JP4390877B2

JP4390877B2 - Aseptic filling equipment for bag-in-box

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Publication number: JP4390877B2
Application number: JP32764198A
Authority: JP
Inventors: 智雄青柳; 宏一串岡; 薫渡辺
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1998-11-18
Filing date: 1998-11-18
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2018-11-18
Also published as: JP2000142639A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、牛乳、クリーム、ジュース、酒、清涼飲料水等の液状食品、固形物入りの液状食品、又は液状の薬品等を注出口を有するバッグインボックス用内袋に、無菌チャンバーなしで無菌充填する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液体の大形容器としては１斗缶等の缶が多く使用されていたが、容器の廃棄処理等の観点から廃棄処理し易いバッグインボックス（以下ＢＩＢと記載する）への切替えが進んでいる。
また、ＢＩＢのような大形容器の場合、容器に内容物を充填してから加熱殺菌すると、加熱殺菌に長時間を要し、内容物が加熱により変質して食品として価値を失うので、長期保存を目的とする場合は、バッグの殺菌と内容物の殺菌を別々に行い、加熱による内容物の変質を防止した無菌充填方法が採用されている。
そのため、牛乳、クリーム、果汁等を業務用等で大形容器で長期保存を必要とする場合は、無菌充填したＢＩＢが多く使用されている。
【０００３】
ＢＩＢ用内袋への無菌充填方法としては、注出口を有する袋を注出口にキャップをした状態で、エチレンオキサイドガスやγ線照射等によって袋の内部を殺菌し、この殺菌した袋を無菌充填機に供給し、注出口及びキャップの外側を塩素水等の液状殺菌剤で殺菌した後、無菌チャンバー内で注出口からキャップを取り外して注出口と充填ノズルを嵌合させて、充填ノズルから内容物を充填し、規定量充填後注出口から充填ノズルを取り外して、注出口にキャップをして密封し、密封した無菌充填袋を無菌充填機から取り出して無菌充填製品とする方法が採られている。
【０００４】
また、無菌チャンバーを使用せずに、滅菌した液体状の食品又は薬品等を殺菌したＢＩＢ用内袋に無菌状態で充填する方法も開発されている。
即ち、２枚のプラスチックフィルムの周縁をシールしてなるＢＩＢ用内袋の上側プラスチックフィルムに注出口を取り付け、前記注出口に内側から嵌合する中栓を下側プラスチックフィルムに取り付け、前記中栓を前記注出口に嵌合してなる密封袋の注出口と中栓を充填ノズル先端に装着して蒸気殺菌する殺菌工程、注出口から中栓を外し、充填ノズルから内容物を袋に充填する充填工程、充填ノズル先端から中栓部分までを蒸気により洗浄する洗浄工程、前記洗浄工程後、注出口と中栓を嵌合する工程、からなる無菌充填方法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のように、無菌状態に維持された無菌チャンバーを利用して、袋に内容物を充填する場合、無菌チャンバー内の無菌化、無菌チャンバー内の無菌状態の維持、無菌状態にするための時間及びランニングコスト、並びに無菌充填装置のコストの点において、種々の問題があった。
本発明は無菌チャンバーを使用せずに、流体状の食品若しくは薬品、又は固形物を含む液状食品を無菌状態で充填することを可能にした無菌充填装置に関するもので、滅菌工程が簡易化され、コストを低減することができる。
【０００６】
また、無菌チャンバーを使用せずに、ＢＩＢ用内袋に液体食品等を無菌充填する場合、特に、内容物に固形物が混入されている場合は、充填ノズル先端に設けた蒸気供給通路及び蒸気排出通路に内容物（特に固形物）が詰まり蒸気殺菌ができないといったトラブルが発生することがあった。
【０００７】
即ち、無菌チャンバーを使用せずに、ＢＩＢ用内袋に無菌充填する場合、従来の無菌充填ノズルは、図６（ａ）に示すように、充填ノズルの先端部に蒸気供給用の蒸気通路４３及び４４と、蒸気排出用の蒸気通路４３ａ及び４４ａを形成し、バルブＶ1 、Ｖ3 、Ｖ4 を閉じた状態で、バルブＶ2 、Ｖ5 を開いて蒸気４２を蒸気供給管１６に供給して、供給用の蒸気通路４３及び４４から空間１９に蒸気を送って、充填ノズルの先端及びＢＩＢ用内袋の注出口及び中栓を蒸気殺菌できるようになっている。
【０００８】
上記のように、充填ノズルの先端、ＢＩＢ用内袋の注出口及び中栓を殺菌した後、図６（ｂ）に示すように、バルブＶ2 を閉じ、バルブＶ1 を開いて蒸気供給管１６に蒸気４２を送って、蒸気通路４６内の蒸気圧を蒸気通路４３及び４３ａの蒸気圧より高くして、蒸気通路開閉用ロッド４５及び４５ａを左に移動して、蒸気通路４４及び４４ａを閉鎖する。
更に、蒸気通路４３及び４３ａには蒸気通路開閉用ロッド４５及び４５ａのストッパーが形成されているので、蒸気通路開閉用ロッド４５及び４５ａは、蒸気通路４６内の蒸気圧に押されて左方向に移動しても、ストッパーにより規定された位置で停止して、蒸気通路４４及び４４ａを閉鎖するようになっている。
【０００９】
上記のように、蒸気通路４４及び４４ａを閉鎖状態にして（図６（ｂ）参照）、充填ノズルの充填口を開いてＢＩＢ用内袋に内容物を充填する。
内容物の充填終了後は、バルブＶ1 を閉じ、バルブＶ4 を開いて蒸気排出管１６ａから蒸気４２を排出し、それと同時に、バルブＶ5 を閉じ、バルブＶ2 、Ｖ3 を開いて蒸気通路４３及び４３ａに蒸気を送って、蒸気通路４３及び４３ａの蒸気圧を蒸気通路４６より高くして蒸気通路開閉用ロッド４５及び４５ａを右方向に移動して、図６（ａ）に示すように、供給用の蒸気通路４３、４４、空間１９、排出用の蒸気通路４４ａ、４３ａを連通状態にする。
この状態で、バルブＶ3 、バルブＶ4 を閉じ、バルブＶ2 、バルブＶ5 を開いて、蒸気供給管１６に蒸気を供給し、供給用の蒸気通路４３、４４、空間１９、排出用の蒸気通路４３ａ、４４ａに蒸気を送って、充填ノズル先端及びＢＩＢ用内袋の注出口と中栓を蒸気洗浄した後、注出口に中栓を嵌合してＢＩＢ用内袋を密封し、更に中栓表面を蒸気洗浄して充填を終了する。
【００１０】
しかし、上記無菌充填ノズルにおいては、蒸気通路４３と蒸気通路開閉用ロッド４５、又は蒸気通路４３ａと蒸気通路開閉用ロッド４５ａの間隙に僅かの内容物が残留し、蒸気通路開閉用ロッド４５、又は蒸気通路開閉用ロッド４５ａがスムーズに移動できなくなることがある。
特に、内容物に固形物が含まれる場合は、その固形物の小さな破片が蒸気通路４３と蒸気通路開閉用ロッド４５、又は蒸気通路４３ａと蒸気通路開閉用ロッド４５ａの間隙に入り込むと、蒸気通路開閉用ロッド４５又は蒸気通路開閉用ロッド４５ａは蒸気通路４３又は４３ａの中をスムーズに移動できなくなり、蒸気通路開閉用ロッド４５又は蒸気通路開閉用ロッド４５ａを所定の位置に止めることができなくなる。
そのため、蒸気通路４４又は４４ａが詰まった状態で次の製品の殺菌をすることになるので、蒸気殺菌ができなくなることがあり、不良品発生の原因となる。特に、固形物が果肉等のように繊維状物質を含む場合は、その繊維状物質が蒸気通路４３又は４３ａと蒸気通路開閉用ロッド４５又は４５ａの間に挟まると、非常に取れにくくなるので、蒸気通路開閉用ロッド４５又は４５ａの動きが妨げられて、蒸気通路４４又は４４ａを詰まらせる原因となる。
【００１１】
本発明は、以上の問題を解決するために、充填ノズルの先端部分に設けた蒸気殺菌部分を改良し、無菌チャンバーを使用せずに、固形物を含有する液状食品でも無菌充填を可能にしたものである。
また、本発明においては、充填ノズルの先端部分に設けた蒸気供給通路及び蒸気排出通路の、開閉用ロッドが開放又は閉鎖する箇所には内容物（特に固形物）が残留しないので、蒸気による洗浄工程及び殺菌工程において従来の問題点が解消され、無菌充填機の稼働率が向上すると共に、無菌充填製品の不良率を低下させることができる。
更に、本発明においては、薬剤を一切使用しないで、蒸気だけで各工程の殺菌を行うので、作業環境が改善され、環境に易しい無菌充填方法となる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、ＢＩＢ用内袋の無菌充填装置を以下のような構成とした。
二枚（二重袋の場合は４枚、三重袋の場合は６枚）の柔軟性プラスチックフィルムの周縁をヒートシールしてなるバッグインボックス用内袋の上側のプラスチックフィルムに注出口を取り付け、前記注出口に内側から嵌合する中栓を下側プラスチックフィルムに取り付け、前記中栓を前記注出口に嵌合してなる密封袋の注出口と中栓を充填ノズル先端に装着し、注出口、中栓、及び充填ノズル先端で形成される空間に蒸気を導入して注出口と中栓の表面、充填ノズル先端及び空間を蒸気殺菌し、蒸気殺菌後蒸気の導入を止め、中栓を注出口から外すと同時に、充填ノズルから内容物をバッグインボックス用内袋に無菌充填し、充填終了後、再度蒸気を導入して充填ノズル先端、注出口内面、中栓部分を蒸気で洗浄した後、中栓を注出口に嵌合して無菌充填を行う無菌充填装置において、充填ノズルの先端部分に設けた蒸気供給通路及び蒸気排出通路に蒸気の開閉装置を設けたことを特徴とするバッグインボックス用内袋の無菌充填装置とした。
尚、上記無菌充填装置において、図１（ａ）に示すように、ＢＩＢ用内袋の注出口３２及び中栓３２と接触する充填ノズルの先端は「充填ノズル先端」とし、蒸気供給通路１５及び蒸気排出通路１５ａを設けた充填ノズルの先端部分は「充填ノズルの先端部分」として両者を区別し、以下同様に使用するものとする。
【００１３】
また、前記蒸気の開閉装置が、圧縮エアーにより開閉用ロッドを上下又は左右に移動させることにより、蒸気通路を開放又は閉鎖するものであることを特徴とするバッグインボックス用内袋の無菌充填装置とした。
更に、前記蒸気の開閉装置が、前記蒸気供給通路の出口直後、及び蒸気排出通路の排出口直前に設けられたことを特徴とするバッグインボックス用内袋の無菌充填装置とした。
【００１４】
本発明は、二枚の柔軟性プラスチックフィルムの周縁をヒートシールしてなるＢＩＢ用内袋の上側のプラスチックフィルムに注出口を取り付け、下側プラスチックフィルムに中栓を取り付けて、前記注出口に内側から中栓を嵌合することにより密封袋とするＢＩＢ用内袋に、液状食品、又は固形物を含有する液状食品を無菌チャンバーを使用せずに無菌充填する際に、その無菌充填装置の充填ノズルの先端部分の構造を改良したものである。
【００１５】
即ち、前記ＢＩＢ用内袋に無菌チャンバーを使用せずに無菌充填するには、注出口に中栓を嵌合した密封袋の注出口部分を無菌充填装置の充填ノズル先端に装着し、注出口、中栓、及び充填ノズル先端で形成される空間に蒸気を導入して注出口と中栓の表面、充填ノズル先端及び空間を蒸気殺菌する必要がある。
そのため、充填ノズルの先端部分に蒸気供給通路及び蒸気排出通路を設け、その蒸気供給通路及び蒸気排出通路に蒸気の開閉装置を設けて、蒸気による殺菌及び洗浄工程が円滑に行えるようにした。
また、前記蒸気の開閉装置を、蒸気供給通路の出口直後、及び蒸気排出通路の排出口直前に設け、圧縮エアーにより開閉用ロッドを上下又は左右に移動させて、蒸気通路を開放又は閉鎖することにより、無菌充填時及び洗浄時に、蒸気供給通路及び蒸気排出通路に内容物が残留することを防止した。
上記のように、蒸気通路に蒸気開閉装置を設けることにより、蒸気殺菌及び蒸気洗浄が円滑に行うことができるようになり、稼働率が向上した。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照にしながら本発明を詳細に説明する。
図１は本発明の無菌充填装置を用いてＢＩＢ用内袋に無菌充填するときの、装置及び内袋の主要部を示した模式断面図である。
図２は充填ノズルの先端部分に形成した蒸気供給通路及び蒸気排出通路に設けた蒸気開閉装置の模式断面図である。
図３は本発明に用いられるＢＩＢ用内袋の構成を示した説明図である。
図４は本発明の無菌充填装置を用いてＢＩＢ用内袋に無菌充填するときの各工程を示した説明図である。
図５はＢＩＢ用内袋に内容物を無菌充填したときの無菌充填製品の模式断面図である。
図６は従来の無菌充填装置における充填ノズルの先端部分に設けた蒸気殺菌部の説明図である。
【００１７】
本発明は、ＢＩＢ用内袋に無菌チャンバーなしで滅菌内容物を無菌充填するときに使用する無菌充填装置に関するものである。
即ち、図１（ａ）に示すように、注出口３１に中栓３２を嵌合することにより密封したＢＩＢ用内袋２を無菌充填装置１に装着し、充填ノズル１１に接続した内容物供給管１４から滅菌した内容物３を供給して、ＢＩＢ用内袋２に内容物３を無菌充填するための無菌充填装置１に関するものである。
図１（ａ）はＢＩＢ用内袋２を無菌充填装置１に装着したときの主要部分を示したもので、本発明と直接関係のない無菌充填装置１の右の部分（プランジャーの駆動部、プランジャーの蒸気シール部等）を省略したものである。
図１（ｂ）は充填ノズルの先端部分に設けた蒸気開閉装置の断面図で開放状態を示した図である。
【００１８】
ＢＩＢ用内袋に無菌チャンバーなしで滅菌内容物を無菌充填するには、図１（ａ）に示すように、ＢＩＢ用内袋２を無菌充填装置１の先端に装着したとき、内容物を充填する前に、無菌充填装置の充填ノズル先端１１ａ及び充填弁先端１３ａと、ＢＩＢ用内袋２の注出口３１及び中栓３２で形成される空間１９に蒸気を導入して、充填ノズル先端１１ａ、充填弁先端１３ａ、注出口３１、中栓３２及び空間１９を蒸気殺菌する必要がある。
そのため、充填ノズル１１の先端部分に蒸気供給用の蒸気通路１５と蒸気排出用の蒸気通路１５ａを形成し、蒸気供給用の蒸気通路１５には蒸気供給管１６、蒸気排出用の蒸気通路１５ａには蒸気排出管１６ａを接続して、空間１９内を蒸気殺菌できるようにする。
また、内容物充填時及び洗浄時に、供給用の蒸気通路１５及び排出用の蒸気通路１５ａに内容物３が残留することを防止しするために、供給用の蒸気通路１５及び排出用の蒸気通路１５ａに蒸気開閉装置１８を設けた。
【００１９】
蒸気開閉装置１８は、図１（ｂ）に示すように、供給用の蒸気通路１５と排出用の蒸気通路１５ａは蒸気供給用開閉ロッド２１及び蒸気排出用開閉ロッド２１ａの移動によって、空間１９への蒸気の供給の開閉、及び空間１９から蒸気を排出するときの開閉を可能にしたものである。
尚、図１（ｂ）に示した蒸気開閉装置１８は、蒸気通路１５及び１５ａを開放状態にしたときの図である。
【００２０】
以下に、蒸気開閉装置１８の蒸気通路１５及び１５ａの開閉方法について説明する。
図２（ａ）に示した蒸気開閉装置１８は、蒸気通路１５及び１５ａが閉鎖された状態のものであるが、蒸気通路１５及び１５ａを閉鎖するには、圧縮エアー供給口２２及び２２ａに圧縮空気を送って、蒸気供給用開閉ロッド２１を下に移動させて供給用蒸気通路１５を閉鎖すると共に、蒸気排出用開閉ロッド２１ａを上に移動させて排出用蒸気通路１５ａを閉鎖する。
【００２１】
また、蒸気通路１５及び１５ａを開放するには、図２（ｂ）に示すように、圧縮エアー供給口２２及び２２ａへの圧縮空気を止めて、ロッド開放用のエアー供給口２３及び２３ａに圧縮空気を送って、蒸気供給用開閉ロッド２１を上に移動させて供給用蒸気通路１５を開放すると共に、蒸気排出用開閉ロッド２１ａを下に移動させて排出用蒸気通路１５ａを開放する。
これによって、図２（ｂ）に示すように、供給用の蒸気通路１５及び排出用の１５ａが連通されて、図１（ａ）に示すように、蒸気供給管１６から供給された蒸気４２は、供給用の蒸気通路１５から空間１９に導入されて排出用の蒸気通路１５ａを通って蒸気排気管１６ａから排出される。
【００２２】
供給用の蒸気通路１５から空間１９に導入された蒸気４２は、空間１９を形成している無菌充填装置１の充填ノズル先端１１ａ、充填弁先端１３ａ、及びＢＩＢ用内袋の注出口３１、中栓３２を殺菌する。
空間１９に導入される蒸気４２は、図１（ａ）における蒸気供給管１６のバルブ１７の手前にある減圧弁を調節することにより、ゲージ圧力として１〜４ｋｇｆ／ｃｍ²の高い圧力（以下蒸気圧はゲージ圧ｋｇｆ／ｃｍ²で示すものとする）を得ることができるので、空間１９の内部を短時間で殺菌することができる。例えば、バルブ１７ａを閉じ、バルブ１７を開放して蒸気供給管１６に１ｋｇｆ／ｃｍ²の蒸気を供給することにより、空間１９内の温度は１２１℃の高温となり、その内部、即ち充填ノズル先端１１ａ、充填弁先端１３ａ、及びＢＩＢ用内袋の注出口３１、中栓３２を数秒で完全に殺菌することができる。
【００２３】
次に、空間１９内を蒸気殺菌した後は、図２（ｂ）に示す状態になっている開閉ロッド２１と２１ａを、圧縮エアー供給口２２及び２２ａに圧縮空気を送って閉鎖する。
即ち、図２（ａ）に示すように、圧縮エアー供給口２２に圧縮空気を送って蒸気供給用開閉ロッド２１を下に移動させて供給用蒸気通路１５を閉鎖すると共に、圧縮エアー供給口２２ａに圧縮空気を送ることにより蒸気排出用開閉ロッド２１ａを上に移動させて排出用蒸気通路１５ａを閉鎖する。
内容物の無菌充填は、図２（ａ）に示すように、蒸気通路１５の空間１９への出口直後、及び蒸気通路１５ａの排出口の直前で閉鎖された状態で行われるので、内容物３が蒸気通路に入り込む余地がなくなり、蒸気通路１５及び１５ａに残留することはなくなる。
そのため、蒸気通路１５及び１５ａは常に正常な状態に維持されるので、次の洗浄工程や蒸気殺菌工程が円滑に効率よく行うことができる。
【００２４】
本発明に用いられるＢＩＢ用内袋２は、図３（ａ）に示すように、フレキシブルなプラスチックフィルム又は積層フィルムを２枚（二重袋の場合は４枚、三重袋の場合は６枚）重ね合わせて４方をヒートシールしてヒートシール部３６を設けて袋３０を作製し、図３（ｂ）に示すように、その袋３０の上側のフィルム３０ａの一部に注出口３１を取り付け、図３（ｃ）に示すように、下側のフィルム３０ｂに中栓３２を取り付けて、図３（ｄ）に示すように、注出口３１に中栓３２を嵌合させて密封袋としたものである。
尚、図３（ａ）において、記号３１、３２で示した部分は注出口３１に中栓３２を嵌合させて一体化していることを示し、３３、３４の記号で示した部分は注出口３１のフランジ３３と中栓３２のフランジ３４が重なっていることを示すものである。
【００２５】
図３（ｄ）においては、ＢＩＢ用内袋２は、袋内に空気が入った状態になっているが、実際には製袋の際に、上下のフィルムは密着した状態になっているので、袋内には非常に僅かの空気しか入っていない状態である。
ＢＩＢ用内袋２は、密封された状態で、エチレンオキサイドガス、γ線、電子線等で公知の方法により殺菌され、袋内部は完全に滅菌された状態で無菌充填に供される。
【００２６】
次に、本発明の無菌充填装置を用いて上記殺菌されたＢＩＢ用内袋２に無菌充填する方法について説明する。
図１（ａ）に示すように、殺菌されたＢＩＢ用内袋２は、注出口３１（中栓３２を嵌合させたもの）を無菌充填装置１のクランプ４０にセットして固定し、自動的に移動させて無菌充填装置１の充填ノズル先端１１ａに注出口３１を密着させる。
これによって、図１（ａ）に示すように、無菌充填装置１の充填ノズル先端１１ａ、充填弁先端１３ａ、及び注出口３１、中栓３２によって形成される空間１９は外気と遮断されて密閉状態となる。
【００２７】
次いで、蒸気供給管１６のバルブ１７を開放して蒸気供給管１６に蒸気を供給すると共に、蒸気排出管１６ａのバルブ１７ａを開放して蒸気排出管１６ａから蒸気が排出できるようにする。
更に、充填ノズル１１の先端部分に設けられた蒸気通路１５及び１５ａは、図２（ｂ）に示すように、蒸気開閉装置１８を開放状態にして、蒸気供給管１６から供給された蒸気４２が、蒸気通路１５及び１５ａを通って蒸気排出管１６ａから排出されるようにする。即ち、図４（ａ）に示した状態にする。
【００２８】
この状態において、蒸気供給管１６から加圧した蒸気４２（例えばゲージ圧４ｋｇｆ／ｃｍ²）を供給し、空間１９内を加圧状態にして、充填ノズル先端１１ａ、充填弁先端１３ａ、及び注出口３１、中栓３２を殺菌する。
例えば、空間１９内の温度をバルブ１７ａの手前にある熱電対等で測定し、１１０〜１４４℃で３〜１０秒間保持することにより、空間１９内を殺菌する。
【００２９】
殺菌終了後、蒸気供給管１６のバルブ１７を閉じ、蒸気排出管１６ａのバルブ１７ａを開放して蒸気を排出すると共に、図１（ｂ）に示すように、開放状態になっている蒸気開閉装置１８のロッド閉鎖用の圧縮エアー供給口２２及び２２ａから圧縮空気を送って、蒸気供給用開閉ロッド２１及び蒸気排出用開閉ロッド２１ａを移動させて、図２（ａ）に示すように、蒸気通路１５及び１５ａを蒸気供給用開閉ロッド２１及び蒸気排出用開閉ロッド２１ａで閉鎖する。
【００３０】
次に、図４（ｂ）に示すように、中栓着脱装置４１を用いて中栓３１を引張り出すことにより、中栓３２を注出口３１から外し、それと同時に、無菌充填装置のプランジャー１２を右側に移動させることにより充填弁１３を引き出して、充填ノズル１１の充填口２０から袋３０内に内容物３を充填する。
無菌充填装置１は、図１（ａ）に示すように、充填ノズル１１に内容物供給管１４が接続されており、アセプチックタンクに貯蔵されている内容物３が内容物供給管１４を通して充填ノズル１１内に供給されるようになっている。
また、アセプチックタンクは加圧されており、その圧力によって充填ノズル１１に供給させるので、充填弁１３を引き出すだけで、内容物３は充填ノズルの充填口２０と充填弁１３の間隙から袋３０に流出するようになっている。
【００３１】
内容物の充填が終了すると、図４（ｃ）に示すように、プランジャー１２を左に移動させて充填弁１３を充填口２０に押しつけて内容物３の流出を止める。
次いで、蒸気開閉装置１８の蒸気通路１５を開放状態にする。
この状態で、図４（ｃ）に示すように、蒸気供給管１６のバルブ１７を開放して蒸気供給管１６に蒸気を供給して、空間１９の内部（即ち、充填弁先端部１３ａ、充填ノズル先端部１１ａ、注出口３１）及び中栓３２の内容物が付着している部分を蒸気で洗浄する。
これによって、充填弁先端１３ａ、充填ノズル先端１１ａ、注出口３１、中栓３２に付着していた内容物３は除去され、清浄な状態となる。
除去された内容物は袋内に入り、蒸気通路１５及び１５ａに残留することはない。
【００３２】
次に、蒸気による吹き込みの洗浄が終了すると、中栓着脱装置４１を右方向に移動して中栓３２を注出口３１に嵌合させて、ＢＩＢ用内袋２を密封した後、図４（ｄ）に示すように、蒸気通路１５ａから蒸気を排出しながら、蒸気４２を蒸気通路１５に供給して、中栓３２の表面を洗浄する。
中栓３２を注出口３１に嵌合して密封したＢＩＢ用内袋２は、中栓３２から中栓着脱装置４１を取り外し、更に無菌充填装置のクランプ４０から注出口３１を取り外して、図５に示すようなＢＩＢ用内袋２の無菌充填製品４を得る。
図４（ｃ）において、蒸気洗浄しているときは、ＢＩＢ用内袋２はかなり膨らんだ状態になっているが、これは蒸気によって膨らんだものであり、空気は中に入っていないので、冷却後は蒸気は凝縮して微量の水分となって内容物３に吸収され、充填終了後の無菌充填製品４は、図５に示すような製品となる。
【００３３】
【実施例】
以下、実施例に基づいて、本発明を更に詳細に説明する。
（実施例１）
先ず、下記仕様のＢＩＢ用内袋（容積１０ｌ用）を作製した。製袋の際、各フィルムは密着させて、袋内には空気ができるだけ入らないようにした。
▲１▼包装材料：ＯＮ 15 ／ＰＥ15／Ａｌ／ＰＥ 55 ／／ＰＥ 80 （内面）
尚、記号は下記のとおりとし、数字はフィルムの厚さを示し、単位はμｍである。
・ＯＮ：二軸延伸ナイロン
・ＰＥ：ポリエチレン
・Ａｌ：アルミニウム箔
・／／：ＯＮ／ＰＥ／Ａｌ／ＰＥの積層フィルムとＰＥフィルムが接着されずに二重袋になっていることを示す。
【００３４】
▲２▼注出口及び中栓の作製：ポリエチレンの射出成形により、図３（ｂ）及び（ｃ）に示した形状で、注出口３１の口径が３０ｍｍφ、高さ２０ｍｍの成形品を作製した。
【００３５】
▲３▼袋のサイズ及び製袋：上記ＯＮ／ＰＥ／Ａｌ／ＰＥの積層フィルムとＰＥフィルムの２枚のフィルムを用いて、４５０ｍｍ×５７０ｍｍの大きさの二重袋を作製した。
上記二重袋を公知の方法により製袋し、注出口３１は、図３（ａ）に示すように、上側のフィルム３０ａ（ＯＮ／ＰＥ／Ａｌ／ＰＥの積層フィルム）の横方向（４５０ｍｍ）の中央で、縦方向（５７０ｍｍ）の端から６０ｍｍの位置にヒートシールした。
また、中栓３２は、下側フィルム３０ｂ（ＰＥフィルム）の内側で、注出口３１と同じ位置にヒートシールした。
更に、図３（ｄ）に示すように、下側フィルム３０ｂの中栓３２の凹部に相当する部分を切り取り、中栓３２の凹部に中栓着脱装置４１が着脱できるようにした。
【００３６】
上記のように作製したＢＩＢ用内袋は、公知の方法により、袋の内面の吸収線量が１５ｋＧｙ（キログレイ）になるようにγ線を照射して、袋の内外面を殺菌した。
【００３７】
本発明の無菌充填装置１を用いて上記殺菌されたＢＩＢ用内袋２に以下のようにして無菌充填を行った。
先ず、図１（ａ）に示すように、殺菌されたＢＩＢ用内袋２は、注出口３１（中栓３２を嵌合させたもの）を無菌充填装置のクランプ４０にセットして固定し、自動的に移動させて無菌充填装置１の充填ノズル先端１１ａに注出口３１を密着させた。
これによって、図１（ａ）に示すように、充填ノズル先端１１ａ、充填弁先端１３ａ、及び注出口３１、中栓３２によって形成される空間１９は外気と遮断されて密閉状態となった。
更に、中栓着脱装置４１を中栓３２に挿入して、自動的に中栓３２が注出口３１から着脱できるようにした。
【００３８】
また、内容物３としてクリームを用い、公知の方法で滅菌して無菌タンクに貯蔵し、無菌タンクから圧送して内容物供給管１４を通して無菌充填装置１の充填ノズル１１内に供給した。充填量は電磁流量計を用いて規定量（１０ｌ）充填する方法を採用した。
【００３９】
図１（ａ）に示すように、充填ノズル先端１１ａにＢＩＢ用内袋２を密着した状態で、以下のようにして蒸気殺菌した。
先ず、蒸気供給管１６のバルブ１７を開放して蒸気供給管１６に蒸気を供給すると共に、蒸気排出管１６ａのバルブ１７ａを開放して蒸気排出管１６ａから蒸気が排出できるようにした。
それと同時に、充填ノズル１１の先端部分に設けられた蒸気通路１５及び１５ａは、図１（ｂ）に示すように、蒸気開閉装置１８を開放状態にして、蒸気供給管１６から供給された蒸気４２が、蒸気通路１５及び１５ａを通って蒸気排出管１６から排出されるようにした。
【００４０】
この状態にして、蒸気供給管１６からゲージ圧４ｋｇｆ／ｃｍ²の蒸気４２を供給して、蒸気供給管１６、蒸気通路１５及び１５ａ、空間１９、蒸気排出管１６ａを加圧状態にし、バルブ１７ａの手前にある熱電対で測定された温度が１２０℃以上になった段階で１０秒間保持して、充填ノズル先端１１ａ、充填弁先端１３ａ、及び注出口３１、中栓３２を蒸気殺菌した。
【００４１】
次に、蒸気排出管１６ａ及び蒸気供給管１６の蒸気を排出後、図２（ａ）に示すように、ロッド閉鎖用の圧縮エアー供給口２２、２２ａから圧縮空気を供給して蒸気供給用開閉ロッド２１及び蒸気排出用開閉ロッド２１ａを閉鎖状態にして、蒸気開閉装置１８における蒸気通路１５の出口の直後及び蒸気通路１５ａの排出口の直前で閉鎖した。
上記のように、蒸気通路１５及び１５ａを閉鎖することにより、内容物を充填するとき、内容物３が蒸気通路１５及び１５ａに入り込むことを防止した。
【００４２】
次いで、図４（ｂ）に示すように、中栓着脱装置４１を左方向に移動して、中栓３２を注出口３１から外してＢＩＢ用内袋２の注出口３１を開放状態にし、それと同時に、プランジャー１２を右方向に移動して充填弁１３を引き出し、充填ノズル１１の充填口２０から内容物３（クリーム）をＢＩＢ用内袋２の中に流出させた。充填量は内容物供給管１４に接続した電磁流量計を用いて計量し、１０ｌ充填した。
【００４３】
充填終了後、図４（ｃ）に示すように、プランジャー１２を左方向に移動して充填弁１３を充填ノズル１１の充填口２０に押しつけて内容物３の流出を止めた。
次いで、蒸気開閉装置１８の蒸気通路１５を開放状態にし、蒸気供給管１６のバルブ１７を開放して、蒸気４２を蒸気供給管１６を通して蒸気通路１５に送った。
その結果、図４（ｃ）に示すように、充填弁先端１３ａ、充填ノズル先端１１ａの内側、注出口３１の内部、中栓３２の注出口３１に嵌合する部分等に付着した内容物３は蒸気通路１６に供給された蒸気４２により除去されて清浄な状態となった。
【００４４】
次に、上記のように、注出口や中栓等を洗浄後、蒸気開閉装置１８の排出用の蒸気通路１５ａを開放状態にして蒸気４２を供給し、図４（ｄ）に示すように、中栓着脱装置４１を右方向に移動して、中栓３２を注出口３１に嵌合し、ＢＩＢ用内袋２を密封状態にして、再度、中栓３２の表面を洗浄した。
次いで、ＢＩＢ用内袋２をクランプ４０から取り外して、図５に示すように、内容物３としてクリームを充填した無菌充填製品４を得た。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、無菌チャンバーなしのＢＩＢ用内袋の無菌充填方法において、充填ノズルの先端部分に設けた蒸気供給通路及び蒸気排出通路に内容物（特に固形物）が入り込むことがないので、蒸気による洗浄工程及び殺菌工程において、従来の問題点を解決することができ、無菌充填機の稼働率が向上すると共に、無菌充填製品の不良率を低下させることがでる。
また、本発明においては、充填ノズルの先端部分に設けた蒸気殺菌部分の改良により、無菌チャンバーを使用せずに、固形物を含有する液状食品の無菌充填を可能にし、更に薬剤を一切使用せず、蒸気だけで各工程の殺菌を行うので、作業環境が改善され、環境に易しい無菌充填方法となる。
【００４６】
ＢＩＢ用内袋に無菌チャンバーを使用せずに無菌充填するには、注出口に中栓を嵌合した密封袋の注出口部分を無菌充装置の充填ノズル先端に装着し、注出口、中栓、及び充填ノズル先端で形成される空間に蒸気を導入して注出口と中栓の表面、充填ノズル先端及び空間を蒸気殺菌する必要がある。
従来の無菌充填ノズルにおいては、図６（ａ）に示すように、蒸気洗浄の工程において、蒸気通路開閉用ロッド４５及び４５ａが移動する蒸気通路４３及び４３ａに僅かの内容物が残留し、蒸気通路開閉用ロッド４５及び４５ａがスムーズに作動しないことがある。
特に、内容物に固形物が含まれており、その固形物の小さな破片が蒸気通路４３と開閉用ロッド４５、又は蒸気通路４３ａと開閉用ロッド４５ａの間に挟まった場合、その固形物を蒸気で完全に追い出すことは困難であるので、開閉用ロッド４５及び４５ａの動きが妨げられて、蒸気通路４３及び４３ａを詰まらせる原因となる。
蒸気通路が詰まった状態で次の製品の殺菌工程に移ると、蒸気殺菌ができなくなるといったトラブルが生じ、不良品発生の原因となる。
【００４７】
本発明においては、充填ノズルの先端部分に蒸気供給通路及び蒸気排出通路を設け、その蒸気供給通路の出口直後及び蒸気排出通路の排出口直前で、蒸気通路を閉鎖して無菌充填を行うので、蒸気供給通路及び蒸気排出通路のロッドが開閉する箇所には内容物が残留しなくなった。
そのため、無菌充填終了後、次の蒸気洗浄において、蒸気通路を開放したとき、蒸気通路に内容物が残留することがなくなり、蒸気通路は常に正常な状態に維持されるので、蒸気殺菌工程が円滑に行うことができる。
従って、本発明の無菌充填装置を用いたＢＩＢ用内袋の無菌充填は、常に正常な状態で行うことができるので、殺菌及び洗浄上のトラブルがなくなり、稼働率を向上させることができる。
また、注出口、中栓、及び無菌充填装置の先端部の蒸気殺菌が効率よく行われるので、無菌充填製品の不良率を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の無菌充填装置を用いてＢＩＢ用内袋に無菌充填するときの、装置及び内袋の主要部を示した模式断面図である。
【図２】無菌充填装置の先端部に形成した蒸気供給通路及び蒸気排出通路に設けた蒸気開閉装置の模式断面図である。
【図３】本発明に用いられるＢＩＢ用内袋の構成を示した説明図である。
【図４】本発明の無菌充填装置を用いてＢＩＢ用内袋に無菌充填するときの各工程を示した説明図である。
【図５】ＢＩＢ用内袋に内容物を無菌充填したときの無菌充填製品の模式断面図である。
【図６】従来の無菌充填装置における充填ノズルの先端部分に設けた蒸気殺菌部分の説明図である。
【符号の説明】
１無菌充填装置
２ＢＩＢ用内袋
３内容物
４無菌充填製品
１１充填ノズル
１１ａ充填ノズル先端
１２プランジャー
１３充填弁
１３ａ充填弁先端
１４内容物供給管
１５蒸気通路（供給用）
１５ａ蒸気通路（排出用）
１６蒸気供給管
１６ａ蒸気排出管
１７バルブ
１７ａバルブ
１８蒸気開閉装置
１９空間
２０充填口
２１蒸気供給用開閉ロッド
２１ａ蒸気排出用開閉ロッド
２２圧縮エアー供給口（開閉ロッド閉鎖用）
２３圧縮エアー供給口（開閉ロッド開放用）
３０袋
３０ａ上側フィルム
３０ｂ下側フィルム
３１注出口
３２中栓
３３注出口のフランジ
３４中栓のフランジ
３５Ｏリング
３６ヒートシール部
４０クランプ
４１中栓着脱装置
４２蒸気
４３、４４蒸気通路（供給用）
４３ａ、４４ａ蒸気通路（排出用）
４５蒸気通路開閉用ロッド（蒸気供給用）
４５ａ蒸気通路開閉用ロッド（蒸気排出用）
４６蒸気通路（蒸気通路開閉用ロッドの移動用）
Ｖ1 、Ｖ2 、Ｖ3 、Ｖ4 、Ｖ5 バルブ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is aseptic filling a bag-in-box inner bag having a spout with liquid food such as milk, cream, juice, liquor, soft drinks, liquid food containing solids, or liquid chemicals, etc. without a sterile chamber It is related with the apparatus which performs.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, cans such as 1 cans have been used as large liquid containers, but switching to a bag-in-box (hereinafter referred to as BIB) that is easy to dispose of from the viewpoint of disposal of containers has progressed. It is out.
Also, in the case of large containers such as BIB, if the container is filled with the contents and then heat sterilized, it takes a long time for heat sterilization, and the contents are altered by heating and lose their value as food. In the case of preservation, an aseptic filling method is employed in which the bag is sterilized and the contents are sterilized separately to prevent the contents from being altered by heating.
Therefore, when milk, cream, fruit juice, etc. are used for business purposes and need to be stored for a long time in a large container, aseptically filled BIB is often used.
[0003]
Aseptic filling of the BIB inner bag, with the bag having a spout capped at the spout, the inside of the bag is sterilized with ethylene oxide gas or γ-ray irradiation, and the sterilized bag is aseptically filled. After sterilizing the outside of the spout and the cap with a liquid disinfectant such as chlorine water, remove the cap from the spout in the aseptic chamber and fit the spout and the filling nozzle. After filling the product, the filling nozzle is removed from the spout, and the spout is capped and sealed, and the sealed aseptic filling bag is taken out from the aseptic filling machine to obtain a sterile filling product. Yes.
[0004]
In addition, a method has been developed in which a sterilized liquid food or medicine is filled in a sterilized inner bag for BIB without using an aseptic chamber.
That is, a spout is attached to the upper plastic film of the BIB inner bag formed by sealing the peripheral edges of the two plastic films, and an inner plug fitted to the spout from the inside is attached to the lower plastic film. A sterilization process in which a spout and an inner stopper of a sealed bag formed by fitting the outlet are attached to the tip of the filling nozzle and steam sterilized, the inner stopper is removed from the outlet and the contents are filled into the bag from the filling nozzle This is an aseptic filling method comprising a filling step, a washing step for washing the tip from the filling nozzle to the inside plug portion with steam, and a step for fitting the spout and the inside plug after the washing step.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, as described above, when filling a bag with the contents of a sterile chamber maintained in a sterile state, in order to sterilize the sterile chamber, maintain the sterile state in the sterile chamber, and make it sterile There are various problems in terms of the time and running cost of the product and the cost of the aseptic filling device.
The present invention relates to an aseptic filling apparatus that can fill fluid food or medicine, or liquid food containing solids in a sterile state without using an aseptic chamber, and the sterilization process is simplified, Cost can be reduced.
[0006]
In addition, when aseptically filling a BIB inner bag with liquid food or the like without using an aseptic chamber, especially when solids are mixed in the contents, a steam supply passage and steam provided at the tip of the filling nozzle There may be a problem that the discharge passage is clogged with contents (particularly solid matter) and steam sterilization cannot be performed.
[0007]
That is, when aseptically filling the BIB inner bag without using an aseptic chamber, the conventional aseptic filling nozzle has a steam passage 43 for supplying steam at the tip of the filling nozzle as shown in FIG. And 44, and steam discharge steam passages 43a and 44a are formed, the valves V1, V3 and V4 are closed, the valves V2 and V5 are opened, and the steam 42 is supplied to the steam supply pipe 16 for supply. Steam is sent from the steam passages 43 and 44 to the space 19 so that the tip of the filling nozzle, the spout of the BIB inner bag and the inner plug can be steam sterilized.
[0008]
As described above, after sterilizing the tip of the filling nozzle, the spout of the BIB inner bag and the inner stopper, as shown in FIG. 6B, the valve V2 is closed and the valve V1 is opened to connect to the steam supply pipe 16. The steam 42 is sent, the steam pressure in the steam passage 46 is made higher than the steam pressure in the steam passages 43 and 43a, the steam passage opening / closing rods 45 and 45a are moved to the left, and the steam passages 44 and 44a are closed. .
Further, since the steam passage opening / closing rods 45 and 45a are formed with stoppers in the steam passages 43 and 43a, the steam passage opening / closing rods 45 and 45a are pushed leftward by the steam pressure in the steam passage 46. Even if it moves, it stops at the position defined by the stopper and closes the steam passages 44 and 44a.
[0009]
As described above, the steam passages 44 and 44a are closed (see FIG. 6B), and the filling port of the filling nozzle is opened to fill the BIB inner bag with the contents.
After filling the contents, the valve V1 is closed, the valve V4 is opened and the steam 42 is discharged from the steam discharge pipe 16a. At the same time, the valve V5 is closed and the valves V2 and V3 are opened to enter the steam passages 43 and 43a. Steam is sent, the steam pressure of the steam passages 43 and 43a is made higher than that of the steam passage 46, and the steam passage opening / closing rods 45 and 45a are moved to the right, as shown in FIG. The steam passages 43 and 44, the space 19, and the discharge steam passages 44a and 43a are brought into communication.
In this state, the valves V3 and V4 are closed, the valves V2 and V5 are opened, the steam is supplied to the steam supply pipe 16, the supply steam passages 43 and 44, the space 19, the discharge steam passage 43a, The steam is sent to 44a, and the tip of the filling nozzle and the spout and the inner plug of the BIB inner bag are steam-washed. Then, the inner plug is fitted into the spout and the BIB inner bag is sealed, and the inner plug surface is further sealed. Steam-wash and finish filling.
[0010]
However, in the aseptic filling nozzle, a slight content remains in the gap between the steam passage 43 and the steam passage opening / closing rod 45 or between the steam passage 43a and the steam passage opening / closing rod 45a. The steam passage opening / closing rod 45a may not be able to move smoothly.
In particular, in the case where the content contains solid matter, if small fragments of the solid matter enter the gap between the steam passage 43 and the steam passage opening / closing rod 45 or between the steam passage 43a and the steam passage opening / closing rod 45a, the steam passage The opening / closing rod 45 or the steam passage opening / closing rod 45a cannot move smoothly in the steam passage 43 or 43a, and the steam passage opening / closing rod 45 or the steam passage opening / closing rod 45a cannot be stopped at a predetermined position.
Therefore, since the next product is sterilized in a state where the steam passage 44 or 44a is clogged, steam sterilization may not be possible, which may cause defective products. In particular, when the solid matter includes a fibrous substance such as pulp, it becomes very difficult to remove the fibrous substance when it is sandwiched between the steam passage 43 or 43a and the steam passage opening / closing rod 45 or 45a. The movement of the steam passage opening / closing rod 45 or 45a is hindered, which causes the steam passage 44 or 44a to be clogged.
[0011]
In order to solve the above problems, the present invention improves the steam sterilization part provided at the tip part of the filling nozzle, and enables aseptic filling even for liquid food containing solids without using an aseptic chamber. Is.
Further, in the present invention, since the contents (particularly solid matter) do not remain in the steam supply passage and the steam discharge passage provided at the tip portion of the filling nozzle at the location where the open / close rod is opened or closed, cleaning with steam is performed. The conventional problems in the process and the sterilization process are solved, the operation rate of the aseptic filling machine is improved, and the defective rate of the aseptic filling product can be reduced.
Furthermore, in the present invention, since each process is sterilized using only steam without using any chemicals, the working environment is improved, and the aseptic filling method is easy to the environment.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the aseptic filling device for the BIB inner bag is configured as follows.
A spout is attached to the plastic film on the upper side of the inner bag for bag-in-box formed by heat-sealing the periphery of two flexible plastic films (four in the case of double bags, six in the case of triple bags) Attach the inside plug that fits into the spout from the inside to the lower plastic film, attach the spout of the sealing bag formed by fitting the inside plug to the spout and the inside plug at the tip of the filling nozzle, Steam is introduced into the space formed by the inner plug and the tip of the filling nozzle to sterilize the surface of the spout and the inner plug, the tip of the filling nozzle and the space, stop the introduction of the steam after steam sterilization, and pour the inner plug. At the same time as removing from the outlet, the contents are aseptically filled from the filling nozzle into the bag-in-box inner bag. After filling, the steam is reintroduced and the tip of the filling nozzle, the inner surface of the spout, and the inside plug are washed with steam. Fit the inner plug into the spout In the aseptic filling apparatus for performing aseptic filling, an aseptic filling apparatus for an inner bag for a bag-in-box, wherein a steam opening and closing device is provided in a steam supply passage and a steam discharge passage provided at a tip portion of a filling nozzle. .
In the aseptic filling apparatus, as shown in FIG. 1A, the tip of the filling nozzle that contacts the spout 32 and the inner plug 32 of the BIB inner bag is the “filling nozzle tip”, and the steam supply passage 15 and The front end portion of the filling nozzle provided with the steam discharge passage 15a is distinguished as “the front end portion of the filling nozzle” and will be used in the same manner.
[0013]
Further, the steam opening and closing device opens or closes the steam passage by moving the opening and closing rod up and down or left and right with compressed air, and the aseptic filling device for an inner bag for a bag-in-box It was.
Further, the steam opening and closing device is provided immediately after the outlet of the steam supply passage and immediately before the outlet of the steam discharge passage.
[0014]
In the present invention, a spout is attached to an upper plastic film of a BIB inner bag formed by heat-sealing the periphery of two flexible plastic films, an inner plug is attached to a lower plastic film, and the inner side of the spout When aseptically filling liquid foods or liquid foods containing solids into a BIB inner bag that is made into a sealed bag by fitting an inner stopper from the inside without using an aseptic chamber, filling the aseptic filling device The structure of the tip of the nozzle is improved.
[0015]
That is, in order to aseptically fill the BIB inner bag without using a sterilization chamber, the spout portion of the sealing bag with the inner plug fitted to the spout is attached to the tip of the filling nozzle of the aseptic filling device. It is necessary to introduce steam into the space formed by the inner plug and the tip of the filling nozzle to sterilize the surface of the spout and the inner plug, the tip of the filling nozzle and the space.
For this reason, a steam supply passage and a steam discharge passage are provided at the tip of the filling nozzle, and a steam opening and closing device is provided in the steam supply passage and the steam discharge passage so that the sterilization and cleaning processes using steam can be performed smoothly.
Further, the steam opening / closing device is provided immediately after the outlet of the steam supply passage and immediately before the outlet of the steam discharge passage, and the steam passage is opened or closed by moving the opening / closing rod up and down or left and right with compressed air. This prevents the contents from remaining in the steam supply passage and the steam discharge passage during aseptic filling and cleaning.
As described above, by providing the steam opening / closing device in the steam passage, steam sterilization and steam cleaning can be performed smoothly, and the operating rate is improved.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the main part of the apparatus and the inner bag when the BIB inner bag is aseptically filled using the aseptic filling apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a steam opening / closing device provided in the steam supply passage and the steam discharge passage formed at the tip portion of the filling nozzle.
FIG. 3 is an explanatory view showing the configuration of the BIB inner bag used in the present invention.
FIG. 4 is an explanatory view showing each step when aseptically filling the BIB inner bag using the aseptic filling apparatus of the present invention.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the aseptic filling product when the contents are aseptically filled into the BIB inner bag.
FIG. 6 is an explanatory view of a steam sterilization section provided at the tip of a filling nozzle in a conventional aseptic filling apparatus.
[0017]
The present invention relates to an aseptic filling device used when aseptically filling a BIB inner bag with sterilized contents without an aseptic chamber.
That is, as shown in FIG. 1 (a), the BIB inner bag 2 sealed by fitting the inner plug 32 to the spout 31 is attached to the aseptic filling device 1 and connected to the filling nozzle 11. The present invention relates to an aseptic filling device 1 for supplying sterilized contents 3 from a tube 14 and aseptically filling the contents 3 into the BIB inner bag 2.
FIG. 1 (a) shows the main part when the BIB inner bag 2 is mounted on the aseptic filling device 1, and the right part of the aseptic filling device 1 that is not directly related to the present invention (plunger drive unit). , Plunger steam seal portion, etc.) are omitted.
FIG.1 (b) is the figure which showed the open state in sectional drawing of the steam switch provided in the front-end | tip part of the filling nozzle.
[0018]
To aseptically fill the BIB inner bag with sterile contents without a sterile chamber, as shown in FIG. 1A, when the BIB inner bag 2 is attached to the tip of the aseptic filling device 1, the contents are filled. Before the filling nozzle tip 11a and the filling valve tip 13a of the aseptic filling device and the space 19 formed by the spout 31 and the inner plug 32 of the BIB inner bag 2, the filling nozzle tip 11a, It is necessary to steam sterilize the filling valve tip 13a, the spout 31, the inner plug 32 and the space 19.
Therefore, a steam supply steam passage 15 and a steam discharge steam passage 15a are formed at the tip of the filling nozzle 11, and the steam supply steam passage 15 has a steam supply pipe 16 and a steam discharge steam passage 15a. Connects the steam discharge pipe 16a so that the inside of the space 19 can be steam sterilized.
In order to prevent the contents 3 from remaining in the supply steam passage 15 and the discharge steam passage 15a during filling and washing of the contents, the supply steam passage 15 and the discharge steam passage are provided. A steam switch 18 is provided at 15a.
[0019]
As shown in FIG. 1 (b), the steam opening / closing device 18 is configured so that the supply steam passage 15 and the discharge steam passage 15a are moved to the space 19 by the movement of the steam supply opening / closing rod 21 and the steam discharge opening / closing rod 21a. The steam supply can be opened and closed, and the steam 19 can be opened and closed when the steam is discharged from the space 19.
The steam opening / closing device 18 shown in FIG. 1B is a view when the steam passages 15 and 15a are opened.
[0020]
Hereinafter, a method for opening and closing the steam passages 15 and 15a of the steam switch 18 will be described.
The steam opening / closing device 18 shown in FIG. 2A is in a state where the steam passages 15 and 15a are closed. To close the steam passages 15 and 15a, the steam opening and closing device 18 is compressed to the compressed air supply ports 22 and 22a. Air is sent to move the steam supply opening / closing rod 21 downward to close the supply steam passage 15 and move the steam discharge opening / closing rod 21a upward to close the discharge steam passage 15a.
[0021]
Further, to open the steam passages 15 and 15a, as shown in FIG. 2B, the compressed air to the compressed air supply ports 22 and 22a is stopped and compressed to the air supply ports 23 and 23a for opening the rods. Air is sent to move the steam supply opening / closing rod 21 upward to open the supply steam passage 15 and move the steam discharge opening / closing rod 21a downward to open the discharge steam passage 15a.
As a result, as shown in FIG. 2B, the supply steam passage 15 and the discharge steam 15a communicate with each other, and the steam 42 supplied from the steam supply pipe 16 as shown in FIG. Then, it is introduced into the space 19 from the supply steam passage 15 and is discharged from the steam exhaust pipe 16a through the discharge steam passage 15a.
[0022]
The steam 42 introduced into the space 19 from the supply steam passage 15 includes a filling nozzle tip 11a, a filling valve tip 13a, and a BIB inner bag spout 31 in the aseptic filling device 1 forming the space 19. The stopper 32 is sterilized.
The steam 42 introduced into the space 19 has a gauge pressure of 1 to 4 kgf / cm by adjusting a pressure reducing valve in front of the valve 17 of the steam supply pipe 16 in FIG. ² Pressure (hereinafter vapor pressure is gauge pressure kgf / cm ² Therefore, the inside of the space 19 can be sterilized in a short time. For example, the valve 17a is closed, the valve 17 is opened, and the steam supply pipe 16 has 1 kgf / cm. ² By supplying the steam, the temperature in the space 19 becomes 121 ° C., and the inside thereof, that is, the filling nozzle tip 11a, the filling valve tip 13a, the BIB inner bag spout 31, and the inner plug 32 are reached in a few seconds. Can be completely sterilized.
[0023]
Next, after the space 19 is steam sterilized, the open / close rods 21 and 21a in the state shown in FIG. 2B are closed by sending compressed air to the compressed air supply ports 22 and 22a.
That is, as shown in FIG. 2 (a), compressed air is sent to the compressed air supply port 22 to move the vapor supply opening / closing rod 21 downward to close the supply vapor passage 15, and the compressed air supply port 22a. The steam discharge open / close rod 21a is moved upward by sending compressed air to the exhaust steam passage 15a.
As shown in FIG. 2A, the aseptic filling of the contents is performed in a state where the contents are closed immediately after the outlet of the steam passage 15 to the space 19 and immediately before the outlet of the steam passage 15a. There is no room for the steam to enter the steam passage, and it does not remain in the steam passages 15 and 15a.
Therefore, since the steam passages 15 and 15a are always maintained in a normal state, the next cleaning process and steam sterilization process can be performed smoothly and efficiently.
[0024]
As shown in FIG. 3A, the BIB inner bag 2 used in the present invention has two flexible plastic films or laminated films (four in the case of double bags, six in the case of triple bags). 4 sides are heat-sealed, the heat seal part 36 is provided, and the bag 30 is produced, and as shown in FIG.3 (b), the spout 31 is attached to a part of film 30a of the upper side of the bag 30 As shown in FIG. 3 (c), the inner plug 32 is attached to the lower film 30b, and as shown in FIG. 3 (d), the inner plug 32 is fitted into the spout 31 to form a sealed bag. Is.
In FIG. 3A, the portions indicated by symbols 31 and 32 indicate that the spout 31 is integrated with the inner plug 32, and the portions indicated by symbols 33 and 34 indicate the spout. It shows that the flange 33 of 31 and the flange 34 of the inner plug 32 overlap.
[0025]
In FIG. 3 (d), the BIB inner bag 2 is in a state where air is contained in the bag, but actually, the upper and lower films are in close contact with each other during bag making. The bag contains very little air.
The BIB inner bag 2 is sterilized by a known method with ethylene oxide gas, γ rays, electron beams, etc. in a sealed state, and the inside of the bag is subjected to aseptic filling in a completely sterilized state.
[0026]
Next, a method for aseptically filling the sterilized BIB inner bag 2 using the aseptic filling apparatus of the present invention will be described.
As shown in FIG. 1 (a), the sterilized inner bag 2 for BIB is automatically fixed by setting the spout 31 (with the inner plug 32 fitted) to the clamp 40 of the aseptic filling device 1. The spout 31 is brought into close contact with the filling nozzle tip 11 a of the aseptic filling device 1.
As a result, as shown in FIG. 1A, the space 19 formed by the filling nozzle tip 11a, the filling valve tip 13a, the spout 31 and the inner plug 32 of the aseptic filling device 1 is shut off from the outside air and sealed. It becomes.
[0027]
Next, the valve 17 of the steam supply pipe 16 is opened to supply steam to the steam supply pipe 16, and the valve 17a of the steam discharge pipe 16a is opened so that the steam can be discharged from the steam discharge pipe 16a.
Furthermore, as shown in FIG. 2B, the steam passages 15 and 15a provided at the tip portion of the filling nozzle 11 open the steam opening and closing device 18, and the steam 42 supplied from the steam supply pipe 16 is opened. The steam is discharged from the steam discharge pipe 16a through the steam passages 15 and 15a. That is, the state shown in FIG.
[0028]
In this state, the steam 42 pressurized from the steam supply pipe 16 (for example, a gauge pressure of 4 kgf / cm) ² ), The inside of the space 19 is pressurized, and the filling nozzle tip 11a, the filling valve tip 13a, the spout 31 and the inner plug 32 are sterilized.
For example, the temperature in the space 19 is measured with a thermocouple or the like in front of the valve 17a and held at 110 to 144 ° C. for 3 to 10 seconds to sterilize the space 19.
[0029]
After the sterilization is finished, the valve 17 of the steam supply pipe 16 is closed, the valve 17a of the steam discharge pipe 16a is opened to discharge the steam, and as shown in FIG. As shown in FIG. 2 (a), the compressed air is sent from the compressed air supply ports 22 and 22a for closing the rod 18 and the open / close rod 21 for steam supply and the open / close rod 21a for discharging steam are moved. 15 and 15a are closed by the steam supply opening / closing rod 21 and the steam discharge opening / closing rod 21a.
[0030]
Next, as shown in FIG. 4 (b), by pulling out the inner plug 31 using the inner plug attaching / detaching device 41, the inner plug 32 is removed from the spout 31, and at the same time, the plunger 12 of the aseptic filling device is removed. Is moved to the right side to pull out the filling valve 13, and the contents 3 are filled into the bag 30 from the filling port 20 of the filling nozzle 11.
As shown in FIG. 1A, the aseptic filling apparatus 1 has a content supply pipe 14 connected to a filling nozzle 11, and the content 3 stored in an aseptic tank is filled through the content supply pipe 14. It is supplied into the nozzle 11.
Since the aseptic tank is pressurized and supplied to the filling nozzle 11 by the pressure, the contents 3 are removed from the filling nozzle 20 through the gap between the filling nozzle 20 and the filling valve 13 only by pulling out the filling valve 13. It has come to leak.
[0031]
When the filling of the contents is completed, as shown in FIG. 4C, the plunger 12 is moved to the left and the filling valve 13 is pressed against the filling port 20 to stop the outflow of the contents 3.
Next, the steam passage 15 of the steam switch 18 is opened.
In this state, as shown in FIG. 4 (c), the valve 17 of the steam supply pipe 16 is opened to supply steam to the steam supply pipe 16, and the interior of the space 19 (that is, the filling valve tip 13a, filling The portion where the contents of the nozzle tip 11a, the spout 31) and the inner plug 32 are attached is washed with steam.
As a result, the contents 3 attached to the filling valve tip 13a, the filling nozzle tip 11a, the spout 31 and the inner plug 32 are removed, and a clean state is obtained.
The removed contents enter the bag and do not remain in the steam passages 15 and 15a.
[0032]
Next, when cleaning of the blowing with steam is completed, the inner plug attaching / detaching device 41 is moved to the right, the inner plug 32 is fitted into the spout 31, and the BIB inner bag 2 is sealed. As shown in d), while discharging the steam from the steam passage 15a, the steam 42 is supplied to the steam passage 15 to clean the surface of the inner plug 32.
In the BIB inner bag 2 in which the inner plug 32 is fitted and sealed with the spout 31, the inner plug attaching / detaching device 41 is removed from the inner plug 32, and the spout 31 is further removed from the clamp 40 of the aseptic filling device. Aseptic filling product 4 of BIB inner bag 2 as shown in FIG.
In FIG. 4C, when steam cleaning is performed, the BIB inner bag 2 is considerably inflated, but this is inflated by steam, and air is not contained therein. After cooling, the vapor condenses and becomes a very small amount of moisture and is absorbed by the contents 3, and the aseptic filling product 4 after filling is a product as shown in FIG.
[0033]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples.
Example 1
First, a BIB inner bag (for a volume of 10 l) having the following specifications was produced. When making a bag, the films were in close contact so that air could not enter the bag as much as possible.
(1) Packaging material: ON 15 / PE15 / Al / PE 55 // PE 80 (inner surface)
The symbols are as follows, the numbers indicate the thickness of the film, and the unit is μm.
・ ON: Biaxially stretched nylon
・ PE: Polyethylene
・ Al: Aluminum foil
・ //: Indicates that the laminated film of ON / PE / Al / PE and the PE film are not adhered to each other and are in a double bag.
[0034]
(2) Production of spout and inner plug: A molded product with a diameter of 30 mmφ and a height of 20 mm was produced by injection molding of polyethylene with the shape shown in FIGS. 3 (b) and 3 (c).
[0035]
{Circle around (3)} Bag Size and Bag Making: A double bag having a size of 450 mm × 570 mm was prepared using the above two films of ON / PE / Al / PE laminated film and PE film.
The double bag is made by a known method, and the spout 31 is lateral (450 mm) of the upper film 30a (laminated film of ON / PE / Al / PE) as shown in FIG. 3 (a). The heat seal was performed at a position 60 mm from the end in the longitudinal direction (570 mm) at the center of the plate.
The inner plug 32 was heat-sealed at the same position as the spout 31 inside the lower film 30b (PE film).
Further, as shown in FIG. 3 (d), a portion corresponding to the concave portion of the inner plug 32 of the lower film 30 b is cut out so that the inner plug attaching / detaching device 41 can be attached to and detached from the concave portion of the inner plug 32.
[0036]
The inner bag for the BIB produced as described above was sterilized by a known method so that the absorbed dose on the inner surface of the bag was 15 kGy (kilo gray) and the inner and outer surfaces of the bag were sterilized.
[0037]
Using the aseptic filling apparatus 1 of the present invention, the sterilized inner bag 2 for BIB was aseptically filled as follows.
First, as shown in FIG. 1A, the sterilized BIB inner bag 2 is set by fixing the spout 31 (with the inner plug 32 fitted) to the clamp 40 of the aseptic filling device, The spout 31 was brought into close contact with the filling nozzle tip 11a of the aseptic filling device 1 by being automatically moved.
As a result, as shown in FIG. 1 (a), the space 19 formed by the filling nozzle tip 11a, the filling valve tip 13a, the spout 31 and the inner plug 32 is shut off from the outside air and is in a sealed state.
Further, the inner plug attaching / detaching device 41 is inserted into the inner plug 32 so that the inner plug 32 can be automatically detached from the spout 31.
[0038]
Further, cream was used as the contents 3 and sterilized by a known method and stored in an aseptic tank, and was pumped from the aseptic tank and supplied into the filling nozzle 11 of the aseptic filling apparatus 1 through the contents supply pipe 14. As the filling amount, a method of filling a specified amount (10 l) using an electromagnetic flow meter was adopted.
[0039]
As shown in FIG. 1 (a), steam sterilization was performed as follows with the BIB inner bag 2 in close contact with the filling nozzle tip 11a.
First, the valve 17 of the steam supply pipe 16 was opened to supply steam to the steam supply pipe 16, and the valve 17a of the steam discharge pipe 16a was opened to allow the steam to be discharged from the steam discharge pipe 16a.
At the same time, the steam passages 15 and 15a provided at the tip of the filling nozzle 11 open the steam opening and closing device 18 as shown in FIG. Is discharged from the steam discharge pipe 16 through the steam passages 15 and 15a.
[0040]
In this state, the gauge pressure 4 kgf / cm from the steam supply pipe 16 ² , The steam supply pipe 16, the steam passages 15 and 15a, the space 19, and the steam discharge pipe 16a are pressurized, and the temperature measured by the thermocouple in front of the valve 17a is 120 ° C. or higher. At this stage, it was held for 10 seconds, and the filling nozzle tip 11a, the filling valve tip 13a, the spout 31 and the inner plug 32 were steam sterilized.
[0041]
Next, after discharging the steam from the steam discharge pipe 16a and the steam supply pipe 16, as shown in FIG. 2A, compressed air is supplied from the compressed air supply ports 22 and 22a for closing the rod to open and close the steam supply. The rod 21 and the steam discharge opening / closing rod 21a were closed and closed immediately after the outlet of the steam passage 15 and immediately before the outlet of the steam passage 15a in the steam opening / closing device 18.
As described above, by closing the steam passages 15 and 15a, the content 3 was prevented from entering the steam passages 15 and 15a when filling the contents.
[0042]
Next, as shown in FIG. 4 (b), the inner plug attachment / detachment device 41 is moved to the left, the inner plug 32 is removed from the spout 31, and the spout 31 of the BIB inner bag 2 is opened. At the same time, the plunger 12 was moved rightward to pull out the filling valve 13, and the contents 3 (cream) was caused to flow into the BIB inner bag 2 from the filling port 20 of the filling nozzle 11. The filling amount was measured using an electromagnetic flow meter connected to the content supply pipe 14 and filled with 10 l.
[0043]
After the completion of filling, as shown in FIG. 4C, the plunger 12 was moved leftward, and the filling valve 13 was pressed against the filling port 20 of the filling nozzle 11 to stop the contents 3 from flowing out.
Next, the steam passage 15 of the steam switch 18 was opened, the valve 17 of the steam supply pipe 16 was opened, and the steam 42 was sent to the steam passage 15 through the steam supply pipe 16.
As a result, as shown in FIG. 4 (c), the contents 3 attached to the filling valve tip 13a, the inside of the filling nozzle tip 11a, the inside of the spout 31, the part fitted to the spout 31 of the inner plug 32, and the like. Was removed by the steam 42 supplied to the steam passage 16 to be in a clean state.
[0044]
Next, as described above, after cleaning the spout, the inner plug, etc., the steam passage 15a for discharging the steam switch 18 is opened to supply the steam 42, as shown in FIG. The inner plug attachment / detachment device 41 was moved to the right, the inner plug 32 was fitted into the spout 31, the BIB inner bag 2 was sealed, and the surface of the inner plug 32 was washed again.
Next, the BIB inner bag 2 was removed from the clamp 40, and as shown in FIG.
[0045]
【The invention's effect】
According to the present invention, in the aseptic filling method of the BIB inner bag without the aseptic chamber, the contents (particularly solid matter) do not enter the steam supply passage and the steam discharge passage provided at the tip portion of the filling nozzle. In the cleaning process and the sterilization process using steam, conventional problems can be solved, the operating rate of the aseptic filling machine can be improved, and the defective rate of the aseptic filling product can be reduced.
In the present invention, the steam sterilization portion provided at the tip of the filling nozzle is improved so that liquid food containing solids can be aseptically filled without using an aseptic chamber, and no drug can be used at all. In addition, since each process is sterilized only with steam, the working environment is improved and the aseptic filling method is easy to the environment.
[0046]
To aseptically fill the BIB inner bag without using an aseptic chamber, the spout portion of the sealing bag with the inner plug fitted to the spout is attached to the tip of the filling nozzle of the aseptic filling device. In addition, it is necessary to introduce steam into the space formed by the tip of the filling nozzle and sterilize the surface of the spout and the inner plug, the tip of the filling nozzle and the space with steam.
In the conventional aseptic filling nozzle, as shown in FIG. 6 (a), in the steam cleaning process, a small amount of contents remain in the steam passages 43 and 43a through which the steam passage opening / closing rods 45 and 45a move. The passage opening / closing rods 45 and 45a may not operate smoothly.
In particular, when the solid content is contained in the contents and small fragments of the solid matter are sandwiched between the steam passage 43 and the opening / closing rod 45 or between the steam passage 43a and the opening / closing rod 45a, the solid matter is vaporized. Since it is difficult to completely expel it, the movement of the opening and closing rods 45 and 45a is hindered, causing the steam passages 43 and 43a to be clogged.
If the process proceeds to the sterilization process of the next product with the steam passage being clogged, a trouble that steam sterilization cannot be performed occurs, which causes defective products.
[0047]
In the present invention, a steam supply passage and a steam discharge passage are provided at the tip portion of the filling nozzle, and aseptic filling is performed by closing the steam passage immediately after the outlet of the steam supply passage and immediately before the outlet of the steam discharge passage. The contents no longer remain where the rods of the steam supply passage and steam discharge passage open and close.
Therefore, when the steam passage is opened in the next steam cleaning after the completion of aseptic filling, the contents will not remain in the steam passage, and the steam passage is always maintained in a normal state. Can be done.
Therefore, the aseptic filling of the BIB inner bag using the aseptic filling device of the present invention can always be performed in a normal state, so that troubles in sterilization and washing can be eliminated and the operating rate can be improved.
Moreover, since the steam sterilization of the spout, the inner stopper, and the tip of the aseptic filling device is efficiently performed, the defective rate of the aseptic filling product can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a main part of an apparatus and an inner bag when aseptically filling a BIB inner bag using the aseptic filling apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a steam opening / closing device provided in a steam supply passage and a steam discharge passage formed at the tip of an aseptic filling device.
FIG. 3 is an explanatory view showing a configuration of a BIB inner bag used in the present invention.
FIG. 4 is an explanatory view showing each step when aseptically filling a BIB inner bag using the aseptic filling apparatus of the present invention.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an aseptic filling product when the contents are aseptically filled into a BIB inner bag.
FIG. 6 is an explanatory view of a steam sterilization portion provided at a tip portion of a filling nozzle in a conventional aseptic filling apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Aseptic filling equipment
2 Inner bag for BIB
3 contents
4 Aseptic filling products
11 Filling nozzle
11a Tip of filling nozzle
12 Plunger
13 Filling valve
13a Fill valve tip
14 Contents supply pipe
15 Steam passage (for supply)
15a Steam passage (for discharge)
16 Steam supply pipe
16a Steam exhaust pipe
17 Valve
17a valve
18 Steam switchgear
19 space
20 Filling port
21 Opening and closing rod for steam supply
21a Opening and closing rod for steam discharge
22 Compressed air supply port (for closing the open / close rod)
23 Compressed air supply port (for opening and closing rod)
30 bags
30a Upper film
30b Lower film
31 outlet
32 Inside plug
33 Outlet flange
34 Inside plug flange
35 O-ring
36 Heat seal part
40 Clamp
41 Inner plug attaching / detaching device
42 Steam
43, 44 Steam passage (for supply)
43a, 44a Steam passage (for discharge)
45 Steam passage opening / closing rod (for steam supply)
45a Steam passage opening / closing rod (for steam discharge)
46 Steam passage (For movement of steam passage opening / closing rod)
V1, V2, V3, V4, V5 valves

Claims

A spout is attached to the upper plastic film of the inner bag for bag-in-box, which is formed by heat-sealing the periphery of two flexible plastic films, and an inner plug fitted to the spout from the inside is attached to the lower plastic film A sealing bag spout formed by fitting the inner stopper to the outlet and the inner stopper are attached to the tip of the filling nozzle, and steam is introduced into the space formed by the outlet, the inner stopper, and the tip of the filling nozzle. Steam-sterilize the surface of the spout and the inner stopper, the tip of the filling nozzle, and the space, stop the introduction of steam after steam sterilization, remove the inner stopper from the spout, and simultaneously remove the contents from the filling nozzle for the bag-in-box inner bag Aseptic filling equipment that aseptically fills in and after the filling is completed, introduces steam again to clean the tip of the filling nozzle, the inner surface of the spout, and the inner plug with steam, and then fits the inner plug into the spout and performs aseptic filling In Immediately after the outlet of the steam supply passage provided at the tip portion of the nozzle, and the opening and closing device for the steam arranged in the outlet immediately before the steam discharge passage, opening and closing device of the vapor, by compressed air, for opening and closing rod and steam discharge steam supply An aseptic filling device for an inner bag for a bag-in-box , wherein the steam supply passage and the steam discharge passage are opened or closed by moving the opening and closing rod up and down or left and right .