JP6457279B2 - 殺菌装置 - Google Patents

Description

本発明は、飲料や医療用液体が充填されるＰＥＴボトルのようなプラスチックボトルあるいはボトル成形前のプリフォームの内周面を殺菌するのに好適な殺菌装置に関する。

従来、プラスチックボトルあるいはプリフォーム等の容器を殺菌する装置として、紫外線を照射するものが知られている（例えば、特許文献１，２，３）。
特許文献１は、容器が搬送される領域に紫外線を照射するものであり、容器にはその外側から紫外線が照射される。
また、特許文献２および特許文献３は、紫外線発生器から発光された紫外線を光ファイバーと光照射本体から成る光照射部とによって容器の口部の外面または充填機の充填ノズル口へ照射して、容器の口部の外面または充填ノズル口を殺菌する。

特開２００３−２５２３１２号公報（図１） 特開平４−７２１９５号公報（図１） 特開平１１−３３４７９３号公報（図１）

しかしながら、紫外線は容器を構成する壁を透過する透過性に劣る。したがって、特許文献１のように、容器の外側から照射したのでは、容器の内周面まで殺菌に足りる紫外線が届きにくい。
また、特許文献２および特許文献３においては、紫外線が照射されるのは容器口部の外面であるから、容器の内周面、特に口部に連なる胴部の内周面を十分に殺菌することはできない。

本発明は、上述の事情に鑑み、容器の内周面を効果的に殺菌できる殺菌装置を提供することを目的としている。

本発明は、電磁波が照射されると紫外線を発光する発光ガスを保持し、殺菌対象に対向する光源と、殺菌対象に対向する光源に向けて電磁波を出射する第一電磁波発生部と、を備えることを特徴とする殺菌装置である。

本発明の殺菌装置において、光源は、管状の形態をなし、殺菌対象である容器の収容空隙に挿入された状態で、容器の内周面に対向することができる。

本発明の殺菌装置において、光源は、発光ガスを内部に封入することができるし、発光ガスが内部を流通することができる。

本発明の殺菌装置において、光源は、殺菌対象に追従して移動し、定位置に置かれる前記第一電磁波発生部の電磁波の照射領域を通過する過程で、電磁波の照射を受けて紫外線を容器に向けて出射することができる。

本発明の殺菌装置において、光源は、その全部又は一部の領域で、電磁波の照射を受けることができる。

本発明の殺菌装置において、殺菌ガスを供給するガス供給源を備え、紫外線が照射される、殺菌対象における領域が、殺菌ガスに曝されることが好ましい。

本発明の殺菌装置において、光源は、殺菌ガスが充填された殺菌対象である容器の収容空隙に挿入された状態で、第一電磁波発生部から出射される電磁波の照射を受けることが好ましい。

本発明の殺菌装置において、第一電磁波発生部からの電磁波の照射による紫外線の照射を受けた殺菌対象に、電磁波を照射する第二電磁波発生部を備えることができる。

本発明の態様に係る殺菌装置は、殺菌対象としての容器の内部に光源を挿入し、光源から容器Ｐの内周面に向けて紫外線を出射すれば、容器Ｐの内周面を紫外線により直接的に殺菌することができる。よって、本発明によると、容器の外周面に紫外線を照射するのに比べて、高い殺菌効果が得られる。
また、本発明は、紫外線の光源として紫外線を発光する発光ガスが保持された光源を用いるが、この光源は発光ガス保持すれば足りるので、寸法的な制約が小さい。したがって、殺菌対象がプリフォームのように径方向の寸法が小さい容器の内周面を殺菌できる。

本発明の実施の形態に係る容器殺菌装置を組み込んだラインを模式的に示した平面図である。 図１の殺菌部の構成を示し、図１の断面II−IIを示している。 図２の矢視III図である。 殺菌部の変形例を示し、図２に相当する図である。 本発明の第３実施形態に係わる容器殺菌装置で、図２に相当する図である。 図５の一部拡大図である。 本発明の第４の実施の形態に係わる容器殺菌装置で、図２に相当する図である。 本発明の第５の実施の形態に係わる容器殺菌装置で、図２に相当する図である。 本発明の第６の実施の形態に係わる容器殺菌装置を組み込んだラインを模式的に示した平面図である。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る殺菌処理ライン１０について、図１から図３を参照して説明する。殺菌処理ライン１０は、上流から連続的に搬送される容器Ｐの特に内周面に、殺菌光である紫外線及び殺菌ガスを用いて殺菌処理を施してから、下流に向けて搬送するものである。
図１に示すように、殺菌処理ライン１０は、上流から搬送されてくる容器Ｐに殺菌処理を施す処理部２０Ａと、上流から搬送される容器Ｐを処理部２０Ａに受け渡す上流側ホイール１２と、処理部２０Ａで殺菌された容器Ｐを受け取り、下流に向けて搬送する下流側ホイール１４と、を備える。なお、図１において、上流側ホイール１２及び下流側ホイール１４が回転する向きを、実線の矢印で示している。処理部２０Ａの回転テーブル２１も同様である。容器Ｐは、ＰＥＴボトルを例示することができ、このボトルは外周面と内周面を有するとともに、胴部の内周面よりも内側に内容物を収容する空隙（収容空隙）が設けられる。

処理部２０Ａは、上流側ホイール１２から受け渡される容器Ｐを受け取り、かつ支持しながら回転する回転テーブル２１と、回転テーブル２１に支持されているそれぞれの容器Ｐに挿入される管状の光源２３と、回転テーブル２１に支持されているそれぞれの容器Ｐの内部に殺菌ガスＧを充填するガス供給源２５と、を備えている。光源２３は、電磁波Ｗが照射されると紫外線を発光する発光ガスＶが封入して保持している。また、処理部２０Ａは、光源２３が挿入されかつ殺菌ガスＧが充填された容器Ｐに向けて電磁波Ｗを出射する電磁波発生器（第一電磁波発生部）２７を備えている。なお、上流側ホイール１２、下流側ホイール１４及び回転テーブル２１は、その外周に容器Ｐを把持する手段を備えているものとする。

殺菌処理ライン１０は、上流側ホイール１２により連続的に搬送される容器Ｐを回転テーブル２１で受け取り、回転テーブル２１容器Ｐを把持しながら回転する。なお、図１において、上流側ホイール１２、回転テーブル２１が回転する向き、容器Ｐが搬送される向きを実線の矢印で示している。また、上流側ホイール１２、下流側ホイール１４及び回転テーブル２１は、同期して回転されるようになっている。

容器Ｐは、回転テーブル２１の回転に伴って搬送される過程で、区間Ｒ１、区間Ｒ２及び区間Ｒ３を通過する。
区間Ｒ１において、ガス供給源２５から供給される殺菌ガスＧが容器Ｐに吹き付けられ、この殺菌ガスＧは容器Ｐの内部に充填される。また、区間Ｒ２において、容器Ｐの内部に管状の光源２３が挿入され、光源２３に電磁波発生器２７から電磁波を照射して、殺菌処理がなされる。さらに、区間Ｒ３において、区間Ｒ２で挿入された光源２３が容器Ｐから抜き取られ、その後、下流側ホイール１４へ受け渡され、下流側ホイール１４から下流に向けて搬出されるようになっている。

殺菌ガスＧとしては、過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）又は過酢酸（ＣＨ_３ＣＯＯＯＨ）を主成分とした殺菌剤に代表される活性酸素又はヒドロキシルラジカルを生成する殺菌剤に由来するガスを用いるのが、殺菌性能の点で好適である。
また、光源２３に封入される発光ガスＶとしては、水銀を用いることができる。ここで、光源２３内に封入された発光ガスＶから発光する紫外線は、波長が１００〜２８０ｎｍであると、殺菌力が強く、殺菌が効果的に行われる。

次に、図２及び図３を参照して、処理部２０Ａにて行われる殺菌処理について説明する。なお、この処理は、容器Ｐが区間Ｒ２を搬送される過程で行われる。
殺菌処理は、内部に殺菌ガスＧが充填されている容器Ｐの内部に管状の光源２３を挿入し、光源２３を殺菌対象である容器Ｐの内周面に対向させたままで行われる。光源２３は、Ｙ方向に昇降が可能とされた把持具２９に把持されており、この把持具２９を介して光源２３の内部の所定の深さまで挿入される。
この状態のままで容器Ｐは電磁波発生器２７の前を通過する。電磁波発生器２７は、電磁波スクリーン２７Ｓから電磁波Ｗを容器Ｐが搬送される領域に向けて出射しており、搬送される容器Ｐはこの電磁波Ｗの照射を受ける。容器Ｐの中に挿入された光源２３が電磁波Ｗの照射を受けると、光源２３内に封入されている発光ガスＶが紫外線を発光し、この紫外線は容器Ｐの内周面に照射されることで、容器Ｐの内周面を殺菌することができる。
また、容器Ｐの内部には殺菌ガスＧが充填されているので、容器Ｐの内周面はこの殺菌ガスＧが付着することによっても殺菌される。

以上説明したように、本実施形態によると、容器Ｐの内部に光源２３を挿入し、光源２３から容器Ｐの内周面に向けて紫外線を出射するので、容器Ｐの内周面を紫外線により直接的に殺菌することができる。よって、本実施形態によると、容器Ｐの外周面に紫外線を照射するのに比べて、高い殺菌効果が得られる。
また、本実施形態は、紫外線の光源として紫外線を発光する発光ガスＶが封入された光源２３を用いるが、この光源２３は発光ガスＶを封入できれば足りるので、寸法的な制約が小さい。したがって、プリフォームのように径方向の寸法が小さい容器Ｐにも無理なく適用することができる。

本実施形態において、光源２３が電磁波Ｗを受けて紫外線を出射する際に、光源２３は容器Ｐの所定の深さに留まっていてもよいが、光源２３を等速で昇降運動させることもできる。これにより、容器Ｐの内周面に紫外線を一様に照射することができるので、殺菌を効率的に行うことができる。また、光源２３の昇降により、容器Ｐの内部に充填されている殺菌ガスＧが撹拌されることにより、殺菌ガスＧによる殺菌性能が向上する効果も期待できる。なお、この昇降運動は、光源２３に限らず、容器Ｐを昇降させてもよい。つまり、Ｙ方向への移動は、光源２３と容器Ｐの間の相対的な移動である。

また、以上の説明では、容器Ｐの内部に殺菌ガスＧが充填されている例を示したが、これは高い殺菌性能を得たい場合に行うものであり、殺菌性能が低くてもよい用途の場合には、光源２３を用いた殺菌だけで足りることもある。

また、これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることができる。以下にいくつかの例を説明する。

はじめに、図４に示す処理部２０Ｂは、光源２３が、その一部だけで電磁波Ｗの照射を受けることかできる。つまり、光源２３が、容器Ｐの上部開口から上方へ照射範囲２３Ｈだけ露出するように挿入されており、一方で、電磁波発生器２７からはこの照射範囲２３Ｈに向けて電磁波Ｗを出射する。光源２３は、照射範囲２３Ｈの限られた範囲だけで電磁波Ｗの照射を受けるが、その内部に封入されている発光ガスＶの全体が紫外線を発光することができるので、光源２３の軸方向の全範囲に亘って紫外線を発光することができる。
よって、図４に示す例によると、電磁波発生器２７をコンパクトにすることができるので、殺菌処理ライン１０の省スペース化に寄与するとともに、電磁波発生器２７に必要な電力を抑えることにより殺菌処理ライン１０の省エネルギーにも寄与する。

次に、図５および図６に示す処理部２０Ｃは、発光ガスＶが光源２３内を循環して流通される例を示している。
つまり、図５および図６に示す処理部２０Ｃは、光源２３を把持する把持具２９Ｃにガス導入管２４及びガス排出管２６が気密に装着されている。ガス導入管２４及びガス排出管２６は、それぞれが容器Ｐの内部と外部を通気が可能に設けられており、ガス導入管２４の先端は、図示のように光源２３の底の近くまで達している。
ガス供給源２５から供給される殺菌ガスＧは、ガス導入管２４を経由して容器Ｐの内部に供給される一方、容器Ｐの内部に充満した発光ガスＶはガス排出管２６からガス供給源２５に戻される。このように、処理部２０Ｃは、光源２３が、発光ガスＶを流通して保持している。
処理部２０Ｃによると、循環させる発光ガスＶの種類を適宜することができるので、殺菌目的に応じて発光ガスＶの種類を選択することにより、殺菌目的に適応した殺菌処理を行うことができる。また、発光ガスＶを循環させれば、常に性能が確保された発光ガスＶを用いて殺菌を行うことができるので、安定した殺菌性能を得ることができる。

次に、図７に示す処理部２０Ｄは、これまでとは異なる形状の容器Ｐを殺菌対象としている。この容器Ｐは、胴体部分及び口部分の径方向の寸法が大きく、光源２３Ｄは、この容器Ｐの形状に対応して、先端部分の径が大きくされている。また、容器Ｐ、把持具２９を介して、昇降（Ｙ方向）するのに加えて、水平方向（Ｘ方向）にも移動できる。
したがって、処理部２０Ｄによると、発光ガスＶを封入する２３Ｄが水平方向（Ｘ方向）に移動しながら紫外線を発光できるので、大きい内径の容器Ｐでも、容器Ｐの内周面を一様に効率よく殺菌できる。

次に、図８に示す処理部２０Ｅは、電磁波発生器２７に加えて電磁波発生器（第二電磁波発生部）２８を備えている。電磁波発生器２８は、電磁波発生器２７と同様の構成を備えており、その前を搬送される容器Ｐに向けて電磁波Ｗを出射する。
処理部２０Ｅは、電磁波発生器２７の前を容器Ｐが通過する際には、これまでと同様に、光源２３から出射される紫外線及び内部に充填されている殺菌ガスＧにより、容器Ｐの内周面が殺菌される。この殺菌済みの容器Ｐは、光源２３が内部に挿入されたままで、電磁波発生器２８の前を通過するが、電磁波発生器２８からの電磁波Ｗを受ける。これにより、容器Ｐの内周面に残留付着していた殺菌ガスＧが、電磁波Ｗの照射を受けることによって分解され失活し、殺菌ガスＧが残留するのを防ぐことができるので、食品衛生上、好ましい。

次に、図９に示す処理部２０Ｆ、接続線３６を介して電極アンプ３７と接続された紫外線光源体である紫外線ランプ３５が、容器Ｐの開口部から内方の所定位置へ挿入されている。紫外線ランプ３５は図示しない移動手段により図示Ｙ方向へ移動可能となっている。なお処理部２０Ｆは、図１に示す電磁波発生器２７を備えていない。
処理部２０Ｆは、接続線３６を介して電極アンプ３７と接続された紫外線光源体である電極アンプ付き紫外線ランプ３５が、容器Ｐの開口部から内方の所定位置へ挿入されて、容器Ｐの内周面が、紫外線ランプ３５から発光される紫外線の照射を受けて殺菌される。

１０ 殺菌処理ライン
１２ 上流側ホイール
１４ 下流側ホイール
２０Ａ 処理部
２０Ｂ 処理部
２０Ｃ 処理部
２０Ｄ 処理部
２０Ｅ 処理部
２０Ｆ 処理部
２１ 回転テーブル
２３ 光源
２３Ｄ 光源
２３Ｈ 照射範囲
２４ ガス導入管
２５ ガス供給源
２６ ガス排出管
２７ 電磁波発生器
２７Ｓ 電磁波スクリーン
２８ 電磁波発生器
２９ 把持具
２９Ｃ 把持具
３５ 紫外線ランプ
３６ 接続線
３７ 電極アンプ
Ｇ 殺菌ガス
Ｖ 発光ガス
Ｗ 電磁波
Ｐ 容器

Claims (8)

1. 電磁波が照射されると紫外線を発光する発光ガスを保持し、殺菌対象に対向する光源と、
   前記殺菌対象に対向する前記光源に向けて前記電磁波を出射する第一電磁波発生部と、を備え、
   前記光源は、
   管状の形態をなし、前記殺菌対象である容器の収容空隙に挿入された状態で、前記容器の内周面に対向した状態を保ちながら、前記収容空隙の内部を等速で昇降する、ことを特徴とする殺菌装置。
2. 前記光源は、前記発光ガスが内部に封入される、
   請求項１に記載の殺菌装置。
3. 前記光源は、前記発光ガスが内部を流通する、
   請求項１または請求項２に記載の殺菌装置。
4. 前記光源は、前記殺菌対象に追従して移動し、
   定位置に置かれる前記第一電磁波発生部の前記電磁波の照射領域を通過する過程で、前記電磁波の照射を受けて前記紫外線を前記殺菌対象に向けて出射する、
   請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の殺菌装置。
5. 前記光源は、その全部又は一部の領域で、前記電磁波の照射を受ける、
   請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の殺菌装置。
6. 殺菌ガスを供給するガス供給源を備え、
   前記紫外線が照射される領域が、前記殺菌ガスに曝される、
   請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の殺菌装置。
7. 前記光源は、前記殺菌ガスが充填された前記殺菌対象である容器の収容空隙に挿入された状態で、
   前記第一電磁波発生部から出射される前記電磁波の照射を受ける、
   請求項６に記載の殺菌装置。
8. 前記第一電磁波発生部からの前記電磁波の照射による前記紫外線の照射を受けた前記殺菌対象に、電磁波を照射する第二電磁波発生部を備える、
   請求項７に記載の殺菌装置。

Images