JP2004292057A - 包装機械部品の自動連続滅菌システム - Google Patents

Abstract

【課題】パッケージを形成、充填および密封する包装機械で使用される自動連続滅菌システムを提供すること。
【解決手段】この機械は、パッケージが運ばれる、複数の心棒を担持するタレットを有する。底部パネル加熱装置は、往復動底部パネル・ヒータを有する。この滅菌システムは、滅菌剤を供給する滅菌剤源と、底部パネル・ヒータに滅菌剤入口とを含んでいる。パッケージは、複数の心棒の１つの上に位置し、底部パネル・ヒータに割り出される。ボール箱が上に位置決めされると、滅菌剤は心棒に導入される。滅菌剤が導入されることより、１０分間の機械動作後、少なくとも約５．９の微生物コロニー形成単位の対数減少が与えられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、包装機械内の心棒などの部品を滅菌するシステムに係る。より詳細には、本発明は、形成、充填および密封包装機械の自動連続滅菌システムに関する。

形成、充填および密封包装機械は、このような機械で使用される滅菌システムと同様に、当業界でよく知られている。これらの機械は、パッケージを形成し、パッケージに液体または固体食品（または、液体および固体食品の混合物）を充填し、充填した後にこのパッケージを密封するのに、食品包装産業において広く使用されている。

かかる機械において、滅菌システムはバクテリア、酵母菌およびカビなどの微生物をなくす（すなわち殺す）のに適している。一般に、滅菌システムは、充填および密封の前で、パッケージを形成する前および／または後にパッケージを滅菌することを対象としている。

異なる種類の滅菌システムも使用されている。例えば、ある種類の滅菌システムは、過酸化水素を液体として、またはパッケージの外側および／またはパッケージの内側に噴霧する蒸気の形で使用する。他の種類の滅菌システムは、これらの微生物を殺すように、例えば紫外線放射または電子ビーム放射の形でエネルギーを使用している。さらに他の種類の滅菌システムは、これらのシステムおよび方法の組合せを使用している。

それにも関わらず、最も一般的な滅菌システムは、パッケージに直接塗布される過酸化水素を使用している。過酸化水素滅菌剤を、機械の中の滅菌装置内に塗布することができる、または機械の直前の位置に予め塗布することができる。例示的な機械配置、機械滅菌システム、方法などが、Ｃｉｃｈａ他の米国特許第６，４０６，６６６号、Ｐａｌａｎｉａｐｐａｎ他の米国特許第６，１２０，７３０号、Ｌｅｅｓの米国特許第６，０５８，６７８号、Ｐａｌａｎｉａｐｐａｎ他の米国特許第６，０５６，９１８号、およびＥｎｏの米国特許第５，８０９，７４０号に開示されており、これらの特許は全て本出願と一緒に譲渡されたものであり、本明細書中に参照として援用する。

これらのシステムは全て十分働き、十分機能するが、食品をパッケージ（包装容器）に入れる時に、パッケージ上に残ることができる残留過酸化水素（一般に、包装材料表面上に残る凝縮蒸気の形で存在する）の量には限度がある。このように、これらの上限に確実に見合うように、適当な乾燥時間が必要である。

さらに、従来は、パッケージ中に存在する微生物は、機械の部分または要素または部品とパッケージが接触することによって発生する可能性があると考えられている。切妻上部パッケージまたはボール箱を形成し、充填し、密封する機械内のこのような部品の一つとしては、ボール箱の心棒（マンドレル）が挙げられる。心棒は機械要素であり、その周りに、ボール箱底パネルを折り曲げ、密封するように、ボール箱が形成される（ボール箱は、心棒の上に挿入される）ものである。普通、心棒は回転タレットの上で、割り出しされるように位置決めされ、ステーションで筒形の形状に開いたボール箱を受け、予め折り曲げるように後続のステーションにボール箱を割り出し、ボール箱パネルを加熱するように別のステーションにボール箱を割り出し、所望のパターンまたは方向にパネルを折り曲げ、密封されたボール箱底壁を形成するように心棒の上に加熱したパネルを「押し付ける」。

この「形成」プロセスにおいてボール箱と接触する機械要素（特に、ボール箱内面と接触する心棒）の数がかなり多いので、これらのボール箱形成工程の後に滅菌を行なう必要がある。このように、滅菌装置またはトンネルは、形成ステーションに続く典型的な機械上に位置している。

さらに、定期的に心棒を洗浄、殺菌および／または滅菌する必要がある。現時点では、パッケージ形成および充填動作を停止し、心棒表面を手動または自動で洗浄、殺菌および／または滅菌することにより、心棒の洗浄、殺菌または滅菌が達成される。心棒の手動または自動洗浄をするパッケージ形成および充填機能を停止することにより、機械効率が減少し、機械動作全体に対する労働費が加わることになる。

さらに、手動殺菌処置は、様々な操作者の技術および操作者の技量および訓練により極端に変わりやすい。手動処置は監視することが難しく、したがって滅菌プロセスの一貫性または効力を制御することは難しくなる。さらに、滅菌するために製造を停止させる必要がある多くの手動および自動処置は、液体ベースの殺菌剤または滅菌剤を用い、乾燥工程を必要とするが、これにより機械効率がさらに悪くなる。水ベースの製品の例としては、製造を開始する前に乾燥させる必要があるアルコールおよびクアット（ｑｕａｔｓ）が挙げられる。機械表面を十分乾燥させる前に製造を開始することが可能な場合、まさに汚染を少なくすることを意図した工程が、さらなる汚染およびその後のパッケージ損傷の一因となる可能性がある。加えて、これらの公知の方法は、製造動作を停止させることなく達成することができる連続または自動の動作ではない。

さらに、単に（ある量の微生物を許容する）不稔性または清浄性標準を満たすだけではなく、微生物汚染の量が多くなると、包装された食品の貯蔵寿命が短くなることにつながることが知られている。すなわち、一般に、微生物汚染の量が増えると、製品の貯蔵寿命は短くなる。これは、貯蔵寿命が長いまたは長くなった製品、および製品が厳しい商業無菌要件を満たさなければならない場合、無菌製品に対する最大の関心事である。全ての衛生レベルに対して、これらの要件は、例えば米国食品医薬局（ＵＳＦＤＡ）および米国農務省（ＵＳＤＡ）などの政府規制機関によって、厳しく規制され実施されている。

パッケージ形成動作中に、心棒は、塵、紙粒子、プラスチック粒子および湿気などの環境要因に曝されることが判明している。これらの環境要因は全て、心棒表面上の微生物負荷およびそれによるパッケージの内部製品表面の汚染を増加させるように働く。

また、心棒表面上の微生物付加は一般に製造の開始時には低いが、微生物付加は時間を経ると増加することが確認された。したがって、パッケージに運ばれる汚染および損傷微生物が時間を経ると増加する。さらに、（一般にひどく汚染した）濃縮液、水滴の形、または他の粒子の形の微生物汚染はまた、内部製品接触パッケージ表面に簡単に運ばれる。

したがって、機械内またはパッケージ上に存在する微生物を殺すあるいは取り除く能力を増加させる、形成、充填および密封パッケージ用の滅菌システムに対する必要性がある。このような滅菌システムは公知の形成、充填および密封機械の全体動作に対応することができ、機械の充填動作を中断することなく連続して自動的に動作することが望ましい。このようなシステムが、微生物除去特性を高めるように、すでに機械内にあるシステムおよびサブシステムと共に動作するおよび／またはこれを使用することが最も望ましい。

形成、充填および密封包装機械は、自動連続心棒滅菌システムを含んでいる。この機械は複数の心棒を担持するタレットを有し、この心棒の上にボール箱が運ばれ、部分的にボール箱が直立する。この機械は、往復動底部パネル・ヒータを有する底部パネル加熱装置を含む。

滅菌システムは、滅菌剤を供給する滅菌剤源および底部パネル・ヒータに滅菌剤を導入する手段含む。一形態において、滅菌剤を導入する手段は、底部パネル・ヒータに滅菌剤入口を含んでいる。ボール箱は、心棒の一つの上に位置しており、底部パネル・ヒータに割り出しされる。滅菌剤は、ボール箱がヒータに位置している場合、ヒータを通して心棒に導入され、ヒータはボール箱内で往復動する。滅菌剤として約３５％の濃度で過酸化水素を使用した場合、滅菌剤を導入すると、１０分間の機械動作の後、少なくとも５．９の微生物コロニー形成単位の対数が減少する。

本滅菌システムにおいて、滅菌剤は滅菌剤気化器で底部パネル・ヒータの入口へ気化される。好ましい滅菌剤は、３５％より少ないまたはほぼ３５％の濃度で存在する気化した過酸化水素である。現在のところ、過酸化水素濃度は約３％から約３５％である。

好ましい機械配置において、滅菌剤源は、形成、充填および密封包装機械の共通する源である。ノズルまたは他の類似する装置が、滅菌剤入口に存在し、底部パネル・ヒータまたは心棒の他の容器接触面内に滅菌剤を導入することができる。

形成、充填および密封包装機械内で心棒を滅菌する方法は、形成、充填および密封包装機械を動作させる段階と、複数のフラップから形成された開口底部を有するボール箱を心棒上に位置決めする段階と、上にボール箱を有する心棒を底部ヒータまで回転させる段階とを含んでいる。この方法はさらに、底部ヒータに滅菌剤入口を提供する段階と、底部ヒータをボール箱の開口底部に向かって割り出しする段階と、滅菌剤を底部ヒータに導入する段階とを含む。

滅菌剤を導入する段階は、１０分間の機械動作の後、少なくとも５．９の微生物コロニー形成単位の対数減少を提供する。好ましい方法は底部ヒータに滅菌剤を導入する前に滅菌剤を気化させることを含む。

本発明のこれらおよび他の特徴および利点は、添付の特許請求の範囲とあわせて、以下の詳細な説明から明らかであろう。

本発明の便益および利点は、以下の詳細な説明および添付の図面を検討することで、関連分野における通常の技術者にはより簡単に明らかになるだろう。

本発明は様々な形態の実施例が可能であるが、本開示は本発明を例示するものとして考えられ、本発明を図示する特定の実施例に限るものではないという理解で、現時点において好ましい実施例を図面に示し、これ以下に説明する。

まず図面、より詳細には図１を参照すると、本発明の原理を実施する、包装機械の心棒の自動連続滅菌システム１２を組み込んだ、形成、充填および密封包装機械１０が示されている。形成、充填および密封包装機械１０は、Ｋａｔｓｕｍａｔａの米国特許第６，０１２，２６７号に開示されるようなものであってもよく、この特許は本発明の譲受人に譲渡され、参照として本明細書に援用する。機械１０は、それを通過する一連のボール箱Ｃを格納し、直立させ、充填し、また密封するように構成されている。

典型的な充填機械１０は、平らに折り曲げられたボール箱ブランクを格納するボール箱マガジン１４を含む。充填機械１０は、平らに折り曲げた形状のボール箱を受け、そのボール箱を筒状に直立され、その底部フラップを密封する、ボール箱直立装置１６を含む。現在広く認識されているプラスチック注ぎ口（図示せず）などの付属品をその後、部分的に直立させたボール箱に取り付けることができる。

その後、例えば、気化した過酸化水素および／または紫外線放射および／または熱を使用して、少なくとも１つまたは複数の滅菌装置１８でボール箱Ｃを滅菌することができる。当業者に認識されているように、ボール箱Ｃを滅菌すると、中のバクテリア、酵母菌およびカビなどの微生物が少なくなる、またはなくなり、これにより格納した製品の貯蔵寿命が長くなる。これは、牛乳、ジュースなどの液体食品製品に特に当てはまる。例示的な滅菌システムが、Ｐａｌａｎｉａｐｐａｎ他の米国特許第６，１２０，７３０号および第６，０５６，９１８号に開示されており、この特許は本発明の譲受人に譲渡され、参照として本明細書中に援用する。

部分的に直立させたボール箱Ｃは、この点に密封したボール箱底部、および任意選択でそれに取り付ける付属品を形成するように、底部フラップを折り曲げ、これを密封し、次いで上部パネルの予備折り曲げ装置２０に運ばれる。予備折り曲げをした後に、充填装置２２で部分的に直立させたボール箱Ｃに製品を詰める。上に述べたように、製品は、限定するものではないが、牛乳、ジュースなどの液体食品製品を含む、いくつかの異なる種類の製品の何れか１つであってもよい。

充填動作の後に、上部パネルは上部フィンのあたりで加熱されて、後の密封に備えて包装材料上のポリマー・コーティングを軟化させる。ボール箱Ｃはその後、上部密封装置２４内に運ばれ、ここで上部パネルは、ボール箱Ｃに対する上部密封を形成するように互いに向かって折り曲げられ、上部フィン・パネルで圧縮される。上部密封の後に、ボール箱Ｃは、形成、充填および密封包装機械１０から外に運ばれる。

典型的な形成、充填および密封包装機械１０において、全体を２６で示される、滅菌装置から上部密封装置までの空間または領域は、無菌環境領域として維持される。この目的のため、空気を、全体を２８で示される、空気滅菌システムを通過させ、このシステムは、空気中に存在する粒子および微生物を取り除くため、高性能粒子吸収フィルタ（ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ａｄｓｏｒｂｉｎｇ ｆｉｌｔｅｒ、略してＨＥＰＡフィルタ）、膜フィルタなどの一連のフィルタを含むことができる。機械１０の領域２６内の無菌環境は、外部環境に対して正圧で維持される。このように、あらゆる漏れは、機械環境内ではなく、（２６のような）無菌の機械１０環境から外側に向かっている（すなわち、内部の漏れではなく、外部の漏れである）。これにより、この環境を無菌状態に維持することが簡単になる。

機械環境内のバクテリアの存在をさらに減らすため、本発明によると、形成、充填および密封包装機械１０は、心棒３４で使用する（すなわち、直接滅菌する）ように構成された自動連続滅菌システム１２を含み、この心棒の上にボール箱Ｃが運ばれ、部分的に直立し、底部パネルが折り曲げられ、底部壁が形成される。

当業者によって認識されるように、また図面を検討することにより、ボール箱を形成する際、筒形状の未形成のボール箱が、第１の装置または位置３６で心棒３４の上に挿入される。心棒３４はその後、３８で示す位置に割り出され、ここで底部フラップＦが予備折り曲げされ、加熱され、仕上げ折り曲げされ、心棒３４の底部板またはキャップ３５上に位置する底部フラップＦに対して押し付けられるアンビルまたは圧力板（図示せず）などによって圧縮される。

ヒータ４０は、開いたボール箱Ｃの底端部内に移動し、ボール箱のコーティング材料の温度を所定の温度まで上昇させるように、（導管４１を通る）加熱空気の蒸気を使用する。これにより、圧縮されたフラップ上のコーティングが互いに融合して、液密な底部壁密封が形成されるように、コーティングが軟化する。

本滅菌システム１２において、滅菌剤がヒータ４０に供給され、ヒータ４０内に噴霧される。「噴霧」という用語を使用したが、好ましい動作では、「乾燥した」滅菌剤蒸気を生成するように、沸点より上の温度まで加熱することなどにより、滅菌剤を気化させることが、当業者により理解されるだろう。滅菌剤蒸気はいくつかの重要な利点を提供することが分かっている。まず、心棒３４は、気化した滅菌剤に直接さらされるようなより衛生的な方法で維持される。このように、ボール箱Ｃが「より清潔」であるのは心棒３４の上だけではなく、ボール箱Ｃ自体が微生物汚染の影響をより受けにくいと考えられている。というのは、滅菌剤蒸気はボール箱Ｃの表面上でも移動する傾向があるからである。

滅菌剤がヒータ４０内に噴霧される環境で適切に動作するため、滅菌剤は心棒３４またはボール箱Ｃの表面の上で凝結しないことを保証する必要がある。このように、心棒の表面温度は、凝結が不可能な温度に維持されることが好ましい。高い滅菌剤温度に関連して、蒸気を凝結させることが可能であるというよりは、滅菌剤を気相に維持するように十分高い温度にヒータ４０を維持することが有利であることが分かっている。

最大の消滅効果を得るため、ボール箱Ｃが各心棒３４上に位置する時に、ヒータ４０から心棒３４まで蒸気を提供することが有利であることが分かっている。ボール箱Ｃは濃縮または集中効果を有し、蒸気を心棒３４の表面の上に案内すると考えられる。したがって、最大量の滅菌剤が心棒３４の上に案内される。

本滅菌システム１２では、使用される滅菌剤は、形成、充填および密封包装機械１０全体で使用される滅菌剤と同じであり、機械１０で使用されるのと同じ濃度で使用される。本システム１２では、滅菌剤は過酸化水素であり、約３５％から約５０％までの、より詳細には約３％の濃度で使用することができる。有利には、機械１０内で「他の」滅菌（例えば、ボール箱の滅菌）に使用されるのと同じ濃度で過酸化水素を使用することにより、副滅菌剤供給システムの必要がなくなる。すなわち、形成、充填および密封包装機械１０のボール箱全体の滅菌と、心棒３４の滅菌の両方に滅菌剤を提供するのに、単一の供給システムを使用することができる。当業者なら、本滅菌システム１２を、機械１０内で他の、例えば公知の種類の滅菌システムと併せて使用できることを認識しているだろう。過酸化水素は、Ｃｉｃｈａ他の米国特許第６，４０６，６６６号に開示されるような、一般の蒸気発生システム３９で気化され、この特許は本出願と共に譲渡され、本明細書中に参照として援用する。

本機械１０において、ヒータ４０がボール箱Ｃ内に移動される、または割り出される時に、心棒３４を滅菌する過酸化水素が、底部ヒータ４０で機械１０内に導入される。このように、上に述べたように、滅菌剤は単に心棒の全体の領域内に分配されるのではなく、心棒３４に案内される。ノズル４２が、ヒータの外壁またはハウジング部４４内に位置している。ノズル４２は、底部フラップＦを加熱するように、（フラップＦにおいて）ボール箱Ｃの端部に挿入されるヒータ４０の部分に近接する、ヒータ４０の領域内に過酸化水素を分散させるように構成されている。ノズルは、ヒータの空気マニホールド４６のあたりに位置している。図３は、ヒータの外側シェル４４へつながる供給ライン４８、およびヒータ４０に沿ったノズル４２の相対位置を示す。滅菌システム１２を略図で示す図２から分かるように、流導管５０（例えば、導管および配管）は、滅菌剤供給部５２からヒータのノズル４２まで通っている。

ヒータ４０で導入された、気化した滅菌剤にさらされた心棒３４上で微生物が消滅したかどうかを判定するため、調査を行なった。以下に記す各調査では、使用する動作パラメータは、１４，０００ボール箱毎時間（「通常」の動作速度での動作の場合）に相当する機械速度、０．５リットル毎時間の過酸化水素流量、８４．０リットル毎分の（過酸化水素と混合する）空気流量、および１８５℃の過酸化水素ヒータ温度である。心棒滅菌の効力を、心棒のキャップ３５および心棒の側管３７の両方の調査で行なった（図３参照のこと）。

さらに、心棒に微生物接種を行なうため、バチルスアトロフェウス（ｂａｃｉｌｌｕｓ ａｔｒｏｐｈａｅｕｓ）菌種の試験媒体を使用して、各検査をさらに実施する。約７対数バチルス菌種の濃度の溶液を入れたエアレーション噴霧ボトルを使用して噴霧することにより、心棒を接種させる。次いで、心棒は空気乾燥が可能になる。心棒が適切に接種されるのを保証するように、綿棒を使用して対照を拭く。試験の機械動作期間の後、心棒を拭き、バチルス菌種を寒天媒体に転写して、菌種を（３２℃で４８時間）培養し、その後回収する。

以下の６つの個別の試験を行なった。（１）心棒の接種を確認し、拭取り効率課程を判定する。（２）滅菌剤を塗布することなく、擦り取り（例えば、ボール箱と心棒キャップの間の機械的接触）による心棒キャップ上の微生物の減少を評価する。（３）ボール箱が機械を通して移動する、様々な過酸化水素濃度および様々な時間の、心棒キャップ上の微生物の減少を評価する。（４）ボール箱が機械を通って移動しない、３．１２％の過酸化水素濃度での様々な時間の、心棒キャップ上の微生物の減少を評価する。（５）ボール箱が機械を通って移動せず、底部ヒータが低速で割り出された、２．５９％の過酸化水素濃度での様々な時間の、心棒キャップおよび側管上の微生物の減少を評価する。（６）ボール箱が機械を通って移動している、２．５２％の過酸化水素濃度での様々な時間の、心棒キャップおよび側管上の微生物の減少を評価する。

以下の表において、コロニー形成単位をＣＦＵと記す。ＣＦＵ／ｍＬは、拭取りおよび培養後の溶液１ミリリットル当たりのコロニー形成単位の総数である。表１、２、４、５および６中の「結果＃１ＣＦＵ／ｍＬ」および「結果＃２ＣＦＵ／ｍＬ」と記されている欄は、未加工総数データである。「平均ＣＦＵ／ｍＬ」と記されている欄は、上記の通り、拭取りおよび培養後に測定した溶液の１ミリリットル当たりのコロニー形成単位の総数データである。「平均ＣＦＵ／心棒」と記されている欄は、心棒の表面積に基づいて計算される。「対数」という名前がついている欄は、平均ＣＦＵ／心棒の対数尺度である。表６では、拭取り部位は、心棒キャップの拭取りに対しては「Ｃ」、心棒管の拭取りに対しては「Ｔ」と示す。

表２、４、５および６において、滅菌剤蒸気の塗布の時間による効力を判定するため、異なる時間に試料（綿棒）を取った。これらの表それぞれに、時間が分で示されている。

表３Ａおよび３Ｂは、時間の関数および蒸気中の過酸化水素濃度の関数として、微生物負荷（表３Ａ）および微生物負荷の減少（表３Ｂ）を示している。時間は分で示され、パーセントＨ２Ｏ２の欄は、蒸気中の過酸化水素の濃度を示す。表３Ａは心棒当たりのＣＦＵ中の微生物負荷を示し、表３Ｂは心棒当たりの対数減少の数学的表示である。

表１の結果により、減少データを比較するコロニー形成単位の基本堆積が提供される。表１から分かるように、心棒当たりのコロニー形成単位の平均総数は、１．６６Ｅ＋０６すなわち１，６６０，０００、あるいは対数６．２２、心棒当たりのコロニー形成単位であった。標準偏差は、対数０．１８であると測定された。

表２は、心棒とボール箱の間の機械的接触の効果を示す。実施した試験では、過酸化水素を心棒には塗布せず、機械を普通の動作速度（約１４，０００ボール箱／時間）で動作させ、（コロニー形成単位ＣＦＵ中の）微生物付加を、ゼロ、１５分、３０分で測定して、ボール箱と心棒の間の機械的接触のみによる微生物付加の減少を判定した。

欄中に示すデータは、特定の時間でのコロニー形成単位の実総数を示す。（ＣＦＵ／心棒の）コロニー形成単位の平均総数は、ゼロ分で、５．８Ｅ＋０５（対数５．７６）、標準偏差はゼロであり、１５分で３．２４Ｅ＋０５（対数５．５３）であり、標準偏差は０．１６、（ゼロ分に対するこの時間の平均の）対数減少は０．２３、３０分で２．８３Ｅ＋０５（対数５．４５）で、標準偏差は０．１１、（ゼロ分に対するこの時間の平均の）対数減少は０．３１であると測定された。

さらに、「対数／対数減少（平均）」という欄において、各ゼロではない時間の終わり（例えば、１５分および３０分の期間の終わり）では、その期間の対数減少平均が上に述べるように示されている。

表２のデータはまず、（説明されない場合）微生物減少データに影響のある、心棒からボール箱への微生物汚染の擦り取り転写効果があることを示しているが、より重要には、このデータは、機械的接触が実際の形成、充填および密封動作中にボール箱を汚染する機構を提供する可能性があることを示している。結果が、図５にグラフで示されている。

次に下の表３Ａおよび３Ｂを参照すると、これらの表は、蒸気が底部ヒータに導入された場合の、時間および過酸化水素濃度の両方の関数として微生物の減少を評価するデータの集まりである。表３Ａは、ゼロ分（滅菌剤導入の開始）から連続動作後４０分の時点におけるゼロ％から３５％の間の過酸化水素濃度での微生物付加のデータを示す。以下の表３Ｂは、表３Ａのデータの機械的接触の減少データ（対数形式）を示す。

表３Ａは、０％から３５％までの過酸化水素濃度における、ゼロ分（すなわち、プロセス／滅菌剤導入の開始）、連続プロセスの５分、１０分、１５分、２０分、３０分、４０分の時点での、心棒当たりの微生物付加の実総数データを示す。

表３Ｂのデータは、（表３Ａの未加工データからの）対数減少値を示している。分かるように、ゼロ分の時点では、減少は見られなかった。時間の経過、および過酸化水素濃度の増加と共に、微生物の減少が見られた。約３．１２％の過酸化水素濃度での、１．７８および２．５９の対数減少が、それぞれ３０分および４０分の時点で見られた。予測されるように、過酸化水素の濃度が増えると、対数減少は極めて高くなることが示されている（約１６．７５％の濃度、２０分では５．２０であり、約３５％の濃度、１０分では完全殺菌対数減少（５．９０）である）。したがって、過酸化水素蒸気を心棒表面に塗布する効力（すなわち、微生物減少）が、十分示されている。表３Ｂに示す結果は、３．１２％の過酸化水素濃度で、図６にグラフとして示されている。

以下の表４は、蒸気の塗布中にボール箱がヒータの上に位置決めされる場合、蒸気の塗布によって示される能動的集中または導入効果が導かれる。分析のこの部分において、形成、充填および密封機械は、ボール箱なしで、かつ心棒を割り出す（回転させる）ことなく動作される。基本的に、分析のこの部分では、過酸化水素蒸気の塗布は、ボール箱によって心棒の上には向けられない。３．１２％の過酸化水素濃度を、表３のデータの比較のために使用する。

欄中に示すデータは、特定の時間におけるコロニー形成単位の実総数を示している。コロニー形成（ＣＦＵ／心棒）単位の平均総数は、ゼロ分で３．５１Ｅ＋０５（対数５．５５）、標準偏差は０．２７であり、１５分で２．９０Ｅ＋０５（対数５．４６）、標準偏差は０．０５、（ゼロ分に対するこの時間の平均の）対数減少は０．０８であり、３０分で２．７２Ｅ＋０５（対数５．４３）、標準偏差は０．１０、（ゼロ分に対するこの時間の平均の）対数減少は０．１１であることと測定された。

同じ過酸化水素濃度および同じ時間での、表３Ｂのデータと比較して表４のデータから分かるように、ボール箱を移動させない応用例と比べて、ボール箱が機械を移動する通常モードで機械を動作させた場合、対数減少に明らかな向上があることがすぐに分かる。さらに、このことにより、心棒表面の上に滅菌剤を塗布する効力が示され、裏付けられる。さらに、当業者には分かるように、このデータは、ボール箱がない場合でも、心棒表面の上に滅菌剤ガスを当てるように、固定した（例えば、機械的）ガイドの使用を裏付けている。したがって、本システムを使用して、機械の始動中または製造の前にこれらの（および他の）ボール箱形成表面を滅菌することが認められる。

下の表５は、心棒が割り出され、ボール箱がない状態で動作する、低速で動作している形成、充填および密封包装機械で取られたコロニー形成単位の実総数のデータの集まりである。これは、表４のデータを展開させるのに使用したものと同様の過程であり、機械はより低速で割り出され、過酸化水素濃度は一定（２．５９％の濃度）である。心棒のキャップ３５（表中ではＣで示される）、および心棒の側管３７（表中ではＴで示される）で綿棒試料を取ることによって、データを収集した。

表５において、欄中に示されるデータは、特定の時間におけるコロニー形成単位の実総数を示す。コロニー形成（ＣＦＵ／心棒）単位の平均総数は、ゼロ分ではキャップで４．８２Ｅ＋０５（対数５．６８）、標準偏差は０．０１、また側管で６．６７Ｅ＋０５（対数５．８２）、標準偏差は０．２１であり、１５分ではキャップで３．４７Ｅ＋０５（対数５．５４）、標準偏差は０．１５、（ゼロ分に対するこの時間の平均の）対数減少は０．１４であり、また側管で４．０２Ｅ＋０５（対数５．６０）、標準偏差は０．０、（ゼロ分に対するこの時間の平均の）対数減少は０．２２であり、３０分ではキャップで３．８２Ｅ＋０５（対数５．５８）、標準偏差は０．１９、（ゼロ分に対するこの時間の平均の）対数減少は０．１０、また側管で４．３４Ｅ＋０５（対数５．６４）、標準偏差は０．０６、（ゼロ分に対するこの時間の平均の）対数減少は０．１９であり、４５分ではキャップで６．３１Ｅ＋０５（対数５．８０）、標準偏差は０．０６、（ゼロ分に対するこの時間の平均の）対数減少は−０．１２、また側管では８．０４Ｅ＋０５（対数５．９１）、標準偏差は０．１６、（ゼロ分に対するこの時間の平均の）対数減少は−０．０８であり、６０分ではキャップで３．２４Ｅ＋０５（対数５．５１）、標準偏差は０．０６、（ゼロ分に対するこの時間の平均の）対数減少は０．１７であり、また側管で６．０１Ｅ＋０５（対数５．７８）、標準偏差は０．１５であり、（ゼロ分に対するこの時間の平均の）対数減少は０．０５であると測定された。

（表３Ｂのものと比べると、）表５のデータはまた、ボール箱が形成、充填および密封包装機械上の定位置に置かれて動作している場合に、微生物減少が大きくなることを示している。心棒の側管のデータは、全ての側管の合計である。

以下の表６は、一定の過酸化水素濃度（２．５２％の濃度）で、ボール箱が定位置にある状態で、形成、充填および密封包装機械が動作されることを除いて、表５に示されるものとデータが類似している試験である。このデータは、心棒のキャップ（Ｃ）および心棒の側管（Ｔ）で綿棒試料を取ることによって収集された。心棒の側管のデータは、全ての側管の合計である。

表６において、欄中に示されるデータは、特定の時間におけるコロニー形成単位の実総数を示している。コロニー形成（ＣＦＵ／心棒）単位の平均総数は、ゼロ分ではキャップで５．０９Ｅ＋０５（対数５．７１）、標準偏差は０．０２、また側管で７．１２Ｅ＋０５（対数５．８５）、標準偏差は０．０２であり、１０分ではキャップで１．５７Ｅ＋０５（対数５．２０）、標準偏差は０．０９、（ゼロ分に対するこの時間の平均の）対数減少は０．５１であり、また側管で３．５８Ｅ＋０５（対数５．５５）、標準偏差は０．０２、（ゼロ分に対するこの時間の平均の）対数減少は０．３０であり、２０分ではキャップで８．８６Ｅ＋０４（対数４．９５）、標準偏差は０．０９、（ゼロ分に対するこの時間の平均の）対数減少は０．７６、また側管で４．４９Ｅ＋０５（対数５．６５）、標準偏差は０．１５、（ゼロ分に対するこの時間の平均の）対数減少は０．２０であり、３０分ではキャップで４．３９Ｅ＋０４（対数４．６４）、標準偏差が０．０９、（ゼロ分に対するこの時間の平均の）対数減少は１．０６、また側管では２．４９Ｅ＋０５（対数５．４０）、標準偏差が０．０、（ゼロ分に対するこの時間の平均の）対数減少は０．４６であり、４０分ではキャップで５．２１Ｅ＋０３（対数３．７２）、標準偏差が０．２２、（ゼロ分に対するこの時間の平均の）対数減少は１．９９であり、また側管で１．１５Ｅ＋０５（対数５．０６）、標準偏差が０．０４であり、（ゼロ分に対するこの時間の平均の）対数減少は０．７９であると測定された。

また、表６のデータは、本発明の自動連続滅菌システムを使用する形成、充填および密封包装機械を動作させる場合、心棒（より詳細には、心棒のキャップ）において、明らかに微生物が減少していることを示している。これらのデータは、図６にグラフとして示されており、心棒のキャップのデータは、塗りつぶした菱形で示されており、心棒の管のデータは塗りつぶした四角で示されている。特に、表６のデータは、１．０６および１．９９の心棒キャップの平均対数減少が、それぞれ３０分および４０分後の機械動作で得ることができることを示している。製品損傷検査により、このように微生物が減少すると、長い製品貯蔵寿命に対する保証レベルがより高くなり、さらに製品の意図する貯蔵寿命中の損傷による拒絶されたパッケージの数を少なくすることに関する利点が得られる。

表面に滅菌剤を塗布して、製品の容器接触表面の自動連続滅菌を行なう本システムによって、汚染物質の堆積を減らし、あらゆる汚染された粒子が表面に到達するのを防ぐように、これらの表面を連続して滅菌するのが容易になることが、当業者には理解されるだろう。

また、ボール箱によって行なわれるのと同様の方法で、心棒３４の表面に滅菌剤を当てるように、追加のシールドおよびガードをボール箱のヒータ４０に追加できることが当業者には理解されるだろう。このように、心棒３４は、ボール箱がある時に示されるものと同様のプロセスで滅菌される。

本明細書で参照した特許は全て、本開示の内容において特にそのようであるかどうかに関わらず、参照として本明細書中に援用する。

前述のことから、本発明の新規概念の真の精神および範囲から逸脱することなく、いくつかの実施例および変更形態を達成することができることが分かるだろう。図示する特定の実施例に対する限定を意図するものでも、推測すべきものでもないことを理解されたい。この開示は、添付の特許請求の範囲により、特許請求の範囲内にあるこのような全ての実施例を含むことを意図している。

本発明の原理を実施する、自動連続心棒滅菌システムを有する、例示的な形成、充填および密封包装機械を示す図である。 機械の滅菌システム全体の一部分として構成された滅菌システムの概略図である。 本心棒滅菌システムを示し、複数の心棒を取り付けたタレットを示す図である。 底部フラップ・ヒータへの滅菌剤の供給、および滅菌剤の蒸気噴射ノズルの位置を示す図である。 表２のデータを示すグラフである。 表６のデータを示すグラフである。 ３．１２％の過酸化水素濃度に対する、表３Ｂのデータを示すグラフである。 ３５％の過酸化水素濃度に対する、表３Ｂのデータを示すグラフである。

符号の説明

１０ 形成、充填および密封包装機械
１２ 自動連続滅菌システム
１４ ボール箱マガジン
１６ ボール箱直立装置
１８ 殺菌装置
２０ 上部パネルの予備折り曲げ装置
２２ 充填装置
２４ 上部密封装置
３４ 心棒
３５ 底部板またはキャップ
３６ 第１の装置または位置
３８ 位置
３９ 蒸気発生システム
４０ ヒータ
４１ 導管
４２ ノズル
４４ 外壁またはハウジング部、外側シェル
４６ 空気マニホールド
４８ 供給ライン
５２ 滅菌剤供給部
Ｃ ボール箱
Ｆ 底部フラップ

Claims (15)

1. パッケージが運ばれる複数の心棒を担持するタレットを有し、さらに往復動底部パネル・ヒータを備える底部パネル加熱装置を有する、パッケージを形成、充填、および密封する形成、充填、および密封包装機械の自動連続滅菌システムにおいて、
   滅菌剤を供給する滅菌剤源と、
   前記底部パネル・ヒータに滅菌剤入口とを備えるシステムであって、
   パッケージが、複数の心棒の１つの上に位置し、前記底部パネル・ヒータに割り出され、ボール箱がその上に位置する時に、前記滅菌剤が心棒に導入され、前記滅菌剤が導入されると、約３．１２％より少ない滅菌剤濃度での２０分間の機械動作後、少なくとも１．４の微生物コロニー形成単位の対数減少が与えられる、システム。
2. 滅菌剤気化器を含み、前記滅菌剤が前記底部パネル・ヒータの入口の前で気化される、請求項１に記載の滅菌システム。
3. 前記滅菌剤が、気化した過酸化水素である、請求項２に記載の滅菌システム。
4. 前記過酸化水素の濃度が約５０％より少ない、請求項３に記載の滅菌システム。
5. 前記過酸化水素の濃度が約３％である、請求項４に記載の滅菌システム。
6. 前記滅菌剤源が、前記形成、充填、および密封包装機械の共通の源である、請求項１に記載の滅菌システム。
7. 前記底部パネル・ヒータ内に滅菌剤を導入する前記滅菌剤入口に、ノズルを含む、請求項１に記載の滅菌システム。
8. パッケージが運ばれる複数の心棒を担持するタレットを有し、さらに往復動底部パネル・ヒータを備える底部パネル加熱装置を有する、パッケージを形成、充填、および密封する形成、充填、および密封包装機械の自動連続滅菌システムであって、
   滅菌剤を供給する滅菌剤源と、
   パッケージが、前記複数の心棒の１つの上に位置し、前記底部パネル・ヒータに割り出される時に、前記底部パネル・ヒータで滅菌剤を導入する手段とを備える、システム。
9. 前記滅菌剤を気化する蒸気発生システムを含み、前記滅菌剤が前記底部パネル・ヒータに導入される前に、前記滅菌剤が気化される、請求項８に記載の滅菌システム。
10. 形成、充填、および密封包装機械内で心棒を殺菌する方法において、
    前記形成、充填、および密封包装機械を動作させる段階と、
    複数のフラップから形成される開口底部を有するボール箱を心棒上に位置決めする段階と、
    上に前記ボール箱を有する前記心棒を底部ヒータまで回転させる段階と、
    前記底部ヒータに滅菌剤入口を提供する段階と、
    前記底部ヒータを前記ボール箱の開口底部に向かって割り出す段階と、
    前記底部ヒータに滅菌剤を導入する段階とを含む方法であって、
    前記滅菌剤を導入する段階が、約１０分間の機械動作の後、少なくとも約５．９の微生物コロニー形成単位の対数減少を提供する方法。
11. 前記滅菌剤を前記底部ヒータに導入する前に、前記滅菌剤を気化する段階を含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記滅菌剤が、気化した過酸化水素である、請求項１１に記載の方法。
13. 前記過酸化水素の濃度が約５０％より少ない、請求項１２に記載の方法。
14. 前記過酸化水素の濃度が約３％である、請求項１３に記載の方法。
15. 前記底部ヒータを前記ボール箱の開口底部に向かって割り出す時に、前記滅菌剤が前記底部パネル・ヒータに導入される、請求項１０に記載の方法。

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