JP2668383B2 - 包装機における滅菌方法及び滅菌装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、無菌包装機械における包装容器の液体内容
物の充填管や該充填管に連通する配管など消毒を要する
部分の液体滅菌剤による滅菌方法及び滅菌装置に関す
る。

〔従来の技術〕

ミルクやジュースなど液体飲料を無菌包装した使い捨
て式の包装容器の製造においては、それら内容物の包装
用の材料ウエブは、包装機械を通過するとき殺菌のあと
管状に折曲げられ、その長手方向縁部は相互に僅かに重
なりシールされて管状へ変形され、その後、内容物は管
の上部開口端から管内へ伸びる充填管を介して連続的に
管に供給される。管の下方への進行の際、管は所定部分
を平坦に押されシールされ、内容物の供給は、管の平坦
な押圧によるシールが行われる箇所の充分上に内容物の
レベルがあるように自動的に制御され、シールが終ると
管はシール領域で横方向に切断することにより分離さ
れ、所要の再成形の後製造工程は完了する。

上述の型式の包装機が、無菌包装の製造に使用される
とき、充填は無菌状態で行われる。このため、包装機に
おいては充填作業を行うに先立ち、内容物の充填管及び
充填管に連通して内容物を送るための配管や、該配管以
外に、充填管外側部より管状ウエブ内の内容物の上方
に、非滅菌空気が周囲の大気から侵入できないように、
無菌空気を管状ウエブ内に送入するための無菌空気送入
管、及び該送入管に通過して無菌空気を送るための配
管、その他、滅菌を必要とする箇所の消毒が行われる。
この場合、従来の機械では、それらの箇所の消毒を高温
の加熱空気によって行なって来たが、その高熱による配
管途中のバルブのパッキンやウエブに対する悪影響をさ
けるため、最近の機械では過酸化水素を用いてその気化
した蒸気で以前より温度を下げて消毒を行うようになっ
て来ている。この過酸化水素による消毒は、加熱空気を
送る配管途中に設けられた過酸化水素と加熱空気との混
合室にノズルを開口して液状の過酸化水素（過酸化水素
の水溶液）を噴霧せしめてその蒸気をつくり、該蒸気と
加熱空気との混合体を消毒の必要な充填管やその配管そ
の他の箇所に送り、例えば特開昭53−47548号公報に記
載されているような方法、すなわち、滅菌剤を高温空気
流と混合するように霧化して蒸発した滅菌剤を混合した
空気の露点が殺菌する表面の温度よりも高くして、該殺
菌する表面に滅菌剤を均等な層状に凝結させるようにこ
れを冷却する前記表面に導き、次に滅菌剤を再度除去す
るという方法（該公報の実施例ではウエブの殺菌）で以
て上記消毒を必要とする充填管や配管などの消毒を行っ
ている。そして、その実施に当っては消毒を必要とする
箇所は予めその表面温度を包装機の他の縦シール用熱風
用ノズルのような熱源の予焼熱操作に基く温度上昇から
冷却を行い、その後、前述のごとく過酸化水素の蒸気と
加熱空気との混合体により消毒を行なうようにしてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の上記のような過酸化水素を使用して包装機の所
要部を消毒する方法では、消毒するに先立ち、充填管及
びそれに連通して内容物を送るための配管其の他消毒を
必要とする箇所の表面温度を滅菌剤と空気との混合体の
露点より低く下げるため、それ等の箇所の冷却（10分〜
15分）を行う必要があった。従って冷却のための時間的
なロスや、それに伴うコストの上昇は避けられなかっ
た。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであって、包
装機において液体滅菌剤による消毒を行うに当り、消毒
すべき表面温度を下げるための冷却作業を省略するこ
と、すなわち、消毒すべき表面に被覆結露させるべき液
体滅菌剤の蒸気と加熱空気との混合体の点を表面冷却を
行わないで結露できるような温度に上げる滅菌方法を提
供することを目的としており、さらに、液体滅菌剤の上
記気化を効率的に行い、且つ滅菌を要する部分の乾燥を
良好に行う方法及び滅菌装置の提供を目的とし、包装機
における液体滅菌剤を用いた滅菌時の時間的ロスをなく
し、作業能率を上げ、コストを低減させることを目的と
するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の滅菌方法におい
ては、加熱空気の通過により大量の熱貯蔵が可能な熱貯
蔵用配管を用いて、これに高温度の加熱空気を通過せし
めて該熱貯蔵用配管を予熱の後滅菌を要する部分を通過
せしめることなく排出し、該熱貯蔵用配管内を通過する
該高温度の加熱空気中に、液体滅菌剤を所定時間噴霧状
態で注入して気化させるとともに気化による滅菌剤の蒸
気と加熱空気との混合体の温度の低下を抑制せしめ、該
滅菌剤の蒸気と加熱空気との混合体を上記熱貯蔵用配管
に連続的に設けられ冷却しないで上記混合の露点より低
温状態にある滅菌を要する部分に接触通過せしめて、該
滅菌を要する部分の表面に滅菌剤を均等に被覆するよう
に凝結させた後、上記高温度の加熱空気の温度より低い
所定温度の加熱空気の通過接触により、凝結した滅菌剤
を蒸発させて除去せしめる方法を用いている。

また、滅菌剤と加熱空気との混合体の露点より低温状
態にある滅菌を要する部分の表面温度は最大70゜〜90℃
の範囲であるとよく、該混合体の露点は最低90℃以上に
する必要がある。

また、液体滅菌剤の噴霧は、滅菌剤供給用管に付設す
るノズルの開口部を、熱貯蔵用配管途中に介在させたベ
ンチュリー管のスロート部に開口せしめることが望まし
い。

また、熱貯蔵用配管の肉厚は滅菌を要する部分の肉厚
より厚いものにして熱貯蔵することが望ましい。この場
合には厚肉の熱貯蔵要配管内に熱交換部材を設けるとよ
い。

また、噴霧は15秒〜20秒行うとよい。

また、本装置に使用する液体滅菌剤は過酸化水素が最
適で通常入手可能な過酸化水素の水溶液が用いられる。

なお、熱貯蔵用配管の予熱に当っては、予熱の終った
加熱空気を、滅菌を要する部分を経由することなく排出
させて、該滅菌を要する部分へ流れないようにするとよ
い。

さらに、加熱空気の熱貯蔵用配管への供給部には、高
温度の加熱空気を供給する手段に接続された該手段へ導
入される空気と該手段により排出される空気との間で熱
交換を行いうるように構成された熱交換器を設け、予熱
時には、高温加熱空気を、前記熱交換器で熱交換を行う
ことなく熱貯蔵用配管に供給し、混合体供給時には、高
温加熱空気を前記熱交換器で熱交換を行うことなく熱貯
蔵用配管に供給し、乾燥時には、混合体の供給を停止し
た後に、高温加熱空気は、前記熱交換器で熱交換を行い
つつ熱貯蔵用配管に供給せしめるようにするのが効果的
である。

一方、滅菌を要する部分（13,15……）を有する包装
機における滅菌装置としては、空気かか水分を除去する
空気乾燥手段（11）と、前記空気乾燥手段（11）により
得られた乾燥空気を高温加熱空気にする加熱手段（10）
と、前記加熱手段（10）に接続され、該加熱手段（10）
へ導入される空気と該加熱手段（10）より排出される空
気との間で熱交換を行いうるように構成された熱交換器
（19）と、前記高温加熱空気に液体滅菌剤を噴霧してそ
の混合体とする滅菌剤噴霧手段（21）と、前記滅菌剤噴
霧手段（21）と滅菌を要する部分（13,15……）との中
間に介在する熱貯蔵用配管（16,17）とからなり、前記
空気乾燥手段（11）、前記加熱手段（10）を経て得られ
た高温加熱空気を、前記熱交換器（19）で熱交換を行う
ことなく熱貯蔵用配管（16,17）に一定時間供給し、滅
菌を要する部分（13,15……）に供給することなく外部
へ排出することにより該熱貯蔵用配管（16,17）の予熱
を行い、次に、同じく前記空気乾燥手段（11）、前記加
熱手段（10）を経て得られた高温加熱空気を、前記熱交
換器（19）で熱交換を行うことなく熱貯蔵用配管（16,1
7）に供給し、その際前記滅菌剤噴霧手段（21）を動作
させて該熱貯蔵用配管（16,17）内で高温の混合体と
し、これを滅菌を要する部分（13,15……）に供給して
凝結させ、更に、前記滅菌剤噴霧手段（21）を停止させ
た後に、同じく前記空気乾燥手段（11）、前記加熱手段
（10）を経て得られた高温加熱空気を、前記熱交換器
（19）で熱交換を行いつつ熱貯蔵用配管（16,17）を経
て滅菌を要する部分（13,15……）に供給して、当該部
分に凝結している滅菌剤を蒸発除去せしめるようにした
滅菌装置が用いられる。

〔作 用〕

上記のように構成された本発明の滅菌方法にあって
は、高温度の加熱空気の通過により予熱される熱貯蔵用
配管には大量の熱が貯蔵される。従ってその中を流れる
高温度の加熱空気中に液体滅菌剤が所定時間噴霧注入さ
れるとき、該液体滅菌剤は気化して蒸気となりその際気
化熱が吸収され滅菌剤の蒸気と加熱空気との混合体の温
度は大きく低下しようとするが、該気化熱は気化熱の際
熱貯蔵用配管に貯蔵された熱が該配管内壁面より補給さ
れ該混合体の温度低下は抑制せしめられる。このため、
空気温度と、滅菌剤の量と空気の量との間の比とにより
変動する該混合体の露点は低下を防止されて、熱貯蔵用
配管の管壁より気化が補給されないときに比較して該露
点は上昇せしめれる。従って該混合体が、該熱貯蔵用配
管に連続的に設けられる滅菌を要する部分に接触状態で
通過せしめられるとき、それらは通常冷却しないでも該
混合体の露点より低温状態であるため、該配管の内面な
ど滅菌を要する部分の表面により混合体は冷却せしめら
れ、滅菌剤の蒸気は凝縮せしめられて該表面に均等な被
覆をつくるが、その後、当初の高温度の加熱空気の温度
より低い所定温度の加熱空気の接触通過により凝縮した
滅菌剤が蒸発除去せしめられて該表面は滅菌消毒せしめ
られる。

また、滅菌を要する管内部などの表面温度は最大70゜
〜90℃の範囲とすれば、包装機においては通常冷却しな
いですむ場合の温度であって、この場合熱貯蔵用配管を
使用して混合体の露点を90℃以上とすることにより円滑
に被滅菌面に滅菌剤を凝結させることができる。

また、液体滅菌剤の噴霧の際、ノズルの開口部を、熱
貯蔵用配管中にベンチュリー管を設けてそのスロート部
に開口せしめると、ベンチュリー管のスロート部では加
熱空気の流速は増し内圧は低下しより迅速に気化が行わ
れる。

また、熱貯蔵用配管の肉厚を滅菌する部分の肉厚より
厚いものとすることにより、熱容量が大きくなり熱貯蔵
量が増加し、気体した滅菌剤と加熱空気との混合体の露
点の低下を容易に防止することができ、該混合体に対す
る熱の伝達は、上記熱貯蔵用配管内に熱交換部材を設け
ることにより効率的に且つ迅速にこれを行なうことがで
き、噴霧は15〜20秒行うことにより効率的に作業を行う
ことができる。

また、液体滅菌剤としては、過酸化水素が有効に作用
する。

なお、上記熱貯蔵用配管の予熱時には、予熱の終った
加熱空気を、滅菌を要する部分を経由することなく排出
せしめることにより、該滅菌を要する部分の温度上昇完
全に防止することができる。

また、高温度の加熱空気を熱貯蔵配管へ供給する手段
に、該手段に導入される空気と該手段より排出される空
気との間で熱交換行いうるようにした熱交換器を設け、
熱貯蔵用配管の予熱時及びそれに続く高温加熱空気中に
液体滅菌剤を噴霧して行う混合体供給時には、共に高温
加熱空気を前記熱交換器で熱交換を行うことなく該熱貯
蔵用配管に供給し、乾燥時には、混合体の供給を停止し
た後に、高温加熱空気を前記熱交換器で熱交換を行いつ
つ熱貯蔵用配管に供給せしめるようにすると、前記高温
加熱空気の温度より低い所定温度の加熱空気が滅菌を要
する部分に供給され、当該部分に凝結している滅菌剤は
蒸発除去されて充填管のパッキンなどに対する高温度の
悪影響をさけて滅菌を要する当該部分を良好に滅菌乾燥
させることができる。

〔実施例〕

本発明の方法を添付の図面に基いて説明する。

図面は、本発明の滅菌方法を所要部に行うようにした
包装機の充填装置を図式的に示すもので、液体滅菌剤を
噴霧中の状態を示すものである。

先ず、本発明の理解を容易にするため、本発明の背景
となる液体滅菌剤による滅菌方法の基本原理について説
明する。

すなわち、特定量の液体滅菌剤を加熱空気中へ噴射す
るとき、空気温度が充分に高く液体滅菌剤の空気混合物
の凝縮温度より高い限り、滅菌剤は空気に吸収され保有
される。この滅菌剤の気化した蒸気を吸収保有する空気
混合体（濕りガス）が凝結温度である露点以下に降下す
ると、空気はそのような多量の液体を保有し得ず該液体
の一部は凝結する。蒸気を保有した空気混合体において
空気の温度と液体滅菌剤の量と空気の量との間の比によ
り露点が決る。従って、形成された混合体の露点より低
い温度にある滅菌すべき物の表面にふれると、該表面に
接触した該混合体の部分はこれにより冷却され蒸気分は
凝結し、該表面は液体滅菌剤の均等な層で被覆される。
その後適当な温度の加熱空気により該表面が加熱され滅
菌剤が蒸発するとき滅菌が行われる。本発明においては
上述の原理をベースに包装機械の滅菌すべき所要の部分
の滅菌を効率的に行うようにしている。

この包装機では、充填に際して図示しないロールから
巻き出され包装機内の過酸化水素浴槽を通過消毒された
ウエブ（１）は包装機上部で所要のガイドローラ上を通
り、乾燥され且つ、送りを規制され乍ら垂直下方へ包装
機を通過する。包装機を通る下方連動の際ウエブ（１）
は管状に変形されその２つの長手方向縁部がシールされ
た後、形成された材料チューブ（４）には、該チュウー
ブ（４）の上部開口端を通り材料チューブ（４）が終る
その下端に近く下方へのびている充填管（12）を介し
て、所要の滅菌された内容物例えばミルクなどが充填さ
れる。充填管（12）の下端から下方への或る距離に材料
チューブ（４）の両側に配置された密封ジョー（７）に
より、垂直下方へ移動する充填された該チューブ（４）
に横方向にシールが等しい距離で行われ、該チューブ
（４）は同様な横方向の切断により該シール部で分離さ
れる。このようにして形成される包装物（９）は、その
後所要の再成形の後に製造工程は完了する。

包装機は、製造に先立ち液体滅菌剤により所要部の滅
菌が行われる。滅菌剤としては過酸化水素が用いられ
る。包装機と協働する本発明の方法による滅菌装置は、
空気圧縮機（８）と該圧縮機に連結され、空気から凝結
した水分を除去するための水分離器（11）とを備えてい
る。空気は若干の水分を含有しており、該水分離器（1
1）は、空気混合時における滅菌剤の希釈化を防ぐとと
もに、予熱その他乾燥などの作業用に空気から出来るだ
け水分を除去するためのものである。このように脱水さ
れた乾燥空気（３）は加熱され、加熱された空気中に液
体滅菌剤である過酸化水素（５）（通常35％の水溶液と
して入手される）を噴射し気化せしめて過酸化水素の蒸
気を作るためと、過酸化水素の蒸気と加熱空気との混合
体の温度を過酸化水素の気化にもとづく温度低下を防止
して高温度に保つために、後述する熱貯蔵用配管（1
6），（17）の予熱などのためとに用いられる。水分離
器（11）から出た脱水された空気（３）は所定の配管を
経て熱交換器用流路転換弁（29）に導かれる。該転換弁
（29）は、滅菌装置の作動状態に応じ転換弁内部のピス
トン（29a）の移動により、一方では消毒のための過酸
化水素（５）の噴霧時及び該噴霧に先立つ熱貯蔵用配管
（16），（17）の予熱時等の高温空気を該熱貯蔵用配管
管（16），（17）に導入するときと、他方では該熱貯蔵
用配管（16），（17）に弁装置を介して連結される消毒
すべき配管などに前記高温空気より低温の乾燥用空気を
送って配管内面など消毒すべき表面に凝結した液体滅菌
剤である過酸化水素（５）を蒸発気化せしめて滅菌乾燥
せしめる場合とに応じ、その流路を切換えるようになっ
ている。すなわち、高温加熱空気を熱貯蔵用配管（1
6），（17）に導くときは図において上下動するピスト
ン（29a）は図示のごとく下方にあり、水分離器（11）
より出た脱水空気（３）は、上記転換弁（29）の上部よ
り熱交換器（19）の側路管（19a）を経て空気高温加熱
器（10）に導かれ該高温加熱器（10）を通過する間にヒ
ーター（10a）により約360℃に加熱されて再び熱交換器
（19）を通過して配管の分岐部（27）から各熱貯蔵用配
管（16），（17）に導かれる。一方、乾燥のための加熱
空気を用いるときは、上記ピストン（29a）は図におい
て上方に移動し、脱水空気（３）は熱交換器（19）内部
を通過して空気高温加熱器（10）に導かれ、高温に加熱
された空気は熱交換器（19）通過するとき熱交換板（19
b）を介して水分離器（11）より導かれた空気（３）に
より冷却されて適当な加熱温度となり配管分岐部（27）
より各熱貯蔵用配管部（16），（17）とそれらに連結さ
れた後述する弁装置（23），（26）を経てそれぞれ滅菌
剤を蒸発乾燥させるべき配管部（13），（15）へ導かれ
る。熱交換器（19）を通過した空気を導く配管の分岐部
（27）から分れた２つの配管（16），（17）側には、そ
れぞれベンチュリー管（20）が接続され、一方（図面で
は下方）の配管（16）は、包装容器に充填すべき液体内
容物である無菌生産物（２）の充填管（12）及びそれに
連通する配管（13）への供給を制御するための無菌生産
物用弁装置（23）に連通し、他方（図面では上方）の配
管は、充填時管状ウエブ（４）内の内容物の上方に無菌
空気を送入するための無菌空気送入管（14）及びそれに
連通する配管（15a）と滅菌室（30）に連通する配管（1
5b）とへの配管（15）に対する加熱空気の流れを作動状
態に応じ外部に逃すための加熱空気流路転換弁（26）に
導かれる。上記無菌生産物弁装置（23）は、無菌生産物
（２）のプロダクトラインの主管路に連通する生産物用
弁（23a）と、後述する滅菌用空気混合体や洗滌液の流
路を開閉する無菌空気弁（23b）及び該弁装置内部に上
記主管路に対し滅菌蒸気障壁を作るための蒸気障壁弁
（23c）とよりなり、プロダクトラインからの無菌生産
物（２）の流れや熱貯蔵用配管（16）からの滅菌用空気
混合体（６）の流れ等を滅菌装置の作動状態に応じて切
換えるようになっている。すなわち、生産時には生産物
用弁（23a）は開き無菌空気弁（23b）は閉じ、蒸気障壁
弁（23c）の弁体は上方に移動し、生産物（２）は弁装
置を通り配管（13）に入り、滅菌消毒時には図示の状態
となる。また、上記２つのベンチュリー管（20）のそれ
ぞれのスロート部（20a）には、図示しない過酸化水素
タンクからポンプにより送られて来た加圧状態の過酸化
水素（５）を導くための配管（22）の末端が２つの分岐
してそれぞれノズル（21）が開口している。なお、上記
加熱空気流路転換弁（26）はピストン（26a）の移動に
より熱貯蔵用配管（17）からの空気の流れを無菌空気送
入管（14）側の配管（15）側と外部側とに切換えるもの
で加熱空気を該配管（15）に導くときは図において左右
動するピストン（26a）は図示のごとく左方にあり、加
熱空気を外部に放出するときは該ピストン（26a）は右
方に移動する。さらに、前記無菌生産物用弁装置（23）
の無菌空気弁（23b）には、該弁（23b）への流入用配管
である熱貯蔵用配管（16）の末端開口部に対面して開口
し且つ該配管（16）と連通する管（34）に弁（24）を付
設し、滅菌装置の作動状態に応じ該弁（24）は、熱貯蔵
用配管（16）内に過酸化水素（５）を噴霧気化せしめる
に先立ち該管（16）を加熱空気で予熱する場合には、予
熱の終った加熱空気を外部に排出を可能とするととも
に、予熱を行う時以外はこれを閉鎖して、熱貯蔵用配管
（16）から流入する加熱空気や洗滌液を充填管（12）に
連通する配管（13）側へ移送可能としている。上記熱貯
蔵用配管（16），（17）は管壁を厚く例えば5mmの肉厚
として熱貯蔵用配管の熱容量を大きくして大量の熱貯蔵
を可能としている。（なお、図において管壁の断面表示
箇所は厚肉箇所を表わしており配管分岐点（27）の若干
手前より厚肉としている。）また、滅菌室（30）の下方
に位置する符号（32）は、管状ウエブ（４）の２つの長
手方向縁部を加熱溶着するための縦シール用熱風用ノズ
ルを示し、符号（33）は該熱風用ノズル（32）に加熱空
気を送るための空気加熱器を示す。

次に、液体滅菌剤である過酸化水素（５）による包装
器の充填部の滅菌について説明する。図面は過酸化水素
（５）を熱貯蔵用配管（16），（17）内に噴霧して過酸
化水素の蒸気と加熱空気との混合体（６）を作り、所要
部の滅菌を行うときの状態を示すものである。使用する
過酸化水素（５）（通常水溶液として入手される）は、
過酸化水素（H₂O₂）と水との混合体であって過酸化水素
（H₂O₂）は少なくとも35％含み、この35％の含有率のも
のが最も適切に用いられるものである。この過酸化水素
（５）による消毒に先立ち、予め熱貯蔵用配管（16），
（17）部分を高温の加熱空気により予熱する。すなわ
ち、空気圧縮機（８）で圧縮された空気は水分離器（1
1）で水分を分離され、脱水された空気（３）は熱交換
器用流路切替弁（29）に入り、図においてその上部より
熱交換器の側路管（19a）を経由して空気高温加熱器（1
0）に入り、通電され加熱状態にあるヒーター（10a）に
加熱され、加熱された高温（約360℃）の高温加熱空気
は再び熱交換器（19）を熱交換されることなく通過して
流路の分岐点（27）に導かれる。そして該分岐点（27）
より、上記高温加熱空気は、熱貯蔵用配管（16），（1
7）の予熱時、すなわち、過酸化水素（５）を噴霧する
前の予熱時には、充填管（12）側の熱貯蔵用配管（16）
側と、それ以外の滅菌空気送入管（14）及び滅菌室（3
0）側とに対し、流量の約2/3は前者の熱貯蔵用配管（1
6）側へ、該流量の約1/3は後者の熱貯蔵用配管（17）側
へ流れるようにする。このようにすることにより効率的
に所要箇所の過酸化水素消毒のための予熱を行うことが
できる。分岐的（27）を通過し充填管側の熱貯蔵用配管
（16）と板の側の熱貯蔵用配管（17）に流入した高温の
加熱空気は、所定の予熱時間（15〜20秒）それらの管壁
の加熱を行なった後、充填管側の熱貯蔵用配管（16）に
流入した空気は無菌生産物用弁装置（23）の無菌空気弁
（23b）部分を通過し管（34）から予熱時のみ開き状態
にある弁（24）より外方に排出される。このとき、無菌
生産物用弁装置（23）の無菌空気弁（23b）は、その弁
体が移動（図示より上方へ移動）して閉鎖状態にあっ
て、高温加熱空気は充填管（12）への配管（13）には入
らないようになっている。また、蒸気障壁弁（23c）及
び生産物弁（23a）は図示の状態であって無菌生産物
（２）の充填管側への流入は停止され、蒸気障壁弁（23
c）内は滅菌用蒸気で満たされている。一方、他の側の
熱貯蔵用配管（17）に流入した高温加熱空気はその管壁
の加熱を行なった後、予熱時に図において右行状態にあ
るピストン（26a）（想像線で示す）のため、加熱空気
流路転換弁（26a）内を左側に移動して外部に排出され
る。このようにすることにより、充填管（12）及びそれ
に連通する配管（13）や、筒状ウエブへの無菌空気送入
管（14）とそれに連通する配管（15），（15a）及び滅
菌室（30）上部に連通する配管（15b）など消毒すべき
箇所には高温加熱空気が流れないためその温度上昇は完
全に防止され、上記予熱作業以前に行われる縦シール用
熱風ノズル（32）の予熱などの作業による機械内部の雰
囲気温度（最大70゜〜90℃）に保たれる。所定時間の予
熱を行い充分に上記熱貯蔵用配管（16），（17）内に大
量の熱貯蔵が行われた後、連続して高温の加熱空気は該
熱貯蔵用配管（16），（17）側に送られる。そして、図
示しない過酸化水素タンクからポンプにより送られて来
た少くとも35％の過酸化水素（H₂O₂）と水との混合体で
ある過酸化水素（水溶液）（５）は配管（22）を経由し
２つに分かれた各ノズル（21）の先端より熱貯蔵用配管
（16），（17）に設けられたそれぞれのベンチュリー管
（20）に加圧された状態で該ベンチュリー管（20）を通
過する高温加熱空気中に噴霧される。この噴霧時間は15
〜20秒が適当で上限として40秒〜50秒とすることも可能
である。この際、ノズル開口部はベンチュリー管（20）
のスロート部（20a）にあるため、ベンチュリー管（2
0）を通過する高温加熱空気はスロート部（20a）で流速
を増やし圧力が低下するのとともに霧状に噴射された過
酸化水素は大量の熱が貯蔵された熱貯蔵用配管（16），
（17）内の壁面より熱を補給され瞬時に気化が行われ
る。この噴霧中に加熱空気の温度は320℃（噴霧開始
時）から200℃（噴霧終了時）の間に変化する。また、
蒸気熱貯蔵用配管（16），（17）内に放射状にひれ状の
ものを設けることにより、熱貯蔵用配管（16），（17）
からの熱転換をしやすくして再凝縮のおそれなく効率的
に気化を行うことができる。気化した過酸化水素の蒸気
は高温空気流と混合して滅菌剤である過酸化水素と空気
との混合体（６）となるが、気化の際の気化熱の吸収の
ため混合体（６）の温度は大きく低下しようとしても熱
貯蔵用配管（16），（17）内を通過する間に大量の熱を
補給されて該温度は低下を抑制されて所要の高温度の状
態を保って、すなわち、混合体（６）の露点が熱補給を
受けない場合と比較して上昇した状態となって、前者の
熱貯蔵用配管（16）を流れる上記混合体（６）は無菌生
産物用弁装置（23）を経て滅菌すべき充填管への配管
（13）より充填管（12）へ導かれ、後者の熱貯蔵用配管
（17）を流れる混合体（６）は加熱空気流路転換弁（2
6）を経て〔このとき、該弁（26）内の弁体（26a）は図
示のごとく左行状態にある〕配管（15）より一方は配管
（15a）を経て管状ウエブ（４）内への無菌空気送入管
（14）へ、他方は配管（15b）を経て滅菌室（30）上方
から該滅菌室（30）内に吹き込まれる。

このとき、これらの滅菌すべき配管（13），（15），
（15a），（15b）や充填管（12），無菌空気送入管（1
4）の内面、及び滅菌室（30）内の無菌空気送入管（1
4）や充填管（12）の外側面などの表面温度は、充填機
の前作業による雰囲気の温度でたとえば縦シール用熱風
ノズル部（32）のような熱源となるものに近くしても最
大70゜〜90℃の範囲で納まるため、特に冷却作業（普通
10分〜15分）を行わなくても、上記混合体の露点以下に
あるこれら滅菌すべき表面に上記混合体に含まれる過酸
化水素の蒸気は薄い層となって被覆し凝結される。な
お、上記作業の間は無菌生産物用弁装置（23）の無菌空
気弁（23b）に管（34）を介し連なる弁（24）は閉鎖状
態にある。上記凝結した滅菌剤である過酸化水素の被膜
は適当な時間の後、上記高温加熱空気の温度より低い
（充填管のパッキンなどに対する高温度の悪影響をさけ
るため）所定温度の加熱空気を前記の配管などの流路を
通過せしめることによりこれを蒸発せしめて滅菌が行わ
れる。すなわちこの場合は、熱交換器用流路転換弁（2
9）のピストン（29a）は図において上昇した位置（想像
線で示す）にあり、水分離器（11）から出た脱水空気
（３）は該流路転換弁（29）に入り該弁（29）の下方か
ら熱交換器（19）内を通過して空気高温加熱器（10）内
を経由し、高温に加熱された空気は再度熱交換器（19）
を通過するが、このとき該空気は熱交換器（19）に流入
する脱水空気（３）により熱交換板（19b）を介して冷
却され、前述の過酸化水素の噴霧時における高温加熱空
気の温度より温度の低下した加熱空気が配管分岐点（2
7）より前述の如くして滅菌消毒すべき配管や充填管な
どに送られ、滅菌すべき表面に凝結被覆した過酸化水素
（５）はその被覆面により気化蒸発しこれにより滅菌乾
燥が行われ、蒸発した過酸化水素は加熱空気とともに包
装機から排出される。この間加熱空気の温度は、当初の
200℃から気化後の乾燥時まで130℃の間で変化する。こ
の場合、滅菌すべき表面は冷却されていないため初期温
度が高く良好な乾燥が得られ、且つ、生産開始時には過
酸化水素の残量をより少くすることができる。

〔発明の効果〕

上記の説明から明らかなように、本発明によれば、以
下に記載されるような効果がある。

すなわち、ミルクなどの液体飲料を無菌包装して使い
捨て式の包装容器を製造する場合、それらの無菌の液体
内容物をプロダクトラインである主管路からその流路を
制御する弁装置を介して包装機械に導入し充填作業を行
うに先立ち、内容物の上記弁装置からの通路である配管
や、内容物の充填管などの滅菌を要する部分を滅菌する
に当り、最近の改良された消毒システムでは過酸化水素
の蒸気による滅菌を行っているが、この滅菌作業を行う
には予め滅菌を要する部分を冷却する必要があり、時間
的ロスやそれに伴うコストの上昇は避けられなかったの
であるが、本発明の方法を採用することにより、液体滅
菌剤の蒸気と加熱空気との混合体の露点を、該混合体を
再加熱することなく、容易に滅菌を要する部分の表面冷
却を行わないでも結露できるような温度に上げることが
でき、上記滅菌を要する部分の如何なる冷却作業をも省
略して、滅菌を要する部分の表面に滅菌剤の良好な凝縮
を行なうことができて作業能率を上げコストダウンに寄
与することができる。さらに、滅菌を要する部分の冷却
作業を行わないことから滅菌を要する被滅菌面のより良
好な乾燥が得られ、生産開始時における滅菌剤の残量を
より少くしてより安全な滅菌作業ができる。

また、滅菌を要する部分の表面温度を最大70゜〜90℃
とすることは、滅菌を要する部分の冷却作業を省略する
ことのできる適当な温度であって、液体滅菌剤と空気と
の混合体の露点90℃以上とすることにより、包装機にお
いて滅菌を要する部分の冷却作業を伴わない省略化した
滅菌作業を円滑に行うことができる。

また、ノズルの開口部を熱貯蔵用配管に介在させたベ
ンチュリー管のスロート部に開口せしめると迅速な気化
が可能で、さらに、熱貯蔵用配管の肉厚を、該熱貯蔵用
配管に接続される滅菌を要する部分の肉厚より厚くする
ことにより大量の熱貯蔵を容易に行うことができ、滅菌
剤と空気との混合体の露点を上げる場合に有効である。
この場合、熱貯蔵用配管内に熱交換部材を設けることに
より、さらに上記混合体の露点を上げる場合、効率的で
ある。

また、液体滅菌剤の噴霧は15〜20秒の時間とすること
により、包装機においては無駄のない効率的な消毒作業
を行うことができ、液体滅菌剤としては過酸化水素が最
適に使用できる。

なお、上記方法を行うに当り、熱貯蔵用配管の予熱を
終った加熱空気を、滅菌を要する部分を経由することな
く排出せしめることにより、滅菌を要する部分の温度上
昇を完全に防止し、滅菌を要する被滅菌面上の液体滅菌
剤の凝結を効率良く行うことができる。

さらに、高温度の加熱空気の熱貯蔵用配管への供給部
に熱交換器を設け、滅菌を要する部分の乾燥時にのみ高
温加熱空気を熱交換器で熱交換を行いつつ熱貯蔵用配管
に供給するようにすると、前記高温加熱空気の温度より
低い所定温度の加熱空気が滅菌を要する部分に供給さ
れ、滅菌剤の蒸発除去時に充填管のパッキンなどに対す
る高温度における悪影響をさけて滅菌を要する部分を良
好に滅菌乾燥させることができる。

そして、包装機における滅菌装置として前記した装置
を採用することにより、滅菌を要する部分の表面に凝結
せしむべき液体滅菌剤と加熱空気との混合体の露点を上
げて、滅菌作業に先立って必要としていた滅菌を要する
部分の冷却作業を省略するとともに、乾燥時には具備し
た熱交換器を使用して高温度による悪影響をさけて滅菌
を要する部分を良好に滅菌乾燥させることのできる滅菌
装置を容易に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の滅菌方法を実施する包装機の充填装置
の一実施例を図式的に示すもので、液体滅菌剤を噴霧中
の状態を示す。 （１）……ウエブ、（２）……無菌の液体内容物（無菌
生産物）、（３）……脱水した空気、（４）……材料チ
ューブ、（５）……液体滅菌剤（過酸化水素）、（６）
……滅菌剤と空気との混合体、（８）……空気圧縮機、
（10）……空気高温加熱器、（11）……水分離器、（1
2）……充填管、（13）……充填管用配管、（14）……
無菌空気送入管、（15），（15a），（15b）……無菌空
気送入用配管、（16），（17）……熱貯蔵用配管、（1
9）……熱交換器、（20）……ベンチュリー管、（20a）
……スロート部、（21）……ノズル、（23）……無菌生
産物用弁装置、（30）……滅菌室。

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】無菌の液体内容物の包装機における充填管
   及び該充填管に連通する配管等の滅菌を要する部分の滅
   菌方法であって、加熱空気の通過により大量の熱貯蔵を
   可能とした熱貯蔵用配管内に高温度の加熱空気を通過せ
   しめて該熱貯蔵用配管を予熱の後、滅菌を要する部分を
   通過せしめることなく排出し、該熱貯蔵用配管内を通過
   する上記高温度の加熱空気中に、液体滅菌剤を所定時間
   噴霧注入して気化せしめるとともに気化による滅菌剤の
   蒸気と加熱空気との混合体の温度低下を抑制せしめ、該
   混合体を上記熱貯蔵用配管に連続的に設けられ冷却しな
   いで該混合体の露点により低温状態にある滅菌を要する
   部分に接触通過せしめて、該滅菌を要する部分の表面に
   滅菌剤を均等に被覆凝結せしめた後、上記高温度の加熱
   空気の温度より低い所定温度の加熱空気の通過接触によ
   り該滅菌を要する部分に凝結した滅菌剤を蒸発除去せし
   めることを特徴とする包装機における液体滅菌剤による
   滅菌方法。
2. 【請求項２】滅菌剤と加熱空気との混合体の露点より低
   温状態にある滅菌を要する部分の表面温度は最大70゜〜
   90℃であることを特徴とする請求項１記載の包装機にお
   ける液体滅菌剤による滅菌方法。
3. 【請求項３】滅菌剤と加熱空気との混合体の露点は90℃
   以上であることを特徴とする請求項１又は２記載の包装
   機における液体滅菌剤による滅菌方法。
4. 【請求項４】液体滅菌剤の噴霧は、滅菌剤供給用管に付
   設するノズルの開口部を、上記熱貯蔵用配管中に介在さ
   せたベンチュリー管のスロート部に開口せしめて行わし
   めることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載
   の包装機における液体滅菌剤による滅菌方法。
5. 【請求項５】熱貯蔵用配管の肉厚を該熱貯蔵用配管に接
   続される滅菌を要する部分の肉厚より厚いものとするこ
   とを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の包装
   機における液体滅菌剤による滅菌方法。
6. 【請求項６】熱貯蔵用配管内に、熱交換部材を設けるこ
   とを特徴とする請求項５記載の包装機における液体滅菌
   剤による滅菌方法。
7. 【請求項７】液体滅菌剤の所定時間の噴霧は15〜20秒で
   あることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載
   の包装機における液体滅菌剤による滅菌方法。
8. 【請求項８】液体滅菌剤が過酸化水素からなることを特
   徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の包装機にお
   ける液体滅菌剤による滅菌方法。
9. 【請求項９】熱貯蔵用配管の高温度の加熱空気による予
   熱時には、予熱を終わった該加熱空気を、滅菌を要する
   部分を経由することなく排出せしめることを特徴とする
   請求項１乃至８のいずれかに記載の包装機における液体
   滅菌剤による滅菌方法。
10. 【請求項１０】高温度の加熱空気を供給する手段に接続
    された該手段へ導入される空気と該手段より排出される
    空気との間で熱交換を行いうるように構成された熱交換
    器を設け、予熱時には、高温加熱空気を、前記熱交換器
    で熱交換器で熱交換を行うことなく熱貯蔵用配管に供給
    し、混合体供給時には、高温加熱空気を前記熱交換器で
    熱交換を行うことなく熱貯蔵用配管に供給し、熱乾燥時
    には、混合体の供給を停止した後に、高温加熱空気を、
    熱交換を行いつつ熱貯蔵用配管に供給せしめるようにし
    たことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の
    包装機における液体滅菌剤による滅菌方法。
11. 【請求項１１】滅菌を要する部分（13,15……）を有す
    る包装機において、空気から水分を除去する空気乾燥手
    段（11）と、前記空気乾燥手段（11）により得られた乾
    燥空気を高温加熱空気にする加熱手段（10）と、前記加
    熱手段（10）に接続され、該加熱手段（10）へ導入され
    る空気と該加熱手段（10）により排出される空気との間
    で熱交換を行いうるように構成された熱交換器（19）
    と、前記高温加熱空気に液体滅菌剤を噴霧してその混合
    体とする滅菌剤噴霧手段（21）と、前記滅菌剤噴霧手段
    （21）と滅菌を要する部分（13,15……）との中間に介
    在する熱貯蔵用配管（16,17）とからなり、前記空気乾
    燥手段（11）、前記加熱手段（10）を経て得られた高温
    加熱空気を、前記熱交換器（19）で熱交換を行うことな
    く熱貯蔵用配管（16,17）に一定時間供給し、滅菌を要
    する部分（13,15……）に供給することなく外部へ排出
    することにより該熱貯蔵用配管（16,17）の予熱を行
    い、次に、同じく前記空気乾燥手段（11）、前記加熱手
    段（10）を経て得られた高温加熱空気を、前記熱交換器
    （19）で熱交換を行うことなく熱貯蔵用配管（16,17）
    に供給し、その際前記滅菌剤噴霧手段（21）を動作させ
    て該熱貯蔵用配管（16,17）内で高温の混合体とし、こ
    れを滅菌を要する部分（13,15……）に供給して凝結さ
    せ、更に、前記滅菌剤噴霧手段（21）を停止させた後
    に、同じく前記空気乾燥手段（11）、前記加熱手段（1
    0）を経て得られた高温加熱空気を、前記交換器（19）
    で熱交換を行いつつ熱貯蔵用配管（16,17）を経て滅菌
    を要する部分（13,15……）に供給して、当該部分に凝
    結している滅菌剤を蒸発除去せしめるようにしたことを
    特徴とする包装機における滅菌装置。