JPH01167030A - パッケージに流体を無菌充填する方法および装置 - Google Patents

パッケージに流体を無菌充填する方法および装置

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JPH01167030A
JPH01167030A JP63294858A JP29485888A JPH01167030A JP H01167030 A JPH01167030 A JP H01167030A JP 63294858 A JP63294858 A JP 63294858A JP 29485888 A JP29485888 A JP 29485888A JP H01167030 A JPH01167030 A JP H01167030A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は突き破り可能な外側膜を組み込んだ吐出口を備
えたパックに流体を無菌充填する方法および装置に関す
る。
ヨーロッパ特許筒７２　６９９号が、既に、パックに流
体を無菌充填する装置であって、突き破り可能な外側膜
を有する吐出口を備えたパックへの流体の流量を調節す
る弁を備えた充填ヘッドを包含する装置を記載している
。この装置は多数の欠点を有する。まず、充填工程中に
、流体の圧力が外側膜を引き裂き、まったく予期できな
い裂は目がパックの蓋の密封領域まで延び、パックの流
体密封状態を壊す可能性がある。一方、上記ヨーロッパ
特許による装置は一方では流体の供給を行ない、他方で
ヘッド・スペース内に真空を生じさせるべく垂直軸につ
いて２種類の独立した運動を行なうシステムを包含する
。最後に、この装置は垂直軸上にシールを設ける必要が
あるが、このシールの有効寿命には限りがあり、摩耗し
たときにバクテリア汚染を生じさせる可能性がある。
本発明によれば、上記の欠点のない方法および装置を使
用者が自由に使用できる。本発明によれば、外側膜は定
められた要領できれいに引き裂け、流体の供給率を調節
する弁はただ１つの運動を行ない、それ故、ただ１つの
駆動装置を持てばよく、頻繁に交換しなければならない
シールがない。
本発明は突き破り可能な外側膜を組み込んだ吐出口を備
えたパックに流体を無菌充填する方法であって、パック
は殺菌してから閑ざされ、充填ヘッド・スペースと突き
破り可能な膜の外部は殺菌される充填方法において、突
き破り可能な外側膜を切断し、同時に流体をパックに流
入させ、充填工程の完了時に流体の供給を止め、水蒸気
あるいは無菌空気を流入させて充填ヘッド・スペースか
ら残留流体を排出パイプに移動させ、水蒸気あるいは無
菌空気の流入を流体を移動させる方向に対して側方に行
なうことを特徴とする方法に関する。
充填ヘッド・スペースの予備殺菌は２〜６気圧の水蒸気
圧の下に１３５〜１６５℃の温度で２〜３０秒間行なう
。
充填サイクルの完了時、清掃作業は１２０〜１５０℃の
笥囲の温度で０．５〜２秒間、１〜４気圧の圧力の下で
水蒸気によって行なう。無菌空気を使用する場合、それ
は周囲温度で０．５〜３気圧の圧力の下に導入される。
本発明は、また、この方法を実施する装置であって、充
填ヘッドと、充填ヘッドの下方に配置してあり、充填サ
イクルの完了時にパックをシールするようになっている
パック支持体とを包含し、充填ヘッドが流体の供給率を
調節する弁を包含する装置において、流体入口および流
体出口パイプを包含し、この流体入口、出口パイプの軸
線に対して側方に充填ヘッドの底に水蒸気入口弁と充填
サイクルの終りで清掃作業を行なう水蒸気出口・排出パ
イプを備えた弁が配置しである装置に関する。さらに、
流体供給率を調節する弁の下部が流体のための開口／閉
鎖体として作用し、前記弁の開放時に突き破り可能な膜
を切断する切断手段を包含する。弁の下部が突き破り可
能膜を組み込んだ吐出口に最も近い部分であることは了
解されたい。
本発明によれば、パックはプラスチック製パック、ボー
ル紙製パックその他任意の食品、薬品用のパックのいず
れでもよいことは了解されたい。
流体というのは、水溶液、ミルク、フルーツジュース、
野菜ジュース、その他種々の製品（たとえば、断片の有
無を問わずジャムやマーマレード等）を意味する。
通常は、流体入口パイプと流体出口パイプは互いに延長
部となっている。パック支持体はパックを所定位置に保
持するジョーと密封ヘッドとで構成されている。
充填工程の前に、充填ヘッド・スペースおよび突き破り
可能な膜の外面を殺菌する。これは水蒸気入口弁で行な
う。充填ヘッドの底に側方に配置した他の弁は、一方で
は、殺菌中に水蒸気を取り出すために、そして、他方で
は、充填完了後に残留流体を除去するのに使用する。こ
れら２つの弁は流体入口および流体出口パイプの軸線と
流体供給率を調節する弁の軸線で構成された平面の各側
にまたは同じ側に平行に、そして、流体入口および流体
出口パイプの軸線に対して直角に配置される。明らかな
ように、流体入口および流体出口パイプも充填前に殺菌
される。
本発明による装置では、流体供給率を調節する弁の軸線
は水蒸気入口弁の軸線および水蒸気出口・排出弁の軸線
と４０〜８０度の角をなす。
本発明による装置の主な利点はただ一種の運動、そ故に
、ただ１つの駆動装置で、外側膜を突き破り、同時に流
体をパックに流入することが可能となった充填装置を提
供することにある。
流体供給率を調節する弁の下部は流体のための開口／閉
鎖体として作用する。開口は截頭円錐形あるいは円筒形
である。断片を含有する流体の場合、弁の閉鎖時に断片
が詰まると危険が少ないので円筒形の開口を選ぶと良い
。閉鎖時のシールは弁の底あるいは流体がパックに入る
開口のいずれかに配置する。
流体供給率を調節する弁の底は切断手段も包含する。断
片を含まない流体の場合には、切断手段として、半径方
向と垂直方向のカッタ、たとえば、互いに直角に配置し
た２つのカッタを選ぶと良い。
しかしながら、３つ以上のカッタを設けることもできる
。断片を含む流体の場合、Ｕ字形のカッタの形をした切
断手段を選ぶと良く、この場合、流体供給パイプとパッ
クの間に中間の流れ室を設ける。
少なくとも２種類のパックを予想できる。すなわち、図
面およびヨーロッパ特許第７２６９９号に示されている
形式の、内側閉鎖膜を有する吐出口を備えたパックか、
内側閉鎖膜を持たない吐出口を備えたパックである。こ
の場合、パックは吐出口に対してポケットの面を直接シ
ールすることによって閉鎖される。
流体供給率を調節する弁は可撓性のある膜あるいはべＯ
−ズ膜を包含し、これは流体の通路と純粋に機械的な部
分との間を緊密にシールする。
新しいパックの導入時、水蒸気入口弁を少なくとも部分
的に開いたままとし、バクテリア汚染を防止する。
本発明による充填装置によって、上記の装置を少なくと
も２つ直列に配置した完全無菌充填ラインを構成するこ
とができる。２つから８つまでの充填装置を設けると好
ましい。
以下、添付図面を参照しながら本発明をより詳しく説明
する。
参照符号１で示す充填ヘッドは流体入口パイプおよび流
体出口パイプ２．３と、流体供給率を調整する弁４と、
水蒸気入口弁５と、残留流体用の水蒸気出口・排出弁６
とを包含する。弁５．６のビンは空気圧式または同様の
システム（図示せず）によって変位可能である。
突き破り可能な膜９を備えた吐出口８と充填を可能とす
るようにこの吐出口８に部分的にシールされた閉鎖膜１
０とを包含するパック７が実際の充填ヘッドの下に置か
れる。このパックはジョー１１によって所定位置に保持
される。これらのジョーの）には、充填完了時にパック
を閉ざす密封ヘッド３１が配置しである。
充填ヘッドは錠止リング１６によって相互に固定された
２つの部分１４．１５の間に保持された可撓性１１１３
を包含する。この可撓性膜はテトラフルオロエチレンか
ゴムあるいは機械的、熱的に安定性の高い任意の可撓性
材料で作っである。弁４のビンはビツシング１７間にあ
る空気圧式または同様のシステムによって垂直方向に変
位可能である。
膜１３はその中心を保持され、弁４のビンによって動か
される。このビンは３つの部分、Ｊ：、部１８と、可撓
性膜１３を保持する部分１９と、この部分１９に螺合し
たボルト２０とからなる。錠止ねじ２２が良好な保持、
それ故、膜１３のシール性を保証している。最後に、ビ
ンはボルト２３によって部分１９に螺合した下部２０を
包含する。
この下部２０はコーン５１を包含し、パックの充填のた
めの開口／閉鎖体として作用する。コーン５１はシール
２４と２つの直角に配置した半径方向のカッタ２５とを
包含する。これらのカッタは膜９の切断をさらに改善す
ることのできる中心点２６を形成している。環状の隆起
２７が設けてあってカッタ２５の下降運動中および殺菌
中に膜９を効果的に保持することができる。１１Ａ９の
保持をさらに向上させるべくいくつかの同心の環状隆起
を設けてもよい。第１図〜第３図の場合、流体を通すた
めの開口２８は截頭円錐形である。この開口はコーン５
１のための座面としても役立つ。
この装置は次のように作動する。
弁４がその閉鎖膜＠（第１図）にあり、パック７が所定
位置にあるとき、ヘッド・スペース５２およびＩｌ！Ｊ
９を水蒸気入口弁５を開いて殺菌する。
水蒸気はパイプ２０を通して供給される。次いで、弁６
を経てパイプ３０を通って流出する。殺菌完了時、２つ
の弁５．６を閉ざし、弁４を開く（第２図）。要素２０
が下降し、カッタ２５が膿９を突き破って開く。同時に
、流体が放出され、開口２８を通ってパック７に流入す
る。ここで明らかなように、充填中、密封ヘッド３１は
その下方位置にある。充填完了後、密封ヘッドが上昇し
、弁５．６が開き、水蒸気が残留製品をパイプ３０を通
して流出させる。この清掃作業中またはその後に、密封
１２が加熱、され、パック７を閉ざす。次いで、ジョー
１１がパックを解放できる。
パックに充填している間の充填ヘッド・スペースの汚染
を防ぐために、水蒸気入口弁５は開いたままか、半分量
いたままとする。
第３図および第４図は本発明の第２実施例である装置を
示している。第１図、第２図の構成要素と同一の構成要
素は同じ参照符号が付しである。
この装置は、第１図、第２図に示すものとは、水蒸気入
口弁３２と水蒸気出口・排出弁３３が流体入口、出口パ
イプの軸線および流体供給率を調整する弁の軸線で形成
される平面の同じ側に配置しである点で異なる。それを
除いて、この装置は先の実施例と同一である。弁３２．
３３のビンは同じ駆動装置、たとえば、単一の空気圧シ
ステム（図示せず）の力によって変位させられる。（）
たがって、これは第１図、第２図に示す装置より大きな
利点を与える。各弁ビンはシール３４．３５と異なった
形状のニードル３６．３７を有する。
水蒸気はパイプ３９を通して供給され、パイプ４０を通
って流出する。弁３２．３３のビンが同じ駆動装置を有
するため、これらのビンは同期して摺動する。
異なったニードル３６．３７を有する利点は次の通りで
ある。すなわち、弁３２．３３が充填ヘッド・スペース
の殺菌後または清掃後に閉じるとき、弁３２が最初に閉
じ、水蒸気または残留製品がパイプ４０を通って排出す
る可能性を残す。残りの動作は第１図、第２図と同じで
ある。
第５図、第６図は本発明の第３実施例を示しており、こ
こでは、カッタは特殊な形状を有する。
この形状は断片を含有する流体をパックに充填するのに
一層適している。パックおよび密封ヘッドが第１図〜第
４図のものと同じなので、これらには同じ参照符号が付
しである。流体入口パイプ４１は弁４２によって閉ざさ
れる。この弁はＵ字形カッタ４３を有する。充填ヘッド
４４はパイプ４１とパック７の吐出口８の間に中間室４
５を包含する。弁４６は水蒸気入口バイ１４８を有し、
弁４７は排出パイプ４９を包含する。ここで、弁４６．
４７が横に並んでなくて上）に重なっていることに注目
されたい。これらの弁は同期して開閉する単一の駆動装
置を有するものであってもよい。
充填ヘッド・スペースおよび１９は弁４６．４７を開く
ことによって殺菌される。次いで、これらの弁を再び閉
じ、流体入口弁４２が開ける。弁４２の下降運動中、カ
ッタ４３が膜９を切断し、充填が行なわれる。室４５は
、特に、断片が存在する場合に、流体を滑らかに流すた
めに設けである。
充填完了時、弁４２を閉じ、中間室４５を清掃する。次
に、密封ヘッド３１を上昇させ、密封リング１２が閉鎖
膜１０を吐出口８に押し付けてシールする。閉鎖膜がな
い場合には、パックの壁が直接吐出口８に対してシール
される。
したがって、第１図〜第６図に示す形式のいくつかの装
置は無菌充填ラインに直列に配置することができる。
こうして、本発明は当該技術分野の公知装置よりも簡単
な設計で、突き破り可能な膜に非常にきれいな切断を行
なえる殺菌上非常に安全な装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による装置を通る断面図であり、流体入
口弁を閉じた位置で示す図である。 第２図は第１実施例を通る第１図の■−■線に沿った部
分断面図であり、流体入口弁を開放位置で示す図である
。 第３図は第２実施例を通る第１図の■−■線に沿った部
分断面図であり、流体入口弁を開放位置で示す図である
。 第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 第５図は本発明の第３実施例の断面図である。 第６図は第５図の■−ｖ線に沿った断面図である。 図面において、１・・・充填ヘッド、２，３・・・流体
入口、出口パイプ、４・・・流体供給率を調節する弁、
５・・・水蒸気入口弁、６・・・水蒸気出口・排出弁、
７・・・パック、８・・・吐出口、９・・・突き破り可
能な膜、１０・・・閉鎖部材、１１・・・ジョー、１２
・・・密封リング、１３・・・可撓性膜、１６・・・錠
止リング、２４・・・シール、２５・・・カッタ、２７
・・・環状隆起、２８・・・開口、３０・・・パイプ、
３１・・・密封ヘッド、３２・・・水蒸気入口弁、３３
・・・水蒸気出口・排出弁、３４゜３５・・・シール、
３６．３７・・・ニードル、３９・・・パイプ、４０・
・・パイプ、４１・・・流体入口パイプ、４２・・・弁
、４３・・・Ｕ字形カッタ、４４・・・充填ヘッド、４
５・・・中間室、４６・・・弁、４７・・・弁。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）突き破り可能な外側膜を組み込んだ吐出口を備え
    たパックに流体を無菌充填する方法であつて、パックは
    殺菌してから閉ざされ、充填ヘッド・スペースと突き破
    り可能な膜の外部は殺菌される充填方法において、突き
    破り可能な外側膜を切断し、同時に流体をパックに流入
    させ、充填工程の完了時に流体の供給を止め、水蒸気あ
    るいは無菌空気を流入させて充填ヘッド・スペースから
    残留流体を排出パイプに移動させ、水蒸気あるいは無菌
    空気の流入を流体を移動させる方向に対して側方に行な
    うことを特徴とする方法。
  2. （２）請求項１記載の方法において、充填ヘッド・スペ
    ースを２〜６気圧の水蒸気圧の下に１３５〜１６５℃の
    温度で２〜３０秒間殺菌することを特徴とする方法。
  3. （３）請求項１記載の方法において、充填サイクルの完
    了後に、１〜４気圧の圧力で１２０〜１５０℃の温度の
    水蒸気あるいは周囲温度で０．５〜３気圧の無菌空気を
    ０．５〜２秒間注入することを特徴とする方法。
  4. （４）請求項１から３に記載の方法を実施する装置であ
    つて、充填ヘッドと、充填ヘッドの下方に配置してあり
    、充填サイクルの完了時にパックをシールするようにな
    つているパック支持体とを包含し、充填ヘッドが流体の
    供給率を調節する弁を包含する装置において、流体入口
    パイプおよび流体出口パイプを包含し、これらの流体入
    口および流体出口パイプの軸線に対して側方に充填ヘッ
    ドの底に水蒸気入口弁と充填サイクルの終りで清掃作業
    を行なう水蒸気出口・排出パイプを備えた弁が配置して
    あり、流体供給率を調節する弁の下部が流体のための開
    口／閉鎖体として作用し、前記弁の開放時に突き破り可
    能な膜を切断する切断手段を包含することを特徴とする
    装置。
  5. （５）請求項４記載の装置において、水蒸気入口弁およ
    び水蒸気出口・排出弁が流体入口および流体出口パイプ
    の軸線および流体供給率を調節する弁の軸線によつて形
    成される平面の両側に流体入口および流体出口パイプの
    軸線に対して直角に配置してあることを特徴とする装置
    。
  6. （６）請求項４記載の装置において、水蒸気入口弁と水
    蒸気出口・排出弁が流体入口および流体出口パイプの軸
    線および流体供給率を調節する弁の軸線によつて形成さ
    れた平面の同じ側に平行にかつ流体入口および流体出口
    パイプの軸線に対して直角に配置してあることを特徴と
    する装置。
  7. （７）請求項４から６のうちのいずれか１つの項に記載
    の装置において、流体供給率を調節する弁の軸線が水蒸
    気入口弁の軸線および水蒸気出口・排出弁の軸線と４０
    〜８０度の角をなすことを特徴とする装置。
  8. （８）請求項４から６のうちいずれか１つの項に記載の
    装置において、充填ヘッドのところに流体をパックに入
    れる開口が設けてあり、この開口が截頭円錐形あるいは
    円筒形であることを特徴とする装置。
  9. （９）請求項４から８のうちいずれか１つの項に記載の
    装置において、切断手段が半径方向と垂直方向のカッタ
    で構成してあることを特徴とする装置。
  10. （１０）請求項４から８のうちいずれか１つの項に記載
    の装置において、切断手段がＵ字形のカッタで構成して
    あり、流体入口および流体出口パイプとパックの間に中
    間の流れ室が設けてあることを特徴とする装置。
  11. （１１）請求項４から１０のうちいずれか１つの項に記
    載の装置において、パックが内側閉鎖膜を備えた吐出口
    を包含することを特徴とする装置。
  12. （１２）請求項４から１０のうちのいずれか１つの項に
    記載の装置において、パックが内側閉鎖膜のない吐出口
    を包含することを特徴とする装置。
  13. （１３）請求項４から１２のうちいずれか１つの項に記
    載の装置において、流体供給率を調節する弁が可撓性の
    ある膜またはベローズ膜を包含することを特徴とする装
    置。
  14. （１４）請求項４から１３のうちいずれか１つの項に記
    載の形式の装置を少なくとも２つ直列に配置したことを
    特徴とする無菌充填ライン。
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