(57)【要約】液体を容器内に充填するフィラの、旋回可能なフィラタンク１内の液体を攪拌する攪拌部材である。攪拌部材８は、前記攪拌部材全体がフィラタンク内の液体の液面９よりも低い位置に位置し、かつ、前記攪拌部材が前記フィラタンクの内面に取り付けられることを特徴とする。本発明によれば攪拌部材常時液面より低い位置にあることから効率よくフィラタンク内の液体を攪拌することができるとともに高温でパルプを含む液体を充填する際のパルプの焼きつき等を防ぐことができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を容器内に充填するフィラの、旋回可能なフィラタンク内の液体を攪拌する攪拌部材であって、
前記攪拌部材全体がフィラタンク内の液体の液面よりも低い位置に位置し、かつ、前記攪拌部材が前記フィラタンクの内部に取り付けられることを特徴とするフィラタンク用攪拌部材。
【請求項２】
請求の範囲１に記載のフィラタンク用攪拌部材であって、前記攪拌部材が前記フィラタンクの底面との間で液体が通過可能となるように開口部を有するか又は取り付けられているフィラタンク用攪拌部材。
【請求項３】
請求の範囲１又は２に記載のフィラタンク用攪拌部材であって、液体が上方から下方又は下方から上方へ流れるように構成されているフィラタンク用攪拌部材。
【請求項４】
液体を容器内に充填するフィラの、旋回可能なフィラタンクであって、
前記フィラタンクの内部には前記フィラタンク内の液体の液面よりも低い位置に位置するように攪拌部材が取り付けられることを特徴とするフィラタンク。
【請求項５】
請求の範囲４に記載のフィラタンクであって、
前記攪拌部材が前記フィラタンクの底面との間で液体が通過可能となるように開口部を有するか又は取り付けられているフィラタンク。
【請求項６】
請求の範囲１又は２に記載のフィラタンクであって、
前記攪拌部材が液体を上方から下方又は下方から上方へ流すように構成されているフィラタンク。
【請求項７】
液体を容器内に充填するフィラが備えるフィラタンク内の液体の攪拌方法であって、
フィラタンクに対する液体の相対移動により上方から下方又は下方から上方への液体の流れを生じさせることを特徴とする攪拌方法。
【請求項８】
液体を容器内に充填するフィラが備えるフィラタンク内の液体の攪拌方法であって、
フィラタンク内への前記液体またはガスの流入により攪拌することを特徴とする液体の攪拌方法。
【請求項９】
液体を容器内に充填するフィラが備えるフィラタンク内の液体の攪拌方法であって、
前記フィラタンク内への前記液体又はガスの流入を、フィラタンクの旋回方向と逆の方向に一定の角度を付けて行うことを特徴とする液体の攪拌方法。
【請求項１０】
液体を容器内に充填するフィラが備えるフィラタンク内の液体の攪拌方法であって、
前記フィラタンク内への前記液体又はガスの流入を、フィラタンクの旋回方向と同じ方向に一定の角度を付けて行うことを特徴とする液体の攪拌方法。
【請求項１１】
旋回可能なフィラタンクを有し、前記フィラタンク内の液体を容器内に充填するフィラであって、
前記フィラタンクの内部には前記フィラタンク内の液体の液面よりも低い位置に位置するように攪拌部材が取り付けられることを特徴とするフィラ。
【請求項１２】
旋回可能なフィラタンクを有し、前記フィラタンク内の液体を容器内に充填するフィラであって、
フィラタンク内への前記液体又はガスの流入によりフィラタンク内の液体を攪拌することを特徴とするフィラ。
【請求項１３】
請求の範囲１１又は１２に記載のフィラを用いることを特徴とする液体充填方法。
【請求項１４】
液体が固形成分を含む飲料である請求の範囲１３に記載の液体充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は固形成分を含む飲料のような液体を容器に充填するフィラのフィラタンク用攪拌部材、フィラタンク及び液体の攪拌方法に関し、より詳しくは、内部に収容された固形成分入りの飲料のような液体を攪拌して固形成分の混じった液体を均一に充填するのに適したフィラタンク用攪拌部材、そのような攪拌部材を備えるフィラタンク、フィラ及び液体の攪拌方法に関する。
【背景技術】  従来、かんきつ類のさのう、パルプ等の固形成分を含有する飲料を充填する際に固形成分含有率を一定に保って充填するために種々の方法が開発されてきた。最も確実な方法としては固形成分と液体を別々に秤量して添加することで均一に充填する方法であるが、この方法では装置が大きくなり、コストも高くなる。また、既存設備に追加することが困難であるなどの問題があった。それ以外の方法としては、攪拌板を入れることによりフィラタンク内に液体に乱流を起こさせ、攪拌する方法も開発されている（実公昭５９−２３７５５）。この場合、フィラタンクに開口部を設ける必要があり、埃や雑菌の汚染が問題となる。そこで、コストがかからず、かつ、容易にフィラ内の内容物を均一に攪拌する方法の開発が求められていた。
フィラがフィラタンクを回転させた状態で液体を容器内に充填している時にはフィラタンクの回転運動と内容物の流入、流出により流れができ、十分攪拌されるため、内容物は均一に充填される。しかしながら、充填作業が停止した場合には固形成分と液体が分離し、不均一となる。そのため充填ライン停止後、充填再開後一定時間内は充填が不均一になるという問題がある。この問題を解決するために、再開後フィラタンク内に液体を再度充填しない状態で回転させることにより内容物を攪拌することもできる。しかし、この回転を長時間行うことによりホット充填の場合にはフィラタンクの温度低下を来たし、無菌エアの流れがある場合等にはさらに温度低下が著しく、フィラ昇温ブロー（フィラタンク内に加熱液体を入れてノズルから排出させることによりフィラタンク及びノズルを昇温させること）が必要となり、充填すべき飲料等の液体ロス（上記昇温させるために用いた液体を破棄することによるロス）が生ずる。そのため、より短時間でフィラタンク内の液体を均一にする方法が求められていた。
発明の概要
本発明はかかる問題に鑑みなされたものであって、その目的は、固形成分を含む飲料のような液体を均一に充填できるように、フィラタンク内の液体を攪拌可能な攪拌部材を提供することである。
本発明の他の目的は、上記のような攪拌部材を備え、液体を攪拌可能なフィラタンクを提供することである。
本発明の別の目的は、フィラタンク中の液体の攪拌方法を提供することである。
本発明の更に別の目的は、上記のようなフィラタンクを備えたフィラ並びに液体充填方法を提供することである。
本発明によれば、液体を容器内に充填するフィラの、旋回可能なフィラタンク内の液体を攪拌する攪拌部材であって、前記攪拌部材全体がフィラタンク内の液体の液面よりも低い位置に位置し、かつ、前記攪拌部材が前記フィラタンクの内部に取り付けられることを特徴とするフィラタンク用攪拌部材が提供される。
この発明によれば攪拌部材及び存在する場合にその取り付け部材がフィラタンク内の液体の常時液面より低い位置にあることから効率よくフィラタンク内の液体を均一に攪拌することができるとともに高温でパルプを含む液体を充填する際のパルプの焼きつき等を防ぐことができる。また、フィラタンク内部に取り付けられることからフィラタンクに取り付け用の開口部を設ける必要がなく、密閉した状態でフィラタンクに取り付けることもでき、衛生面でも優れている。取り付け方法は溶接等の固着でもよく着脱可能に固定する方法でもよい。また、角度を可変にすることもできる。攪拌部材の形状は、例えば、直方体、三角柱、四角柱等の多角柱、流線型等が挙げられるが、内部に穴の開いたパイプ状のものや円柱、楕円柱、あるいは複数の形状の組み合わせであっても良い。要は攪拌部材全体が液面よりも下方にあり、液面から空気中に出ていなければ良い。液面とは通常の充填時の液面の高さを言い、異常時や充填終了時の高さを意味するものではない。
上記フィラタンク用攪拌部材において、前記攪拌部材が前記フィラタンクの底面との間で液体が通過可能になるように開口部を有するかまたは取り付けられているのが望ましい。このようにすることにより、攪拌部材がフィラタンクの底面との間に通過可能な間隙を有することから攪拌部材に適当な角度をつけることにより上層から下層または下層から上層への流れを作ることができ、これにより攪拌効率を上げることができる。
また、上記フィラタンク用攪拌部材において、液体が上方から下方又は下方から上方へ流れるように構成されていてもよい。このようにすることによって、液体を上部から下部へ又は下部から上部へ移動させることができ、これにより、浮上しやすい固形成分を上部から下部へ押し下げ、また、沈降し易い固形成分を下部から上部へ押し上げ液体を強制的に混合でき、液体の流れにより固形成分の攪拌効率を高めることができる。また、フィラの動作停止時に浮上しやすい固形成分が浮上して液体から分離した場合に上方から下方への流れを生じさせることにより、浮上しやすい固形成分の攪拌させることができる。また、沈殿し易い成分を同様に攪拌することができる。
また、発明によれば、液体を容器内に充填するフィラの、旋回可能なフィラタンクであって、前記フィラタンクの内部には前記フィラタンク内の液体の液面よりも低い位置に位置するように攪拌部材が取り付けられることを特徴とするフィラタンクが提供される。この発明のフィラタンクによれば攪拌部材及び存在する場合にその取り付け部材が常時液面より低い位置にあることから効率よくフィラタンク内の液体を均一に攪拌することができるとともに高温でパルプを含む液体を充填する際のパルプの焼きつき等を防ぐことができる。
上記フィラタンクであって、前記攪拌部材が前記フィラタンクの底面から隔てられ、前記底面との間で液体が通過可能になっていてもよく、また、前記攪拌部材が液体を上方から下方又は下方から上方へ流すように構成されていてもよい。このようにする事により、攪拌部材がフィラタンクの底面との間に通過可能な間隙を有することから攪拌部材に適当な角度をつけることにより上層から下層または下層から上層への流れを作ることができ、これにより攪拌効率を上げることができる。
更に、本発明によれば、液体を容器内に充填するフィラが備えるフィラタンク内の液体の攪拌方法であって、フィラタンクに対する液体の相対移動により上方から下方又は下方から上方への液体の流れを生じさせることを特徴とする攪拌方法が提供される。この発明によればフィラタンクが旋回中に常時上方から下方又は下方から上方への液体の流れを生じさせることにより、より確実にフィラタンク内の固形成分を含む液体を攪拌することができる。
更にまた、本発明によれば、液体を容器内に充填するフィラが備えるフィラタンク内の液体の攪拌方法であって、フィラタンク内への前記液体またはガスの流入により攪拌することを特徴とする液体の攪拌方法が提供される。この発明では、フィラタンク内へ液体またはガスを、充填させる液体を攪拌する程度の圧をもって流入させる。
更にまた、本発明によれば、液体を容器内に充填するフィラが備えるフィラタンク内の液体の攪拌方法であって、前記フィラタンク内への前記液体又はガスの流入を、フィラタンクの旋回方向と逆の方向に一定の角度を付けて行うことを特徴とする液体の攪拌方法が提供される。この発明によれば、フィラが動作停止し、フィラタンク内の液体が循環経路などにより循環している場合にも上方から下方又は下方から上方への液体の流れを生じさせることにより効率よく攪拌することができ、フィラの動作停止後、充填再開時に迅速に充填を開始することができる。
更に本発明によれば、液体を容器内に充填するフィラが備えるフィラタンク内の液体の攪拌方法であって、前記フィラタンク内への前記液体又はガスの流入を、フィラタンクの旋回方向と同じ方向に一定の角度を付けて行うことを特徴とする液体の攪拌方法が提供される。この発明によればフィラタンクへの給液又はガス流入の際にフィラタンクの回転方向とは同一方向に流入させることによりフィラタンク内の攪拌効率を高めることができる。
更に、本発明によれば、旋回可能なフィラタンクを有し、前記フィラタンク内の液体を容器内に充填するフィラであって、前記フィラタンクの内部には前記フィラタンク内の液体の液面よりも低い位置に位置するように攪拌部材が取り付けられることを特徴とするフィラが提供される。本発明によればフィラタンク内の液体の攪拌効率を高め、より均一な充填が可能となる。
更に、本発明によれば、旋回可能なフィラタンクを有し、前記フィラタンク内の液体を容器内に充填するフィラであって、フィラタンク内への前記液体又はガスの流入によりフィラタンク内の液体を攪拌することを特徴とするフィラが提供される。本発明によればフィラタンク内の液体の攪拌効率を高め、より均一な充填が可能となる。
更に、本発明によれば、前記フィラを用いる液体充填方法、並びに、液体が固形成分を含む飲料である場合の液体充填方法が提供される。この後者の発明によれば、固形成分を含む飲料をより均一に充填できる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の一実施例のフィラタンクの概略平面図である。
図２は、図１のフィラタンクの矢印Ｘ−Ｘ方向に見た断面図である。
図３は、図１のフィラタンクの横断面図である。
図４［Ａ］は本発明の他の実施例のフィラタンクの横断面図で、図４［Ｂ］はその概略平面図である。
図５は、本発明の他の実施例の概略平面図である。
図６は、フィラタンクの他の例の平面図である。
図７は、フィラ内流入口、戻り口を示す図６の部分拡大図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下図面を参照して本発明の実施例の１例について説明する。
図１においてフィラのフィラタンクの平面図が、図２においてそのフィラタンクの横断面図が概略的に示されている。フィラタンク１は、この実施例ではドーナツ型を有していて、旋回軸線Ｏ−Ｏを中心とする円状の内側壁２及び外側壁３と、それら内側壁及び外側壁が固定された円板状の底板４とを有している。内側壁２、外側壁３及び底板４によって画定されるチャンバ５の上部はカバー６により密閉されている。フィラタンク１は、全体がボールベアリング７の上に乗っていて、旋回軸線の回りで旋回可能になっている。フィラタンク１のチャンバ５内には、本実施例においては旋回軸線を中心とする半径方向に伸びる複数（この実施例では４個）の攪拌部材としての攪拌板８が円周方向に等間隔に隔てて配置されている。攪拌板８は、上縁がチャンバ５内に収容される液体の液面９より僅かに下になるようにして、半径方向内側の端縁が内側壁２の外周面（チャンバ内で）にかつ半径方向外側の端縁が外側壁３の内周面（チャンバ内で）に、例えば溶接のような公知の方法で、固定されている。また攪拌板８は、フィラタンクの回転方向に見て前方の縁が上側になるようにして、液面に関して傾斜して固定されている。これにより、浮上しやすい固形成分を上層から下層へ押し下げ均一な状態を維持することができ、また、フィラタンクの回転方向に見て前方の縁が下側になるようにして、液面に関して傾斜して固定されているとすれば、沈殿しやすい固形成分を下層から上層へ押し上げ均一な状態を維持することができる。
攪拌板８の大きさは、フィラタンクの大きさ、底板からの液面の高さ、フィラタンクの旋回速度等を考慮して決められる。例えば、攪拌板８は液面９から１ｃｍ以上、望ましくは２ｃｍ以上下の部分からフィラタンクの底面すなわち底板４の上面から１ｃｍ以上、望ましくは２ｃｍ以上上方に設置する。そして、設置角度は好ましくは水平面に対して１０度ないし９０度、より好ましくは２０度ないし４０度とする。攪拌板の幅は液面の深さにもよるが、液の深さが１０とすれば例えば７、好ましくは３ないし８の割合の幅寸法を有することになる。攪拌板の材質としては液体の流れにより変形もしくは破損しない程度の剛性を有し人体に有害でなく、液体の品質にも影響を与えない材質であれば特に限定されないが、さのう、パルプ等の固形成分が付着しにくい構造のものが望ましい。例えばサニタリ仕様のステンレス板やテフロン製の板等が用いられるがこれらに限られない。攪拌板の厚さは好ましくは２ｍｍないし５ｍｍのものが用いられるが、より厚いものでもよい。
角度は固定してもよく可動式にして充填物の性質に応じて角度を変化させても良い。可動式の場合はフィラの外壁に角度調節用のつまみ等を付ければ良い。固定する場合は溶接により固定するかねじ等によりフィラ外壁に固定しても良い。本発明にかかる攪拌板を用いることにより極めて効率よくフィラ内部の液を攪拌することができ、製造ライン停止後の再開の際の固形成分含有率の不均一を解消することができる。
攪拌部材すなわち攪拌板８の形状は、例えば、直方体、三角柱、四角柱等の多角柱、流線型等が挙げられるが、内部に穴の開いたパイプ状のものや円柱、楕円柱、あるいは複数の形状の組み合わせであっても良い。要は攪拌部材全体が液面よりも下方にあり、液面から空気中に出ていなければ良い。液面は通常の充填時の標準的な液面の高さを言い、異常時や充填終了時の高さを意味するものではない。また、攪拌板の取り付け方法は溶接等の固着でもよく着脱可能に固定する方法でもよい。また、角度を可変にすることもできる。
従来のフィラにおいて、フィラタンクの旋回が停止し、固形成分が分離した場合、フィラタンクを旋回させることでフィラタンク内部の液体を攪拌することが可能である。しかしこの方法では内部が均一に攪拌されるまでに数十秒以上時間がかかる場合がある。また、時間がかかることでフィラがより冷却され昇温ブローが必要となり、ブローによるロスが生じる。これに対し、本発明にかかる攪拌板を用いた場合にはこれまで１０秒以上かかっていたものが５秒間で均一に攪拌される。フィラの回転時間が短縮されることによりフィラの温度低下が少なくなりブローロスも減少できる。
図４［Ａ］において本発明のフィラタンクの他の実施例が断面で、かつ［Ｂ］において平面で示されている。この実施例ではフィラタンク１ａの内側壁２、外側壁３、底板４、カバー６、軸受け７の構造自体は図１及び図３のものと同じあるが、攪拌板の形状が異なる。この実施例の攪拌板１０は、複数個（本実施例では４個）円周方向に等間隔に隔ててチャンバ５内に配置され、内側壁の外周面に垂直方向に伸長させて固定されている。この場合には乱流により攪拌効果が得られる。
図５において本発明のフィラタンクの別の実施例が１ｂで示されている。この実施例においても、フィラタンク１ｂの内側壁２、外側壁３、底板４、カバー６、軸受け７の構造自体は図１及び図３のものと同じある。前記二つの実施例との相違点は、液体をフィラタンクのチャンバ５内に供給する送液管１５のノズル１６をフィラタンクのチャンバ内に突出させて設け、そのノズルの送液口をフィラタンク１ｂの回転方向と逆方向に向けている。このようにすることによって、ノズルから噴出された液体によりチャンバ内の液体を攪拌することができる。ノズルからの液体の噴出方向は、回転方向と平行（接線方向）でもよいが、或いは接線方向に対して−９０度から９０度程度の角度で適宜選択して噴出させることができ、特に−８０度から８０度程度が好ましい。また、噴出角度は鉛直方向に上下させることができ、これにより下側へ噴出することは浮上しやすい成分を上層から下層へ押し下げ、また、上方へ噴出するときは沈降しやすい成分を下層から上層へ押し上げることができる。
図６及び図７において更に別の実施例のフィラタンク１ｃが示されている。この実施例では、送液管１５は、そこからの液体の吹き出し方向が半径方向と接線方向の間の方向になるように位置決めされている。
本発明の攪拌材は、フィラを含む全経路を常時もしくはフィラ停止時に循環する経路を有する飲料充填ラインの場合には特に効果を発揮できる。すなわち、フィラの旋回、充填が停止した場合にはフィラ内の液体の流動が停止し、固形成分と液体成分の分離が起こる。しかし、フィラ停止時に液体が循環するシステムであればフィラ内を液体が流動しつづけ、攪拌材の効果により固形成分と液体成分の混合が促進され、フィラ停止時においてもフィラ内の固体成分含有液体を均一に混合した状態に保つことができる。また、常時循環するシステムにおいてもより均一な状態が確保されることからより均一充填の精度を高めることができる。
〔攪拌実験実施例〕
攪拌板の効果を調べる目的でフィラタンクに攪拌板を設けた場合と設けない場合の比較実験を行った。実験用フィラタンクのスケールは全て実際のフィラタンクと同一とし、回転速度も実際の運転時の回転速度と揃えた。
実験条件は以下の通りである。
フィラタンク外周：直径１ｍ
フィラタンクの高さ：３５ｃｍ
フィラタンクの幅：２０ｃｍ
飲料の深さ：１０ｃｍ
飲料の種類：さのう入りグレープフルーツ飲料
回転数：毎分４．４周
この条件でさのう入りグレープフルーツ飲料をフィラタンクに注入後３分静置して固形成分と液体成分を分離させた。次にフィラタンクを回転させ、攪拌板の有無の場合にさのうと液体が均一になるまでの時間を測定した。その結果、攪拌板が無い場合には、分離した固形物が均一になるまでに約１０秒間かかったが、攪拌板を設けた場合には約５秒間で均一に攪拌された。均一か否かは目視により判断した。かかる実験により、フィラの回転時間が短縮されることが示された。このため、フィラの温度低下が少なくなり、ブローロスも減少できる。
【発明の効果】
本発明によれば既存設備に簡単な工事を施すことにより、フィラタンク内の液体に対して非常に優れた攪拌効果が得られる。したがって、このような攪拌効果により固形成分を含む液体でも均質に容器内に充填できる。更に、一時的充填動作の停止後の再起動時にも迅速に液体を攪拌できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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2004052771.tif 000011
2004052771.tif 000012
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