JP6592649B2 - スチーム脱気装置およびそれを備えた包装機 - Google Patents

Description

本発明は、スチーム脱気装置およびそれを備えた包装機に関するものである。

従来より、包装袋内に食品等の被包装物を充填し施封して包装する場合、被包装物を充填した後に包装袋内にスチームを吐出して包装袋内の空気をスチームで置換して脱気するスチーム脱気装置が種々提案されている。例えば、そのようなものとして、特開２０１０−３０６０１号公報の袋詰め包装体の真空化装置がある。この袋詰め包装体の真空化装置は、スチーム供給源に接続されたスチーム供給配管と、スチーム供給配管に取り付けられたスチーム吐出ノズルとを有し、スチーム供給源から供給されるスチームが、スチーム供給配管を介してスチーム吐出ノズルより被包装物を充填した包装袋内に吐出され包装袋内の空気とスチームが置換されることで脱気するよう構成されている。

しかし、この種のスチーム脱気装置によってスチーム脱気を行う場合、スチーム供給配管やスチーム吐出ノズル内で発生したドレンが包装袋の中に入ってしまい、被包装物に影響を与える問題があった。

特開２０１０−３０６０１号公報

そこで、本発明の課題は、スチーム供給配管やスチーム吐出ノズル内で発生するドレンが包装袋内に混入して被包装物に影響を与えることを抑制できるスチーム脱気装置およびそれを備えた包装機を提供することにある。

上記課題を達成するものは、スチーム供給源に接続されたスチーム供給配管と、該スチーム供給配管に取り付けられ包装袋内にスチームを吐出するためのスチーム吐出ノズルと、該スチーム吐出ノズルを加熱するヒーターとを有し、前記スチーム吐出ノズルの内面には、ドレンが接触するドレン接触用凸部が設けられ、前記スチーム吐出ノズルは、下端部に吐出口を有し、前記ドレン接触用凸部は斜め上方に向かって配されると共に、複数の前記ドレン接触用凸部が上下方向の異なる位置に横断面視で設置角度を変えて前記スチーム吐出ノズルの横断面の半分をそれぞれ塞ぐように配され、さらに、設置角度を変えて配された複数の前記ドレン接触用凸部を組み合わせると前記スチーム吐出ノズルの横断面を塞ぐように配されていることを特徴とするスチーム脱気装置である（請求項１）。

また、上記課題を達成するものは、スチーム供給源に接続されたスチーム供給配管と、該スチーム供給配管に取り付けられ包装袋内にスチームを吐出するためのスチーム吐出ノズルと、該スチーム吐出ノズルを加熱するヒーターとを有し、前記スチーム吐出ノズルの内面には、ドレンが接触するドレン接触用凸部が設けられ、該ドレン接触用凸部は、一つのドレン接触用凸部がスパイラル状に配されて構成されていることを特徴とするスチーム脱気装置である。（請求項２）。前記ヒーターは、前記スチーム吐出ノズルを極小蒸発時間温度に加熱するものであることが好ましい（請求項３）。

さらに、上記課題を解決するものは、前記請求項１ないし３のいずれかに記載のスチーム脱気装置を備えていることを特徴とする包装機である（請求項４）。

請求項１または２に記載のスチーム脱気装置によれば、スチーム供給配管やスチーム吐出ノズル内で発生したドレンを、ドレン接触用凸部に接触させ蒸発させることで、ドレンが包装袋内に混入して被包装物に影響を与えることを抑制できる。
請求項３に記載のスチーム脱気装置によれば、ドレン接触用凸部に接触したドレンを瞬間的に蒸発させることができ、ドレンが包装袋内に混入して被包装物に影響を与えることをより抑制できる。
請求項４に記載の包装機によれば、スチーム供給配管やスチーム吐出ノズル内で発生するドレンを、ドレン接触用凸部に接触させ蒸発させることで、ドレンが包装袋内に混入して被包装物に影響を与えることを抑制できる。

本発明のスチーム脱気装置の一実施例の正面概略図である。 図１に示したスチーム脱気装置のスチーム吐出ノズル付近の拡大図である。 図１に示したスチーム脱気装置の作用を説明するためのタイムチャートである。 図１に示したスチーム脱気装置のスチーム吐出ノズルを説明するための説明図である。 図１に示したスチーム脱気装置の作用を説明するための説明図である。 本発明のスチーム脱気装置を備えた包装機の一実施例の平面図である。 図６に示した包装機の正面図である。 図６に示した包装機の各包装工程を説明するための説明図である。 本発明のスチーム脱気装置の他の実施例を説明するためのスチーム吐出ノズルの説明図である。 本発明のスチーム脱気装置の他の実施例を説明するためのスチーム吐出ノズルの説明図である。

本発明では、スチーム吐出ノズル３と、スチーム吐出ノズル３を加熱するヒーター４とを有し、スチーム吐出ノズル３の内面には、ドレンが接触するドレン接触用凸部５が設けられていることで、スチーム供給配管やスチーム吐出ノズル内で発生したドレンを、ドレン接触用凸部に接触させ蒸発させることで、ドレンが包装袋内に混入して被包装物に影響を与えることを抑制できるスチーム脱気装置およびそれを備えた包装機を実現した。

本発明のスチーム脱気装置を図１ないし図５に示した一実施例を用いて説明する。 この実施例のスチーム脱気装置１は、図１または図２に示すように、スチーム供給源に接続されたスチーム供給配管２と、スチーム供給配管２に取り付けられ包装袋Ａ内にスチームを吐出するためのスチーム吐出ノズル３と、スチーム吐出ノズル３を加熱するヒーター４とを有し、スチーム吐出ノズル３の内面には、ドレンが接触するドレン接触用凸部５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆ，５ｇ，５ｈ，５ｉ）が設けられていることを特徴とするスチーム脱気装置である。以下、各構成について順次詳述する。

スチーム供給配管２は、スチーム供給源（図示しない）とスチーム吐出ノズル３との間に介在する部位であり、図１に示すように、スチーム供給源からスチームを入力するスチーム入力部６と、異物除去を行うストレーナー７と、一次側減圧弁８と、分岐してドレンを分離するドレンセパレーター９と、ドレンセパレーター９の下流側に設けられドレンを排出するためのスチームトラップ１０と、一次側圧力計１１と、二次側減圧弁１２と、二次側圧力計１３と、電磁弁１４とを有している。

スチーム吐出ノズル３は、スチーム供給配管２の下流側に取り付けられ、被包装物を充填した包装袋Ａ内にスチームを吐出するためのものである。具体的には、この実施例のスチーム脱気装置１では、レトルト食品を量産するに際して、被包装物である流動物を包装袋Ａ内に充填した後、スチームをこのスチーム吐出ノズル３から包装袋Ａ内に吐出することで、空気を追い出して滅菌釜（滅菌処理）時での袋の破袋を防止すると共に、スチームが液化して内部空間の体積を減少させるよう、スチーム吐出ノズル３が作用する。

ヒーター４は、スチーム吐出ノズル３を加熱するためのものであり、スチーム吐出ノズル３を加熱することで、その内面に設けられたドレン接触用凸部５に接触したドレンを蒸発させるように作用させるためのものである。この実施例のヒーター４は、図２に示すように、スチーム吐出ノズル３の周囲を被覆するように設けられた被加熱体（金属ブロック）４ａと、被加熱体４ａ内に挿入されたカートリッジヒーター４ｂとを有し、カートリッジヒーター４ｂからの熱が被加熱体４ａを介してスチーム吐出ノズル３に伝達され、スチーム吐出ノズル３が加熱されるよう構成されている。

スチーム脱気装置１は、制御部（図示しない）を有しており、この制御部により前述した各部が制御され、スチーム供給源からスチーム供給配管２を介してスチーム吐出ノズル３よりスチームを吐出させる。

より具体的には、この実施例の制御部はヒーター４によりスチーム吐出ノズル３を極小蒸発時間温度に加熱するように制御する。極小蒸発時間温度とは、スチーム吐出ノズル３にドレンが接触すると、水滴にならず瞬間的に蒸発する温度をいい、この実施例のスチーム吐出ノズル３は、ステンレス製であるため、極小蒸発時間温度は１４０〜１６０℃程度である。これにより、ドレン接触用凸部５に接触したドレンを瞬間的に蒸発させることができ、ドレンが包装袋Ａ内に混入して被包装物に影響を与えることをより抑制できる。

また、この実施例の制御部は、図３に示すように、一周期３６０°のうち、２００〜３１０°をスチーム吐出時間としてスチーム吐出ノズル３からスチームを吐出し、残りの３１０〜２００°をドレン再気化時間としてドレン接触用凸部５に接触したドレンが蒸発するように制御する。しかし、実際には、スチーム吐出時間の間もスチーム吐出ノズル３を極小蒸発時間温度に加熱するように制御している。これにより、スチーム吐出ノズル３の加熱温度が低下することなく、ドレン接触用凸部５に接触したドレンがより確実に瞬間的に蒸発するよう構成されている。

ドレン接触用凸部５はドレンを接触させドレンの蒸発を促進するための部位であり、スチーム吐出ノズル３の内面に設けられている。スチーム吐出ノズル３がこのようなドレン接触用凸部５を有することで、スチーム供給配管２やスチーム吐出ノズル３内で発生するドレンを、ドレン接触用凸部５に接触させ蒸発させることで、ドレンが包装袋Ａ内に混入して被包装物に影響を与えることが抑制される。具体的には、図５に示すように、従来のスチーム脱気装置（左図）では、スチーム吐出ノズル８０からスチームＳを包装袋Ａ内に吐出する際にドレンＤが混入するが、本発明のスチーム脱気装置１（右図）では、スチーム吐出ノズル３からスチームＳを包装袋Ａ内に吐出する際に、ドレンはドレン接触用凸部５に接触して蒸発するため、包装袋Ａ内にドレンＤが混入することが抑制される。

この実施例のスチーム吐出ノズル３は、図２に示すように、下端部に吐出口３ａを有し、ドレン接触用凸部（返し板）５は斜め上方に向かって配されている。これにより、ドレンＳがドレン接触用凸部５の上部に溜まるように接触するため、接触する量を増加させることができ、ドレンが包装袋Ａ内に混入して被包装物に影響を与えることをより抑制できる。

また、この実施例のドレン接触用凸部５は、図２に示すように、スチーム吐出ノズル３の長手方向（垂直方向）に沿って略同一距離離間して複数（この実施例では９個：５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆ，５ｇ，５ｈ，５ｉ）設けられている。これにより、ドレンがドレン接触用凸部５に接触する量を増加させることができ、ドレンが包装袋Ａ内に混入して被包装物に影響を与えることをより抑制できる。

さらに、これら複数のドレン接触用凸部５は、図４に示すように、横断面視で設置角度（設置占有角度）を変えて設置されている。具体的には、この実施例の９つのドレン接触用凸部５は、横断面円形の管内のうち略半円を被覆するドレン接触用凸部５が、上から順に、１８０〜３６０°の領域の半円を覆うドレン接触用凸部５ａ（Ａ−Ａ断面参照）、９０〜２７０°の領域の半円を覆うドレン接触用凸部５ｂ（Ｂ−Ｂ断面参照）、０〜１８０°の領域の半円を覆うドレン接触用凸部５ｃ（Ｃ−Ｃ断面参照）、２７０〜９０°の領域の半円を覆うドレン接触用凸部５ｄ（Ｄ−Ｄ断面参照）、１８０〜３６０°の領域の半円を覆うドレン接触用凸部５ｅ（Ａ−Ａ断面参照）、９０〜２７０°の領域の半円を覆うドレン接触用凸部５ｆ（Ｂ−Ｂ断面参照）、０〜１８０°の領域の半円を覆うドレン接触用凸部５ｇ（Ｃ−Ｃ断面参照）、２７０〜９０°の領域の半円を覆うドレン接触用凸部５ｈ（Ｄ−Ｄ断面参照）、１８０〜３６０°の領域の半円を覆うドレン接触用凸部５ｉ（Ａ−Ａ断面参照）にて構成されている。これにより、ドレン接触用凸部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆ，５ｇ，５ｈ，５ｉがスチーム吐出ノズル３内を流通するドレンのより障害となることで、ドレンがドレン接触用凸部５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆ，５ｇ，５ｈ，５ｉ）に接触する量を増加させることができ、ドレンが包装袋Ａ内に混入して被包装物に影響を与えることをより抑制できる。

つぎに、本発明のスチーム脱気装置を備えた包装機を、図６ないし図８に示した一実施例を用いて説明する。 この実施例の包装機３０は、図６または図７に示すように、包装袋Ａの上部両端付近を把持するグリップ対３１と、グリップ対３１を複数の工程毎に間欠移動させるための移動体３２とを有し、スチーム脱気工程（第６工程）が行われるステーションには、前述したスチーム脱気装置１が設置されていることを特徴とする包装機である。

この包装機３０は、レトルト食品を量産するものであり、グリップ対３１にそれぞれ把持された４袋の包装袋Ａが同時に、図６に示したそれぞれのステーション（第１ないし第９ステーション）を間欠移動する間にレトルト食品が量産される包装機である。

包装機１は、図６または図７に示すように、垂直方向に延在する間欠回転軸３３を回転自由に支持するスタンド３４が機台３５上に設けられ、その間欠回転軸３３の上部に取り付けられた移動体（円盤状回転体）３２には、包装袋Ａを掴着又は釈放するためのグリップ対３１が間欠回転軸３３を中心として等角度間隔で放射方向に突出するように設けられている。グリップ対３１は、包装袋Ａの袋口の両側付近を把持して、移動体３２と共に包装工程毎に間欠回転移動する。なお、この実施例は移動体（円盤状回転体）３２を間欠回転駆動させるロータリー方式の包装機であるが、本発明を公知の直線移動方式の包装機に適用することも可能である。

つぎに、包装機３０における包装工程全体について説明する。 包装機３０における包装工程は、図８に示すように、包装袋Ａを機内に供給する給袋工程（第１工程）、印字工程（第１−２工程）、予備加温・袋姿勢確認工程（第２工程）、捺印検査工程（第２−３工程）、袋底膨らまし・袋開口工程（第３工程）、被包装物（流動物）充填工程（第４工程）、スチーム脱気・袋加温工程（第６工程）、トップシール工程（第７工程）、飾りシール工程（第８工程）、インラインチェック・製品排出工程（第９工程）である。以下、各工程について順次説明する。

給袋工程（第１工程）は、給袋コンベアによって順次搬送される包装袋Ａを、給袋装置によって間欠移動してくるグリップ対３１に順次把持させることにより行われる。具体的には、給袋工程（第１工程）は、吸盤によって垂直姿勢を保持して上昇する包装袋Ａを給袋装置の把持バーが把持して袋高さを補正した後、グリップ対３１に受け渡すことにより行われる。

印字工程（第１−２工程）は、グリップ対３１に垂直姿勢で支持された包装袋Ａの裏面側に、捺印装置にて賞味期限等を印字することにより行われる。予備加温・袋姿勢確認工程（第２工程）は、底部を開口するために底部付近を包装袋Ａの両側から加温装置にて温めると共に、センサにより包装袋Ａの姿勢を確認することにより行われる。

捺印検査工程（第２−３工程）は、カメラによって印字部分を撮影して印字の良否を検査することにより行われる。袋底膨らまし・袋開口工程（第３工程）は、グリップ対３１に垂直姿勢で支持された包装袋Ａの表裏面をそれぞれ吸盤にて吸着して袋口を若干開口した後、挿入してエアーを注入して袋底部を膨らますことにより行われる。

被包装物（流動物）充填工程（第４工程）は、充填用漏斗が袋口から挿入されて包装袋Ａ内に被包装物（流動物）が充填されることにより行われる。なお、図６に示された第５ステーションでは、この実施例の包装機３０は包装工程を行わない。

スチーム脱気・袋加温工程（第６工程）では、スチーム脱気が行われると共に、スチーム脱気に際して袋口付近がスチームによって加温されるため、包装袋Ａ全体を略同一温度にするために包装袋Ａの下部付近を加温する。具体的には、この第６工程が行われる第６ステーションには、図６に示すようにスチーム脱気装置１が設けられており、第４工程において被包装物である流動物を包装袋Ａ内に充填した後、この第６工程でスチームをスチーム吐出ノズル３から包装袋Ａ内に吐出することで、空気を追い出してレトルト食品の保存期間を長くすると共に、スチームが液化して内部空間の体積を減少させる。

そして、この工程が行われる第６ステーションに配置されたスチーム脱気装置１は、スチーム吐出ノズル３と、スチーム吐出ノズル３を加熱するヒーター４とを有し、スチーム吐出ノズル３の内面には、ドレンが接触するドレン接触用凸部５が設けられていることで、スチーム供給配管２やスチーム吐出ノズル３内で発生するドレンを、ドレン接触用凸部５に接触させ蒸発させることができ、ドレンが包装袋内に混入して被包装物に影響を与えることを抑制できるよう構成されている。

トップシール工程（第７工程）は、包装袋Ａのトップシール部分が、包装袋Ａの表裏面から対となるシールバーにより挟着されて、超音波シールされることにより行われる。

飾りシール工程（第８工程）は、包装袋Ａのトップシール部分が、包装袋Ａの表裏面から対となるシールバーにより挟着されることで飾りシールが施されることにより行われる。

インラインチェック・製品排出工程（第９工程）は、被包装物が包装された包装袋Ａの重量を計量すると共に、適量の被包装物が包装された包装袋Ａを振分シュートを介して機外の搬送コンベアに排出させることにより行われる。そして、包装機３０では、これら一連の包装工程が移動体３２の間欠回転によって間欠移動してくるグリップ対３１に支持された包装袋Ａに順次行われることにより被包装物の包装製品（レトルト食品）が量産されるように構成されている。

つぎに、図９に示した本発明のスチーム脱気装置の他の実施例について説明する。 この実施例のスチーム脱気装置と前述したスチーム脱気装置１との相違は、スチーム吐出ノズルの内面に設けられたドレン接触用凸部の形態のみであり他は同様である。スチーム脱気装置１と同一構成部分については同一符号を付し説明を省略する。

この実施例のドレン接触用凸部５０は、スチーム吐出ノズル３内の両側にそれぞれ斜め上方に向かって配された対となる返し板にて構成されると共に、スチーム吐出ノズル３の長手方向（垂直方向）に沿って略同一距離離間して複数（この実施例では９個）のドレン接触用凸部５０が設けられている。また、これら複数のドレン接触用凸部５０は、横断面視で設置角度を変えて設置されている。具体的には、この実施例の９つのドレン接触用凸部５０は、上から順に、４５〜１３５°と２２５〜３１５°の領域をそれぞれ半楕円状に覆うドレン接触用凸部５０ａ（Ａ−Ａ断面参照）、０〜９０°と１８０〜２７０°の領域をそれぞれ半楕円状に覆うドレン接触用凸部５０ｂ（Ｂ−Ｂ断面参照）、９０〜１８０°と２７０〜３６０°の領域をそれぞれ半楕円状に覆うドレン接触用凸部５０ｃ（Ｃ−Ｃ断面参照）、４５〜１３５°と２２５〜３１５°の領域をそれぞれ半楕円状に覆うドレン接触用凸部５０ｄ（Ａ−Ａ断面参照）、０〜９０°と１８０〜２７０°の領域をそれぞれ半楕円状に覆うドレン接触用凸部５０ｅ（Ｂ−Ｂ断面参照）、９０〜１８０°と２７０〜３６０°の領域をそれぞれ半楕円状に覆うドレン接触用凸部５０ｆ（Ｃ−Ｃ断面参照）、４５〜１３５°と２２５〜３１５°の領域をそれぞれ半楕円状に覆うドレン接触用凸部５０ｇ（Ａ−Ａ断面参照）、０〜９０°と１８０〜２７０°の領域をそれぞれ半楕円状に覆うドレン接触用凸部５０ｈ（Ｂ−Ｂ断面参照）、９０〜１８０°と２７０〜３６０°の領域をそれぞれ半楕円状に覆うドレン接触用凸部５０ｉ（Ｃ−Ｃ断面参照）にて構成されている。これにより、ドレン接触用凸部５０（５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ，５０ｅ，５０ｆ，５０ｇ，５０ｈ，５０ｉ）がスチーム吐出ノズル３内を流通するドレンのより障害となることで、ドレンがドレン接触用凸部５０（５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ，５０ｅ，５０ｆ，５０ｇ，５０ｈ，５０ｉ）に接触する量を増加させることができ、ドレンが包装袋Ａ内に混入して被包装物に影響を与えることをより抑制できる。さらに、スチーム吐出ノズル３内の中心部にはドレン接触用凸部５０が存在しないため、スチーム吐出に際してドレン接触用凸部５０が障害となることも防止できる。

さらに、図１０に示した本発明のスチーム脱気装置の他の実施例について説明する。 この実施例のスチーム脱気装置と前述したスチーム脱気装置１との相違も、スチーム吐出ノズルの内面に設けられたドレン接触用凸部の形態のみであり他は同様である。スチーム脱気装置１と同一構成部分については同一符号を付し説明を省略する。

この実施例のドレン接触用凸部６０はスパイラル状に設けられている。これにより、ドレンがドレン接触用凸部に接触する量を増加させることができ、ドレンが包装袋内に混入して被包装物に影響を与えることをより抑制できる。

なお、本発明におけるドレン接触用凸部はどのような形態でも凸部であればよく、例えば水平方向に向かって設けられた凸部や斜め下方に向かって設けられた凸部などを備えたスチーム脱気装置および包装機も、広く本発明の範疇に包含される。

１ スチーム脱気装置
２ スチーム供給配管
３ スチーム吐出ノズル
３ａ スチーム吐出口
４ ヒーター
４ａ 被加熱体
４ｂ カートリッジヒーター
５ ドレン接触用凸部
６ スチーム入力部
７ ストレーナー
８ 一次側減圧弁
９ ドレンセパレーター
１０ スチームトラップ
１１ 一次側圧力計
１２ 二次側減圧弁
１３ 二次側圧力計
１４ 電磁弁
３０ 包装機
３１ グリップ対
３２ 移動体（円盤状回転体）
３３ 間欠回転軸
３４ スタンド
３５ 機台
Ａ 包装袋

Claims (4)

1. スチーム供給源に接続されたスチーム供給配管と、該スチーム供給配管に取り付けられ包装袋内にスチームを吐出するためのスチーム吐出ノズルと、該スチーム吐出ノズルを加熱するヒーターとを有し、前記スチーム吐出ノズルの内面には、ドレンが接触するドレン接触用凸部が設けられ、前記スチーム吐出ノズルは、下端部に吐出口を有し、前記ドレン接触用凸部は斜め上方に向かって配されると共に、複数の前記ドレン接触用凸部が上下方向の異なる位置に横断面視で設置角度を変えて前記スチーム吐出ノズルの横断面の半分をそれぞれ塞ぐように配され、さらに、設置角度を変えて配された複数の前記ドレン接触用凸部を組み合わせると前記スチーム吐出ノズルの横断面を塞ぐように配されていることを特徴とするスチーム脱気装置。
2. スチーム供給源に接続されたスチーム供給配管と、該スチーム供給配管に取り付けられ包装袋内にスチームを吐出するためのスチーム吐出ノズルと、該スチーム吐出ノズルを加熱するヒーターとを有し、前記スチーム吐出ノズルの内面には、ドレンが接触するドレン接触用凸部が設けられ、
   該ドレン接触用凸部は、一つのドレン接触用凸部がスパイラル状に配されて構成されていることを特徴とするスチーム脱気装置。
3. 前記ヒーターは、前記スチーム吐出ノズルを極小蒸発時間温度に加熱するものである請求項１または２に記載のスチーム脱気装置。
4. 前記請求項１ないし３のいずれかに記載のスチーム脱気装置を備えていることを特徴とする包装機。

Images