JP5472627B2 - 無菌充填方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＰＥＴボトル等の容器に飲料等の流動食品を無菌充填する方法及び装置に関する。

従来、飲料等流動食品の無菌充填システムにおいて、ボトル等の容器に充填する流動食品の種類を、例えば今まで茶飲料であったものをミルクコーヒーに切り替える際は、このシステム内の流動食品充填経路を、まずＣＩＰ(Cleaning in Place)処理し、次にＳＩＰ(Sterilization in Place)処理している（例えば、特許文献１の第０００３段落参照。）。

ＣＩＰは、例えば、水道水に苛性ソーダ等のアルカリ性薬剤を添加して流動食品充填経路を循環させた後に、水道水に酸性薬剤を添加して流動食品充填経路を循環させることにより行われる。これにより、流動食品充填経路内に付着した残留物等の汚れが除去される（例えば、特許文献１、２、３参照。）。

ＳＩＰは、例えば、上記ＣＩＰで洗浄した流動食品充填経路内で蒸気や熱水等を循環させることによって行われる。これにより、流動食品充填経路内が殺菌され無菌状態とされる（例えば、特許文献１の第０００３段落参照。）。

特開２００７−２２６００号公報 特開２００７−３３１８０１号公報 特開２０００−１５３２４５号公報

上記流動食品充填経路内には、互いに管路で接続された滅菌機、タンク、フィルタ、充填機等諸種の機器が設けられ、滅菌機及び充填機のＣＩＰで約３時間、タンク及びフィルタのＣＩＰで約３時間、管路全体のＳＩＰで約１．５時間の計７．５時間という長時間が費やされており、生産効率の悪化の原因となっている。特に、小ロット多品種の生産を行っている、流動食品の種類の切り替えが多い工場においては、生産効率が非常に悪い。

上記特許文献１は、生産効率を高める手段としてＣＩＰとＳＩＰを同時に行うことを提案するが、これは除菌フィルタを通した洗浄用薬剤や無菌の温水を流すことでＣＩＰ及びＳＩＰを行うものであるから、洗浄用薬剤や温水の無菌性維持に問題があるだけでなく、滅菌効果を得難いという問題がある。

本発明はこのような問題点を解消することができる無菌充填方法及び装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用する。

なお、本発明を理解しやすくするため図面の符号を括弧付きで付すが、本発明はこれに限定されるものではない。

すなわち、請求項１に係る発明は、複数種類の流動食品（ａ，ｂ）を各々供給する専用管路（１，２）を設け、全専用管路（１，２）のいずれかを充填機（３）に接続する共用管路（４）を設け、全専用管路（１，２）から共用管路（４）を経て充填機（３）に至る充填経路についてＣＩＰ及びＳＩＰのうち少なくともＳＩＰを行った後、先充填の流動食品（ａ）を、その対応する専用管路（１）から共用管路（４）を経て充填機（３）に送ることにより無菌充填を行い、この無菌充填の間、後充填の流動食品（ｂ）に対応する専用管路（２）の無菌状態を維持し、上記先充填の流動食品（ａ）の無菌充填が終了した後に後充填の流動食品（ｂ）を無菌充填するに当たり、後充填の流動食品（ｂ）に対応する専用管路（２）から共用管路（４）を経て充填機（３）に至る充填経路についてはＣＩＰのみを行い、ＳＩＰを省略する無菌充填方法を採用する。

請求項２に記載されるように、請求項１に記載の無菌充填方法において、各専用管路（１，２）に滅菌機（７，８）を介在させ、この滅菌機（７，８）によって対応する流動食品（ａ，ｂ）及びＣＩＰに用いる流体（ｒ、ｗ等）を滅菌することも可能である。

請求項３に記載されるように、請求項２に記載の無菌充填方法において、各専用管路（１，２）に滅菌機（７，８）を通る循環路（１４，１５）を接続し、上記先充填の流動食品（ａ）の無菌充填中に、上記後充填の流動食品（ｂ）に対応する循環路（１５）及び滅菌機（８）についてＣＩＰ及びＳＩＰを行うことも可能である。

請求項４に記載されるように、請求項２に記載の無菌充填方法において、充填機（３）の充填部を覆う無菌チャンバ（１３）から、並列させた専用管路（１，２）へと復管路（１６）を伸ばし、この復管路（１６）に洗浄用薬剤（ｘ）の供給源（１７）を設け、上記滅菌機（７又は８）から充填機（３）に至る充填径路を往管路として洗浄用薬剤（ｘ）を滅菌機（７又は８）で滅菌しつつ、この往管路及び上記復管路（１６）に流して無菌の洗浄用薬剤（ｘ）によるＣＩＰを行うことも可能である。

請求項５に記載されるように、請求項２に記載の無菌充填方法において、充填機（３）の充填部を覆う無菌チャンバ（１３）から、並列させた専用管路（１，２）へと復管路（１６）を伸ばし、上記滅菌機（７又は８）から充填機（３）に至る充填径路を往管路としてすすぎ水（ｒ）を滅菌機（７又は８）で滅菌しつつ、この往管路及び上記復管路（１６）に流して無菌のすすぎ水（ｒ）によるＣＩＰを行うことも可能である。

請求項６に記載されるように、請求項１に記載の無菌充填方法において、流動食品（ａ，ｂ）の種類の数よりも多い個数のフィルタ（２１，２２，２３）を充填経路に並列状態で介在させ、充填する流動食品を異種のものに変更する都度使用するフィルタも上記複数個のフィルタ（２１，２２，２３）内で変更することも可能である。

なお、切り替える流動食品の品種数により、フィルタを３連以上並列配置してもよい。

請求項７に記載されるように、請求項６に記載の無菌充填方法において、並列状態のフィルタ（２１，２２，２３）の上流側にタンク（１１）を設け、このタンク（１１）に無菌エア（ｐ）を供給することによって、未使用のフィルタから充填機（３）に至る充填経路に対しエアパージによるＣＩＰを行うことも可能である。

請求項８に記載されるように、請求項６に記載の無菌充填方法において、後充填の流動食品（ｂ）の充填に当たり、先充填の流動食品（ａ）に用いられたフィルタを通してＣＩＰを行い、未使用のフィルタは無菌エア（ｐ）により陽圧化しておくことも可能である。

また、請求項９に係る発明は、複数種類の流動食品（ａ，ｂ）を各々供給する専用管路（１，２）が設けられ、全専用管路（１，２）のいずれかを充填機（３）に接続する共用管路（４）が設けられ、全専用管路（１，２）から共用管路（４）を経て充填機（３）に至る充填経路について洗浄するＣＩＰ手段及び滅菌するＳＩＰ手段が設けられ、全専用管路（１，２）から共用管路（４）を経て充填機（３）に至る充填経路についてＣＩＰ及びＳＩＰが行われた後、先充填の流動食品（ａ）を、その対応する専用管路（１）から共用管路（４）を経て充填機（３）に送ることにより無菌充填が行われ、この無菌充填の間、後充填の流動食品（ｂ）に対応する専用管路（２）の無菌状態が維持され、上記先充填の流動食品（ａ）の無菌充填が終了した後に後充填の流動食品（ｂ）が無菌充填されるに当たり、後充填の流動食品（ｂ）に対応する専用管路（２）から共用管路（４）を経て充填機（３）に至る充填経路についてはＣＩＰのみが行われ、ＳＩＰが省略されるようにした無菌充填装置を採用する。

請求項１０に記載されるように、請求項９に記載の無菌充填装置において、各専用管路に滅菌機が設けられ、この滅菌機によって対応する流動食品及びＣＩＰに用いる流体が滅菌されるようにしてもよい。

請求項１１に記載されるように、請求項１０に記載の無菌充填装置において、各専用管路（１，２）に滅菌機（７，８）を通る循環路（１４，１５）が接続され、上記先充填の流動食品（ａ）の無菌充填中に、上記後充填の流動食品（ｂ）に対応する循環路（１５）及び滅菌機（８）についてＣＩＰ及びＳＩＰが行われるようにしてもよい。

請求項１２に記載されるように、請求項１０に記載の無菌充填装置において、充填機（３）の充填部を覆う無菌チャンバ（１３）から、並列させた専用管路（１，２）へと復管路（１６）が伸び、この復管路（１６）に洗浄用薬剤（ｘ）の供給源（１７）が設けられ、上記滅菌機（７，８）から充填機（３）に至る充填径路を往管路として洗浄用薬剤（ｘ）を滅菌機（７又は８）で滅菌しつつ、この往管路及び上記復管路（１６）を循環させて無菌の洗浄用薬剤（ｘ）によるＣＩＰが行われるようにしてもよい。

請求項１３に記載されるように、請求項１０に記載の無菌充填装置において、充填機（３）の充填部を覆う無菌チャンバ（１３）から、並列させた専用管路（１，２）へと復管路（１６）が伸び、上記滅菌機（７，８）から充填機（３）に至る充填径路を往管路としてすすぎ水（ｒ）を滅菌機（７又は８）で滅菌しつつ、この往管路及び上記復管路（１６）を循環させて無菌のすすぎ水（ｒ）によるＣＩＰが行われるようにしてもよい。

請求項１４に記載されるように、請求項９に記載の無菌充填装置において、流動食品（ａ，ｂ）の種類の数よりも多い個数のフィルタ（２１，２２，２３）が共用管路（４）に並列状態で設けられ、充填する流動食品を異種のものに変更する都度使用するフィルタも上記複数個のフィルタ（２１，２２，２３）内で変更されるようにしてもよい。

請求項１５に記載されるように、請求項１４に記載の無菌充填装置において、並列状態のフィルタ（２１，２２，２３）の上流側にタンク（１１）が設けられ、このタンク（１１）に無菌エア（ｐ）が供給されることによって、未使用のフィルタから充填機（３）に至る充填経路に対しエアパージによるＣＩＰが行われるようにしてもよい。

請求項１６に記載されるように、請求項１４に記載の無菌充填装置において、後充填の流動食品（ｂ）の充填に当たり、先充填の流動食品（ａ）に用いられたフィルタを通してＣＩＰが行われ、未使用のフィルタは無菌エア（ｐ）により陽圧化されるようにしてもよい。

本発明によれば、複数種類の流動食品（ａ，ｂ）を各々供給する専用管路（１，２）を設け、全専用管路（１，２）のいずれかを充填機（３）に接続する共用管路（４）を設け、全専用管路（１，２）から共用管路（４）を経て充填機（３）に至る充填経路についてＣＩＰ及びＳＩＰのうち少なくともＳＩＰを行った後、先充填の流動食品（ａ）を対応する専用管路（１）から共用管路（４）を経て充填機（３）に送ることにより無菌充填を行い、この無菌充填の間、後充填の流動食品（ｂ）に対応する専用管路（２）の無菌状態を維持し、上記先充填の流動食品（ａ）の無菌充填が終了した後に後充填の流動食品（ｂ）を無菌充填するに当たり、後充填の流動食品（ｂ）に対応する専用管路（２）から共用管路（４）を経て充填機（３）に至る充填経路についてはＣＩＰのみを行い、ＳＩＰを省略することから、無菌充填を行う流動食品の種類を切り替える際の準備時間を顕著に短縮することができる。たとえば、一回の流動食品の切り替えに要する時間を約３．５時間削減することができる。従って、多品種小ロットで流動食品を充填する場合であっても、生産効率を飛躍的に高めることができる。ことに、Ｆ値が高い流動食品から低い流動食品に切り替える場合には、無菌の洗浄用薬剤で洗浄するＣＩＰで足り、ＳＩＰはまったく不要となる。また、従来流動食品の切り替えの際に行っているＳＩＰ工程で必要とした殺菌用蒸気が不要になり、例えば１回の切り替え当たり約３００ｋｇの蒸気量が削減可能になる。

本発明に係る無菌充填装置のブロック図であり、流動食品ａ、ｂの充填が休止した状態を示す。 流動食品ａの充填経路についてＳＩＰを行っている状態を示すブロック図である。 流動食品ａの無菌充填を行っている状態を示すブロック図である。 流動食品ａの無菌充填を行っている最中に、流動食品ｂ用の滅菌機について熱水によるＳＩＰを行っている状態を示すブロック図である。 流動食品ａの充填が休止中に、流動食品ｂの充填経路について無菌水ですすぐことによるＣＩＰを行っている状態を示すブロック図である。 流動食品ａの充填が休止中に、流動食品ｂの充填経路について無菌の洗浄用薬剤でＣＩＰを行っている状態を示すブロック図である。 流動食品ａの充填が休止中に、流動食品ｂの充填経路について無菌水ですすぐことによるＣＩＰを行っている状態を示すブロック図である。 流動食品ａの充填が休止中に、流動食品ｂの充填経路について無菌エアをパージすることによるＣＩＰを行い、エアパージ用の開閉弁に対して蒸気によるＳＩＰを行っている状態を示すブロック図である。 流動食品ａの充填が休止中に、流動食品ｂの充填経路について無菌エアをパージすることによるＣＩＰを行っている状態を示すブロック図である。 フィルタを含む充填経路内に無菌エアを送り陽圧に保持している状態を示すブロック図である。 流動食品ｂの無菌充填を行っている状態を示すブロック図である。 流動食品ｂの無菌充填を行っている最中に、流動食品ｃ用の滅菌機について熱水によるＳＩＰを行っている状態を示すブロック図である。 流動食品ｂの充填が休止中に、流動食品ｃの充填経路について無菌水ですすぐことによるＣＩＰを行っている状態を示すブロック図である。 流動食品ｂの充填が休止中に、流動食品ｃの充填経路について無菌の洗浄用薬剤でＣＩＰを行っている状態を示すブロック図である。 流動食品ｂの充填が休止中に、流動食品ｃの充填経路について無菌水ですすぐことによるＣＩＰを行っている状態を示すブロック図である。 流動食品ｂの充填が休止中に、流動食品ｃの充填経路について無菌エアをパージすることによるＣＩＰを行い、エアパージ用の開閉弁に対して蒸気によるＳＩＰを行っている状態を示すブロック図である。 流動食品ｂの充填が休止中に、流動食品ｃの充填経路について無菌エアをパージすることによるＣＩＰを行っている状態を示すブロック図である。 フィルタを含む充填経路内に無菌エアを送り陽圧に保持している状態を示すブロック図である。 流動食品ｃの無菌充填を行っている状態を示すブロック図である。 本発明に係る無菌充填方法の手順の一例を示すフローチャートである。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

最初に、無菌充填装置の構造について説明し、その後に無菌充填方法及び無菌充填装置の作用について説明する。

図１に示すように、この無菌充填装置には、複数種類の流動食品を各々供給する専用管路１，２が設けられ、全専用管路１，２のいずれかを充填機３に接続する共用管路４が設けられる。

各専用管路１，２の上流端には各々異なる種類の流動食品を蓄えるためのバランスタンクである貯留タンク５，６が設けられる。この実施の形態では、例えば、貯留タンク５に流動食品ａとしてミルクコーヒーが蓄えられ、他の貯留タンク６に流動食品ｂとして茶飲料が蓄えられるものとする。

なお、流動食品の充填の順序は、Ｆ値の高いものから低いものへと切り替えることとする。流動食品の殺菌は一定温度で行われるわけではなく、加熱、冷却に伴って温度が変化するためトータルの殺菌効率、致死率を表すものとして、各プロセスの致死率Ｌを積分したＦ値が用いられる。Ｆ値は通常の場合、基準温度２５０゜Ｆ（＝１２１℃）における殺菌時間に相当する。

この実施の形態では、Ｆ値が高いミルクコーヒーから充填し、その次に、それよりもＦ値が低い茶飲料を充填するものとする。また、茶飲料の次はそれよりもＦ値が低い流動食品ｃを充填するものとする。

また、各専用管路１，２には、ＣＩＰ手段又はＳＩＰ手段として機能する滅菌機７，８が設けられる。滅菌機７，８としては、例えばＡＵＨＴ（ultra high temperature）式滅菌機が用いられる。図３、図５、図６、図１１、図１３及び図１４に示すように、流体である上記流動食品ａ，ｂ，ｃや、後述するＣＩＰのための洗浄用薬剤ｘ、水ｗ，ｒ等がこれらの滅菌機７，８に各々供給されると、この滅菌機７，８内を通過しつつ所定の温度で３０秒間加熱された後、滅菌状態で流出する。この滅菌機７，８は公知であるから、その詳細な説明は省略する。

図１に示すように、全専用管路７，８はそれらの下流側において共用管路４に合流し、この合流箇所には全専用管路７，８のうちのいずれか一本を共用管路４に導通させるためのバルブ９，１０が設けられる。バルブ９，１０が切り替えられることで、複数種類の流動食品ａ，ｂのうち所望の流動食品が、貯留タンク５，６のうちのいずれか一方から該当する滅菌機７又は８へと流れ、滅菌処理された後に専用管路１又は２を通って共用管路４内に流入する。

共用管路４の上流側には、内部を無菌状態に保持しうるサージタンク１１が設けられる。

また、共用管路４の下流側には、充填機３が設けられる。充填機３は、共用管路４の下流端が接続されるヘッドタンク１２を有する。また、充填機３の充填部は無菌チャンバ１３で覆われる。例えば、図３に示すように、貯留タンク５から出て専用管路１を流れてきた所望の流動食品ａは、サージタンク１１内に一旦貯留された後、ヘッドタンク１２内に貯留され、充填機３のノズル（図示せず）からボトル等の容器（図示せず）に向かって吐出される。流動食品ａが所定量充填された容器はその後無菌チャンバ１３から送り出され、図示しないキャッパーによってキャッピングされ、容器詰め商品とされる。

図１に示すように、各専用管路１，２には、各々の滅菌機７，８を通る循環路１４，１５が必要に応じて接続される。仮にミルクコーヒーを先充填の流動食品ａとすると、このミルクコーヒーの無菌充填中は、茶飲料である後充填の流動食品ｂの無菌充填は休止中である。図４に示すように、この休止中の流動食品ｂに対応する専用管路２の循環路１５内に水ｗを送り、滅菌機８で加熱しつつ循環させることで、この専用管路２及び滅菌機８についてＳＩＰを行うことが可能である。

上記貯留タンク５，６から共用管路４に至る箇所には、上記バルブ９，１０のほか、流路を切り替えるための各種のバルブ２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅが配置される。

また、上記バルブ９，１０には蒸気ｓの供給管２８が接続される。供給管２８の上流にはＳＩＰ手段としての図示しない蒸気供給源が設けられる。供給管２８には各種バルブ２８ａ，２８ｂが設けられる。

図１に示すように、充填機３の充填部を覆う無菌チャンバ１３から、上記並列させた専用管路１，２の上流側へと復管路１６が伸び、この復管路１６の途中に洗浄用薬剤ｘの供給源１７が設けられる。また、復管路１６が滅菌機７，８に至る手前に、必要に応じてクッションタンク１８，１９が設けられる。洗浄用薬剤ｘはアルカリ性液と酸性液の二種類が用意され、各々供給源として供給タンク１７ａ，１７ｂが復管路１６の途中に設けられる。両供給タンク１７ａ，１７ｂは弁２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄによって切り替えられ、アルカリ性液と酸性液の一方のみが復管路１６内に流入可能とされ、又は双方の薬剤ｘが遮断可能とされる。アルカリ性液としては、例えば苛性ソーダを用いることができ、酸性液としては、高温時、特に１４０℃以上における管路内のゴム製パッキン等に対し与える影響を考慮し、例えばリン酸を用いることができる。

この復管路１６には、復管路１６を専用管路１，２に選択的に接続するためのバルブ２９ａ，２９ｂが設けられる。

図６又は図１４に示すように、上記滅菌機７又は８から充填機３に至る充填径路を往管路として洗浄用薬剤ｘを滅菌機７又は８で滅菌しつつ、この往管路及び上記復管路１６を循環させることにより、無菌の洗浄用薬剤ｘによるＣＩＰが充填経路について行われることになる。

上記往管路及び復管路１６は、図５、図７、図１３又は図１５に示すように、すすぎ水ｒの循環路としても使用可能である。すなわち、水道水等を往管路に供給して滅菌機７又は８で滅菌処理しつつ、往管路及び復管路１６内で循環させることで、無菌の加熱水であるすすぎ水ｒによるＣＩＰが充填経路について行われる。

上記共用管路４の途中には、流動食品ａ，ｂの種類の数よりも多い個数のフィルタ２１，２２，２３が、各流動食品ａ，ｂ内に混入した異物を除去するため並列状態で設けられる。フィルタ２１，２２，２３は流動食品の種類ごとに使い分けられ、全種類の流動食品ａ，ｂの充填が一通り終了した後に共用管路４から取り外され、分解され、洗浄、殺菌処理され、再び組み立てられて元の位置に装着される。そこで、充填する流動食品を異種のものに変更する際は、使用するフィルタも上記複数個のフィルタ２１，２２，２３内で変更可能としている。また、フィルタ２１，２２，２３は流動食品ａ，ｂの種類の数よりも一個又はそれ以上多く設けられる。これにより、全種類の流動食品ａ，ｂの充填が一通り終了し、流動食品の種類数と同数個のフィルタ２１，２２を使い切った後であっても、図１９に示すように、余剰のフィルタ２３を使用可能であるから、直ちに流動食品ｃの充填作業を開始することができる。

各フィルタ２１，２２，２３を貫通する管路には、各フィルタ２１，２２，２３を挟むようにフィルタ２１，２２，２３を切り替えるためのバルブ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆが設けられる。

図１に示すように、並列状態のフィルタ２１，２２，２３の上流側には、上記サージタンク１１が設けられる。このサージタンク１１には図示しない無菌エア供給源が接続される。図８に示すように、加圧された無菌エアｐがサージタンク１１内に供給されることによって、未使用のフィルタ２１，２２，２３から充填機３に至る充填経路に対しエアパージによるＣＩＰが行われる。これにより、充填経路内に残留したすすぎ水ｒ等が充填機３における充填部のノズルを経由して、無菌チャンバ１３から外部に排出される。

また、図１に示すように、各フィルタ２１，２２，２３の並列した管路には、各フィルタ２１，２２，２３内に陽圧の無菌エアを供給したり、各フィルタ２１，２２，２３を大気中に開放したりするための補助管路２４が弁２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅ，２５ｆと共に設けられる。例えば、図３に示すように、流動食品を通さない未使用のフィルタ２２，２３に対しては、補助管路２４から常時陽圧の無菌エアが供給されることにより、フィルタ２２，２３が無菌の陽圧化状態に維持される。

なお、上記循環路１４，１５、共用管路４、復管路１６等には、図示しないが流動食品、水、洗浄用薬剤等を圧送するためのポンプが設けられる。

次に、上記無菌充填装置の作用と共に無菌充填方法について、図２乃至図２０に基づいて説明する。

（１）流動食品ａ：充填準備
無菌充填は、概ね図２０のフローチャートに示す手順で行われる。すなわち、最初に先充填の流動食品ａの充填経路（専用管路１から共用管路４を経て充填機３に至る経路）及び後充填の流動食品ｂの充填経路（専用管路２から共用管路４を経て充填機３に至る経路）についてＣＩＰ処理及びＳＩＰ処理が行われる（ステップＳ１）。

なお、ＣＩＰ処理及びＳＩＰ処理が終了した後に充填作業を行い、ＣＩＰ処理を行って次の充填作業を待つ場合のように、すでにＣＩＰ処理が行われている場合は、充填経路内は無菌状態に保たれているので、ＳＩＰ処理のみで足りる。

具体的には、図２に示すように、全専用管路１，２及び共用管路４のＳＩＰ処理が行われる。

このＳＩＰ処理は、蒸気ｓによって行われる。図２に示すように、蒸気ｓの供給管２８から蒸気ｓが全専用管路１，２及び共用管路４へと供給される。蒸気ｓは各専用管路１，２を通過して大気中に放出され、同時に共用管路４をも通過して充填機３のヘッドタンク１２から無菌チャンバ１３内に流入した後、充填部のノズルを通り、大気中に放出される。

これにより、全専用管路１，２及び共用管路４内は、蒸気の熱により、滅菌処理される。その後、所定のバルブが閉じられ、全専用管路１，２から共用管路４を経て充填機３に至る充填経路が外界から遮断され、無菌状態が維持される。

また、これから充填しようとする流動食品ａに対応する専用管路１の上流側の滅菌機７が、水道水等の水ｗを加熱しつつ循環させる。これにより、滅菌機７が無菌状態でＳＩＰ処理される。加熱温度は１４０℃以上である。

これにより、充填経路である全専用管路１，２及び共用管路４のＳＩＰ処理が完了する。

（２）流動食品ａ：充填開始（流動食品ｂ：充填休止）
この工程は図２０のステップＳ２に対応する。

具体的には、図３に示すように、先充填の流動食品ａが貯留された貯留タンク５から、流動食品ａが滅菌機７を通って、滅菌処理されつつ、専用管路１へと送られる。そして、サージタンク１１内に一旦貯留された後、フィルタ２１によって濾過され、充填機３のヘッドタンク１２へと送られる。ヘッドタンク１２内に溜められた流動食品ａは、充填機３のノズルからボトル等の容器内に充填される。流動食品ａが充填された容器は図示しないキャッパーによって密封され、無菌チャンバ１３から排出される。

なお、未使用のフィルタ２２，２３は、補助管路２４から常時陽圧の無菌エアｐが供給されることにより、無菌の陽圧化状態に維持される。

（３）流動食品ａ：充填中・流動食品ｂ：無菌ＣＩＰ準備
図４に示すように、流動食品ａの充填中に、滅菌機８で水道水等の水ｗを加熱しつつ循環させる。これにより、滅菌機８がＳＩＰ処理され無菌状態にされる。

なお、「無菌ＣＩＰ」とは、滅菌機により無菌にした薬液及びすすぎ水を用いて行うＣＩＰの意である。

その後、図２０に示すように、先充填の流動食品ａの充填が終了する（ステップＳ３）。

上記のように、先充填の流動食品ａの充填中に滅菌機８が立ち上げられるので、先充填の流動食品ａの充填が終了すると、後充填の流動食品ｂの充填に速やかに移行することができる。

なお、この工程中、蒸気ｓの供給管２８から閉状態にある各種バルブの裏側に蒸気ｓが供給されることにより、蒸気バリアが形成される。

（４）流動食品ａ：充填休止・流動食品ｂ：無菌ＣＩＰ（すすぎ）
図５に示すように、所定のバルブの開閉によって、流動食品ｂに対応した滅菌機８から専用管路２、共用管路４を経て充填機３に至る往管路と、復管路１６とが導通状態とされる。また、先充填の流動食品ａの濾過に使用されたフィルタ２１のみが導通状態とされる。

そして、無菌のすすぎ水ｒが往管路及び復管路１６に供給され、この無菌のすすぎ水ｒが通過することによって、流動食品ｂに対応した充填経路について無菌ＣＩＰ処理であるすすぎが行われる。これは、図２０に示すステップＳ４に対応する。

無菌のすすぎ水ｒは、例えば水道水が往管路内に供給され、滅菌機８で加熱滅菌処理されることにより作られる。

このすすぎの最中、無菌エアｐが未使用のフィルタ２２，２３に供給され、これらのフィルタ２２，２３内が陽圧に保持される。

（５）流動食品ｂ：無菌ＣＩＰ（洗浄用薬剤による洗浄）
この工程は、図２０に示すステップＳ４に対応する。

具体的には、図６に示すように、洗浄用薬剤ｘの供給源である供給タンク１７ａから洗浄用薬剤ｘとしてアルカリ性液が上記往管路及び復管路１６内に供給され、上記往管路及び復管路１６内を巡りつつ配管内を洗浄する。

その後、供給タンク１７ａが酸性液の供給タンク１７ｂに切り替えられ、洗浄用薬剤ｘとして酸性液が上記と同様にして往管路及び復管路１６内を巡りつつ配管内を洗浄する。

これにより、流動食品ｂに対応した充填経路について無菌ＣＩＰ処理である酸性液及びアルカリ性液による薬剤洗浄が行われる。酸性液及びアルカリ性液は滅菌機８を通過しながら滅菌処理されるので、無菌状態で往管路及び復管路１６内を巡る。従って、無菌のＣＩＰ処理が行われることになる。

なお、この洗浄の最中、無菌エアｐが未使用のフィルタ２２，２３に供給され、これらのフィルタ２２，２３内が陽圧に保持される。

（６）流動食品ａの充填休止・流動食品ｂに対応した充填経路の無菌ＣＩＰ（すすぎ）
この工程は、図２０に示すステップＳ４に対応する。

図５に示したと同様に、すすぎ水ｒによる無菌ＣＩＰが行われ、往管路及び復管路１６内から酸性液又はアルカリ液が除去される。

（７）流動食品ｂ：無菌ＣＩＰ（最終すすぎ）
この工程は、図２０に示すステップＳ４に対応する。

図７に示すように、図５に示した経路と同じ径路内に、無菌のすすぎ水ｒが供給され、流動食品ｂに対応した充填経路について無菌ＣＩＰが行われる。

この場合、すすぎ水ｒは流動食品ｂの濾過に使用されるフィルタ２２を通るように流路を切り替えられる。

なお、必要に応じて、蒸気ｓが流動食品ｂの通過に関与しないバルブ２５ｂ，２５ｄ，２５ｆへと供給される。

（８）流動食品ｂ：無菌ＣＩＰ（エアパージ１）
この工程は、図２０に示すステップＳ４に対応する。

図８に示すように、サージタンク１１に無菌エアｐが圧送される。この無菌エアｐがサージタンク１１から充填機３の無菌チャンバ１３に至る充填経路内に流れる。さらに、ヘッドタンク１２に無菌エアｐが圧送され、この無菌エアｐが経路内の無菌性を維持しつつ大気中へと流出する。これにより、充填機３内に残留したすすぎ水ｒが外部に排出される。

なお、図４に示したと同様に、必要に応じて滅菌機８には無菌の水ｗが循環路１５を通じて流され、滅菌機８の無菌性が維持される。

また、フィルタ２１，２２，２３を大気中に開放する際の非無菌経路を滅菌処理するために、蒸気ｓが補助管路２４からバルブ２５ａ，２５ｂ,２５ｃ, ２５ｄ,２５ｅ,２５ｆを通って大気中に流される。

（９）流動食品ｂ：無菌ＣＩＰ（エアパージ２）
この工程は、図２０に示すステップＳ４に対応する。

図９に示すように、図８に示した前回の無菌ＣＩＰ処理に引き続いてサージタンク１１に無菌エアｐが圧送される。同様にヘッドタンク１２にも無菌エアｐが圧送される。これらの無菌エアｐが経路内の無菌性を維持しつつ大気中に流出する。これにより、上記充填経路、フィルタ２１，２２，２３に残留したすすぎ水ｒが外部に排出される。

（１０）流動食品ｂ：無菌保持
図１０に示すように、必要に応じて滅菌機８には無菌水ｗが循環路１５を通じて流され、滅菌機８の無菌性が維持される。

また、無菌エアｐが補助管路２４から、流動食品の種類数を超えた未使用のフィルタ２３へと供給され、これによりこのフィルタ２３内が陽圧に保持される。

（１１）流動食品ｂ：充填開始
この工程は、図２０中ステップＳ５に対応する。

具体的には、図１１に示すように、後充填の流動食品ｂが貯留された貯留タンク６から、流動食品ｂが滅菌機８を通って、滅菌処理されつつ、専用管路２へと送られる。そして、サージタンク１１内に一旦貯留された後、フィルタ２２によって濾過され、充填機３のヘッドタンク１２へと送られる。ヘッドタンク１２内に溜められた流動食品ｂは、充填機３のノズルからボトル等の容器内に充填される。流動食品ｂが充填された容器は図示しないキャッパーによって密封され、無菌チャンバ１３から排出される。

なお、未使用のフィルタ２３は、補助管路２４から常時陽圧の無菌エアｐが供給されることにより、無菌の陽圧化状態に維持される。

（１２）流動食品ｂ：充填中・流動食品ｃ：無菌ＣＩＰ準備
図１２に示すように、後充填の流動食品ｂの充填中に、滅菌機８で水道水等の水ｗを加熱しつつ循環させる。これにより、滅菌機７が無菌状態でＳＩＰ処理される。

その後、所定量の容器詰め流動食品が製造されたところで、後充填の流動食品ｂの充填が終了し、図２０中ステップ６が完了する。

上記のように、後充填の流動食品ｂの充填中に滅菌機７が立ち上げられるので、後充填の流動食品ｂの充填が終了すると、上記流動食品ｂに代わる流動食品ｃの充填に速やかに移行することができる。

（１３）流動食品ｂ：充填休止・流動食品ｃ：無菌ＣＩＰ（すすぎ）
この工程は、図２０に示すステップＳ７に対応する。

図１３に示すように、所定のバルブの開閉によって、流動食品ｃに対応した滅菌機７から専用管路１、共用管路４を経て充填機３に至る往管路と、復管路１６とが導通状態とされる。また、後充填の流動食品ｂの濾過に使用されたフィルタ２２のみが導通状態とされる。

そして、無菌のすすぎ水ｒが往管路及び復管路１６内に供給され、この無菌のすすぎ水ｒが往管路及び復管路１６内を通ることによって、流動食品ａに対応した充填経路について無菌ＣＩＰ処理であるすすぎが行われる。

無菌のすすぎ水ｒは、例えば水道水が往管路内に供給され、滅菌機７で加熱滅菌処理されることにより作られる。

このすすぎの最中、無菌エアｐが未使用のフィルタ２３に供給され、このフィルタ２３内が陽圧に保持される。

（１４）流動食品ｃ：無菌ＣＩＰ（洗浄用薬剤による洗浄）
この工程は、図２０に示すステップＳ７に対応する。

具体的には、図１４に示すように、洗浄用薬剤ｘの供給源である供給タンク１７ａから洗浄用薬剤ｘであるアルカリ性液が上記往管路及び復管路１６内に供給され、上記往管路及び復管路１６内を巡りつつ配管内を洗浄する。

その後、供給タンク１７ａが酸性液の供給タンク１７ｂに切り替えられ、洗浄用薬剤ｘである酸性液が上記と同様にして往管路及び復管路１６内を巡りつつ配管内を洗浄する。

これにより、流動食品ｃに対応した充填経路について無菌ＣＩＰ処理である酸性液及びアルカリ性液による洗浄が行われる。酸性液及びアルカリ性液は滅菌機７を通過しながら滅菌処理されるので、無菌状態で往管路及び復管路１６内を巡る。従って、無菌のＣＩＰ処理が行われることになる。

なお、この洗浄の最中、無菌エアｐが未使用のフィルタ２３に供給され、このフィルタ２３内が陽圧に保持される。

（１５）流動食品ｃ：無菌ＣＩＰ（すすぎ）
この工程は、図２０に示すステップＳ７に対応する。

図１３に示したと同様に、すすぎ水ｒによる無菌ＣＩＰが行われ、往管路及び復管路１６内から酸性液又はアルカリ液が除去される。

（１６）流動食品ｃ：無菌ＣＩＰ（最終すすぎ）
図１５に示すように、図１３に示した経路と同じ径路内に、無菌のすすぎ水ｒが供給され、流動食品ｃに対応した充填経路について無菌ＣＩＰが行われる。

この場合、すすぎ水ｒは流動食品ｃの濾過に使用されるフィルタ２３を通るように流路を切り替えられる。

これは、図２０に示すステップＳ７に対応する。

なお、この工程で、必要に応じて、蒸気ｓがバルブ２５ｄ，２５ｆへと供給される。

（１７）流動食品ｃ：無菌ＣＩＰ（エアパージ１）
この工程は、図２０に示すステップＳ７に対応する。

図１６に示すように、サージタンク１１に無菌エアｐが圧送される。この無菌エアｐがサージタンク１１から充填機３の無菌チャンバ１３に至る充填経路内に流れる。さらに、ヘッドタンク１２に無菌エアｐが圧送され、この無菌エアｐが経路内の無菌性を維持しつつ大気中に流出する。これにより、充填機３内に残留したすすぎ水ｒが外部に排出される。

なお、図１２に示したと同様に、必要に応じて滅菌機７には無菌水ｗが循環路１４を通じて流され、滅菌機７の無菌性が維持される。

また、フィルタ２２，２３を大気中に開放する際の非無菌経路を滅菌処理するために、蒸気ｓが補助管路２４からバルブ２５ｃ, ２５ｄ,２５ｅ,２５ｆを通って大気中に流される。

（１８）流動食品ｃ：無菌ＣＩＰ（エアパージ２）
この工程は、図２０に示すステップＳ７に対応する。

図１７に示すように、図１６に示した前回の無菌ＣＩＰ処理に引き続いてサージタンク１１に無菌エアｐが圧送される。同様にヘッドタンク１２にも無菌エアｐが圧送される。これらの無菌エアｐが経路内の無菌性を維持しつつ大気中に流出する。これにより、上記充填経路、フィルタ２２,２３に残留したすすぎ水ｒが外部に排出される。

（１９）流動食品ｃ：無菌保持
図１８に示すように、必要に応じて滅菌機７には無菌水ｗが循環路１４を通じて流され、滅菌機７の無菌性が維持される。

また、無菌エアｐが補助管路２４から、流動食品の種類数を超えた未使用のフィルタ２３へと供給され、これによりこのフィルタ２３内が陽圧に保持される。

（２０）流動食品ｃ：充填開始
この工程は、図２０中ステップＳ８に対応する。

具体的には、図１９に示すように、先に充填された流動食品ａと同種類又は異種類の流動食品ｃが貯留された貯留タンク５から、流動食品ｃが滅菌機７を通って、専用管路１へと送られる。そして、サージタンク１１内に一旦貯留された後、フィルタ２３によって濾過され、充填機３のヘッドタンク１２へと送られる。ヘッドタンク１２内に溜められた流動食品ｃは、充填機３のノズルからボトル等の容器内に充填される。流動食品ｃが充填された容器は図示しないキャッパーによって密封され、無菌チャンバから排出される。

その後、所定量の容器詰め流動食品が製造されたところで、後充填の流動食品ｃの充填が終了し、図２０中ステップ９が完了する。

本発明は以上説明したように構成されるが、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々変更可能である。例えば、流動食品は上記三種類ａ，ｂ，ｃのものに限らず、フィルタを増設することによって、四種類以上の流動食品を充填することも可能である。

ａ，ｂ，ｃ…複数種類の流動食品
ｘ…洗浄用薬剤
ｐ…無菌エア
ｒ…すすぎ水
ｓ…蒸気
ｗ…水
１，２…専用管路
３…充填機
４…共用管路
７，８…滅菌機
１１…サージタンク
１２…ヘッドタンク
１３…無菌チャンバ
１４，１５…循環路
１６…復管路
１７…供給源
２１，２２，２３…フィルタ

Claims (16)

1. 複数種類の流動食品を各々供給する専用管路を設け、全専用管路のいずれかを充填機に接続する共用管路を設け、全専用管路から共用管路を経て充填機に至る充填経路についてＣＩＰ及びＳＩＰのうち少なくともＳＩＰを行った後、先充填の流動食品を対応する専用管路から共用管路を経て充填機に送ることにより無菌充填を行い、この無菌充填の間、後充填の流動食品に対応する専用管路の無菌状態を維持し、上記先充填の流動食品の無菌充填が終了した後に後充填の流動食品を無菌充填するに当たり、後充填の流動食品に対応する専用管路から共用管路を経て充填機に至る充填経路についてはＣＩＰのみを行い、ＳＩＰを省略することを特徴とする無菌充填方法。
2. 請求項１に記載の無菌充填方法において、各専用管路に滅菌機を介在させ、この滅菌機によって対応する流動食品及びＣＩＰに用いる流体を滅菌することを特徴とする無菌充填方法。
3. 請求項２に記載の無菌充填方法において、各専用管路に滅菌機を通る循環路を接続し、上記先充填の流動食品の無菌充填中に、上記後充填の流動食品に対応する循環路及び滅菌機についてＣＩＰ及びＳＩＰを行うことを特徴とする無菌充填方法。
4. 請求項２に記載の無菌充填方法において、充填機の充填部を覆う無菌チャンバから、並列させた専用管路へと復管路を伸ばし、この復管路に洗浄用薬剤の供給源を設け、上記滅菌機から充填機に至る充填径路を往管路として洗浄用薬剤を滅菌機で滅菌しつつ、この往管路及び上記復管路に流して無菌の洗浄用薬剤によるＣＩＰを行うことを特徴とする無菌充填方法。
5. 請求項２に記載の無菌充填方法において、充填機の充填部を覆う無菌チャンバから、並列させた専用管路へと復管路を伸ばし、上記滅菌機から充填機に至る充填径路を往管路としてすすぎ水を滅菌機で滅菌しつつ、この往管路及び上記復管路に流して無菌のすすぎ水によるＣＩＰを行うことを特徴とする無菌充填方法。
6. 請求項１に記載の無菌充填方法において、流動食品の種類の数よりも多い個数のフィルタを充填経路に並列状態で介在させ、充填する流動食品を異種のものに変更する都度使用するフィルタも上記複数個のフィルタ内で変更することを特徴とする無菌充填方法。
7. 請求項６に記載の無菌充填方法において、並列状態のフィルタの上流側及び下流側にタンクを設け、これらのタンクに無菌エアを供給することによって、未使用のフィルタから充填機に至る充填経路に対し経路内の無菌性を保持しながらエアパージにより残留水を排出するようにしたことを特徴とする無菌充填方法。
8. 請求項６に記載の無菌充填方法において、後充填の流動食品の充填に当たり、先充填の流動食品に用いられたフィルタを通してＣＩＰを行い、未使用のフィルタは無菌エアにより陽圧化しておくことを特徴とする無菌充填方法。
9. 複数種類の流動食品を各々供給する専用管路が設けられ、全専用管路のいずれかを充填機に接続する共用管路が設けられ、全専用管路から共用管路を経て充填機に至る充填経路について洗浄するＣＩＰ手段及び滅菌するＳＩＰ手段が設けられ、全専用管路から共用管路を経て充填機に至る充填経路についてＣＩＰ及びＳＩＰが行われた後、先充填の流動食品を対応する専用管路から共用管路を経て充填機に送ることにより無菌充填が行われ、この無菌充填の間、後充填の流動食品に対応する専用管路の無菌状態が維持され、上記先充填の流動食品の無菌充填が終了した後に後充填の流動食品が無菌充填されるに当たり、後充填の流動食品に対応する専用管路から共用管路を経て充填機に至る充填経路についてはＣＩＰのみが行われ、ＳＩＰが省略されるようにしたことを特徴とする無菌充填装置。
10. 請求項９に記載の無菌充填装置において、各専用管路に滅菌機が設けられ、この滅菌機によって対応する流動食品及びＣＩＰに用いる流体が滅菌されるようにしたことを特徴とする無菌充填装置。
11. 請求項１０に記載の無菌充填装置において、各専用管路に滅菌機を通る循環路が接続され、上記先充填の流動食品の無菌充填中に、上記後充填の流動食品に対応する専用管路の循環路及び滅菌機についてＣＩＰ及びＳＩＰが行われるようにしたことを特徴とする無菌充填装置。
12. 請求項１０に記載の無菌充填装置において、充填機の充填部を覆う無菌チャンバから、並列させた専用管路へと復管路が伸び、この復管路に洗浄用薬剤の供給源が設けられ、上記滅菌機から充填機に至る充填径路を往管路として洗浄用薬剤を滅菌機で滅菌しつつ、この往管路及び上記復管路に流して無菌の洗浄用薬剤によるＣＩＰが行われるようにしたことを特徴とする無菌充填装置。
13. 請求項１０に記載の無菌充填装置において、充填機の充填部を覆う無菌チャンバから、並列させた専用管路へと復管路が伸び、上記滅菌機から充填機に至る充填径路を往管路としてすすぎ水を滅菌機で滅菌しつつ、この往管路及び上記復管路に流して無菌のすすぎ水によるＣＩＰが行われるようにしたことを特徴とする無菌充填装置。
14. 請求項９に記載の無菌充填装置において、流動食品の種類の数よりも多い個数のフィルタが共用管路に並列状態で設けられ、充填する流動食品を異種のものに変更する都度使用するフィルタも上記複数個のフィルタ内で変更されるようにしたことを特徴とする無菌充填装置。
15. 請求項１４に記載の無菌充填装置において、並列状態のフィルタの上流側及び下流側にタンクが設けられ、これらのタンクに無菌エアが供給されることによって、未使用のフィルタから充填機に至る充填経路に対し経路内の無菌性を保持しながらエアパージにより残留水を排出するようにしたことを特徴とする無菌充填装置。
16. 請求項１４に記載の無菌充填装置において、後充填の流動食品の充填に当たり、先充填の流動食品に用いられたフィルタを通してＣＩＰが行われ、未使用のフィルタは無菌エアにより陽圧化されるようにしたことを特徴とする無菌充填装置。

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