JPH107115A - Analysis method for head space gas of negative pressure can - Google Patents
Analysis method for head space gas of negative pressure canInfo
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- JPH107115A JPH107115A JP17850596A JP17850596A JPH107115A JP H107115 A JPH107115 A JP H107115A JP 17850596 A JP17850596 A JP 17850596A JP 17850596 A JP17850596 A JP 17850596A JP H107115 A JPH107115 A JP H107115A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、通常状態で缶内
圧が大気圧以下となる飲料缶詰すなわち陰圧缶における
ヘッドスペースガスを分析する方法に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for analyzing headspace gas in a beverage can, that is, a negative pressure can in which the internal pressure of the can is equal to or lower than the atmospheric pressure in a normal state.
【０００２】[0002]
【従来の技術】飲料缶詰において、缶詰内のヘッドスペ
ースガス中に酸素が多く含有されると、内容液の酸化が
進行して変質やフレーバー（風味、調味料）に変化をき
たしたり、缶の腐食が進行したりするなどの不都合が生
じる。したがって内容液の充填工程でヘッドスペースガ
ス中の酸素量を測定し、管理することは不可欠であり、
そのために内容液を充填した缶詰におけるヘッドスペー
スガスを正確に分析することは、品質管理の上で重要な
作業の一つとなっている。2. Description of the Related Art In canned beverages, if the headspace gas in the can contains a large amount of oxygen, the oxidation of the contents of the solution progresses to alter the quality and flavor (flavor, seasoning) of the can. Inconveniences such as the progress of corrosion occur. Therefore, it is essential to measure and control the amount of oxygen in the headspace gas during the filling process of the content liquid,
Therefore, accurate analysis of headspace gas in a can filled with a content liquid is one of the important tasks in quality control.
【０００３】ヘッドスペースガスを分析し、所定の成分
についてその量を計測する場合、先ず、ヘッドスペース
ガスの容量を知る必要があり、ついでその成分ごとの分
析を行うことが必要である。しかしながら陰圧缶におい
ては、外気圧の方が高圧であるうえに、ヘッドスペース
ガスの量が少ないために、その量を自動的に測定した
り、また分析を自動的に行うことは困難である。When analyzing the headspace gas and measuring the amount of a predetermined component, it is necessary to first know the capacity of the headspace gas, and then it is necessary to perform an analysis for each component. However, in a negative pressure can, the outside air pressure is higher, and the amount of headspace gas is small. Therefore, it is difficult to automatically measure the amount or perform the analysis automatically. .
【０００４】そこで従来では、陰圧缶についてのヘッド
スペースガスについての計測および分析は手作業によっ
て行っているのが実情である。その一例を簡単に説明す
ると、図４において、陰圧缶１を水Ｗの中に浸漬すると
ともに缶蓋に穿孔し、それに伴って陰圧缶１から生じる
気泡を、計量部を持ったサンプリング計量容器２２１で
捕集する。すなわち陰圧缶１の内部に水を導入してヘッ
ドスペースガスを水で置換し、こうして排出させたガス
を捕集することによってヘッドスペースガスの量を計測
する。またこのようにして捕集したガスを酸素濃度計２
２２に導いて酸素濃度を計測する。つまり従来の計測・
分析方法は、ヘッドスペースガスを水中置換法によりサ
ンプリングし、手動でガス量を測定する方法である。Therefore, conventionally, the measurement and analysis of the headspace gas in the negative pressure can is performed manually. An example will be briefly described. In FIG. 4, the negative pressure can 1 is immersed in water W and pierced into the can lid, and the bubbles generated from the negative pressure can 1 are sampled and measured by a sampling unit having a measuring unit. Collect in container 221. That is, water is introduced into the negative pressure can 1 to replace the headspace gas with water, and the gas discharged in this way is collected to measure the amount of the headspace gas. Further, the gas collected in this manner is passed through an oxygen concentration meter 2
It leads to 22 and measures oxygen concentration. In other words, conventional measurement
The analysis method is a method in which the headspace gas is sampled by an underwater replacement method, and the gas amount is manually measured.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の方法で
は、陰圧缶の内部に水が侵入し、それに伴って押し出さ
れた気体の量がヘッドスペースガスの量と判定されるこ
とになるが、缶あるいはその缶蓋の形状は必ずしも単純
ではなく、また穿孔位置が水中において最も高い位置に
保持されるとは限らないので、ヘッドスペースガスの全
量が水によって完全に置換されない場合が多い。またそ
の作業を手作業で行うから、水によって置換されるヘッ
ドスペースガスの量に個人差が生じてしまう。In the above-mentioned conventional method, water enters the interior of the negative pressure can, and the amount of gas pushed out therewith is determined as the amount of headspace gas. Since the shape of the can or its can lid is not always simple, and the perforated position is not always held at the highest position in water, the entire amount of the headspace gas is often not completely replaced by water. In addition, since the work is performed manually, there is an individual difference in the amount of headspace gas replaced by water.
【０００６】そのため従来では、ヘッドスペースガスの
量の測定を効率よく行えないばかりか、測定精度が低い
問題があった。またヘッドスペースガス量が不正確なま
ま分析を行うから、例えばヘッドスペース中の酸素量を
正確に把握することができなかった。特に陰圧缶では、
ヘッドスペースガスの量が少ないから、成分分析が元来
難しく、上記のような不確定要因が加わることにより、
計測・分析精度がさらに低下し、ひいては安全率を大き
く見込んだ工程管理を行わざるを得ず、生産効率の向上
や低コスト化などが阻害されるおそれがあった。Therefore, conventionally, not only the measurement of the amount of headspace gas cannot be performed efficiently, but also the measurement accuracy is low. In addition, since the analysis is performed with the headspace gas amount being inaccurate, the oxygen amount in the headspace cannot be accurately grasped, for example. Especially in negative pressure cans
Because the amount of headspace gas is small, component analysis is inherently difficult, and by adding the above uncertain factors,
The accuracy of measurement and analysis is further reduced, and the process control must be performed with a large expectation of a safety factor, which may hinder improvement in production efficiency and cost reduction.
【０００７】この発明は、上記の事情を背景としてなさ
れたものであり、陰圧缶におけるヘッドスペースガスの
計測および分析を、正確かつ自動的に行うことが可能な
方法を提供することを目的とするものである。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a method capable of accurately and automatically measuring and analyzing headspace gas in a negative pressure can. Is what you do.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段およびその作用】上記の目
的を達成するために、この発明は、缶内圧が大気圧以下
の陰圧缶のヘッドスペースガスを採取して、そのヘッド
スペース内のガス成分を分析する陰圧缶ヘッドスペース
ガス分析方法であって、ヘッドスペースの容量を測定す
るとともに、既知量のガスを前記ヘッドスペースに供給
・排出して該ガスとヘッドスペースガスとの均一拡散混
合気体を得、さらにその混合気体中の所定の成分の比率
を測定し、その比率に基づいてヘッドスペースガス中の
所定の成分の量を求めることを特徴とする方法である。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention is directed to a method of collecting a headspace gas of a negative pressure can having an inner pressure of not more than atmospheric pressure and collecting the gas in the headspace. A negative pressure can headspace gas analysis method for analyzing components, wherein a headspace volume is measured, and a known amount of gas is supplied to and discharged from the headspace to uniformly diffuse and mix the gas with the headspace gas. This method is characterized in that a gas is obtained, a ratio of a predetermined component in the gas mixture is measured, and an amount of the predetermined component in the headspace gas is determined based on the ratio.
【０００９】この発明の方法では、既知量のガスを陰圧
缶の内部に供給するから、その前後に亘って圧力の変化
が生じる。その圧力変化は、陰圧缶のヘッドスペースの
容積に応じたものであるから、圧力変化からヘッドスペ
ースの容積すなわちヘッドスペースガス量を測定でき
る。また陰圧缶の重量およびその内容液の比重ならびに
空缶の重量からヘッドスペースガスを演算して求めるこ
ともできる。そのヘッドスペースに対して既知量のガス
の供給・排出を繰り返し行って混合気体を得る。その場
合、ヘッドスペースガスを他のガスで置換することにな
るので、供給・排出を機械的に繰り返せば、ヘッドスペ
ースガスを残留させることなく混合気体として排出で
き、したがってその混合気体を分析するとともにその分
析結果から演算すれば、ヘッドスペースガス中の所定の
成分、例えば酸素の量を正確に知ることができる。そし
てこの発明の方法における各工程は、機械的な操作の可
能なものであるから、自動化が容易であり、かつ正確な
分析結果を得ることができる。In the method of the present invention, since a known amount of gas is supplied to the inside of the negative pressure can, a pressure change occurs before and after that. Since the pressure change corresponds to the volume of the head space of the negative pressure can, the volume of the head space, that is, the head space gas amount can be measured from the pressure change. The headspace gas can also be calculated from the weight of the negative pressure can, the specific gravity of the liquid content thereof, and the weight of the empty can. A known amount of gas is repeatedly supplied and discharged to the headspace to obtain a mixed gas. In that case, the headspace gas is replaced by another gas, so if the supply and discharge are repeated mechanically, the headspace gas can be discharged as a gas mixture without remaining, and therefore the gas mixture can be analyzed and analyzed. By calculating from the analysis result, it is possible to accurately know the amount of a predetermined component, for example, oxygen in the headspace gas. Since each step in the method of the present invention can be operated mechanically, automation is easy and accurate analysis results can be obtained.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】つぎにこの発明の方法を図１ない
し図３を参照して具体的に説明する。この発明の方法で
は、先ず、通常状態での缶内圧が大気圧以下の缶詰１を
対象としてそのヘッドスペースの容量を測定する。この
測定操作は、缶詰１の重量を計測することによって行う
ことができる。例えば図３に示すように、缶詰１の重量
を重量測定装置３２によって計測する。この重量測定装
置３２としては、缶詰１を載せる部分が缶詰１の安定性
保持のため凹形状に窪み、その凹形状に窪んだ部分の内
部に、重量に比例した信号を出力するロードセルを備え
たものを使用できる。この重量測定装置３２によれば、
その凹形状に窪んだ箇所に缶詰１を載せることにより、
その全体としての重量を電気的に出力させることができ
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the method of the present invention will be specifically described with reference to FIGS. In the method of the present invention, first, the capacity of the head space is measured for a can 1 whose internal pressure in a normal state is equal to or lower than the atmospheric pressure. This measuring operation can be performed by measuring the weight of the can 1. For example, as shown in FIG. 3, the weight of the can 1 is measured by the weight measuring device 32. The weight measuring device 32 includes a load cell for outputting a signal proportional to the weight inside the concave portion where the portion on which the can 1 is placed is depressed in order to maintain the stability of the can 1. Anything can be used. According to the weight measuring device 32,
By placing the can 1 on the concave part,
The weight as a whole can be output electrically.
【００１１】一方、対象とする缶詰１の空缶の重量や内
容液の比重などは事前に知られている。したがってこれ
らのデータおよび巻締全容積からヘッドスペース容量Ｈ
s を演算できる。その算出式を以下に示す。On the other hand, the weight of the empty can of the can 1 to be processed and the specific gravity of the content liquid are known in advance. Therefore, from these data and the total volume of the tightening, the headspace capacity H
s can be calculated. The calculation formula is shown below.
【００１２】〈ヘッドスペース容量の算出〉 Ｈs （ｍｌ）＝巻締全容積−｛（実缶重量−空缶重量）
／内容物の比重｝ なお、ヘッドスペース容量の計測のための方法は、上述
の重量測定による方法に限られないのであり、他の方法
を後述する。<Calculation of headspace capacity> Hs (ml) = total winding capacity-｛(actual can weight-empty can weight)
The specific method for measuring the headspace capacity is not limited to the above-described method using the weight measurement, and other methods will be described later.
【００１３】つぎにヘッドスペースガスの成分分析、特
に酸素量を測定するためにヘッドスペースガスを取り出
す。その操作のために缶詰１に中空のニードルを突き刺
す（ピアシングする）。そのニードルを介して、既知量
の不活性ガスを缶詰１のヘッドスペースに供給・排出さ
せる。その不活性ガスとしては分析に影響の生じないＨ
ｅガスを用いることが好ましい。Next, the headspace gas is taken out for analyzing the components of the headspace gas, particularly for measuring the amount of oxygen. A hollow needle is pierced (pierced) into the can 1 for the operation. A known amount of inert gas is supplied to and discharged from the head space of the can 1 via the needle. The inert gas is H which does not affect the analysis.
It is preferable to use e gas.
【００１４】Ｈｅガスをこのように供給・排出すること
により、缶詰１のヘッドスペースガスがＨｅガスとの均
一に拡散した混合気体となってヘッドスペースから排出
もしくは置換される。こうして得られた混合気体の量
は、ヘッドスペースの容量が既に測定され、また使用し
たＨｅガスの量が既知であるから、正確に知ることがで
きる。したがってこの混合気体を例えばガスクロマトグ
ラフで分析することにより、所定の成分（具体的には酸
素）についての割合およびその全量を求めることができ
る。By supplying / discharging the He gas in this manner, the head space gas of the can 1 becomes a mixed gas uniformly diffused with the He gas, and is discharged or replaced from the head space. The amount of the gaseous mixture thus obtained can be accurately known because the capacity of the head space is already measured and the amount of the He gas used is known. Therefore, by analyzing this mixed gas by, for example, a gas chromatograph, the ratio of the predetermined component (specifically, oxygen) and the total amount thereof can be obtained.
【００１５】以下に、ヘッドスペースガスの測定および
分析ならびに酸素量を算出する方法として、例えば、図
１および図２に示す陰圧缶ヘッドスペースガス分析装置
２７を用いた方法を説明する。Hereinafter, as a method of measuring and analyzing the headspace gas and calculating the oxygen amount, a method using the negative pressure can headspace gas analyzer 27 shown in FIGS. 1 and 2 will be described.
【００１６】図２に示すように、陰圧缶ヘッドスペース
ガス分析装置２７は、基台３１上に、缶詰１を保持する
缶詰保持台６２と、内容液と接触する部分の洗浄を行う
洗浄槽６３と、ヘッドスペースガスの分析のためのピア
シング装置２６とを備えたものであり、また装置全体の
制御を行う制御装置（図示せず）が備えられている。As shown in FIG. 2, the negative pressure can head space gas analyzer 27 has a can 31 on the base 31 for holding the can 1, and a washing tank for washing a portion in contact with the contents liquid. 63 and a piercing device 26 for analyzing the headspace gas, and a control device (not shown) for controlling the entire device.
【００１７】缶詰保持台６２は、缶蓋を上にして直立さ
せた状態で缶詰１を固定するものであり、缶詰１の底の
形状に合わせて円形に窪んだ凹型の台となっている。ピ
アシング装置２６は、基台３１上の設置台６４に平行に
敷設された二本のリニアーガイド６５の上部に矩形キャ
ビネット６６を設置したものであって、内部に備えたモ
ーターにより前記缶詰保持台６２の上方と前記洗浄槽６
３の上方との間を往復移動できるようになっている。The can holding table 62 is for fixing the can 1 in an upright state with the can lid up, and is a concave table which is circularly recessed according to the shape of the bottom of the can 1. The piercing device 26 has a rectangular cabinet 66 installed on top of two linear guides 65 laid in parallel with a mounting table 64 on the base 31. The canning table 62 is provided by a motor provided inside. Above the cleaning tank 6
3 can be moved back and forth.
【００１８】また、ピアシング装置２６は、缶詰１のヘ
ッドスペースガスの分析を行う図１に示すヘッドスペー
スアナライザー６８を有するとともに、前記キャビネッ
ト６６の前面にピアシング機構６７を備え、さらにその
キャビネット６６の内部に前記モーターが内蔵されてい
る。The piercing device 26 has a headspace analyzer 68 shown in FIG. 1 for analyzing the headspace gas of the can 1, and has a piercing mechanism 67 on the front surface of the cabinet 66. The motor is built in.
【００１９】前記ヘッドスペースアナライザー６８は、
前記缶詰保持台６２に保持された陰圧缶の蓋の中央にピ
アシング（穿孔）して、陰圧缶詰１におけるヘッドスペ
ース内のガスのサンプリングを行うものであり、ヘッド
スペース内のガスを吸引するためのピアシング機構６７
のピアシングヘッド６９が昇降機構７０によって、基台
３１に対して上下動可能に設けられている。The head space analyzer 68 includes:
Piercing (perforation) is performed at the center of the lid of the negative pressure can held by the can holding table 62 to sample the gas in the head space of the negative pressure can 1, and the gas in the head space is sucked. Piercing mechanism 67 for
The piercing head 69 is provided so as to be vertically movable with respect to the base 31 by a lifting mechanism 70.
【００２０】また、前記ピアシング機構６７のピアシン
グヘッド６９の内部には、図１に示すように、缶詰１に
突き刺される中空の針部１１２と、缶詰１の蓋の中心部
分とピアシングヘッド６９との間で、前記針部１１２の
周囲の所定範囲を気密状態に保持するシール部１１３と
が備えられており、その針部１１２によって、前記缶詰
保持台６２上の缶詰１の蓋の中心部分にピアシングし
て、ヘッドスペースガスをサンプリングするようになっ
ている。As shown in FIG. 1, a hollow needle 112 pierced into the can 1 and the center of the lid of the can 1 and the piercing head 69 are provided inside the piercing head 69 of the piercing mechanism 67. A seal portion 113 for keeping a predetermined range around the needle portion 112 in an airtight state is provided therebetween, and the needle portion 112 pierces a central portion of a lid of the can 1 on the can holding table 62. Then, the head space gas is sampled.
【００２１】また、該ピアシングヘッド６９の針部１１
２の中空部と、ヘッドスペースアナライザー６８の内部
の各装置とを連結する配管７１が備えられ、この配管７
１を介してヘッドスペースガスを給排するようになって
いる。The needle portion 11 of the piercing head 69
2 is provided with a pipe 71 for connecting the hollow portion 2 with each device inside the headspace analyzer 68.
The headspace gas is supplied / discharged via the control unit 1.
【００２２】図１に示すように、ヘッドスペースアナラ
イザー６８は、ガスクロマトグラフ７５を主体とするも
のであって、このガスクロマトグラフ７５の吸入側に
は、水分除去装置７３と水分検知装置７４とが、それぞ
れ直列に接続されている。また、ガスクロマトグラフ７
５の排出側には、標準ガスとしてＨｅガスを充填したガ
スボンベ７６が接続されている。そして、前記針部１１
２は、制御バルブ２０１および制御バルブ２０２を介し
て、ガスボンベ７６に接続される一方、制御バルブ２０
１および他の制御バルブ２０３を介して水分検知装置７
４の流入側に接続されている。そして、内容積を変える
ことのできるシリンジ７８が各制御バルブ２０１，２０
２，２０３を介して、針部１１２およびガスボンベ７６
ならびに水分検知装置７４にそれぞれ接続されている。
なお、針部１１２には、圧力測定装置７７が接続される
とともに、この圧力測定装置７７の接続箇所よりも先端
側にフィルター７２が介在されている。そして、その針
部１１２を前記缶詰保持台６２上の缶詰１に突き刺し
て、ヘッドスペースガスをサンプリングするようになっ
ている。As shown in FIG. 1, the head space analyzer 68 is mainly composed of a gas chromatograph 75. On the suction side of the gas chromatograph 75, a moisture removing device 73 and a moisture detecting device 74 are provided. Each is connected in series. In addition, gas chromatograph 7
5 is connected to a gas cylinder 76 filled with He gas as a standard gas. And the needle portion 11
2 is connected to the gas cylinder 76 via the control valve 201 and the control valve 202 while the control valve 20
1 and other control valves 203 through the moisture detector 7
4 is connected to the inflow side. Then, the syringe 78 whose inner volume can be changed is provided with each of the control valves 201 and 20.
Needle 112 and gas cylinder 76
And connected to the moisture detecting device 74.
The needle 112 is connected to a pressure measuring device 77, and a filter 72 is interposed on the distal end side of the connection point of the pressure measuring device 77. Then, the needle 112 is inserted into the can 1 on the can holding table 62 to sample the head space gas.
【００２３】さらに洗浄槽６３は、前記設置台６４と缶
詰保持台６２との間に設けられている。この洗浄槽６３
は、円筒形状の容器であって、洗浄液には、一例として
イオン交換水すなわち純水が使用されている。また、ピ
アシング部分洗浄後、洗浄槽６３内の洗浄液にはピアシ
ング部分に付着した内容液が混ざってしまうので、洗浄
の都度、洗浄液を排出し、新たな洗浄液に入れ替えるよ
うになっている。Further, a washing tank 63 is provided between the setting table 64 and the canned holding table 62. This washing tank 63
Is a cylindrical container, and ion-exchanged water, that is, pure water is used as an example of the cleaning liquid. Further, after the piercing part cleaning, the cleaning liquid in the cleaning tank 63 is mixed with the content liquid adhering to the piercing part, so that the cleaning liquid is discharged and replaced with a new cleaning liquid every time cleaning is performed.
【００２４】また、ガスクロマトグラフ７５による分析
結果に基づいた酸素量や炭酸ガス量の演算、それに先立
つキャリブレーションあるいは洗浄を、シーケンス制御
によって自動的に行う制御装置が設けられている。Further, a control device is provided for automatically calculating the amount of oxygen or carbon dioxide based on the result of analysis by the gas chromatograph 75, and performing calibration or cleaning prior thereto by sequence control.
【００２５】つぎに上述した陰圧缶ヘッドスペースガス
分析装置２７の作用、すなわちこの発明による方法につ
いて説明する。缶詰保持台６２に缶詰１を置くと、陰圧
缶ヘッドスペースガス分析装置２７のリニアーガイド６
５上に設置されたピアシング装置２６が、キャビネット
６６の内部に備えたモーターにより、リニアーガイド６
５上を前進し、缶蓋の中心のピアシング所定位置すなわ
ちピアシングヘッド６９が缶詰１の真上にくる位置まで
移動する。Next, the operation of the above-described negative pressure can head space gas analyzer 27, that is, the method according to the present invention will be described. When the can 1 is placed on the can holding table 62, the linear guide 6 of the negative pressure can head space gas analyzer 27 is placed.
The piercing device 26 installed on the linear guide 6 is driven by a motor provided inside the cabinet 66.
5, the piercing head 69 is moved to a predetermined position in the center of the can lid, that is, a position where the piercing head 69 is directly above the can 1.
【００２６】へッドスペースアナライザー６８では、缶
詰保持台６２に缶詰１がセットされると、制御バルブが
全部閉じられる。ついで、配管７１内での流体の流動お
よびヘッドスペースガスの流入を制御する制御バルブ２
０１が開くとともに、シリンジ７８を図１のＳ2 の位置
にする。すなわちシリンジ７８の容量Ｖｓを０にする。
そして、配管７１内の流体の流動を制御する制御バルブ
２０２が開き、ボンベ７６からＨｅガスを配管７１内に
放出し、配管７１を含む全体をＨｅガスでパージする。
さらに、制御バルブ２０１を閉じるとともに、シリンジ
７８をＳ1 の位置とし、シリンジ７８内にＨｅガスを流
入させた後、制御バルブ２０２を閉じる。In the head space analyzer 68, when the can 1 is set on the can holder 62, all the control valves are closed. Next, a control valve 2 for controlling the flow of fluid in the pipe 71 and the inflow of headspace gas
When 01 is opened, the syringe 78 is moved to the position S2 in FIG. That is, the capacity Vs of the syringe 78 is set to zero.
Then, the control valve 202 for controlling the flow of the fluid in the pipe 71 is opened, He gas is discharged from the cylinder 76 into the pipe 71, and the whole including the pipe 71 is purged with He gas.
Further, the control valve 201 is closed, the syringe 78 is set to the position S1, and He gas is caused to flow into the syringe 78, and then the control valve 202 is closed.
【００２７】缶詰１のピアシング位置でピアシング装置
２６が停止すると、へッドスペースアナライザー６８の
ピアシング機構６７が作動して、昇降機構７０によっ
て、陰圧缶ピアシングヘッド６９が下降させられ、ピア
シングヘッド６９に備えたシール部１１３が缶詰１に密
着する。そして、このシール部１１３の内部を通って缶
蓋の中央部に針部１１２が突き刺さる。その場合、シー
ル部１１３によって充分に気密状態が保持されているの
で、外気の侵入が防止される。When the piercing device 26 stops at the piercing position of the can 1, the piercing mechanism 67 of the head space analyzer 68 operates, and the negative pressure can piercing head 69 is lowered by the elevating mechanism 70, and the piercing head 69. The seal portion 113 provided for the can 1 is in close contact with the can 1. Then, the needle 112 penetrates the center of the can lid through the inside of the seal 113. In this case, since the airtight state is sufficiently maintained by the seal portion 113, invasion of outside air is prevented.
【００２８】缶詰１に前記針部１１２が挿入されると、
まずフィルター７２によって、ヘッドスペースガス中の
液滴等が濾過され、ガス分析に不都合な物質が排除され
る。その状態で、圧力（Ｐｈｓ）が測定される。When the needle 112 is inserted into the can 1,
First, the filter 72 filters droplets and the like in the headspace gas, and removes substances that are inconvenient for gas analysis. In this state, the pressure (Phs) is measured.
【００２９】缶詰１のヘッドスペースの実質的な圧力
（Ｐｈｓ）が測定された後、制御バルブ２０１を開き、
シリンジ７８を含む配管系をヘッドスペースに連通させ
る。そして、再度圧力（Ｐｓ）を測定する。その後、シ
リンジ７８をＳ2 の位置として、針部１１２の中空部か
ら缶詰１内部のヘッドスペース部分にＨｅガスを流入さ
せる。さらに、該シリンジ７８をＳ1 −Ｓ2 間で繰り返
し往復させて、缶詰１内部のヘッドスペースガスをＨｅ
ガス中に拡散させる。After the substantial pressure (Phs) of the head space of the can 1 has been measured, the control valve 201 is opened,
A piping system including the syringe 78 is communicated with the headspace. Then, the pressure (Ps) is measured again. Thereafter, the syringe 78 is set at the position S2, and He gas is caused to flow from the hollow portion of the needle portion 112 into the head space inside the can 1. Further, the syringe 78 is repeatedly moved back and forth between S1 and S2 to remove the headspace gas inside the can 1 from He.
Disperse in gas.
【００３０】そして、制御バルブ２０１を閉じた後、制
御バルブ２０３を開き、ガスクロマトグラフ７５にヘッ
ドスペースガスとＨｅガスとの混合気体を送り込む。そ
の結果、ガスクロマトグラフ７５は、供給された混合気
体から酸素を分離させるとともに、その酸素の割合に応
じた検出信号を出力する。そして、ガスクロマトグラフ
７５を接続してある演算装置１１１により、シリンジ７
８の容量分の混合気体中に含まれる酸素量から、ヘッド
スペースガス中に含まれる酸素量が算出される。After the control valve 201 is closed, the control valve 203 is opened, and a mixed gas of the head space gas and the He gas is sent to the gas chromatograph 75. As a result, the gas chromatograph 75 separates oxygen from the supplied gas mixture and outputs a detection signal corresponding to the ratio of the oxygen. Then, the syringe 7 is operated by the arithmetic unit 111 to which the gas chromatograph 75 is connected.
The amount of oxygen contained in the headspace gas is calculated from the amount of oxygen contained in the mixed gas of 8 volumes.
【００３１】ガスクロマトグラフ７５で混合気体の分析
を終了すると、制御バルブ２０１および制御バルブ２０
３が閉じ、昇降機構７０が作動して、ピアシングヘッド
６９が上昇し、針部１１２が缶詰１から抜かれて測定が
終了する。When the analysis of the gas mixture is completed by the gas chromatograph 75, the control valve 201 and the control valve 20
3 is closed, the elevating mechanism 70 operates, the piercing head 69 moves up, the needle 112 is pulled out of the can 1, and the measurement is completed.
【００３２】すなわち標準ガスであるＨｅガスを缶詰１
のヘッドスペースに出し入れすることにより、缶詰１の
ヘッドスペースガスをＨｅガス中に均一に拡散させ、そ
の混合気体の状態でヘッドスペースガスの分析を行う。
したがって、ヘッドスペースガスを充分に取り出すこと
ができるため、分析に必要なガス量を確保できることは
勿論のこと、精度にばらつきを生じることなく正確にヘ
ッドスペースガスの分析、特に酸素量の計測を行うこと
ができる。That is, He gas, which is a standard gas, was canned 1
The headspace gas of the can 1 is uniformly diffused into the He gas by taking the headspace into and out of the headspace, and the headspace gas is analyzed in the state of the mixed gas.
Therefore, since the headspace gas can be sufficiently taken out, it is possible not only to secure the amount of gas required for the analysis, but also to accurately analyze the headspace gas, particularly the measurement of the amount of oxygen, without causing variation in accuracy. be able to.
【００３３】なお、ヘッドスペースアナライザー６８内
では、ガスクロマトグラフ７５による分析精度が、水分
の増大によりばらつくため、４０℃以上の飽和水蒸気の
試料が侵入した場合には、水分検知装置７４によりヘッ
ドスペースガスの吸引を停止する。また、水分除去装置
７３により、４０℃以下の飽和水蒸気の水分を、０．１
％以下まで除去している。In the head space analyzer 68, the analysis accuracy of the gas chromatograph 75 varies due to an increase in moisture. Therefore, when a sample of saturated water vapor of 40 ° C. or more enters, the moisture detector 74 detects the head space gas. Stop suction. Further, the water content of the saturated steam of 40 ° C. or less is reduced to 0.1% by the water removing device 73.
% Or less.
【００３４】また、ヘッドスペースガスのサンプリング
検査終了後、ピアシング装置２６がリニアーガイド６５
に沿って洗浄槽６３の上方に移動し、缶詰１の内容液に
接触したピアシング部が、洗浄槽６３内に充填した洗浄
液の中に挿入され、洗浄される。なお、洗浄液は、洗浄
の都度、新しいものと交換される。After the headspace gas sampling inspection is completed, the piercing device 26 is moved to the linear guide 65.
The piercing portion that has moved above the washing tank 63 along with the washing tank 63 and has come into contact with the content liquid of the can 1 is inserted into the washing liquid filled in the washing tank 63 and washed. The cleaning liquid is replaced with a new one every time the cleaning is performed.
【００３５】なお、ヘッドスペースの容量の計測は、缶
詰１の全体重量の実測値および予め設定した空缶の重量
・内容量ならびに内容液の比重によって算出される。ま
た、より正確に算出するためには、圧力の測定結果に基
づいて下記の演算によって求めてもよい。The capacity of the head space is measured based on the actual measured value of the total weight of the can 1, the weight / content of the empty can set in advance, and the specific gravity of the content liquid. Further, in order to calculate more accurately, it may be obtained by the following calculation based on the measurement result of the pressure.
【００３６】ヘッドスペースおよび配管系の容量と圧力
との関係は、下記の式となる。The relationship between the headspace and the capacity of the piping system and the pressure is given by the following equation.
【００３７】 Ｐｈｓ（Ｖｈｓ＋Ｖｐ）＋Ｐｓｏ×Ｖｓ＝Ｐｓ（Ｖｈｓ＋Ｖｐ＋Ｖｓ＋Ｓｖ） この式を開くと Ｐｈｓ×Ｖｈｓ＋Ｐｈｓ×Ｖｐ＋Ｐｓｏ×Ｖｓ ＝Ｐｓ×Ｖｈｓ＋Ｐｓ×Ｖｐ＋Ｐｓ×Ｖｓ＋Ｐｓ×Ｓｖ Ｖｈｓ（Ｐｈｓ−Ｐｓ） ＝Ｖｐ（Ｐｓ−Ｐｈｓ）＋Ｖｓ（Ｐｓ−Ｐｓｏ）＋Ｐｓ×Ｓｖ Ｖｈｓ＝｛Ｖｓ（Ｐｓ−Ｐｈｓ）＋Ｖｓ（Ｐｓ−Ｐｓｏ）＋Ｐｓ×Ｓｖ｝ ／（Ｐｈｓ−Ｐｓ）・・・・・式（Ａ） 記号の現す意味は Ｖｈｓ：ヘッドスペース容量（求めようとする容量）。Phs (Vhs + Vp) + Pso × Vs = Ps (Vhs + Vp + Vs + Sv) When this equation is opened, Phs × Vhs + Phs × Vp + Pso × Vs = Ps × Vhs + Ps × Vp + Ps × Vs + Ps × SvVs (Ps−Ps−Ps−Ps−Ps−Ps−Ps) + Vs (Ps−Pso) + Ps × Sv Vhs = {Vs (Ps−Phs) + Vs (Ps−Pso) + Ps × Sv} / (Phs−Ps)... Headspace capacity (capacity to be sought).
【００３８】Ｖｐ ：缶蓋から制御バルブ２０１までの
配管内の容量。Vp: Capacity in the pipe from the can lid to the control valve 201.
【００３９】Ｖｓ ：制御バルブ２０１から制御バルブ
２０２および制御バルブ２０３までの配管内の容量（シ
リンジ７８はＳ2 の位置で閉鎖されている）。Vs: Volume in the pipe from control valve 201 to control valve 202 and control valve 203 (syringe 78 is closed at position S2).
【００４０】Ｓｖ ：シリンジ７８の容量（Ｓ2 からＳ
1 にした時の容量）。Sv: The capacity of the syringe 78 (from S2 to S
Capacity when set to 1).
【００４１】Ｐｈｓ：ヘッドスペースの圧力測定値（制
御バルブ２０１を閉鎖している時の圧力）。Phs: Headspace pressure measurement (pressure when control valve 201 is closed).
【００４２】Ｐｓｏ：シリンジ７８を閉鎖している時
（Ｓ2 の位置）の配管内の圧力測定値（Ｈｅガスの圧力
を示す）。Pso: A pressure measurement value in the pipe (indicating He gas pressure) when the syringe 78 is closed (S2 position).
【００４３】Ｐｓ ：シリンジ７８を開放した時（Ｓ1
の位置）のヘッドスペースの圧力測定値（制御バルブ２
０１は開放されている）。Ps: When the syringe 78 is opened (S1
Position) headspace pressure measurement (control valve 2)
01 is open).
【００４４】ここで、分析システムに固有の既知の数値
（実際の数値）を示すと、 Ｖｐ ：システムに固有 ０．５（ｍｌ） Ｖｓ ：システムに固有 ２．０（ｍｌ） Ｓｖ ：設定した固有の値 ２０．０（ｍｌ） Ｐｓｏ：Ｈｅガスの設定圧力 １．０（ｋｇ／ｃｍ2 ） この数値を、式（Ａ）に代入すると、 Ｖｈｓ＝｛０．５（Ｐｓ−Ｐｈｓ）＋２．０（Ｐｓ−１．０）＋Ｐｓ×２０｝ ／（Ｐｈｓ−Ｐｓ） Ｖｈｓ＝｛２２．５×Ｐｓ−０．５×Ｐｈｓ−２．０）／（Ｐｈｓ−Ｐｓ） ・・・・・式（Ｂ） したがって、式（Ｂ）からＰｈｓとＰｓ、すなわちヘッ
ドスペースの圧力と、シリンジ７８を開放した時のヘッ
ドスペースの圧力を測定することによって、飲料缶詰の
未知のヘッドスペース容量を算出することができる。Here, known numerical values (actual numerical values) specific to the analysis system are as follows: Vp: specific to the system 0.5 (ml) Vs: specific to the system 2.0 (ml) Sv: set specific 20.0 (ml) Pso: Set pressure of He gas 1.0 (kg / cm 2 ) When this numerical value is substituted into the equation (A), Vhs = ｛0.5 (Ps−Phs) +2.0 (Ps−1.0) + Ps × 20} / (Phs−Ps) Vhs = {22.5 × Ps−0.5 × Phs−2.0) / (Phs−Ps) Equation (B) Therefore, by measuring Phs and Ps, that is, the headspace pressure when the syringe 78 is opened, and the headspace pressure when the syringe 78 is opened, the unknown headspace capacity of the beverage can can be calculated from the equation (B). .
【００４５】なお、ヘッドスペース容量の測定法として
は、単純に制御バルブ間のパイプだけで容量を変えるの
ではなく、シリンジ７８で容量変化を大きくし、測定圧
力に差を付けることによって、より正確にヘッドスペー
ス容量が測定できる。As a method of measuring the head space capacity, not only the capacity is changed simply by the pipe between the control valves, but also the capacity change is increased by the syringe 78 and the measurement pressure is made different to provide a more accurate measurement. Headspace capacity can be measured.
【００４６】この方法を用いることによって、飲料缶個
々に固有のヘッドスペース容量の測定が可能となり、よ
り正確なガスボリュームや、酸素濃度の測定を可能とし
た。By using this method, the head space capacity unique to each beverage can can be measured, and more accurate measurement of gas volume and oxygen concentration has become possible.
【００４７】上記計算式において、シリンジ７８にリジ
ッドな容器を用いた場合、ヘッドスペース容量に対する
測定温度の影響は、主として、内容液の膨張および収縮
であるが、測定温度が約５〜３０℃の場合には、内容液
の膨張および収縮は、ほとんど生じないので、測定温度
への影響は無視してもよいと考えられる。In the above formula, when a rigid container is used for the syringe 78, the effect of the measurement temperature on the head space capacity is mainly expansion and contraction of the content liquid. In this case, since the expansion and contraction of the content liquid hardly occurs, it is considered that the influence on the measurement temperature can be ignored.
【００４８】また、ヘッドスペース酸素量は、下記式で
求められている。The headspace oxygen amount is determined by the following equation.
【００４９】酸素量（ｍｌ）＝ヘッドスペース容量×
｛２０℃換算圧力（ゲージ圧−水蒸気圧）＋大気圧｝×
酸素濃度 ここで、ヘッドスペースの内圧について、２０℃換算し
たものを示すと、 （１）２０℃の換算圧力 Ｐ＝Ｐ20´＋Ｐ・Ｈ2 Ｏ Ｐ ：２０℃の換算圧力（ｋｇ／ｃｍ2 ） Ｐ20´ ：水蒸気圧を除く２０℃換算圧力 Ｐ・Ｈ2 Ｏ：水蒸気圧 （２）Ｐ20´の計算 Ｐ20´＝測定内圧×（２７３＋２０）／（測定温度＋２
７３） （３）Ｐ・Ｈ2 Ｏの計算 水蒸気圧について Ｌｏｇ（Ｐ／mmＨｇ）＝Ｄ−Ｅ／（Ｆ＋測定温度）＝Ｐ
（mmＨｇ） Ｐ（mmＨｇ）−１７．５３６（mmＨｇ）＝Ｐ・Ｈ2 Ｏ
（mmＨｇ） 単位の換算 Ｐ・Ｈ2 Ｏ（ｋｇ／ｃｍ2 ）＝Ｐ・Ｈ2 Ｏ（mmＨｇ）×
０．００１３６ なお、巻締全容積は缶種毎に設定しておき、内容液を充
填した状態での実缶重量はその都度測定する。また、空
缶重量は缶種毎に設定しておき、内容物の比重は測定ま
たは内容液毎に設定する。Oxygen amount (ml) = head space capacity ×
{20 ℃ conversion pressure (gauge pressure-water vapor pressure) + atmospheric pressure} x
Oxygen concentration Here, the internal pressure of the head space converted into 20 ° C. is shown as follows: (1) Converted pressure at 20 ° C. P = P 20 ′ + P · H 2 O P: Converted pressure at 20 ° C. (kg / cm 2) ) P 20 ': 20 ℃ excluding water vapor pressure in terms of pressure P · H 2 O: water vapor pressure (2) P 20' calculates P 20 '= measured pressure × (273 + 20) of / (measurement temperature +2
73) (3) Calculation of P · H 2 O Regarding water vapor pressure Log (P / mmHg) = D−E / (F + measurement temperature) = P
(MmHg) P (mmHg) -17.536 (mmHg) = P · H 2 O
(MmHg) Unit conversion P · H 2 O (kg / cm 2 ) = P · H 2 O (mmHg) ×
0.00136 Note that the total volume of the tightening is set for each can type, and the actual can weight with the content liquid filled is measured each time. The empty can weight is set for each type of can, and the specific gravity of the contents is set for each measurement or for each liquid content.
【００５０】また、不活性ガス（Ｈｅガス）の圧力は、
通常１ｋｇ／ｃｍ2 としているので、シリンジ７８内の
圧力は、相対圧力より１ｋｇ／ｃｍ2 高いことになる。The pressure of the inert gas (He gas) is
Since the pressure is usually 1 kg / cm 2 , the pressure in the syringe 78 is 1 kg / cm 2 higher than the relative pressure.
【００５１】なお、上記の実施例では、シリンジ７８の
内容積を増減することにより、ヘッドスペースガスをＨ
ｅガスなどの不活性ガスに均一に拡散させてヘッドスペ
ースから取り出すようにしたが、ヘッドスペースとの間
に閉ループを形成するように中空針などのニードルを突
き刺すこととした場合には、不活性ガスを循環させてヘ
ッドスペースガスを不活性ガス中に拡散させてヘッドス
ペースから取り出すようにしてもよい。さらにこの発明
で使用する不活性ガスはＨｅガス以外に窒素ガスなどの
計測・分析に影響のない他のガスであってもよい。In the above embodiment, the headspace gas is changed to H by increasing or decreasing the internal volume of the syringe 78.
e was uniformly diffused into an inert gas such as gas and taken out of the head space. However, when a needle such as a hollow needle was pierced so as to form a closed loop with the head space, the inert gas was not used. The gas may be circulated so that the headspace gas is diffused into the inert gas and taken out of the headspace. Further, the inert gas used in the present invention may be other gas that does not affect measurement and analysis, such as nitrogen gas, other than He gas.
【００５２】[0052]
【発明の効果】以上説明したようにこの発明の陰圧缶ヘ
ッドスペースガス分析方法によれば、陰圧缶のヘッドス
ペースに不活性ガスを給排することにより、ヘッドスペ
ースガスを不活性ガス中に均一に拡散させ、その混合気
体の状態でヘッドスペースガスの分析を行うから、通常
状態での内圧が大気圧以下であり、かつヘッドスペース
ガスの量が僅少であっても、ヘッドスペースガスを必要
十分に取り出すことができるうえに、ガスの成分分析を
正確に行うことができ、その結果、ヘッドスペースガス
に含まれる酸素などの目的とする成分の量を正確に測定
できる。またヘッドスペースの容積やヘッドスペースに
対する不活性ガスの連続的な給排、さらには得られた混
合気体の成分分析は、上述した具体的な説明から知られ
るように、自動的に行うことができ、したがってこの発
明によれば、ヘッドスペースガスの計測・分析を自動化
することが容易になるなどの実用上優れた効果を得るこ
とができる。As described above, according to the negative pressure can head space gas analyzing method of the present invention, the head space gas is supplied to and discharged from the head space of the negative pressure can by the inert gas. The headspace gas is analyzed in the state of the mixed gas, and even if the internal pressure in the normal state is equal to or lower than the atmospheric pressure and the amount of the headspace gas is small, the headspace gas is dispersed. In addition to being able to extract the gas in a necessary and sufficient manner, the component analysis of the gas can be accurately performed. As a result, the amount of a target component such as oxygen contained in the headspace gas can be accurately measured. In addition, continuous supply and discharge of the inert gas to and from the volume of the head space and the head space, and further, the component analysis of the obtained gas mixture can be performed automatically, as is known from the above specific description. Therefore, according to the present invention, practically excellent effects such as easy automation of measurement and analysis of headspace gas can be obtained.
【図１】この発明の方法を実施する陰圧缶ヘッドスペー
スガス分析装置の内部構造を示す概要図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the internal structure of a negative pressure can headspace gas analyzer for implementing the method of the present invention.
【図２】その陰圧缶ヘッドスペースガス分析装置を示す
全体構成概要図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the entire configuration of the negative pressure can headspace gas analyzer.
【図３】重量測定装置によって実缶重量を測定している
状態を示す概要図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a state where an actual can weight is measured by a weight measuring device.
【図４】従来のヘッドスペースガスの採取・分析方法を
説明するための説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a conventional headspace gas sampling / analyzing method.
１…缶詰、 ２６…ピアシング装置、 ６２…缶詰保持
台、 ６８…ヘッドスペースガスアナライザー、 ６９
…ピアシングヘッド、 ７５…ガスクロマトグラフ、
７６…Ｈｅガスボンベ、 ７７…圧力測定装置。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Canned, 26 ... Piercing device, 62 ... Canned holding table, 68 ... Headspace gas analyzer, 69
... piercing head, 75 ... gas chromatograph,
76: He gas cylinder 77: Pressure measuring device
Claims (1)
ースガスを採取して、そのヘッドスペース内のガス成分
を分析する陰圧缶ヘッドスペースガス分析方法におい
て、 ヘッドスペースの容量を測定するとともに、既知量のガ
スを前記ヘッドスペースに供給・排出して該ガスとヘッ
ドスペースガスとの均一拡散混合気体を得、さらにその
混合気体中の所定の成分の比率を測定し、その比率に基
づいてヘッドスペースガス中の所定の成分の量を求める
ことを特徴とする陰圧缶ヘッドスペースガス分析方法。1. A negative pressure can headspace gas analysis method in which a headspace gas of a negative pressure can whose internal pressure is equal to or lower than the atmospheric pressure is collected and a gas component in the headspace is analyzed, a headspace capacity is measured. At the same time, a known amount of gas is supplied to and discharged from the headspace to obtain a homogeneously diffused mixed gas of the gas and the headspace gas, and further, a ratio of a predetermined component in the mixed gas is measured, and based on the ratio, A headspace gas analysis method for determining the amount of a predetermined component in the headspace gas by using the method.
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- 1996-06-19 JP JP17850596A patent/JP3577391B2/en not_active Expired - Fee Related
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