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技術 充填用容器に充填物を充填する方法および装置

出願人 クロネスアーゲー
発明者 マインツィンガールパルト
出願日 2015年4月6日 (6年2ヶ月経過) 出願番号 2015-077713
公開日 2015年11月12日 (5年7ヶ月経過) 公開番号 2015-199546
状態 特許登録済
技術分野 瓶詰機;洗瓶ー密封ー一貫工程
主要キーワード 圧力変化曲線 気体スペース フロー制御バルブ 圧力平衡状態 液密接続 結合ガス ガススペース 通気バルブ
関連する未来課題
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図面 (20)

課題

炭酸入り飲料等を容器充填する際に、充填性が向上した充填方法および充填装置を提供する。

解決手段

飲料充填施設において容器100を充填物110で充填する方法に関する。当該方法は、充填物を加圧ガスにより正圧にするステップと、充填用の容器を排気して負圧にするステップと、を備えている。前記正圧の前記充填物が前記負圧の前記容器内に供給されることにより充填性を向上させる。

概要

背景

飲料充填設備において充填物充填する幾つもの方法および装置が知られている。炭酸入り充填物(ビールソフトドリンクミネラルウォーターなど)を充填するために、例えば、充填用容器加圧することが知られている。加圧は、充填物が充填される前に加圧ガスにより行なわれる。充填は、そのようにして加圧された容器に対してのみ行なわれる。ここで用いられる加圧ガスは、例えば二酸化炭素である。したがって、充填用容器が充填される間、二酸化炭素が結合した炭酸入り充填物は、容器の二酸化炭素圧が高められた状態で充填される。これにより、充填物からの二酸化炭素の放出が抑制あるいは完全に防止されうる。この方法は、カウンタープレッシャー充填法とも称される。このようにして、充填用容器内の充填物の発泡を抑制あるいは防止でき、充填工程が全体として短縮される。

加圧ガスにより充填用容器が加圧される前に、当該容器がまず全排気され、次いで加圧ガスでパージがなされるのが普通である。そして当該容器は、充填物が実際に導入される前に、加圧ガスによって加圧状態をもたらすために再び排気される。排気とパージの結果として、所定のガス雰囲気(特に酸素が非常に少ない雰囲気)が容器内に形成される。当該雰囲気は、特にビールなどの酸素に敏感な製品の場合に望まれる。

カウンタープレッシャー充填法の構成によっては、加圧および充填がなされた容器において充填量の調整もなされうる。これは、戻しガスパイプを通じて充填物を充填物リザーバへ押し戻す工程である。戻しガスパイプは、容器に充填された充填物に浸される。この工程は、例えば、加圧下において充填済み容器をさらに加圧ガス(二酸化炭素など)に曝すことによりなされうる。充填物は、戻しガスパイプが充填物に浸らなくなるまで、当該戻しガスパイプを通じて容器から押し出される。そして、加圧ガスは、戻しガスパイプを通じて、充填済み容器から充填物リザーバへ直接抜け出す。

カウンタープレッシャー充填法においてそのような戻しガスパイプを用いる結果、容器の内部と充填物リザーバ内の充填物の上方にある気体スペースの圧力は、充填物が容器へ流入している間、同じ正圧ベルに維持されうる。

また、真空充填法とも称される方法が知られている。この方法においては、予め排気された充填用容器に無炭酸液体が導入される。吸引パイプを容器内の充填物に浸し、当該吸引パイプに印加した負圧によって所望の充填量になるまで充填物を容器から引き戻すことにより、正確な充填量調整が行なわれる。所望の充填量(高さ)は、吸引パイプの下端の位置として規定される。この場合、吸引パイプは、負圧が印加される充填物リザーバ内の充填物の上方と連通される。これにより、液体は迅速に吸い出され、充填物は滴り落ちることなく吸引パイプ内に保持されうる。このような真空充填の例は、特許文献1と2に記載されている。

例えばクロネスVV、VVHK、VVHL型のような真空充填の場合、充填工程の完了後に調整工程が行なわれる。この場合、リングボウルに印加された真空が戻し空気パイプに接続される。充填量は、戻し空気パイプの各容器への浸し量により制御されうる。戻し空気パイプをリングボウル内の真空に連通させることにより、戻し空気パイプの下端に位置する充填物がリングボウルへ吸い出される。例えば蒸留酒の充填時においては、このときにフレーバーアルコールの少なくとも一方が期せずして失われることがある。

真空充填法において吸引パイプを用いる結果、容器内部と充填物リザーバ内の充填物の上方の空間は、同じ圧力値とされうる。

真空充填装置あるいは真空充填法は、炭酸飲料の充填には用いられていない。印加される負圧あるいは真空によって、炭酸飲料内の二酸化炭素が直ちに放出されて発泡が生じる傾向があり、充填工程に長時間を要してしまうからである。したがって、真空充填法による炭酸入り充填物の充填は、従来技術から除外される。

特許文献3は、二酸化炭素を含まない(すなわち炭酸入りでない)飲料が容器に充填されうる飲料充填装置を開示している。無菌状態を達成し、充填された二酸化炭素を含まない飲料を酸素から保護するために、飲料充填装置の充填ステーションは、排気された充填ハウジングの内部に入り込む。容器は、充填ハウジングに導入されるだけで排気される。すなわち、容器は、充填ハウジング内に存在する負圧により排気され、次いで充填位置へ供給され、充填に供される。容器は、搬送ホイールを通じて充填ハウジングの内部に導入され、充填後に充填ハウジングから搬出されるため、充填ハウジング内で用いられうる負圧は非常に限られている。

無菌状態を維持するために加圧された容器に充填物を充填する手法も知られている(例えば特許文献4を参照)。

概要

炭酸入り飲料等を容器に充填する際に、充填性が向上した充填方法および充填装置を提供する。飲料充填施設において容器100を充填物110で充填する方法に関する。当該方法は、充填物を加圧ガスにより正圧にするステップと、充填用の容器を排気して負圧にするステップと、を備えている。前記正圧の前記充填物が前記負圧の前記容器内に供給されることにより充填性を向上させる。

目的

本発明は、容器を充填物(好ましくは炭酸入りの充填物)で充填する方法および装置であって、充填性が向上したものを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

飲料充填施設において容器(100)を充填物(110)で充填する方法であって、充填物(110)を正圧にするステップと、充填用の容器(100)を排気して負圧にするステップと、を備えており、前記正圧の前記充填物(110)が前記負圧の前記容器(100)内に供給されることを特徴とする、方法。

請求項2

前記充填物(110)が供給される前に前記容器(100)が排気され、前記負圧は、絶対圧0.5バールから0.05バールであり、好ましくは0.3バールから0.1バールであり、より好ましくは0.1バールであることを特徴とする、請求項1に記載の方法。

請求項3

前記正圧は、絶対圧1バールから9バールであり、好ましくは絶対圧2.5バールから6バールであり、より好ましくは絶対圧2.8バールから3.3バールであることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。

請求項4

前記正圧は、大気圧に対応しており、好ましくは絶対圧1バールであり、あるいは前記充填物(110)の飽和圧に対応しており、好ましくは絶対圧1.1バールから6バールであり、またあるいは前記飽和圧を上回っており、好ましくは絶対圧1.6バールから9バールであり、前記充填物(110)は、好ましくは溶解した炭酸を含んでいることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。

請求項5

好ましくは前記充填物(110)が供給された後に、充填済みの前記容器(100)が加圧ガスに曝され、前記加圧ガスは、絶対圧2バールから9バールであり、好ましくは絶対圧3.5バールから7バールであり、より好ましくは絶対圧3.8バールから5.5バールであることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。

請求項6

好ましくは前記充填物(110)が供給された後に、充填済みの前記容器(100)が加圧ガスに曝され、前記加圧ガスは、前記充填物(110)の前記正圧に対応する正圧で供給されることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。

請求項7

充填用の前記容器(100)が充填される前に、まず充填用の当該容器(100)が初期排気され、次いでパージガスパージされ、次いで充填用の当該容器(100)が排気されることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。

請求項8

前記充填物(110)は、炭酸入りの充填物であり、好ましくは炭酸飲料であり、より好ましくは、ビール、炭酸入りソフトドリンク、あるいはミネラルウォーターであることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。

請求項9

前記正圧の前記充填物(110)が充填された後に、好ましくは前記容器(100)が大気圧まで圧抜きされることなく、当該容器(100)がキャップされることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。

請求項10

充填された前記容器(100)は、正圧状態でキャップされ、前記正圧は、絶対圧2バールから9バールであり、好ましくは絶対圧2.5バールから6バールであり、あるいは前記充填物(110)の飽和圧に対応しており、好ましくは絶対圧1.1バールから6バールであり、またあるいは前記飽和圧を上回っており、好ましくは絶対圧1.6バールから9バールであることを特徴とする、請求項9に記載の方法。

請求項11

前記加圧ガスの正圧に対応する正圧で前記充填物(110)が充填された後、前記容器(100)がキャップされることを特徴とする、請求項5、6、または9に記載の方法。

請求項12

前記排気がなされる前に、前記容器(100)は、排気チャンバに導入され、前記容器(100)の内部の排気中に、好ましくは同じ圧力値になるまで前記排気チャンバも排気されることを特徴とする、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。

請求項13

前記排気がなされる前に、前記容器(100)は、充填物ライン(3)に液密的に接続され、前記充填物ライン(3)は、真空、前記充填物(110)、および前記加圧ガスを供給するためのものであり、前記容器(100)は、キャップが気密的に装着されるまで外気から遮断されていることを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。

請求項14

前記容器(100)への前記充填物(110)の供給に先立ち、あるいは供給中に、またあるいは供給後に、当該容器(100)に投入される香料飲料添加物、および飲料成分の少なくとも一つが計量されることを特徴とする、請求項1から13のいずれか一項に記載の方法。

請求項15

請求項1から14のいずれか一項に記載の方法により容器(100)を充填物(110)で充填する装置(1)であって、前記充填物(110)を供給する充填物供給部(2)と、充填用の前記容器(100)に対して液密的に接触可能である充填物ライン(3)と、充填用の前記容器(100)を排気する真空装置(4)と、制御装置(7)と、を備えており、前記制御装置(7)は、前記真空装置(4)によってまず前記容器(100)を排気し、排気された当該容器(100)に前記充填物(110)を導入するように構成されていることを特徴とする、装置。

請求項16

予め圧抜きをしたり、大気圧と前記容器(100)の圧力平衡をとったりすることなく、当該容器(100)をキャッピング可能なキャッパー(62)を備えていることを特徴とする、請求項15に記載の装置。

請求項17

外部から遮断されたキャッピングヘッドスペース(60)を有するキャッピングヘッド(6)を備えており、前記キャッピングヘッドスペース(60)は、前記充填物ライン(3)、キャッパー(62)、及び充填用の前記容器(100)の口部(102)を収容することを特徴とする、請求項15または16に記載の装置。

請求項18

前記キャッピングヘッドスペース(60)は、前記容器(100)を収容および解放するために開閉可能であり、前記キャッピングヘッドスペース(60)は、好ましくは前記容器(100)を収容および解放し、容器キャップ(104)を供給するために開閉可能な二つのキャッピングヘッド掴み(64、66)を有していることを特徴とする、請求項17に記載の装置。

請求項19

前記充填物供給部(2)は、正圧に曝されることが可能であり、好ましくはガススペース(20)またはガスライン、より好ましくは隙間なく充填されたラインを有する充填物リザーバ(2)として構成されることを特徴とする、請求項15から18のいずれか一項に記載の装置。

請求項20

前記充填物ライン(3)は、充填用の前記容器(100)の口部の断面(d)と同じ断面を有しており、前記容器(100)の前記口部の断面(d)の全体を前記充填物(110)の充填に使用可能であることを特徴とする、請求項15から19のいずれか一項に記載の装置。

請求項21

前記容器(100)に投入される香料、飲料添加物、および飲料成分の少なくとも一つを計量するフレーバー計量手段(39)を備えていることを特徴とする、請求項15から20のいずれか一項に記載の装置。

請求項22

充填物を容器に充填する充填設備であって、複数の容器を充填物で充填する複数の充填ステーションを有する充填機と、前記充填機の下流に配置され、充填済みの複数の容器をキャッピングする複数のキャッピングステーションを有するキャッパーと、を備えており、前記複数の充填ステーションの数は、前記複数のキャッピングステーションの数とほぼ対応していることを特徴とする、充填設備。

請求項23

前記複数の充填ステーションの数は、前記複数のキャッピングステーションの数の1倍から3倍、好ましくは1倍から2倍に対応しており、あるいは、前記複数のキャッピングステーションの数は、前記複数の充填ステーションの数の1倍から3倍、好ましくは1倍から2倍に対応していることを特徴とする、請求項22に記載の充填設備。

技術分野

0001

本発明は、飲料充填設備において容器充填物充填する(好ましくは、ビールソフトドリンクミネラルウォーターなどの炭酸入り充填物を充填する)方法および装置に関する。

背景技術

0002

飲料充填設備において充填物を充填する幾つもの方法および装置が知られている。炭酸入り充填物(ビール、ソフトドリンク、ミネラルウォーターなど)を充填するために、例えば、充填用容器加圧することが知られている。加圧は、充填物が充填される前に加圧ガスにより行なわれる。充填は、そのようにして加圧された容器に対してのみ行なわれる。ここで用いられる加圧ガスは、例えば二酸化炭素である。したがって、充填用容器が充填される間、二酸化炭素が結合した炭酸入り充填物は、容器の二酸化炭素圧が高められた状態で充填される。これにより、充填物からの二酸化炭素の放出が抑制あるいは完全に防止されうる。この方法は、カウンタープレッシャー充填法とも称される。このようにして、充填用容器内の充填物の発泡を抑制あるいは防止でき、充填工程が全体として短縮される。

0003

加圧ガスにより充填用容器が加圧される前に、当該容器がまず全排気され、次いで加圧ガスでパージがなされるのが普通である。そして当該容器は、充填物が実際に導入される前に、加圧ガスによって加圧状態をもたらすために再び排気される。排気とパージの結果として、所定のガス雰囲気(特に酸素が非常に少ない雰囲気)が容器内に形成される。当該雰囲気は、特にビールなどの酸素に敏感な製品の場合に望まれる。

0004

カウンタープレッシャー充填法の構成によっては、加圧および充填がなされた容器において充填量の調整もなされうる。これは、戻しガスパイプを通じて充填物を充填物リザーバへ押し戻す工程である。戻しガスパイプは、容器に充填された充填物に浸される。この工程は、例えば、加圧下において充填済み容器をさらに加圧ガス(二酸化炭素など)に曝すことによりなされうる。充填物は、戻しガスパイプが充填物に浸らなくなるまで、当該戻しガスパイプを通じて容器から押し出される。そして、加圧ガスは、戻しガスパイプを通じて、充填済み容器から充填物リザーバへ直接抜け出す。

0005

カウンタープレッシャー充填法においてそのような戻しガスパイプを用いる結果、容器の内部と充填物リザーバ内の充填物の上方にある気体スペースの圧力は、充填物が容器へ流入している間、同じ正圧ベルに維持されうる。

0006

また、真空充填法とも称される方法が知られている。この方法においては、予め排気された充填用容器に無炭酸液体が導入される。吸引パイプを容器内の充填物に浸し、当該吸引パイプに印加した負圧によって所望の充填量になるまで充填物を容器から引き戻すことにより、正確な充填量調整が行なわれる。所望の充填量(高さ)は、吸引パイプの下端の位置として規定される。この場合、吸引パイプは、負圧が印加される充填物リザーバ内の充填物の上方と連通される。これにより、液体は迅速に吸い出され、充填物は滴り落ちることなく吸引パイプ内に保持されうる。このような真空充填の例は、特許文献1と2に記載されている。

0007

例えばクロネスVV、VVHK、VVHL型のような真空充填の場合、充填工程の完了後に調整工程が行なわれる。この場合、リングボウルに印加された真空が戻し空気パイプに接続される。充填量は、戻し空気パイプの各容器への浸し量により制御されうる。戻し空気パイプをリングボウル内の真空に連通させることにより、戻し空気パイプの下端に位置する充填物がリングボウルへ吸い出される。例えば蒸留酒の充填時においては、このときにフレーバーアルコールの少なくとも一方が期せずして失われることがある。

0008

真空充填法において吸引パイプを用いる結果、容器内部と充填物リザーバ内の充填物の上方の空間は、同じ圧力値とされうる。

0009

真空充填装置あるいは真空充填法は、炭酸飲料の充填には用いられていない。印加される負圧あるいは真空によって、炭酸飲料内の二酸化炭素が直ちに放出されて発泡が生じる傾向があり、充填工程に長時間を要してしまうからである。したがって、真空充填法による炭酸入り充填物の充填は、従来技術から除外される。

0010

特許文献3は、二酸化炭素を含まない(すなわち炭酸入りでない)飲料が容器に充填されうる飲料充填装置を開示している。無菌状態を達成し、充填された二酸化炭素を含まない飲料を酸素から保護するために、飲料充填装置の充填ステーションは、排気された充填ハウジングの内部に入り込む。容器は、充填ハウジングに導入されるだけで排気される。すなわち、容器は、充填ハウジング内に存在する負圧により排気され、次いで充填位置へ供給され、充填に供される。容器は、搬送ホイールを通じて充填ハウジングの内部に導入され、充填後に充填ハウジングから搬出されるため、充填ハウジング内で用いられうる負圧は非常に限られている。

0011

無菌状態を維持するために加圧された容器に充填物を充填する手法も知られている(例えば特許文献4を参照)。

先行技術

0012

独国実用新案第8308618U1号公報
独国実用新案第8308806U1号公報
独国特許出願公開第19911517A1号公報
独国特許出願公開第4126136A1号公報

発明が解決しようとする課題

0013

上記に鑑み、本発明は、容器を充填物(好ましくは炭酸入りの充填物)で充填する方法および装置であって、充填性が向上したものを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0014

この目的は、請求項1に記載の特徴を有する容器の充填法により達成される。さらなる有利な構成は、従属請求項に記載の特徴により得られる。

0015

ここに提案される方法は、飲料充填施設において容器を充填物で充填する方法であって、充填物を正圧にするステップと、充填用の容器を排気して負圧にするステップとを備えている。本発明によれば、前記正圧の前記充填物が前記負圧の前記容器内に供給される。

0016

正圧の充填物が負圧の容器に供給されることにより、容器に入る充填物の流速が高められうる。特に、充填用容器の充填物による急速充填が可能とされる。

0017

充填用容器の負圧により、容器の充填中において、容器の内部からガス置換されず、負圧が減少するのみである。すなわち、充填物の流れに逆らう流体の流れが生じない。特に、充填物により充填される容器の口部からガスが出て行かない。よって、容器を充填するために、口部の断面全体を充填物の流入に利用できる。また、戻りガスパイプの必要が強いられても利用可能な口部の断面を最大限にできる。

0018

例えばカウンタープレッシャー法のような従来の充填方法においては、逆に容器からのガス置換が必要とされる。充填物が流入すると同時にガスが口部を通じて逃げる。すなわち、反対方向を向く二つの流体流れが充填用容器の口部の断面を共有する。具体的には、充填物の流体流れが容器内に向かう一方、置換ガスの流体流れが容器外へ向かう。

0019

真空充填法においても、口部の断面の全体を利用できない。従来より知られている充填高補正を行なうための戻りガスパイプが、口部の断面を通じて案内されるからである。よって、従来の真空充填法においても、反対方向を向く二つの流体流れが生じる。具体的には、充填物が充填用容器に流れ込む一方、戻りガスあるいは真空が戻りガスパイプを通じて逆に流れる。戻りガスや真空の流れは、補正段階において、逆流する充填物によって代わられる。

0020

好ましくは、前記充填物が供給される前に前記容器が排気される。前記負圧は、絶対圧0.5バールから0.05バールであり、好ましくは0.3バールから0.1バールであり、より好ましくは0.1バールである。排気によりこのような負圧とされた容器に充填物が流れ込むことにより、充填中においては、充填物によりガスが置換されない。すなわち、容器の内部からガスが流れ出さない。むしろ、容器の口部の断面全体が、充填物の流入に使用されうる。換言すると、容器内へ向かう充填物の流れは、ここでは僅かである。また、充填物の容器内への充填は、充填用容器内の負圧と充填物リザーバ内の正圧の間の圧力差により支援される。

0021

さらに有利な方法の構成においては、空気圧に対応する正圧(好ましくは絶対圧1バール)で充填物が供給される。よって、当該正圧は、容器内の負圧に対する正圧の形態であり、供給される充填物と容器の間には圧力勾配が存在する。

0022

前記正圧は、前記充填物の飽和圧に対応していてもよく、好ましくは絶対圧1.1バールから6バールである。正圧が飽和圧であることにより、炭酸入り充填物からの二酸化炭素の放出が抑制される。

0023

別例においては、前記正圧は、前記飽和圧を上回っており、好ましくは絶対圧1.6バールから9バールである。特に充填物の飽和圧を上回るような高い正圧により、当該充填物中の二酸化炭素が飽和するとともに、供給された充填物と容器の圧力勾配がより大きくなり、充填動作の速度がさらに上がる。

0024

充填物と容器の間の圧力勾配により、容器の急速充填がなされる。例えば、一般的なビール瓶は、約0.3秒で充填物により充填される(従来の充填法では約4.5秒)。この場合、急速充填は充填動作の開始時に行なわれる。充填動作の終了に近づくにつれ、容器の大部分が既に充填物により充填済みであると、容器のヘッドスペースにおける圧力と正圧で供給された充填物の圧力との間に平行状態が形成される。容器中に残っているガスは、大気圧か充填物の圧力まで上昇しているからである。しかしながら、圧力勾配や圧力平衡の形成は、初期圧力(特に充填用容器の初期負圧)に依存する。

0025

すなわち、充填中における充填用容器内の圧力変化は、充填動作の開始時における充填用容器の内圧に依存する。容器が充填物により充填されるにつれ、充填物は空きスペース残留ガスと共有する。これにより、容器内の圧力が上昇する。得られる圧力変化曲線から、容器の充填状態を判断することもできる。例えば、充填の終了に至ったことを判断することもできる。

0026

特に衛生的かつ低酸素で充填物を容器に充填するために、充填物の充填のために実排気が行なわれる前に、充填用容器は、初めに一度排気に供され、次いでパージガスによりパージされていることが特に好ましい。その後、当該容器は上述の負圧になるまで排気される。そして、排気された当該容器へ充填物が充填される。このようにして、容器内の残留ガスの大部分を所定のガス(二酸化炭素など)にできる。これにより、充填用容器を所定の雰囲気下(特に低酸素雰囲気下)で充填に供させることができる。結果として、ビールのような酸素に敏感な充填物であっても、保存期間の長い充填が可能となる。

0027

好ましくは前記充填物が供給された後に、充填済みの前記容器が加圧ガスに曝される。前記加圧ガスは、絶対圧2バールから9バールであり、好ましくは絶対圧3.5バールから7バールであり、より好ましくは絶対圧3.8バールから5.5バールである。この場合、用いられる加圧ガスは、二酸化炭素などの不活性ガスであることが特に好ましい。

0028

充填された容器が圧力の高められた加圧ガス(例えば二酸化炭素)に曝されると、充填部の泡が、容器のヘッドスペースへ強制的に戻され、容器内に押し込められる。また、充填物ライン内に残る泡や充填物が空にされる。さらに、容器が加圧ガスに曝されることにより、充填物への二酸化炭素の再結合再溶解が可能とされる。これにより、充填済み容器内で充填物が沈静するまでの時間、ひいては充填済み容器が搬出やキャッピングされるまでの時間が短縮されうる。

0029

前記充填物が供給された後に、充填済みの前記容器が加圧ガスに曝され、前記加圧ガスは、前記充填物の前記正圧に対応する正圧で供給されることが特に好ましい。

0030

上述の方法は、炭酸飲料の充填に用いられることが好ましい。負圧や真空にされた容器には炭酸入りの充填物を充填できないという従来の見方に反し、ここに提案される方法によれば、容器が負圧や真空にされ、充填物リザーバが正圧とされることで、充填物による容器の急速充填が可能とされる。

0031

充填済み容器内で充填物が沈静するまでの時間を短縮し、充填後に容器が大気圧とされた際に充填物が発泡したり噴き出したりすることを防止するために、充填済みの容器は、容器内部を外気に触れさせることなくキャップされることが好ましい。特に好ましくは、充填済み容器は、任意で加圧ガスに曝された後、充填済み容器におけるヘッドスペースの圧力状態が変化されることなく(特に外気に触れさせることなく)キャップされる。

0032

前記正圧の前記充填物が充填された後に、好ましくは前記容器が大気圧まで圧抜きされることなく、当該容器がキャップされる。これにより、充填物の発泡、溢れ出し、噴き出しが防止される。よって、充填物が沈静するのを待つ必要がなく、すぐにキャッピングがなされうる。ここで、充填された前記容器は、正圧状態でキャップされることが好ましい。前記正圧は、絶対圧2バールから9バールであり、好ましくは絶対圧2.5バールから6バールであり、あるいは前記充填物の飽和圧に対応しており、好ましくは絶対圧1.1バールから6バールであり、またあるいは前記飽和圧を上回っており、好ましくは絶対圧1.6バールから9バールである。充填済み容器がキャップされる際の正圧は、加圧ガスによりもたらされることが好ましい。

0033

充填済み容器のキャッピングは、公知のキャッパーにより公知のキャップでなされうる。例えば、クラウンキャップ、ストッパースクリューキャップロールオンキャップが充填済み容器に装着される。

0034

柔らかい容器(例えば、PET容器や薄いプラスチック容器など)の排気は、当該容器が排気チャンバに導入されることにより可能とされる。当該容器の内部の排気中に、同じ圧力値になるまで前記排気チャンバも排気される。この場合、充填チャンバが排気されうる。あるいは、各容器を収容する個別のスペースが提供され、排気に供される充填用容器の内部と外部の圧力条件が一致するように、当該スペースの排気が可能とされる。これにより、柔らかい容器を提案の方法による充填に供させることが可能である。

0035

好ましくは、前記排気がなされる前に、前記容器は、充填物ラインに液密的に接続される。前記充填物ラインは、真空、前記充填物、および前記加圧ガスを供給するためのものである。

0036

好ましくは、前記容器への前記充填物の供給に先立ち、あるいは供給中に、またあるいは供給後に、当該容器に投入される香料飲料添加物、および飲料成分の少なくとも一つが計量される。飲料添加物とは、シロップ保存料を含む意味である。

0037

容器に投入される香料、飲料添加物、および飲料成分の少なくとも一つが計量されることにより、香料、飲料添加物、および飲料成分の少なくとも一つの柔軟な計量が可能とされうる。これにより、フレーバーの迅速な変更が可能とされる。前述のように迅速に充填がなされることにより、カルーセル充填機の一部が別の機能に割り当てられうる。したがって、前述の方法は、香料、飲料添加物、および飲料成分の少なくとも一つを計量する手段をさらに提供でき、フレーバーの迅速な変更を可能にできる点において有利である。

0038

また、上記の目的は、請求項15に記載の特徴を有する装置によって達成される。さらなる有利な構成は、従属請求項に記載の特徴により得られる。

0039

当該装置は、上述の方法により容器を充填物で充填する装置であって、前記充填物を供給する充填物供給部と、充填用の前記容器に対して液密的に接触可能である充填物ラインと、充填用の前記容器を排気する真空装置と、制御装置と、を備えている。本発明によれば、前記制御装置は、前記真空装置によってまず前記容器を排気し、排気された当該容器に前記充填物を導入するように構成されている。

0040

予め圧抜きをしたり、大気圧と前記容器の圧力平衡をとったりすることなく、当該容器をキャッピング可能なキャッパーを備えていることが特に好ましい。これにより、充填済み容器の減圧が回避され、充填動作の速度が高められうる。充填物の発泡、溢れ出し、噴出しを避けるためにキャッピング前に充填物が沈静するのを待つ必要がないからである。むしろ、キャッピングが充填時と同じ圧力条件下で行われうる。

0041

充填済み容器のキャッピングは、周知のキャッパー(クラウンキャッパー、ストッパーキャッパー、スクリューキャッパー、ロールオンキャッパーなど)により周知のキャップを用いて行なわれうる。

0042

好ましくは、外部から遮断されたキャッピングヘッドスペースを有するキャッピングヘッドが提供される。前記キャッピングヘッドスペースは、前記充填物ライン、キャッパー、及び充填用の前記容器の口部を収容する。特に好ましくは、前記キャッピングヘッドスペースは、前記容器を収容および解放するために開閉可能である。前記キャッピングヘッドスペースは、好ましくは前記容器を収容および解放し、容器キャップを供給するために開閉可能な二つのキャッピングヘッド掴みを有している。そのようなキャッピングヘッドにより、キャッピングヘッドスペース内において充填とキャッピングが同じガス雰囲気および同じ圧力下で行われうる。

0043

前記充填物供給部は、正圧に曝されうることが有利であり、好ましくはガススペースまたはガスライン、より好ましくは隙間なく充填されたラインを有する充填物リザーバとして構成される。

0044

有利な別の例においては、前記充填物ラインは、充填用の前記容器の口部の断面と同じ断面を有している。特に、前記容器の前記口部の断面の全体を前記充填物の充填に使用可能である。容器の口部の断面の全体を使用することにより、特に迅速な充填物の容器への充填がなされうる。

0045

有利なさらに別の例においては、前記容器に投入される香料、飲料添加物、および飲料成分の少なくとも一つを計量するフレーバー計量手段が提供される。フレーバー計量手段は、例えば、蠕動ポンプの形態である。これにより、香料、飲料添加物、および飲料成分の少なくとも一つが対応するリザーバから送り出され、計り入れられる。

0046

さらに、上記の目的は、請求項22に記載の特徴を有する充填設備により達成される。

0047

すなわち、充填物を容器に充填する充填設備が提供される。当該充填設備は、複数の容器を充填物で充填する複数の充填ステーションを有する充填機と、前記充填機の下流に配置され、充填済みの複数の容器をキャッピングする複数のキャッピングステーションを有するキャッパーと、を備えている。本発明によれば、前記複数の充填ステーションの数は、前記複数のキャッピングステーションの数とほぼ対応している。

0048

すなわち、キャッパーと充填機は、同じ寸法を有しうる。両者は、一体化されていることが特に好ましい。そのような構成は、充填速度が向上されることにより可能とされる。充填用容器の充填に要する時間と当該容器をキャップするのに要する時間がほぼ一致するからである。

0049

このようにして、小型の充填設備が構成されうる。提案の方法により容器の急速充填が可能になるため、充填動作からキャッピング動作への迅速な移行が可能となる。

0050

このようにして、充填ステーションの数がキャッピングステーションの数よりもはるかに多い従来の構成に比べ、さらに小型の充填設備が提供されうる。

0051

好ましい例においては、前記複数の充填ステーションの数は、前記複数のキャッピングステーションの数の1倍から3倍、好ましくは1倍から2倍に対応している。よって、充填機がキャッパーよりも小さく構成されうる。この構成によっても、充填時間の大幅な短縮がなされうる。

図面の簡単な説明

0052

本発明のさらなる好適な実施形態と態様は、以下に列挙する図面と以降の記載を通じてより詳細に説明される。

0053

容器に充填物を充填する装置を模式的に示している。
容器に充填物を充填する装置を模式的に示す別図である。
容器に充填物を充填する装置を模式的に示す別図であり、充填済み容器を含んでいる。
容器を充填する装置のキャッピングヘッドを側方から見た断面を模式的に示す図である。
上記キャッピングヘッド(閉位置)の平面図である。
上記キャッピングヘッド(開位置)の平面図である。
上記キャッピングヘッドを一部断面視で模式的に示す側面図である。
別実施形態に係るキャッピングヘッドを模式的に示す断面図である。
別実施形態に係るキャッピングヘッドを模式的に示す断面図である。
容器に充填物を充填する別装置を模式的に示す断面図であり、充填用容器を供給するキャッピングヘッド(開位置)とキャップを含んでいる。
容器に充填物を充填する別装置を模式的に示す断面図であり、キャッピングヘッド(閉位置)と、充填容器初期排気中に容器の内部に接続される充填物ラインを含んでいる。
容器に充填物を充填する別装置を模式的に示す断面図であり、充填用容器が加圧ガスでパージされている。
容器に充填物を充填する別装置を模式的に示す断面図であり、充填用容器に負圧が印加されている。
容器に充填物を充填する別装置を模式的に示す断面図であり、負圧下にある充填用容器に正圧が印加されている。
容器に充填物を充填する別装置を模式的に示す断面図であり、一旦充填物で充填された充填用容器が加圧ガスに曝されている。
容器に充填物を充填する別装置を模式的に示す断面図であり、キャッピングヘッドのスペースが加圧ガスに曝されている。
容器に充填物を充填する別装置を模式的に示す断面図であり、充填済み容器から充填物ラインの接続が解除されている。
容器に充填物を充填する別装置を模式的に示す断面図であり、充填物ラインが引き出されている。
容器に充填物を充填する別装置を模式的に示す断面図であり、充填済み容器がキャッピングされている。
容器に充填物を充填する別装置を模式的に示す断面図であり、キャッピングヘッドのスペースが減圧されている。
容器に充填物を充填する別装置を模式的に示す断面図であり、充填およびキャッピングがなされた容器を搬出するためにキャッピングヘッドが開かれている。
容器に充填物を充填する装置がフレーバー計量手段を備える場合を模式的に示す図1に対応する図である。
容器に充填物を充填する装置がフレーバー計量手段を備える場合を模式的に示す図2に対応する図である。
容器に充填物を充填する装置がフレーバー計量手段を備える場合を模式的に示す図4に対応する図である。

実施例

0054

図面の補助を得つつ、好適な実施形態の例が以下に記載される。各図においては、同一または同様の要素、あるいは同一の効果を奏する要素は、同一の参照符号により指示される。これらの要素について繰り返しとなる説明の一部は、冗長性を避けるために省略される。

0055

図1は、容器100を充填物110で充填する装置1を模式的に示している。充填に供される充填物110は、容器100の上方に配置された充填物供給部内に収容されている。この充填物供給部は、充填物リザーバ2の態様を呈しており、例えばセンターボウルやカルーセル充填機のリングボウルとして提供されうる。充填物110は、充填物リザーバ2の下部に位置している。これにより、充填物リザーバ2内の充填物110の上方にガススペース20が形成されている。

0056

充填に供される充填物110に応じて、適当なガスまたは混合ガスがガススペース20内に存在している。例えば、炭酸飲料が充填に供される場合、ガススペース20は、二酸化炭素を、好ましくは正圧下で含む。結果として、炭酸飲料に結合した二酸化炭素は、放出されない。さらに、ガススペース内の酸素は、二酸化炭素により置換される。これにより、充填物リザーバ2内には酸素がほとんど存在しないか、全く存在しなくなり、例えばビールのような酸素に敏感な充填物の場合に非常に好適である。炭酸を含まない飲料が充填される場合、ガススペース20には別の不活性ガスが存在しうる。これにより、充填物110の非常に丁重な取扱いが可能になる。

0057

センタリングベル30を備える充填物ライン3は、同図において模式的に示されている。充填用容器100の口部102は、センタリングベル30に対して封止的に押し付けられる。これにより、気密液密接続が形成される。すなわち、充填物ライン3と容器100のの内部の間には、センタリングベル30によって気密液密接続が存在する。

0058

充填物バルブ32によって、充填物100は、充填物リザーバ2から充填物ライン3を経由して容器100の内部に至る。充填物バルブ32は、充填の開始と終了を制御する。これにより、容器100は、所定量の充填物110により充填される。

0059

充填の終了、ひいては充填物バルブ32の閉塞は、例えば、容器100内の所定の充填高さN、所定の充填重量、所定の充填体積の少なくとも一つに到達したことをもって判断されうる。あるいは、計量チャンバが設けられうる。計量チャンバにおいては、充填物が予め計量され、負圧が印加される。計量チャンバが空になると、充填工程は終了する。

0060

またあるいは、充填の終了を判断するにあたって、充填物100の充填中における充填用容器100内の圧力変化が考慮されうる。この圧力変化に基づいて、充填の終了が制御されうる。例えば、容器100の内圧が所定値を上回ると、充填終了に至ったとされうる。この場合、圧力センサ38が充填物ライン3に設けられうる。圧力センサ38は、充填工程中における容器100の圧力状態をモニタする。

0061

フロー制御バルブ36は、物流ラインにおける充填物バルブ32の上流側に設けられうる。フロー制御バルブ36によって、充填物バルブ32が開かれたときの最大流量が制御されうる。フロー制御バルブ36によって、充填動作の進行が意図的に変更されうる。例えば正確に充填の終了に到達できるようにするために、充填動作の終了に近づくにつれて流量を少なく制限してもよい。

0062

真空バルブ40を介して充填物ライン3、ひいては容器100の内部と連通される真空装置4が、さらに設けられている。真空装置4によれば、容器100の内部が排気されうる。これにより、容器100の内部のガスが吸い出される。真空装置4により容器100の内部にもたらされうる圧力は、好ましくは絶対圧0.5バールから0.05バールであり、より好ましくは0.3バールから0.1バールであり、さらに好ましくは、約0.1バールである。すなわち、容器100の内部にあるガスの大部分は、真空装置4によって吸い出されうる。

0063

充填物リザーバ2内のガススペース20は、圧力ライン22により正圧に供されうる。これにより、充填物リザーバ2は全体として負圧とされる。特に充填物110がビールなどの炭酸飲料である場合、充填物リザーバ2のガススペース20に収容されたガスは、不活性ガスであることが好ましく、より好ましくは二酸化炭素である。

0064

充填物110が炭酸入りである場合、圧力ライン22を通じて二酸化炭素を供給することにより、二酸化炭素が充填物110から放出されるのを防止する圧力が、充填物110の上方のガススペース20に提供されうる。ガススペース20内の圧力は、絶対圧1バールから9バールで維持されることが好ましい。より好ましくは、絶対圧2.5バールから6バール、さらに好ましくは、絶対圧2.8バールから3.3バールで維持されることが好ましい。

0065

一実施形態において、充填物リザーバ2内の充填物110は、大気圧に対応する正圧(好ましくは、絶対圧1バール)とされる。また、充填物リザーバ2内の充填物110は、その飽和圧に対応する正圧(好ましくは、絶対圧1.1バールから6バール)とされうる。別の構成においては、充填物リザーバ2内の充填物110は、その飽和圧を上回る正圧(好ましくは、絶対圧1.6バールから9バール)とされうる。

0066

充填物110による実際の充填動作に先立ち、充填物ライン3を介して容器100の内部と連通されうる真空装置4によって、容器100は排気されうる。この場合、真空バルブ40が開かれると、真空装置4を通じて容器100内に位置するガスが抜き出される。例えば常圧状態から到来した容器100がセントラルベル30に接続されると、真空装置4を通じて容器100内に位置する空気が抜き出される。容器100が既にガス雰囲気(不活性ガスや二酸化炭素など)に曝されている場合、真空装置4は、このガス雰囲気を容器から抜き出す。真空装置4は、非常に高い負圧(例えば、絶対圧0.5バールから0.05バールの領域)を容器内にもたらしうるように構成されることが好ましい。

0067

バルブ(特に充填物バルブ32と真空バルブ40)は、制御装置7により操作される。制御装置7は、アナログコントローラあるいは適当にプログラムされたコントローラ(PCや産業用コンピュータなど)として実現されうる。また、制御装置7は、カルーセル充填機、カルーセルキャッピング機、あるいは充填プラントの全プラントコントローラにおけるモジュールでありうる。

0068

制御装置7は、後述する方法を遂行し、対応するプラント部品を制御するように構成(プログラム)されている。すなわち、バルブ群部品群は、当該方法が進行するにつれて相次いで操作される。

0069

図示はされていないが、制御装置7は、センサ群およびトランスデューサ群と接続されていることが好ましい。センサ群およびトランスデューサ群は、例えば、容器100内あるいは容器100に接続された充填物ライン3、および充填物リザーバ2内の圧力状態をモニタする。

0070

図1に係る装置1により遂行されうる充填方法は、まず充填物リザーバ2または充填物リザーバ2内のガススペース20を正圧に曝す。当該正圧は、例えば、圧力ライン22を通じて加圧されたガスを供給することによりもたらされうる。

0071

図示されていない実施形態においては、加圧された充填物110が流通するラインの形態で充填物供給部も設けられうる。当該ラインは、ボイドレス充填ライン(すなわち、ガススペースなく完全に充填されたライン)とも称される。

0072

容器100を充填物110で充填するために、容器100の内部が真空装置4により排気される。このとき、充填物バルブ32は閉じられ、真空バルブ40は開かれる。これにより、容器100の内部は負圧とされる。容器100の内部が所定の負圧(例えば0.1バール)に達すると、真空バルブ40が閉じられ、充填物バルブ32が開かれる。容器100の内部(負圧)と充填物リザーバ2(正圧)の圧力差が大きいため、容器100は、急速に充填物110により充填される。よって、充填動作の迅速な遂行、ひいては迅速な終了が可能である。

0073

充填動作の間、容器100の内部が既に負圧とされているため、少なくとも充填の第一フェーズにおいて、容器100からはガスが出て行かない。充填物110が流入すると、負圧が小さくなるだけである。充填物110は、容器100の口部102(直径d)全体を通じて当該容器100内に流入できる。

0074

このようにして容器100が充填物110により充填される場合、充填動作の少なくとも大部分において、流体の流れは一方向(すなわち、容器100へ流れ込む向き)とされうる。ガスなどの逆流は生じない。容器100から充填物ライン3と充填物リザーバ2の少なくとも一方へのガスの置換が行なわれないからである。むしろ、容器100が充填されることにより、容器100内の負圧の緩やかな減少のみが起こる。但し、充填動作の終了時が近づくと、容器100のヘッドスペースKの圧力は緩やかに上昇する。ヘッドスペースKとは、容器100内の充填物110の充填高さNの上方に位置する空間である。そして、容器100内の圧力状態は、充填物ライン3内の圧力状態と等しくなり、充填物リザーバ2から流れ込む充填物110の速度が落ちる。

0075

しかしながら、容器100内にもたらされる負圧に応じて、そのような速度の低下は回避されうる。充填用容器100内の圧力が低いほど、顕著な速度の低下は小さくなる。充填用容器の圧力が低ければ、充填物バルブ32が閉じられた後であっても、かなりの負圧が容器100内に残っているからである。

0076

したがって、速度の低下が起こるタイミングは、容器100内の負圧、すなわち真空装置4の仕様に依存する。容器100内の圧力が低いほど、圧力平衡状態成立遅れる。容器100内が高い真空状態とされる極端な場合、圧力平衡状態の成立は起こらない。むしろ、所望の充填高さNに到達し、充填物バルブ32が閉じられた後であっても、ヘッドスペースKには負圧が残る。

0077

充填物リザーバ2内の正圧は、ほぼ一定に保たれる。これに対し、容器100内の圧力は、充填中における充填物110の流入により上昇する。充填動作の終了が近づくにつれて容器100(特にヘッドスペースK)の内圧が特定の値を上回るように充填用容器100内の負圧が選択されると、圧力上昇の結果として容器100への充填物の流入が規制されうる。すなわち、充填物の流速は、充填動作の終了が近づくにつれて低下する。これにより、充填終了への到達が容易にサポートされうる。次いで、充填物バルブ32が閉じられうる。

0078

したがって、図1に示される容器100を充填物110で充填する装置1によれば、非常に迅速かつ急速な充填物110の容器100への充填が可能とされる。充填物リザーバ2と容器100の内部に大きな圧力勾配が存在し、当該圧力勾配により(充填物リザーバ2の立場からは)充填物がいわば圧縮され、(容器100の立場からは)容器100内へ吸引されるため、流速が速くなる。このとき、充填用容器100内の負圧は、流体の流れが容器100内へ向かう一方向となり、ガスの逆流が生じないことを確実にする。これにより、直径dを有する容器100の口部102全体を使った容器の充填が可能とされる。

0079

結果として、容器100の充填を非常に短い時間で終えることが可能である。例えば、一般的な0.5Lのビール瓶の場合、充填時間は0.3秒である。比較対象として静水圧によるカウンタープレッシャー法で同じ瓶を充填すると、充填時間は4.5秒程度である。すなわち、開示の方法によれば、容器100の急速充填が可能とされ、充填工程全体もより迅速に遂行される。これにより、充填機のサイズが同一であれば処理能力が大きくなる。あるいは、ロータリー充填機のような充填機を小型化でき、充填ステーションの数を減らせる。

0080

充填ステーションの数は、キャッピングステーションの数とほぼ対応していることが好ましい。一実施形態においては、充填ステーションの数は、キャッピングステーションの1から2倍であることが好ましい。このようにして、非常にコンパクトな充填プラントが提供されうる。

0081

図2は、装置1の別例を示している。充填物バルブ32を介して充填物ライン3に接続された充填物リザーバ2と、真空バルブ40を介して充填物ライン3に接続された真空装置4に加え、加圧ガス装置5が設けられている。加圧ガス装置5も同様にして、加圧ガスバルブ50を介して充填物ライン3に接続可能とされている。加圧ガスバルブ50もまた、制御装置7によって操作されうる。制御装置7は、このような方法を実施可能に設定される。

0082

加圧ガスバルブ50が開かれると、加圧ガス装置5によって、例えば二酸化炭素が充填物ライン3を通じて容器100へ導入されうる。用いられる加圧ガスは、他の不活性ガスでもよい。加圧ガスは、充填済みの容器100に対して絶対圧2バールから9バール(好ましくは絶対圧3.5バールから7バール、より好ましくは絶対圧3.8バールから5.5バール)で印加されうる。

0083

好適な構成においては、加圧ガス装置5は、充填物リザーバ2のガススペース20に接続されている。このようにして容器100に供給されるガスは、ガススペース20に収容されたガスと同じもので同じ圧力となる。

0084

図1を参照して説明した充填法の変形例である好適な充填法においては、最初に真空バルブ40が開かれ、充填物バルブ32が閉じられ、加圧ガスバルブ50が閉じられた状態で、容器100の排気が可能とされる。排気の結果として圧力が0.1バールになると、空気中の酸素の90%は、容器100から除去される。容器100内が所望の負圧(例えば0.1バール)に達すると、真空バルブ40が閉じられ、加圧ガスバルブ50が開かれる。これにより、二酸化炭素のような加圧ガスが加圧ガス装置5を通じて容器100へ供給される。

0085

加圧ガス装置5を通じて加圧ガスが供給されると、加圧ガスバルブ50が再び閉じられ、真空バルブ40が再び開かれる。これにより、混合ガスは、真空装置4によって再び容器外へ取り出される。このようにして容器100の内圧が再び0.1バールまで下げられると、容器100内の酸素成分初期状態よりも低減される。

0086

容器100がこのように排気されると、図1に示されるように真空バルブ40が閉じられ充填物バルブ32が開かれた後に、負圧下において充填物リザーバ2から充填物110が突発的に充填される。容器100内が所望の充填高さNに達すると、充填物バルブ32が閉じられる。

0087

特に好ましい変形例においては、充填物バルブ32が閉じられた後、加圧ガスバルブ50が再び開かれうる。そして、加圧ガス装置5により加圧ガスが充填物ライン3へ供給される。結果として、ヘッドスペースKあるいは容器100内に残っている負圧が減じられる代わりに正圧が形成されるか、既にヘッドスペースKに存在している正圧がさらに高められる。このとき、充填物ライン3内にある残存充填物は、流入する加圧ガスにより容器100へ押し出される。特に充填物110が高い発泡性を有する場合、容器100の充填物による急速充填の後、充填物ライン3と容器100のヘッドスペースK内に充填物の泡が存在しうる。加圧ガスバルブ50が開かれて充填物ライン3とヘッドスペースKが加圧ガスに曝されることにより、この泡は容器100内へ押し戻されうる。これにより、充填物ライン3内には充填物(特に充填物の泡)がほとんどなくなる。

0088

圧力の高められた(1.1バールから3バール、好ましくは2バール)加圧ガス(二酸化炭素など)に容器100あるいは容器100のヘッドスペースKが曝されると、容器100内の炭酸入り充填物110からの二酸化炭素の放出が防止される。あるいは、高められた圧力により、充填動作中に放出された二酸化炭素の再結合が助長されうる。

0089

図3は、装置1のさらに別例を模式的に示している。その構成は、図2のものと同様である。容器100は、充填物リザーバ2の形態をとる充填物供給部から充填物ライン3を通じて供給される充填物110により再充填されうる。真空や加圧ガスは、対応する真空装置4や加圧ガス装置5により、容器100へ供給されうる。真空と加圧ガスは、結合ガスライン45内を流通する。真空装置4と加圧ガス装置5の共用ガスライン45を充填物ライン3から遮断する遮断バルブ34が設けられている。遮断バルブ34もまた制御装置7により操作されうる。制御装置7は、このような方法を実施可能に構成される。

0090

これにより、充填高さNに達したとき、容器の最大充填高さAと充填高さNの間にヘッドスペースKが形成される。また、フォームスペースCが形成される。フォームスペースCは、充填高さNと充填物バルブ32および遮断バルブ34の間の体積に対応している。すなわち、フォームスペースCは、ヘッドスペースKと充填物ライン3の一部(充填済み容器100の口部102と充填物バルブ32および遮断バルブ34の間の部分)の和に対応する体積を有している。

0091

容器100が炭酸入りの充填物110で急速充填される場合に発泡を少量に抑えるために、フォームスペースCは、できる限り小さいことが好ましい。フォームスペースCあるいは充填物ライン3が加圧ガス装置5からの加圧ガス(正圧の二酸化炭素など)に曝されることにより、泡をフォームスペースCから容器100へ押し出すことができる。フォームスペースCを最小限にし、加圧ガス装置5を通じて適切な所定の正圧が印加されることにより、すべての泡が容器100に押し込まれうる。また、フォームスペースCが適切な体積であれば、充填の正確性が増す。充填物バルブ32が閉じられた後は、フォームスペースC内に残っている充填物は充填高さNにほとんど影響を与えないため、正確な充填が可能になる。

0092

好適な構成においては、フォームスペースCのヘッドスペースKに対する比率は、1.1から3であり、好ましくは約2である。これにより、加圧ガスを注入して充填物の泡のすべてを容器100へ導入できる。

0093

図4から図7は、模式的に示された容器100を充填物で充填する装置1の一部の好適な構成を示している。この場合、キャッピングヘッド6が設けられている。キャッピングヘッド6は、容器100の充填と充填済み容器100のキャッピングを行なう。

0094

充填用容器100の口部102の辺りがキャッピングヘッド6により封止保持される。この場合、キャッピングヘッド6は、容器シール600を有している。容器シール600は、容器100の口部102の辺りに封止接触する。キャッピングヘッド6は、キャッピングヘッドスペース60を有している。キャッピングヘッドスペース60には、容器の口部が突出している。キャッピングヘッドスペース60は、容器の口部を介して容器の内部と連通している。

0095

充填物ライン3は、センタリングベル30を備えている。センタリングベル30は、シール300を備えている。シール300は、気密液密接続を形成するために、容器100の口部102を封止するように配置されうる。すなわち、充填物ライン3と容器100の内部の気密液密封止がなされうる。充填物ライン3は、センタリングベル30とともに変位方向Xに変位可能である。これにより、センタリングベル30が、容器100の口部102を封止するように接触配置される。しかしながら、図4に示される状態において、センタリングベル30は後退されており、キャッピングヘッドスペース60における口部102の上方に空間が形成されている。センタリングベル30の前進位置は、図7に模式的に示されている。当該前進位置において、センタリングベル30は、口部102に対して封止接触する。

0096

充填物ライン3のキャッピングヘッドスペース60に至る通路は、充填物ラインシール620により封止される。これにより、キャッピングヘッドスペース60は、充填物ライン3が変位方向Xに変位されても、外部環境に対して密封される。

0097

図示の例においては、さらにキャッパー62が設けられている。キャッパー62は、磁石622により容器キャップ104を保持している。本例において、容器キャップ104は、クラウンキャップ形状を呈している。キャッパー62は、ストローク方向Yに沿って上下動可能とされている。キャッパー62は、キャッパーシール640により、外部環境に対してキャッピングヘッドスペース60を密封している。

0098

容器キャップ104を確実に容器100に装着するために、キャッパー62は、容器100の容器軸106と同軸に配置されている。したがって、キャッパー62は、容器100の口部102と同軸に配置されている。

0099

図5は、キャッピングヘッド6を平面視で示している。キャッピングヘッド6が二つのキャッピングヘッド掴み64、66を備えていることがわかる。キャッピングヘッド掴み64、66は開閉可能であり、例えば図6に示される状態から結合されうる。図5に示されるように、キャッピングヘッドスペース60は、キャッピングヘッド掴み64、66が閉じられることにより、容器100の口部102の周辺に形成されうる。この場合、キャッパー62は、容器100の口部102の上方に配置される。これにより、容器100がキャッピングに供されうる。

0100

図6に示されるようにキャッピングヘッド6のキャッピングヘッド掴み64、66が開位置とされると、容器100は着脱可能とされうる。

0101

この場合に行なわれる充填方法の例は、図7に模式的に示されている。キャッピングヘッド6が閉じられ、容器100が封止保持される。これにより、容器100の口部102は、キャッピングヘッドスペース60内に配置される。充填物ライン3が前進してセンタリングベル30のシール300が容器100の口部102に封止押圧されると、充填物ライン3、ひいては容器100の内部と、充填物リザーバ2、真空装置4、および加圧ガス装置5との間の直接的な接続が形成されうる。

0102

次いで実際の充填動作が、図2図3を参照して説明した方法で行なわれる。特に、二酸化炭素で容器100のパージングを最初に行なうことが非常に好ましい。具体的には、真空装置4によりまず排気が行なわれ、次いで容器100が二酸化炭素で満たされる。その後、真空装置4による排気が再度行なわれ、充填物バルブ32が開かれると、真空状態あるいは負圧状態が形成された容器100内に充填物が導入される。これにより、容器100の充填物110による急速充填が行なわれる。

0103

充填終了に至り、充填物バルブ32が再び閉じられると、加圧ガス装置5により加圧ガスが印加される。これにより、フォームスペースに残ることの多い泡が完全に容器100へ押し込まれ、容器100のヘッドスペースに正圧状態が形成される。

0104

容器100内が所望の正圧に達すると、センタリングベル30が持ち上げられるなどして、センタリングベル30による容器100内部の封止が解除される。次いで、充填物ライン3が後退され、センタリングベル30は、例えば図4に示される待機位置へ後退される。

0105

充填物ライン3が後退された後、キャッピングヘッドスペース60も同様に加圧ガスに曝される。このとき充填物ライン3は、キャッピングヘッドスペース60と連通する。すなわち、図4に示されるセンタリングベル30の後退位置において、キャッピングヘッドスペース60もまた、充填物ライン3を通じて二酸化炭素などの加圧ガスに曝されうる。変形例においては、キャッピングヘッドスペース60は、容器100が充填される前であっても加圧ガスに曝されうる。容器100に未だ封止接触されていないセンタリングベル30を通じて加圧ガスに曝されることが好ましい。

0106

すなわち、センタリングベル30が取り外されたとき、容器100内の圧力が解放されることはなく、むしろ加圧ガス装置5により容器100の内部に印加される圧力が維持され続ける。この現象は、特にキャッピングヘッドスペース60が容器100の内部と連通している場合に起こる。よって、容器100の口部102からの二酸化炭素の放出や充填物の噴出しを回避できる。そして、容器100が急速充填され、次いで容器100のヘッドスペースが加圧ガスに曝された後も、同状態が維持される。換言すると、充填物や泡の溢れ出しや噴出しを回避できる。充填物ライン3が口部102から取り外されても容器100内の圧力値が変化しないからである。

0107

充填物ライン3が後退されてセンタリングベル30が図4に示される待機位置に配置されると、キャッパー62が下降され、クラウンキャップなどの容器キャップ104が容器100に装着されうる。したがって、容器100は、キャッピングヘッド60内に存在する圧力(すなわち正圧)の下でキャップされる。

0108

容器キャップ104が容器100に装着されるとすぐに、キャッピングスペース60内の圧力が解放されうる。図示の実施形態においては、キャッピングヘッド掴み64、66が開かれることにより、圧力解放がなされる。その後、充填が完了しキャップされた容器100が搬出されうる。

0109

上述のキャッピングヘッド掴み64、66は、複数のシールを備えている。これらは、容器100の口部102の辺りを確実に封止できるだけでなく、図5などに示されるようにキャッピングヘッド掴み64、66が閉じられたときに、可動体である充填物ライン3やキャッパー62に対する封止も提供できる。各部品は、対応して形成された凹部によりキャッピングヘッド掴み64、66内に受容される。

0110

キャッピングヘッド掴み64、66の開閉時において、センタリングベル30を備える充填物ライン3とキャッパー62は、ほぼ同じ位置にある。キャッピングヘッド掴み64、66の開位置においては、充填用容器100の受け入れが可能になるだけでなく、新しい容器キャップ102がキャッパー62内に搬送されうる。

0111

センタリングベル30を備える充填物ライン3とキャッパー62が外部と隔離されたキャッピングヘッドスペース60内に配置されることにより、充填完了後に容器100のキャップがされうる。このとき、容器100を圧力から解放することも、充填時とキャッピング時において圧力状態を変更することもない。

0112

キャッピングヘッドスペース60内は正圧とされることが好ましい。当該正圧は、好ましくは絶対圧2バールから9バールであり、より好ましくは絶対圧2.5バールから6バールである。あるいは、当該正圧は、充填物110の飽和圧に対応する圧力である(好ましくは絶対圧1.1バールから6バール)。あるいは、当該正圧は、充填物110の飽和圧を上回る圧力である(好ましくは絶対圧1.6バールから9バール)。このような正圧により、特に二酸化炭素が加圧ガスとして用いられる場合は、急速充填された炭酸入りの充填物110から二酸化炭素が放出されるのを防止できる。これにより、センタリングベル30が取り外された後に容器100の口部102から発泡した充填物110が溢れ出したり噴き出したりすることが防止されうる。

0113

上述の構成によれば、キャッパーと充填機が組み合わされたシステムが提供される。ここで、充填部材の数は、キャッピング部材の数にほぼ対応している。充填ステーションの数は、キャッピングステーションの数の1から2倍であることが特に好ましい。一変形例においては、充填部材とキャッピング部材は、異なるカルーセルに設けられうる。しかしながら、この場合においても、充填部材の数とキャッピング部材の数は、ほぼ等しい。

0114

開示の方法における異なる工程、例えば、バルブの開閉、センタリングベル30の進退動あるいは回動、キャッパー62の上下動、キャッピングヘッド掴み64、66の開閉のすべては、あるいは少なくとも大部分は、制御装置7により制御される。制御装置7は、各工程が前述の通り進行するように設計あるいは構成される。

0115

図8は、キャッピングヘッド6の変形例を示している。充填物ライン3は、図4から図7に示されるようにその長さ方向へ可動ではなく、回動軸320を中心として回動可能である。センタリングベル30は、容器100の口部102を封止するシール300を備えている。センタリングベル30が口部102を覆うように配置されることにより、容器100は充填されうる。充填動作が完了すると、充填物ライン3は、回動軸320を中心として待機位置へ向けてキャッピングヘッドスペース60内を回動されうる。これにより、キャッパー62は、容器100をキャップできる。

0116

図示の実施形態例においても、充填物バルブ32と遮断バルブ34が設けられている。充填物バルブ32と遮断バルブ34は、ともにベベルシートバルブとして構成されている。遮断バルブ34は、真空と加圧ガスのいずれかを充填物ライン3を通じて提供する共用ガスライン45を遮断する。これらのラインとバルブは、流体が流通するラインの接続をできる限りシンプルにするために、回動軸320に沿って伸びている。

0117

図8に示される実施形態例においても、充填物ライン3が待機位置へ回動されると、キャッピングヘッドスペース60は、充填物ライン3を通じて加圧ガスに曝されうる。本例においても、充填動作が始まる前にキャッピングヘッドスペース60が加圧ガスに曝されていてもよい。

0118

充填物バルブ32と遮断バルブ34がセンタリングベル30の非常に近くに配置されているため、フォームスペースCの体積を非常に小さくできる。これにより、容器100の正確な充填が可能とされる。また、加圧ガスにより充填物ライン3内の残留物を完全に掃き出すことができるため、滴下のない充填が可能とされる。

0119

図9は、キャッピングヘッド6のさらなる別実施形態を示している。ここでは充填物ラインは図示されていない。二個のキャッピングヘッド掴み64、66が設けられている。これらは相対回動可能とされており、容器100を受容するためにキャッピングヘッドスペース60を迅速かつ容易に開放可能にしている。このとき、前方のキャッピングヘッド掴み66は、矢印で示される上方へ回動される。前方のキャッピングヘッド掴み66は、垂直トグルクランプ680により、容器100を受容するために、あるいは充填済み容器100を搬出するために、外側方へ回動可能とされている。この開放は、容器キャップ104をキャッパー62に搬送するためにも行なわれる。

0120

図9に示される実施形態例においては、容器100あるいは容器100の口部102のみが回動するキャッピングヘッド掴み64、66に受容される。しかしながら、他の部品(キャッパー62や不図示の充填物入口など)は、キャッピングヘッド掴み64、66の双方により収容されるのではなく、固定側のキャッピングヘッド掴み64内に受容されている。これにより、キャッピング動作と各シールによる封止動作が改善されうる。

0121

不図示の実施形態例においては、容器100ごとに個別のチャンバが設けられる。当該チャンバは、キャッピングヘッドスペース60とは独立して、外部環境から遮断された空間に容器100を受容する。この場合、少なくとも容器100の口部102だけは、キャッピングヘッドスペース60内に進入できるように自由とされる。

0122

容器100が収容される個別のチャンバにおいても、負圧を印加できる。当該負圧は、容器100内に形成される負圧に対応していることが好ましい。このようにして同じ圧力状態が充填用容器100の内外に形成されうる。これにより、柔軟な壁を有する容器100でも排気できる。充填物は、負圧に曝された容器内に充填されうる。

0123

次に、図10から図21を参照しつつ、特に好ましい実施形態について提案の方法を説明する。

0124

図10は、容器100を充填物で充填する装置1を模式的に示している。容器100は、口部102を有している。充填物は、口部102を通じて容器100の内部に導入される。

0125

装置1は、充填物ライン3を備えている。充填物ライン3は、センタリングベル30を有している。センタリングベル30は、容器100の口部102を受容するように構成されている。充填物ライン3は、変位方向Xに変位して容器100の口部102の上方に配置されうる。図10に示される後退位置においては、キャッパー62が容器キャップ104を装着可能とされている。

0126

図10において、キャッパー62もまた後退位置にある。当該位置においては、容器キャップ104(本例においてはクラウンキャップの形態が示されている)がキャッパー62に供給されうる。キャッパー62は、ストローク方向Yに上下動可能であり、図10に示される後退位置とキャッピング位置の間で移動可能である。

0127

充填物ライン3とキャッパー62は、模式的に描かれたキャッピングヘッド6の内部まで延びている。キャッピングヘッド6は、キャッピングヘッドスペース60を内包している。充填物ライン3の貫通部は、充填物ラインシール620により圧密的に封止されている。キャッパー62の貫通部の圧密的封止は、キャッパーシール640によりなされている。容器100の口部102の圧密的受容は、容器シール600によりなされている。図10に示される実施形態例においては、キャッピングヘッド6が開かれることにより、容器キャップ104がキャッパー62に供給可能とされるだけでなく、容器100が口部102から導入可能とされる。口部102は、容器シール600により受容される。これにより、容器100の内部全体がキャッピングヘッドスペース60により封止される。両者はともに外部環境から遮断された空間を形成する。

0128

すなわち、図10は、例えばキャッピングヘッド掴み(ここでは不図示)が開かれることにより、キャッピングヘッド6が開かれた状態の装置1を示している。これにより、キャッパー62に容器キャップ104が供給可能となり、充填用容器100が口部102から封止的に受容されうる。この状態においては、キャッパー62と充填物ライン3の双方が後退位置(待機位置など)に配置されることが好ましい。当該位置においては、両者は相互に干渉することなく、充填用容器100の受容を阻止することもない。

0129

キャッパー62は、容器100の口部102に容器キャップ104を装着できるようにするために、容器軸106に沿ってストローク方向Yに移動する。キャッパー62は、図10から図21に示されるように、クラウンキャップを装着できる装置である。しかしながら、別の構成においては、キャッパー62は、ロールオンキャップ、スクリューキャップ、ストッパーも装着できる。図示の実施形態におけるキャッパー62は、模式的に示されているに過ぎず、クラウンキャップのキャッパーに限られるものではない。キャッパー62の対応物により、あらゆるタイプの蓋が装着されうる。

0130

容器100あるいはその口部102に容器キャップ104の装着を可能にするために、キャッピングヘッド6の容器受け68は、容器シール600とともに容器100を保持するように構成されている。これにより、キャッパー62による容器100のキャッピングが問題なく行なわれうる。第一に、容器受け68(ここでは単に模式的に示されている)は、口部102がキャッパー62に対してほぼセンタリングがなされた状態で配置されるように構成されている。これにより、キャッパー62がストローク方向Yに下降されると、容器キャップ104が直接口部102に装着されうる。また、容器受け68内で容器100がほぼ変位されることなくキャッパー62からの締め力がキャッピングヘッド6へ発散されうるように、容器受け68が構成されている。キャッパー62がクラウンキャップ用として構成される場合、キャッパー62から容器100の口部102にかかるストローク方向Yの力が吸収されうるように、容器100が容器受け68内に保持される。

0131

スクリューキャップを装着するスクリューキャッパーとして、あるいはロール音キャップを装着するロールオンキャッパーとしてキャッパー62が構成される場合、容器受け68は、スクリューキャッパーから入力されるトルク打ち消しうるように構成される。これにより、容器100の容器受け68内における回転が皆無あるいは極僅かとなる。

0132

さらに、容器受け68は、容器100の口部102がキャッピングヘッドスペース60内に突出するように構成される。突出の程度は、キャッパー62や容器キャップ104がキャッピングヘッドスペース60を区画するキャッピングヘッド6の内面に当接せずに、キャッピングが問題なく可能となるように定められる。

0133

前述のように、充填物ライン3は、充填物バルブ32を介して充填物リザーバ2の形態である充填物供給部に接続され、真空バルブ40を介して真空装置4に接続され、加圧ガスバルブ50を介して加圧ガス装置5に接続される。

0134

容器100を充填物(特にビール、炭酸入りソフトドリンク、ミネラルウォーター、スパークリングワインなどの炭酸入り充填物)で充填する特に好適な方法について、以下説明する。

0135

図10において、容器100は容器受け68に供給され、容器キャップ104はキャッパー62に供給されている。続いて、キャッピングヘッド6が閉じられ、キャッピングヘッドスペース60が気密圧密的に外部環境から遮断される。

0136

図11は、次の工程を示している。容器100は、充填物ライン3に接続されている。真空バルブ40は開かれており、真空装置4は、充填物ライン3を介して容器100の内部と連通している。すなわち、容器100の内部は排気されている。このようにして、容器100内に残っている空気は、容器100の内部から抜き出される。

0137

図12においては、真空バルブ40が閉じられ、加圧ガスバルブ50が開かれている。これにより、不活性ガス(好ましくは二酸化炭素)が、加圧ガス装置5によって容器100の内部へ導入される。結果として、図11に示される排気工程後も容器100内に残っている空気が、不活性ガスにより希釈される。

0138

図13に示される次の工程においては、真空バルブ40が再び開かれ、容器100の内部が、充填物ライン3を介して真空装置4と連通される。これにより、容器100内に残っている残留空気が、不活性ガス(二酸化炭素など)とともに抜き出される。これにより、充填用容器100内に負圧が形成される。当該負圧は、絶対圧0.5バールから0.05バールであり、好ましくは0.3バールから0.1バールであり、より好ましくは0.1バールとされる。このようにして負圧とされた容器内において、内部Vにおける残留酸素成分が減少されうる。これにより、初期状態と比較すると、空気中の酸素の例えば99%が除去される。充填用容器100の内部Vがそのような低酸素状態とされることは、例えばビールやフルーツジュースのように酸素に敏感な充填物が充填される場合において重要である。

0139

容器100内に負圧が形成されると、図13に示される工程において、充填バルブ32が開かれ、充填物供給部2が充填物ライン3および容器100と連通する。充填物供給部2は、容器100の負圧よりも正圧で充填物110を収容している。充填物供給部2内の正圧は、好ましくは絶対圧1バールから9バール、より好ましくは絶対圧2.5バールから6バール、さらに好ましくは絶対圧2.8バールから3.3バールである。

0140

図14に示される工程において、充填物バルブ32が再び開かれると、充填物110は、充填物ライン3を介して容器100の内部Vへ突発的に噴射される。容器100は、急速に充填物で充填される。充填の終了に至ると、充填物バルブ32は、再び閉じられる。

0141

容器100は絶対真空までは排気されておらず、好ましくは絶対圧0.5バールから0.05バールまで排気されている。そのため、充填物による充填に伴って、容器100内の負圧は徐々に減少する。しかしながら、容器充填部2は1バールから9バールの正圧とされているため、容器100と充填物供給部2の間の圧力勾配は、充填動作の終了が近づいても確保される。

0142

充填終了、ひいては充填物バルブ32を閉じるタイミングは、様々な方法で判断されうる。例えば、流量計を用いた容積測定が可能である。あるいは、所定の動作時間後に充填物バルブ32が再び閉じられるといった時間ベースの充填が可能である。

0143

あるいは、充填終了を判断するために、容器100内の圧力上昇が判断される。容器100内の圧力が所定値を上回ると、充填物バルブ32が閉じられる。

0144

充填物バルブ32が閉じられると、容器100の充填物による充填は完了する。しかしながら、炭酸入りの充填物は、負圧下で充填されたために二酸化炭素の放出に伴う発泡が起こりやすい状態にある。これにより、充填物ライン3と容器100のヘッドスペースKに泡が存在する。

0145

図15においては、容器100を加圧ガス装置5と連通させるために、加圧ガスバルブ50が開かれている。加圧ガスは、好ましくは絶対圧2バールから9バールで、より好ましくは絶対圧3.5バールから7バールで、さらに好ましくは絶対圧3.8バールから5.5バールで供給される。加圧ガス装置5により供給される加圧ガスの圧力は、充填物供給部2の圧力と同一である。

0146

充填物ライン3と容器100(特に容器100のヘッドスペースK)が加圧ガスに曝されることにより、充填物ライン3内に残る泡が容器100へ押し出される。これにより、充填物ライン3の内部をほぼ空にできる。さらに、容器100のヘッドスペースKが加圧ガスに曝されるので、当該箇所に残っている泡もまた押し戻される。また、高圧の加圧ガスにより、充填物への二酸化炭素の再溶解が促進されるため、充填物がより迅速に沈静する。

0147

図14に示される状態においては、充填物が負圧下で充填用容器100に充填されることにより、二酸化炭素の部分的な放出が生じている。すなわち、多くの二酸化炭素の微小気泡が、容器100に充填された充填物内に存在している。加圧ガスに曝されることにより、充填物のより迅速な沈静化がなされうる。

0148

図15に示される工程においては、加圧ガスバルブ50が開かれることにより、充填物ライン3と容器100のヘッドスペースKの双方が加圧ガスに曝されている。図16に示されるように、充填物ライン3は、容器100の口部102からやや上方へ持ち上げられている。これにより、キャッピングヘッドスペース60もまた加圧ガスに曝される。したがって、圧力平衡が形成されると、同じガスが同じ圧力でヘッドスペースKとキャッピングヘッドスペース60の双方に存在することになる。よって、キャッピングヘッドスペース60もまた不活性ガス(二酸化炭素など)の圧力となる。当該圧力は、絶対圧2バールから9バールであり、好ましくは絶対圧3.5バールから7バールであり、より好ましくは3.8バールから5.5バールであり、さらに好ましくは、充填物供給部2内の圧力と同じ圧力である。

0149

図17は、次の工程を示している。充填物ライン3は持ち上げられ、容器100の口部102から完全に離れている。加圧ガスバルブ50は開かれたままである。

0150

したがって、容器100のヘッドスペースKとキャッピングヘッド6のキャッピングヘッドスペース60の圧力は、ともに充填物ライン3を通じて維持されている。このようにして、充填物ライン3は、容器100の口部102から充填物が噴出したり、泡が溢れ出したりすることなく、口部102から離間されうる。キャッピングヘッドスペース60に印加された圧力が、容器100のヘッドスペースKにおける泡を押し戻すだけでなく、容器100内の二酸化炭素の再溶解を促進するからである。

0151

すなわち、キャッピングヘッドスペース60が正圧とされた加圧ガスに曝されることにより、ビールのような炭酸入りの充填物により容器100の急速充填がなされても、充填物が充填されて間もなく、未だ沈静していない状態(二酸化炭素の一部が溶解していない状態)においても、口部102から充填物が溢れ出ることなく、充填物ライン3が持ち上げられうる。

0152

図18は、充填物ライン3が変位方向Xに後退され、待機位置に配置されている状態を模式的に示している。キャッピングヘッドスペース60における加圧ガスの圧力は、加圧ガスバルブ50が開かれることにより、引き続き維持されている。

0153

したがって、図19に模式的に示されるように、キャッパー62は、ストローク方向Yへ下降されうる。これにより、容器キャップ104が容器100の口部102に装着されうる。キャッピングヘッドスペース60は、引き続き加圧下にある。加圧ガスがキャッピングスペース60に残っているからである。容器100のヘッドスペースKもまた、引き続き加圧下(特にキャッピングヘッドスペース60の圧力と同じ圧力下)にある。したがって、キャッパー62を通じて正圧下で容器キャップ104が装着されることにより、充填物が溢れ出すことなく容器100のキャッピングが遂行されうる。

0154

キャッピング動作の完了に続き、図20に示されるように、キャッピングヘッドスペース60は、通気バルブ602により通気される。これにより、キャッピングヘッドスペース60内の正圧は、大気圧に戻される。

0155

続いて、図21に示されるように、キャッピングヘッド6が開かれ、容器キャップ104が装着された充填済み容器が搬出されうる。続いて、図10に示されるように、次の充填用容器100が同じ方法で充填されうる。

0156

図20においてキャッピングヘッドスペース60が通気される前に、加圧ガスバルブ50は閉じられる。

0157

図22は、図1を参照して説明された装置1の別実施形態を示している。図1に示される特徴に加え、フレーバー計量手段39が設けられている。フレーバー計量手段39は、容器100に投入される香料、飲料添加物、飲料成分の少なくとも一つを計量する。飲料添加物とは、シロップや保存料を含むものである。

0158

図示の実施形態例においては、フレーバー計量手段39は、充填物ライン3に合流している。これにより、香料、飲料添加物、飲料成分の少なくとも一つが、充填物ライン3を通じて供給される充填物と同じ経路を通って容器100の内部へ供給される。

0159

図示の実施形態例においては、フレーバー計量手段39は、充填物バルブ32の下流において充填物ライン3と合流している。これにより、充填物バルブ32が閉じられていても、香料、飲料添加物、飲料成分の少なくとも一つが計量されうる。よって、計量は、充填物供給部2からの充填物の導入に先立って行なわれてもよいし、充填物の充填中に行なわれてもよいし、充填動作の完了後に行なわれてもよい。本例における計量は、充填動作の完了後、あるいは容器100内の充填物が沈静してから行なわれることが好ましい。

0160

この場合、フレーバー計量手段39は、例えば蠕動ポンプの形態として構成されうる。これにより、各香料や飲料添加物のリザーバから正確な分量を計り取ることができる。

0161

多くのフレーバー計量手段39が設けられてもよいし、複数の香料、複数の飲料添加物、複数の飲料成分の少なくともいずれかが単一のフレーバー計量手段39を通じて供給されてもよい。充填動作ごとに異なる香料濃度、異なる飲料添加物濃度、異なる飲料成分濃度の少なくとも一つが選べるように、少なくとも一つのフレーバー計量手段39が操作されうる。しかしながら、通常の充填動作中は、作業手順上の理由により、あるフレーバーについての充填がまとめてなされてから、フレーバーの変更がなされることが一般的である。種別が異なる飲料の間(例えば、果実繊維が入っている飲料と入っていない飲料の間)の変更についても同様である。

0162

図23は、図2に示される実施形態の別例を示している。この場合においても、フレーバー計量手段39は、充填物バルブ32の下流において充填物ライン3に合流している。

0163

図24は、図4に示される装置1の別例を示している。模式的に描かれた進退可能あるいは回動可能な充填物ライン3に加えて、フレーバー計量手段39の入口がキャッピングヘッド6内に設けられている。

0164

フレーバー計量手段39は、容器100の口部102の上方に配置され、容器100内に投入される香料、飲料添加物、飲料成分の少なくとも一つを計量する。この場合、フレーバー計量手段39は、充填物による容器100の充填前に口部102の上方に配置されてもよいし、充填動作の完了後に配置されてもよい。したがって、充填物ライン3とフレーバー計量手段39は、入れ違いに容器100の口部102の上方に配置される。

0165

発明の範囲から逸脱することなく可能の範囲内において、各実施形態例について記載された各特徴は、組合せと交換の少なくとも一方が可能である。

0166

1:容器を充填する装置、100:容器、102:口部、104:容器キャップ、106:容器軸、110:充填物、2:充填物供給部(好ましくは充填物リザーバまたはライン)、20:ガススペース、22:圧力ライン、3:充填物ライン、30:センタリングベル、32:充填物バルブ、34:遮断バルブ、36:流量制御バルブ、38:圧力センサ、39:フレーバー計量手段、300:シール、320:回転軸、4:真空装置、40:真空バルブ、45:結合ガスライン、5:加圧ガス装置、50:加圧ガスバルブ、6:キャッピングヘッド、60:キャッピングヘッドスペース、62:キャッパー、64:キャッピングヘッド掴み、66:キャッピングヘッド掴み、68:容器受け、600:容器シール、602:通気バルブ、620:充填物ラインシール、622:磁石、640:キャッパーシール、660:キャッピングヘッドシール、680:垂直トグルクランプ、7:制御装置、A:最大充填高さ、K:ヘッドスペース、N:充填高さ、C:フォームスペース、V:容器の内部、X:充填物ラインの変位方向、Y:キャッパーのストローク方向、d:口部の断面

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