▶ テトラ ラバル ホールディングス アンド ファイナンス エス エイの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-01-04
(54)【発明の名称】食品の密度を連続的に測定するための構成及びその方法
(51)【国際特許分類】
G01N 9/26 20060101AFI20231222BHJP
B65B 3/28 20060101ALI20231222BHJP
G01N 5/00 20060101ALI20231222BHJP
【ＦＩ】
G01N9/26 A
B65B3/28
G01N5/00 A
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023534286
(86)(22)【出願日】2021-11-25
(85)【翻訳文提出日】2023-08-02
(86)【国際出願番号】 IB2021000952
(87)【国際公開番号】W WO2022123320
(87)【国際公開日】2022-06-16
(31)【優先権主張番号】20212398.0
(32)【優先日】2020-12-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】391053799
【氏名又は名称】テトラ ラバル ホールディングス アンド ファイナンス エス エイ
【住所又は居所原語表記】７０ Ａｖｅｎｕｅ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｇｕｉｓａｎ，ＣＨ－１００９ Ｐｕｌｌｙ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
(74)【代理人】
【識別番号】110000855
【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100151105
【弁理士】
【氏名又は名称】井戸川 義信
(72)【発明者】
【氏名】ヴィルジリ、マグヌス
(72)【発明者】
【氏名】ハスト、マルティン
【テーマコード（参考）】
3E118
【Ｆターム（参考）】
3E118AA01
3E118AB14
3E118BB02
3E118DA02
3E118DA03
3E118DA20
3E118EA06
3E118FA03
(57)【要約】
タンクを備える食品処理システム（１００）内の食品の密度を連続的に決定するための構成（２００）である。構成（２００）は、タンク内の食品の第１の圧力値を決定するための第１の圧力センサ（２０２）と、タンク内の食品の第２の圧力値を決定するための第２の圧力センサ（２０４）と、第１の圧力センサ（２０２）は、第２の圧力センサ（２０４）の上方に高低差（Δｈ）を有して構成され、比重定数データ及び高低差データを保持するメモリ（２０８）と、高低差データが高低差（Δｈ）に関連し、第１の圧力値、第２の圧力値、比重定数データ及び高低差データに基づいて、食品処理システム（１００）内の食品の密度を決定するように構成されたコントローラ（２０８）と、を備える。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
タンクを備える食品処理システム（１００）内の食品の密度を連続的に決定するための構成（２００、３００）であって、前記タンク内の前記食品の第１の圧力値を決定するための第１の圧力センサ（２０２）と、
前記タンク内の前記食品の第２の圧力値を決定するための第２の圧力センサ（２０４）と、
前記第１の圧力センサ（２０２）は、前記第２の圧力センサ（２０４）の上方に高低差（Δｈ）を有して配置され、
比重定数データと高低差データとを保持するメモリ（２０６）と、
前記高低差データは前記高低差（Δｈ）に関連し、
前記第１の圧力値、前記第２の圧力値、前記比重定数データ及び前記高低差データに基づいて、前記食品処理システム（１００）内の前記食品の密度を決定するように構成されたコントローラ（２０８）と、
を含む構成（２００、３００）。
【請求項2】
前記コントローラ（２０８）は、前記食品の密度に基づいて、前記食品処理システム（１００）内に含まれる充填機（１０４）に制御データを送信するようにさらに構成される、請求項１に記載の構成体（２００、３００）。
【請求項3】
前記充填機（１０４）が、前記食品を前記食品パッケージ（１２０）内に供給するように構成され、前記コントローラ（２０８）が、前記食品パッケージ（１２０）内に充填された前記食品の体積を制御するように構成される、請求項２に記載の構成（２００、３００）。
【請求項4】
前記タンクが、充填機（１０４）の充填部の上流に配置されたバッファタンク（１１４）である、請求項１～３のいずれか一項に記載の構成（２００、３００）。
【請求項5】
前記タンクが、充填機（１０４）の上流に配置された食品加工ライン（１０２）に含まれるバッファタンク（１０８）である、請求項１～３のいずれか一項に記載の構成（２００、３００）。
【請求項6】
食品の第３の圧力値を決定するための第３の圧力センサ（２１２）をさらに備え、前記第３の圧力センサ（２１２）は、前記第２の圧力センサ（２０４）の下方に追加の高低差（Δｈ’）を有して配置され、
前記メモリ（２０６）は、追加の高低差データを保持し、前記追加の高低差データは、前記追加の高低差（Δｈ’）に関連し、
前記コントローラ（２０８）は、前記第１の圧力値及び／又は前記第２の圧力値、前記第３の圧力値、前記比重定数データ及び前記追加の高低差データに基づいて、前記食品処理システム（１００）内の前記食品の追加密度を決定するようにさらに構成される、
請求項１～５のいずれか一項に記載の構成（２００、３００）。
【請求項7】
密度が予め設定された密度間隔の外側にある場合に、信号を発信するように構成された信号発信装置（２１４）をさらに備える、請求項１～６のいずれか一項に記載の構成（２００、３００）。
【請求項8】
タンクを備える食品処理システム（１００）内の食品の密度を連続的に決定するための方法（４００）であって、前記方法（４００）は、第１の圧力センサ（２０２）を使用して、食品の第１の圧力値を決定し（Ｓ４０２）、
第２の圧力センサ（２０４）を用いて、前記食品の第２の圧力値を決定し（Ｓ４０４）、
前記第１の圧力センサ（２０２）は、前記第２の圧力センサ（２０４）の上方に高低差（Δｈ）を有して配置され、
メモリ（２０６）から、比重定数データ及び高低差データを取得し（Ｓ４０６）、
前記高低差データは前記高低差（Δｈ）に関連し、
コントローラ（２０８）を用いて、前記第１の圧力値、前記第２の圧力値、前記比重定数データ及び前記高低差データに基づいて、前記食品処理システム（１００）内の前記食品の密度を決定する（Ｓ４０８）、
ことを含む、方法（４００）。
【請求項9】
前記コントローラ（２０８）を用いて、前記食品の密度に基づき、前記食品処理システム（１００）に含まれる充填機（１０４）に制御設定を送信する、ことをさらに含む、請求項８に記載の方法（４００）。
【請求項10】
食品が食品包装に充填されるように、充填機（１０４）のバルブ及び／又はポンプを開き、前記密度に基づいて、前記充填機（１０４）の前記バルブ及び／又は前記ポンプを閉じる、
請求項８又は９に記載の方法（４００）。
【請求項11】
充填機（１０４）の下流に配置された品質コントローラに密度データを送信し、前記品質コントローラが、前記食品を充填した前記食品パッケージ（１２０）の重量を測定する秤を備え、
前記秤を使用して、前記食品入り食品パッケージ（１２０）の重量データを決定し、
前記密度データ及び前記重量データに基づいて、前記食品パッケージ（１２０）内の体積を決定する、
ことをさらに含む、請求項８～１０のいずれか一項に記載の方法（４００）。
【請求項12】
第３の圧力センサ（２１２）を用いて、前記食品の第３の圧力値を決定し、前記第３の圧力センサ（２１２）は、前記第２の圧力センサ（２０４）の下方に、追加の高低差（Δｈ’）を有して配置され、
前記メモリ（２０６）から、追加の高低差データを取得し、
前記追加高低差データは、前記追加の高低差（Δｈ’）に関連し、
前記コントローラ（２０８）を用いて、前記第１の圧力値及び／又は前記第２の圧力値、前記第３の圧力値、前記比重定数データ及び前記追加の高低差データに基づいて、前記食品処理システム（１００）内の前記食品の追加密度を決定する、
ことをさらに含む、請求項８～１１のいずれか一項に記載の方法（４００）。
【請求項13】
前記方法（４００）は、密度が予め設定された密度間隔の外側にある場合に、信号発信装置（２１４）を用いて信号を発信する、ことをさらに含む、請求項８～１２のいずれか一項に記載の方法（４００）。
【請求項14】
食品加工ライン（１０２）と、充填機（１０４）と、
請求項１～７のいずれか一項に記載の構成（２００、３００）と、
を含む、食品処理システム（１００）。
【請求項15】
処理能力を有する装置上で実行されたときに、請求項８～１３のいずれか一項に記載の方法を実施するためのプログラムコード部分を記憶した非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はパッケージ技術に関する。より詳細には、食品処理システムにおいて食品の密度を連続的に決定するための構成及びその食品処理システムに関する。さらに、食品の密度を連続的に決定するための方法及びそれを実施するためのコンピュータプログラム製品に関する。
【背景技術】
【0002】
今日では、牛乳やトマトなど、さまざまな種類の食品にブランク供給式包装システムを使用することが一般的である。このようなシステムの例としては、Ｔｅｔｒａ Ｐａｋ社が販売している「Ｔｅｔｒａ Ｒｅｘ」（登録商標）「Ｔｅｔｒａ Ｒｅｃａｒｔ」（登録商標）がある。ブランク供給式包装システムは、食品加工ラインからブランク供給式包装システムに食品を供給できるように、食品加工ラインに接続されている。食品加工ラインは、連続生産用のラインでもよいが、バッチ生産用のラインでもよい。
【0003】
ブランク供給式包装システムは充填機とも呼ばれ、いくつかの利点がある。その１つは、同じ底部形式を持つパッケージと持たないパッケージの両方で、異なる容量間の迅速な変換が可能であることである。もう一つの利点は、食品パッケージの異なる開口部を効率的に変更できることである。
【0004】
ブランク供給式包装システムにはいくつかの利点があるが、それでも改善の余地はある。例えば、Ｔｅｔｒａ Ｐａｋ社が販売しているＴｅｔｒａ Ｂｒｉｋ Ａ３（登録商標）のようなロール供給式包装機とは異なり、ブランク供給式包装機は各パッケージに個別に食品を充填する。充填装置が正確に調整されていない場合、異なる製品特性に応じて適合させることができない場合、パッケージが一貫して充填されないという影響が生じる。別の言い方をすれば、パッケージの製品容量にばらつきが生じる可能性がある。
【0005】
従って、今日のアプローチの欠点は、パッケージが事前に設定された要件に従って充填されないリスクがあることである。容量設定値を下回るパッケージが製造されることを避けるため、パッケージが事前に設定された要件内であることを保証するためにパッケージを分析する品質評価ステップを持つことが今日では一般的である。要件を満たしていないパッケージは廃棄されるため、不正確な充填装置は、食品だけでなく生産時間の面でも損失をもたらす可能性がある。従って、経済的コストと製品ロスと生産時間の削減の両面で、より効率的な包装システムを提供できるよう、より精密な包装充填が求められている。
【0006】
以上のことから、特に、食品業界では、製品ロスを低減し、大幅なコストアップを伴うことなく、充填プロセスを効率的に提供できるような、パッケージの充填精度の向上が求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の目的は、従来技術の上記で特定された制限の１つ以上を少なくとも部分的に克服することである。
【0008】
第１の態様によれば、タンクを含む食品処理システムにおいて食品の密度を連続的に決定するための構成が提供される。この構成は、タンク内の食品の第１の圧力値を決定するための第１の圧力センサと、タンク内の食品の第２の圧力値を決定するための第２の圧力センサと、第１の圧力センサは、高低差をもって第２の圧力センサの上方に配置され、比重定数データ及び高低差データを保持するメモリと、高低差データは、高低差に関連し、第１の圧力値、第２の圧力値、比重定数データ及び高低差データに基づいて、食品処理システム内の食品の密度を決定するように構成されたコントローラと、を備える。
【0009】
本出願を通じて、「パッケージ」及び「食品パッケージ」という用語は互換的に使用される。
【0010】
第１の圧力値は、絶対圧値であってもよい。第２の圧力値は、絶対圧力値であってもよい。
【0011】
高低差は、第１の圧力センサと第２の圧力センサとの間の距離であってもよく、第１の圧力センサは、第２の圧力センサの上方に配置されてもよい。このように、第１の圧力センサと第２の圧力センサは、互いに距離を置いて配置されてもよい。高低差は、第１の圧力センサ及び第２の圧力センサの設置時に一旦較正されてもよく、第１の圧力センサ及び／又は第２の圧力センサの位置が変わらない限り、再度変更する必要はない。高低差は、第１の圧力センサと第１の圧力センサの設置時にメモリに保存されてもよい。高低差は、高低差データとしてメモリに保存されてもよい。第１の圧力センサ及び第２の圧力センサは、バーに取り付けられてもよく、第１の圧力センサ及び第２の圧力センサは、高低差を有してバーに配置されてもよい。このように、センサをバーに取り付けることにより、センサが高低差に応じて正しい位置に保持されることをより確実に提供することができる。第１の圧力センサと第２の圧力は、フロート内に配置されてもよい。このように、第１の圧力センサと第２の圧力センサは、タンクの底面から異なる距離に配置されてもよい。
【0012】
高低差が測定可能な差である限り、高低差はどのような方法で決定されてもよいことに留意すべきである。高低差は、あらかじめ設定された高低差であってもよい。
【0013】
比重定数データは、構成の設置中に較正することができ、再度変更する必要はない。好ましくは、比重定数データは９.８２ｍ／ｓ２である。
【0014】
本構成は、食品のより正確かつ効率的な食品処理プロセスを提供し得る点で有利である。食品の密度を連続的に決定することにより、食品処理システムにおける食品の密度が固定値である今日のアプローチと比較して、密度がリアルタイムの密度値であることを提供することができる。このように、密度を連続的に決定することにより、食品処理システムの運転中に正しい密度を使用できる可能性がある。
【0015】
本構成のさらなる利点は、本構成を既存の食品処理システムに配置できるだけでなく、食品処理システムの製造中にも配置できることである。従って、開示された構成は、従来の食品処理システムにも、新たに製造される食品処理システムにも使用することができる。既に存在する食品処理システム内に構成を導入する可能性を有することにより、大幅なコスト増加を伴うことなく、改良された食品処理システムを達成することができる。
【0016】
本構成による更なる利点は、食品処理システムで発生する可能性のある充填関連の問題が、理解しやすくなるとともに、回避しやすくなることである。したがって、オペレータが食品のリアルタイムの状態を知ることができるように、食品処理システム内で食品を監視できる。食品のリアルタイムの状態は、例えば、食品の品質等に関するものである。
【0017】
本構成による更なる利点は、コントローラが食品の密度を連続的に決定できるため、食品処理システムの自動化の改善が達成され得ることである。従って、より使いやすい食品処理システムも達成され得る。
【0018】
コントローラは、さらに、食品の密度に基づいて、食品処理システム内に構成される充填機に制御データを送信するように構成されてもよい。
【0019】
ここで、「制御データ」という用語は、密度に基づいて形成されるデータを意味し、充填機の設定を制御するために使用することができる。制御データに基づいて制御され得る設定は、製品パイプ上のバルブの開閉に関連するものであり、バルブを開くことによってパッケージへの食品の充填が開始され、バルブを閉じることによって充填が停止され得る。このように、コントローラから充填機に制御データを送信することにより、制御データに基づいて充填機を制御することができる。制御データは、密度に基づいて変化するリアルタイムの制御データであってもよい。このように、開示された構成により、充填機の改良された制御が達成され得る。
【0020】
充填機は、食品を食品パッケージに供給するように構成されてもよく、コントローラは、食品パッケージに充填された食品の体積を制御するようにさらに構成されてもよい。
【0021】
体積は、コントローラから充填機に送信される制御データによって制御されてもよい。体積は、食品の密度に基づいて制御されてもよい。非限定的な一例によれば、予め設定された要件に従ってパッケージが充填不足又は充填過剰になる可能性がある場合、コントローラは、パッケージが充填不足又は充填過剰になることなく正しい方法で充填されるように、パッケージに充填される可能性のある体積を制御するように構成されてもよい。したがって、密度に基づき、パッケージに充填され得る食品の体積を決定することが可能である。
【0022】
食品の体積を制御するように構成され得るコントローラを有する利点は、オペレータが、食品を有する食品パッケージの重量及び食品の固定密度に基づいて食品パッケージに充填される体積を決定する今日のアプローチと比較して、より確実かつ正確な充填プロセスが達成され得ることである。このように、開示された構成により、連続充填プロセスが達成され得る。
【0023】
密度に基づいて食品の体積を制御することによる更なる利点は、充填プロセスが今日のアプローチと比較してより効率的でユーザーフレンドリーであることである。
【0024】
タンクは、充填機の充填装置の上流に設置されるバッファタンク（ｂｕｆｆｅｒ ｔａｎｋ）であってもよい。
【0025】
バッファタンクは、上流プロセスと下流プロセスのバランスをとり、製品ロスを最小化し、効率を高めることができる。バッファタンクは、プロセスが連続プロセスとなるように、追加の食品を充填機に供給してもよい。
【0026】
充填機の上流に設置されたバッファタンク内の食品の密度を決定することにより、充填プロセスの効率を高めることができる。従って、オペレータは一歩先を行くことができ、密度に基づきパッケージに充填される体積を予め設定することが可能となる。
【0027】
充填機に本構成を導入する利点は、食品パッケージに充填される前に、食品が設定された要件を満たすかどうかを判定できることである。
【0028】
タンクは、充填機の上流に設置された食品加工ラインに配置されるバッファタンクであってもよい。
【0029】
バッファタンクは、上流プロセスと下流プロセスのバランスをとることで、製品のロスを最小化し、効率を高めることができる。バッファタンクは、プロセスが連続プロセスとなるように、食品加工ラインに追加の食品を供給してもよい。バッファタンクは、食品加工ラインのいずれの場所に配置してもよい。バッファタンクは、バランシングが必要な場所に配置してもよい。
【0030】
食品加工ラインに本構成を導入する利点は、充填機に供給する前に、食品が設定された要件を満たしているかどうかを判定できることである。
【0031】
本構成は、食品の第３の圧力値を決定するための第３の圧力センサをさらに含んでもよく、第３の圧力センサは、第２の圧力センサの下方に追加の高低差を有して配置される。メモリは、追加の高低差データを保持し、追加の高低差データは、追加の高低差に関連し、コントローラは、第２の圧力値、第３の圧力値、比重定数データ及び追加の高低差データに基づいて、食品処理システム内の食品の追加密度を決定するようにさらに構成される。
【0032】
第３の圧力センサは、第１の圧力センサ及び／又は第２の圧力センサに対して、本構成のいずれの場所に配置してもよいことに留意すべきである。しかしながら、第３の圧力センサを第２の圧力センサの下方に配置し、タンク底部の食品の密度を決定できるようにすると有利である。したがって、追加密度が密度と異なる場合、食品に何らかの問題がある可能性があることを示す可能性がある。非限定的な一例によれば、それは、食品が沈殿している可能性があることを示し得る。そのような場合、食品を収容するタンク内に攪拌機を設置し、食品を混合することが可能である。これによる利点は、食品パッケージに供給される前に、食品が設定された要件を満たすことである。
【0033】
したがって、第３の圧力センサを本構成に設置することで、食品に関するさらに多くの情報を得ることができる。
【0034】
本開示は、３つ以上の圧力センサを備えてもよいことに留意すべきである。
【0035】
本構成は、密度が予め設定された密度間隔を外れている場合に信号を送るように構成された信号発信装置をさらに含んでもよい。
【0036】
信号発信装置は、密度が予め設定された密度間隔から外れる可能性があるかどうか示すことができるため、有利である。これは、密度が予め設定された間隔を外れている場合、食品に関する問題が発生している可能性があることを示す可能性があるため、有利である。非限定的な一例によれば、食品に細菌が発生した可能性があるか、食品が誤った方法で混合又は製造された可能性があるかを示し得る。
【0037】
第２の態様によれば、タンクを含む食品処理システムにおいて、食品の密度を連続的に決定する方法が提供される。本方法は、第１の圧力センサを用いて、食品の第１の圧力値を決定し、第２の圧力センサを用いて、食品の第２の圧力値を決定し、第１の圧力センサが、第２の圧力センサの上方に高低差を有して配置され、メモリから、比重定数データ及び高低差データを取得し、高低差データが高低差に関連し、コントローラを用いて、第１の圧力値、第２の圧力値、比重定数データ及び高低差データに基づいて、食品処理システム内の食品の密度を決定する、ことを含む。
【0038】
本方法は、さらに、コントローラを用いて、食品の密度に基づいて、食品処理システム内に含まれる充填機に制御設定を送信することをさらに含んでもよい。
【0039】
本方法は、食品が食品パッケージに充填されるように、充填機のバルブ及び／又はポンプを開くこと、及び密度に基づいて充填機のバルブ及び／又はポンプを閉じること、をさらに含んでもよい。
【0040】
タンクは、充填機の上流に配置されるバッファタンクであってもよい。
【0041】
本方法はさらに、第３の圧力センサを使用して、食品の第３の圧力値を決定し、第３の圧力センサは、第２の圧力センサの下方に、追加の高低差をもって配置され／置かれ、メモリから、追加の高低差データを取得し、追加の高低差データは、追加の高低差に関連し、コントローラを使用して、第１の圧力値及び／又は第２の圧力値、第３の圧力値、比重定数データ及び追加の高低差データに基づいて、食品処理システム内の食品の追加密度を決定することを含んでもよい。
【0042】
充填機の下流に配置された品質コントローラに密度データを送信し、品質コントローラは、食品入り食品パッケージの重量を測定する秤を備え、秤を使用して、食品入り食品パッケージの重量データを決定し、密度データ及び重量データに基づいて、食品パッケージ内の体積を決定する、ことをさらに含んでもよい。
【0043】
品質コントローラを下流に配置することは、広く解釈されるべきである。例えば、品質コントローラは、充填機の下流に別個のユニットとして配置することができる。しかしながら、品質コントローラは、充填機と一体の部分であってもよい。例えば、品質コントローラは、製品がパッケージに充填された後、パッケージが最終形状に折り畳まれる前に配置されてもよい。
【0044】
これは、例えば、食品が異なる粒子、例えば、食品がジュースであり、果肉を含む場合、密度が各食品パッケージ内の粒子の量に基づいて異なる可能性があるため、有利である。したがって、体積は予め設定された要件に従って正しい場合がありえるが、重量が異なる場合やその逆の場合があり得る。したがって、これにより、食品入り食品包装の品質管理が可能になる。このステップは、充填機内に設けられてもよいし、充填機の下流に設けられてもよいことに留意すべきである。さらに、このステップは、自動又は手動で実行されてもよいことに留意すべきである。
【0045】
本方法は、密度が予め設定された密度間隔を外れている可能性がある場合に、信号発信装置を用いて信号を送ることをさらに含んでもよい。
【0046】
第３の態様によれば、食品処理システムが提供される。この食品処理システムは、食品処理ラインと、充填機と、第１の態様による構成とを備える。
【0047】
第４の態様によれば、処理能力を有する装置上で実行されたときに、請求項８から１４のいずれか一項に記載の方法を実施するためのプログラムコード部分が記憶された非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体が提供される。
【0048】
本発明のさらに他の目的、特徴、態様及び利点は、以下の詳細な説明及び図面から明らかになる。
【0049】
第２、第３及び第４の態様の効果及び特徴は、第１の態様に関連して上述したものにほぼ類似している。第１の態様に関連して述べた実施形態は、第２、第３及び第４の態様とほぼ互換性がある。さらに、本発明の概念は、明示的に別段の記載がない限り、特徴のすべての可能な組み合わせに関することに留意されたい。本発明の更なる適用範囲は、以下に示す詳細な説明から明らかになる。しかしながら、詳細な説明及び具体例は、本発明の好ましい実施形態を示しているが、本発明の範囲内での様々な変更及び修正は、この詳細な説明から当業者には明らかとなるので、例示のみを目的として提供されていることが理解されるべきである。
【0050】
したがって、本発明は、そのような装置及び方法が変化し得るので、記載された装置の特定の構成部分又は記載された方法のステップに限定されないことを理解されたい。また、本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としており、限定することを意図したものではないことを理解されたい。本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用される場合、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、及び「ｓａｉｄ」は、文脈が明確に指示しない限り、１つ又は複数の要素が存在することを意味することを意図していることに留意しなければならない。したがって、例えば、「ａ ｕｎｉｔ」又は「ｔｈｅ ｕｎｉｔ」への言及は、複数の装置等を含む場合がある。さらに、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」、「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ」などの語句は、他の要素やステップを排除するものではない。
【課題を解決するための手段】
【0051】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照しながら例示的に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0052】
【図1】食品処理システムを示す。
【図2】食品の密度を連続的に測定するための本構成を示す。
【図3】食品の密度を連続的に測定するための追加的な本構成を示す。
【図4】食品処理システムにおいて食品の密度を連続的に測定する方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0053】
図１は、一例として食品処理システム１００を示す。食品処理システム１００は、食品加工ライン１０２と充填機１０４を備えてもよい。食品処理システム１００は、食品加工ライン１０２を使用して食品を加工するように構成され得る。食品処理システム１００は、充填機１０４を使用して食品を食品パッケージに充填するように構成され得る。
【0054】
食品加工ライン１０２は、食品を分離するための分離器１０６を含んでもよい。例えば、分離器１０６は、食品から望ましくない粒子、例えば、意図せずに製品に混入してしまった汚れを分離するために使用してもよい。
【0055】
食品加工ライン１０２は、食品を保持するためのバッファタンク１０８を含んでもよい。バッファタンク１０８を備えることにより、流量のばらつきを補正し、連続的なプロセスを達成できる。
【0056】
食品加工ライン１０２は、食品を殺菌するための熱交換器１１０を含んでもよい。食品加工ライン１０２は、充填機１０４に供給される前に食品を均質化するためのホモジナイザー１１２を含んでもよい。この特定の例では、熱交換器１１０とホモジナイザー１１２はバッファタンク１０８の下流に配置される。しかしながら、当業者には容易に理解されるように、他の設定の処理ラインを使用することができる。さらに、処理ラインは、例えば、処理ラインの一部が整備又は洗浄されても生産を継続できるように、複数の並列サブラインを備えてもよい。
【0057】
バッファタンク１０８は、食品加工ライン１０２のうち、食品のバランス調整が必要な場所であればどこにでも配置し得る。バッファタンク１０８は、分離器の後及び／又はホモジナイザーの後に配置されてもよい。食品加工ライン１０２は、複数のバッファタンクを備えてもよい。充填機１０４は、又はその代わりに、充填機１０４内の安定した製品の流れを可能にするために、食品を保持するためのバッファタンク１１４を備えてもよい。言い換えれば、バッファタンク１１４は、充填機を連続的に運転できるように構成されてもよい。
【0058】
充填機１０４は、ここでは一例として１つの機器として示される、レディ・トゥ・フィル（ＲＦＴ）形成器及び滅菌装置１１６を備えてもよい。ＲＴＦ形成器及び滅菌装置１１６は、外部構成から、例えば、マガジンからブランクを受け取り、ＲＴＦ形成器及び滅菌装置１１６は、ブランクを食品パッケージ１２０に形成してもよい。食品パッケージ１２０は、いわゆるレディ・トゥ・フィル（ＲＦＴ）パッケージであってもよく、例えば、パッケージは一端が開いていて、製品を充填し、その後に閉じてもよい。ＲＴＦパッケージを使用する代わりに、パッケージをキャップが適用されていないボトルであってもよい。２つの端部の一方を密封し、他方の端部を開いたままにする前に、食品パッケージ１２０を滅菌してもよい。滅菌後、食品パッケージの上部を予め折り曲げて、パッケージを閉じやすくしてもよい。ＲＴＦ形成器及び滅菌装置１１６で滅菌することを図示したが、他の滅菌方法を適用してもよい。例えば、Ｔｅｔｒａ Ｒｅｃａｒｔ（登録商標）システムなどで見られるように、充填して閉じた後に殺菌することもできる。
【0059】
充填機１０４は、食品を食品パッケージ１２０に充填するための充填部１１８を含んでもよい。食品パッケージ１２０は、予め設定された体積の食品で充填されてもよい。予め設定された体積は、食品で充填された食品パッケージ１２０の予め設定された重量及び食品の密度に基づいてもよい。充填機１０４は、２つの端部の他方をシールするための最終成形器１２２を含んでいてもよい。パッケージに充填する前に食品の重量を測定する場合、体積に関して設定された要件を満たすことができるように、製品の密度に関する正確な情報を有することにより、信頼性が向上し、パッケージ内の体積が少なすぎる、すなわち設定された要件を満たさないリスクを回避することができる。
【0060】
図２は、図１に関連して説明した食品処理システム１００において、食品の密度を連続的に決定するための構成２００を示す。構成２００の目的は、食品パッケージ１２０が正しい方法で、正しい量の食品で充填されるように、食品の密度を連続的に決定することである。構成２００は、充填機１０４のバッファタンク１１４に配置されてもよい。加えて、又は代替的に、構成２００は、食品加工ライン１０２のバッファタンク１０８に配置されてもよい。しかしながら、構成２００は、食品処理システム１００内の任意のタンクに配置されてもよいことに留意すべきである。構成２００は、密度測定が生産中に連続的に行われ得るように、すなわちインラインで密度測定が行われるように、食品処理システム１００の生産中に食品処理システム１００内で使用され得る。構成２００は、既に存在する食品処理システム１００に設置可能な部品キットであってもよい。
【0061】
構成２００は、第１の圧力センサ２０２と第２の圧力センサ２０４を備えてもよい。第１の圧力センサ２０２は、第２の圧力センサ２０４の上方に配置されてもよい。好ましくは、第１の圧力センサ２０２と第２の圧力センサ２０４の両方が食品内に配置されてもよい。第１の圧力センサ２０２は、第１の高さｈ１に配置されてもよい。第２の圧力センサ２０４は、第２の高さｈ２に配置されてもよい。第１のセンサ２０２は、第２の圧力センサ２０４の上方に、高低差Δｈを有して配置されてもよい。高低差Δｈは、第１の高さｈ１と第２の高さｈ２に基づいてもよい。今日の既知のセンサに基づくと、第１のセンサと第２のセンサとの間の高低差Δｈは、１～３デシメーター（ｄｅｃｉｍｅｔｅｒ）の間隔であってもよい。しかし、高低差Δｈが大きいほど、出力値、例えば、第１の圧力値と第２の圧力値が大きくなることに留意すべきである。第１の圧力センサ２０２は、食品の第１の圧力値を決定するように構成されてもよい。第２の圧力センサ２０４は、食品の第２の圧力値を決定するように構成されてもよい。第１の圧力センサ２０２は、タンク内の食品のレベルを決定するように構成されてもよい。第２の圧力センサ２０４は、タンクの底部の静水圧を決定するように構成されてもよく、静水圧は、第１の圧力値と第２の圧力値との差に関係する。
【0062】
構成２００は、コントローラ２０８をさらに含んでもよい。コントローラ２０８は、メモリ２０６とプロセッサ２１０とを備えてもよい。メモリ２０６は、比重定数データを保持するように構成されてもよい。メモリ２０６は、高低差データを保持するようにさらに構成されてもよく、高低差データは、高低差Δｈに関連してもよい。コントローラ２０８は、食品の密度を連続的に決定するように構成されてもよい。コントローラ２０８は、第１の圧力センサ、第２の圧力センサ、比重定数データ及び高低差データに基づいて密度を決定するように構成されてもよい。
【0063】
コントローラ２０８は、制御データを充填機１０４に送信するようにさらに構成されてもよい。制御データは、食品の密度に基づいてもよい。したがって、コントローラ２０８は、密度に基づいて充填機１０４を制御するように構成されてもよい。
【0064】
上述したように、充填機１０４は、食品を食品パッケージ１２０に供給するように構成されてもよい。コントローラ２０８は、食品パッケージ１２０に充填される食品の体積を制御するように構成されてもよい。食品の体積は、密度に基づいて決定されてもよい。コントローラ２０８は、充填機１０４内の１つ又は複数のバルブ（図示せず）を制御することによって、食品パッケージに充填される体積を制御するように構成されてもよい。１つ又は複数のバルブは、開放又は閉鎖されるように構成されてもよい。１つ又は複数のバルブが開いている場合、食品は食品パッケージ１２０に充填できる。１つ又は複数のバルブが閉じている場合、食品は食品パッケージ１２０に充填されない。したがって、コントローラ２０８は、密度に基づいて１つ又は複数のバルブを制御し、それによって、密度に基づいて食品パッケージ１２０に充填され得る体積を制御するように構成されてもよい。
【0065】
構成２００は、信号発信装置２１４をさらに含んでもよい。信号発信装置２１４は、密度が予め設定された密度間隔の外にある可能性がある場合に信号を発するように構成されてもよい。信号発信装置２１４は、オペレータが信号の発信に気が付くことができるように、光又は音を用いて、密度が予め設定された密度間隔の外にある可能性がある場合に、信号を発するように構成されてもよい。
【0066】
構成２００は、第３の圧力センサ２１２をさらに含んでもよい。第３の圧力センサ２１２は、第２の圧力センサ２０４の下方に配置されてもよい。第３の圧力センサ２１２は、第３の高さｈ３に配置されてもよい。第３の圧力センサ２１２は、食品内に構成されてもよい。第３の圧力センサ２１２は、第２の圧力センサ２０４の下方に、追加の高低差Δｈ’を有して配置されてもよい。追加の高低差Δｈ’は、第２の高さｈ２と第３の高さｈ３に基づいてもよい。第３の圧力センサ２１２は、第３の圧力値を決定するように構成されてもよい。しかしながら、第３の圧力センサは、構成２００のいずれの場所に配置されてもよいことに留意すべきである。追加の高低差Δｈ’は、第１の高さｈ１及び第３の高さｈ３に基づいてもよいことにさらに留意すべきである。追加の高低差Δｈ’は、第１の高さｈ１、第２の高さｈ２及び第３の高さｈ３に基づいてもよい.
【0067】
構成２００が第３の圧力センサ２１２を備える場合、メモリ２０６は追加の高低差データを保持するように構成されてもよく、追加の高低差データは追加の高低差Δｈ’に関連してもよい。
【0068】
構成２００が第３の圧力センサ２１２を備える場合、コントローラ２０８は、食品の追加密度を決定するようにさらに構成されてもよい。食品の追加密度は、第２の圧力値、第３の圧力値、比重定数データ、及び追加の高低差データに基づいてもよい。しかしながら、追加の高低差Δｈ’が第１の高さｈ１及び第３の高さｈ３に基づいてもよい場合、密度は、第１の圧力値、第３の圧力値、比重定数データ及び追加の高低差データに基づいて決定されてもよいことにさらに留意すべきである。図示されていないが、本開示は３つ以上の圧力センサを備えてもよいことに留意すべきである。
【0069】
追加密度を密度と比較することができる。追加密度が密度と異なる可能性がある場合、食品に何らかの問題があることを示す可能性がある。それは、食品が沈殿している可能性を示す。そのような場合、食品を保持するバッファタンク１０８、１１４内に撹拌機２１６を設置し、食品を混合することが可能である。攪拌機２１６は、バッファタンク１０８、１１４の底部近傍に配置されてもよい。
【0070】
図３は、図１に関連して説明した食品処理システム１００における食品の密度を連続的に決定するための追加構成３００を示す。追加構成３００は、図２に関連して説明した第１の圧力センサ２０２、第２の圧力センサ２０４、バッファタンク１０８、１１４、コントローラ２０８及びフロート３０２を備えてもよい。過度の繰り返しを避けるために、第１の圧力センサ２０２、第２の圧力センサ２０４、バッファタンク１０８、１１４及びコントローラ２０８については、前述の説明を参照する。
【0071】
フロート３０２は、食品中に浮くように構成されてもよい。フロート３０２は、センサ２０２、２０４が食品中に浮くように、第１の圧力センサ２０２及び第２の圧力センサ２０４を保持するように構成されてもよい。センサ２０２、２０４は、フロート３０２に対して異なる高さに構成されてもよい。この構成は、構成全体を一度に食品処理システム１００に導入することができるように、構成全体を一つにすることができるので有利である。図示されていないが、追加構成３００は、第３圧力センサ２１２及び／又は撹拌機２１６を含んでもよいことに留意すべきである。
【0072】
図４には、タンクを備える食品処理システム１００において、食品の密度を連続的に測定する方法４００を示すフローチャートが示されている。
【0073】
第１のステップＳ４０２において、食品の第１の圧力値は、第１の圧力センサ２０２を用いて決定されてもよい。第２のステップＳ４０４において、食品の第２の圧力値は、第２の圧力センサ２０４を用いて決定されてもよい。第１の圧力センサ２０２は、第２の圧力センサ２０４の上方に高低差Δｈを有して配置されてもよい。
【0074】
第３のステップＳ４０６では、比重定数データ及び高低差データがメモリ２０６から取得されてもよい。高低差データは、高低差Δｈに関連してもよい。
【0075】
第４のステップＳ４０８において、コントローラ２０８を用いて食品の密度を決定してもよい。食品の密度は、第１の圧力値、第２の圧力値、比重定数データ及び高低差データに基づいてもよい。
【0076】
オプションで、方法４００は、コントローラ２０８を用いて、制御設定を送信することをさらに含んでもよい。制御設定は、食品の密度に基づいて、食品処理システム１００に含まれる充填機１０２に送信されてもよい。
【0077】
オプションで、方法４００は、食品が食品パッケージに充填されるように充填機１０４のバルブを開くこと、密度に基づいて充填機１０４のバルブを閉じること、をさらに含んでもよい。バルブは、コントローラ２０８を使用することによって開閉することができる。したがって、コントローラ２０８は、バルブを制御するように構成されてもよい。
【0078】
オプションで、方法４００は、充填機の下流に配置された品質コントローラに密度データを送信することをさらに含んでもよい。品質コントローラは、食品入り食品パッケージの重量を測定する秤を含んでもよい。秤を用いて食品入り食品パッケージの重量データを決定し、密度データ及び重量データに基づいて、食品パッケージ内の体積を決定する。
【0079】
オプションで、方法４００は、第３の圧力センサ２１２を使用して、食品の第３の圧力値を決定することをさらに含んでもよい。第３の圧力センサ２１２は、第２の圧力センサ２０４の下方に追加の高低差を有して配置されてもよい。方法４００は、メモリ２０６から、追加の高低差データを取得することをさらに含んでもよく、追加の高低差データは、追加の高低差に関連してもよい。方法４００は、コントローラ２０８を使用して、第１の圧力値及び／又は第２の圧力値、第３の圧力値、比重定数データ及び追加の高低差データに基づいて、食品処理システム１００内の食品の追加の密度を決定することをさらに含んでもよい。
【0080】
オプションで、方法４００は、密度が予め設定された密度間隔から外れている可能性がある場合、信号発信装置２１４を使用して信号を送ることをさらに含んでもよい。
【0081】
方法４００は、処理能力を有する装置上で実行されてもよい。方法４００を装置上で実行するために、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体は、方法４００を実施するためのプログラムコード部分をその上に記憶していてもよい。
【0082】
以上の説明から、本発明の様々な実施形態を説明し示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲に定義される主題の範囲内で他の方法で具体化することもできる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図】
【図】
【図】
【図】
【図】
【図】
【図】
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【国際調査報告】