JP5974739B2

JP5974739B2 - 無菌充填用チャンバ内の滅菌方法及び装置

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Publication number: JP5974739B2
Application number: JP2012195463A
Authority: JP
Inventors: 美啓宮原; 土屋　博隆; 博隆土屋; 西田　吉男; 吉男西田
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2012-09-05
Filing date: 2012-09-05
Publication date: 2016-08-23
Anticipated expiration: 2032-09-05
Also published as: JP2014050479A

Description

本発明は、飲料等をＰＥＴボトル等の容器に充填するに先立ち、無菌充填用チャンバ内を滅菌する方法及び装置に関する。

茶飲料、ミルクコーヒー、ミネラルウォータ等をボトルに無菌充填する場合、この充填に先立って、フィラーが収納されたチャンバ内を滅菌処理する必要がある。

従来、チャンバ内を滅菌処理する方法として、チャンバ内に、過酢酸の噴霧、無菌水の噴霧、ホットエアの吹き込み、過酸化水素の噴霧、ホットエアの吹き込みを順に行うことが試みられている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３３１５９１８号公報

従来のチャンバ内殺菌方法は、過酢酸等の薬剤の噴霧と、無菌水又はホットエアの吹き込みとを交互に行うもので、殺菌効果を更に高めようとする場合は、薬剤の使用量を増やしたり、ホットエアの吹き込み量を増やしたりする必要がある。

そのため、この方法は、チャンバ内の殺菌効果を高めようとする場合、殺菌に時間がかかるという問題があり、また、薬剤の使用量、ホットエアを加熱するためのエネルギの消費量が増大するという問題がある。

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用チャンバ内の滅菌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、フィラー（１２）が収納された無菌充填用チャンバ（１１）内にアルカリ性洗浄液の噴射の後、過酢酸を噴射し、その後過酸化水素水を噴射し、その後ホットエアを吹き出すことによって、無菌充填用チャンバ（１１）内を滅菌処理する無菌充填用チャンバ内の滅菌方法において、上記フィラー（１２）に対し高温の水蒸気によって行うＳＩＰに同期して、上記過酸化水素水の噴射を行う無菌充填用チャンバ内の滅菌方法を採用する。

請求項２に記載されるように、請求項１に記載の無菌充填用チャンバ内の滅菌方法において、上記ＳＩＰに同期して、上記過酸化水素水の噴射後、さらにホットエアを噴射し、過酸化水素水の乾燥を行うことも可能である。

請求項３に係る発明は、フィラー（１２）が収納された無菌充填用チャンバ（１１）内にアルカリ性洗浄液を噴射する第一のノズル（２２）、過酢酸を噴射する第三のノズル（２４）、過酸化水素水を噴射する第四のノズル（２５）及びホットエアを噴射する第五のノズル（２６）が設けられた無菌充填用チャンバ内の滅菌装置において、上記フィラー（１２）に対し高温の水蒸気によって行うＳＩＰに同期して、上記第四のノズル（２５）から過酸化水素水が噴射されるようにした無菌充填用チャンバ内の滅菌装置を採用する。

請求項４に記載されるように、請求項３に記載の無菌充填用チャンバ内の滅菌装置において、上記ＳＩＰに同期して、上記過酸化水素水の噴射後、さらにホットエアを噴射し、過酸化水素水の乾燥を行うノズル（２６）が設けられたものとすることも可能である。

本発明によれば、フィラー（１２）が収納された無菌充填用チャンバ（１１）内に少なくとも過酸化水素水を噴射することによって、無菌充填用チャンバ（１１）内を滅菌処理する無菌充填用チャンバ内の滅菌方法において、上記フィラー（１２）に対し高温の水蒸気によって行うＳＩＰに同期して、上記過酸化水素水の噴射を行う無菌充填用チャンバ内の滅菌方法であるから、無菌充填用チャンバ（１１）内に伝熱するＳＩＰ時の水蒸気の熱を利用して過酸化水素水の噴射による殺菌効果を更に高めることができる。また、このことから過酸化水素やホットエアの使用量を低減することができる。

飲料等の充填装置の概略平面図である。飲料等の充填装置の概略立面図である。フィラーの概略縦断面図である。チャンバ内の殺菌方法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。

図１に示すように、飲料等の充填装置は、殺菌処理済みの容器であるボトル１を一列で一方向に搬送するための搬送路を有する。

この搬送路は各種ホイールの列として形成される。すなわち、各種ホイールは直列に配置され、ボトル１の搬送方向に見て上流側から下流側へと、導入ホイール２、中間ホイール３，４，５、フィラーホイール６、キャッパーホイール７、中間ホイール８、排出ホイール９の順に並べられる。これらホイール１〜９は互いに略同じ周速度で回転運動を行うように駆動される。

上記各ホイール１〜９の回りには、図３に示すようにボトル１の首部をクランプ・アンクランプする鋏状のグリッパ１０が所定のピッチで配置される。グリッパ１０は各ホイール１〜９と共に各ホイール１〜９の中心軸の回りを旋回運動可能である。

グリッパ１０は、公知の構造であるから詳しくは説明しないが、ホイール同士の隣接箇所でカム等の作用により開閉動作することにより、上流側ホイールのグリッパ１０から下流側ホイールのグリッパ１０へとボトル１を受け渡すようになっている。これにより、ボトル１は、導入ホイール２からフィラーホイール６、キャッパーホイール７等を経て排出ホイール９へと一列になって連続走行する。

図１及び図２に示すように、上記各種ホイール１〜９は無菌充填用チャンバ１１内に収納される。

これらホイールのうち、フィラーホイール６はその回りに配置された図３に示すようなフィラー１２と共に無菌充填用チャンバ１１内に収納される。

フィラー１２は、図３を用いて説明すると、基台１３上に設置された垂直軸１４に水平に取り付けられる上記フィラーホイール６を有し、このフィラーホイール６の回りに上記グリッパ１０を有する。

また、フィラーホイール６の回りには、各グリッパ１０に対応して飲料等をボトル１に充填するためのパイプ状のノズル１５が複数本設けられる。各ノズル１５は、グリッパ１０に把持されたボトル１の口部にノズル１５の下端の口が臨むように垂直に配置される。ノズル１５はフィラーホイール６に対して固定されたものであってもよいが、垂直方向に往復運動可能なものであってもよい。垂直方向に往復運動可能な場合は、ノズル１５をボトル１内に挿入して飲料等をボトル１内に供給することができる。

飲料等はそれ自体無菌処理された後に図示しない貯留タンクに貯留され、そこから管路を通ってノズル１５に至るようになっており、タンクから供給される飲料等を旋回運動するノズル１５に配分するために、上記垂直軸１４には上部ロータリージョイント１６及び上部マニホルド１７が設けられる。貯留タンク内の飲料等は、垂直軸１４の空室内に入り、上部ロータリージョイント１６、上部マニホルド１７を経てノズル１５からボトル１内に吐出される。

なお、図示しないが、ノズル１５には飲料等を所望量だけボトル１内に供給するためのバルブが設けられている。

このフィラー１２には、ＣＩＰ（cleaning in place）装置及びＳＩＰ（sterilization in place）装置を構成するものとして、上記ノズル１５における下端の口を開閉するためのカップ状の開閉体１８が設けられる。開閉体１８は、フィラーホイール６の回りに、各グリッパ１０及びノズル１５に対応して配置される。

開閉体１８は、図示しないカム装置、エアシリンダ装置等によってフィラーホイール６の半径方向と垂直方向とに移動可能であり、ノズル１５から飲料等をボトル１内に供給する時は半径方向内側へと後退し、ノズル１５を遮蔽する時はノズル１５の直下へと半径方向外側に移動し、続いて上昇してノズル１５の口を塞ぐようになっている。

また、フィラー１２は、ＣＩＰ装置を構成するものとして、上記開閉体１８のほか、下部マニホルド１９と、下部ロータリージョイント２０と、洗浄液タンク（図示せず）と、ポンプ（図示せず）とを備える。下部ロータリージョイント２０は、上記垂直軸１４に取り付けられる。下部マニホルド１９は、上記基台１３側に固定される。これら開閉体１８、上部マニホルド１７、下部マニホルド１９等の間は破線で示す管路及び図示しないその他の管路で結ばれる。

このフィラー１２による飲料等の充填作業に先立ち、ＣＩＰ装置によってフィラー１２内を洗浄する必要があるときは、まず、ノズル１５のすべてが開閉体１８で遮蔽される。その後、ポンプの起動により洗浄液タンク内の洗浄液が上記垂直軸１４内、上部ロータリージョイント１６、上部マニホルド１７、ノズル１５、下部マニホルド１９、下部ロータリージョイント２０等ループ状に形成された管路内を巡りつつ、フィラー１２内を洗浄する。これにより、フィラー１２のノズル１５を含む全配管内がＣＩＰ処理される。

また、フィラー１２には、ＳＩＰ装置を構成するものとして、上記開閉体１８と、上記下部マニホルド１９と、上記下部ロータリージョイント２０とを備える。これら開閉体１８、上部マニホルド１７、下部マニホルド１９等の間は破線で示す管路で結ばれる。

ＳＩＰ装置によってフィラー１２内を殺菌する必要があるときは、上記ＣＩＰ装置によるフィラー１２内の洗浄が終了した後、ノズル１５のすべてが開閉体１８で遮蔽された状態にあるとき、１３０℃程度以上の高温の水蒸気がフィラー１２内に供給される。この水蒸気は、図３中、破線で示す管路のほか、垂直軸１４内、上部ロータリージョイント１６、上部マニホルド１７、ノズル１５、下部マニホルド１９、下部ロータリージョイント２０等を通りつつ、フィラー１２内を加熱する。これにより、フィラー１２のノズル１５を含む全配管内がＳＩＰ処理される。

図１に示した上記キャッパーホイール７の回りには、図示しないが、飲料等が充填されたボトル１の口部にキャップをねじ込むためのキャッパー２１が設けられる。キャッパー２１は、キャッパーホイール７と共に旋回運動しつつ殺菌処理済のキャップをボトル１の口部に螺着するようになっている。キャッパー２１は良く知られた構造であるから、詳しい説明は省略する。

図２に示すように、無菌充填用チャンバ１１には、チャンバ内殺菌処理装置が設けられる。

具体的には、アルカリ性洗浄液を無菌充填用チャンバ１１内に噴射する第一のノズル２２、無菌水を無菌充填用チャンバ１１内に噴射する第二のノズル２３、過酢酸を無菌充填用チャンバ１１内に噴射する第三のノズル２４、過酸化水素水を無菌充填用チャンバ１１内に噴射する第四のノズル２５、ホットエアを無菌充填用チャンバ１１内に噴射する第五のノズル２６が、無菌充填用チャンバ１１の内壁面に沿って配置される。

第一〜第四のノズル２２，２３，２４，２５には、望ましくはスプリンクラーヘッド（図示せず）が装着される。これにより、アルカリ性洗浄液、過酸化水素水等の薬剤が無菌充填用チャンバ１１内にシャワー状に散布され、薬剤が無菌充填用チャンバ１１内に均一に撒かれることになる。

第五のノズル２６から吐出されるホットエアは、外気を図示しないフィルタ等で濾過し、無菌化してなるものである。

フィラー１２による飲料等の充填作業に先立ち、無菌充填用チャンバ１１内の殺菌処理が行われる場合、第一のノズル２２からのアルカリ性洗浄液の噴射、第二のノズル２３からの無菌水の噴射、第三のノズル２４からの過酢酸の噴射、第二のノズル２３からの無菌水の噴射、第四のノズル２５からの過酸化水素水の噴射、第五のノズル２６からのホットエアの吹き出しが順次行われる。

また、少なくとも第四のノズル２５からの無菌充填用チャンバ１１内への過酸化水素水の噴射は、上記フィラー１２に対するＳＩＰに同期して行われる。ＳＩＰ時には、フィラー１２に供給される水蒸気の熱が無菌充填用チャンバ１１内の内壁、機器、雰囲気等にも拡散し、この熱によって過酸化水素による無菌充填用チャンバ１１内の殺菌作用が高められることになる。さらには、過酸化水素水等の薬剤の使用量が低減される。

次に、上記飲料等の充填装置の作用と共に無菌充填用チャンバ１１内の滅菌方法について説明する。

（１）所定の飲料の充填作業が開始される場合、フィラー１２による飲料の充填作業に先立ち、ＣＩＰ装置によってフィラー１２内が洗浄される。

まず、図３の右半分で示すように、ノズル１５のすべてが開閉体１８で遮蔽される。その後、ポンプの起動により洗浄液タンク内の洗浄液が垂直軸１４内、上部ロータリージョイント１６、上部マニホルド１７、ノズル１５、下部マニホルド１９、下部ロータリージョイント２０等ループ状に形成された管路内に供給される。

これにより、フィラー１２のノズル１５を含む全配管内がＣＩＰ処理される（図４のＳ１）。

（２）ＣＩＰが終了すると、上記ノズル１５のすべてが開閉体１８で遮蔽された状態のままで、１３０℃程度以上の高温の水蒸気がフィラー１２の管路内に供給される。

この水蒸気は、図３中、破線で示す管路のほか、垂直軸１４内、上部ロータリージョイント１６、上部マニホルド１７、ノズル１５、下部マニホルド１９、下部ロータリージョイント２０等を通りつつ、フィラー１２内を加熱する。使用済の水蒸気は、図２に示すように、下部ロータリージョイント２０を経て無菌充填用チャンバ１１外に排出される。

これにより、フィラー１２のノズル１５を含む全配管内がＳＩＰ処理される（図４のＳ２）。

このフィラー１２に対するＳＩＰ処理のとき、水蒸気の熱が無菌充填用チャンバ１１内の各部、雰囲気に伝熱し、これらを加熱する。

（３）一方、図２に示す第一のノズル２２からアルカリ性洗浄液が噴射され、これがシャワー状になって無菌充填用チャンバ１１内の壁面、フィラー１２、キャッパー２１等各部に吹き付けられる（図４のＳ３）。

これにより、無菌充填用チャンバ１１内の各部が洗浄される。

（４）図２に示す第二のノズル２３から無菌水が噴射され、これがシャワー状になって無菌充填用チャンバ１１内の壁面、フィラー１２、キャッパー２１等各部に吹き付けられる（図４のＳ４）。

これにより、無菌充填用チャンバ１１内の各部の表面に残留したアルカリ性洗浄液が洗い流され除去される。

（５）図２に示す第三のノズル２４から過酢酸が噴射され、これがシャワー状になって無菌充填用チャンバ１１内の壁面、フィラー１２、キャッパー２１等各部に吹き付けられる（図４のＳ５）。

これにより、無菌充填用チャンバ１１内の各部の表面が過酢酸により殺菌処理される。

（６）図２に示す第二のノズル２３から無菌水が噴射され、これがシャワー状になって無菌充填用チャンバ１１内の壁面、フィラー１２、キャッパー２１等各部に吹き付けられる（図４のＳ６）。

これにより、無菌充填用チャンバ１１内の各部の表面に残留した過酢酸が洗い流され除去される。

（７）図２に示す第四のノズル２５から過酸化水素水が噴射され、これがシャワー状になって無菌充填用チャンバ１１内の壁面、フィラー１２、キャッパー２１等各部に吹き付けられる（図４のＳ７）。

この過酸化水素水の噴射は、上記（２）のフィラー１２に対するＳＩＰ（図４のＳ２）と同期的に行われる。すなわち、フィラー１２に対するＳＩＰ処理のとき、水蒸気の熱が無菌充填用チャンバ１１内の各部、雰囲気に伝熱するが、この熱が過酸化水素による殺菌に活用される。

これにより、無菌充填用チャンバ１１内の各部の表面が過酸化水素と水蒸気の熱とにより効果的に殺菌処理される。

（８）図２に示す第五のノズル２６からホットエアが吐出され、このホットエアが無菌充填用チャンバ１１内の壁面、フィラー１２、キャッパー２１等各部に吹き付けられる（図４のＳ８）。

これにより、無菌充填用チャンバ１１内の各部の表面に残留した過酸化水素が乾燥処理され、無菌充填用チャンバ１１内の滅菌処理が終了する。

（９）図３の左半分に示すように、開閉体１８がフィラーホイール６の半径方向内側に移動し、ノズル１５の口を開放する。

（１０）フィラーホイール６が他の各種ホイールと共に回転し、ボトル１への飲料の充填が開始される。

すなわち、フィラーホイール６と共にノズル１５が旋回運動しつつ、ボトル１の口部に対向し、更には必要に応じてボトル１内に降下し、飲料を一定量だけボトル１内に供給する。

（１１）飲料が充填されたボトル１は、キャッパーホイール７へと至り、キャッパー２１によって口部に図示しないキャップをあてがわれ、打栓される。

これにより、ボトル１は密封され飲料の瓶詰め製品とされて排出ホイール９から無菌充填用チャンバ１１外へ排出される。

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。

１１…無菌充填用チャンバ
１２…フィラー
２５，２６…ノズル

Claims

フィラーが収納された無菌充填用チャンバ内にアルカリ性洗浄液の噴射の後、過酢酸を噴射し、その後過酸化水素水を噴射し、その後ホットエアを吹き出すことによって、無菌充填用チャンバ内を滅菌処理する無菌充填用チャンバ内の滅菌方法において、上記フィラーに対し高温の水蒸気によって行うＳＩＰに同期して、上記過酸化水素水の噴射を行うことを特徴とする無菌充填用チャンバ内の滅菌方法。
請求項１に記載の無菌充填用チャンバ内の滅菌方法において、上記ＳＩＰに同期して、上記過酸化水素水の噴射後、さらにホットエアを噴射し、過酸化水素水の乾燥を行うことを特徴とする無菌充填用チャンバ内の滅菌方法。
フィラーが収納された無菌充填用チャンバ内にアルカリ性洗浄液を噴射する第一のノズル、過酢酸を噴射する第三のノズル、過酸化水素水を噴射する第四のノズル及びホットエアを噴射する第五のノズルが設けられた無菌充填用チャンバ内の滅菌装置において、上記フィラーに対し高温の水蒸気によって行うＳＩＰに同期して、上記第四のノズルから過酸化水素水が噴射されるようにしたことを特徴とする無菌充填用チャンバ内の滅菌装置。
請求項３に記載の無菌充填用チャンバ内の滅菌装置において、上記ＳＩＰに同期して、上記過酸化水素水の噴射後、さらにホットエアを噴射し、過酸化水素水の乾燥を行うノズルが設けられたことを特徴とする無菌充填用チャンバ内の滅菌装置。