、壜内部及び置換室11の内部が陽圧にされる。
次に、ビール充填の準備として、センサ36がカム(図
示せず)及びカムフォロア37の作用により、壜内部の
所定位置まで下降する。なお、(D)の工程及び(E)
の工程を2回繰り返す場合もある。
になると、図9に示すように、液シールパッキン8が上
昇し、給液通路7からビールが壜内に充填される。ビー
ルはバルブステム9に形成された螺旋羽根9aにより、
螺旋状に壜内壁をつたわりながら充填される。ビールが
充填されると同時に壜内のパージガス(炭酸ガス)が徐
々に排気される。
ールが接すると、センサ36が検知信号を出力し、この
信号によってバルブステム9が下降し、液シールパッキ
ン8が給液通路7を閉塞してビール充填が完了する。
8が給液通路7を閉塞した後でも、一部壜肩内部にある
ビールが壜内部に落下し、図11に示すように液面がセ
ンサ36の下端より一定量上昇する。
ォロア37により、図12に示すようにセンサ36を壜
外部まで上昇させる。
できるように、リフタカム4(図2参照)によってボト
ルリフタ3を下降させて壜5を下降させる。その壜下降
に伴い、圧縮コイルスプリング20の付勢力によりシー
ルケース17も壜とともに下降し壜肩シールパッキン1
9は壜肩5bのシールを継続する。また、壜下降にとも
ない置換室11が陽圧状態を維持できる程度にスニフト
バルブV3 を開けて、スニフト(大気へ圧力を逃がす)
する。
触して王冠ホルダ27が前進し、王冠23が壜口上部ま
で前進する。 (L)打栓工程 リフタカム4(図2参照)を上昇させることにより、図
15に示すように壜口5aを王冠23に押しあて、壜口
5aに王冠23を打栓する。このとき、打栓は、一時的
に壜内を密閉できるようにする仮打栓(押し荷重:約1
00kgf)でも、最終的な本打栓(押し荷重:約35
0kgf)でもよい。なお、仮打栓をした場合には、排
壜後に本打栓を行う。 (M)排壜工程 図16に示すように、リフタカム4(図2参照)によっ
てボトルリフタ3を下降させるとともに、エアシリンダ
13により下部カバー12を下降させ、置換室11のシ
ールを解除する。その後、壜5を充填打栓部1のボトル
リフタ3上から壜排出スターホイル35(図1参照)に
より排出する。
は、王冠供給部21により置換室11内に王冠23を供
給した後に、置換室11及び壜内を真空ポンプに連通さ
せて壜内及び王冠23の内側の空気を十分に排気する。
その後、炭酸ガス源により置換室11及び壜内に炭酸ガ
スを供給してパージし、壜内にビールを充填する。そし
て、ビール充填完了とともに炭酸ガス雰囲気中で王冠2
3を打栓する。
充填バルブ6の下部と上下動可能な下部カバー12とで
開閉可能に構成され、置換室11が開放された状態のと
きに王冠供給部21より置換室11内に王冠23が供給
されるようになっているため、王冠供給部21を回転型
の給冠ディスク24で構成することができる。
はマグネット26を具備した王冠ホルダ27が配置さ
れ、この王冠ホルダ27は王冠23を壜口に係合可能な
位置に前進させる王冠前進位置と壜口から離間した王冠
待機位置とをとるため、王冠23を待機させた状態で壜
内の真空排気及び炭酸ガスパージを行った後にビールを
充填し、その後、王冠23を前進させ打栓することがで
きる。
2には、壜肩シールパッキン19を保持するとともに壜
5の上下動に追従して上下動するシールケース17が装
着されているため、プリエバキュエーション工程、充填
工程、打栓工程等の各工程に応じて壜5が上下動する
が、壜肩シールパッキン19によって常に壜肩5bをシ
ールすることができる。
の他の実施例を示す図であり、図17は充填打栓部1及
び王冠供給部21の詳細を示す断面図である。本実施例
においては、下部カバー12を上下動させるエアシリン
ダは、充填バルブ6に対して摺動自在に配設された昇降
シリンダ13Aとして構成されている。昇降シリンダ1
3Aと充填バルブ6との間にはエア室41が形成されて
おり、このエア室41はエア供給バルブV4 を介して圧
縮空気源(図示せず)に接続されている。
3Aは、ロッド42,42を介して下部カバー12に接
続されている。また下部カバー12と充填バルブ6との
間には、圧縮コイルスプリング43が介装されている。
4 を開き、エア室41に高圧エアを導入することによ
り、昇降シリンダ13A及び下部カバー12が上昇す
る。エア室41を大気開放することにより、下部カバー
12は自重及びスプリング43の付勢力により下降す
る。その他の構成は図1乃至図16に示す実施例と同様
である。
換室内に王冠を供給した状態で置換室および壜内を真空
にした後に炭酸ガスでパージし、その後、壜内に炭酸飲
料を充填し、さらに炭酸ガス雰囲気中で王冠を打栓する
ことができる。したがって、真空排気及び炭酸ガスパー
ジ工程を経て、壜内の空気を炭酸ガスでほぼ完全に置換
するとともに王冠の内側の空気も炭酸ガスで置換した後
に、外部空気から遮断された炭酸ガス雰囲気下で炭酸飲
料の充填及び王冠の打栓を行うことができるため、ヘッ
ドスペースの残留空気を最小限にすることができる。
た場合には、ビールを発泡させてヘッドスペースの残留
空気を排出する必要がないため、ビールのふきこぼれに
伴う微生物汚染の問題、入味量のばらつきの問題及びビ
ール損失の問題を合わせて解消することができる。
を示す平面図である。
を示す断面図である。
断面図である。
工程における王冠供給工程を説明する説明図である。
工程における王冠待機位置移動工程を説明する説明図で
ある。
工程における置換室の形成及び給壜工程を説明する説明
図である。
工程におけるプリエバキュエーション工程を説明する説
明図である。
工程におけるカウンタ加圧及びセンサ下降工程を説明す
る説明図である。
工程における充填工程を説明する説明図である。
栓工程における充填液面検出工程を説明する説明図であ
る。
栓工程における充填終了を説明する説明図である。
栓工程におけるセンサ上昇工程を説明する説明図であ
る。
栓工程における壜下降工程を説明する説明図である。
栓工程における王冠前進工程を説明する説明図である。
栓工程における打栓工程を説明する説明図である。
栓工程における排壜工程を説明する説明図である。
施例を示す断面図である。
下部カバーとの関係を示す斜視図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 充填バルブに設けられるとともに真空源
及び炭酸ガス源に連通可能な置換室と、この置換室内に
王冠を供給する王冠供給部と、前記置換室内に供給され
た王冠を壜口に打栓する打栓部とを備え、前記置換室に
王冠を供給した状態で前記置換室および壜内を真空にし
た後に炭酸ガスでパージし炭酸飲料を充填するととも
に、炭酸飲料充填後に炭酸ガス雰囲気中で王冠を打栓す
るようにしたことを特徴とする炭酸飲料充填打栓装置。 - 【請求項2】 前記置換室は、前記充填バルブの下部と
上下動可能な下部カバーとで開閉可能に構成され、前記
置換室が開放された状態のときに前記王冠供給部より置
換室内に王冠が供給されることを特徴とする請求項1記
載の炭酸飲料充填打栓装置。 - 【請求項3】 前記置換室内にはマグネットを具備した
王冠ホルダが配置され、この王冠ホルダは王冠を壜口に
係合可能な位置に前進させる王冠前進位置と壜口から離
間した王冠待機位置とをとることを特徴とする請求項1
記載の炭酸飲料充填打栓装置。 - 【請求項4】 前記下部カバーには、壜肩シールパッキ
ンを保持するとともに壜の上下動に追従して上下動する
シールケースが装着されていることを特徴とする請求項
1記載の炭酸飲料充填打栓装置。
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