(57)【要約】【課題】  従来「噴き」の抑制を目的として行われていた静置工程とスニフト工程について着目し、より確実に「噴き」の抑制を可能とするとともに、ひいては、生産ライン速度を上げることを可能とする新規な技術を提案する。【解決手段】  充填容器への飲料の充填を完了させる一回の充填プロセス中において、複数回のスニフト工程を実施するように構成される飲料充填装置とする。また、充填容器への飲料の充填を完了させる一回の充填プロセス中において、複数回のスニフト工程を実施する、飲料の充填方法とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填容器への飲料の充填を完了させる一回の充填プロセス中において、
複数回のスニフト工程を実施するように構成される飲料充填装置。
【請求項２】
前記スニフト工程の時間は、０．３秒〜０．５秒である、
ことを特徴とする請求項１に記載の飲料充填装置。
【請求項３】
前記スニフト工程の回数は、２回〜３回である、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の飲料充填装置。
【請求項４】
前記飲料は、炭酸飲料である、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の飲料充填装置。
【請求項５】
充填容器への飲料の充填を完了させる一回の充填プロセス中において、
複数回のスニフト工程を実施する、飲料の充填方法。
【請求項６】
前記スニフト工程の時間は、０．３秒〜０．５秒である、
ことを特徴とする請求項５に記載の飲料の充填方法。
【請求項７】
前記スニフト工程の回数は、２回〜３回である、
ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の飲料の充填方法。
【請求項８】
前記飲料は、炭酸飲料である、
ことを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載の飲料の充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料を容器に充填する技術に関するものであり、特に充填プロセスの中の一つであるスニフト工程に関する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１、２に開示されるように、ペットボトルなどの飲料容器に飲料の充填をする充填プロセスにおいて、スニフト工程を実施することが知られている。このスニフト工程は、充填後のヘッドスペース（容器内空間）のガスを排出し、ヘッドスペースを大気圧に戻すことで、飲料の「噴き」（噴き出し）を防止することを目的として行われるものである。
【０００３】
より具体的には、炭酸飲料の例でいえば、一旦飲料容器内を加圧した後（カウンター工程）、飲料容器に炭酸飲料を充填するが（充填工程）、直後に飲料容器の口部を大気開放してしまうと、加圧された容器内のガスが圧力差で勢いよく放出されるとともに、充填された飲料も一緒になって噴出してしまうことになる。このような「噴き」を防止するために、上記スニフト工程が行われるものである。
【０００４】
また、充填工程が終わってからスニフト工程に入るまでに、一定の時間を確保するために静置工程が実施される。この静置工程により、充填された飲料中の気泡核を液面に浮上させることが可能となって「噴き」が抑制されることと考えられていた。なお、この静置工程は、引用文献２では、ホールド工程として記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３０２３２５号公報
【特許文献２】特開２０１６−２２２２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、静置工程によれば「噴き」が抑制されるという知見があり、より確実に「噴き」を抑制するためには、静置工程の時間をより長くするという対策が採られるものであった。
【０００７】
しかしながら、静置工程の時間を長くすれば、一連の充填プロセス（カウンター工程、充填工程、静置工程、スニフト工程）に要する時間が長くなるため、生産ライン速度を落とす必要が生じることになる。
【０００８】
他方、長い静置工程を確保するために、充填工程の時間を短くする（充填流量を多くする）といったアプローチも考えられるが、既存の設備にて対応する場合には大幅な改造を必要とされるなど、対応が難しいことが考えられる。
【０００９】
本願発明は以上の課題に鑑みたものであり、従来「噴き」の抑制を目的として行われていた静置工程とスニフト工程について着目し、より確実に「噴き」の抑制を可能とするとともに、ひいては、生産ライン速度を上げることを可能とする新規な技術を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１１】
即ち、充填容器への飲料の充填を完了させる一回の充填プロセス中において、
複数回のスニフト工程を実施するように構成される飲料充填装置とする。
【００１２】
また、充填容器への飲料の充填を完了させる一回の充填プロセス中において、
複数回のスニフト工程を実施する、飲料の充填方法とする。
【００１３】
また、好ましくは、スニフト工程の時間は、０．３秒〜０．５秒とする。
【００１４】
また、好ましくは、スニフト工程の回数は、２回〜３回とする。
【００１５】
また、好ましくは、飲料は、炭酸飲料であることとする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の構成によれば、充填プロセスにおいて噴き零れの発生を効果的に抑制することができる。加えて、噴き零れの発生がより抑制されることから、噴き零れを抑制するために確保が必要となる静置工程の時間の短縮を図ることも可能となり、これにより、一連の充填プロセスに要する時間の短縮による生産速度（単位時間当たりの製造本数）を高めることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】充填機による充填プロセスの概要について示す図。
【図２】充填バルブ等を含む装置構成について説明する図。
【図３】試験１における試験結果の表。
【図４】試験２における試験結果の表。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下では、飲料として炭酸飲料を充填する場合に好適な例を用いて説明するが、特に炭酸飲料に限定されるものではなく、茶飲料、果汁含有飲料などの充填においても応用ができるものである。
【００１９】
図１は、ペットボトルなどの飲料容器に飲料の充填をする充填プロセスの概要について説明するものである。図示せぬ飲料容器は、転送ホイール１０から充填機１２へと順次供給される。この充填機１２において、まずカウンター工程２１が実施される。このカウンター工程２１では、図示せぬ飲料タンクの気圧と同じになるように、飲料容器内が加圧される。
【００２０】
次いで、飲料タンクから飲料容器内へと飲料を充填する充填工程２２が実施される。次いで、飲料の充填を停止した状態で密閉状態を維持する静置工程２３と、充填後のヘッドスペース（容器内空間）のガスを排出するスニフト工程２４が行われる。スニフト工程２４を終えた後は、飲料容器は排出ホイール１４に受け渡され、ライン下流へと排出される。
【００２１】
なお、この図１では、詳しくは後述するように、充填工程２２の後に、静置工程２３→スニフト工程２４→静置工程２３→スニフト工程２４というように、スニフト工程２４を二回実施する例が表されている。
【００２２】
図２は、充填プロセスの各工程を実施するための装置構成（飲料充填装置）の概要について示すものである。
充填バルブ３０は、飲料容器２の口部をチャックして保持し、飲料容器２の内部の空間を密閉するものである。
【００２３】
充填バルブ３０は、液ライン４２を通じて飲料タンク４５の液空間４６に接続されており、液ライン４２を通じて容器内に飲料を充填できるようになっている。充填バルブ３０には、液ライン４２の開閉を行うための液バルブ３２が設けられている。また、液ライン４２には、流量計４２ａが設けられており、飲料の流量を計測できる。
【００２４】
また、充填バルブ３０は、ガスライン４３を通じて飲料タンク４５のガス空間４７に接続されており、ガスライン４３を通じて容器内に炭酸ガスを供給できるようになっている。充填バルブ３０には、ガスライン４３の開閉を行うためのガスバルブ３３が設けられている。また、ガスライン４３には、流量計４３ａが設けられており、炭酸ガスの流量を計測できる。
【００２５】
また、充填バルブ３０は、スニフトライン４４を通じて大気空間と通じており、スニフトライン４４を通じて容器内の空間を大気開放できるようになっている。充填バルブ３０には、スニフトライン４４の開閉を行うためのスニフトバルブ３４が設けられている。
【００２６】
以上の液バルブ３２、ガスバルブ３３、スニフトバルブ３４の開閉は、図１に示される各工程において、次の表１に示すような開閉状態となるように制御される。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
以上の各バルブの開閉の制御は、図示せぬ制御装置により制御される。また、その開閉のタイミングも、プログラムにより制御されるものである。
【００２９】
以上の装置構成において、本願発明では、スニフト工程を複数回実施するものである。即ち、従来は、充填工程の後に、１回の静置工程と、１回のスニフト工程を、それぞれ１回だけ行なわれていたものを、スニフト工程の回数を増やすものである。
【００３０】
＜試験１＞
スニフト工程を複数回実施することの効果を検証する試験を行った。
【００３１】
＜試験１の試験条件＞
（１）
充填する液体：炭酸ガス水
（２）
充填する容器：満注容量５１５ｍｌのペットボトル
（３）
充填する液体容量（設計値）：４９５ｍｌ
（４）
充填液体温度：約１９℃
（５）
充填時ガス圧力：０．３６Ｍｐａ〜０．３８ＭＰａ（２０℃）
測定装置：ナガノ計装社製プレッシャーゲージ（ＭＯＤＥＬ：ＧＣ７４）
測定方法：
（Ｉ）飲料を充填したＰＥＴボトルを２０℃恒温槽に３０分静置。
（ＩＩ）以下のスニフト法で圧力を測定。
上記計器の針をＰＥＴボトルに指す。
圧力が表示されたらリリーフバルブを開放して圧力指示値０まで落とす。
圧力が下がり切ったらリリーフバルブを閉じる。
ＰＥＴボトルを振とうして計測された値を充填時ガス圧力とする。
（６）
図３の表に示すように、ＲＵＮ１〜ＲＵＮ１０の合計１０種類の試験条件を設定し、各ＲＵＮにおいて５回の充填を行い平均充填量（ｍｌ）を求める。
（７）
１回の静置工程と１回のスニフト工程を１セットし、各設定では、セットの回数や、各工程の実施時間（単位秒）が設定される。例えば、ＲＵＮ２では、２セットが行われ、１セット目における静置工程は０．７秒、スニフト工程は０．３秒とし、２セット目における静置工程は１．０秒、スニフト工程は０．１秒と設定される。
（８）
各ＲＵＮにおける合計時間は２．１秒とし、この２．１秒を使って、セット数や、セットの中での静置工程とスニフト工程の時間が割り当てられる。
（９）
なお、試験１では充填液体温度を約１９℃に設定した。飲料のペットボトルの充填においては、一般的には、５℃〜１０℃において充填が行われるものであるが、試験１では、約１９℃に設定することにより、より噴き零れが生じ易い状況とした。
【００３２】
＜試験１の結果＞
（１０）
各ＲＵＮにおいて５回の充填を行い平均充填量を求める。設計された充填量は４９５ｍｌであり、この４９５ｍｌよりも平均充填量が少ない場合には、その差分が噴き零れたものとされる。例えば、ＲＵＮ１では、平均充填量が４４１．４ｍｌであったため、４９５ｍｌとの差分である５３．６ｍｌが噴き零れたこととされ、噴き零れ量が５３．６ｍｌとして算出される。
【００３３】
＜試験１の評価＞
（１１）
ＲＵＮ１は、静置工程２．０秒、スニフト工程０．１秒を１セットとするものであり、従来技術として評価の比較基準とされるものである。
（１２）
ＲＵＮ１、２、９、１０の噴き零れ量を比較すると、スニフト工程を複数回実施する方が、噴き零れ量が小さくなる傾向がある。
（１３）
ＲＵＮ２〜４の噴き零れ量を比較すると、１回目の静置工程が短く、直ぐに１回目のスニフト工程が実施されるほうが、噴き零れ量が小さくなる傾向がある。換言すれば、１回目のスニフト工程のタイミングが早いほうが、噴き零れ量が小さくなる傾向がある。
（１４）
ＲＵＮ２、５〜７の噴き零れ量を比較すると、１回目のスニフト工程の時間は、０．３秒（ＲＵＮ２）〜０．５秒（ＲＵＮ６）のときが、噴き零れ量が小さくなる傾向がある。
（１５）
ＲＵＮ１，２，９，１０の噴き零れ量を比較すると、スニフト工程を実施する回数は、２回〜３回のときが、噴き零れ量が小さくなる傾向がある。
【００３４】
＜試験１の評価に基づく結論＞
以上の評価から以下のように結論付けることができる。
（１６）
スニフト工程を複数回実施することで、噴き零れを抑制できる。
（１７）
１回目のスニフト工程を早期に開始することで、噴き零れを抑制できる。
具体的には、１セット目において、０．７秒後にスニフト工程を実施することが考えられる（ＲＵＮ２）。
（１８）
１回目のスニフト工程の実施時間は、０．３秒（ＲＵＮ２）〜０．５秒（ＲＵＮ６）とすることで、噴き零れを抑制できる。
（１９）
スニフト工程を実施する回数は、２回〜３回とすることで、噴き零れを防止できる。
【００３５】
＜試験２＞
スニフト工程を複数回実施することの効果を検証する試験を行った。
【００３６】
＜試験２の試験条件＞
（１）
充填する液体：レモンフレーバー炭酸飲料
水に市販レモン香料（０．０５ｗｔ％）を添加し撹拌、次いでガス付け装置にて炭酸ガスを付けることで生成する。
（２）
充填する容器：満注容量５１５ｍｌのペットボトル
（３）
充填する液体容量（設計値）：４９５ｍｌ
（４）
充填液体温度：約７℃〜８℃
（５）
充填時ガス圧力：０．５２Ｍｐ（２０℃）
測定装置：ナガノ計装社製プレッシャーゲージ（ＭＯＤＥＬ：ＧＣ７４）
測定方法：
（Ｉ）飲料を充填したＰＥＴボトルを２０℃恒温槽に３０分静置。
（ＩＩ）以下のスニフト法で圧力を測定。
上記計器の針をＰＥＴボトルに指す。
圧力が表示されたらリリーフバルブを開放して圧力指示値０まで落とす。
圧力が下がり切ったらリリーフバルブを閉じる。
ＰＥＴボトルを振とうして計測された値を充填時ガス圧力とする。
（６）
図４の表に示すように、ＲＵＮ１〜ＲＵＮ３の合計３種類の試験条件を設定し、各ＲＵＮにおいて５回の充填を行い平均充填量（ｍｌ）を求める。
（７）
１回の静置工程と１回のスニフト工程を１セットし、各設定では、セットの回数や、各工程の実施時間（単位秒）が設定される。例えば、ＲＵＮ２では、２セット行われ、１セット目における静置工程は０．７秒、スニフト工程は０．３秒とし、２セット目における静置工程は１．０秒、スニフト工程は０．１秒と設定される。
（８）
各ＲＵＮにおける合計時間は２．１秒とし、この２．１秒を使って、セット数や、セットの中での静置工程とスニフト工程の時間が割り当てられる。
【００３７】
＜試験２の結果等＞
（１０）
試験１と同様に、ＲＵＮ１は、静置工程２．０秒、スニフト工程０．１秒を１セットとするものであり、従来技術として評価の比較基準とされるものである。
（１１）
ＲＵＮ１とＲＵＮ２、３の比較から明らかなように、スニフト工程を複数回実施することで、噴き零れを抑制できる。このことは、試験１と同じである。
（１２）
ＲＵＮ２、３から明らかなように、１回目のスニフト工程を早期に開始することで、噴き零れを抑制できる。このことは、試験１と同じである。
（１３）
ＲＵＮ２、３から明らかなように、１回目のスニフト工程の時間は、０．３秒の設定で、噴き零れを抑制できる。このことは、試験１と同じである。
（１５）
ＲＵＮ２、３から明らかなように、スニフト工程を実施する回数は、２回〜３回とすることで、噴き零れを抑制できる。このことは、試験１と同じである。
【００３８】
以上のように本願発明は、
充填容器への飲料の充填を完了させる一回の充填プロセス中において、
複数回のスニフト工程を実施するように構成される飲料充填装置、とするものである。
【００３９】
また、飲料の充填方法であって、
充填容器への飲料の充填を完了させる一回の充填プロセス中において、
複数回のスニフト工程を実施する、飲料の充填方法とするものである。
【００４０】
また、スニフト工程の時間は、０．３秒〜０．５秒である、こととするものである。
【００４１】
また、スニフト工程の回数は、２回〜３回である、こととするものである。
【００４２】
また、前記飲料は、炭酸飲料である、こととするものである。
【００４３】
以上により、充填プロセスにおいて噴き零れの発生を効果的に抑制することができる。加えて、噴き零れの発生がより抑制されることから、噴き零れを抑制するために確保が必要となる静置工程の時間の短縮を図ることも可能となり、これにより、一連の充填プロセスに要する時間の短縮による生産速度（単位時間当たりの製造本数）を高めることも可能となる。
【符号の説明】
【００４４】
２    飲料容器
１０    転送ホイール
１２    充填機
１４    排出ホイール
２１    カウンター工程
２２    充填工程
２３    静置工程
２４    スニフト工程
３０    充填バルブ
３２    液バルブ
３３    ガスバルブ
３４    スニフトバルブ
４２    液ライン
４３    ガスライン
４４    スニフトライン
４５    飲料タンク
４６    液空間
４７    ガス空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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