JP2006314407A - 電子線殺菌システム - Google Patents

Abstract

【課題】 不純物の混入を確実に防止しつつオゾンを適切に処理する電子線殺菌システムを提供する。
【解決手段】 電子線殺菌システムは、ボトルの流れの上流側から順に、導入室、殺菌前室、電子線殺菌が行われる殺菌室、ボトルの中のエアブローが行われるすすぎ室、ボトルに内容物が充填される充填室、ボトルにキャップを装着するキャッパ室を備える。各室の圧力は、充填室＞キャッパ室＝殺菌室＞すすぎ室＞殺菌前室＜導入室の関係を保持する。充填室の空気は充填室の外部に向かって流れるので、充填室の無菌状態は最も厳密に保たれる。すすぎ室には充填室と殺菌室の下流側出口からの空気が集まる。殺菌工程で発生するオゾンとすすぎ工程でボトルから追い出されるオゾンはすすぎ室にバッファされて酸素に変化してから大気中に放出される。殺菌室の上流側出口から殺菌前室に流入したオゾンは、導入室より圧力が低い殺菌前室に滞留して酸素になり大気中に放出される。
【選択図】図１

Description

本発明は、食品容器に電子線を照射して殺菌するシステムに関する。

ペットボトル入りの飲料等の容器入り食品は、次のような工程で製造される。まず、容器が殺菌剤により洗浄・殺菌される。次に、付着した殺菌剤を落とすために容器が水ですすがれる。次に、容器に内容物が充填される。次に、容器にキャップが装着される。

容器を殺菌剤により洗浄・殺菌する工程に代えて、電子線を照射することにより容器を殺菌する方法が知られている。こうした方法では、洗浄・殺菌に使用される殺菌剤が不要になり、付着した殺菌剤を落とす工程が省略される。

特許文献１には、充填工程において、仕上げリンサー、キャッピングいずれかの機械の故障等によって充填ブース内の無菌状態が損なわれる事態に至った場合でも、無菌状態の保持が絶対条件である内容物充填域だけは、無菌状態を保持し得るボトルの殺菌方法を提供するために、第１クリーンルーム内における洗浄殺菌工程に引き続き行われる第２クリーンルーム内におけるボトルの内容物充填が、搬送装置を介して連接され、それぞれ区画された（１）仕上げリンサー室→（２）内容物充填室→（３）キャッピング室を経由して行われ、かつ、各室の圧力差が、（１）＜（２）＞（３）に設定されていることを特徴とするボトルの殺菌充填方法が開示されている。
特開平１０−２８７３１０号公報

本発明の目的は、不純物の混入を防止する電子線殺菌システムを提供することである。
本発明の他の目的は、電子線照射により発生するオゾンを適切に処理する電子線殺菌システムを提供することである。

以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明による電子線殺菌システム（１）は、入口から導入される容器（１９）を搬送する第１搬送装置（２１）を備える殺菌前室（Ｒ１）と、第１搬送装置（２１）から容器（１９）を受け取って搬送する第２搬送装置（２２）と容器（１９）に電子線を照射する電子線照射装置（２０）とを備え、殺菌前室（Ｒ１）よりも圧力が高い電子線殺菌室（Ｒ２）と、電子線を照射された容器（１９）に内容物を充填する充填装置を備え、電子線殺菌室（Ｒ２）より圧力が高い充填室（Ｒ４）とを備える。

本発明による電子線殺菌システム（１）において、殺菌前室（Ｒ１）の圧力（Ｐ１）は、入口の外側の圧力（Ｐ０）よりも低い。

本発明による電子線殺菌システム（１）は、電子線殺菌室（Ｒ２）と充填室（Ｒ４）との間に介設され、電子線殺菌室（Ｒ２）の圧力と充填室（Ｒ４）の圧力よりも圧力が低い中間室（Ｒ３）を備える。

本発明による電子線殺菌システム（１）において、中間室（Ｒ３）は、容器の内部に気体を供給するブロアを備える。

本発明による電子線殺菌システム（１）は、第１開口を備え、第１開口の外部より圧力が低い第１室（Ｒ１）と、第１室（Ｒ１）と第２開口により接続され、第１室（Ｒ１）より圧力が高く、電子線殺菌装置（２０）を備える第２室（Ｒ２）と、第２室（Ｒ２）と第３開口により接続され、第２室（Ｒ２）より圧力が低い第３室（Ｒ３）と、第３室（Ｒ３）と第４開口により接続され、第３室（Ｒ３）より圧力が高い第４室（Ｒ４）と、第１室（Ｒ１）と第３室（Ｒ３）とから送り出されたオゾンを処理する処理装置（１８）とを備える。

本発明によれば、不純物の混入を防止する電子線殺菌システムが提供される。
更に本発明によれば、電子線照射により発生するオゾンを適切に処理する電子線殺菌システムが提供される。

以下、図面を参照しながら本発明による電子線殺菌システムについて詳細に説明する。

図１には、電子線殺菌システムの構成が示されている。電子線殺菌システム１は、導入ライン２、導入室Ｒ０、殺菌前室Ｒ１、殺菌室Ｒ２、リンサ室Ｒ３、充填室Ｒ４、キャッパ室Ｒ５及び排出ライン４を備える。これらの室Ｒ０〜Ｒ５は、雰囲気中の微粒子が所定の基準量以下となるように制御されるクリーンルームである。導入室Ｒ０の内部の圧力はＰ０、殺菌前室Ｒ１の内部の圧力はＰ１、殺菌室Ｒ２の内部の圧力はＰ２、リンサ室Ｒ３の内部の圧力はＰ３、充填室Ｒ４の内部の圧力はＰ４、キャッパ室１４の内部の圧力はＰ５で表される。

導入ライン２は、ペットボトルを成形する成形装置からペットボトルを受け取って搬送する搬送装置を備える。

導入ライン２の出口は、導入室Ｒ０の入口と連通している。導入室Ｒ０は、入口で受け取ったペットボトルを出口まで搬送するスターホイールなどの搬送装置を備える。

導入室Ｒ０の出口は、殺菌前室Ｒ１の入口と連通している。殺菌前室Ｒ１は、入口で受け取ったペットボトルを出口まで搬送するスターホイールなどの搬送装置を備える。

殺菌前室Ｒ１の出口は、殺菌室Ｒ２の入口に連通している。殺菌室Ｒ２は、電子線照射装置を備える。殺菌室Ｒ２は、入口で受け取ったペットボトルを電子線照射装置によって電子線が照射される領域を通って出口まで搬送する搬送装置を備える。殺菌室Ｒ２の壁は、電子線照射装置によって電子線が照射されたときに発生するＸ線が外部に漏れるのを防止する遮蔽用の物質によって覆われている。

殺菌室Ｒ２の出口は、リンサ室Ｒ３の入口に連通している。リンサ室Ｒ３は、入口で受け取ったペットボトルを出口まで搬送するスターホイールなどの搬送装置を備える。リンサ室Ｒ３は、電子線殺菌が行われるときに発生するオゾンを追い出すためにペットボトルに空気を吹き込むブロアを備える。リンサ室Ｒ３は、ペットボトルを水によって洗浄するための洗浄装置を備えることがある。

リンサ室Ｒ３の出口は、充填室Ｒ４の入口に連通している。充填室Ｒ４は、入口から受け取ったペットボトルを出口まで搬送するためのスターホイールなどの搬送装置を備える。充填室Ｒ４は、ペットボトルに飲料などの内容物を充填する充填装置を備える。

充填室Ｒ４の出口は、キャッパ室Ｒ５の入口に連通している。キャッパ室Ｒ５は、入口で受け取ったペットボトルを出口まで搬送するスターホイールなどの搬送装置を備える。キャッパ室Ｒ５は、ペットボトルにキャップを装着するキャッパ装置を備える。

キャッパ室Ｒ５の出口は、排出ライン４の入口に連通している。排出ライン４は、入口で受け取ったペットボトルを所定の場所まで搬送する。

電子線殺菌システム１は更に、送風装置６を備える。送風装置６は、殺菌室Ｒ２と充填室Ｒ４とに空気を送り込む。送風装置６により送り込まれる空気は無菌エアーである。殺菌室Ｒ２に送り込まれる空気の量はバルブ１２により調節される。充填室Ｒ４に送り込まれる空気の量はバルブ１０により調節される。殺菌室Ｒ２の空気の入口と充填室Ｒ４の空気の入口にはＨＥＰＡフィルタが設置されている。

電子線殺菌システム１は更に、送風装置８を備える。送風装置８は、殺菌前室Ｒ１とリンサ室Ｒ３との内部の空気を外部に送り出す。殺菌前室Ｒ１から送り出される空気の量はバルブ１６により調節される。リンサ室Ｒ３から送り出される空気の量はバルブ１４により調節される。送風装置８の下流側には、バッファ１８が接続されている。バッファ１８は、殺菌前室Ｒ１とリンサ室Ｒ３から送り出される空気を一時的に貯蔵する。バッファ１８は、オゾンを分解する装置を備えていることが好ましい。

図２は、電子線殺菌システム１の構成の変形例を示している。この例では、導入室Ｒ０と殺菌前室Ｒ１とを結ぶ方向と、殺菌前室Ｒ１と殺菌室Ｒ２とを結ぶ方向とが略垂直となっている。こうした構成によれば、導入ライン２・導入室Ｒ０・殺菌前室Ｒ１における流れる空気の流れと、殺菌室Ｒ２及びそれよりも下流側の室における空気の流れとが直線上に乗らないために、殺菌前室Ｒ１及びそれよりも下流側の室と外界の空気がより確実に隔離され、好ましい。

図３には、殺菌前室Ｒ１と殺菌室Ｒ２との構成が示されている。殺菌前室Ｒ１はスターホイール２１を備える。スターホイール２１はペットボトル１９をネックにおいて把持し、殺菌前室Ｒ１の入口から出口まで搬送する。殺菌前室Ｒ１から送られたペットボトル１９は、殺菌室Ｒ２入口において持ち替えられ、搬送装置２２に渡される。搬送装置２２は、受け取ったペットボトル１９を殺菌室Ｒ２の出口まで搬送する。

搬送装置２２によって搬送されるペットボトル１９には、電子線照射装置２０により電子線が照射される。搬送装置２２は、通常の搬送装置とは異なる。搬送装置２２は、電子線照射領域においてペットボトル１９の一定した部位を把持することがなく把持部位を変動させながら搬送する把持部位変更手段を備えている。すなわち、ペットボトル１９は、少なくともペットボトル１９に電子線が照射される領域において、ペットボトル１９と搬送装置２２との接点のペットボトル１９上の位置が搬送中に変化するように支持される。

こうした構成を備える電子線殺菌システム１は、以下のように動作する。

室Ｒ０〜Ｒ５の各々の雰囲気が所定のクラス以下になるように制御される。送風装置６が起動される。バルブ１０によって制御された量の空気が充填室Ｒ４に送り込まれる。バルブ１２によって制御された量の空気が送風機８によって殺菌室Ｒ２に送り込まれる。バルブ１４によって制御された量の空気がリンサ室Ｒ３からバッファ１８を経由して外部に送り出される。バルブ１６によって制御された量の空気が殺菌前室Ｒ１からバッファ１８を経由して外部に送り出される。

こうした空気の流れにより各室の内部の圧力は次のように制御される。導入室Ｒ０の圧力Ｐ０は大気圧。Ｐ１＜Ｐ０＜Ｐ２。Ｐ３＜Ｐ２＜Ｐ４＞Ｐ５＞Ｐ０。排出ライン４の圧力はＰ５よりも小さい。Ｒ０〜Ｒ５の各室には圧力計が設置され、それらの圧力計から送信された圧力を示す信号に基づいてバルブ１０、１２、１４、１６の開度が制御されることにより上記の圧力の関係が維持されることが好ましい。

ペットボトル１９が成形される。成形されたペットボトル１９が導入ライン２によって電子線殺菌システム１に導入される。ペットボトル１９は、導入室Ｒ０を通って殺菌前室Ｒ１に導入される。ペットボトル１９は、スターホイール２１によりネック搬送されて殺菌室Ｒ２の入口に搬送される。

圧力の関係Ｐ１＜Ｐ０＜Ｐ２が成立しているため、殺菌前室Ｒ１には導入室Ｒ０と殺菌室Ｒ２とから空気が流入する。殺菌前室Ｒ１の内部の空気は送風装置８により室外に送り出される。

殺菌室Ｒ２において、ペットボトル１９は搬送装置２２に持ち替えられて搬送される。ペットボトル１９は、搬送中に電子線照射装置２０から電子線が照射されることにより殺菌される。搬送装置２２が把持部位変更手段を備えることにより、ペットボトル１９の全ての部位に死角なく電子線が照射され、ペットボトル１９は隈なく殺菌される。

電子線が照射されることにより、オゾンが発生する。圧力の関係Ｐ１＜Ｐ２＞Ｐ３が成立しているため、オゾンは殺菌前室Ｒ１とリンサ室Ｒ３とに流れる。殺菌前室Ｒ１に流入したオゾンは送風装置８によってバッファ１８に送られる。バッファ１８において、オゾンは所定の時間貯留されることによって、あるいはオゾン分解装置によって分解されることによって処理された後、大気に放出される。Ｐ１＜Ｐ０であるためオゾンが導入室Ｒ０に漏出することが防止される。

ペットボトル１９は搬送装置２２によりリンサ室Ｒ３の入口に送られる。リンサ室Ｒ３において、ペットボトル１９は通常のネック搬送などの搬送装置によって搬送される。リンサ室Ｒ３において、ペットボトル１９の内部に空気が吹き込まれる。殺菌室Ｒ２で発生しペットボトル１９の内部に残留したオゾンは外部に押し出される。

Ｐ２＞Ｐ３＜Ｐ４であるため、リンサ室Ｒ３でペットボトル１９から押し出されたオゾンが殺菌室Ｒ２、充填室Ｒ４に流れることが防止される。殺菌室Ｒ２からリンサ室Ｒ３に流入したオゾンと、ペットボトル１９から押し出されたオゾンは、送風装置８によってバッファ１８に送られ、オゾンが分解された後に大気に放出される。

ペットボトル１９は充填室Ｒ４に送られる。充填室Ｒ４において、ペットボトル１９に内容物が充填される。充填室Ｒ４は、最も高い空気清浄度（空気中の微粒子が最も少ない状態）が要求される場所である。充填室Ｒ４の圧力Ｐ４は最も高いため、充填室Ｒ４の空気はリンサ室Ｒ３とキャッパ室Ｒ５とに流れ出す。そのため、充填室Ｒ４に外部の空気が混入することが防止される。

ペットボトル１９はキャッパ室Ｒ５に送られる。キャッパ室Ｒ５において、ペットボトル１９にキャップが装着される。キャッパ室Ｒ５の圧力は排出ライン４の圧力よりも高いため、キャッパ室Ｒ５に清浄度の低い空気が流入することが防止される。

本実施の形態における電子線殺菌システムは、ペットボトルを殺菌するために用いられたが、本発明による電子線殺菌システムは、他の食品容器、または医療器具などの殺菌に使用することも可能である。

殺菌前室Ｒ１とリンサ室Ｒ３のいずれかまたは両方に空気を供給する送風機構が設けられた構成も可能である。その際、各室の圧力は既述の関係を満たすように制御される。こうした電子線殺菌システムは、殺菌前室Ｒ１またはリンサ室Ｒ３の空気の入れ替え量が多くなり、オゾンや塵埃の密度が確実に低く保たれる。

本実施の形態の変形例として、リンサ室Ｒ３が無い場合が考えられる。その場合、殺菌室Ｒ２と充填室Ｒ４とが殺菌される対象物が受け渡される開口により接続される。圧力の関係は、Ｐ１＜Ｐ０＜Ｐ２かつＰ２＜Ｐ４＞Ｐ５＞Ｐ０とされる。こうした電子線殺菌システムは、発生するオゾン量が問題にならない程度に僅かである場合、または殺菌される対象物の形状によってオゾンが溜まりにくい場合などに適用される。

図１は、電子線殺菌システムの構成を示す。 図２は、電子線殺菌システムの構成を示す。 図３は、殺菌前室と殺菌室の構成を示す。

符号の説明

２ 導入ライン
４ 排出ライン
６ 送風装置
８ 送風装置
１０ バルブ
１２ バルブ
１４ バルブ
１６ バルブ
１８ バッファ
１９ ペットボトル
２０ 電子線照射装置
２１ スターホイール
２２ 搬送手段
Ｒ０ 導入室
Ｒ１ 殺菌前室
Ｒ２ 殺菌室
Ｒ３ リンサ室
Ｒ４ 充填室
Ｒ５ キャッパ室

Claims (5)

1. 入口から導入される容器を搬送する第１搬送装置を備える殺菌前室と、
   前記第１搬送装置から前記容器を受け取って搬送する第２搬送装置と前記容器に電子線を照射する電子線照射装置とを備え、前記殺菌前室よりも圧力が高い電子線殺菌室と、
   前記電子線を照射された前記容器に内容物を充填する充填装置を備え、前記電子線殺菌室より圧力が高い充填室
   とを具備する
   電子線殺菌システム。
2. 請求項１に記載された電子線殺菌システムであって、
   前記殺菌前室の圧力は、前記入口の外側の圧力よりも低い
   電子線殺菌システム。
3. 請求項１または２に記載された電子線殺菌システムであって、
   更に、前記電子線殺菌室と前記充填室との間に介設され、前記電子線殺菌室よりも圧力が低く且つ前記充填室よりも圧力が低い中間室
   を具備する
   電子線殺菌システム。
4. 請求項３に記載された電子線殺菌システムであって、
   前記中間室は、前記容器の内部に気体を供給するブロアを備える
   電子線殺菌システム。
5. 第１開口を備え、前記第１開口の外部より圧力が低い第１室と、
   前記第１室と第２開口により接続され、前記第１室より圧力が高く、電子線殺菌装置を備える第２室と、
   前記第２室と第３開口により接続され、前記第２室より圧力が低い第３室と、
   前記第３室と第４開口により接続され、前記第３室より圧力が高い第４室と、
   前記第１室と前記第３室とから送り出されたオゾンを処理する処理装置
   とを具備する
   電子線殺菌システム。

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