JPS6153111B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は容器の殺菌装置における殺菌液噴霧量
の制御方法に関するものであつて、殺菌液の容器
への供給を殺菌包装システム内でより効率的に行
なうことができるように構成することをその目的
とするものである。

殺菌包装システムについてはすでに種々のもの
が提案されている。本発明は中でも予め成形され
た容器をチヤンバー内に納置しその中にノズルか
ら噴霧を注入し、定時間後取出し、次いで容器に
付着している殺菌液を熱風乾燥した後予め滅菌さ
れた食品を充填し、しかる後予め殺菌された連続
状蓋材を容器口にシールするような方式におい
て、殺菌液噴霧量の制御を行なおうとするもので
ある。

ところで、従来いずれの殺菌包装システムにお
いても、殺菌液の噴霧につきさほど考慮が払われ
てなかつた。このため、殺菌液が容器に過度に付
着し、後の乾燥工程にかなりの時間を要してい
る。

すなわち、容器への殺菌液付着量を検出できな
いので、いずれかの方式を用いるにしても容器の
殺菌処理の完全化を期するべく多少多目の殺菌液
噴霧の供給を行なつている。この結果従来、殺菌
包装における殺菌液乾燥工程のステーシヨンを多
くとつたり、あるいは容器の送りを遅くしたりし
ている。しかし、このことは殺菌液の浪費である
ばかりでなく、生産性の効率低下を招くものであ
る。

また、殺菌液の供給を多目にしておくと乾燥工
程を経てもなお殺菌液が容器内に残留することが
ある。殺菌液は人体にとつて好ましいものではな
いから、乾燥工程での殺菌液除去能力を超える量
の殺菌液が供給されないよう供給工程で規制する
必要がある。

一方、殺菌液が何らかの支障たとえば殺菌液管
路内に気泡が生じた場合等において過少に供給さ
れることも予想される。すると噴霧量も過少とな
つて、容器に殺菌不足を来してしまう。

本発明は以上のような不具合に鑑みてなされた
ものである。すなわち、本発明は容器に付着する
殺菌液量を容器のまわりの殺菌液噴霧量でもつて
認識することとし、具体的には容器近傍における
噴霧に光を照射し、その透過光量をある時間毎に
積分していき、そのある時間を被検タイムカウン
ト数、積分値を被検積分値とし、これらをあらか
じめ設定した基準および補助タイムカウント数、
基準および補助積分値と各々比較して、かかる比
較結果から噴霧供給停止信号、又は噴霧供給増加
信号を発し、この信号で殺菌液噴霧の供給量の制
御を行なおうとするものである。

以下図面に示す実施例について説明する。

無菌包装機は例えば容器集積保持部、容器供給
部、容器殺菌部、殺菌液乾燥部、充填部、蓋材シ
ール部、蓋材供給部、蓋材殺菌部、蓋材乾燥部、
切断部、製品排出部とからなるもので、予め成形
された容器すなわちＡ１、紙、熱可塑性樹脂ある
いはこれらの複合材料の如き容器に成形できる材
料で出来た容器について殺菌から充填排出までを
一連の工程で行なうようになつている。

ここで、殺菌装置は第１図で示されるように、
上部チヤンバー１０及び下部チヤンバー１２を備
えてなるもので、これらは殺菌すべき容器１４を
搬送するためのコンベアを構成する容器受け台１
６の走行路を挾んで対向するように固定されてい
る。

上部および下部チヤンバー１０，１２内には
夫々殺菌液の噴霧ノズル１８が設置されている。
これらノズルは空気流を利用して噴霧を作る二流
体式のものであり、第２図で示されるように先端
に常時加熱無菌空気を噴出する環状スリツト２０
および殺菌液噴出孔２２を備えてなり、シリンダ
空室２４に圧縮空気を送り空室内部のスプリング
２６に抗してニードル弁２８を開くことにより無
菌空気の噴出作用で殺菌液を噴霧３０として噴出
するようになつている。

無菌空気は大気中の空気がフイルタ３２を透過
することによつて生じ、次いでヒータ３４を通
り、流量調整弁３６を通つた後、環状スリツト２
０から常時噴出している。

一方、殺菌液は例えば過酸化水素水、塩素水等
であるが、これはタンク３８内でヒータ４０によ
り予熱されており、さらにヒータ４２で加熱され
てノズルの孔２２に至る。

ところで、容器の走行は一列で行なわせてもよ
いが、望ましくは複数列で走行させるのが良く、
従つて、上部および下部チヤンバー１０，１２は
容器１４の全幅を覆うような大きさとし、かつノ
ズル１８も容器の各列に対応して複数個設置して
ある（図示せず）。

前記ニードル弁２８はノズル１８への殺菌液の
供給を断続させるものであるが、この動作は容器
１４が上部および下部チヤンバー間に存在する時
をとらえて行なわれる。すなわち、図においてモ
ータ４４、減速機４６、ゼネバギヤ４８、スプロ
ケツト５０は受け台１６を容器の供給および内容
物充填と同期的に間欠移動させるものであるが、
この系からギヤ５２、カム５４、スイツチ５６等
により信号を取出して電磁弁５８を開閉させる。
電磁弁５８は全ノズル共有にしてもよいし、各ノ
ズル毎あるいはあるノズルグループ毎に設けても
よい。

なお、余剰の噴霧がチヤンバー１０，１２内で
滞留するのを防止するため各チヤンバーには排気
管６０，６２が設けられている。排気管には負圧
がかけられており、電磁弁６４を前記信号を利用
する等して容器１４がチヤンバー間を脱出のため
移動するに要する時間内に余剰噴霧がチヤンバー
内から排出される。

また、前記ヒータ４２が設けられているため殺
菌液の非噴射時にあつてもタンク３８を出た液が
冷えることなく円滑に供給ないし噴射される。し
かもこれらのヒータは上下両チヤンバーに接近し
ているためチヤンバー１０，１２も加温され噴霧
がチヤンバー内壁に接触しても滴状になりにく
い。液滴が発生したとしても上部チヤンバー１０
の下端にはフランジ様突出体６６が設けられそこ
に溝６８が設けられているから容器１４にまでは
滴下しない。

かくして、上下のノズル１８からは容器１４の
到来の都度噴霧が射出され、かつ射出外の時も常
時噴出する加熱無菌空気で適度に加温されている
から、この噴霧はより均一微細化されて容器全面
に良好に付着し、かつ殺菌性も良好である。

以上のようにして殺菌液が噴霧として付着せし
められた容器は、次いで、殺菌液乾燥部に送られ
る。乾燥部は無菌加熱空気をノズルより容器に向
けて噴射するようになつている。

殺菌液が乾燥除去されたら、容器１４は次いで
内容物充填部に送られる。

充填部では完全滅菌された食品等の内容物が充
填ノズルから容器１４に定量充填される。

次に容器１４の蓋としてＡ１、プラスチツク、
プラスチツクと紙との積層材等の蓋材をフランジ
部に合せて供給シールする。もちろん、蓋材もあ
らかじめ殺菌乾燥処理されている。この後、容器
もしくは蓋材又はこれら両者が連続体であるなら
ば切断刃が容器受台１６上にて個々の製品に断ち
切る。

以上によつて内容物の充填された無菌の密閉容
器が出来、コンベアで製品排出部に搬送される。

ここで、チヤンバー内の殺菌液噴霧量の多少を
検出し、噴霧量30の制御、警報等に供するべく次
のような方策が講じられている。すなわち、噴霧
量検出のため第１図で示されるように、チヤンバ
ー内に注入された殺菌液噴霧に投光器７０から光
束が照射されており、その透過光が受光器７２で
受けられるようになつている。本発明においては
噴霧量の過不足の検出でもつて容器への殺菌液付
着量の過不足の検出を擬制している。従つて、光
束は望ましくは容器の近傍を通るように設定され
る。なお、図示のように容器１４の下にも設けて
もよい。

透過光はチヤンバー内の霧の粒子に当ると反
射、吸収等のロスが生じ、従つて霧の密度の高低
に応じて増減するから、受光器７２で発生する信
号の大小でもつてチヤンバー１０，１２内の噴霧
量の多少を知ることができる。しかし、チヤンバ
ーは密閉系に近い室であるから、噴霧は時間とと
もに加算されていく。この加算は各容器の殺菌時
間内においてもあるいはあるロツトの容器の殺菌
時間内においても生じるものと考えられる。

従つて、一瞬をとらえた透過光量の検出では殺
菌につき適正な霧量を知ることができない。そこ
で本発明においてはある時間内での総合量でとら
えることとし、ある時間内での透過光量を積分し
てその積分量をあらかじめ測定した望ましい量の
霧についての積分量と比較して噴霧量の過不足ひ
いては容器に付着する殺菌液の過不足を認識する
こととしている。

第３図、第４図および第５図はこのような操作
を行なうための具体的手段を表わしている。図に
おいて、７４，７６はチヤンバーに設けられてい
る対向しあう小孔、７８，８０は当該孔と投受光
部との間を夫々結ぶ小空室である。小空室はエア
カーテン８２，８４を通すために設けられてい
る。エアカーテンのエアはノズル１８に供給され
ると同様無菌の空気で、小空室の上下に設けられ
たスロツト８６を通過することによりカーテンと
なつて、投光器の前のガラス板８８に噴霧が付着
するのを防ぐ。

ここで、ある容器１４が受け台１６に支えられ
てチヤンバー内に入つたとする。すると、スイツ
チ５６（第１図）からの信号で噴霧３０がチヤン
バー内に発射される。同時にスタートストツプ回
路９０により投光器７０が発光させられ、又は常
時光を受けている受光器７２から増幅器９２に至
る間が閉じられる。しかして、噴霧の供給を容器
がチヤンバー内で停止する所定の時間内で行なえ
ば、光束の透過量は前述の理由から後になるほど
急速に減少する。この透過量を反転回路９４で反
転すると噴霧量となり、これは所定時間内におけ
る各時間での噴霧の量すなわち密度の変化に対応
する。

同時に、上記透過光量はパルス発生器９６によ
り分割され、積分回路９８によつて遂次積分され
ていく。

こうして得られる積分値は第６図のようであ
り、被検積分値とされて別の基準積分値および補
助積分値とコンパレータ１００にて比較される。

第６図において、ａを噴霧過剰、ｂを適正、ｃ
を不足とすれば、所定の噴霧時間経過後における
ｂの積分値を基準積分値XOとし、所定の噴霧時
間を基準タイムカウント数toとすることができ
る。

そして、上記基準タイムカウント数の時間の経
過中および経過後におけるある量の殺菌液噴霧に
対応するタイムカウント数および積分値を各々被
検タイムカウント数ｔ、被検積分値Ｘとし、各々
前記基準タイムカウント数to、基準積分値XOと
比較して一方又は両方が基準以上であれば、噴霧
供給停止信号を出すものとする。つまり、ｔ＜
to、ｔ＝to、ｔ＜toとＸ＜Xo、Ｘ＝Xo、Ｘ＞Xo
との組合わせのうちｔ＜to、Ｘ＜Xo以外の時、
噴霧供給を停止させるのである。具体的には、第
５図で示されるように、噴霧開始と同時にタイム
カウンター１０２がカウントを始め、そのカウン
ト数を被検タイムカウント数としてコンパレータ
１００ａに送る一方、各カウントに到るまでの被
検積分値も積分回路からコンパレータ１００ａに
送る。コンパレータ１００ａにはあらかじめ基準
積分値Xoおよびそれに相応する基準タイムカウ
ント数toを記憶させている。しかして、コンパレ
ータ１００ａの論理回路において処理した結果、
前記のようにｔ＜toおよびＸ＜Xo以外の時を除
いて被検値が基準値を越えれば噴霧供給停止信号
がコンパレータ１００ａから発する。なお、噴霧
量が不足した場合（例えばｔ＝to、Ｘ＜Xo）、適
正な場合（例えばｔ＝to、Ｘ＝Xo）、多過ぎた場
合（例えばｔ＜to、Ｘ＞Xo）も必要に応じてコ
ンパレータから各々の表示信号を発する。

前記噴霧供給停止信号は、前記ノズル１８から
の殺菌液の噴射を停止させるべく利用される。こ
の信号は例えば第４図のように前記ニードル弁２
８の作動用空気を断続させる弁５８と併設された
他の弁（電磁弁）１０４に送られる。この結果ニ
ードル弁は圧縮空気の供給を受けなくなりスプリ
ングの作用でノズル孔２２を閉じ、殺菌液の供給
を断つことになる。この他、上記弁５８を開閉さ
せる信号路にスイツチ装置１０６を設けて、ここ
を上記噴霧供給停止信号でもつて断つようにして
もよい（第１図）。この結果、上記と同様、ニー
ドル弁が殺菌液の供給を停止させることになる。
また、殺菌液をノズルから導出させる無菌空気の
供給路又は上記ニードル弁以前の殺菌液供給路に
弁を設けて、ここを断つようにしてもよい。

なお、前記表示信号により、表示器１０８に設
けられている噴霧供給量の過剰、適正、不足に
夫々相当するランプあるいはブザー等が作動す
る。

また、ｔ＞toの場合はタイムカウント異常信号
が発せられ基準時間経過後も噴霧がノズルから発
射されていることを作業者に知らせる。一方、前
記所定の噴霧時間経過前におけるｂの積分値を補
助積分値X₁、その時間を補助タイムカウント数t₁
として設定することにより、こんどは逆に噴霧供
給の不足を早めに検知して供給増加信号を作るこ
ととしている。

すなわち、ｔ＝t₁およびＸ＜X₁のときに噴霧供
給増加信号を発生させて、これによつて容器への
噴霧の供給を増加させるのである。具体的には、
第５図の如く、コンパレータ１００ｂにX₁、t₁を
記憶させておき、タイムカウンタ１０２および積
分回路９８からの被検値Ｘ、ｔと比較し、その結
果上記ｔ＝t₁、Ｘ＜X₁であれば、コンパレータ１
００ｂから噴霧供給増加信号が発せられる。

この増加信号は第１，２，４，５図で示される
ようにノズル１８に至る無菌加熱空気の圧力コン
トローラとして機能する弁３６又はニードル弁開
度調整部１１０であるストツパーネジ１１２の駆
動部に送られ、圧力コントローラの弁を全開させ
るか又はニードル弁をさらに大きく開かせる。ニ
ードル弁２８の開度を調節する装置１１０は第２
図で示されているようにストツパーネジ１１２の
後端に固着された従動ギヤ１１４、駆動ギヤ１１
６、ステツプモータ１１８を備えている。しかし
て上記信号がモータ１１８に入るとネジ１１２が
所定角度回わされ、ニードル弁２８の行程が大き
くなつてシリンダ空室２４内の空気圧の作用でノ
ズル孔２２がさらに大きく開く。

従つて、噴霧供給量は増大し、積分値は第６図
の破線ｄのように急上昇し、曲線ｂに接近するこ
とになる。なお、上昇の度合の良否は前記基準値
Xo、toとの比較でチエツクされる。

以上のような制御は各容器又は各容器の横列毎
に行なわれ、積分回路９８、表示装置１０８等は
クリアー回路１２０によりサイクル時間内の一連
工程終了後クリアされ、次のサイクル開始まで待
機させられる。また、全ての表示および噴霧供給
停止動作はスタートストツプ回路９０により支配
されるようになつている。

さて、本発明は以上のように被殺菌体である容
器を含むチヤンバー内に殺菌液の噴霧をノズルか
ら射出し、この噴霧に光束を照射して遂次その透
過光量の種分値Ｘおよびタイムカウント数ｔをと
らえ、これらを基準および補助タイムカウント数
to、t₁並びに基準および補助積分値Xo、X₁と比較
し、かかる比較の結果ｔ＜toおよびＸ＜Xo以外
のときに殺菌液の噴射を停止させ、かつｔ＝t₁、
Ｘ＜X₁のときに殺菌液噴射量を増加させるもの
である。

従つて、本発明によれば、従来行ないえなかつ
たチヤンバー内の殺菌液噴霧量の検出を可能に
し、この検出結果を利用して噴霧の過少および過
剰な供給ゆ防ぐように制御することができる。こ
のことは、殺菌工程における殺菌不良を防ぐとと
もに殺菌工程後の殺菌液乾燥工程の迅速化を図
り、また乾燥工程後における殺菌液の残留による
不具合をも未然に防止しうることを意味するもの
である。また、殺菌後、容器等の資材の節減を図
りうることをも意味するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は容器殺菌装置の説明図である。第２図
は二流体式ノズルの一例の垂直断面図である。第
３図は殺菌装置に適用した殺菌液噴霧量検出部を
示す垂直断面図である。第４図は第３図における
殺菌液噴霧量検出部を検出信号処理のためのブロ
ツク線図と共に示す説明図である。第５図は上記
ブロツク線図におけるコンパレータの論理回路図
である。第６図は殺菌液噴霧量の積分値と時間と
の関係を示すグラフである。 １０，１２……チヤンバー、１４……容器、１
８……ノズル、２４……シリンダ空室、２８……
ニードル弁、３０……噴霧、３６……圧力コント
ローラ、５６……タイミングスイツチ、５８……
電磁弁、７０……投光器、７２……受光器、９６
……パルス発生器、９８……積分回路、１００…
…コンパレータ、１０２……タイムカウンター、
１０４……電磁弁、１０６……スイツチ装置、１
１０……ニードル弁開度調整部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下記事項からなる殺菌液噴霧量の制御方法。 ａ 二流体式ノズルからチヤンバー内へ注入され
   る殺菌液噴霧に光束を照射すること ｂ 上記チヤンバー内の容器を殺菌するに好適な
   殺菌液噴霧量を上記光束の透過光量の所定時間
   内における積分値として表わし、当該所定時間
   および積分値を各々基準タイムカウント数、基
   準積分値とすること ｃ 上記基準タイムカウント数の時間の経過中お
   よび後におけるある量の殺菌液噴霧に対応する
   タイムカウント数および積分値を各各被検カウ
   ント数、被検積分値とし、各々上記基準タイム
   カウント数、基準積分値と比較して一方又は両
   方が基準以上であれば噴霧供給停止信号を作
   り、当該信号でもつて上記二流体式ノズルから
   の殺菌液の噴射を停止させること ｄ 上記基準タイムカウント数及び基準積分値よ
   りも小さい値の補助タイムカウント数および補
   助積分値を設定すること ｅ 上記被検カウント数が上記補助タイムカウン
   ト数となつたとき該当被検積分値を上記補助積
   分値と比較し、それよりも低ければ噴霧供給増
   加信号を作り、当該信号でもつて上記二流体式
   ノズルからの殺菌液噴霧量を増加させること ２ 前記ｅにおける噴霧供給増加信号は前記二流
   体式ノズルに至る圧縮空気の圧力コントローラに
   送る特許請求の範囲第１項記載の制御方法。 ３ 前記ｅにおける噴霧供給増加信号は前記二流
   体式ノズルのニードル弁における開度調整部に送
   る特許請求の範囲第１項記載の制御方法。