JP2001039414A - 容器の殺菌方法及び装置、並びに容器の加熱方法 - Google Patents
容器の殺菌方法及び装置、並びに容器の加熱方法Info
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Abstract
できる殺菌方法を提供する。 【解決手段】 ボトル1内に殺菌剤のミストを導入する
工程と、ミストが導入されたボトル1内に熱風を供給す
る工程と、ミストが排出されたボトル1内に無菌水等の
洗浄液を送り込んでこれを洗浄する工程とを設ける。ミ
ストの導入に先立ってボトル1を予備加熱する工程を備
えてもよい。予備加熱ではボトル1の口部1aを別に加
熱してもよい。
Description
容器を殺菌する方法及び装置に関する。
殺菌する方法として、例えば特許第2851373号の
公報に開示されているように過酢酸水溶液や過酸化水素
を容器に噴霧して殺菌する方法が知られている。また、
特開平3−224469号公報にはチャンバ内に噴霧さ
れた過酸化水素を加熱して気化させ、その後に空気中で
過酸化水素を凝結させて殺菌剤ミストを形成し、このミ
ストを容器と接触させて殺菌を行う方法が開示されてい
る。
充填システムとして、ボトルの成形から内容物の充填ま
でを同一のライン上で一貫して行うインライン型のシス
テムがある。このシステムでは毎分500〜1000本
程度の処理能力が望まれており、これを達成するために
は、ボトルの殺菌に要する時間の短縮が課題とされてい
る。ところが従来の過酸化水素水を噴霧する方法では、
高濃度の過酸化水素を使用しているため、殺菌能力は十
分であるものの、プラスチック製の容器の表層へ過酸化
水素が吸着、浸透し、その除去に手間がかかって殺菌工
程を短縮できない。
菌できる殺菌方法、及びそれに適した装置並びに容器の
加熱方法を提供することを目的とする。
明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図
面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本
発明が図示の形態に限定されるものではない。
菌剤のミストを導入する工程と、前記ミストが導入され
た容器を加熱しつつ前記容器内から前記ミストを排出さ
せる工程と、前記ミストが排出された前記容器内を洗浄
する工程とを備えることにより、上述した課題を解決す
る。
した後に凝結して生成されるので、濃度が高く、効率の
よい殺菌が行える。ミストの導入後、容器を加熱するこ
とにより殺菌効果が向上すると同時に、殺菌剤成分の容
器内への浸透が抑制されて殺菌成分が容器の表面に浮か
び易くなる。しかも、容器の内部空間に漂っているミス
トを排出させることにより、殺菌効果の面からみて余剰
な殺菌剤の容器内面への付着を防止し、容器への殺菌剤
の浸透をさらに効果的に抑えることができる。そして、
ミスト排出後に容器を洗浄することにより、容器に吸
着、浸透した殺菌剤を洗い流して殺菌剤の残留濃度を最
小限度まで低下させることができる。
先立って前記容器を予備加熱する工程を備えてもよい。
予備加熱を行うことにより、ミストの導入当初から高い
殺菌効果を発揮させることができ、短時間で効率よく殺
菌を行える。容器への殺菌剤成分の浸透をより効果的に
抑えることができる。
加熱に加えて、前記容器の口部(1a)を別に加熱して
もよい。または、前記予備加熱工程では、前記容器内に
熱風を送り込んで前記容器の全体を加熱するとともに、
当該容器の口部(1a)を別に加熱してもよい。口部は
他の部分と比較して温度が上がりにくいため、この部分
を別に加熱することにより、予備加熱の効果をさらに効
果的に引き出すことができる。容器内への熱風の供給
は、容器内に挿入されたノズルから行うことが好まし
い。口部の加熱は、例えば口部の外側から熱風を吹き付
ける方法により行うことができる。
後、前記ミストの排出を開始するまでの間に所定の保持
時間を設けてもよい。保持時間を設けることにより、ミ
ストを容器内面に満遍なく接触させて確実に殺菌を行え
る。なお、保持時間は、ミストを導入する工程からミス
トを排出する工程への容器の搬送時間として兼用でき
る。
始するまでの間に所定の待機時間を設けてもよい。この
ようにすれば、容器の表面に殺菌剤を確実に浮き上がら
せて洗浄効果を高めることができる。待機時間は、ミス
トの排出する工程から洗浄する工程までの容器の搬送時
間として兼用できる。
が導入された容器に熱風を送り込んで前記容器の加熱と
前記ミストの排出とを行うようにしてもよい。このよう
にすれば、ミストの排出と容器の加熱とを効率よく行え
る。
を前記容器内に導入してもよい。洗浄液を加温しておけ
ば、その熱により殺菌剤の容器表面への染み出しを促し
て高い洗浄効果を得ることができる。
剤のミストを導入する手段(16)と、前記ミストが導
入された容器を加熱する手段(17)と、前記容器内か
ら前記ミストを排出させる手段(17)と、前記ミスト
が排出された前記容器内を洗浄する手段(19)とを備
えることにより、上述した課題を解決する。
(1)内に殺菌剤のミストを導入する手段(16)と、
前記ミストが導入された容器内に熱風を送り込む手段
(17)と、前記容器内を洗浄する手段(19)とを備
えることにより、上述した課題を解決する。
ミストを導入し、そのミストが導入された容器を加熱し
つつ容器内からミストを排出させ、ミストが排出された
容器内を洗浄することができるので、本発明の殺菌方法
を実現できる。
に先立って前記容器を予備加熱する手段を備えてもよ
い。前記予備加熱する手段として、前記容器内に熱風を
送り込んで前記容器の全体を加熱する手段と、前記容器
の口部を外側から加熱する手段とを設けてもよい。前記
洗浄する手段として、加温された洗浄液を前記容器内に
導入する手段を設けてもよい。容器内への熱風の供給
は、容器内に挿入されたノズルから行うことが好まし
い。
(1)内に挿入されたノズル(2)から熱風を送り込ん
で前記容器の全体を加熱するとともに、当該容器の口部
(1a)を別に加熱することを特徴とする。
たノズルから容器内へ確実に熱風を導入できる。また、
温度の上がりにくい口部を別に加熱することにより、容
器の全体を所望の温度まで確実かつ迅速に加熱できる。
従って、本発明の殺菌方法における予備加熱工程でこの
加熱方法を適用すれば、殺菌処理の高速化に貢献でき
る。なお、本発明の容器の加熱方法は、容器の殺菌処理
における予備加熱に限らず、容器の加熱が必要とされる
あらゆる場合に利用できる。
飲料用ボトルの殺菌手順の概要を示している。この殺菌
方法では、まず図1(a)に示すように、ボトル1の口
部1aから内部へノズル2が挿入され、そのノズル2か
ら熱風が送り込まれてボトル1が予備加熱される。同時
に、ボトル1の口部1aの外周にはノズル3,3が設置
され、それらのノズル3から熱風が口部1aに吹き付け
られて口部1aがさらに加熱される。これは、ノズル2
からの熱風のみでは口部1aが十分に加熱されないおそ
れがあるためである。ノズル2からの熱風のみで口部1
aを十分に加熱できるときはノズル3を省略してよい。
ノズル2をボトル1内に挿入するのは、熱風をボトル1
内に確実に送り込むためである。ノズル2の挿入量は熱
風の流量、口部1aの口径等に応じて適宜変更してよい
が、図2に示すようにボトル1の口部1aと胴部1cと
の間に設けられたボトル径の遷移領域1bにノズル2の
先端を位置させるとよい。遷移領域1bは、口部1aの
下端からボトル径が最大径の例えば70%まで拡大する
範囲として定義できる。予備加熱は、ボトル1の内面が
40°C以上となるように行うことが望ましい。
へと搬送される。ミスト供給工程では、殺菌剤のミスト
がノズル4からボトル1の内部へと供給される。殺菌剤
のミストは例えば図3に示すミスト発生装置33により
生成される。この発生装置33は、殺菌剤としての過酸
化水素(H2O2)の水溶液を滴状にして供給する殺菌剤
供給部35と、この殺菌剤供給部35から供給された過
酸化水素の水溶液をその沸点以上に加熱して気化させる
気化部36とを備える。殺菌剤供給部35にはスプレー
35aが設けられる。スプレー35aには殺菌剤供給口
35b及び圧縮空気供給口35cが設けられ、それら供
給口35b、35cは図示しない過酸化水素供給源又は
噴霧用圧縮空気供給源にそれぞれ接続されている。
化水素の水溶液と圧縮空気とが二流体スプレー35aの
内部で混ざり合うことにより、そのスプレー35aとエ
クステンションパイプ35eを介して接続されたノズル
35dから気化部36の気化管37内に過酸化水素の水
溶液がスプレーされる。気化管37は例えばアスベスト
リボンからなる外筒37aと、気化管37の内壁を形成
するサニタリパイプからなる内筒37bと、外筒37a
及び内筒37bとの間に設けられた加熱手段としてのヒ
ーター37cとを有している。気化管37の下端の吐出
口37dに上述したノズル4が接続される。
化水素はヒーター37cの熱で気化される。気化された
過酸化水素は、ノズル4を経てボトル1の近傍に導かれ
るまでの間の温度降下により再び液化する。これによ
り、二流体スプレー35aにて生成される過酸化水素の
滴よりも微細な過酸化水素のミストが生成される。この
ミスト化された過酸化水素がボトル1の内部に導入され
ることにより、ボトル1の内面が過酸化水素と接触して
殺菌される。なお、容量500mlのボトル1本に対す
る過酸化水素ミストの付着量は、35重量%過酸化水素
溶液に換算して5μl〜100μlの範囲が好ましい。
すなわち、過酸化水素を35重量%含んだ過酸化水素溶
液を5μl〜100μlの範囲でボトル内に供給したと
きと同等の過酸化水素がボトル1内に付着するようにミ
ストの量を設定することが好ましい。ミストの吹き込み
時間はボトル1本に対して0.1秒〜1秒の範囲が好ま
しい。生成されるミスト中に含まれる過酸化水素の濃度
は35重量%以上が望ましい。殺菌剤は過酸化水素に限
らず、殺菌作用を有する各種の薬液を使用できる。
1が搬送される。搬送中、ボトル1はその内部に殺菌剤
ミストが導入された状態で所定時間保持される。熱風供
給工程では、ボトル1の内部にノズル5が挿入され、そ
のノズル5から熱風が送り込まれる。熱風によりボトル
1は内面から加熱され、殺菌剤ミストによる殺菌効果が
高めるとともに、過酸化水素のボトル1への浸透が抑制
されて過酸化水素がボトル1の内面に浮かび易くなる。
さらに、ボトル1の内部に漂っているミストが熱風によ
りボトル1外へ排出される。この時点では、ボトル1の
内面に付着した殺菌剤ミストにより既に殺菌が十分に行
われているので、ボトル1の内部空間に漂っているミス
トを排出しても殺菌効果は損なわれず、むしろ余分なミ
ストを早期に排出することにより、ボトル1の内面への
過酸化水素の過剰な浸透を抑え、後工程における洗浄を
短時間で済ませられる利点が生じる。
開始するまでの保持時間は1.0〜10秒の範囲が好ま
しい。熱風の吹き込みは、ボトル1の内部に漂っている
ミストをすべて排出できる範囲で行えばよく、時間にし
て1秒程度で十分である。熱風の温度がボトル1の耐熱
温度(例えば60°C)以上の場合、熱風の吹き込み時
間があまり長いとボトル1が耐熱温度を超えて加熱さ
れ、変形等が生じることがあるので注意を要する。ノズ
ル5は予備加熱工程と同じくボトル径の遷移領域1bま
で挿入することが望ましい。
送される。搬送中、ボトル1は加熱された状態で所定時
間保持される。そして、搬送の最後にボトル1は上下に
反転される。洗浄工程ではボトル1の内部にノズル6が
挿入され、そのノズル6から加熱された無菌水が洗浄液
として送り込まれる。これにより、ボトル1の内面に付
着した過酸化水素が洗い流される。ノズル6は予備加熱
工程や熱風供給工程と同様にボトル1の内部の遷移領域
1bと重なる位置まで挿入することが望ましい。
るまでの待機時間は0.1〜10秒の範囲が好ましい。
無菌水は常温でもよいが、加熱した方が洗浄効率が向上
して好ましい。洗浄液の温度は40°C〜80°Cの範
囲が望ましい。上述した熱風供給工程においてボトル1
への過酸化水素の浸透が抑制されているので、無菌水に
よる洗浄は短時間で完了できる。例えば500mlのボ
トルであれば3秒間程度で完了できる。
填システムの一例を示している。この無菌充填システム
は無菌チャンバー10を有している。ボトル1への飲料
物の充填に先だって無菌チャンバー10の内部には所定
の殺菌処理が施される。その後、フィルタにて濾過され
た無菌エアーがチャンバー10内に常時供給され、チャ
ンバー10内が陽圧(大気圧よりも高い状態)に保たれ
る。
11及び排出口12が設けられる。不図示のボトル成形
機にて成形されたボトルは搬送ライン13に沿って搬送
されて導入口11からチャンバー10内へ取り込まれ、
さらにターンテーブル14を介して外面殺菌機15に供
給される。外面殺菌機15はターンテーブル15aによ
って搬送されるボトル1の外面に殺菌剤(過酸化水素)
のミストを接触させてボトル1の外面を殺菌する。ター
ンテーブル15aの旋回経路の一部には予備加熱ゾーン
15bが設けられる。ゾーン15bではボトル1の内部
に図1(a)のノズル2が挿入され、そのノズル2がボ
トル1と同期して移動しつつボトル1の内部に熱風が送
られてボトル1が予備加熱される。必要であればゾーン
15bには口部1aを加熱するためのノズル3も設けら
れる。
ル1は次に内面殺菌機16のターンテーブル16aへと
移される。ターンテーブル16aの旋回経路の一部には
保持ゾーン16bが設けられ、そのゾーン16bを通過
することによりボトル1が所定時間保持される。保持ゾ
ーン16bを通過したボトル1は内部殺菌ゾーン16c
へ導かれる。内部殺菌ゾーン16cには過酸化水素ミス
トを供給するノズル4(図1(b)参照)が設けられ、
そのノズル4からボトル1の内部へと過酸化水素ミスト
が供給される。内部殺菌ゾーン16cを通過したボトル
1は熱風供給機17のターンテーブル17aへと移され
る。
ゾーン17b及び熱風吹き込みゾーン17cが設けられ
る。この保持ゾーン17bを通過することにより、ボト
ル1はその内部に過酸化水素ミストが吹き込まれた状態
で所定時間保持される。熱風吹き込みゾーン17cで
は、ボトル1の内部に図1(c)のノズル5が挿入さ
れ、そのノズル5がボトル1と同期して移動しつつボト
ル1の内部に熱風が送られてボトル1が加熱されつつ内
部の過酸化水素ミストが排出される。
ル1はターンテーブル18を介して洗浄機19のターン
テーブル19aへと移される。なお、熱風吹き込みゾー
ン17cと、ターンテーブル18から洗浄機19へのボ
トル1の受け渡し地点までの間は保持反転ゾーン18a
が設けられている。ボトル1が保持反転ゾーン18aを
通過することにより、熱風吹き込みから洗浄開始までの
間に所定の待機時間が確保される。また、保持反転ゾー
ン18aを通過する間にボトル1は上下に反転される。
れたボトル1には図1(d)のノズル6が挿入され、そ
のノズル6がボトル1と同期して移動しつつボトル1の
内部に加熱された無菌水が送られてボトル1の内部が洗
浄される。
いて搬送用ターンテーブル群20を経由して充填機21
のターンテーブル21aへと移される。このターンテー
ブル21aに沿ってボトル1が搬送される間にボトル1
の内部に飲料が充填される。飲料が充填されたボトル1
は蓋締め機22へと導かれる。蓋締め機22は不図示の
キャップをボトル1の口部1aにねじ込んでボトル1を
密封する。なお、蓋締め機22には、無菌チャンバ10
の外部に設置されたキャップフィーダ23からキャップ
殺菌機24を介して殺菌されたキャップが供給される。
蓋締め機22にて密封されたボトル1は搬送ライン25
によって排出口12から無菌チャンバー10の外部へと
搬出される。
ず、種々の形態にて実施できる。ボトル1からのミスト
の排出と、ボトル1の加熱とはそれぞれ別の手段にて行
ってもよい。例えば、ボトル1の内部から空気を吸引し
てミストを排出するとともに、ボトル1をその外部に設
置された熱源からの輻射熱等によって加熱してもよい。
ノズル2の口部内面と対向する位置に熱風の噴出口を設
けて口部1aを胴部1c等とは別に加熱できるようにし
てもよい。本発明は飲料用のボトル1に限らず、各種の
容器の殺菌に使用できる。予備加熱は省略してもよい。
殺菌剤ミストの供給停止後、直ちに熱風供給を開始して
もよい。熱風供給によりミストを除去した後、直ちに洗
浄を開始してもよい。
ンテレフタレート製のボトル)を対象として、次の手順
に従って細部の条件を変えながら殺菌処理を行った。
m3の熱風をボトルの内部に供給してボトルを予備加熱
した。熱風の温度はノズルの先端付近で105°C〜1
25°Cに設定し、ノズルのボトル内への挿入量は30
mmに設定した。同時に、内径50mmのノズルから8
5°Cの熱風を毎分0.1m3の流量でボトルの口部に
向けて吹き付けた。なお、口部加熱用のノズルの本数は
ボトル1本に対して2本とした。各ノズルからの熱風の
吹き付け時間は3秒間に設定した。熱風吹き込み完了後
のボトル内の温度は50°Cに達していた。
放置し、続いて過酸化水素ミストをボトル内に0.6秒
間吹き込んだ。過酸化水素のボトル内面への付着量は3
5重量%過酸化水素溶液に換算して15〜40μlとし
た。
0.5〜3.5秒間放置した。その後、ボトル内にノズ
ルを挿入して熱風を1秒間吹き込んだ。ノズルの内径、
挿入量、熱風の温度及び流量は予備加熱時と同様であ
る。
5秒間放置した。その後、ボトルを反転し、内径6mm
のノズルをボトルの内部に挿入して70°Cに加熱され
た無菌水を3秒間送り込みボトル内部を洗浄した。無菌
水の流量は毎分8.5リットルとした。
った。
104、105の枯草菌芽胞を付着させたボトルを5本ず
つ殺菌処理し、ボトル内にトリプトソイブイヨン培地を
無菌的に分注し、培養、殺菌性の有無を評価した。各殺
菌条件における試験結果から確率論的に最確数(MP
N:most probable number)で生残菌数を算出し、付着
菌数と生残菌数との対数値を次の式により求めて殺菌効
果を評価した。
それぞれ4段階に分けて評価し、最も良好なものから順
に◎、○、△、×で示している。
付着量が同一で予備加熱の有無が異なっている。また、
条件2と条件6とでは、過酸化水素の残留濃度が同じで
あり、予備加熱の有無が異なっている。これらの結果か
ら、予備加熱を行ってから過酸化水素ミストを供給する
方が殺菌効果が高いことがわかる。但し、ミスト吹き付
け後の保持時間を長くすれば、殺菌効果は実用上十分な
レベルまで改善される。
とを比較すると、過酸化水素の残留量又は過酸化水素ミ
ストの付着量が同じでも、過酸化水素ミストをボトル内
に導入した後、熱風の送り込みを開始するまでの保持時
間が短いと殺菌効果が損なわれることがわかる。
き込みを省略している。条件3と条件10とを比較する
と、過酸化水素ミストの付着量が同一でも熱風吹き込み
が省略されると過酸化水素の残留濃度が上昇することが
わかる。条件2と条件11とを比較すると、過酸化水素
ミストの残留濃度が同一の場合、熱風吹き込みが省略さ
れると殺菌効果が不足することがわかる。
効果をみるため、条件3では口部を外側から加熱せず、
条件5ではボトルの口部を外部から加熱した。これらの
比較から明らかなように、口部を別に加熱すれば殺菌効
果が上昇する。
法及び装置によれば、殺菌剤ミストが導入された容器を
加熱してミストによる殺菌効果を高めつつ容器への殺菌
剤成分の浸透を抑制するとともに、容器内に漂っている
余分な殺菌剤のミストを強制的に排出して殺菌剤成分の
容器内への浸透をさらに効果的に防止し、その後に容器
を洗浄して容器に吸着、浸透した殺菌剤を洗い流してい
るので、殺菌剤の残留濃度を最小限度に抑えつつ、容器
の内面を短時間で確実に殺菌することができる。
温度の上がりにくい口部を別に加熱して容器の全体を所
望の温度まで確実かつ迅速に加熱できるので、本発明の
殺菌方法における予備加熱工程で使用することにより殺
菌処理の高速化に貢献できる。
手順の概要を示す図。
図。
平面図。
Claims (14)
- 【請求項1】 容器内に殺菌剤のミストを導入する工程
と、 前記ミストが導入された容器を加熱しつつ前記容器内か
ら前記ミストを排出させる工程と、 前記ミストが排出された前記容器内を洗浄する工程とを
備えたことを特徴とする容器の殺菌方法。 - 【請求項2】 前記ミストの導入に先立って前記容器を
予備加熱する工程を備えたことを特徴とする請求項1に
記載の容器の殺菌方法。 - 【請求項3】 前記予備加熱工程では、前記容器の全体
の加熱に加えて、前記容器の口部を別に加熱することを
特徴とする請求項2に記載の容器の殺菌方法。 - 【請求項4】 前記予備加熱工程では、前記容器内に熱
風を送り込んで前記容器の全体を加熱するとともに、当
該容器の口部を別に加熱することを特徴とする請求項2
に記載の容器の殺菌方法。 - 【請求項5】 前記ミストの導入後、前記ミストの排出
を開始するまでの間に所定の保持時間を設けたことを特
徴とする請求項1に記載の容器の殺菌方法。 - 【請求項6】 前記ミストの排出後、前記容器の洗浄を
開始するまでの間に所定の待機時間を設けたことを特徴
とする請求項1に記載の容器の殺菌方法。 - 【請求項7】 前記ミストが導入された容器に熱風を送
り込んで前記容器の加熱と前記ミストの排出とを行うこ
とを特徴とする請求項1に記載の容器の殺菌方法。 - 【請求項8】 前記洗浄する工程では、加温された洗浄
液を前記容器内に導入することを特徴とする請求項1に
記載の容器の殺菌方法。 - 【請求項9】 容器内に殺菌剤のミストを導入する手段
と、前記ミストが導入された容器を加熱する手段と、前
記容器内から前記ミストを排出させる手段と、前記ミス
トが排出された前記容器内を洗浄する手段とを備えたこ
とを特徴とする容器の殺菌装置。 - 【請求項10】 容器内に殺菌剤のミストを導入する手
段と、前記ミストが導入された容器内に熱風を送り込む
手段と、前記容器内を洗浄する手段とを備えたことを特
徴とする容器の殺菌装置。 - 【請求項11】 前記ミストの導入に先立って前記容器
を予備加熱する手段を備えたことを特徴とする請求項9
又は10に記載の容器の殺菌装置。 - 【請求項12】 前記予備加熱する手段として、前記容
器内に熱風を送り込んで前記容器の全体を加熱する手段
と、前記容器の口部を外側から加熱する手段とを設けた
ことを特徴とする請求項11に記載の容器の殺菌装置。 - 【請求項13】 前記洗浄する手段として、加温された
洗浄液を前記容器内に導入する手段を設けたことを特徴
とする請求項9又は10に記載の容器の殺菌装置。 - 【請求項14】 容器内に挿入されたノズルから熱風を
送り込んで前記容器の全体を加熱するとともに、当該容
器の口部を別に加熱することを特徴とする容器の加熱方
法。
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