JP6624217B2

JP6624217B2 - 殺菌処理ラインの浄化方法及び殺菌処理ライン

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Publication number: JP6624217B2
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Inventors: 睦早川
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
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Filing date: 2018-02-05
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Description

本発明は、飲料等を無菌充填する無菌充填機において、飲料等の製品液を殺菌処理する殺菌処理ラインの浄化方法及び殺菌処理ラインに関する。

従来、飲料等の無菌充填機における飲料等の供給配管系に対し、ボトル等の容器に飲料を充填する前に、配管系内に付着した汚れや菌を除去するためのＣＩＰ(Cleaning in Place)及び供給配管系内を殺菌するＳＩＰ(Sterilization in Place)が行われている（特許文献１参照）。

ＣＩＰは、例えば、水に苛性ソーダ等のアルカリ性洗浄剤や酸性洗浄剤を添加して供給配管系内を循環させることにより行われる。これにより、供給配管系内に付着した飲料等の残留物等の汚れが除去される（特許文献１、２、３参照）。

ＳＩＰは、例えば、上記ＣＩＰで洗浄した供給配管系内に加熱水蒸気や熱水等を循環させることによって行われる。これにより、供給配管系内が殺菌され無菌状態とされる（特許文献１参照）。

ところで、大容量の製品液を扱う無菌充填システムの供給配管系には、殺菌処理ラインが設けられている。殺菌処理ラインは、調合された飲料等の製品液を貯留するための上流側タンクと、殺菌処理された製品液を貯留し、その製品液を充填機に供給する下流側タンクとを具備する。上流側タンクと下流側タンクとの間は、製品液を移送する導管で接続され、この導管の中間部に製品液を殺菌するホールディングチューブが設けられ、導管の上流側タンクからホールディングチューブへと至る箇所には、製品液を段階的に加熱する加熱部が二段にわたって設けられ、導管のホールディングチューブから下流側タンクへと至る箇所には、製品液を段階的に冷却する冷却部が三段にわたって設けられる。このように加熱部と冷却部を複数段にわたって設けることにより、大容量の製品液であっても適正かつ円滑に殺菌温度まで加熱することができ、また、常温まで円滑に冷却することができる。

製品液を充填機でＰＥＴボトル等の容器に充填するに際して、上流側タンク内の製品液は下流側タンクへと導管内を圧送されつつ、一般的に、第１段加熱部で常温から約６５℃へと加熱され、第２段加熱部で約６５℃から約１４０℃へと加熱され、ホールディングチューブで約３０秒〜６０秒間、約１４０℃に加熱保持されることで殺菌処理され、その後第１段冷却部で約１４０℃から約９０℃に冷却され、第２段冷却部で約９０℃から約４５℃に冷却され、第３段冷却部で約４５℃から約３０℃に冷却される。下流側タンク内には第３段冷却部から来る３０℃の製品液が貯留され、そこから製品液が充填機に送られ、高速走行する多数のＰＥＴボトル等の容器に充填機によって充填される。

上記の殺菌処理ラインにおいて、製品液に焦げ付きを生じる温度範囲にある第２段加熱部から第１段冷却部に至る配管系と同様な配管系を並列的に設け、一方の配管系を使用して製品液を流している間に、もう一方の配管系のＣＩＰ及びＳＩＰを完了しておき、次の製品液の生産の立ち上げ時間を短縮する方法が提案されている（特許文献４参照）。

特開２００７−２２６００号公報特開２００７−３３１８０１号公報特開２０００−１５３２４５号公報特開２０１３−９１０１８号公報

従来の製品液の殺菌処理ラインによれば、二つの配管系を交互に切り替えることにより、製品液の殺菌処理とＣＩＰ等の処理とを並行して行うことができるので、製品液包装品の生産効率を高めることができる。

しかし、上述のような配管系は大きな設置スペースを必要とし、しかも高価であるから、このような配管系を二列設けると殺菌処理ラインが大型化し、装置価格が極めて高額になる。また、ＣＩＰ、ＳＩＰ等に長時間を要し、薬液の使用量も増大し、多量のエネルギーを要する。

そこで、特許文献４のように製品液に焦げ付きを生じ得る温度範囲内にある殺菌処理ラインの加熱部及び冷却部のみを複数並列化して設け、使用していないラインについてＣＩＰ及びＳＩＰを行い、次の製品液の生産立ち上げ時間を短縮することが提案されている。特許文献４では次の製品液の生産立ち上げの際の流路変更をバルブ操作により行っている。しかし、並列する流路でバルブ操作により製品液とＣＩＰにおける洗浄液やＳＩＰのための加熱流体の流路変更を行うことは、バルブ構成が複雑になり、バルブの台数が増えることで設備投資金額が高額になる。また、バルブ操作のミス、残留液及び弁の損傷や漏洩により製品液に洗浄液等が混入するおそれがある。製品液の殺菌処理ラインにおける焦げ付きを除去するＣＩＰに要する時間を短縮し、製品液に洗浄液等の製品液以外の異なる流体が混入することを防止し得る、安全でしかも生産性の高い浄化方法がもとめられている。

本発明はこのような問題点を解消することができる殺菌処理ラインの浄化方法及び殺菌処理ラインを提供することを目的とする。

本発明における殺菌処理ラインの浄化方法は、製品液を移送する導管に製品液を殺菌する加熱部が設けられ、前記加熱部が一段又は複数段設けられ、前記加熱部から前記製品液を段階的に冷却する冷却部が一段又は複数段設けられてなる殺菌処理ラインについて、前記製品液に焦付きを生じ得る温度範囲内にある段の前記加熱部から同じく前記製品液に焦付きを生じ得る温度範囲内にある段の冷却部に至る間の少なくとも加熱部を含む中間配管系を複数本並列して設け、前記中間配管系に対するＣＩＰを、並列する複数本の前記中間配管系間で切換えて行う殺菌処理ラインの浄化方法において、複数本の前記中間配管系の上流における前記製品液の流路と前記ＣＩＰを行う前記洗浄液の流路の切換え及び下流における前記製品液の流路と前記ＣＩＰを行う前記洗浄液の流路の切換えを、スイングベンドパネル及び当該スイングベンドパネルの配管末端に連結されるＵ字管を外気から遮蔽するチャンバ内を殺菌し、殺菌された前記チャンバ内に無菌エアを供給し、前記チャンバ内の無菌性を維持して、スイングベンドにより行うことを特徴とする。

また、本発明における殺菌処理ラインの浄化方法は、前記中間配管系に対する前記ＣＩＰを行った後、又は同時にＳＩＰを行い、さらに陽圧化処理を行うと好適である。

本発明における殺菌処理ラインは、製品液を移送する導管で接続され、当該導管の中間部に製品を滅菌する加熱部が設けられ、前記加熱部が一段又は複数段設けられ、前記加熱部から前記製品液を段階的に冷却する冷却部が一段又は複数段設けられてなる殺菌処理ラインにおいて、前記製品液に焦付きを生じ得る温度範囲内にある段の前記加熱部から同じく前記製品液に焦付きを生じ得る温度範囲内にある段の冷却部に至る間の少なくとも加熱部を含む中間配管系が複数本並列して設けられ、当該中間配管系には当該中間配管系内を洗浄するＣＩＰ装置が設けられ、前記中間配管系における前記製品液に対する殺菌処理と前記中間配管系のＣＩＰが、並列する複数本の前記中間配管系間で切換えて行われる殺菌処理ラインにおいて、複数本の前記中間配管系の上流における前記製品液の流路と前記ＣＩＰを行う前記洗浄液の流路の切換え及び下流における前記製品液の流路と前記ＣＩＰを行う前記洗浄液の流路の切換えを行うスイングベンドが設けられ、前記中間配管系の配管末端が設けられるスイングベンドパネル及び当該スイングベンドパネルの前記配管末端に連結されるＵ字管を外気から遮蔽するチャンバが設けられ、当該チャンバ内を殺菌する殺菌装置及びチャンバ内に無菌エアを供給する無菌エア供給装置が設けられることを特徴とする。

また、本発明における殺菌処理ラインは、前記中間配管系に前記中間配管系内に対する前記ＣＩＰを行った後、又は同時に前記中間配管系内を殺菌するＳＩＰを行うＳＩＰ装置及び前記ＳＩＰの後に前記中間配管系内を陽圧に保持する陽圧化処理装置が設けられると好適である。

本発明によれば、殺菌処理ラインのうち製品液に焦げ付きを発生し易い一部の中間配管系についてのみ複数個並列的に設けるため、全ての殺菌処理ラインを複数並列的に設けるよりも、殺菌処理ラインを小型簡素化することができるため経済的である。また、焦げ付きを生じた中間配管系のみＣＩＰ又はＣＩＰ、ＳＩＰ及び陽圧化処理を行うことで足りるため、洗浄液や殺菌流体の量を軽減できるため、ランニングコストを抑制できる。さらに、製品液に対する殺菌処理と中間配管系に対するＣＩＰとを交互に行う場合に配管の切換えを行うが、並列する複数本の中間配管系間での切換えをスイングベンドにより行うことで、バルブ構成が簡素化され、設備投資負担を軽減できる。またバルブ操作のミス、残留する洗浄液及び弁の損傷や漏洩により製品液に洗浄液等が混入することを防止できる。製品液の殺菌に使用した中間配管系は、製品液殺菌終了後、スイングベントによる流路変更によりＣＩＰ装置と連結され、焦げ付き部のＣＩＰが行われる。製品液の殺菌に使用した中間配管系は、ＣＩＰ後又は同時に、ＳＩＰが行われても構わない。一方、ＣＩＰ済み又はＣＩＰ及びＳＩＰ済みの他方の中間配管系は、製品液を流す上流側導管に連結され、配管に残留する製品液を洗い流すＣＩＰを行う。製品液の殺菌時に焦げが生じる部分が既に洗浄済みであり、残留する製品液を洗い流すＣＩＰは短時間に終了し、経済的である。また、スイングベントを殺菌可能なチャンバ内に設けることにより、使用していない中間配管系について中間配管系のＣＩＰ、ＳＩＰ及び陽圧化処理を行って待機することができる。結果として、製品液変更におけるＣＩＰ等の時間を短縮することで生産性を向上し、スイングベンドによる配管切換えにより安全性を確保することもできる。

また、使用していない中間配管系は他方の中間配管系が製品液の殺菌中又はＣＩＰ若しくはＳＩＰ中にＣＩＰを行うことができるため、従来のようにＣＩＰ時間を短くするべく洗浄効果の高い高価な薬剤を使用する必要がなく、また洗浄液を高温として又は高濃度として使用する必要もなく、洗浄効果が比較的低く安価な薬剤を使用して比較的長い時間をかけて洗浄することができる。

本発明の実施の形態１に係る殺菌処理ラインのブロック図である。本発明の実施の形態１に係る殺菌処理ラインにおいて、一方の中間配管系により製品殺菌を行い、他方の中間配管系内についてＣＩＰを行う状態を示すブロック図である。本発明の実施の形態１に係る殺菌処理ラインにおいて、一方の中間配管系内についてＣＩＰを行い、他方の中間配管系により製品殺菌を行う状態を示すブロック図である。本発明の実施の形態に係る殺菌処理ラインにおいて流路切換えを行うスイングベンドパネルを示す。本発明の実施の形態２に係る殺菌処理ラインのブロック図である。本発明の実施の形態２に係る殺菌処理ラインにおいて、一方の中間配管系により製品殺菌を行い、他方の中間配管系内についてＣＩＰ、ＳＩＰ及び陽圧化処理を行う状態を示すブロック図である。本発明の実施の形態２に係る殺菌処理ラインにおいて、一方の中間配管系内についてＣＩＰ、ＳＩＰ及び陽圧化処理を行い、他方の中間配管系により製品殺菌を行う状態を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

（実施の形態１）
大容量の飲料等製品液を扱う無菌充填機の配管系内には、図１に示すような殺菌処理ラインが設けられる。

図１中、符号１は調合された未殺菌の飲料等の製品液を貯留するための上流側タンクを示し、符号２は殺菌処理された製品液を一旦貯留した後に図示しない充填機に供給する下流側タンクを示す。

上流側タンク１と下流側タンク２は、各々大容量の製品液を貯留可能であり、例えば各々数トン〜十数トンの製品液を貯留可能な容積を有する。また、上流側タンク１は殺菌処理前の製品液を常温、例えば約２０℃に保持するようになっており、下流側タンク２は殺菌処理後の製品液を常温、例えば約３０℃に保持するようになっている。

充填機としては、図示しないが、例えば水平に設置されたホイールの周りを一定間隔で高速走行する殺菌されたＰＥＴボトル、高速で容器側面や底部を融着させながら製函される殺菌された紙容器等の容器に、追従しながら高速走行するノズルを差し込んで、殺菌処理後の製品液を注入する方式のものが採用される。また、ボトルの場合には、充填機にキャッパーが連結される。キャッパーも同様なホイールの周りでＰＥＴボトル等の充填済み容器を一定間隔で高速走行させるようになっており、キャッパーが殺菌されたキャップにより製品液が充填された容器の口部を密封する。

上流側タンク１と下流側タンク２とは、製品液を移送する上流側導管３で接続される。上流側導管３における上流側タンク１寄りの箇所には、製品液を圧送するためのポンプ４が設けられる。

上流側導管３に設けられたポンプ４の下流には、製品液を滅菌する殺菌処理ラインが設けられるが、製品液の殺菌時に焦げ付きを生じる部分は、複数の中間配管系が並列して設けられ、第１中間配管系５にはホールディングチューブ７ａが設けられ、第２中間配管系６にはホールディングチューブ７ｂが設けられる。ホールディングチューブ７ａ及び７ｂは、例えば長いチューブ内で製品液を流しながらチューブを介してチューブ内の製品液を加熱するシェル＆チューブ式熱交換器であり、この加熱によって製品液は例えば１４０℃まで加熱される。さらに、製品液はこの熱交換器内を３０秒〜６０秒の時間をかけて通過し、その間製品液は１４０℃の温度下で加熱され続けることにより、製品液は殺菌される。

上流側導管３における上流側タンク１から第１中間配管系５又は第２中間配管系６へと至る箇所には、製品液を段階的に加熱するべく第１段加熱部８が設けられる。この加熱部の段数は適宜変更可能であり、二段よりも多く設けることで、常温から滅菌温度までの昇温間隔をより細かく分けるようにしてもよい。

第１中間配管系５又は第２中間配管系６には第１段加熱部８で加熱された製品液をさらに加熱する第２段加熱部９ａ及び９ｂが設けられる。

第１段加熱部８は、例えば複数個のシェル＆チューブ式熱交換器を直列で連結してなるもので、上流側タンク１からポンプ４によって圧送される製品液を２０℃から６５℃まで加熱する。第２段加熱部９ａ及び９ｂは、第１段加熱部８におけるよりもより多くのシェル＆チューブ式熱交換器を直列で連結してなるもので、第１段加熱部８から送られる製品液を６５℃から１４０℃まで加熱する。この１４０℃に加熱された製品液はホールディングチューブ７ａ又は７ｂへと送られ、ホールディングチューブ７ａ又は７ｂ内を１４０℃に保持されつつ次の冷却部へと送られる。

製品液は複数段の第１段加熱部８及び第２段加熱部９ａ又は９ｂを通過することでホールディングチューブ７ａ又は７ｂへと至るので、製品液が高速で流れても円滑に高温度まで加熱される。

ホールディングチューブ７ａ又は７ｂから下流側タンク２へと至る部分には、第１中間配管系５の第１段冷却部１０ａ及び第２中間配管系６の第１段冷却部１０ｂが設けられる。さらに、下流側導管１１には第２段冷却部１２及び第３段冷却部１３が順次設けられる。これらの冷却部は製品液を段階的に冷却する。冷却部の段数は適宜変更可能であり、三段よりも少なく又は多く設けることで、滅菌温度から常温までの降温間隔をより細かく分けるようにしてもよい。

第１段冷却部１０ａ及び１０ｂは、例えば複数個のシェル＆チューブ式熱交換器を直列で連結してなるもので、ホールディングチューブ７ａ又は７ｂからポンプ４によって圧送される殺菌された製品液を１４０℃から９０℃まで冷却する。第２段冷却部１２は第１段冷却部１０ａ又は１０ｂにおけると同数個又はより少ない個数のシェル＆チューブ式熱交換器を直列で連結してなるもので、第１段冷却部１０ａ又は１０ｂから送られる製品液を９０℃から４５℃まで冷却する。第３段冷却部１３は第２段冷却部１２におけると同数個又はより少ない個数のシェル＆チューブ式熱交換器を直列で連結してなるもので、第２段冷却部１２から送られる製品液を４５℃から３０℃まで冷却する。この３０℃に冷却された製品液は下流側タンク２へと送られ、下流側タンク２から図示しない充填機へと送られる。

このように、製品液は上流側導管３内を流れつつ第１段加熱部８で加熱され、第１中間配管系５又は第２中間配管系６に流され、各々の中間配管系の第２段加熱部９ａ又は９ｂでさらに加熱され、ホールディングチューブ７ａ又は７ｂにおいて製品液は高温に保持されて殺菌され、その後第１段冷却部１０ａ又は１０ｂにより冷却される。製品液は中間配管系を経て下流側導管１１に流され、第２段冷却部１２、第３段冷却部１３を通過することで下流側タンク２へ至るので、製品液が高速で流れても円滑に常温まで冷却される。

下流側タンク２に流入した殺菌処理済の常温の製品液は、上述した充填機へと送られ、高速走行する多数の殺菌されたＰＥＴボトル、紙容器等の容器に充填される。

この実施の形態１では、図１に示すように、上流側タンク１と下流側タンク２とを結ぶ殺菌処理ライン中、第２段加熱部９ａ又は９ｂから第１段冷却部１０ａ又は１０ｂに至る間に第１中間配管系５及び第２中間配管系６が並列的に設けられる。製品由来の焦げの程度によっては、第１段冷却部１０ａ及び１０ｂを除いて、蒸気や熱水等の熱媒で加熱する第２段加熱部９ａ又は９ｂのみ、或いはホールディングチューブ７ａ又は７ｂまで並列化するだけでも構わない。

第１段加熱部８の設定温度範囲内では製品液により配管内に焦げ付きを生じないが、第２段加熱部９ａ，９ｂの設定温度範囲内では、製品液に焦付きを生じ得る。また、第１段冷却部１０ａ，１０ｂの設定温度範囲内では、同じく製品液に焦付きを生じ得るが、第２段冷却部１２及び第３段冷却部１３の設定温度範囲内では製品液に焦付きを生じない。この場合、製品液に焦げ付きを生じ得る温度範囲は、タンパク質が変性する６０℃以上であるが、第１段加熱部８及び第２段冷却部１２では製品液の流速が大きいので、製品液に焦げ付きを生じない。製品液に含まれるたんぱく質の量によっても異なるが、一般的には製品液に焦付きを生じ得る温度範囲は６０℃〜１５０℃とされている。

なお、上述したように加熱部及び冷却部８、９ａ、９ｂ、７ａ、７ｂ、１０ａ、１０ｂ、１２、１３の各段数は必要に応じて変えることができる。その場合は、製品液に焦付きを生じ得る加熱部及び冷却部の段も自ずと変わる。

図１に示すように、殺菌処理ラインには第１中間配管系５及び第２中間配管系６についてＣＩＰを行うためのＣＩＰ装置１４が設けられる。ＣＩＰ装置１４は、酸性液、アルカリ性液等の洗浄液を第１中間配管系５又は第２中間配管系６内に流すことにより、焦げ付きを生じる可能性のある第２段加熱部９ａ及び９ｂ、ホールディングチューブ７ａ又は７ｂ及び第１段冷却部１０ａ又は１０ｂの内部を洗浄するためのものである。ＣＩＰ装置１４は洗浄液を貯留又は投入する洗浄液貯留タンク１９、洗浄液を圧送する洗浄液ポンプ２０及び洗浄液を循環させる洗浄液流入配管２１ａ及び洗浄液流出配管２１ｂを有する。図１では洗浄液ポンプ２０を洗浄液流入配管２１ａに設けているが、洗浄液流出配管２１ｂにも洗浄液ポンプを設け、洗浄液を下流から上流に流しても構わない。洗浄液を下流から上流に流すことで、上流から下流に流す場合と異なる箇所に洗浄液の圧力が加わることで洗浄効果を上げることができる。

図１に示すように、殺菌処理ラインは上流側に以下のような配管末端を有する。製品液が上流側タンク１から流れる上流側導管３は製品液流入口１５、第１中間配管系５は第１中間配管系流入口１６、第２中間配管系６は第２中間配管系流入口１７及びＣＩＰ装置１４は洗浄液流入口１８を有する。また、殺菌処理ラインは下流側に以下のような配管末端を有する。第１中間配管系５は第１中間配管系流出口２２、第２中間配管系６は第２中間配管系流出口２３、製品液が下流側タンク２に流れる下流側導管１１は製品液流出口２４、及びＣＩＰ装置１４は洗浄液流出口２５を有する。

配管末端はいわゆるスイングベンドにより連結される。スイングベンドとは、相互に選択的に接続させる複数の固定配管の開口末端を相互に平行に同間隔で並ぶように配置し、間隔に合わせて形成されたＵ字管又はコの字管で接続するものである。特許文献４のように流路切換えをバルブ操作により行う場合、バルブ操作のミス、残留液及び弁の損傷や漏洩により製品液に洗浄液等が混入するおそれがあるが、スイングベンドにより流路変更を行うことでこれを防止することができる。

配管末端は図４の示すスイングベンドパネル２６に設けられる。スイングベンドパネル２６に設けられた２箇所の開口末端を例えばＵ字管により連結する。連結は手作業によって行っても構わない。また、２個のＵ字管を軸に接続し、軸を回転用エアアクチュエーターにより回転可能とし、さらにＵ字管とスイングベンドパネル２６の開口部をエアモーターで圧着、脱離を行うことができるようにすることで、機械的に流路切換えを行うようにしても構わない。

図２に示すように、製品液流入口１５と第１中間配管系流入口１６を、第２中間配管系流入口１７と洗浄液流入口１８を、第１中間配管系流出口２２と製品液流出口２４を、第２中間配管系流出口２３と洗浄液流出口２５を連結することで、製品液は第１中間配管系５を流れ、洗浄液は第２中間配管系６を流れる。

製品液は、上流側タンク１から上流側導管３により供給され、ポンプ４により圧送されて第１段加熱部８に送られる。製品液は第１段加熱部８により常温から６５℃程度に加熱される。第１段加熱部では焦げ付きを生じることはほとんどない。さらに、製品液は製品液流入口１５から第１中間配管系流入口１６を経て第１中間配管系５に送られ、第２段加熱部９ａで６５℃から１４０℃程度に加熱され、ホールディングチューブ７ａで１４０℃程度の温度に保持されることで殺菌される。殺菌された製品液は第１段冷却部１０ａで１４０℃程度から９０℃程度に冷却される。製品液の焦げ付きが最も多い箇所は第２段加熱部９ａであり、ホールディングチューブ７ａ及び第１段冷却部１０ａにおいても製品液由来の汚れが付着している可能性がある。製品液は連結された第１中間配管系流出口から製品液流出口２４を経て、下流導管１１に流れ、第２段冷却部１２により９０℃程度から４５℃程度に、さらに第３段冷却部１３により４５℃程度から３０℃程度に冷却されて下流側タンク２に送られる。製品液は下流導管１１では焦げ付きを生じることはない。

一方、製品液の殺菌に使用していない第２中間配管系６内は、今回の製品液の前に殺菌された製品液により生じた焦げ付きや汚れを洗浄するためにＣＩＰが行われる。ＣＩＰ装置１４の洗浄液貯留タンク１９から洗浄液が洗浄液ポンプ２０により圧送され、洗浄液流入口１８と連結された第２中間配管系流入口１７を経て、洗浄液は第２中間配管系６内に流れる。第２中間配管系６内を流れた洗浄液は第２中間配管系流出口２３に連結された洗浄液流出口２５を経て洗浄液貯留タンク１９に戻り、洗浄液は循環される。洗浄液により除去された第２中間配管系６内の焦げ付きや汚れは、洗浄液流出配管２１ｂの途中に設けられたフィルタにより排除される。洗浄により汚染された洗浄液は適当に循環系から排出され新たな洗浄液が加えられる。循環される洗浄液は第２段加熱部９ｂにより加熱されても構わない。加熱されることで洗浄効果が向上する。ＣＩＰ装置１４の洗浄液流入配管２１ａ又は洗浄液流出配管２１ｂに加熱装置を設け、洗浄液を加熱しても構わない。

ＣＩＰが完了したと判断された後は、第２中間配管系６内に水を流して洗浄液を除去する。ＣＩＰ完了後、第２中間配管系６は次の別な製品液の殺菌を行うまで又は製品液を殺菌している第１中間配管系５の焦げ付き等の不具合による製品液の殺菌を中止するまで待機となる。

無菌充填機により生産する製品液の変更、又は殺菌中の焦げ付き等による不具合により、第１中間配管系５による製品液の殺菌が停止となった場合、図３に示すように配管末端の連結を変更し、第１中間配管系５の配管内のＣＩＰを行う。製品液流入口１５と第１中間配管系流入口１６を連結していたＵ字管により、製品液流入口１５と第２中間配管系流入口１７を連結し、第２中間配管系流入口１７と洗浄液流入口１８とを連結していたＵ字間により、洗浄液流入口１８と第１中間配管系流入口１６を連結する。また、第１中間配管系流出口２２と製品液流出口２４を連結していたＵ字管により、第２中間配管系流出口２３と製品液流出口２４を連結し、第２中間配管系流出口２３と洗浄液流出口２５を連結していたＵ字管により、洗浄液流出口２５と第１中間配管系流出口２２を連結する。このような連結操作により流路切換えを行う。

図３に示すように、流路切換えにより製品液が上流側タンク１から上流側導管３を流れ、第２中間配管系６を経て下流側導管１１から下流側タンク２に流れる製品液の流路が形成される。形成された製品液の流路に製品液を流す前に、上流側タンク１から水を流し、第１段加熱部８、第２段加熱部９ｂ、ホールディングチューブ７ｂで水を加熱し、第１段冷却部１０ｂ、第２段冷却部１２、第３段冷却部１３を経た加熱水を上流側タンク１に戻し（図示せず）、上流側タンク１から上流側導管３を流れ、第２中間配管系６を経て下流側導管１１を熱水で循環させながらＣＩＰとＳＩＰ又はＣＩＰとＳＩＰを同時に行う。下流側タンク２は別系統でＣＩＰとＳＩＰ又はＣＩＰとＳＩＰを同時に行う。上流側タンク１から上流側導管３を流れ、第２中間配管系６を経て下流側導管１１に至る循環路及び下流側タンクを含む別系統の循環路のＳＩＰ完了後に図３に示す製品液の流路に製品液を流す。

（実施の形態２）
実施の形態２は待機する中間配管系について、実施の形態１のように中間配管系内のＣＩＰのみを行うのではなく、ＣＩＰの後にＳＩＰを行い、さらに陽圧化処理を行うものである。中間配管系内のＳＩＰを行い、陽圧化処理を行って待機することで、流路切換え後、中間配管系、下流側導管１１及び下流側タンク２についてＳＩＰを行うことなく、前回製品液の排除後、直ちに新たな製品液を供給することが可能となり、実施の形態１の場合に比べ、大幅な切換え時間短縮となり生産性を向上させることができる。

図５に示すように実施の形態２に係る殺菌処理ラインは、実施の形態１の殺菌処理ラインに加え、中間配管系内を殺菌するＳＩＰを行うＳＩＰ装置２７及びＳＩＰの後に中間配管系内を陽圧に保持する陽圧化処理装置２８が設けられる

ＳＩＰ装置２７は、高温高圧の水蒸気を供給するための蒸気源２９を有し、蒸気源２９から洗浄液流入配管２１ａに接続される蒸気流入導管３０ａ及び洗浄液流出配管２１ｂに接続される蒸気流出導管３０ｂを有する。蒸気流入導管３０ａには蒸気流入バルブ３１が、蒸気流出導管３０ｂには蒸気流出バルブ３２が、洗浄液流入配管２１ａには洗浄液流入バルブ３３が、洗浄液流出配管２１ｂには洗浄液流出バルブ３４が設けられる。

陽圧化処理装置２８は、ＳＩＰにより殺菌された中間配管系内の無菌性を維持するために、ＳＩＰ後の中間配管系内を無菌エアにより陽圧に保持する装置である。具体的には、エア圧縮装置又はブロワによるエアを除菌フィルタにより無菌化して送り出す装置である。陽圧化処理装置２８は洗浄液流入配管２１ａに接続され、陽圧化バルブ３５が設けられる。

図６に示すように、製品液流入口１５と第１中間配管系流入口１６を、第２中間配管系流入口１７と洗浄液流入口１８を、第１中間配管系流出口２２と製品液流出口２４を、第２中間配管系流出口２３と洗浄液流出口２５を連結することで、製品液は第１中間配管系５を流れ、洗浄液は第２中間配管系６を流れる。

製品液は、上流側タンク１から上流側導管３により供給され、ポンプ４により圧送されて第１段加熱部８に送られる。さらに、製品液は製品液流入口１５から第１中間配管系流入口１６を経て第１中間配管系５に送られ、第２段加熱部９ａ、ホールディングチューブ７ａ、第１段冷却部１０ａ、第１中間配管系流出口２２から製品液流出口２４を経て、下流側導管１１に流れ、第２段冷却部１２、第３段冷却部１３を経て下流側タンク２に送られる。

一方、製品液の殺菌に使用していない第２中間配管系６内は、今回の製品液の前に殺菌された製品液により生じた焦げ付きや汚れを洗浄するためにＣＩＰが行われる。ＣＩＰ装置１４の洗浄液貯留タンク１９から洗浄液が洗浄液ポンプ２０により圧送され、洗浄液流入バルブ３３が開となり、洗浄液流入口１８と連結された第２中間配管系流入口１７を経て、洗浄液は第２中間配管系６内に流れる。第２中間配管系６内を流れた洗浄液は第２中間配管系流出口２３に連結された洗浄液流出口２５を経て洗浄液貯留タンク１９に戻り、洗浄液は循環される。

ＣＩＰが完了したと判断された後は、洗浄液流入バルブ３３及び洗浄液流出バルブ３４が閉となり、蒸気流入バルブ３１及び蒸気流出バルブ３２が開となり、第２中間配管系６内に蒸気が送られ、第２中間配管系６内がＳＩＰされる。図６では水蒸気によりＳＩＰを行っているが、加熱水により行っても構わない。所定の温度の水蒸気又は加熱水を所定時間第２中間配管系６内に流すことにより、ＣＩＰ後の第２中間配管系６内のＳＩＰを完了する。ＣＩＰ完了後に第２中間配管系６内に水を流すことにより、洗浄液を洗い流しても構わない。また、ＳＩＰ時の水蒸気又は加熱水を排出することで洗浄液を洗い流しても構わない。ＳＩＰに際して第２段加熱部９ｂ及びホールディングチューブ７ｂにより水蒸気又は加熱水を加熱することにより、外部加熱を削減又は省略しても構わない。

ＳＩＰを水蒸気又は加熱水を用いず、ＣＩＰを行う洗浄液を第２段加熱部９ｂ又は洗浄液流入配管２１ａ若しくは洗浄液流出配管２１ｂに設けた加熱装置によりＳＩＰを行うに適した温度まで昇温し、昇温された洗浄液を中間配管系６とＣＩＰ装置で形成された流路に循環させることで、ＣＩＰ後又はＣＩＰと同時にＳＩＰを行っても構わない。バルブを使用する流路において洗浄液によりＳＩＰを行う場合、蒸気バリアを行っている弁シートの裏が洗浄できことがあるが、スイングベンドによる流路ではバルブを少なくできるため、このような障害を低減できる。

ＳＩＰが完了したと判断された後は、蒸気流入バルブ３１及び蒸気流出バルブ３２を閉とし、陽圧化バルブ３５を開として第２中間配管系６内を陽圧に保持し、第２中間配管系６内に外部から菌等が侵入しないようにする。第２中間配管系６は次の別な製品液の殺菌又は第１中間配管系５の焦げ付き等の不具合による殺菌中止まで待機となる。

無菌充填機により生産する製品液の変更、又は殺菌中の焦げ付き等による不具合により、第１中間配管系５による製品液の殺菌が停止となった場合、図７に示すように、配管末端の連結を変更することで流路の切換えを行う。製品液流入口１５と第１中間配管系流入口１６を連結していたＵ字管により、製品液流入口１５と第２中間配管系流入口１７を連結し、第２中間配管系流入口１７と洗浄液流入口１８とを連結していたＵ字管により、洗浄液流入口１８と第１中間配管系流入口１６を連結する。また、第１中間配管系流出口２２と製品液流出口２４を連結していたＵ字管により、第２中間配管系流出口２３と製品液流出口２４を連結し、第２中間配管系流出口２３と洗浄液流出口２５を連結していたＵ字管により、洗浄液流出口２５と第１中間配管系流出口２２を連結する。このような連結操作により流路切換えを行う。

流路切換えを外気に曝した状態で行うとすると、ＳＩＰを行って無菌性を維持して待機していた第２中間配管系６内が菌等により汚染される。そこで、図４に示したスイングベンドパネル２６及びスイングベンドパネル２６の配管末端に連結されるＵ字管を外気から遮蔽するチャンバを設ける。チャンバにはチャンバ内を殺菌するための水蒸気流入口及び流出口を設ける。また、チャンバ内を水蒸気により加熱殺菌した後に無菌性を維持するための無菌エア供給装置を設ける。チャンバ内の殺菌は水蒸気ではなく過酸化水素等の殺菌剤により行っても構わない。

流路切換え前にチャンバ内を殺菌し、チャンバ内に無菌エアを供給し、チャンバ内の無菌性を維持した状態で流路切換えを行う。切換えはチャンバ内にグローブを設けておき、手作業によって行っても構わない。また、２個のＵ字管を軸に接続し、軸を回転用エアアクチュエーターにより回転可能とし、さらにＵ字管とスイングベンドパネル２６の開口部をエアモーターで圧着、脱離を行うことができるようにすることで、機械的に流路切換えを行うようにしても構わない。

流路切換えにより、製品液は上流側タンク１から上流側導管３を流れ、第２中間配管系６を経て下流側導管１１から下流側タンク２へと流れる。また、ＣＩＰを行う洗浄液は洗浄液貯留タンク１９から第１中間配管系５を経て循環される。第２中間配管系６内はＳＩＰが完了しているため、上流側導管３、下流側導管１１及び下流側タンク２に残存する前回製品液を排除することで、直ちに今回製品液の殺菌を開始することができるため、大幅な製品液変更時間に短縮となる。

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、例えば製品液の加熱・冷却方法は、シェル＆チューブ式熱交換方法に限定されるものではなくプレート式熱交換方法であっても良い。また、インジェクション方式又はインフュージョン方式を採用しても構わない。さらに、中間配管系の並列数も上述した二本に限らずさらに増やすことも可能である。

１…上流側タンク
２…下流側タンク
５…第１中間配管系
６…第２中間配管系
１４…ＣＩＰ装置
２６…スイングベンドパネル
２７…ＳＩＰ装置
２８…陽圧化処理装置

Claims

製品液を移送する導管に製品液を殺菌する加熱部が設けられ、前記加熱部が一段又は複数段設けられ、前記加熱部から前記製品液を段階的に冷却する冷却部が一段又は複数段設けられてなる殺菌処理ラインについて、前記製品液に焦付きを生じ得る温度範囲内にある段の前記加熱部から同じく前記製品液に焦付きを生じ得る温度範囲内にある段の冷却部に至る間の少なくとも加熱部を含む中間配管系を複数本並列して設け、前記中間配管系に対するＣＩＰを、並列する複数本の前記中間配管系間で切換えて行う殺菌処理ラインの浄化方法において、
複数本の前記中間配管系の上流における前記製品液の流路と前記ＣＩＰを行う前記洗浄液の流路の切換え及び下流における前記製品液の流路と前記ＣＩＰを行う前記洗浄液の流路の切換えを、スイングベンドパネル及び当該スイングベンドパネルの配管末端に連結されるＵ字管を外気から遮蔽するチャンバ内を殺菌し、殺菌された前記チャンバ内に無菌エアを供給し、前記チャンバ内の無菌性を維持して、スイングベンドにより行うことを特徴とする殺菌処理ラインの浄化方法。
請求項１に記載の殺菌処理ラインの浄化方法において、前記中間配管系に対する前記ＣＩＰを行った後、又は同時にＳＩＰを行い、さらに陽圧化処理を行うことを特徴とする殺菌処理ラインの浄化方法。
製品液を移送する導管で接続され、当該導管の中間部に製品を滅菌する加熱部が設けられ、前記加熱部が一段又は複数段設けられ、前記加熱部から前記製品液を段階的に冷却する冷却部が一段又は複数段設けられてなる殺菌処理ラインにおいて、前記製品液に焦付きを生じ得る温度範囲内にある段の前記加熱部から同じく前記製品液に焦付きを生じ得る温度範囲内にある段の冷却部に至る間の少なくとも加熱部を含む中間配管系が複数本並列して設けられ、当該中間配管系には当該中間配管系を洗浄するＣＩＰ装置が設けられ、前記中間配管系における前記製品液に対する殺菌処理と前記中間配管系のＣＩＰが、並列する複数本の前記中間配管系間で切換えて行われる殺菌処理ラインにおいて、
複数本の前記中間配管系の上流における前記製品液の流路と前記ＣＩＰを行う前記洗浄液の流路の切換え及び下流における前記製品液の流路と前記ＣＩＰを行う前記洗浄液の流路の切換えを行うスイングベンドが設けられ、前記中間配管系の配管末端が設けられるスイングベンドパネル及び当該スイングベンドパネルの前記配管末端に連結されるＵ字管を外気から遮蔽するチャンバが設けられ、当該チャンバ内を殺菌する殺菌装置及びチャンバ内に無菌エアを供給する無菌エア供給装置が設けられることを特徴とする殺菌処理ライン。
請求項３に記載の殺菌処理ラインにおいて、前記中間配管系に前記中間配管系内に対する前記ＣＩＰを行った後、又は同時に前記中間配管系内を殺菌するＳＩＰを行うＳＩＰ装置及び前記ＳＩＰの後に前記中間配管系内を陽圧に保持する陽圧化処理装置が設けられることを特徴とする殺菌処理ライン。