(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め形成された蓋を使用して密封するカップ詰食品のヘッドスペース部のガスを不活性ガスに置換して密封するカップ詰食品のガス置換方法であって、内容物が充填されたカップに前記蓋を載せ且つ該蓋の一部をカップに仮シールする蓋載せ仮シール工程、前記カップと前記蓋との間にガスフラッシュプレートに介在させて該ガスフラッシュプレートから置換ガスをフラッシュしてカップ内のガスを置換ガスと置換するガス置換工程、前記蓋をカップにヒートシールしてカップを密封するシール工程を有し、前記各工程を内容物が充填されたカップをコンベヤで搬送しながら順次行なうようにしてなり、
前記蓋載せ仮シール工程において、ガスフラッシュプレートの上に蓋の一部が載るように前記蓋をカップに供給して、カップと蓋との間にガスフラッシュプレートを介在させて仮シールを行ない、該蓋載せ仮シール工程から前記シール工程直前までカップと蓋との間にガスフラッシュプレートを介在させた状態で搬送され、前記ガス置換工程でガス置換を行なうことを特徴とするカップ詰食品のガス置換方法。
【請求項２】
前記ガス置換工程を終了したカップの蓋の上面を非熱溶着性シートで覆って、該非熱溶着性シートの上から前記蓋とカップとをヒートシールする請求項１記載のカップ詰食品のガス置換方法。
【請求項３】
予め形成されてなる蓋を使用して密封するカップ詰食品のヘッドスペース部のガスを不活性ガスに置換して密封するカップ詰食品のガス置換装置であって、コンベヤによって搬送されるカップの搬送路に沿って蓋供給仮シール部、ガス置換部、及びシール部が設けられ、前記蓋供給仮シール部には内容物が充填されたカップに前記蓋を載せる蓋供給装置と該蓋供給装置により供給された蓋の一部をカップに仮シールする仮シール装置が配置され、前記ガス置換部には、搬送路の片側に沿って先端部近傍から置換ガスをフラッシュするガスフラッシュプレートが配置され、前記シール部には蓋をカップにヒートシールするヒートシール装置が配置されてなり、前記ガスフラッシュプレートは、前記蓋供給仮シール部まで延びて配置され、前記蓋供給仮シール部の側部に前記ガスフラッシュプレートの上流側端部の一部が位置していることを特徴するカップ詰食品のガス置換装置。
【請求項４】
前記仮シール装置が前記蓋供給装置に設けられている請求項３記載のガス置換装置。
【請求項５】
前記ガス置換部において、前記ガスフラッシュプレート、搬送路の両側に沿って配置された一対の中間プレート及び搬送路を覆う上部プレートによりガス置換チャンバーを構成している請求項３又は４記載のガス置換装置。
【請求項６】
前記シール部には、ガス置換後のカップの蓋上面を覆うように非熱溶着性シートが配置され、該非熱溶着性シートを介して前記ヒートシール装置が蓋を加熱押圧するようにした請求項３〜５何れか記載のガス置換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にカット済み蓋や落し蓋等予め形成されてなる蓋を使用して密封するカップ詰食品のヘッドスペースのガスを不活性ガスに置換して密封するカップ詰食品のガス置換方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のカップ詰食品のガス置換方法として、ガス置換プレートでヘッドスペースに不活性ガスを吹き込んでガス置換した後、密封工程に移る間にロールから引き出された連続シート蓋材で覆うことにより、酸素の巻込みを防止し、密封工程で前記蓋材をカップにヒートシールして蓋を連続シート蓋材から溶断することにより、カップを密封する方法が知られている。この方法によれば、ガス置換後直ぐに容器開口部が連続シート蓋材で覆われるから、カップ内の酸素濃度を２％以下にすることができ、食品の酸化劣化を押えることが可能である。
【０００３】
しかしながら、この方法はカット済み蓋や落し蓋等予め形成されている蓋を使用する場合は適用することができないので、もし、コンベヤでカップを搬送しながらガス置換を行うとしたら、ガス置換プレートでカップ内にガスを吹き込んだ後、カップに１枚１枚蓋を被せなければならず、その間にカップ内に酸素が進入してしまう。その結果、カップ内の酸素濃度は１０％前後となり、目的のガス置換を行うことができなかった。このため、従来既成蓋を使用する場合は、良好にガス置換包装する方法がなく、内容物の酸化劣化を防ぐには、内容物が非液体であると脱酸素剤を入れて密封するか、落し蓋の場合は内容物を満注状態にして蓋と内容物を接触させることによりヘッドスペースをなくして密封することにより、容器内から酸素を除去するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記実情に鑑み創案されたものであって、カット済み蓋や落し蓋等の予め形成された蓋を使用するカップ詰め食品を、従来の連続シート蓋材を使用するカップ詰め食品の場合と同様に、コンベヤで搬送しながら高置換率で且つ作業効率良くガス置換包装することができるカップ詰食品のガス置換方法及びその装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のカップ詰食品のガス置換方法は、予め形成された蓋を使用して密封するカップ詰食品のヘッドスペース部のガスを不活性ガスに置換して密封するカップ詰食品のガス置換方法であって、内容物が充填されたカップに前記蓋を載せ且つ該蓋の一部をカップに仮シールする蓋載せ仮シール工程、前記カップと前記蓋との間にガスフラッシュプレートを介在させて該ガスフラッシュプレートから置換ガスをフラッシュしてカップ内のガスを置換ガスと置換するガス置換工程、前記蓋をカップとヒートシールしてカップを密封するシール工程からなり、これらの各工程を内容物が充填されたカップをコンベヤで搬送しながら順次行うことを特徴とする。
【０００６】
前蓋載せ仮シール工程において、ガスフラッシュプレートの上に蓋の一部を載せてカップと蓋との間にガスフラッシュプレートを介在させるようにすることによって、置換工程で自動的にカップと蓋との間にガスフラッシュプレートを介在させることができ、効率的にガス置換を行うことができる。また、前記ガス置換工程を終了したカップの蓋の上面を非熱溶着性シートで覆って、該非熱溶着性シートの上から前記蓋とカップとをヒートシールすることによって、蓋の反りを防止し、ヒートシールするまでに酸素を巻き込むことを効果的に防止することができる。
【０００７】
上記カップ詰食品のガス置換方法を実施する本発明のガス置換装置は、コンベヤよって搬送されるカップの搬送路に沿って蓋供給仮シール部、ガス置換部、及びシール部が設けられ、前記蓋供給仮シール部には内容物が充填されたカップに前記蓋を載せる蓋供給装置と該蓋供給装置により供給された蓋の一部をカップに仮シールする仮シール装置が配置され、前記ガス置換部には、搬送路の片側に沿って先端部近傍から置換ガスをフラッシュするガスフラッシュプレートが配置され、前記シール部には蓋をカップにヒートシールするヒートシール装置が配置されていることを特徴するものである。
【０００８】
前記仮シール装置は、前記蓋供給装置と別体に設けることも可能であるが、一体に設けることによって構造を簡単にすることができる。また、前記ガスフラッシュプレートが、前記蓋供給仮シール部まで延びるように配置することによって、カップに蓋供給時に該ガスフラッシュプレートの上に蓋を供給することができ、自動的にカップと蓋の間にガスフラッシュプレートを介在させることができる。さらに、前記ガス置換部は、前記ガスフラッシュプレート、搬送路の両側に沿って配置された一対の中間プレート及び搬送路を覆う上部プレートにより、ガス置換チャンバーを構成することによって、外気の流入を阻止して効率良くガス置換することができる。さらにまた、前記シール部には、ガス置換後のカップの蓋の上面を覆うように非熱溶着性シートを配置して、該非熱溶着性シートの上から前記ヒートシール装置が蓋を加熱押圧して蓋をヒートシールすることによって、ガス置換部からシール部に移動する際、蓋が反り返るのを防止し、蓋をカップに押え外気を巻き込むの効果的に防止することができ、望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態は、成形カップに味噌を充填し、ガス置換してカット済み蓋を開口部のフランジにヒートシールして密封し、最後に外蓋を被せて包装するカップ詰味噌充填包装装置に適用した場合を示す。図１は、カップ詰味噌充填包装装置の要部を示す模式図であり、まず同図により全体の概要及びその工程を説明する。
【００１０】
このカップ詰味噌充填包装装置は、カップを台車２９に１個づつ嵌合させて間欠的に搬送する無端のコンベヤ２に沿って、上流から下流に順に、カップ供給部Ａ、内容物充填部Ｂ、内容物均し部Ｃ、蓋供給及び仮シール部Ｄ、ガス置換部Ｅ、蓋材シール部Ｆ、冷却プレス部Ｇ、外蓋供給部（図示してない）が本体フレーム１上に配置されている。
【００１１】
カップ供給部Ａには、積層収納したカップマガジンから１箇宛供給するカップ供給装置３が配置され、間欠的に通過するコンベヤ２の台車２９にカップを１箇宛供給する。内容物充填部Ｂにはコンベヤに供給されたカップにホッパーから定量の味噌を供給する味噌供給装置４が配置され、カップに所定量の味噌を充填する。さらに内容物均し部Ｃにはカップに供給された味噌を上部より押え板５で押えて均す味噌押え装置６が配置されている。それにより、味噌供給装置のノズル下方にできる味噌の盛り上がり部分を均して、カップ内方に押し込んで均すことができる。
【００１２】
また、蓋供給仮シール部Ｄには、カット済みの蓋８が積層されている蓋マガシン７の底部からを蓋を１枚宛吸着し、反転してカップのフランジに載せる蓋供給装置９が配置されている。該蓋供給装置９は、図２に示されているように、コンベヤの側方に配置された上下動シリンダ３０により上下動するブラケット３１に回転シリンダ３２を支持し、該回転シリンダにより上下方向に回動する回動アーム３３の先端部に吸盤３４を設けてなり、上下動シリンダ３０により吸盤３４を上昇させてホッパー７内の最下部の蓋８を吸着し、回動シリンダ３２が回動することにより回動アームを反転させて蓋をカップの上方に位置させ、その状態で上下動シリンダが作動して、吸盤３４が下降してカップに蓋を載せるようになっている。また、蓋供給シール部Ｄには、カップ１１に供給された蓋８の一部をカップ１１にスポットシールして仮シールするための仮シール装置１０が設けられている。
【００１３】
前記仮シール装置１０は、後述するガス置換して蓋を完全にカップにシールするまでの間、特にガスフラッシュ時に蓋がカップからずれないようにすると共に、ガス置換を効率的に行う為に、蓋をカップのフランジにカップ進行方向前部の一部分及び／又はガスフラッシュと逆方向の側部側の一部分に例えば３ｃｍ程度のスポットシールをするものである。本実施形態における仮シール装置１０は、コンベヤの搬送路側方に設けられた上下動シリンダの作動ロッドに、オーバーハング状にコンベヤの上方に位置して上下動する熱板１２を設けてなり、蓋がカップのフランジに載せられると同時に上下動シリンダが作動することにより熱板１２が下降して、図３に示すようにカップの搬送方向前側の略中央部のフランジに蓋８をスポットシールするようにしている。なお、図３において、２８はスポットシール部を示す。仮シールが終了すると、仮シール装置及び蓋供給装置は上昇し、次のカップに備える。なお、蓋供給装置及び仮シール装置は、本実施形態のものに限らず、種々の公知の手段が採用可能であり、また蓋供給装置及び仮シール装置を一体に設けて、その上下動を１個の上下動シリンダで共用させることも可能である。
【００１４】
蓋供給仮シール部Ｄの下流側側部には、図２及び図３に示すように、ガス置換を行うためのガスフラッシュプレート１４の上流端部の一部が位置している。そのため、カップに蓋８を供給したとき、蓋の一部がガスフラッシュプレート１４の上面に載り、その状態で蓋が仮シールされてコンベヤが移動することによって、図３及び図４に示すように、搬送方向に沿って片側側縁部でカップ１１と蓋８との間にガスフラッシュプレート１４のガスフラッシュ口部が自動的に位置してガス置換部に達する。従って、ガス置換部では、図３及び図４に示すように、蓋は搬送方向片側がガスフラッシュプレート１４上に載り、他側はカップのフランジ部に載った状態となる。
【００１５】
ガス置換部Ｅには、図３及び図４に模式的に示すように、カップ搬送路の片側に沿って位置してその上流の一部が蓋供給仮シール部の下流にまで延びているガスフラッシュプレート１４が配置され、且つカップ搬送路の両側に沿って一対の中間プレート１５、１６が配置され、さらにその上方にカップ搬送路を覆うように上部プレート１７が配置され、それらによってガス置換チャンバーを構成し、置換効率を高めるようにしてある。
【００１６】
前記一対の中間プレート１５、１６は、ガス置換時に蓋８と上部プレート１７との間に隙間を作ると共に、外部からガスが進入するのを防ぐために設けてあり、上部プレート１７は、ガス置換時に蓋の浮き上がり位置を規制すると共に、ガス置換部を外部と遮断して、外気の流入を阻止してガス置換率を高める役目を果たす。
【００１７】
本実施形態では、ガス置換部Ｅは第１ガス置換部Ｅ１、第２ガス置換部Ｅ２、第３ガス置換部Ｅ３に分かれ、３段階でガス置換を行うようになっており、前記ガスフラッシュプレート１４は、図３に示すように、各置換部毎にその先端側からカップのヘッドスペースに水平に置換ガスを吹き出す水平方向吹出口とカップ内方に向け吹き出す下方向吹出口が形成されている。ガスフラッシュプレート１４の外側端部には置換ガス供給部に連結したガス供給管１８が連結されている。
【００１８】
本実施形態では、置換ガスを不活性ガス（本実施形態では窒素ガスを採用）と炭酸ガスとの混合ガスとしてある。不活性ガスと炭酸ガスとの混合ガスを密封直前にカップ内にフラッシュしてヘッドスペース内の空気を混合ガスに置換すると、密封後に炭酸ガスが食品に吸収されることによりヘッドスペースが減少し、カップ内を減圧状態にして蓋に良好な張りを持たすことができると共に、食品の酸化劣化を防ぐことができる効果がある。しかも、本実施形態では、混合ガスの炭酸ガス濃度を自動的に制御して、カップ内の減圧状態を最適値に保つことができるように、次のような炭酸ガス濃度モニタニング装置付きのガス混合装置２０を備えている。
【００１９】
窒素ガスボンベ２１及び炭酸ガスボンベ２２から窒素ガス及び炭酸ガスをガス混合装置２０に供給して混合し、混合ガス中の炭酸ガス濃度を混合装置出口側に設けた炭酸ガスセンサー２３で自動的に検出し、該検出値とガス混合装置２０の炭酸ガス濃度設定器に予め設定された炭酸ガス濃度設定値とを比較し、該比較値をガス混合装置にフィードバックして混合ガスの炭酸ガス濃度を設定濃度に制御すると共に、検出値が予め設定された上限値又は下限値を外れると警報を発するようにしてある。それにより、本実施形態では、カップ内圧が一定し且つ蓋の張り具合が均一で良好な商品が得られる。
【００２０】
蓋シール部Ｆは、本実施形態では第１シール部Ｆ1と第２シール部Ｆ2に分かれており、２段階で蓋をヒートシールするようになっている。蓋シール部Ｆには、カップが第３ガス置換部Ｅ3から第１シール部Ｆ1に移動するとき、カップ内に酸素の流入を防ぐために、図１に示すように、第１及び第２シール部に沿って蓋の上面を覆うように非熱溶着性シート２５が配置されている。非熱溶着性シートとしては、耐熱性及び熱伝導性に優れているテフロン（登録商標）製のシートが最適である。非熱溶着性シート２５を配置することにより、蓋の反りを押え、蓋がカップに接しカップ内への酸素の流入を効果的に防ぐことができる。この状態で、第１シール部Ｆ1に配置されたヒートシール装置２６の上下動可能なヒートシール板２７で非熱溶着性シート２５の上から蓋８を加熱押圧することによって、蓋８をカップのフランジにヒートシールする。同様に第２シール部Ｆ2でも該シール部に配置されたヒートシール装置２６でヒートシールすることにより、蓋が完全にカップに密着してカップを密封する。その際、非熱溶着性シートは、耐熱性及び熱伝導性に優れているので、その上からでも良好にヒートシールすることができる。次いで、冷却押え部Ｇに配置された冷却押え装置３５の冷却板３６でヒートシール部を冷却して固定する。その後、図示しない外蓋供給部で外蓋が被られ、次工程に送られるようになっている。
【００２１】
本実施形態のカップ詰味噌充填包装装置におけるカップ詰食品のガス置換装置は以上のように構成され、ガス置換工程の前においてカップに蓋を載せ、同時にカップの進行方向の一部をスポットシールして仮シールするので、以後のガス置換工程において蓋がずれることがなく、且つガス置換中に蓋とカップとの隙間が小さく効率良くガス置換を行うことができる。従って、前記スポットシールする場所は、ガス置換に邪魔にならず、且つ蓋の移動を効果的に阻止することができる場所が望ましく、図３に符号２８で示すように、カップ進行方向の前部のフランジ部のみ、又はガスフラッシュ逆方向の側部のフランジとの２箇所においてスポットシールのが望ましい。
【００２２】
また、ガスフラッシュプレート１４の先端部が蓋供給仮シール部Ｄまで延びているので、蓋８をカップ１１に載せるとカップ１１と蓋８の間の一部にガスフラッシュプレート１４が自然と介在する。従って、コンベヤによりカップがガス置換部Ｅに移動するとき、自然にガスフラッシュプレート１４がカップと蓋との間に介在し、図３及び図４に示すように、蓋で覆うわれた状態でガスフラッシュプレート１４の先端及び下部に設けたガスフラッシュ孔から混合ガスが連続的にフラッシュし、効果的にガス置換してカップ内の酸素を除去する。その際、混合ガスは、カップ内のヘッドスペースに向けてフラッシュすると共に、水平方向即ち蓋の裏面に向けてフラッシュするので、澱みなくヘッドスペース部のガスを外方に追い出すことができると共に、蓋裏面に付着している外気も効果的に混合ガスと置換できる。また、一対の中間プレートでガス置換チャンバーを隔離しているので、置換中外気を巻き込むことも少ない。
【００２３】
さらに、台車が移動することにより、第２、第３置ガス換部Ｅ２、Ｅ３でも同様にガスフラッシュし、カップ内の酸素を完全に除去する。そして、第３ガス置換部Ｅ３から第一シール部Ｆ１に移動する時、非熱溶着性シート２５により蓋を上部より押えるので、蓋が反り返るのを防止し、蓋とカップの隙間が殆どなく、蓋シール部へ移動することができる。この状態で蓋はヒートシールされるから、ガス置換から蓋が完全にシールされるまで、カップ内への外気の流入を効果的に阻止することができる。
【００２４】
以上のようにして、従来ロールから供給されるシート状の蓋でシールする場合でしかできなかった、カップ詰食品の連続的なガス置換包装を、本発明によればカット済み蓋や落し蓋を使用してシールするカップ詰食品においても、良好なガス置換を行うことができる。この方法により、カット済み蓋や落し蓋を使用したカップ詰食品において、カップ内の酸素濃度を２％以下にすることができた。
【００２５】
以上、本発明をカップ詰味噌充填包装装置に適用した場合の好適な実施形態を示したが、本発明は内容物が味噌に限らず、液状食品、粘稠食品、固形食品何れの場合にも適用できる。また、置換ガスは、炭酸ガスと窒素ガスの混合ガスに限らず、炭酸ガス、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス単独又はこれらの混合ガスが適用できる。また、ガス置換部を必ずしも第１〜第３に区分する必要はなく、同一箇所で連続的に行っても良い。同様に、蓋シール部も第１、第２に区分する必要は必ずしも必要ない。さらに、カップも図示のようなフランジ付の四角形状のものに限らず、円筒状等種々の形のカップ詰めに適用できる。また、フランジを有してない容器の場合は、その上縁等に直接ヒートシールすることもできる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、カット済み蓋や落し蓋を使用するカップ詰め食品を、従来の連続シート蓋材を使用するカップ詰め食品の場合と同様に、コンベヤで搬送しながら高置換率で且つ作業効率良くガス置換包装することができる。従って、既成蓋を使用したカップ詰食品において、広範な内容物のガス置換包装が可能となり、脱酸素剤等を投入する必要がなく、生産性を著しく向上させることができた。そして、本発明の方法及び装置によれば、カット済み蓋や落し蓋を使用したカップ詰食品において、カップ内の酸素濃度を２％以下にすることができる。
【００２７】
特に、ガス置換工程の前においてカップに蓋を載せ、同時に蓋の一部をスポットシールして仮シールするので、以後のガス置換工程において蓋がカップからずれることがなく、且つガス置換中に蓋とカップとの隙間が小さく効率良くガス置換を行うことができる。また、ガスフラッシュプレートが、カップと蓋の間に介在し、蓋で覆われた状態でカップ内に置換ガスをフラッシュするので、効果的にガス置換してカップ内の酸素を除去することができる。さらに、一対の中間プレート及び上部プレートによってガス置換チャンバーを構成し、その中でガス置換を行うことによって、置換中外気を巻き込むことも少なく、より置換率を高めることができる。
【００２８】
さらにシール部に到達するカップの蓋を上部より押える非熱溶着性シートを配置することによって、蓋が反り返るのを防止し、蓋とカップの隙間が殆どなく、この状態で蓋をヒートシールすることができるから、ガス置換から蓋が完全にシールされるまでの工程において、カップ内への外気の流入を効果的に阻止することができる。
【００２９】
そして、本発明の装置は、構造が簡単であり且つコンベヤで搬送される状態でガス置換ができるので、従来の充填包装装置に簡単に組み込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカップ詰め食品のガス置換装置を適用したカップ詰味噌充填包装装置模式図である。
【図２】蓋供給及び仮シール部の正面模式図である。
【図３】ガス置換部の平面模式図である。
【図４】図３におけるＩ−Ｉ断面模式図である。
【符号の説明】
１  本体フレーム                    ２  コンベヤ
３  カップ供給装置                  ４  味噌供給装置
５  押え板                          ６  味噌押え装置
８  蓋                              ９  蓋供給装置
１０  スポットシール装置            １１  カップ
１３  ガス置換装置                  １４  ガスフラッシュプレート
１５，１６  中間プレート            １７  上部プレート
２０  ガス混合装置                  ２３  炭酸ガスセンサー
２５  非熱溶着性シート              ２６  ヒートシール装置
２７  ヒートシール板                ２８  スポットシール部
２９  台車                          ３５  冷却押え装置
Ｄ  蓋供給仮シール部                Ｅ  ガス置換部
Ｆ  蓋シール部                      Ｇ  冷却プレス部
【図１】
0003593787.tif 000002
【図２】
0003593787.tif 000003
【図３】
0003593787.tif 000004
【図４】
0003593787.tif 000005