JP4250450B2

JP4250450B2 - 充填包装装置および充填包装方法

Info

Publication number: JP4250450B2
Application number: JP2003127826A
Authority: JP
Inventors: 柔坂巻; 太平澤
Original assignee: Nisshin Foods Inc
Current assignee: Nisshin Foods Inc
Priority date: 2002-05-10
Filing date: 2003-05-06
Publication date: 2009-04-08
Anticipated expiration: 2023-05-06
Also published as: JP2004026308A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パスタソースや具入りカレーやおかゆ等のレトルト食品類等の飲食品類を始めとして、医薬品類、化粧品類、洗浄剤類等の粘性、曳糸性液体や固形物含有液体などを含む液状の内容物（以下、液状物という）を充填する際に充填ノズルから自然流下する液状物の液垂れを検出する液垂れ検出器を備えた充填包装装置や無菌充填包装装置、充填包装方法およびこれによって得られる充填包装液状食品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
充填包装装置は、一般に上向きに開口した包装袋等の充填包装容器内に充填ノズルから一定量の液状物を注入する。この種の充填包装装置においては、包装袋等の包装容器内に一定量の液状物が注入され、液状物の吐出が停止された後、充填ノズルの先端から液状物が自然流下して、その液垂れが包装容器類の口部や開口部およびその周辺部に付着して、これらを汚損することがある。特に、包装袋の場合には、液状物の液垂れが、包装袋のシール部分に噛み込んだり、包装袋の入口および周辺を汚損したりすることがある。
【０００３】
例えば、液状物（液状の飲食品）が充填された包装袋のシール部分に飲食用液状物の噛み込みが生じた場合、シールが不完全となり包装袋の内部と外部が流通することになる。その結果、レトルト等の熱殺菌処理がなされずにそのまま流通される、いわゆるアセプティック製品においては、包装袋のシール不良は、致命的な問題を引き起こす。すなわち無菌ルームにおいて、殺菌された液状物が滅菌された包装袋内へ充填されて封をされ、以降は熱処理等の殺菌工程を経ないで最終製品としてそのまま流通せられる場合にあっては、包装袋のシール不良は包装袋内の腐敗を招き、著しく商品価値を低下させることになる。また、飲食品分野に限らず他の分野においてもシール部分への液状物等の噛み込みはシール不良を起こし、漏れ・破れ等の原因となるので好ましくない。特に液状物中に固形物が含まれている場合にはシール部分に固形物が噛み込む可能性があり、より一層のシール不良を誘発する。
【０００４】
また、このような液状物の液垂れは、充填される液状物の量目のばらつきを招くこともある。さらには、液垂れがあると、充填環境を徐々に悪化させ、充填環境そのものの浄化が必要となり、清掃の頻度を増加させ、清掃のサイクルが短くなることもある。
そこで、このような液垂れを防止するため、従来より種々の充填包装装置が提案されてきている。例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３および特許文献４には、液垂れ防止用の充填ノズルが開示されている。また、特許文献５および特許文献６には、噛み込みが生じたシール部分の厚み変化を検出する装置が示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６３−１９１７９７号公報
【特許文献２】
特開平９−２２１１０３号公報
【特許文献３】
実開平３−１２６８９８号公報
【特許文献４】
実開平６−４４７０３号公報
【特許文献５】
特開昭５８−１９３２３８号公報
【特許文献６】
特開昭６３−２５３２０５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１〜特許文献４は、いずれも充填ノズルからの液垂れを防止しようとする予防手段であり、万が一、液垂れが発生してしまった事態に対処するものではない。また、特許文献５および特許文献６は、噛み込みが生じたシール部分の厚みを検出するものであるから、フィルム等の包装材料が薄手で厚みが均一なものでなければならず、例えば、牛乳パックのように厚みがあり、可撓性の包装材料の場合には僅かな噛み込みが生じてもそれを検出できない。さらには、封止が圧着シール式でなく、蓋を載せたりするものにあっては全く役立たない。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、充填ノズルから流下する液垂れが包装袋等の充填包装容器の入口および周辺を汚損したり、包装袋等の充填包装容器のシール部分に噛み込んだりすることを検出するために、充填ノズルから液状の内容物の液垂れが発生した場合に、液垂れそのものを検出できる液垂れ検出器を備えた充填包装装置および充填包装方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記充填装置または充填方法によって充填され、かつ、液垂れを被ったものは一切排除された、液垂れを被ったものが全く無い充填包装液状食品を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る充填包装装置は、予め滅菌された無菌ルーム内で、滅菌された包装袋内にその開口部から殺菌済みの飲食用の液状の内容物を充填する充填ノズルと、前記内容物が充填された前記包装袋の前記開口部を密封する密封手段とを備える無菌充填包装装置であって、前記包装袋への充填完了から次の包装袋への充填開始までの充填停止期間中に、前記充填ノズルから流下する前記内容物の液垂れを検出する液垂れ検出器と、前記内容物の液垂れを被った前記包装袋を系外排出する手段を有することを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記液垂れ検出器は、前記充填ノズルの直下を通過する光ビーム、音波および電磁波の少なくとも１つを発生させる発生部と、この発生部によって発生された前記光ビーム、音波および電磁波の少なくとも１つを受け取る受取部とを有し、この受取部で受け取られた前記光ビーム、音波および電磁波の少なくとも１つの状態変化により、前記内容物の液垂れを検出するものであることが好ましい。
【００１０】
また、前記液垂れ検出器は、フォトセンサー、レーザセンサー、光電管および超音波センサーのいずれか１つを含むものであることが好ましい。
【００１１】
また、本発明に係る充填包装方法は、予め滅菌された無菌ルーム内で、滅菌された包装袋内にその開口部から殺菌済みの飲食用の液状の内容物を充填し、前記内容物が充填された前記包装袋の前記開口部を密封する無菌充填包装方法であって、前記包装袋への充填完了から次の包装袋への充填開始までの充填停止期間中に、前記充填ノズルから流下する前記内容物の液垂れを検出し、前記内容物の液垂れ検出結果をもとに、前記開口部が密封された前記充填包装容器を選別して、前記内容物の液垂れを被った前記包装袋を系外に排出することを特徴とする。
【００１２】
ここで、前記液垂れ検出を行う際には、前記ノズルからの前記内容物の充填完了後、前記液垂れ検出のための観測データの取得を開始し、前記観測データの取得開始後あるいは前記観測データの取得開始と同時に、前記内容物が充填された前記充填包装容器および次の前記充填包装容器の搬送を開始し、前記次の充填包装容器を搬送して前記ノズルによる充填位置に静止させた後、前記内容物の充填を開始し、前記次の充填包装容器への充填開始の前あるいは充填開始と同時に、前記観測データの取得を停止することにより行うことが好ましい。
【００１５】
また、本発明に係る充填包装装置ならびに充填包装方法は、粘度が１０^１〜１０^７ｍＰａ・ｓである液状食品を所定量充填ノズルから流下して、充填包装容器にその開口部から充填するとともに、充填時における、前記充填ノズルからの前記液状食品の液垂れを検出し、前記液状食品が充填された前記充填包装容器の開口部を密封し、前記液垂れの検出結果に基づいて前記液状食品の液垂れを被っていないことが確認された充填包装液状食品を製造するのに極めて有効なものである。
ここで、前記充填包装液状食品は、予め滅菌された無菌ルーム内において、殺菌済みの前記液状食品を、滅菌された充填包装容器に充填したものであるのが好ましい。
また、前記液状食品は、固形物を含有するのが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明に係る液垂れ検出器を備えた充填包装装置、充填包装方法、およびこれによって得られる充填包装液状食品を添付の図面に示す好適実施例に基づいて以下に詳細に説明する。
以下では、液状の内容物の代表例としてパスタソースなどの流動性液体を、充填包装容器の代表例として包装袋を挙げ、図面を参照しながら説明するが、本発明は、以下の説明のみに限定されるものではないことはいうまでもない。
【００１７】
【実施例】
第１実施例
図１は、本発明に係る液垂れ検出器を備えた充填包装装置の一実施例（第１実施例）を示している。
この充填包装装置１０は、充填機１１と、包装袋搬送用コンベア２１と、液垂れ検出器４０と、包装袋位置決めセンサー５１とを有する。
充填機１１は、フレーム１から延びる支柱２によって支持された液体タンク３と、液体タンク３の底面に接続された定量シリンダー４と、定量シリンダー４の上部から延びる接続管５と、接続管５に支持された円筒状の充填ノズル６とからなっている。図中矢印Ａ方向へ搬送される包装袋９の搬送路上に充填ノズル６が配置されており、液体タンク３の内部には、包装袋９内へ注入される液体、例えばパスタソース等の流動性液体が液状物として収納されている。
【００１８】
定量シリンダー４は、図示しない駆動源、例えばエアシリンダーによって内部のピストンが駆動され一定量の液体を接続管５側へ送り出す。定量シリンダー４の吐出側には逆止弁が備えられ、接続管５側へ送り出された液体は、定量シリンダー４側へ逆流しない構造になっている。接続管５を介して定量シリンダー４に接続された充填ノズル６にはその上端にエアシリンダー１８が固定されている。エアシリンダー１８の出力軸であるシリンダーロッド１９は、充填ノズル６内を貫通して垂下しており、図２に示すようにそのシリンダーロッド１９の下端にはプラグ３６が装着されている。
【００１９】
プラグ３６は、シリンダーロッド１９により駆動され、矢印Ｂ−Ｂ’のように上下方向へ一定ストローク往復動する。定量シリンダー４から送出された一定量の液体は、接続管５に接続される液体注入口３２より流入し、先端開口部３３から吐出される。プラグ３６はその流入・吐出をタイミング良く行わせるように規制する役割を果たす。
【００２０】
図１において、包装袋９がコンベア２１により矢印Ａ方向へ間欠的に搬送されて、充填ノズル６の鉛直下方位置に運ばれ一時停止すると、エアシリンダー１８が駆動されシリンダーロッド１９を介してプラグ３６が１往復動し、定量シリンダー４から送出された一定量の液体が充填ノズル６の先端開口部３３から吐出されて開口部（口部）から包装袋９内へ充填される。
【００２１】
包装袋９内への液体充填が完了すると、包装袋９はコンベア２１により搬送され一定距離移動し、次の包装袋９が充填ノズル６の直下まで搬送され停止する。以降、再び液体充填が行われ、このサイクルが繰り返される。
【００２２】
図２に示すように、充填ノズル６の下方には液垂れ検出器４０が設置されており、その更に下方を包装袋９がコンベアにより搬送され水平方向に移動する。液垂れ検出器４０は、レーザビーム等の光学的ビーム（以下、光ビームという）を射出する照射部４１とその光ビームを受光する受光部４２とのセットからなっており、充填ノズル６の鉛直下方を略水平方向に光ビームが横切るような位置に設置されている。ここで、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、照射部４１は、帯状の光ビーム４３、すなわち平行な光ビーム、好ましくは、一様な光量の帯状の光ビームを射出し、受光部４２は、帯状の光ビーム４３を受光するように構成されているのが好ましく、射出された帯状の光ビーム４３は、充填ノズル６の内口径と略同一またはより広い幅を持つ帯状の光ビーム４３であるのが好ましい。こうすることにより、充填ノズル６のノズル開口部３３のどの部分から流下する液垂れ４４であっても、必ず帯状光ビーム４３のどこかを通過するので、確実に検出することができる。
【００２３】
そして、液垂れ検出器４０は、充填ノズル６から流下する液垂れ４４によって照射部４１からの帯状の光ビーム４３のどこかが遮られた場合、受光部４２によって光ビーム４３の光量の変動を検知し、受光部４２側の出力変動として液垂れ４４があったことを検出する。すなわち、本発明に用いられる液垂れ検出器４０には、液体の飛沫程度の大きさの液垂れによる光量の変動を検出する能力・精度が求められるが、それを実現できるものであれば、液垂れ検出器４０は、その種類・様式は問われず、どのようなものであっても良い。例えば、レーザセンサー、フォトセンサー、光電管等を挙げることができるが、特に、感度の点でレーザセンサーが最も好ましい。
【００２４】
液垂れ検出器４０として用いられるレーザセンサーは、図３（ｂ）に示すように、レーザビームを射出する半導体レーザ４１ａおよびこの半導体レーザ４１ａから射出されたレーザビームを平行ビーム、すなわち帯状の光（レーザ）ビーム４３にするレンズユニット４１ｂを備える照射部４１と、帯状の光ビーム４３の光量変化を検出するための受光素子４２ａおよび帯状の光ビーム４３を受光素子４２ａに集光する集光レンズ４２ｂを備える受光部４２とを有する。
このようなレーザセンサーにおいて、照射部４１の半導体レーザ４１ａから発せられたレーザビームは、レンズユニット４１ｂで平行に、帯状の光ビーム４３としてスリット（図示せず）から送り出され、受光部４２のスリット（図示せず）を通過後、集光レンズ４２ｂによって受光素子４２ａに集光される。この時、レーザセンサーは、平行なレーザビームエリア、すなわち帯状の光ビーム４３のエリア内の検出対象物である液垂れ４４の影を光量変化として検出する。
【００２５】
上述した例では、液垂れ検出器４０として、レーザビーム等の光ビームを射出する照射部４１および受光する受光部４２からなる光センサーを用いているが、本発明は、これに限定されず、充填ノズル６の直下を通過する音波および電磁波の少なくとも１つを発生させる発生部と、この発生手段によって発生された前記光ビーム、音波および電磁波の少なくとも１つを受け取る受取部とを有し、この受取部で受け取られた音波および電磁波の少なくとも１つの状態変化により、液状物の液垂れを検出するものであっても良い。このような液垂れ検出器４０として、例えば、超音波センサー等を挙げることができる。
なお、デジタル信号として検出するセンサーを用いる場合には、データのサンプリング速度は、できるだけ高速であるのが好ましい。例えば、応答時間で１ｍｓ以下であるのが好ましく、より好ましくは、０．５ｍｓ以下、さらに好ましくは、０．１ｍｓ以下であるのが好ましい。
【００２６】
また、本実施例では、液垂れ検出器４０として、照射部４１等の発生部および受光部４２等の受取部からなる２基（体）一組で機能する透過型センサーを図示しているが、１基（体）で機能する反射型センサーを用いても良い。
すなわち、照射部４１等の発生部から射出される光ビーム、音波および電磁波の少なくとも１つが、充填ノズル６の液垂れによって反射され、この反射された光ビーム、音波および電磁波の少なくとも１つを、照射部４１等の発生部と同じ側に、好ましくは一体的に設けられた受光部４２等の受取部で受け取る（受光または受信する）ことで、液垂れを検出するものであっても良い。
なお、本発明においては、液垂れ検出器として、透過型センサーを用いた場合であっても、反射型センサーを用いた場合であっても、液垂れ検出のために用いられる検出用光ビーム、音波および電磁波は、充填ノズル６の先端開口部３３の口径を覆うように面状に広がりを持つのが好ましい。
【００２７】
図４は、図１に示す、本発明の第１実施例に係る充填包装装置１０の液垂れ検出動作タイムチャートを示している。液垂れ検出器４０は、充填ノズル６から包装袋９への充填が完了または終了した時点から次の包装袋９への充填が開始されるまでの充填停止期間中、いわゆる非充填タイミングにおいて、充填ノズル６の先端開口部３３から流下する液垂れの有無を検出するために観測する。
【００２８】
この液垂れ検出のための観測動作（以下、単に液垂れ検出動作または検出動作という）を以下に詳述する。なお、以下に説明する液垂れ検出動作における充填包装装置１０、具体的には、液垂れ検出器４０を始めとする各構成要素は、図示しない制御装置によって制御される。
充填ノズル６のプラグ３６が１往復動して、その下降位置で停止すると、１回の充填が完了する。すると、エアシリンダー１８のシリンダーボディ下端に装着されたシリンダースイッチ５０が働き充填完了の信号が出力される。この充填完了信号を受けて、液垂れ検出器４０の検出動作が開始され、検出動作開始と同時または直後に包装袋９を搬送するコンベア２１が始動する。コンベア２１の側方にはコンベア２１から独立して包装袋位置決めセンサー５１が取り付けられている。ここで、包装袋位置決めセンサー５１が、次の包装袋９が充填ノズル６の鉛直下方に移動してきたことを検出すると包装袋定位置の信号を出力する。この定位置の信号を受けてコンベア２１は停止し、次の包装袋９への充填が開始され、同時に液垂れ検出器４０の検出動作が停止される。
【００２９】
このように液垂れ検出器４０の検出動作は、間欠的であっても良いし、また別の方法として検出動作を常時行わせ、必要なタイミング、いわゆる充填停止期間以外の検出データ（観測データ）を電気的に無視することも可能である。すなわち、包装袋位置決めセンサー５１の包装袋定位置の信号の出力からシリンダースイッチ５０の充填完了の信号の出力までの充填動作が行われている期間中、いわゆる充填タイミングにおける検出データ（観測データ）を採用しないように電気処理すれば良い。なお、充填動作期間中の液垂れ検出器４０の出力データは、液垂れ検出用出力データではなく、充填動作が確実に行われているかどうかを観測するための充填動作観測データとして用いることもできる。
【００３０】
さて、液垂れ検出器４０によって液垂れが検出された場合、その時刻に充填ノズル６の直下にあった包装袋９の全てを不良包装袋と特定する。なお、好ましくは、液垂れが実際に検出された時（以下、単に液垂れの検出時という）に充填ノズル６の直下を通過した虞のある包装袋９の全てを不良包装袋と特定するのが良い。例えば、実際に、包装袋９に、特にそのシール部分に液状物が付着したか否かに関わらず、液垂れの検出時に充填ノズル６の直下の位置を基準として所定の範囲内に存在する包装袋９を液状物に汚損された、あるいはシール不良が発生する虞のある不良包装袋と見なすのが良い。
【００３１】
こうして不良包装袋と特定された包装袋９は、その後、適切な方法により取り除かれる。予め充填ラインの下流に所定の距離を隔てて系外排出手段を設けておけば、所定時間経過後にそこを通過する包装袋を不良包装袋として系外に排出することができる。例えば、液垂れの検出時に充填ノズル６の直下の位置していた包装袋９が、系外排出手段の位置まで搬送されるまでの間に、系外排出手段に搬送される包装袋９の個数は予め決められているので、充填ノズル６からの液垂れが検出された時から系外排出手段に搬送されてくる包装袋９の個数を計数することにより、その計数値に従って、液垂れの検出時に充填ノズル６の直下に位置していた包装袋９が系外排出手段に到達したか否かを判別し、系外排出手段において液垂れを被った可能性のある包装袋９の全てを確実に選び出し、特定することができる。
あるいは液垂れ検出後すぐに充填ラインを停止させて、人間が目視により不良包装袋９を取り除いても良い。
以上のように構成することで、充填ラインで液垂れが発生した場合でも確実に不良包装袋を特定し、確実に系外に排除し、取り除くことができる。
【００３２】
第２実施例
図５（ａ）は、本発明に係る液垂れ検出器を備えた充填包装装置の別の実施例（第２実施例）の全体を示す斜視図である。
同図に示す充填包装装置６０は、ロータリー型と呼ばれるもので、貯袋庫８１から包装袋６１を１枚ずつ取り出してターンテーブル８０側の把持爪６２ａ、６２ｂへ受け渡す工程を行うステーション（Ｉ）、包装袋６１の表面に製造年月日や製造固有記号を印字する工程を行うステーション（II）、包装袋６１の口を開ける工程を行うステーション(III) 、充填機８３の充填ノズル８３ａで包装袋６１内にパスタソース等の液体を充填し、さらに充填ノズル８３ａから流下する液垂れを検出する工程を行うステーション（IV）、包装袋６１内へ蒸気を噴射して脱気を行う工程を行うステーション（Ｖ）、包装袋６１の口部（開口部）を線状にシール（線シール）する工程を行うステーション（VI）、続いて、包装袋６１の口部を面状にシール（面シール）する工程を行うステーション(VII) 、包装袋６１のシール部分を冷却する工程を行うステーション（VIII）および密封包装の完了した包装袋６１を外部に排出する工程を行うステーション（IX）から構成されている。
この充填包装装置６０では、包装袋６１は、把持爪６２ａおよび６２ｂにより把持され、吊り下げられた状態でターンテーブル８０と共に回動しながら、上記各ステーションの各工程において充填包装の諸動作が連続的に行われる。
【００３３】
以下、図５（ａ）および（ｂ）ならびに図６を参照して、充填包装の諸動作を詳述する。
ステーション（Ｉ）において貯袋庫８１内の包装袋６１が１枚ずつ取り出されてターンテーブル８０側の把持爪６２ａおよび６２ｂに受け渡され（工程Ｉ）、ステーション（II）において印字機８２により包装袋６１の表面に製造年月日や製造固有記号が印字され（工程II）、次に、ステーション(III) において吸盤７０ａおよび７０ｂによって包装袋６１の両表面が吸着されて離間され、包装袋６１の口部が開かれ（工程III ）、続いて、ステーション（IV）において充填機８３の充填ノズル８３ａにより包装袋６１内にパスタソース等の液体が充填され、１つの包装袋６１に充填が完了した時点から次の包装袋６１への充填が開始されるまでの間（充填停止期間中）、図５（ｂ）に示す液垂れ検出器８４により充填ノズル８３ａから流下する液垂れの検出（液垂れ検出のための観測）が行われる（工程IV）。その後、ステーション（Ｖ）において蒸気噴射ノズル６７により包装袋６１内へ蒸気が噴射される（工程Ｖ）。この蒸気噴射により包装袋６１内の空気が追い出されて蒸気に置換され、包装袋６１内の脱気が行われる。
【００３４】
次に、ステーション（VI）において第１ヒートシールバー６３ａおよび６３ｂにより包装袋６１の口部を挟持してこの口部の線シール（６６ａ：図７参照）が行われ（工程VI）、続いて、ステーション(VII) において第２ヒートシールバー６４ａおよび６４ｂにより包装袋６１の口部を挟持してこの口部の面シール（６６ｂ：図７参照）が行われる（工程VII ）。図７に示すように、線シール６６ａを施すのは、ヒートシール幅を狭くしてその部分の押圧力を上げ、万が一液体（液状物）やその中の具などの固形物等の噛み込みが生じた場合であってもそれを断ち切るようにするためである。線シール６６ａの幅は、例えば具体的には０．５ｍｍ〜３．０ｍｍ程度がよい。面シール６６ｂは、線シール６６ａを中程に含む位置に施されるのが良い。このようにして、包装袋６１の口部には充分な封止（密封）がなされる。なお、線シール６６ａ（工程VI）と面シール６６ｂ（工程VII ）の順序は、逆でもよい。
その後、加熱されたシール部分が、ステーション（VIII）において冷却バー６５ａおよび６５ｂにより挟持されて強制冷却され（工程VIII）、ステーション（IX）において充填包装（密封）の完了した包装袋６１が把持爪６２ａおよび６２ｂから外されて充填包装ラインから排出される（工程IX）。
【００３５】
ステーション（IV）における上記液垂れ検出工程IVにおいて液垂れが検出された場合には、第１実施例と同様にして不良包装袋を特定し、それ以降の諸工程を定常通り踏んだうえで、最後の排出手段に付加された振分け機等の系外排出手段により他経路へと系外排出する（工程Ｘ）。また不良包装袋に口封（口部封止）を施さずに、充填工程IVの直後あるいは脱気工程Ｖの直後に把持爪６２ａおよび６２ｂを解除して、不良包装袋を落下させて、系外排出する手法もあるが、充填された内容物が飛び散る等の理由からあまり好ましくはない。
【００３６】
本第２実施例におけるロータリー型の充填包装装置６０にあっても、液垂れ検出器８４およびその液垂れ検出動作は、上記第１実施例の充填包装装置１０の液垂れ検出器４０およびその液垂れ検出動作と同様なものとすることができる。すなわち充填機８３が包装袋６１へ液体の充填を完了した時点から次の包装袋６１へ充填を開始するまでの間、液垂れ検出器８４は、充填ノズルから流下する液垂れを検出するために観測するものである。また、本第２実施例における充填機８３は、上記第１実施例の充填機１１と同様なものとすることができる。従って、ここでは、これらの詳細な説明は省略する。
なお、図５（ａ）に示す充填包装装置６０においては、各ステーションにおいて、１個の包装袋６１に、その供給から、印刷、開口、充填および液垂れ検出、脱気、第１（線または面）シール、第２（面または線）シール、冷却、排出までの各処理を加えるものであるが、各ステーションにこれらの各処理を行う同一の機器を２個以上設けて、これらの各処理を２個以上の包装袋６１に同時に行うように構成しても良い。
【００３７】
本第２実施例では、ロータリー型の充填包装装置６０を以上のように構成したので、充填機８３の充填ノズル８３ａから液垂れが生じても、これを的確に検出することができ、液垂れを被った包装袋６１を確実に特定し、選別して、系外に排出することができる。
【００３８】
第３実施例
図８に、本発明に係る液垂れ検出器を備えた無菌充填包装装置の一実施例の全体概略斜視図を示す。
同図に示す第３実施例の無菌充填包装装置１００は、図５（ａ）に示す第２実施例のロータリー型充填包装装置６０の全体を無菌ルーム１０１内に格納したものである。なお、図８においては、図５（ａ）に示す第２実施例のロータリー型充填包装装置６０の各ステーション（Ｉ、III 〜IX）の具体的な構成の図示を省略し、各ステーション（Ｉ、III 〜IX）における包装袋６１のみを図示する。図８では、各ステーション（Ｉ、III 〜IX）において、それぞれ２個の包装袋６１が図示されているが、これは、各ステーション（Ｉ、III 〜IX）において、２つの包装袋６１に同時に同じ処理・動作を行うことを示し、そのための各ステーション（Ｉ、III 〜IX）の機器構成は、同じ機器が２個設けられていることを示すが、各ステーション（Ｉ、III 〜IX）の１つの機器構成は、図５（ａ）に示す第２実施例のロータリー型充填包装装置６０と、全く同様であるので、その説明は省略する。もちろん、本実施例においても、無菌ルーム１０１内に格納する充填包装装置は、図５（ａ）に示す充填包装装置６０のように、１個の包装袋６１を対象とするものであっても良いし、３個以上の包装袋６１を対象とするものであっても良い。
【００３９】
本第３実施例の無菌充填包装装置１００の目的とするところは、貯袋庫（８１）に収納された滅菌済みの包装袋６１を１枚ずつ取り出してターンテーブル（８０）側の把持爪（６２ａ，６２ｂ）へ受け渡す工程（Ｉ）、吸盤（７０ａ，７０ｂ）によって包装袋６１の口を開ける工程(III) 、充填機（８３）を用いて包装袋６１内に殺菌済みの液体飲食品を充填し、１つの包装袋６１に充填が完了した時点から次の包装袋６１への充填が開始されるまでの間に、充填機（８３）の充填ノズル（８３ａ）から流下する液垂れを検出する工程（IV）、包装袋６１内へ蒸気を噴射して脱気を行う工程（Ｖ）、包装袋６１の口部を線シールする工程（VI）、続いて、包装袋６１の口部を面シールする工程(VII) 、包装袋６１のシール部分を冷却する工程（VIII）、および密封包装の完了した包装袋６１を外部に排出する工程（IX）、ならびに不良包装袋を振分け機等の系外排出手段により他経路へと系外排出する工程（Ｘ）（図示せず）、の以上の全工程を予め滅菌された各種装置を用いて、無菌ルーム１０１内で行うことにより、無菌の液体飲食品包装袋を得るものである。なお、排出工程IXにおいて、無菌ルーム１０１外に排出された密封包装の完了した包装袋６１は、ベルトコンベア１０２によって、製品として、所定の図示しない収集工程、例えば箱詰め工程等に搬送される。
なお、本第３実施例においても、上記第２実施例と同様に、包装袋（６１）の口部のシールは、面シールを施した後に線シールを施してもよい。
【００４０】
無菌ルーム１０１内には、ヘパフィルターを通過させて無菌化されたエアーが送り込まれ、内部が常に陽圧にされている。こうすることで、無菌ルーム１０１の排出ゲート（図示せず）が開き、密封包装の完了した包装袋６１や不良包装袋等が無菌ルーム１０１外に排出される際には、包装袋６１と共に内部の無菌エアーが外部に噴き出すだけとなり、外部エアーの侵入、従って、外部エアーに含まれる細菌等の侵入を防止できる。また、予期せぬ孔が、無菌ルーム１０１のシェルに存在したとしても同様の効果がある。
【００４１】
無菌ルーム１０１内では、基本的に、図５（ａ）に示した充填包装と同様な工程が行われる。すなわち、ステーションＩでは包装袋６１の供給、ステーションIII では包装袋６１の開口、ステーションIVでは包装袋６１への液体充填および充填ノズル（８３ａ）からの液垂れの検出、ステーションＶでは包装袋６１内の脱気、ステーションVIでは包装袋６１の口部の第１（線または面）シール、ステーションVII では包装袋６１の口部の第２（面または線）シール、ステーションVIIIでは包装袋６１のシール部分の冷却、ステーションIXでは無菌ルーム１０１外への包装袋６１の排出が行われる。
【００４２】
上記のステーションIVで液垂れが検出された場合には、その時刻に充填ノズル（８３ａ）の直下および／またはその近傍にあった包装袋６１の全てを不良包装袋と特定し、それ以降のステーションＶ〜IXの諸工程を定常通り経たうえで、その後段の振分け機等の系外排出手段（図示せず）等により他経路へと系外排出する。
【００４３】
本第３実施例では、以上のように構成したので、充填包装後の包装袋を改めて熱殺菌することなく包装袋内の無菌が維持でき、そのまま流通に供することができる。また、耐熱性の高い包装材料を通して過度な熱殺菌処理を行う必要がないため、品質劣化のない風味良好な液体飲食品包装袋が得られる。
【００４４】
なお、本発明においては、液垂れ検出器を備えた充填包装装置によって充填される液状の内容物としては、パスタソース等の液体類に限定されず、具入りのカレーやおかゆやスープ等のように、固形物と液体を含む食品などのレトルト食品や、牛乳やヨーグルトなどの飲食用乳製品や、果肉粒入り果汁などの飲料や、酒類などの飲料などの飲食品類を始めとして、血液等の医薬品類、化粧品類、洗浄剤類等の粘性、曳糸性液体や固形物含有液体などを対象とすることができる。このような液状の内容物は、粘度が１０¹〜１０⁷ｍＰａ・ｓであるのが好ましい。粘度が１０¹ｍＰａ・ｓよりも低いと、液垂れしやすいため、系外に排出される不良品の割合が高くなる。また、１０⁷ｍＰａ・ｓよりも高いと、充填しにくく、製品の生産効率が低くなる。なお、飲食品を対象とする場合には、本発明の第３実施例の無菌充填包装装置を用いるのが好ましい。
また、本発明に用いられる充填包装容器は、線状および面状のヒートシールが可能な合成樹脂製の包装袋に限定されるわけではなく、ヒートシールが可能となるようにシール面に合成樹脂膜が積層された紙製などの包装袋や包装容器であっても良いし、この他、密封が可能な充填包装容器であれば、どのような充填包装容器であっても良い。
【００４５】
また、本発明に用いられる充填機の充填ノズルは、包装袋等の充填包装容器に液状物を充填する際に、包装袋等の充填包装容器内に下降し、充填終了後上昇して、液垂れの可能性を低減するように構成されていても良い。
この場合の液垂れ検出は、液垂れ検出器を充填ノズルと共に上下動させて、充填ノズルが上昇して包装袋等の充填包装容器から出ると共に液垂れ検出器も上昇して充填包装容器の開口部の上方へ来た直後から、充填ノズルが下降して次の充填包装容器内に入ると共に液垂れ検出器も下降して充填包装容器の位置にくる直前までの期間に、この液垂れ検出器によって充填ノズルの先端開口部を観察することにより行えば良い。
【００４６】
また、本発明の充填包装装置は、上述の実施例と同様に充填ノズルを固定し、包装袋等の充填包装容器に液状物を充填する際には、包装袋等の充填包装容器を上昇させて充填ノズルをこの充填包装容器内へ挿入し、充填終了後、この充填包装容器を下降させて、液垂れの可能性を低減するように構成されていても良い。この場合の液垂れ検出は、液垂れ検出器を充填ノズルに対して所定の位置に固定し、充填包装容器が下降して充填ノズルおよび液垂れ検出器の下方となった直後から、次の充填包装容器が上昇して充填ノズルおよび液垂れ検出器の位置にくる直前までの期間に、この液垂れ検出器によって充填ノズルの先端開口部を観察することにより行えば良い。
【００４７】
また、液状物が、固形物を含む場合においては、充填機の充填ノズルの先端開口部には、網状体または多孔体などが用いられることがあり、充填機の充填ノズル先端開口部から固形物が垂下していることがあるので、本発明に用いられる液垂れ検出器は、充填機の充填ノズルからの液垂れのみならず、充填機の充填ノズル先端開口部から垂下している固形物を検出できるように構成しておくのが好ましい。
【００４８】
第４実施例
第３実施例において示した、本発明に係る液垂れ検出器を備えた無菌充填包装装置１００（図８参照）を用いて、固形物を含む液状食品であるボロネーゼソースを包装袋に無菌充填した。
【００４９】
ボロネーゼソースの調製
１０００ｋｇ炊き用調理釜に、ニンニクのみじん切り５ｋｇとオリーブ油３０ｋｇを投入し、撹拌しながら、ニンニクがキツネ色になるまで炒めた。そこにタマネギのみじん切り８０ｋｇを加え、タマネギが半透明になるまで炒めた上で、牛挽肉６０ｋｇを投入し、牛挽肉の色が白っぽくなるまで炒めた。さらにホールトマト７２０ｋｇ、香辛料０．５ｋｇ、食塩５ｋｇおよび砂糖３ｋｇを加え、撹拌しながら煮込んで、固形物を含有する、ボロネーゼソースを調製した。
【００５０】
ボロネーゼソースの無菌充填
上記で調製したボロネーゼソースを、第３実施例に示した液垂れ検出器を備えた無菌充填包装装置１００において複数の包装袋６１に連続的に充填した。このボロネーゼソースの粘度は２．０×１０³ｍＰａ・ｓであり、それほど高粘度ではなかったものの、固形物を含有していた。無菌充填包装装置１００のステーションIVにおいて、連続する充填動作の間に、充填ノズル（８３ａ）から固形物を含む液が液垂れすることがあったが、その都度、液垂れ検知器が機能して液垂れを検出し、液垂れが検出された時刻に充填ノズル（８３ａ）の直下およびその近傍にあった包装袋６１を系外排出手段によって系外排出した。これにより、液垂れを被った包装袋はすべて系外に排出することができ、製品中に液垂れを被ったサンプルは、全く無く、安全で高品質な充填包装液状食品を得ることができた。
【００５１】
第５実施例
液体食品をカルボナーラソースとした以外は、第４実施例と同様にして、第３実施例において示した液垂れ検出器を備えた充填包装装置１００（図８参照）を用いて、液状食品を包装袋に無菌充填した。
【００５２】
カルボナーラソースの調製
１０００ｋｇ炊き用調理釜に、水１０７．５ｋｇ、生卵黄３０ｋｇ、食塩１．５ｋｇ、小麦澱粉１ｋｇを加えて卵黄を分散させた後９０℃まで加熱処理した。次に、この分散液を圧力１５０ｋｇ／cm²の高圧で均質化処理し、卵黄処理液を調製した。そこに、牛乳２８０ｋｇ、チーズ１０ｋｇ、食塩１０ｋｇ、上白糖５ｋｇ、グルタミン酸ソーダ１．５ｋｇ、澱粉５０ｋｇを加え、撹拌しながら８５℃まで炊き上げて、カルボナーラソースを得た。
【００５３】
カルボナーラソースの無菌充填
上記で調製したカルボナーラソースを、第３実施例に示した液垂れ検出器を備えた無菌充填包装装置１００において複数の包装袋６１に連続的に充填した。このカルボナーラソースは、粘度が１．５×１０⁴ｍＰａ・ｓと高粘度であり、かつ曳糸性があるため、無菌充填包装装置１００のステーションIVにおいて、連続する充填動作の間に、充填ノズル（８３ａ）から糸曳きを伴って液垂れすることがあったが、その都度、液垂れ検知器が機能して液垂れを検出し、液垂れが検出された時刻に充填ノズル（８３ａ）の直下およびその近傍にあった包装袋６１を系外排出手段によって系外排出した。これにより、液垂れを被った包装袋は、すべて系外に排出することができ、製品中に液垂れを被ったサンプルは、全く無く、安全で高品質な充填包装液状食品を得ることができた。
【００５４】
なお、上記の第４実施例および第５実施例では、第３実施例の無菌充填装置を用いて、殺菌済みの液状食品を、予め滅菌された包装袋に無菌充填し、液垂れを被ったものが全く無い充填包装液状食品を得た例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、第１実施例の充填包装装置１０および第２実施例の充填包装装置６０に代表される本発明の充填包装装置、または本発明の充填包装方法によっても、液状食品を充填し、液垂れを被った包装袋はすべて排除して、液垂れを被ったものが全く無い充填包装液状食品を得ることができる。
【００５５】
本発明に係る液垂れ検出器を備えた充填包装装置、充填包装方法、およびこれによって得られる充填包装液状食品について、種々の実施例を挙げて詳細に説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるわけではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や設計の変更を行って良いことはもちろんである。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、充填ノズルから流下する液垂れを確実に検出することができるため、液垂れを被った包装袋等の充填包装容器を特定でき、それを適切に取り除くことができる。また、液体飲食品等の飲食用液状の内容物を充填包装後にレトルト等の熱殺菌処理を施さずにそのまま流通させるアセプティック製品にあっては、シール部分に噛み込みが生じた包装袋等の充填包装容器を積極的に除外でき、流通段階での腐敗が根絶されるので、特に有効である。
また、本発明の充填包装液状食品は、製品中に液垂れを被ったものは、全く無く、安全で高品質な充填包装液状食品である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液垂れ検出器を備えた充填包装装置の一実施例の全体を示す斜視図である。
【図２】図１に示す充填包装装置の充填ノズルの断面と液垂れ検出器の配置を示す部分断面模式図である。
【図３】（ａ）は、図２に示す液垂れ検出器による充填ノズルからの液垂れの検出を説明するための斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す液垂れ検出器の構成および検出方法を説明するための説明図である。
【図４】図１に示す充填包装装置の液垂れ検出動作の一例を示すタイムチャートである。
【図５】（ａ）は、本発明に係る液垂れ検出器を備えた充填包装装置の別の実施例の全体を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す充填包装装置の充填機と液垂れ検出器と包装袋との配置を示す側面図である。
【図６】図５（ａ）に示す充填包装装置の充填包装の諸動作の一例を示す斜視説明図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図６に示す線シール工程および面シール工程で得られる包装袋の線シールおよび面シールを示す正面図である。
【図８】本発明に係る液垂れ検出器を備えた無菌充填包装装置の一実施例の全体概略斜視図である。
【符号の説明】
１フレーム
２支柱
３液体タンク
４定量シリンダー
５接続管
６，８３ａ充填ノズル
９，６１包装袋
１０，６０充填包装装置
１１，８３充填機
１８エアシリンダー
１９シリンダーロッド
２１，１０２コンベア
３２液体注入口
３３先端開口部
３６プラグ
４０，８４液垂れ検出器
４１照射部
４２受光部
５０シリンダースイッチ
５１包装袋位置決めセンサー
６２ａ，６２ｂ把持爪
６３ａ，６３ｂ第１ヒートシールバー
６４ａ，６４ｂ第２ヒートシールバー
６５ａ，６５ｂ冷却バー
６６ａ線シール
６６ｂ面シール
６７蒸気噴射ノズル
７０ａ，７０ｂ吸盤
８０ターンテーブル
８１貯袋庫
８２印字機
１００無菌充填包装装置
１０１無菌ルーム

Claims

予め滅菌された無菌ルーム内で、滅菌された包装袋内にその開口部から殺菌済みの飲食用の液状の内容物を充填する充填ノズルと、
前記内容物が充填された前記包装袋の前記開口部を密封する密封手段とを備える無菌充填包装装置であって、
前記包装袋への充填完了から次の包装袋への充填開始までの充填停止期間中に、前記充填ノズルから流下する前記内容物の液垂れを検出する液垂れ検出器と、
前記内容物の液垂れを被った前記包装袋を系外排出する手段を有することを特徴とする充填包装装置。
前記液垂れ検出器は、前記充填ノズルの直下を通過する光ビーム、音波および電磁波の少なくとも１つを発生させる発生部と、この発生部によって発生された前記光ビーム、音波および電磁波の少なくとも１つを受け取る受取部とを有し、この受取部で受け取られた前記光ビーム、音波および電磁波の少なくとも１つの状態変化により、前記内容物の液垂れを検出することを特徴とする請求項１に記載の充填包装装置。
前記液垂れ検出器は、フォトセンサー、レーザセンサー、光電管および超音波センサーのいずれか１つを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の充填包装装置。
予め滅菌された無菌ルーム内で、滅菌された包装袋内にその開口部から殺菌済みの飲食用の液状の内容物を充填し、
前記内容物が充填された前記包装袋の前記開口部を密封する無菌充填包装方法であって、
前記包装袋への充填完了から次の包装袋への充填開始までの充填停止期間中に、前記充填ノズルから流下する前記内容物の液垂れを検出し、
前記内容物の液垂れ検出結果をもとに、前記開口部が密封された前記充填包装容器を選別して、前記内容物の液垂れを被った前記包装袋を系外に排出することを特徴とする充填包装方法。