JPH0577810A

JPH0577810A - 瓶詰飲料の製造方法

Info

Publication number: JPH0577810A
Application number: JP3263074A
Authority: JP
Inventors: Kenji Mine; 健治峯
Original assignee: Kanebo Ltd
Current assignee: Kanebo Ltd
Priority date: 1991-09-13
Filing date: 1991-09-13
Publication date: 1993-03-30

Abstract

(57)【要約】【目的】瓶詰飲料のヘッドスペース内の空気を、極め
て簡単な操作により、不活性ガスで効率よく置換でき、
かつ、真空度を調整できる。【構成】内容物が充填された瓶の瓶口（１０ａ）に、
キャップシューター（８）より送られてくるキャップ
（１１）を供給する際、キャップ（１１）が瓶口に斜め
に半被りの状態となったとき、このキャップ内空部に向
けて、ノズル（７）の噴射口（１２）から窒素ガスと炭
酸ガスとからなる混合不活性ガスを噴射し、キャップ内
空部の空気を上記混合不活性ガスで置換すると共に、キ
ャップ内空部壁面にあたって反射した上記混合不活性ガ
スで、瓶のヘッドスペース内の空気を置換し、真空度を
調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、瓶詰飲料を製造する
方法に係り、更に詳しくは、瓶詰飲料の容器内空寸部、
いわゆるヘッドスペース内の空気を効率的に窒素ガスと
炭酸ガスとからなる混合不活性ガスに置換し、瓶内の真
空度を調整する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、密封容器入り飲料は、果汁等の
内容物を缶，瓶等の容器に充填した後、殺菌，密封して
製造されるが、このとき、容器上部にはヘッドスペース
が生じる。このヘッドスペースに空気（特に酸素）が残
存していると、経日するにつれて内容物と酸素が反応
し、風味の劣化，腐敗，色調の変化等の品質低下をきた
す。例えば、透明瓶を用いた瓶詰果汁飲料の場合、風味
もさることながら、内容物の色調が商品設計上重要であ
るが、上記ヘッドスペースに酸素が残存していると、果
汁飲料の色調が変化し、商品価値が損なわれるという問
題があった。

【０００３】そこで、上記問題を解決する方法として、
例えば、特開昭６２−１３５１８４号公報に記載の方法
が提案されている。この方法は、図５に示すように、Ｐ
の噴射位置において、内容物（４０）が充填された瓶
（１７）の瓶口（１７ａ）に向けて、キャップシュータ
ー（１９）の下方に長手方向に平行に設置された不活性
ガス噴射ノズル（１６）から不活性ガス（１５）を噴射
した後、Ｑの位置において、キャップシューター（１
９）からキャップ（１８）を瓶口（１７ａ）上に供給
し、次いでキャップの巻き締めを行なう方法である。

【０００４】しかしながら、この方法では、キャップ
（１８）を瓶口（１７ａ）上に供給する際の妨げになら
ないよう、不活性ガス噴射ノズル（１６）を、キャップ
シューター（１９）よりも離して設置しなくてはならな
い。したがって、不活性ガスが瓶（１７）内に噴射され
てからキャップ（１８）で密封されるまでの間に、ある
程度の間隔を置くことになり、その間に周囲の空気が瓶
（１７）内に再び混入してしまい、ヘッドスペース（４
１）の空気を完全に不活性ガスに置換することができな
い。

【０００５】また、不活性ガスは、瓶（１７）内の内容
物（４０）液面に向かって直接噴射されるため、キャッ
プ裏面の残存空気を置換することができない。また、内
容物（４０）が噴射時の圧力によって飛散し易く、瓶口
（１７ａ）周辺や噴射ノズル口（１６ａ）周辺を汚すと
いう欠点がある。

【０００６】そこで、他の方法として、不活性ガスを直
接内容物液面に向かって噴射しない方法も提案されてい
る（特開平２−２９６６２４号公報）。この方法は、図
７の（ａ）に示すように、キャップシューター（１９）
の長手方向とは異なる２方向から瓶口（１７ａ）に向け
て、不活性ガス噴射ノズル（２１），（２２）が設置さ
れている。そして、図７の（ｂ）に示すように、それぞ
れのノズルから同時に不活性ガス（１５）を噴射し、瓶
口（１７ａ）上空にて、この不活性ガス（１５）同士を
衝突させ、下方に不活性ガスを流下させることによって
瓶（１７）のヘッドスペース（４１）内に不活性ガスを
流入させる。

【０００７】この方法では、キャップシューター（１
９）に当接することなく、ガス噴射ノズル（２１），
（２２）を設置しているので、図６に示すようにノズル
噴射口をキャップ受渡し位置近傍に設置できる。したが
って、不活性ガスを噴射してからキャップ巻き締めまで
の間隔を短くすることができるので、周囲の空気が再び
混入することがなく、ヘッドスペース内の不活性ガスへ
の置換率を高めることができる。

【０００８】しかしながら、この方法では、瓶（１７）
のヘッドスペース（４１）内の不活性ガスの置換率は高
まるものの、キャップ裏面に残存する空気までは置換し
得ないので、キャップを瓶口に供給して巻き締めをする
際、キャップ裏面の残存空気が結局は混入してしまい、
不活性ガスへの置換率を悪くしてしまう。

【０００９】そこで、キャップ裏面のキャップ内空部に
残存する空気を置換する方法として、実開昭６４−２３
４０８号公報に記載の装置を使用することが提案されて
いる。この方法は、図８に示すように、キャップシュー
ター底板（２６ａ）からキャップシューター（２６）内
に不活性ガス噴射ノズル（２７）を挿入し、不活性ガス
を注入すると共に、図９に示すようにキャップ受け渡し
位置手前において、キャップ裏面と瓶口（１７ａ）に対
しても不活性ガス噴射ノズル（２８）から不活性ガスを
噴射することにより、不活性ガスへの置換率を高めるも
のである。

【００１０】しかしながら、この方法では、キャップシ
ューター（２６）内に不活性ガスを充満させ、流失を防
ぐために密閉性の高い構造に改造する必要がある。ま
た、キャップ裏面と、瓶口（１７ａ）に対する不活性ガ
スの噴射は、同一ノズル（２８）によって行なわれてい
るが、この場合、各噴射孔（３１），（３２）間におけ
る不活性ガスの噴出量は一定ではないので、不活性ガス
の置換率にばらつきを生じ易い。

【００１１】また、噴射ノズル（２８）は、キャップシ
ューター（２６）のキャップ受渡し位置に当接しないよ
う離して設置する必要があるので、不活性ガス噴射から
キャップ巻き締めまでの間隔が離れてしまい、その間に
周囲の空気が再び混入してしまう。また、この方法では
合計３ケ所において不活性ガスを噴出させるので、多量
の不活性ガスを要し、コストの上昇につながる。

【００１２】また、瓶詰飲料は、製品生産後、製品の密
封性の検査を行う必要があり、瓶詰飲料の製造ライン
で、最も一般的に用いられている装置は、製品瓶内が適
度な真空状態になることで生じるキャップ天面のへこみ
を利用した光学焦点法（へこみで凹面になることを焦点
距離の変化に置きかえて測定する。）によって検査する
装置である。

【００１３】この装置を使用する場合、瓶内の真空度が
低いときやキャップ径が小さいときは、へこみが十分に
とれないため検査が不可能となる。従来の瓶詰飲料の製
造方法では、空気（酸素）の残存や不活性ガスの存在に
より、密封後の瓶内の真空度が低くなってしまうので、
上記装置を用いて密封性を検査を行うことが困難であっ
た。したがって、密封性の検査を製造ラインで連続的に
行うことができず、生産性が悪かった。

【００１４】そこで、ヘッドスペース内の残存酸素を除
去しつつ、不活性ガス量を減らして瓶内の真空度を高め
る方法としては、不活性ガスと共に蒸気を併用すること
によって、真空度を高めることができるが、この場合、
蒸気が不活性ガスによって結露し、瓶内に水滴として付
着してしまい、雑菌汚染の原因となり易い。

【００１５】上述の如く、従来のヘッドスペース内の空
気の不活性ガスへの置換技術は、置換効率が悪かった
り、装置の改造が必要であったり、置換率にばらつきが
生じたり、また、真空度の調整ができない等の問題があ
った。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みなされたものであって、瓶のヘッドスペース
内の空気を高い置換率で不活性ガスに置換するために
は、単にノズルで不活性ガスを噴射するのではなく、キ
ャップが、瓶口に供給される際に瓶口に斜めに半被りの
状態になったとき、キャップ内空部に向けて、窒素ガス
と炭酸ガスとからなる混合不活性ガスを噴射し、その反
射噴流により、ヘッドスペース内の空気を上記混合不活
性ガスに置換し、またキャップ裏面のキャップ内空部に
上記混合不活性ガスが溜った状態で瓶口にキャップを供
給し密封する方法が好適であることを見いだした。

【００１７】更に、不活性ガスとして炭酸ガスを用いる
と、炭酸ガスが内容物中に溶解していくので、瓶内の真
空度を制御できることから、窒素ガスと炭酸ガスとを組
み合せると、瓶内の真空度を適宜調整できることを見い
だし本発明に到達した。

【００１８】すなわち、本発明の目的とするところは、
瓶詰飲料のヘッドスペース内の空気を簡単な操作によ
り、不活性ガスで効率良く置換でき、かつ、雑菌汚染等
することなく瓶内真空度を調整できる瓶詰飲料の製造方
法を提供するにある。

【００１９】

【課題を解決する為の手段】上記の目的は、瓶に内容物
を充填した後、この瓶の瓶口にキャップを供給し、密封
を行う瓶詰飲料の製造方法であって、瓶口にキャップを
供給する工程で、キャップが瓶口に斜めに半被りの状態
となったとき、このキャップ内空部に向けて、窒素ガス
と炭酸ガスとからなる混合不活性ガスを噴射し、キャッ
プ内空部の空気をこのガスで置換すると共に、キャップ
内空部壁面にあたって反射したこのガスで、瓶のヘッド
スペース内の空気を置換し、真空度を調整することを特
徴とする瓶詰飲料の製造方法によって達成される。

【００２０】本発明の方法は、ガラス、プラスチック等
を素材とする瓶に、果汁、コーヒー、乳飲料等の飲料を
充填し、その後、瓶口のヘッドスペースの空気を不活性
ガスで置換して瓶口にキャップを供給する際、キャップ
がちょうど瓶口に斜めに半被りの状態となったときに、
このキャップ内空部に向けて、ノズルから、窒素ガスと
炭酸ガスとからなる混合不活性ガスを噴射し、キャップ
内空部の空気を上記混合不活性ガスで置換すると共に、
キャップ内空部壁面にあたって反射した上記混合不活性
ガスが瓶のヘッドスペース内に侵入しヘッドスペース内
の空気も上記混合不活性ガスで置換するものであり、更
に、置換、密封後のヘッドスペース内の混合不活性ガス
のうち、炭酸ガスが内容物に溶解し、ヘッドスペース内
のガス量が少なくなるので、容器内を所望の真空度（減
圧状態）にできるものである。

【００２１】次に、本発明を図面に基づき詳しく説明す
る。図１は、本発明に係る装置の一実施態様を示す説明
図、図２は、図１に示す装置をａ方向から見たときの様
子を示し、また、ノズルのＡＢＡ’Ｂ’切断面を示す拡
大説明図である。図において、（７）は窒素ガスと炭酸
ガスとからなる混合不活性ガスを噴射するためのノズ
ル、（１２）はそのガス噴射口、（６）はノズル（７）
にガスを供給するガス供給管である。（８）はキャップ
シューター、（９）はキャップシューター底板である。
また、（１０）は内容物（４０）が充填された瓶、（１
１）は瓶口（１０ａ）に供給させるキャップである。

【００２２】この装置は、まず、内容物（４０）が充填
されて搬送されてきた瓶（１０）の瓶口上方部に、キャ
ップ供給手段が位置するように設置されている。すなわ
ち、キャップ（１１）がキャップシューター底板（９）
に沿って瓶口に供給されるように、キャップシューター
（８）の下部が瓶口上方部に近接して位置するように設
置されている。

【００２３】かつ、この装置は、ガス噴射手段として、
ノズル（７）が、キャップ供給手段に対し、次のような
位置に設置されている。すなわち、ノズル（７）は、キ
ャップシューター（８）から送られてきたキャップ（１
１）が瓶口（１０ａ）の一端に引っ掛かり、斜めの半被
りの状態となったとき、このキャップ（１１）内空部に
向けて、ガス噴射口（１２）からガスが噴射されるよう
に、キャップシューター（８）に近接して設置されてい
る。

【００２４】このノズル（７）は、図１に示すように、
その形状を、瓶口の半周分をすっぽり覆うような瓶口径
よりやや大きい略馬蹄形とし、このノズルに、ガス供給
管（６）と、キャップ内空部へガスを噴射するための噴
射口（１２）とを設けたものを用いると好適である。

【００２５】また、上記ノズルではなく、１本もしくは
複数の管状のノズルを用いてもよい。また、上記ノズル
の噴射口からのガス噴射角度は、噴射されたガスがキャ
ップ内空部壁面にあたって反射し、反射噴流となって、
瓶のヘッドスペース（４１）に入るような角度とする。
また、上記ノズルに供給される窒素ガスと炭酸ガスとか
らなる混合ガスを調整する装置は、図示されていない
が、特に限定されるものではなく、通常用いられるもの
でよい。また、キャップシューター（８）は、通常使用
されているものを用いればよい。

【００２６】上記装置を用いて、本発明の製造方法は、
例えば、次のようにして行う。すなわち、まず、通常の
充填方法により、内容物（４０）が充填された瓶（１
０）が、搬送速度２５ｍ／ｍｉｎで、キャップ供給部へ
搬送侵入する。

【００２７】次いで、キャップシューター（８）からキ
ャップ（１１）が、瓶口（１０ａ）に供給される際、こ
のキャップ（１１）が瓶口（１０ａ）の一端に引っ掛か
り、斜めに半被りの状態になったとき、ノズル（７）の
ガス噴射口（１２）から窒素ガスと炭酸ガスとからなる
混合不活性ガスが、キャップ（１１）内空部に向けて噴
射される。このとき、ノズル（７）へのガス供給圧は、
０．１〜０．５ｋｇ／ｃｍ²の範囲が好ましい。

【００２８】本発明において、使用する不活性ガスは、
窒素ガスと炭酸ガスとからなる混合不活性ガスであるこ
とが肝要である。上記混合不活性ガスを用いることによ
り、瓶のヘッドスペース内の空気を置換すると共に、瓶
を密封した後、混合不活性ガスのうち、炭酸ガスが内容
物（４０）に溶解し、瓶内真空度を高めることができ
る。

【００２９】また、窒素ガスと炭酸ガスとの混合比率
は、目的とする真空度、例えば、後の密封性検査工程で
キャップ天面のへこみが充分に検出されるのに必要な真
空度が得られるように設定すればよい。これは、瓶の形
状、ヘッドスペース量、キャップの形状等によって異な
るので、適宜設定する。

【００３０】また、このときの瓶口及びノズル周辺の混
合不活性ガスと空気の流れを、図４のＣに示す。すなわ
ち、実線の矢印が示すように、ノズル（７）のガス噴射
口（１２）からキャップ（１１）内空部に向けて噴射さ
れた混合不活性ガスは、キャップ（１１）内空部壁面に
あたって反射し、反射噴流となって瓶（１０）のヘッド
スペース（４１）内に侵入する。

【００３１】このように、混合不活性ガスが流れること
により、キャップ（１１）内空部の空気と瓶（１０）の
ヘッドスペース（４１）内の空気と排出し、効率よく混
合不活性ガスに置換することができる。上記混合不活性
ガスで置換された後、直ちにキャップ（１１）が瓶口に
装着され、瓶（１０）は巻締機に搬送されて密封され、
瓶詰飲料が得られる。

【００３２】また、このようにして得られた瓶詰飲料
は、その後、ヘッドスペース内の混合不活性ガスのう
ち、炭酸ガスが内容物（４０）に溶解し、目的とする真
空度を有した瓶詰飲料となる。

【００３３】更に、ノズル（７）には、ガス噴射口（１
３ａ），（１３ｂ）を設け、キャップ内空部に混合不活
性ガスを噴射すると同時に、上記噴射により巻き込まれ
る瓶口周辺の空気と対向方向へ混合不活性ガスを噴射す
るようにするとより好結果が得られる。すなわち、図４
のＣに示すように、瓶口のノズル側の点線の矢印の方向
から巻き込まれてくる空気を遮断するために、この空気
に対向して混合不活性ガスを噴射するものである。

【００３４】また、本発明の不活性ガスへの置換、キャ
ップ供給に先立って、内容物充填終了地点からキャップ
供給部までの搬送経路途中で、瓶のヘッドスペース内の
空気を窒素ガスと炭酸ガスとからなる混合不活性ガスで
ある程度置換する予備置換工程を設けると好適である。

【００３５】予備置換を行う装置としては、例えば、図
３に示すようなものが好適である。図３において、
（３）は予備置換ノズル、（２）はガス供給管、（４）
はガス噴射口、（１）は吸引管、（５）は空気吸引口で
ある。予備置換ノズル（３）は、瓶の進行方向に対し、
キャップ供給部の手前の位置にあり、また、瓶口上方部
に近接するように設置する。

【００３６】このような装置を用いて、搬送されてきた
瓶（１０）のヘッドスペースに向けて、ガス噴射口
（４）から混合不活性ガスを噴射し、これと同時に、混
合不活性ガスによって排出された空気を空気吸引口
（５）から吸引することにより、効率的に置換を行うこ
とができる。このように、予備置換工程を設けることに
より、より混合不活性ガスの置換率をあげることができ
る。

【００３７】次に、実施例に基づき本発明を具体的に説
明する。

【実施例】満量１１０mlのサイズの瓶とφ２８mmのロー
ルオンキャップ（ピルファープルーフキャップ）とを用
い、上記製造方法に従って内容物１００mlの充填、混合
不活性ガスの置換、密封を行い、密封性検査適性（真空
度）を調べた。

【００３８】なお、本実施例で使用した密封性検査装置
の密封性検査適性は、キャップ天面へこみ量が０．１〜
０．２５mmの範囲のとき良好である。また、試験数は２
０とした。その結果を表１に示す。

【００３９】

【比較例】不活性ガスとして、窒素ガスのみを使用し、
他は実施例と同様にして瓶詰飲料を調製し、密封性検査
適性（真空度）（試験数２０）を調べた。その結果を表
１に示す。

【００４０】

【表１】

【００４１】上記の結果から、窒素ガスと炭酸ガスとの
混合不活性ガスを用いた実施例は、密封性検査に適した
真空度、すなわち、キャップ天面へこみ量が充分に得ら
れ、連続的に密封性検査を行うことができた。これに対
し、比較例は、真空度が低く、キャップ天面へこみ量が
不充分で、密封性検査に供することができなかった。

【００４２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、瓶のヘ
ッドスペース内の空気（酸素）を９０〜９５％の置換率
で窒素ガスと炭酸ガスとからなる混合不活性ガスに置換
できるものである。すなわち、キャップ内空部へのガス
噴射とその反射噴流とによって空気を置換する方法を用
いているので、瓶のヘッドスペース内及びキャップ内空
部残存空気の双方を、ほぼ同時に、瓶口が封止させる直
前に、極めて効率よく窒素ガスと炭酸ガスとからなる混
合不活性ガスで置換でき、瓶内に空気が再び混入した
り、ガスが流失するのを防止できる。したがって、この
方法によって得られる瓶詰飲料には酸素が殆ど残存して
おらず、長期にわたって品質の安定した飲料とすること
ができる。

【００４３】また、ガスをいったんキャップ内空部に噴
射してから瓶内に流下させているので、瓶の内容物が飛
散することがない。また、この噴射方法によれば、瓶口
がキャップで半被りの状態になっているときにガス置換
することが可能となるので、ガス噴射から瓶口のキャッ
プ封止までの間隔を縮めることができ、最小限のガス噴
射量でガス置換が行なわれ、製造コストを低減すること
ができる。

【００４４】また、置換密封後は、窒素ガスと炭酸ガス
とからなる混合不活性ガスのうち、炭酸ガスが、内容液
に溶解し、瓶内を所望の真空度とすることができるの
で、密封性検査装置の使用に適した真空度に調整するこ
とにより、連続生産に於いても瓶の密封性をインライン
で検査することができ、生産性を上げることができる。

【００４５】また、装置も簡易なものであるので、従来
の設備を改造する必要がなく、また、瓶の形状や高さに
合わせての切り替えや製造中の維持管理が容易であり、
瓶詰飲料の製造においては、極めて利用価値の高いもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る装置の一実施態様を示す説明図。

【図２】図１に示す装置をａ方向から見たときの様子を
示す説明図。

【図３】本発明に係る装置の一実施態様を示す説明図。

【図４】本発明に係る製造方法による空気の流れを示す
説明図。

【図５】従来技術を示す説明図。

【図６】従来技術を示す説明図。

【図７】従来技術を示す説明図。

【図８】従来技術を示す説明図。

【図９】従来技術を示す説明図。

【符号の説明】

１吸引管２ガス供給管３予備置換ノズル４ガス噴射口５空気吸引口６ガス供給管７本置換ノズル８キャップシューター９キャップシューター底板１０瓶１１キャップ１２ガス噴射口１３ガス噴射口（空気巻き込み防止用）１６不活性ガス噴射ノズル１７瓶１８キャップ１９キャップシューター２１，２２不活性ガス噴射ノズル２６キャップシューター２６ａキャップシューター底板２７不活性ガス噴射ノズル２８不活性ガス噴射ノズル３１噴射孔３２噴射孔４０内容物４１ヘッドスペース

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】瓶に内容物を充填した後、この瓶の瓶口
にキャップを供給し、密封を行う瓶詰飲料の製造方法で
あって、瓶口にキャップを供給する工程で、キャップが
瓶口に斜めに半被りの状態となったとき、このキャップ
内空部に向けて、窒素ガスと炭酸ガスとからなる混合不
活性ガスを噴射し、キャップ内空部の空気をこのガスで
置換すると共に、キャップ内空部壁面にあたって反射し
たこのガスで、瓶のヘッドスペース内の空気を置換し、
真空度を調整することを特徴とする瓶詰飲料の製造方
法。
【請求項２】上記工程に先立ち、内容物が充填された
瓶のヘッドスペースに向けて、窒素ガスと炭酸ガスとか
らなる混合不活性ガスを噴射して瓶のヘッドスペース内
の空気を排出させると同時に、この排出した空気を吸引
するよう予備置換工程を設けてなることを特徴とする請
求項１記載の瓶詰飲料の製造方法。