JP2019023115A - 無菌充填装置及びその浄化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無菌充填装置の洗浄・殺菌効果を高めつつ、飲料の充填作業におけるダウンタイムを短縮する。【解決手段】プリフォーム又は容器の流れに沿って、その上流側から下流側へと内容物充填ステーションを含む各種ステーションを順に設け、各種ステーションをチャンバーで覆うことにより無菌充填装置を構成し、内容物充填ステーションについてＣＩＰに続いて又はＣＩＰを兼ねてＳＩＰを行って殺菌すると共に前記ＣＩＰ又はＳＩＰで用いた洗浄液を除去し、前記各種ステーションについてＣＯＰ及びＳＯＰの一方又は双方を所定の順序で行う無菌充填装置の浄化方法において、前記内容物充填ステーションについて行われる前記ＣＩＰから前記ＳＩＰを行っている間に、前記各種ステーションについて第１の殺菌剤を用いる第１のＳＯＰと、第２の殺菌剤を用いる第２のＳＯＰとを段階的に行う。【選択図】図４

Description

本発明は、無菌充填装置及びこの無菌充填装置を、洗浄、殺菌によって浄化する方法に関する。

無菌充填装置には、ボトル等の容器を一方向に搬送するホイール列が設けられ、ホイール列の各ホイールの回転による容器の流れに沿って、その上流側から下流側へと容器殺菌ステーション、内容物充填ステーション、容器密封ステーションが順に設けられる。

容器殺菌ステーションには、ホイールの回りを移動する容器に殺菌剤である過酸化水素水のミストを吹き付けるノズルが配置される。内容物充填ステーションは、内容物充填ノズルがホイールの回りを旋回移動するフィラーとして構成される。容器密封ステーションはボトルの口部にキャップを螺着させるキャッパーとして構成される。

また、ホイール列及び容器殺菌ステーションから容器密封ステーションに至る個所を覆うチャンバーが設けられる（例えば、特許文献１、２参照。）。

無菌充填装置内における内容物充填ステーションには、内容物である飲料を多数のボトルに高速で充填するため、所定のホイールの円周に沿って一定ピッチで配列される多数の充填ノズルが設けられる。

全充填ノズルがホイールと共に一斉に高速で旋回運動することにより、充填ノズルの走行と同期的に走行するボトルに飲料が一定量ずつ充填される。

飲料は、その調合装置から内容物充填ステーションの充填ノズルへと、飲料供給系配管を通って供給されるが、この飲料供給系配管内は、定期的にあるいは飲料の種類を切り替える際に、ＣＩＰ（Ｃｌｅａｎｉｎｇ ｉｎ Ｐｌａｃｅ）に付されて残留物や異物が除去され、さらにはＳＩＰ（Ｓｔｅｒｉｌｉｚｉｎｇ ｉｎ Ｐｌａｃｅ）に付されて無菌化される（例えば、特許文献３，４，５参照。）。

ＣＩＰは、飲料供給系配管の管路内から充填機の充填ノズルに至るまでの流路に、例えば水に水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ性薬剤や硝酸等の酸性薬剤を添加した洗浄液を流すことにより行われる。これにより、飲料供給系配管路内に付着した前回の飲料の残留物等が除去される（例えば、特許文献３、４、５参照。）。

ＳＩＰは、例えば、上記ＣＩＰで洗浄した管路内に蒸気や熱水等を流すことによって行われ、蒸気や熱水等による加熱によって、飲料供給系配管内が殺菌処理される（例えば、特許文献５第０００３段落参照。）。

飲料供給系配管内についてのＣＩＰ及びＳＩＰは、具体的には次のように実施される。

液体を飲料供給系配管内で循環させたり、廃液を回収したりする必要があるので、静止した各充填ノズルのノズル口にカップが被せられる。カップは充填ノズルと共回り可能に配置される。充填ノズルの旋回運動における旋回軸の回りには、充填ノズル及びカップと共に旋回運動するマニホルドが予め設けられる。カップはマニホルドに管路で連結され、このマニホルドと洗浄液の貯留タンク及びポンプとが断続可能な管路によって結ばれる。洗浄液の貯留タンク及びポンプは、内容物充填ステーションの機枠又はチャンバーに固定される。

ＣＩＰやＳＩＰの実施の際は、充填ノズルやマニホルドの旋回運動が止められ、上記カップが自動的にノズル口に被せられることにより、カップがマニホルドに連通し、マニホルドと洗浄液の貯留タンクとが管路で接続される。

そこで、洗浄液の貯留タンクから洗浄液が上記飲料供給系配管内に流れ込み、さらに充填ノズル内、ノズル口、カップ内及びマニホルド内へと流れ、所定時間内だけ循環する。これにより、飲料供給系配管や充填ノズルの内部のＣＩＰが行われる。

また、ＳＩＰを行う場合は、熱水等が上記ＣＩＰの場合と同様にして飲料供給系配管内や充填ノズルの中に流され、飲料供給系配管内や充填ノズルの内部が殺菌処理される。

一方、チャンバー内も、内容物充填ステーション等の外面やチャンバー内壁面の浄化のためＣＯＰ（Ｃｌｅａｎｉｎｇ Ｏｕｔ ｏｆ Ｐｌａｃｅ）及びＳＯＰ（Ｓｔｅｒｉｌｉｚｉｎｇ Ｏｕｔ ｏｆ Ｐｌａｃｅ）が行われる（例えば、特許文献６、７、８、９参照。）。

チャンバー内の各所には、ＣＯＰ及びＳＯＰを行うために各種噴射ノズルが配置され、ＣＯＰ及びＳＯＰが行われる際は、これらのノズルから、アルカリ洗浄液、過酢酸洗浄液、過酸化水素水等の薬液、無菌水等がチャンバー内で順に噴霧状又はシャワー状に噴射される。この薬液や水のミスト、シャワー等によって、チャンバーの内壁面やフィラー等の機器の表面が洗浄され、殺菌される。

以上のように、無菌充填装置について、ＣＩＰ、ＳＩＰ、ＣＯＰ、ＳＯＰが行われた後に、無菌充填装置による飲料の充填が開始され、あらかじめ殺菌処理された飲料が、殺菌処理されたボトル内に無菌の環境下で充填され、これにより無菌のボトル詰め飲料の生産が行われることになる。

特開２００１−３９４１４号公報 特開２００６−１１１２９５号公報 特開２００７−３３１８０１号公報 特開２０００−１５３２４５号公報 特開２００７−２２６００号公報 特許第３３１５９１８号公報 特開２００４−２９９７２３号公報 特開２０１０−１８９０３４号公報 特許第５５８２２１３号公報

上述したように、飲料供給系配管内についてＣＩＰ及びＳＩＰを行う際は、マニホルドと洗浄液の供給源とが管路で接続されることから、内容物充填ステーションにおけるホイールの回転が止められ、充填ノズル等の旋回運動が止められる。また、従来のホイール列は容器殺菌ステーション、内容物充填ステーション及び容器密封ステーションの間において常時動力的に結合されていることから、内容物充填ステーションにおけるホイールが停止すると、容器殺菌ステーション及び容器密封ステーションにおけるホイールも停止する。

そのため、図６に示すように、飲料供給系配管についてＣＩＰ又はＳＩＰを行う際は、ＣＯＰやＳＯＰは待機状態とし、ＣＩＰやＳＩＰが完了した後か又は完了する直前にＣＯＰやＳＯＰを開始している。

その理由は、ＣＩＰ又はＳＩＰと同時にチャンバー内についてＣＯＰやＳＯＰを行おうとすると、ホイールが停止していることから、洗浄液や殺菌液が容器殺菌ステーション、内容物充填ステーション及び容器密封ステーションの隅々まで行き渡らず、洗浄不良、殺菌不良を生じ易くなるからである。

ことに内容物充填ステーションの充填ノズルは複雑な形状、構造を有するものであるから、静止状態の内容物充填ステーションに対しＣＯＰやＳＯＰを行っても洗浄不良や殺菌不良を生じ易い。充填ノズルはボトルに飲料を充填する部分であるから、充填ノズルの表面に微生物や異物が残留しているとボトル内に入り込む危険性が高くなる。

そこで、従来、チャンバー内についてのＣＯＰやＳＯＰは、飲料供給系配管についてのＣＩＰ及びＳＩＰが完了し、マニホルドと洗浄液の貯留タンクと間の管路が切り離された後、ホイール列の全ホイールの回転が可能となり、充填ノズル等の旋回運動が可能になった状態で行われている。

すなわち、内容物充填ステーションが駆動され、充填ノズルが旋回運動を行っている状態でチャンバー内の各種ノズルが洗浄液等を噴射すると、洗浄液等の噴霧やシャワーが内容物充填ステーションの随所、殊に充填ノズルの隅々まで行き渡り、内容物充填ステーションの洗浄と殺菌が適正に行われることになる。同様に、容器殺菌ステーションのホイールが回転している状態でチャンバー内の各種ノズルが洗浄液等を噴射すると、洗浄液等の噴霧やシャワーが容器殺菌ステーションの隅々まで行き渡り、容器殺菌ステーションの洗浄と殺菌が適正に行われ、また、容器密封ステーションのホイールが回転している状態でチャンバー内の各種ノズルが洗浄液等を噴射すると、洗浄液等の噴霧やシャワーが容器殺菌ステーションの隅々まで行き渡り、容器殺菌ステーションの洗浄と殺菌が適正に行われることになる。

ところが、飲料供給系配管についてのＣＩＰ又はＳＩＰの完了を待ってチャンバー内についてＣＯＰ及びＳＯＰを行うものとすると、無菌充填装置のダウンタイム（生産休止時間又は生産間時間）が長くなり、ボトル詰め飲料の生産性が低下する。

ここで、従来無菌充填装置に対し行われているＣＩＰ等の浄化作業についてその一例を図６に示す。

図６に示すように、あるボトル詰め飲料の製造が終了した後、他のボトル詰め飲料の製造を開始しようとする場合、前回のボトル詰め飲料の製造が終了した段階で内容物充填ステーションの運転が止められ、飲料供給系配管についてＣＩＰが行われる。

ＣＩＰが終了した後、内容物充填ステーションの運転が開始され、旋回運動をする充填ノズル等に対して過酢酸及び無菌水を順に吹き付けることによるＳＯＰ（又はＣＯＰ）が行われる。

この内容物充填ステーションに対するＳＯＰ（又はＣＯＰ）が終了すると、内容物充填ステーションの運転が止められ、飲料供給系配管についてＳＩＰが行われる。

このようにＣＩＰとＳＩＰとの間にＳＯＰを介在させるのは、ＣＩＰで使用される洗浄液やその廃液が上述したカップとノズル口との接続箇所等から漏れ出たりした場合、この廃液等が内容物充填ステーションの機器等に付着し、ひいては後の充填作業中に廃液が飲料や容器内に混入するおそれがあるためである。ＳＩＰとＣＩＰとの間にＳＯＰを介在させると、廃液等を内容物充填ステーションの機器等から洗い流し、内容物充填ステーションの機器等の外部を清潔に保ったうえでＳＩＰによる殺菌処理を行うことができる。

また、飲料供給系配管内についてＣＩＰの完了後ＳＩＰが行われるまでは、図７に示すように、ＣＩＰの終盤から水が飲料供給系配管内に供給されることにより配管内のすすぎが開始され、飲料供給系配管内から廃液、洗浄液等が除去されつつ配管内が冷却される、続いて配管内への水の供給が開始され、この水の温度が次のＳＩＰで殺菌に必要な温度まで徐々に高められる。

また、上記内容物充填ステーションのＳＯＰ（又はＣＯＰ）と同様なＳＯＰ（又はＣＯＰ）が他のステーションについても実施される。その際、内容物充填ステーションと同様に他のステーションも駆動状態にある。この駆動する他のステーションに対して上記内容物充填ステーションのＣＩＰの終了からＳＩＰの開始に至るまでの間に段階的にＳＯＰ（又はＣＯＰ）が実施される。

このＳＯＰ（又はＣＯＰ）を段階的に行うのは、全ステーションに同時に供給するだけの大量の過酢酸等の殺菌剤や無菌水を用意するのが困難なためである。それゆえ、過酢酸を各ステーションに段階的に供給した後、無菌水を各ステーションに段階的に供給している。

以上のような事情から、無菌充填装置に対し行われる浄化作業には、図６の例で言えば約６時間を要している。すなわち、無菌充填装置のダウンタイムがきわめて長時間となり、ボトル詰め飲料の生産性の低下を招く原因となっている。

また、従来のＳＯＰ（又はＣＯＰ）によると、殺菌剤として過酢酸などの一種類の殺菌剤を用いているが、一種類の殺菌剤による殺菌では、他のステーション内の細部に至るまで確実に殺菌を行うことは難しく、更なる殺菌能力の向上が求められていた。

従って、本発明は上記問題点を解消することができる無菌充填装置及びその浄化方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用する。

すなわち、本発明に係る無菌充填装置の浄化方法は、プリフォーム又は容器の流れに沿って、その上流側から下流側へと内容物充填ステーションを含む各種ステーションを順に設け、各種ステーションをチャンバーで覆うことにより無菌充填装置を構成し、内容物充填ステーションについてＣＩＰに続いて又はＣＩＰを兼ねてＳＩＰを行って殺菌すると共に前記ＣＩＰ又はＳＩＰで用いた洗浄液を除去し、前記各種ステーションについてＣＯＰ及びＳＯＰの一方又は双方を所定の順序で行う無菌充填装置の浄化方法において、前記内容物充填ステーションについて行われる前記ＣＩＰから前記ＳＩＰを行っている間に、前記各種ステーションについて第１の殺菌剤を用いる第１のＳＯＰと、第２の殺菌剤を用いる第２のＳＯＰとを段階的に行うことを特徴とする。

また、本発明に係る無菌充填装置の浄化方法において、前記第１の殺菌剤と前記第２の殺菌剤は、過酸化水素成分を１質量％以上含む過酸化水素水、エタノール、過酢酸、酢酸、オクタン酸、ペルオキシオクタン酸、オゾン、二酸化塩素、塩素化アルカリ及び次亜塩素酸ナトリウムの成分を１つ以上含むもの、あるいはそれらの組み合わせからなる群からそれぞれ選択されると好適である。

また、本発明に係る無菌充填装置の浄化方法において、前記第１のＳＯＰ及び前記第２のＳＯＰは、前記第１の殺菌剤又は前記第２の殺菌剤の吹き付けと無菌水の吹き付けとによって行うものであると好適である。

また、本発明に係る無菌充填装置の浄化方法において、チャンバー内の内容物充填ステーションに向かって常時無菌エアを吹き込むことができる。

また、本発明に係る無菌充填装置の浄化方法において、各種ステーションのうち内容物充填ステーション以外の他のステーションが、容器成形ステーション、容器殺菌ステーション、容器密封ステーション又は蓋殺菌ステーションであると好適である。

また、本発明に係る無菌充填装置は、プリフォーム又は容器の流れに沿って、その上流側から下流側へと内容物充填ステーションを含む各種ステーションを順に設け、各種ステーションがチャンバーで覆われ、内容物充填ステーションについてＣＩＰに続いて又はＣＩＰを兼ねてＳＩＰを行って殺菌すると共に前記ＣＩＰ又はＳＩＰで用いた洗浄液を除去され、前記各種ステーションについてＣＯＰ及びＳＯＰの一方又は双方を所定の順序で行われる無菌充填装置において、前記内容物充填ステーションについて前記ＣＩＰから前記ＳＩＰが行われる間に、前記各種ステーションについて第１の殺菌剤を用いる第１のＳＯＰと、第２の殺菌剤を用いる第２のＳＯＰとが段階的に行われることを特徴とする。

また、本発明に係る無菌充填装置において、前記第１の殺菌剤と前記第２の殺菌剤は、過酸化水素成分を１質量％以上含む過酸化水素水、エタノール、過酢酸、酢酸、オクタン酸、ペルオキシオクタン酸、オゾン、二酸化塩素、塩素化アルカリ及び次亜塩素酸ナトリウムの成分を１つ以上含むもの、あるいはそれらの組み合わせからなる群からそれぞれ選択されると好適である。

また、本発明に係る無菌充填装置において、前記第１のＳＯＰ及び前記第２のＳＯＰは、前記第１の殺菌剤又は前記第２の殺菌剤の吹き付けと無菌水の吹き付けとによって行われると好適である。

また、本発明に係る無菌充填装置において、チャンバー内の内容物充填ステーションに向かって常時無菌エアを吹き込まれることができる。

また、本発明に係る無菌充填装置において、各種ステーションのうち内容物充填ステーション以外の他のステーションが、容器成形ステーション、容器殺菌ステーション、容器密封ステーション又は蓋殺菌ステーションであると好適である。

本発明によれば、プリフォーム又は容器の流れに沿って、その上流側から下流側へと内容物充填ステーションを含む各種ステーションを順に設け、各種ステーションをチャンバーで覆うことにより無菌充填装置を構成し、内容物充填ステーションについてＣＩＰに続いて又はＣＩＰを兼ねてＳＩＰを行って殺菌すると共に前記ＣＩＰ又はＳＩＰで用いた洗浄液を除去し、前記各種ステーションについてＣＯＰ及びＳＯＰの一方又は双方を所定の順序で行う無菌充填装置の浄化方法において、前記内容物充填ステーションについて行われる前記ＣＩＰから前記ＳＩＰを行っている間に、前記各種ステーションについて第１の殺菌剤を用いる第１のＳＯＰと、第２の殺菌剤を用いる第２のＳＯＰとを段階的に行う無菌充填装置の浄化方法であるから、内容物充填ステーションについてＣＩＰからＳＩＰを行っている間に各種ステーションのＣＯＰ及びＳＯＰの一方又は双方を行うことができるので、無菌充填装置の浄化に要する時間を短縮することができる。

従って、内容物充填ステーションの洗浄効果及び殺菌効果を高めることができるのはもちろんのこと、浄化作業の時間を短縮することによって、飲料等の内容物の充填作業に早期に着手し、無菌充填装置の生産休止時間、飲料の切り替えの際の生産間時間を短縮し、生産効率を高めることができる。

本発明に係る無菌充填装置の概略平面図である。 無菌充填装置における殺菌剤の気化器の概略図である。 無菌充填装置における内容物充填ステーションの概略図であり、その左半分は飲料充填中の状態を示し、右半分は洗浄処理又は殺菌処理中の状態を示す。 無菌充填装置の浄化方法を示すフローチャートである。 （Ａ）は、図４中、飲料供給系配管内におけるＣＩＰからＳＩＰに移行する過程を示す説明図であり、（Ｂ）は、図４中、飲料供給系配管内における殺菌をＣＩＰを兼ねたＳＩＰを行った場合の過程を示す説明図である。 従来の無菌充填装置の浄化方法を示すフローチャートである。 図６中、飲料供給系配管内におけるＣＩＰからＳＩＰに移行する過程を示す説明図である。 充填ノズルの外面の殺菌性に関し、充填ノズルの温度と過酸化水素ガス濃度の関係を示すグラフである。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１に示すように、この無菌充填装置は、プリフォーム１を所定の間隔で順次供給するプリフォーム供給ステーション２と、プリフォーム１を容器であるボトル３（図３参照）に成形する容器成形ステーション４と、成形されたボトル３を殺菌する容器殺菌ステーション５と、殺菌されたボトル３に飲料等の内容物を充填する内容物充填ステーション６と、内容物が充填されたボトル３を密封する容器密封ステーション７とを備える。

なお、プリフォーム１は、試験管状の有底筒状体であり、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を材料として射出成形等により作られる。プリフォーム１は、容器成形ステーション４においてブロー成形によって容器であるボトル３に仕上げられるが、このボトル３におけると同様な口部３ａ（図３参照）及び雄ネジ等がプリフォーム１の成形当初からプリフォーム１に付与される。

プリフォーム供給ステーション２から容器密封ステーション７に至る間には、プリフォーム１を一方向に搬送するためのプリフォーム用搬送路と、プリフォーム１をボトル３に成形する成形型８を一方向に搬送するための成形型用搬送路と、成形型８で成形されたボトル３を一方向に搬送するためのボトル用搬送路とが設けられる。

上記各種搬送路は、各種搬送手段によって構成されるが、プリフォーム用搬送路はシューター、ホイール等の組み合わせにより構成され、成形型用搬送路からボトル用搬送路に至る搬送路は各種ホイールの組み合わせからなるホイール列によって構成される。また、所定のホイールの回りには、プリフォーム１やボトル３をその口部３ａを把持して搬送したり、ホイール間でプリフォーム１やボトル３を受け渡したりするためのグリッパ等（図示せず）が設けられる。

上記各種搬送路は、所定の動力源からの動力の伝達により一体的に駆動し、搬送路内のホイール等の駆動は相互に連動するようになっている。

ただし、この実施の形態１では、例えば内容物充填ステーション６に対応するホイール９については動力の伝達系内に動力の伝達を断続するクラッチ（図示せず）が設けられ、このクラッチを切ることにより他のホイール等は駆動されるが、内容物充填ステーション６のホイール９については回転を停止させることができるようになっている。

なお、クラッチの設置に代えて、ホイール列の各ホイールを自転用サーボモータによって各々独自に回転可能としておいてもよい。この場合、内容物充填ステーション６内のホイール９の回転を、該当する自転用サーボモータを停止させることで停止させるが、他の自転用サーボモータ及び該当する他のホイールは回転させることが可能である。

プリフォーム供給ステーション２は、上記プリフォーム用搬送路上を走行するプリフォーム１の流れに沿って配置され、容器成形ステーション４は、上記成形型用搬送路の所定のホイール１０の外周に沿って配置され、容器殺菌ステーション５、内容物充填ステーション６及び容器密封ステーション７は、ホイール列の各ホイール１１，１２，１３，１４，１５，９，１６，１７，１８の回転によるボトル３の流れに沿って、その上流側から下流側へと順に配置される。

プリフォーム供給ステーション２から容器成形ステーション４に至る個所はプリフォーム１等の搬送路ごと保護カバーである第一のチャンバー１９で覆われ、容器殺菌ステーション５はボトル用搬送路ごと第二のチャンバー２０で覆われ、内容物充填ステーション６及び容器密封ステーション７はボトル用搬送路ごと第三のチャンバー２１で覆われる。

第一乃至第三のチャンバー１９，２０，２１は相互に連なっているが、相互間は仕切り壁によって仕切られている。また、第二のチャンバー２０には、図示しない排気ダクトが連結され、この無菌充填装置の稼働中、第二のチャンバー２０内のエアが第二のチャンバー２０外へと常時排気されるようになっている。さらに、第三のチャンバー２１内は、内容物充填ステーション６と容器密封ステーション７との間が仕切り壁によって仕切られる。そして、第三のチャンバー２１内の内容物充填ステーション６側には、この無菌充填装置の稼働中、図示しない無菌エア供給源から無菌エアが常時供給されることにより、第三のチャンバー２１内が陽圧に保持されるようになっている。内容物充填ステーション６側に供給された無菌エアは仕切り壁のボトルを通すための隙間を通って容器密封ステーション７側へと流れる。

無菌充填装置中、プリフォーム用搬送路及びプリフォーム供給ステーション２から説明すると、プリフォーム用搬送手段は、プリフォーム１を所定の間隔で順次供給するシューター２２と、シューター２２の終端からプリフォーム１を受け取って搬送するホイール２３と、ホイール２３からプリフォーム１を受け取って走行させる水平方向に長く伸びる無端チェーン２４とで構成される。

無端チェーン２４は、水平面上で対向配置された一対のプーリ２４ａ，２４ｂ間に架け渡され、一方のプーリ２４ａに、上記シューター２２がホイール２３を介して接続される。

無端チェーン２４には、プリフォーム１の保持部材（図示せず）が一定ピッチで多数取り付けられる。各保持部材は無端チェーン２４の走行と共に走行しながら自転可能である。保持部材は、スピンドルとして形成され、その下部の外周面には複数個のボール状の弾性体が埋設される。保持部材がプリフォーム１の口部３ａ内に挿入されると、これらの弾性体の弾性変形によってプリフォーム１が保持部材に保持される。

ホイール２３側から無端チェーン２４側に送られたプリフォーム１の口部３ａ内には、保持部材が挿入され、これによりプリフォーム１は保持部材に正立状態で保持される。

上記無端チェーン２４は、その回りが加熱炉の炉壁で囲まれ、炉壁の内面には、赤外線を放射するヒーター２５が張り巡らされる。

プリフォーム１は、シューター２２を経て無端チェーン２４に取り付けられた保持部材に受け取られ、無端チェーン２４の走行に伴って移動しつつ、ヒーター２５によってブロー成形が可能な温度まで加熱される。プリフォーム１は、望ましくは保持部材の回転と共に自転しながら均一に加熱され、その口部３ａ以外がブロー成形に適した温度である９０℃〜１３０℃まで昇温する。口部３ａは、蓋であるキャップ５１（図１参照）が被せられたときの密封性が損なわれないように、変形等を生じることのない７０℃以下の温度に抑えられる。

無端チェーン２４の一方のプーリ２４ａにおいて無端チェーン２４の復路に接する箇所には、ヒーター２５で加熱されたプリフォーム１を受け取って第二の搬送路上の成形型８へ渡すホイール２６が接する。

次に、成形型用搬送路及び容器成形ステーション４について説明すると、成形型搬送路は、プリフォーム用搬送路のプーリ２４ａに連なるホイール２６，１０，１１からなるホイール列を備える。

ホイール１０の回りには、上記ヒーター２５で加熱されたプリフォーム１を受け取ってボトル３にブロー成形する割り金型としての成形型８が所定の間隔で複数セット配置される。成形型８は、ホイール１０の回転とともにホイール１０の周りを一定速度で旋回運動が可能である。

型開きした成形型８からボトル３の完成品が露呈すると、ボトル３がホイール１０に接するホイール１１の回りのグリッパによって成形型８外へ取り出され、下流側のホイール１２のグリッパへと渡される。

なお、ホイール１１の外周に沿った箇所には、カメラ５５が設置される。このカメラ５５によってボトル３の口部３ａの天面が撮像され、この画像に基づき天面の平滑性の適否が判断される。

次に、ボトル用搬送路及び容器殺菌ステーション５について説明すると、ボトル用搬送路は、ホイール１１，１２，１３，１４，１５，９，１６，１７，１８からなるホイール列によって構成される。

容器殺菌ステーション５は、上記ホイール列中、ホイール１２，１３の各々の回りに配置される殺菌剤噴霧用ノズル２７とエアリンス用ノズル２８とを具備する。

殺菌剤噴霧用ノズル２７は、ホイール１２の回りを走行するボトル３の口部３ａの開口にノズル噴出孔が正対するように配置され、殺菌剤噴霧用ノズル２７の上流側には、図２に例示する殺菌剤の気化器２９が接続される。

殺菌剤としては、過酸化水素成分を１質量％以上含むものを使用するのが有効である。それ以外にエタノール、過酢酸、オゾン、二酸化塩素、塩素系殺菌剤の成分を１つ以上含むもの、あるいはそれらの組み合わせであっても良い。

気化器２９は、殺菌剤である過酸化水素の水溶液を噴射する二流体スプレーである過酸化水素供給部３０と、この過酸化水素供給部３０から供給された過酸化水素の噴霧をその沸点以上の非分解温度以下に加熱して気化させる気化部３１とを備える。過酸化水素供給部３０は、過酸化水素供給路３０ａ及び圧縮空気供給路３０ｂからそれぞれ過酸化水素の水溶液と圧縮空気を導入して過酸化水素の水溶液を気化部３１内に噴霧するようになっている。気化部３１は内外壁間にヒーター３１ａを挟み込んだパイプであり、このパイプ内に吹き込まれた過酸化水素の噴霧を加熱し気化させる。気化した過酸化水素は、殺菌剤噴霧用ノズル２７からミスト若しくはガス又はこれらの混合物となって気化器２９外に噴出し、その一部がボトル３内に流入するとともに他の一部がボトル３の外面を伝って流れ、これによりボトル３の内外面に均一な被膜となって付着する。

エアリンス用ノズル２８は、ホイール１３の回りを走行するボトル３の口部３ａの開口にノズル噴出孔が正対するように配置される。

エアリンス用ノズル２８は、例えばホイール１３の回りに一本又は複数本配置される。ただし、エアリンス用ノズル２８は、ホイール１３に代えてホイール１４又はホイール１５の周りに配置することも可能である。ホイール１３，１４，１５の周りに配置することも可能である。

殺菌剤が吹き付けられたボトル３がホイール１３の回りを走行する際、エアリンス用ノズル２８から無菌エアがボトル３の口部３ａに向かって吹き付けられる。これにより、ボトル３の内外面に残留した過酸化水素が分解除去される。殺菌処理されたボトル３は、ホイール１４，１５を経て次の内容物充填ステーション６に至る。

無菌エアは加熱したエアであってもよい。その場合は、ボトル３内外面に付着した過酸化水素が活性化されるので、ボトル３の殺菌効果が向上する。

なお、容器殺菌ステーション５は、プリフォーム１の走行箇所にプリフォーム殺菌ステーションを設けることによりプリフォーム１の段階で殺菌処理する場合は、省略可能である。図示しないが、プリフォーム殺菌ステーションでは、例えばプリフォームに過酸化水素水等の殺菌剤を吹き付けるためのノズルが、ホイール２３の周り、あるいは無端チェーン２４の周り、あるいはホイール２６の周りの所定箇所に設置される。

内容物充填ステーション６は、上記ボトル用搬送路中のホイール９と一体的にフィラーとして構成される。

内容物充填ステーション６は、ホイール９の回りに多数の充填ノズル３２を有する。各充填ノズル３２はホイール９と共に旋回運動をし、充填ノズル３２下をボトル３が同期的に走行する。これにより、各充填ノズル３２から各ボトル３に飲料が充填される。

図３に示すように、内容物充填ステーション６には、飲料の調合タンク（図示せず）からサージタンク３３を経て伸びる飲料供給系配管３４が接続される。調合タンクで調合された飲料は、飲料供給系配管３４中の加熱器（図示せず）で殺菌処理されたうえで内容物充填ステーション６に供給される。

内容物充填ステーション６であるフィラーは、飲料を多数のボトル３に高速で充填する装置であって、図３に示すように、ボトル３の搬送路の一部を構成する上記ホイール９を備える。このホイール９は無菌充填装置の床面から垂直に起立する支軸３５中、回転軸３５ａとなる部分に取り付けられる。ホイール９の回りには、ボトル３の首部を把持するグリッパ３６が一定ピッチで配置される。グリッパ３６はホイール９と一体で一方向に旋回運動可能である。また、ホイール９の回りには、グリッパ３６と同じピッチで配列される多数の充填ノズル３２が取り付けられる。

上記支軸３５の上部は内容物充填ステーション６の機枠に固定され、この固定された上部と上記回転軸３５ａの上端との間にロータリジョイント３５ｂが設けられる。また、回転軸３５ａ中、ロータリジョイント３５ｂよりも下方の箇所には上マニホルド３７が設けられる。支軸３５の上部から上マニホルド３７に至る部分は中空であり、上記支軸３５の上部に上記飲料供給系配管３４が連結される。また、上マニホルド３７から、各充填ノズル３２へと上記飲料供給系配管３４が伸びている。

内容物充填ステーション６の稼働によってホイール９が高速で回転し、この回転運動と同期してグリッパ３６により把持されたボトル３がボトル用搬送路上を高速で搬送される。充填ノズル３２におけるノズル口３２ａの直下を多数のボトル３が一列で走行することにより、各ボトル３内に一定量の飲料が次々と充填されて行く。

容器密封ステーション７は、ボトル用搬送路中のホイール１７と一体的にキャッパーとして構成され、上記内容物充填ステーション６を覆うチャンバー２１によって内容物充填ステーション６と共に覆われる。

ボトル用搬送路を走行しつつ上記内容物充填ステーション６において飲料が充填されたボトル３は、このキャッパーのホイール１７の回りを走行しつつ口部３ａにキャップ５１が螺着され、これにより無菌のボトル詰め飲料が完成する。

キャッパーには、図１に示すように、蓋を殺菌するためのステーションであるキャップ殺菌ステーション５３が付属する。

ボトル３の口部３ａを閉じるためのキャップ５１は、容器密封ステーション７に供給される前に、キャップ殺菌ステーション５３によってあらかじめ滅菌処理される。このキャップ殺菌ステーション５３も無菌性を維持するためにチャンバー５６で覆われる。

キャップ殺菌ステーション５３には、予め成形された多数のキャップが供給される。これらのキャップがキャップ殺菌ステーション５３内を走行しながら過酸化水素水等の殺菌剤の噴霧を吹き付けられ、無菌のホットエアが吹き付けられることによって殺菌処理される。殺菌されたキャップはキャップ殺菌ステーション５３から上記キャッパーへとシューター等によって供給される。

なお、上記ボトル詰め飲料の製造中、上述した無菌エア供給源から、チャンバー２１内の内容物充填ステーション６に向かって、無菌エアが常時吹き込まれる。これにより、チャンバー２１内の雰囲気が陽圧化され、微生物、塵埃等を含んだ外気のチャンバー２１内への侵入が防止される。また、無菌エアは、同じチャンバー２１内の容器密封ステーション７や、チャンバー２０内の容器殺菌ステーション５へも流れることから、容器密封ステーション７等への外気の侵入も阻止される。また、図示しない他の無菌エア供給源から、キャップ殺菌ステーション５３のチャンバー５６内へも無菌エアが常時供給される。

上記無菌充填装置は、各種チャンバー２０，２１，５６内の容器成形ステーション４、容器殺菌ステーション５、内容物充填ステーション６、容器密封ステーション７、キャップ殺菌ステーション５３について、定期的に或いは飲料の種類を切り替える際に、飲料充填作業が停止した状態でＣＩＰ、ＳＩＰ、ＣＯＰ、ＳＯＰからなる浄化処理を実施するための浄化装置を備える。

なお、浄化装置は、必ずしもすべてのステーションに設ける必要はなく、場合により浄化装置が不要なステーションでは省略される。

最初に、内容物充填ステーション６の浄化装置について説明する。

上述したように、飲料はその調合装置から内容物充填ステーション６の充填ノズル３２へと、飲料供給系配管３４を通って供給されるが、この飲料供給系配管３４内は、定期的にあるいは飲料の種類を切り替える際に、ＣＩＰに付され、次にＳＩＰに付される。

図３中、符号３８はＣＩＰの実施に使用する洗浄液や殺菌液である作業流体の供給源としての貯留タンクを示し、符号３９は送液ポンプを示す。貯留タンク３８は所定の作業流体の種類に応じた個数設けられるが、作図の便宜上一つのみ示す。蒸気等の殺菌用作業流体の供給源については図示を省略する。

また、図３中、符号４０は貯留タンク３８から上記サージタンク３３へと至る往路管を示し、符号４１は各充填ノズル３２から貯留タンク３８へと至る復路管を示す。往路管４０と復路管４１は、上記飲料供給系配管３４と共に洗浄液等の循環路を形成する。

上記復路管４１の始端には、各充填ノズル３２のノズル口３２ａに対して各々接離可能なカップ４２を備える。ＣＩＰ又はＳＩＰを行う際に各カップ４２が図示しないアクチュエータによって内容物充填ステーション６の充填ノズル３２の先端のノズル口３２ａに被せられることで復路管４１の始端が、充填ノズル３２のノズル口３２ａに接続される。各カップ４２は復路管４１の一部を構成する可撓性パイプによって下マニホルド４３に連結される。下マニホルド４３は、回転軸３５ａに取り付けられ、上記ホイール９、充填ノズル３２等と一体で旋回運動が可能である。

上記復路管４１が下マニホルド４３から貯留タンク３８へと伸びる箇所には、断続自在な継手４４が設けられる。上記ＣＩＰ又はＳＩＰの際に、この継手４４が接続される。その場合は、ホイール９、充填ノズル３２等は旋回不能である。ＣＩＰ又はＳＩＰが終了し、継手４４が切り離されると、ホイール９、充填ノズル３２等は旋回可能となる。

本実施形態に係る無菌充填装置の浄化装置では、内容物充填ステーション６について、図４に示すように、ＣＩＰに続いてＳＩＰを実行すると共に、ＣＩＰ及びＳＩＰを実行している間に第１のＳＯＰ及び第２のＳＯＰを実行するように図示しない制御部においてプログラミングされている。

まず、内容物充填ステーション６についてＣＩＰ（ステップＳ１）を開始するに際し、無菌充填装置の動力伝達系内のクラッチが切られて内容物充填ステーション６のホイール９のみ回転が止められ、これにより充填ノズル３２が旋回運動を停止する。

次に、図３の右半分に示すように、カップ４２で充填ノズル３２のノズル口３２ａが塞がれる。また、継手４４が接続される。これにより、ＣＩＰのための洗浄液、殺菌液等所定の作業流体を流す循環路が形成される。

そこで、ＣＩＰ（ステップＳ１）が開始され、アルカリ洗浄液、水等所定の作業流体が所定の順序で貯留タンク３８からポンプ３９によって送り出される。洗浄液等は往路管４０を通って貯留タンク３８から上記サージタンク３３へと流れ、飲料供給系配管３４を通って、上マニホルド３７内に流入した後、各充填ノズル３２へと流れ、更に、復路管４１を通って貯留タンク３８へと戻る。これにより、洗浄液等が循環路内を所定の順序で所定の時間だけ流れ、充填ノズル３２の内部を含む飲料供給系配管３４内が洗浄される。

洗浄液等の作業流体は、図５（Ａ）に示すように、例えば８０℃程度に加熱されつつ飲料供給系配管３４内を例えば２０分間循環する。そして、ＣＩＰの途中、例えば終盤頃から次のＳＩＰで必要な殺菌温度である例えば９５℃まで高められる。温度の使用範囲は８０〜９９℃が望ましい。ＣＩＰの途中から用いられる洗浄液は洗浄液のすすぎも兼ねるため水であるのが望ましい。作業流体はＣＩＰの当初から殺菌温度まで高めることも可能である。

ＣＩＰ（ステップＳ１）が終了した後、引き続き内容物充填ステーション６内のホイール９の回転を停止させたままで内容物充填ステーション６についてＳＩＰ（ステップＳ２）が行われる。

このＳＩＰは、上記ＣＩＰで使用された作業流体である例えば水が殺菌に必要な温度を保ちながら飲料供給系配管３４内に通されることにより行われる。この作業流体は、図５（Ａ）に示すように、例えば９５℃程度に加熱されつつ飲料供給系配管３４内を例えば１０分間循環する。これにより、飲料供給系配管３４内が滅菌処理される。すすぎも兼ねたＳＩＰの場合は、循環させることなくワンウエイで熱水が送られる。

飲料供給系配管３４内が滅菌処理された後、図５（Ａ）に示すように、この配管内を通る水が常温まで徐々に冷却される。

このようにＣＩＰ（ステップＳ１）の初期から又は途中から洗浄液の温度をＣＩＰに続いて行うＳＩＰ（ステップＳ２）に必要な温度へと高めたうえで、直ちにＳＩＰ（ステップＳ２）へと移行することができ、従ってダウンタイムの短縮化が可能になる。

上記ＣＩＰ（ステップＳ１）およびＳＩＰ（ステップＳ２）の実行中に、内容物充填ステーション６に対し第１のＳＯＰ（ステップＳ３）及び第２のＳＯＰ（ステップＳ４）が行われる。

図３中、符号４５はチャンバー２１内において、内容物充填ステーション６の各所に対向配置された第１又は第２のＳＯＰ（ステップＳ３及びＳ４）のための噴射ノズルを示す。これら噴射ノズル４５は、ホイール９の外周に沿って充填ノズル３２にそれぞれ対向するように円弧状に複数配置されてチャンバー２１内の所定箇所に固定される。

また、符号４６はアルカリ洗浄液、過酢酸洗浄液、過酸化水素水等の薬液、無菌水等所定の作業流体の供給源である貯留タンクを示す。貯留タンク４６は過酸化水素水等の薬液、無菌水等の各々について設けられるが、作図の便宜上一つのみ示す。また、符号４７，４８は各貯留タンク４６から上記噴射ノズル３２へと至る供給管を示す。各供給管４７，４８には各々ポンプ４９が設けられる。

なお、上記ポンプ３９，４９等を省略し、貯留タンク３８，４６を高所に置くことにより、静水圧によって洗浄液、薬液等をチャンバー２１等の中に供給するようにしてもよい。

上記内容物充填ステーション６における飲料供給系配管３４内のＳＩＰ（ステップＳ２）が完了し、継手４４が切り離されると、既述のクラッチが入れられることで、他のホイール１３，１７等の回転に連動してホイール９の回転が可能となる。あるいは、ホイール９についての自転用サーボモータの駆動により、ホイール９の回転が可能となる。

チャンバー２１内の内容物充填ステーション６に対する第１のＳＯＰ（ステップＳ３）は、噴射ノズル４５から第１の殺菌剤として例えば過酸化水素水などが内容物充填ステーション６の外部に吹き付けられた後、無菌のホットエアで乾燥する。殺菌剤を噴霧する前に無菌ホットエアでチャンバー内を昇温すると、殺菌効果がさらに高まる。また、第２のＳＯＰ（ステップＳ４）は、第１のＳＯＰ（ステップＳ３）で噴射された殺菌剤と異なる第２の殺菌剤として例えば過酢酸水溶液などが噴射ノズル４５から内容物充填ステーション６の外部に吹き付けられた後、同じ噴射ノズル４５から無菌水が吹き付けられることにより行われる。このようにＳＯＰを二段階に分けて実行するため、例えば過酸化水素水で殺菌することができなかった箇所を過酢酸水溶液による殺菌で補うことが可能となり、また、ＣＩＰ又はＳＩＰを実行中にＳＯＰを行うので、ＣＩＰ及びＳＩＰの実行に伴って飲料供給系配管３４が加熱されている状態で殺菌剤の噴射を行うことから、当該加熱により殺菌剤の殺菌効果が向上する。これによって異なる殺菌剤が内容物充填ステーション６に向かってそれぞれ吹き付けられることにより、内容物充填ステーション６の外面が殺菌され、続いて無菌水が吹き付けられることによって前回の充填作業に係る飲料の残渣、過酢酸等の殺菌剤が内容物充填ステーション６の表面から洗い流される。

また、ＳＩＰとＳＯＰのタイミングに関し、ＳＩＰを８５℃以上の熱水、蒸気又は薬剤で行う場合、ＳＯＰの薬剤が充填バルブにあたるとＳＩＰの温度が低下するため注意が必要となる。ＳＩＰを蒸気で行う場合は、ＳＩＰの滅菌処理が終了し、冷却工程に入った後、ＳＯＰを開始すると良い。このようにＳＩＰを行うことで、ＳＯＰの薬剤噴霧で充填バルブの温度を速やかに下げることができる。

この第１のＳＯＰ（ステップＳ３）又は第２のＳＯＰ（ステップＳ４）の際、充填ノズル３２等がホイール９の停止に伴って停止している。本実施形態に係る無菌充填装置の浄化装置は、噴射ノズル４５の数を従来よりも増やし、それぞれの充填ノズル３２に対向するように円弧状に複数配置されているので、ホイール９を停止した状態であっても、充填ノズル３２等の外周面に確実に作業流体を噴射してＳＯＰの殺菌効果を向上させることが可能となる。また、このように噴射ノズル４５を配置することで、殊に複雑な形状、構造を有する充填ノズル３２の外面から異物等が効率良く洗い落され、また、充填ノズル３２の表面が効率良く殺菌処理される。

なお、上記ＣＩＰ（ステップＳ１）の開始当初から第２のＳＯＰ（ステップＳ４）の終了までの間、チャンバー２１内の内容物充填ステーション６に向かって、上述した無菌エア供給源から供給される無菌エア望ましくは無菌のホットエアが常時吹き込まれる。これにより、チャンバー２１内の雰囲気が陽圧化され、微生物、塵埃等を含んだ外気のチャンバー２１内への侵入が防止される。また、無菌エアは、同じチャンバー２１内の容器密封ステーション７や、チャンバー２０内の容器殺菌ステーション５へも流れることから、容器密封ステーション７等への外気の侵入も阻止される。

容器成形ステーション４、容器密封ステーション７、容器殺菌ステーション５及びキャップ殺菌ステーション５３の各浄化装置について説明すると、各ステーション４、７，５，５３についても、内容物充填ステーション６における第１のＳＯＰ（ステップＳ３）及び第２のＳＯＰ（ステップＳ４）と同時に第１のＳＯＰ（ステップＳ３）及び第２のＳＯＰ（ステップＳ４）を実行する。図１に示すように、チャンバー１９内には容器成形ステーション４に対峙するように上記噴射ノズル４５と同様な構造の噴射ノズル５７が随所に配置され、チャンバー２１内には容器密封ステーション７に対峙するように上記噴射ノズル４５と同様な構造の噴射ノズル５２が随所に配置され、チャンバー２０内には容器殺菌ステーション５に対峙するように上記噴射ノズル４５と同様な構造の噴射ノズル５０が随所に配置され、チャンバー５６内にはキャップ殺菌ステーション５３に対峙するように上記噴射ノズル４５と同様な構造の噴射ノズル５４が随所に配置される。

これらの噴射ノズル５７，５２，５０，５４へも、上記貯留タンク４６から供給管（図示せず）が伸び、これらの供給管にも薬液等を圧送するためのポンプ（図示せず）が設けられる。

この第１のＳＯＰ（ステップＳ３）又は第２のＳＯＰ（ステップＳ４）の際はホイール９を除く他のホイール１０，１２，１３等を回転させつつ作業流体である過酸化水素水及び過酢酸水溶液を各ステーション４，５，７，５３に吹き付けることから、各ステーション４，５，７，５３の殺菌効果が向上する。

すなわち、ＣＩＰ（ステップＳ１）の際、既述したようにクラッチが切られることによって内容物充填ステーション６のホイール９が停止するが、他のホイール１７等は回転可能である。あるいは、内容物充填ステーション６のホイール９の自転用サーボモータが停止しても、他の自転用サーボモータの駆動により他のホイール１７等は回転可能である。このため、内容物充填ステーション６についてＣＩＰ（ステップＳ１）が行われる際に、内容物充填ステーション６のホイール９は停止しても、容器殺菌ステーション５等に該当する他のホイール１７は回転させて内容物充填ステーション６以外の容器成形ステーション４、容器殺菌ステーション５、容器密封ステーション７及びキャップ殺菌ステーション５３の外面について第１のＳＯＰ（ステップＳ３）又は第２のＳＯＰ（ステップＳ４）がより効果的に行われる。

第１のＳＯＰで使用する殺菌剤としては、過酸化水素成分を１質量％以上含むものを使用するのが有効である。また、第２のＳＯＰで使用する殺菌剤としては、過酢酸水溶液を使用するのが有効である。それ以外にエタノール、酢酸、オクタン酸、ペルオキシオクタン酸、オゾン、二酸化塩素、塩素化アルカリ、次亜塩素酸ナトリウムの成分を１つ以上含むもの、あるいはそれらの組み合わせであっても良い。殺菌剤は液状でなくガス又はミストであっても良い。

なお、上記第１のＳＯＰ（ステップＳ３）を実施する際、過酸化水素水の噴霧前からチャンバー１９，２０，２１，５６内に無菌のホットエアを吹き込むようにしておくと、チャンバー１９，２０，２１，５６内の雰囲気温度が上昇し、これにより過酸化水素が活性化し、第１のＳＯＰ（ステップＳ３）による殺菌効果が高まる。また、過酸化水素水の噴霧後は、上記無菌のホットエアによって余剰の過酸化水素水の乾燥除去が促進される。

第２のＳＯＰ（ステップＳ４）は、まず過酢酸の水溶液が噴射ノズル５２，５０，５４から容器密封ステーション７、容器殺菌ステーション５及びキャップ殺菌ステーション５３に向かって段階的に吹き付けられて各ステーション７，５，５３の外面が殺菌される。

過酢酸の水溶液の噴射が終了すると、続いて無菌水が同様に段階的に各ステーション７，５，５３の外面に吹き付けられる。これにより、前回の充填に係る飲料の残渣や、上記過酢酸水溶液の余剰分等が各ステーション７，５，５３の表面から洗い流される。

このように第２のＳＯＰにおいて過酢酸水溶液や無菌水を段階的に噴射することにより、過酢酸等の殺菌剤や無菌水の供給不足を防止することができる。

なお、この第１のＳＯＰ又は第２のＳＯＰ（ステップＳ３，Ｓ４）が実施される際も、チャンバー２１，２０，５６内に上記無菌のホットエアが吹き込まれる。

なお、第２のＳＯＰ（ステップＳ４）が実施される際、過酢酸等の殺菌剤や洗浄液が充填バルブ３２に接触すると充填バルブ３２から熱が奪われることにより、充填バルブ３２が滅菌不良になるおそれがある。従って、望ましくは内容物充填ステーション６と他のステーションとの間には、殺菌剤や洗浄液が内容物充填ステーション６へと流れるのを阻止する隔壁が設けられる。あるいは、他のチャンバー内のＳＯＰ又はＣＯＰには、望ましくは殺菌剤として殺菌液ではなく殺菌剤のガス又はミストが用いられる。

次に、上記無菌充填装置の作用について、無菌充填装置の浄化方法とともに説明する。

（１）最初に、無菌充填装置の浄化作業について、図４のフローチャートに基づき説明する。

ボトル詰め飲料の製造が終了し、今まで充填していた飲料の種類を切り替えて他のボトル詰め飲料の製造を開始する場合、無菌充填装置についてＣＩＰ（ステップＳ１）、ＳＩＰ（ステップＳ２）及び第１のＳＯＰ（ステップＳ３）及び第２のＳＯＰ（ステップＳ４）が行われる。

ＣＩＰ（ステップＳ１）の開始当初からＳＩＰ（ステップＳ２）又は第２のＳＯＰ（ステップＳ４）の終了までの間、チャンバー２１内の内容物充填ステーション６に向かって、望ましくは無菌のホットエアが常時吹き込まれる。これにより、チャンバー２１内の雰囲気が陽圧化され、微生物、塵埃等を含む外気のチャンバー２１内への侵入が防止される。無菌エアは、同じチャンバー２１内の容器密封ステーション７や、チャンバー２０内の容器殺菌ステーション５へも流れることから、容器密封ステーション７等の汚染も防止される。キャップ殺菌ステーション５３のチャンバー５６内にも無菌エアが供給される。

（２）内容物充填ステーション６についてＣＩＰ（ステップＳ１）が開始されるに際し、無菌充填装置の動力伝達系内のクラッチが切られて内容物充填ステーション６のホイール９のみの回転が止められ、これにより充填ノズル３２が旋回運動を停止する。また、サージタンク３３内が空にされる。

（３）図３の右半分に示すように、カップ４２で充填ノズル３２のノズル口３２ａが塞がれる。また、継手４４が接続される。これにより、ＣＩＰ（ステップＳ１）のための洗浄液、殺菌液等所定の作業流体を流す循環路が形成される。

（４）ＣＩＰ（ステップＳ１）が開始され、アルカリ洗浄液、水等所定の作業流体が所定の順序で貯留タンク３８からポンプ３９によって送り出される。洗浄液等は往路管４０を通って貯留タンク３８から上記サージタンク３３へと流れ、飲料供給系配管３４を通って、上マニホルド３７内に流入した後、各充填ノズル３２へと流れ、更に、復路管４１を通って貯留タンク３８へと戻る。これにより、洗浄液等が循環路内を所定の順序で所定の時間だけ流れ、充填ノズル３２の内部を含む飲料供給系配管３４内が洗浄される。

また、図５（Ａ）に示すように、ＣＩＰ（ステップＳ１）の途中から、飲料供給系配管３４内を例えば８０℃の温度を保って循環する水が次のＳＩＰ（ステップＳ２）における殺菌に必要な温度である例えば９５℃まで加熱される。この段階でＣＩＰ（ステップＳ１）が終了する。

（５）ＣＩＰ（ステップＳ１）が終了した後、引き続き内容物充填ステーション６内のホイール９の回転を停止させたままで内容物充填ステーション６についてＳＩＰ（ステップＳ２）が行われる。このＳＩＰ（ステップＳ２）は、上記９５℃の熱水が飲料供給系配管３４内に通されることにより行われる。熱水が通されることにより、充填ノズル３２等を含む飲料供給系配管３４内が殺菌され、同時にＣＩＰ（ステップＳ１）における残留洗浄液や廃液が飲料供給系配管３４内から除去される。飲料供給系配管３４内からの廃液等の除去は、例えば貯留タンク３８に回収したうえで貯留タンク３８から抜き取ることによって行われる。

このように、上記ＣＩＰ（ステップＳ１）におけるアルカリ等の薬剤による洗浄工程、または薬剤による洗浄後の熱水によるすすぎ工程から温度を上昇させたうえで、直ちにＳＩＰ（ステップＳ２）が開始されるので、図５（Ａ）と図７との対比からも明らかなように、ある飲料の充填終了から次の飲料の充填開始へと移行するまでの生産間時間が短縮される。

ＳＩＰ（ステップＳ２）を実施する際の熱水の温度と時間の条件は、製品の中身の殺菌に必要な条件に応じて決定される。例えばｐＨ４未満の製品の場合、少なくとも６０℃で１０分間、ｐＨ４．０〜４．６の製品の場合、８５℃で３０分、ｐＨが４．６以上の製品の場合は、１２０℃で４分以上（一般的には１３０℃で３０分以上）である。ＳＩＰ（ステップＳ２）で１００℃以上の温度条件が必要な場合は熱水だけでなく蒸気を用いても良い。

（６）内容物充填ステーション６の飲料供給系配管３４について上記ＣＩＰ（ステップＳ１）及びＳＩＰ（ステップＳ２）の一方又は双方が行われる際、これと並行して（ｉ）チャンバー１９内の容器成形ステーション４の各種機器の外面、（ｉｉ）チャンバー２０内の容器殺菌ステーション５の各種機器の外面、（ｉｉｉ）チャンバー２１内の容器密封ステーション７の各種機器の外面、（ｉｖ）キャップ殺菌ステーション５３におけるチャンバー５６内の各種機器の外面、及び（ｖ）内容物充填ステーション６の各種機器の外面について、第１のＳＯＰ（ステップＳ３）及び第２のＳＯＰ（ステップＳ４）が行われる。

その際、内容物充填ステーション６のホイール９は停止しているが、容器成形ステーション４、容器殺菌ステーション５、容器密封ステーション７、キャップ殺菌ステーション５３におけるホイール１０，１２，１３，１７，１８等の機器は駆動している。

この第１のＳＯＰ（ステップＳ３）は、噴射ノズル４５，５７，５０，５２，５４から第１の殺菌剤である過酸化水素水が容器成形ステーション４、容器殺菌ステーション５、内容物充填ステーション６、容器密封ステーション７、キャップ殺菌ステーション５３の外面に向かって噴霧される。

その際、容器成形ステーション４、容器殺菌ステーション５、容器密封ステーション７、キャップ殺菌ステーション５３は駆動中であるから、作業流体である過酸化水素水がこれらの機器の隅々まで行き渡り、洗浄効果、殺菌効果が向上する。また、内容物充填ステーション６のホイール９は停止しているが、噴射ノズル４５が充填ノズル３２とそれぞれ対向するように内容物充填ステーション６の外周に沿って円弧状に配置されているので、ホイール９が停止していても、作業流体である過酸化水素水がこれらの機器の隅々まで行き渡り、洗浄効果、殺菌効果が向上する。

本実施形態に係る無菌充填装置の浄化装置によれば、ＣＩＰ（ステップＳ１）と同時に過酸化水素を噴霧することで形状が複雑な充填ノズル３２の外面を効率よく殺菌することができる。具体的には、充填ノズル３２が１３０℃の状態でも、チャンバー２１内が乾燥状態の場合、乾熱殺菌になるため、耐熱性芽胞菌は滅菌が困難になる。ところが、本発明者等の実験結果を示す図８から明らかなように、ＣＩＰ（ステップＳ１）中にチャンバー２１内の過酸化水素ガス濃度を５ｍｇ／Ｌ以上にし、且つ充填バルブの温度が６０℃以上の条件であれば、充填バルブの外面を容易に滅菌することが出来る。

この第１のＳＯＰ（ステップＳ３）を実施する際、既述したチャンバー２１内に吹き込まれる無菌のホットエアによってチャンバー２０内の雰囲気が昇温し、これにより過酸化水素が活性化し、第１のＳＯＰ（ステップＳ３）による殺菌効果が高まり、過酸化水素水の噴霧後は、無菌のホットエアによって余剰の過酸化水素水が乾燥除去される。

第１のＳＯＰ（ステップＳ３）の終了後、第２のＳＯＰ（ステップＳ４）を実施する。第２のＳＯＰ（ステップＳ４）では、噴射ノズル４５から過酢酸水溶液が容器成形ステーション４、容器殺菌ステーション５、内容物充填ステーション６、容器密封ステーション７、キャップ殺菌ステーション５３の外面に向かって噴霧される。

第２のＳＯＰ（ステップＳ４）は、殺菌剤に代えて６０℃以上１００℃未満の温水等を用いることにより、菌を不活性化する処理であってもよい。

（７）かくて無菌充填装置の特に汚染が嫌われる箇所についてＣＩＰ（ステップＳ１）、ＳＩＰ（ステップＳ２）、第１のＳＯＰ（ステップＳ３）及び第２のＳＯＰ（ステップＳ４）が実施されることにより、無菌充填装置が浄化される。

また、引き続き無菌エアがチャンバー２１内に吹き込まれ、内容物充填ステーション６の周りが陽圧化される。さらに、この無菌エアが容器成形ステーション４、容器殺菌ステーション５、容器密封ステーション７へと流れる。これにより、チャンバー１９，２０，２１内の無菌性が維持される。

キャップ殺菌ステーション５３については、チャンバー５６内に他の系統から無菌エアが吹き込まれることによりチャンバー５６内の雰囲気の無菌性が維持される。

上記（１）〜（７）に述べたＣＩＰ（ステップＳ１）、ＳＩＰ（ステップＳ２）、第１のＳＯＰ（ステップＳ３）及び第２のＳＯＰ（ステップＳ４）による無菌充填装置の浄化に必要な時間は、図４に示すように、約２時間である。従来の無菌充填装置の浄化に必要な時間は、図６に示したように約６時間であったが、本発明によれば、ダウンタイムが低減することが分かる。

（８）上記ＣＩＰ（ステップＳ１）、ＳＩＰ（ステップＳ２）、第１のＳＯＰ（ステップＳ３）及び第２のＳＯＰ（ステップＳ４）が完了した後、新たなボトル詰め飲料の製造が開始される。

新たなボトル詰め飲料の製造について説明すると、まず、図１中、シューター２２及びホイール２３によってプリフォーム１が加熱炉内へと導入され、加熱炉内を無端チェーン２４によって搬送される。

プリフォーム１は、無端チェーン２４によって加熱炉内を搬送されつつ、ヒーター２５によって成形に好適な温度域まで加熱される。

（９）加熱されたプリフォーム１が、ホイール１０の回りを旋回運動する成形型８内に入れられ、成形型８が閉じられる。図示しない延伸ロッドがプリフォーム１内へと降下し、プリフォーム１の底に当接して、プリフォーム１の引き伸ばしを開始する。また、ブロー成形用エアの吹き込みにより、成形型８内でプリフォーム１がボトル３へと膨張する。成形型８内でのボトル３の成形が完了すると、成形型８が型開きされ、ボトル３の完成品がホイール１１の回りの図示しないグリッパによって成形型８外へ取り出される。

（１０）ホイール１１側から送られたボトル３は、第２のＳＯＰ（ステップＳ４）の完了したチャンバー２０内でホイール１２の回りを走行しつつ、容器殺菌ステーション５の殺菌剤噴霧ノズル２７から殺菌剤のミストを吹き付けられる。これにより、ボトル３の内外面に殺菌剤の皮膜が形成され、ボトル３の内外面が殺菌される。

続いて、ホイール１３の回りを走行しつつ、容器殺菌ステーション５のエアリンス用ノズル２８から加熱された無菌エアを吹き付けられる。これにより、ボトル３の内外面に付着した殺菌剤が活性化されて殺菌効果が高められ、また、余剰の殺菌剤が除去される。

（１１）殺菌処理されたボトル３は、ボトル搬送路中、ホイール１４，１５，９，１６，１７，１８へと受け渡されつつ、チャンバー２１内を走行する。このチャンバー２１内の第２のＳＯＰ（ステップＳ４）は既に完了し、チャンバー２１内には無菌エアが常時吹き込まれている。

（１２）ボトル３がホイール９の回りを走行する際、ボトル３内に飲料等内容物が飲料供給系配管３４を通って充填される。

飲料供給系配管３４内は、すでにＣＩＰ（ステップＳ１）による洗浄及びＳＩＰ（ステップＳ２）による殺菌が実施され、浄化されている。

飲料等の内容物が内容物充填ステーション６の浄化された飲料供給系配管３４を通って充填ノズル３２からボトル３内に充填される。

内容物は、あらかじめ調合装置で調合され、殺菌処理された後、サージタンク３３に貯留されている。

（１３）飲料が充填されたボトル３は、ホイール９側のグリッパ３６から下流側のホイール１６，１７のグリッパへと順に受け渡され、容器密封ステーション７において殺菌処理済のキャップ５１で口部３ａを閉じられた後、チャンバー２１外へと排出される。

キャップ５１は、キャップ殺菌ステーション５３においてあらかじめ殺菌処理された後、容器密封ステーション７へと供給される。キャップ殺菌ステーション５３内は上記第１のＳＯＰ又は第２のＳＯＰ（ステップＳ３，Ｓ４）によって、すでに内部が洗浄及び殺菌されて浄化されている。

かくて、無菌のボトル詰め飲料の製造が新たな飲料について行われる。

本発明は以上説明したように構成されるが、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々変更可能である。例えば、図４において、内容物充填ステーション６のＳＩＰは、ＣＩＰに続いてＳＩＰを行う場合について説明を行ったが、ＳＩＰはＣＩＰを兼ねて図５（Ｂ）に示すように、洗浄液等の作業流体を８０〜１５０℃（図５（Ｂ）では９５℃程度）に加熱されつつ飲料供給系配管３４内を例えば５〜３０分間循環させ、ＳＩＰの途中からは作業流体である洗浄液として水が用いても構わない。このような作業流体の循環によって、飲料供給系配管３４内が洗浄され、かつ、殺菌処理される。続いて飲料供給系配管３４内が滅菌処理された後、図５（Ｂ）に示すように、この配管内を通る水が常温まで徐々に冷却される。このようにＳＩＰはＣＩＰを兼ねることで、従来のＣＩＰを省略してダウンタイムを大幅に短縮することができる。

また、例えば、容器はボトルに限らず、紙容器であってもよい。内容物は飲料に限らず、流動食等であってもよい。

また、容器（ボトル、キャップ）の殺菌方法は、過酸化水素殺菌ではなく、過酢酸等の薬剤リンス殺菌や電子線殺菌でも良い。ボトルの殺菌に代えて、プリフォームを殺菌しても良い。さらに、上記殺菌方法について、微生物を不活性化させるもので代替することも可能である。

３…容器（ボトル）
５…容器殺菌ステーション
６…内容物充填ステーション
７…容器密封ステーション
９，１２，１３，１７…ホイール
２０，２１，５６…チャンバー
３２…充填ノズル
５１…蓋（キャップ）
５３…蓋殺菌ステーション（キャップ殺菌ステーション）

本発明に係る無菌充填装置の浄化方法は、プリフォーム又は容器の流れに沿って、その上流側から下流側へと内容物充填ステーションを含む各種ステーションを順に設け、前記各種ステーションをチャンバーで覆うことにより無菌充填装置を構成し、前記内容物充填ステーションについてＳＩＰの滅菌処理を蒸気で行った後、前記内容物充填ステーションのＳＯＰを行うとき、薬剤噴霧により充填バルブを冷却することを特徴とする。また、本発明の他の実施形態に係る無菌充填装置の浄化方法は、プリフォーム又は容器の流れに沿って、その上流側から下流側へと内容物充填ステーションを含む各種ステーションを順に設け、各種ステーションをチャンバーで覆うことにより無菌充填装置を構成し、内容物充填ステーションについてＣＩＰに続いて又はＣＩＰを兼ねてＳＩＰを行って殺菌すると共に前記ＣＩＰ又はＳＩＰで用いた洗浄液を除去し、前記各種ステーションについてＣＯＰ及びＳＯＰの一方又は双方を所定の順序で行う無菌充填装置の浄化方法において、前記内容物充填ステーションについて行われる前記ＣＩＰから前記ＳＩＰを行っている間に、前記各種ステーションについて第１の殺菌剤を用いる第１のＳＯＰと、第２の殺菌剤を用いる第２のＳＯＰとを段階的に行うことを特徴とする。

本発明に係る無菌充填装置の浄化方法は、プリフォーム又は容器の流れに沿って、その上流側から下流側へと内容物充填ステーションを含む各種ステーションを順に設け、前記各種ステーションをチャンバーで覆うことにより無菌充填装置を構成し、前記内容物充填ステーションのＳＩＰをＣＩＰで使用された作業流体である水を殺菌に必要な温度に保ちながら飲料供給系配管内に通すことにより行うことを特徴とする。また、本発明の他の実施の形態に係る無菌充填装置の浄化方法において、前記第１の殺菌剤と前記第２の殺菌剤は、過酸化水素成分を１質量％以上含む過酸化水素水、エタノール、過酢酸、酢酸、オクタン酸、ペルオキシオクタン酸、オゾン、二酸化塩素、塩素化アルカリ及び次亜塩素酸ナトリウムの成分を１つ以上含むもの、あるいはそれらの組み合わせからなる群からそれぞれ選択されると好適である。

本発明に係る無菌充填装置の浄化方法は、プリフォーム又は容器の流れに沿って、その上流側から下流側へと内容物充填ステーションを含む各種ステーションを順に設け、前記各種ステーションをチャンバーで覆うことにより無菌充填装置を構成し、前記各種ステーションについてＣＯＰ及びＳＯＰの一方又は双方を所定の順序で行う無菌充填装置の浄化方法において、前記内容物充填ステーションについて行われるＣＩＰからＳＩＰを行っている間に、前記内容物充填ステーションを含む前記各種ステーションを覆う前記チャンバー内の前記ＳＯＰとして行う過酸化水素を含む殺菌剤を噴霧する前に、前記各種ステーションを覆う前記チャンバー内に無菌のホットエアを吹き込むことを特徴とする。また、本発明の他の実施の形態に係る無菌充填装置の浄化方法において、前記第１のＳＯＰ及び前記第２のＳＯＰは、前記第１の殺菌剤又は前記第２の殺菌剤の吹き付けと無菌水の吹き付けとによって行うものであると好適である。

本発明に係る無菌充填装置の浄化方法は、プリフォーム又は容器の流れに沿って、その上流側から下流側へと内容物充填ステーションを含む各種ステーションを順に設け、前記各種ステーションをチャンバーで覆うことにより無菌充填装置を構成し、前記各種ステーションについてＣＯＰ及びＳＯＰの一方又は双方を所定の順序で行う無菌充填装置の浄化方法において、前記内容物充填ステーションについて行われるＣＩＰからＳＩＰを行っている間に、前記内容物充填ステーション以外の前記各種ステーションを覆う前記チャンバー内の前記ＳＯＰが実施される際、前記チャンバー内の前記ＳＯＰには、殺菌剤のガス又はミストが用いられることを特徴とする。また、本発明の他の実施の形態に係る無菌充填装置の浄化方法において、チャンバー内の内容物充填ステーションに向かって常時無菌エアを吹き込むことができる。

本発明に係る無菌充填装置の浄化方法は、プリフォーム又は容器の流れに沿って、その上流側から下流側へと内容物充填ステーションを含む各種ステーションを順に設け、前記各種ステーションをチャンバーで覆うことにより無菌充填装置を構成し、前記各種ステーションについてＣＯＰ及びＳＯＰの一方又は双方を所定の順序で行う無菌充填装置の浄化方法において、前記内容物充填ステーションについて行われるＣＩＰからＳＩＰを行っている間に、前記各種ステーションについて第１のＳＯＰと、第２のＳＯＰとを段階的に行うとき、第２のＳＯＰは６０℃以上１００℃未満の温水を用いることを特徴とする。また、本発明の他の実施の形態に係る無菌充填装置の浄化方法において、各種ステーションのうち内容物充填ステーション以外の他のステーションが、容器成形ステーション、容器殺菌ステーション、容器密封ステーション又は蓋殺菌ステーションであると好適である。

Claims (1)

1. プリフォーム又は容器の流れに沿って、その上流側から下流側へと内容物充填ステーションを含む各種ステーションを順に設け、
   各種ステーションをチャンバーで覆うことにより無菌充填装置を構成し、
   内容物充填ステーションについてＣＩＰに続いて又はＣＩＰを兼ねてＳＩＰを行って殺菌すると共に前記ＣＩＰ又はＳＩＰで用いた洗浄液を除去し、
   前記各種ステーションについてＣＯＰ及びＳＯＰの一方又は双方を所定の順序で行う無菌充填装置の浄化方法において、
   前記内容物充填ステーションについて行われる前記ＣＩＰから前記ＳＩＰを行っている間に、前記各種ステーションについて第１の殺菌剤を用いる第１のＳＯＰと、第２の殺菌剤を用いる第２のＳＯＰとを段階的に行うことを特徴とする無菌充填装置の浄化方法。

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