[发明专利]容器包装饮料的制造方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种容器包装(詰め)饮料的制造方法和装置，特别涉及可实现PET瓶等塑料瓶灌装或者金属瓶罐灌装常温流动的非碳酸饮料，例如：清凉饮料水、矿泉水、牛奶、奶饮料等的制造中所用的容器的轻量化的制造方法和装置。

背景技术

作为以前PET瓶等塑料瓶灌装常温流动的非碳酸饮料的制造方法之一有被称为无菌填充法的制造方法，其使用灭菌后的瓶和塑料盖，在无菌环境、常温(20～30℃)下填充灭菌后的内容液，然后进行密封。该制造方法中所使用的塑料瓶，以空瓶的状态在成形后到填充工序为止的搬送过程中需要纵向压缩强度，而且填充后的制品需要纵向和横向压缩强度，以及需要在自动售货机中保存销售时所必须的弯曲强度。

另一方面，从环境保护的观点考虑，使用后废弃的瓶子容易压碎，以及从节约材料费方面考虑，需要瓶子的轻薄化。但是使塑料瓶轻薄化时其刚性会降低。例如，填充后的内压为大致与大气压相同的101KPa的以前的无菌填充中所用的PET瓶的情形，在瓶体(ボトル胴部)的平均厚度为0.15mm以下时，由于刚性不足使填充饮料后的瓶不能在货架上堆积成3层(通常的堆积搬运方式)。另外，由于弯曲强度也不足，从而不能在自动售货机中销售。

因此，开发提出了各种通过使瓶内为正压而防止瓶变形同时获得瓶的轻量化的技术。作为方法之一为往瓶的顶空(headspace)中填充液氮的方法，该液氮填充法存在压力不均匀性相对较大的问题。作为另一方法，使用碳酸化器等氮气注入装置将氮气压入饮料中使之过溶解的方法，所述的氮气压入法在将饮料填充入容器时存在难以抑制飞散、发泡的问题。即，无菌填充中，如果使灌装机(filler)的填充喷口与配置在下方的瓶的注入口贴紧，则容器和环境被饮料污染，如果填充喷口以与瓶的注入口间隔一定距离的方式配置，欲将溶解有高压氮气的液体填充到容器中，则在填充喷口和瓶注入口之间的空间中氮气发泡，同时由于液体为高压而导致放射状地飞散从而难以注入到瓶注入口中。因此还存在灌装机自身的洗净方法较难等问题。而且在常温领域还存在压入的氮气容易泄出而难以形成正压的问题。已知仅通过降低饮料的液温后填充到容器中，然后再升高密封后的制品温度，从而提高内压。但是该方法中存在容器内压不足的问题。由于这些理由，至今在无菌填充法中，通过由氮气压入法将氮气压入饮料中仍然未能使瓶内为正压。

耐热PET瓶的情形，日本特开2001-31010号公报中公开了通过在高温下将饮料填充到瓶中后充入液氮使瓶内为正压，从而可防止瓶的变形，进一步可获得瓶的轻量化的技术，但瓶的内压难以控制，对于与耐热PET瓶相比耐热性为非必需的、更薄的无菌填充用PET瓶，由于内压的不均匀导致在较高的压力下填充饮料时因其内压而产生瓶的异常变形，因而不可采用该方法。

另外，金属罐的情形，日本特公昭58-55079号公报中公开了使用碳酸化器将氮封入到内溶液中的技术，相对于基本为刚体的金属罐，就作为弹性体的塑料瓶而言，由于内压引起瓶的膨胀，其难以将内压设定为如该文献中所记载的那样。

本发明是鉴于上述现有技术的问题而开发的，本发明的第一目的是提供一种新型的容器包装饮料的制造方法和装置，其在维持容器包装饮料在搬送中所必需的容器的纵向和横向压缩强度以及自动售货机中售货时所必需的弯曲强度的同时，还可以获得容器的轻薄化。

另外，容器包装食品的无菌填充系统中，在进行往密封前的容器中封入液氮的正压填充法时，在具有液氮储存罐和液氮填充喷嘴的液氮填充装置中至少需要将液氮填充喷嘴设置在无菌环境内部。这时，在通常的无菌填充系统中，为了维持无菌环境内部的无菌状态，用药液、蒸汽、无菌水等定期对无菌环境内部进行清洗杀菌，因此例如，如果将液氮填充装置设置在无菌环境内，则液氮填充装置本身必需具有对于这些药剂等的清洗杀菌适应性。但现状是，使液氮填充装置具有耐药性或者在极低温部分实施结冰对策(例如为了防止结冰而使其完全干燥的处理)是极其困难的。