JP2021120007A - 殺菌剤ガス化装置及び殺菌剤ガス化装置の洗浄方法 - Google Patents

殺菌剤ガス化装置及び殺菌剤ガス化装置の洗浄方法 Download PDF

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Abstract

【課題】殺菌剤ガス化装置を分解することなく、殺菌剤をガス化させる発熱体を洗浄し、安定剤の堆積を防止することにより、包装材料を殺菌するための過酸化水素を高濃度で含有するガスを長期間安定的に生成する、殺菌剤ガス化装置及びその洗浄方法を提供する。【解決手段】殺菌剤をガス化させる殺菌剤ガス化装置１であって、殺菌剤を気化させる加熱面９を洗浄する洗浄装置１４が設けられ、洗浄装置は洗浄用液体１５を加熱面に吹き付ける洗浄用液体吹き付け装置１８を備え、加熱体の電流出力値をモニタリングする加熱体電流出力値モニタリング装置、又は殺菌剤のガス化装置の吹き出し口１３に過酸化水素ガス濃度測定器の少なくともいずれか一方を備え、電力出力値又は過酸化水素ガス濃度の少なくともいずれか一方を洗浄用液体の吹き付け時間及び加熱体の温度である洗浄用パラメータに反映させるコントローラを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、無菌充填包装機において、包装材料の殺菌に使用される殺菌剤のガスを生成する、洗浄装置を備える殺菌剤ガス化装置、及び当該殺菌剤ガス化装置の洗浄方法に関する。
ポーションミルク、ブリック型液体紙容器入り飲料、パウチ入りスープ、カップ入り飲料、ＰＥＴボトル入り飲料等、無菌充填包装機により様々な容器に、様々な食品や飲料が充填された無菌製品が流通している。無菌充填包装機とは、無菌雰囲気で、殺菌した容器に殺菌した内容物を充填して密封する装置である。無菌充填包装機により生産された無菌製品は常温で流通できるため、冷蔵や冷凍する必要がなく、エネルギー消費が少ない。また、内容物の加熱履歴が少なく、味も良いことから無菌製品は増加している。
無菌充填包装機において、容器となる包装材料は前述の通り様々であり、包装材料によりその殺菌方法も異なる。紫外線や電子線を照射する方法もあるが、殺菌剤により、包装材料の表面を殺菌する方法が主流である。さらに殺菌剤を使用して包装材料を殺菌する場合、ポーションミルクやブリック型紙容器のように成形前にフラットな包装材料は、殺菌剤に浸漬して殺菌するが、殺菌剤を噴霧する方法もある。フラットで浸漬後の比較的高温の乾燥温度に支障ない包装材料は浸漬して殺菌されるが、カップやボトルのような成形容器や高温乾燥で伸びてしまうフィルムのような包装材料は、殺菌剤の噴霧により殺菌される。
噴霧する殺菌剤の液滴が大きいとカップやボトルの側面で垂れたりする。また、噴霧する殺菌剤の液滴は小さいほど包装材料の表面に均一に塗布され、殺菌効果も高い。そこで、殺菌剤の液滴を細粒化する方法が提案されている（特許文献１）。
包装材料の表面に付着する殺菌剤の液滴が小さく、包装材料の表面が殺菌剤の液滴により密に被覆されているほど、殺菌効果は高い。そのため、殺菌剤の液滴を噴霧するのではなく、殺菌剤をガス化させて、殺菌剤のガスを包装材料の表面に吹き付けて、殺菌剤を包装材料の表面で凝縮させる方法が提案されている（特許文献２）。ここで、殺菌剤のガス化は、殺菌剤を加熱した発熱体に滴下して行っている。
さらに、加熱された管内に殺菌剤を噴霧することにより、殺菌剤のガス化を多量に効率的に行う方法も提案されている（特許文献３）。また、加熱された管内に蓄熱体を設ける方法も提案されている（特許文献４）。
殺菌剤としては、主に過酸化水素水が使用されるが、過酸化水素水中に含まれる微量の重金属により過酸化水素は分解する。これを防止するために、無菌充填包装機において殺菌に使用される過酸化水素水には、安定剤として安全性及び有効性が確認されているピロリン酸ナトリウムやオルトリン酸が添加されている（特許文献５）。このような安定剤は、過酸化水素水がガス化される際に析出し、発熱体の表面に堆積して過酸化水素水をガス化させる効率を低下させたり、過酸化水素水のガスを被殺菌物に吹き付けるノズルを閉塞させたりすることがある。このような安定剤の析出による弊害を防止するために、過酸化水素水を一旦ガス化し、このガスを冷却してフィルターを通し、液化した過酸化水素水をさらにガス化する方法が提案されている（特許文献６）。
特開昭６０−２２００６７号公報 特開昭６３−１１１６３号公報 特開平３−２２４４６９号公報 特開平１０−２１８１３４号公報 特開２００６−２４０９６９号公報 特開平１０−２５８８１１号公報
無菌充填包装機において包装材料を殺菌するため、ガス化された過酸化水素水が多用されている。従来、過酸化水素水をガス化させる方法は、発熱体に過酸化水素水を接触させることによる。しかし、長時間過酸化水素水のガス化を行うと、過酸化水素水に添加されている安定剤が、過酸化水素水のガス化に際して析出し、発熱体に堆積することがある。堆積した安定剤は、発熱体の最表面への熱伝導を妨げ、過酸化水素水のガス化効率を低下させる。これを解消するために、定期的に殺菌剤ガス化装置を分解して清掃しなければならず、生産性を阻害している。
このような安定剤の析出による弊害を未然に防止するために、特許文献６の方法が提案されているが、過酸化水素水を２回ガス化しなければならず、２回目のガス化の際には既に安定剤を含有していないために、過酸化水素の分解が進み、ガス中の過酸化水素濃度が低下し、結果として殺菌効果が低下する。また、２回ガス化するために、エネルギー消費が多くなる。
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであって、殺菌剤ガス化装置を分解することなく、殺菌剤をガス化させる発熱体を洗浄し、安定剤の堆積を防止することにより、包装材料を殺菌するための殺菌成分である過酸化水素を高濃度で含有する、殺菌剤のガスを長期間安定的に生成する殺菌剤ガス化装置、及び当該殺菌剤ガス化装置の洗浄方法を提供することを目的とする。
本発明に係る殺菌剤ガス化装置は、殺菌剤供給部及び殺菌剤気化部を備え、前記殺菌剤気化部は内部に加熱体を備え、少なくとも過酸化水素及び安定剤を含む殺菌剤を前記殺菌剤供給部より前記殺菌剤気化部に供給し、前記殺菌剤を前記加熱体の加熱面に接触させて、前記殺菌剤をガス化させる殺菌剤ガス化装置であって、前記加熱面を洗浄する洗浄装置が設けられ、当該洗浄装置は洗浄用液体を前記加熱面に吹き付ける洗浄用液体吹き付け装置を備え、前記加熱体の電流出力値をモニタリングする加熱体電流出力値モニタリング装置、又は前記殺菌剤のガス化装置の吹き出し口に過酸化水素ガス濃度測定器の少なくともいずれか一方を備え、電力出力値又は過酸化水素ガス濃度の少なくともいずれか一方を前記洗浄用液体の吹き付け時間及び前記加熱体の温度である洗浄用パラメータに反映させるコントローラを備えることを特徴とする。
本発明の他の実施の形態に係る殺菌剤ガス化装置は、少なくとも過酸化水素及び安定剤を含む殺菌剤を加熱面に接触させて、前記殺菌剤をガス化させる殺菌剤ガス化装置であって、前記加熱面を洗浄する洗浄装置が設けられ、当該洗浄装置は洗浄用液体を前記加熱面に吹き付ける洗浄用液体吹き付け装置を備え、前記洗浄用液体吹き付け装置に前記洗浄用液体を供給するポンプ、及び前記洗浄用液体吹き付け装置にエアを供給するエア供給装置を備えることを特徴とする。
本発明の他の実施の形態に係る殺菌剤ガス化装置は、少なくとも過酸化水素及び安定剤を含む殺菌剤を加熱面に接触させて、前記殺菌剤をガス化させる殺菌剤ガス化装置であって、前記加熱面を洗浄する洗浄装置が設けられ、当該洗浄装置は洗浄用液体を前記加熱面に吹き付ける洗浄用液体吹き付け装置を備え、前記洗浄用液体吹き付け装置が一流体スプレであることを特徴とする。
本発明の他の実施の形態に係る殺菌剤ガス化装置は、少なくとも過酸化水素及び安定剤を含む殺菌剤を加熱面に接触させて、前記殺菌剤をガス化させる殺菌剤ガス化装置であって、前記加熱面を洗浄する洗浄装置が設けられ、当該洗浄装置は洗浄用液体を前記加熱面に吹き付ける洗浄用液体吹き付け装置を備え、前記洗浄用液体が排出される洗浄用液体排出口を閉塞して、排出される前記洗浄用液体を回収する排出口閉塞カップ、及び回収した前記洗浄用液体を前記洗浄装置に供給する循環ポンプを有する洗浄用液体循環装置が設けられていることを特徴とする。
また、本発明の他の実施形態に係る殺菌剤ガス化装置は、前記加熱面が円筒状であると好適である。
本発明に係る殺菌剤ガス化装置の洗浄方法は、殺菌剤供給部及び殺菌剤気化部を備え、前記殺菌剤気化部は内部に加熱体を備え、少なくとも過酸化水素及び安定剤を含む殺菌剤を前記殺菌剤供給部より前記殺菌剤気化部に供給し、前記殺菌剤を前記加熱体の加熱面に接触させて、前記殺菌剤をガス化させる殺菌剤ガス化装置を洗浄する洗浄方法であって、前記加熱面に洗浄用液体を吹き付けることにより、前記加熱面を洗浄するとき、前記加熱体の電流出力値又はガス化される前記殺菌剤の過酸化水素濃度の少なくとも一方を前記洗浄用液体の吹き付け時間及び前記加熱体の温度である洗浄用パラメータに反映させることを特徴とする殺菌剤ガス化装置の洗浄方法。
また、本発明の他の実施形態に係る殺菌剤ガス化装置の洗浄方法は、前記洗浄用液体が水又は酸性化合物若しくは塩基性化合物を含む水であると好適である。
本発明の他の実施の形態に係る殺菌剤ガス化装置の洗浄方法は、少なくとも過酸化水素及び安定剤を含む殺菌剤を加熱面に接触させて、前記殺菌剤をガス化させる殺菌剤ガス化装置を洗浄する洗浄方法であって、前記加熱面に洗浄用液体を吹き付けることにより、前記加熱面を洗浄し、その後に、エアを前記加熱面に吹き付けることを特徴とする。
本発明の他の実施の形態に係る殺菌剤ガス化装置の洗浄方法は、少なくとも過酸化水素及び安定剤を含む殺菌剤を加熱面に接触させて、前記殺菌剤をガス化させる殺菌剤ガス化装置を洗浄する洗浄方法であって、前記加熱面に洗浄用液体を吹き付けることにより、前記加熱面を洗浄し、前記洗浄用液体が排出される洗浄用液体排出口を閉塞し、前記加熱面に吹き付けた前記洗浄用液体を回収し、回収した前記洗浄用液体を前記加熱面に吹き付けることを特徴とする前記洗浄用液体が排出される前記洗浄用液体排出口を閉塞し、前記加熱面に吹き付けた前記洗浄用液体を回収し、回収した洗浄用液体を前記加熱面に吹き付け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殺菌剤ガス化装置の洗浄方法は、前記加熱面が円筒状であると好適である。
本発明の殺菌剤ガス化装置及び殺菌剤ガス化装置の洗浄方法によれば、殺菌剤をガス化する際に、加熱面で析出する殺菌剤に含まれる安定剤が加熱面に堆積することを、防止することができる。その結果、本発明の殺菌剤ガス化装置は、包装材料の殺菌に使用される、少なくとも過酸化水素を高濃度に含む殺菌剤のガスを長期間安定的に生成することができる。すなわち、紙やプラスチック等を素材とするボトルやカップ等の包装材料への飲料や乳製品等を充填する無菌充填包装機において、本発明の殺菌剤ガス化装置を搭載し、殺菌剤のガス化装置の洗浄方法を実施することで、無菌充填包装機における包装材料の殺菌力を長期間安定的に持続させることができる。
本発明に係る殺菌剤ガス化装置の実施の形態１を示す側面図である。 本発明に係る、洗浄用液体循環装置を備える実施の形態１の殺菌剤ガス化装置を示す側面図である。 本発明に係る殺菌剤ガス化装置の実施の形態２を示す側面図である。 本発明に係る、洗浄用液体循環装置を備える実施の形態２の殺菌剤ガス化装置を示す側面図である。 本発明に係る殺菌剤ガス化装置の実施の形態３を示す側面図である。 本発明に係る、洗浄用液体循環装置を備える実施の形態３の殺菌剤ガス化装置を示す側面図である。
以下に本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
図１に本発明に係る殺菌剤ガス化装置１の実施の形態１を示す。殺菌剤ガス化装置１は殺菌剤供給部２、殺菌剤気化部３及び加熱エア供給装置１２を備える。殺菌剤供給部２は殺菌剤４を貯留するタンク５、殺菌剤４を殺菌剤気化部３に滴下する滴下装置７及び当該滴下装置７に殺菌剤４を供給するポンプ６を備える。さらに、殺菌剤気化部３はその内部に滴下された殺菌剤４をガス化させる加熱体８を備える。また、加熱エア供給装置１２はエアを送るブロワ１０及びブロワ１０によるエアを加熱する加熱装置１１を備える。
図１に示すように、殺菌剤４が加熱体８の加熱面９に滴下され、殺菌剤４がガス化する。生成した殺菌剤４のガスは加熱エアにより吹き出し口１３から吹き出される。吹き出された殺菌剤４のガスにより包装材料は殺菌される。殺菌剤４が加熱面９でガス化する際に殺菌剤４に含まれる安定剤が析出し、加熱面９に付着する。
加熱面９に付着した安定剤を除去するために、加熱面９を洗浄する洗浄装置１４が殺菌剤ガス化装置１に設けられる。洗浄装置１４は加熱面９に洗浄用液体１５を吹き付ける洗浄用液体吹き付け装置１８を備える。さらに、洗浄装置１４は、洗浄用液体１５を貯留する洗浄用液体タンク１６、洗浄用液体吹き付け装置１８に洗浄用液体１５を供給するポンプ１７、洗浄用液体１５を殺菌剤気化部３内から除去するために殺菌剤気化部３に吹き付けるエアを供給するエア供給装置１９を備える。
殺菌剤４は少なくとも過酸化水素を含んでいる。その含有量は０．５質量％〜６５質量％の範囲が適当である。０．５質量％未満では殺菌力が不足する場合があり、６５質量％を超えると安全上、扱いが困難となる。また、さらに好適なのは０．５質量％〜４０質量％であり、４０質量％以下では扱いがより容易であり、低濃度となるために殺菌後の包装材料への過酸化水素の残留量を低減できる。
また、殺菌剤４は過酸化水素の分解を防止するために安定剤を含んでいる。殺菌剤４の安定剤は、食品向けの包装材料を殺菌するために、厚生労働大臣により食品用の指定添加物として使用されているピロリン酸ナトリウムやオルトリン酸であることが好ましい。しかし、ピロリン酸水素ナトリウム等のリン含有無機化合物、アミノトリメチルホスホン酸アルキリデンジホスホン酸塩等のホスホン酸キレート剤等を使用しても構わない。安定剤の含有量は通常４０ｐｐｍ以下である。
また、殺菌剤４は水を含んでいるが、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ノルマルプロピルアルコール、ブチルアルコールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、アセチルアセトンなどのケトン類、グリコールエーテル等の１種又は２種以上を含んでも構わない。
さらに、殺菌剤４は過酢酸、酢酸、塩素化合物、オゾン等殺菌効果を有する化合物、陽イオン界面活性剤、非イオン系界面活性剤等の添加剤を含んでも構わない。
タンク５に貯留された殺菌剤４はポンプ６により滴下装置７に供給されるが、供給量は任意であり、必要とされる殺菌剤４のガスの量に合わせて供給される。滴下装置７が１台では、供給すべき殺菌剤４のガスが不足する場合、滴下装置７を複数台使用する。滴下装置７による滴下量も、必要な殺菌剤のガスの量に合わせるが、加熱面９で生成するガスの量は、加熱体８の温度と熱容量によっても決定される。
殺菌剤４をガス化する加熱体８の加熱面９の温度は１３０℃から４５０℃に設定される。１３０℃未満ではガス化が困難であり、４５０℃を超えると過酸化水素が分解する。また、加熱体８の加熱面９は、平面であって、水平でも傾斜を設けても構わないし、凹面や凸面のような曲面であっても構わない。殺菌剤４が加熱体８の加熱面９に接触してガス化することができるならば、どのような形状でも構わない。加熱体８の大きさや厚さも任意である。体積が大きくなれば熱容量が大きくなり、殺菌剤４のガス化には有利であるが、殺菌剤ガス化装置１が過大となる。
加熱体８は鉄、ステンレス、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、亜鉛、タングステン等の金属が使用される。通常は過酸化水素に対して耐性を有するステンレスでＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６又はＳＵＳ３１６Ｌ等が使用される。
加熱体８の加熱面９をクロムとしても構わない。加熱体８そのものの材質をクロムとしても構わないが、鉄、ステンレス、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、亜鉛、タングステン等を加熱体８として、加熱体８の表面にクロムをメッキしても構わない。クロムの最表面は酸素と反応して不動態である酸化クロムとなっており、極めて安定で、殺菌剤４に含まれる過酸化水素が高温となって接触しても長期間腐食することはない。
加熱体８の表面にクロムをメッキする場合、メッキの厚さは０．１μｍ〜１００μｍが適当である。またメッキする前に被メッキ材に銅やニッケルのメッキを施しても構わない。また、メッキしたクロムの表面を研磨して平滑性を高めても構わない。
加熱体８の表面である加熱面９をクロムとすることで、殺菌剤４に含まれる過酸化水素がガス化する際に、過酸化水素の分解が抑制されると推定され、殺菌剤のガス化装置１により生成する、殺菌剤４のガスに含まれる過酸化水素の量が、従来のように加熱面９がステンレス等の場合に比べ多くなる。
加熱面９の表面は、算術平均粗さ（Ｒａ）が１．０μｍ以下、十点平均粗さ（Ｒｚ）が２．０μｍ以下であることが好ましい。Ｒａが１．０μｍを超えるか又はＲｚが２．０μｍを超えると、殺菌剤のガス中の過酸化水素濃度が低下する。これは、殺菌剤が加熱面９に接触してガス化する際に表面積が大きいと、殺菌剤が過度に加熱されることにより過酸化水素が分解し易いためと推定される。
加熱体８の加熱面９をポリテトラフルオロエチレン若しくはペルフルオロアルコキシフッ素樹脂、又はポリテトラフルオロエチレン若しくはペルフルオロアルコキシフッ素樹脂含浸クロムメッキとしても構わない。加熱面９をポリテトラフルオロエチレン若しくはペルフルオロアルコキシフッ素樹脂、又はポリテトラフルオロエチレン若しくはペルフルオロアルコキシフッ素樹脂含浸クロムメッキとすることで、加熱面９が有する非付着性により、殺菌剤４が加熱面９に接触して殺菌剤４がガス化する際に析出する安定剤の加熱面９への付着を低減することができる。そのため、加熱面９の洗浄回数を減らすことができる。
ポリテトラフルオロエチレンはテトラフルオロエチレンをモノマーとした重合体であり、融点が略３２５℃である。また、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂はテトラフルオロエチレンとペルフルオロエーテルの共重合体であり、融点は略３１０℃である。これらは、接着力を高めるために加熱体８の表面を脱脂処理、ブラスト処理又はセラミック粒子を高圧で吹き付ける等の表面処理を行った後に、加熱体８の表面に静電粉体コーティング等の方法によりコーティングされる。さらに、ポリテトラフルオロエチレン若しくはペルフルオロアルコキシフッ素樹脂がコーティングされた加熱体８を４００℃程度の温度で焼き付けることにより加熱面９が形成される。コーティング及び焼き付けを２回以上行っても構わない。ポリテトラフルオロエチレン若しくはペルフルオロアルコキシフッ素樹脂の厚さは１００μｍ〜１０００μｍが望ましい。１００μｍ未満ではピンホールが発生するおそれがあり、１０００μｍを超えると加熱体８からの熱伝導が阻害される。
加熱体８の表面にポリテトラフルオロエチレン若しくはペルフルオロアルコキシフッ素樹脂含浸クロムをメッキする場合、メッキの厚さは１μｍ〜１００μｍが適当である。またメッキする前に被メッキ材に銅やニッケル等のメッキを施しても構わない。また、メッキしたクロムの表面を研磨して平滑性を高めても構わない。
加熱体８を加熱する方法は、加熱体８に電流を通じて加熱体８自体を発熱させる、ヒータを埋め込む、ヒータを接触させる、又は誘電加熱装置により加熱する等、所望の温度に加熱することができれば、どのような方法でも構わない。また、温水や蒸気を加熱体８の内部に供給しても構わない。
殺菌剤気化部３で生成された殺菌剤４のガスは、加熱エア供給装置１２により送られる加熱エアにより吹き出し口１３から排出され、ボトル等の包装材料の殺菌に使用される。加熱エアの供給量は任意であるが、供給量が多量となると、殺菌剤４のガスに含まれる過酸化水素の濃度が低くなり、殺菌力が劣る場合がある。また、少量であると、殺菌剤４のガスの包装材料への吹き付け圧力が弱くなる。加熱エアの温度は９０℃から３５０℃に設定される。９０℃未満ではガス化した殺菌剤４が、殺菌に使用される前に液化して被殺菌物の表面を被覆する面積が小さくなり、殺菌効果が低下するおそれがある。被殺菌物に殺菌剤４のガスが接触して、殺菌剤４のガスが凝結して微細なミストを形成することが望ましく、加熱エアの温度はこれに適した設定とする。また、加熱エアの温度が３５０℃を超えると、被殺菌物が変形するおそれがある。被殺菌物によっては３５０℃未満でも変形する場合があるため、留意する必要がある。
殺菌剤４のガスの吹き出し口１３の口径は任意に設定することができ、例えば２ｍｍφ〜２００ｍｍφとすることができる。口径を小さくすることで、生成された殺菌剤４のガスの吹き出し圧力を高めることができる。吹き出し圧力を調整することにより、殺菌剤４のガス若しくは凝結により生成するミスト又はこれらの混合物の被殺菌物表面への吹き付け強さを調整できる。例えば、被殺菌物が深いカップの場合は強く吹き付け、浅い容器の場合は弱く吹き付けるようにできる。また、吹き出し口１３が長い場合、殺菌剤４のガスが冷却されて凝結する可能性があるため、吹き出し口１３の周囲を加熱しても構わない。
一定時間、殺菌剤ガス化装置１を運転すると、加熱面９に安定剤が析出する。析出した安定剤を除去するために、洗浄用液体吹き付け装置１８から、洗浄用液体１５を加熱面９に対して吹き付ける。洗浄用液体１５は洗浄用液体タンク１６からポンプ１７により洗浄用液体吹き付け装置１８に供給される。
洗浄用液体１５は水又は酸性化合物若しくは塩基性化合物を含む水である。水は加熱や濾過により無菌化した水又は純水、イオン交換水、蒸留水、水道水等である。酸性化合物とは、塩酸、硝酸、リン酸等の無機酸又は酢酸、蟻酸、シュウ酸、クエン酸、コハク酸、グルコン酸等の有機酸である。また塩基性化合物とは、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機塩基性化合物、又はエタノールアミン、ジエチルアミン等の有機塩基性化合物である。この他に洗浄用液体１５は、有機酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、エチレンジアミン四酢酸などのアルカノールアミン塩等のヒドロキシカルボン酸化合物等、金属イオン封鎖剤、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類等の非イオン界面活性剤、クメンスルホン酸ナチリウム等の可溶化剤、ポリアクリル酸などの酸系高分子又はこれらの金属塩、腐食抑制剤、防腐剤、酸化防止剤、分散剤、消泡剤等を含んでも構わない。
酸性化合物又は塩基性化合物は水に０．００１質量％から３０質量％溶解され、洗浄用液体とされる。洗浄用液体１５として酸性化合物、塩基性化合物又はその他の添加剤を含む水若しくは無菌水が使用される場合、吹き付けた後に、酸性化合物、塩基性化合物又はその他の添加剤を除去するために、水又は無菌水を洗浄用液体１５として加熱面９に吹き付ける必要がある。
洗浄用液体吹き付け装置１８は、例えば一流体スプレであり、ポンプ１７により０．０５〜０．６ＭＰａの圧力を洗浄用液体１５に加え、一流体スプレである洗浄用液体吹き付け装置１８により加熱面９に洗浄用液体１５が吹き付けられる。吹き付けられる洗浄用液体１５の圧力により、析出した安定剤が加熱面９から除去される。また、析出した安定剤が、洗浄用液体１５に溶解、又は反応することで除去される。
析出する安定剤は過酸化水素水に含まれるピロリン酸ナトリウムやオルトリン酸である。また、ピロリン酸水素ナトリウム等のリン含有無機化合物、アミノトリメチルホスホン酸アルキリデンジホスホン酸塩等のホスホン酸キレート剤等であるが、安定剤が鉄等の金属イオンと結合したピロリン酸鉄等も含まれる。
洗浄用液体１５を加熱面９に吹き付ける際に、加熱体８の温度が５０℃〜２５０℃であることが好ましい。より好ましくは、６０℃〜２００℃である。加熱体８の温度が高温であるほど、洗浄性が高まるからである。洗浄用液体１５の加熱面９への吹き付けは、殺菌剤ガス化装置１を搭載した無菌充填包装機が稼働していない時に行っても構わない。また、年に１回、月に１回、週に１回のように、定期的に吹き付けを行っても構わない。しかし、無菌充填包装機を用いて製品を製造した直後に実施すると、安定剤の除去が効率的に行われるため、より好ましい。
加熱面９に吹き付けられた洗浄用液体１５は、殺菌剤ガス化装置１の殺菌剤気化部３の下部に設けられた洗浄用液体排出口２０から排出される。さらに、洗浄用液体１５を加熱面９に吹き付けた後に、殺菌剤気化部３の内部に残存する洗浄用液体１５を完全に排出するために、エア供給装置１９からエアを洗浄用液体吹き付け装置１８に供給し、エアを加熱面９に吹き付ける。エアは例えば、０．０１ＭＰａ〜１．０ＭＰａの圧力を有する加圧エアである。エア供給装置１９においてエアを加圧する装置は、ブロワでも、コンプレッサーでも構わない。またブロワとコンプレッサーを併用しても構わない。さらに、加圧エアは無菌エアであっても構わない。加熱面９への洗浄用液体１５の吹き付けと加圧エアの吹き付けは交互に複数回繰り返すと効果的である。
洗浄用液体排出口２０から排出される洗浄用液体１５をそのまま廃棄してもかまわないが、図２に示すように、洗浄用液体循環装置２１を設け、加熱面９に吹き付けた洗浄用液体１５を回収し、回収した洗浄用液体１５を加熱面９に吹き付けることもできる。洗浄用液体循環装置２１は洗浄用液体排出口２０を閉塞し、洗浄用液体１５を回収するための排出口閉塞カップ２２と回収した洗浄用液体１５を洗浄装置１４に循環させる循環ポンプ２３を備える。洗浄用液体排出口２０と循環ポンプ２３の間にバランスタンクを設けても構わない。
洗浄用液体排出口２０を排出口閉塞カップ２２で閉塞し、排出される洗浄用液体１５を全て回収し、循環ポンプ２３により加圧し、洗浄用液体１５の流路に回収された洗浄用液体１５を循環させる。循環される回収された洗浄用液体１５は再度、洗浄用液体吹き付け装置１８により加熱面９に吹き付けられる。この場合、回収された洗浄用液体１５を洗浄用液体タンク１６に導入して、洗浄用液体タンク１６に貯留した後に洗浄用液体吹き付け装置１８に供給しても構わない。
洗浄用液体循環装置２１により回収した洗浄用液体１５を加熱面９に吹き付けた後に、水又は無菌水を洗浄用液体１５として加熱面９に吹き付け、排出口閉塞カップ２２を洗浄用液体排出口２０から脱離させ、洗浄用液体１５を廃棄しなければならない。殺菌剤気化部３の内部から安定剤、酸性化合物又は塩基性化合物及びその他の添加剤を除去するためである。
（実施の形態２）
図３に本発明に係る殺菌剤ガス化装置１の実施の形態２を示す。殺菌剤ガス化装置１は殺菌剤供給部２及び殺菌剤気化部３を備える。殺菌剤供給部２は噴霧装置２４を備え、噴霧装置２４により殺菌剤気化部３に殺菌剤４が供給される。また、殺菌剤気化部３はその内面が加熱体８となっている。殺菌剤４は図に示さないタンクから殺菌剤供給部２に供給される。
殺菌剤供給部２から殺菌剤４が、噴霧装置２４の殺菌剤供給口２５に供給され、圧縮エア供給口２６に圧縮エアが供給される。噴霧装置２４は二流体スプレであり、エクステンションパイプ３１を経て、噴霧ノズル２７から殺菌剤４はミストとなって殺菌剤気化部３の内面に噴霧される。噴霧された殺菌剤４は加熱体８の加熱面９に接触してガス化する。エクステンションパイプ３１は、殺菌剤気化部３の熱が殺菌剤気化部３の上部を閉塞しているプラグ３０を経て、噴霧装置２４に伝導し、噴霧装置２４の温度が上昇しないようにするために設けられている。ガス化した殺菌剤４はガスの吹き出し口１３から排出され、包装材料を殺菌するために包装材料に吹き付けられる。殺菌剤４のガスの吹き出し口１３の口径は実施の形態１と同様に、任意に設定することができる。
実施の形態２で使用される殺菌剤４及び加熱体８と加熱面９の材質等は実施の形態１と同様である。実施の形態１と異なる点は殺菌剤気化部３への殺菌剤の供給がミスト噴霧によること、加熱体８が殺菌剤気化部３の内面を構成し円筒状であること、及び加熱エア供給装置１２を備えていないことである。
殺菌剤気化部３の内面は円筒状の加熱体８であるが、その外面は加熱体８を加熱するヒータ２８が設けられ、さらにその外面には断熱性付与とヒータ２８を保護するために外装２９が設けられる。図３はヒータ２８により加熱体８を加熱することを示しているが、加熱体８の加熱方法は、実施の形態１と同様に、どのような加熱方法であっても構わない。
噴霧装置２４の運転条件としては、例えば圧縮エアの圧力は０．０５ＭＰａ〜０．６ＭＰａの範囲で調整される。また、殺菌剤４は重力落下であってもポンプ６を備えて圧力を加えても構わないし、殺菌剤４の供給量は自由に設定することができ、例えば１ｇ／ｍｉｎ．〜１００ｇ／ｍｉｎ．の範囲で供給する。
加熱体８は噴霧ノズル２７から噴霧される殺菌剤４が円形に噴霧されることから、円筒状が望ましい。しかし、多角筒状でも構わない。円筒の径は、殺菌剤４の噴霧に使用される圧縮エアにより殺菌剤気化部３の内圧が高くならないように、十分な大きさが必要である。例えば円筒の径は１ｍｍφ〜１０００ｍｍφとすることができる。しかし、殺菌剤４の噴霧されたミストが加熱面９に接触できるような径でなければならない。さらに、円筒の長さもこの条件を満たすように設計される。
一定時間、殺菌剤ガス化装置１を運転すると、加熱体８の加熱面９に殺菌剤４に含まれる安定剤が析出して堆積する。加熱面９を洗浄して析出した安定剤を除去するために、実施の形態２の殺菌剤ガス化装置１には、図３に示すように、実施の形態１と同様に加熱面９を洗浄するための洗浄装置１４が設けられる。
洗浄装置１４は、洗浄用液体吹き付け装置１８を備える。さらに、洗浄装置１４は、加熱面９に吹き付ける洗浄用液体１５を貯留する洗浄用液体タンク１６、洗浄用液体１５を洗浄用液体吹き付け装置１８に供給するポンプ１７、及び殺菌剤気化部３内から洗浄用液体１５を除去するために、洗浄用液体吹き付け装置１８にエアを供給するエア供給装置１９を備える。
洗浄用液体吹き付け装置１８から、殺菌剤気化部３の内面を形成する加熱面９に洗浄用液体１５が吹き付けられる。吹き付けられた洗浄用液体１５は吹き出し口１３から排出される。実施の形態２では吹き出し口１３が洗浄用液体排出口２０も兼ねる。図３では洗浄用液体吹き付け装置１８は２台となっているが、加熱面９を洗浄することができれば、１台でも構わない。また必要であれば３台以上でも構わない。
洗浄用液体１５は実施の形態１と同様のものが使用される。さらに洗浄用液体１５として酸性化合物、塩基性化合物又はその他の添加剤を含む水又は無菌水が使用される場合、洗浄用液体が加熱面９に吹き付けられた後に、酸性化合物又は塩基性化合物を殺菌剤気化部３内から除去するために、水又は無菌水を洗浄用液体１５として加熱面９に吹き付ける必要があることも実施の形態１と同様である。
洗浄用液体吹き付け装置１８は、例えば一流体スプレであり、ポンプ１７により０．０５ＭＰａ〜０．６ＭＰａの圧力を洗浄用液体１５に加え、一流体スプレである洗浄用液体吹き付け装置１８により加熱面９に洗浄用液体１５が吹き付けられる。吹き付けられる洗浄用液体１５の圧力により、析出した安定剤が加熱面９から除去される。また、安定剤が洗浄用液体１５に溶解すること、又は安定剤が洗浄用液体１５に含まれる酸性化合物若しくは塩基性化合物と反応することで、加熱面９に付着した安定剤が除去される。
加熱面９に吹き付けられた洗浄用液体１５は、洗浄用液体排出口２０を兼ねる殺菌剤ガス化装置１の殺菌剤気化部３の下部に設けられた吹き出し口１３からから排出される。洗浄用液体１５を加熱面９に吹き付けた後に、殺菌剤気化部３の内部に残存する洗浄用液体１５を完全に排出するために、洗浄装置１４に備えられたエア供給装置１９から、エアを洗浄用液体吹き付け装置１８に供給し、加熱面９に吹き付ける。エアは０．１ＭＰａ〜１．０ＭＰａの圧力を有する加圧エアが使用される。
洗浄の工程は以下の通りである。殺菌剤ガス化装置１の運転を停止し、加熱体８の温度が低下した後に、洗浄用液体吹き付け装置１８により洗浄用液体１５を加熱面９に一定時間吹き付け、その後、吹き付けを停止する。加熱体８の温度が常温まで下がった後に、加熱面９への洗浄用液体１５の吹き付けを開始しても良いが、加熱体８の温度が５０℃〜２５０℃であることが好ましい。より好ましくは、６０℃〜１５０℃である。加熱体８の温度が高温であるほど、洗浄性が高まり好適である。しかし、２５０℃を超えると洗浄用液体１５がガス化し、殺菌剤気化部３の内圧が高くなってしまう。
洗浄用液体１５の吹き付けを停止後、一定時間経過した後、再度洗浄用液体１５を一定時間吹き付け、停止する。これを数回繰り返し、さらに、洗浄用液体吹き付け装置１８によりエアを一定時間、殺菌剤気化部３内に吹き付け、洗浄用液体１５を殺菌剤気化部３内から除去する。洗浄用液体排出口２０を兼ねる吹き出し口１３の口径を考慮し、殺菌剤気化部３の内部を洗浄用液体１５で満たす流量で洗浄用液体１５を吹き付けると、殺菌剤気化部３の上部天面まで洗浄することが可能となる。その後、加熱体８を昇温し、設定温度となったところで、殺菌剤４を噴霧装置２４により殺菌剤気化部３内に一定時間噴霧する。この後、殺菌剤ガス化装置１の運転を開始する。
洗浄用液体排出口２０から排出される洗浄用液体１５をそのまま廃棄してもかまわないが、図４に示すように、実施の形態１と同様に、洗浄用液体循環装置２１を設け、加熱面９に吹き付けた洗浄用液体１５を回収し、回収した洗浄用液体１５を加熱面９に吹き付けることもできる。洗浄用液体循環装置２１は、洗浄用液体排出口２０である吹き出し口１３を閉塞し洗浄用液体１５を回収するための排出口閉塞カップ２２、及び回収した洗浄用液体１５を循環させる循環ポンプ２３を備える。洗浄用液体排出口２０を兼ねる吹き出し口１３と循環ポンプ２３の間にバランスタンクを設けても構わない。
排出口閉塞カップ２２で閉塞し、排出される洗浄用液体１５を全て回収し、循環ポンプ２３により加圧し、洗浄用液体１５の流路に回収された洗浄用液体１５を導入しても構わない。導入される回収された洗浄用液体１５は再度、洗浄用液体吹き付け装置１８により加熱面９に吹き付けられる。この場合、回収された洗浄用液体１５を洗浄用液体タンク１６に導入して、洗浄用液体タンク１６に貯留した後に洗浄用液体吹き付け装置１８に供給しても構わない。
洗浄用液体循環装置２１により回収した洗浄用液体１５を加熱面９に吹き付けた後に、水又は無菌水を洗浄用液体１５として加熱面９に吹き付ける。この際、排出口閉塞カップ２２を吹き出し口１３から脱離させ、洗浄用液体１５を廃棄しなければならない。殺菌剤気化部３の内部から安定剤、酸性化合物、塩基性化合物及びその他の添加剤を除去するためである。また、殺菌剤ガス化装置１の運転中は、吹き出し口１３から殺菌剤４のガスを包装材料に吹き付けるため、排出口閉塞カップ２２は脱離させ、運転に支障ないように保持する。
実施の形態２において、洗浄用液体吹き付け装置１８から、洗浄用液体１５が加熱面９に吹き付けられるが、殺菌剤供給口２５から洗浄用液体１５を噴霧装置２４に供給し、噴霧ノズル２７から殺菌剤気化部３内に洗浄用液体１５を吹き付けても構わない。この場合、洗浄用液体１５は洗浄用液体タンク１６に貯留され、ポンプ１７により殺菌剤供給口２５に供給される。噴霧装置２４には圧縮エア供給口２６が備えられており、エア供給装置１９は必要ない。すなわち、洗浄用液体１５が噴霧ノズル２７から加熱面９に吹き付けられた後に、噴霧装置２４に圧縮エア供給口２６から供給される圧縮エアが噴霧ノズル２７から加熱面９に吹き付けられ、殺菌剤気化部３に残存する洗浄用液体１５が排除される。
エクステンションパイプ３１内は、洗浄用液体吹き付け装置１８により洗浄されない。エクステンションパイプ３１は加熱体８の熱が伝導して、加熱体８の近傍が高温となり、殺菌剤に含まれる安定剤が析出する可能性がある。エクステンションパイプ３１内は殺菌剤供給口２５から洗浄用液体１５を供給して洗浄しても構わない。洗浄性を上げるために、エクステンションパイプ３１の内径は３ｍｍφ以上が好ましい。
（実施の形態３）
図５に本発明に係る殺菌剤ガス化装置１の実施の形態３を示す。殺菌剤４及び洗浄用液体１５は実施の形態１と同様ものが使用される。また、殺菌剤４のガス化は実施の形態２と同様の殺菌剤ガス化装置１が使用され、実施の形態２と同様に運転される。
殺菌剤気化部３でガス化された殺菌剤４は、圧縮エアの圧力により吹き出し口１３より排出される。吹き出し口１３を被殺菌物に対向させて、排出される殺菌剤４のガスを被殺菌物である包装材料に直接吹き付けることもできるが、図５に示すように、殺菌剤気化部３の端部に加熱エアを導入する加熱エア供給装置１２を備え、吹き出し口１３から排出される殺菌剤４のガスと、加熱エアとを、導管３２において混合し、混合されたガスを殺菌剤ガス吹き出し口３３から包装材料に吹き付けても構わない。加熱エア供給装置１２は、ブロワ１０と加熱装置１１を備え、ブロワ１０によるエアを加熱装置１１により加熱する。
殺菌剤ガス化装置１の殺菌剤気化部３は１台だけでなく複数台を導管３２に結合させても構わない。また、殺菌剤ガス吹き出し口３３は１本でも２本以上でも構わない。加熱装置１１によりエアは１３０℃から３００℃に加熱される。加熱エアの温度は、実施の形態１と同様に設定される。加熱装置１１の下流には洗浄用液体１５が逆流しないようにサニタリーバルブを設けると好適である。
一定時間、殺菌剤ガス化装置１を運転した後に、洗浄用液体吹き付け装置１８により、殺菌剤気化部３の内面に洗浄用液体１５を吹き付け、加熱面９を洗浄するが、洗浄用液体１５は、洗浄用液体排出口２０を兼ねる殺菌剤ガス吹き出し口３３から排出される。洗浄用液体１５を加熱面９に吹き付けた後に、殺菌剤気化部３の内部に残存する洗浄用液体１５を完全に排出するために、エア供給装置１９から供給される加圧エアを加熱面９に吹き付ける。エア圧力は０．１ＭＰａ〜１．０ＭＰａの加圧エアが使用される。
洗浄用液体排出口２０を兼ねる殺菌剤ガス吹き出し口３３から排出される洗浄用液体１５をそのまま廃棄してもかまわないが、図６に示すように、実施の形態１と同様に、洗浄用液体循環装置２１を設け、加熱面９に吹き付けた洗浄用液体１５を回収し、回収した洗浄用液体１５を加熱面９に吹き付けることもできる。洗浄用液体循環装置２１は、洗浄用液体排出口２０である殺菌剤ガス吹き出し口３３を閉塞し洗浄用液体１５を回収するための排出口閉塞カップ２２、及び回収した洗浄用液体１５を循環させる循環ポンプ２３を備える。
洗浄用液体排出口２０である殺菌剤ガス吹き出し口３３を排出口閉塞カップ２２で閉塞し、排出される洗浄用液体１５を全て回収し、循環ポンプ２３により加圧し、洗浄用液体１５の流路に、回収された洗浄用液体１５を導入する。導入された洗浄用液体１５は再度、洗浄用液体吹き付け装置１８により加熱面９に吹き付けられる。この場合、回収された洗浄用液体１５を洗浄用液体タンク１６に導入して、洗浄用液体タンク１６に貯留した後に洗浄用液体吹き付け装置１８に供給しても構わない。
洗浄用液体循環装置２１により回収した洗浄用液体１５を加熱面９に吹き付けた後、水又は無菌水を洗浄用液体１５として加熱面９に吹き付け、排出口閉塞カップ２２を殺菌剤ガス吹き出し口３３から脱離させ、洗浄用液体１５を廃棄しなければならない。殺菌剤気化部３の内部から安定剤、酸性化合物又は塩基性化合物、及びその他の添加剤を除去するためである。また、運転中は殺菌剤ガス吹き出し口３３から殺菌剤４のガスを包装材料に吹き付けるため、排出口閉塞カップ２２は脱離させ、運転に支障ないように保持する。
実施の形態３において、実施の形態２と同様に洗浄用液体吹き付け装置１８から、洗浄用液体１５が加熱面９に吹き付けられるが、殺菌剤供給口２５から洗浄用液体１５を噴霧装置２４に供給し、噴霧ノズル２７から殺菌剤気化部３内に洗浄用液体１５を吹き付けても構わない。
以下、本発明を実施例により説明する。
（操作方法）
実施の形態２に示す殺菌剤ガス化装置１を用いた。ここで、殺菌剤気化部３の内面の加熱体８の材質をＳＵＳ３１６Ｌとし、加熱面９も加熱体８と同様材質とした。二流体スプレである噴霧装置２４の殺菌剤供給口２５に、殺菌剤４として３５質量％の過酸化水素と安定剤を含有する過酸化水素水を、６５ｇ／ｍｉｎ．供給した。また、圧縮エア供給口２６には０．５ＭＰａの圧縮エアを供給した。加熱体８の温度は３００℃とした。殺菌剤ガス化装置１を上記の条件で２４時間運転し、その後、以下の洗浄を行った。
殺菌剤ガス化装置１の運転を停止し、加熱体８の温度が１５０℃以下となった後、ポンプ１７により０．２ＭＰａの圧力を加え、２台の洗浄用液体吹き付け装置１８から、殺菌剤気化部３内の加熱面９に無菌水を６０秒間吹き付けた。６０秒間停止し、さらに６０秒間吹き付けを行い、これを５回繰り返した。その後、２台の洗浄用液体吹き付け装置１８から、０．５ＭＰａの圧力のエアを３分間殺菌剤気化部３内に吹き付けた。そこで、加熱体８を昇温し、加熱体８の温度が３００℃となった後、噴霧装置２４から殺菌剤４を１０分間噴霧した後、殺菌剤ガス化装置１の運転を再開した。この操作を３００日間行い、その後、殺菌剤気化部３の内面を観察した。なお実施例は洗浄を繰り返し行った場合であり、比較例は一度も洗浄を行わずに連続して殺菌剤ガス化装置１を運転した場合である。
上記の実施例によれば、殺菌剤ガス化装置１の加熱面９を洗浄することにより、長時間運転後に安定剤が加熱面９に付着せず、安定剤の堆積を防止することが可能であった。一方、洗浄しなかった比較例は安定剤の堆積が確認された。
本発明によれば、加熱面９に安定剤の堆積がなく、加熱面９への加熱体８からの熱伝導性も損なわれず、殺菌剤ガス化装置１は長期間、安定した殺菌剤４のガス化性能を発揮することが可能となった。また、安定剤が凝集し、固形物となって包装材料内へ混入することもなくなった。
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、本発明の要旨内において種々変更可能である。
例えば、殺菌剤ガス化装置１の加熱体８を電熱装置により加熱する場合、加熱電流値が小さくなることにより、加熱面９への安定剤の堆積が生じていることが推定されることから、電流出力値をモニタリングし、この値を洗浄用液体１５の吹き付け時間や加熱体８の温度等の洗浄パラメータに自動で反映させても構わない。また、殺菌剤ガス化装置１の吹き出し口１３に過酸化水素ガス濃度測定機を設け、殺菌剤ガス化装置１のガス化状態を監視し、洗浄用液体１５の吹き付け時間や加熱体８の温度等の洗浄パラメータに自動で反映させても構わない。
１…殺菌剤ガス化装置
２…殺菌剤供給部
１４…洗浄装置
１５…洗浄用液体
１８…洗浄用液体吹き付け装置
１９…エア供給装置
２１…洗浄用液体循環装置

Claims (2)

  1. 殺菌剤供給部及び殺菌剤気化部を備え、前記殺菌剤気化部は内部に加熱体を備え、少なくとも過酸化水素及び安定剤を含む殺菌剤を前記殺菌剤供給部より前記殺菌剤気化部に供給し、前記殺菌剤を前記加熱体の加熱面に接触させて、前記殺菌剤をガス化させる殺菌剤ガス化装置であって、
    前記加熱面を洗浄する洗浄装置が設けられ、当該洗浄装置は洗浄用液体を前記加熱面に吹き付ける洗浄用液体吹き付け装置を備え、
    前記加熱体の電流出力値をモニタリングする加熱体電流出力値モニタリング装置、又は前記殺菌剤のガス化装置の吹き出し口に過酸化水素ガス濃度測定器の少なくともいずれか一方を備え、
    電力出力値又は過酸化水素ガス濃度の少なくともいずれか一方を前記洗浄用液体の吹き付け時間及び前記加熱体の温度である洗浄用パラメータに反映させるコントローラを備えることを特徴とする殺菌剤ガス化装置。
  2. 殺菌剤供給部及び殺菌剤気化部を備え、前記殺菌剤気化部は内部に加熱体を備え、少なくとも過酸化水素及び安定剤を含む殺菌剤を前記殺菌剤供給部より前記殺菌剤気化部に供給し、前記殺菌剤を前記加熱体の加熱面に接触させて、前記殺菌剤をガス化させる殺菌剤ガス化装置を洗浄する洗浄方法であって、
    前記加熱面に洗浄用液体を吹き付けることにより、前記加熱面を洗浄するとき、
    前記加熱体の電流出力値又はガス化される前記殺菌剤の過酸化水素濃度の少なくとも一方を前記洗浄用液体の吹き付け時間及び前記加熱体の温度である洗浄用パラメータに反映させることを特徴とする殺菌剤ガス化装置の洗浄方法。
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