JP2009538796A - 過酸化水素を含有する滅菌剤による包装材料の滅菌方法 - Google Patents

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Abstract

例えば、食品の長期貯蔵用の充填準備のできた容器(20)のための包装材料の滅菌方法において、包装材料の上に存在する微生物を除去するために過酸化水素を含有する滅菌剤は包装材料(20)と接触させられる。滅菌剤と接触した後、包装材料(20)の上及び/又は中に残留する過酸化水素を除去するために包装材料(20)は空気で通気される。残留過酸化水素の除去は、滅菌剤との接触後且つ通気前に、包装材料(20)が少なくとも50keVの運動エネルギーの加速電子に暴露され、残留過酸化水素の除去が相乗的に改善される。

Description

本発明は、過酸化水素を含有する滅菌剤による包装材料の滅菌方法であって、包装材料の表面に存在する微生物を除去するために過酸化水素含有滅菌剤を包装材料に接触させ、その後包装材料の上及び/又は中に残留する過酸化水素を除去するために包装材料に空気を吹きつける方法に関する。
包装技術の中で、味、臭い、色及び堅さなどの食品の品質に有害な影響を及ぼさずに長い貯蔵期間又は保存期間の間の保存を可能にするように食品用の包装材料を滅菌するために、過酸化水素を含有する滅菌剤がしばしば使用される。包装される物のタイプによって、必要とされる微生物の絶滅又は不活化はそれぞれ異なることがある。pH値が4.6以下を示す食品のタイプ、例えばジュース及びワインでは、低いpH値自体が食品の保存期間中に生存する微生物の増殖を妨害するので、ミルクのような高いpHの食品に対するほど徹底的絶滅を行う必要はない。他方、高いpH値はこのような増殖に対する潜在的な妨害作用が弱いか又は存在しないので、その結果、必要な長さの食品の貯蔵期間を達成するために微生物のより徹底的な絶滅が必要である。
表現「滅菌する」及びこの表現と均等の他の表現は、微生物の実際上の完全絶滅から低いpH値の食品(所謂、高酸性食品)に長い貯蔵期間を付与するのに十分であり得るより緩和な滅菌レベルまでの範囲の滅菌を意味すると理解される。
先行技術の滅菌方法によると、長い貯蔵期間を伴う食品用の包装容器はプラスチックコーティングされた紙のウェブで作られており、このウェブは、滅菌目的で、このウェブの表面上の微生物を絶滅又は不活化するために過酸化水素の水浴(60〜75℃;約35重量%)に導かれ、該水浴中に十分な時間滞留させられる。
過酸化水素浴を通過させた後、過酸化水素浴からウェブを取り出すのに続いて、又はその直後にウェブの機械的及び物理的の併用処理によりウェブの表面から残る残留過酸化水素は取り除かれる。
滅菌され処理されたウェブは、ウェブの二つの長い辺を互いに重ね合わせるか又はシールして一体化することによりチューブに再形成され、このチューブに、充填操作の前に適切な滅菌により別途滅菌された適当な食品が充填される。このチューブは、チューブの長軸方向を横断し且つチューブの充填レベルの下で、反復横断シールにより連続包装単位に分割され、同時に横断シーリングゾーンで切断することにより包装単位が相互に分離される。分離された包装単位はその後折り畳形成及びシールリング操作(a fold forming- and sealing operation) により所望の幾何学的形態にされる。このような態様の無菌包装容器の既知市販実例はTETRA BRIKTM,TETRA CLASSICTM及びTETRA PRISMATMである。
別の先行技術の方法によると、類似の包装容器が長い貯蔵期間を伴う食品のためにプラスチックコーティングした紙の平らに折り畳まれたチューブ状空容器から製造され、この空容器は、最初に、開口した包装カートンにされる。このチューブ状包装カートンは折り畳形成及びシールリング操作により底が閉じられ、その後存在する微生物を絶滅又は不活化するために、底を付けた包装カートンを、包装カートンの内壁にガス状又は液状過酸化水素を接触させることにより滅菌する。過酸化水素との接触後、残留している過酸化水素は物理的に通常空気により追い出される。
滅菌包装カートンは、その後別に滅菌された食品が充填され、最後に上部が閉じられる。この長い貯蔵期間を伴う食品用の包装容器の既知市販実例はTETRA REXTM及びTETRA APTIVATMである。
直前に記述した方法を連想させるさらに別の既知方法によると、長い貯蔵期間の食品のために、プラスチックボトル、例えば、射出成型PETボトルが製造され、このボトルは、充填の前に、ガス状の過酸化水素がボトル開口部からボトルの中へ注入されてボトルの内壁と接触することにより滅菌される。過酸化水素との接触後、ボトルの内面から過酸化水素の残留量を追い出すためにボトルの内部に空気が吹き付けられる。
その後ボトルには適当な食品が充填され、例えば、さらなる輸送及び取り扱いのために、スクリューキャップにより閉じられる。
上記のような過酸化水素による滅菌は、殆ど一般的に、滅菌された表面、この場合には滅菌された包装容器及びボトルのそれぞれの内壁に、過酸化水素の残留量を提示することを必然的に伴う。この残留量が通常極めてわずかで、殆どの場合0.5ppm以下であり、食品に対して有害作用を示さないとしても、それらは過酸化水素の不必要な消費であり、そのため滅菌操作において不必要な経済的損失となる。
過酸化水素の残留量を減少させるために、例えば、WO−A−80/0145に記述されているように、過酸化水素を使用するなどの化学的滅菌とUV照射を使用する物理的滅菌を併用することがこの技術分野において既に二提案されている。325nm未満の波長範囲のUV照射を使用して物理的滅菌を行ったならば、化学的及び物理的滅菌のこの併用の結果として、過酸化水素の濃度(したがって消費)を10%以下に減少する可能性がある。
過酸化水素及びUV照射を使用する化学的及び物理的滅菌の併用が過酸化水素の消費量を減少させる可能性があることを示唆し、同時に滅菌効果を相乗的に改善する可能性があるとしても、過酸化水素の残留量に関する問題を解決するには十分ではない。これは、水性過酸化水素と接触した一部のプラスチックは過酸化水素を吸収する傾向を示し、このため、過酸化水素は容易に浸透してそのような吸収性のプラスチック表面、例えば包装ラミネートの外側プラスチックコーティングの上及び/又は中に残存する。過酸化水素が浸透する深さは、ある場合には、吸収された過酸化水素にアクセスできないくらい深いので、空気を使用する通気によって追い出すことができない。過酸化水素のプラスチック中への浸透能力はそれぞれのプラスチックにより異なり得るが、特に例えば、PETのような親水性のプラスチックで著しく、過酸化水素は容易に吸収され比較的深く浸透してその位置に残存する。
したがって、過酸化水素を含有する滅菌剤による包装材料の滅菌における過酸化水素の消費量を減少させ得ることに対するニーズが依然として存在する。
発明の目的
したがって、本発明の目的の一つは、過酸化水素の消費量を減らすことができ、最小に維持することができる方法を導入することにより記述されるタイプの過酸化水素含有滅菌剤による包装材料の滅菌方法を実現することである。
本発明の他の目的は、滅菌される包装材料の材質に関係なく、包装材料の上及び/又は中の過酸化水素の残留量を最小まで減少させることができる、過酸化水素含有滅菌剤による包装材料の滅菌方法を実現することである。
本発明の一つの特別な目的は、包装材料に使用されるプラスチックに関係なく、包装材料の上及び/又は中の過酸化水素の残留量を規定レベル(the prescribed level)よりかなり下のレベルまで減少させることができる、過酸化水素含有の滅菌剤を使用して全体又は部分的にプラスチックからなるウェブ形態の包装材料を滅菌する簡単であるが効果的な方法を実現することである。
本発明の他の目的は、過酸化水素含有滅菌剤により、充填する準備のできた(ready-to-fill)包装容器を滅菌する方法を実現することである。
本発明のさらに他の目的は、プラスチックボトル、例えば、PETボトルを過酸化水素含有滅菌剤により滅菌する方法であるが、滅菌されたプラスチック表面の上及び/又は中に取るに足りない程度の量又は最小限度の量の残留過酸化水素を伴う、方法を実現することである。
本発明のこれら及び他の目的は添付された請求項1に開示された特色のある特徴を持つ方法により達成されるであろう。
本発明による方法の好適な実施形態には、付随するサブクレームに記述されるような特色ある特徴が更に与えられる。
発明の要約
即ち、本発明によれば、包装材料上に存在する微生物を除去するために、過酸化水素含有滅菌剤を包装材料と接触させ、その後包装材料の上及び/又は中に残る残留量の過酸化水素を除去するために包装材料に空気を吹き付ける包装材料の滅菌方法が実現されるであろう。この方法は、滅菌剤との接触後で吹き付けの前に、滅菌された包装材料が少なくとも50keVの運動エネルギーを持つ加速電子に暴露されることを特徴とする。
本発明によれば、驚くべきことに、少なくとも50keVの運動エネルギーを持つ電子ビーム又はこの電子と過酸化水素の間の衝突により生成したラジカルが、滅菌された包装材料の上又は/中に残留する過酸化水素を分解し除去するのに十分なエネルギーを持つことが立証された。特に、そのような電子は、包装材料の中に深く浸透し滅菌後包装材料の上及び/又は中で影響を受けないままであったろう吸収された過酸化水素と衝突することができるのに(例えば、UVビームとは反対に)十分なエネルギーを持つことが立証された。
本発明の方法により達成される驚くべき結果の一つは、衝突により、過酸化水素を分解するのに十分なエネルギーを持つ電子ビームと、それ自体がさらに過酸化水素と衝突し分解するのに十分なエネルギーを持つ可能性があり、それにより包装材料の上及び/又は中の残留過酸化水素の除去に寄与する、衝突により生成したラジカルとの組合せによる相乗効果である。衝突により生成したラジカルは、必ずしも衝突した電子の主な方向に移動せず、むしろ衝突した地点から全ての方向にランダムに散乱し、これは、電子の主な方向の横方向へ散乱し、「角を廻って(round corners)」移動することもでき、多かれ少なかれ到達し難い包装材料の表面下深く侵入した場所にあるくぼみ(pockets)及び隠れ場所(nooks)に達することができることを意味する。
本発明によれば、電子は70〜90keVの範囲内の運動エネルギーを持つことができ、それは包装材料の中に浸透するには十分高いが、同時に包装材料の化学構造を破壊しないのに十分低い。種々のプラスチックは電子の作用に対する感受性のレベルがそれぞれ異なり、あるプラスチックは他のプラスチックより感受性であるので、電子感受性の低いプラスチック(例えば、PET)より電子感受性の高いプラスチック(例えば、PE及びPP)に関しては運動エネルギーのより少ない電子を本発明にしたがって使用しなければならない。適切なプラスチックの知識を持っている当業者は、したがって本発明による方法に使用する電子の運動エネルギーの適当なレベルを容易に選択することができる。
本発明のその他の利点及び特徴を付属する図面を参照して以下に詳細に説明する。
発明の詳細な説明
本発明による方法の説明される実施形態は、本発明を説明することだけを意図しており、したがって添付される請求項に規定される本発明の概念を制限するものとして認められるべきではない。
図1は、本発明による方法を使用してどのように包装材料のウェブ10を滅菌できるかを例示する。ウェブ10はマガジンリール(示されていない)から引き出される。マガジンリールは、ウェブから、上述した既知の成形/充填/シール原理に従って長い貯蔵期間の食品の包装容器を製造するタイプの包装・充填機械の入り口端にあっても良いが、必ずしもそうである必要はない。このウェブ10は、矢印の方向に導かれ、ベンディングローラー11を介して下方を向き、約35重量%の濃度及び60と75℃の間、例えば65℃の温度の過酸化水素を入れた浴12の中に導かれ、ウェブ10上の微生物を除去するために浴12中の過酸化水素と十分長い時間接触させられる。
その表面に残る残留過酸化水素の付いたウェブ10は浴から引き上げられ、浴12から出されると直ぐに、ウェブ10の表面から付随する過酸化水素を機械的に除去し、再使用のために浴12にこの過酸化水素を落として戻すために、適当な機械的手段、例えば、ウェブの表面をこする(urged against)ドクターブレード、又は二つのローラーの間で形成される圧力ニップと接触させられる。
その後ウェブ10は、さらに、機械的手段(示されていない)からベンディングローラー13を介して参照番号14を付した電子照射装置に導かれ、滅菌されたウェブ10から過酸化水素をさらに除去するために電子を照射される。例示の実施例において、装置14は通過するウェブ10の表面に向けて面する窓16の付いた電子エミッター15を含んでおり、その窓から少なくとも50keVの運動エネルギーを持つ電子ビームのシャワー17が連続的にウェブ10の対面する表面全体に向けられる。放射される電子は、ウェブ10の表面上の過酸化水素分子と衝突した時にそれらを分解してラジカルを形成するのに十分な運動エネルギーを持つ。こうして形成されたラジカルは、空間をランダムな方向に散乱し、今度は、それらが十分な寿命を持っているならば、最初の放射電子と衝突しなかった他の過酸化水素と衝突しそれを分解する。この様な手段により、放射された電子ビーム自体も過酸化水素の滅菌作用を補助をするのに十分なエネルギーを持ち、それにより過酸化水素の滅菌作用を増大させると同時に、滅菌されたウェブ10上の残留過酸化水素の相乗的分解が得られる。
殆どの場合に、約50〜60keVの運動エネルギーを持つ放射電子は過酸化水素の残留量の分解及びウェブ10の滅菌の両者に寄与するとしても、ある場合には残留過酸化水素の好ましい分解を達成するために約70〜90keVまでこの運動エネルギーを増加させることが適当又は必要でさえあることがある。このことは特に過酸化水素を容易に吸収するプラスチックで外側をコーティングした包装材料に当てはまる。その様なプラスチックの一例はポリエチレンテレフタレート(PET)であり、その表面上に過酸化水素が残るだけでなく容易にそのプラスチックの中に不十分な運動エネルギーの放射電子では到達できないほど十分深く浸透して吸収される。従って、使用されるその運動エネルギーは、場合ごとに異なる可能性があり、包装材料、特に外側のプラスチックコーティングの組成により個々の場合で決定される。しかしながら、運動エネルギーの選択において大雑把に言うと、関係するプラスチックコーティングが過酸化水素を吸収する傾向が大きいほど(例えば、PET)、選択される運動エネルギーレベルは大きくすべきであり、それに対してプラスチックコーティングの過酸化水素を吸収する傾向が小さければ(例えばLDPE,HDPE及びPP)、低いレベルの運動エネルギーが選択されなければならない。しかし、本発明による好ましい作用を達成するためにはいずれの場合にも運動エネルギーは少なくとも50keVでなければならない。
時折、ウェブ10は、一つの容器の長さに相当する一定の距離でウェブの上に直接射出成型されたプラスチックのスクリューキャップのような突出した部品を付けた開口装置を備えていることがある。その様な突出部品は、ある程度、放射された電子からウェブの下の部分を遮蔽する可能性があり、それによって隠された空間を創り、そこでは過酸化水素が残り、影響を受けないウェブを生じる可能性がある。その様な隠された過酸化水素を伴うリスクを最小にするために、本発明に従って、下にある、隠された領域を含めて突出部品の全ての領域に放射電子ビームを導くことができるようにウェブの幅全体に横に自由に移動できるエミッター15を取り付けることが適当であろう。
電子照射装置14から、ウェブ10はその後さらに通気装置18に導かれ、滅菌され照射されたウェブ10は乾燥され、ウェブ10からさらに残る過酸化水素を乾燥し追い出すために空気の供給源(示されていない)と連結した適当な手段19によりウェブ10に向けて吹き込まれる空気、好ましくは滅菌空気により通気される。
通気されたウェブ10は、その後さらに前記したタイプ(例えば、TETRA BRIKTM,TETRA CLASSICTM及びTETRA PRISMATMのタイプの包装容器)の長い貯蔵期間を伴う食品用の完成包装容器の再形成のために導かれる。
図2は、プラスチックの外側コーティングを含む包装材料の充填準備のできた開放容器20を本発明の方法を使用してどのようにして滅菌することができるかを示す模式図である。このような場合には、容器20は指定された移動コンベア21で運ばれ、そのコンベアは容器を送入端(図の左)から矢印の方向へ参照番号22を付した滅菌装置へと運ばれ、過酸化水素含有滅菌剤により容器20の内面が滅菌される。滅菌剤はガス状又は液状のいずれでも良く、ノズル23を介して容器の内面全体に接触するように容器の開放端から容器の中へ注入される。
滅菌された容器20は、滅菌装置22から、その後参照番号24を付した電子照射装置へ送られ、その表面から過酸化水素を除去するために、対応する方法で、容器20の滅菌された内面の全てに電子ビームが接触させられる。この例示の実施形態において、電子照射装置24は二つの電子エミッター25、25を含み、そのそれぞれは窓26、26を持ち、それを通じて、少なくとも50keVの運動エネルギーの加速された電子のシャワー27、27が、開放容器20の中へ向けて放射される。
放射された電子は、容器20の内面上の過酸化水素分子と衝突した時に、それらを分解ししてラジカルを生成するのに十分な運動エネルギーを持っていなければならない。このようにして生成したラジカルは空間をランダムな方向に散乱し、今度は、それらが十分な寿命を持っているならば、最初に放射された電子に衝突しなかった他の過酸化水素と衝突して分解する。この様にして、本発明によれば、放射された電子ビーム自体も過酸化水素の絶滅作用を補充するのに十分なエネルギーを持ち、それによって過酸化水素の絶滅作用を増大させると同時に、容器20の滅菌された内面上の残留過酸化水素の相乗的分解が達成される。
図1に例示した実施例と同様に、放射された電子の運動エネルギーは変えることができ、適当な包装材料の材料組成を考慮して選択することができる。包装材料が容易に過酸化水素を吸収するタイプのプラスチック、例えば、PETで外側がコーティングされている場合には、例えば、70及び90keVの間の範囲のより高い運動エネルギーが選択され、過酸化水素を吸収する傾向が少ないプラスチック、例えば、LDPE,HDPE及びPPで構成される包装材料の外側コーティングの場合には、選択される運動エネルギーは低くても良く、例えば、約50keVである。
照射された容器20は電子照射装置24からさらに通気装置28に運ばれ、そこで容器20の内側及び容器20の内側表面上の過酸化水素の残留物は、空気源(示されていない)に連結したノズル29を介して容器20の中に吹き込まれる空気、好ましくは滅菌空気によって通気除去される。
容器20は通気装置28から充填場所(示されていない)に運ばれ、そこで容器は滅菌された食品を充填され、包装食品の輸送及び取り扱いの前にシールされる。この様にして製造することができる長い貯蔵期間を持つ食品の容器の例はTETRA REXTM及びTETRA APYIVATMである。
最後に、図3は、本発明の方法を使用してどのように充填準備のできたPETボトルを滅菌することができるかについてのひとつの実施例を模式図に示す。この例において、ボトル30は指定された移動コンベアベルト31で運ばれ、ボトル30は送入端(図において左)から矢印の方向へ参照番号32を付した滅菌装置へと運ばれ、過酸化水素含有滅菌剤によりボトル20の内壁が滅菌される。滅菌剤はガス状又は液状のいずれでも良く、ボトルの開口部を通じてボトルの中へノズル33から注入され、ボトル30の内面の全体と接触させられる。
滅菌されたボトル30は、滅菌装置32から参照番号34を付した電子照射装置へ運ばれ、その表面から過酸化水素を除去するために、電子ビームがボトル30の滅菌された内面と接触させられる。この例示の実施例において、電子照射装置34は二つの電子エミッター35、35を含み、そのそれぞれは窓36、36を持ち、それを介して少なくとも50keVの運動エネルギーの加速された電子のシャワー37が開放容器30の中へ向けてを放射される。
本発明によれば、放射電子は、ボトル30の内面上の過酸化水素分子と衝突した時に、その分子を分解してラジカルを生成するのに十分な運動エネルギーを持っていなければならない。こうして生成したラジカルは空間をランダムな方向に散乱し、十分なエネルギーと十分な寿命を持っているならば、最初に照射された電子と衝突せずに残った他の過酸化水素と衝突してそれを分解する。この様にして、本発明によれば、放射された電子ビーム自体も過酸化水素の絶滅作用を補充するのに十分なエネルギーを持ち、それによって過酸化水素の絶滅作用を増大させると同時に、容器30の滅菌された内面上の残留過酸化水素の相乗的分解が達成される。
例示の実施例のボトル30はわずか約50keVの運動エネルギーの電子ビームが到達できるレベルより下にある侵入レベルの深さにまで過酸化水素を容易に吸収するプラスチック(PET)で構成されているので、この場合の照射電子はこの深さのレベルにおいて浸透し吸収された過酸化水素とも衝突するのに十分に大きな運動エネルギー、例えば、70〜90keVが与えられる。
ボトル30は電子照射装置34からコンベアベルト31上をさらに参照番号38を付した通気装置に導かれ、そこでボトル30の中及びボトル30の内面上の残留過酸化水素が空気源(示されていない)に連結したノズル39を介して容器30の中に吹き込めれる空気、好ましくは滅菌空気によって通気除去される。
通気装置38の後、滅菌され換気されたPETボトル30は、充填場所(示されていない)において食品を充填する準備がされ、そこでボトル30に滅菌食品が充填され、例えば、輸送及び取り扱いのために、スクリューキャップ又は類似の閉鎖用具により閉じられる。
工業的応用
本発明による方法は、ウェブから又は包装材料で予め作られた空容器から、所謂無菌容器又は食品の長期貯蔵用容器を製造するタイプの充填器と連結して使用することができる。特に、本発明の方法は、充填前に、過酸化水素を含有する滅菌剤により滅菌されなければならないブロー成形PETボトルの充填器と連結して使用することができる。
図1は、本発明の用法を使用するウェブ型の包装材料の滅菌を模式的に示す。 図2は、本発明の方法を使用する既製包装容器の滅菌を模式的に示す。 図3は、本発明の方法を使用するプラスチックボトルの滅菌を模式的に示す。

Claims (5)

  1. 包装材料の上に存在する微生物を除去する目的で、過酸化水素を含有する滅菌剤を該包装材料(10;20;30)と接触させ、該滅菌剤との接触後、該滅菌された包装材料から過酸化水素の残量を追い出すために該包装材料に空気を吹き付ける(ventilated)、包装材料(10;20;30)を滅菌する方法であって、
    該滅菌剤との接触後且つ吹き付けの前に、少なくとも50keVの運動エネルギーを有する加速電子に、滅菌された包装材料(10;20.30)を暴露することを特徴とする、方法。
  2. 前記包装材料が、ポリエチレン及びポリプロピレンの中から選択されるプラスチックの外側コーティングを含み;該ウェブ形態の包装材料(10)が、50〜60keVの運動エネルギーを有する加速電子で照射されることを特徴とする、請求項1に記載のウェブ形態の包装材料(10)の滅菌方法。
  3. 前記滅菌剤との接触後且つ空気による吹き付け前に、前記充填準備のできた開放容器の(20)の全内面を、前記加速電子に暴露することを特徴とする、請求項1に記載の充填準備のできた開放容器(20)の形態の包装材料の滅菌方法。
  4. 前記包装材料(20)が、ポリエチレン及びポリプロピレンの中から選択されるプラスチックの外側コーティングを有し、前記容器の全内表面を約50〜70keVの運動エネルギーを有する加速電子に暴露することを特徴とする、請求項3に記載の方法。
  5. 前記ボトル(30)の全内表面を、滅菌剤との接触後且つ前記吹き付け前に、70〜90keVの運動エネルギーの加速電子に暴露することを特徴とする、請求項1に記載の充填準備のできたPETのブロー成形ボトル(30)の滅菌方法。
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