CN104169176B - 预成型坯的杀菌方法以及内容物的充填方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种预成型坯的杀菌方法,简单且迅速地对预成型坯进行杀菌。对预成型坯(1)的包含口部(1a)的整体内外表面喷涂由水制成的压力比200℃~500℃的大气压高的过热蒸气(S),由此,对附着于预成型坯(1)的内外表面的菌进行杀菌。
Description
技术领域
本发明涉及对用于制作瓶子等容器的预成型坯进行杀菌的方法以及饮料等充填方法及装置。
背景技术
以往,提案有在运送PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)制的预成型坯的同时,对预成型坯喷涂过氧化氢等杀菌剂气体而进行杀菌处理,并利用吹塑成形机将预成型坯成形为瓶子,向该瓶子中充填饮料,进行压盖而制成无菌包装体的作为在线系统的无菌充填方法(例如,参照专利文献1。)。
另外,还提案有使蒸发的杀菌剂附着于预成型坯且利用燃烧器的火焰排出残留的杀菌剂的方法(例如,参照专利文献2。)或对预成型坯喷涂杀菌剂的蒸气,接着在加热预成型坯后进行吹塑成形的方法(例如,参照专利文献3。)。
另一方面,作为不使用杀菌剂而对预成型坯进行杀菌的方法,提案了向预成型坯内喷入水蒸气并将玻璃化转变点温度以上的温度维持规定时间,由此,对预成型坯内进行杀菌,紧随其后喷入空气并消除水蒸气的冷凝水的方法(例如,参照专利文献4。)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特开2001-212874号公报
专利文献2:专利第3780165号公报
专利文献3:(日本)特开2008-183899号公报
专利文献4:(日本)特开2007-111886号公报
发明内容
发明所要解决的课题
现有的使用杀菌剂对预成型坯进行杀菌的方法具有杀菌剂可能残留于预成型坯内的问题。还具有当在杀菌后对预成型坯进行吹塑成形时,成形机的各部分易于被残留杀菌剂腐蚀的问题。
现有的使用杀菌剂对预成型坯进行杀菌的方法还具有当为了提高杀菌效果而提高杀菌剂的浓度时,杀菌剂易于残留于预成型坯内的问题。另外,具有吹塑成形机的各部分易于被残留的高浓度的杀菌剂腐蚀的问题。
根据利用水蒸气对预成型坯内进行杀菌的方法,虽然解决了残留杀菌剂的问题,但当水蒸气的冷凝水残留于预成型坯内时,在成形为容器时成为白化等产生原因,因此,具有必须设置在杀菌后消除冷凝水的工序。另外,当水蒸气落在预成型坯口部时,口部易于变形,成为之后在口部覆盖盖时损坏密封性的原因。进而,在目前提案的由水蒸气进行的杀菌中,由于不能提高水蒸气的温度,因此,具有不能充分对预成型坯表面进行杀菌的问题。
本发明将解除这种问题设为课题。
用于解决课题的技术方案
为了解决所述课题,本发明采用下面那样的结构。
即,发明的第一方面采用一种预成型坯的杀菌方法,对预成型坯(1)的包含口部(1a)的整个表面中的至少内表面喷涂由水制成的压力比200℃~500℃的大气压高的过热蒸气(S)。
如第二方面所记载,在第一方面所记载的预成型坯的杀菌方法中,所述过热蒸气(S)可以通过对水进行介质加热而产生。
如第三方面所记载,在第一方面或第二方面所记载的预成型坯的杀菌方法中,所述预成型坯(1)内表面的杀菌中,也可以从与预成型坯(1)的口部(1a)对峙的喷嘴(7)向预成型坯(1)内喷入过热蒸气(S),该过热蒸气(S)的流量设为不会导致所述口部(1a)变形的程度。
如第四方面所记载,在第一方面~第三方面中任一项所记载的预成型坯的杀菌方法中,也可以对预成型坯的包括口部在内的整个表面中的至少内表面喷涂由混合有浓度为0.5%~15%的过氧化氢的水制成的压力比150℃~500℃的大气压高的过热蒸气。
如第五方面所记载,在第一方面~第四方面中任一项所记载的预成型坯的杀菌方法中,也可以通过无菌的热空气的喷涂而预热预成型坯的包括口部在内的整个表面中的至少内表面,然后至少对该内表面喷涂过热蒸气。
另外,发明的第六方面采用一种内容物的充填方法,在使预成型坯(1)连续移动的同时,对预成型坯(1)的至少内表面进行杀菌,且将杀菌的预成型坯(1)加热到成形温度,将加热的预成型坯(1)在同样进行连续移动的吹塑成形模具(12)内进行吹塑成形,制成容器(2),向成形的容器(2)中充填内容物(a)并利用盖(4)进行密封,其中,所述预成型坯(1)的杀菌通过对预成型坯(1)的包含口部(1a)的整个表面中的至少内表面喷涂压力比200℃~500℃的大气压高的过热蒸气(S)而进行。
如第七方面所记载,在第六方面所记载的内容物的充填方法中,也可以对预成型坯的包括口部在内的整个表面中的至少内表面喷涂由混合有浓度为0.5%~15%的过氧化氢的水制成的压力比150℃~500℃的大气压高的过热蒸气。
如第八方面所记载,在第六方面或第七方面所记载的内容物的充填方法中,也可以通过无菌的热空气的喷涂而预热预成型坯的包括口部在内的整个表面中的至少内表面,然后喷涂过热蒸气。
另外,发明的第九方面采用一种内容物充填装置,其设有运送路径,该运送路径使预成型坯(1)及容器(2)在将预成型坯(1)成形为容器(2)、向容器(2)中充填内容物(a)、直至容器(2)被盖(4)密封的过程中连续移动,沿着所述运送路径设有:杀菌装置,对预成型坯(1)进行杀菌;加热器(10),其将杀菌的预成型坯(1)加热为适于吹塑成形的加热状态;成形模具(12),其将加热的预成型坯(1)吹塑成形为容器(2);填料器(35),其向吹塑成形的容器(2)充填内容物(a);压盖机(36),其密封充填有内容物(a)的容器(2),其中,所述杀菌装置具备将通过线圈状导电管内的水利用介质加热制成压力比200℃~500℃的大气压高的过热蒸气(S)的过热蒸气产生部(6)和对预成型坯(1)的包含口部(1a)的整个表面中的至少内表面喷涂所述过热蒸气(S)的喷嘴(7)。
如第十方面所记载,在第九方面所记载的内容物充填装置中,过热蒸气产生部也可以将混合有浓度为0.5%~15%的过氧化氢的水通过线圈状导电管内而通过介质加热制成压力比150℃~500℃的大气压高的过热蒸气。
如第十一方面所记载,在第九方面或第十方面所记载的内容物充填装置中,也可以在运送路径上,在杀菌装置之前设置预热预成型坯的预热装置。
发明效果
根据本发明,可以不导致口部(1a)变形等,迅速且恰当地对预成型坯(1)的包含口部(1a)的预成型坯(1)整体的至少内表面进行加热杀菌处理。另外,由于用于杀菌的过热蒸气(S)的元素为水,因此,不存在使用药剂的情况那样的残留药剂的问题。另外,由于不产生水蒸气的冷凝水就可以进行杀菌,因此,不需要从预成型坯(1)消除冷凝水的工序,就可以提高容器(2)的制造速度。过热蒸气(S)的温度为200℃~500℃,因此,不会导致预成型坯(1)变形,就可以在短时间内仅对预成型坯(1)的表面进行杀菌。另外,不需要使冷凝水从预成型坯(1)内滴下或流下,因此,即使在预成型坯(1)的口部(1a)呈向上的正立状态下,也可以对预成型坯(1)进行杀菌处理。另外,杀菌处理后,也可以在正立状态下,在运送的同时,从杀菌工序运送至容器(2)的成形工序,因此,可以简单地进行饮料等内容物的充填。
另外,本发明中,在对包含预成型坯(1)的口部(1a)的预成型坯(1)喷涂由混合有浓度为0.5%~15%的过氧化氢的水构成的过热蒸气(S)的情况下,在过热蒸气(S)中混合有过氧化氢,因此,也可以进行芽胞菌的杀菌。而且,由于将含有过氧化氢的过热蒸气(S)用于杀菌,因此,能够降低过热蒸气(S)的温度,并且也能够降低过氧化氢的浓度。
另外,本发明中,如果在过热蒸气(S)进行的杀菌处理之前将预成型坯(1)利用热空气(H)进行预热,而提高预成型坯(1)的表面温度,然后对预成型坯(1)喷涂过热蒸气(S),则可以迅速且恰当地进行加热杀菌处理,也可以降低过热蒸气(S)的喷涂量。
另外,本发明中,如果通过由混合有浓度为0.5%~15%的过氧化氢的水制成的过热蒸气(S)的喷涂对预成型坯(1)进行杀菌处理,且在过热蒸气(S)进行的杀菌处理之前将预成型坯(1)利用热空气(H)进行预热,而提高预成型坯(1)的表面温度,然后对预成型坯(1)喷涂过热蒸气(S),则能够迅速且恰当地对预成型坯(1)进行加热杀菌处理,也能够降低过热蒸气(S)的喷涂量。
另外,本发明中,通过采用介质加热方式作为过热蒸气产生装置,与通常的加热器的加热相比,能量效率高,而提高杀菌效率。
附图说明
图1是本发明的预成型坯的杀菌方法的说明图;
图2是从预成型坯的杀菌工序到吹塑成形工序的说明图;
图3是从吹塑成形后到压盖工序的说明图;
图4是本发明的内容物充填装置的概略平面图;
图5是预成型坯的预热部的说明图;
图6是预成型坯的预热工序和过热蒸气喷涂工序或混合气喷涂工序的说明图;
图7是内容物充填装置的其它方式的概略平面图;
图8是表示本发明的预成型坯的杀菌方法的其它方式的说明图;
图9是表示本发明的预成型坯的杀菌方法的又一其它方式的说明图。
具体实施方式
以下,对用于实施本发明的方式进行说明。
<实施方式1>
如图1所示,预成型坯1的杀菌通过对预成型坯1的包含口部1a的预成型坯整体的内外表面喷涂水制成的压力比200℃~500℃的大气压高的过热蒸气S而进行。
对预成型坯喷涂的过热蒸气的温度优选为200℃~500℃,更优选为250℃~400℃。如果是200℃~500℃的温度范围,则通过仅将预成型坯表面暴露于高温下,就可以在短时间内对附着于预成型坯表面的菌进行杀菌。若过热蒸气S的温度不足200℃,则为了杀菌需要长时间的喷涂,构成预成型坯的PET本身成高温,预成型坯的变形变大。另外,若超过500℃,则即使在短时间内,构成预成型坯的PET本身的温度也上升,而易于使预成型坯产生变形。
对预成型坯喷涂的过热蒸气的压力是比大气压高的压力,优选比0.1MPa高且不足0.3MPa。如果是0.1MPa附近,则即使过热蒸气与预成型坯接触而温度降低,结露的可能性也较低,若压力比0.3MPa压力高,则对预成型坯喷涂加热蒸气时,可能在预成型坯表面结露。若产生结露,则之后对瓶子等进行吹塑成形时,可能在瓶子表面产生白化等。
予以说明,预成型坯的杀菌中,对于预成型坯内表面是必须的,但对于外表面,也可以通过用于进行后述的吹塑成形的加热而进行,或也可以通过在吹塑成形后附加希望的杀菌工序而进行。
预成型坯1通过对PET进行注射成形,作为试管状的有底筒状体而形成。预成型坯1在之后作为图3(D)所示那样的容器即瓶子2而成形,但将与该瓶子2中的相同的口部1a在其成形最初赋予。在该口部1a的外周面上,与预成型坯1的成形同时形成外螺纹3。如图3(F)所示,该外螺纹3可以与覆盖瓶子2的口部的盖4的内螺纹螺合。在外螺纹3的下方形成支承环5。
上述过热蒸气S可以通过使用市售的过热蒸气产生装置6而得到。具体而言,可以使用Tokuden株式会社制的商品名UPSS的过热蒸气产生装置。该装置未图示,向由卷绕成螺旋状的导电体构成的通水管道的螺旋中央插入介质加热线圈,将水导入通水管道内,并对介质加热线圈施加交流电压。也可以利用逆变器对交流电压进行频率转换而进行通电。通过交流电压的施加,介质加热线圈产生交变磁通,而在通水管道中流过感应电流,通水管道发热。通过该通水管道的发热,流过通水管道中的水被加热而成为饱和蒸气,进而成为过热蒸气S,并取出至通水管道外。
予以说明,通过将介质加热线圈设为导电性的管,且在管中通水,也可以进一步提高加热效果。
作为过热蒸气S,可以得到压力为0.1MPa左右且温度为200℃~500℃的过热蒸气S。通过采用上述介质加热方式,可以在距通电开始较短的时间内将水制成200℃以上的过热蒸气。
图1中,符号7表示筒状喷嘴。该筒状喷嘴7以从与过热蒸气产生装置6的通水管道的终端连接的导管8的前端垂下的方式安装,其开口7a朝向垂直下方。
预成型坯1在将其口部1a朝向上方的正立状态下使筒状喷嘴7的圆形开口7a的正下方朝向一方向运送。运送方式也可以是使预成型坯1连续移动的连续运送方式,也可以是在筒状喷嘴7的开口7a正下方暂时停止的间歇运送方式。预成型坯1可以通过利用未图示的夹持器夹持其支承环5而进行运送。
另外,图1中,符号9表示缝隙状喷嘴。该缝隙状喷嘴9以与从上述导管8分支的分支管8a的前端连接且其缝隙9a与预成型坯1的侧面对峙的方式配置。优选缝隙状喷嘴9成对且从其侧面夹持预成型坯1的方式对向配置,另外,预成型坯1在绕其轴芯旋转的同时,进行运送。也可以不旋转预成型坯1而进行运送,但在该情况下,缝隙状喷嘴9配置多对。
图示例中为缝隙状喷嘴,但也可以如上述筒状喷嘴那样将圆形喷嘴与预成型坯1的侧面或底面对向配置。
在进行预成型坯1的杀菌时,总是从过热蒸气产生装置6向筒状喷嘴7及缝隙状喷嘴9供给过热蒸气S,且从筒状喷嘴7的圆形开口7a和缝隙状喷嘴9的缝隙9a向预成型坯1喷出。喷嘴径、角度、预成型坯的轴等为任意,且以上述喷出的过热蒸气S与预成型坯1的整个内表面接触的方式预先设定。
由此,从筒状喷嘴7的开口7a喷出的过热蒸气S从预成型坯1的口部1a进入预成型坯1内,与预成型坯1的整个内表面接触,而对附着于预成型坯1的内表面的一般细菌、霉、酵母菌进行杀菌。另外,该杀菌可以通过向预成型坯的内部喷入短时间的过热蒸气S而实现,因此,防止来自预成型坯1的口部1a的内侧的过度加热,因此,可靠地避免坯1的口部1a的变形。
另外,从缝隙状喷嘴9的缝隙9a喷出的过热蒸气S与包含以轴芯为中心进行旋转的预成型坯1的口部1a的整个外表面接触而进行加热杀菌。由此,对附着于预成型坯1外表面的一般细菌、霉、酵母菌进行杀菌。另外,该杀菌可以通过向预成型坯1的外表面喷涂短时间的过热蒸气S而实现,因此,防止来自预成型坯1的口部1a的外侧的过度加热,因此,可靠地避免坯1的口部1a的变形。
如图2~图4所示,上述预成型坯的杀菌方法可以组装于在线系统中,由此,可以进行无菌包装体的大量生产。
在该在线系统中,预成型坯1以希望的速度连续运送,且经由图2及图3所示的各工序而成为无菌包装体。
首先,如图2(A)所示,预成型坯1在以正立状态进行运送的同时,以一定速度通过筒状喷嘴7和缝隙状喷嘴9的设置部位。在该通过时,如上述,从口部1a向预成型坯1内喷入过热蒸气S,且对预成型坯1的外表面喷涂过热蒸气S,包含预成型坯1内外表面在内,将预成型坯1内外表面整体在短时间内杀菌。
图示例中,在过热蒸气S的喷涂时,预成型坯1成为正立状态,但也可以是倒立状态。
由于在短时间内杀菌,因此,预成型坯1的口部1a不会变形,或不会过度加热预成型坯1的树脂。另外,蒸气冷凝水不会在预成型坯1的表面结露并残留,因此,不会在之后的吹塑成形中制造的瓶子2上形成白化等。
予以说明,预成型坯1的内外表面通过相互错开筒状喷嘴7和缝隙状喷嘴9的设置部位,也可以错开时间地进行杀菌。
如图2(B)所示,加热器10沿着预成型坯1的运送路径配置成壁状,利用该加热器10,预成型坯1在移动的同时加热。预成型坯1通过该加热从约90℃均匀地加热到约130℃程度,而成为适于吹塑成形的加热状态。
在加热时,预成型坯1通过向其口部1a插入锭子11而以正立状态悬挂,且通过与锭子11一起旋转而被加热器10均匀地加热。
通过加热而成为适于吹塑成形的温度状态的预成型坯1按照图2(C)那样实施吹塑成形,而成形为作为容器的瓶子2。
作为吹塑成形模具的模具12在以与预成型坯1的移动速度相同的速度连续性地移动的同时,成为合模状态,在模具12内进行对预成型坯1的吹塑成形后成为开模状态。
预成型坯1在图2(B)所示的加热工序中大致均匀地加热,使其整体的温度上升成适于成形的温度域,在该加热状态下,如图2(C)所示,与锭子11一起安装于模具12内。另外,吹塑喷嘴13贯通模具12的上部及预成型坯1的口部1a内的锭子11并插入预成型坯1内。
在模具12移动的期间,通过例如从吹塑喷嘴13向预成型坯1内依次喷入一次吹塑用空气或二次吹塑用空气等,预成型坯1在模具12的模腔C内膨胀到最终成形品的瓶子2。
这样,当瓶子2在模具12内成形时,模具12在移动的同时开模,如图3(D)所示,将瓶子2的成品取出至模具12外。
瓶子2在成形后也在连续移动的同时,按照图3(E)所示那样从充填喷嘴14向瓶子2内充填作为内容物的矿泉水、含有儿茶素的茶饮料、碳酸饮料等内容物a,如图3(F)所示,利用作为盖的盖4进行密封。
予以说明,也可以在上述吹塑成形后,通过包含过氧化氢等杀菌剂的蒸气喷雾、电子束照射等对瓶子2进行瓶子2的外表面杀菌,由此,提高杀菌效果。在利用双氧水的雾对瓶子的内表面进行杀菌的情况下,需要尽可能降低过氧化氢的浓度,且减少在瓶子内的过氧化氢的残留。
这样,将成为包装体的瓶子2累积并送出至市场。
用于实施上述充填方法的充填装置按照例如图4那样构成。
如图4所示,该充填装置具备:按照规定间隔依次供给具有口部1a的有底筒状的预成型坯1(参照图1、图2(A))的预成型坯供给机15、吹塑成形机16、向成形的瓶子2充填密封内容物a的充填机17。
在从预成型坯供给机15到充填机17之间设置:在第一运送路径上运送预成型坯1的预成型坯用运送装置、在与上述第一运送路径连接的第二运送路径上运送具有瓶子2的成品形状的模腔C的模具12(参照图2(C))的模具用运送装置、在与上述第二运送路径连接的第三运送路径上运送由模具4成形的瓶子2的瓶子用运送装置。
预成型坯用运送装置的第一运送路径、模具用运送装置的第二运送路径和瓶子用运送装置的第三运送路径相互连通,且在这些运送路径上设有在保持预成型坯1或瓶子2的同时,进行运送的未图示的夹具等。
预成型坯用运送装置在其第一运送路径上具备以规定的间隔依次供给预成型坯1的预成型坯输送带18。另外,具备从预成型坯输送带18的终端接收预成型坯1进行运送的轮子19、20、21、22的列和从轮子22接收预成型坯1进行移动的输送带23。
在比预成型坯供给机15的预成型坯输送带18与轮子19连接的部位稍微更靠上游侧设置向预成型坯1喷涂过热蒸气S的筒状喷嘴7及缝隙状喷嘴9。从这些喷嘴7、9向加热前的预成型坯1喷涂过热蒸气S(参照图1、图2(A))。由此,将预成型坯1的内外表面均等地加热杀菌。
这些喷嘴7、9也可以设置于预成型坯1到达输送带23之前的例如轮子22外周的指定位置。
输送带23具有沿水平方向较长地伸展的环形运送链条,沿着该环形运送链条设置加热部23a。在环形运送链条上以一定间距安装多个图2(B)所示的锭子11。各锭子11可以在与环形运送链条的移动一起移动的同时进行自转。从轮子22侧送至输送带23的预成型坯1中,如图2(B)所示,从其口部1a插入锭子11,并使锭子11以正立状态保持。
预成型坯1经由预成型坯输送带18、轮子19、20、21、22的列接收到输送带23,且利用该输送带23在加热部23a内进行往返移动。在加热部23a的内壁面上布满加热器10(参照图2(B)),由输送带23运送的预成型坯1被该加热器10加热。预成型坯1在输送带23上与锭子11的旋转一起进行自转,且利用加热器10均匀地加热。
吹塑成形机16具备多组接收由上述预成型坯供给机15的加热部23a加热的预成型坯1且对瓶子2进行加热成形的模具12及吹塑喷嘴13(参照图2(C))。
上述模具用运送装置的第二运送路径与吹塑成形机16内相通。该第二运送路径由轮子24、25、26、21、27的列构成。予以说明,在该轮子24、25、26、21、27的列和上述预成型坯用运送装置的轮子19、20、21、22的列之间共用轮子21。
模具12及吹塑喷嘴13环绕轮子25配置多个,并且在轮子25的周围与轮子25的旋转一起以一定速度旋回。
轮子24的未图示的夹具接收被预成型坯供给机15的加热部23a加热的预成型坯1和锭子11,且当传送至轮子25周围的模具12时,对开的模具12关闭,而如图2(C)那样夹持预成型坯1。模具12内的预成型坯1在环绕轮子25与模具12及吹塑喷嘴13一起旋回的同时,从吹塑喷嘴13利用吹塑成形用的高压空气进行吹塑,由此,成形为瓶子2的成品。如图2(B)所示,预成型坯1利用上述加热器10均匀地加热至规定的温度,因此,顺畅地吹塑成形。
当预成型坯1与模具12的模腔C内密接且形成瓶子2时,该模具12与轮子26相接,结果,进行开模,而释放瓶子2及锭子11。而且,利用轮子26的未图示的夹具从锭子11接收瓶子2。
另一方面,释放瓶子2的锭子11经由轮子24返回至上述输送带23,且继续保持运送其它预成型坯1。
从吹塑成形机16送出并到达轮子26的瓶子2利用配置于轮子26外周的检查装置28对成形不良等进行检查。
检查装置28具备:未图示的判别瓶子2的躯干良否的瓶子躯干检查装置、判别瓶子2的支承环5(参照图1)的良否的支承环检查装置、判别瓶子2的颈部顶面的良否的瓶子颈部顶面检查装置、判别瓶子2的底部良否的瓶子底部检查装置。
瓶子躯干检查装置、支承环检查装置及瓶子颈部顶面检查装置以沿着轮子26外周的方式配置。
瓶子躯干检查装置、支承环检查装置、瓶子颈部顶面检查装置利用未图示的各个灯和照相机拍摄瓶子2的规定部位,利用图像处理装置进行处理,对关于形状、瑕疵、异物、变色等是否具有异常进行判别。
予以说明,检查装置28根据需要进行设置。另外,瓶子躯干检查装置、支承环检查装置及瓶子颈部顶面检查装置根据需要进行取舍选择。
检查的瓶子2在不合格的情况下,被未图示的排斥装置从运送路径排除,仅合格品从轮子26经由轮子21运送至轮子27。
予以说明,也可以对上述吹塑成形后的瓶子进行包含过氧化氢等杀菌剂的蒸气喷雾、电子束照射等而附加瓶子的外表面杀菌,或提高瓶子内表面的杀菌效果。例如也可以在轮子21或27上设置含杀菌剂的蒸气喷雾装置或电子束照射装置那样的杀菌装置。
充填机17在其内部具有上述瓶子用运送装置的第三运送路径。该第三运送路径具有轮子29、30、31、32、33、34的列。
在充填机17内设置用于向瓶子2充填饮料a的填料器35,且设置用于向充填有饮料a的瓶子2安装盖4(参照图3(F))进行密封的压盖机36。
予以说明,填料器35及压盖机36也可以与公知的装置一样,因此,省略说明。
另外,该充填装置被腔室37包围,腔室37内被隔开成无菌区域和中间(グレー)区域。而且,预成型坯供给机15及吹塑成形机16配置于中间区域,充填机17配置于无菌区域。
在中间区域中总是喷入由HEPA进行无菌化的空气,由此,在成形时杀菌的瓶子2不会被微生物进行二次污染而运送至无菌区域。
接着,参照图2~图4说明充填装置的动作。
首先,利用预成型坯输送带18、轮子19、20、21、22的列向加热部23a运送预成型坯1。
在进入加热部23a前,从图1所示的喷嘴7、9向预成型坯1的内外表面喷涂过热蒸气S(参照图2(A))。由此,对预成型坯1的整个表面进行杀菌。
在加热部23a,预成型坯1在被输送带23运送的同时,将整体的温度均匀地加热到适于成形的温度域(参照图2(B))。
由加热部23a加热的预成型坯1在通过轮子25外周时被模具12包围夹持,通过来自吹塑喷嘴13的高压空气的喷入在模腔C内膨胀到瓶子2的成品(参照图2(C))。
成形的瓶子2(参照图3(D))在模具12开模后被轮子26的夹具取出到模具12外,并利用检查装置28对有无成形不良等进行检查。
然后,瓶子2在传送至轮子30、31、32、33、34的列的同时,在充填机17内移动。
充填机17中,如图3(E)那样利用填料器35的充填喷嘴14向瓶子2充填灭菌处理的饮料a。充填有饮料a的瓶子2将灭菌处理完成的盖4利用压盖机36覆盖于口部1a而进行密封(参照图3(F)),并从腔室37的出口排出。
如上述,填料器35及压盖机36为公知的装置,因此,省略饮料向瓶子2的充填方法及瓶子2的密封方法的说明。
予以说明,本发明不限定于上述的实施方式,可以以各种方式进行实施。例如,应用本发明的容器不限定于PET瓶子,可以适用于各种树脂制容器。容器的成形不限定于注射吹塑成形,可以通过直接吹塑成形等各种吹塑成形进行成形。另外,运送预成型坯或容器的运送装置不限定于图4所示的轮子运送装置。也可以使用可以按照成形容器的顺序且以规定的运送速度进行运送的各种运送装置、例如皮带运送装置、铲斗运送装置、空气运送装置。
实施例1
从内径8mmφ的喷嘴吹出利用根据介质加热方式的过热蒸气产生装置加热水而产生的流量为0.7g/秒的过热蒸气,以温度300℃向500mL(毫升)PET瓶子用预成型坯及2LPET瓶子用预成型坯的各内表面喷涂5秒。
该过热蒸气的喷涂产生的杀菌效果根据向内表面植菌的指标菌进行确认,结果可知,如表1所示,是适于矿泉水等充填的杀菌效果。
[表1]
B.sub. | A.nig. | |
500mL用 | 3.1D | 6.0D以上 |
2L用 | 3.0D | 6.0D以上 |
予以说明,表1中,“B.sub.”为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的简称,“A.nig.”为黑曲霉菌(Aspergillus niger)的简称。“D”为表示杀菌效果的D值。
另外,测定预成型坯的口部内径的变形量,但如表2所示,在维持盖的密封性的方面没有问题。
[表2]
喷涂过热蒸气之前 | 喷涂过热蒸气之后 | |
500mL用 | 21.77mm | 21.75mm |
2L用 | 21.75mm | 21.71mm |
实施例2
以180℃~550℃的范围内的各种吹出温度从内径为8mmφ的喷嘴向500mLPET瓶子用预成型坯的内表面喷涂10秒~3秒的各种时间的利用根据介质加热方式的过热蒸气产生装置加热水而产生的流量为0.7g/秒的过热蒸气。
该过热蒸气的喷涂产生的杀菌效果和预成型坯内径的变形如表3所示。
[表3]
喷出温度(℃) | 喷出时间(秒) | 杀菌效果 | 变形 |
180 | 10 | × | × |
250 | 6 | ○ | ○ |
350 | 4 | ○ | ○ |
450 | 3 | ○ | ○ |
550 | 3 | ○ | × |
但是,表3中,关于杀菌效果,将相对于Bacillus subtilis的D值为3以上,且相对于Aspergillus niger的D值为6以上的情况设为“○”(可),将除此以外的情况设为“×”(不可)。关于变形,将预成型坯内径的变化不足0.05mm的情况设为“○”(可),将除此以外的情况设为“×”(不可)。
<实施方式2>
以下,对本发明的实施方式2进行说明。
在该实施方式2中,也使用实施方式1的说明中使用的图1~图4进行说明。
如图1所示,预成型坯1的杀菌通过对预成型坯1的整个表面即包含口部1a的预成型坯整体的内外表面喷涂由混合有浓度为0.5%~15%的过氧化氢的水制成的压力比150℃~500℃的大气压高的过热蒸气S而进行。
对预成型坯喷涂的过热蒸气的温度优选为150℃~500℃,更优选为200℃~400℃。如果是150℃~500℃的温度范围,则通过仅将预成型坯表面暴露于高温下,就可以在短时间内对附着于预成型坯表面的菌进行杀菌。若过热蒸气S的温度不足150℃,则为了杀菌需要长时间的喷涂,构成预成型坯的PET本身成高温,预成型坯的变形变大。另外,若超过500℃,则即使在短时间内,构成预成型坯的PET本身的温度也上升,而易于在预成型坯中产生变形。
对预成型坯喷涂的过热蒸气的压力是比大气压高的压力,优选比0.1MPa高且不足0.3MPa。如果是0.1MPa附近,则即使过热蒸气与预成型坯接触而温度降低,结露的可能性也较低,若压力比0.3MPa压力高,则对预成型坯喷涂加热蒸气时,可能在预成型坯表面结露。若产生结露,则之后对瓶子等进行吹塑成形时,可能在瓶子表面产生白化等。
与水混合的过氧化氢的浓度优选为0.5%~15%,更优选为1%~10%。若不足0.5%,则不能对芽胞形成细菌得到充分的杀菌效果,若超过15%,则杀菌剂向预成型坯的残留变多。
预成型坯也可以由PET以外的高密度聚乙烯、聚碳酸酯等其它树脂制作。在由高密度聚乙烯或聚碳酸酯制作预成型坯的情况下,也优选利用上述温度范围的过热蒸气进行杀菌。
予以说明,预成型坯的杀菌中,对于预成型坯内表面是必须的,但对于外表面,也可以通过用于进行后述的吹塑成形的加热而进行,或也可以通过在吹塑成形后附加希望的杀菌工序而进行。
预成型坯1可以使用与实施方式1中使用的预成型坯相同构造的预成型坯。
上述过热蒸气S可以使用实施方式1中使用的过热蒸气产生装置6,通过将未图示的混合有浓度为0.5%~15%的过氧化氢的水导入通水管道内,并对介质加热线圈施加交流电压而制作。通过交流电压的施加,介质加热线圈产生交变磁通,而在通水管道中流过感应电流,通水管道发热。通过该通水管道的发热,流过通水管道中的混合有浓度为0.5%~15%的过氧化氢的水被加热而成为饱和蒸气,进而成为过热蒸气S,并取出至通水管道外。
作为过热蒸气S,可以得到压力为0.1MPa程度且温度为150℃~500℃的过热蒸气S。通过采用上述介质加热方式,可以在距通电开始较短的时间内将上述的混合有浓度为0.5%~15%的过氧化氢的水制成150℃~500℃的过热蒸气。
在进行预成型坯1的杀菌时,总是向筒状喷嘴7及缝隙状喷嘴9供给上述由混合有浓度为0.5%~15%的过氧化氢的水构成的过热蒸气S,且从筒状喷嘴7的圆形开口7a和缝隙状喷嘴9的缝隙9a向预成型坯1的整个表面喷出。喷嘴径、角度、预成型坯的轴等预先设定为,上述喷出的过热蒸气S与预成型坯1的整个内表面接触。
由此,从筒状喷嘴7的开口7a喷出的过热蒸气S从预成型坯1的口部1a进入预成型坯1内,与预成型坯1的整个内表面接触,对于附着于预成型坯1的内表面的一般细菌、霉、酵母菌,利用热和过氧化氢对芽胞菌进一步进行杀菌。另外,该杀菌可以通过向预成型坯的内部喷入短时间的过热蒸气S而实现,因此,防止来自预成型坯1的口部1a的内侧的过度加热,因此,可靠地避免预成型坯1的口部1a的变形。
另外,从缝隙状喷嘴9的缝隙9a喷出的过热蒸气S与包含以轴芯为中心进行旋转的预成型坯1的口部1a的整个外表面接触并通过热和过氧化氢进行杀菌。由此,对于附着于预成型坯1外表面的一般细菌、霉、酵母菌,进一步将芽胞菌杀菌。另外,该杀菌可以通过向预成型坯1的外表面喷涂短时间的过热蒸气S而实现,因此,防止来自预成型坯1的口部1a的外侧的过度加热,因此,可靠地避免坯1的口部1a的变形。
上述预成型坯的杀菌方法可以组装于图2~图3所示的在线系统中,由此,可以进行无菌包装体的大量生产。
在该在线系统中,预成型坯1以希望的速度连续运送,且经由图2所示的各工序而成为无菌包装体。
首先,如图2(A)所示,预成型坯1在以正立状态进行运送的同时,以一定速度通过筒状喷嘴7和缝隙状喷嘴9的设置部位。在该通过时,如上述,从口部1a向预成型坯1内喷入过热蒸气S,且对预成型坯1的外表面喷涂过热蒸气S,包含预成型坯1内外表面,将预成型坯1内外表面整体在短时间内杀菌。
图示例中,在过热蒸气S的喷涂时,预成型坯1成为正立状态,但也可以是倒立状态。
由于在短时间内杀菌,因此,预成型坯1的口部1a不会变形,或不会过度加热预成型坯1的树脂。另外,蒸气冷凝水不会在预成型坯1的表面结露并残留,因此,不会在之后的吹塑成形中制造的瓶子2上形成白化等。
予以说明,预成型坯1的内外表面通过相互错开筒状喷嘴7和缝隙状喷嘴9的设置部位,也可以错开时间地进行杀菌。
如图2(B)所示,加热器10沿着预成型坯1的运送路径配置成壁状,利用该加热器10,预成型坯1在移动的同时进行加热。预成型坯1通过该加热从约90℃均匀地加热到约130℃程度,而成为适于吹塑成形的加热状态。
在加热时,预成型坯1通过向其口部1a插入锭子11而以正立状态悬挂,且通过与锭子11一起旋转而被加热器10均匀地加热。
通过加热而成为适于吹塑成形的温度状态的预成型坯1按照图2(C)那样实施吹塑成形,而成形为作为容器的瓶子2。
作为吹塑成形模具的模具12在以与预成型坯1的移动速度相同的速度连续性地移动的同时,成为合模状态,在模具12内进行对预成型坯1的吹塑成形后成为开模状态。
预成型坯1在图2(B)所示的加热工序中大致均匀地加热,使其整体的温度上升成适于成形的温度域,在该加热状态下,如图2(C)所示,与锭子11一起安装于模具12内。另外,吹塑喷嘴13贯通模具12的上部及预成型坯1的口部1a内的锭子11并插入预成型坯1内。
在模具12移动的期间,通过例如从吹塑喷嘴13向预成型坯1内依次喷入一次吹塑用空气、二次吹塑用空气等,预成型坯1在模具12的模腔C内膨胀到最终成形品的瓶子2。
这样,当瓶子2在模具12内成形时,模具12在移动的同时进行开模,如图3(D)所示,将瓶子2的成品取出至模具12外。
瓶子2在成形后也在连续移动的同时,按照图3(E)所示那样从充填喷嘴14向瓶子2内充填作为内容物的例如由矿泉水构成的饮料a,如图3(F)所示,利用作为盖的盖4进行密封。
予以说明,也可以在上述吹塑成形后,通过包含过氧化氢等杀菌剂的蒸气喷雾、电子束照射等对瓶子2进行瓶子2的外表面杀菌,由此,提高杀菌效果。在利用双氧水的雾对瓶子的内表面进行杀菌的情况下,需要尽可能降低过氧化氢的浓度,且减少在瓶子2内的过氧化氢的残留。
这样,将成为包装体的瓶子2累积并送出至市场。
用于实施上述充填方法的充填装置可以与实施方式1一样地按照图4那样构成。
从设于比预成型坯供给机15的预成型坯输送带18与轮子19连接的部位稍微更靠上游侧的筒状喷嘴7及缝隙状喷嘴9向预成型坯1喷涂由混合有浓度为0.5%~15%的过氧化氢的水构成的过热蒸气S来代替实施方式1的过热蒸气(参照图1、图3(A))。由此,将预成型坯1的内外表面均等地加热杀菌。
实施例3
利用根据介质加热方式的过热蒸气产生装置加热产生由混合有3.0%浓度的过氧化氢的水构成的过热蒸气,从内径8mmφ的喷嘴,以流量0.7g/秒、吹出温度300℃向500mL(毫升)PET瓶子用预成型坯及2LPET瓶子用预成型坯的各内表面喷涂5秒。
该过热蒸气的喷涂产生的杀菌效果根据向内表面植菌的指标菌进行确认,结果可知,如表1所示,是适于乳饮料、茶饮料、果汁饮料、碳酸饮料、运动饮料、矿泉水等所有的饮料的充填的杀菌效果。
[表4]
B.sub. | A.nig. | |
500mL用 | 6.0D | 6.0D以上 |
2L用 | 5.8D | 6.0D以上 |
予以说明,表4中,“B.sub.”为Bacillus subtilis的简称,“A.nig.”为Aspergillus niger的简称。“D”为表示杀菌效果的D值。
另外,测定预成型坯的口部内径的变形量,结果,可以得到表2的结果,在维持盖的密封性的方面没有问题。
[表5]
喷涂过热蒸气之前 | 喷涂过热蒸气之后 | |
500mL用 | 21.77mm | 21.76mm |
2L用 | 21.75mm | 21.73mm |
实施例4
利用根据介质加热方式的过热蒸气产生装置加热混合有过氧化氢的水而产生过热蒸气,以流量0.7g/秒、120℃~550℃的范围内的各种吹出温度从内径为8mmφ的喷嘴向500mLPET瓶子用预成型坯的内表面喷涂10秒~3秒的各种时间的该过热蒸气。
该过热蒸气的喷涂产生的杀菌效果、预成型坯内径的变形和过氧化氢的残留如表3所示。
[表6]
但是,表6中,关于杀菌效果,将相对于Bacillus subtilis的D值为5以上,且相对于Aspergillus niger的D值也为6以上的情况设为“○”(可),将除此以外的情况设为“×”(不可)。关于变形,将预成型坯内径的变化不足0.05mm的情况设为“○”(可),将除此以外的情况设为“×”(不可)。关于过氧化氢的残留,在将利用过热蒸气杀菌的预成型坯成形为瓶子后,向瓶子内充填水,测定溶入该水的过氧化氢的量,结果,将不足0.5ppm的情况设为“○”(可),将除此以外的情况设为“×”(不可)。
<实施方式3>
以下,对本发明的实施方式3进行说明。
如图5所示,与实施方式1、2的情况一样,预成型坯1作为试管状的有底筒状体而形成。
如图6(A)所示,预成型坯1的内外表面的预热通过对预成型坯1的包含口部1a的预成型坯整体的内外表面喷涂无菌的热空气H而进行。
对预成型坯1喷涂的热空气H的温度优选为80℃~130℃,更优选为90℃~120℃。如果是80℃~130℃的温度范围,则就可以仅将预成型坯1表面预热成50℃~70℃。若热空气H的温度不足80℃,则为了预热需要长时间的喷涂。另外,若超过130℃,则即使在短时间内,构成预成型坯1的PET本身也过热而产生气味,特别是易于在预成型坯1的口部1a产生变形。
予以说明,预成型坯1的预热也可以只对预成型坯1的内表面进行。
上述无菌的热空气H可以利用图5所示那样的热空气产生部产生。
作为无菌的热空气H的供给源,在热空气产生部设置送风机45、除菌过滤器46和电热器47。从送风机45进入的大气被除菌过滤器46除菌,在电热器47中加热到规定温度后,成为无菌热风并从配管送至各预热用喷嘴48a、48b。
予以说明,也可以通过向从送风机45吹向除菌过滤器46的空气中添加加热的蒸气,而预加热该空气,并且进行加湿,而提高从电热器47输出的无菌的热空气H的热容量。另外,除菌过滤器46也可以与预滤器和ULPA过滤器串联连结。通过设置预滤器,可以延长ULPA过滤器的寿命。
由符号48a表示的预热用喷嘴设为筒状喷嘴。该筒状喷嘴以其开口49朝向垂直下方的方式配置。
预成型坯1在将其口部1a朝向上方的正立状态下使预热用喷嘴48a的圆形开口49的正下方朝向一方向运送。运送方式也可以是使预成型坯1连续移动的连续运送方式,也可以是在筒状喷嘴的开口49正下方暂时停止的间歇运送方式。预成型坯1可以通过利用未图示的夹持器夹持其支承环5而进行运送。
另外,图5中,由符号48b表示的预热用喷嘴设为缝隙状喷嘴。该预热用喷嘴48b以与从上述配管的分支管连接且其缝隙50与预成型坯1的侧面对峙的方式配置。优选该预热用喷嘴48b成对且从其侧面夹持预成型坯1的方式对向配置,另外,预成型坯1在绕其轴芯旋转的同时进行运送。也可以不旋转预成型坯1而进行运送,但在该情况下,将预热用喷嘴48b配置多对。
图示例中,预热用喷嘴48b为缝隙状喷嘴,但也可以如上述筒状喷嘴那样将圆形喷嘴与预成型坯1的侧面或底面对向配置多个。
在进行预成型坯1的杀菌时,总是从热空气产生部向预热用喷嘴48a、48b供给无菌的热空气H,且从预热用喷嘴48a的圆形开口49和预热用喷嘴48b的缝隙50向预成型坯1喷出。喷嘴径、角度、预成型坯1的轴等为任意,且以上述喷出的热空气H与预成型坯1的整个内表面接触的方式预先设定。
由此,从预热用喷嘴48a的开口49喷出的热空气H从预成型坯1的口部1a进入预成型坯1内,与预成型坯1的整个内表面接触,将整个内表面预热到上述规定的温度。
另外,从预热用喷嘴48b的缝隙50喷出的热空气H与以轴芯为中心进行旋转的预成型坯1的包含口部1a的整个外表面接触,将整个外表面预热到上述规定的温度。
接着,如图6(B)及图1所示,对上述预热的预成型坯1的整个表面进行杀菌处理。即,该杀菌处理通过对包含预成型坯1的口部1a的预成型坯1的整体内外表面喷涂由水制成的压力比200℃~700℃的大气压高的过热蒸气S而进行。
对预成型坯1喷涂的过热蒸气S的温度优选为200℃~700℃,更优选为250℃~500℃。如果为200℃~700℃的温度范围,则通过仅将预成型坯1表面暴露于高温中,就可以在短时间内对附着在预成型坯表面的菌进行杀菌。若过热蒸气S的温度不足200℃,则为了杀菌需要长时间的喷涂,构成预成型坯1的PET本身成高温,预成型坯1的变形变大。另外,若超过700℃,则即使在短时间内,构成预成型坯1的PET本身的温度也上升,而易于在预成型坯1中产生变形。
对预成型坯1喷涂的过热蒸气的压力是比大气压高的压力,优选比0.1MPa高且不足0.3MPa。如果是0.1MPa附近,则即使过热蒸气与预成型坯接触而温度降低,结露的可能性也较低,若压力比0.3MPa压力高,则对预成型坯喷涂加热蒸气S时,可能在预成型坯表面结露。若产生结露,则之后对瓶子等进行吹塑成形时,可能在瓶子2表面产生白化等。
另外,对预成型坯1喷涂过热蒸气S的时间优选为1.0秒~3.0秒。若不足1.0秒,则易于产生杀菌不良,若超过3.0秒,则易于在预成型坯1的口部1a产生变形。该过热蒸气S的喷涂时间如上述那样,预先对预成型坯1的表面进行预热,因此,与不进行预热的情况相比,可以缩短2.0秒~4.0秒。
予以说明,预成型坯1的杀菌必须对预成型坯1的内表面进行,但也可以通过后述的用于吹塑成形的加热对外表面进行,或也可以通过在吹塑成形后附加希望的杀菌工序而进行。
上述过热蒸气S可以通过使用与实施方式1中使用的过热蒸气产生装置12相同的过热蒸气产生装置而得到。
上述预成型坯的杀菌方法可以组装于图6(A)(B)、图2(B)(C)、图3(D)(E)(F)所示那样的在线系统中,由此,可以进行无菌包装体的大量生产。
在该在线系统中,预成型坯1以希望的速度连续运送,且经由图6(A)(B)、图2(B)(C)、图3(D)(E)(F)所示的各工序而成为无菌包装体。
首先,如图5及图6(A)所示,预成型坯1在以正立状态进行运送的同时,以一定速度通过预热用喷嘴48a、48b即筒状喷嘴和缝隙状喷嘴的设置部位。在该通过时,如上述,从口部1a向预成型坯1内喷入无菌的热空气H,且对预成型坯1的外表面喷涂无菌的热空气H,包含预成型坯1内外表面,将预成型坯1内外表面整体在短时间内杀菌。
图示例中,在热空气H的喷涂时,预成型坯1成为正立状态,但也可以是倒立状态。
接着,如图1及图6(B)所示,预成型坯1在以正立状态进行运送的同时,以一定速度通过杀菌用喷嘴7、9即筒状喷嘴和缝隙状喷嘴的设置部位。在该通过时,如上述,从口部1a向预成型坯1内喷入过热蒸气S,且对预成型坯1的外表面喷涂过热蒸气S,包含预成型坯1的内外表面,将预成型坯1的内外表面整体在短时间内杀菌。
图示例中,在过热蒸气S的喷涂时,预成型坯1成为正立状态,但也可以是倒立状态。
由于在短时间内杀菌,因此,预成型坯1的口部1a不会变形,或不会过度加热预成型坯1的树脂。另外,蒸气冷凝水不会在预成型坯1的表面结露并残留,因此,不会在之后的吹塑成形中制造的瓶子2上形成白化等。
予以说明,预成型坯1的内外表面通过相互错开杀菌用喷嘴7、9的设置部位,也可以错开时间地进行杀菌。
如图2(C)所示,加热器17沿着预成型坯1的运送路径配置成壁状,利用该加热器17,预成型坯1在移动的同时进行加热。预成型坯1通过该加热从约90℃均匀地加热到约130℃程度,而成为适于吹塑成形的加热状态。
在加热时,预成型坯1通过向其口部1a插入锭子18而以正立状态悬挂,且通过与锭子18一起旋转而被加热器10均匀地加热。
如图2(C)所示,通过加热而成为适于吹塑成形的温度状态的预成型坯1实施吹塑成形,如图3(D)所示,成形为作为容器的瓶子2。
图2(C)中,作为吹塑成形模具的模具12在以与预成型坯1的移动速度相同的速度连续性地移动的同时,成为合模状态,在模具12内进行对预成型坯1的吹塑成形后成为开模状态。
预成型坯1在图2(B)所示的加热工序中大致均匀地加热,使其整体的温度上升成适于成形的温度域,在该加热状态下,如图2(C)所示,与锭子11一起安装于模具12内。另外,吹塑喷嘴13贯通模具12的上部及预成型坯1的口部1a内的锭子11并插入预成型坯1内。
在模具12移动的期间,通过例如从吹塑喷嘴13向预成型坯1内依次喷入一次吹塑用空气或二次吹塑用空气等,预成型坯1在模具12的模腔C内膨胀到最终成形品的瓶子2。
这样,当瓶子2在模具12内成形时,模具12在移动的同时进行开模,如图3(D)所示,将瓶子2的成品取出至模具12外。
瓶子2在成形后也在连续移动的同时,按照图3(E)所示那样从充填喷嘴14向瓶子2内充填作为内容物的矿泉水、含有儿茶素的茶饮料、碳酸饮料等内容物a,如图3(F)所示,利用作为盖的盖4进行密封。
予以说明,也可以在上述吹塑成形后,通过包含过氧化氢等杀菌剂的蒸气喷雾、电子束照射等对瓶子2进行瓶子2的外表面杀菌,由此,提高杀菌效果。在利用双氧水的雾对瓶子的内表面进行杀菌的情况下,需要尽可能降低过氧化氢的浓度,且减少在瓶子内的过氧化氢的残留。
这样,将成为包装体的瓶子2累积并送出至市场。
用于实施上述充填方法的充填装置按照例如图7那样构成。
如图7所示,该充填装置为与图4所示的实施方式1的结构大致相同的结构,但与实施方式1的情况不同,在预成型坯供给机15中的比预成型坯输送带18与轮子19连接的部位稍微上游侧设置向预成型坯1喷涂无菌的热空气H的预热用喷嘴48a、48b。从这些喷嘴48a、48b向预成型坯1喷涂热空气H(参照图5、图6(A))。由此,预成型坯1的内外表面被均等地预热。
另外,以从下游侧与预热用喷嘴48a、48b相邻的方式设置向预成型坯1喷涂过热蒸气S的杀菌用喷嘴7、9。从这些喷嘴7、9向预热的预成型坯1表面喷涂过热蒸气S(参照图1、图6(B))。由此,预成型坯1的内外表面被均等地杀菌。
予以说明,预热用喷嘴48a、48b、杀菌用喷嘴7、9也可以设置于预成型坯1到达输送带23之前的例如轮子21、22外周的指定位置。
实施例5
从内径8mmφ的喷嘴,以吹出温度300℃向500mL(毫升)PET瓶子用预成型坯及2L(升)PET瓶子用预成型坯的各内表面喷涂下述时间的利用根据介质加热方式的过热蒸气产生装置将水加热而产生的流量0.7g/秒的过热蒸气。
该过热水蒸气的喷涂的杀菌效果根据向内表面植菌的指标菌进行确认,结果如表1所示。
[表7]
瓶子容量 | 预热温度 | 蒸气喷射时间 | B.sub | A.niger |
500mL | 无 | 4.5秒 | 3.1D | 4.3D |
无 | 5.0秒 | 3.1D | 6.0D以上 | |
90℃ | 1.0秒 | 3.0D | 6.0D以上 | |
2L | 无 | 4.5秒 | 3.1D | 4.8D |
无 | 5.0秒 | 3.1D | 6.0D以上 | |
90℃ | 1.0秒 | 3.0D | 6.0D以上 |
予以说明,表1中,“B.sub.”为Bacillus subtilis的简称,“A.nig.”为Aspergillus niger的简称。“D”为表示杀菌效果的D值。另外,预热温度为预成型坯内表面的温度。
如从表1可知,对于A.niger,在得到6.0D以上的杀菌效果的情况下,预热PET瓶子的预成型坯的情况与未预热的情况相比,可以将过热蒸气的喷涂时间缩短至1/5程度。
<实施方式4>
接着,对本发明的实施方式4进行说明。
如图5所示,预成型坯1的内外表面的预热通过对包含预成型坯1的口部1a的预成型坯整体的内外表面喷涂无菌的热空气H而进行。
对预成型坯1喷涂的热空气H的温度优选为80℃~130℃,更优选为90℃~120℃。如果是80℃~130℃的温度范围,则就可以仅将预成型坯1表面预热成50℃~70℃。若热空气H的温度不足80℃,则为了预热需要长时间的喷涂。另外,若超过130℃,则即使在短时间内,构成预成型坯1的PET本身也过热而产生气味,特别是易于在预成型坯1的口部1a产生变形。
予以说明,预成型坯1的预热也可以只对预成型坯1的内表面进行。
从预热用喷嘴9a的开口10喷出的热空气H从预成型坯1的口部1a进入预成型坯1内,与预成型坯1的整个内表面接触,将整个内表面预热到上述规定的温度。
另外,从预热用喷嘴9b的缝隙11喷出的热空气H与以轴芯为中心进行旋转的预成型坯1的包含口部1a的整个外表面接触,将整个外表面预热到上述规定的温度。
接着,如图1所示,对上述预热的预成型坯1的整个表面进行杀菌处理。即,该杀菌处理通过对包含预成型坯1的口部1a的预成型坯1的整体内外表面喷涂由混合有浓度为0.5%~15%的过氧化氢的水制成的压力比150℃~500℃的大气压高的过热蒸气S而进行。
对预成型坯1喷涂的过热蒸气S的温度优选为150℃~500℃,更优选为250℃~400℃。如果为150℃~500℃的温度范围,则通过仅将预成型坯1表面暴露于高温中,就可以在短时间内对附着在预成型坯表面的菌进行杀菌。若过热蒸气S的温度不足150℃,则为了杀菌需要长时间的喷涂,构成预成型坯1的PET本身成高温,预成型坯1的变形变大。另外,若超过500℃,则即使在短时间内,构成预成型坯1的PET本身的温度也上升,而易于在预成型坯1中产生变形。
对预成型坯1喷涂的过热蒸气的压力是比大气压高的压力,优选比0.1MPa高且不足0.3MPa。如果是0.1MPa附近,则即使过热蒸气与预成型坯接触而温度降低,结露的可能性也较低,若压力比0.3MPa压力高,则对预成型坯1喷涂加热蒸气S时,可能在预成型坯1表面结露。若产生结露,则之后对瓶子等进行吹塑成形时,可能在瓶子2表面产生白化等。
另外,对预成型坯1喷涂过热蒸气S的时间优选为1.0秒~3.0秒。若不足1.0秒,则易于产生杀菌不良,若超过3.0秒,则易于在预成型坯1的口部1a产生变形。该过热蒸气S的喷涂时间如上述那样,预先对预成型坯1的表面进行预热,因此,与不进行预热的情况相比,可以缩短2.0秒~4.0秒。
予以说明,预成型坯1的杀菌必须对预成型坯1的内表面进行,但也可以通过后述的用于吹塑成形的加热对外表面进行,或也可以通过在吹塑成形后附加希望的杀菌工序而进行。
预热的预成型坯1在将其口部1a朝向上方的正立状态下使杀菌用喷嘴13a的圆形开口15的正下方朝向一方向运送。运送方式也可以是使预成型坯1连续移动的连续运送方式,也可以是在杀菌用喷嘴13a的开口15的正下方暂时停止的间歇运送方式。预成型坯1可以通过利用未图示的夹持器夹持其支承环5而进行运送。
在进行预成型坯1的杀菌时,总是从过热蒸气产生装置12向杀菌用喷嘴13a、13b供给由混合有浓度为0.5%~15%的过氧化氢的水制成的过热蒸气S即作为过氧化氢和水的混合气的过热蒸气S,且从杀菌用喷嘴13a的圆形的开口15和另一杀菌用喷嘴13b的缝隙16向预成型坯1喷出过热蒸气。喷嘴径、角度、预成型坯1的轴等为任意,且以上述喷出的过热蒸气S与预成型坯1的整个内表面接触的方式预先设定。
由此,从一杀菌用喷嘴13a的开口15喷出的过热蒸气S从预成型坯1的口部1a进入预成型坯1内,与预成型坯1的整个内表面接触,而对附着于预成型坯1的内表面的一般细菌、霉、酵母菌进行杀菌。而且,在该过热蒸气S中混合有浓度为0.5%~15%的过氧化氢,因此,芽胞菌也被杀菌。另外,该杀菌可以通过向预成型坯的内部喷入短时间的过热蒸气S而实现,因此,防止来自预成型坯1的口部1a的内侧的过度加热,因此,可靠地避免坯1的口部1a的变形。
另外,从另一杀菌用喷嘴13b的缝隙16喷出的过热蒸气S与包含以轴芯为中心进行旋转的预成型坯1的口部1a的整个外表面接触而进行加热杀菌。由此,对于附着于预成型坯1外表面的一般细菌、霉、酵母菌,进一步将芽胞菌杀菌。另外,该杀菌可以通过向预成型坯1的外表面喷涂短时间的过热蒸气S而实现,因此,防止来自预成型坯1的口部1a的外侧的过度加热,因此,可靠地避免坯1的口部1a的变形。
上述预成型坯的杀菌方法可以组装于图6(A)(B)、图2(B)(C)、图3(D)(E)(F)所示那样的在线系统中,由此,可以进行无菌包装体的大量生产。
在该在线系统中,预成型坯1以希望的速度连续运送,且经由图6(A)(B)、图2(B)(C)、图3(D)(E)(F)所示的各工序而成为无菌包装体。
首先,如图6(A)所示,预成型坯1在以正立状态进行运送的同时,以一定速度通过预热用喷嘴48a、48b即筒状喷嘴和缝隙状喷嘴的设置部位。在该通过时,如上述,从口部1a向预成型坯1内喷入无菌的热空气H,且对预成型坯1的外表面喷涂无菌的热空气H,包含预成型坯1内外表面在内,将预成型坯1内外表面整体在短时间内预热。
图示例中,在热空气H的喷涂时,预成型坯1成为正立状态,但也可以是倒立状态。
接着,如图6(B)所示,预成型坯1在以正立状态进行运送的同时,以一定速度通过杀菌用喷嘴7、9即筒状喷嘴和缝隙状喷嘴的设置部位。在该通过时,如上述,从口部1a向预成型坯1内喷入由混合有浓度为0.5%~15%的过氧化氢的水制成的过热蒸气S,且对预成型坯1的外表面喷涂相同的过热蒸气S,包含预成型坯1的内外表面在内,将预成型坯1的内外表面的整体在短时间内杀菌。
图示例中,在过热蒸气S的喷涂时,预成型坯1成为正立状态,但也可以是倒立状态。
由于在短时间内杀菌,因此,预成型坯1的口部1a不会变形,或不会过度加热预成型坯1的树脂。另外,蒸气冷凝水不会在预成型坯1的表面结露并残留,因此,不会在之后的吹塑成形中制造的瓶子2上形成白化等。
予以说明,预成型坯1的内外表面通过相互错开杀菌用喷嘴7、9的设置部位,也可以错开时间地进行杀菌。
如图2(B)所示,加热器10沿着预成型坯1的运送路径配置成壁状,利用该加热器10,预成型坯1在移动的同时进行加热。预成型坯1通过该加热从约90℃均匀地加热到约130℃程度,而成为适于吹塑成形的加热状态。
在加热时,预成型坯1通过向其口部1a插入锭子11而以正立状态悬挂,且通过与锭子11一起旋转而被加热器10均匀地加热。
如图2(C)所示,通过加热而成为适于吹塑成形的温度状态的预成型坯1实施吹塑成形,如图3(D)所示,成形为作为容器的瓶子2。
图2(C)中,作为吹塑成形模具的模具12在以与预成型坯1的移动速度相同的速度连续性地移动的同时,成为合模状态,在模具12内进行对预成型坯1的吹塑成形后成为开模状态。
预成型坯1在图2(B)所示的加热工序中大致均匀地加热,使其整体的温度上升成适于成形的温度域,在该加热状态下,如图2(C)所示,与锭子11一起安装于模具12内。另外,吹塑喷嘴13贯通模具12的上部及预成型坯1的口部1a内的锭子11并插入预成型坯1内。
在模具12移动的期间,通过例如从吹塑喷嘴13向预成型坯1内依次喷入一次吹塑用空气或二次吹塑用空气等,预成型坯1在模具12的模腔C内膨胀到最终成形品的瓶子2。
这样,当瓶子2在模具12内成形时,模具12在移动的同时进行开模,如图3(D)所示,将瓶子2的成品取出至模具12外。
瓶子2在成形后也在连续移动的同时,按照图3(E)所示那样从充填喷嘴14向瓶子2内充填作为内容物的矿泉水、含有儿茶素的茶饮料、碳酸饮料等内容物a,如图3(F)所示,利用作为盖的盖4进行密封。
予以说明,也可以在上述吹塑成形后,通过包含过氧化氢等杀菌剂的蒸气喷雾、电子束照射等对瓶子2进行瓶子2的外表面杀菌,由此,提高杀菌效果。在利用过氧化氢的雾对瓶子的内表面进行杀菌的情况下,需要尽可能降低过氧化氢的浓度,且减少在瓶子内的过氧化氢的残留。
这样,将成为包装体的瓶子2累积并送出至市场。
予以说明,用于实施上述充填方法的充填装置设为与图7所示的装置相同的结构。
实施例6
从内径8mmφ的喷嘴,以吹出温度300℃向500mL(毫升)PET瓶子用预成型坯及2L(升)PET瓶子用预成型坯的各内表面喷涂下述时间的利用根据介质加热方式的过热蒸气产生装置加热水而产生的由混合有3.0%浓度的过氧化氢的水构成的流量0.7g/秒的过热蒸气。
该过热水蒸气的喷涂的杀菌效果根据向内表面植菌的指标菌进行确认,结果如表1所示。
[表8]
瓶子容量 | 预热温度 | 蒸气喷射时间 | B.sub | A.niger |
500mL | 无 | 4.5秒 | 3.1D | 6.0D以上 |
无 | 5.0秒 | 6.0D | 6.0D以上 | |
90℃ | 1.0秒 | 6.3D以上 | 6.2D以上 | |
2L | 无 | 4.5秒 | 3.0D | 6.0D以上 |
无 | 5.0秒 | 5.8D | 6.0D以上 | |
90℃ | 1.0秒 | 6.8D以上 | 6.2D以上 |
予以说明,表8中,“B.sub.”为Bacillus subtilis的简称,“A.nig.”为Aspergillus niger的简称。“D”为表示杀菌效果的D值。另外,预热温度为预成型坯内表面的温度。
如从表8可知,对于B.sub,在得到6.0D以上的杀菌效果的情况下,预热PET瓶子的预成型坯的情况与未预热的情况相比,可以将过热蒸气的喷涂时间缩短至1/5程度。另外,也可以进行芽胞菌的灭菌。
<实施方式5>
该实施方式5中,在向预成型坯1内相对性地插入喷嘴7的同时,从喷嘴7向预成型坯1内喷入过热蒸气S。
如图8所示,在筒状喷嘴7和过热蒸气产生装置6侧的导管8之间设有挠性管8b。筒状喷嘴7可以利用配置成垂直方向的未图示的导向装置及气缸活塞装置等驱动装置沿上下方向往返滑行运动。
预成型坯1在将其口部1a朝向上方的正立状态下使筒状喷嘴7的圆形开口7a的正下方朝向一方向运送。预成型坯1可以通过利用未图示的夹持器夹持其支承环5而进行运送。
在运送方式为间歇运送方式的情况下,预成型坯1每次在筒状喷嘴7的开口7a正下方暂时停止时,利用驱动装置使筒状喷嘴7下降到预成型坯1内和预成型坯1的底部附近。此时,适当挠曲挠性管8b,以不阻碍筒状喷嘴7的移动。筒状喷嘴7在在预成型坯1内下降的同时,从开口7a喷涂过热蒸气。
由此,过热蒸气S与预成型坯1的整个内表面均匀地接触,附着于预成型坯1内表面的一般细菌、霉、酵母菌被更准确且迅速地杀菌。
予以说明,在运送方式为使预成型坯1连续移动的连续运送方式的情况下,多个筒状喷嘴7及挠性管8b与预成型坯1的移动同步且可以旋回运动地配置。另外,为了从过热蒸气产生装置6向各筒状喷嘴7顺畅地供给过热蒸气,在过热蒸气产生装置6和导管8之间设置未图示的旋转接头。
另外,附着于预成型坯1外表面的一般细菌、霉、酵母菌的杀菌利用从缝隙状喷嘴9的缝隙9a喷出的过热蒸气S而进行。
<实施方式6>
如图9所示,在该实施方式6中,筒状喷嘴7形成到达预成型坯1的底部附近程度的长度。
预成型坯1在将其口部1a朝向上方的正立状态下使筒状喷嘴7的圆形开口7a的正下方朝向一方向运送。
预成型坯1可以通过利用未图示的夹持器夹持其支承环5而进行运送。该夹持器可以利用未图示的气缸活塞装置等驱动装置沿上下方向往返移动。
在预成型坯1的运送方式为间歇运送方式的情况下,预成型坯1每次在筒状喷嘴7的开口7a正下方暂时停止时,利用驱动装置,夹持器在保持预成型坯1的状态下上升,且如图9所示,使筒状喷嘴7进入预成型坯1内并使其开口7a到达预成型坯1的底部附近。筒状喷嘴7在在预成型坯1内相对性地下降的同时,从开口7a喷涂过热蒸气。
由此,过热蒸气S与预成型坯1的整个内表面均匀地接触,附着于预成型坯1内表面的一般细菌、霉、酵母菌被更准确且迅速地杀菌。
予以说明,在运送方式为使预成型坯1连续移动的连续运送方式的情况下,多个筒状喷嘴7与预成型坯1的移动同步且可以旋回运动地配置。另外,为了从过热蒸气产生装置6向各筒状喷嘴7顺畅地供给过热蒸气,在过热蒸气产生装置6和导管8之间设置未图示的旋转接头。
另外,附着于预成型坯1外表面的一般细菌、霉、酵母菌的杀菌利用从缝隙状喷嘴9的缝隙9a喷出的过热蒸气S而进行。
标记说明
1…预成型坯
1a…口部
2…容器
4…盖
6…过热蒸气产生部
7…杀菌用喷嘴
10…加热器
12…吹塑成形模具
35…填料器
36…压盖机
48a…预热用喷嘴
S…过热蒸气
a…内容物
H…热空气
Claims (18)
1.一种预成型坯的杀菌方法,该方法包括:对以一定速度通过的预成型坯的包括口部在内的整个表面中的至少内表面喷涂由水制成的压力比0.1MPa高且不足0.3MPa的200℃~500℃的过热蒸气3~6秒。
2.如权利要求1所述的预成型坯的杀菌方法,其中,所述过热蒸气通过对水进行介质加热而产生。
3.如权利要求1或2所述的预成型坯的杀菌方法,其中,进行所述预成型坯内表面的杀菌时,从与预成型坯的口部对峙的喷嘴向预成型坯内喷入过热蒸气,该过热蒸气的流量为不会导致所述口部变形的程度。
4.如权利要求1或2所述的预成型坯的杀菌方法,其中,通过喷涂无菌热空气对预成型坯的包括口部在内的整个表面中的至少内表面进行预热,然后至少对该内表面喷涂过热蒸气。
5.如权利要求3所述的预成型坯的杀菌方法,其中,通过喷涂无菌热空气对预成型坯的包括口部在内的整个表面中的至少内表面进行预热,然后至少对该内表面喷涂过热蒸气。
6.一种预成型坯的杀菌方法,该方法包括:对以一定速度通过的预成型坯的包括口部在内的整个表面中的至少内表面喷涂由混合有浓度为0.5%~15%的过氧化氢的水制成且压力比0.1MPa高且不足0.3MPa的150℃~500℃的过热蒸气3~6秒。
7.如权利要求6所述的预成型坯的杀菌方法,其中,所述过热蒸气通过对混合有浓度为0.5%~15%的过氧化氢的水进行介质加热而产生。
8.如权利要求6或7所述的预成型坯的杀菌方法,其中,进行所述预成型坯内表面的杀菌时,从与预成型坯的口部对峙的喷嘴向预成型坯内喷入过热蒸气,该过热蒸气的流量为不会导致所述口部变形的程度。
9.如权利要求6或7所述的预成型坯的杀菌方法,其中,通过喷涂无菌热空气对预成型坯的包括口部在内的整个表面中的至少内表面进行预热,然后至少对该内表面喷涂过热蒸气。
10.如权利要求8所述的预成型坯的杀菌方法,其中,通过喷涂无菌热空气对预成型坯的包括口部在内的整个表面中的至少内表面进行预热,然后至少对该内表面喷涂过热蒸气。
11.一种内容物的充填方法,该方法包括:在使以一定速度通过的预成型坯连续移动的同时,对预成型坯的至少内表面进行杀菌,且将经过杀菌的预成型坯加热到成形温度,将经过加热的预成型坯在同样进行连续移动的吹塑成形模具内进行吹塑成形,制成容器,向成形的容器中充填内容物并用盖进行密封,
其中,所述预成型坯的杀菌通过对预成型坯的包括口部在内的整个表面中的至少内表面喷涂压力比0.1MPa高且不足0.3MPa的200℃~500℃的过热蒸气3~6秒而进行。
12.如权利要求11所述的内容物的充填方法,其中,通过喷涂无菌热空气对预成型坯的包括口部在内的整个表面中的至少内表面进行预热,然后喷涂过热蒸气。
13.一种内容物的充填方法,该方法包括:在使以一定速度通过的预成型坯连续移动的同时,对预成型坯的至少内表面进行杀菌,且将经过杀菌的预成型坯加热到成形温度,将经过加热的预成型坯在同样进行连续移动的吹塑成形模具内进行吹塑成形,制成容器,向成形的容器中充填内容物并用盖进行密封,
其中,所述预成型坯的杀菌通过对预成型坯的包括口部在内的整个表面中的至少内表面喷涂由混合有浓度为0.5%~15%的过氧化氢的水制成且压力比0.1MPa高且不足0.3MPa的150℃~500℃的过热蒸气3~6秒而进行。
14.如权利要求13所述的内容物的充填方法,其中,通过喷涂无菌热空气对预成型坯的包括口部在内的整个表面中的至少内表面进行预热,然后喷涂过热蒸气。
15.一种内容物充填装置,其设有运送路径,该运送路径使预成型坯及容器在将以一定速度通过的预成型坯成形为容器、向容器中充填内容物、直至容器被盖密封的过程中连续移动,
沿着所述运送路径设有:
杀菌装置,对预成型坯进行杀菌;
加热器,将经过杀菌的预成型坯加热为适于吹塑成形的加热状态;
成形模具,将经过加热的预成型坯吹塑成形为容器;
填料器,向吹塑成形后的容器中充填内容物;
压盖机,将充填有内容物的容器进行密封,
其中,所述杀菌装置具备:
过热蒸气产生部,利用介质加热将通过线圈状导电管内的水制成压力比0.1MPa高且不足0.3MPa的200℃~500℃的过热蒸气;和
喷嘴,对预成型坯的包括口部在内的整个表面中的至少内表面喷涂所述过热蒸气3~6秒。
16.如权利要求15所述的内容物充填装置,其中,在运送路径上,在杀菌装置之前设置预热预成型坯的预热装置。
17.一种内容物充填装置,其设有运送路径,该运送路径使预成型坯及容器在将以一定速度通过的预成型坯成形为容器、向容器中充填内容物、直至容器被盖密封的过程中连续移动,
沿着所述运送路径设有:
杀菌装置,对预成型坯进行杀菌;
加热器,将经过杀菌的预成型坯加热为适于吹塑成形的加热状态;
成形模具,将经过加热的预成型坯吹塑成形为容器;
填料器,向吹塑成形后的容器中充填内容物;
压盖机,将充填有内容物的容器进行密封,
其中,所述杀菌装置具备:
过热蒸气产生部,将混合有浓度为0.5%~15%的过氧化氢的水通过线圈状导电管内,利用介质加热而制成压力比0.1MPa高且不足0.3MPa的150℃~500℃的过热蒸气;和
喷嘴,对预成型坯的包括口部在内的整个表面中的至少内表面喷涂所述过热蒸气3~6秒。
18.如权利要求17所述的内容物充填装置,其中,在运送路径上,在杀菌装置之前设置预热预成型坯的预热装置。
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