JPS6363165B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、液体、特に液体充填材、たとえば
ミルク又は果汁を容器に入れた後に液面にできる
泡を除去するための装置に関する。

技術の多くの分野で、液体の表面上の泡形成を
防止するか或いはできた泡をつぶすことが望まれ
る。これはたとえば浮遊選鉱工業がそうであり、
液体表面上にある泡が供給と気化を妨げる液体の
気化の場合である。この発明は、液体充填材、た
とえばミルク或いは果汁をあとで閉じる容器に入
れる際液面上にできる泡の除去に関するものであ
る。この泡は特に、上面の所が熱封されるか或い
は接着されるプラスチツク加工したカートン製の
容器に充填する場合に妨げになる。接着面間に泡
がある場合には、湿潤している範囲では面と面の
正しい接着結合が行なわれず、そのようにして閉
めた容器は実際にはよくはしまらない。加熱封印
の場合にはなる程封印面の結合は可能である。何
となれば封印ジヨーの熱と圧力によつて泡の水分
が気化され且つ（或いは）押し離されるからであ
る。しかし蛋白質の残りは封印面と同様に封印を
損う。特に、加熱封印の場合に泡の水分が作用し
て不利である。加熱封印は、熱可塑性プラスチツ
クによつて形成さている封印面の予熱（活性化）
とそれに続く冷却プレスジヨーによる封印面の圧
縮によつて行なわれる。泡の水分によつて予熱さ
れた封印面は局部的に冷却されるので、続くプレ
ス工程に際して不確実な結合と、従つて又不充分
な閉鎖しか行なわない。

更に次のような欠点がある。即ち液体表面上に
ある泡が容器の閉鎖、たとえば折りたゝみ容器の
上側面の折りたゝみに際してあふれて、容器の外
側も閉鎖工具も汚れる。

経済上に理由から容器の寸法が予定された充填
材の容量に対応する寸法より遥かに大きくするこ
とはないから、充填装置でたとえばミルクを冷却
する際に、ミルクの上にある個有の泡除去装置
を、前記の欠点を防止する場合に設ける必要があ
る。この装置は、その都度閉鎖すべき容器に挿入
可能な吸収管と、液体表面上の泡を除く吸収装置
とをもつている。更に完全な閉鎖を保証するため
に、封印面と接着面から滴と泡の残りを吹き払う
吹ノズルが設けられる。

泡除去の公知の方法には必ず欠点がある。先づ
泡の吸収によつて多量のミルクが集る。このミル
クは再び充填材としては使えず、飼料にしかでき
ない。これは充填材の損失である。更に、泡の傾
向は充填材が異なると違い、ミルクの場合も状態
（フレツシユミルク或いはＨミルク）、ミルクの脂
肪含有量、温度、充填温度によつて異なる。容器
から容器に移すときも泡の形成がそれぞれ異な
る。その結果、泡吸収によつて残りのミルクを容
器に充填するのが不安定になる。結局無菌充填
材、たとえば滅菌されたミルクを充填する場合、
無菌条件の維持を泡吸収によつて損われることが
ある。何となれば吸収管は泡と接触し、従つて菌
の発生を防止するために浄化と監視を必要とす
る。

こゝから出発するこの発明の課題は、簡単な仕
方で特に液体充填材を容器に入れるとき、充填材
の損失がないように泡を除くことができる装置の
提案にある。

この課題は本発明によつて、超音波照射の作用
によつて泡をつぶすということで解決する。

この発明は次の認識から出発する。即ち超音波
照射によつて泡の構造に影響を及ぼして、泡がほ
うかいするように泡をその場で破かいすることが
できるということである。こうして泡を形成する
液体充填材の部分が充填材中に逆もどりして、前
記の公知の方法の場合のように、失われない。

泡の破壊は、超音波の作用によつて効果的に実
施できることが判つた。この発明の範囲内では本
質的に周波数が約20000Hzの大きさの超音波が適
している。

有利なのは、照射、たとえば超音波照射を液体
表面に向けることである。これによつて泡の領域
外の望ましくない作用が防止されるだけでなく、
泡構造に対して照射が集中される。複数の互いに
重複してほゞ同じ方向に波及する超音波界が泡構
造に作用する場合には、泡破壊の結果が特によい
ことが判つた。たとえば相互に平行な八つの超音
波界が対応して形成された超音波発射器から泡構
造に照射される場合には、僅か0.2〜0.3秒の作用
持続で既に、充填材の対応する無泡性が通常前記
のような吸収では達成されない程泡の破かいが進
行する。

無菌の充填材の加工の際にはこの発明の思想が
特に有利であることが実証される。何となれば前
記の利点に加えて滅菌条件の維持の可能性が容易
になるからである。何となれば超音波照射の発射
装置は超音波用発射器を泡構造中にもぐらせる必
要はなく、期待される泡の層の上に設けることが
できるからである。すべての場合にこの装置に対
して周囲に唯一つの電気的結合があるだけなの
で、減力又は静止する場合にも無菌の環境が損な
われることは決してない。

超音波が超音波発射器のできる限り大きい振
幅、たとえば60μ迄の振幅で泡構造中に照射され
るのが有利である。何となればこれによつて泡破
壊の時間継続が著しく短縮されるからである。こ
れは次のような場合一役を果たす。即ち（この発
明による）装置に付属している一台の超音波発生
器によつて容器を閉鎖するための封印ジヨーも泡
を破壊するための超音波発射器も働かされる場合
である。何となればそうなつて泡破壊の時間の短
縮によつて工程時間内に超音波発生器の切換後の
封印の破壊も行なうことができる。

この発明の装置は、充填ステーシヨンと封印ス
テーシヨンの間に、直接液体表面に向けて、かつ
少なくとも液体の表面に対して予期される泡の層
の厚味に対応する間隔をおいて超音波発射装置を
設けたものである。この装置は液体表面上に位置
固定するか或いは上下移動可能に配設することが
できる。

超音波発射用発射器を使用する場合は、いくつ
かの単一超音波発射器を一つの超音波発射器グル
ープに合体させるのが有利である。好都合なのは
これらの単一超音波発射器を栓形状に形成して、
相互に平行して金属性の伝達ブロツクに固定する
ことで、その結果それらの単一超音波発射器はそ
れぞれの単一超音波界を相互に密着して泡の中に
照射することができる。その方向に向けられた照
射界の場合にも液体上にある泡の層を完全に捕捉
するには、超音波発射器を液体表面の領域の容器
の横断面の形状に合せるのが好都合である。

一実施例を示した図をもとに更に詳しく説明す
る。

第１図に示した液体充填材、たとえばミルクを
入れるための容器１はよく知られた態様でプラス
チツク層を設けたカートンからできている。横断
面は矩形又は正方形で、閉じた状態では上面が切
妻屋根形に折つてあり、そこで封印リブ２に沿つ
てプラスチツク積層の加熱封印によつて閉じてあ
る。

第２図には、液体充填材、たとえばミルクを入
れた、第１図に示した容器１の供給の種類と態様
を図示的に示してある。この図示のように、容器
１はセルチエーン３の形の供給装置に入れてあ
る。セルチエーンの各セルは容器１を有し、倒れ
ないように確実に保持している。セルチエーン３
は容器１を矢印方向に送る。図示してない、これ
より前にある充填ステーシヨンではそこ迄空だつ
た容器に充填材を入れる。充填材の泡の傾向によ
つて充填工程中この工程のために液体表面４（第
４図）の上により厚い泡層５或いはより薄い泡の
層５ができる。この泡の層は加熱封印面６の所迄
あつて、この加熱封印面は封印リブ２を形成する
ために相互に加熱封印する必要がある。第２図に
は泡の層５を点で示してある。

セルチエーン３は容器１を加熱封印ステーシヨ
ン７迄送る。このステーシヨンには図示的にのみ
示した封印ジヨー８を配設してある。封印ジヨー
８はペンチ形の開閉運動をして、更に、図示して
ない装置によつて垂直方向に上下移動させること
ができる。封印ジヨーは自体を超音波発射器とし
て超音波を発射するか、或いは加熱可能である。
このようにして封印ジヨーは容器１の加熱封印面
６を相互に圧着する閉鎖状態で加熱封印面６の領
域にプラスチツク層の充分な熱量を供給して、こ
れを圧・熱着によつて相互に溶着する。この種類
の加熱封印面は公知であり、従つて詳しく説明す
る必要はない。

加熱封印ステーシヨン７の前の供給方向では、
図示してない充填ステーシヨンのうしろのいくつ
かの「自由ステーシヨン」に続いて八個の単一超
音波発射器の一つのグループを有する超音波発射
装置９がセルチエーン３の上に固定して配設して
ある。単一超音波発射器１０の端部は容器１の上
端縁の直ぐ上にある。

複数の単一超音波発射器１０を有する発射装置
９は、第３図及び第４図に拡大寸法図で示してあ
る。これらの図からわかるように、アルミニウム
でできている直方体形の金属製の伝達ブロツク１
２の下側面には八本の栓形状の単一超音波発射器
１０のグループを固定してある。単一超音波発射
器１０はチタンでできていて、長さ方向のほぼ中
心で直径が短くなつていて、従つて下端部は金属
製の伝達ブロツク１２の所の固定領域の所より細
くなつている。単一超音波発射器１０は金属製ブ
ロツク１２の下側面に配分して設けてあつて、幅
方向にも長さ方向にも容器の横断面をほゞみたし
ている（第４図）。金属製の伝達ブロツク１２は、
図示してない態様で、超音波装置の所謂ブースタ
ーと、付属のコンバータ及び超音波発生器に連結
されている。この種の超音波装置の原理的構造は
知られているので、やはり説明の必要はない。金
属製の伝達ブロツク１２とこれに固定された単一
超音波発射器１０には20000Hzの周波数と充分に
大きいエネルギーが与えられ、単一超音波発射器
１０に約60μの振幅が得られる。これによつて単
一超音波発射器１０の端部から液体表面４の方向
に容器１の中で相互にほゞ同じ方向に向けられた
八個の超音波界が発射される。これらの超音波界
は泡構造中に進入してこれを破壊する。たとえば
充填材としてミルクの上方7.5センチメートルの
高さに迄ある泡層を完全に破壊するには0.2秒の
作用持続で充分である。

例示すれば、金属製伝達ブロツク１２は幅60ミ
リメートル、長さ150ミリメートル、高さ124ミリ
メートルのアルミニウムでできており、単一超音
波発射器１０は太い所で直径232ミリメートル、
細い所で16ミリメートルである。

単一超音波発射器の数量は前記実施例とは異な
つてよい。しかし増やすと泡構造に対する破壊作
用は強化され、その結果崩壊時間が短縮できるこ
とが判つた。超音波発射器も実施例のような規則
的な形に配設する必要はない。実施例では単一超
音波発射器１０は組にして相互に同じ間隔をおい
て金属製伝達ブロツク１２の下側面に配分されて
いる。しかしこれは、単一超音波発射器から出さ
れる超音波界の重畳の泡構造のすべての箇所で同
じに保つて、同じ効果を得るのに好都合である。

【図面の簡単な説明】

第１図は液体充填材、たとえばミルクを入れる
ための容器の側面図、第２図は、充填材を入れて
まだ閉じてない、第１図に示した容器を送るため
の送り装置と、泡破壊装置の構造を示す説明図、
第３図と第４図は超音波界を発生させるための超
音波発射装置の長手方向及び横方向の側面図と充
填材を入れた第１図に示した容器の超音波発射装
置への対応関係を示す説明図である。 図中符号４……液体表面、９……超音波発射装
置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 充填ステーシヨンと封印ステーシヨンとの間
   に、直接液面に向けて、かつ少なくとも液体の表
   面に対して泡の層の厚味に対応する間隔をおいて
   超音波発射装置を設けたことを特徴とする容器内
   の液体、特にミルク又は果汁のような充填材の液
   面上の泡を除去するための装置。 ２ 超音波発射装置が、複数個の単一超音波発射
   器１０が合体された一つの超音波発射器グループ
   から成ることを特徴とする特許請求の範囲１記載
   の装置。 ３ 単一超音波発射器１０が栓形状に形成され、
   相互に平行して金属製の伝達ブロツク１２に固定
   されていることを特徴とする特許請求の範囲２記
   載の装置。 ４ 単一超音波発射器１０が円形横断面を有し、
   長手方向に自由端部に向つて直径が細まつている
   ことを特徴とする特許請求の範囲２又は３記載の
   装置。 ５ 単一超音波発射器１０の自由端部がすべて同
   じ高さにあることを特徴とする特許請求の範囲２
   〜４の何れか一に記載の装置。 ６ 単一超音波発射器１０が大きい直径の部分か
   ら小さい直径の部分に至る移行領域で角のとれた
   丸味を帯びていることを特徴とする特許請求の範
   囲２〜５の何れか一に記載の装置。 ７ 単一超音波発射器が金属製伝達ブロツク１２
   の下側面に一様に配分して配設されていることを
   特徴とする特許請求の範囲２〜６の何れか一に記
   載の装置。 ８ 超音波を発射するための装置が液体表面４の
   領域の容器横断面の形状に合せて構成されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲１〜７の何れか
   一に記載の装置。 ９ 超音波を発射するための装置が液体表面の上
   方に上下に移動可能に設けられていることを特徴
   とする特許請求の範囲１〜８の何れか一に記載の
   装置。