JP4453408B2 - 袋詰め食品の製造方法および袋詰め充填シール装置 - Google Patents

Description

本発明は、袋詰め食品の製造方法およびこの方法に使用する袋詰め充填シール装置に関する。

固体食品、流動状食品、液汁入り固体食品、飲料等（以下一括して「食品」という）を袋詰め食品として含気包装する場合は、食品の酸化、褐変等を防止するために、袋内の空気を窒素ガス等の不活性ガスによりガス置換することが必要になる。袋詰め食品の含気包装は一般に回転テーブル式充填シール機を使用して自動的に行われている。回転テーブル式充填シール機は、回転テーブルの周方向に等間隔で設けられた複数の袋保持ユニットを備え、かつ回転テーブルを囲むようにして袋開口部、食品充填部、密封部が固定して設けられ、回転テーブルを間欠的に回転させることにより各袋保持ユニットに保持された袋の開口、食品の充填および袋の密封を順次行うものである。この充填シール機を使用する包装方法において、従来は食品の充填後袋を密封する直前に不活性ガスのガスブローを行うことが一般に行われており、また、たとえば特許文献１に開示されるように食品の充填の直前にガスブローを行う方法、特許文献２に開示されるように食品の充填中にガスブローを行う方法、特許文献３に開示されるように食品の充填前および食品充填中にガスブローを行う方法、特許文献４に開示されるように袋の開口時および密封直前にガスブローを行う方法等種々のガス置換方法が提案されている。
特開平２−２３３３２１号公報 特開昭６０−９９８２０号公報 特開昭５４−９２４８７号公報 特開平７−３１３１２８号公報

上記従来の不活性ガスによるガス置換は、いずれも回転テーブルの間欠回転において食品充填の前か後の１時点かあるいは食品充填の前後の間隔をおいた２時点において行われているが、ガスブロー時間は生産速度すなわち単位時間に何袋製造するかという速度によって決まるので、たとえば回転テーブルの袋保持ユニットの数が８個であり生産速度が３０袋／分の場合はガスブロー時間は食品充填の前か後の１時点の場合は約１秒、食品充填の前後の間隔をおいた２時点の場合でも約２秒に過ぎない。したがって、従来のガス置換では食品内容物の底部側のガス置換が不充分であったり、ガス置換の後で空気が袋内に再混入してしまい、袋内全体の置換率が悪く、特に充填する食品が固形食品である場合にこの傾向が著しい。

本発明は、上記従来の袋詰め食品の充填方法における問題点を解決し、袋詰め食品の生産効率を落とさずに不活性ガスによる置換を充分に行うことができる袋詰め食品の製造方法および装置を提供しようとするものである。

上記本発明の課題を解決する袋詰め食品の製造方法は、充填シール装置により袋詰め食品を含気包装する袋詰め食品の製造方法であって、
袋開口部近傍に設けられ、袋開口部と食品充填部との間を往復動して袋開口部から食品充填部に移送される袋内に挿入されて不活性ガスを吹き込む第１のガスブローノズルを袋の開口直後に袋内に挿入して食品の充填開始直前と直後の間の所定の時点まで不活性ガスを吹き込んだ後該第１のガスブローノズルを袋から抜き出す第１の工程と、
食品充填部近傍に設けられ、食品充填部に移送された袋内に挿入されて不活性ガスを吹き込む第２のガスブローノズルを食品の充填開始直前に袋内に挿入して食品充填開始直前と直後の間の所定の時点から食品充填終了直前と直後の間の所定の時点まで不活性ガスを吹き込んだ後該第２のガスブローノズルを袋から抜き取る第２の工程と、
食品充填部近傍に設けられ、食品充填部と袋が袋密封部に到着する前の所定位置との間を往復動して食品充填部から袋閉口部に移送される袋内に挿入されて不活性ガスを吹き込む第３のガスブローノズルを食品充填中に袋内に挿入して食品充填終了直前と直後の間の所定の時点から袋の密封前に袋開口部を閉じるまで不活性ガスを吹き込んだ後該第３のガスブローノズルを袋から抜き取る第３の工程を備える袋詰め食品の製造方法において、
該第１のガスブローノズルによる不活性ガスの吹き込みと該第２のガスブローノズルによる不活性ガスの吹き込みおよび該第２のガスブローノズルによる不活性ガスの吹き込みと該第３のガスブローノズルによる不活性ガスの吹き込みを所定時間中重複して同時に行うことを特徴とする袋詰め食品の製造方法である。

本発明の１側面においては、該第１、第２、第３の各ガスブローノズルは、袋内への挿入および袋からの抜き出しの動作時においては、不活性ガスの吹き出しが停止していることを特徴とする。

本発明の目的を達成する袋詰め食品充填シール装置は、回転テーブルの周方向に等間隔で設けられた複数の袋保持ユニットを備え、かつ回転テーブルを囲むようにして袋開口部、食品充填部、袋密封部が設けられ、回転テーブルを間欠的に回転させることにより各袋保持ユニットに保持された袋の開口、食品の充填および袋の密封を順次行う回転テーブル式袋詰め食品充填シール装置であって、
袋開口部近傍に設けられ、袋開口部と食品充填部との間を往復動して袋開口部から食品充填部に移送される袋内に挿入されて不活性ガスを吹き込む第１のガスブローノズルを備える第１の不活性ガスブロー装置と、
食品充填部近傍に設けられ、食品充填部に移送された袋内に挿入されて不活性ガスを吹き込む第２のガスブローノズルを備える第２の不活性ガスブロー装置と、
食品充填部近傍に設けられ、食品充填部と袋が袋密封部に到着する前の所定位置との間を往復動して食品充填部から袋閉口部に移送される袋内に挿入されて不活性ガスを吹き込む第３のガスブローノズルを備える第３の不活性ガスブロー装置
を備え、該第１のガスブローノズルによる不活性ガスの吹き込みと該第２のガスブローノズルによる不活性ガスの吹き込みおよび該第２のガスブローノズルによる不活性ガスの吹き込みと該第３のガスブローノズルによる不活性ガスの吹き込みを所定時間中重複して同時に行うことを特徴とする。

本発明の方法によれば、第１の工程、第２の工程および第３の工程においてガスブローを切れ目無く行うことにより、袋の開口後食品の充填前から袋の密封直前まで袋内に不活性ガスを実質的に連続して吹込むので、袋詰め食品を従来と同一の生産速度で生産してもガスブローの時間を従来よりも数倍長くとることができ、しかもガスブローを途中で中断することがないので、ガスブロー中断の間に空気が袋に再混入することもなく、生産効率を落とさずに充分なガス置換を達成することができる。これによって、従来のガス置換方法ではガス置換後の残存酸素濃度が数％であったものが、本発明の方法によれば残存酸素濃度０．５％以下、残存酸素量１．０ｍｌ以下に減少させることができる。
また、第１の工程と第２の工程および第２の工程と第３の工程を所定時間の間重複して同時に行うことにより袋内へのガスブローの連続性を一層完全に行うことができる。

また、本発明の袋詰め充填シール装置によれば、第１の不活性ガスブロー装置、第２の不活性ガスブロー装置および第３の不活性ガスブロー装置の３段階の不活性ガスブロー装置を設け、第１の不活性ガスブロー装置および第３の不活性ガスブロー装置のガスブローノズルを往復動させることにより、ガスブローを従来の装置に比べて長い時間継続して行うことが可能となり、生産効率を落とさずに充分なガス置換を達成することができるとともに、回転テーブル上のすべての袋保持ユニットにそれぞれガスブローノズルを設置する必要がないので、その分設備コストを低下させることができる。また、第１のガスブローノズルによる不活性ガスの吹き込みと第２のガスブローノズルによる不活性ガスの吹き込みおよび第２のガスブローノズルによる不活性ガスの吹き込みと第３のガスブローノズルによる不活性ガスの吹き込みを所定時間中重複して同時に行うことにより、袋内へのガスブローの連続性を一層完全に行うことができる。

以下添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の充填シール装置を模式的に示す平面図、図２〜図１２は不活性ガスブローの各工程における同装置の動作を順を追って説明するための説明図である。

この充填シール装置１は回転テーブル式袋詰め充填シール装置であって、図１中矢印Ｑ方向に間欠的に回転する回転テーブル２の周方向に等間隔で８個の袋保持ユニット３が回転テーブル２の周縁部に固定されている。これら袋保持ユニット３はそれぞれ一対の袋把持アーム４を備えており、これら袋把持アーム４の開閉動作可能な爪５、５により袋６の閉じられた両側部を把持するように構成されている。また一対の袋把持アーム４、４は相互に接近した接近位置と相互に離間した離間位置の２位置の間に移動することができる機構を備えている。

回転テーブル２を囲むようにして、図示しない袋供給部から袋６を受領し袋保持ユニット３により袋６をその上端部６ａが閉じた状態で把持する袋受領部I、袋６に所定の印字を行う印字部II、一対の袋把持アーム４、４を接近位置すなわち幅が狭まる方向に移動させることにより把持した袋６の上端部６ａを開口するとともに、２本の開口サポートアーム１５、１５により袋６を回転テーブル２の半径方向に拡開して保持する（図３の状態）袋開口部III、開口した袋６に食品（例えば固形食品）を充填する第１食品充填部IV（本発明における食品充填部を構成する）、この袋６からガスブローノズルを抜く行程部V、袋６を閉じてシールするために第１のヒートシールを行う第１密封部VI（本発明における密封部を構成する）、最終ヒートシールを行う第２密封部VIIおよびシールされた袋６のシール部を冷却プレスにより冷却した後袋６を排出コンベヤー７に排出する冷却・排出部VIIIが袋保持ユニット３の配置間隔と同一の等間隔で固定的に設けられている。回転テーブル２は、袋保持ユニット３が各部I〜VIIIでそれぞれ所定の時間（例えば１秒間）とどまりその間に所定の作業が行われた後に次の工程を行う部に移動するように間欠的な回転運動を行う。

袋開口部IIIには、袋開口部IIIと第１食品充填部IVとの間を矢印Ａ−Ａ方向に往復動して袋開口部IIIから第１食品充填部IVに移送される袋６内に挿入されて不活性ガスを吹き込む第１のガスブローノズル９を備える第１の不活性ガスブロー装置８が設けられている。

ガスブローノズル９は、開口サポートアーム１５、１５の中間に配置され、開口サポートアーム１５、１５が装着された回転アーム１０に固定されたエアシリンダー装置１１に取付けられエアシリンダー装置１１により上下動が可能である。回転アーム１０は袋開口部IIIと第１食品充填部IVの間を回転軸２１の周りに回転往復動する。

開口サポートアーム１５、１５は回転アーム１０に取付けられた回動軸１２、１２の枢着された回動アーム１３、１３の先端に固定されており、回動アーム１３、１３の回動により袋６内に出入りすることができ、袋６内に挿入されて袋６を回転テーブル２の半径方向に拡開する。なお、開口サポートアーム１５、１５を、管状部材を用いて不活性ガスの吹き出しが可能なように構成し、ガスブローノズルとの兼用型にすることもできる。

第１食品充填部IVには、第１食品充填部IVに移送された袋６内に挿入されて不活性ガスを吹き込む第２のガスブローノズル１６、１６を備える第２の不活性ガスブロー装置１７が設けられている。ガスブローノズル１６、１６は図５から明らかなように食品を袋６内に充填するホッパー１４の両側に固定されており、ホッパー１４の上下動につれて上下動する。

また第１食品充填部IVには、第１食品充填部IVとガスブローノズルを袋から抜く行程部Vとの間を往復動して第１食品充填部IVから第２食品充填部Vに移送される袋６内に挿入されて不活性ガスを吹き込む第３のガスブローノズル１９を備える第３の不活性ガスブロー装置１８が設けられている。

第３のガスブロー装置１８は回転軸２１の周りに食品充填部IVとガスブローノズルを袋から抜く行程部Vの間を矢印Ｂ−Ｂ方向に往復動する回転アーム２０を備え、この回転アーム２０に取付けられたエアシリンダー装置３０にガスブローノズル１９が取付けられている。ガスブローノズル１９はエアシリンダー装置２３によって上下動することができる。

なお、各ガスブローノズル９、１６、１９は図示しない不活性ガス供給源および開閉弁に接続されている。

以下この装置の動作について図２〜図１２を参照して説明する。
図示しない袋供給部から供給される袋６は、図２に示すように、袋受領部Iにおいて停止状態にある袋保持ユニット３の離間位置にある袋把持アーム４，４の爪５、５により袋６の上端部６ａが閉じた状態で把持される。次いで回転テーブル２が回転し、袋６が印字部IIを経て袋開口部IIの位置に至って停止すると、図３に示すように、袋把持アーム４、４は接近位置に移動して袋６の上端部６ａを開口するとともに、２本の開口サポートアーム１５、１５が袋６内に挿入されて袋６を回転テーブル２の半径方向に拡開する。

その直後に、第１の不活性ガスブロー装置８が作動してエアシリンダー装置１１の動作によりガスブローノズル９が降下し、図４に示すように袋６内に挿入され、不活性ガスの袋６内への吹き込みが開始される。

次いで袋６内にガスブローノズル６が挿入され不活性ガスが袋６内に吹き込まれた状態を維持したまま回転テーブル２が回転して袋６が第１食品充填部IVに至ると回転テーブル２は停止し、図５に示すように、食品充填用のホッパー１４が袋６内に下降して袋６内に食品（たとえば固形食品）が充填される。また食品の充填開始と同時に第２の不活性ガスブロー装置１７が動作し、ガスブローノズル１６、１６から袋６内への不活性ガスの吹き込みが開始される。一方ガスブローノズル９は不活性ガスの吹き込みを食品の充填開始直後まで継続してから吹き込みを停止する。したがって、食品の充填開始からその直後にいたる期間両ガスブローノズル９、１６は重複して不活性ガスの吹き込みを行い、これによって不活性ガスの連続的な吹き込みを保証する。

ガスブローノズル９は、不活性ガスの吹き込みを終了すると、図６に示すように、ホッパー１４による食品充填が行われている間にエアシリンダー装置１１の作動により上昇して袋６から離脱する。また開口サポートアーム１５、１５も袋６内から離脱する。

ガスブローノズル９の離脱と同時またはその直後に、図７に示すように、第３の不活性ガスブロー装置１８が作動し、エアシリンダー装置３０の動作によりガスブローノズル１９が袋６内に降下する。ガスブローノズル１６、１６はホッパー１４による食品充填終了と同時に不活性ガスの吹き込みを停止する。一方ガスブローノズル１９は食品充填終了の直前に不活性ガスの吹き込みを開始し、これによって不活性ガスの連続的な吹き込みを保証する。

食品充填が終了すると、ホッパー１４は図８に示すように上昇し、次いで回転テーブル２が回転して袋６はガスブローノズルを袋から抜く行程部Vに向かう。この間ガスブローノズル９は、図９に示すように、袋６内に挿入さたままであり、ガスブローが継続されている。

回転テーブル２がさらに回転して袋６が第２食品充填部Vに至ると回転テーブル２の回転と共に１０に示すように、袋把持アーム４、４が離間位置に開いて袋開口部６ａが閉じる。この時点ではガスブローノズル１９からの不活性ガスの吹き込みはまだ継続している。

次に、袋６がガスブローノズルを袋から抜く行程部Vに停止中に、図１１に示すように、ガスブローノズル１９からの不活性ガスの吹き込みを停止し、ガスブローノズル１９を袋６から引き抜く。

次いで回転テーブル２が回転して袋６が図１２に示すように袋上端部６ａが閉じた状態で第１密封部VIに至ると回転テーブル２は停止し、袋６の上端部６ａはヒートプレス２３（図１）に挟持されて第１のヒートシールが行われる。次いで袋把持アーム４、４が離間位置にあるままの状態で回転テーブル２が回転して袋６が第２密封部VIIに至ると回転テーブル２は停止し、袋６はヒートプレス２４に挟持されて第２のヒートシールが行われる。さらに袋把持アーム４、４が離間位置にあるままの状態で回転テーブル２が回転して袋６が冷却・排出部VIIIに至ると回転テーブル２は停止し、袋６の上端部６ａは冷却プレス２５に挟持され、袋６の冷却が行われた後袋６は製品として排出コンベヤー７に排出される。袋６の排出を終えた袋把持アーム４、４は離間位置を維持したまま次の回転テーブル２の回転により袋受領部Iに送られ次回の袋受領に備えて待機する。

なお、各ブローノズル９、１６、１９は、袋内への挿入および袋からの抜き出しの動作時においては、不活性ガスの吹き出しが停止するようにしてもよい。これにより、ノズル動作に伴う雰囲気の袋内への流入を有効に低減することが可能となる。

上記実施形態において、袋開口部IIIと第１食品充填部IVの間のガスブローノズル９の往復動と第１の食品充填部IVとガスブローノズルを袋から抜く行程部Vの間のガスブローノズル１９の往復動は同期して行われる。すなわち、第１の食品充填部IVにおいてガスブローノズル９が袋６から抜き取られる（図６の状態）と同時にガスブローノズルを袋から抜く行程部Vにおいてガスブローノズル１９が袋６から抜き取られ(図１１の状態)、抜き取られたガスブローノズル９が袋開口部IIIに戻り次の不活性ガス吹き込みに備えて待機する動きに同期して抜き取られたガスブローノズル１９が第１食品充填部IVに戻り次の不活性ガスの吹き込みに備えて待機する。

上記実施形態においては、ガスブローノズル１９は第１食品の充填部IVとガスブローノズルを袋から抜く行程部Vの間を往復動して不活性ガスの吹き込みを行うが、ガスブローノズル１９の行程を延長して、第１の食品充填部IVとガスブローノズルを袋から抜く行程部Vを越えて第１密封部VIに到着する直前の位置の間を往復するようにして不活性ガスの吹き込みを行うように構成してもよい。

上記装置において、ガスブローノズル９、１９の上下動は空気圧のほか油圧、電動など種々の方法で行うことができる。ガスブローノズルの数も１本に限らず、使用目的に応じ複数本でもよい。

上記実施形態においては、回転テーブル２に８個の作業部I〜VIIIが設けられているが、作業部の数はこれに限らない。また、本発明の方法は、回転テーブル式袋詰め充填シール装置に限らず、直線形の袋詰め充填シール装置にも適用することができる。

本発明にかかる方法の実施に使用する充填シール装置の１実施形態を示す平面図である。 袋の供給動作を示す斜視図である。 袋を開口した状態を示す斜視図である。 袋内に第１のガスブローノズルによる不活性ガスの吹き込みを開始した状態を示す斜視図である。 食品充填部において第２のガスブローノズルを袋内に挿入する動作を示す斜視図である。 食品充填部において第１のガスブローノズルを抜き取る動作を示す斜視図である。 食品充填部において第３のガスブローノズルを袋内に挿入する動作を示す斜視図である。 食品充填部において第２のガスブローノズルを引き抜く動作を示す斜視図である。 第３のガスブローノズルによる不活性ガスの吹き込み動作を示す斜視図である。 袋を閉じる動作を示す斜視図である。 第３のガスブローノズルを引き抜く動作を示す斜視図である。 不活性ガスの吹き込みを終了し袋が密封部に向かう状態を示す斜視図である。

符号の説明

１ 袋詰め充填シール装置
２ 回転テーブル
３ 袋保持ユニット
４ 袋把持アーム
６ 袋
８ 第１の不活性ガスブロー装置
９、１６、１９ ガスブローノズル
１７ 第２の不活性ガスブロー装置
１８ 第３の不活性ガスブロー装置

Claims (3)

1. 充填シール装置により袋詰め食品を含気包装する袋詰め食品の製造方法であって、
   袋開口部近傍に設けられ、袋開口部と食品充填部との間を往復動して袋開口部から食品充填部に移送される袋内に挿入されて不活性ガスを吹き込む第１のガスブローノズルを袋の開口直後に袋内に挿入して食品の充填開始直前と直後の間の所定の時点まで不活性ガスを吹き込んだ後該第１のガスブローノズルを袋から抜き出す第１の工程と、
   食品充填部近傍に設けられ、食品充填部に移送された袋内に挿入されて不活性ガスを吹き込む第２のガスブローノズルを食品の充填開始直前に袋内に挿入して食品充填開始直前と直後の間の所定の時点から食品充填終了直前と直後の間の所定の時点まで不活性ガスを吹き込んだ後該第２のガスブローノズルを袋から抜き取る第２の工程と、
   食品充填部近傍に設けられ、食品充填部と袋が袋密封部に到着する前の所定位置との間を往復動して食品充填部から袋閉口部に移送される袋内に挿入されて不活性ガスを吹き込む第３のガスブローノズルを食品充填中に袋内に挿入して食品充填終了直前と直後の間の所定の時点から袋の密封前に袋開口部を閉じるまで不活性ガスを吹き込んだ後該第３のガスブローノズルを袋から抜き取る第３の工程を備える袋詰め食品の製造方法において、
   該第１のガスブローノズルによる不活性ガスの吹き込みと該第２のガスブローノズルによる不活性ガスの吹き込みおよび該第２のガスブローノズルによる不活性ガスの吹き込みと該第３のガスブローノズルによる不活性ガスの吹き込みを所定時間中重複して同時に行うことを特徴とする袋詰め食品の製造方法。
2. 該第１、第２、第３の各ガスブローノズルは、袋内への挿入および袋からの抜き出しの動作時においては、不活性ガスの吹き出しが停止していることを特徴とする請求項１に記載の袋詰め食品の製造方法。
3. 回転テーブルの周方向に等間隔で設けられた複数の袋保持ユニットを備え、かつ回転テーブルを囲むようにして袋開口部、食品充填部、袋密封部が設けられ、回転テーブルを間欠的に回転させることにより各袋保持ユニットに保持された袋の開口、食品の充填および袋の密封を順次行う回転テーブル式袋詰め食品充填シール装置であって、
   袋開口部近傍に設けられ、袋開口部と食品充填部との間を往復動して袋開口部から食品充填部に移送される袋内に挿入されて不活性ガスを吹き込む第１のガスブローノズルを備える第１の不活性ガスブロー装置と、
   食品充填部近傍に設けられ、食品充填部に移送された袋内に挿入されて不活性ガスを吹き込む第２のガスブローノズルを備える第２の不活性ガスブロー装置と、
   食品充填部近傍に設けられ、食品充填部と袋が袋密封部に到着する前の所定位置との間を往復動して食品充填部から袋閉口部に移送される袋内に挿入されて不活性ガスを吹き込む第３のガスブローノズルを備える第３の不活性ガスブロー装置
   を備え、該第１のガスブローノズルによる不活性ガスの吹き込みと該第２のガスブローノズルによる不活性ガスの吹き込みおよび該第２のガスブローノズルによる不活性ガスの吹き込みと該第３のガスブローノズルによる不活性ガスの吹き込みを所定時間中重複して同時に行うことを特徴とする袋詰め充填シール装置。

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