JP6191462B2 - 殺菌方法及び殺菌装置 - Google Patents

Description

本発明は、過酸化水素殺菌液に関する。より具体的には、果汁飲料、コーヒー飲料、その他の清涼飲料水等をポリエチレンテレフタレート製ボトル（以下ＰＥＴボトルという）や紙容器に無菌充填する際、ＰＥＴボトル、ＰＥＴボトル用プリフォーム、又は紙容器等の容器を殺菌するために用いられる過酸化水素殺菌液、およびこれを用いた殺菌方法、殺菌装置に関する。

従来、果汁飲料やコーヒー飲料等を容器内に無菌充填する場合、内容物を充填する前段階において容器を予め殺菌する必要がある。ここで、用いられる容器がＰＥＴボトルに代表されるプラスチック成形容器の場合には、「成形したＰＥＴボトルを無菌充填機に供給し、無菌充填機内で過酸化水素殺菌液をＰＥＴボトルにスプレーし、その後乾燥することによりＰＥＴボトルを殺菌し、内容物を無菌充填する方法。」や、「ＰＥＴボトル成形時にボトルの内面に少量の過酸化水素殺菌液を滴下し、口部を密封しつつ、過酸化水素殺菌液を気化せしめ、その蒸気によってボトルの内面を殺菌し、この殺菌ボトルを無菌充填機に供給して、無菌充填機内でボトルの外面を殺菌した後、口部を開封して内容物を無菌充填する方法。」など、過酸化水素殺菌液が用いられる場合が多い（たとえば、特許文献１〜４）。

また、ＰＥＴボトルは射出成形によりプリフォームを製造しそのプリフォームをブロー成形機で延伸ブローして作製されるものであることを利用し、ＰＥＴボトルとなる前のプリフォームの段階で殺菌処理を行うことも提案されており、この場合においても、上記の方法と同様、過酸化水素殺菌液が用いられている（たとえば、特許文献５）。

特開昭６３−２８１９３７号公報 特開平１−１６７０３１号公報 特開平１−２５４５２３号公報 特開平８−２４４７２９号公報 特開平８−２８２７８９号公報

しかしながら、ＰＥＴボトルとなった状態で殺菌するか、その前段階であるプリフォームの段階で殺菌するかに関わらず、殺菌効果および殺菌効率の向上を図るためには過酸化水素殺菌液中の過酸化水素濃度を高くすることが必要であるが、単に過酸化水素の量を増やすのは、コストパフォーマンスが低下し、また高濃度の過酸化水素殺菌液はそのハンドリングも悪くなる。さらに、過酸化水素の濃度を高くすると、過酸化水素が容器やプリフォーム内に残留してしまうといった問題も生じやすくなってしまう。

本発明はこのような状況においてなされたものであり、ＰＥＴボトルに代表されるプラスチック成形容器や紙容器などを殺菌するのに好適に用いることができ、殺菌効果および殺菌効率が高く、かつ容器内への残留することもない過酸化水素殺菌液、およびこれを用いた殺菌方法と殺菌装置を提供することを主たる課題とする。

上記課題を解決するため請求項１に係る発明は、過酸化水素を沸点が１００℃未満の液体である溶媒に溶解してなる過酸化水素殺菌液を用い、当該過酸化水素殺菌液を殺菌対象物に付着せしめ、前記殺菌対象物に付着する際に前記過酸化水素殺菌液を凝結せしめる工程と、殺菌対象物をホットエアーで乾燥させる工程と、前記過酸化水素殺菌液を滴状にして噴霧供給する過酸化水素殺菌液供給工程と、当該過酸化水素殺菌液供給工程から供給された過酸化水素殺菌液の噴霧をその沸点以上の非分解温度以下に加熱して気化させる気化工程と、を含む殺菌方法を採用する。

また、上記の発明にあっては、前記溶媒が、水と、沸点が１００℃未満のアルコールとの混合液であってもよい。

さらに、上記の発明にあっては、前記アルコールがエチルアルコールであり、水とエチルアルコールとの混合体積比が１：１９９〜１：０．５であってもよい。

本発明によれば、過酸化水素を溶解するための溶媒の沸点が１００℃未満、つまり水よりも低い沸点を有しているため、水を溶媒として用いている従来の過酸化水素殺菌液と比べて溶媒が気化しやすい。したがって、本発明の過酸化水素殺菌液を加熱し凝結ミストとして用いた場合、従来の過酸化水素殺菌液と比べて、低温かつ短時間で溶媒の気化が進み、その分だけ過酸化水素殺菌液中の過酸化水素濃度を速やかに高くすることができ、これにより従来と比べて高い殺菌効果および殺菌効率を得ることができる。換言すれば、過酸化水素殺菌液中の過酸化水素濃度を低く設定しつつ、使用時においてはこれを高濃度化することができる。

また、本発明によれば、過酸化水素殺菌液中の過酸化水素濃度を低く設計することができる上、疎水性成分であるアルコールが殺菌剤に添加されることにより、過酸化水素が樹脂に吸着・浸透し、殺菌対象物である容器に残留することも防止することができる。

さらに、本発明の殺菌方法および殺菌装置によれば、ホットエアーで乾燥する工程（手段）を有しているため、過酸化水素濃度を速やかに上昇せしめることができ、上述の効果をスムーズに発揮することができる。

本発明に係る殺菌方法を示す図である。 本発明に係る殺菌方法で使用する過酸化水素殺菌液の気化器の垂直断面図である。

本実施形態で用いる過酸化水素殺菌液は、過酸化水素（Ａ）と、これを溶解せしめるための溶媒（Ｂ）とからなり、当該溶媒（Ｂ）が沸点１００℃未満の液体であることに特徴を有している。以下、それぞれについて説明する。

（Ａ）過酸化水素
本実施形態に用いられる過酸化水素としては、通常、市販の過酸化水素濃度が３０〜３５重量％の過酸化水素水溶液を挙げることができる。また、オキシドールとして市販されている３重量％の過酸化水素水溶液も使用できる。３０〜３５重量％の過酸化水素水溶液としては、工業用と食品添加物用があり、本実施形態においてはいずれも使用可能であるが、工業用は過酸化水素の分解を防止するために安定剤等が添加されているので、添加物の少ない食品添加物用の過酸化水素水溶液が好適である。

（Ｂ）溶媒
本実施形態に用いられる溶媒は、その沸点が１００℃未満の液体であり、かつ前記過酸化水素を溶解可能であれば特に限定されることはない。沸点が１００℃未満の溶媒を用いることにより、水（沸点は１００℃）を溶媒として用いている従来の過酸化水素殺菌液と比べて溶媒の気化をスムーズに行うことができるので、低温かつ短時間で過酸化水素の濃度を向上させることができる（溶媒が気化した分だけ、過酸化水素濃度は向上する）。その結果、殺菌効果および殺菌効率を向上することができる。

このような溶媒は、単一物であっても混合物であってもよい。

溶媒を単一物とする場合には、たとえば、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、アセトンなどを好適に用いることができ、この中でもエチルアルコールが特に好ましい。エチルアルコールは食品添加物として認められているため、食品用の容器を殺菌対象物とすることができる上、入手、取り扱いともに容易であり、比較的安価だからである。

一方で、溶媒を混合物とする場合には、上記のメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、アセトンなどと水とを混合した混合物を用いることが好ましく、中でも単一物の場合と同様の理由によりエチルアルコールと水との混合物を用いることが特に好ましい。

また、溶媒を混合物とする場合、それぞれの混合体積比は溶媒全体の沸点などを考慮して適宜選択することができるが、たとえば、溶媒としてエチルアルコールと水との混合物を用いる場合には、その混合体積比は１：１９９〜１：０．５とすることが好ましい。種々の実験により、この範囲であれば有効な結果を得ることができたからである。

上記で説明した過酸化水素殺菌液は、ＰＥＴボトルに代表されるプラスチック容器の殺菌、ＰＥＴボトルを成型する前段階のプリフォームの殺菌、さらには、乳製品などが充填される紙容器の殺菌など、各種容器の殺菌に用いることができる。

より具体的には、上記過酸化水素殺菌液を殺菌対象物に付着せしめる工程と、殺菌対象物をホットエアーで乾燥させる工程と、を含むこと殺菌方法、および、当該過酸化水素殺菌液を殺菌対象物に付着せしめる手段と、殺菌対象物をホットエアーで乾燥させる手段と、を含むこと殺菌装置において好適に用いることができる。

上記過酸化水素殺菌液を殺菌対象物に付着せしめるには、過酸化水素殺菌液を図２に示すミスト生成器によりミスト化し、このミストを殺菌対象物に供給することにより殺菌対象物の表面に均一に付着させることができる。

図２に示すように、このミスト生成器は、過酸化水素殺菌液を滴状にして供給する二流体スプレーである過酸化水素殺菌液供給部１と、この過酸化水素殺菌液供給部１から供給された過酸化水素殺菌液の噴霧をその沸点以上の非分解温度以下に加熱して気化させる気化部２とを備える。過酸化水素殺菌液供給部１は、過酸化水素殺菌液供給路１ａ及び圧縮空気供給路１ｂからそれぞれ過酸化水素殺菌液と圧縮空気を導入して過酸化水素殺菌液を気化部９内に噴霧するようになっている。気化部２は内外壁間にヒータ２ａを挟み込んだパイプであり、このパイプ内に吹き込まれた過酸化水素殺菌液の噴霧を加熱し気化させる。この気化したものは過酸化水素のガスと溶媒のガスとの混合気であり、吐出ノズル２ｂから気化部２外に凝結ミストとなって噴出する。

このミストが、図１に示すように、過酸化水素殺菌液を殺菌対象物に付着せしめる工程においてＰＥＴボトル内に導入される。

なお、吐出ノズル２ｂから気化部２外に出る凝結ミストに対し、吐出ノズル２ｂの先端でホットエアーと混合させてガス化したうえで、ＰＥＴボトル内に導入するようにしてもよい。このガスはＰＥＴボトル内に入ってボトル内壁に付着する際に凝結し、殺菌力を発揮する。

なお、過酸化水素殺菌液を付着せしめる工程（手段）および乾燥させる工程（手段）については、特に限定されることはなく、従来公知の工程（手段）を用いることができる。

（実施例１）
過酸化水素：２７．１体積％、水：２３．１体積％、エタノール：４９．８体積％の実施例１の過酸化水素殺菌液を製造した。この殺菌液の溶媒は水とエタノールの混合物であり、その沸点は１００℃未満である。

（比較例１）
過酸化水素：２７．１体積％、水７２．９体積％の比較例１の過酸化水素殺菌液を製造した。この殺菌液の溶媒は水のみであるため、その沸点は１００℃となる。

（比較試験）
容量５００ｍｌのＰＥＴボトルを用いて、Ｂ．ｓｕｂｔｉｌｉｓ芽胞に対する殺菌効果と残留過酸化水素濃度について試験を行った。

具体的には、図１及び図２に示す装置を用いて、菌付けした各ＰＥＴボトルに１１５℃の実施例１の過酸化水素殺菌液のガスおよび比較例１の過酸化水素殺菌液のガスを各々３秒間導入し、１．３秒後に１００℃のホットエアーで４．６秒間エアーリンス処理した。その後、ボトルにＳＣＤブイヨン培地を分注し、滅菌済みキャップで密栓し３５℃で７日間培養した。培養したボトルの陽性・陰性本数より生存菌数をＭＰＮより計算し、滅菌効果を下記式で算出した。

滅菌効果（Ｌｏｇ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）＝Ｌｏｇ（付着菌数／ＭＰＮ）

また、ボトル内の残留過酸化水素濃度は、酸素電極法で測定した。

実施例１および比較例１それぞれの滅菌効果と残留過酸化水素濃度を以下の表１に示す。

（結果）
表１より、過酸化水素濃度が２７．１体積％と同一であるにも関わらず、溶媒の沸点が１００℃未満である、つまり溶媒が水とエタノールの混合物である実施例１の殺菌液の法が比較例１と比べて滅菌効果が１．６ＬＲＶ以上向上した。加えて、残留過酸化水素濃度が２０％減少した。

１…過酸化水素殺菌液供給部
１ａ…過酸化水素殺菌液供給路
１ｂ…圧縮空気供給路
２…気化部
２ａ…ヒータ
２ｂ…吐出ノズル

Claims (4)

1. 過酸化水素を沸点が１００℃未満の液体である溶媒に溶解してなる過酸化水素殺菌液を用い、
   当該過酸化水素殺菌液を殺菌対象物に付着せしめ、前記殺菌対象物に付着する際に前記過酸化水素殺菌液を凝結せしめる工程と、
   殺菌対象物をホットエアーで乾燥させる工程と、
   前記過酸化水素殺菌液を滴状にして噴霧供給する過酸化水素殺菌液供給工程と、当該過酸化水素殺菌液供給工程から供給された過酸化水素殺菌液の噴霧をその沸点以上の非分解温度以下に加熱して気化させる気化工程と、
   を含むことを特徴とする殺菌方法。
2. 請求項１に記載の殺菌方法において、前記溶媒として、水と、沸点が１００℃未満のアルコールとの混合液を用いることを特徴とする殺菌方法。
3. 請求項２に記載の殺菌方法において、前記アルコールをエチルアルコールとし、前記混合液における水とエチルアルコールとの混合体積比を１：１９９〜１：０．５としたことを特徴とする殺菌方法。
4. 過酸化水素を沸点が１００℃未満の液体である溶媒に溶解してなる過酸化水素殺菌液を殺菌対象物に付着せしめ、前記殺菌対象物に付着する際に前記過酸化水素殺菌液を凝結せしめる手段と、
   殺菌対象物をホットエアーで乾燥させる手段と、
   前記過酸化水素殺菌液を滴状にして噴霧供給する過酸化水素殺菌液供給手段と、当該過酸化水素殺菌液供給手段から供給された過酸化水素殺菌液の噴霧をその沸点以上の非分解温度以下に加熱して気化させる気化手段と、
   を含むことを特徴とする殺菌装置。

Images