JP5234031B2 - 食品充填システム殺菌方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、各種食品および飲料をＰＥＴボトル、プラスチックカップ等の食品包装容器に無菌的に充填する食品充填システムの機器外表面、室内表面および無菌水ライン配管内外表面からなる殺菌対象表面の殺菌方法および装置に関する。なお、本明細書において「無菌的」とは、内容物の商業的無菌性を保持するレベルの無菌性を意味する。

食品充填システムの上記殺菌対象表面の殺菌方法としては、特許文献１に記載の方法がある。この方法によれば、充填機を包囲する枠体内に霧状の過酸化水素を導入して殺菌を行い、その後この枠体内にホットエアを導入して殺菌効果を増進する。また、枠体内に霧状の過酢酸を導入して殺菌を行い、その後この枠体内に霧状の無菌水を導入して付加的に滅菌を行う。

特開平１１−２０８７８２号公報

上記従来の殺菌方法において、枠体内に霧状の殺菌剤を導入する方法として具体的に開示されている方法は、枠体内の上部に配置された噴射ノズルから殺菌対象表面に向けて液状の殺菌剤をスプレーするものである。しかしながら、現実に使用されている食品充填システムの各機器は凹凸や入組んだ部分が多く複雑な表面構造を有しており、上記従来の方法により殺菌剤を上方からスプレーしても、これら機器の凹部や入組んだ部分まで殺菌剤をまんべんなく降り注ぐことは不可能であり、殺菌剤が付着しない部分が生じる。したがって、上記従来の方法により食品充填システムの完全な殺菌を期待することはできない。

したがって、この種の食品充填システムの機器外表面や枠体内表面を殺菌する場合は、作業員が枠体内に入り、手作業により各機器の外表面等の殺菌対象表面に塩素化アルカリ系発泡殺菌剤をすみずみまで降りかけた後水で洗浄するという手間と時間がかる方法で殺菌を行っているのが現状である。

さらに、従来の食品充填システムの殺菌方法においては、通常殺菌剤によって機器表面等の殺菌を行った後洗浄水により洗浄を行っているので、殺菌剤の系統と洗浄水の系統という２系統の配管が必要であり、またこれら２系統を切り替えるための弁装置や制御装置等の設備が必要であり、装置と殺菌・洗浄工程が複雑化するとともに殺菌剤の費用に加えて設備費が嵩むという問題点があった。

本発明は、上記従来の食品充填システム殺菌方法の問題点にかんがみなされたものであって、自動化された方法でありながら複雑な表面構造を有する食品充填システムの機器でも短時間で完全に殺菌することを可能にするとともに、従来よりも簡便な方法と設備により従来と同等の無菌環境を維持することができる食品充填システム殺菌方法および装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するため、本発明者らは、研究と実験を重ねた結果、食品充填システムの殺菌対象である機器等が配置される空間は殺菌対象を包囲する枠体として大気から遮断された密閉空間であり、この密閉空間内に６０℃以上に加熱された温水を導入すると、温水による加熱および温水から蒸発した蒸気が密閉空間内に充満することにより、殺菌剤のスプレーによっては殺菌剤が付着することが困難な機器凹部等の殺菌対象表面にも加熱された蒸気が接触して容易に殺菌が行われることを見出し、本発明に到達した。

すなわち、上記目的を達成する本発明の食品充填システム殺菌方法は、食品包装容器搬入のための出入り口を設けた作業室内の一部空間を囲って密封空間とし、この密封空間内に陽圧の無菌空気を導入して無菌状態を維持するようにした無菌閉鎖空間を形成する枠体内に存在する食品充填システムの機器外表面、室内表面および無菌水ライン配管内外表面からなる殺菌対象表面を殺菌する方法であって、温水および／または蒸気を該枠体内に導入し、該殺菌対象表面を湿熱加熱殺菌することを特徴とするものである。

本発明によれば、無菌閉鎖空間内の殺菌対象表面が該空間内に導入された温水および／または蒸気により湿熱加熱殺菌される。温水のみを導入した場合でも、温水が殺菌対象表面に直接接触して殺菌を行うだけでなく、温水から蒸発する蒸気が無菌閉鎖空間内に充満することにより全殺菌対象表面のすみずみまで蒸気が接触し、殺菌もれ表面を生じることなく完全な殺菌が行われる。また、殺菌剤を使用しないので、従来のように殺菌剤・洗浄剤の２系統の配管、切替弁装置および制御装置を必要とせず、従来よりも簡便な方法と設備により従来と同等の無菌環境を維持することができ、殺菌剤の費用および設備費を節約することができる。

本発明の１側面において、該殺菌対象表面の殺菌は、殺菌対象表面温度が６０℃以上９６℃未満となるように湿熱加熱殺菌することにより行われることを特徴とする。

また、本発明の上記目的を達成する食品充填システム殺菌装置は、食品包装容器搬入のための出入り口を設けた作業室内の一部空間を囲って密封空間とし、この密封空間内に陽圧の無菌空気を導入して無菌状態を維持するようにした無菌閉鎖空間を形成する枠体内に存在する食品充填システムの機器外表面、室内表面および無菌水ライン配管内外表面からなる殺菌対象表面を殺菌する装置であって、温水および／または蒸気の供給源と該供給源から供給される温水または蒸気を該枠体内に散布する散布手段を備えることを特徴とする。

本発明の１側面において、該装置は、水を６０℃以上に加温する加温手段をさらに備えることを特徴とする。
また、本発明の他の側面において、該装置は、該無菌閉鎖空間に連通するようにして該作業室の前段に配置され、食品包装容器の少なくとも外面を予備殺菌するための予備殺菌室をさらに備え、該予備殺菌室の室内表面および該予備殺菌室に配置される機器外表面も付加的な殺菌対象表面を形成することを特徴とする。

以上述べたように、本発明によれば、無菌閉鎖空間内の殺菌対象表面が該空間内に導入された温水および／または蒸気により湿熱加熱殺菌される。温水のみを導入した場合でも、温水が殺菌対象表面に直接接触して殺菌を行うだけでなく、温水から蒸発する蒸気が無菌閉鎖空間内に充満することにより全殺菌対象表面のすみずみまで蒸気が接触し、殺菌もれ表面を生じることなく完全な殺菌が行われる。

また、殺菌剤を使用しないので、従来のように殺菌剤・洗浄剤の２系統の配管、切替弁装置および制御装置を必要とせず、従来よりも簡便な方法と設備により従来と同等の無菌環境を維持することができ、殺菌剤の費用および設備費を節約することができる。

本発明の食品充填システム殺菌装置の１実施形態を模式的に示す図である。

以下本発明の実施の形態について説明する。
本明細書において、無菌閉鎖空間とは、容器搬入のための出入り口を設けた作業室内の一部空間を囲って密封空間とし、この密封空間内に陽圧の無菌空気を導入して無菌状態を維持するようにした空間を意味する。また、湿熱加熱殺菌とは、殺菌対象表面に温水および／または蒸気の噴霧等を行い殺菌対象表面を乾燥していない状態で殺菌することを意味する。食品充填システムが配置される空間としては、本発明の無菌閉鎖空間のほかにクリーンルームが考えられるが、クリーンルーム内で湿熱加熱殺菌を行うとクリーンルーム壁面全面は殺菌されず、またクリーンルーム天井部のＨＥＰＡフイルターが水蒸気により損傷を受けるので、クリーンルームは湿熱加熱殺菌およびその後のフイラーによる内容物の容器への充填作業を行うには不適である。またこのような無菌閉鎖空間を使用することにより、設置費用が高価で制御も難しいクリーンルームを使用しないですむので、容器殺菌に要する費用を一層低減することができる。

殺菌温度は殺菌対象表面が６０℃以上、好ましくは６５℃以上とし、大気圧下で殺菌を行うために９６℃未満となるように温水および／または蒸気の加温を調節する。殺菌対象表面が６０℃未満では殺菌時間を比較的に長い３分としても３Ｄ以上の殺菌効果を確実に挙げることができず、殺菌対象表面を６５℃以上とすると殺菌時間は１分でも６Ｄ以上の充分な殺菌効果を挙げることができる。

本発明が適用される食品充填システムにおいては、ボトル等の食品充填容器の殺菌も温水および／または蒸気による湿熱加熱殺菌によって行うことが好ましい。その場合容器の殺菌効果を高めるために、食品充填システムには、無菌閉鎖空間に連通するようにして作業室の前段に配置され、食品包装容器の外面または内外面双方を予備殺菌するための予備殺菌室を設け、予備殺菌室の室内表面および予備殺菌室に配置される機器外表面も付加的な殺菌対象表面を形成するように構成してもよい。この予備殺菌室は、無菌閉鎖空間に連通しているので、無菌閉鎖空間に吹き込まれた蒸気または無菌閉鎖空間に供給された温水から発生する水蒸気で満たされることにより殺菌対象表面の殺菌が行われる。
また予備殺菌室内を蒸気で満たすことにより、容器外面または内外面の殺菌効果が向上するとともに、予備殺菌室内が外部の大気に対してエアシールされた状態となり、外部の大気中の菌が無菌閉鎖空間内に流入することが防止される。

温水を枠体内に導入する方法としては特に限定はない。簡単で効率的に温水を導入する方法は枠体内で温水を散布する方法である。具体的には、たとえばスプレーボールを回転して温水の液滴を撒き散らしてもよいし、枠体の上部に多数の流出口を有する温水分配管を配置し、これら多数の流出口から温水を滝のように降らしてもよいし、あるいは複数のスプレーノズルを配置してこれらのスプレーノズルから温水を霧状に噴霧してもよい。いずれにしても、温水が枠体内でできるだけ広い面積に付着して温水が効率的に蒸発できるような方法で温水を散布すればよい。

散布以外の温水導入方法としては、たとえば、温水の温浴を枠体内に配置し、この温浴から蒸発した蒸気が枠体内に充満するようにしてもよい。

枠体内に温水を散布する場合、本発明によれば、殺菌対象表面の殺菌は、温水の液滴が付着しない部分においても蒸発した水蒸気により充分に達成されるので、温水の散布に際して特に殺菌対象表面を目標として散布する必要がなく、したがって個別の食品充填用機器の形状や配置等の特殊事情を考慮して散布用器具の設計や配置を特別の仕様にする必要がなく、異なる食品充填システムに汎用の殺菌装置を適用することができるので便利である。

散布後の温水は廃棄してもよいが、回収し循環して使用するように装置を構成すればエネルギーの節約に寄与することができる。

また、温水の導入に替えて、６０℃以上の水蒸気をたとえばパイプ等により枠体内に吹込む等の方法により導入することにより温水導入と同様の殺菌効果を挙げることができる。

以上述べた本発明の殺菌方法により殺菌できる主な微生物は次のとおりである。
かび類：Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ属、Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ属、Ｂｙｓｓｏｃｈａｍｙｓ属、Ｎｅｏｓａｒｔｏｒｙａ
属およびＣｈａｔｏｍｉｕｍ属
酵母類：Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ属およびＣａｎｄｉｄａ属
細菌類：Ｂａｃｉｌｌｕｓ属Ａ群：Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｉｔｉｌｉｓ ｖａｒ． ｎｉｇｅｒ、Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｉｔｉｌｉｓ
細菌類：Ｂａｃｉｌｌｕｓ 属Ｂ群：Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｃｅｒｅｕｓ
食品充填システムにおいて、容器の殺菌を終了後容器は上記と同一条件の無菌閉鎖空間内に設けられたフイラーに移送され、内容物貯蔵部に蓄えられた殺菌済みの内容物が容器に充填される。内容物が充填された容器は同一条件の無菌閉鎖空間内に設けられた密封装置に移送され、殺菌ずみの蓋で完全に密封された後容器詰め食品または飲料製品として無菌閉鎖空間外に排出される。

本発明が適用される食品充填システムおよび殺菌装置の１具体例を図１の概略図に示す。
図１において、食品充填システム１０は飲料をＰＥＴボトルに充填するための充填装置であって、ＰＥＴボトルの搬送方向の順にボトルの内面を殺菌するボトルリンサー１１、フイラー１２、アセプキャッパー１３、ボトルを２列に振り分けるための振り分け装置１４が配列されている。食品充填装置１０は鋼板からなるカバー１５によって覆われており、このカバー１５によって無菌閉鎖空間を構成する枠体１６が形成されている。無菌閉鎖空間内はダクト１７から供給される無菌エアーにより陽圧に保持されている。

なお、カバー１５にはボトル外面予備殺菌室１８およびその内部に配置されたボトル外面予備殺菌装置１９に連通するボトル導入口１５ａとボトル排出口１５ｂが形成されているが、枠体１６は実質的に密閉されている。

無菌閉鎖空間殺菌装置１は、枠体１６内において温水を散布する手段を構成する複数の回転ノズル２および複数の固定ノズル３を備えている。回転ノズル２はスプレーボールからなり、噴射口を下方に向けて枠体１６内の上部に配置されている。固定ノズル３はフルコーンノズルからなり、噴射口を斜め上方に向けて枠体１６内の下部の床面付近に配置されている。回転ノズル２および固定ノズル３はそれぞれ配管４により弁７および加温ヒーター６を介して温水供給源５に接続されており、該供給源５から温水の供給を受けることができる。

この装置を使用して殺菌を行う場合は、弁７を操作して配管４を温水供給源５に接続する。温水供給源５からの水は加温ヒーター６により加温され、配管４を経由して枠体１６内の回転ノズル２および固定ノズル３に供給され、これらのノズル２、３から枠体内に散布される。散布された温水は枠体１６内のボトルリンサー１１、フイラー１２、アセプキャッパー１３、振り分け装置１４等の機器の外表面、枠体１６の内壁面およびボトルリンサー１１に温水を供給するライン配管（図示せず）等の殺菌対象表面の大部分に降りかかってこの部分を濡らす。散布された温水は殺菌対象表面の大部分を濡らすことによってこの部分を殺菌するとともに、蒸発した水蒸気が枠体１６内に充満し、温水によって濡れていない部分を含む全殺菌対象表面に接触することによってさらなる殺菌が行われる。この温水の散布を所定時間継続することによって全殺菌対象表面の完全な殺菌が達成される。この場合無菌閉鎖空間の外面である枠体１６の内壁面も全面が機器表面と同様に充分に殺菌される。

供試菌としてＡｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒ ＡＴＣＣ６２７５を３０日間ポテトデキストロース寒天培地で培養したものを使用した。

この供試菌の胞子懸濁液を図１の装置内の機器表面の適当な場所に１０^６ｃｆｕ／１００ｃｍ^２となるように付着させ、乾燥後、温水循環による殺菌を行った。

殺菌後の機器表面の生残菌数をポテトデキストロース寒天培地で３０℃×７日間培養して菌数を計測し、Ｌｏｇ（初期菌数／生残菌数）より、殺菌効果を求めた。

機器表面における殺菌温度・時間と殺菌効果の関係を表１に示す。

１ 食品充填システム殺菌装置
２ 回転ノズル（散布手段）
３ 固定ノズル（散布手段）
４ 配管（散布手段）
５ 温水供給源
６ 加温ヒーター（加温手段）
１５ カバー
１６ 枠体

Claims (6)

1. 食品を容器へ充填する作業室の一部を枠体で囲むとともに、前記枠体によって囲まれた空間の内部に食品包装充填システムを配置し、前記食品包装充填システムにつながるボトル導入口とボトル排出口とが前記枠体の一部に設けられ、実質的に密閉された無菌閉鎖空間 であって、前記無菌閉鎖空間の内部に存在する前記食品包装充填システムを構成する機器の外表面と、これらの機器の一部に温水を供給するライン配管の外表面と、枠体の内壁面とを殺菌対象表面として殺菌する方法において、
   前記無菌閉鎖空間の外部に配置された温水供給源から加温ヒータによって６０℃以上に加温された温水を１分間〜３分間前記無菌閉鎖空間内に向かって前記枠体上部および下部に配置された複数のノズルを介して散布し、殺菌対象表面温度が６０℃以上９６℃未満となるように前記無菌閉鎖空間内の前記殺菌対象表面を加熱して殺菌するとともに、前記散布された温水より水蒸気を蒸発させて前記無菌閉鎖空間内に充満させて、前記殺菌対象表面を加熱殺菌することを特徴とする無菌閉鎖空間の内壁面とこの空間内に配置された機器表面およびライン配管表面を湿熱加熱殺菌する方法。
2. 無菌閉鎖空間内につながるダクトより無菌エアーが供給され、前記無菌閉鎖空間内を陽圧状態に維持して無菌を維持することを特徴とする請求項１に記載の無菌閉鎖空間の内壁面とこの空間内に配置された機器表面およびライン配管表面を湿熱加熱殺菌する方法。
3. 前記無菌閉鎖空間のボトル導入口に連通するように配置され、食品包装容器の少なくとも外面を予備殺菌するための予備殺菌室をさらに備え、前記予備殺菌室の室内表面および前記予備殺菌室に配置される機器外表面を前記無菌閉鎖空間に供給された温水から発生する水蒸気により湿熱加熱殺菌する請求項１または２に記載の無菌閉鎖空間の内壁面とこの空間内に配置された機器表面およびライン配管表面を湿熱加熱殺菌する方法。
4. 食品を容器へ充填する作業室の一部を枠体で囲むとともに、前記枠体によって囲まれた空間の内部に食品包装充填システムを配置し、前記食品包装充填システムにつながるボトル導入口とボトル排出口とが前記枠体の一部に設けられ、実質的に密閉された無菌閉鎖空間であって、前記無菌閉鎖空間の内部に存在する前記食品包装充填システムを構成する機器の外表面と、これらの機器の一部に温水を供給するライン配管の外表面と、枠体の内壁面とを殺菌対象表面として殺菌する装置において、
   前記無菌閉鎖空間の外部に配置された温水供給源から加温ヒータによって６０℃以上に加温された温水を１分間〜３分間前記無菌閉鎖空間内に向かって前記枠体上部および下部に配置された複数のノズルを介して散布し、殺菌対象表面温度が６０℃以上９６℃未満となるように前記無菌閉鎖空間内の前記殺菌対象表面を加熱して殺菌し、かつ前記散布された温水より水蒸気を蒸発させて前記無菌閉鎖空間内に充満させて、前記殺菌対象表面を加熱殺菌する散布手段を備えることを特徴とする、無菌閉鎖空間の内壁面とこの空間内に配置された機器表面およびライン配管表面を湿熱加熱殺菌する装置。
5. 無菌エアーを前記無菌空間内に供給し、前記無菌閉鎖空間内を陽圧状態に維持して無菌を維持する無菌閉鎖空間内につながるダクトをさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の無菌閉鎖空間の内壁面とこの空間内に配置された機器表面およびライン配管表面を湿熱加熱殺菌する装置。
6. 前記無菌閉鎖空間のボトル導入口に連通するように配置され、食品包装容器の少なくとも外面を予備殺菌するための予備殺菌室をさらに備え、前記予備殺菌室の室内表面および前記予備殺菌室に配置される機器外表面を前記無菌閉鎖空間に供給された温水から発生する水蒸気により湿熱加熱殺菌する請求項４または５に記載の無菌閉鎖空間の内壁面とこの空間内に配置された機器表面およびライン配管表面を湿熱加熱殺菌する装置。

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