CN114728709A - 无菌填充方法和无菌填充机 - Google Patents

Abstract

即使填充速度为高速，也能够使所成形的瓶子的表面温度为一定以上，从而通过杀菌剂充分地对瓶子进行杀菌。对瓶坯进行加热，将加热后的瓶坯封入规定温度以上的瓶口部、瓶身部和瓶底部的模具，将被封入模具的所述瓶坯吹塑成形为瓶子，对瓶口部、瓶身部和瓶底部的模具的任一者在规定的温度范围外成形的瓶子进行去除，对全部瓶口部、瓶身部和瓶底部的模具在规定的温度范围成形的瓶子喷洒杀菌剂来进行杀菌。

Description

无菌填充方法和无菌填充机

技术领域

本发明涉及一种无菌填充方法和无菌填充机，其一边进行成形模具的温度监测，一边由瓶坯成形瓶子，通过杀菌剂对成形的瓶子进行杀菌，对杀菌后的瓶子填充杀菌后的内容物，通过杀菌后的盖部件对填充了内容物的瓶子进行密封。

背景技术

作为无菌填充机，已知有由瓶坯通过吹塑成形而成形瓶子的成形部、通过杀菌剂对通过成形部成形的瓶子进行杀菌的杀菌部、对通过杀菌部杀菌的瓶子进行空气冲洗的空气冲洗部、对通过空气冲洗部进行空气冲洗的瓶子填充内容物并密封的填充部相连结，设有将瓶子从成形部经过杀菌部和空气冲洗部向填充部持续运送的运送装置，从成形部至填充部的部分由腔室覆盖的无菌填充机。通过该无菌填充机，瓶子能够在成形阶段利用所施加的热量，从而提高作为杀菌剂的过氧化氢喷雾的杀菌效果(参照专利文献1)。

另外，还已知有对由瓶坯成形的瓶子的温度进行检测，仅将确认到瓶子的表面温度为一定温度以上的瓶子向杀菌部运送，去掉不足一定温度的瓶子的无菌填充机(参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2006－111295号公报

专利文献2：(日本)特开2010－155631号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

通过现有的无菌填充机，能够连续地进行从瓶子的成形经过利用杀菌剂的瓶子的杀菌到饮料的填充，但由于成形的瓶子全部送至杀菌工序和填充工序，因而会存在在次品瓶子中也填充饮料，并这样出厂的可能性。例如，当在温度未达标便将瓶子送至杀菌工序的情况下，会存在杀菌不充分的情况，从而存在这样的瓶子也填充饮料并出厂的可能性。

于是，如专利文献2这样，对成形的瓶子的表面温度进行测量，仅将一定温度以上的瓶子向杀菌部运送。但无菌填充机以往的填充速度未600个/分钟，而最近的无菌填充机的填充速度超过1000个/分钟。在600个/分钟左右时，对瓶子的表面温度测量没有影响，但在超过1000个/分钟时，瓶子的表面温度测量变得并不完全正确。测量瓶子的表面温度时，对瓶口部、瓶身部和瓶底部进行测量，但对于尤其是形成螺旋形的凹凸的瓶口部来说，由于从测量部位照射的红外线产生漫反射，因而如果填充速度变快，则可能会产生不能正确地进行温度测量的不良情况。

于是，寻求一种即使填充速度变快，也能够使成形的瓶子的表面温度为一定以上，通过杀菌剂充分地对瓶子进行杀菌的无菌填充机。

本发明的目的在于，提供一种能够消除上述问题点的无菌填充方法和无菌填充机。

用于解决技术问题的技术方案

为了解决上述技术问题，本发明采用以下构成。

本发明的一种无菌填充方法，其特征在于，对瓶坯进行加热，将加热后的所述瓶坯封入规定的温度范围的瓶口部、瓶身部和瓶底部的模具，当将被封入模具的所述瓶坯吹塑成形为瓶子时，对所述瓶口部、瓶身部和瓶底部的模具的任一者在规定的温度范围外成形的所述瓶子进行去除，使未被去除的所述瓶子与杀菌剂接触，对所述瓶子的表面进行杀菌，对杀菌后的所述瓶子填充杀菌后的内容物，对填充了所述内容物的所述瓶子通过杀菌后的盖部件进行密封。

并且，在本发明的无菌填充方法中，优选所述瓶口部、瓶身部和瓶底部的模具的所述规定的温度范围的温度是所述模具的表面温度，所述模具的表面温度通过传感器来测量，从所述传感器的前端延伸的直线相对于所述模具的测量面为垂直至60度以下。

并且，在本发明的无菌填充方法中，优选所述模具的表面温度为将所述瓶坯吹塑成形为所述瓶子之后立即打开的所述模具的温度。

并且，在本发明的无菌填充方法中，优选所述瓶口部、瓶身部和瓶底部的模具的所述规定的温度范围的温度为在所述模具循环的模具温度调节介质的温度。

并且，在本发明的无菌填充方法中，优选所述杀菌剂为杀菌剂气体或者喷雾亦或它们的混合物。

本发明的一种无菌填充机，其特征在于，具备：加热装置，其对瓶坯进行加热；模具，其由瓶口部、瓶身部和瓶底部组成，为了将加热的所述瓶坯吹塑成形为瓶子而封入所述瓶坯；模具温度调节装置，其将所述瓶口部、瓶身部和瓶底部的模具的温度调节至规定的温度范围；吹塑成形装置，其将被封入所述模具的所述瓶坯吹塑成形为所述瓶子；瓶子去除装置，其对所述瓶口部、瓶身部和瓶底部的模具的任一者在规定的温度范围外成形的所述瓶子进行去除；瓶子杀菌装置，其对未被去除的所述瓶子喷洒杀菌剂而进行杀菌；填充装置，其对杀菌后的所述瓶子填充杀菌后的内容物；密封装置，其对填充了所述内容物的所述瓶子通过杀菌后的盖部件进行密封；运送装置，其将所述瓶坯或者所述瓶子从所述加热装置运送至所述密封装置。

并且，在本发明的无菌填充机中，优选所述模具温度调节装置具备对所述瓶口部、瓶身部和瓶底部的模具的表面温度进行测量的模具表面温度测量装置，所述模具表面温度测量装置具备对所述模具的表面温度进行测量的传感器，从所述传感器的前端延伸的直线相对于所述模具的测量面为垂直至60度以下。

并且，在本发明的无菌填充机中，优选所述模具表面温度测量装置对将所述瓶坯吹塑成形为所述瓶子之后立即打开的所述瓶口部、瓶身部和瓶底部的模具的内表面的表面温度进行测量。

并且，在本发明的无菌填充机中，优选所述模具温度调节装置具备：循环装置，其使模具温度调节介质在所述瓶口部、瓶身部和瓶底部的模具内循环；模具温度调节介质温度测定装置，其对于全部所述瓶口部、瓶身部和瓶底部的模具，在所述模具的所述模具温度调节介质的流入时和流出时对所述模具温度调节介质的温度进行测量。

并且，在本发明的无菌填充机中，优选当所述模具的所述模具温度调节介质的流入时和流出时的温度在规定的温度范围外时，所述模具温度调节装置使所述模具温度调节介质在所述模具内的循环停止。

发明的效果

在通过对加热的瓶坯进行吹塑成形而得到的瓶子中，趁着因瓶坯的加热而留存有热量，通过使瓶子的内外表面与杀菌剂接触，瓶子的杀菌效果提高。成形的瓶子是否留存有热量，取决于对加热的瓶坯进行吹塑成形的模具温度是否处于规定的温度范围。模具通过向与吹塑成形的瓶子的瓶口部、瓶身部和瓶底部对应的三个模具封入瓶坯，并且插入延伸杆和吹入高压气体来进行。吹塑成形瓶子的表面成为瓶口部、瓶身部和瓶底部的模具的形状，成形之后的模具的表面与瓶子的外表面接触。因此，杀菌剂所接触的瓶子的瓶口部、瓶身部和瓶底部的表面温度由模具的温度决定。

本申请通过提供一种无菌填充方法和无菌填充机，其使模具的表面温度在规定的温度范围，从而能够使因瓶坯的加热带来的热量在吹塑成形的瓶子中留存，提高杀菌剂的杀菌效果。并且，通过本申请的发明，由于杀菌效果的提高，因而能够减少与瓶子接触的杀菌剂的量。并且，通过减少杀菌剂的量，能够减少在瓶子中留存的杀菌剂。

附图说明

图1是本发明实施方式的无菌填充机的示意性俯视图。

图2表示本发明实施方式的无菌填充机的加热装置和吹塑成形装置中的工序，其中，图2的(A)表示瓶坯供给工序，图2的(B)表示瓶坯加热工序，图2的(C)表示吹塑成形工序，图2的(D)表示瓶子取出工序。

图3表示本发明实施方式的无菌填充机的瓶子杀菌装置和填充装置中的工序，其中，图3的(E－1)表示通过通道将瓶子遮盖而进行的杀菌剂喷洒工序，图3的(E－2)表示将杀菌剂喷洒喷嘴插入瓶子中而进行的杀菌剂喷洒工序，图3的(F－1)表示在瓶子处于正立状态下的空气冲洗工序，图3的(F－2)表示在瓶子处于倒立状态下的空气冲洗工序，图3的(G)表示填充工序，图3的(H)表示密封工序。

图4表示组装在本发明实施方式的无菌填充机中的杀菌剂气体生成器。

图5表示本发明实施方式的无菌填充机具备的模具温度调节装置。

图6表示本发明实施方式的无菌填充机具备的插入模具内部的模具表面温度测量装置。

图7表示本发明实施方式的无菌填充机具备的从外部对瓶身部模具进行测量的模具表面温度测量装置。

图8表示本发明实施方式的无菌填充机具备的从外部对瓶底部模具进行测量的模具表面温度测量装置。

具体实施方式

以下参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

图1表示本发明的无菌填充机。通过图1对由自瓶坯的供给起的瓶坯加热装置、自瓶坯吹塑成形瓶子的吹塑成形装置、对在吹塑成形时瓶子的瓶口部、瓶身部和瓶底部的模具的任一者所规定的温度范围外成形的瓶子进行去除的瓶子去除装置、对瓶子进行杀菌的瓶子杀菌装置、对瓶子填充内容物的填充装置和对填充了内容物的瓶子进行密封的密封装置组成的无菌填充机的概要进行说明，通过图2、图3、图4对各装置中的工序的详细内容进行说明。根据本实施方式，不需要使吹塑成形的瓶子变形，便能够通过瓶坯的加热使施加的热量适当地在瓶子中留存。

(实施方式的概要)

如图1所示，本实施方式的无菌填充机具备：瓶坯供给装置4，其供给瓶坯1；加热装置6，其将瓶坯1加热至瓶子2成形的温度；吹塑成形装置16，其将加热的瓶坯1成形为瓶子2；瓶子检验装置24，其对吹塑成形的瓶子2的外观进行检验；瓶子去除装置17，其对在吹塑成形装置16具备的模具20所规定的温度范围外吹塑成形的瓶子2进行去除；瓶子杀菌装置30，其对在模具20所规定的温度范围内吹塑成形、并且未被去除的瓶子2进行杀菌；空气冲洗装置34，其对杀菌的瓶子2进行空气冲洗；填充装置39，其对空气冲洗后的瓶子2填充杀菌后的内容物；盖部件杀菌装置52，其对密封部件即盖部件3进行杀菌；密封装置44，其对填充有内容物的瓶子2通过杀菌后的盖部件3进行密封；送出装置47，其将密封的瓶子2向无菌填充机的外部送出；运送装置，其运送供给的瓶坯1和成形的瓶子2。通过本发明的实施方式的无菌填充机，对杀菌后的瓶子2在无菌环境下填充杀菌后的内容物，从而能够进行无菌填充。

加热装置6、吹塑成形装置16和瓶检查装置24被成形部腔室12遮挡，瓶子杀菌装置30被杀菌部腔室33遮挡，空气冲洗装置34被空气冲洗部腔室36遮挡，填充装置39被填充部腔室41遮挡，密封装置44被密封部腔室46遮挡，排出装置47和排出输送机50被排出部腔室49遮挡。在吹塑成形装置16与瓶子杀菌装置30之间设有环境阻断腔室27，以使在瓶子杀菌装置30中产生的杀菌剂的气体或者喷雾或者它们的混合物不会流入吹塑成形装置16。在瓶子杀菌装置30中产生的杀菌剂的气体或者喷雾亦或它们的混合物由于被环境阻断腔室27排出而不会流入吹塑成形装置16。在这里，填充装置39和密封装置44也可以被单个的腔室遮挡。并且，盖部件杀菌装置52和密封装置44也可以被单个的腔室遮挡。此外，密封装置44和排出装置47也可以被单个的腔室遮挡。

在无菌填充机工作期间，杀菌部腔室33、空气冲洗部腔室36、填充部腔室41、密封部腔室46和排出部腔室49被供给由除菌过滤器进行了无菌化的无菌空气，并且通过无菌空气的供给使各腔室内的压力成为正压，从而维持无菌填充机的无菌性。对于成为正压的压力，设定为其在填充部腔室41内最高，越靠近空气冲洗部腔室36、杀菌部腔室33等上游越低。并且，设定为越靠近密封部腔室46，排出部腔室49等下游越低。通过使环境阻断腔室27排气，环境阻断腔室27内的压力保持在与大气压几乎相同。例如，若将填充部腔室41内的压力设为20Pa～40Pa，则其他的腔室内的压力比填充部腔室41内的压力低。

在无菌填充机中，对瓶坯1进行加热，将加热后的瓶坯1封入模具20，该模具20具有设定好的温度范围的瓶口部模具20a，瓶身部模具20b以及瓶底部模具20c，将封入模具20的瓶坯1吹塑成形为瓶子，将瓶口部模具20a，瓶身部模具20b和瓶底部模具20c中的任意一个在设定好的温度范围之外成形的瓶子2去除。无菌填充机具备将瓶子2去除的瓶子去除装置17。瓶子去除装置17在图1中设于环境阻断腔室27内，只要在对瓶子杀菌之前可以设于任意部位。瓶口部模具20a，瓶身部模具20b以及瓶底部模具20c全部在设定好的温度范围内成形，使没有被去除的瓶子2和杀菌剂接触来对瓶子2进行杀菌。为了使杀菌剂和瓶子2接触，通过向瓶子2的内外表面喷洒杀菌剂来进行杀菌。喷洒出的杀菌剂是杀菌剂的气体或者喷雾亦或它们的混合物或者液体。

如图2的(A)所示的瓶坯1从图1所示的瓶坯供给装置4通过瓶坯供给输送机5以期望的速度连续地向加热装置6供给。

本实施方式中的瓶坯1是试验管状的有底筒状件，在其最初成形时被施加与图2的(D)所示的瓶子2相同的口部1a。在瓶坯1成形的同时在口部1a形成有外螺纹。并且，在瓶坯1的口部1a的下部形成有用于运送的支撑环1b。瓶坯1或者瓶子2经由该支撑环1b被夹具22夹持从而在无菌填充机内运动。瓶坯1通过注塑成形，压缩成形等成形。瓶坯1的材质由聚对苯二甲酸乙酯，聚萘二甲酸乙二醇酯，聚丙烯，聚乙烯等热可塑性树脂形成，可以是上述单个树脂或者混合物，也可以包括热可塑性树脂。并且，为了施加阻隔性，也可以以层或者混合物的方式包含以乙烯-乙烯醇共聚物、间苯二甲胺这样的芳香胺作为单体的聚酰胺等热可塑性树脂。

供给到加热装置6的瓶坯1以恒定间距由设有多个夹具22的轮子7、8运送并且到达加热装置运送轮9。此处，如图2的(B)所示，轴19从夹具22释放、插入瓶坯1的口部1a并被运送。

如图2的(B)所示，瓶坯1通过红外线加热器14或者加热元件被加热到适于之后的吹塑成形的温度。该温度优选为90℃～130℃。

另外，瓶坯1的口部1a的温度被抑制到用于防止变形等的70℃以下的温度。

如图2的(B)所示，瓶坯1在口部1a插入有轴19，通过红外线加热器14被加热，一边旋转一边被环形链13运送。轴19以恒定间隔设于环形链13。环形链13通过带轮10、11进行旋转。除了轴19之外，也可以通过将铁心插入瓶坯1来使瓶坯1以倒立状态旋转并将其运送。

加热后的瓶坯1从轴19释放并被夹具22夹持，通过轮子15向吹塑成形装置16的成形轮子18运送。如图2的(C)所示，通过具备成形轮子18的模具20来使瓶坯1吹塑成形为瓶子2。模具20具有瓶口部模具20a、瓶身部模具20b以及瓶底部模具20c。瓶口部模具20a和瓶身部模具20b是分体模具，成对并且一般各为两个。瓶底部模具20c一般是单数。模具20和喷嘴21绕着成形轮子18配置有多个，并且和成形轮子18的旋转一起以恒定速度绕着成形轮子18回旋。

当加热后的瓶坯1送到时，模具20夹入瓶坯1并封入瓶坯1。接着，喷嘴21与瓶坯1接合，将未图示的延伸杆向设于喷嘴21的孔引导并插入瓶坯1内，通过插入的延伸杆使瓶坯1纵向延伸，同时，通过从喷嘴21向瓶坯1内喷洒高压的空气等气体来使瓶坯1横向延伸，从而在模具20内成形有瓶子2。成形后的瓶子2如图2的(D)所示，模具20打开，从模具20取出瓶子2，通过设于检查轮子23的夹具22将支撑环1b夹持并且向检查轮子23传送。

瓶口部模具20a、瓶身部模具20b以及瓶底部模具20c必须在规定的温度范围进行管理。加热后的瓶坯1被吹塑成形，并且成形后瓶子2的表面温度必须在设定好的温度以上。这是因为存在无法充分地获得通过向瓶子2的表面喷洒而接触的杀菌剂的杀菌效果的可能性。通过将在瓶口部模具20a、瓶身部模具20b以及瓶底部模具20c中循环的模具温度调节介质的温度设为设定好的温度范围，能够使瓶子2的表面温度成为合适的温度。

为了充分地得到向瓶子2的表面喷洒的杀菌剂的杀菌效果，在喷洒杀菌剂时，瓶子2的表面温度在40℃以上，优选在50℃以上。即，对被吹塑成形并且从模具20取出的瓶子2进行外观检查，即将喷洒杀菌剂之前的瓶子2的表面温度在40℃以上，优选为50℃以上。为了在即将喷洒杀菌剂之前使瓶子2的表面温度在40℃以上，通过模具温度调节装置54使模具20的表面温度在设定好的温度范围。

如图5所示，为了调节模具20的温度而设有模具温度调节装置54。模具温度调节装置54具有：模具温度调节介质冷却罐55、模具温度调节介质加热罐56、从模具温度调节介质冷却罐55向瓶口部模具20a和瓶底部模具20c导入模具温度调节介质的管路和用于从模具温度调节介质加热罐56向瓶身部模具20b流通模具温度调节介质的管路、用于使模具温度调节介质在管路中流动的泵、阀以及温度传感器。模具温度调节装置54通过使模具温度调节介质在模具20中循环来管理瓶口部模具20a、瓶身部模具20b以及瓶底部模具20c的温度。模具温度调节装置54具备使模具温度调节介质在模具20中循环的循环装置。模具温度调节介质是指水或者油等液体。由于温度不会在0℃以下且不会加热到高温，优选为水。

通过利用模具温度调节装置54将模具温度调节介质的温度管理在设定好的温度范围，可以将模具20的温度保持在设定好的温度范围。

模具温度调节介质在模具温度调节介质冷却罐55中被冷却。5℃～20℃的温度范围是理想的。在模具温度调节介质冷却罐55内设有用于冷却模具温度调节介质的冷却装置。模具温度调节介质加热罐56内的模具温度调节介质被保持在40℃～70℃的温度范围。在模具温度调节介质加热罐56内设有对加热器等的模具温度调节介质进行加温的加温装置以及对升温的模具温度调节介质进行冷却的冷却装置。

如图5所示，在模具温度调节介质冷却罐55中被冷却的模具温度调节介质从模具温度调节介质冷却罐55流出并且分支，一方流入两个瓶口部模具20a，在瓶口部模具20a内的流路中流动，从瓶口部模具20a流出，回到模具温度调节介质冷却罐55。并且，分支出的另一方流入瓶底部模具20c，在瓶底部模具20c内的流路中流动，从瓶底部模具20c流出，回到模具温度调节介质冷却罐55。也可以不使模具温度调节介质分支而从模具温度调节介质冷却罐55流入瓶底部模具20c，之后流入瓶口部模具20a。

瓶坯的口部1a在加热装置6中没有被加热到70℃以上。瓶口部模具20a是用于从瓶坯1的支撑环1b的下部成形瓶子2的肩部的模具。从瓶坯1的支撑环1b的下部成形瓶子2的肩部的部分相对于成形后的面积，树脂量较多，热容量较大，瓶子2的瓶口部模具20a所接触的部分的温度在喷洒杀菌剂之前的移动中，温度下降较少。瓶坯1的支撑环1b的下部被加热装置6加热到90℃～130℃。从加热到90℃～130℃的瓶坯1的支撑环1b成形的瓶子2的肩部在70℃附近或者可能会超过70℃，需要对瓶口部模具20a进行冷却。因此，在模具温度调节介质冷却罐55中模具温度调节介质被保持在5℃～20℃的温度范围。

通过将在瓶口部模具20a中循环的模具温度调节介质的温度保持在5℃～20℃，使喷洒杀菌剂时的瓶子2的从支撑环1b的下部起的肩部的表面温度在40℃以上。在模具温度调节介质冷却罐55内的模具温度调节介质的温度低于5℃时，喷洒杀菌剂时的瓶子2的从支撑环1b的下部起的肩部的表面温度可能会低于40℃。并且，当超过20℃时，喷洒杀菌剂时的瓶子2的从支撑环1b的下部起的肩部的表面温度可能会70℃。当以超过70℃的温度逐渐冷却时，成形后的形状可能会变形。

瓶坯1成形为瓶子2时形成瓶子2的底部的部分被加热装置6加热到90℃～130℃。通过利用延伸杆来推擀瓶坯1的底部从而形成瓶子2的底部。因此，虽然比瓶坯1的厚度薄，但是比瓶子2的瓶身部壁厚且热容量更大，不会由于吹塑成形而急剧地冷却。由于可能会由于逐渐冷却而使形成瓶子2的树脂的结晶化发展从而使底部变脆，因此在吹塑成形时对成形瓶子2的底部的瓶底部模具20c进行冷却。因此，在模具温度调节介质冷却罐55中模具温度调节介质保持在5℃～20℃。

通过使在瓶底部模具20c中循环的模具温度调节介质的温度保持在5℃～20℃，使喷洒杀菌剂时的瓶子2的底部的表面温度在40℃以上。当模具温度调节介质冷却罐55内的模具温度调节介质的温度低于5℃时，喷洒杀菌剂时的瓶子2的底部的表面温度可能会低于40℃。并且，当超过20℃时，瓶子2的底部可能会产生结晶化而使瓶子2的底部变脆，瓶子2可能会由于下落冲击而破损。并且，瓶子2的底部可能会变形。

如图5所示，在模具温度调节介质加热罐56中加温的模具温度调节介质流入瓶身部模具20b的两个分体模具的上部并且从瓶身部模具20b的下部流出后，回到模具温度调节介质加热罐56。在无菌填充机中，在开始使瓶坯1向瓶子2成形后，在模具温度调节介质加热罐56内使模具温度调节介质加温并且保持在40℃～70℃。但是，随着吹塑成形次数增加，从瓶身部模具20b流出的模具温度调节介质的温度升温。加热到90℃～130℃的瓶坯1由于高压气体而延伸，70℃以上的温度的延伸后的树脂被压到瓶身部模具20b。其结果是，模具温度调节介质倾向于升温到超过70℃的温度。因此，在模具温度调节介质加热罐56中加温的模具温度调节介质以保持在保持40℃～70℃的方式而被冷却。

通过使在模具温度调节介质加热罐56中被加温的模具温度调节介质的温度保持在40℃～70℃，使喷洒杀菌剂时的瓶子2的瓶身部的表面温度在40℃以上。当模具温度调节介质加热罐56内的模具温度调节介质的温度低于40℃时，喷洒杀菌剂时的瓶子2的瓶身部的表面温度可能会低于40℃。并且，当超过70℃时，可能会由于越过形成瓶子2的树脂的玻璃转移点而从模具20取出瓶子，取出瓶子后逐渐冷却而使瓶子2的瓶身部发生白化。

由于在瓶口部模具20a和瓶底部模具20c中流动的模具温度调节介质在流入口处和流出口处大致水平，因此模具温度调节介质的流入部位不作限定，使模具温度调节介质从图5的上部流入瓶身部模具20b并且从下部流出，也可以使模具温度调节介质从瓶身部模具20b的下部流入并且从上部流出。模具20在无菌填充机中设有多个，使模具温度调节介质流过所有模具20来管理模具20的温度。通常，在无菌填充机中设有四个至三十六个模具20。

作为在模具温度调节介质冷却罐55和模具温度调节介质加热罐56的内部测量模具温度调节介质的温度的模具温度调节介质温度测量装置设置有温度传感器，利用从温度传感器获取的温度信息调节模具温度调节介质的温度，从而将模具温度调节介质冷却罐55和模具温度调节介质加热罐56内的模具温度调节介质的温度保持在设定好的范围。与上述温度传感器分开地，在模具温度调节装置54中在模具温度调节介质的流路设置作为模具温度调节介质温度测量装置的温度传感器。通过在模具温度调节介质的流路设置温度传感器来获知流入、流出模具20的模具温度调节介质的温度。

在模具温度调节介质从模具温度调节介质冷却罐55流出的部位设置温度传感器T1，在模具温度调节介质流入的部位设置温度传感器T2。并且，在模具温度调节介质从模具温度调节介质加热罐56流出的部位设置温度传感器T3，在模具温度调节介质流入的部位设置温度传感器T4。

当T1和T2的温度不在5℃～20℃的范围内，或者T3和T4的温度不在40℃～70℃的范围内时，或者均不在范围内时，喷洒杀菌剂的瓶子2的表面温度可能不会在40℃以上，或者瓶子2可能回变形，吹塑成形后的瓶子2通过瓶子去除装置17在无菌填充机的外部被去除，没有被运送到瓶子杀菌装置30。也可以是，当测量的模具温度调节介质的温度不在设定好的温度范围时，使模具温度调节介质的向模具20的循环停止。

虽然对将模具20的温度作为在模具20中循环的模具温度调节介质的温度来管理模具20的温度，但是也可以直接测量模具20的表面温度，将该温度作为模具温度。图6示出了通过非接触温度计来测量模具20的表面温度的模具表面温度测量装置57。模具表面温度测量装置57对在刚刚取出吹塑成形后的瓶子2后打开的模具20的表面温度进行测量。从打开的模具20的上方将模具表面温度测量装置57插入模具20的内部，测量模具20的表面温度。

瓶口部模具20a和瓶底部模具20c的表面温度优选保持在5℃～20℃的温度范围。当瓶口部模具20a或者瓶底部模具20c的表面温度低于5℃时，在模具温度调节介质冷却罐55中使模具温度调节介质的温度升温，使瓶口部模具20a和瓶底部模具20c的表面温度在5℃以上。并且，当瓶口部模具20a和瓶底部模具20c的表面温度超过20℃时，在模具温度调节介质冷却罐55中冷却模具温度调节介质，使瓶口部模具20a和瓶底部模具20c的表面温度在20℃以下。

瓶身部模具20b的表面温度优选保持在40℃～70℃的温度范围。当瓶身部模具20b的表面温度低于40℃时，在模具温度调节介质加热罐56中使模具温度调节介质的温度升温，使瓶身部模具20b的表面温度在40℃以上。并且，当瓶身部模具20b的表面温度超过70℃时，在模具温度调节介质加热罐56中冷却模具温度调节介质，使瓶身部模具20b的表面温度在70℃以下。

模具表面温度测量装置57包括测量瓶底部模具20c的表面温度的传感器和一边在上下方向上移动一边对作为分体模具的两个瓶口部模具20a和瓶身部模具20b的表面温度进行测量的两个传感器，至少具有三个传感器。当单独测量瓶口部模具20a和瓶身部模具20b时具有五个传感器。

温度传感器利用从模具20放出的红外线进行温度测量，但是不限于此。模具20这样的镜面的金属表面的温度测量由于放射率较低而比较困难，但是最近在开发能进行测量的传感器。

如果传感器的前端相对于模具20的表面的测量面垂直地相对，则可以精度较好地测量温度。从传感器的前端延伸的直线优选相对于测量面从垂直到30度以下，最大也可以在60度以下。这样一来，测量模具20的表面温度的测量面积较宽，难以测量正确的温度。

对于瓶底部模具20c的表面温度测量，可以通过设于模具表面温度测量装置57的前端的传感器直接测量。当测量瓶口部模具20a和瓶身部模具20b的表面温度时，传感器前端没有相对于测量面正对，但是可以通过在传感器前端安装使从测量面产生的红外线角度转换90度的棱镜来对位于模具表面温度测量装置57的侧面的瓶口部模具20a和瓶身部模具20b的表面温度进行测量。例如，当传感器的直径设为

时，若将两个传感器同时内封在模具表面温度测量装置57，则宽度为30mm左右，可以插入打开的模具20的内部。由于测量瓶底部模具20c、瓶口部模具20a以及瓶身部模具20b的传感器的内封于模具表面温度测量装置57的位置不同，因此模具表面温度测量装置57的粗细不需要粗到超过30mm。

如图6所示，向模具20的内部插入模具表面温度测量装置之后，一边使内装有至少三个传感器的模具表面温度测量装置57下降，一边对瓶口部模具20a、瓶身部模具20b和瓶底部模具20c的表面温度进行测量。需要说明的是，也可以将内装有五个温度传感器的模具表面温度测量装置57插入模具20的内部，同时对五处的模具20的表面温度进行测量。还可以不在所有的模具上均设置模具表面温度测量装置57。

也可以不将模具表面温度测量装置57从模具20的上方向模具20的内部插入，而是从打开的模具20的侧面插入并测量模具20的表面温度。

也可以不将模具表面温度测量装置57插入模具20的内部来测量模具20的表面温度，而是在吹塑成形之后模具20打开，取出瓶子2之后，如图7所示的那样通过模具表面温度测量装置57a从模具20的外部对模具20的表面温度进行测量。如图7所示，至少设置两个模具表面温度测量装置57a，而对瓶身部模具20b的表面温度进行测量。图7中是成形圆形瓶子的模具，但也可以是方形或多边形。

如图8所示，对于瓶底部模具20c的表面温度来说，通过将从瓶底部模具20c的表面接收垂直传播的红外线的模具表面温度测量装置57a设置在模具20的上部，从而不需要将模具表面温度测量装置57插入模具20的内部便能够进行测量。

由模具表面温度测量装置57或模具表面温度测量装置57a测量的模具20的测量温度必须均为40℃以上。在瓶口部模具20a、瓶身部模具20b和瓶底部模具20c的五个模具的温度不均为40℃以上时，存在喷洒有杀菌剂的瓶子2的表面温度不为40℃以上的可能性，此时吹塑成形的瓶子2通过瓶子去除装置17被去除并送至无菌填充机的外部，不向瓶子杀菌装置30运送。在温度均为规定的温度即40℃以上时，瓶子2被运送至瓶子杀菌装置30。

传输至检验轮23的瓶子2通过瓶子检验装置24进行外观检验。成形的瓶子2通过在检验轮23的周围设置的瓶子检验装置24，对瓶身部、支撑环1b、瓶子2的口部1a的顶面、瓶子2的底部等进行检验，当判定异常时，通过瓶子去除装置17，将瓶子2去除并送至无菌填充机的外部。

通过摄像机对瓶身部、支撑环1b、瓶子2的口部1a、瓶子2的顶面、瓶子2的底部进行拍摄，从而检查各部位的状态。拍摄到的图像通过图像处理装置进行处理，对是否存在划痕、异物、变形、变色等异常进行判定。超过容许范围的瓶子2被判定为异常。

为了使在瓶子杀菌装置30产生的杀菌剂不流入吹塑成形装置16，经瓶子检验装置24的检验未判定为异常的瓶子2途径在吹塑成形装置16与瓶子杀菌装置30之间设置的环境阻断腔室27内的轮子25、26被运送至瓶子杀菌装置30。

在轮子25上设有瓶子去除装置17，对瓶口部模具20a、瓶身部模具20b和瓶底部模具20c的任一者在规定的温度范围外成形的瓶子2进行去除。即当流入和流出瓶口部模具20a、瓶身部模具20b和瓶底部模具20c的模具温度调节介质的温度的任一者处于规定的温度范围外时，成形的瓶子2通过瓶子去除装置17被去除并送至无菌填充机外。并且，当瓶口部模具20a、瓶身部模具20b和瓶底部模具20c的被测量的表面温度处于规定的温度范围外时，成形的瓶子2被去除。而且，通过检验装置判定异常的瓶子2也被去除。

运送至瓶子杀菌装置30的瓶子2在轮子28处进行杀菌。杀菌通过使瓶子2与杀菌剂接触，即将杀菌剂向瓶子2喷洒来进行。用于对瓶子2进行杀菌的向瓶子2的杀菌剂的喷洒工序如图3的(E－1)所示。为了向瓶子2喷洒杀菌剂，设有杀菌剂喷洒喷嘴31。杀菌剂喷洒喷嘴31以其前端的喷嘴孔能够与在正下方运动的瓶子2的口部1a的开口正对的方式被固定。需要说明的是，根据需要，如图3的(E－1)所示的那样，在杀菌剂喷洒喷嘴31的下方沿着瓶子2的运动路径设有杀菌剂喷洒通道32。杀菌剂喷洒喷嘴31既可以有一个，也可以有多个。向瓶子2喷洒的杀菌剂流入瓶子2的内部，从而对瓶子2的内表面进行杀菌。此时，通过瓶子2在杀菌剂喷洒通道32内运动，杀菌剂也在瓶子2的外表面流动，从而也对瓶子2的外表面进行杀菌。

在杀菌剂为杀菌剂气体或喷雾亦或它们的混合物的情况下，如图3的(E－1)所示，瓶子2可以处于正立状态。但在喷洒的杀菌剂为液体的情况下，为了使瓶子2的内表面整体与杀菌剂更好地接触、由夹具22对倒立的瓶子2的支撑环1b进行夹持，通过朝向上方的喷嘴从口部1a向瓶子2的内表面喷洒杀菌剂。并且，对于瓶子2的外表面来说，为了使其整体与杀菌剂更好地接触，通过朝向下方的喷嘴向瓶子2的外表面喷洒杀菌剂。即使朝向上方的喷嘴设置为与瓶子2的口部1a相对，也可以设置追随瓶子2的运送速度的喷嘴，并将其插入至瓶子2的内部。并且，朝向下方的喷嘴也可以有多个。

需要说明的是，如图3的(E－2)所示，可以使杀菌剂喷洒喷嘴31追随瓶子2的运送，将杀菌剂喷洒喷嘴31插入瓶子2的内部，直接对杀菌剂的瓶子2的内表面进行喷洒。从瓶子2溢出的杀菌剂碰触至围绕杀菌剂喷洒喷嘴31而设置的引导部件31a，从而在瓶子2的外表面流动并与瓶子2的外表面接触。在引导部件31a设有与喷嘴31同轴的凸缘部和从凸缘部向外周突出的环形壁部。

杀菌剂气体或喷雾亦或它们的混合物是由图4所示的杀菌剂气体生成器58气化的杀菌剂或气化的杀菌剂所凝结的喷雾亦或它们的混合物。杀菌剂气体生成器58具备使杀菌剂为滴状而进行供给的双流体喷雾器喷嘴即杀菌剂供给部59和将由该杀菌剂供给部59供给的杀菌剂加热至分解温度以下而使其气化的气化部60。杀菌剂供给部59以从杀菌剂供给路59a和压缩空气供给路59b分别导入杀菌剂和压缩空气并将杀菌剂向气化部60内喷雾的方式构成。气化部60为在内外壁间夹着加热器60a的管道，对向该管道内喷洒的杀菌剂进行加热而使其气化。气化的杀菌剂气体从杀菌剂气体喷洒喷嘴31向气化部60外喷出。作为加热器60a的替代，也可以通过电介质加热对气化部60进行加热。

作为杀菌剂供给部59的工作条件，例如压缩空气的压力在0.05MPa～0.6MPa的范围内调节。需要说明的是，杀菌剂即使通过重力下落也可以施加压力，能够自由地设定供给量，例如在杀菌剂供给路59a中，杀菌剂以在1g/min.～100g/min.的范围内供给。并且，通过将气化部60的内表面加热到140℃至450℃的范围内来使喷洒的杀菌剂气化。

如图3的(E－1)和(E－2)所示，杀菌剂气体从杀菌剂喷洒喷嘴31喷洒至瓶子2。杀菌剂气体或喷雾亦或它们的混合物的喷洒量是任意的，但喷洒量由通过杀菌剂气体生成器58供给的杀菌剂的量与喷洒时间决定。杀菌剂气体生成器58可以具有多个。喷洒量也根据瓶子2的大小而变化。

当以气体或喷雾亦或它们的混合物向瓶子2喷洒杀菌剂时，优选至少含有过氧化氢。其含有量在0.5质量％～65质量％的范围内是适宜的。如果不足0.5质量％，则存在杀菌力不足的情况，如果超过65质量％，则在安全上难以处理。需要说明的是，更优选的是0.5质量％～40质量％，如果在40质量％以下则处理更加容易，由于低浓度因而能够降低杀菌后的瓶子2的杀菌剂的残留量。

当杀菌剂为双氧水时，双氧水气体的喷洒量如下。通过从杀菌剂喷洒喷嘴31向瓶子2的内表面喷洒的过氧化氢水气体，以附着在瓶子2的内表面的过氧化氢的量为含有35质量％的过氧化氢的双氧水的量，为30μL/瓶～150μL/瓶，优选为50μL/瓶～100μL/瓶。并且，向瓶子2喷洒的双氧水气体的过氧化氢浓度为2mg/L～20mg/L，优选为5mg/L～10mg/L。

在将液体的杀菌剂向瓶子2喷洒的情况下，优选杀菌剂含有过氧乙酸。更优选液体的杀菌剂为过氧乙酸、过氧化氢、醋酸和水组成的平衡过氧化物组成物。优选过氧乙酸的浓度为500mg/L～4000mg/L。如果不足500mg/L则杀菌力不充分，如果超过4000mg/L则由于过氧乙酸的浓度较高，存在使在无菌填充机使用的填料等部件恶化的可能性。

将液体的杀菌剂加温至50℃～80℃，优选加温至60℃～70℃。如果加温，则杀菌剂的杀菌效果提高。每个杀菌剂喷洒喷嘴311适宜的流量为1L/min.～15L/min.，优选3L/min.～10L/min.。并且，适宜的喷洒时间为0.2秒～5秒。瓶子2的液体杀菌剂的喷洒量由杀菌剂喷洒喷嘴31的流量和喷洒时间决定，而对于瓶子2的表面积来说，优选喷洒量为0.05ml/cm²～20ml/cm²。如果不足0.05ml/cm²则杀菌不充分，超过20ml/cm²则喷洒量过大，造成能源和杀菌剂的浪费。

另外，杀菌剂含有水，但也可以含有甲醇、无水乙醇、异丙醇、正丙醇、丁醇等醇类；丙酮、甲基乙基甲酮、乙酰丙酮等酮类；乙二醇醚类等的一种或两种以上。

而且，杀菌剂也可以含有有机酸、次氯酸钠等氯化物、臭氧等具有杀菌效果的化合物；阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、磷酸化合物等添加剂。

如图1所示，在瓶子杀菌装置30中杀菌的瓶子2途径轮子29，被运送至空气冲洗装置34。瓶子2在图1所示的空气冲洗轮35，如图3的(F－1)所示的那样通过空气冲洗喷嘴38向正立状态的瓶子2吹入无菌空气。无菌空气可以处于常温，但优选被加热。无菌空气将残留于瓶子2内部的杀菌剂排出，也具有将残留的杀菌剂分解从而进一步提高杀菌效果，并且当瓶子2内部存在异物时将异物去除的效果。并且，如图3的(F－2)所示的那样，也可以使瓶子2处于倒立状态而向瓶子2内吹入无菌空气。此时，与正立状态相比，异物的去除更为有效。而且，与图3的(E－2)的杀菌剂喷洒喷嘴31同样，通过围绕空气冲洗喷嘴38而设置引导部件，被导入瓶子2内部的、从口部1a溢出的无菌空气与引导部件碰触，从而也对口部1a的外周部进行冲洗，口部1a的外周部的温度上升，口部1a的外周部的杀菌效果提高。

可以使空气冲洗喷嘴38能够上下运动，而将无菌空气吹入瓶子2内。另外，也可以不将无菌空气而将无菌水导入瓶子2的内部，从而对瓶子2的内部进行冲洗。还可以同时使用无菌空气和无菌水对瓶子2进行冲洗。

为了将附着在接触杀菌剂的瓶子2的杀菌剂去除，通过无菌水对瓶子2进行冲洗。无菌水是将水在121℃以上加热4分钟以上并将其滤过除菌过滤器而制造的。利用无菌水的瓶子2的冲洗通过与杀菌剂的喷洒相同的工序和装置来进行。为了利用无菌水将瓶子2的整个内面冲洗，通过夹具5将倒立的瓶子2的支撑环1b进行夹持，通过朝向上方的喷嘴从口部1a向瓶子2的内表面喷洒无菌水。并且，对于瓶子2的外表面来说，为了使其整体被无菌水冲洗，通过朝向下方的喷嘴向瓶子2的外面喷洒无菌水。即使朝向上方的喷嘴与瓶子2的口部1a相对设置，也可以设置追随瓶子2的运送速度的喷嘴，并将其插入瓶子2的内部。另外，朝向下方的喷嘴可以有多个。

将无菌水的温度调节至10℃～80℃，优选调节至30℃～70℃。喷洒无菌水的每个喷嘴的适宜的流量为1L/min.～15L/min.，优选3L/min.～10L/min.。另外，适宜的喷洒时间为0.1秒～15秒。对瓶子2的无菌水的喷洒量由喷嘴的流量和喷洒时间决定，而对于瓶子2的表面积来说，优选喷洒量为0.05ml/cm²～20ml/cm²。如果不足0.05ml/cm²则冲洗不充分，如果超过20ml/cm²则喷洒量过大，造成能源浪费。

如图1所示，通过空气冲洗装置34进行空气冲洗的瓶子2途经轮子37而被运送至填充装置39。在填充装置39中，利用由如图1所示的填充轮40，如图3的(G)所示的填充工序那样，通过填充喷嘴42向瓶子2填充内容物。事先对内容物进行杀菌，通过与瓶子2同步运动的填充喷嘴42，向瓶子2内填充一定量的饮料等内容物。

填充了内容物的瓶子2途经如图1所示的轮子43被运送至密封装置44。对在密封装置44设置的密封轮45来说，如图3的(H)所示的密封工序那样，通过盖部件杀菌装置52进行杀菌的密封部件即盖部件3通过杀菌盖部件搬送路51，途经盖部件供给轮53a和盖部件接收轮53b被供给至密封轮45，之后通过未图示的封口器对瓶子2的口部1a进行封口，从而使瓶子2密封。

密封的瓶子2从密封轮45的夹具22被转移到排出装置47的排出轮48的夹具22。转移到排出轮48的瓶子2被放置在排出传送带50上。放置在排出传送带50上的瓶子2被排出至无菌填充机的外部。

在无菌填充机工作前，对杀菌部腔室33、空气冲洗部腔室36、填充部腔室41、密封部腔室46、排出部腔室49内进行杀菌。

以杀菌剂附着在需要杀菌的各腔室内整体的方式，对各腔室内喷洒杀菌剂。通过喷洒的杀菌剂，各腔室内得以杀菌。能够使用与对瓶子2进行杀菌所使用的杀菌剂相同的杀菌剂，优选使用含有过氧乙酸或过氧化氢的杀菌剂。对于杀菌剂的喷洒来说，可以多次喷洒不同的杀菌剂。

本发明如上所述地构成，但本发明并不限于上述实施方式，能够在本发明的主旨内进行各种变化。

附图标记说明

1…瓶坯；

2…瓶子；

6…加热装置；

16…吹塑成形装置；

17…瓶子去除装置；

20…模具；

20a…瓶口部模具；

20b…瓶身部模具；

20c…瓶底部模具；

30…瓶子杀菌装置；

39…填充装置；

44…密封装置；

49…排出部腔室；

54…模具温度调节装置；

55…模具温度调节介质冷却罐；

56…模具温度调节介质加热罐；

57…模具表面温度测量装置。

Claims (10)

1.一种无菌填充方法，其特征在于，

对瓶坯进行加热，将加热后的所述瓶坯封入规定的温度范围的瓶口部、瓶身部和瓶底部的模具，对所述瓶口部、瓶身部和瓶底部的模具的任一者在规定的温度范围外成形的所述瓶子进行去除，使未被去除的所述瓶子与杀菌剂接触，对所述瓶子的表面进行杀菌，对杀菌后的所述瓶子填充杀菌后的内容物，对填充了所述内容物的所述瓶子通过杀菌后的盖部件进行密封。

2.根据权利要求1所述的无菌填充方法，其特征在于，

所述瓶口部、瓶身部和瓶底部的模具的所述规定的温度范围的温度是所述模具的表面温度，所述模具的表面温度通过传感器来测量，从所述传感器的前端延伸的直线相对于所述模具的测定面为垂直至60度以下。

3.根据权利要求2所述的无菌填充方法，其特征在于，

所述模具的表面温度为将所述瓶坯吹塑成形为所述瓶子之后立即打开的所述模具的温度。

4.根据权利要求1所述的无菌填充方法，其特征在于，

所述瓶口部、瓶身部和瓶底部的模具的所述规定的温度范围的温度为在所述模具循环的模具温度调节介质的温度。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的无菌填充方法，其特征在于，

所述杀菌剂为杀菌剂气体或者喷雾亦或它们的混合物。

6.一种无菌填充机，其特征在于，具备：

加热装置，其对瓶坯进行加热；

模具，其由瓶口部、瓶身部和瓶底部组成，为了将加热的所述瓶坯吹塑成形为瓶子而封入所述瓶坯；

模具温度调节装置，其将所述瓶口部、瓶身部和瓶底部的模具的温度调节至规定的温度范围；

吹塑成形装置，其将被装入所述模具的所述瓶坯吹塑成形为所述瓶子；

瓶子去除装置，其对所述瓶口部、瓶身部和瓶底部的模具的任一者在规定的温度范围外成形的所述瓶子进行去除；

瓶子杀菌装置，其对未被去除的所述瓶子喷洒杀菌剂而进行杀菌；

填充装置，其对杀菌后的所述瓶子填充杀菌后的内容物；

密封装置，其对填充了所述内容物的所述瓶子通过杀菌后的盖部件进行密封；

运送装置，其将所述瓶坯或者所述瓶子从所述加热装置运送至所述密封装置。

7.根据权利要求6所述的无菌填充机，其特征在于，

所述模具温度调节装置具备对所述瓶口部、瓶身部和瓶底部的模具的表面温度进行测量的模具表面温度测量装置，

所述模具表面温度测量装置具备对所述模具的表面温度进行测量的传感器，

从所述传感器的前端延伸的直线相对于所述模具的测定面为垂直至60度以下。

8.根据权利要求7所述的无菌填充机，其特征在于，

所述模具表面温度测量装置对将所述瓶坯吹塑成形为所述瓶子之后立即打开的所述瓶口部、瓶身部和瓶底部的模具的内表面的表面温度进行测量。

9.根据权利要求6所述的无菌填充机，其特征在于，

所述模具温度调节装置具备：循环装置，其使模具温度调节介质在所述瓶口部、瓶身部和瓶底部的模具内循环；模具温度调节介质温度测定装置，其对于全部所述瓶口部、瓶身部和瓶底部的模具，在所述模具的所述模具温度调节介质的流入时和流出时对所述模具温度调节介质的温度进行测量。

10.根据权利要求9所述的无菌填充机，其特征在于，

当所述模具的所述模具温度调节介质的流入时和流出时的温度在规定的温度范围外时，所述模具温度调节装置使所述模具温度调节介质在所述模具内的循环停止。

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