JP6601913B2 - 殺菌システムの制御装置、殺菌システム - Google Patents

Description

本発明は、殺菌システムの制御装置、殺菌システムに関する。

一般に、飲料等の製品液をびん、缶、及びペットボトルのような容器に充填する装置では、製品液自体を殺菌して無菌状態にするとともに、製品液が流通するタンクや配管も殺菌する必要がある。例えば、特許文献１には、無菌充填装置において、飲料の殺菌値であるＦ値に基づいて、飲料供給系配管に加熱された流体を供給して殺菌する殺菌方法が記載されている。この殺菌方法では、殺菌に必要な温度に到達した後の時間だけでなく、Ｆ値での積算で殺菌効果を管理することで、殺菌時間を短縮している。具体的には、飲料供給系配管の所定箇所及び全ての充填ノズルの温度を所定時間ごとに検知してＦ値を求め、最小のＦ値が目標値に達したところで加熱を終了させている。

特開２０１５−００６９２１号公報

ところで、加熱殺菌終了後に製品製造を開始させるためには、製品液を流すことが可能な温度までタンクや配管等の製造ラインを冷却する必要がある。しかしながら、上述の殺菌方法のように殺菌終了時まで加熱を維持した後に加熱を終了した場合、加熱殺菌を終了させるために加熱を維持する時間と、製品製造を開始可能な温度まで冷却させる時間とがそれぞれ必要となる。その結果、製造を停止して加熱殺菌を開始してから製造を再開するまでに長期間を要することとなる。そこで、加熱殺菌を開始してから製品の製造を再開するまでの時間を短縮したいという要望がある。

本発明は、上記要望に応えるためになされたものであって、加熱殺菌を開始してから製品の製造を再開するまでの時間を短縮することが可能な殺菌システムの制御装置、殺菌システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明の第一の態様における殺菌システムの制御装置は、殺菌対象となる対象物を加熱して殺菌する殺菌システムの制御装置であって、前記対象物の温度を受け付ける温度受付部と、前記温度受付部で受け付けた前記温度が基準温度以上となっている加熱殺菌中の加熱殺菌時間を計測する時間計測部と、加熱を終了した後の温度の低下率として予め設定された冷却変化率と、受け付けた前記温度と、計測した前記加熱殺菌時間とに基づいて、加熱殺菌を終了させる殺菌完了推定時間を推定する完了推定部と、前記殺菌完了推定時間が予め定めた基準値を超えている場合に、加熱を終了させる加熱終了部と、加熱を終了させた後に、前記殺菌完了推定時間に到達する前に前記基準温度よりも高い第二基準温度以下となった場合に、再び加熱を開始させる加熱開始指示部と、を備える。

このような構成によれば、加熱を終了して冷却を行っている時間も加熱殺菌を実施している時間として利用することができる。つまり、加熱殺菌が完了する前に加熱を終了させ、加熱殺菌中に冷却することができる。
また、加熱を終了した後に、外気等の外的要因によって温度が想定よりも早く低下してしまった場合であっても、温度が殺菌完了推定時間よりも前に基準温度以下になってしまうことを防ぐことができる。

また、本発明の第二の態様における殺菌システムの制御装置では、第一の態様において、前記加熱終了部は、前記殺菌完了推定時間におけるＦ値が予め定めた基準Ｆ値を超えた場合に、加熱を終了させてもよい。

このような構成によれば、時間だけで判定する場合に比べて、Ｆ値に基づいて殺菌効果を管理することで高い精度で加熱を終了させるタイミングを把握することができる。

また、本発明の第四の態様における殺菌システムは、対象物の温度を測定する温度測定部と、前記対象物を加熱する加熱部と、第一から第三の態様のいずれか一つの殺菌システムの制御装置と、を備え、前記温度受付部は、前記温度測定部で測定した温度を受け付け、前記加熱終了部は、前記加熱部に指示を送って加熱を終了させる。

このような構成によれば、加熱を終了して冷却を行っている時間も加熱殺菌を実施している時間として利用することができる。つまり、加熱殺菌が完了する前に加熱を終了させ、加熱殺菌中に冷却することができる。

また、本発明の第五の態様における殺菌システムでは、第四の態様において、前記対象物を冷却する冷却部を備え、前記加熱終了部は、前記加熱を終了させるとともに、前記冷却部に前記対象物を冷却させてもよい。

このような構成によれば、より早い時間で基準温度以下に冷却することができる。したがって、より短時間で製品の製造を再開させることができる。

また、本発明の第六の態様における殺菌システムは、対象物の温度を測定する温度測定部と、前記対象物を加熱する加熱部と、殺菌対象となる対象物を加熱して殺菌する殺菌システムの制御装置であって、前記対象物の温度を受け付ける温度受付部と、前記温度受付部で受け付けた前記温度が基準温度以上となっている加熱殺菌中の加熱殺菌時間を計測する時間計測部と、加熱を終了した後の温度の低下率として予め設定された冷却変化率と、受け付けた前記温度と、計測した前記加熱殺菌時間とに基づいて、加熱殺菌を終了させる殺菌完了推定時間を推定する完了推定部と、前記殺菌完了推定時間が予め定めた基準値を超えている場合に、加熱を終了させる加熱終了部と、を備える殺菌システムの制御装置と、を備え、前記温度受付部は、前記温度測定部で測定した温度を受け付け、前記加熱終了部は、前記加熱部に指示を送って加熱を終了させ、前記対象物を冷却する冷却部を備え、前記加熱終了部は、前記加熱を終了させるとともに、前記冷却部に前記対象物を冷却させ、前記冷却部は、前記対象物の流入口から該対象物の内部に流体を供給して冷却し、前記温度測定部は、前記対象物内で前記流入口からずれていることで前記流体の主流に曝されない位置で前記対象物の温度を測定してもよい。

このような構成によれば、流体の影響をうけて温度測定部が測定している温度が、実際の対象物の温度よりも低くなってしまうことを抑えることができる。その結果、対象物の温度を高い精度で把握することができる。

また、本発明の第七の態様における殺菌システムでは、第四から第六のいずれか一つの態様において、前記対象物が、無菌充填システムの製造ラインであってもよい。

本発明によれば、加熱殺菌を開始してから製品の製造を再開するまでの時間を短縮することができる。

本発明の実施形態の無菌充填システムを説明する模式図である。 本発明の実施形態のＵＨＴ制御装置を説明するブロック図である。 本発明の実施形態のアセプティックタンクにおける第一タンク温度測定部の配置位置を説明する模式図である。 本発明の実施形態のタンク制御装置を説明するブロック図である。 本発明の実施形態の充填制御装置を説明するブロック図である。 本発明の実施形態の殺菌方法を説明するフローチャートである。 本発明における加熱殺菌中の温度と時間との関係を示したグラフである。

以下、本発明に係る実施形態の無菌充填システムについて図１〜図７を参照して説明する。
無菌充填システム１は、飲料等の製品液Ｍを無菌状態で容器に充填する。無菌充填システム１は、例えばプラスチック容器に飲料を充填して製品を製造する。無菌充填システム１は、製品液Ｍの種類を切り替える場合や一定の期間ごとに、製品液Ｍが流れる経路を構成する配管及びタンク等の製造ラインを洗浄して加熱して殺菌している。具体的な殺菌方法としては、殺菌対象となる対象物である配管やタンク等の製造ラインに、蒸気Ｓや熱水を循環させるＳＩＰ（ｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ ｐｌａｃｅ）と称される方法が用いられる。

本実施形態の無菌充填システム１は、図１に示すように、製品液殺菌装置２と、アセプティックタンク３と、充填機４とを備える。製品液殺菌装置２、アセプティックタンク３、及び充填機４は、製品を製造するほかに、製造ラインを加熱殺菌する際の殺菌システムとして機能する。無菌充填システム１は、製品製造時には、製品液殺菌装置２で殺菌された製品液Ｍを、アセプティックタンク３を介して充填機４に供給する。無菌充填システム１は、加熱殺菌時には、製品液殺菌装置２、アセプティックタンク３、及び充填機４に対して、それぞれ個別又は同時に加熱殺菌を実施する。

製品液殺菌装置２は、飲料等の製品液Ｍを高熱で加熱して殺菌する。製品液殺菌装置２は、製品液Ｍや加熱殺菌用の水Ｗ等の流体を循環可能とされている。本実施形態の成否根基殺菌装置２は、例えば、ＵＨＴを実施する装置である。本実施形態の製品液殺菌装置２は、クッションタンク２１と、熱交換器２２と、第一ＵＨＴライン２３と、第二ＵＨＴライン２４と、第一ＵＨＴ温度測定部（温度測定部）２５と、第二ＵＨＴ温度測定部（温度測定部）２６と、分岐ライン２７と、ＵＨＴ制御装置（制御装置）２８と、を有している。

クッションタンク２１は、上流側から供給されてくる流体を一時的に蓄える。クッションタンク２１は、必要な量の流体を下流側に供給する。本実施形態のクッションタンク２１は、製品製造時には上流から製品液Ｍが供給される。クッションタンク２１は、加熱殺菌時には上流から水Ｗが供給される。なお、特に断りがない限り、本実施形態の上流側及び下流側は、製品液Ｍの流れる向きに基づくものとする。

熱交換器２２は、製品液Ｍや水Ｗを熱交換によって加熱したり、冷却したりしている。熱交換器２２は、上流側に配置されるＵＨＴ加熱部（加熱部）２２１と、下流側に配置されるＵＨＴ冷却部（冷却部）２２２とを有する。

ＵＨＴ加熱部２２１は、供給されてくる流体を加熱して殺菌する。ＵＨＴ加熱部２２１は、製品製造時には、供給されてくる製品液Ｍを蒸気Ｓと熱交換して加熱する。ＵＨＴ加熱部２２１は、加熱殺菌時には、供給されてくる水Ｗを蒸気と熱交換して加熱する。これにより、ＵＨＴ加熱部２２１は、殺菌対象である製造ラインを加熱している。つまり、ＵＨＴ加熱部２２１は、加熱した水Ｗ（熱水）をＵＨＴ加熱部２２１よりも下流側の配管等の製造ラインの内部に供給することで、製造ラインを間接的に加熱している。ＵＨＴ加熱部２２１は、例えば、１２０℃以上に流体を加熱する。ＵＨＴ加熱部２２１は、後述するＵＨＴ制御装置２８からの指示に基づいて、流体の加熱を開始又は停止する。

ＵＨＴ冷却部２２２は、供給されてくる流体を冷却する。ＵＨＴ冷却部２２２は、ＵＨＴ加熱部２２１の下流側に接続されている。ＵＨＴ冷却部２２２は、製品製造時には、ＵＨＴ加熱部２２１で加熱された製品液Ｍを冷媒と熱交換させることで冷却する。ＵＨＴ冷却部２２２は、加熱殺菌時には、供給されてくる水Ｗや熱水を冷媒と熱交換させることで冷却する。これにより、ＵＨＴ冷却部２２２は、殺菌対象である製造ラインを冷却している。つまり、ＵＨＴ冷却部２２２は、冷却した水Ｗ（冷水）をＵＨＴ冷却部２２２よりも下流側の配管等の製造ラインの内部に供給することで、製造ラインを間接的に冷却している。ＵＨＴ冷却部２２２は、後述するＵＨＴ制御装置２８からの指示に基づいて、流体の冷却を開始又は停止する。

第一ＵＨＴライン２３は、クッションタンク２１と熱交換器２２とを接続している。本実施形態の第一ＵＨＴライン２３は、クッションタンク２１とＵＨＴ加熱部２２１とを接続する配管である。第一ＵＨＴライン２３は、その途中にクッションタンク２１からＵＨＴ加熱部２２１に向かって流体を圧送する第一ポンプ２３１が設けられている。

第二ＵＨＴライン２４は、熱交換器２２とクッションタンク２１とを接続している。本実施形態の第二ＵＨＴライン２４は、ＵＨＴ冷却部２２２とクッションタンク２１とを接続する配管である。第二ＵＨＴライン２４は、第一ＵＨＴライン２３とともに熱交換器２２及びクッションタンク２１に接続されていることで、熱交換器２２とクッションタンク２１との間で流体を循環させている。第二ＵＨＴライン２４は、その途中が後述するアセプティックタンク３に接続されている。第二ＵＨＴライン２４は、流体の経路を切替える第二ＵＨＴライン弁２４１が、アセプティックタンク３に接続されている部分よりも下流側に設けられている。第二ＵＨＴライン弁２４１は、アセプティックタンク３のレベルが設定レベルより高い場合は開放され、設定レベルよりも低い場合は閉塞される。第二ＵＨＴライン弁２４１は、開放されることで第二ＵＨＴライン２４内に流体を流通させる。第二ＵＨＴライン２４は、クッションタンク２１に流入させるＵＨＴタンク弁２４２が第二ＵＨＴライン弁２４１よりも下流側に設けられている。ＵＨＴタンク弁２４２は、殺菌工程時以外でクッションタンク２１を介して流体を循環させる際に開放される。ＵＨＴタンク弁２４２は、開放されることでクッションタンク２１に流体を流入させる。本実施形態の第二ＵＨＴライン２４は、ＵＨＴ冷却部２２２とともに殺菌対象となる製造ラインの一部である。

第一ＵＨＴ温度測定部２５は、第二ＵＨＴライン２４の温度を測定する。第一ＵＨＴ温度測定部２５は、第二ＵＨＴライン２４の内部の温度を測定している。第一ＵＨＴ温度測定部２５は、第二ＵＨＴライン２４中の流体を冷却した際に、第二ＵＨＴライン２４の中で温度が低下し易い位置に配置されている。したがって、第一ＵＨＴ温度測定部２５は、第二ＵＨＴライン２４において最も早く温度が低下する位置に配置されていることが好ましい。本実施形態の第一ＵＨＴ温度測定部２５は、第二ＵＨＴライン２４のアセプティックタンク３に接続されている部分よりも上流側に設けられている。第一ＵＨＴ温度測定部２５は、第二ＵＨＴライン２４のうちで、殺菌対象となる部分の最も上流側に設けられていることが好ましい。具体的には、第一ＵＨＴ温度測定部２５は、第二ＵＨＴライン２４の中で、ＵＨＴ冷却部２２２に近い位置に設けられていることが好ましい。第一ＵＨＴ温度測定部２５は、測定した温度の情報を第一温度情報としてＵＨＴ制御装置２８に送る。

第二ＵＨＴ温度測定部２６は、第一ＵＨＴ温度測定部２５よりも下流側で第二ＵＨＴライン２４の温度を測定する。第二ＵＨＴ温度測定部２６は、第二ＵＨＴライン２４の内部の温度を測定している。第二ＵＨＴ温度測定部２６は、第二ＵＨＴライン２４中の流体を加熱した際に、第二ＵＨＴライン２４の中で温度が上昇し難い位置に配置されている。したがって、第二ＵＨＴ温度測定部２６は、第二ＵＨＴライン２４において最も遅く温度が上昇する位置に配置されていることが好ましい。第二ＵＨＴ温度測定部２６は、第二ＵＨＴライン２４のアセプティックタンク３に接続されている部分よりも下流側に設けられている。第二ＵＨＴ温度測定部２６は、第二ＵＨＴライン２４の第二ＵＨＴライン弁２４１よりも下流側に設けられている。第二ＵＨＴ温度測定部２６は、第二ＵＨＴライン２４のうちで、殺菌対象となる部分の最も下流側に設けられていることが好ましい。第二ＵＨＴ温度測定部２６は、測定した温度の情報を第二温度情報としてＵＨＴ制御装置２８に送る。

分岐ライン２７は、第一ＵＨＴライン２３と第二ＵＨＴライン２４とを接続している。分岐ライン２７は、クッションタンク２１を介さずに、第二ＵＨＴライン２４から第一ＵＨＴライン２３に流体を流通可能としている。分岐ライン２７は、ＵＨＴタンク弁２４２よりも上流側、かつ、第二ＵＨＴ温度測定部２６よりも下流側で第二ＵＨＴライン２４に接続されている。分岐ライン２７は、第一ポンプ２３１よりも上流側で第一ＵＨＴライン２３に接続されている。分岐ライン２７は、途中に循環ベッセル２７１が設けられている。分岐ライン２７は、循環ベッセル２７１よりも上流側に分岐ライン弁２７２が設けられている。分岐ライン弁２７２は、殺菌工程時に循環ベッセル２７１を介して流体を循環させる際に開放される。分岐ライン弁２７２は、開放されることで循環ベッセル２７１に流体を流入させる。

循環ベッセル２７１は、加熱殺菌時に上流側から供給されてくる流体を一時的に蓄える。循環ベッセル２７１は、加熱殺菌時に必要な量の流体を下流側に供給する。循環ベッセル２７１は、加熱殺菌時のみに使用される。

ＵＨＴ制御装置２８は、殺菌対象となる対象物を加熱して殺菌する殺菌システムの制御装置である。本実施形態のＵＨＴ制御装置２８は、第二ＵＨＴライン２４の一部及びＵＨＴ冷却部２２２を加熱して殺菌する際に機能する。ＵＨＴ制御装置２８は、製品の製造を停止して製造ラインを加熱殺菌する際に稼働される。ＵＨＴ制御装置２８は、図２に示すように、ＵＨＴ温度取得部（温度受付部）２８１と、ＵＨＴ時間計測部（時間計測部）２８２と、ＵＨＴ完了推定部（完了推定部）２８３と、ＵＨＴ加熱終了部（加熱終了部）２８４と、ＵＨＴ加熱開始指示部（加熱開始指示部）２８５とを含む。

ＵＨＴ温度取得部２８１は、対象物の温度を受け付けて取得する。本実施形態のＵＨＴ温度取得部２８１は、第一ＵＨＴ温度測定部２５及び第二ＵＨＴ温度測定部２６から第二ＵＨＴライン２４の内部の温度の情報が入力される。ＵＨＴ温度取得部２８１は、第一ＵＨＴ温度測定部２５から入力された第一温度情報をＵＨＴ加熱開始指示部２８５に出力する。ＵＨＴ温度取得部２８１は、第二ＵＨＴ温度測定部２６から入力された第二温度情報をＵＨＴ時間計測部２８２及びＵＨＴ完了推定部２８３にそれぞれ出力する。

ＵＨＴ時間計測部２８２は、加熱殺菌中の加熱殺菌時間を計測する。加熱殺菌時間は、温度が基準温度Ｔｒ以上となっている時間である。ＵＨＴ時間計測部２８２は、ＵＨＴ温度取得部２８１から第一及び第二温度情報が入力される。本実施形態のＵＨＴ時間計測部２８２は、入力される第二温度情報が基準温度Ｔｒ以上となっている場合の時間を加熱殺菌時間として計測する。ＵＨＴ時間計測部２８２は、計測した加熱殺菌時間の情報をＵＨＴ完了推定部２８３に出力する。

ここで、基準温度Ｔｒとは、加熱殺菌しているとみなせる温度である。基準温度Ｔｒは、予め試験等を行うことで設定される。基準温度Ｔｒは、例えば、ＵＨＴ加熱部２２１で加熱可能な１２１℃程度に設定される。Ｆ値は、所定の温度における目的の微生物の致死率を時間で積算した値である。Ｆ値は、以下の式により求められる。

なお、tは時間、Ｔは任意の殺菌温度（℃）、Ｔｒは基準温度（℃）、Ｚは微生物の加熱致死時間の１／１０の変化に対応する加熱温度差であるＺ値である。

ＵＨＴ完了推定部２８３は、冷却変化率と、受け付けた温度と、計測した加熱殺菌時間とに基づいて、加熱殺菌を終了させる殺菌完了推定時間を推定する。ここで、冷却変化率は、加熱を終了した後の温度の低下率として予め設定される、具体的には、冷却変化率は、事前に試験等を繰り返し行い、種々の温度で加熱を終了してから基準温度Ｔｒ以下となるまでの時間を計測することで算出される。

ＵＨＴ完了推定部２８３は、ＵＨＴ温度取得部２８１から第二温度情報が入力される。ＵＨＴ完了推定部２８３は、ＵＨＴ時間計測部２８２から加熱殺菌時間の情報が入力される。ＵＨＴ完了推定部２８３は、加熱殺菌時間の情報と、この時間に対応する第二温度情報とに基づいて、その温度で加熱を仮に終了した場合に、加熱を終了してから基準温度Ｔｒ以下となるまでの時間を冷却変化率から算出する。ＵＨＴ完了推定部２８３は、算出した時間の情報と、ＵＨＴ時間計測部２８２から実際に入力された加熱殺菌時間の情報とに基づいて、加熱を開始してから基準温度Ｔｒ以下になるまでの時間を殺菌完了推定時間として算出する。本実施形態のＵＨＴ完了推定部２８３は、加熱を終了した時間に基づいて、殺菌完了推定時間までの冷却Ｆ値を冷却変化率から算出する。ＵＨＴ完了推定部２８３は、算出した殺菌完了推定時間及び冷却Ｆ値をＵＨＴ加熱終了部２８４に出力する。

ＵＨＴ加熱終了部２８４は、殺菌完了推定時間が予め定めた基準値を超えている場合に、ＵＨＴ加熱部２２１に指示を送って加熱を終了させる。ここで、基準値は、加熱殺菌が完了したとみなせる時間である。本実施形態のＵＨＴ加熱終了部２８４は、基準値として基準Ｆ値を用いる。基準Ｆ値は、加熱殺菌が完了したとみなせるＦ値である。つまり、ＵＨＴ加熱終了部２８４は、殺菌完了推定時間における推定Ｆ値が予め定めた基準Ｆ値を超えているか否かを判定する。なお、推定Ｆ値とは、殺菌完了推定時間を算出した時点での加熱殺菌時間におけるＦ値と、冷却Ｆ値との合計値である。ＵＨＴ加熱終了部２８４は、推定Ｆ値が基準Ｆ値を超えている場合にＵＨＴ冷却部２２２に指示を送って冷却を開始させる。

ＵＨＴ加熱開始指示部２８５は、加熱を終了させた後に、第二ＵＨＴライン２４内の温度が殺菌完了推定時間に到達する前に基準温度Ｔｒよりも高い第二基準温度以下となった場合に、再び加熱を開始させる。ここで、第二基準温度は、基準温度Ｔｒよりもわずかに高い温度である。第二基準温度は、例えば、基準温度Ｔｒが１２１℃程度の場合、基準温度Ｔｒよりも１℃〜３℃程度高い温度に設定される。

ＵＨＴ加熱開始指示部２８５は、第一ＵＨＴ温度測定部２５から入力される第一温度情報が第二基準温度以下となった場合に、ＵＨＴ冷却部２２２に冷却を終了するよう指示を送る。

アセプティックタンク３は、図１に示すように、製品液殺菌装置２から殺菌されて供給されてきた製品液Ｍを一時的に蓄える。アセプティックタンク３は、必要な量の製品液Ｍを充填機４に供給する。本実施形態のアセプティックタンク３は、アセプティックタンク本体３１と、第一タンクライン３２と、第二タンクライン３３と、第一タンク温度測定部（温度測定部）３４と、第二タンク温度測定部（温度測定部）３５と、タンク殺菌ライン３６と、タンク制御装置（制御装置）３７と、を有する。

アセプティックタンク本体３１は、上流側から供給されてきた製品液Ｍを一時的に蓄える。アセプティックタンク本体３１は、必要な量の製品液Ｍを下流側に供給する。

第一タンクライン３２は、アセプティックタンク本体３１と製品液殺菌装置２とを接続している。本実施形態の第一タンクライン３２は、アセプティックタンク本体３１と第二ＵＨＴライン２４とを接続する配管である。第一タンクライン３２は、アセプティックタンク本体３１に流入させる第一タンクライン弁３２１が設けられている。第一タンクライン弁３２１は、アセプティックタンク３のレベルが設定レベルより低い場合は開放され、設定レベルよりも高い場合は閉塞される。第一タンクライン弁３２１は、開放されることで第二ＵＨＴライン２４から第一タンクライン３２内に流体を流入させる。

第二タンクライン３３は、アセプティックタンク本体３１と外部とを接続している。本実施形態の第二タンクライン３３は、アセプティックタンク本体３１から外部まで延びる配管である。第二タンクライン３３は、その途中が後述する充填機４に接続されている。第二タンクライン３３は、アセプティックタンク本体３１から排出させる第二タンクライン弁３３１が設けられている。第二タンクライン弁３３１は、開放されることで第二タンクライン３３内の流体を外部に排出させる。本実施形態の第二タンクライン３３は、アセプティックタンク本体３１及び第一タンクライン３２とともに殺菌対象となる製造ラインの一部である。

第一タンク温度測定部３４は、アセプティックタンク本体３１の温度を測定する。第一タンク温度測定部３４は、アセプティックタンク本体３１の内部の温度を測定している。第一タンク温度測定部３４は、アセプティックタンク本体３１中の流体を冷却した際に、アセプティックタンク本体３１において温度が低下し易い位置に配置されている。したがって、第一タンク温度測定部３４は、アセプティックタンク本体３１において最も早く温度が低下する位置に配置されていることが好ましい。また、第一タンク温度測定部３４は、アセプティックタンク本体３１の内部を流通する流体の主流から離れた位置で温度を測定している。第一タンク温度測定部３４は、アセプティックタンク本体３１の内部を流通する流体の主流に曝されない位置に配置されていることが好ましい。具体的には、本実施形態の第一タンク温度測定部３４は、図３に示すように、アセプティックタンク本体３１の流体が流入する流入口からずれた位置に配置されている。第一タンク温度測定部３４は、測定した温度の情報を第一タンク温度情報としてタンク制御装置３７に送る。

なお、第一タンク温度測定部３４は、アセプティックタンク本体３１内の温度を測定することに限定するものではない。第一タンク温度測定部３４は、例えば、第一タンクライン３２に配置されて第一タンクライン３２の内部の温度を測定してもよい。この場合、第一タンク温度測定部３４は、第一タンクライン３２のうちで、殺菌対象となる部分の最も上流側に設けられていることが好ましい。具体的には、第一タンク温度測定部３４は、後述するタンク殺菌ライン３６との接続に近い位置に設けられていることが好ましい。

第二タンク温度測定部３５は、図１に示すように、第二タンクライン３３の温度を測定する。第二タンク温度測定部３５は、第二タンクライン３３の内部の温度を測定している。第二タンク温度測定部３５は、第二タンクライン３３中の流体を加熱した際に、第二タンクライン３３において温度が上昇し難い位置に配置されている。したがって、第二タンク温度測定部３５は、第二タンクライン３３中の流体を加熱した際に、第二タンクライン３３において最も遅く温度が上昇する位置に配置されていることが好ましい。また、第二タンク温度測定部３５は、第二タンクライン３３のうちで、殺菌対象となる部分の最も下流側に設けられていることが好ましい。具体的には、第二タンク温度測定部３５は、第二タンクライン３３の充填機４に接続されている部分よりも下流側に設けられている。第二タンク温度測定部３５は、第二タンクライン３３の第二タンクライン弁３３１よりも下流側に設けられている。第二タンク温度測定部３５は、測定した温度の情報を第二タンク温度情報としてタンク制御装置３７に送る。

タンク殺菌ライン３６は、第一タンクライン３２に加熱用の蒸気Ｓを供給するとともに、冷却用の空気Ａを供給する。本実施形態のタンク殺菌ライン３６は、タンク加熱ライン３６Ａと、タンク冷却ライン３６Ｂとが合流した配管である。タンク殺菌ライン３６は、第一タンクライン弁３２１よりも下流側で第一タンクライン３２に接続されている。

タンク加熱ライン３６Ａは、不図示の蒸気Ｓの供給源と接続されている。タンク加熱ライン３６Ａは、加熱殺菌時にアセプティックタンク本体３１を加熱するために使用する蒸気Ｓが流入する。タンク加熱ライン３６Ａは、アセプティックタンク本体３１に流入させる蒸気Ｓの流量を調整するタンク加熱弁（加熱部）３６１が設けられている。タンク加熱弁３６１は、タンク制御装置３７からの指示に基づいて開度を調整する。タンク加熱弁３６１は、開放されることで第一タンクライン３２内に蒸気Ｓを流入させる。タンク加熱弁３６１は、蒸気Ｓをタンク加熱弁３６１よりも下流側の配管等の製造ラインの内部に供給することで、製造ラインを間接的に加熱している。

タンク冷却ライン３６Ｂは、不図示の冷却用の空気Ａの供給源と接続されている。タンク冷却ライン３６Ｂは、加熱殺菌後にアセプティックタンク本体３１を冷却するために使用される空気Ａが流入する。タンク冷却ライン３６Ｂは、アセプティックタンク本体３１に流入させるタンク冷却弁（冷却部）３６２が設けられている。タンク冷却弁３６２は、タンク制御装置３７からの指示に基づいて開度を調整する。タンク冷却弁３６２は、開放されることで第一タンクライン３２内に空気Ａを流入させる。タンク冷却弁３６２は、冷却された空気Ａをタンク冷却弁３６２よりも下流側の配管等の製造ラインの内部に供給することで、製造ラインを間接的に冷却している。

タンク制御装置３７は、殺菌対象となる対象物を加熱して殺菌する殺菌システムの制御装置である。本実施形態のタンク制御装置３７は、第一タンクライン３２及び第二タンクライン３３の一部と、アセプティックタンク本体３１とを加熱して殺菌する際に機能する。タンク制御装置３７は、ＵＨＴ制御装置２８とは独立して稼動する。タンク制御装置３７は、図４に示すように、タンク温度取得部（温度受付部）３７１と、タンク時間計測部（時間計測部）３７２と、タンク完了推定部（完了推定部）３７３と、タンク加熱終了部（加熱時間終了部）３７４と、タンク加熱開始指示部（加熱完了指示部）３７５とを含む。

タンク温度取得部３７１は、対象物の温度を受け付けて取得する。本実施形態のタンク温度取得部３７１は、第一タンク温度測定部３４からアセプティックタンク本体３１の内部の温度の情報が入力される。タンク温度取得部３７１は、第二タンク温度測定部３５から第二タンクライン３３の内部の温度の情報が入力される。タンク温度取得部３７１は、第一タンク温度測定部３４から入力された第一タンク温度情報をタンク加熱開始指示部３７５に出力する。タンク温度取得部３７１は、第二タンク温度測定部３５から入力された第二タンク温度情報をタンク時間計測部３７２及びタンク完了推定部３７３にそれぞれ出力する。

タンク時間計測部３７２は、温度が基準温度Ｔｒ以上となっている加熱殺菌中の加熱殺菌時間を計測する。タンク時間計測部３７２は、タンク温度取得部３７１から第二タンク温度情報が入力される。タンク時間計測部３７２は、入力された第二タンク温度情報に基づいて計測した加熱殺菌時間の情報をタンク完了推定部３７３に出力する。

タンク完了推定部３７３は、冷却変化率と、受け付けた温度と、計測した加熱殺菌時間とに基づいて、加熱殺菌を終了させる殺菌完了推定時間を推定する。タンク完了推定部３７３は、タンク温度取得部３７１から第二タンク温度情報が入力される。タンク完了推定部３７３は、タンク時間計測部３７２から加熱殺菌時間の情報が入力される。タンク完了推定部３７３は、加熱殺菌時間の情報と、この時間に対応する第二タンク温度情報とに基づいて、ＵＨＴ完了推定部２８３と同様に、加熱を開始してから基準温度Ｔｒ以下になるまでの時間を冷却変化率から殺菌完了推定時間として算出する。本実施形態のタンク完了推定部３７３は、加熱を終了した時間から殺菌完了推定時間までの冷却Ｆ値を冷却変化率から算出する。タンク完了推定部３７３は、算出した殺菌完了推定時間及び冷却Ｆ値をタンク加熱終了部３７４に出力する。

タンク加熱終了部３７４は、殺菌完了推定時間が予め定めた基準値を超えている場合に、タンク加熱弁３６１に指示を送って第一タンクライン３２への蒸気Ｓの供給を終了させる。これにより、タンク加熱終了部３７４は、加熱を終了させる。本実施形態のタンク加熱終了部３７４は、ＵＨＴ加熱終了部２８４と同様に、基準値として基準Ｆ値を用いる。つまり、タンク加熱終了部３７４は、推定Ｆ値が基準Ｆ値を超えている場合に、タンク加熱弁３６１に指示を送る。また、タンク加熱終了部３７４は、推定Ｆ値が基準Ｆ値を超えている場合に、タンク冷却弁３６２に指示を送って第一タンクライン３２への空気Ａの供給を開始させる。

タンク加熱開始指示部３７５は、加熱を終了させた後に、殺菌完了推定時間に到達する前に基準温度Ｔｒよりも高い第二基準温度以下となった場合に、再び加熱を開始させる。タンク加熱開始指示部３７５は、第一タンク温度測定部３４から入力される第一タンク温度情報が第二基準温度以下となった場合に、タンク加熱弁３６１に第一タンクライン３２への蒸気Ｓの供給を再開するように指示を送る。また、タンク加熱開始指示部３７５は、加熱を再開する際にタンク冷却弁３６２に第一タンクライン３２への空気Ａの供給を終了するよう指示を送る。

充填機４は、図１に示すように、上流側のアセプティックタンク３から殺菌されて供給されてきた製品液Ｍをプラスチックのペットボトル等の容器に充填する。本実施形態の充填機４は、充填機本体４１と、第一充填ライン４２と、第二充填ライン４３と、第一充填温度測定部（温度測定部）４４と、第二充填温度測定部（温度測定部）４５と、充填殺菌ライン４６と、充填制御装置（制御装置）４７と、を有する。

充填機本体４１は、上流側から供給されてきた製品液Ｍを容器に充填して、さらに下流側に配置された不図示の装置に製品液Ｍの充填された容器を送っている。

第一充填ライン４２は、充填機本体４１とアセプティックタンク３とを接続している。本実施形態の第一充填ライン４２は、充填機本体４１と第二タンクライン３３とを接続する配管である。第一充填ライン４２は、充填機本体４１に流入させる第一充填ライン弁４２１が設けられている。第一充填ライン弁４２１は、開放されることで第二タンクライン３３から第一充填ライン４２内に流体を流入させる。

第二充填ライン４３は、充填機本体４１と外部とを接続している。本実施形態の第二充填ライン４３は、充填機本体４１ら外部まで延びる配管である。第二充填ライン４３は、充填機本体４１から排出させる第二充填ライン弁４３１が設けられている。第二充填ライン弁４３１は、開放されることで第二充填ライン４３内の流体を外部に排出させる。本実施形態の第二充填ライン４３は、充填機本体４１及び第一充填ライン４２とともに殺菌対象となる製造ラインの一部である。

第一充填温度測定部４４は、第一充填ライン４２の温度を測定する。第一充填温度測定部４４は、第一充填ライン４２の内部の温度を測定している。第一充填温度測定部４４は、第一充填ライン４２中の流体を冷却した際に、第一充填ライン４２において温度が低下し易い位置に配置されている。したがって、第一充填温度測定部４４は、第一充填ライン４２において最も早く温度が低下する位置に配置されていることが好ましい。また、第一充填温度測定部４４は、第一充填ライン４２の内部を流通する流体の主流から離れた位置で温度を測定している。したがって、第一充填温度測定部４４は、第一充填ライン４２の内部を流通する流体の主流に曝されない位置に配置されていることが好ましい。また、第一充填温度測定部４４は、第一充填ライン４２のうちで、殺菌対象となる部分の最も上流側に設けられていることが好ましい。具体的には、本実施形態の第一充填温度測定部４４は、第一充填ライン４２の中で7後述する充填殺菌ライン４６との接続位置に近い位置に設けられている。第一充填温度測定部４４は、測定した温度の情報を第一充填温度情報として充填制御装置４７に送る。

第二充填温度測定部４５は、第二充填ライン４３の温度を測定する。第二充填温度測定部４５は、第二充填ライン４３の内部の温度を測定している。第二充填温度測定部４５は、第二充填ライン４３中の流体を加熱した際に、第二充填ライン４３において温度が上昇し難い位置に配置されている。したがって、第二充填温度測定部４５は、第二充填ライン４３中の流体を加熱した際に、第二充填ライン４３において最も遅く温度が上昇する位置に配置されていることが好ましい。また、第二充填温度測定部４５は、第二充填ライン４３のうちで、殺菌対象となる部分の最も下流側に設けられていることが好ましい。具体的には、本実施形態の第二充填温度測定部４５は、第二充填ライン４３の充填機本体４１に接続されている部分よりも下流側に設けられている。第二充填温度測定部４５は、第二充填ライン４３の第二充填ライン弁４３１よりも下流側に設けられている。第二充填温度測定部４５は、測定した温度の情報を第二充填温度情報として充填制御装置４７に送る。

充填殺菌ライン４６は、第一充填ライン４２に加熱用の蒸気Ｓを供給するとともに、冷却用の空気Ａを供給する。本実施形態の充填殺菌ライン４６は、充填加熱ライン４６Ａと、充填冷却ライン４６Ｂとが合流した配管である。充填殺菌ライン４６は、第一充填ライン弁４２１よりも下流側、かつ、第一充填温度測定部４４よりも上流側で第一充填ライン４２に接続されている。

充填加熱ライン４６Ａは、不図示の蒸気Ｓの供給源と接続されている。充填加熱ライン４６Ａは、加熱殺菌時に充填機本体４１を加熱するために使用する蒸気Ｓが流入する。充填加熱ライン４６Ａは、充填機本体４１に流入させる蒸気Ｓの流量を調整する充填加熱弁（加熱部）４６１が設けられている。充填加熱弁４６１は、充填制御装置４７からの指示に基づいて開度を調整する。充填加熱弁４６１は、開放されることで第一充填ライン４２内に蒸気Ｓを流入させる。充填加熱弁４６１は、蒸気Ｓを充填加熱弁４６１よりも下流側の配管等の製造ラインの内部に供給することで、製造ラインを間接的に加熱している。

充填冷却ライン４６Ｂは、不図示の冷却用の空気Ａの供給源と接続されている。充填冷却ライン４６Ｂは、加熱殺菌後に充填機本体４１を冷却するために使用される空気Ａが流入する。充填冷却ライン４６Ｂは、充填機本体４１に流入させる充填冷却弁（冷却部）４６２が設けられている。充填冷却弁４６２は、充填制御装置４７からの指示に基づいて開度を調整する。充填冷却弁４６２は、開放されることで第一充填ライン４２内に空気Ａを流入させる。充填冷却弁４６２は、冷却された空気Ａを充填冷却弁４６２よりも下流側の配管等の製造ラインの内部に供給することで、製造ラインを間接的に冷却している。

充填制御装置４７は、殺菌対象となる対象物を加熱して殺菌する殺菌システムの制御装置である。本実施形態の充填制御装置４７は、第一充填ライン４２及び第二充填ライン４３の一部と、充填機本体４１とを加熱して殺菌する際に機能する。充填制御装置４７は、ＵＨＴ制御装置２８とは独立して稼動する。充填制御装置４７は、図５に示すように、充填温度取得部（温度受付部）４７１と、充填時間計測部（時間計測部）４７２と、充填完了推定部（完了推定部）４７３と、充填加熱終了部（加熱時間終了部）４７４と、充填加熱開始指示部（加熱完了指示部）４７５とを含む。

充填温度取得部４７１は、対象物の温度を受け付けて取得する。本実施形態の充填温度取得部４７１は、第一充填温度測定部４４から第一充填ライン４２の内部の温度の情報が入力される。充填温度取得部４７１は、第二充填温度測定部４５から第二充填ライン４３の内部の温度の情報が入力される。充填温度取得部４７１は、第一充填温度測定部４４から入力された第一充填温度情報を充填加熱開始指示部４７５に出力する。充填温度取得部４７１は、第二充填温度測定部４５から入力された第二充填温度情報を充填時間計測部４７２及び充填完了推定部４７３にそれぞれ出力する。

充填時間計測部４７２は、温度が基準温度Ｔｒ以上となっている加熱殺菌中の加熱殺菌時間を計測する。充填時間計測部４７２は、充填温度取得部４７１から第二充填温度情報が入力される。充填時間計測部４７２は、入力された第二充填温度情報に基づいて計測した加熱殺菌時間の情報を充填完了推定部４７３に出力する。

充填完了推定部４７３は、冷却変化率と、受け付けた温度と、計測した加熱殺菌時間とに基づいて、加熱殺菌を終了させる殺菌完了推定時間を推定する。充填完了推定部４７３は、充填温度取得部４７１から第二充填温度情報が入力される。充填完了推定部４７３は、充填時間計測部４７２から加熱殺菌時間の情報が入力される。充填完了推定部４７３は、加熱殺菌時間の情報と、この時間に対応する第二充填温度情報とに基づいて、ＵＨＴ完了推定部２８３と同様に、加熱を開始してから基準温度Ｔｒ以下になるまでの時間を冷却変化率から殺菌完了推定時間として算出する。本実施形態の充填完了推定部４７３は、加熱を終了した時間から殺菌完了推定時間までの冷却Ｆ値を冷却変化率から算出する。充填完了推定部４７３は、算出した殺菌完了推定時間及び冷却Ｆ値を充填加熱終了部４７４に出力する。

充填加熱終了部４７４は、殺菌完了推定時間が予め定めた基準値を超えている場合に、充填加熱弁４６１に指示を送って第一充填ライン４２への蒸気Ｓの供給を終了させる。これにより、充填加熱終了部４７４は、加熱を終了させる。本実施形態の充填加熱終了部４７４は、ＵＨＴ加熱終了部２８４と同様に、基準値として基準Ｆ値を用いる。つまり、充填加熱終了部４７４は、推定Ｆ値が基準Ｆ値を超えている場合に、充填加熱弁４６１に指示を送る。また、充填加熱終了部４７４は、推定Ｆ値が基準Ｆ値を超えている場合に、充填冷却弁４６２に指示を送って第一充填ライン４２への空気Ａの供給を開始させる。

充填加熱開始指示部４７５は、加熱を終了させた後に、殺菌完了推定時間に到達する前に基準温度Ｔｒよりも高い第二基準温度以下となった場合に、再び加熱を開始させる。充填加熱開始指示部４７５は、第一充填温度測定部４４から入力される第一充填温度情報が第二基準温度以下となった場合に、充填加熱弁４６１に第一充填ライン４２への蒸気Ｓの供給を再開するように指示を送る。また、充填加熱開始指示部４７５は、加熱を再開する際に充填冷却弁４６２に第一充填ライン４２への空気Ａの供給を終了するよう指示を送る。

上記のような無菌充填システム１では、製品製造時には、図１に示す製品液殺菌装置２で加熱して殺菌された後に冷却された製品液Ｍがアセプティックタンク３に送られる。アセプティックタンク３で一時的に貯留された製品液Ｍは、充填機４に送られて容器に充填される。

具体的には、製品製造時の製品液殺菌装置２では、アセプティックタンク３のレベルが設定レベルより低い場合は第二ＵＨＴライン弁２４１及び分岐ライン弁２７２が閉塞され、ＵＨＴタンク弁２４２が開放されている。アセプティックタンク３では、アセプティックタンク３のレベルが設定レベルより低い場合は第一タンクライン弁３２１が開放され、タンク加熱弁３６１、タンク冷却弁３６２、及び第二タンクライン弁３３１が閉塞されている。充填機４は、第一充填ライン弁４２１が開放され、充填加熱弁４６１、充填冷却弁４６２、及び第二充填ライン弁４３１が閉塞されている。

その結果、クッションタンク２１に蓄えられた製品液Ｍは、第一ポンプ２３１によって第一ＵＨＴライン２３内を圧送される。第一ＵＨＴライン２３内を圧送された製品液Ｍは、ＵＨＴ加熱部２２１及びＵＨＴ冷却部２２２に送られる。これにより、ＵＨＴ加熱部２２１によって製品液Ｍ自体が加熱されて加熱殺菌され、ＵＨＴ冷却部２２２で冷却される。冷却された製品液Ｍは、第二ＵＨＴライン２４内から第一タンクライン弁３２１を介して第一タンクライン３２内へ流入する。第一タンクライン３２内に流入した製品液Ｍはアセプティックタンク本体３１に送られて一時的に貯留される。アセプティックタンク本体３１に貯留された製品液Ｍは、第二タンクライン３３内から第一充填ライン弁４２１を介して第一充填ライン４２内へ流入する。第一充填ライン４２内に流入した製品液Ｍは充填機本体４１に送られて容器に充填される。

次に、上記のような無菌充填システム１を加熱殺菌する際に殺菌方法Ｓ１について、製品液殺菌装置２、アセプティックタンク３、及び充填機４の場合を図１、図６、及び図７を参照してそれぞれ説明する。本実施形態の殺菌方法Ｓ１は、超高温加熱処理法（Ｕｌｔｒａ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒｔｕｒｅ ｈｅａｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ、ＵＨＴ法）によって、それぞれの対象物を加熱して殺菌することが多い。

製品液殺菌装置２の製造ラインを対象として殺菌する場合、製品製造を停止して殺菌方法Ｓ１が実施される。加熱殺菌時の製品液殺菌装置２は、製品液Ｍの供給が停止された状態で、図１に示す第二ＵＨＴライン弁２４１及び分岐ライン弁２７２が開放され、ＵＨＴタンク弁２４２が閉塞される。加えて、アセプティックタンク３では第一タンクライン弁３２１が閉塞される。これにより、第一タンクライン３２への流体の流入が止められる。その後、ＵＨＴ加熱部２２１を稼動させたまま、冷却部２２２を停止させる。この状態で、製品液殺菌装置２では、上流から製品液Ｍの代わりに水Ｗが供給される。供給された水Ｗは、ＵＨＴ加熱部２２１で加熱されて冷却部２２２、第二ＵＨＴライン２４の順に流れる。その結果、ＵＨＴ加熱部２２１で加熱された熱水によって、冷却部２２２及び第二ＵＨＴライン２４が加熱される（図６に示す加熱開始工程Ｓ２）。第二ＵＨＴライン２４内を流れた熱水は、分岐ライン２７に設けられた循環ベッセル２７１を介して第一ＵＨＴライン２３内に送られ、再びＵＨＴ加熱部２２１に供給されるように循環し始める。

熱水が循環している間、第一ＵＨＴ温度測定部２５が測定している第二ＵＨＴライン２４内の温度が、第一温度情報としてＵＨＴ温度取得部２８１に入力される。また、第二ＵＨＴ温度測定部２６が測定している温度が、第二温度情報としてＵＨＴ温度取得部２８１に入力される。これらにより、ＵＨＴ温度取得部２８１は、第二ＵＨＴライン２４の温度の情報を取得する（図６に示す温度取得工程Ｓ３）。

ＵＨＴ加熱部２２１で加熱された熱水が循環し続けることで、冷却部２２２及び第二ＵＨＴライン２４の温度が上昇し続ける。その結果、図７に示すように、第二ＵＨＴ温度測定部２６の測定する温度は、時間ｔ１で基準温度Ｔｒを超える。第二温度情報が基準温度Ｔｒを超えることで、ＵＨＴ時間計測部２８２は時間の計測を開始する、これにより、ＵＨＴ時間計測部２８２は、温度が基準温度Ｔｒ以上となっている時間を加熱殺菌中の加熱殺菌時間として計測する（図６に示す時間計測工程Ｓ４）。

ＵＨＴ時間計測部２８２が加熱殺菌時間を計測し始めることで、ＵＨＴ完了推定部２８３は、冷却変化率と、第二温度情報と、加熱殺菌時間とに基づいて、加熱殺菌を終了させる殺菌完了推定時間及び冷却Ｆ値算出して推定し始める（図６に示す完了推定工程Ｓ５）。ＵＨＴ完了推定部２８３で算出された殺菌完了推定時間及び冷却Ｆ値はＵＨＴ加熱終了部２８４に入力される。

ＵＨＴ加熱終了部２８４は、入力された殺菌完了推定時間における推定Ｆ値が基準Ｆ値を超えているか否かを判定する。ＵＨＴ加熱終了部２８４は、殺菌完了推定時間を算出した時点での加熱殺菌時間におけるＦ値と、冷却Ｆ値との合計値が基準Ｆ値を超えた時点で加熱を終了させる（図６に示す加熱終了工程Ｓ６）。本実施形態のＵＨＴ加熱終了部２８４は、推定Ｆ値が基準Ｆ値を超えている場合に、ＵＨＴ加熱部２２１に指示を送って加熱を終了させるとともに、ＵＨＴ冷却部２２２に指示を送って冷却を開始させる。

具体的には、図７に示すように、時間ｔ２の時点での推定Ｆ値が基準Ｆ値を超えていると判定した場合、ＵＨＴ加熱終了部２８４では、時間ｔ３の情報が殺菌完了推定時間としてＵＨＴ完了推定部２８３から送られている。さらに、ＵＨＴ加熱終了部２８４では、時間ｔ２から時間ｔ３までのＦ値が冷却Ｆ値としてＵＨＴ完了推定部２８３から送られている。そのため、ＵＨＴ加熱終了部２８４では、実際に加熱殺菌時間として計測していた時間ｔ１から時間ｔ２までのＦ値と、時間ｔ２から時間ｔ３までＦ値として定められている冷却Ｆ値とを合計した推定Ｆ値が基準Ｆ値を超えているか否かを判定している。その結果、ＵＨＴ加熱終了部２８４で推定Ｆ値が基準Ｆ値を超えていると判定された場合には、時間ｔ２における温度ＴｘでＵＨＴ加熱部２２１による加熱が終了し、ＵＨＴ冷却部２２２による冷却が開始される。

冷却が開始されると、図１に示す製品液殺菌装置２では、まず分岐ライン弁２７２が閉塞されるとともにＵＨＴタンク弁２４２が開放される。循環していた熱水は、ＵＨＴ冷却部２２２で冷却されて殺菌された冷水となる。この状態で、製品液殺菌装置２では、この冷水がクッションタンク２１を介して循環し始める。

冷水が循環している間に、仮に殺菌完了推定時間よりも前に第一温度情報が第二基準温度以下になってしまった場合には、ＵＨＴ加熱開始指示部２８５によって加熱が殺菌完了推定時間まで再開される（図６に示す加熱再開工程Ｓ７）。

なお、加熱を再開した場合、本実施形態のように殺菌完了推定時間まで加熱を続けることに限定されるものではない。例えば、ＵＨＴ完了推定部２８３で再び殺菌完了推定時間を算出して、推定Ｆ値に基づいて殺菌完了推定時間の前に加熱を終了させてもよい。

冷水がクッションタンク２１を介して十分に循環した後、冷水を外部に外出するともに、水Ｗに代わって製品液Ｍがクッションタンク２１に供給される。その結果、第一ＵＨＴライン２３や第二ＵＨＴライン２４を循環する流体が水Ｗから製品液Ｍに置換される。循環する流体がほとんど製品液Ｍに置換された状態で、第二ＵＨＴライン弁２４１が閉塞され、第一タンクライン弁３２１が開放される。これにより、製品液殺菌装置２では、製品製造が開始される。

アセプティックタンク３の製造ラインを対象として殺菌する場合も製品製造を停止して、製品液殺菌装置２と同様の手順で殺菌方法Ｓ１が実施される。具体的には、加熱殺菌時のアセプティックタンク３では、第一タンクライン弁３２１が閉塞され、第二タンクライン弁３３１及びタンク加熱弁３６１が開放される。第一タンクライン弁３２１が閉塞されることで、アセプティックタンク３では、製品液殺菌装置２からの流体の流入が止められる。タンク加熱弁３６１が開放されることで、第一タンクライン３２に高温の蒸気Ｓが流入する。加えて、充填機４では、第一充填ライン弁４２１が閉塞される。第一充填ライン弁４２１が閉塞されることで、第一充填ライン４２への流体の流入が止められる。

その結果、蒸気Ｓが第一タンクライン３２、アセプティックタンク本体３１、第二タンクライン３３の順に流通して外部に排出される。蒸気Ｓが流通することで、第一タンクライン３２、アセプティックタンク本体３１、及び第二タンクライン３３がそれぞれ加熱される（加熱開始工程Ｓ２）。

蒸気Ｓが流通していている間、第一タンク温度測定部３４が測定しているアセプティックタンク本体３１内の温度が、第一タンク温度情報として入力される。また、第二タンク温度測定部３５が測定している第二タンクライン３３内の温度が、第二タンク温度情報としてタンク温度取得部３７１に入力される。これらにより、タンク温度取得部３７１は、アセプティックタンク本体３１及び第二タンクライン３３の温度の情報を取得する（温度取得工程Ｓ３）。

蒸気Ｓが供給され続けることで、第一タンクライン３２、アセプティックタンク本体３１、及び第二タンクライン３３の温度が上昇し続ける。その結果、第二タンク温度測定部３５の測定する温度は、基準温度Ｔｒを超える。第二タンク温度情報が基準温度Ｔｒを超えることで、タンク時間計測部３７２は時間の計測を開始する、これにより、タンク時間計測部３７２は、温度が基準温度Ｔｒ以上となっている時間を加熱殺菌中の加熱殺菌時間として計測する（時間計測工程Ｓ４）。

タンク時間計測部３７２が加熱殺菌時間を計測し始めることで、タンク完了推定部３７３は、冷却変化率と、第二タンク温度情報と、加熱殺菌時間とに基づいて、加熱殺菌を終了させる殺菌完了推定時間及び冷却Ｆ値算出して推定し始める（完了推定工程Ｓ５）。タンク完了推定部３７３で算出された殺菌完了推定時間及び冷却Ｆ値はタンク加熱終了部３７４に入力される。

タンク加熱終了部３７４は、入力された殺菌完了推定時間における推定Ｆ値が基準Ｆ値を超えているか否かを判定する。タンク加熱終了部３７４は、殺菌完了推定時間を算出した時点での加熱殺菌時間におけるＦ値と、冷却Ｆ値との合計値が基準Ｆ値を超えた時点で加熱を終了させる（加熱終了工程Ｓ６）。本実施形態のタンク加熱終了部３７４は、タンク加熱弁３６１を閉塞させるとともに、タンク冷却弁３６２を開放させる指示を送る。

タンク冷却弁３６２から空気Ａが第一タンクライン３２に流入して冷却が開始されると、蒸気Ｓは第二タンクライン３３から外部に排出される。アセプティックタンク３では、製品製造することが可能な温度まで冷却が完了することで、第二タンクライン弁３３１及びタンク冷却弁３６２が閉塞され、第一タンクライン弁３２１が開放される。また、充填機４では、第一充填ライン弁４２１が開放される。これにより、アセプティックタンク３では、製品製造が開始される。

また、仮に殺菌完了推定時間よりも前に、第一タンク温度情報が第二基準温度以下になってしまった場合には、タンク加熱開始指示部３７５によって加熱が殺菌完了推定時間まで再開される。

充填機４の製造ラインを対象として殺菌する場合も、製品製造を停止してアセプティックタンク３と同様の手順で殺菌方法Ｓ１が実施される。加熱殺菌時の充填機４では、第一充填ライン弁４２１が閉塞され、第二充填ライン弁４３１及び充填機４加熱弁が開放される。これにより、第一充填ライン弁４２１が閉塞されることで、充填機４では、アセプティックタンク３からの流体の流入が止められる。充填機４加熱弁が開放されることで、第一充填ライン４２に高温の蒸気Ｓが流入する。その結果、蒸気Ｓが第一充填ライン４２、充填機本体４１、第二充填ライン４３の順に流通して外部に排出される。蒸気Ｓが流通することで、第一充填ライン４２、充填機本体４１、及び第二充填ライン４３がそれぞれ加熱される（加熱開始工程Ｓ２）。

蒸気Ｓが流通していている間、第一充填温度測定部４４が測定した第一充填ライン４２内の温度が、第一充填温度情報として入力される。また、第二充填温度測定部４５が測定した第二充填ライン４３内の温度が、第二充填温度情報として充填温度取得部４７１に入力される。これらにより、充填温度取得部４７１は、第一充填ライン４２及び第二充填ライン４３の温度の情報を取得する（温度取得工程Ｓ３）。

蒸気Ｓが供給され続けることで、第一充填ライン４２、充填機本体４１、及び第二充填ライン４３の温度が上昇し続ける。その結果、第一充填温度測定部４４の測定する温度は、基準温度Ｔｒを超える。第二充填温度情報が基準温度Ｔｒを超えることで、充填時間計測部４７２は時間の計測を開始する、これにより、充填時間計測部４７２は、温度が基準温度Ｔｒ以上となっている時間を加熱殺菌中の加熱殺菌時間として計測する（時間計測工程Ｓ４）。

充填時間計測部４７２が加熱殺菌時間を計測し始めることで、充填完了推定部４７３は、冷却変化率と、第二充填温度情報と、加熱殺菌時間とに基づいて、加熱殺菌を終了させる殺菌完了推定時間及び冷却Ｆ値算出して推定し始める（完了推定工程Ｓ５）。充填完了推定部４７３で算出された殺菌完了推定時間及び冷却Ｆ値は充填加熱終了部４７４に入力される。

充填加熱終了部４７４は、入力された殺菌完了推定時間における推定Ｆ値が基準Ｆ値を超えているか否かを判定する。充填加熱終了部４７４は、殺菌完了推定時間を算出した時点での加熱殺菌時間におけるＦ値と、冷却Ｆ値との合計値が基準Ｆ値を超えた時点で加熱を終了させる（加熱終了工程Ｓ６）。本実施形態の充填加熱終了部４７４は、充填加熱弁４６１を閉塞させるとともに、充填冷却弁４６２を開放させる指示を送る。

充填冷却弁４６２から空気Ａが第一充填ライン４２に流入して冷却が開始されると、蒸気Ｓは第二充填ライン４３から外部に排出される。充填機４では、製品製造することが可能な温度まで冷却が完了することで、第二充填ライン弁４３１及び充填冷却弁４６２が閉塞される。また、充填機４では、第一充填ライン弁４２１が開放される。これにより、充填機４では、製品製造が開始される。

また、仮に殺菌完了推定時間よりも前に第一充填温度情報が第二基準温度以下になってしまった場合には、充填加熱開始指示部４７５によって加熱が殺菌完了推定時間まで再開される。

上記のようなＵＨＴ制御装置２８、タンク制御装置３７、及び充填制御装置４７を備えた無菌充填システム１によれば、加熱を終了させた後の基準温度Ｔｒを下回るまでの時間に基づく冷却Ｆ値を考慮して算出された推定Ｆ値が、加熱殺菌を終了させる基準Ｆ値を超えているか否かを判定している。そのため、加熱を終了して冷却を行っている時間も加熱殺菌を実施している時間として利用することができる。つまり、加熱殺菌が完全に完了する前に加熱を終了させ、加熱殺菌中に冷却することができる。これにより、加熱殺菌を開始してから、製品の製造を再開可能な温度に低下させるまでの時間を短縮することができる。したがって、短時間で殺菌を完了させて製品の製造を再開させることができる。

また、殺菌完了推定時間から算出された推定Ｆ値と、基準Ｆ値とに基づいて加熱が終了される。そのため、時間だけで判定する場合に比べて、Ｆ値に基づいて殺菌効果を管理することで高い精度で加熱を終了させるタイミングを把握することができる。これにより、加熱殺菌に必要な時間自体を短縮することができる。

また、ＵＨＴ加熱開始指示部２８５、タンク加熱開始指示部３７５、及び充填加熱開始指示部４７５によって、加熱を終了した後に、外気等の外的要因によって温度が想定よりも早く低下してしまった場合であっても、温度が殺菌完了推定時間よりも前に基準温度Ｔｒ以下になってしまうことを防ぐことができる。これにより、高い精度で基準温度Ｔｒ以上に製造ラインの温度を保つことができ、加熱殺菌を確実に実施することができる。

また、第一ＵＨＴ温度測定部２５及び第一充填温度測定部４４が冷却用の流体が供給される場所に近い位置に配置されている。そのため、温度が下がり始める部分に近い位置の温度を測定することができる。そのため、殺菌対象となる製造ラインのうち、温度が初めに下がる部分で温度を測定することができる。これにより、殺菌対象となる製造ラインの一部が基準温度Ｔｒを下回って十分に加熱殺菌できずに、加熱殺菌が終了してしまうことを防ぐことができる。

また、第一タンク温度測定部３４がアセプティックタンク本体３１の流体が流入する流入口からずれた位置に配置されている。そのため、第一タンク温度測定部３４がアセプティックタンク本体３１に流入する流体に直接曝されることを防ぐことができる。これにより、流体の影響をうけて第一タンク温度測定部３４が測定している温度が、実際のアセプティックタンク本体３１の温度よりも低くなってしまうことを抑えることができる。その結果、殺菌対象となる製造ラインの温度を高い精度で把握することができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

なお、殺菌システムは、本実施形態のように無菌充填システム１の各構成対して一体に設けられていることに限定されるものではなく、殺菌対象となる対象物を加熱して殺菌するものであればよい。例えば、殺菌システムは、製品液殺菌装置２、アセプティックタンク３、及び充填機４とは別に設けられていてもよい。

また、製品液殺菌装置２の熱交換器２２は、本実施形態のように一つのみを有することに限定されるものではなく、複数有していてもよい。つまり、加熱部２２１や冷却部２２２が複数設けられていてもよい。

また、アセプティックタンク３や充填機４において、加熱部２２１として、タンク加熱弁３６１や充填加熱弁４６１のように弁の開度を制御することに限定されるものではない。例えば、アセプティックタンク３や充填機４がそれぞれ個別に製品液殺菌装置２のように加熱部２２１を有しており、この加熱部２２１を直接制御してもよい。同様に、アセプティックタンク３や充填機４において、冷却部２２２も、タンク冷却弁３６２や充填冷却弁４６２のように弁の開度を制御することに限定されるものではない。

また、製品液殺菌装置２、アセプティックタンク３、及び充填機４において、温度測定部は本実施形態のように二つ設けられていることに限定されるものではない。例えば、温度測定部は、一つのみ設けられていてもよく、三つ以上の複数設けられていてもよい。

１…無菌充填システム Ｍ…製品液 Ｗ…水 ２…製品液殺菌装置 ２１…クッションタンク ２２…熱交換器 ２２１…ＵＨＴ加熱部 ２２２…ＵＨＴ冷却部 ２３…第一ＵＨＴライン ２３１…第一ポンプ ２４…第二ＵＨＴライン ２４１…第二ＵＨＴライン弁 ２４２…ＵＨＴタンク弁 ２５…第一ＵＨＴ温度測定部 ２６…第二ＵＨＴ温度測定部 ２７…分岐ライン ２７１…循環ベッセル ２７２…分岐ライン弁 ２８…ＵＨＴ制御装置 ２８１…ＵＨＴ温度取得部 ２８２…ＵＨＴ時間計測部 ２８３…ＵＨＴ完了推定部 ２８４…ＵＨＴ加熱終了部 ２８５…ＵＨＴ加熱開始指示部 ３…アセプティックタンク Ｓ…蒸気 Ａ…空気 ３１…アセプティックタンク本体 ３２…第一タンクライン ３２１…第一タンクライン弁 ３３…第二タンクライン ３３１…第二タンクライン弁 ３４…第一タンク温度測定部 ３５…第二タンク温度測定部 ３６…タンク殺菌ライン ３６Ａ…タンク加熱ライン ３６１…タンク加熱弁 ３６Ｂ…タンク冷却ライン ３６２…タンク冷却弁 ３７…タンク制御装置 ３７１…タンク温度取得部 ３７２…タンク時間計測部 ３７３…タンク完了推定部 ３７４…タンク加熱終了部 ３７５…タンク加熱開始指示部 ４…充填機 ４１…充填機本体 ４２…第一充填ライン ４２１…第一充填ライン弁 ４３…第二充填ライン ４３１…第二充填ライン弁 ４４…第一充填温度測定部 ４５…第二充填温度測定部 ４６…充填殺菌ライン ４６Ａ…充填加熱ライン ４６１…充填加熱弁 ４６Ｂ…充填冷却ライン ４６２…充填冷却弁 ４７…充填制御装置 ４７１…充填温度取得部 ４７２…充填時間計測部 ４７３…充填完了推定部 ４７４…充填加熱終了部 ４７５…充填加熱開始指示部 Ｓ１…殺菌方法 Ｓ２…加熱開始工程 Ｓ３…温度取得工程 Ｓ４…時間計測工程 Ｓ５…完了推定工程 Ｓ６…加熱終了工程 Ｓ７…加熱再開工程 Ｔｒ…基準温度

Claims (6)

1. 殺菌対象となる対象物を加熱して殺菌する殺菌システムの制御装置であって、
   前記対象物の温度を受け付ける温度受付部と、
   前記温度受付部で受け付けた前記温度が基準温度以上となっている加熱殺菌中の加熱殺菌時間を計測する時間計測部と、
   加熱を終了した後の温度の低下率として予め設定された冷却変化率と、受け付けた前記温度と、計測した前記加熱殺菌時間とに基づいて、加熱殺菌を終了させる殺菌完了推定時間を推定する完了推定部と、
   前記殺菌完了推定時間が予め定めた基準値を超えている場合に、加熱を終了させる加熱終了部と、
   加熱を終了させた後に、前記殺菌完了推定時間に到達する前に前記基準温度よりも高い第二基準温度以下となった場合に、再び加熱を開始させる加熱開始指示部と、を備える殺菌システムの制御装置。
2. 前記加熱終了部は、
   前記殺菌完了推定時間におけるＦ値が予め定めた基準Ｆ値を超えた場合に、加熱を終了させる請求項１に記載の殺菌システムの制御装置。
3. 対象物の温度を測定する温度測定部と、
   前記対象物を加熱する加熱部と、
   請求項１又は２に記載の殺菌システムの制御装置と、を備え、 前記温度受付部は、前記温度測定部で測定した温度を受け付け、
   前記加熱終了部は、前記加熱部に指示を送って加熱を終了させる殺菌システム。
4. 前記対象物を冷却する冷却部を備え、
   前記加熱終了部は、前記加熱を終了させるとともに、前記冷却部に前記対象物を冷却させる請求項３に記載の殺菌システム。
5. 対象物の温度を測定する温度測定部と、
   前記対象物を加熱する加熱部と、
   殺菌対象となる対象物を加熱して殺菌する殺菌システムの制御装置であって、前記対象物の温度を受け付ける温度受付部と、前記温度受付部で受け付けた前記温度が基準温度以上となっている加熱殺菌中の加熱殺菌時間を計測する時間計測部と、加熱を終了した後の温度の低下率として予め設定された冷却変化率と、受け付けた前記温度と、計測した前記加熱殺菌時間とに基づいて、加熱殺菌を終了させる殺菌完了推定時間を推定する完了推定部と、前記殺菌完了推定時間が予め定めた基準値を超えている場合に、加熱を終了させる加熱終了部と、を備える殺菌システムの制御装置と、を備え、
   前記温度受付部は、前記温度測定部で測定した温度を受け付け、
   前記加熱終了部は、前記加熱部に指示を送って加熱を終了させ、
   前記対象物を冷却する冷却部を備え、
   前記加熱終了部は、前記加熱を終了させるとともに、前記冷却部に前記対象物を冷却させ、
   前記冷却部は、前記対象物の流入口から該対象物の内部に流体を供給して冷却し、
   前記温度測定部は、前記対象物内で前記流入口からずれていることで前記流体の主流に曝されない位置で前記対象物の温度を測定する殺菌システム。
6. 前記対象物が、無菌充填システムの製造ラインである請求項３から５のいずれか一項に記載の殺菌システム。

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