CN116685554A - 饮料填充系统和cip处理方法 - Google Patents

Abstract

填充碳酸饮料的饮料填充系统(10)具备供给碳酸饮料的饮料供给系统配管(65)、与饮料供给系统配管(65)连结的饮料填充机(20)、对饮料填充系统进行控制的控制部(60)。饮料填充机(20)包含填充嘴(72)和分别与填充嘴(72)连结的饮料供给线(73)、冲击气体线(74)以及排气线(78)。控制部(60)使包含饮料供给线(73)的第一配管系统进行CIP处理，使包含冲击气体线(74)的第二配管系统进行CIP处理。

Description

饮料填充系统和CIP处理方法

技术领域

本公开涉及饮料填充系统和CIP处理方法。

背景技术

一直以来，使用在碳酸饮料无菌填充装置中设置的填充器等填充机，向高速输送的大量塑料瓶中连续地无菌填充碳酸饮料等内容物。在这种碳酸饮料无菌填充装置中，将碳酸饮料向塑料瓶中填充的填充嘴在无菌腔室内以能够旋转的方式配置(例如参照专利文献1、2)。

专利文献1：(日本)特开2007－302325号公报

专利文献2：(日本)特开2010－006429号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

并且，以往，对于饮料填充装置的饮料供给系统配管，定期地或者在切换所制造产品的种类时进行对饮料供给系统配管内进行清洗的CIP(Cleaning in Place：原位清洗)处理。另外，进行对饮料供给系统配管内进行杀菌的SIP(Sterilizing in Place：原位消毒)处理。CIP处理通过如下方式来进行：在从饮料供给系统配管的管路内到填充机的填充嘴的流路中，使例如向水中添加了苛性钠等碱性药剂的清洗液流动之后，使向水中添加了酸性药剂的清洗液流动。SIP处理是用于在进入产品的填充作业之前预先对上述饮料供给系统配管内进行杀菌的处理。SIP处理例如通过使加热水蒸气或热水在通过上述CIP处理进行了清洗的饮料供给系统配管内流动来进行高温下的杀菌处理。

然而，一般来说，在碳酸饮料用无菌填充装置的填充嘴周边，与非碳酸用填充嘴相比存在更多流路，具有复杂的构造。因此，输送CIP处理用清洗液的泵的能力会不足，会受到配管的压力损失的影响。由此，难以通过CIP处理用的清洗液充满这样的具有复杂构造的填充嘴周边的所有流路。

本公开提供一种不对流路、泵等实施变更就能够高效地对碳酸饮料填充系统的填充嘴周边的流路进行CIP处理的饮料填充系统和CIP处理方法。

用于解决技术问题的技术方案

一实施方式的碳酸饮料填充系统是对碳酸饮料进行填充的饮料填充系统，其特征在于，具备：饮料供给系统配管，其供给所述碳酸饮料；饮料填充机，其与所述饮料供给系统配管连结；控制部，其对所述饮料填充系统进行控制；所述饮料填充机包含填充嘴和分别与所述填充嘴连结的饮料供给线、冲击气体线以及排气线，所述控制部使包含所述饮料供给线的第一配管系统进行CIP处理，使包含所述冲击气体线的第二配管系统进行CIP处理。

在一实施方式的碳酸饮料填充系统中，可以是，所述控制部使包含所述排气线的第三配管系统进行CIP处理。

在一实施方式的碳酸饮料填充系统中，可以是，所述第一配管系统、所述第二配管系统以及所述第三配管系统中流量最小的配管系统中流动的清洗液的流量是流量最大的配管系统中流动的清洗液的流量的10％以上且100％以下。

在一实施方式的碳酸饮料填充系统中，可以是，还具备CIP循环系统配管，该CIP循环系统配管在CIP处理时将从所述饮料填充机流出的清洗液向所述饮料供给系统配管侧送液而使其循环，所述清洗液被加热至85℃以上且低于100℃的温度。

在一实施方式的碳酸饮料填充系统中，可以是，所述控制部在CIP处理时对所述饮料填充机的入口侧的温度和所述饮料填充机的出口侧的温度是否分别维持规定的阈值温度以上进行监视。

一实施方式的CIP处理方法是对填充碳酸饮料的饮料填充系统进行CIP处理的CIP处理方法，所述饮料填充系统具有供给所述碳酸饮料的饮料供给系统配管、与所述饮料供给系统配管连结的饮料填充机，所述饮料填充机包含填充嘴和分别与所述填充嘴连结的饮料供给线、冲击气体线以及排气线，所述CIP处理方法具备：第一CIP处理工序，对包含所述饮料供给线的第一配管系统进行CIP处理；第二CIP处理工序，对包含所述冲击气体线的第二配管系统进行CIP处理。

在一实施方式的CIP处理方法中，可以是，还具备对包含所述排气线的第三配管系统进行CIP处理的第三CIP处理工序。

根据本公开，不对流路、泵等实施变更就能够高效地对碳酸饮料填充系统的填充嘴周边的流路进行CIP处理。

附图说明

图1是表示一实施方式的饮料填充系统的构成的示意图。

图2是表示一实施方式的饮料填充系统的饮料填充机及其周围的流体的流动的示意图。

图3是表示一实施方式的饮料填充系统的饮料填充机的填充嘴的剖面示意图。

图4是表示饮料填充系统中进行CIP清洗的流路的示意图。

图5是表示填充嘴中在第一CIP处理时进行CIP清洗的流路的剖面示意图。

图6是表示填充嘴中在第二CIP处理时进行CIP清洗的流路的剖面示意图。

图7是表示填充嘴中在第三CIP处理时进行CIP清洗的流路的剖面示意图。

具体实施方式

以下，参照图1至图7对一实施方式进行说明。图1至图7是表示一实施方式的图。需要说明的是，在以下各图中，对于同一部分标注同一附图标记，有时省略一部分详细的说明。

(饮料填充系统)

首先，根据图1和图2对本实施方式的饮料填充系统的整体构成进行说明。

图1所示的饮料填充系统(无菌填充系统)10是碳酸饮料和非碳酸饮料兼用的系统。即，饮料填充系统10是能够向瓶(容器)30(参照图2)择一地填充由碳酸饮料构成的饮料和由非碳酸饮料构成的饮料这两者的无菌填充系统。瓶30能够通过将对合成树脂材料进行注塑成形而制作的预制坯双轴拉伸吹塑成形来制作。作为瓶30的材料，优选使用热塑性树脂、尤其PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)。另外，作为容器，可以为纸容器、玻璃瓶、罐等。并且，作为容器，也可以是将塑料容器、纸容器、玻璃瓶、罐等两种以上组合的复合容器。在本实施方式中，以使用塑料瓶作为容器的情况为例进行说明。

如图1所示，饮料填充系统10具备饮料杀菌装置41、无菌罐42、碳酸饮料生成单元44和饮料填充机(填充器)20。

其中，饮料杀菌装置41对包含例如果汁或奶成分等源自动植物的成分在内的原料液进行杀菌。饮料杀菌装置41也可以由例如超高温瞬间杀菌装置(UHT：Ultra High－temperature)构成。

无菌罐42暂时贮存由饮料杀菌装置41进行了杀菌的已杀菌饮料。需要说明的是，也可以不设置无菌罐42，可以将来自饮料杀菌装置41的已杀菌饮料直接向碳酸饮料生成单元44或饮料填充罐75供给。

在无菌罐42与饮料填充罐75之间设有第一泵51。第一泵51将来自无菌罐42的饮料等液体向饮料填充罐75侧送液。需要说明的是，也可以不设置第一泵51，利用来自无菌罐42的压力将饮料等液体向饮料填充罐75侧送液。

碳酸饮料生成单元44在利用饮料填充机20填充碳酸饮料的情况下使用。碳酸饮料生成单元44通过向来自饮料杀菌装置41的饮料中注入二氧化碳来使二氧化碳溶解于饮料，从而制作无菌碳酸饮料。碳酸饮料生成单元44也可以包括例如饮料冷却装置和碳酸化器。

并且，饮料杀菌装置41、无菌罐42、碳酸饮料生成单元44和饮料填充机20通过饮料供给系统配管65而连结。饮料供给系统配管65是向饮料填充机20供给饮料的配管，在饮料供给系统配管65的内部饮料依次通过。并且，在进行后述CIP处理时，清洗液在饮料供给系统配管65的内部通过。

在饮料填充机20上连结有CIP循环系统配管81。该CIP循环系统配管81是在CIP处理时使从饮料填充机20流出的清洗液朝向饮料供给系统配管65侧送液并循环的线路。CIP循环系统配管81将饮料填充机20与饮料供给系统配管65的中途连结。在CIP循环系统配管81中从饮料填充机20侧开始依次设有第二泵52、热交换器61、CIP罐85、第三泵91、加热器93和保温管62。

第二泵52将来自饮料填充机20的清洗液向CIP罐85或后述热交换器61的出口流路61b侧送液。

在第二泵52与CIP罐85之间设有热交换器61。热交换器61具有在饮料填充系统10的清洗时供无菌水等液体从外部流入的入口流路61a和供来自饮料填充机20的排液流出的出口流路61b。从入口流路61a供给的无菌水等液体通过在热交换器61的内部与来自饮料填充机20的高温的排液进行热交换而温度上升。由此，能够降低在加热器93中使包含无菌水等的清洗液的温度上升所需的能量。需要说明的是，在CIP循环系统配管81内使清洗液循环的情况下，清洗液在绕过热交换器61的热交换器旁通流路61c中流动。

CIP罐85暂时贮存来自饮料填充机20的清洗液。在CIP罐85与第三泵91之间连接有向CIP循环系统配管81供给碱性清洗液的清洗液供给源63。并且，第三泵91将来自CIP罐85的清洗液向加热器93侧送液。清洗液供给源63也可以取代碱性清洗液而供给酸洗液、除臭剂等其他清洗液。

加热器93对在CIP循环系统配管81内流动的清洗液进行加热。作为该加热器93，例如能够使用板式热交换器或管壳式热交换器。加热器93将清洗液加热至例如80℃以上且150℃以下、或者85℃以上且100℃以下、优选90℃以上且小于100℃、更优选的是95℃以上且小于100℃。

保温管62设置在CIP循环系统配管81中的加热器93和CIP循环系统配管81与饮料供给系统配管65的连接部之间。保温管62包括线圈状的曲线管、直管或螺旋管等，在内部流动期间实施热处理或灭菌处理。设定成清洗液在保温管62内通过规定的滞留时间以上。这样，清洗液以保持灭菌温度的状态滞留于保温管62内一定的滞留时间(保温时间)，由此能够保证清洗液的无菌性。

在保温管62与第一泵51之间设有旁通流路66。旁通流路66将保温管62的出口侧(无菌罐42的入口侧)的CIP循环系统配管81与无菌罐42的出口侧的饮料供给系统配管65连结。旁通流路66不经由无菌罐42而使清洗液从保温管62侧向无菌罐42的出口侧的饮料供给系统配管65流动。由此，能够与饮料供给系统配管65的其他要素分开而单独地对无菌罐42进行清洗·灭菌处理。例如，在后述CIP处理时，能够使加热的清洗液经由旁通流路66从保温管62侧向第一泵51侧流动并且另外利用通过了饮料杀菌装置41的清洗液来对无菌罐42进行CIP处理。

在饮料供给系统配管65和CIP循环系统配管81中配置有温度计68a～68d和流量计69。温度计68a～68d对在各配管内流动的液体的温度进行测定。流量计69对在各配管内流动的液体的流量进行测定。具体而言，在CIP循环系统配管81中的加热器93的出口侧配置有温度计68a和流量计69，在保温管62的出口侧配置有温度计68b。并且，在饮料供给系统配管65中的饮料填充机20的出口侧配置有温度计68c。而且，在旁通流路66配置有温度计68d。

控制部60对饮料填充系统10的整体或一部分进行控制。需要说明的是，控制部60也可以包括对饮料填充系统10的各要素分别独立地进行控制的多个控制部。

如图2所示，饮料填充机20从瓶30的口部向瓶30内填充预先进行了杀菌处理的无菌碳酸饮料或无菌非碳酸饮料、或者不需要杀菌处理的未杀菌碳酸饮料(以下也简称为“饮料”)。在饮料填充机20中，向空的状态的瓶30填充饮料。在该饮料填充机20中，一边使多个瓶30旋转(公转)，一边向瓶30的内部填充饮料。

在向瓶30内填充的饮料为碳酸饮料(无菌碳酸饮料或未杀菌碳酸饮料)的情况下，碳酸饮料以1℃以上且40℃以下、优选5℃以上且10℃以下的填充温度填充到瓶30内。通过这种方式使碳酸饮料的填充温度为例如1℃以上且10℃以下的理由是因为在碳酸饮料的液温高于10℃时二氧化碳容易从碳酸饮料脱离。作为用饮料填充机20填充的碳酸饮料，能够举出包含二氧化碳的各种饮料，例如汽水、可乐等碳酸清凉饮料、啤酒等酒精饮料等。

在向瓶30内填充的饮料为无菌非碳酸饮料的情况下，饮料以1℃以上且40℃以下、优选10℃以上且30℃以下的填充温度填充到瓶30内。需要说明的是，作为用饮料填充机20填充的无菌非碳酸饮料，例如能够举出包含果汁或奶成分等源自动植物的成分在内的非碳酸饮料、不包含源自动植物的成分的矿泉水等。

并且，饮料填充系统10具有内部保持为无菌状态的无菌腔室13。饮料填充机20设置在无菌腔室13内。并且，在无菌腔室13的外部且饮料填充机20的上方配置有饮料填充罐(填充头罐、缓存罐)75。在饮料填充罐75的内部填充有饮料。饮料填充罐75内的压力P1通过在饮料填充罐75设置的第一压力计64来测定。饮料填充罐75不需要一定设置在饮料填充机20的上部，也可以在设置饮料填充机20的地面上设置。

在饮料填充罐75连结有上述饮料供给系统配管65。并且，如图1所示，在饮料供给系统配管65连结有CIP循环系统配管81。

并且，在饮料填充罐75连结有饮料供给线73。饮料供给线73将填充到饮料填充罐75的饮料朝向后述填充嘴72供给。该饮料填充罐75经由饮料供给线73与填充嘴72连结。

另外，在饮料填充罐75连结有冲击气体线74。冲击气体线74在所填充的饮料为碳酸饮料的情况下使用，将填充于饮料填充罐75的无菌二氧化碳朝向后述填充嘴72供给。该饮料填充罐75经由冲击气体线74与填充嘴72连结。

在饮料填充罐75与冲击气体线74的连接部上设有冲击气体用阀67。冲击气体用阀67与饮料填充罐75直接连结。该冲击气体用阀67在所填充的饮料为碳酸饮料的情况下打开，在所填充的饮料为非碳酸饮料的情况下关闭。

在饮料填充机20中，将填充到饮料填充罐75的饮料向空的状态的瓶30填充。饮料填充机20具有绕与铅垂方向平行的轴旋转的输送滚轮71。通过该输送滚轮71而一边使多个瓶30旋转(公转)一边向瓶30内部填充饮料。并且，沿着输送滚轮71的外周配置有多个填充嘴72。在各填充嘴72分别安装一只瓶30，从填充嘴72向瓶30的内部注入饮料。需要说明的是，后文将对填充嘴72的结构进行说明。

输送滚轮71、填充嘴72、饮料供给线73的至少一部分和冲击气体线74的至少一部分由构成无菌腔室13的一部分的罩76包围。在罩76的上部安装有旋转接头77。饮料供给线73和冲击气体线74通过旋转接头77而安装于无菌腔室13的罩76。该旋转接头77将旋转体(输送滚轮71、填充嘴72、饮料供给线73和冲击气体线74的旋转配管等)和非旋转体(罩76、饮料供给线73和冲击气体线74的固定配管等)以无菌状态密封。

在各填充嘴72连结有饮料供给线73和冲击气体线74。其中，饮料供给线73在饮料的填充时一端与填充了饮料的饮料填充罐75连结，并且在另一端与瓶30的内部连通。并且，从饮料填充罐75供给的饮料通过饮料供给线73向瓶30的内部注入。

冲击气体线74在饮料的填充时一端与饮料填充罐75连结，并且在另一端与瓶30的内部连通。从饮料填充罐75供给的由无菌二氧化碳构成的冲击压力用的气体通过冲击气体线74而向瓶30的内部填充。在冲击气体线74的中途设有冲击歧管(冲击气体分支部)53。来自饮料填充罐75的冲击气体线74在冲击歧管53分支成多个并延伸至各个填充嘴72。

而且，在各填充嘴72连结有排气线(sniftline)78。排气线78在所填充的饮料为碳酸饮料的情况下使用。排气线78的一端与冲击气体线74连结，并且在另一端向无菌腔室13的外侧延伸。经由该排气线78而能够排出瓶30内部的气体。在排气线78的中途设有排气歧管(排气线分支部)56。来自排气线78的二氧化碳在排气歧管56处汇集并向无菌腔室13内排出。在无菌腔室13内的排气线78设有排出阀79。通过该排出阀79将来自排气线78的二氧化碳向无菌腔室13内排出。这样，使用排出阀79将来自排气线78的二氧化碳向无菌腔室13内排出。由此，能够将瓶30内的二氧化碳无细菌污染地向作为无菌空间的无菌腔室13内排出。需要说明的是，排气歧管56和冲击歧管53通过第一旁通线54而连结。在第一旁通线54设有第一阀55，通常该第一阀55关闭。也可以不在排气线78设置排出阀79，使排气线78与旋转接头77连接，将二氧化碳从旋转接头77向无菌腔室13的外部排出。并且，图示的是旋转接头77设置在饮料填充机20的上部的情况。但不限于成，旋转接头77也可以设置在饮料填充机20的下部。并且，旋转接头也可以分别设置在饮料填充机20的上部和下部。

另外，对于饮料填充系统10中供饮料通过的流路来说，优选定期地或在切换饮料的种类时进行CIP(Cleaning in Place)处理。CIP处理通过在使碱性清洗液在流路内流动之后或者在使碱性清洗液在流路内流动之前使酸性清洗液在流路内流动来进行。碱性清洗液为向水中添加了将苛性钠(氢氧化钠)、氢氧化钾、碳酸钠、硅酸钠、磷酸钠、次氯酸钠、界面活性剂和螯合剂等混合的碱性药剂的液体。酸性清洗液为向水中添加了硝酸系或磷酸系的酸性药剂的液体。需要说明的是，使用碱性清洗液进行的碱洗工序和使用酸性清洗液进行的酸洗工序可以自由组合实施。由此，除去在供饮料通过的流路内附着的上一次的饮料的残留物等。并且，也可以任意地进行SIP(Sterilizing in Place)处理。SIP处理是用于在进入饮料的填充作业之前预先对供饮料通过的流路内进行杀菌的处理，例如通过使加热蒸汽或热水在上述CIP处理中清洗的流路内流动来进行。由此，对供饮料通过的流路内进行杀菌处理，成为无菌状态。

为了进行上述CIP处理，在填充嘴72的附近设有接收来自填充嘴72的清洗液的CIP杯82。在该CIP杯82连结有CIP线83。CIP线83的一端与CIP杯82连结，并且另一端与在无菌腔室13的外侧配置的CIP罐85连结。经由该CIP线83而能够将来自填充嘴72的清洗液向CIP罐85排出。CIP线83与CIP歧管(CIP线分支部)59连结，CIP歧管59与CIP循环系统配管81连结。来自CIP线83的清洗液在CIP歧管59处汇集并回收，经由CIP循环系统配管81向CIP罐85排出。需要说明的是，CIP歧管59和排气歧管56通过第二旁通线57而连结。在第二旁通线57上设有第二阀58。通常，该第二阀58关闭。

在CIP罐85的上部设有将CIP罐85的内部的气体排出的排气线89。在排气线89上连结有对气体进行处理的未图示的洗涤器。

在无菌腔室13的罩76上设有向无菌腔室13内送入大容量的无菌空气的无菌空气供给装置70。该无菌空气供给装置70向无菌腔室13内导入无菌空气。由此，无菌腔室13内和饮料填充机20的无菌区域全部保持为正压，抑制外部气体侵入无菌腔室13内。并且，通过无菌空气供给装置70将大容量的无菌空气向无菌腔室13内输送。由此，即使在如上述那样从排出阀79向无菌腔室13内排出二氧化碳的情况下，无菌腔室13内的二氧化碳浓度也不会过度上升。用于满足上述目的的无菌空气的供给量为5m³/min以上且100m³/min以下，优选为10m³/min以上且50m³/min以下。

(填充嘴)

接着，使用图3对上述饮料填充机20的填充嘴72的构成进行说明。需要说明的是，在图3中，表示的是CIP处理时的填充嘴72，在填充嘴72的下方配置有CIP杯82。

如图3所示，填充嘴72具有主体部72a。在主体部72a分别连结有饮料供给线73和冲击气体线74。饮料供给线73和冲击气体线74通过在罩76设置的旋转接头77。

饮料供给线73的上端与饮料填充罐75连结，并且在下端处向CIP杯82侧敞开。并且，从饮料填充罐75供给的清洗液通过饮料供给线73而流入CIP杯82的内部。流入到CIP杯82的内部的清洗液经由CIP线83向CIP歧管59流入。然后，清洗液从CIP歧管59向饮料填充机20的外部排出。

冲击气体线74在所填充的饮料为碳酸饮料的情况下使用。冲击气体线74的上端与饮料填充罐75连结，并且在下端处向CIP杯82侧敞开。在冲击气体线74的中途连结有排气线78。从饮料填充罐75供给的清洗液通过冲击气体线74流入CIP杯82的内部。或者，从饮料填充罐75供给的清洗液经由排气线78向排气歧管56流入。然后，清洗液在从排气歧管56通过了排气线78之后从排出阀79向无菌腔室13内排出。排气线78也可以从位于饮料填充机20上部的旋转接头77向饮料填充机20的外部排出(未图示)。并且，也可以在饮料填充机20的下部另外设置旋转接头，将来自排气线78的清洗液向饮料填充机20的外部排出(未图示)。

(无菌碳酸饮料填充方法)

接着，对使用了上述饮料填充系统10的无菌碳酸饮料填充方法进行说明。需要说明的是，以下对通常时的无菌碳酸饮料的填充方法即将无菌碳酸饮料向瓶30填充来制造产品瓶的无菌碳酸饮料填充方法进行说明。

首先，将进行了杀菌处理的空的瓶30向饮料填充机20输送。在该饮料填充机20中，一边使瓶30旋转(公转)，一边从瓶30的口部向瓶30内填充无菌碳酸饮料。在饮料填充机20中，将从饮料填充罐75送来的无菌碳酸饮料以1℃以上且40℃以下、优选5℃以上且10℃以下的填充温度填充于杀菌的瓶30。

在此期间，在饮料填充机20中，填充嘴72与瓶30的口部紧贴，冲击气体线74和瓶30相互连通。需要说明的是，此时排气线78关闭。接着，从饮料填充罐75经由冲击气体线74向瓶30的内部供给冲击压力用的无菌二氧化碳。由此，使瓶30的内压比大气压高，瓶30的内压变成与饮料填充罐75的内压相同的压力。

接着，从饮料供给线73向瓶30的内部填充无菌碳酸饮料。在该情况下，无菌碳酸饮料从饮料填充罐75通过饮料供给线73注入到瓶30内部。

接下来，使来自饮料供给线73的无菌碳酸饮料的供给停止。接着，将饮料供给线73和冲击气体线74关闭，并且将排气线78打开，从排气线78排出瓶30的内部的气体。由此，瓶30的内部的压力变得与大气压相等，完成向瓶30的无菌碳酸饮料的填充。此时，来自瓶30的气体在通过了排气线78之后从排出阀79向无菌腔室13内排出。接着，填充嘴72从瓶30的口部离开，瓶30向未图示的压盖机输送。

然后，在由饮料填充机20填充了无菌碳酸饮料的瓶30上装配未图示的瓶盖，由此获得产品瓶。

需要说明的是，饮料填充系统10中瓶30的生产(输送)速度优选为100bpm以上且1500bpm以下。在这里，bpm(bottle per minute：每分钟瓶数)是指每分钟的瓶30的输送速度。

(无菌非碳酸饮料填充方法)

接着，对使用了饮料填充系统10的无菌非碳酸饮料填充方法进行说明。需要说明的是，以下对通常时的无菌非碳酸饮料的填充方法即将无菌非碳酸饮料向瓶30中填充来制造产品瓶的无菌非碳酸饮料填充方法进行说明。

首先，将进行了杀菌处理的空的瓶30向饮料填充机20输送。接着，在饮料填充机20中，在填充嘴72未与瓶30的口部紧贴的状态下从饮料供给线73向瓶30的内部填充无菌非碳酸饮料。无菌非碳酸饮料从饮料填充罐75通过饮料供给线73注入瓶30的内部。然后，停止来自饮料供给线73的无菌非碳酸饮料的供给。需要说明的是，此时冲击气体线74和排气线78分别被冲击气体用阀67和未图示的阀关闭。

在由饮料填充机20填充了无菌非碳酸饮料的瓶30上装配未图示的瓶盖，由此获得产品瓶。

(CIP处理方法)

接着，对饮料填充系统10中例如定期地或在切换饮料的种类时进行CIP(Cleaningin Place)处理的情况下的作用进行说明。需要说明的是，下述CIP处理的控制受控制部60控制。

首先，将水从热交换器61的入口流路61a向CIP循环系统配管81内输送。通过该水的循环，分别对CIP循环系统配管81内、饮料供给系统配管65内和饮料填充机20内进行净化。

接下来，如图4所示，由清洗液供给源63送入碱性清洗液。通过该碱性清洗液进行循环，对CIP循环系统配管81内、饮料供给系统配管65内和饮料填充机20内进行净化。需要说明的是，在图4中以粗线和涂影来表示供碱性清洗液通过的流路。

在此期间，碱性清洗液通过位于CIP循环系统配管81的第三泵91而送入加热器93。碱性清洗液在加热器93内加热至例如85℃以上且100℃以下、优选90℃以上且小于100℃、更优选95℃以上且小于100℃。该加热的碱性清洗液经由保温管62而到达饮料供给系统配管65。接着，加热的碱性清洗液依次经由无菌罐42、第一泵51和饮料填充罐75而到达饮料填充机20。然后，碱性清洗液从饮料填充机20向CIP循环系统配管81流出，依次经由第二泵52、CIP罐85和第三泵91重新输送至加热器93。这样，通过碱性清洗液在CIP循环系统配管81内、饮料供给系统配管65内和饮料填充机20内循环·清洗了规定时间之后，碱性清洗液从热交换器61的出口流路61b向外部排出。

在作为碱性清洗液而使用包含0.1质量％以上且10质量％以下的氢氧化钠或氢氧化钾的清洗液的情况下，碱性清洗液通过在CIP循环系统配管81设置的加热器93而加热至上述温度。加热的碱性清洗液分别向CIP循环系统配管81、饮料供给系统配管65和饮料填充机20供给。在该循环进行了例如5分钟以上且60分钟以下左右时，对CIP循环系统配管81、饮料供给系统配管65和饮料填充机20分别适当地进行了净化处理。并且，同时对CIP循环系统配管81、饮料供给系统配管65和饮料填充机20分别进行了杀菌处理，不用另外进行SIP处理而同时进行了SIP处理(CSIP处理)。这样，通过CIP处理对饮料填充系统10的各种设备进行清洗的同时也一起进行了灭菌处理。由此，能够缩短SIP处理所需的时间或者能够删除SIP处理本身。由此，能够缩短饮料填充系统10的产品的切换时间，提高生产能力。

接下来，同样地使酸性清洗液在CIP循环系统配管81内、饮料供给系统配管65内和饮料填充机20内流动，对CIP循环系统配管81、饮料供给系统配管65和饮料填充机20整体进行酸洗。然后，使无菌水相对于CIP循环系统配管81、饮料供给系统配管65和饮料填充机20都进行流动，对CIP循环系统配管81、饮料供给系统配管65和饮料填充机20整体进行洗濯。这样，在供饮料通过的流路内附着的上一次的饮料的残留物等被除去。酸性清洗液通过在CIP循环系统配管81设置的加热器93而加热至例如85℃以上且100℃以下、优选90℃以上且小于100℃、更优选的是95℃以上且小于100℃。加热的酸性清洗液分别向CIP循环系统配管81、饮料供给系统配管65和饮料填充机20供给。在该循环进行了例如5分钟以上且30分钟以下时，对CIP循环系统配管81、饮料供给系统配管65和饮料填充机20分别适当地进行了净化处理。并且，同时对CIP循环系统配管81、饮料供给系统配管65和饮料填充机20分别进行了杀菌处理，不用另外进行SIP处理而同时进行了SIP处理(CSIP处理)。需要说明的是，使用酸性的清洗液和碱性清洗液的顺序可以观察清洗性来适当判断，例如也可以在先进行了酸洗之后再进行碱洗。或者，也可以只实施碱洗或只实施酸洗。

在完成了CIP处理之后，将CIP处理中使用的清洗液从CIP循环系统配管81排出，通过无菌水将饮料供给系统配管65和CIP循环系统配管81内残留的清洗液冲走。通过无菌水将饮料供给系统配管65和CIP循环系统配管81内的清洗液除去，在饮料填充机20的填充嘴72内的清洗液全部置换成无菌水的时刻，停止向饮料供给系统配管65和CIP循环系统配管81的无菌水的送液。与此同时或者之后除去无菌罐42和饮料填充罐75内残存的无菌水，并且将无菌空气向包括无菌罐42和饮料填充罐75的饮料供给系统配管65内供给。由此，将进行了CIP处理的无菌罐42、饮料填充罐75、饮料供给系统配管65和CIP循环系统配管81内保持为正压并维持无菌性。然后，也可以在维持正压的状态下直接利用无菌空气向无菌罐42、饮料供给系统配管65、饮料填充罐75和饮料填充机20内滞留的无菌水吹气，从在各处设置的排水线(未图示)除去无菌水。由此，能够消除生产开始时填充的饮料变淡的风险。

在洗涤结束之后，开始如下制造工序：向无菌罐42中储存饮料，接着饮料通过饮料供给系统配管65而到达饮料填充机20，向瓶30内进行饮料的填充作业。

(CIP清洗液的加热方法)

接着，对上述CIP处理时对碱性清洗液或酸性清洗液(以下也称为CIP清洗液)进行加热的CIP清洗液的加热方法进行说明。

如上所述，CIP清洗液被送入CIP循环系统配管81的加热器93，在加热器93内加热至例如85℃以上且小于100℃、优选90℃以上且小于100℃、更优选的是95℃以上且小于100℃。该加热的CIP清洗液经由保温管62向饮料供给系统配管65供给。CIP清洗液在保温管62内通过需要一定时间(滞留时间)以上，在该期间内维持规定温度以上。

关于在保温管62内通过的CIP清洗液的杀菌的程度，可以通过F值来管理。例如，可以使CIP清洗液在保温管62内流动，并且使用在保温管62的出口侧配置的温度计68b来测定CIP清洗液的温度。在该情况下，将来自温度计68b的温度信息以一定的时间间隔向控制部60发送。控制部60基于来自温度计68b的温度信息对该时刻的F值进行运算。在这里，F值是指在对细菌加热一定时间时使全部的细菌死灭所需的加热时间。F值通过基准温度下的细菌的致死时间表示，通过下式计算。

[式1]

在上式中，T表示用温度计68b测定的温度(℃)，10＾{(T－Tr)/Z}表示杀菌温度T下的致死率，Tr表示基准温度(℃)，Z表示Z值(℃)。并且，t₁(分)是CIP清洗液在保温管62内通过所需的(最小)滞留时间，预先作为规定的值而确定。或者，也可以将通过流量计69和保温管62的体积量来实时测量到的清洗液实际通过的时间的值作为t₁(分)。

控制部60对基于出口侧的温度计68b的温度运算的F值进行监视，如果该值维持规定值以上，则继续进行CIP处理。即，控制部60基于从温度计68b以一定的时间间隔发送的温度信息来累计10＾{(T－Tr)/Z}的值。而且，将从当前的时刻起紧前t₁(分)期间内的该累计值设为该时刻的F值。如果该F值维持规定值以上，则控制部60为了保证在保温管62内通过的CIP清洗液的无菌性而继续进行CIP处理。另一方面，在F值低于规定值的情况下，控制部60判断发生了某些故障，无法保证CIP清洗液的无菌性，可以停止CIP处理。并且，也可以只在F值低于规定值的情况下，不将杀菌不佳的清洗液向饮料供给系统配管65供给，从未图示的排气阀排液。然后，在F值恢复成规定值之后，可以向饮料供给系统配管65送液。

作为一个例子，例如在瓶30中填充的饮料的pH为4以上且小于4.6时，可以设定基准温度Tr＝85℃、Z值＝5℃来决定杀菌温度条件。即，对pH为4以上且小于4.6的饮料进行杀菌所需的杀菌值在食品卫生法中规定为与85℃下30分钟的加热为同等以上程度(F₈₅≥30)。在使用Z＝5℃的情况下，如果为95℃，则能够用0.3分钟(18秒)的加热实现同等的杀菌值。因此，可以认为如果将CIP清洗液在保温管62内通过所需的(最小)滞留时间t₁(分)设定为0.3分钟(18秒)、出口侧的温度计68b的温度T维持95℃以上，则F值维持30以上，保证了CIP清洗液的无菌性。为了进一步提高杀菌效果，在使用Z＝8℃、10℃的情况下，可以将CIP清洗液在保温管62内通过所需的(最小)滞留时间t₁(分)分别设定为1.7分钟(101秒)、3分钟(180秒)。在该情况下，如果出口侧的温度计68b的温度T维持95℃以上，则认为F值维持30以上，保证了CIP清洗液的无菌性。由此，能够将保证了无菌性的CIP清洗液向饮料供给系统配管65供给。

并且，在该情况下，不需要使通过CIP循环系统配管81的CIP清洗液升温至超过100℃，因此能够将CIP循环系统配管81中配置的各罐等作为劳动安全卫生法执行令中确定的第二类压力容器来处理。由此，与将CIP循环系统配管81中配置的各罐等为劳动安全卫生法执行令中确定的第一类压力容器的情况相比，能够以低成本实施CIP处理所需的各种设备。需要说明的是，为了更高效地进行CIP处理，虽然为高成本，但也可以将各罐等变更为第一类压力容器，以100℃以上的水进行CIP处理。

这样，CIP清洗液在保温管62内通过所需的(最小)滞留时间t₁(分)能够基于饮料杀菌所需的F值、Z值和基准温度Tr预先确定。例如，上述滞留时间t₁优选设为0.05分钟以上且10分钟以下，更优选的是设为0.1分钟以上且3分钟以下。由于CIP循环系统配管81中配置的各罐等为第二类压力容器，所以基准温度Tr优选设为小于100℃，更优选设为97℃以下。并且，为了避免使上述滞留时间t₁长到超出必要，基准温度Tr优选设为87℃以上，更优选设为90℃以上。

在上述F值的运算式中，能够根据作为产品液的饮料的种类来变更基准温度Tr、Z值。例如，在产品液的pH小于4时，能够设定基准温度Tr＝65℃、Z值＝5℃。即，也能够根据绿茶饮料、矿泉水、冷藏饮料等产品液的微生物发育特性、流通温度等来适当改变代入上述运算式的值。

需要说明的是，杀菌的方法不限于如上述那样计算出F值并进行杀菌的方法，也可以采用例如以往已知的那样使用温度和时间的杀菌方法。

(饮料填充机的CIP处理方法)

接着，对上述CIP处理时的饮料填充机20的CIP处理方法具体地进行说明。

在本实施方式中，对于饮料填充机20，依次进行对第一配管系统进行CIP处理的第一CIP处理和对第二配管系统进行CIP处理的第二CIP处理。另外，也可以进行对第三配管系统进行CIP处理的第三CIP处理。第一配管系统、第二配管系统和第三配管系统是彼此不同的配管系统，不过也可以包括一部分共通的流路。第一配管系统、第二配管系统和第三配管系统既可以分别为在饮料填充时使液体流动的流路，也可以为使气体流动的流路。

第一配管系统是饮料填充机20内的配管系统，至少包括饮料供给线73。并且，第二配管系统是饮料填充机20内的配管系统，至少包括冲击气体线74。并且，第三配管系统是饮料填充机20内的配管系统，至少包括排气线78。

图5至图7分别表示的是进行第一CIP处理(第一CIP处理工序)、第二CIP处理(第二CIP处理工序)和第三CIP处理(第三CIP处理工序)时的CIP清洗液的流动。在图5至图7中，以粗线表示CIP清洗液通过的流路，以细线表示CIP清洗液未通过的流路。

如图5所示，在第一CIP处理时，CIP清洗液从饮料供给系统配管65流入，经由饮料填充罐75流入饮料填充机20。在饮料填充机20中，CIP清洗液经由饮料供给线73、填充嘴72、CIP杯82、CIP线83、CIP歧管59从饮料填充机20流出。然后，CIP清洗液经由CIP循环系统配管81流入CIP罐85。在该情况下，第一配管系统包括饮料填充机20的饮料供给线73、填充嘴72、CIP杯82、CIP线83和CIP歧管59。需要说明的是，在第一CIP处理时，CIP清洗液未在冲击气体线74和排气线78中流动，但不限于此，CIP清洗液可以在冲击气体线74的一部分或排气线78的一部分中流动。

如图6所示，在第二CIP处理时，CIP清洗液从饮料供给系统配管65流入，经由饮料填充罐75流入饮料填充机20。在饮料填充机20中，CIP清洗液经由冲击气体线74、冲击歧管53、填充嘴72、CIP杯82、CIP线83、CIP歧管59从饮料填充机20流出。然后，CIP清洗液经由CIP循环系统配管81流入CIP罐85。在该情况下，第二配管系统包括饮料填充机20的冲击歧管53、冲击气体线74、填充嘴72、CIP杯82、CIP线83、CIP歧管59。需要说明的是，在第二CIP处理时，CIP清洗液未在饮料供给线73和排气线78中流动，但不限于此，CIP清洗液也可以在饮料供给线73的一部分或排气线78的一部分中流动。

如图7所示，在第三CIP处理时，CIP清洗液从饮料供给系统配管65流入，经由饮料填充罐75和冲击气体线74的一部分向饮料填充机20流入。在饮料填充机20中，CIP清洗液经由冲击歧管53、第一旁通线54、排气歧管56、排气线78、填充嘴72、CIP杯82、CIP线83、CIP歧管59从饮料填充机20流出。然后，CIP清洗液经由CIP循环系统配管81向CIP罐85流入。需要说明的是，在饮料填充机20中，CIP清洗液还从排气歧管56经由第二旁通线57向CIP歧管59流入。在该情况下，第三配管系统包括饮料填充机20的冲击歧管53、第一旁通线54、第二旁通线57、排气歧管56、排气线78、填充嘴72、CIP杯82、CIP线83、CIP歧管59。需要说明的是，在第二CIP处理时，CIP清洗液未在饮料供给线73中流动，但不限于此，CIP清洗液也可以在饮料供给线73的一部分中流动。

上述第一CIP处理、第二CIP处理和第三CIP处理的切换通过由控制部60对各流路的未图示的阀适当进行开/关控制来进行。在该情况下，第一CIP处理、第二CIP处理和第三CIP处理分别相对于所有的填充嘴72进行。由此，得到不用变更流路和泵等就能够将全部的流路完全杀菌这样的效果。

需要说明的是，上述第一CIP处理、第二CIP处理和第三CIP处理既可以按该顺序进行，也可以按除此之外的顺序进行。并且，第一CIP处理、第二CIP处理和第三CIP处理既可以各进行彼此相同的时间，也可以进行彼此不同的时间。需要说明的是，第二配管系统可以包含冲击气体线74和排气线78这两者。在该情况下，可以不进行第三CIP处理而进行对第一配管系统进行CIP处理的第一CIP处理和对包括冲击气体线74和排气线78在内的第二配管系统进行CIP处理的第二CIP处理。

第一配管系统、第二配管系统和第三配管系统中包括的流路不限于上述情况，可以为饮料填充机20内的任意流路的组合。并且，除了第一配管系统、第二配管系统和第三配管系统之外，也可以设置与它们不同的一个或多个其他配管系统。在该情况下，除了第一CIP处理、第二CIP处理和第三CIP处理之外，可以进行一个或多个CIP处理。需要说明的是，优选饮料填充机20内的所有流路包含于包括第一配管系统、第二配管系统和第三配管系统在内的多个配管系统中的至少任一个。

在第一配管系统、第二配管系统和第三配管系统内流动的CIP清洗液的流量优选基于泵的能力和各配管的直径等适当设定。具体而言，第一配管系统、第二配管系统和第三配管系统中流量最小的配管系统内流动的CIP清洗液的流量(L/min)可以为流量最大的配管系统内流动的CIP清洗液的流量(L/min)的10％以上，优选为20％以上。并且，第一配管系统、第二配管系统和第三配管系统中流量最小的配管系统内流动的CIP清洗液的流量(L/min)为流量最大的配管系统内流动的CIP清洗液的流量(L/min)的100％以下，也可以为90％以下。

在通过这种方式对饮料填充机20内依次进行CIP处理的期间，控制部60对饮料填充机20的入口侧的温度Ta和出口侧的温度Tb分别进行监视。具体而言，饮料填充机20的入口侧的温度Ta可以通过温度计68b来监视。出口侧的温度Tb可以通过温度计68c来监视。如上所述，在CIP处理中，仅第一配管系统、第二配管系统和第三配管系统中的任一个配管系统进行CIP处理，其他配管系统不进行CIP处理。即，在CIP处理中，在饮料填充机20内存在CIP清洗液未流动的管路。相对于此，如果在CIP处理中温度Ta、Tb维持规定的阈值温度以上，则控制部60判断在该时刻CIP清洗液没有流动的管路维持无菌性，能够继续进行CIP处理。假设将上述管路打开，如果无菌腔室13内的杀菌完成，则CIP清洗液未流动的管路的温度下降，在配管内变成负压的情况下，理论上也可认为上述管路能够维持无菌状态。即，虽然饮料填充机20中存在CIP清洗液未流动且温度小于阈值温度的管路，但该管路未向非无菌状态的环境敞开。因此，能够抑制细菌混入该管路，能够判断为维持无菌状态。需要说明的是，在CIP处理中温度Ta、Tb小于规定的阈值温度的情况下，控制部60可以中止CIP处理。作为阈值温度，可以设为85℃以上且小于100℃的规定的温度，作为一个例子可以设为90℃。并且，有时CIP清洗液通过比填充嘴72靠二次(下游)侧处(排气线78、排气歧管56、CIP歧管59、CIP循环系统配管81)而散热，饮料填充机20的出口侧的温度Tb低于规定的阈值温度。在该情况下，也可以将用设置于填充嘴72的温度计68e(参照图2)测定的CIP清洗液的温度替用作出口侧的温度Tb。具体而言，可以将用所有的填充嘴72中设置的温度计68e测定的CIP清洗液的最低温度替用作温度Tb。并且，温度计68e的设置场所不限于填充嘴72，也可以设置于排气线78、排气歧管56、CIP歧管59和CIP循环系统配管81中的至少任一个。

这样，根据本实施方式，进行对包括饮料供给线73的第一配管系统进行CIP处理的第一CIP处理(图5)、对包括冲击气体线74的第二配管系统进行CIP处理的第二CIP处理(图6)、对包括排气线78的第三配管系统进行CIP处理的第三CIP处理(图7)。由此，能够高效且迅速地对碳酸饮料用的饮料填充机20进行CIP处理。即，在碳酸饮料用的饮料填充机20中，在填充嘴72的周边，与非碳酸饮料用的填充嘴相比存在较多流路，具有复杂的构造。因此，难以用CIP清洗液一次填满处于填充嘴72周边的所有流路。这是因为在想要用CIP清洗液填满处于填充嘴72周边的所有流路时，饮料供给系统配管65和CIP循环系统配管81中存在的泵51、52、91等的能力不足或者受到各配管的压力损失的影响。在该情况下，考虑使泵增强或使配管变粗或使阀大型化等而对设备进行改造，不过从成本等方面出发这是不现实的。根据本实施方式，在CIP处理时将饮料填充机20内的配管分成多个配管系统，对这些配管依次进行CIP处理。由此，不用对饮料填充系统10实施大幅的设备改造就能够高效地对碳酸饮料用饮料填充机20进行CIP处理。

在以上说明中，以不用另外进行SIP处理而同时进行CIP处理和SIP处理的情况为例进行了说明(CSIP处理)。但并不限于此，也可以在CIP处理之后进行SIP处理。该SIP处理是用于在进入饮料的填充作业之前预先对饮料通过的流路内进行杀菌的处理。SIP处理例如通过使加热蒸汽或热水在上述CIP清洗中清洗的流路内流动来进行。由此，对饮料通过的流路内进行杀菌处理，成为无菌状态。

并且，在以上说明中，关于CIP处理，以一边使碱性清洗液或酸性清洗液循环一边同时进行清洗和杀菌的CSIP处理的情况为例进行了说明，但也可以在使CIP清洗液循环之后的洗涤工序中将保证了无菌性的水向饮料供给系统配管65供给，一边洗濯CIP清洗液一边进行SIP处理。

并且，根据本实施方式，在CIP循环系统配管81中设置加热器93和保温管62，设定成由加热器93加热的CIP清洗液在保温管62内通过规定的滞留时间以上。由此，能够保证CIP清洗液的无菌性，能够将保证了无菌性的CIP清洗液向饮料供给系统配管65供给。

并且，根据本实施方式，在CIP循环系统配管81的保温管62的出口侧设置温度计68b，控制部60对基于温度计68b的温度计算的F值进行监视。由此，如果F值维持规定值以上，则控制部60能够判断为保证了在保温管62内通过的CIP清洗液的无菌性。并且，通过根据F值来管理CIP清洗液的无菌性，不需要进行CIP处理超过必要以上长的时间，能够缩短饮料填充系统10的产品的切换时间，提高生产能力。

以上，作为饮料填充系统，以使用无菌填充方式的饮料填充系统10为例来进行了说明，但不限于此。作为饮料填充系统，也可以为例如使用在55℃以上且95℃以下的高温下填充饮料的热填充方式的饮料填充系统。只要为冷藏饮料或酒精饮料等的在CIP处理后进行SIP处理(微生物的失活化)的饮料填充系统就能够适用。

也可以根据需要将上述实施方式和变形例中公开的多个构成要素适当组合。或者，也可以从上述实施方式和变形例中示出的全部构成要素中删除一些构成要素。

Claims (7)

1.一种饮料填充系统，对碳酸饮料进行填充，其特征在于，具备：

饮料供给系统配管，其供给所述碳酸饮料；

饮料填充机，其与所述饮料供给系统配管连结；

控制部，其对所述饮料填充系统进行控制；

所述饮料填充机包含填充嘴和分别与所述填充嘴连结的饮料供给线、冲击气体线以及排气线，

所述控制部使包含所述饮料供给线的第一配管系统进行CIP处理，使包含所述冲击气体线的第二配管系统进行CIP处理。

2.根据权利要求1所述的饮料填充系统，其中，

所述控制部使包含所述排气线的第三配管系统进行CIP处理。

3.根据权利要求2所述的饮料填充系统，其中，

所述第一配管系统、所述第二配管系统以及所述第三配管系统中流量最小的配管系统中流动的清洗液的流量是流量最大的配管系统中流动的清洗液的流量的10％以上且100％以下。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的饮料填充系统，其中，

还具备CIP循环系统配管，该CIP循环系统配管在CIP处理时将从所述饮料填充机流出的清洗液向所述饮料供给系统配管侧送液而使其循环，

所述清洗液被加热至85℃以上且低于100℃的温度。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的饮料填充系统，其中，

所述控制部在CIP处理时对所述饮料填充机的入口侧的温度和所述饮料填充机的出口侧的温度是否分别维持规定的阈值温度以上进行监视。

6.一种CIP处理方法，对填充碳酸饮料的饮料填充系统进行CIP处理，所述饮料填充系统具有供给所述碳酸饮料的饮料供给系统配管、与所述饮料供给系统配管连结的饮料填充机，

所述饮料填充机包含填充嘴和分别与所述填充嘴连结的饮料供给线、冲击气体线以及排气线，

所述CIP处理方法具备：

第一CIP处理工序，对包含所述饮料供给线的第一配管系统进行CIP处理；

第二CIP处理工序，对包含所述冲击气体线的第二配管系统进行CIP处理。

7.根据权利要求6所述的CIP处理方法，其中，

还具备对包含所述排气线的第三配管系统进行CIP处理的第三CIP处理工序。