JP7021664B2 - 殺菌剤のガス化装置及び殺菌剤のガス化方法 - Google Patents

Description

本発明は、無菌充填包装機において包装材料の殺菌に使用される、殺菌剤のガスを生成する殺菌剤のガス化装置及び殺菌剤のガス化方法に関する。

ポーションミルク、ブリック型液体紙容器入り飲料、パウチ入りスープ、カップ入り飲料、ＰＥＴ等のプラスチック製ボトル入り飲料等、無菌充填包装機により様々な容器に、食品や飲料が充填されて流通している。無菌充填包装機とは、無菌雰囲気で殺菌した容器に殺菌した内容物を充填して密封する装置である。無菌充填包装機により生産された製品は、流通や保管を常温で行うことができるため、冷蔵、冷凍製品よりもエネルギー消費が少なく、味覚も良いことから増加傾向にある。

無菌充填包装機において、容器となる包装材料は前述の通り様々であり、包装材料によりその殺菌方法も異なる。紫外線や電子線を照射する方法もあるが、殺菌剤により、包装材料の表面を殺菌する方法が主流である。さらに殺菌剤を使用して包装材料を殺菌する場合、ポーションミルクやブリック型紙容器は殺菌剤に浸漬して殺菌するが、殺菌剤を噴霧する方法もある。フラットで浸漬後の比較的高温の乾燥温度に支障ない包装材料は、浸漬して殺菌される。カップやボトルのような成形容器や高温乾燥で伸びてしまうフィルムのような包装材料は殺菌剤の噴霧により殺菌される。

噴霧する殺菌剤の液滴が大きいとカップやボトルの側面で垂れたりする。噴霧する殺菌剤の液滴は小さいほど包装材料の表面に均一に塗布され、殺菌効果も高い。そこで、殺菌剤の液滴を細粒化する方法が提案されている（特許文献１）。

包装材料の表面に付着する殺菌剤の液滴が小さく、包装材料の表面が殺菌剤の液滴により密に被覆されているほど、殺菌効果は高い。そのため、殺菌剤の液滴を噴霧するのではなく、殺菌剤をガス化させ、ガス化した殺菌剤を包装材料の表面に吹き付けて、殺菌剤を包装材料の表面で凝縮させる方法が提案されている（特許文献２）。殺菌剤のガス化は、加熱された発熱体に殺菌剤を滴下して行っている。

さらに、加熱された管内に殺菌剤を噴霧することにより、殺菌剤のガス化を多量に効率的に行う方法も提案されている（特許文献３）。また、加熱された管内に蓄熱体を設ける方法も提案されている（特許文献４）。

特許文献３の図５及び図６に記載された滅菌剤の気化装置は、加熱された円筒内に滅菌剤を噴霧するものである。また、加熱された円筒内に殺菌液を噴霧し、上流から熱風を吹き込み、円筒の下部にプレートヒータを設ける殺菌液のガス化装置も提案されている（特許文献５）。円筒内にガス媒質を供給しながら、過酸化水素水をインジェクションして加熱装置の面に当てることで過酸化水素水を気化させて排出する装置も提案されている（特許文献６）

上述の殺菌剤のガス化装置は、比較的大きな加熱された円筒管又は加熱されたハウジングの面に殺菌剤を接触させることで、殺菌剤をガス化している。このとき、熱風を吹き付けるものもある。また、比較的狭い加熱された流路に殺菌剤を噴射又は噴霧することでガス化させる装置も提案されている。特許文献７は加熱された外筒と内側の旋回体との間にコイルばねを挿入し、コイルばねが形成する螺旋空間に殺菌剤を流すことで気化させている。また、特許文献８は、円周状の溝に殺菌剤を噴霧し、溝から下部の伸びる複数の加熱された管路内を殺菌剤が流れることでガス化させる装置を提案している。

殺菌剤は過酸化水素水が使用されるが、過酸化水素水中に含まれる微量の重金属により過酸化水素は分解する。これを防止するために、無菌充填包装機において殺菌に使用される過酸化水素水には、安定剤として安全性及び有効性が確認されているピロリン酸ソーダやオルトリン酸が添加されている（特許文献９）。このような安定剤は、過酸化水素水がガス化される際に析出し、ガス化させる加熱体の表面に堆積して過酸化水素水をガス化させる効率を低下させたり、過酸化水素水のガスを被殺菌物に吹き付けるノズルを閉塞させたりすることがある。このような安定剤の析出による弊害を防止するために、過酸化水素水を一旦ガス化し、このガスを冷却してフィルタを通し、液化した過酸化水素水をさらにガス化する方法が提案されている（特許文献１０）

特開昭６０－２２００６７号公報 特開昭６３－１１１６３号公報 特開平３－２２４４６９号公報 特開平１０－２１８１３４号公報 特開２００１－２７６１８９号公報 特表２０１０－５３４１６７号公報 特開昭６２－１２２９２６号公報 特表２００５－５０３２０６号公報 特開２００６－２４０９６９号公報 特開平１０－２５８８１１号公報

無菌充填包装機において包装材料を殺菌するため、ガス化された過酸化水素水が多用されている。過酸化水素水を加熱された発熱体の表面に接触させることにより過酸化水素水をガス化させている。噴霧した過酸化水素水に熱風を吹き付ける方法もあるが、熱風は熱容量が小さいため、過酸化水素水を完全にガス化させることは困難である。円筒管の内部に噴霧された過酸化水素水は円筒管の加熱された内面に接触することによりガス化する。噴霧された過酸化水素水で円筒管の内面に接触せずに、液滴状態のまま、被殺菌物である容器に吹き付けられる過酸化水素水もある。

噴霧された過酸化水素水が完全にガス化することにより、ガス化された過酸化水素が容器や容器を形成する前のフラット状の包材の表面の菌等に接触すること、ガス化された過酸化水素水が容器表面で凝縮することにより微細な液滴となり、その後の加熱により過酸化水素水が再度ガス化することで殺菌効果は高まる。すなわち、過酸化水素水を完全にガス化すること、及びそのことによりガス中に含まれる過酸化水素の濃度を上げることが殺菌効果を高めることとなる。

過酸化水素水のガス化率を上げるためには、噴霧される過酸化水素水に対して円筒管の表面積を大きくし、全ての過酸化水素水の小滴が加熱された発熱体の表面に接触させることが有効である。しかし、円筒管を長くしても、一旦ガス化した過酸化水素水が円筒空間で再凝縮する可能性があり、完全にガス化することは困難である。また、円筒管を太くしても噴霧された過酸化水素水が円筒管の内面に到達しない可能性がある。このように円筒管を長くすること、太くすることはガス化装置を大きくすることとなり、無菌充填機にとって好ましくない。

一方、特許文献７及び特許文献８により提案されているガス化装置はらせん溝又は管路に過酸化水素水を通過させることで過酸化水素水をガス化させている。円筒管からなるガス化装置よりも、噴霧される過酸化水素水に対する加熱された発熱体の表面の面積は大きくなるため、過酸化水素水のガス化率は高くなると推定される。しかし、いずれも構造が複雑であり、製造費用が高価となる。

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであって、噴霧されることにより小滴となった殺菌剤の加熱された発熱体への接触機会を増やすことで殺菌剤を確実にガス化することができ、ガス中の殺菌剤濃度を高くすることでき、メンテナンス性に優れ、しかもコンパクトな殺菌剤のガス化装置及び殺菌剤のガス化方法を提供することを目的とする。

殺菌剤として過酸化水素水を使用する場合、過酸化水素水に含まれる安定剤がガス化装置内面に析出し、加熱された発熱体の表面に堆積する。堆積した安定剤は、加熱された発熱体の最表面への熱伝導を妨げ、過酸化水素水のガス化効率を低下させる。これを解消するために、定期的に殺菌剤のガス化装置を分解して清掃しなければならず、生産性を阻害している。本願発明は、製造コストを抑制することで、安定剤が析出したガス化装置のガス化部を分解して清掃せずに、一定時間の使用により交換することを可能とするものである。

本願発明に係る殺菌剤のガス化装置は、らせん方向が少なくとも１回変更されるらせん状の金属製パイプ、前記らせん状の金属製パイプの二方の端部を残し、らせん形状の部分全てを溶融金属により埋設する溶融金属固化層、前記溶融金属固化層の外面を加熱する加熱体、前記らせん状の金属製パイプの一方の端部に前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧するノズルを設けることを特徴とする。

また、本願発明に係る殺菌剤のガス化装置において、前記らせん状の金属製パイプがステンレス製であると好適である。

また、本願発明に係る殺菌剤のガス化装置において、前記溶融金属固化層が真鍮、アルミニウム又はアルミニウム合金であると好適である。

本願発明に係る殺菌剤のガス化装置は、らせん状の金属製パイプ、前記らせん状の金属製パイプの二方の端部を残し、らせん形状の部分全てを溶融金属により埋設する溶融金属固化層、前記溶融金属固化層の外面を加熱する加熱体、前記らせん状の金属製パイプの一方の端部に前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧するノズルを設け、前記溶融金属固化層と前記溶融金属固化層の外面を加熱する加熱体が同じ材質であることを特徴とする。

また、本願発明に係る殺菌剤のガス化装置において、前記溶融金属固化層が前記らせん状の金属製パイプの外周から内側を覆い、円柱状に設けられると好適である。

らせん状の金属製パイプ、前記らせん状の金属製パイプの二方の端部を残し、らせん形状の部分全てを溶融金属により埋設する溶融金属固化層、前記溶融金属固化層の外面を加熱する加熱体、前記らせん状の金属製パイプの一方の端部に前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧するノズルを設け、前記溶融金属固化層が前記らせん状の金属製パイプの外周及び内周を覆い、円筒状に設けられることを特徴とする。

また、本願発明に係る殺菌剤のガス化装置において、前記ノズルが二流体スプレであると好適である。

本願発明に係る殺菌剤のガス化装置は、らせん状の金属製パイプ、前記らせん状の金属製パイプの二方の端部を残し、らせん形状の部分全てを溶融金属により埋設する溶融金属固化層、前記溶融金属固化層の外面を加熱する加熱体、前記らせん状の金属製パイプの一方の端部に前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧するノズルを設け、前記らせん状の金属製パイプ内に洗浄液を流す洗浄液流入装置を設けることを特徴とする。

本願発明に係る殺菌剤のガス化装置は、らせん状の金属製パイプ、前記らせん状の金属製パイプの二方の端部を残し、らせん形状の部分全てを溶融金属により埋設する溶融金属固化層、前記溶融金属固化層の外面を加熱する加熱体、前記らせん状の金属製パイプの一方の端部に前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧するノズルを設け、前記らせん状の金属製パイプでガス化された前記殺菌剤のガスが前記らせん状の金属製パイプから噴出する殺菌剤ガス噴出口に分岐配管を設け、過酸化水素ガス濃度計、温度計、導電率計のいずれか１以上備えることを特徴とする。

本願発明に係る殺菌剤のガス化方法は、らせん方向を少なくとも１回変更するらせん状の金属製パイプの二方の端部を残し、らせん形状の部分全てを溶融金属により埋設する溶融金属固化層を設け、前記溶融金属固化層の外面に設ける加熱体により前記溶融金属固化層を加熱し、前記溶融金属固化層を伝導する熱により前記らせん状の金属製パイプを加熱し、前記らせん状の金属製パイプの一方の端部から前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧することを特徴とする。

また、本願発明に係る殺菌剤のガス化方法において、前記らせん状の金属製パイプをステンレス製とすると好適である。

また、本願発明に係る殺菌剤のガス化方法において、前記溶融金属固化層を真鍮、アルミニウム又はアルミニウム合金とすると好適である。

本願発明に係る殺菌剤のガス化方法は、らせん状の金属製パイプの二方の端部を残し、らせん形状の部分全てを溶融金属により埋設する溶融金属固化層を設け、前記溶融金属固化層の外面に設ける加熱体により前記溶融金属固化層を加熱し、前記溶融金属固化層を伝導する熱により前記らせん状の金属製パイプを加熱し、前記らせん状の金属製パイプの一方の端部から前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧し、前記溶融金属固化層と前記溶融金属固化層の外面を加熱する加熱体を同じ材質とすることを特徴とする。

また、本願発明に係る殺菌剤のガス化方法において、前記溶融金属固化層が前記らせん状の金属製パイプの外周から内側を覆い、円柱状とすると好適である。

本願発明に係る殺菌剤のガス化方法は、らせん状の金属製パイプの二方の端部を残し、らせん形状の部分全てを溶融金属により埋設する溶融金属固化層を設け、前記溶融金属固化層の外面に設ける加熱体により前記溶融金属固化層を加熱し、前記溶融金属固化層を伝導する熱により前記らせん状の金属製パイプを加熱し、前記らせん状の金属製パイプの一方の端部から前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧し、前記溶融金属固化層が前記らせん状の金属製パイプの外周及び内周を覆い、円筒状とすることを特徴とする。

また、本願発明に係る殺菌剤のガス化方法において、前記殺菌剤を二流体スプレにより前記らせん状の金属製パイプ内に噴霧すると好適である。

本願発明に係る殺菌剤のガス化方法は、らせん状の金属製パイプの二方の端部を残し、らせん形状の部分全てを溶融金属により埋設する溶融金属固化層を設け、前記溶融金属固化層の外面に設ける加熱体により前記溶融金属固化層を加熱し、前記溶融金属固化層を伝導する熱により前記らせん状の金属製パイプを加熱し、前記らせん状の金属製パイプの一方の端部から前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧し、前記らせん状の金属製パイプ内に洗浄液を流すことを特徴とする。

本願発明に係る殺菌剤のガス化方法は、らせん状の金属製パイプの二方の端部を残し、らせん形状の部分全てを溶融金属により被覆する溶融金属固化層を設け、前記溶融金属固化層の外面に設ける加熱体により前記溶融金属固化層を加熱し、前記溶融金属固化層を伝導する熱により前記らせん状の金属製パイプを加熱し、前記らせん状の金属製パイプの一方の端部から前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧し、前記らせん状の金属製パイプ内に洗浄液を流すとき、前記洗浄液に使用する水をイオン交換、逆浸透濾過又は蒸留したものを用いることを特徴とする。

本願発明に係る殺菌剤のガス化方法は、らせん状の金属製パイプの二方の端部を残し、らせん形状の部分全てを溶融金属により被覆する溶融金属固化層を設け、前記溶融金属固化層の外面に設ける加熱体により前記溶融金属固化層を加熱し、前記溶融金属固化層を伝導する熱により前記らせん状の金属製パイプを加熱し、前記らせん状の金属製パイプの一方の端部から前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧し、前記らせん状の金属製パイプに洗浄液を流した後、水により前記洗浄液を濯いだ後、前記らせん状の金属製パイプにエアをブローし残水を除去することを特徴とする。

本願に係る殺菌剤のガス化装置は、らせん状の金属製パイプ、鋳造法により前記らせん状の金属製パイプを被覆する溶融金属固化層、前記溶融金属固化層の外面を加熱する加熱体、前記らせん状の金属製パイプの一方の端部に前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧するノズルが設けられており、らせん状の金属製パイプ内に噴霧される殺菌剤を確実にガス化することができる。そのため、ガス中の殺菌剤濃度を上げることが可能であり、殺菌効果を高めることができる。さらに、殺菌剤を確実にガス化することで、ガス化された殺菌剤が容器表面で凝縮することにより微細な液滴となり、その後の加熱により殺菌剤が再度ガス化することで殺菌効果は高まる。

また、本願に係る殺菌剤のガス化装置は、製造に要する費用が低廉であるため、殺菌剤として過酸化水素水を使用する場合、過酸化水素水に含まれる安定剤がらせん状の金属製パイプ内に析出したと思われるときに、安定剤が析出したガス化装置のガス化部を分解して清掃せずに、一定時間の使用により交換することを可能とするものであり、無菌充填機の生産性を高めることができる。

また、本願に係る殺菌剤のガス化装置は、内部がらせん状の金属製パイプであるため、従来の円筒形状のガス化装置に比べ、洗浄液による洗浄効果、濯ぎ性が優れており、短時間で効率良く安定剤の除去、並びに薬剤の濯ぎが可能である。

本発明に係る殺菌剤のガス化装置の実施の形態１を示す側面図である。 本発明に係る殺菌剤のガス化装置の実施の形態１を示す平面図である。 本発明に係る殺菌剤のガス化装置のらせん状の金属製パイプを示す斜視図である。 本発明に係る殺菌剤のガス化装置のらせん状の他の金属製パイプを示す斜視図である。 本発明に係る殺菌剤のガス化装置の実施の形態２を示す側面図である。 本発明に係る殺菌剤のガス化装置の実施の形態２を示す平面図である。 本発明に係る殺菌剤のガス化装置の実施の形態１に洗浄液流入装置を設けた状態を示す側面図である。

以下に本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。

（実施の形態１）
図１に本発明に係る殺菌剤のガス化装置１の実施の形態１を示す。殺菌剤のガス化装置１は、らせん状の金属製パイプ２、鋳造法によりらせん状の金属製パイプ２を被覆する溶融金属固化層３、溶融金属固化層３の外面を加熱する加熱体４、らせん状の金属製パイプ２の一方の端部にらせん状の金属製パイプ２内に殺菌剤を噴霧するノズル５を備える。

らせん状の金属製パイプ２の外周を鋳造法により被覆する溶融金属固化層３の外面を加熱する加熱体４により加熱される、らせん状の金属製パイプ２の一方の端部に設けられるノズル５からせん状の金属製パイプ２内に殺菌剤を噴霧し、殺菌剤をガス化することができる。加熱されたらせん状の金属製パイプ２の内面に噴霧される殺菌剤が接触することで、殺菌剤は気化しガス化する。

らせん状の金属製パイプ２は図２に示すように、金属製パイプをらせん形状に加工したものである。金属とは溶融金属固化層３を成形する材料の溶融温度よりも高い融点を有する金属であればどのようなものでも構わない。例えば、鉄、ステンレス、銅、黄銅、真鍮等であるが、殺菌剤に対する耐久性が良好であるステンレスが好ましい。

金属製パイプをらせん形状に加工するのは、金属製パイプの内部に殺菌剤を噴霧し、噴霧された殺菌剤をガス化するために限られた空間内で可能な限り殺菌剤の長い流路を確保するためである。らせん状の金属製パイプ２を外部から加熱し、加熱されたらせん状の金属製パイプ２内を噴霧された殺菌剤が通過することで殺菌剤は確実にガス化される。

らせん状の金属製パイプ２は、内径が３～３０ｍｍであって、厚さが０．５ｍｍ～５ｍｍの金属製パイプをらせん形状に加工したものである。らせんの径は金属製パイプの中心からを基準として３０ｍｍ～２００ｍｍが適当である。また、らせん形状の長さは５０ｍｍ～５００ｍｍが適当である。また、らせん状の金属製パイプ２の全長は５００ｍｍ～５０００ｍｍが適当である。らせん状の金属製パイプ２の一方端にはノズル５が接続される。また、他の一方端はガス化された殺菌剤のガスが噴出する殺菌剤ガス噴出口６となる。

らせん状の金属製パイプ２は、図４に示すように、らせん方向を少なくとも１回変更しても構わない。らせん方向を変更することで、殺菌剤のらせん状の金属製パイプ２内での流れが変わり、ガス化していない殺菌剤の小滴が、らせん状の金属製パイプ２の内面に接触することにより殺菌剤のガス化が進む。

らせん状の金属製パイプ２は、溶融金属により被覆される。図１に示すように、らせん状の金属製パイプ２は、らせん形状のパイプの外周を覆う溶融金属固化層３により被覆される。らせん形状のパイプの外周端から５ｍｍ～３０ｍｍ外側の位置を側面の外壁として、らせん形状の金属製パイプ２の内周側全てに溶融金属を円柱状に流し込み、らせん状の金属製パイプ２の二方の端部を残し、らせん形状の部分全てを溶融金属により被覆し、溶融金属が固化した後、溶融金属固化層３となる。

溶融金属は真鍮、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム合金等の金属としては比較的低い融点を有すものが適当である。とくに、強度及び熱伝導性から真鍮、アルミニウム、アルミニウム合金が適当である。アルミニウムの融点は約６６０℃であり、アルミニウム合金はこれよりも低い融点を有する。アルミニウム及びアルミニウム合金を溶融させ、らせん状の金属製パイプ２を保持する型内に流し込み、冷却固化させることで溶融金属固化層３が得られる。

アルミニウム又はアルニウム合金を溶融させて型内に流し込む方法は、鋳造法又はダイカスト法がある。鋳造法には砂型鋳造法、金型鋳造法、低圧鋳造法がある。また、ダイカスト法には普通ダイカスト法、スクイズキャスチィング法、真空ダイカスト法がある。いずれの方法によっても構わないが、厳しい寸法精度を要求されないことから、安価な砂型鋳造法でも構わない。

らせん状の金属製パイプ２の一方の端部には、らせん状の金属製パイプ２内に殺菌剤を噴霧するノズル５が設けられる。ノズル５はらせん状の金属製パイプ２内に殺菌剤を噴霧することができればどのようなものでも構わない。しかし、ノズル５は二流体スプレが好ましい。ノズル５を二流体スプレとすると、ノズル５には殺菌剤供給口から殺菌剤が供給され、圧縮エア供給口から圧縮エアが供給される。ノズル５から殺菌剤はミストとなってらせん状の金属製パイプ２の内面に噴霧される。噴霧された殺菌剤は加熱体４から溶融金属固化層３を経て伝導される熱により加熱されるらせん状の金属製パイプ２の内面に接触することでガス化する。ガス化された殺菌剤は殺菌剤ガス噴出口６からガスとして噴出する。噴出するのは、ノズル５に供給される圧縮エアの圧力と殺菌剤がガス化する際の体積膨張による。

図１では、ノズル５及び殺菌剤ガス噴出口６は、らせん状の金属製パイプ２のらせん部の中央に設けているが、らせん形状に沿った位置でも構わない。

ノズル５の運転条件としては、例えば圧縮空気の圧力は０．０５ＭＰａ～０．８ＭＰａの範囲で調整され、エア流量は１０Ｌ／ｍｉｎ．～５００Ｌ／ｍｉｎ．、好ましくは３０Ｌ／ｍｉｎ．～３００Ｌ／ｍｉｎ．が適当である。１０Ｌ／ｍｉｎ．未満では、殺菌剤ガス噴出口６の下を通過する容器の口部から容器の内部に殺菌剤を吹き入れる場合、容器の底部にまで殺菌剤を付着させることが困難となる。また、容器内の殺菌剤の付着分布が悪く、殺菌効果にバラツキが生じる。これを回避するには、殺菌剤ガス噴出口６の先に設ける噴霧ノズルを容器内に挿入することが挙げられるが、装置が複雑になり、コストが高い。一方、エア流量は５００Ｌ／ｍｉｎ．以上になると殺菌剤の濃度が薄まり、これを補てんする上で殺菌剤を過剰に供給することになり、効率が悪い。殺菌剤は重力落下であってもポンプを備えて圧力を加えても構わないし、加圧エアによる圧送でも構わない。殺菌剤の供給量は自由に設定することができ、例えば１ｇ／ｍｉｎ．～２００ｇ／ｍｉｎ．の範囲で供給する。

殺菌剤は少なくとも過酸化水素を含んでいることが好ましい。その含有量は０．５質量％～６５質量％の範囲が適当である。０．５質量％未満では殺菌力が不足する場合があり、６５質量％を超えると安全上、扱いが困難となる。また、さらに好適なのは０．５質量％～４０質量％であり、４０質量％以下では扱いがより容易であり、低濃度となるために殺菌後の包装材料への過酸化水素の残留量を低減できる。

また、殺菌剤は過酸化水素の分解を防止するために安定剤を含んでいる。殺菌剤に含まれる安定剤は、食品向けの包装材料を殺菌するために厚生労働大臣により食品用の指定添加物として使用されているピロリン酸ナトリウムやオルトリン酸を使用することが好ましい。しかし、ピロリン酸水素ナトリウム等のリン含有無機化合物、アミノトリメチルホスホン酸アルキリデンジホスホン酸塩等のホスホン酸キレート剤等を使用しても構わない。安定剤の含有量は通常４０ｐｐｍ以下であるが、１０ｐｐｍ以下の低含有量のものもある。

また、殺菌剤は水を含んでなるが、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、ノルマルプロピルアルコール、ブチルアルコールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、アセチルアセトンなどのケトン類、グリコールエーテル等の１種又は２種以上を含んでもかまわない。

さらに、殺菌剤は過酢酸、酢酸、塩素化合物、オゾン等の殺菌効果を有する化合物、陽イオン界面活性剤、非イオン系界面活性剤等の添加剤を含んでも構わない。

らせん状の金属製パイプ２に直接ノズル５を接続させても構わないが、らせん状の金属製パイプ２とノズル５の間にエクステンションパイプを設けることもある。エクステンションパイプは、らせん状の金属製パイプ２の熱が、ノズル５に伝導し、ノズル５の本体の温度が上昇しないように設けられる。

殺菌剤ガス噴出口６から噴出する殺菌剤のガスを直接殺菌すべき容器又は他の包装材料に吹き付けても構わないが、らせん状の金属製パイプ２内でガス化され、殺菌剤ガス噴出口６から噴出する殺菌剤のガスに、ブロワによるエアを加熱装置により加熱した加熱エアを導管において混合し、混合された殺菌剤のガスを殺菌すべき容器又は他の包装材料に吹き付けても構わない。殺菌剤のガス化装置は１台ではなく、複数台を導管に結合させても構わない。加熱装置によりエアは１３０℃から３００℃に加熱される。

また、殺菌剤ガス噴出口６にフィルタを設け、析出した安定剤を捕捉することが望ましい。安定剤は衛生上問題ないものを使用しているが、殺菌剤ガス噴出口６に付着して殺菌剤ガス噴出口６を閉塞させるおそれがあるからである。フィルタは、例えば平均細口径０．１μｍ～２０μｍのアルミナ、酸化ジルコニウム、酸化チタン等のセラミックフィルタや、無機物、セルロース等からなる不織布のように３００℃までの耐熱性を有し、析出した安定剤を捕捉できるものであればどのようなものでも構わない。

また、殺菌剤ガス噴出口６に分岐配管を設け、過酸化水素ガス濃度計や温度計、あるいは導電率計を設置しても構わない。過酸化水素ガス濃度計、温度計を設けることで、殺菌に必要な過酸化水素のガス濃度や殺菌剤のガス温度を常時、あるいは非定常で測定することが可能となる。過酸化水素のガス濃度計は一般的に耐熱性に欠けるため、１００℃未満にまでガス温度を下げ、過酸化水素のガス濃度も２０ｍｇ／L（好ましくは１０ｍｇ／L）まで下げて測定すると好適である。また導電率計を設置する利点は、殺菌剤のガス化装置１の内部を薬剤を含む洗浄液で洗浄した後、水による濯ぎ工程で薬剤の残留がないことを確認することができることである。

溶融金属固化層３の外側には、溶融金属固化層３の外面を加熱する加熱体４が設けられる。加熱体４は、溶融金属固化層３の外面と接触できるように加工された鋳込みヒーターが好ましい。また板状のヒーター、加熱体４に電流を通じて加熱体４自体を発熱させる、又は誘導加熱装置により加熱する等、所望の温度に加熱することができれば、どのような方法でも構わない。加熱体４は１３０℃から５００℃に加熱される。加熱体４の外側に断熱のために外装を設けても構わない。

加熱体４の材料は、真鍮、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム合金等の金属としては比較的低い融点を有すものが適当である。とくに、強度及び熱伝導性から真鍮、アルミニウム、アルミニウム合金が適当である。アルミニウムの融点は約660℃であり、アルミニウム合金はこれよりも低い融点を有する。アルミニウム及びアルミニウム合金を溶融させ、ヒーター線を保持する型内に流し込み、冷却固化させることで加熱体４が得られる。

加熱体４を１３０℃以上に加熱すると、アルミニウムをはじめ他の金属も断熱膨張する。したがって、加熱体４と溶融金属固化層３を同じ材質にすることが好ましく、これにより、加熱しても加熱体４と溶融金属固化層３の隙間を小さくすることが可能である。

加熱体４を１３０℃から５００℃に加熱することで、らせん状の金属製パイプ２の内面は殺菌剤が噴霧されるとき、１３０℃から４００℃を維持することができる。殺菌剤が３５質量％の過酸化水素を含むとき、殺菌剤ガス中に含まれる過酸化水素の濃度は２００ｍｇ／Ｌ～５００ｍｇ／Ｌとなる。

らせん状の金属製パイプ２は加熱体４により加熱されることにより、殺菌剤ガス噴出口６まで確実に加熱することが可能となり、従来の円筒形状のガス化装置に比べ、殺菌剤ガス噴出口６近傍で液化することなく、らせん状の金属製パイプ２内でガス化させた殺菌剤はガス状態を保持して被殺菌物に殺菌剤を吹き付けることができる。

殺菌剤のガス化装置１のらせん状の金属製パイプ２は、長時間の使用により、過酸化水素水に含まれる安定剤が析出し、らせん状の金属製パイプ２の内部又は殺菌剤ガス噴出口６に蓄積されるおそれがある。蓄積される安定剤はらせん状の金属製パイプ２の表面への熱伝導を妨げ、殺菌剤のガス化効率を低下させる。また、蓄積が過度となる場合、ステンレス配管を腐食させるおそれや、らせん状の金属製パイプ２の内部又は殺菌剤ガス噴出口６を閉塞させるおそれもある。本願発明のらせん状の金属製パイプ２及び溶融金属固化層３からなる部分は比較的安価であり、一定時間使用した後はこれを交換し、ノズル５及び加熱体４を再使用することで、従来のようにガス化装置を洗浄する必要がなく、短時間に無菌充填機を再稼働させることができる。

また、らせん状の金属製パイプ２及び溶融金属固化層３からなる部分の交換期間を長期間とするため、らせん状の金属製パイプ２内を洗浄することが好ましい。

本願に係る殺菌剤のガス化装置１は、殺菌剤を気化する部分がらせん状の金属製パイプ２であるため、従来の円筒形状のガス化装置に比べ、洗浄液による洗浄効果、濯ぎ性が優れている。すなわち、短時間で効率良く析出する安定剤の除去、及び洗浄液に使用する薬剤の濯ぎが可能である。ガス化装置１の運転終了後、殺菌剤を噴霧するノズル５にアルカリ性又は酸性の薬剤を含む洗浄液を供給し、洗浄液をらせん状の金属製パイプ２内に噴霧することにより、安定剤を除去する。次に水を供給し、薬剤を洗い流す。アルカリ性又は酸性の薬剤を含む洗浄液を供給する前に水を供給しても構わない。

アルカリ性薬剤を含む洗浄液としては、水に水酸化ナトリウム０．５～５質量％及びキレート剤０．１～５質量％を添加したものが好適である。殺菌剤のガス化装置１の運転終了直後の殺菌剤のガス化装置１内は５０℃～３００℃と高温であるため、水はイオン交換、逆浸透濾過又は蒸留したものを用いるとカルシウムやマグネシウム等の析出がなく好適である。水で濯いだ後、ノズル５又は洗浄液流入装置７からエアを供給し、殺菌剤のガス化装置１の内部をエアブローし、残水を除去する。エアブローされる残水は無菌充填機内に吹き出すため、供給されるエアはフィルタを通した無菌エアを使用することが好ましい。

また、図７に示すように、らせん状の金属製パイプ２内に洗浄液を流す洗浄液流入装置７をノズル５の下流に設けても構わない。洗浄液流入装置７は洗浄液貯留タンク９から洗浄液流入バルブ８の開閉によりらせん状の金属製パイプ２内に洗浄液を流入させる。洗浄液はアルカリ性又は酸性の薬剤を含む水溶液又は水である。水はイオン交換、逆浸透濾過又は蒸留したものを用いるとカルシウムやマグネシウム等の析出がなく好適である。

洗浄液貯留タンク９に貯留される洗浄液はらせん状の金属製パイプ２に、重力、ポンプ又は圧縮エア等の圧力により流入される。殺菌剤の噴霧終了後に洗浄液は洗浄液流入バルブ８を開いてらせん状の金属製パイプ２内に流入される。洗浄液流入装置７の先端にノズルを設け、洗浄液をらせん状の金属製パイプ２内に噴霧しても構わない。

（実施の形態２）
図５に本願発明の実施形態２を示す。らせん状の金属製パイプ２の外周及び内周を覆い、溶融金属固化層３を円筒状としている。実施の形態１は溶融金属固化層３が円柱状であるが、実施の形態２は溶融金属固化層３を円筒状として、円筒の外側及び内側の溶融金属固化層３の外表面を加熱する加熱体４を設ける。この場合、らせん状の金属製パイプ２のらせん径は、らせん状の金属製パイプ２のらせん形状の中心を基準として１００ｍｍ～３００ｍｍが適当である。すなわち、らせん径を大きくして、らせん状の金属製パイプ２の内側に空間を設けられるようにする。円筒の外側だけでなく、内側にも加熱体４を設けることで、らせん状の金属製パイプ２を効率的に加熱することができる。らせん状の金属製パイプ２を加熱する熱量を上げることで、金属製パイプ２に供給する殺菌剤の量を増やすことが可能となり、容器を殺菌する殺菌剤のガス量を増やすことができる。

図６に本願発明の実施形態２の断面を示す。らせん状の金属製パイプ２の外周及び内周を溶融金属固化層３が覆い、溶融金属固化層３の外周及び内周に加熱体４を設ける。溶融金属固化層３の外周及び内周に加熱体４を設けることで、らせん状の金属製パイプ２を両面から加熱することができる。らせん状の金属製パイプ２を内外面から加熱する。

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、本発明の要旨内において種々変更可能である。

１…殺菌剤のガス化装置
２…らせん状金属製パイプ
３…溶融金属固化層
４…加熱体
５…ノズル
６…殺菌剤ガス噴出口
７…洗浄液流入装置

Claims (19)

1. らせん方向が少なくとも１回変更されるらせん状の金属製パイプ、前記らせん状の金属製パイプの二方の端部を残し、らせん形状の部分全てを溶融金属により埋設する溶融金属固化層、前記溶融金属固化層の外面を加熱する加熱体、前記らせん状の金属製パイプの一方の端部に前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧するノズルを設けることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
2. らせん状の金属製パイプ、前記らせん状の金属製パイプの二方の端部を残し、らせん形状の部分全てを溶融金属により埋設する溶融金属固化層、前記溶融金属固化層の外面を加熱する加熱体、前記らせん状の金属製パイプの一方の端部に前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧するノズルを設け、
   前記溶融金属固化層と前記溶融金属固化層の外面を加熱する加熱体が同じ材質であることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
3. らせん状の金属製パイプ、前記らせん状の金属製パイプの二方の端部を残し、らせん形状の部分全てを溶融金属により埋設する溶融金属固化層、前記溶融金属固化層の外面を加熱する加熱体、前記らせん状の金属製パイプの一方の端部に前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧するノズルを設け、
   前記溶融金属固化層が前記らせん状の金属製パイプの外周及び内周を覆い、円筒状に設けられることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
4. らせん状の金属製パイプ、前記らせん状の金属製パイプの二方の端部を残し、らせん形状の部分全てを溶融金属により埋設する溶融金属固化層、前記溶融金属固化層の外面を加熱する加熱体、前記らせん状の金属製パイプの一方の端部に前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧するノズルを設け、
   前記らせん状の金属製パイプ内に洗浄液を流す洗浄液流入装置を設けることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
5. らせん状の金属製パイプ、前記らせん状の金属製パイプの二方の端部を残し、らせん形状の部分全てを溶融金属により埋設する溶融金属固化層、前記溶融金属固化層の外面を加熱する加熱体、前記らせん状の金属製パイプの一方の端部に前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧するノズルを設け、
   前記らせん状の金属製パイプでガス化された前記殺菌剤のガスが前記らせん状の金属製パイプから噴出する殺菌剤ガス噴出口に分岐配管を設け、過酸化水素ガス濃度計、温度計、導電率計のいずれか１以上備えることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の殺菌剤のガス化装置において、
   前記らせん状の金属製パイプがステンレス製であることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の殺菌剤のガス化装置において、
   前記溶融金属固化層が真鍮、アルミニウム又はアルミニウム合金であることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
8. 請求項１、請求項２及び請求項４乃至請求項７のいずれか１項に記載の殺菌剤のガス化装置において、
   前記溶融金属固化層が前記らせん状の金属製パイプの外周から内側を覆い、円柱状に設けられることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の殺菌剤のガス化装置において、
   前記ノズルが二流体スプレであることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
10. らせん方向を少なくとも１回変更するらせん状の金属製パイプの二方の端部を残し、らせん形状の部分全てを溶融金属により埋設する溶融金属固化層を設け、前記溶融金属固化層の外面に設ける加熱体により前記溶融金属固化層を加熱し、前記溶融金属固化層を伝導する熱により前記らせん状の金属製パイプを加熱し、前記らせん状の金属製パイプの一方の端部から前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧することを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
11. らせん状の金属製パイプの二方の端部を残し、らせん形状の部分全てを溶融金属により埋設する溶融金属固化層を設け、前記溶融金属固化層の外面に設ける加熱体により前記溶融金属固化層を加熱し、前記溶融金属固化層を伝導する熱により前記らせん状の金属製パイプを加熱し、前記らせん状の金属製パイプの一方の端部から前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧し、
    前記溶融金属固化層と前記溶融金属固化層の外面を加熱する加熱体を同じ材質とすることを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
12. らせん状の金属製パイプの二方の端部を残し、らせん形状の部分全てを溶融金属により埋設する溶融金属固化層を設け、前記溶融金属固化層の外面に設ける加熱体により前記溶融金属固化層を加熱し、前記溶融金属固化層を伝導する熱により前記らせん状の金属製パイプを加熱し、前記らせん状の金属製パイプの一方の端部から前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧し、
    前記溶融金属固化層が前記らせん状の金属製パイプの外周及び内周を覆い、円筒状とすることを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
13. らせん状の金属製パイプの二方の端部を残し、らせん形状の部分全てを溶融金属により埋設する溶融金属固化層を設け、前記溶融金属固化層の外面に設ける加熱体により前記溶融金属固化層を加熱し、前記溶融金属固化層を伝導する熱により前記らせん状の金属製パイプを加熱し、前記らせん状の金属製パイプの一方の端部から前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧し、
    前記らせん状の金属製パイプ内に洗浄液を流すことを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
14. らせん状の金属製パイプの二方の端部を残し、らせん形状の部分全てを溶融金属により埋設する溶融金属固化層を設け、前記溶融金属固化層の外面に設ける加熱体により前記溶融金属固化層を加熱し、前記溶融金属固化層を伝導する熱により前記らせん状の金属製パイプを加熱し、前記らせん状の金属製パイプの一方の端部から前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧し、
    前記らせん状の金属製パイプ内に洗浄液を流すとき、
    前記洗浄液に使用する水をイオン交換、逆浸透濾過又は蒸留したものを用いることを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
15. らせん状の金属製パイプの二方の端部を残し、らせん形状の部分全てを溶融金属により埋設する溶融金属固化層を設け、前記溶融金属固化層の外面に設ける加熱体により前記溶融金属固化層を加熱し、前記溶融金属固化層を伝導する熱により前記らせん状の金属製パイプを加熱し、前記らせん状の金属製パイプの一方の端部から前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧し、
    前記らせん状の金属製パイプに洗浄液を流した後、水により前記洗浄液を濯いだ後、前記らせん状の金属製パイプにエアをブローし残水を除去することを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
16. 請求項１０乃至請求項１５のいずれか１項に記載の殺菌剤のガス化方法において、
    前記らせん状の金属製パイプをステンレス製とすることを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
17. 請求項１０乃至請求項１６のいずれか１項に記載の殺菌剤のガス化方法において、
    前記溶融金属固化層を真鍮、アルミニウム又はアルミニウム合金とすることを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
18. 請求項１０、請求項１１及び請求項１３乃至請求項１７のいずれか１項に記載の殺菌剤のガス化方法において、
    前記溶融金属固化層が前記らせん状の金属製パイプの外周から内側を覆い、円柱状とすることを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
19. 請求項１０乃至請求項１８のいずれか１項に記載の殺菌剤のガス化方法において、
    前記殺菌剤を二流体スプレにより前記らせん状の金属製パイプ内に噴霧することを特徴とする殺菌剤のガス化方法。

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