多数の流れの充填システム
【課題】いくつかの容器を充填する充填ライン。
【解決手段】充填ラインは、連続コンベヤと、連続コンベヤの周囲に配置された１つ又は複数の微量成分投与装置と、連続コンベヤに沿って配置された１つ又は複数の大量成分ステーションとを含むことができる。
【解決手段】充填ラインは、連続コンベヤと、連続コンベヤの周囲に配置された１つ又は複数の微量成分投与装置と、連続コンベヤに沿って配置された１つ又は複数の大量成分ステーションとを含むことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[101] 本出願は、概して、高速飲料容器充填システムに関し、特に、容器を充填する点において所望に応じて濃縮物、水、甘味料、及び他の成分の流れを組み合わせる充填システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
[102] 飲料の瓶及び缶は、通常、バッチ処理で飲料を充填される。飲料成分（通常は濃縮物、甘味料、及び水）は、混合領域で混合され、次に、所望に応じて炭酸飽和される。次に完成した飲料製品を充填装置のボウルに圧送する。容器が充填ラインに沿って前進すると、容器は、充填装置の弁を介して、完成した飲料製品を充填される。次に、容器に蓋を被せ、ラベルを貼ってパッケージングし、消費者へと搬送する。
【０００３】
[103] しかし、異なる飲料製品の数が増加し続けているので、瓶詰め業者は停止時間の増加に直面している。何故なら、充填ラインを１つの製品から次の製品に変更する必要があるからである。これは、次の製品を再充填する前に、タンク、パイプ、及び充填装置のボウルを水で濯がねばならないので、時間がかかるプロセスになり得る。それ故、瓶詰め業者は、生産工程の間に必要とされる停止時間のために、所与の製品を少量生産することを嫌がる。
【０００４】
[104] 製品を変更する際に多大な停止時間があるばかりでなく、製品に種々のタイプの成分を添加する場合も、その結果として停止時間が生じる。例えば、ある量のカルシウムをオレンジジュース飲料に添加することが望ましいことがある。しかし、カルシウムを含むオレンジジュースの作業が終了すると、カルシウムの痕跡を全て除去するために、同じ濯ぎ手順を実行しなければならない。その結果、独特の添加物を含む飲料のカスタム化された運転は、必要な停止時間によって全く好まれない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
[105] それ故、様々なタイプの製品、さらに添加物が変化する製品に迅速に適合できる改善された高速充填システムが望まれている。システムは、停止時間又は費用がかかる切り替え手順がない状態でこれらの製品を生産できることが好ましい。システムはまた、大量の製品及びカスタム化した製品の両方を高速かつ効率的な方法で生産しなければならない。フレーバー又は飲料の混合物を同時に生産することも望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
[106] それ故、本出願は、いくつかの容器を充填する充填ラインについて述べる。充填ラインは、連続コンベヤと、連続コンベヤの周囲に配置された１つ又は複数の微量成分投与装置と、連続コンベヤに沿って配置された１つ又は複数の大量成分ステーションとを含むことができる。
【０００７】
[107] 微量成分投与装置は、１つ又は複数の微量成分供給源を含むことができる。微粒成分投与装置は、微量成分供給源と連通するポンプを含むことができる。ポンプは、容積式ポンプ又は弁なしポンプを含むことができる。微量成分投与装置は、ポンプと接続しているサーボモータと、ポンプと連通しているノズルとを含むことができる。微量成分投与装置は、微量成分供給源とポンプの間に配置された流量センサを含むことができる。充填ラインは、さらに、ノズルの下流に配置された投与センサを含むことができる。大量成分ステーションは、１つ又は複数の大量成分供給源及び１つ又は複数の希釈剤供給源を含むことができる。
【０００８】
[108] 容器は、それぞれ自身上に識別子を含むことができ、充填ラインは、さらに、識別子を読み取るようにコンベヤの周囲に配置された１つ又は複数の位置決めセンサを含むことができる。識別子は、各容器内に充填される製品の性質を識別する。
【０００９】
[109] ノズルは、回転ノズルを含むことができる。回転ノズルは、いくつかのピンホイール式ノズルを含むことができる。コンベヤは自身内に１つ又は複数の窪みを含むことができる。コンベヤは、いくつかの容器が窪みを通過する場合にそれを把持するように、窪みの周囲に配置されたいくつかの把持器を含むことができる。微量成分投与装置は、窪みの中央に配置されたノズルを含むことができる。
【００１０】
微量成分投与装置は、１つ又は複数の微量成分を含むことができる。微量成分は、少なくとも約１０対１以上又は約１００対１以上の再構成比率を含むことができる。微量成分は、甘味料なしの濃縮物、甘味料なし濃縮物の酸性及び非酸性成分、天然又は合成フレーバー、フレーバー添加剤、天然及び合成着色剤、合成甘味料、酸味を抑制する添加剤、機能性添加剤、ｎｕｔｒｉｃｕｔｉｃａｌ、又は薬品を含むことができる。微量成分は、通常、容器の約１０％以内を構成することができる。大量成分ステーションは１つ又は複数の大量成分を含むことができる。大量成分は、約１対１より大きい範囲から約１０対１未満までの再構成比率を含むことができる。大量成分は、糖シロップ、果糖が多いコーンシロップ、又はジュース濃縮物を含むことができる。
【００１１】
[110] 本出願は、さらに、いくつかの製品を製造する方法について説明する。この方法は、コンベヤに沿って１つ又は複数の微量成分投与装置を配置することと、コンベヤに沿って１つ又は複数の大量成分ステーションを配置することと、１つ又は複数の微量成分投与装置のうちの第１の装置に対して第１の容器に第１の微量成分を投与するように命令することと、１つ又は複数の微量成分投与装置のうちの第２の装置に対して第２の容器に第２の微量成分を投与するように命令することと、第１の製品及び第２の製品を形成するように、大量成分ステーションにて第１の容器及び第２の容器を大量成分及び希釈剤で充填することとを含むことができる。
【００１２】
[111] 第１の容器は第１の識別子を含むことができ、第２の容器は第２の識別子を含むことができる。微量成分投与装置のうちの第１の装置に対して第１の容器に第１の微量成分を投与するように命令するステップは、第１の識別子を読み取ることを含むことができ、微量成分投与装置のうちの第２の装置に対して第２の容器に第２の微量成分を投与するように命令するステップは、第２の識別子を読み取ることを含むことができる。
【００１３】
[112] 本出願は、さらに、微量成分で使用する微量投与装置について説明する。微量投与装置は、容積式ポンプ、容積式ポンプを駆動するサーボモータ、及びポンプと連通しているノズルを含むことができる。
【００１４】
[113] 微量投与装置は、さらに、ポンプと連通している１つ又は複数の微量成分供給源を含むことができる。ポンプは、弁なしポンプを含んでもよい。微量投与装置は、さらに、微量成分供給源とポンプの間に配置された流量センサを含むことができる。ノズルは、回転ノズルを含んでもよい。回転ノズルは、いくつかのピンホイール式ノズルを含んでもよい。
【００１５】
[114] 本出願は、さらに、カスマイズした飲料を容器内で作成する方法について説明する。この方法は、所定の経路に沿っていくつかのステーションを、ステーションが１つ又は複数のカスタマイズした成分を有する状態で配置するステップと、カスタマイズした飲料を生成するためにカスタマイズした成分を選択するステップと、所定の経路に沿って容器を連続的に前進させるステップと、飲料が９０％を超える基礎成分及び希釈剤並びに１０％未満の選択されてカスタマイズされた成分を含むように容器を充填するステップとを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】[115]本明細書で説明するような高速充填ラインの略図である。
【図２】[116]高速充填ライン内で使用する充填ノズルの代替実施形態の側面図である。
【図２Ａ】[117]図２の代替実施形態で使用する回転ノズルの断面図である。
【図３】[118]高速充填ライン内で使用するコンベヤの代替実施形態の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
[119] 一般に、多くの飲料製品は２つの基本的成分、すなわち水と「シロップ」を含む。「シロップ」は甘味料とフレーバーの濃縮物に分けることもできる。例えば炭酸清涼飲料では、水が製品の８０％を超え、甘味料（天然又は合成）は約１５％であり、残りはフレーバー濃縮物である。フレーバー及び／又は着色剤濃縮物は、約１５０対１以上の再構成比率を有することができる。このような濃縮で、典型的な１２オンスの飲料中に約２．５グラムの濃縮されたフレーバーがあることがある。
【００１８】
[120] それ故、飲料は、大量成分、微量成分、及び水に分解することができる。大量成分は、約１対１より大きい値から約１０対１未満までの範囲の再構成比率を有し、及び／又は再構成比率に関係なく希釈剤と組み合わせた場合は、少なくとも約９０％の所与の飲料体積で構成することができる。大量成分は、通常、約１００センチポアズ以上の粘度を有する。大量成分は糖シロップ、ＨＦＣＳ（果糖が多いコーンシロップ）、ジュース濃縮物、及び類似のタイプの流体を含むことができる。同様に、大量成分の基礎製品は、甘味料、酸及び他の一般的な成分を含むことができる。大量成分は、冷却する必要がある場合もあるし、冷却する必要がない場合もある。
【００１９】
[121] 微量成分は、少なくとも約１０対１以上の範囲の再構成比率を有し、及び／又は再構成比率に関係なく約１０％以下の所与の飲料体積で構成することができる。特に、多くの微量成分は約５０対１から約３００対１以上の範囲とすることができる。微量成分の粘度は通常、約１から約２１５センチポアズ程度の範囲である。微量成分の例としては、天然及び合成フレーバー、フレーバー添加剤、天然及び合成着色剤、合成甘味料（高甘味度又はその他）、例えばクエン酸、クエン酸カリウムなどの酸味を抑制する添加剤、ビタミン、ミネラル、ハーブ抽出物などの機能性添加物、ニュートリキュテカル（ｎｕｔｒｉｃｕｔｉｃａｌ）、及びアセトアミノフェンなどの一般用医薬品（又はその他）、並びに類似のタイプの材料が挙げられる。同様に、甘味料なし濃縮物の酸性及び非酸性成分も分離し、個別に保存することができる。微量成分は、液体、粉末（固体）、又は気体状の形態及び／又はその組合せとすることができる。微量成分は、冷却する必要がある場合もあるし、冷却する必要がない場合もある。塗料、染料、油、化粧品などの飲料以外の物質も使用することができる。種々のタイプのアルコールも微量又は大量成分として使用することができる。
【００２０】
[122] これらの微量成分と大量成分を組み合わせる種々の方法が、共通所有の「Ｂｅｖｅｒａｇｅ Ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ」と題した米国特許出願第１１／２７６，５５０号、「Ｊｕｉｃｅ Ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ」と題した米国特許出願第１１／２７６，５４９号、及び「Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓｅｓ Ｆｏｒ Ｍａｋｉｎｇ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ Ａｎ Ａｃｉｄ ａｎｄ Ａｎ Ａｃｉｄ Ｄｅｇｒａｄａｂｌｅ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ａｎｄ／ｏｒ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ Ａ Ｐｌｕｒａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｌｅｃｔａｂｌｅ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ」と題した米国特許出願第１１／２７６，５５３号に開示されている。
【００２１】
[123] 以下で説明する充填デバイス及び方法は、いくつかの容器１０を高速で充填するように意図されている。容器１０は従来の飲料瓶の態様で図示されている。しかし、容器１０は、缶、カートン、パウチ、コップ、バケツ、ドラム、又は任意の他のタイプの液体搬送デバイスの形態とすることもできる。本明細書で説明するデバイス及び方法の性質は、容器１０の性質によって制限されない。本明細書では、任意のサイズ又は形状の容器１０を使用することができる。同様に、容器１０は、任意のタイプの従来の材料で作成することができる。容器１０は、飲料及び他のタイプの消耗品、さらに、任意の性質の非消耗品とともに使用することができる。各容器１０は、任意の所望のサイズの１つ又は複数の開口２０及びベース３０を有することができる。
【００２２】
[124] 各容器は、自身上に配置されたバーコード、Ｓｎｏｗｆｌａｋｅコード、色コード、ＲＦＩＤタグ、又は他のタイプの識別マークなどの識別子４０を有することができる。識別子４０は、充填前、充填中又は充填後に容器１０に配置することができる。充填前に使用する場合、以下でさらに詳細に説明するように、充填される成分の性質に関して充填ライン１００に知らせるために、識別子４０を使用することができる。本明細書では、任意のタイプの識別子又は他のマークを使用することができる。
【００２３】
[125] 次に図面を参照すると、類似の数字はいくつかの図を通して類似の要素を指し、図１は、本明細書で説明するような充填ライン１００を示す。充填ライン１００は、容器１０を搬送するコンベヤ１１０を含むことができる。コンベヤ１１０は、従来の単レーン又は多レーンのコンベヤでよい。コンベヤ１１０は、連続的動作と断続的動作の両方が可能である。コンベヤ１１０の速度を変更することができる。コンベヤ１１０は、毎秒約０．４２から約４．２フィート（毎秒約０．１２５から約１．２５メートル）で動作することができる。コンベヤモータ１２０がコンベヤ１１０を駆動することができる。コンベヤモータ１２０は、標準的なＡＣデバイスでよい。他のタイプのモータは、可変周波数ドライブ、サーボモータ、又は類似のタイプの装置を含む。適切なコンベヤ１１０の例としては、ＧｅｂｏのマークでフランスのＳｉｄｅｌ ｏｆ Ｏｃｔｅｖｉｌｌｅ ｓｕｒ Ｍｅｒが製造している装置、ＧｒｉｐＶｅｙｏｒのマークでサウスカロライナ州グリーンビルのＨａｒｔｎｅｓｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌが製造している装置などが挙げられる。別の方法としては、コンベヤ１１０はスターホイール又は一連のスターホイールの形態をとることができる。コンベヤ１１０は、任意の数の個々のレーンに分割することができる。次に、レーンを再び組み合わせるか、他の方法で延ばすことができる。
【００２４】
[126] 充填ライン１００は、コンベヤ１１０に沿って配置されたいくつかの充填ステーションを有することができる。特にいくつかの微量成分投与装置１３０を使用することができる。各微量成分投与装置１３０は、容器１０について上述したように微量成分１３５を１回又は複数回分供給する。容器１０の速度及び容器１０の開口２０のサイズに応じて、複数回分を容器１０に添加することができる。
【００２５】
[127] 各微量成分投与装置１３０は、１つ又は複数の微量成分供給源１４０を含む。微量成分供給源１４０は、自身内に特定の微量成分１３５を有する任意のタイプの容器でよい。微量成分供給源１４０は、温度を制御できる場合もあるし、制御できない場合もある。微量成分供給源１４０は、再充填可能又は交換可能とすることができる。
【００２６】
[128] 各微量成分投与装置１３０は、微量成分供給源１４０と流体的に連通するポンプ１５０も含むことができる。この例では、ポンプ１５０は容積式ポンプでよい。特に、ポンプ１５０は弁有り又は弁なしポンプでよい。例えば、ニューヨーク州ＳｙｏｓｓｅｔのＦｌｕｉｄ Ｍｅｔｅｒｉｎｇ，Ｉｎｃ．が販売するＣｅｒａｍＰｕｍｐなどの弁なしポンプ、又はバーモント州Ｎｏｒｔｈ ＳｐｒｉｎｇｆｉｅｌｄのＩＶＥＫが販売する衛生用スプリットケースポンプを含む。弁なしポンプは、回転する度に特定の量が圧送されるように、室内のピストンの同期的回転及び往復により動作する。揚程の位置を変化させることにより、所望に応じて流量を調節することができる。本明細書では、圧電ポンプ、圧力／時間装置、回転ローブポンプ、及び類似のタイプの装置のような他のタイプの圧送装置も使用することができる。
【００２７】
[129] モータ１６０がポンプ１５０を駆動することができる。この例では、モータ１６０はサーボモータでよい。サーボモータ１６０は、プログラム可能とすることができる。サーボモータ１６０の例としては、ウィスコンシン州ミルウォーキーのＲｏｃｋｗｅｌｌ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎが販売しているサーボモータのＡｌｌｅｎ Ｂｒａｄｌｅｙラインが挙げられる。サーボモータ１６０は、変速で、約５０００ｒｐｍまで加速可能とすることができる。本明細書では、ステップモータ、可変周波数ドライブモータ、ＡＣモータ、及び類似のタイプの装置のような他のタイプのモータ１６０も使用することができる。
【００２８】
[130] 各微量成分投与装置１３０は、ノズル１７０も含むことができる。ノズル１７０はポンプ１５０の下流に配置される。ノズル１７０は、１回分の微量成分１３５を容器１０に計量分配するように、コンベヤ１１０の周囲に配置することができる。ノズル１７０は、種々の断面で、コンベヤ１１０上の容器１０に隣接する出口がある１つ又は複数の細長い管の形態でよい。本明細書では、オリフィス板、開口管、弁付き先端、及び類似のタイプの装置などの他のタイプのノズル１７０を使用することができる。チェック弁１７５をポンプ１５０とノズル１７０の間で配置することができる。チェック弁１７５は、余分な微量成分１３５があれば全てノズル１７０を通過するのを防止する。微量成分１３５は順番に又は同時に投与することができる。複数回分を各容器１０に提供してもよい。
【００２９】
[131] 各微量成分投与装置１３０は、微量成分供給源１４０とポンプ１５０の間で配置された流量センサ１８０も含むことができる。流量センサ１８０は、コリオリメータ、導電率計、ローブメータ、タービンメータ又は電磁流量計のように、任意のタイプの従来の質量流量メータ又は類似のタイプの計量装置でよい。流量計１８０は、微量成分供給源１４０から適正な量の微量成分１３５がポンプ１５０に確実に渡されるようにするために、フィードバックを提供する。流量センサ１８０は、範囲外になった場合にポンプ１３０の動作を補正できるように、ポンプ１３０のドリフトも検出する。
【００３０】
[132] コンベヤ１００は、コンベヤ１１０に沿って各微量成分投与装置１３０に隣接して配置されたいくつかの投与センサ１９０も含むことができる。投与センサ１９０は、重量検査天秤、ロードセル、又は類似のタイプの装置でよい。投与センサ１９０は、各微量成分１３５の適正な量が実際に微量成分投与装置１３０を介して各容器１０に確実に計量分配されるようにする。本明細書では、類似のタイプの感知装置を使用することができる。代替的又は追加的に、コンベヤ１００は微量成分１３５がノズル１７０から適切な時に投与されたことを確認するために、フォトアイ、高速カメラ、ビジョンシステム、又はレーザ検査システムも含むことができる。さらに、投与物の着色も監視することができる。
【００３１】
[133] 充填ライン１００は、大量成分ステーション２００も含むことができる。大量成分ステーション２００は、微量成分投与装置１３０の上流あるいは下流、又はコンベヤ１１０に沿って他の位置にすることができる。大量成分ステーション２００は、ウィスコンシン州フランクリンのＫｒｏｎｅｓ Ｉｎｃ．がＳｅｎｓｏｍｅｔｉｃという名称で販売するか、又はウィスコンシン州ウォーキショーのＫＨＳがＩｎｎｏｆｉｌｌ ＮＶという名称で販売しているような従来の非接触又は接触式充填装置でよい。本明細書では、他のタイプの充填装置を使用してもよい。大量成分ステーション２００は、甘味料（天然又は合成）などの大量成分２１５を含む大量成分源２１０、及び水２２５又は他のタイプの希釈剤を含む水源２２０を有することができる。大量成分ステーション２００は、大量成分２１５を水２２５と組み合わせ、それを容器１０に計量分配する。
【００３２】
[134] 本明細書では、１つ又は複数の大量成分ステーション２００を使用することができる。例えば１つの大量成分ステーション２００を天然甘味料で使用し、１つの大量成分ステーション２００を合成甘味料で使用することができる。同様に、１つの大量成分ステーション２００を炭酸飲料に使用し、１つの大量成分ステーション２００を泡立たない飲料又は軽炭酸飲料に使用することができる。本明細書では、他の構成を使用することができる。
【００３３】
[135] 充填ラインは、コンベヤ１１０の周囲に配置されたいくつかの位置決めセンサ２３０も含むことができる。位置決めセンサ２３０は、従来の光電デバイス、高速カメラ、機械的接触装置、又は類似のタイプの装置でよい。位置決めセンサ２３０は、各容器１０の識別子４０を読み取り、及び／又は各容器１０がコンベヤ１１０に沿って前進する場合に、その位置を追跡することができる。
【００３４】
[136] 充填ライン１００は、制御装置２４０も含むことができる。制御装置２４０は、従来のマイクロプロセッサなどでよい。制御装置２４０は、上述したように、充填ライン１００の各成分を制御し、操作する。制御装置２４０はプログラム可能である。
【００３５】
[137] コンベヤ１００は、コンベヤ１１０の周囲に配置されたいくつかの他のステーションも含むことができる。これらの他のステーションは、瓶入口ステーションと、瓶濯ぎステーションと、蓋締めステーションと、攪拌ステーションと、製品出口ステーションとを含むことができる。本明細書では、所望に応じて他のステーション及び機能を使用することができる。
【００３６】
[138] 使用時には、容器１０は充填ライン１００内で配置され、コンベヤ１１０に従来の方法で装填される。次に、容器１０は、コンベヤ１１０を介して搬送され、１つ又は複数の微量成分投与装置１３０を通過する。所望の最終製品に応じて、微量成分投与装置１３０は甘味料なし濃縮物、着色剤、強化剤（保健及び健康成分）、及び他のタイプの微量成分１３５などの微量成分１３５を添加することができる。充填ライン１００は、任意の数の微量成分投与装置１３０を有することができる。例えば、１つの微量成分投与装置１３０は、コカコーラ（登録商標）ブランドの炭酸清涼飲料の甘味料なし濃縮物の供給源を有することができる。別の微量成分投与装置１３０は、スプライト（登録商標）ブランドの炭酸清涼飲料の甘味料なし濃縮物の供給源を有することができる。同様に、１つの微量成分投与装置１３０は、ライムのＰｏｗｅｒａｄｅ（登録商標）ブランドのスポーツ飲料に緑の着色剤を添加することができ、別の微量成分投与装置１３０が液果飲料に紫の着色剤を添加することができる。同様に、本明細書では種々の添加剤も添加することができる。本明細書で添加できる微量成分１３５のタイプ及び組合せの性質には制限がない。コンベヤ１１０は、いくつかの容器１０を同時に共同で投与できるように、任意の数のレーンに分割することができる。次に、レーンを再結合することができる。
【００３７】
[139] 充填ライン１００のセンサ２３０は、最終製品の性質を割り出すように、容器１０上の識別子４０を読み取ることができる。制御装置２４０は、コンベヤ１１０の速度を知り、従って、コンベヤ１１０上の容器１０の位置を常に知っている。制御装置２４０は、容器１０がノズル１７０の下を通過すると、微量成分投与装置１３０をトリガして、微量成分１３５の投与物を容器１０に送出する。具体的には、制御装置２４０はサーボモータ１６０を起動し、次に、これがポンプ１５０を起動して、適切な投与量の微量成分１３５をノズル１７０及び容器１０に計量分配するようにする。ポンプ１５０及びモータ１６０は、コンベヤ１０が、微量成分投与装置１３０の周囲で休止する必要がない状態で連続的に動作できるように、微量成分１３５の連続的な個別投与を迅速に始動することができる。流量センサ１８０は、適正な投与量の微量成分１３５が、ポンプ１５０に確実に送出されるようにする。同様に、ノズル１７０の下流の投与センサ１９０は、適正な投与量が実際に容器１０に確実に送出されるようにする。
【００３８】
[140] 次に、容器１１０は、大量成分２１５及び水２２５又は他のタイプの希釈剤を添加するために、大量成分ステーション２００へと渡される。別の方法としては、大量成分ステーション２００は、微量成分投与装置１３０の上流にあってもよい。同様に、いくつかの微量成分投与装置１３０が大量成分ステーション２００の上流にあり、いくつかの微量成分投与装置１３０が下流にあってもよい。容器１０は、共同で投与することもできる。次に、容器１０に蓋をし、所望に応じて他の処理を実行することができる。このように、充填ライン１００は、毎分約６００から約８００本の瓶を充填することができる。
【００３９】
[141] 制御装置２４０は、様々なタイプの微量成分１３５を補償することができる。例えば、各微量成分１３５は、独特の粘度、揮発性、及び他の流れ特性を有することができる。それ故、制御装置２４０は、圧力、ポンプ速度、トリガ時間（すなわちノズル１７０から容器１０までの距離）、及び加速度に対応するように、ポンプ１５０及びモータ１６０を補償することができる。投与量のサイズも変更することができる。典型的な投与量は、１２オンス（３５５．２ｍｌ）の容器１０に対して約１／４グラムから約２．５グラムの微量成分１３５とすることができるが、本明細書では他のサイズも使用することができる。投与量は、他のサイズに合わせて比例して異なってよい。
【００４０】
[142] それ故、充填ライン１００は、既知の充填システムで必要な通常の停止時間がない状態で、任意の数の異なる製品を生産することができる。その結果、所望に応じて様々な製品を入れたマルチパックを生成することができる。それ故、充填ライン１００は、有意の停止時間がない状態で、現在市場にあるのと同じぐらい多くの異なる飲料を生産することができる。
【００４１】
[143] 図２及び図２Ａは、上述した微量成分投与装置１３０のノズル１７０の代替実施形態を示す。この実施形態は回転ノズル２５０を示す。回転ノズル２５０は、中心ドラム２６０及びいくつかのピンホイール式ノズル２７０を含む。図２Ａに示すように、中心ドラム２６０は中心ハブ２７５を有する。ピンホイール式ノズル２７０が中心ドラム２６０の周囲で回転すると、各ノズル２７０が中心ハブ２７５と約４８°程度連通する。中心ハブ２７５のサイズは、所望の滞留時間に応じて変更することができる。本明細書では、任意のサイズを使用することができる。
【００４２】
[144] モータ２８０が回転ノズル２５０を駆動する。モータ２８０は、従来のＡＣモータ又は類似のタイプの駆動装置でよい。モータ２８０は、制御装置２４０と連通することができる。モータ２８０は回転ノズル２５０を駆動し、従ってピンホイール式ノズル２７０は、それぞれ、所与の容器１０の開口２０上で十分な滞留時間を有する。特に、各ピンホイール式ノズル２７０は、約４時の位置で容器１０の１つとインタフェースをとり、約８時の位置まで接触を維持することができる。ピンホイール式ノズル２７０及びコンベヤ１１０の回転の時間を合わせることにより、各ピンホイール式ノズル２７０は、静止ノズル１７０より１２倍程度の滞留時間を有する。例えば、毎分５０回転の速度及び４８°の中心ハブ２７５で、各ピンホイール式ノズル２７０は、容器１０上で約０．０１６秒の滞留時間を有することができるが、これに対して静止ノズル１７０では約０．０５秒である。このように滞留時間が増加すると、投与の精度が向上する。コンベヤ１１０に沿ったレーンの数に応じて、いくつかの回転ノズル２５０を一緒に使用することができる。
【００４３】
[145] 図３は、充填ライン３００のさらなる実施形態を示す。充填ライン３００は、自身に沿って配置された１つ又は複数のＵ字形又は半円形の窪み３２０があるコンベヤ３１０を有する。コンベヤ３１０は、また、いくつかの把持器３３０を含む。把持器３３０は、各容器１１０が窪み３２０の１つに近づくと、それを把持する。把持器３３０は、首部グリップ、ベースグリップ、又は類似のタイプの装置でよい。把持器３３０は、ばね装填、カム、又は類似のタイプの装置で操作することができる。
【００４４】
[146] コンベヤ３１０に沿った窪み３２０を把持器３３０と組み合わせることにより、各容器１０がノズル１７０の周囲で旋回する。ノズル１７０は、窪み３２０のほぼ中心に配置することができる。このように旋回することにより、容器１０の開口２０が、なおコンベヤ３１０の速度で移動している容器１０のベース３０に対して加速する。コンベヤ３１０が上方向に湾曲する場合に、ベース３０がコンベヤ３１０の速度で移動し続ける一方、開口２０は有意に減速する。何故なら、開口２０が移動する円弧の長さは、ベース３０が移動する円弧の長さより有意に短いからである。ノズル１７０は、容器１０がほぼ垂直になる時に、円弧の底部で起動することができる。それ故、窪み３２０を使用すると、ノズル１７０の固定を維持できる一方、開口２０の線速度が低下する。特に、線速度は、１分当たりのパッケージ数に仕上がり直径を掛けた値に基づいた計算から１分当たりのパッケージ数に大径を掛けた値へと低下する。
【技術分野】
【０００１】
[101] 本出願は、概して、高速飲料容器充填システムに関し、特に、容器を充填する点において所望に応じて濃縮物、水、甘味料、及び他の成分の流れを組み合わせる充填システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
[102] 飲料の瓶及び缶は、通常、バッチ処理で飲料を充填される。飲料成分（通常は濃縮物、甘味料、及び水）は、混合領域で混合され、次に、所望に応じて炭酸飽和される。次に完成した飲料製品を充填装置のボウルに圧送する。容器が充填ラインに沿って前進すると、容器は、充填装置の弁を介して、完成した飲料製品を充填される。次に、容器に蓋を被せ、ラベルを貼ってパッケージングし、消費者へと搬送する。
【０００３】
[103] しかし、異なる飲料製品の数が増加し続けているので、瓶詰め業者は停止時間の増加に直面している。何故なら、充填ラインを１つの製品から次の製品に変更する必要があるからである。これは、次の製品を再充填する前に、タンク、パイプ、及び充填装置のボウルを水で濯がねばならないので、時間がかかるプロセスになり得る。それ故、瓶詰め業者は、生産工程の間に必要とされる停止時間のために、所与の製品を少量生産することを嫌がる。
【０００４】
[104] 製品を変更する際に多大な停止時間があるばかりでなく、製品に種々のタイプの成分を添加する場合も、その結果として停止時間が生じる。例えば、ある量のカルシウムをオレンジジュース飲料に添加することが望ましいことがある。しかし、カルシウムを含むオレンジジュースの作業が終了すると、カルシウムの痕跡を全て除去するために、同じ濯ぎ手順を実行しなければならない。その結果、独特の添加物を含む飲料のカスタム化された運転は、必要な停止時間によって全く好まれない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
[105] それ故、様々なタイプの製品、さらに添加物が変化する製品に迅速に適合できる改善された高速充填システムが望まれている。システムは、停止時間又は費用がかかる切り替え手順がない状態でこれらの製品を生産できることが好ましい。システムはまた、大量の製品及びカスタム化した製品の両方を高速かつ効率的な方法で生産しなければならない。フレーバー又は飲料の混合物を同時に生産することも望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
[106] それ故、本出願は、いくつかの容器を充填する充填ラインについて述べる。充填ラインは、連続コンベヤと、連続コンベヤの周囲に配置された１つ又は複数の微量成分投与装置と、連続コンベヤに沿って配置された１つ又は複数の大量成分ステーションとを含むことができる。
【０００７】
[107] 微量成分投与装置は、１つ又は複数の微量成分供給源を含むことができる。微粒成分投与装置は、微量成分供給源と連通するポンプを含むことができる。ポンプは、容積式ポンプ又は弁なしポンプを含むことができる。微量成分投与装置は、ポンプと接続しているサーボモータと、ポンプと連通しているノズルとを含むことができる。微量成分投与装置は、微量成分供給源とポンプの間に配置された流量センサを含むことができる。充填ラインは、さらに、ノズルの下流に配置された投与センサを含むことができる。大量成分ステーションは、１つ又は複数の大量成分供給源及び１つ又は複数の希釈剤供給源を含むことができる。
【０００８】
[108] 容器は、それぞれ自身上に識別子を含むことができ、充填ラインは、さらに、識別子を読み取るようにコンベヤの周囲に配置された１つ又は複数の位置決めセンサを含むことができる。識別子は、各容器内に充填される製品の性質を識別する。
【０００９】
[109] ノズルは、回転ノズルを含むことができる。回転ノズルは、いくつかのピンホイール式ノズルを含むことができる。コンベヤは自身内に１つ又は複数の窪みを含むことができる。コンベヤは、いくつかの容器が窪みを通過する場合にそれを把持するように、窪みの周囲に配置されたいくつかの把持器を含むことができる。微量成分投与装置は、窪みの中央に配置されたノズルを含むことができる。
【００１０】
微量成分投与装置は、１つ又は複数の微量成分を含むことができる。微量成分は、少なくとも約１０対１以上又は約１００対１以上の再構成比率を含むことができる。微量成分は、甘味料なしの濃縮物、甘味料なし濃縮物の酸性及び非酸性成分、天然又は合成フレーバー、フレーバー添加剤、天然及び合成着色剤、合成甘味料、酸味を抑制する添加剤、機能性添加剤、ｎｕｔｒｉｃｕｔｉｃａｌ、又は薬品を含むことができる。微量成分は、通常、容器の約１０％以内を構成することができる。大量成分ステーションは１つ又は複数の大量成分を含むことができる。大量成分は、約１対１より大きい範囲から約１０対１未満までの再構成比率を含むことができる。大量成分は、糖シロップ、果糖が多いコーンシロップ、又はジュース濃縮物を含むことができる。
【００１１】
[110] 本出願は、さらに、いくつかの製品を製造する方法について説明する。この方法は、コンベヤに沿って１つ又は複数の微量成分投与装置を配置することと、コンベヤに沿って１つ又は複数の大量成分ステーションを配置することと、１つ又は複数の微量成分投与装置のうちの第１の装置に対して第１の容器に第１の微量成分を投与するように命令することと、１つ又は複数の微量成分投与装置のうちの第２の装置に対して第２の容器に第２の微量成分を投与するように命令することと、第１の製品及び第２の製品を形成するように、大量成分ステーションにて第１の容器及び第２の容器を大量成分及び希釈剤で充填することとを含むことができる。
【００１２】
[111] 第１の容器は第１の識別子を含むことができ、第２の容器は第２の識別子を含むことができる。微量成分投与装置のうちの第１の装置に対して第１の容器に第１の微量成分を投与するように命令するステップは、第１の識別子を読み取ることを含むことができ、微量成分投与装置のうちの第２の装置に対して第２の容器に第２の微量成分を投与するように命令するステップは、第２の識別子を読み取ることを含むことができる。
【００１３】
[112] 本出願は、さらに、微量成分で使用する微量投与装置について説明する。微量投与装置は、容積式ポンプ、容積式ポンプを駆動するサーボモータ、及びポンプと連通しているノズルを含むことができる。
【００１４】
[113] 微量投与装置は、さらに、ポンプと連通している１つ又は複数の微量成分供給源を含むことができる。ポンプは、弁なしポンプを含んでもよい。微量投与装置は、さらに、微量成分供給源とポンプの間に配置された流量センサを含むことができる。ノズルは、回転ノズルを含んでもよい。回転ノズルは、いくつかのピンホイール式ノズルを含んでもよい。
【００１５】
[114] 本出願は、さらに、カスマイズした飲料を容器内で作成する方法について説明する。この方法は、所定の経路に沿っていくつかのステーションを、ステーションが１つ又は複数のカスタマイズした成分を有する状態で配置するステップと、カスタマイズした飲料を生成するためにカスタマイズした成分を選択するステップと、所定の経路に沿って容器を連続的に前進させるステップと、飲料が９０％を超える基礎成分及び希釈剤並びに１０％未満の選択されてカスタマイズされた成分を含むように容器を充填するステップとを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】[115]本明細書で説明するような高速充填ラインの略図である。
【図２】[116]高速充填ライン内で使用する充填ノズルの代替実施形態の側面図である。
【図２Ａ】[117]図２の代替実施形態で使用する回転ノズルの断面図である。
【図３】[118]高速充填ライン内で使用するコンベヤの代替実施形態の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
[119] 一般に、多くの飲料製品は２つの基本的成分、すなわち水と「シロップ」を含む。「シロップ」は甘味料とフレーバーの濃縮物に分けることもできる。例えば炭酸清涼飲料では、水が製品の８０％を超え、甘味料（天然又は合成）は約１５％であり、残りはフレーバー濃縮物である。フレーバー及び／又は着色剤濃縮物は、約１５０対１以上の再構成比率を有することができる。このような濃縮で、典型的な１２オンスの飲料中に約２．５グラムの濃縮されたフレーバーがあることがある。
【００１８】
[120] それ故、飲料は、大量成分、微量成分、及び水に分解することができる。大量成分は、約１対１より大きい値から約１０対１未満までの範囲の再構成比率を有し、及び／又は再構成比率に関係なく希釈剤と組み合わせた場合は、少なくとも約９０％の所与の飲料体積で構成することができる。大量成分は、通常、約１００センチポアズ以上の粘度を有する。大量成分は糖シロップ、ＨＦＣＳ（果糖が多いコーンシロップ）、ジュース濃縮物、及び類似のタイプの流体を含むことができる。同様に、大量成分の基礎製品は、甘味料、酸及び他の一般的な成分を含むことができる。大量成分は、冷却する必要がある場合もあるし、冷却する必要がない場合もある。
【００１９】
[121] 微量成分は、少なくとも約１０対１以上の範囲の再構成比率を有し、及び／又は再構成比率に関係なく約１０％以下の所与の飲料体積で構成することができる。特に、多くの微量成分は約５０対１から約３００対１以上の範囲とすることができる。微量成分の粘度は通常、約１から約２１５センチポアズ程度の範囲である。微量成分の例としては、天然及び合成フレーバー、フレーバー添加剤、天然及び合成着色剤、合成甘味料（高甘味度又はその他）、例えばクエン酸、クエン酸カリウムなどの酸味を抑制する添加剤、ビタミン、ミネラル、ハーブ抽出物などの機能性添加物、ニュートリキュテカル（ｎｕｔｒｉｃｕｔｉｃａｌ）、及びアセトアミノフェンなどの一般用医薬品（又はその他）、並びに類似のタイプの材料が挙げられる。同様に、甘味料なし濃縮物の酸性及び非酸性成分も分離し、個別に保存することができる。微量成分は、液体、粉末（固体）、又は気体状の形態及び／又はその組合せとすることができる。微量成分は、冷却する必要がある場合もあるし、冷却する必要がない場合もある。塗料、染料、油、化粧品などの飲料以外の物質も使用することができる。種々のタイプのアルコールも微量又は大量成分として使用することができる。
【００２０】
[122] これらの微量成分と大量成分を組み合わせる種々の方法が、共通所有の「Ｂｅｖｅｒａｇｅ Ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ」と題した米国特許出願第１１／２７６，５５０号、「Ｊｕｉｃｅ Ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ」と題した米国特許出願第１１／２７６，５４９号、及び「Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓｅｓ Ｆｏｒ Ｍａｋｉｎｇ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ Ａｎ Ａｃｉｄ ａｎｄ Ａｎ Ａｃｉｄ Ｄｅｇｒａｄａｂｌｅ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ａｎｄ／ｏｒ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ Ａ Ｐｌｕｒａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｌｅｃｔａｂｌｅ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ」と題した米国特許出願第１１／２７６，５５３号に開示されている。
【００２１】
[123] 以下で説明する充填デバイス及び方法は、いくつかの容器１０を高速で充填するように意図されている。容器１０は従来の飲料瓶の態様で図示されている。しかし、容器１０は、缶、カートン、パウチ、コップ、バケツ、ドラム、又は任意の他のタイプの液体搬送デバイスの形態とすることもできる。本明細書で説明するデバイス及び方法の性質は、容器１０の性質によって制限されない。本明細書では、任意のサイズ又は形状の容器１０を使用することができる。同様に、容器１０は、任意のタイプの従来の材料で作成することができる。容器１０は、飲料及び他のタイプの消耗品、さらに、任意の性質の非消耗品とともに使用することができる。各容器１０は、任意の所望のサイズの１つ又は複数の開口２０及びベース３０を有することができる。
【００２２】
[124] 各容器は、自身上に配置されたバーコード、Ｓｎｏｗｆｌａｋｅコード、色コード、ＲＦＩＤタグ、又は他のタイプの識別マークなどの識別子４０を有することができる。識別子４０は、充填前、充填中又は充填後に容器１０に配置することができる。充填前に使用する場合、以下でさらに詳細に説明するように、充填される成分の性質に関して充填ライン１００に知らせるために、識別子４０を使用することができる。本明細書では、任意のタイプの識別子又は他のマークを使用することができる。
【００２３】
[125] 次に図面を参照すると、類似の数字はいくつかの図を通して類似の要素を指し、図１は、本明細書で説明するような充填ライン１００を示す。充填ライン１００は、容器１０を搬送するコンベヤ１１０を含むことができる。コンベヤ１１０は、従来の単レーン又は多レーンのコンベヤでよい。コンベヤ１１０は、連続的動作と断続的動作の両方が可能である。コンベヤ１１０の速度を変更することができる。コンベヤ１１０は、毎秒約０．４２から約４．２フィート（毎秒約０．１２５から約１．２５メートル）で動作することができる。コンベヤモータ１２０がコンベヤ１１０を駆動することができる。コンベヤモータ１２０は、標準的なＡＣデバイスでよい。他のタイプのモータは、可変周波数ドライブ、サーボモータ、又は類似のタイプの装置を含む。適切なコンベヤ１１０の例としては、ＧｅｂｏのマークでフランスのＳｉｄｅｌ ｏｆ Ｏｃｔｅｖｉｌｌｅ ｓｕｒ Ｍｅｒが製造している装置、ＧｒｉｐＶｅｙｏｒのマークでサウスカロライナ州グリーンビルのＨａｒｔｎｅｓｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌが製造している装置などが挙げられる。別の方法としては、コンベヤ１１０はスターホイール又は一連のスターホイールの形態をとることができる。コンベヤ１１０は、任意の数の個々のレーンに分割することができる。次に、レーンを再び組み合わせるか、他の方法で延ばすことができる。
【００２４】
[126] 充填ライン１００は、コンベヤ１１０に沿って配置されたいくつかの充填ステーションを有することができる。特にいくつかの微量成分投与装置１３０を使用することができる。各微量成分投与装置１３０は、容器１０について上述したように微量成分１３５を１回又は複数回分供給する。容器１０の速度及び容器１０の開口２０のサイズに応じて、複数回分を容器１０に添加することができる。
【００２５】
[127] 各微量成分投与装置１３０は、１つ又は複数の微量成分供給源１４０を含む。微量成分供給源１４０は、自身内に特定の微量成分１３５を有する任意のタイプの容器でよい。微量成分供給源１４０は、温度を制御できる場合もあるし、制御できない場合もある。微量成分供給源１４０は、再充填可能又は交換可能とすることができる。
【００２６】
[128] 各微量成分投与装置１３０は、微量成分供給源１４０と流体的に連通するポンプ１５０も含むことができる。この例では、ポンプ１５０は容積式ポンプでよい。特に、ポンプ１５０は弁有り又は弁なしポンプでよい。例えば、ニューヨーク州ＳｙｏｓｓｅｔのＦｌｕｉｄ Ｍｅｔｅｒｉｎｇ，Ｉｎｃ．が販売するＣｅｒａｍＰｕｍｐなどの弁なしポンプ、又はバーモント州Ｎｏｒｔｈ ＳｐｒｉｎｇｆｉｅｌｄのＩＶＥＫが販売する衛生用スプリットケースポンプを含む。弁なしポンプは、回転する度に特定の量が圧送されるように、室内のピストンの同期的回転及び往復により動作する。揚程の位置を変化させることにより、所望に応じて流量を調節することができる。本明細書では、圧電ポンプ、圧力／時間装置、回転ローブポンプ、及び類似のタイプの装置のような他のタイプの圧送装置も使用することができる。
【００２７】
[129] モータ１６０がポンプ１５０を駆動することができる。この例では、モータ１６０はサーボモータでよい。サーボモータ１６０は、プログラム可能とすることができる。サーボモータ１６０の例としては、ウィスコンシン州ミルウォーキーのＲｏｃｋｗｅｌｌ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎが販売しているサーボモータのＡｌｌｅｎ Ｂｒａｄｌｅｙラインが挙げられる。サーボモータ１６０は、変速で、約５０００ｒｐｍまで加速可能とすることができる。本明細書では、ステップモータ、可変周波数ドライブモータ、ＡＣモータ、及び類似のタイプの装置のような他のタイプのモータ１６０も使用することができる。
【００２８】
[130] 各微量成分投与装置１３０は、ノズル１７０も含むことができる。ノズル１７０はポンプ１５０の下流に配置される。ノズル１７０は、１回分の微量成分１３５を容器１０に計量分配するように、コンベヤ１１０の周囲に配置することができる。ノズル１７０は、種々の断面で、コンベヤ１１０上の容器１０に隣接する出口がある１つ又は複数の細長い管の形態でよい。本明細書では、オリフィス板、開口管、弁付き先端、及び類似のタイプの装置などの他のタイプのノズル１７０を使用することができる。チェック弁１７５をポンプ１５０とノズル１７０の間で配置することができる。チェック弁１７５は、余分な微量成分１３５があれば全てノズル１７０を通過するのを防止する。微量成分１３５は順番に又は同時に投与することができる。複数回分を各容器１０に提供してもよい。
【００２９】
[131] 各微量成分投与装置１３０は、微量成分供給源１４０とポンプ１５０の間で配置された流量センサ１８０も含むことができる。流量センサ１８０は、コリオリメータ、導電率計、ローブメータ、タービンメータ又は電磁流量計のように、任意のタイプの従来の質量流量メータ又は類似のタイプの計量装置でよい。流量計１８０は、微量成分供給源１４０から適正な量の微量成分１３５がポンプ１５０に確実に渡されるようにするために、フィードバックを提供する。流量センサ１８０は、範囲外になった場合にポンプ１３０の動作を補正できるように、ポンプ１３０のドリフトも検出する。
【００３０】
[132] コンベヤ１００は、コンベヤ１１０に沿って各微量成分投与装置１３０に隣接して配置されたいくつかの投与センサ１９０も含むことができる。投与センサ１９０は、重量検査天秤、ロードセル、又は類似のタイプの装置でよい。投与センサ１９０は、各微量成分１３５の適正な量が実際に微量成分投与装置１３０を介して各容器１０に確実に計量分配されるようにする。本明細書では、類似のタイプの感知装置を使用することができる。代替的又は追加的に、コンベヤ１００は微量成分１３５がノズル１７０から適切な時に投与されたことを確認するために、フォトアイ、高速カメラ、ビジョンシステム、又はレーザ検査システムも含むことができる。さらに、投与物の着色も監視することができる。
【００３１】
[133] 充填ライン１００は、大量成分ステーション２００も含むことができる。大量成分ステーション２００は、微量成分投与装置１３０の上流あるいは下流、又はコンベヤ１１０に沿って他の位置にすることができる。大量成分ステーション２００は、ウィスコンシン州フランクリンのＫｒｏｎｅｓ Ｉｎｃ．がＳｅｎｓｏｍｅｔｉｃという名称で販売するか、又はウィスコンシン州ウォーキショーのＫＨＳがＩｎｎｏｆｉｌｌ ＮＶという名称で販売しているような従来の非接触又は接触式充填装置でよい。本明細書では、他のタイプの充填装置を使用してもよい。大量成分ステーション２００は、甘味料（天然又は合成）などの大量成分２１５を含む大量成分源２１０、及び水２２５又は他のタイプの希釈剤を含む水源２２０を有することができる。大量成分ステーション２００は、大量成分２１５を水２２５と組み合わせ、それを容器１０に計量分配する。
【００３２】
[134] 本明細書では、１つ又は複数の大量成分ステーション２００を使用することができる。例えば１つの大量成分ステーション２００を天然甘味料で使用し、１つの大量成分ステーション２００を合成甘味料で使用することができる。同様に、１つの大量成分ステーション２００を炭酸飲料に使用し、１つの大量成分ステーション２００を泡立たない飲料又は軽炭酸飲料に使用することができる。本明細書では、他の構成を使用することができる。
【００３３】
[135] 充填ラインは、コンベヤ１１０の周囲に配置されたいくつかの位置決めセンサ２３０も含むことができる。位置決めセンサ２３０は、従来の光電デバイス、高速カメラ、機械的接触装置、又は類似のタイプの装置でよい。位置決めセンサ２３０は、各容器１０の識別子４０を読み取り、及び／又は各容器１０がコンベヤ１１０に沿って前進する場合に、その位置を追跡することができる。
【００３４】
[136] 充填ライン１００は、制御装置２４０も含むことができる。制御装置２４０は、従来のマイクロプロセッサなどでよい。制御装置２４０は、上述したように、充填ライン１００の各成分を制御し、操作する。制御装置２４０はプログラム可能である。
【００３５】
[137] コンベヤ１００は、コンベヤ１１０の周囲に配置されたいくつかの他のステーションも含むことができる。これらの他のステーションは、瓶入口ステーションと、瓶濯ぎステーションと、蓋締めステーションと、攪拌ステーションと、製品出口ステーションとを含むことができる。本明細書では、所望に応じて他のステーション及び機能を使用することができる。
【００３６】
[138] 使用時には、容器１０は充填ライン１００内で配置され、コンベヤ１１０に従来の方法で装填される。次に、容器１０は、コンベヤ１１０を介して搬送され、１つ又は複数の微量成分投与装置１３０を通過する。所望の最終製品に応じて、微量成分投与装置１３０は甘味料なし濃縮物、着色剤、強化剤（保健及び健康成分）、及び他のタイプの微量成分１３５などの微量成分１３５を添加することができる。充填ライン１００は、任意の数の微量成分投与装置１３０を有することができる。例えば、１つの微量成分投与装置１３０は、コカコーラ（登録商標）ブランドの炭酸清涼飲料の甘味料なし濃縮物の供給源を有することができる。別の微量成分投与装置１３０は、スプライト（登録商標）ブランドの炭酸清涼飲料の甘味料なし濃縮物の供給源を有することができる。同様に、１つの微量成分投与装置１３０は、ライムのＰｏｗｅｒａｄｅ（登録商標）ブランドのスポーツ飲料に緑の着色剤を添加することができ、別の微量成分投与装置１３０が液果飲料に紫の着色剤を添加することができる。同様に、本明細書では種々の添加剤も添加することができる。本明細書で添加できる微量成分１３５のタイプ及び組合せの性質には制限がない。コンベヤ１１０は、いくつかの容器１０を同時に共同で投与できるように、任意の数のレーンに分割することができる。次に、レーンを再結合することができる。
【００３７】
[139] 充填ライン１００のセンサ２３０は、最終製品の性質を割り出すように、容器１０上の識別子４０を読み取ることができる。制御装置２４０は、コンベヤ１１０の速度を知り、従って、コンベヤ１１０上の容器１０の位置を常に知っている。制御装置２４０は、容器１０がノズル１７０の下を通過すると、微量成分投与装置１３０をトリガして、微量成分１３５の投与物を容器１０に送出する。具体的には、制御装置２４０はサーボモータ１６０を起動し、次に、これがポンプ１５０を起動して、適切な投与量の微量成分１３５をノズル１７０及び容器１０に計量分配するようにする。ポンプ１５０及びモータ１６０は、コンベヤ１０が、微量成分投与装置１３０の周囲で休止する必要がない状態で連続的に動作できるように、微量成分１３５の連続的な個別投与を迅速に始動することができる。流量センサ１８０は、適正な投与量の微量成分１３５が、ポンプ１５０に確実に送出されるようにする。同様に、ノズル１７０の下流の投与センサ１９０は、適正な投与量が実際に容器１０に確実に送出されるようにする。
【００３８】
[140] 次に、容器１１０は、大量成分２１５及び水２２５又は他のタイプの希釈剤を添加するために、大量成分ステーション２００へと渡される。別の方法としては、大量成分ステーション２００は、微量成分投与装置１３０の上流にあってもよい。同様に、いくつかの微量成分投与装置１３０が大量成分ステーション２００の上流にあり、いくつかの微量成分投与装置１３０が下流にあってもよい。容器１０は、共同で投与することもできる。次に、容器１０に蓋をし、所望に応じて他の処理を実行することができる。このように、充填ライン１００は、毎分約６００から約８００本の瓶を充填することができる。
【００３９】
[141] 制御装置２４０は、様々なタイプの微量成分１３５を補償することができる。例えば、各微量成分１３５は、独特の粘度、揮発性、及び他の流れ特性を有することができる。それ故、制御装置２４０は、圧力、ポンプ速度、トリガ時間（すなわちノズル１７０から容器１０までの距離）、及び加速度に対応するように、ポンプ１５０及びモータ１６０を補償することができる。投与量のサイズも変更することができる。典型的な投与量は、１２オンス（３５５．２ｍｌ）の容器１０に対して約１／４グラムから約２．５グラムの微量成分１３５とすることができるが、本明細書では他のサイズも使用することができる。投与量は、他のサイズに合わせて比例して異なってよい。
【００４０】
[142] それ故、充填ライン１００は、既知の充填システムで必要な通常の停止時間がない状態で、任意の数の異なる製品を生産することができる。その結果、所望に応じて様々な製品を入れたマルチパックを生成することができる。それ故、充填ライン１００は、有意の停止時間がない状態で、現在市場にあるのと同じぐらい多くの異なる飲料を生産することができる。
【００４１】
[143] 図２及び図２Ａは、上述した微量成分投与装置１３０のノズル１７０の代替実施形態を示す。この実施形態は回転ノズル２５０を示す。回転ノズル２５０は、中心ドラム２６０及びいくつかのピンホイール式ノズル２７０を含む。図２Ａに示すように、中心ドラム２６０は中心ハブ２７５を有する。ピンホイール式ノズル２７０が中心ドラム２６０の周囲で回転すると、各ノズル２７０が中心ハブ２７５と約４８°程度連通する。中心ハブ２７５のサイズは、所望の滞留時間に応じて変更することができる。本明細書では、任意のサイズを使用することができる。
【００４２】
[144] モータ２８０が回転ノズル２５０を駆動する。モータ２８０は、従来のＡＣモータ又は類似のタイプの駆動装置でよい。モータ２８０は、制御装置２４０と連通することができる。モータ２８０は回転ノズル２５０を駆動し、従ってピンホイール式ノズル２７０は、それぞれ、所与の容器１０の開口２０上で十分な滞留時間を有する。特に、各ピンホイール式ノズル２７０は、約４時の位置で容器１０の１つとインタフェースをとり、約８時の位置まで接触を維持することができる。ピンホイール式ノズル２７０及びコンベヤ１１０の回転の時間を合わせることにより、各ピンホイール式ノズル２７０は、静止ノズル１７０より１２倍程度の滞留時間を有する。例えば、毎分５０回転の速度及び４８°の中心ハブ２７５で、各ピンホイール式ノズル２７０は、容器１０上で約０．０１６秒の滞留時間を有することができるが、これに対して静止ノズル１７０では約０．０５秒である。このように滞留時間が増加すると、投与の精度が向上する。コンベヤ１１０に沿ったレーンの数に応じて、いくつかの回転ノズル２５０を一緒に使用することができる。
【００４３】
[145] 図３は、充填ライン３００のさらなる実施形態を示す。充填ライン３００は、自身に沿って配置された１つ又は複数のＵ字形又は半円形の窪み３２０があるコンベヤ３１０を有する。コンベヤ３１０は、また、いくつかの把持器３３０を含む。把持器３３０は、各容器１１０が窪み３２０の１つに近づくと、それを把持する。把持器３３０は、首部グリップ、ベースグリップ、又は類似のタイプの装置でよい。把持器３３０は、ばね装填、カム、又は類似のタイプの装置で操作することができる。
【００４４】
[146] コンベヤ３１０に沿った窪み３２０を把持器３３０と組み合わせることにより、各容器１０がノズル１７０の周囲で旋回する。ノズル１７０は、窪み３２０のほぼ中心に配置することができる。このように旋回することにより、容器１０の開口２０が、なおコンベヤ３１０の速度で移動している容器１０のベース３０に対して加速する。コンベヤ３１０が上方向に湾曲する場合に、ベース３０がコンベヤ３１０の速度で移動し続ける一方、開口２０は有意に減速する。何故なら、開口２０が移動する円弧の長さは、ベース３０が移動する円弧の長さより有意に短いからである。ノズル１７０は、容器１０がほぼ垂直になる時に、円弧の底部で起動することができる。それ故、窪み３２０を使用すると、ノズル１７０の固定を維持できる一方、開口２０の線速度が低下する。特に、線速度は、１分当たりのパッケージ数に仕上がり直径を掛けた値に基づいた計算から１分当たりのパッケージ数に大径を掛けた値へと低下する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
いくつかの容器を充填する充填ラインであって、
連続コンベヤと、
前記連続コンベヤの周囲に配置された１つ又は複数の微量成分投与装置と、
前記連続コンベヤに沿って配置された１つ又は複数の大量成分ステーションと、
を備える充填ライン。
【請求項２】
前記１つ又は複数の微量成分投与装置が、１つ又は複数の微量成分供給源を備える、請求項１に記載の充填ライン。
【請求項３】
前記１つ又は複数の微量成分投与装置が、前記１つ又は複数の微量成分供給源に連通するポンプを備える、請求項２に記載の充填ライン。
【請求項４】
前記ポンプが、容積式ポンプを備える、請求項３に記載の充填ライン。
【請求項５】
前記１つ又は複数の微量成分投与装置が、前記ポンプに接続されたサーボモータを備える、請求項３に記載の充填ライン。
【請求項６】
前記１つ又は複数の微量成分投与装置が、前記ポンプに連通するノズルを備える、請求項３に記載の充填ライン。
【請求項７】
前記１つ又は複数の微量成分投与装置が、前記１つ又は複数の微量成分供給源と前記ポンプの間に配置された流量センサを備える、請求項３に記載の充填ライン。
【請求項８】
前記ノズルの下流に配置された投与センサをさらに備える、請求項６に記載の充填ライン。
【請求項９】
前記１つ又は複数の大量成分ステーションが、１つ又は複数の大量成分供給源及び１つ又は複数の希釈剤源を備える、請求項１に記載の充填ライン。
【請求項１０】
前記いくつかの容器が、それぞれ、自身上に識別子を備え、前記充填ラインが、前記識別子を読み取るように前記コンベヤの周囲に配置された１つ又は複数の位置決めセンサをさらに備える、請求項１に記載の充填ライン。
【請求項１１】
前記識別子が、前記いくつかの容器のそれぞれに充填される製品の性質を識別する、請求項１０に記載の充填ライン。
【請求項１２】
前記ノズルが、回転ノズルを備える、請求項６に記載の充填ライン。
【請求項１３】
前記回転ノズルが、複数のピンホイール式ノズルを備える、請求項１２に記載の充填ライン。
【請求項１４】
前記コンベヤが、自身内に１つ又は複数の窪みを備える、請求項１に記載の充填ライン。
【請求項１５】
前記いくつかの容器が、前記１つ又は複数の窪みを通過する場合に、これを把持するように、前記コンベヤが前記１つ又は複数の窪みの周囲に配置されたいくつかの把持器を備える、請求項１４に記載の充填ライン。
【請求項１６】
前記１つ又は複数の微量成分投与装置が、前記１つ又は複数の窪みの中央に配置されたノズルを備える、請求項１４に記載の充填ライン。
【請求項１７】
前記１つ又は複数の微量成分投与装置が、１つ又は複数の微量成分を含む、請求項１に記載の充填ライン。
【請求項１８】
前記１つ又は複数の微量成分が、少なくとも１０対１以上の再構成比率を有する、請求項１７に記載の充填ライン。
【請求項１９】
前記１つ又は複数の微量成分が、約１００対１以上の再構成比率を有する、請求項１７に記載の充填ライン。
【請求項２０】
前記微量成分が、甘味料なし濃縮物、甘味料なし濃縮物の酸性及び非酸性成分、天然及び合成フレーバー、フレーバー添加剤、天然及び合成着色剤、合成甘味料、酸味を抑制する添加剤、機能性添加剤、ｎｕｔｒｉｃｕｔｉｃａｌ、又は薬品を含む、請求項１７に記載の充填ライン。
【請求項２１】
前記微量成分が、前記容器の約１０％以内を構成する、請求項１７に記載の充填ライン。
【請求項２２】
前記１つ又は複数の大量成分ステーションが、１つ又は複数の大量成分を含む、請求項１に記載の充填ライン。
【請求項２３】
前記１つ又は複数の大量成分が、約１対１より大きい値から約１０対１未満までの再構成比率を有する、請求項２２に記載の充填ライン。
【請求項２４】
前記１つ又は複数の大量成分が、糖シロップ、果糖が多いコーンシロップ、又はジュース濃縮物を含む、請求項２２に記載の充填ライン。
【請求項２５】
複数の製品を製造する方法であって、
コンベヤに沿って１つ又は複数の微量成分投与装置を配置することと、
前記コンベヤに沿って１つ又は複数の大量成分ステーションを配置することと、
前記１つ又は複数の微量成分投与装置のうちの第１の装置に対して第１の容器に第１の微量成分を投与するように命令することと、
前記１つ又は複数の微量成分投与装置のうちの第２の装置に対して第２の容器に第２の微量成分を投与するように命令することと、
第１の製品及び第２の製品を形成するように、前記大量成分ステーションにて前記第１の容器及び前記第２の容器を大量成分及び希釈剤で充填することと、
を含む方法。
【請求項２６】
前記第１の容器が第１の識別子を備え、
前記第２の容器が第２の識別子を備え、
前記１つ又は複数の微量成分投与装置のうちの第１の装置に対して第１の容器に第１の微量成分を投与するように命令することが、前記第１の識別子を読み取ることを含み、
前記１つ又は複数の微量成分投与装置のうちの第２の装置に対して第２の容器に第２の微量成分を投与するように命令することが、前記第２の識別子を読み取ることを含む、請求項２５に記載の複数の製品を製造する方法。
【請求項２７】
容積式ポンプと、
前記容積式ポンプを駆動するサーボモータと、
前記ポンプと連通するノズルと、
を備える、微量成分で使用する微量投与装置。
【請求項２８】
前記ポンプと連通している１つ又は複数の微量成分供給源をさらに備える、請求項２７に記載の微量投与装置。
【請求項２９】
前記１つ又は複数の微量成分供給源と前記ポンプの間に配置された流量センサをさらに備える、請求項２８に記載の微量投与装置。
【請求項３０】
前記ノズルが、回転ノズルを備える、請求項２７に記載の微量投与装置。
【請求項３１】
前記回転ノズルが、複数のピンホイール式ノズルを備える、請求項３０に記載の微量投与装置。
【請求項３２】
カスタマイズした飲料を容器内で作成する方法であって、
所定の経路に沿って複数のステーションを配置するステップであって、前記複数のステーションが１つ又は複数のカスタマイズした成分を含むステップと、
前記カスタマイズした飲料を作成するために前記１つ又は複数のカスタマイズした成分のうちの１つ又は複数を選択するステップと、
前記所定の経路に沿って前記容器を連続的に前進させるステップと、
前記飲料が９０％を超える１つ又は複数の基礎成分及び希釈剤と、１０％未満の前記選択されてカスタマイズされた成分とを含むように、前記容器を充填するステップと、
を含む方法。
【請求項１】
いくつかの容器を充填する充填ラインであって、
連続コンベヤと、
前記連続コンベヤの周囲に配置された１つ又は複数の微量成分投与装置と、
前記連続コンベヤに沿って配置された１つ又は複数の大量成分ステーションと、
を備える充填ライン。
【請求項２】
前記１つ又は複数の微量成分投与装置が、１つ又は複数の微量成分供給源を備える、請求項１に記載の充填ライン。
【請求項３】
前記１つ又は複数の微量成分投与装置が、前記１つ又は複数の微量成分供給源に連通するポンプを備える、請求項２に記載の充填ライン。
【請求項４】
前記ポンプが、容積式ポンプを備える、請求項３に記載の充填ライン。
【請求項５】
前記１つ又は複数の微量成分投与装置が、前記ポンプに接続されたサーボモータを備える、請求項３に記載の充填ライン。
【請求項６】
前記１つ又は複数の微量成分投与装置が、前記ポンプに連通するノズルを備える、請求項３に記載の充填ライン。
【請求項７】
前記１つ又は複数の微量成分投与装置が、前記１つ又は複数の微量成分供給源と前記ポンプの間に配置された流量センサを備える、請求項３に記載の充填ライン。
【請求項８】
前記ノズルの下流に配置された投与センサをさらに備える、請求項６に記載の充填ライン。
【請求項９】
前記１つ又は複数の大量成分ステーションが、１つ又は複数の大量成分供給源及び１つ又は複数の希釈剤源を備える、請求項１に記載の充填ライン。
【請求項１０】
前記いくつかの容器が、それぞれ、自身上に識別子を備え、前記充填ラインが、前記識別子を読み取るように前記コンベヤの周囲に配置された１つ又は複数の位置決めセンサをさらに備える、請求項１に記載の充填ライン。
【請求項１１】
前記識別子が、前記いくつかの容器のそれぞれに充填される製品の性質を識別する、請求項１０に記載の充填ライン。
【請求項１２】
前記ノズルが、回転ノズルを備える、請求項６に記載の充填ライン。
【請求項１３】
前記回転ノズルが、複数のピンホイール式ノズルを備える、請求項１２に記載の充填ライン。
【請求項１４】
前記コンベヤが、自身内に１つ又は複数の窪みを備える、請求項１に記載の充填ライン。
【請求項１５】
前記いくつかの容器が、前記１つ又は複数の窪みを通過する場合に、これを把持するように、前記コンベヤが前記１つ又は複数の窪みの周囲に配置されたいくつかの把持器を備える、請求項１４に記載の充填ライン。
【請求項１６】
前記１つ又は複数の微量成分投与装置が、前記１つ又は複数の窪みの中央に配置されたノズルを備える、請求項１４に記載の充填ライン。
【請求項１７】
前記１つ又は複数の微量成分投与装置が、１つ又は複数の微量成分を含む、請求項１に記載の充填ライン。
【請求項１８】
前記１つ又は複数の微量成分が、少なくとも１０対１以上の再構成比率を有する、請求項１７に記載の充填ライン。
【請求項１９】
前記１つ又は複数の微量成分が、約１００対１以上の再構成比率を有する、請求項１７に記載の充填ライン。
【請求項２０】
前記微量成分が、甘味料なし濃縮物、甘味料なし濃縮物の酸性及び非酸性成分、天然及び合成フレーバー、フレーバー添加剤、天然及び合成着色剤、合成甘味料、酸味を抑制する添加剤、機能性添加剤、ｎｕｔｒｉｃｕｔｉｃａｌ、又は薬品を含む、請求項１７に記載の充填ライン。
【請求項２１】
前記微量成分が、前記容器の約１０％以内を構成する、請求項１７に記載の充填ライン。
【請求項２２】
前記１つ又は複数の大量成分ステーションが、１つ又は複数の大量成分を含む、請求項１に記載の充填ライン。
【請求項２３】
前記１つ又は複数の大量成分が、約１対１より大きい値から約１０対１未満までの再構成比率を有する、請求項２２に記載の充填ライン。
【請求項２４】
前記１つ又は複数の大量成分が、糖シロップ、果糖が多いコーンシロップ、又はジュース濃縮物を含む、請求項２２に記載の充填ライン。
【請求項２５】
複数の製品を製造する方法であって、
コンベヤに沿って１つ又は複数の微量成分投与装置を配置することと、
前記コンベヤに沿って１つ又は複数の大量成分ステーションを配置することと、
前記１つ又は複数の微量成分投与装置のうちの第１の装置に対して第１の容器に第１の微量成分を投与するように命令することと、
前記１つ又は複数の微量成分投与装置のうちの第２の装置に対して第２の容器に第２の微量成分を投与するように命令することと、
第１の製品及び第２の製品を形成するように、前記大量成分ステーションにて前記第１の容器及び前記第２の容器を大量成分及び希釈剤で充填することと、
を含む方法。
【請求項２６】
前記第１の容器が第１の識別子を備え、
前記第２の容器が第２の識別子を備え、
前記１つ又は複数の微量成分投与装置のうちの第１の装置に対して第１の容器に第１の微量成分を投与するように命令することが、前記第１の識別子を読み取ることを含み、
前記１つ又は複数の微量成分投与装置のうちの第２の装置に対して第２の容器に第２の微量成分を投与するように命令することが、前記第２の識別子を読み取ることを含む、請求項２５に記載の複数の製品を製造する方法。
【請求項２７】
容積式ポンプと、
前記容積式ポンプを駆動するサーボモータと、
前記ポンプと連通するノズルと、
を備える、微量成分で使用する微量投与装置。
【請求項２８】
前記ポンプと連通している１つ又は複数の微量成分供給源をさらに備える、請求項２７に記載の微量投与装置。
【請求項２９】
前記１つ又は複数の微量成分供給源と前記ポンプの間に配置された流量センサをさらに備える、請求項２８に記載の微量投与装置。
【請求項３０】
前記ノズルが、回転ノズルを備える、請求項２７に記載の微量投与装置。
【請求項３１】
前記回転ノズルが、複数のピンホイール式ノズルを備える、請求項３０に記載の微量投与装置。
【請求項３２】
カスタマイズした飲料を容器内で作成する方法であって、
所定の経路に沿って複数のステーションを配置するステップであって、前記複数のステーションが１つ又は複数のカスタマイズした成分を含むステップと、
前記カスタマイズした飲料を作成するために前記１つ又は複数のカスタマイズした成分のうちの１つ又は複数を選択するステップと、
前記所定の経路に沿って前記容器を連続的に前進させるステップと、
前記飲料が９０％を超える１つ又は複数の基礎成分及び希釈剤と、１０％未満の前記選択されてカスタマイズされた成分とを含むように、前記容器を充填するステップと、
を含む方法。
【図１】
【図２】
【図２Ａ】
【図３】
【図２】
【図２Ａ】
【図３】
【公表番号】特表２０１０−５２１３８０（Ｐ２０１０−５２１３８０Ａ）
【公表日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５５３６７４（Ｐ２００９−５５３６７４）
【出願日】平成２０年２月２５日（２００８．２．２５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０５４８６２
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１１２４１４
【国際公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【出願人】（３９１０２６０５８）ザ・コカ−コーラ・カンパニー (238)
【氏名又は名称原語表記】ＴＨＥ ＣＯＣＡ−ＣＯＬＡ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２５日（２００８．２．２５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０５４８６２
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１１２４１４
【国際公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【出願人】（３９１０２６０５８）ザ・コカ−コーラ・カンパニー (238)
【氏名又は名称原語表記】ＴＨＥ ＣＯＣＡ−ＣＯＬＡ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
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