JP4784766B2 - カップ型容器の殺菌充填方法及びその装置 - Google Patents
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Description
前記チャンバーへの容器の供給は、前記カップ型容器の供給口に配置された容器供給ロータにより容器スタッカーから容器を受け取り、容器供給口からチャンバー内の空気の流出を防止しながら、容器を反転して前記チャンバー内の容器を倒立搬送する前記コンベヤ上に供給することにより、チャンバー内の殺菌剤を含んだ空気がチャンバー外へ流出するのを防止することができる。
従来チルド流通が求められていた低酸性飲料等腐敗しやすい飲料のカップ型容器詰飲料であっても、高無菌度の充填密封が可能であるため、製造後は常温においても長期間に渡って菌が増殖することなく、常温流通が可能であり、流通コストを低減させることができる。
2 第1コンベヤ 3 第2コンベヤ
4 保持台 5 保持台
6 案内ガイド 7 容器供給装置
8 スプロケット 9 容器供給ゾーン
10 容器殺菌ゾーン 11 容器洗浄ゾーン
12 容器水切りゾーン 13 上壁
14 容器供給室 15 容器供給室の上壁
16 スタッカー 17 容器供給ロータ
18 容器嵌合ポケット 20 殺菌剤噴射ノズル
21 洗浄ノズル 22 殺菌剤受けパン
23 洗浄水受けパン 24 殺菌剤溜め
25 洗浄水溜め 26 遮蔽板
27 底壁 28 上流側端壁
30 予備圧力ゾーン 31 無菌水噴射ノズル
32 無菌空気噴射ノズル 33 開口部
34 突起 351〜4 ブラインド上仕切り
36 傾斜板 38 容器
40 内容物充填装置 411〜4 蓋材シール装置
43 容器排出圧力調整室 45 蓋材殺菌室
46 蓋材洗浄室 47 蓋材搬送室
48 蓋材ウェブ 49 蓋材スケルトン
50 圧力調整室 51 圧力調整室
52 殺菌剤噴射ノズル 53 洗浄水噴射ノズル
55 無菌エア供給口 56 主排気口
57 容器殺菌・洗浄側ゾーン排気口 58 排気口
59 排気口 71 仕切板
72 殺菌・洗浄側ゾーン 73 充填・密封側ゾーン
74 通過孔
図1は、本発明のカップ型容器への無菌充填ラインの概略を示している。本発明では、全体として1個の陽圧化された無菌チャンバー1内に無菌充填ラインが配置されている。無菌チャンバー1内には、第1コンベヤ2と第2コンベヤ3が縦列に配置され、それぞれ同期して間欠的に回転駆動される。第1コンベヤ2は、カップ型容器を倒立状態で搬送するコンベヤであり、一対の平行するチェーン等の無端帯間にカップ型容器を倒立状態で保持する保持台4が所定ピッチで配置されている。保持台4の構造は、容器の下に向いた開口部から容器内周面に殺菌剤と洗浄水を噴射でき、且つ該噴射圧力に対して倒れたり移動しないように、且つコンベヤ下流端部で横倒し状態になるときに抜け落ちないように容器を保持できればよく、その構造は特に限定されないが、滅菌剤や洗浄水が容器内周面全体に接触できるように、容器保持台と容器の接触面積をなるべく少なくして上記保持機能を達成する構造が望ましい。保持台4は、1個の容器を保持できるように構成するほか、同時に複数個の容器を処理できるように横に所定間隔をおいて複数個の容器保持部を有するのが、生産性を高める上で望ましい。本実施形態では、保持台4は、図3、図4に示すように、容器のフランジ部が嵌合する開口部33を横に10個有し、該開口部33に容器のフランジ部が嵌合支持され、搬送中に容器内部にコンベヤの下面側から殺菌剤等を噴射して内部を殺菌できるようになっている。開口部33には、容器のフランジを支える複数個の突起34(本実施形態では120°間隔で3個)が内周面から半径方向に突出して設けてあり、該突起34のうち容器搬送方向後方に位置する突起34の先端からは、容器の高さ方向に突出したピン37が設けられている。該ピンは、図3に示すように、第1コンベヤの下流端部での第2コンベヤへの中継地点まで横倒し状態になっていくときに容器を支えて、保持台から抜け落ちるのを防止するためのものであり、該ピンの先端が容器の重心位置より高い位置で接触するようにするのが望ましい。以上のように、本実施形態では、カップを3本の突起34で支持し、且つピン37の先端部が容器内周面に接触するのみで、容器との接触面積を極力少なくして、殺菌漏れが生じることを防止してある。さらに、突起34から保持台4の天面までの高さを所定深さ例えば約3mm程度とすることによって、薬剤及び洗浄水噴射時に噴射圧力によって、カップを1〜2mm程度浮きあがらせることで、フランジと突起の接触面も確実に殺菌・洗浄ができる。
なお、第1コンベヤ2から第2コンベヤ3への移載は、上記手段ばかりでなく、例えば逆に第2コンベヤ3側で吸引するようにするとか、第1コンベヤ2側から機械的に押し出すとか、その他直線移動用のアクチュエータ等適宜の手段が採用できるが、本発明の場合はカップ型容器を図において単に左側から右側に直線的に移動させるだけであるから、従来の反転装置に比べて高圧エア噴射ノズル等非常に簡単な手段が採用でき、容器を簡単に反転移載できるということに特徴がある。
本発明では、容器を倒立状態で殺菌・洗浄するため、十分な量の殺菌剤を噴射しても確実に洗浄除去でき、過酢酸溶液と組合わせて高い殺菌効果が得られる。また加熱除去工程も必要ないので、PET製容器の使用も問題ない。
また、無菌チャンバー本室1Aから外気までの各ゾーンの気圧を段階的に制御することよって、無菌チャンバーからの空気の流出を最小限にして、陽圧維持のための無菌空気の供給量を低減できる。
また圧力調整室50の圧力は外気圧より低いので、蓋材殺菌室45の殺菌剤を含んだ空気が外部へ流出するのを防止できる。
なお、本実施形態のカップ型容器の充填装置における他の部所との気圧の関係は前記実施形態と同様に次の関係を満たすように制御される。
P0−1>P0−2>P1>P3であり、P0−2>P2>P3
且つP0−1>P0−2>P5>P3>P6
次のような供試容器を使用して、菌を付着させたカップ及び蓋材を上記実施形態に示す無菌充填装置に供給して、所定条件で培地を充填後、蓋材をヒートシールし密閉して、供試充填カップ製品を得た。その場合の各室の圧力を次のように制御した。得られたカップ製品を30℃×7日間保存後、目視で培地中の濁りおよびフロックの形成の有無を判定した。判定結果として、上記カップ製品は、培地中に濁りおよびフロックの形成はなく、無菌製品の製造が可能であることが確認できた。
1.供試容器
(1)供試カップ:200ml PETカップ(口径75mm、高さ108.5mm)
(2)供試蓋材:原反幅 1000mm、打ち抜き径 82mm
2.使用培地
(1)標準寒天培地(日水製薬(株))
酵母エキス 2.5g
ペプトン 5g
ブドウ糖 1g
寒天 15g
蒸留水 1000ml
(2)普通寒天培地(日水製薬(株))
肉エキス 5g
ペプトン 10g
塩化ナトリウム 5g
寒天 15g
蒸留水 1000ml
(3)芽胞菌培養用培地
普通寒天培地 35g
酵母エキス 5g
硫酸マンガン(MnSO4・5H2O) 50mg
硫酸マグネシウム(MgSO4・7H2O) 500mg
塩化カルシウム(CaCl2・2H2O) 100mg
蒸留水 1000ml
(4)SCD培地(日本製薬(株))
カゼイン製ペプトン 17g
大豆製ペプトン 3g
りん酸−水素カリウム 2.5g
ブドウ糖 2.5g
塩化ナトリウム 5g
蒸留水 1000ml
滅菌後のpH7. 1〜7.5
3.供試菌と容器への菌付着方法
(1)供試菌 Bacillus subtilis var.niger IF013721
(2)菌付着方法 供試菌を普通寒天培地に胞子形成用培地として処方した培地上で37℃×7日間培養した。胞子形成後、滅菌したリン酸緩衝液中に集菌し、対象菌以外の雑菌を除去するために80℃×10minの加熱処理した後冷却、使用懸濁液とした。懸濁液は標準寒天培地での混釈培養により、菌数を計測し、106cfu/カップとなるようにカップ表面にアトマイザーを用いて付着させ、乾燥させた。蓋材の場合、上記方法と同様に打ち抜き径82mm内の中心径75mm内に付着させ、乾燥させた。
4.試験方法
無菌充填装置を環境殺菌後、(2)の方法で作成したカップおよび蓋材を無菌陽圧保持した無菌充填装置に導入し、所定の製造条件でSCD培地を200ml充填し、蓋材でヒートシールした。上記カップ製品を目視で30℃×7日間保存後、培地中の濁りおよびフロックの形成の有無を判定した。
(製造条件)
(1)容器殺菌剤 過酢酸系殺菌剤(含有過酢酸濃度2500ppm)
(2)殺菌時の容器表面温度 65℃
(3)容器作用時間 10秒
(4)環境殺菌 過酢酸系殺菌剤(含有過酢酸濃度2500ppm)、
50℃×10分
(5)無菌充填装置における各室の気圧は次の条件を満たすように制御した。
P0−1=21Pa,P0−2=16Pa,P1=10Pa,P2=5Pa
P3=0Pa(大気),P5=5Pa,P6=−1Pa
(6)充填用培地(SCD培地)の充填前の滅菌条件
135℃×60秒(F0=24.5)
5.試験結果
(1)初期菌付着数 カップ:4.5×106cfu/カップ
蓋材: 4.5×106cfu/蓋材
(2)試験数 n=30(10列×3)
(3)試験結果
作製した全てのサンプルで、培地中に濁りおよびフロックの形成はなかった。
以上の実験結果から明らかなように、本実施例によれば、腐敗し易い状態にあるSCD培地を充填密封した状態で、30℃という常温以上の環境下で7日間保管した状態で全てのサンプルに培地中の濁りやブロックの形成ができなかったことからして、本発明の無菌充填方法及び装置によって得られるカップ型容器詰飲料は、常温流通でも十分に品質保障が可能であることが確認された。
Claims (17)
- カップ型容器の殺菌充填方法であって、一体のチャンバー内で、容器殺菌工程から容器洗浄工程までの容器の搬送と、充填工程から密封工程までの容器の搬送をほぼ同一平面に直列状態に配置されたそれぞれ異なるコンベヤで搬送し、容器殺菌工程から容器洗浄工程までは容器を倒立状態で搬送し、倒立状態でコンベヤで搬送しながら容器殺菌洗浄を行ない、洗浄終了後のカップ型容器をコンベヤ間の中継で正立状態に移載して充填工程に搬送することを特徴とするカップ型容器の殺菌充填方法。
- 前記カップ型容器の殺菌は殺菌剤を倒立状態の容器の少なくとも内面に噴射して行い、かつ前記カップ型容器の洗浄は無菌水を倒立状態の容器の少なくとも内面に噴射して行なうことを特徴とする請求項1に記載のカップ型容器の殺菌充填方法。
- 前記チャンバーは、内部が無菌空気によって陽圧化された無菌チャンバーであり、前記殺菌充填方法が無菌充填方法である請求項1に記載のカップ型容器の殺菌充填方法。
- 前記チャンバーは、カップ型容器の供給口、充填密封済みカップ型容器の排出口、蓋材の供給口、蓋材スケルトンの排出口を有すると共に、無菌空気の給気口、及び主排気口を有し、該主排気口の手前に予備圧力ゾーンを設けて無菌チャンバー本室と隔壁で区切り、前記予備圧力ゾーンの気圧P1を前記無菌チャンバー本室内の気圧P0よりも低く、外気圧P3よりも高く、P0>P1>P3の関係を満たすように圧力を制御して、前記チャンバー内の空気の流れ方向を制御したことを特徴とする請求項1又は3に記載のカップ型容器の殺菌充填方法。
- 前記チャンバーは、前記異なるコンベヤ間の中継部位で殺菌・洗浄側ゾーンと充填・密封側ゾーンに仕切られ、充填・密封側ゾーンの気圧P0−1を殺菌・洗浄側ゾーンの気圧P0−2よりも高くなるようにした請求項1又は4に記載のカップ型容器の殺菌充填方法。
- 前記容器殺菌工程を行なう容器殺菌ゾーン、及び容器洗浄工程行う容器洗浄ゾーンは、空気の流通は許容し、液の所定方向への流通を阻止する仕切り手段で仕切り、空気の流通を許しながら、容器殺菌ゾーン及び容器洗浄ゾーンで飛び跳ねた殺菌液や洗浄液が他のゾーンに飛び散ることを防止するようにしたことを特徴とする請求項1又は3何れかに記載のカップ型容器の殺菌充填方法。
- 前記カップ型容器がポリエステル樹脂製であり、且つ前記殺菌剤が過酢酸溶液であることを特徴とする請求項1又は2に記載のカップ型容器の殺菌充填方法。
- 前記チャンバーへの容器の供給は、前記カップ型容器の供給口に配置された容器供給ロータにより、容器スタッカーから容器を受取り、容器供給口からチャンバー内の空気の流出を防止しながら、容器を反転して前記チャンバー内の容器を倒立搬送する前記コンベヤ上に供給する請求項1又は4に記載のカップ型容器の殺菌充填方法。
- カップ型容器の殺菌充填装置であって、一体のチャンバー内に、カップ型容器を倒立状態で搬送する第1コンベヤとその下流側にカップ型容器を正立状態に嵌合して搬送する第2コンベヤをほぼ同一平面に直列状に配置し、前記第1コンベヤに沿って容器供給装置、容器殺菌装置、容器洗浄装置を順次配置して、上流側から順に容器供給ゾーン、容器殺菌ゾーン、容器洗浄ゾーンを形成し、且つ前記第2コンベヤに沿って内容物充填装置、蓋材シール装置、密封済みカップ型容器の排出装置を順次配設して、上流側から順に内容物充填ゾーン、蓋材シールゾーン、密封済み容器排出ゾーンを形成してなり、前記第1コンベヤは容器を倒立状態で受ける受け台を有するコンベヤであり、前記第2コンベヤは容器を正立状態で受ける容器嵌合口が形成された容器受け台を有するコンベヤからなり、コンベヤ間の容器の受け渡しを第1コンベヤの下流側端部で横倒しになった状態で、第2コンベヤの前記容器嵌合口に受け渡すことにより、第2コンベヤに反転状態で容器を移載するようにしてなることを特徴とするカップ型容器の殺菌充填装置。
- 前記チャンバーは、内部が無菌空気によって陽圧化された無菌チャンバーであり、カップ型容器の供給口、充填密封済みカップ型容器の排出口、蓋材供給口、蓋材スケルトン排出口を有すると共に、無菌空気の給気口、及び主排気口を有し、前記無菌チャンバー内の前記容器供給ゾーンの上流側を前記第1コンベヤが通過する通過口を有する隔壁で区切って、予備圧力ゾーンを形成し、該予備圧力ゾーンに前記主排気口が形成されている請求項9に記載のカップ型容器の殺菌充填装置。
- 前記容器殺菌ゾーンおよび前記容器洗浄ゾーンは、空気の流通は許容し、液の所定方向への流通を阻止する仕切り手段で仕切り、空気の流通を許しながら、容器殺菌ゾーン及び容器洗浄ゾーンで飛び跳ねた殺菌液や洗浄液が他のゾーンに飛び散ることを防止するようにした請求項9又は10に記載のカップ型容器の殺菌充填装置。
- 前記仕切り手段が、それぞれのゾーンに向けて下向き傾斜となる傾斜板を所定間隔で配置してなるブラインド状仕切りである請求項11に記載のカップ型容器の殺菌充填装置。
- 前記容器供給装置は、前記無菌チャンバーの上壁に形成された容器供給室、該容器供給室の上壁に配置された容器供給スタッカー、前記容器供給室に配置され前記容器スタッカーから容器を受取り反転して前記無菌室内の前記第1コンベヤ上に容器を供給する容器供給ロータとからなり、該容器供給ロータは、円柱状ロータの外周部に1又は複数個の容器嵌合ポケットを備え、その外周面が前記容器供給室の上部開口部及び前記無菌チャンバーの容器供給口の開口縁部と周接するように配置することによって、容器供給口から無菌チャンバー内の空気が流出することを防止してなる請求項9又は10に記載のカップ型容器の殺菌充填装置。
- 前記チャンバーに蓋材殺菌ゾーン、蓋材洗浄ゾーンが連接され、前記蓋材殺菌ゾーン、蓋材洗浄ゾーンはそれぞれ蓋材通過孔が形成された隔壁で仕切られ、各ゾーンが前記無菌チャンバー内の気圧に対して異なる気圧に制御できるように構成されている請求項9又は10に記載のカップ型容器の殺菌充填装置。
- 前記第1コンベヤの受け台は、カップ型容器のフランジが嵌り込む開口部を有し、該開口部の内部に容器のフランジを支える複数個の半径方向に突出した突起を有し、且つ容器の高さ方向に延び容器横倒し時の支えピンを少なくとも一本有してなる請求項9に記載のカップ型容器の殺菌充填装置。
- 前記チャンバーを、前記第1コンベヤと第2コンベヤとの中継部で、少なくとも容器が通過する開口を有した隔壁で殺菌・洗浄側ゾーンと充填密封側ゾーンに仕切り、充填・密封側ゾーンの気圧を、殺菌・洗浄側ゾーンの気圧よりも高くなるように構成されている請求項9又は10に記載のカップ型容器の殺菌充填装置。
- 前記第2コンベヤの下流側端部近傍の無菌チャンバーの上壁に、容器排出圧力調整室を設け、該容器排出圧力調整室と前記無菌チャンバーは、容器が通過可能な容器取出口を介して連通しており、前記容器排出圧力調整室内と前記無菌チャンバー内の気圧が別々に制御可能である請求項9又は10に記載のカップ型容器の殺菌充填装置。
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