JP5972195B2

JP5972195B2 - Ｐｅｔ製ボトルの殺菌装置及び殺菌方法

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Publication number: JP5972195B2
Application number: JP2013048433A
Authority: JP
Inventors: 祥一土方; 時夫高橋
Original assignee: Suntory Holdings Ltd; Suntory Beverage and Food Ltd
Current assignee: Suntory Holdings Ltd; Suntory Beverage and Food Ltd
Priority date: 2013-03-11
Filing date: 2013-03-11
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2033-03-11
Also published as: US20170129635A1; US9896230B2; US20160250367A1; US9861717B2; EP2866844B1; WO2014141894A1; JP2014172646A; EP2866844A1; ES2602961T3

Description

本発明は、ＰＥＴ製ボトルの無菌充填システムに適用される殺菌装置及び殺菌方法に関する。

ＰＥＴ製ボトル（ポリエチレンテレフタレート製のボトル）の無菌充填システムに適用される従来の殺菌装置としては、例えば、以下の特許文献１に示すものが知られている。ここでは、ＰＥＴ製ボトルに過酸化水素のミストを導入してＰＥＴ製ボトルの内面を殺菌した後、ＰＥＴ製ボトル内に熱風を送り込み、ＰＥＴ製ボトル内に漂うミストを外に排出し、さらに無菌の温水をＰＥＴ製ボトルに導入して洗浄するように構成されている。

特開２０１０−１１６２１２号公報（図１等参照）

過酸化水素は、ＰＥＴ製ボトルに吸着され易く、このことが殺菌後のＰＥＴ製ボトル内に過酸化水素が残留することの主な原因となっている。
従来の殺菌装置では、残留する過酸化水素を除去するために熱風と温水とを使用しているが、熱風や温水を製造するためのコスト、つまりユーティリティコストが高くかかっていた。そこで、ユーティリティコストを削減することを目的として過酸化水素の使用量を削減することが考えられるが、今度は殺菌の効果を下げる結果となり、安全の観点から殺菌の効果を下げることは難しく、ユーティリティコストの低減を追及することはできなかった。

本発明の目的は、大きな設備を必要とせず、かつ、過酸化水素の使用量を削減しなくとも、ＰＥＴ製ボトル内に残留する過酸化水素を除去する際に必要なユーティリティコストを削減することにある。

本発明に係る殺菌装置の第１特徴構成は、ＰＥＴ製ボトル内に過酸化水素を導入して該ＰＥＴ製ボトルの内側を殺菌処理する過酸化水素導入手段、及び前記殺菌処理後のＰＥＴ製ボトル内に熱風を導入して、該ＰＥＴ製ボトル内に残留する過酸化水素を除去する熱風供給手段を備え、複数のＰＥＴ製ボトルを搬送しながら連続的に殺菌処理するＰＥＴ製ボトルの殺菌装置であって、ＰＥＴ製ボトル内に過酸化水素を導入する前の時点、ＰＥＴ製ボトル内に過酸化水素を導入した後で且つ熱風を導入する前の時点、及びＰＥＴ製ボトル内に熱風を導入した後の時点のうちの少なくとも１つの時点において、ノズルからプラズマを噴射してＰＥＴ製ボトル内にプラズマを導入し、過酸化水素を導入する前のＰＥＴ製ボトルを加熱する、または、ＰＥＴ製ボトルを加熱するとともにＰＥＴ製ボトル内に残留する過酸化水素を分解するプラズマ導入手段を備え、前記プラズマ導入手段の前記ノズルが、搬送されるＰＥＴ製ボトルに追従しながらプラズマを噴射するように構成してある点にある。

〔作用及び効果〕
プラズマは、過酸化水素を水と酸素に分解する性質を持つ。
そのため、本構成のごとく、ＰＥＴ製ボトル内に過酸化水素を導入した後、即ち、ＰＥＴ製ボトル内に過酸化水素を導入した後で且つ熱風を導入する前の時点、及びＰＥＴ製ボトル内に熱風を導入した後の時点に、プラズマ導入手段によりＰＥＴ製ボトルにプラズマを導入すれば、ＰＥＴ製ボトル内に残留する過酸化水素がプラズマによって分解・除去され、しかも短時間で効率的に過酸化水素を除去することができる。

また、プラズマをＰＥＴ製ボトルに導入すると、プラズマが持つ熱エネルギーがＰＥＴ製ボトルに加えられるため、ＰＥＴ製ボトル全体を短時間で加熱することができる。
ＰＥＴ製ボトルが熱を帯びると、過酸化水素を吸着し難くなる。そのため、本構成のごとく、ＰＥＴ製ボトル内に過酸化水素を導入する前の時点において、プラズマ導入手段によりＰＥＴ製ボトルにプラズマを導入すれば、ＰＥＴ製ボトル全体が短時間で加熱されるため、その後に過酸化水素をＰＥＴ製ボトルに導入しても、過酸化水素がＰＥＴ製ボトルの内面に吸着されずにＰＥＴ製ボトル内に漂ったまま存在し易くなる。そして、熱風供給手段によってＰＥＴ製ボトルに熱風を導入することによって、ＰＥＴ製ボトル内に漂う過酸化水素を短時間でより多く排出して除去することができる。

従って、ＰＥＴ製ボトル内に過酸化水素を導入する前の時点、ＰＥＴ製ボトル内に過酸化水素を導入した後で且つ熱風を導入する前の時点、及びＰＥＴ製ボトル内に熱風を導入した後の時点のうちの少なくとも１つの時点においてプラズマを導入すれば、ＰＥＴ製ボトル内に残留する過酸化水素を短時間で効率的に除去することができるようになるため、ＰＥＴ製ボトル内に残留する過酸化水素を除去する際に必要な熱風や温水の使用量を削減でき、全体のユーティリティコストを削減することが可能となる。また、プラズマを導入すれば、ＰＥＴ製ボトル内に残留する過酸化水素を短時間で効率的に除去することができるので、プラズマによる過酸化水素を除去するのに必要なスペースを小さくすることできる。
また、搬送されるＰＥＴ製ボトルに追従しながらプラズマを噴射するため、ＰＥＴ製ボトルに対してより確実にプラズマを導入することができるとともに、従来からあるＰＥＴ製ボトルの搬送過程でプラズマを噴射することが可能となるため、追加の設備導入が必要でなく、プラズマを噴射しない従来の殺菌装置とほぼ同じ設置スペースで済む。

第２特徴構成は、前記プラズマ導入手段が、複数の前記ノズルを備え、該複数のノズルが、ＰＥＴ製ボトルの搬送経路に沿って配置される点にある。

〔作用及び効果〕
本構成によれば、複数のノズルをＰＥＴ製ボトルの搬送経路に沿って配置してあるため、複数のＰＥＴ製ボトルに対してプラズマを一度に導入することができ、その結果、より多くのＰＥＴ製ボトル内に残留する過酸化水素を除去することが可能となり、殺菌装置全体の処理能力が向上する。

本発明に係る殺菌方法の特徴構成は、上記第１又は第２特徴構成に記載の殺菌装置を用いたＰＥＴ製ボトルの殺菌方法であって、ＰＥＴ製ボトルの大きさに応じて、前記ノズルの内径、及び前記プラズマの噴射圧力のうちの少なくともいずれか一つを調節してＰＥＴ製ボトル内にプラズマを吹き込み、ＰＥＴ製ボトル内に残留する過酸化水素を除去する点にある。

〔作用及び効果〕
本構成のごとく、ＰＥＴ製ボトルの大きさに応じて、前記ノズルの内径、及び前記プラズマの噴射圧力のうちの少なくともいずれか一つを調節してＰＥＴ製ボトル内にプラズマを吹き込み、ＰＥＴ製ボトル内に残留する過酸化水素を除去するようにすれば、より無駄や不足なく効率的にプラズマを使用でき、殺菌装置全体でユーティリティコストを削減することが可能となる。

本発明に係る殺菌方法の特徴構成は、ＰＥＴ製ボトル内に過酸化水素を導入して該ＰＥＴ製ボトルの内側を殺菌処理する過酸化水素導入工程と、前記殺菌処理後のＰＥＴ製ボトル内に熱風を導入して、該ＰＥＴ製ボトル内に残留する過酸化水素を除去する熱風供給工程とを包含し、複数のＰＥＴ製ボトルを搬送しながら連続的に殺菌処理するＰＥＴ製ボトルの殺菌方法であって、ＰＥＴ製ボトル内に過酸化水素を導入する前の時点、ＰＥＴ製ボトル内に過酸化水素を導入した後で且つ熱風を導入する前の時点、及びＰＥＴ製ボトル内に熱風を導入した後の時点のうちの少なくとも１つの時点において、ノズルからプラズマを噴射してＰＥＴ製ボトル内にプラズマを導入し、過酸化水素を導入する前のＰＥＴ製ボトルを加熱する、または、ＰＥＴ製ボトルを加熱するとともにＰＥＴ製ボトル内に残留する過酸化水素を分解するプラズマ導入工程を包含し、前記プラズマ導入工程において、前記ノズルに、搬送させるＰＥＴ製ボトルを追従させながらプラズマを噴射させる点にある。

〔作用及び効果〕
プラズマは、過酸化水素を水と酸素に分解する性質を持つ。
そのため、本構成のごとく、ＰＥＴ製ボトル内に過酸化水素を導入した後、即ち、ＰＥＴ製ボトル内に過酸化水素を導入した後で且つ熱風を導入する前の時点、及びＰＥＴ製ボトル内に熱風を導入した後の時点に、ＰＥＴ製ボトルにプラズマを導入すれば、ＰＥＴ製ボトル内に残留する過酸化水素がプラズマによって分解・除去され、しかも短時間で効率的に過酸化水素を除去することができる。

また、プラズマをＰＥＴ製ボトルに導入すると、プラズマが持つ熱エネルギーがＰＥＴ製ボトルに加えられるため、ＰＥＴ製ボトル全体を短時間で加熱することができる。
ＰＥＴ製ボトルが熱を帯びると、過酸化水素を吸着し難くなる。そのため、本構成のごとく、ＰＥＴ製ボトル内に過酸化水素を導入する前の時点において、ＰＥＴ製ボトルにプラズマを導入すれば、ＰＥＴ製ボトル全体が短時間で加熱されるため、その後に過酸化水素をＰＥＴ製ボトルに導入しても、過酸化水素がＰＥＴ製ボトルの内面に吸着されずにＰＥＴ製ボトル内に漂ったまま存在し易くなる。そして、熱風供給工程によってＰＥＴ製ボトルに熱風を導入することによって、ＰＥＴ製ボトル内に漂う過酸化水素を短時間でより多く排出して除去することができる。

本発明の殺菌装置を備える無菌充填システムの概要を示す図である。プラズマ導入手段の概要を示す図である。本発明の殺菌方法を備える無菌充填システムのフロー図である。プラズマ出力条件の検討結果を示す図である。プラズマ噴射時間の検討結果を示す図である。プラズマのキャリアガスの検討結果を示す図である。プラズマのキャリアガスのガス圧の検討結果を示す図である。プラズマを噴射するノズルの形状の検討結果を示す図である。プラズマ導入時点の検討結果を示す図である。ＰＥＴ製ボトルの保管温度の影響の検討結果を示す図である。

[実施形態]
以下、本発明の殺菌装置を、ＰＥＴ製ボトルに飲料物を常温にて無菌充填する無菌充填システムに適用した場合について説明する。

（無菌充填システム）
図１に示すように、無菌充填システム１は、無菌チャンバ２と、ＰＥＴ製ボトルＢを殺菌処理する殺菌装置３と、滅菌処理した飲料物をＰＥＴ製ボトルＢに充填する充填装置８と、飲料物を充填したＰＥＴ製ボトルＢの蓋締めを行う蓋締め装置９と、ＰＥＴ製ボトルＢを搬送する搬送装置１０とを備えて構成される。

無菌チャンバ２内は、所定の殺菌処理が施されており、フィルタにて濾過された無菌エアーが常時供給され、内部が陽圧（大気圧よりも高い状態）に保たれている。

搬送装置１０は、従来公知のターンテーブルとスターホイールとを備え、ＰＥＴ製ボトルＢの搬送経路Ｒを形成する。

無菌チャンバ２内に、ＰＥＴ製ボトルＢの搬送経路Ｒが配置され、殺菌装置３、充填装置８、及び蓋締め装置９が搬送経路Ｒに沿って上流側から順に配置される。

尚、本発明に係る殺菌装置３以外の無菌チャンバ２、充填装置８、蓋締め装置９、及び搬送装置１０は、従来公知の構成を備えるものを使用することができ、これらの装置の運転条件についても適宜設定して良い。

（殺菌装置）
本発明に係る殺菌装置３は、ＰＥＴ製ボトルＢ内に過酸化水素を導入して該ＰＥＴ製ボトルＢの内側を殺菌する過酸化水素導入手段５と、ノズルからプラズマを噴射してＰＥＴ製ボトルＢ内にプラズマを導入するプラズマ導入手段Ｐと、殺菌処理後のＰＥＴ製ボトルＢ内に熱風を導入して、該ＰＥＴ製ボトルＢ内に残留する過酸化水素を除去する熱風供給手段６と、無菌の温水をＰＥＴ製ボトルＢに導入して洗浄する温水供給手段７とを備える。

本実施形態では、過酸化水素導入手段５、プラズマ導入手段Ｐ、熱風供給手段６、及び温水供給手段７が、ＰＥＴ製ボトルＢの搬送経路Ｒに沿って上流側から順に配置されるが、プラズマ導入手段Ｐについては、この配置に限定されるものではなく、プラズマ導入手段Ｐを、熱風供給手段６と温水供給手段７との間に設けるようにしても良い。プラズマ導入手段ＰによりＰＥＴ製ボトルＢにプラズマを導入すれば、ＰＥＴ製ボトルＢ内に残留する過酸化水素がプラズマによって分解・除去され、効率的に過酸化水素を除去することができる。

また、プラズマをＰＥＴ製ボトルＢに導入すると、プラズマが持つ熱エネルギーがＰＥＴ製ボトルＢに加えられるため、ＰＥＴ製ボトルＢ全体を短時間で加熱することができる。

ＰＥＴ製ボトルＢが熱を帯びると、過酸化水素を吸着し難くなる。そのため、ＰＥＴ製ボトルＢ内に過酸化水素を導入する前の時点において、プラズマ導入手段ＰによりＰＥＴ製ボトルＢにプラズマを導入すれば、ＰＥＴ製ボトルＢ全体が短時間で加熱されるため、その後に過酸化水素をＰＥＴ製ボトルＢに導入しても、過酸化水素がＰＥＴ製ボトルＢの内面に吸着されずにＰＥＴ製ボトルＢ内に漂ったまま存在し易くなる。そして、熱風供給手段６によってＰＥＴ製ボトルＢに熱風を導入することによって、ＰＥＴ製ボトルＢ内に漂う過酸化水素を短時間でより多く排出して除去することができる。

従って、プラズマ導入手段Ｐについては、過酸化水素導入手段５の前、過酸化水素導入手段５と熱風供給手段６との間、及び熱風供給手段６と温水供給手段７との間のうちの少なくとも一箇所に設けるように構成して良い。

プラズマ導入手段Ｐは、図２に示すように、キャリアガスの流量調整と混合を行うキャリアガス混合器１１と、プラズマ発生装置１２と、プラズマを噴射するノズル１３とを備え、ノズル１３をＰＥＴ製ボトルＢの口に挿入して、プラズマを導入するように構成されている。尚、ノズル１３の先端部分には、プラズマ噴射孔が形成されており、さらに当該先端部分は着脱可能に構成されている。そのため、プラズマ噴射孔の直径がそれぞれ異なる複数の先端部分を用意して、場合に応じて適当な直径のプラズマ噴射孔を有する先端部分に交換するなどして使い分けることもできる。

プラズマ発生装置１２は、図示しない、制御盤、プラズマ制御装置、及びコンデンサー等を備える公知の装置を使用して良いが、特に高周波プラズマ発生装置（例えば、ウェッジ株式会社製の高周波大気圧プラズマ表面処理装置ＰＨＷ−１５００型）が好ましい。

プラズマを噴射するノズル１３については、所定位置に固定される固定型ノズルか、若しくは搬送されるＰＥＴ製ボトルＢに追従しながらプラズマを噴射するように構成してある追従型ノズルのいずれか、又はこれらのノズルを組み合わせて使用することができる。また特に固定型ノズルを使用する場合、複数の固定型ノズルをＰＥＴ製ボトルＢの搬送経路Ｒに沿って並べて固定配置しても良い。

ノズル１３の形状については特に制限はない。また、ノズル１３のプラズマ噴射孔の直径については、ＰＥＴ製ボトルＢの大きさに応じて適宜選択して良いが、例えば、容量５００ｍＬのＰＥＴ製ボトルＢの場合、プラズマ噴射孔の直径が、２ｍｍ〜８ｍｍであることが望ましく、特に好ましくは２ｍｍ〜３ｍｍである。

過酸化水素導入手段５としては、過酸化水素供給源と、過酸化水素を噴霧可能なノズルとを備え（図示せず）、該ノズルをＰＥＴ製ボトルＢの口に挿入して過酸化水素を導入するように構成される公知の過酸化水素噴射装置を使用して良い。

熱風供給手段６としては、図示しない熱風供給源と、熱風を噴射するノズルとを備え、該ノズルをＰＥＴ製ボトルＢの口に挿入して熱風を導入するように構成される公知の熱風噴射装置を使用して良い。

温水供給手段７としては、図示しない温水供給源と、温水を噴射するノズルとを備え、該ノズルをＰＥＴ製ボトルＢの口に挿入して温水を導入するように構成される公知の温水噴射装置を使用して良い。尚、温水供給手段７については、プラズマ導入手段Ｐ及び熱風供給手段６によって、過酸化水素を十分に除去できる場合は、必ずしも設ける必要はない。

（常温無菌充填方法）
次に、上記無菌充填システム１による、常温無菌充填方法について説明する。常温無菌充填方法は、常温且つ無菌環境下で、殺菌装置３によるＰＥＴ製ボトルＢの殺菌工程、充填装置８による充填工程、及び蓋締め装置９による密封工程が順に実施される。

（１）殺菌工程
図３に示すように、殺菌工程では、過酸化水素導入手段５による過酸化水素導入工程、プラズマ導入手段Ｐによるプラズマ導入工程、熱風供給手段６による熱風供給工程、及び温水供給手段７による温水洗浄工程が順に実施される。

先ず、過酸化水素導入工程では、無菌チャンバ２内に搬送されてきたＰＥＴ製ボトルＢの口にノズルが挿入され、該ＰＥＴ製ボトルＢ内に過酸化水素水溶液が噴霧される。これにより、ＰＥＴ製ボトルＢの内側が殺菌される。尚、このときの過酸化水素水溶液の濃度、噴射量、噴射時間については、ＰＥＴ製ボトルＢの大きさに応じて適宜調節して良い。

次いで、プラズマ導入工程では、過酸化水素が導入され殺菌された後のＰＥＴ製ボトルＢの口にノズルが挿入され、ＰＥＴ製ボトルＢ内にプラズマが噴射される。

このときのプラズマ出力及び噴射時間については、ＰＥＴ製ボトルＢの大きさに応じて適宜調節して良いが、例えば、容量５００ｍＬのＰＥＴ製ボトルＢの場合、プラズマのプラズマ出力を５００Ｗ〜１５００Ｗの範囲に設定し、且つプラズマの噴射時間を０．５秒間〜３．０秒間の範囲に設定することが望ましい。この条件によれば、過酸化水素の分解効果を損なうことなく、ＰＥＴ製ボトルＢの口付近のプラズマの焦げ付きを防止することができる。

また、プラズマのキャリアガスの種類については、例えば、エアーコンプレッサーによる通常の圧縮空気、窒素ガス（Ｎ₂）、窒素（Ｎ₂）とアルゴン（Ａｒ）の混合ガス、及び窒素（Ｎ₂）とヘリウム（Ｈｅ）の混合ガス等を使用することができるが、これらに特に限定されるものでない。混合ガスのガス混合比率については、窒素（Ｎ₂）とアルゴン（Ａｒ）の混合ガスの場合、例えば、窒素（Ｎ₂）を９０％〜９５％とし、アルゴン（Ａｒ）を５％〜１０％とすることが望ましいがこの比率に限定されるものではない。窒素（Ｎ₂）とヘリウム（Ｈｅ）の混合ガスの場合、例えば、窒素（Ｎ₂）を９０％〜９５％とし、ヘリウム（Ｈｅ）を５％〜１０％とすることが望ましいがこの比率に限定されるものではない。

キャリアガスのガス圧（プラズマの噴射圧力）については、ＰＥＴ製ボトルＢの大きさに応じて適宜調節して良いが、例えば、容量５００ｍＬのＰＥＴ製ボトルＢの場合、５ｋｇｆ〜１０ｋｇｆに設定することが望ましい。この範囲に設定すれば、プラズマが、ＰＥＴ製ボトルＢの底面まで到達してＰＥＴ製ボトルＢの内側全体に存在するようになる。

上記プラズマ導入工程によって、ＰＥＴ製ボトル内に残留する過酸化水素の少なくとも一部がプラズマによって効率的に分解・除去される。

次いで、熱風供給工程では、プラズマ導入後のＰＥＴ製ボトルＢの口にノズルが挿入され、該ＰＥＴ製ボトルＢ内に熱風が噴射される。これにより、仮に、過酸化水素がＰＥＴ製ボトルＢ内に漂い残留していたとしても、短時間でより多くの過酸化水素が排出され除去されるので、熱風の使用温度、風量を削減することができる。尚、このときの熱風の温度、流量、及び噴射時間については、ＰＥＴ製ボトルＢの大きさに応じて適宜調節して良い。

次いで、温水洗浄工程では、熱風供給後のＰＥＴ製ボトルＢが上下逆さに反転され、ノズルが下からＰＥＴ製ボトルＢの口に挿入され、該ＰＥＴ製ボトルＢ内に無菌の温水が洗浄水として噴射される。これにより、仮に、過酸化水素がＰＥＴ製ボトルＢの内面に付着したとしても、過酸化水素のほとんどは除去されているので、過酸化水素を洗い流すのに必要な温水の量は少なくすることができる。尚、このときの温水の温度、流量、及び噴射時間については、ＰＥＴ製ボトルＢの大きさに応じて適宜調節して良い。

本実施形態では、プラズマ導入工程が、過酸化水素導入工程の後に実施されるが、この構成に限定されるものではない。即ち、上述の通り、プラズマ導入手段Ｐを、過酸化水素導入手段５の前、過酸化水素導入手段５と熱風供給手段６との間、及び熱風供給手段６と温水供給手段７との間のうちの少なくとも一箇所に設けるように構成して良いため、プラズマ導入工程は、過酸化水素導入工程の前、過酸化水素導入工程と熱風供給工程との間、及び熱風供給工程と温水洗浄工程との間の時点のうちの少なくとも１つの時点において実施されることになる。

（２）充填工程
充填工程では、殺菌工程を終えたＰＥＴ製ボトルＢが再び上下逆さに反転され、予め所定の滅菌処理を施した飲料物がＰＥＴ製ボトルＢに充填される。

（３）密封工程
密封工程では、充填工程を終えたＰＥＴ製ボトルＢの口に、予め殺菌処理した蓋をねじ込んで蓋締めしてＰＥＴ製ボトルＢを密封する。

以上のとおり、成形されたＰＥＴ製ボトルＢは、連続的に無菌充填システム１の無菌チャンバ２内に送り込まれ、搬送経路Ｒに沿って搬送されながら、殺菌装置３による殺菌工程、充填装置８による飲料物の充填工程、及び蓋締め装置９による密封工程が順次実施され、無菌チャンバ２の外部に搬出される。

本発明に係る殺菌装置における種々の条件の検討を行った。なお、本実施例ではプラズマによる過酸化水素の分解効果と最適なプラズマ噴射条件を確認するために、実際の殺菌装置で使用しているものよりも高い濃度の過酸化水素を使用した。
（プラズマ出力条件の検討）
容量５００ｍＬのＰＥＴ製ボトルに所定量の過酸化水素を投入し、プラズマ出力を５００Ｗ〜１０００Ｗの範囲で変更してプラズマを噴射し、プラズマ噴射直後にＰＥＴ製ボトル内に残留する過酸化水素濃度を測定した。
図４に示すように、５００Ｗ〜１０００Ｗの範囲では、およそ６０％の過酸化水素が分解された。

（プラズマ噴射時間の検討）
容量５００ｍＬのＰＥＴ製ボトルに所定量の過酸化水素を投入し、プラズマの噴射時間を０．５秒間〜２．０秒間の範囲で変更してプラズマを噴射し、プラズマ噴射直後にＰＥＴ製ボトル内に残留する過酸化水素濃度を測定して、過酸化水素の残存率（％）を算出した。尚、ノズルとして、追従型ノズル及び固定型ノズルを使用した。
図５に示すように、追従型ノズル及び固定型ノズルのいずれの場合においても、噴射時間を長くするほど、過酸化水素の分解が進み、残存率が低下した。また、追従型ノズル及び固定型ノズルの間において、過酸化水素の分解効果に特に大きな差はなく、いずれのノズルも同程度の過酸化水素の分解効果を有することが示された。

（プラズマのキャリアガスの検討）
容量５００ｍＬのＰＥＴ製ボトルに所定量の過酸化水素を投入し、種々のキャリアガスでプラズマを噴射し、プラズマ噴射直後にＰＥＴ製ボトル内に残留する過酸化水素濃度を測定した。
キャリアガスとして、空気（エアーコンプレッサーによる通常の圧縮空気）、窒素ガスのみ、混合ガス１（窒素ガス９０％、アルゴンガス１０％）、混合ガス２（窒素ガス９５％、アルゴンガス５％）、混合ガス３（窒素ガス９０％、ヘリウムガス１０％）、混合ガス４（窒素ガス９５％、ヘリウムガス５％）を用意した。
図６に示すように、上記６種類のガスは、いずれも過酸化水素の分解能を有しており、キャリアガスとして使用可能であった。また、上記６種類のガスの間で過酸化水素の分解効果に特に大きな差は見られなかった。

（プラズマのキャリアガスのガス圧の検討）
容量５００ｍＬのＰＥＴ製ボトルに所定量の過酸化水素を投入し、キャリアガスのガス圧を５．０ｋｇｆ〜９．７ｋｇｆの範囲で変更してプラズマを噴射し、プラズマ噴射直後にＰＥＴ製ボトル内に残留する過酸化水素濃度を測定した。
図７に示すように、ガス圧が高いほど、過酸化水素の分解効果が高くなる傾向が見られた。これは、ガス圧が高くなるほど、プラズマが、ＰＥＴ製ボトルの底面まで到達し易く、ＰＥＴ製ボトルの内側全体に存在するようになるためと考えられる。

（プラズマを噴射するノズルの形状の検討）
容量５００ｍＬのＰＥＴ製ボトルに所定量の過酸化水素を投入し、プラズマ噴射孔の直径がそれぞれ異なる４種類のノズルを用いてプラズマを噴射し、プラズマ噴射直後にＰＥＴ製ボトル内に残留する過酸化水素濃度を測定した。尚、各ノズルのプラズマ噴射孔の直径はそれぞれ、２ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、８ｍｍである。
図８に示すように、プラズマ噴射孔の直径が小さいものほど、過酸化水素の分解効果が高くなる傾向が見られたが、容量５００ｍＬのＰＥＴ製ボトルについては、２ｍｍ〜３ｍｍの直径を有するノズルが望ましいと考えられた。

（プラズマ導入時点の検討）
容量５００ｍＬのＰＥＴ製ボトルを使用し、過酸化水素導入工程と熱風供給工程との間（時点１）、熱風供給工程と温水洗浄工程との間（時点２）、過酸化水素導入工程前（時点３）のそれぞれの時点において、プラズマ導入工程を実施し、プラズマ噴射直後にＰＥＴ製ボトル内に残留する過酸化水素濃度を測定した。
図９に示すように、いずれの時点においても、およそ６０％の過酸化水素が分解され、過酸化水素の分解効果にほとんど違いはなかった。

（ＰＥＴ製ボトルの保管温度の影響の検討）
２つの容量５００ｍＬのＰＥＴ製ボトルのそれぞれを、室温及び５０℃で保管し、各ＰＥＴ製ボトルに所定量の過酸化水素を投入した後、プラズマを噴射し、プラズマ噴射直後に各ＰＥＴ製ボトル内に残留する過酸化水素濃度を測定した。
図１０に示すように、プラズマを導入しなくとも、室温で保管したＰＥＴ製ボトルよりも、５０℃で保管したＰＥＴ製ボトルにおける過酸化水素の残存率が低くなった。これにより、無菌充填システム１にＰＥＴ製ボトルを導入する前に、ＰＥＴ製ボトルをより高い温度条件下に置くほど、過酸化水素が吸着され難くなることが示唆された。無菌充填システム１にＰＥＴ製ボトルを導入する前に、ＰＥＴ製ボトルを加熱する手段としては、プラズマ導入手段Ｐを用いてプラズマをＰＥＴ製ボトルに導入することによって、ＰＥＴ製ボトルを加熱する方法が最も好適であるが、これに限定されるものではなく、何ら変形や破損等を生じさせることなくＰＥＴ製ボトルを加熱することができるものであれば、他の加熱手段を用いても良い。

〔その他の実施形態〕
上述の実施形態において、殺菌工程の前に、必要に応じて、ＰＥＴ製ボトルを予備加熱する工程を設けるようにしても良い。

本発明に係る殺菌装置及び殺菌方法は、特に飲料物の常温無菌充填システムに好適に利用することができる。

１無菌充填システム
２無菌チャンバ
３殺菌装置
５過酸化水素導入手段
６熱風供給手段
７温水供給手段
８充填装置
９蓋締め装置
１０搬送装置
１１キャリアガス混合器
１２プラズマ発生装置
１３ノズル
Ｒ搬送経路
ＢＰＥＴ製ボトル
Ｐプラズマ導入手段

Claims

ＰＥＴ製ボトル内に過酸化水素を導入して該ＰＥＴ製ボトルの内側を殺菌処理する過酸化水素導入手段、及び前記殺菌処理後のＰＥＴ製ボトル内に熱風を導入して、該ＰＥＴ製ボトル内に残留する過酸化水素を除去する熱風供給手段を備え、複数のＰＥＴ製ボトルを搬送しながら連続的に殺菌処理するＰＥＴ製ボトルの殺菌装置であって、
ＰＥＴ製ボトル内に過酸化水素を導入する前の時点、ＰＥＴ製ボトル内に過酸化水素を導入した後で且つ熱風を導入する前の時点、及びＰＥＴ製ボトル内に熱風を導入した後の時点のうちの少なくとも１つの時点において、ノズルからプラズマを噴射してＰＥＴ製ボトル内にプラズマを導入し、過酸化水素を導入する前のＰＥＴ製ボトルを加熱する、または、ＰＥＴ製ボトルを加熱するとともにＰＥＴ製ボトル内に残留する過酸化水素を分解するプラズマ導入手段を備え、
前記プラズマ導入手段の前記ノズルが、搬送されるＰＥＴ製ボトルに追従しながらプラズマを噴射するように構成してあるＰＥＴ製ボトルの殺菌装置。
前記プラズマ導入手段が、複数の前記ノズルを備え、該複数のノズルが、ＰＥＴ製ボトルの搬送経路に沿って配置される請求項１に記載のＰＥＴ製ボトルの殺菌装置。
請求項１又は２に記載の殺菌装置を用いたＰＥＴ製ボトルの殺菌方法であって、ＰＥＴ製ボトルの大きさに応じて、前記ノズルの内径、及び前記プラズマの噴射圧力のうちの少なくともいずれか一つを調節してＰＥＴ製ボトル内にプラズマを吹き込み、ＰＥＴ製ボトル内に残留する過酸化水素を除去するＰＥＴ製ボトルの殺菌方法。
ＰＥＴ製ボトル内に過酸化水素を導入して該ＰＥＴ製ボトルの内側を殺菌処理する過酸化水素導入工程と、前記殺菌処理後のＰＥＴ製ボトル内に熱風を導入して、該ＰＥＴ製ボトル内に残留する過酸化水素を除去する熱風供給工程とを包含し、複数のＰＥＴ製ボトルを搬送しながら連続的に殺菌処理するＰＥＴ製ボトルの殺菌方法であって、
ＰＥＴ製ボトル内に過酸化水素を導入する前の時点、ＰＥＴ製ボトル内に過酸化水素を導入した後で且つ熱風を導入する前の時点、及びＰＥＴ製ボトル内に熱風を導入した後の時点のうちの少なくとも１つの時点において、ノズルからプラズマを噴射してＰＥＴ製ボトル内にプラズマを導入し、過酸化水素を導入する前のＰＥＴ製ボトルを加熱する、または、ＰＥＴ製ボトルを加熱するとともにＰＥＴ製ボトル内に残留する過酸化水素を分解するプラズマ導入工程を包含し、
前記プラズマ導入工程において、前記ノズルに、搬送させるＰＥＴ製ボトルを追従させながらプラズマを噴射させるＰＥＴ製ボトルの殺菌方法。