JP2016153316A - Method and apparatus for sterilizing aseptic filling machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無菌充填機を殺菌する方法及び装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for sterilizing an aseptic filling machine.
例えば、ポーションパックを製造する無菌充填機は、無菌チャンバー内で包材である容器用シートを一方向に搬送しながら、シートを加熱し、シート内に多数の小さいカップ状の凹部を成形し、各凹部内にミルクを充填し、シートに蓋用シートを被せてヒートシールすることにより凹部を密封し、最後に容器用シートと蓋用シートとの積層体をパック毎に打ち抜き、最後にカップ状の包装体を得るようになっている。 For example, an aseptic filling machine that manufactures a portion pack heats a sheet while conveying a container sheet as a packaging material in one direction in an aseptic chamber, and forms many small cup-shaped recesses in the sheet, Fill each recess with milk, cover the sheet with a lid sheet and heat seal to seal the recess. Finally, punch the stack of container sheet and lid sheet for each pack, and finally cup The package body is to be obtained.
このような無菌充填機では、容器用シートの加熱からヒートシールに至るまでシートを一方向に搬送する必要があるが、近頃ではシートをその両側で挟みながら搬送するクリップ付き無端チェーンが用いられている。 In such an aseptic filling machine, it is necessary to convey the sheet in one direction from the heating of the container sheet to heat sealing, but recently, an endless chain with a clip that conveys the sheet while sandwiching the sheet on both sides is used. Yes.
無菌充填機は、その立ち上げ時に無菌充填機を覆う無菌チャンバー内の各機器を殺菌する必要がある。この殺菌は、無菌チャンバー内全体を殺菌するために無菌チャンバー内を昇温させ、無菌チャンバー内に殺菌剤を噴霧し、その後、無菌チャンバー内を滅菌のために所定時間放置し、最後に無菌チャンバー内に温風を吹き込んで殺菌剤を乾燥させることによって行われる。 The aseptic filling machine needs to sterilize each device in the aseptic chamber that covers the aseptic filling machine when it is started up. In this sterilization, in order to sterilize the entire sterilization chamber, the temperature in the sterilization chamber is raised, sprayed with a sterilizing agent in the sterilization chamber, and then the sterilization chamber is left for a predetermined time for sterilization. It is performed by blowing warm air into the inside and drying the disinfectant.
また、無菌チャンバー内の機器のうちでも、ことに無端チェーンは各種のプレート、ピン、ローラ、ブッシュ、クリップ等の組み合わせにより構成され、部品間に細かく複雑な隙間が多く存在するので、他の機器とは別の殺菌方法により殺菌処理される。 Among the devices in the aseptic chamber, the endless chain is composed of a combination of various plates, pins, rollers, bushes, clips, etc., and there are many fine and complicated gaps between parts. It is sterilized by another sterilization method.
無端チェーンの殺菌方法は、無端チェーンを過酸化水素溶液、次亜塩素酸溶液等の殺菌剤中に浸漬する方法が最も一般的である。すなわち、上記無菌チャンバー内の殺菌処理の間に無端チェーンを無菌チャンバー内で走行させつつ、浸漬槽に貯留した殺菌剤中に浸漬する。そして、上記無菌チャンバー内への温風の吹き込みに伴い、無端チェーンも静止状態で30分以上放置する。これにより、無菌チャンバー内の殺菌の完了と共に、無端チェーンの殺菌も完了する。その後、浸漬槽に入っていた過酸化水素溶液が潤滑剤入りの無菌水に切り替えられたうえで、無菌充填機が稼働され、パック詰め製品である包装体の生産が開始される。 As the endless chain sterilization method, the most common method is to immerse the endless chain in a disinfectant such as a hydrogen peroxide solution or a hypochlorous acid solution. That is, during the sterilization process in the aseptic chamber, the endless chain is run in the aseptic chamber and immersed in the sterilizing agent stored in the immersion tank. As the warm air is blown into the aseptic chamber, the endless chain is left still for 30 minutes or more. This completes the sterilization of the endless chain as well as the sterilization in the aseptic chamber. Then, after the hydrogen peroxide solution contained in the immersion tank is switched to aseptic water containing a lubricant, the aseptic filling machine is operated, and production of a package that is a packed product is started.
従来の無端チェーンの殺菌方法は、無端チェーンを低速で循環させることにより無端チェーンへの殺菌剤の付着時間が長くなるようにしている。すなわち、無端チェーンに多量の殺菌剤を付着させて、室温程度の低温で殺菌しようとしている。 The conventional endless chain sterilization method circulates the endless chain at a low speed so that the attachment time of the sterilizing agent to the endless chain becomes longer. That is, a large amount of sterilizing agent is attached to the endless chain and sterilized at a low temperature of about room temperature.
しかし、無端チェーンはプレート、ピン、ローラ、クリップ等多種類の金属製部品が組合さった構造であるため、部品同士間に細かい隙間が多数形成される。このような無端チェーンは低温の殺菌剤に長時間浸漬したとしても、隙間の位置や形状によっては殺菌剤が浸透せず、隙間に気泡が残ったまま浸漬槽から出てくる場合がある。気泡が残って殺菌剤が接触しない箇所は殺菌が不十分となるので、気泡の残留は望ましくない。 However, since the endless chain has a structure in which various kinds of metal parts such as plates, pins, rollers, clips, etc. are combined, many fine gaps are formed between the parts. Even if such an endless chain is immersed in a low-temperature disinfectant for a long time, the disinfectant may not permeate depending on the position and shape of the gap, and may come out of the immersion tank with bubbles remaining in the gap. Since air bubbles remain and the sterilizer does not come into contact with the sterilizer, sterilization is insufficient.
浸漬槽内で隙間に十分に殺菌剤が浸み込まなくても、無端チェーンが浸漬槽から出た後に無菌チャンバー内を循環している間に殺菌剤が隙間内に行き渡ることも考えられるが、全ての隙間に殺菌に必要な量の殺菌剤が付着するとは限らない。また、浸漬回数を増やすことにより、例えば過酸化水素水をすべての隙間にまんべんなく行き渡らせることも考えられるが、包材である容器用シートを供給しながら無端チェーンを殺菌剤中に浸漬させる場合は、包材のロスが増えるため適切な処置ではない。 Even if the sterilizing agent does not sufficiently penetrate into the gap in the immersion tank, it is considered that the sterilizing agent spreads in the gap while circulating in the sterile chamber after the endless chain comes out of the immersion tank, The amount of bactericidal agent necessary for sterilization does not always adhere to all the gaps. In addition, by increasing the number of immersions, for example, hydrogen peroxide solution can be distributed evenly in all the gaps, but when the endless chain is immersed in the disinfectant while supplying the container sheet as a packaging material, This is not an appropriate measure because of increased packaging loss.
一方、殺菌剤の温度を数十℃以上に加温することにより、無端チェーン内の隙間への殺菌剤の浸透性を改善し、殺菌時間を短縮することも可能であるが、浸漬槽にヒーターを設置したり、殺菌剤の昇温に長時間を要したりするので、包装体の生産性が低下する原因となる。 On the other hand, it is possible to improve the penetrability of the disinfectant into the gaps in the endless chain by shortening the disinfecting time by heating the disinfectant temperature to several tens of degrees Celsius. Since it takes a long time to raise the temperature of the bactericidal agent, the productivity of the package is reduced.
従って、本発明は上記問題点を解決することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems.
本発明者等は、上記問題点を解決するべく、鋭意研究したところ、浸漬槽内で超音波を無端チェーンに対して照射すると、浸漬槽内の殺菌剤が低温又は常温であっても無端チェーンの隙間に発生する気泡を追い出し、すべての隙間内にまんべんなく殺菌剤を浸透させることができることを見出した。 The inventors of the present invention have intensively studied to solve the above-mentioned problems. As a result, when the endless chain is irradiated with ultrasonic waves in the immersion tank, the endless chain is used even if the disinfectant in the immersion tank is at a low temperature or normal temperature. It was found that the air bubbles generated in the gaps were expelled and the disinfectant could permeate evenly in all the gaps.
また、超音波は、数十kHz〜100kHzの低周波数、100kHz〜200kHzの中周波数、数百kHz〜数MHzの高周波数の三種類に分類されるが、これらの三種類の超音波のうちでも、無端チェーンの殺菌には特に低周波数の超音波を使用するのが殺菌効果を高めるうえで望ましいことが分かった。すなわち、無端チェーンにおいて最も気泡が抜けにくいと考えられる隙間が、ローラとブッシュの間のものであると考えられ、このような隙間から効率よく気泡を排除したり、移動させたりするには、振動強度の大きい低周波数の超音波を用いて浸漬中のローラやブッシュを振動させるのが望ましい。低周波数の超音波のうちでも、20kHz〜50kHzの間の振動数であるのがより望ましいことも分かった。 Ultrasonic waves are classified into three types: low frequency of several tens of kHz to 100 kHz, medium frequency of 100 kHz to 200 kHz, and high frequency of several hundred kHz to several MHz. Among these three types of ultrasonic waves, In order to enhance the sterilization effect, it has been found that it is particularly desirable to use ultrasonic waves with a low frequency for sterilizing the endless chain. In other words, the gap that is thought to be the least difficult to remove bubbles in the endless chain is considered to be between the roller and the bush. To efficiently remove or move bubbles from such a gap, vibration is required. It is desirable to vibrate the roller or bush during immersion using ultrasonic waves of high frequency and low frequency. It has also been found that, among low frequency ultrasonic waves, a frequency between 20 kHz and 50 kHz is more desirable.
本発明は上記知見に基づいてなされたもので、次のような構成を採用する。 The present invention has been made based on the above findings, and employs the following configuration.
なお、本発明の理解を容易にするため参照符号をカッコ書きで付するが、本発明はこれに限定されるものではない。 In order to facilitate understanding of the present invention, reference numerals are given in parentheses, but the present invention is not limited to this.
すなわち、請求項1に係る発明は、包材を搬送するための無端チェーン(9)を、浸漬槽(28)内の殺菌剤(10)に浸漬させることにより、殺菌するようにした無菌充填機の殺菌方法において、浸漬槽(28)内に超音波振動子(29)を設置し、この超音波振動子(29)から超音波を、浸漬槽(28)内の殺菌剤(10)中を走行する無端チェーン(9)に向かって照射する無菌充填機の殺菌方法を採用する。 That is, the invention according to claim 1 is an aseptic filling machine in which an endless chain (9) for transporting a packaging material is sterilized by immersing it in a sterilizing agent (10) in an immersion tank (28). In this sterilization method, an ultrasonic vibrator (29) is installed in the immersion tank (28), and ultrasonic waves are sent from the ultrasonic vibrator (29) into the disinfectant (10) in the immersion tank (28). The sterilization method of the aseptic filling machine that irradiates the traveling endless chain (9) is adopted.
請求項2に記載されるように、請求項1に記載の無菌充填機の殺菌方法において、超音波の周波数を数十kHz〜100kHzとすることも可能である。
As described in
請求項3に記載されるように、請求項1に記載の無菌充填機の殺菌方法において、超音波の周波数を20kHz〜50kHzとすることも可能である。
As described in
請求項4に記載されるように、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の無菌充填機の殺菌方法において、浸漬槽(28)内の殺菌剤(10)の温度を25℃〜50℃とすることも可能である。 As described in claim 4, in the sterilization method for an aseptic filling machine according to any one of claims 1 to 3, the temperature of the sterilizing agent (10) in the immersion bath (28) is 25 ° C to 50 ° C. It can also be set to ° C.
請求項5に記載されるように、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の無菌充填機の殺菌方法において、無端チェーン(9)を殺菌剤(10)に浸漬することによる殺菌を、無菌充填機の無菌チャンバー(6)内における殺菌処理の開始と同時に開始し、無菌チャンバー(6)内の殺菌剤のスプレーが終了するまでに無端チェーン(9)の殺菌剤(10)への浸漬を完了させ、無菌チャンバー(6)内における殺菌剤の乾燥を完了させるまでに無端チェーン(9)の殺菌も完了させるようにすることも可能である。
As described in
請求項6に記載されるように、請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の無菌充填機の殺菌方法において、無端チェーン(9)の殺菌処理を完了した後に、浸漬槽(28)内の殺菌剤(10)を、潤滑剤を添加した無菌水と入れ替えることも可能である。
As described in
請求項7に係る発明は、包材を搬送するための無端チェーン(9)を、浸漬槽(28)内の殺菌(10)剤に浸漬させることにより、殺菌するようにした無菌充填機の殺菌装置において、浸漬槽(28)内に超音波振動子(29)が設置され、この超音波振動子(29)から超音波が殺菌槽(28)内の殺菌剤(10)中を走行する無端チェーン(9)に向かって照射されるようにした無菌充填機の殺菌装置を採用する。 The invention according to claim 7 is a sterilization of an aseptic filling machine in which the endless chain (9) for conveying the packaging material is sterilized by immersing it in the sterilizing agent (10) in the immersion tank (28). In the apparatus, an ultrasonic vibrator (29) is installed in the immersion tank (28), and the ultrasonic waves from the ultrasonic vibrator (29) travel through the disinfectant (10) in the sterilization tank (28). A sterilization device for an aseptic filling machine adapted to irradiate toward the chain (9) is adopted.
請求項8に記載されるように、請求項7に記載の無菌充填機の殺菌装置において、超音波振動子(29)が、数十kHz〜100kHzの周波数の超音波を無端チェーン(9)に向かって照射するものであってもよい。 As described in claim 8, in the sterilization apparatus for an aseptic filling machine according to claim 7, the ultrasonic vibrator (29) transmits ultrasonic waves having a frequency of several tens of kHz to 100 kHz to the endless chain (9). You may irradiate toward.
請求項9に記載されるように、請求項7に記載の無菌充填機の殺菌装置において、超音波振動子(29)が、20kHz〜50kHzの周波数の超音波を無端チェーン(9)に向かって照射するものであってもよい。
As described in
請求項10に記載されるように、請求項7乃至請求項9のいずれかに記載の無菌充填機の殺菌装置において、浸漬槽(28)内の殺菌剤(10)の温度が25℃〜50℃に設定されるようにしたものであってもよい。
As described in
請求項11に記載されるように、請求項7乃至請求項10のいずれかに記載の無菌充填機の殺菌装置において、無端チェーン(9)を殺菌剤(10)に浸漬することによる殺菌が、無菌充填機の無菌チャンバー(6)内における殺菌処理の開始と同時に開始され、無菌チャンバー(6)内の殺菌剤のスプレーが終了するまでに無端チェーン(9)の殺菌剤(10)への浸漬が完了し、無菌チャンバー(6)内における殺菌剤の乾燥が完了するまでに無端チェーン(9)の殺菌も完了するようにしたものであってもよい。
As described in
請求項12に記載されるように、請求項7乃至請求項11のいずれかに記載の無菌充填機の殺菌装置において、無端チェーン(9)の殺菌処理を完了した後に、浸漬槽(28)内の殺菌剤(10)が、潤滑剤を添加した無菌水と入れ替えられるようにしたものであってもよい。
As described in
本発明によれば、包材を搬送するための無端チェーン(9)を、浸漬槽(28)内の殺菌剤(10)に浸漬させることにより、殺菌するようにした無菌充填機の殺菌方法において、浸漬槽(28)内に超音波振動子(29)を設置し、この超音波振動子(29)から超音波を、浸漬槽(28)内の殺菌剤(10)中を走行する無端チェーン(9)に向かって照射する無菌充填機の殺菌方法であるから、無菌充填機内の包材の搬送手段として用いられる無端チェーン(9)を効率よく殺菌処理することができる。すなわち、無端チェーン(9)の細かい隙間内から気泡を超音波による振動で除去することによって、過酸化水素水等の殺菌剤(10)が無端チェーン(9)の全体にまんべんなく付着するようにして、無端チェーン(9)の殺菌効果を高め、ひいてはパック詰め製品等の包装体(1)の無菌性をさらに高めることが可能となる。 According to the present invention, in the sterilization method of the aseptic filling machine, the endless chain (9) for conveying the packaging material is sterilized by immersing it in the sterilizing agent (10) in the immersion tank (28). The ultrasonic vibrator (29) is installed in the immersion tank (28), and the endless chain that travels the ultrasonic wave from the ultrasonic vibrator (29) in the disinfectant (10) in the immersion tank (28). Since it is the sterilization method of the aseptic filling machine which irradiates toward (9), the endless chain (9) used as the conveying means of the packaging material in the aseptic filling machine can be sterilized efficiently. That is, by removing the bubbles from the fine gaps of the endless chain (9) by ultrasonic vibration, the bactericidal agent (10) such as hydrogen peroxide solution adheres to the entire endless chain (9) evenly. The sterilizing effect of the endless chain (9) can be increased, and as a result, the sterility of the package (1) such as a packed product can be further increased.
以下に本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
最初に、無菌充填機によって製造される包装体について説明する。 First, a package manufactured by an aseptic filling machine will be described.
図3に示すように、包装体1は、容器2と、容器2の開口を閉じる蓋3とを具備し、容器2内には内容物aが充填されている。
As shown in FIG. 3, the package 1 includes a
容器2は、例えば小容量のカップである。カップは、テーパ壁からなる胴部の上端に広口の開口を有し、開口の外周にフランジ2aを有し、全体として合成樹脂で一体成形されている。
The
蓋3は、例えば金属箔にヒートシール層が積層されたシートで構成される。このシートが、内容物aが充填された後の容器2の開口に被せられ、フランジ2aにヒートシール層の面でヒートシールされることにより、容器2が密封される。
The
内容物aは、ミルク等の飲料である。飲料は、あらかじめ殺菌処理され、この殺菌処理後のものが容器2に充填される。
The content a is a beverage such as milk. The beverage is sterilized in advance, and the sterilized beverage is filled in the
次に、上記包装体1を製造する無菌充填装置について説明する。 Next, an aseptic filling device for producing the package 1 will be described.
図1に示すように、この無菌充填装置は、包材である連続状の容器用シート4を一方向に搬送する搬送手段と、容器用シート4を成形可能な温度まで加熱する加熱手段と、加熱された容器用シート4に多数のカップ状の凹部を成形する凹部成形手段と、各凹部内に内容物aを充填する充填手段と、内容物aが充填された凹部を包材である蓋用シート5で密封する密封手段と、密封された箇所を打ち抜いて包装体1を取り出す打抜き手段とを具備する。
As shown in FIG. 1, the aseptic filling apparatus includes a conveying unit that conveys a continuous container sheet 4 that is a packaging material in one direction, a heating unit that heats the container sheet 4 to a moldable temperature, Concave forming means for forming a large number of cup-shaped recesses in the heated container sheet 4, filling means for filling the contents a in the respective recesses, and a lid that is a packaging material for the recesses filled with the contents a Sealing means for sealing with the
上記容器用シート4の通り道に沿って無菌チャンバー6が設けられる。この無菌チャンバー6によって上記加熱手段の箇所から上記密封手段の箇所までが覆われる。
A
無菌チャンバー6内には、図示しないが、過酸化水素等の殺菌剤を噴霧する殺菌剤噴霧ノズル、無菌エアを吐出する無菌エア吐出ノズル等が配置される。無菌チャンバー6内での無菌充填に先立ち、殺菌剤噴霧ノズルから過酸化水素等が噴霧されることにより、無菌チャンバー6内が殺菌処理され、殺菌処理後に無菌エア吐出ノズルから無菌エアが吐出されることにより、無菌チャンバー6内が陽圧に保たれ、無菌チャンバー6内への外部からの微生物等の侵入が阻止される。
In the
搬送手段は、連続状の容器用シート4を巻き取った繰出しロール7と、繰出しロール7から繰り出された容器用シート4を巻き取る巻取りロール8と、繰出しロール7及び巻取りロール8の両ロール7,8間で容器用シート4の両側を挟みつつ走行させるクリップ付き無端チェーン9とを備える。
The conveying means includes a feeding roll 7 that winds up the continuous container sheet 4, a winding roll 8 that winds up the container sheet 4 fed from the feeding roll 7, and both the feeding roll 7 and the winding roll 8. An
巻取りロール8は、図示しないモータの駆動によって一方向に回転可能であり、その回転に同期して繰出しロール7から容器用シート4が引き出される。 The winding roll 8 can be rotated in one direction by driving a motor (not shown), and the container sheet 4 is pulled out from the feeding roll 7 in synchronization with the rotation.
繰出しロール7から引き出された容器用シート4が無菌チャンバー6内に導入される箇所には、次のような容器用シート殺菌手段が設けられる。
The container sheet sterilizing means as described below is provided at a location where the container sheet 4 drawn from the feeding roll 7 is introduced into the
無菌チャンバー6における容器用シート4の引き込み箇所には、過酸化水素水等の殺菌剤10の貯留槽を兼ねる殺菌チャンバー11が設けられる。容器用シート4の繰出しロール7から繰り出される容器用シート4は、殺菌チャンバー11内の殺菌剤10に浸漬され、殺菌処理されつつ無菌チャンバー6内に導入される。
A
容器用シート4が殺菌剤10に浸漬された後に走行する箇所には、容器用シート4に掻き取り用エアを吹き付けて容器用シート4の表面から殺菌剤10を除去するための掻き取り用エア吐出ノズル12が設けられ、さらに、容器用シート4に乾燥用エアを吹き付けて容器用シート4の表面に残留した殺菌剤10を乾燥させるための乾燥用エア吐出ノズル13が設けられる。これにより、殺菌され、殺菌剤10が除去された容器用シート4がクリップ付き無端チェーン9へ到達することとなる。
Scraping air for removing the sterilizing
クリップ付き無端チェーン9は、市販のものが採用される。この無端チェーン9は、図示しないが一般的な構造の無端チェーンにクリップ(図示せず)が一定ピッチで取り付けられてなるもので、二条の無端チェーン9,9が平行な二垂直面内で各々ループを形成した状態で複数個のスプロケットホイール14a,14b,14c,14dに架け渡される。
A commercially available
クリップは、図示しないが、その一対の挟み片がコイルバネのバネ力によって常時閉じる方向に付勢され、片方の挟み片にはカムフォロアが形成されてなるもので、挟み片が二条の無端チェーン9,9間で相対向するように配置される。また、クリップ付き無端チェーン9における上流側と下流側の各スプロケットホイール14a,14bのシャフトにはカム輪が静止状態を保つように取り付けられる。
Although not shown in the figure, the clip is urged in the direction in which the pair of clip pieces are always closed by the spring force of the coil spring, and one clip piece is formed with a cam follower. It arrange | positions so that 9 may mutually oppose. The cam wheels are attached to the shafts of the upstream and
無端チェーン9がスプロケットホイール14aの回りを走行する際に、カム輪とクリップのカムフォロアとが摺接すると、両無端チェーン9,9の上側走行部に至ったクリップが一旦開き、カムフォロアがカム輪から離脱するとクリップが閉じて容器用シート4の両側を咥え込み、この容器用シート4を咥え込んだ姿勢のまま走行する。その後、上側走行部のクリップのカムフォロアが下流側のスプロケットホイール14bのカム輪に摺接すると、クリップが一旦開いて包材を解放し、カムフォロアがカム輪から離脱するとクリップが再び閉じる。このような無端チェーン9のクリップの動作が繰り返されることにより、包材である容器用シート4が水平状態を保ちつつ一方向に搬送される。
When the
加熱手段は、例えば電気加熱ヒーター15であり、上記無端チェーン9によって搬送される容器用シート4の表裏に対向配置される。電気加熱ヒーター15による加熱によって、容器用シート4は成形可能な程度まで軟化する。
The heating means is, for example, an
凹部成形手段は、容器用シート4に形成すべき凹部に対応する成形型16を備える。上記加熱手段の電気加熱ヒーター15によって加熱された容器用シート4が成形型16によって挟み込まれ、真空圧空の作用によって、容器用シート4に多数の凹部である容器2が成形される。
The recess forming means includes a molding die 16 corresponding to the recess to be formed in the container sheet 4. The container sheet 4 heated by the
充填手段は、無端チェーン9のクリップにより把持された容器用シート4に向かって突出する充填ノズル17を具備する。充填ノズル17によって、上記容器用シート4に形成された凹部である容器2内に例えばミルクである内容物aが定量充填される。充填ノズル17の上流側には、図示しないが内容物aを殺菌する殺菌手段、貯留槽、圧送ポンプ等が配置される。
The filling means includes a filling
充填手段には、必要に応じて窒素ガス等の不活性ガスを内容物aが充填された後の容器2のヘッドスペース内に供給する不活性ガス供給ノズル18が設けられる。
The filling means is provided with an inert
密封手段は、包材である連続状の蓋用シート5を、容器用シート4内に形成された容器2のフランジ2aとなる部分にヒートシールする加熱盤19である。加熱盤19が無端チェーン9のクリップにより把持された容器用シート4に向かって上下動することにより、蓋用シート5が容器用シート4にヒートシールされ、容器用シート4内における内容物aが充填された容器2が密封される。
The sealing means is a
蓋用シート5はその繰出しロール20から繰り出されつつ無菌チャンバー6内に導入される。蓋用シート5は無菌チャンバー6内で容器用シート4に接着されることから、容器用シート4の牽引に伴って繰出しロール20から引き出される。
The
蓋用シート5が無菌チャンバー6内に導入される箇所には、次のような蓋用シート殺菌手段が設けられる。
At the place where the
蓋用シート5の無菌チャンバー6内への引き込み箇所には、殺菌チャンバー21が設けられ、殺菌チャンバー21内に過酸化水素水等の殺菌剤10の貯留槽22が設けられる。繰出しロール20から繰り出される蓋用シート5は、貯留槽22内の殺菌剤10に浸漬され、殺菌処理されつつ殺菌チャンバー21内を通り、無菌チャンバー6内に導入される。蓋用シート5が殺菌剤10に浸漬された後に走行する箇所には、蓋用シート5に掻き取り用エアを吹き付けて蓋用シート5の表面から殺菌剤10を除去するための掻き取り用エア吐出ノズル23が設けられ、さらに、蓋用シート5に乾燥用エアを吹き付けて蓋用シート5の表面に残留した殺菌剤10を乾燥させるための乾燥用エア吐出ノズル24が設けられる。これにより、殺菌され、殺菌剤10が除去された蓋用シート5が無菌チャンバー6内に導入される。
A
打抜き手段は、例えば打抜きポンチ25とされる。蓋用シート5で閉じられた容器用シート4が打抜きポンチ25の直下に到来すると、打抜きポンチ25が容器用シート4と蓋用シート5との重畳シートに向かって降下し、これにより、図3に示したカップ詰め製品である包装体1が重畳シートから打ち抜かれる。打抜きポンチ25の下方には、包装体1を受け止めて搬送するための搬送コンベア26が設けられる。
The punching means is, for example, a
上記無菌充填機が稼働する前や、メンテナンス作業が行われた直後は、無菌チャンバー6内は微生物によって汚染されている可能性が高い。そのため、上述したように無菌チャンバー6内を殺菌するための殺菌剤10をスプレーするためのノズル等が無菌チャンバー6内に設けられている。しかし、上述したようにクリップ付き無端チェーン9は複雑で微小な隙間を多く有しているので、単なる殺菌剤10のスプレーのみでは十分な殺菌処理を行うことができない。
There is a high possibility that the
そこで、無菌充填機には、次に述べるようなクリップ付き無端チェーン9を殺菌するための殺菌装置が設けられる。
Therefore, the aseptic filling machine is provided with a sterilizing device for sterilizing the
図1及び図2に示すように、上記無端チェーン9の下側走行部に対してガイド用スプロケットホイール27が設けられることにより、無端チェーン9に迂回走行部が設けられる。この無端チェーン9の迂回走行部が浸漬槽28で覆われる。
As shown in FIGS. 1 and 2, by providing a
浸漬槽28内には、過酸化水素水等の殺菌剤10が貯留され、無端チェーン9が駆動されると、無端チェーン9は浸漬槽28内の殺菌剤10に浸漬されつつ走行する。この走行によって、無端チェーン9の表面に殺菌剤10が付着し、無端チェーン9の表面が殺菌処理される。
The sterilizing
また、浸漬槽28内には、超音波振動子29が設置される。超音波振動子29は、浸漬槽28の底面に、各無端チェーン9,9に正対するように設置される。超音波振動子29は、浸漬槽28の側面に設置してもよいし、底面のほか側面に増設してもよい。超音波振動子29と無端チェーン9との間の距離は、無端チェーン9のキャビテーションが発生し易い箇所と超音波振動子とのクリアランスとするのが望ましい。この距離は、エロージョンテストで求めることができる
An
超音波振動子29から超音波が殺菌槽28内の殺菌剤10中を走行する無端チェーン9に向かって照射されると、無端チェーン9のローラ、ブッシュ、クリップ等における様々な細かい隙間から気泡が抜け、殺菌剤10が無端チェーン9の各部にまんべんなく付着する。これにより、無端チェーン9の全体が適正に殺菌処理される。
When ultrasonic waves are radiated from the
超音波振動子29による超音波の照射時間は、無端チェーン9の一ピッチに対して一瞬であってよいが、2秒間程度が適当である。照射時間をより長くする場合は、超音波振動子29の設置数を増やすことで対応可能である。
The ultrasonic wave irradiation time by the
超音波振動子29から無端チェーン9に向かって照射する超音波の周波数は、気泡を除去しやすくするうえで、低周波域の数十kHz〜100kHzであるのが望ましく、より望ましくは20kHz〜50kHzである。
The frequency of the ultrasonic wave emitted from the
また、浸漬槽28内の殺菌剤10は、例えば過酸化水素水である場合、望ましくは25℃〜50℃に設定されるが、設定する温度によっては必要に応じて加温される。殺菌剤10の加温により殺菌効果を高めることができる。
Moreover, when the
次に、上記無菌充填装置の作用について説明する。 Next, the operation of the aseptic filling apparatus will be described.
(1)無菌充填装置の稼働前や、メンテナンス後等において、無菌チャンバー6内の殺菌処理が行われる。
(1) The sterilization process in the
すなわち、無菌チャンバー6内で図示しない殺菌剤噴霧ノズルから過酸化水素等が噴霧される。次に、図示しない無菌エア吐出ノズルから加熱した無菌エアが吐出される。これにより、無菌チャンバー6内に噴霧された殺菌剤10の乾燥が行われ、かつ加熱されることによって殺菌効果が高められる。また、無菌チャンバー6内に引き続き無菌エアが吹き込まれることによって、無菌チャンバー6内が陽圧に保たれる。これにより、無菌チャンバー6内への外部からの微生物等の侵入が阻止される。
That is, hydrogen peroxide or the like is sprayed from a disinfectant spray nozzle (not shown) in the
(2)無菌充填機の無菌チャンバー6内における殺菌処理の開始と同時に無端チェーン9が駆動され、無菌チェーン9の殺菌が開始される。無端チェーン9は迂回走行部を走行し始めることにより浸漬槽28内の殺菌剤10に浸漬され始め、無菌チャンバー6内の上記殺菌剤10のスプレーが終了するまでに無端チェーン9の全長が浸漬槽28内を通過することによって浸漬を終える。無端チェーン9の全長が浸漬槽28内の殺菌剤10に浸漬されることにより、無端チェーン9の全体に殺菌剤10が塗布される。
(2) The
(3)無端チェーン9が浸漬槽28内を通過する間、超音波振動子29から超音波が無端チェーン9に向かって照射される。
(3) While the
これにより、無端チェーン9に振動が発生し、無端チェーン9のローラ、ブッシュ、クリップ等における様々な細かい隙間から気泡が抜け、殺菌剤10が無端チェーン9の各部にまんべんなく付着する。
As a result, vibration is generated in the
(4)上記無菌チャンバー6内における殺菌剤10の噴霧が終了すると同時に、上記無端チェーン9に対する殺菌剤10の浸漬処理が完了する。
(4) At the same time as the spraying of the sterilizing
(5)無菌チャンバー6内に吹き込まれる上記加熱された無菌エアによって、無菌チャンバー6内に供給された余剰の殺菌剤10の乾燥処理が行われるが、同時に無端チェーン9に付着した殺菌剤10の乾燥処理も行われる。これにより、殺菌剤10が活性化され、殺菌効果が高められる。
(5) The heated sterilized air blown into the
かくて、無菌チャンバー6内における殺菌剤10の乾燥が完了と同時に、無端チェーン9の殺菌も完了する。
Thus, the sterilization of the
(6)無端チェーン9の殺菌処理が完了した後、浸漬槽28内の殺菌剤10が、潤滑剤を添加した無菌水と入れ替えられる。
(6) After the sterilization treatment of the
(7)無菌チャンバー6内の殺菌完了後も、無菌エアの吹き込みが維持される。これにより、無菌チャンバー6内が陽圧化され、外気、微生物等の無菌チャンバー6内への侵入が阻止される。
(7) Even after the sterilization in the
(8)無端チェーン9等の駆動により、容器用シート4が無菌チャンバー6内で搬送され、電気加熱ヒーター15によって成形可能な温度まで加熱される。続いて、成形型16によって容器用シート4内に凹部である容器2が成形されたうえで、充填ノズル17、不活性ガス供給ノズル18、加熱盤19、打抜きポンチ25へと間欠的に搬送され、内容物aの充填、不活性ガスの供給、蓋用シート5のヒートシール、容器用シート4と蓋用シート5との重畳シートの打抜きが順に行われる。これにより、図3に示す包装体1が完成する。
(8) By driving the
(9)上記包装体1が打ち抜かれた後の容器用シート4と蓋用シート5との重畳シートは巻取りロール8に巻き取られ、廃棄される。
(9) The superimposed sheet of the container sheet 4 and the
(10)以後、同様な動作が繰り返されて無菌の包装体1の生産が行われる。 (10) Thereafter, the same operation is repeated to produce the sterile package 1.
以下に、実施例及び比較例について説明する。 Examples and comparative examples will be described below.
1.テスト方法
(1)評価サンプル : クリップ付き無端チェーン
(2)塗布菌 : B.atrophaeus ATCC9372
(3)塗布菌数 :1.4×106cfu/μl ※109cfu/mlの芽胞懸濁液を1μl塗布した。
(4)菌塗布箇所 : 内外プレート間と、ローラ・ブッシュ間の二通りの箇所
(5)処理条件 : 表1を参照、全てn=5で実施、超音波照射時間を2秒間とした。
(6)評価手順
(a)浸漬槽内に超音波振動子を入れ、超音波振動子より25mmの高さとなるように架台
を設置し、過酸化水素水を浸漬槽内に溜めた。3ピッチ分のチェーンを網目状のステンレス鋼製トレーに乗せ、トレーごと浸漬槽内の架台にゆっくりと乗せた。
(b)浸漬時間を5秒とし、そのうちの2秒間だけ超音波をチェーンに照射し、その後過酸化水素水からゆっくりと引き上げ、シャーレに回収した。
(c)インキュベーター内でチェーンをシャーレごと30分間放置し、その後、チェーンをメンブランフィルターでろ過した無菌の過酸化水素分解溶液で過酸化水素を除去し、SCDブイヨン培地中に回収し、35℃×7日間の培養後、菌の発生の有無を確認した。
1. Test method (1) Evaluation sample: Endless chain with clip (2) Bacteria applied: B.atrophaeus ATCC9372
(3) Number of applied bacteria: 1.4 × 10 6 cfu / μl * 1 μl of a spore suspension of 10 9 cfu / ml was applied.
(4) Bacterial application location: Two locations between inner and outer plates and between roller and bush (5) Treatment conditions: See Table 1, all carried out with n = 5, and the ultrasonic irradiation time was 2 seconds.
(6) Evaluation procedure (a) An ultrasonic vibrator was placed in the immersion tank, a stand was installed so that the height of the ultrasonic vibrator was 25 mm from the ultrasonic vibrator, and hydrogen peroxide was stored in the immersion tank. The chain for 3 pitches was placed on a mesh-like stainless steel tray, and the tray was slowly placed on a frame in the immersion tank.
(B) The immersion time was 5 seconds, and the chain was irradiated with ultrasonic waves only for 2 seconds, and then slowly pulled up from the hydrogen peroxide solution and collected in a petri dish.
(C) Leave the chain in the incubator for 30 minutes together with the petri dish, then remove the hydrogen peroxide with a sterile hydrogen peroxide decomposition solution filtered through a membrane filter, collect it in SCD bouillon medium, After 7 days of culture, the presence or absence of bacteria was confirmed.
2.テスト結果
表2に示す培養結果から明らかなように、超音波の照射を行った場合は、内外プレート間、ローラ・ブッシュ間共に、過酸化水素溶液の温度が30℃でも殺菌可能であった。このことから、超音波によって、チェーン内の隙間の気泡が抜け、或いは振動で移動し、過酸化水素水がチェーンの全体にまんべんなく付着し、有効な処理方法であることが確認された。
2. Test Results As is clear from the culture results shown in Table 2, when ultrasonic irradiation was performed, the hydrogen peroxide solution could be sterilized even between the inner and outer plates and between the roller and the bush even at a temperature of 30 ° C. From this, it was confirmed that the bubbles in the gap in the chain were removed by ultrasonic waves or moved by vibration, and the hydrogen peroxide solution was evenly attached to the entire chain, which was an effective treatment method.
1…包装体
6…無菌チャンバー
7…殺菌チャンバー
9…無端チェーン
10…殺菌剤
28…浸漬槽
29…超音波振動子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
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