JP2003175384A - 無菌水製造装置及び製造方法 - Google Patents
無菌水製造装置及び製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 装置構造がより簡単で、パッキン等からの原
料清水の漏れや異物混入の虞の少ない熱交換器を備えた
構成の連続無菌水製造装置と、この装置を用いるときの
無菌水製造方法を提供すること。 【解決手段】 原料清水を第１の熱交換器へ送り、第１
の熱交換器で戻り熱水と熱交換して昇温し、昇温した原
料清水を第２の熱交換器に入る前にブースターポンプで
加圧し、第２の熱交換器において加熱蒸気で加熱して加
熱水とし、ホールディングチューブで加熱水を一定時
間、温度保持して殺菌処理した後、第１の熱交換器の熱
媒側へ加熱水を戻して新しい原料清水と熱交換した後、
オリフィスで殺菌済水の圧力を下げて無菌水を製造し、
容器洗浄、充填機等へ供給した後の余剰な殺菌済水は分
岐配管を通して清水タンクへ還流するようにした無菌水
製造装置と方法。
料清水の漏れや異物混入の虞の少ない熱交換器を備えた
構成の連続無菌水製造装置と、この装置を用いるときの
無菌水製造方法を提供すること。 【解決手段】 原料清水を第１の熱交換器へ送り、第１
の熱交換器で戻り熱水と熱交換して昇温し、昇温した原
料清水を第２の熱交換器に入る前にブースターポンプで
加圧し、第２の熱交換器において加熱蒸気で加熱して加
熱水とし、ホールディングチューブで加熱水を一定時
間、温度保持して殺菌処理した後、第１の熱交換器の熱
媒側へ加熱水を戻して新しい原料清水と熱交換した後、
オリフィスで殺菌済水の圧力を下げて無菌水を製造し、
容器洗浄、充填機等へ供給した後の余剰な殺菌済水は分
岐配管を通して清水タンクへ還流するようにした無菌水
製造装置と方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、清水等の無菌水の
製造装置及び方法に関し、特に缶、ペットボトル等の容
器の洗浄、充填機の充填バルブの洗浄、或いは充填する
飲料用の清水そのものの加熱殺菌処理を施す製造装置と
方法に関する。
製造装置及び方法に関し、特に缶、ペットボトル等の容
器の洗浄、充填機の充填バルブの洗浄、或いは充填する
飲料用の清水そのものの加熱殺菌処理を施す製造装置と
方法に関する。
【従来の技術】日本においては飲用の自然水が豊富であ
り、日常使用する水道水も良質の原水から取り込んでい
たため、欧州に比べ、天然水、ミネラルウォータ等の飲
料水の容器詰め製品の製造と普及が遅れていた。しか
し、近来の良質の自然水に対する嗜好の差別化に伴い、
各地方の有名な天然水の銘柄がペットボトルに充填され
て市場に出回るようになってきている。また、緊急時の
保存飲料水に対する需要も増加する傾向にある。天然水
の産地での容器充填は小規模に行われ、流通範囲が限定
される場合が多かったので、容器の殺菌、洗浄は、洗剤
と洗浄桶による手作業に準じた便宜的な洗浄方法により
行われ、充填する天然水は殺菌処理をせずに充填するの
で、充填設備も小規模で間に合っていた。しかし、最近
では、全国的な保存飲料水の需要の高まりに従って、よ
り大規模な容器詰飲料水の充填製造設備が求められるよ
うになり、この設備の付帯部分として、長期間の保存に
も飲料用としての品質が保証できるように、容器の殺
菌、洗浄用のための大能力の連続無菌水製造設備が必要
になってきた。
り、日常使用する水道水も良質の原水から取り込んでい
たため、欧州に比べ、天然水、ミネラルウォータ等の飲
料水の容器詰め製品の製造と普及が遅れていた。しか
し、近来の良質の自然水に対する嗜好の差別化に伴い、
各地方の有名な天然水の銘柄がペットボトルに充填され
て市場に出回るようになってきている。また、緊急時の
保存飲料水に対する需要も増加する傾向にある。天然水
の産地での容器充填は小規模に行われ、流通範囲が限定
される場合が多かったので、容器の殺菌、洗浄は、洗剤
と洗浄桶による手作業に準じた便宜的な洗浄方法により
行われ、充填する天然水は殺菌処理をせずに充填するの
で、充填設備も小規模で間に合っていた。しかし、最近
では、全国的な保存飲料水の需要の高まりに従って、よ
り大規模な容器詰飲料水の充填製造設備が求められるよ
うになり、この設備の付帯部分として、長期間の保存に
も飲料用としての品質が保証できるように、容器の殺
菌、洗浄用のための大能力の連続無菌水製造設備が必要
になってきた。
【０００２】従来の大規模な無菌水製造設備として、図
４の無菌水製造装置の要素部品配置と原料清水のフロー
図に示したような連続無菌水製造装置がある。この装置
は、プレート方式の熱交換器を３組設け、それぞれ、常
温の原料清水と加熱無菌水との熱交換用熱交換器Ｅ０
７、熱交換器Ｅ０７で温められた原料清水を加熱蒸気０
１０により殺菌可能な温度に再加熱する熱交換器Ｈ０
９、無菌水製造設備の稼動前に配管系統に高温無菌水を
循環してプレ加熱殺菌した後に高温無菌水を充填温度や
充填機の洗浄温度まで冷却するための冷却水０１４によ
る熱交換器Ｃ０１２と、役割分担をさせているものであ
る。０２は清水の送水ポンプ、０８はブースターポン
プ、０１１は保熱用のホールディングチューブ、０１８
は配管系統のプレ加熱殺菌時に熱水量を加減する熱水循
環タンクである。清水タンク０１に貯溜されている原料
清水は、送水ポンプ０２で送られて熱交換器Ｅ０７で加
温され、ブースターポンプ０８で加圧され、熱交換器Ｈ
０９で１２１℃〜１３５℃に加熱され、ホールディング
チューブ０１１で所要時間保持された後、熱交換器Ｅ０
７の熱媒側に通されて原料清水と熱交換して温度を下
げ、減圧弁０１３で圧力を下げて容器濯ぎリンサ０１
５、充填機０１６、キャップ殺菌洗浄０１７等へ供給さ
れる。熱交換器Ｃ０１２は配管系統のプレ加熱殺菌後の
高温無菌水の冷却時だけに使用される。
４の無菌水製造装置の要素部品配置と原料清水のフロー
図に示したような連続無菌水製造装置がある。この装置
は、プレート方式の熱交換器を３組設け、それぞれ、常
温の原料清水と加熱無菌水との熱交換用熱交換器Ｅ０
７、熱交換器Ｅ０７で温められた原料清水を加熱蒸気０
１０により殺菌可能な温度に再加熱する熱交換器Ｈ０
９、無菌水製造設備の稼動前に配管系統に高温無菌水を
循環してプレ加熱殺菌した後に高温無菌水を充填温度や
充填機の洗浄温度まで冷却するための冷却水０１４によ
る熱交換器Ｃ０１２と、役割分担をさせているものであ
る。０２は清水の送水ポンプ、０８はブースターポン
プ、０１１は保熱用のホールディングチューブ、０１８
は配管系統のプレ加熱殺菌時に熱水量を加減する熱水循
環タンクである。清水タンク０１に貯溜されている原料
清水は、送水ポンプ０２で送られて熱交換器Ｅ０７で加
温され、ブースターポンプ０８で加圧され、熱交換器Ｈ
０９で１２１℃〜１３５℃に加熱され、ホールディング
チューブ０１１で所要時間保持された後、熱交換器Ｅ０
７の熱媒側に通されて原料清水と熱交換して温度を下
げ、減圧弁０１３で圧力を下げて容器濯ぎリンサ０１
５、充填機０１６、キャップ殺菌洗浄０１７等へ供給さ
れる。熱交換器Ｃ０１２は配管系統のプレ加熱殺菌後の
高温無菌水の冷却時だけに使用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来方式の連続無菌水
製造装置は、３セクションのプレート式熱交換器を用い
たもので、装置構造が複雑であり、プレート式熱交換器
はプレート間に挟設されたパッキンの形状が複雑で数量
が多いため、高熱で劣化したり、清掃時に傷ついたりし
易く、原料清水の漏れや異物混入の虞がある。本発明
は、装置構造がより簡単で、パッキン等からの原料清水
の漏れや異物混入の虞の少ない熱交換器を備えた構成の
連続無菌水製造装置とこの装置を用いるときの無菌水製
造方法を提供することを目的とする。
製造装置は、３セクションのプレート式熱交換器を用い
たもので、装置構造が複雑であり、プレート式熱交換器
はプレート間に挟設されたパッキンの形状が複雑で数量
が多いため、高熱で劣化したり、清掃時に傷ついたりし
易く、原料清水の漏れや異物混入の虞がある。本発明
は、装置構造がより簡単で、パッキン等からの原料清水
の漏れや異物混入の虞の少ない熱交換器を備えた構成の
連続無菌水製造装置とこの装置を用いるときの無菌水製
造方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の問題点に対し本発
明は、以下の各項に述べる特徴を有する手段により課題
の解決を図る。 （１） 飲料の原料水を貯める清水タンクと、清水タン
クの原料清水を送り出す送水ポンプと、戻り殺菌済熱水
と熱交換して原料清水を加熱する第１の熱交換器と、第
１の熱交換器で加熱された原料清水を加熱蒸気で殺菌温
度に再加熱する第２の熱交換器と、第１の熱交換器から
第２の熱交換器へ繋がる配管に設置された原料清水を加
圧するブースターポンプと、第２の熱交換器で加熱され
た原料清水の温度制御手段と、第２の熱交換器で加熱さ
れた原料清水を一定時間温度保持して殺菌済水とするホ
ールディングチューブと、ホールディングチューブから
送出された殺菌済水を第１の熱交換器の熱媒側へ送り込
む殺菌済水配管と、第１の熱交換器で低温の原料清水と
熱交換した加熱殺菌済水の圧力を低下させる減圧手段
と、減圧した殺菌済水をキャップ殺菌洗浄、充填機、容
器濯ぎリンサ等へ送給し、また熱水循環タンクへ繋がっ
ている循環水配管と、循環水配管と繋がる熱水循環タン
クと、循環水配管から分岐して上記清水タンクへ繋がる
分岐配管とで構成された無菌水製造装置。
明は、以下の各項に述べる特徴を有する手段により課題
の解決を図る。 （１） 飲料の原料水を貯める清水タンクと、清水タン
クの原料清水を送り出す送水ポンプと、戻り殺菌済熱水
と熱交換して原料清水を加熱する第１の熱交換器と、第
１の熱交換器で加熱された原料清水を加熱蒸気で殺菌温
度に再加熱する第２の熱交換器と、第１の熱交換器から
第２の熱交換器へ繋がる配管に設置された原料清水を加
圧するブースターポンプと、第２の熱交換器で加熱され
た原料清水の温度制御手段と、第２の熱交換器で加熱さ
れた原料清水を一定時間温度保持して殺菌済水とするホ
ールディングチューブと、ホールディングチューブから
送出された殺菌済水を第１の熱交換器の熱媒側へ送り込
む殺菌済水配管と、第１の熱交換器で低温の原料清水と
熱交換した加熱殺菌済水の圧力を低下させる減圧手段
と、減圧した殺菌済水をキャップ殺菌洗浄、充填機、容
器濯ぎリンサ等へ送給し、また熱水循環タンクへ繋がっ
ている循環水配管と、循環水配管と繋がる熱水循環タン
クと、循環水配管から分岐して上記清水タンクへ繋がる
分岐配管とで構成された無菌水製造装置。
【０００５】（２） 上記（１）の無菌水製造装置にお
いて、第１の熱交換器、第２の熱交換器はシェルとチュ
ーブを組み合わせた熱交換器とし、第１の熱交換器はシ
ェル側に供給原料清水を通し、チューブ側に高い水圧を
維持している加熱殺菌後の被冷却水（熱水）を通して、
加熱殺菌水に未殺菌の供給原料清水が侵入しないように
した無菌水製造装置。 （３） 上記（１）〜（２）の無菌水製造装置におい
て、無菌水の圧力の減圧手段としてオリフィスを用いた
無菌水製造装置。 （４） 上記（１）〜（３）の無菌水製造装置を用い、
清水タンクの原料清水を第１の熱交換器へ送り、第１の
熱交換器で戻り熱水と熱交換して昇温し、昇温した原料
清水を第２の熱交換器に入る前にブースターポンプで加
圧し、第２の熱交換器において加熱蒸気で加熱して加熱
水とし、ホールディングチューブで加熱水を一定時間温
度保持して殺菌処理した後、第１の熱交換器の熱媒側へ
加熱水を送って新しい原料水と熱交換して水温を下げた
後、オリフィスで殺菌済水の圧力を下げ、キャップ殺菌
洗浄、充填機、容器濯ぎリンサ等へ送給し、余剰な殺菌
済水は上記の分岐配管を通して清水タンクへ還流する無
菌水製造方法。
いて、第１の熱交換器、第２の熱交換器はシェルとチュ
ーブを組み合わせた熱交換器とし、第１の熱交換器はシ
ェル側に供給原料清水を通し、チューブ側に高い水圧を
維持している加熱殺菌後の被冷却水（熱水）を通して、
加熱殺菌水に未殺菌の供給原料清水が侵入しないように
した無菌水製造装置。 （３） 上記（１）〜（２）の無菌水製造装置におい
て、無菌水の圧力の減圧手段としてオリフィスを用いた
無菌水製造装置。 （４） 上記（１）〜（３）の無菌水製造装置を用い、
清水タンクの原料清水を第１の熱交換器へ送り、第１の
熱交換器で戻り熱水と熱交換して昇温し、昇温した原料
清水を第２の熱交換器に入る前にブースターポンプで加
圧し、第２の熱交換器において加熱蒸気で加熱して加熱
水とし、ホールディングチューブで加熱水を一定時間温
度保持して殺菌処理した後、第１の熱交換器の熱媒側へ
加熱水を送って新しい原料水と熱交換して水温を下げた
後、オリフィスで殺菌済水の圧力を下げ、キャップ殺菌
洗浄、充填機、容器濯ぎリンサ等へ送給し、余剰な殺菌
済水は上記の分岐配管を通して清水タンクへ還流する無
菌水製造方法。
【０００６】（５） 上記（４）の無菌水製造方法にお
いて、第１の熱交換器から送り出された殺菌済水を充填
機、容器濯ぎリンサ等へ送給せず、全てを熱水循環タン
クへ回流し、熱水循環タンクから直接に前記送水ポンプ
で第１の熱交換器の原料水供給側へ送って熱水を循環さ
せ、殺菌水の配管系のプリ殺菌洗浄を行わせるようにし
た無菌水製造方法。 （６） 上記（５）の無菌水製造方法によりプリ殺菌洗
浄後、熱水循環配管に設置してあるドレーンから循環熱
水の１部を排出すると同時に、残りの熱水を循環配管か
ら清水タンクへ高温の殺菌済水を送り込み、ドレーンか
ら排出する熱水量を漸次増加して循環する熱水量を減少
させ、その熱水減少量に見合う常温の清水を清水タンク
へ供給することにより、第１の熱交換器へ送られる循環
水温度を徐々に下げて、戻りの循環配管内を無菌状態に
保ったまま通常の殺菌水製造工程へ移行させるようにす
る無菌水製造方法。
いて、第１の熱交換器から送り出された殺菌済水を充填
機、容器濯ぎリンサ等へ送給せず、全てを熱水循環タン
クへ回流し、熱水循環タンクから直接に前記送水ポンプ
で第１の熱交換器の原料水供給側へ送って熱水を循環さ
せ、殺菌水の配管系のプリ殺菌洗浄を行わせるようにし
た無菌水製造方法。 （６） 上記（５）の無菌水製造方法によりプリ殺菌洗
浄後、熱水循環配管に設置してあるドレーンから循環熱
水の１部を排出すると同時に、残りの熱水を循環配管か
ら清水タンクへ高温の殺菌済水を送り込み、ドレーンか
ら排出する熱水量を漸次増加して循環する熱水量を減少
させ、その熱水減少量に見合う常温の清水を清水タンク
へ供給することにより、第１の熱交換器へ送られる循環
水温度を徐々に下げて、戻りの循環配管内を無菌状態に
保ったまま通常の殺菌水製造工程へ移行させるようにす
る無菌水製造方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の無菌水製造装置及び製造
方法について、図に基づいて説明する。図１は無菌水製
造装置の無菌水製造工程における原料清水の流れを示す
ブロック図、図２は図１の無菌水製造装置の配管路の熱
水殺菌工程の熱水の流れを示すブロック図、図３は図２
の無菌水製造装置の配管路の熱水殺菌の後の図１に示す
無菌水製造工程へ移行する時の熱水、清水の流れを示す
ブロック図である。図において、１は飲料の原料清水を
貯める清水タンクであり、清水タンク１へは純水９が補
給される。清水タンク１には清水の水面レベルを検出す
るレベルセンサ２７が設置され、レベルセンサ２７が清
水タンク１の水面レベル低下を検出すると、レベルセン
サ２７の検出信号が純水補給配管に設置されたダイアフ
ラム作動弁２８を作動して純水９を清水タンク１へ補充
する。２は清水タンク１の原料清水を配管３２を経て第
１の熱交換器３へ送り出す送水ポンプであり、送水ポン
プ２はインバータで回転数を制御されるＡＣモータで駆
動される。清水タンク１と送水ポンプ２とを結ぶ配管３
１には制御装置２０からの作動指令ｆにより動作する作
動弁２６が設置されている。
方法について、図に基づいて説明する。図１は無菌水製
造装置の無菌水製造工程における原料清水の流れを示す
ブロック図、図２は図１の無菌水製造装置の配管路の熱
水殺菌工程の熱水の流れを示すブロック図、図３は図２
の無菌水製造装置の配管路の熱水殺菌の後の図１に示す
無菌水製造工程へ移行する時の熱水、清水の流れを示す
ブロック図である。図において、１は飲料の原料清水を
貯める清水タンクであり、清水タンク１へは純水９が補
給される。清水タンク１には清水の水面レベルを検出す
るレベルセンサ２７が設置され、レベルセンサ２７が清
水タンク１の水面レベル低下を検出すると、レベルセン
サ２７の検出信号が純水補給配管に設置されたダイアフ
ラム作動弁２８を作動して純水９を清水タンク１へ補充
する。２は清水タンク１の原料清水を配管３２を経て第
１の熱交換器３へ送り出す送水ポンプであり、送水ポン
プ２はインバータで回転数を制御されるＡＣモータで駆
動される。清水タンク１と送水ポンプ２とを結ぶ配管３
１には制御装置２０からの作動指令ｆにより動作する作
動弁２６が設置されている。
【０００８】第１の熱交換器３はシェル＆チューブ式で
あり、第１の熱交換器３はシェル側に送水ポンプ２で送
水された原料清水を通し、チューブ側に高い水圧を維持
している加熱殺菌後の被冷却水（熱水）を通して熱交換
を行っている。後述するようにチューブ側に通す加熱殺
菌水は２〜３ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力を有しているので、
シェル側の未殺菌の原料清水が侵入する虞はない。第１
の熱交換器３と第２の熱交換器５を繋ぐ配管３３に設置
されたブースターポンプ４は第１の熱交換器３で加熱さ
れた原料清水を、２〜３ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力に加圧す
るもので、送水ポンプ２と連動させるために、インバー
タで回転数を制御されるＡＣモータで駆動される。第２
の熱交換器５もシェル＆チューブ式であり、ブースター
ポンプ４で加圧された原料清水はチューブ側を通り、加
熱蒸気６はシェル側に投入して原料清水を再加熱して殺
菌温度（１２１〜１３５℃）まで昇温させる。第２の熱
交換器５のシェル側に圧力安全弁２９が設置されてい
る。原料清水の温度は、第２の熱交換器５の出口側に繋
がれた配管３４に設置された温度検出センサ２１の検出
信号で作動するダイアフラム式流量調整弁２２により加
熱蒸気６の供給量を調整することにより原料清水の温度
が制御される。
あり、第１の熱交換器３はシェル側に送水ポンプ２で送
水された原料清水を通し、チューブ側に高い水圧を維持
している加熱殺菌後の被冷却水（熱水）を通して熱交換
を行っている。後述するようにチューブ側に通す加熱殺
菌水は２〜３ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力を有しているので、
シェル側の未殺菌の原料清水が侵入する虞はない。第１
の熱交換器３と第２の熱交換器５を繋ぐ配管３３に設置
されたブースターポンプ４は第１の熱交換器３で加熱さ
れた原料清水を、２〜３ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力に加圧す
るもので、送水ポンプ２と連動させるために、インバー
タで回転数を制御されるＡＣモータで駆動される。第２
の熱交換器５もシェル＆チューブ式であり、ブースター
ポンプ４で加圧された原料清水はチューブ側を通り、加
熱蒸気６はシェル側に投入して原料清水を再加熱して殺
菌温度（１２１〜１３５℃）まで昇温させる。第２の熱
交換器５のシェル側に圧力安全弁２９が設置されてい
る。原料清水の温度は、第２の熱交換器５の出口側に繋
がれた配管３４に設置された温度検出センサ２１の検出
信号で作動するダイアフラム式流量調整弁２２により加
熱蒸気６の供給量を調整することにより原料清水の温度
が制御される。
【０００９】第２の熱交換器５の出口側に繋がれた配管
３４と結合しているホールディングチューブ７は、第２
の熱交換器５から流出する高温の原料清水を一定時間、
温度保持が可能な長さを有しているチューブよりなり、
ホールディングチューブ７から流出する高温の無菌処理
済水は配管３５により第１の熱交換器３のチューブ側へ
送り込まれる。第１の熱交換器３で低温の原料清水と熱
交換して約４０℃に冷却された無菌処理済水は無菌水配
管３６に設置されたオリフィス８によって圧力を降下
し、配管３６によって送られる途中で分岐し、作動弁１
５を介して飲料充填製造装置のキャップ殺菌洗浄１０、
作動弁１６を介して充填機１１、作動弁１７を介して容
器濯ぎリンサ１２等へ分配するようになっている。配管
３６は熱水循環タンク１３に繋がれ、配管３６の途中に
はダイアフラム式の流量調整弁２３によって開閉するド
レーンＤが設置されている。配管３６と流量調整弁２３
の間の配管にドレーンＤを冷水４４で冷却するクーラー
４３が設置されている。４１は配管３６を流れる循環水
の温度を検出する温度センサ、４２は配管３６内の圧力
を検出する圧力検出センサである。作動弁１５、１６、
１７及び流量調整弁２３は制御装置２０の指令ａ，ｂ，
ｃと内蔵するプログラムによって作動される。
３４と結合しているホールディングチューブ７は、第２
の熱交換器５から流出する高温の原料清水を一定時間、
温度保持が可能な長さを有しているチューブよりなり、
ホールディングチューブ７から流出する高温の無菌処理
済水は配管３５により第１の熱交換器３のチューブ側へ
送り込まれる。第１の熱交換器３で低温の原料清水と熱
交換して約４０℃に冷却された無菌処理済水は無菌水配
管３６に設置されたオリフィス８によって圧力を降下
し、配管３６によって送られる途中で分岐し、作動弁１
５を介して飲料充填製造装置のキャップ殺菌洗浄１０、
作動弁１６を介して充填機１１、作動弁１７を介して容
器濯ぎリンサ１２等へ分配するようになっている。配管
３６は熱水循環タンク１３に繋がれ、配管３６の途中に
はダイアフラム式の流量調整弁２３によって開閉するド
レーンＤが設置されている。配管３６と流量調整弁２３
の間の配管にドレーンＤを冷水４４で冷却するクーラー
４３が設置されている。４１は配管３６を流れる循環水
の温度を検出する温度センサ、４２は配管３６内の圧力
を検出する圧力検出センサである。作動弁１５、１６、
１７及び流量調整弁２３は制御装置２０の指令ａ，ｂ，
ｃと内蔵するプログラムによって作動される。
【００１０】配管３６の熱水循環タンク１３に近い位置
から分岐配管３８が分岐し、配管３８の端部は清水タン
ク１内に開口している。分岐配管３８には作動弁２４が
設置され、制御装置２０の指令ｄにより開閉される。熱
水循環タンク１３の下部に循環配管３７が設けられ、循
環配管３７は清水タンク１から流出する原料清水の配管
３１に合流している。循環配管３７に作動弁２５、清水
の配管３１に作動弁２６が設置され、制御装置２０の指
令ｅ，ｆにより開閉される。熱水循環タンク１３に近い
配管３６に圧力安全弁３０が設けられている。
から分岐配管３８が分岐し、配管３８の端部は清水タン
ク１内に開口している。分岐配管３８には作動弁２４が
設置され、制御装置２０の指令ｄにより開閉される。熱
水循環タンク１３の下部に循環配管３７が設けられ、循
環配管３７は清水タンク１から流出する原料清水の配管
３１に合流している。循環配管３７に作動弁２５、清水
の配管３１に作動弁２６が設置され、制御装置２０の指
令ｅ，ｆにより開閉される。熱水循環タンク１３に近い
配管３６に圧力安全弁３０が設けられている。
【００１１】無菌水の製造工程を説明する。作動弁２５
を閉じ、作動弁２６を開いて清水タンク１から常温（２
５℃）の原料清水を配管３１に通して送水ポンプ２に送
り、原料清水は送水ポンプ２により配管３２を通って第
１の熱交換器３のシェル側へ送られる。原料清水は第１
の熱交換器３でチューブ側の熱水と熱交換して昇温し、
昇温した原料清水をブースターポンプ４で加圧して第２
の熱交換器５のチューブ側へ送り、第２の熱交換器５に
おいて加熱蒸気６をシェル側へ投入して殺菌温度（１２
１〜１３５℃）まで加熱する（原料清水はブースターポ
ンプ４で加圧して３ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力を有していれ
ば原料清水がこの殺菌処理温度で沸騰することはな
い）。殺菌温度（１２１〜１３５℃）の原料清水は、ホ
ールディングチューブ７内を流れて一定時間殺菌温度を
保持して殺菌処理した後、配管３５により、第１の熱交
換器３のチューブ側へ送られる。第１の熱交換器３で前
述の新しい原料清水と熱交換して約４０℃に温度を降下
した後、オリフィス８で殺菌済の原料清水の圧力を下
げ、制御装置２０の指令ａ，ｂ，ｃに夫々従って、配管
３６から分岐する配管に備えられた作動弁１５を開いて
キャップ殺菌洗浄１０、作動弁１６を開いて充填機１１
（充填バルブの洗浄）、作動弁１７を開いて容器濯ぎリ
ンサ１２等へ分配する。余剰の無菌水は作動弁２４を開
いた状態にして分岐配管３８を通して清水タンク１へ回
流させる。
を閉じ、作動弁２６を開いて清水タンク１から常温（２
５℃）の原料清水を配管３１に通して送水ポンプ２に送
り、原料清水は送水ポンプ２により配管３２を通って第
１の熱交換器３のシェル側へ送られる。原料清水は第１
の熱交換器３でチューブ側の熱水と熱交換して昇温し、
昇温した原料清水をブースターポンプ４で加圧して第２
の熱交換器５のチューブ側へ送り、第２の熱交換器５に
おいて加熱蒸気６をシェル側へ投入して殺菌温度（１２
１〜１３５℃）まで加熱する（原料清水はブースターポ
ンプ４で加圧して３ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力を有していれ
ば原料清水がこの殺菌処理温度で沸騰することはな
い）。殺菌温度（１２１〜１３５℃）の原料清水は、ホ
ールディングチューブ７内を流れて一定時間殺菌温度を
保持して殺菌処理した後、配管３５により、第１の熱交
換器３のチューブ側へ送られる。第１の熱交換器３で前
述の新しい原料清水と熱交換して約４０℃に温度を降下
した後、オリフィス８で殺菌済の原料清水の圧力を下
げ、制御装置２０の指令ａ，ｂ，ｃに夫々従って、配管
３６から分岐する配管に備えられた作動弁１５を開いて
キャップ殺菌洗浄１０、作動弁１６を開いて充填機１１
（充填バルブの洗浄）、作動弁１７を開いて容器濯ぎリ
ンサ１２等へ分配する。余剰の無菌水は作動弁２４を開
いた状態にして分岐配管３８を通して清水タンク１へ回
流させる。
【００１２】無菌水製造を開始する前に行う、装置の循
環配管路のプリ熱水殺菌工程を図２に基づいて説明す
る。清水タンク１を除く、熱水循環タンク１３を含む水
配管に清水を満たし、作動弁１５、１６、１７、２４、
２５及び流量調整弁２３を閉じ、作動弁２６を開いた状
態で送水ポンプ２とブースターポンプ４を回して熱水循
環タンク１３までの水圧を約３kgf／cm２に上昇した
後、作動弁２６を閉にし、作動弁２５を開にして熱水循
環配管を密閉し、送水ポンプ２とブースタポンプ４を回
して水を循環し、第２の熱交換器５に加熱蒸気６を投入
して水温を上昇させる。
環配管路のプリ熱水殺菌工程を図２に基づいて説明す
る。清水タンク１を除く、熱水循環タンク１３を含む水
配管に清水を満たし、作動弁１５、１６、１７、２４、
２５及び流量調整弁２３を閉じ、作動弁２６を開いた状
態で送水ポンプ２とブースターポンプ４を回して熱水循
環タンク１３までの水圧を約３kgf／cm２に上昇した
後、作動弁２６を閉にし、作動弁２５を開にして熱水循
環配管を密閉し、送水ポンプ２とブースタポンプ４を回
して水を循環し、第２の熱交換器５に加熱蒸気６を投入
して水温を上昇させる。
【００１３】循環する水温は少なくとも１２１℃以上と
し、所定時間を経過して装置のプリ熱水殺菌を完了した
ら、図３の如く作動弁２５を閉じ流量調整弁２３を開い
て熱水を放出する。水温が沸点より高いので、このまま
では流量調整弁２３を通った後で水蒸気となって噴出す
る。これを避けるために、流量調整弁２３を通る前に循
環熱水配管に設置してあるクーラー４３に冷水４４を流
入し、循環熱水を冷却して１００℃以下にする。作動弁
２５を閉じると同時に作動弁２６を開き、清水タンク１
内の清水を送水ポンプ２により第１の熱交換器３へ送出
する。第１の熱交換器３で熱交換をして冷却された循環
熱水が１００℃以下になったら（温度センサ４１で検出
する）、作動弁２４を開いて循環熱水を清水タンク１へ
戻し、常温の清水と混合して熱交換器へ送り通常の無菌
水製造工程へ移行する。流量調整弁２３を通して排出さ
れる循環熱水に見合った純水９が清水タンク１へ補給さ
れる。この間も送水ポンプ２、ブースターポンプ４も駆
動され、第１、第２の熱交換器３、５における熱交換も
行われ殺菌処理は続けられており、循環熱水の温度が４
０℃になり、圧力検出センサ４２の検出圧力が常態の無
菌水製造時の圧力に戻ったことを確認して流量調整弁２
３を閉じて通常の無菌水製造へと移行する。このように
すれば、製造装置の配管を無菌状態に保つことができ
る。
し、所定時間を経過して装置のプリ熱水殺菌を完了した
ら、図３の如く作動弁２５を閉じ流量調整弁２３を開い
て熱水を放出する。水温が沸点より高いので、このまま
では流量調整弁２３を通った後で水蒸気となって噴出す
る。これを避けるために、流量調整弁２３を通る前に循
環熱水配管に設置してあるクーラー４３に冷水４４を流
入し、循環熱水を冷却して１００℃以下にする。作動弁
２５を閉じると同時に作動弁２６を開き、清水タンク１
内の清水を送水ポンプ２により第１の熱交換器３へ送出
する。第１の熱交換器３で熱交換をして冷却された循環
熱水が１００℃以下になったら（温度センサ４１で検出
する）、作動弁２４を開いて循環熱水を清水タンク１へ
戻し、常温の清水と混合して熱交換器へ送り通常の無菌
水製造工程へ移行する。流量調整弁２３を通して排出さ
れる循環熱水に見合った純水９が清水タンク１へ補給さ
れる。この間も送水ポンプ２、ブースターポンプ４も駆
動され、第１、第２の熱交換器３、５における熱交換も
行われ殺菌処理は続けられており、循環熱水の温度が４
０℃になり、圧力検出センサ４２の検出圧力が常態の無
菌水製造時の圧力に戻ったことを確認して流量調整弁２
３を閉じて通常の無菌水製造へと移行する。このように
すれば、製造装置の配管を無菌状態に保つことができ
る。
【００１４】
【発明の効果】本発明の無菌水製造装置は、原料清水を
第１の熱交換器へ送り、第１の熱交換器で戻り熱水と熱
交換して昇温し、昇温した原料清水を第２の熱交換器に
入る前にブースターポンプで加圧し、第２の熱交換器に
おいて加熱蒸気で加熱して加熱水とし、ホールディング
チューブで加熱水を一定時間、温度保持して殺菌処理し
た後、第１の熱交換器の熱媒側へ加熱水を戻して新しい
原料清水と熱交換した後、オリフィスで殺菌済水の圧力
を下げて無菌水を製造し、容器洗浄、充填機等へ供給し
た後の余剰な殺菌済水は分岐配管を通して清水タンクへ
還流するようにしているので、第１の熱交換器で熱回収
ができ、特別な冷却水の供給をしなくても洗浄等に手頃
な水温の無菌水を製造することができ、また、余剰な殺
菌済水も回収でき、運転コストが経済的な無菌水製造装
置である（請求項１、４）。
第１の熱交換器へ送り、第１の熱交換器で戻り熱水と熱
交換して昇温し、昇温した原料清水を第２の熱交換器に
入る前にブースターポンプで加圧し、第２の熱交換器に
おいて加熱蒸気で加熱して加熱水とし、ホールディング
チューブで加熱水を一定時間、温度保持して殺菌処理し
た後、第１の熱交換器の熱媒側へ加熱水を戻して新しい
原料清水と熱交換した後、オリフィスで殺菌済水の圧力
を下げて無菌水を製造し、容器洗浄、充填機等へ供給し
た後の余剰な殺菌済水は分岐配管を通して清水タンクへ
還流するようにしているので、第１の熱交換器で熱回収
ができ、特別な冷却水の供給をしなくても洗浄等に手頃
な水温の無菌水を製造することができ、また、余剰な殺
菌済水も回収でき、運転コストが経済的な無菌水製造装
置である（請求項１、４）。
【００１５】２組の熱交換器はシェルとチューブ式と
し、第１の熱交換器はシェル側に供給原料清水を通し、
高い水圧を維持している加熱殺菌後の被冷却水（熱水）
をチューブ側に通しているので、殺菌済水に未殺菌の供
給原料清水が侵入することを防止でき、熱回収効率が良
好である。また、プレート式の熱交換器の場合は形状が
複雑なパッキンを多数使っているので、分解手入れのと
きにパッキンの損傷や洗浄等の保守作業に多くの人手と
時間がかかるが、シェルとチューブ式の熱交換器はパッ
キンは形状が単純で数が少なく、洗浄手入れも簡単で人
手が掛からない（請求項２）。殺菌済水の減圧手段に単
純な形状のオリフィスを使用すれば水流に停滞する部分
が殆ど無く、堆積物が付着する虞が無い（請求項３）。
し、第１の熱交換器はシェル側に供給原料清水を通し、
高い水圧を維持している加熱殺菌後の被冷却水（熱水）
をチューブ側に通しているので、殺菌済水に未殺菌の供
給原料清水が侵入することを防止でき、熱回収効率が良
好である。また、プレート式の熱交換器の場合は形状が
複雑なパッキンを多数使っているので、分解手入れのと
きにパッキンの損傷や洗浄等の保守作業に多くの人手と
時間がかかるが、シェルとチューブ式の熱交換器はパッ
キンは形状が単純で数が少なく、洗浄手入れも簡単で人
手が掛からない（請求項２）。殺菌済水の減圧手段に単
純な形状のオリフィスを使用すれば水流に停滞する部分
が殆ど無く、堆積物が付着する虞が無い（請求項３）。
【００１６】熱交換器を作動させたままの状態で殺菌済
水を充填機、容器濯ぎリンサ等へ分配しないで熱水循環
タンクへ回流し、熱水循環タンクからそのまま熱交換器
の原料水供給側へ送って熱水を循環させることにより、
容易に配管系のプリ殺菌洗浄を行わせることができる
（請求項５）。上記のプリ殺菌洗浄後、熱水循環配管を
清水タンクに繋ぎ、熱水循環配管からドレーンする熱水
量を漸次増加し、それに見合うように原料清水の供給量
を増加させれば、特別の冷却装置を使用する事なく、製
造装置の循環配管を無菌状態に保ったままクールダウン
して通常の無菌水製造工程へ移行させることができる
（請求項６）。
水を充填機、容器濯ぎリンサ等へ分配しないで熱水循環
タンクへ回流し、熱水循環タンクからそのまま熱交換器
の原料水供給側へ送って熱水を循環させることにより、
容易に配管系のプリ殺菌洗浄を行わせることができる
（請求項５）。上記のプリ殺菌洗浄後、熱水循環配管を
清水タンクに繋ぎ、熱水循環配管からドレーンする熱水
量を漸次増加し、それに見合うように原料清水の供給量
を増加させれば、特別の冷却装置を使用する事なく、製
造装置の循環配管を無菌状態に保ったままクールダウン
して通常の無菌水製造工程へ移行させることができる
（請求項６）。
【図１】本発明の実施の形態に係る無菌水製造装置の無
菌水製造工程における原料清水の流れを示すブロック図
である。
菌水製造工程における原料清水の流れを示すブロック図
である。
【図２】図１の無菌水製造装置の配管路の熱水殺菌工程
の熱水の流れを示すブロック図である。
の熱水の流れを示すブロック図である。
【図３】図２の無菌水製造装置の配管路の熱水殺菌の後
の図１に示す無菌水製造工程へ移行する時の熱水、清水
の流れを示すブロック図である。
の図１に示す無菌水製造工程へ移行する時の熱水、清水
の流れを示すブロック図である。
【図４】従来の無菌水製造装置の要素部品の配置と無菌
水製造工程における原料清水の流れを示すブロック図で
ある。
水製造工程における原料清水の流れを示すブロック図で
ある。
１ 清水タンク
２ 送水ポンプ
３ 第１の熱交換器
４ ブースタポンプ
５ 第２の熱交換器
６ 加熱蒸気
７ ホールディングチューブ
８ オリフィス
１０ キャップ殺菌洗浄
１１ 充填機
１２ 容器濯ぎリンサ
１３ 熱水循環タンク
１５、１６、１７、２４、２５、２６ 作動弁
２０ 制御装置
２３ 流量調整弁
４３ クーラー
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 中原 一暢
愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地
三菱重工業株式会社産業機器事業部内
Ｆターム(参考） 3L103 AA13 BB01 CC02
4D034 BA03 CA06 CA21
Claims (6)
- 【請求項１】 飲料の原料水を貯める清水タンクと、清
水タンクの原料清水を送り出す送水ポンプと、戻り殺菌
済熱水と熱交換して原料清水を加熱する第１の熱交換器
と、第１の熱交換器で加熱された原料清水を加熱蒸気で
殺菌温度に再加熱する第２の熱交換器と、第１の熱交換
器から第２の熱交換器へ繋がる配管に設置された原料清
水を加圧するブースターポンプと、第２の熱交換器で加
熱された原料清水の温度制御手段と、第２の熱交換器で
加熱された原料清水を一定時間温度保持して殺菌済水と
するホールディングチューブと、ホールディングチュー
ブから送出された殺菌済水を第１の熱交換器の熱媒側へ
送り込む殺菌済水配管と、第１の熱交換器で低温の原料
清水と熱交換した加熱殺菌済水の圧力を低下させる減圧
手段と、減圧した殺菌済水をキャップ殺菌洗浄、充填
機、容器濯ぎリンサ等へ送給し、また熱水循環タンクへ
繋がっている循環水配管と、循環水配管と繋がる熱水循
環タンクと、循環水配管から分岐して上記清水タンクへ
繋がる分岐配管とで構成されたことを特徴とする無菌水
製造装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載する無菌水製造装置にお
いて、第１の熱交換器、第２の熱交換器はシェルとチュ
ーブを組み合わせた熱交換器とし、第１の熱交換器はシ
ェル側に低温の原料清水を通し、チューブ側に高い水圧
を維持している高温の殺菌済水を通して、殺菌済水に未
殺菌の供給原料清水が侵入しないようにしたことを特徴
とする無菌水製造装置。 - 【請求項３】 請求項１〜２に記載する無菌水製造装置
において、無菌水の圧力の減圧手段としてオリフィスを
用いたことを特徴とする無菌水製造装置。 - 【請求項４】 請求項１〜３に記載する無菌水製造装置
を用い、清水タンクの原料清水を第１の熱交換器へ送
り、第１の熱交換器で殺菌済の戻り熱水と熱交換して昇
温し、昇温した原料水を第２の熱交換器に入る前にブー
スターポンプで加圧し、第２の熱交換器において加熱蒸
気で加熱して加熱水とし、ホールディングチューブで加
熱水を一定時間温度保持して殺菌処理した後、第１の熱
交換器の熱媒側へ殺菌済熱水を送って新しい原料清水と
熱交換して水温を下げた後、オリフィスで殺菌済水の圧
力を下げ、キャップ殺菌洗浄、充填機、容器濯ぎリンサ
等へ送給し、余剰な殺菌済水は上記の分岐配管を通して
清水タンクへ還流することを特徴とする無菌水製造方
法。 - 【請求項５】 請求項４に記載する無菌水製造方法にお
いて、第１の熱交換器から送り出された殺菌済水を充填
機、容器濯ぎリンサ等へ送給せず、全てを熱水循環タン
クへ回流し、熱水循環タンクから直接に前記送水ポンプ
で第１の熱交換器の原料水供給側へ送って熱水を循環さ
せ、殺菌水の配管系のプリ殺菌洗浄を行わせるようにし
たことを特徴とする無菌水製造方法。 - 【請求項６】 請求項５に記載の無菌水製造方法により
プリ殺菌洗浄後、熱水循環配管に設置してあるドレーン
から循環熱水の１部を排出すると同時に、残りの熱水を
循環配管から清水タンクへ高温の殺菌済水を送り込み、
ドレーンから排出する熱水量を漸次増加して循環する熱
水量を減少させ、その熱水減少量に見合う常温の清水を
清水タンクへ供給することにより、第１の熱交換器へ送
られる循環水温度を徐々に下げて、戻りの循環配管内を
無菌状態に保ったまま通常の殺菌水製造工程へ移行させ
るようにしたことを特徴とする無菌水製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001378006A JP3716207B2 (ja) | 2001-12-12 | 2001-12-12 | 無菌水製造装置及び製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001378006A JP3716207B2 (ja) | 2001-12-12 | 2001-12-12 | 無菌水製造装置及び製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003175384A true JP2003175384A (ja) | 2003-06-24 |
| JP3716207B2 JP3716207B2 (ja) | 2005-11-16 |
Family
ID=19185843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001378006A Expired - Lifetime JP3716207B2 (ja) | 2001-12-12 | 2001-12-12 | 無菌水製造装置及び製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3716207B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008178582A (ja) * | 2007-01-25 | 2008-08-07 | Nomura Micro Sci Co Ltd | 滅菌水供給システムの滅菌方法 |
| JP2010260526A (ja) * | 2009-05-04 | 2010-11-18 | Masamitsu Onishi | ●アカラー救命胴衣（ｔ．７８０）●アカラー発信灯（ｔ．７８１）●アカラーリストバンド（ｔ．７８２）●アカラー救命ベルト（ｔ．７８３）●アカラー脚バンド（ｔ．７８４）●ミルター（ｔ．７８５） |
| EP2448873A1 (en) * | 2009-07-02 | 2012-05-09 | Tetra Laval Holdings & Finance S.A. | A method and an apparatus for continuously steralizing water for spraying the pistons in a piston pump or a homogenizer |
| JP2014094338A (ja) * | 2012-11-08 | 2014-05-22 | Miura Co Ltd | バラスト水処理装置 |
| CN106732117A (zh) * | 2016-12-10 | 2017-05-31 | 郑州同心创远生物科技有限公司 | 一种医药生产系统 |
| EP3183955A1 (en) * | 2015-12-21 | 2017-06-28 | Tetra Laval Holdings & Finance S.A. | A heat exchanger arrangement and method for providing process water to a piston pump or a homogenizer |
-
2001
- 2001-12-12 JP JP2001378006A patent/JP3716207B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP2448873A1 (en) * | 2009-07-02 | 2012-05-09 | Tetra Laval Holdings & Finance S.A. | A method and an apparatus for continuously steralizing water for spraying the pistons in a piston pump or a homogenizer |
| CN102471110A (zh) * | 2009-07-02 | 2012-05-23 | 利乐拉瓦尔集团及财务有限公司 | 对活塞泵或均质器中喷射活塞的水持续消毒的方法和装置 |
| JP2012532014A (ja) * | 2009-07-02 | 2012-12-13 | テトラ ラバル ホールデイングス エ フイナンス ソシエテ アノニム | ピストンポンプ又はホモジナイザーのピストンに噴射するための水を連続的に滅菌する方法及び装置 |
| EP2448873A4 (en) * | 2009-07-02 | 2013-02-06 | Tetra Laval Holdings & Finance | METHOD AND DEVICE FOR THE CONTINUOUS STERILIZATION OF WATER TO SPRAY THE PISTONS IN A PISTON PUMP OR A HOMOGENISATOR |
| AU2010266775B2 (en) * | 2009-07-02 | 2014-09-04 | Tetra Laval Holdings & Finance S.A. | A method and an apparatus for continuously steralizing water for spraying the pistons in a piston pump or a homogenizer |
| CN105384290A (zh) * | 2009-07-02 | 2016-03-09 | 利乐拉瓦尔集团及财务有限公司 | 对活塞泵或均质器中喷射活塞的水持续消毒的方法和装置 |
| JP2016106028A (ja) * | 2009-07-02 | 2016-06-16 | テトラ ラバル ホールデイングス エ フイナンス ソシエテ アノニム | ピストンポンプ又はホモジナイザーのピストンに噴射するための水を連続的に滅菌する方法及び装置 |
| JP2014094338A (ja) * | 2012-11-08 | 2014-05-22 | Miura Co Ltd | バラスト水処理装置 |
| EP3183955A1 (en) * | 2015-12-21 | 2017-06-28 | Tetra Laval Holdings & Finance S.A. | A heat exchanger arrangement and method for providing process water to a piston pump or a homogenizer |
| CN106732117A (zh) * | 2016-12-10 | 2017-05-31 | 郑州同心创远生物科技有限公司 | 一种医药生产系统 |
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|---|---|
| JP3716207B2 (ja) | 2005-11-16 |
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