JP3201435B2 - 殺菌装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被殺菌体を高温殺菌液
及び温水を用いて殺菌する殺菌装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】産業界、特に飲食物を取り扱う産業界に
おいては、その飲食物を製造したり、包装したりする機
器に予め殺菌処理を施しておくことが要求される。その
ような機器として、いわゆる液体飲料の充填包装装置が
知られている。この装置は液体飲料、例えば、酒、ジュ
ース等を角筒形状のカートン内に充填し、さらにそのカ
ートンを封止して液体飲料を密封包装するという充填包
装処理を自動的に行うものである。この充填包装装置
は、カートンを角筒形状に成形したり、カートン内に液
体飲料を充填したり、液体飲料が充填されたカートンを
封止したりするための種々の機器を備えている。一般に
これら種々の機器は、１つの大きなチャンバ内に格納さ
れたり、あるいは数個のチャンバ内に分割して格納され
る。これらのチャンバに関しては、カートンに対する液
体飲料の充填包装作業が開始されるのに先立って、その
内部を殺菌するための前処理を施す必要がある。

【０００３】通常行われている前処理殺菌は、被殺菌体
であるチャンバの適所に１つまたは複数個の液吐出口を
設置し、その液吐出口からチャンバ内に殺菌液若しくは
温水またはその両者を噴射することによって行われる。

【０００４】そのような殺菌装置として、図３に模式的
に示すものがある。この装置は、温水供給源５１から供
給される温水、例えば６０゜Ｃ程度の温水をフィルタ５
２に通すことによって除菌して無菌温水を作り、その無
菌温水を液吐出口５３を通して被殺菌体であるチャンバ
５４内に噴射する。しかしながらこの殺菌装置において
は、フィルタ５２に６０゜Ｃ程度の温水を直接供給する
ので、フィルタ５２の損傷が激しくて寿命が短くなると
いう問題がある。

【０００５】従来より知られている殺菌装置として、図
４に示す構造を有するものもある。この殺菌装置は、ま
ずチャンバ５４の内部を高温殺菌液で殺菌し、その後チ
ャンバ５４の内壁面に付着した殺菌液を無菌温水で洗い
流すという殺菌処理を行う。すなわち、チャンバ５４内
には高温殺菌液及び無菌温水の２種類の高温液体が順次
供給される。この殺菌装置においては、まず、殺菌液供
給源６０から送り出された殺菌液が熱交換機５７内の低
温流体通路５６に供給される。一方、スチーム源５９か
ら送り出されたスチームが熱交換機５７内の高温流体通
路５５に供給される。殺菌液は熱交換機５７内において
スチームによって加熱され、そして３方向バルブ６１及
び液吐出口５３を通ってチャンバ５４内に吐出される。

【０００６】その後、各バルブ６２及び６３によって熱
交換機５７へのスチーム及び殺菌液６０の供給が停止さ
れ、それに代えてプレート式無菌温水製造装置５８から
送り出される無菌温水が３方向バルブ６１及び液吐出口
５３を通ってチャンバ５４の中へ吐出される。この吐出
された無菌温水により、先にチャンバ５４内へ吐出され
た殺菌液が洗い流される。こうして、高温殺菌液及び無
菌温水を使った前処理殺菌が行われる。プレート式無菌
温水製造装置５８は、スチーム源６４から供給されるス
チームによってその内部が除菌され、そして水源６５か
ら供給される水（低温）をそのスチームによって加熱し
てバルブ６１へ供給する。

【０００７】しかしながら、図４に示す従来の殺菌装置
においては、熱交換装置５７及びプレート式無菌温水製
造装置５８の２つの加熱手段を用いなければならず、そ
の結果、製造コストが高く、しかも広い設置場所を必要
とするという問題があった。また、プレート式無菌温水
製造装置５８の内部を無菌状態に維持するためにスチー
ム及び水を常時そのプレート式無菌温水製造装置５８の
中に流しておかなければならず、従って、液吐出口５３
を介して無菌温水を常時チャンバ５４内に垂れ流してお
かなければならない。これは無菌温水の全く無駄な消費
であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来の殺菌装置における問題点を解消するためになされた
ものであって、プレート式無菌温水製造装置を用いるこ
となく無菌温水を製造することを可能にして、非常に小
型で、しかもコストの低い殺菌装置を提供することを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明に係る殺菌装置は、高温流体通路及び低温流体
通路を備えた熱交換機と、熱交換機の高温流体通路にス
チームを供給するスチーム供給路と、熱交換機の低温流
体通路に水を供給する水供給路と、熱交換機の低温流体
通路に殺菌液を供給する殺菌液供給路と、水供給路と殺
菌液供給路のいずれかを選択して熱交換機の低温流体通
路に接続する流路切り換えバルブと、上記水供給路の途
中に設けられていて水を除菌するフィルタと、そして熱
交換機の低温流体通路の出口側に接続されていて被殺菌
体に向けて液を吐出する液吐出口とを有することを特徴
としている。

【００１０】

【作用】水または殺菌液のうち、まず殺菌液が流路切り
換えバルブによって選択されて熱交換機の低温流体通路
に供給される。その殺菌液は熱交換機の高温流体通路に
供給されるスチームによって加熱されて昇温し、そして
液吐出口によって被殺菌体に向けて吐出される。その
後、流路切り換えバルブが切り換わって、フィルタによ
って除菌された無菌水が熱交換機に供給される。その無
菌水は、スチームによって加熱されて無菌温水となり、
そして液吐出口によって被殺菌体に向けて吐出される。
この吐出された無菌温水により、先に吐出されていた殺
菌液がチャンバから洗い流される。

【００１１】この殺菌装置においては、１つの熱交換機
に無菌水と殺菌液を交互に供給するようにしたので、プ
レート式無菌温水製造装置のような水を加熱及び殺菌す
るための特別な加熱殺菌手段は不要である。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明に係る殺菌装置の一実施例を
示している。この殺菌装置は、高温流体通路５及び低温
流体通路６を備えた熱交換機７を有している。高温流体
通路５の液体流入口にはスチーム源９から延びるスチー
ム供給路８が接続され、低温流体通路６の液体流入口に
は、水源１から延びる水供給路１６が接続されている。
水源１としては、一般家庭に施設される商用の水道水を
用いることができる。高温流体通路５の液体流出口は、
止めバルブ１７を介してスチームドレン１８に接続され
ている。また、低温流体通路６の液体流出口は液体供給
路１９によって、被殺菌体であるチャンバ４に取り付け
られた液吐出口３に接続されている。

【００１３】水供給路１６の途中には、水源１の方から
順に、第１流量調節バルブ１３、フィルタ２、そして３
方向バルブ１１が設けられている。フィルタ２は、例え
ば開孔径の大きさの異なるフィルター部材を複数個、例
えば５個程度、流路に沿って平行に並べることによって
構成される。このフィルタ２に水が供給されるとその水
は、各フィルター部材を順次に流れる間に除菌される。
このフィルタ２には、常に低温の水が流れるので、寿命
が短くなる心配はない。３方向バルブ１１のもう一方の
入力ポートには殺菌液供給源１０から延びる殺菌液供給
路２０が接続されている。殺菌液供給源１０の中には適
宜の殺菌液、例えばオキソニア・アクティブ（商標名；
ヘンケル白水社製、過酢酸；酢酸；過酸化水素を主成分
とする）が貯留され、その殺菌液が殺菌液供給路２０へ
圧力下で送り出される。

【００１４】フィルタ２の上流位置に、スチーム供給路
８と水供給路１６とを連結するバイパス管２１が設けら
れている。そのバイパス管２１の途中には、第２流量調
節バルブ１４が設けられている。また、フィルタ２の下
流位置に、ドレン管２２が接続されており、そのドレン
管２２の途中に第３流量調節バルブ１５が設けられてい
る。

【００１５】スチーム供給路８の途中に、温調用流量調
節バルブ１２が設けられている。また、熱交換機７から
出る液体供給路１９の途中に、液温を検知する温度セン
サ２３が設けられている。温度センサの出力信号は演算
回路を内蔵した制御装置２４に入力され、その制御装置
２４はその信号に基づいて温調用流量調節バルブ１２の
弁の開閉を制御するようになっている。この種の温度調
節制御方法としては、周知のＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉ
ｏｎａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｌ ａｎｄ Ｄｉｆｆｅｒｅ
ｎｔｉａｌ）制御を利用できる。このＰＩＤ制御という
のは、温度センサ２３で感知した温度に関して微積分等
の演算を行って温度変化を予測し、その温度予測に従っ
て流量調節バルブ１２の弁の開閉を制御するという制御
方法である。

【００１６】以下、上記の構成より成る殺菌装置につい
て、その動作を説明する。

【００１７】（殺菌液吐出工程Ａ）まず、図２に符号Ａ
で示す、殺菌液吐出工程が実行される。この工程におい
ては図１に示した各機器が以下のようにセットされる。

【００１８】熱交換機７ ：ＯＮ ３方向バルブ１１：殺菌液供給源１０側の入力ポートを
開 第１バルブ１３ ：ＯＦＦ 第２バルブ１４ ：ＯＮ 第３バルブ１５ ：ＯＮ。

【００１９】以上の条件設定により、殺菌液供給源１０
から送り出される殺菌液が３方向バルブ１１から熱交換
機７の低温流体通路６へ供給される。一方、スチーム源
９から送り出されるスチームが温調バルブ１２を介して
熱交換機７の高温流体通路５へ供給される。低温流体通
路６へ供給された殺菌液は、高温流体通路５を流れるス
チームによって加熱されて、例えば８０゜Ｃに昇温す
る。この昇温した殺菌液が液体供給路１９及び液吐出口
３を通ってチャンバ４の内部に吐出され、そのチャンバ
４内が殺菌液によって殺菌される。このとき、温度セン
サ２３、制御装置２４及び温調バルブ１２によって構成
された温度制御系により、熱交換機７から送り出される
殺菌液の温度が常に一定に保持される。

【００２０】なお、この工程において、スチーム源９か
ら送り出されたスチームはバイパス管２１を通ってフィ
ルタ２へも送り込まれ、さらにドレン管２２を通って回
収される。スチームのこの流れにより、フィルタ２が除
菌される。

【００２１】（殺菌液ゆすぎ工程Ｂ）上記の殺菌液吐出
工程が終了すると、チャンバ４の内壁面あるいはチャン
バ４内に格納された任意の機器に殺菌液が付着して残留
する。この残留した殺菌液を洗い流すのために殺菌液ゆ
すぎ工程が実行される。この工程においては、図１に示
した各機器が以下のようにセットされる。

【００２２】熱交換機７ ：ＯＮ ３方向バルブ１１：水源１側入力ポートを開 第１バルブ１３ ：ＯＮ 第２バルブ１４ ：ＯＦＦ 第３バルブ１５ ：ＯＦＦ。

【００２３】以上の条件設定により、殺菌液に代えて、
水源１から送り出される水（低温）が熱交換機７の低温
流体通路６に供給される。この水は、上記殺菌液吐出工
程において既に除菌されたフィルタ２によって除菌され
て無菌水とされている。この無菌水は、熱交換機７内の
高温流体通路５を流れるスチームによって加熱されて、
６０゜Ｃ程度の無菌温水とされる。この無菌温水は、液
体供給管１９及び液吐出口３を通ってチャンバ４内に吐
出され、そのチャンバ４内の残留殺菌液を洗い流す。

【００２４】以上の２工程により、所期の目的であるチ
ャンバ４内の前処理殺菌が完了する。本殺菌装置によれ
ば、従来用いていた無菌温水製造のための専用の製造装
置５８（図４）が不要となった。そのため、その分だけ
設置スペースが節約でき、さらにその分だけ製造コスト
が低くなった。

【００２５】ところで、チャンバ４の内部には種々の機
器が格納されており、それらの機器によって種々の作業
が行われる。今仮に、そのチャンバ４内において、それ
自体良く知られている液体飲料の充填包装処理が行われ
るものと考える。すると、そのチャンバ４内においては
次の各処理、すなわち角筒形状の紙製容器、いわゆるカ
ートンを殺菌するカートン殺菌処理、殺菌されたカート
ンに液体飲料を充填する内容物充填処理、そして液体飲
料が充填されたカートンの開口を封止してカートンを密
封するカートン封止密封処理が順次実行される。

【００２６】これらの処理のうちカートン殺菌処理は、
通常、次のようにして行われる。すなわち、まず殺菌液
としての過酸化水素水溶液を貯留した殺菌液層の中にカ
ートン全体を漬け込んでそれを殺菌する。その後、カー
トンを殺菌層から取り出してカートンに残留する過酸化
水素水を無菌温水で洗い流す。過酸化水素水を洗い流す
のに用いられる無菌温水は、図１において液吐出口３を
介してチャンバ４の外部からその内部へと導入される。
図２に符号Ｃで示した工程（以下、無菌温水供給工程と
いう）は、上記のカートン殺菌処理のようにチャンバ４
内において無菌温水の供給が必要となる場合に、その無
菌温水をチャンバ４内へ供給する状態を示している。こ
の無菌温水供給工程Ｃにおいて、図１に示した各機器の
条件設定は、既述の殺菌液ゆすぎ工程Ｂの場合と同じで
ある。なお、上記カートンの洗浄に無菌温水を使用する
場合、図５に示すように、液体供給路１９に別途３方向
バルブ２５等を介して供給路２６を設け、カートンを洗
浄するための洗浄ステーション２７に無菌温水を供給す
るようにしてもよい。

【００２７】図２において無菌温水供給工程Ｃは、殺菌
液吐出工程Ａ及び殺菌液ゆすぎ工程Ｂの２つの工程から
成る前処理殺菌工程に引き続いてすぐに実行されるわけ
ではなく、必要なタイミングで必要な時間だけ実行され
るものである。従って、無菌温水供給工程Ｃが実行され
ない待機工程Ｄにおいては、図１において液吐出口３か
ら無菌温水を吐出する必要がない。そのため、待機工程
Ｄにおいては、熱交換機７をＯＦＦにし、さらに３方向
バルブ１１を弁閉状態にすることにより、液吐出口３か
らの無菌温水の吐出を停止する。

【００２８】図４に示した従来の殺菌装置においては、
無菌温水を製造するためにプレート式無菌温水製造装置
５８を用いており、そしてこの装置５８に関しては、そ
れを無菌状態に保持するために常時スチーム及び水をそ
の内部に通水しておかなければならなかった。そのた
め、チャンバ５４内に設置した機器が稼働しない待機時
間においても液吐出口５３から無菌温水を垂れ流しして
おかなければならず、非常に不経済であった。これに対
し、上記説明の通り待機工程Ｄ（図２）において液吐出
口３（図１）からの無菌温水の吐出を停止できるように
した本実施例は非常に経済的であり、維持コストが低
い。

【００２９】

【発明の効果】請求項１記載の殺菌装置によれば、専用
の加熱殺菌手段、例えばプレート式無菌温水製造装置を
用いることなく無菌温水を製造することが可能となり、
その結果、非常に小型で狭い場所にも設置することがで
き、しかも製造コスト及び維持コストの低い殺菌装置を
得ることができた。

【００３０】請求項２記載の殺菌装置によれば、無菌温
水を製造するにあたって水を除菌する働きを行うフィル
タを容易に殺菌することができる。

【００３１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る殺菌装置の一実施例の配管構成を
示す図である。

【図２】図１に示す殺菌装置内の各機器の動作タイミン
グを示すタイミングチャートである。

【図３】従来の殺菌装置の一例を示す模式図である。

【図４】従来の殺菌装置の他の一例を示す配管構成図で
ある。

【図５】図１に示す実施例に改変を加えた状態を示す配
管構成図である。

【符号の説明】

１ 水源 ２ フィルタ ３ 液吐出口 ４ チャンバ（被殺菌体） ５ 高温流体通路 ６ 低温流体通路 ７ 熱交換機 ８ スチーム供給路 １０ 殺菌液供給源 １１ ３方向バルブ（流路切り換えバルブ） １４ 流量調節バルブ １５ 流量調節バルブ １６ 水供給路 ２０ 殺菌液供給路 ２１ バイパス管 ２２ ドレン管（排出管）

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被殺菌体を高温殺菌液及び温水を用いて
   殺菌する殺菌装置において、 高温流体通路及び低温流体通路を備えた熱交換機と、 熱交換機の高温流体通路にスチームを供給するスチーム
   供給路と、 熱交換機の低温流体通路に水を供給する水供給路と、 熱交換機の低温流体通路に殺菌液を供給する殺菌液供給
   路と、 水供給路と殺菌液供給路のいずれかを選択して熱交換機
   の低温流体通路に接続する流路切り換えバルブと、 上記水供給路の途中に設けられていて水を除菌するフィ
   ルタと、そして熱交換機の低温流体通路の出口側に接続
   されていて被殺菌体に向けて液を吐出する液吐出口とを
   有することを特徴とする殺菌装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の殺菌装置であって、 上記フィルタの上流側においてスチーム供給路と水供給
   路とを接続するバイパス管と、 そのバイパス管に設けられていて液体の通流を遮断また
   は許容する流量調節バルブと、 フィルタと上記流路切り換えバルブとの間の水供給路に
   設けられた排出管と、 その排出管に設けられていて液体の通流を遮断または許
   容する流量調節バルブとを有することを特徴とする殺菌
   装置。