JPH0829771B2 - 無菌充填装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、容器への内容物の充填を無菌状態で行なう
無菌充填装置に関する。

（従来の技術） 従来、飲料やその歩他の食品の瓶詰や缶詰等の製造に
際して、滅菌のためにホットパック又は充填後に加熱し
た後殺菌を行なっている。特に、コーヒー飲料や茶飲料
等PH4.5以上の低酸性飲料や食品はボツリヌス菌による
内容物の腐敗や変敗を防ぐために120℃で４分間以上の
レトルト殺菌が義務付けられている。そのため、容器も
加熱に耐えられる材質のものに限定され、また内容物は
容器充填後再度加熱されることになり、本来の風味が損
われることは避けることができなかった。

そこで、近時腐敗しやすい飲料や食品であっても、風
味を損わないで缶詰等にする方法として、無菌充填法が
実用化されてている。無菌充填法は、クリーンルーム内
で容器を滅菌してから内容物を充填するものであり、そ
れにより容器や大気からの汚染を防ぎ、充填後の加熱の
必要性を無くするものである。

従来の無菌充填法における容器の滅菌は、前工程で洗
浄してクリーンルーム内に搬送されてきた容器の内外面
に過酸化水素等の滅菌剤を噴霧し、次いで容器を加熱し
て容器内外に付着した滅菌剤を蒸発させることにより行
なっている。また、他の方法として容器に紫外線を照射
して滅菌する方法も行なわれている。しかしながら、こ
れらの方法は、容器内面全体に均一に薬液を噴霧した
り、紫外線を照射することが困難であり、殺菌ムラが生
じやすい欠点がある。特に、狭口のボトルや巻締部のあ
る缶等の場合は、その傾向が顕著である。また、例えば
PETボトル等の場合は、過酸化水素噴霧後の乾燥で容器
が収縮したり、紫外線照射による場合は殺菌効果が発揮
されないので、従来の無菌充填法は、容器の材質や形状
等に制限を受けていた。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明者らは、従来の無菌充填法における容器滅菌の
上記問題点を解決する方策として、従来の滅菌法に代え
て容器内に薬液を満杯にすることによって容器の材質や
形状が如何なるものであってもムラなく滅菌できること
を見出し、それによる無菌充填方法および装置を先に提
案した（特開平２−4692号公報）。このような、無菌充
填方法がより効果に実行されるためには、容器と環境の
無菌性の向上及び容器への滅菌剤の異臭残留を無くすこ
とが必要である。クリーンルーム内の無菌性の向上を図
るには、例えば内部の装置等から発生する微粉等汚染の
原因となるものをクリーンルーム内に拡散させないこ
と、またクリーンルーム内への人間の立ち入り等により
外部から埃等を浸入させない事が望ましい。そのために
は、クリーンルーム内へ人間が立ち入らないように無人
化を図ることが望ましい。しかしながら、ラインを高速
で移動する容器はまれに倒れたりして、詰りが生じるこ
とがあり、その場合は人間がクリーンルーム内に入って
調節しなければならなくなり、不都合が生じる。従っ
て、無菌充填をより効果的に行なうためには、容器のよ
り完全な滅菌洗浄工程の確立と共に、装置内での容器の
倒れや詰りや装置の故障等が発生せず、且つ装置から発
生する汚染原因物を拡散させないようにするように環境
からの汚染防止の確立が、特に要求される。

本発明は上記の要求を満たし、より効果的に無菌充填
を行なうことができるように創案されたもので、容器と
環境の滅菌度及び洗浄度を格段に向上させ、且つ滅菌剤
による残留異臭を皆無にすることができる無菌充填装置
を提供することを目的とする。

（問題点を解決する手段） 上記問題点を解決する本発明の無菌充填装置は、容器
の内面に薬液を噴射して容器内面を洗浄する第１リンサ
ー、容器外面に薬液を噴射するノズルを有する第１外面
洗浄器、シグザグ状に配置されたジグザグコンベヤと該
ジグザグコンベヤの上流寄りの上方に配置されて搬送中
の容器に薬液を満杯に充填する薬液充填器と、前記ジグ
ザグコンベヤの上方を横断して設けられ、容器内に充填
された薬液のこぼれ分を補充充填する薬液補充充填器と
からなる容器滅菌装置、薬液が満杯に充填された容器を
倒立させて内部の薬液を抜き再び容器を正立させる容器
の薬液抜き装置、容器外部を無菌水で洗浄する第２外面
洗浄器、容器内部を無菌水で洗浄する第２リンサー、容
器に内容物を充填する充填装置と蓋を内容物が充填され
た容器開口部に被冠して該容器を密封する密封装置から
なる充填密封装置からなり、前記第１リンサー、前記第
１外面洗浄器、前記容器滅菌装置、前記薬液抜き装置、
前記第２外面洗浄器、前記第２リンサー、前記充填密封
装置が上流側から順に配置され、且つ前記各装置間が前
記容器を搬送するコンベヤで連接されていることを特徴
とする。

さらに、上記目的をより一層効果的に達成するため
に、前記装置に次のような方策を講じた。

前記空第１リンサーと前記第１外面洗浄器から排出さ
れる薬液を夫々内洗薬液タンクと外洗薬液タンクに回収
するようにした。前記薬液抜き装置は、容器をサポート
装置で支持しながら180゜反転させて液抜きを行なうロ
ータリー式に構成した。また、前記第２リンサーに、内
面洗浄噴射ノズルの他に、容器外部より容器ネック部に
清浄水を噴射するネック部洗浄ノズルを設けた。前記コ
ンベヤに倒れた容器をコンベヤから排除するための倒れ
容器排除手段を設けた。そして、前記コンベヤの戻り側
に滅菌槽を設け、該滅菌槽内を通過させることによって
コンベヤの滅菌を行なうようにした。

（作用） クリーンルーム内に搬入された空容器はまず、第１リ
ンサーに供給され、内面に薬液を噴射されて容器内面を
洗浄し、ついで第１容器外面洗浄器の位置を通過するこ
とにより、容器外面に薬液を噴射されて外面洗浄が行な
われる。その際、第１リンサーで使用された薬液と第１
外面洗浄器で使用された薬液を別々の薬液タンクに回収
して再循環使用することにより、汚染度が相違する薬液
が混ざることがなく、薬液の管理が容易である。

内外面が薬液で洗浄された容器は、滅菌装置に送られ
て薬液充填器の下部を通過することにより、上部から流
下する薬液が容器に溢れるまで充填され、ジグザグコン
ベヤで搬送されて所定時間容器内部を薬液と接触させて
容器内部の滅菌を行なう。その際、ジグザグコンベヤの
ターン部を通過する時など容器から液こぼれが起り、満
注状態が維持できなくなることがあるが、ジグザグコン
ベヤを横断してこぼれ分を補充充填する薬液補充充填器
を設けることによって、液こぼれが生じても直ぐに補充
充填され満注状態を維持することができ、容器内面に薬
液と非接触部が生じることがなく、滅菌性がより向上す
る。

次いで容器は薬液が満注された状態で薬液抜き装置に
送られ、反転されて液抜きが行なわれ再び正立されて次
工程に送出される。反転機構として、ボトル口部を把持
してターレットの回転によりボトルが次第に反転される
が、大容量のPETボトル等の場合、材質が柔軟なため満
注状態では容器が変形し反転させることが困難である
が、容器をサポート装置で支持しながら反転させること
によって、薬液が満注されて重くしかも柔軟材料で形成
された容器であっても確実に反転させることができる。
また、前記滅菌装置及び薬液抜き装置がチャンバー内に
隔離され、該チャンバーに清浄空気を送って強制換気を
行なうことによって、薬液の異臭をクリーンルーム内に
拡散させず、容器への異臭の付着を防止する。

薬液抜き装置から出た容器はその下流側に配置された
第２外面洗浄器の位置を通過する際、外面に無菌水が噴
射されて無菌水による外面洗浄が行なわれ、それにより
外面付着した薬液が除去される。外面洗浄が行なわれた
容器は、コンベヤにより第１リンサーに送られるが、コ
ンベヤからの汚染を防ぎ容器の無菌状態を確保するため
に、洗浄された容器を搬送するコンベヤは、その戻り側
で薬液槽に貯溜されている薬液内を常に潜らして滅菌を
行なう。

第２リンサーでは、容器内部に無菌水を噴射して容器
内部に付着した薬液を除去する。同時に容器ネック部に
外部から洗浄液を噴射し、ネック部を再度洗浄すること
によって、ネジ等に付着して残留している薬液等も完全
に除去することができ、容器の清浄度をより高めること
ができる。内外部の洗浄が終了した容器は、充填機に供
給されて内容物が充填され、次いで密封装置において蓋
が被冠されて密封される。蓋は予め、滅菌されてから充
填機に供給される。

以上のように、本発明の無菌充填装置は、上記の各装
置を有することによって、容器の無菌化及び環境の無菌
化がより完全に行なわれ、より完全な無菌充填が達成さ
れ、弱酸性飲料や中性飲料等従来加熱殺菌が義務付けら
れていた内容物であっても、加熱なしの無菌充填を可能
にする。そして、上記装置は上記無菌充填を確実に且つ
自動的に行なうことができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本発明の実施例である無菌充填システムを示
している。本無菌充填システムは、全体として無菌室
（クリーンルーム）１内に配置されている。

図中、２はロータリー式の第１リンサーであり、ター
レットが１回転する間に供給コンベヤ３から供給される
容器を正立状態から倒立状態に反転させ再び正立状態に
反転させ、その間に容器内部に薬液をノズルから噴射し
て容器内部を洗浄する。４は第１リンサー２と容器滅菌
装置との間のコンベヤ５に沿って設けられた第１外面洗
浄器であり、コンベヤによって搬送される容器の外面に
複数のノズルから薬液を噴射して容器外面を洗浄する。
６は前記第１リンサーと第１外面洗浄器で使用される薬
液を回収して、一定程度汚れるまで再循環して使用する
ための薬液タンクであり、本実施例では内洗薬液タンク
6₁と外洗薬液タンク6₂の２槽に分割されており、前記第
１リンサー２には内洗薬液タンク6₁が、前記第１外面洗
浄器４には外洗薬液タンク6₂がそれぞれ排液パイプを介
して連接され、夫々から排出される薬液を別々に溜める
ようになっている。それによって、汚染度の違う薬液を
別々に回収することができ、より効果的に薬液を使用す
ることができる。

７は容器滅菌装置であり、全体が壁で囲われたチャン
バー８内にコンベヤ９がジグザグ状に配置され、入口部
側に搬送方向に沿って複数個のノズルが形成されている
薬液充填器10がコンベヤ上方に設けられている。前工程
で内外面を薬液で洗浄されて正立状態でコンベヤ５によ
り搬送されてくる容器に、薬液充填器10によって上方よ
り薬液を流下させて溢れるまで充填し、その状態でジグ
ザグコンベヤ９で搬送させて時間を稼ぎ、容器内面全体
に薬液を一定時間接触させて内面の滅菌を行なう。11は
ジグザグコンベヤの上方を横断して設けられた薬液補充
充填器であり、特にジグザグコンベヤのコーナー部で
は、容器から液がこぼれが生じ易いが、容器が該補充充
填器の下部を通過することによって、該補充充填器から
流下している薬液が補充され、容器を常に満杯状態に維
持することができ、内部全体の殺菌を確実に行なうこと
ができる。

13は前記工程で容器内に満注された薬液を容器から排
出するための薬液抜き装置であり、その詳細が第２図及
び第３図に示されている。該薬液抜き装置13は、ロータ
リー式になっており、直立状態で搬送されてくる満注容
器ｂをターレット14と共に回転させてその間に容器ｂを
サポート装置15で支持しながら180゜反転させて薬液抜
きを行ない再び正立状態に復帰させてコンベヤに移載す
る。反転させる容器は満注容器であるため重く、従来の
空容器のように容器の口部のみを保持して反転させるこ
とは困難であるが、本実施例の薬液抜き装置はサポート
装置を備えているので、例えば1.5リットル用のPETボト
ルであっても、確実に反転させて液抜きを行なう事がで
きる。

前記サポート装置15は、第３図に示すように、容器の
ネック部を把持して反転させる反転部材40から突出形成
されて容器胴部を支持するよになっている。反転部材40
の反転軸41はターレット14から突出したブラケット42に
回転自在に軸受され、その途中に反転駆動用のリンク43
が形成されている。該リンク43の他端は、機台に設けら
れターレットの周囲に配置された反転作動ガイド棒（又
はカム）44に沿って移動できるように基端が係合されて
いるリンク45と回動自在に結合され、リンク機構を構成
している。前記反転作動ガイド44は、リンク45がそれに
沿って移動する行程で、該リンクを作動させて反転軸41
を約180゜の範囲で回転駆動させることができるよう
に、リンク45を反転軸41に対して三次限移動させる径路
を有して配置されている。従って、薬液抜き装置に供給
されたボトルは、反転部材40と押え部材47とでネック部
が把持されると共に、サポート装置15によって胴部を支
持され、その状態でターレットの回転と共に公転し、そ
の間リンク45もガイド44に沿って移動し、リンク機構に
よって反転軸41を180゜回転させ、容器を反転させ、薬
液の抜きを行なう。なお、上記押え部材47は、ターレッ
トに回動可能に設けられ、その先端が容器のネック部に
点接触して、反転部材と共にボトルを把持するためのも
のであり、容器の供給位置及び排出位置では開くよう
に、適宜のカム機構によって作動される。なお、上記の
例では反転棒41をリンク機構によって回動させるように
したが、反転棒にピニオンを固定し、ガイド棒によって
突出駆動されるラックと噛み合わせれるように構成する
こともできる。

前記滅菌装置７及び薬液抜き装置13は、薬液の臭気が
クリーンルーム内に拡散しないように個別にチャンバー
８、16内に設置されており、該チャンバー内に清浄空気
供給装置17により清浄空気供給ダクト18、19を介して清
浄空気を送り、チャンバー内の空気を排気ダクト20を介
してクリーンルーム外に排気して強制換気を行なってい
る。

21は薬液抜き装置の出口部に設けられた第２外面洗浄
器であり、第２図に示すように、内部を滅菌されて正立
状態で搬送される容器ｂの外面にノズルにより、無菌水
を噴射して外面に付着した薬液等を洗い落として外面を
洗浄する。また、薬液抜き装置出口から後述する充填室
までのコンベヤは、トンネル状にカバーで覆われたラミ
ナーフローコンベヤ22となっており、内部にクラス100
程度の清浄空気を送って陽圧にし、トンネル内に外部か
ら菌が浸入することを防止している。

23はクリーンルーム内にさらに囲って設けられた充填
室であり、該充填室内に第２リンサー24、充填装置25及
び密封装置26からなる充填密封装置が設置されている。
第２リンサーは前記ラミナーフローコンベヤで搬送され
てくる容器を受けとって、前記第１リンサーと同様に容
器を反転させて容器内面を洗浄するものであるが、第２
リンサーでは容器内部に無菌水を内面洗浄噴射ノズル
（図示せず）で噴射して内部を洗浄する。該第２リンサ
ーには、第４図に示すように、容器を保持して回転する
ターレット33の外側に位置して、容器のネック部に洗浄
水を噴射する複数個のネック部洗浄ノズルを有するネッ
ク部洗浄器34が固定されている。それにより、薬液等が
残留し易いボトル容器の螺子部を集中的に洗浄すること
ができ、より完全な洗浄ができる。

洗浄された容器は、充填装置25に送られて内容物が充
填され、次いで密封装置26で容器の開口部を蓋で密封す
る。密封装置で密封が完了した容器は排出コンベヤ30で
クリーンルーム外に排出され、次工程に送られる。

27は密封装置に供給される蓋の滅菌を行なう蓋滅菌装
置であり、外部より供給される蓋をジグザグ状に搬送し
てその間に蓋の内外面に薬液をノズルより噴射して滅菌
を行なう。そして、蓋滅菌装置から排出される蓋は、蓋
洗浄コンベヤ28によって密封装置に搬送される。蓋洗浄
コンベヤ28の上流側には、無菌水を噴射するノズル群を
有する蓋洗浄器29が設けられている。

以上のシステムにおいて、容器は各装置間をコンベヤ
で搬送されるが、まれに搬送中に容器が転倒することが
あり、このような場合転倒した容器をコンベヤより除去
しないと次工程でつまりが発生して故障の原因となる。
そのため、本発明では、第５図及び第６図に示すよう
に、倒れた容器をコンベヤから除去する倒れ容器排除手
段が設けられている。図示の実施例ではコンベヤのコー
ナー部では外側の下段ガイド30を除去して、外側は上段
ガイド31だけで容器を案内するようにしている。それに
より、もし容器が転倒していると、コーナー部で容器を
規制するものがないので、容器は慣性力でそのまま直進
してコンベヤから落下して、自動的に除去される。

また、コンベヤを常に無菌状態で保つために、第７図
示すように、コンベヤのリターン側に滅菌槽32を設け
て、コンベヤが薬液内を通過するようにしてコンベヤの
滅菌を行なっている。特に、容器の滅菌終了後はコンベ
ヤからの汚染を防止する必要があり、本実施例ではラミ
ナーフローコンベヤと充填機出口コンベヤのリターン側
に上記の滅菌槽が設置されている。

本実施例の無菌充填装置は以上のように、容器を薬液
による内部洗浄、外部洗浄、薬液満注状態での滅菌、無
菌水での外部洗浄、内部洗浄、ネック部の洗浄を行な
い、且つ蓋も薬液での洗浄、無菌水での洗浄の各工程を
経て滅菌洗浄するので、極めて高度の滅菌洗浄が達成さ
れる。且つ、環境も薬液の臭気排除及び清浄空気の導
入、及びコンベヤの滅菌等で極めて高い清浄度に維持さ
れるので、より完全な状態で無菌充填を行なうことがで
きる。

以上本発明の実施例を示したが、本発明は上記実施例
に限るものでなく、その技術的思想の範囲で種々の設計
変更が可能である。例えば、第１リンサーに第１外面洗
浄器を組み込んで、薬液による内面洗浄と外面洗浄を同
時に行なっても良い。

（効果） 本発明は、以上のような構成からなり、次のような格
別の効果を奏する。

容器の完全滅菌及び洗浄ができるので、より完全な形
で無菌充填が可能であり、且つ加熱や紫外線照射等を行
なわないので容器の材質や形状も限定されず、より広汎
な容器への無菌充填が可能である。

特に、容器滅菌装置に薬液補充充填器を設けることに
よって、薬液のこぼれ分を容器に補充充填して薬液を満
注状態を維持することができるので、容器内面全体をも
れなく滅菌することができる。しかも、該薬液補充充填
器は、ジグザグコンベヤの上方を横断して設けられてい
るので、ジグザグコンベヤのコーナー部で液こぼれが発
生しても、容器が該薬液補充充填器の下を通過する度に
薬液が補充され、液がこぼれても直ぐに補充されること
になり、ほぼ常に満杯状態を保つことができる さらに請求項２の構成によれば、第１リンサーと第１
外面洗浄器から排出される薬液が夫々内洗薬液タンクと
外洗薬液タンクに回収することによって、汚染度が相違
する薬液が混ざることがないので、薬液の循環使用管理
を効果的に行なうことができる。

請求項３の構成によれば、薬液抜き装置が、容器をサ
ポート装置で支持しながら180゜反転させて薬液抜きを
行なうので、薬液が満注されて重い容器であっても確実
に反転させることができる。

請求項４の構成によれば、容器ネック部に清浄水を噴
射するネック部洗浄ノズルが設けられているので、薬液
が付着残留し易いボトルのネジ部も完全に洗浄できる。

請求項５の構成によれば、倒れた容器をコンベヤから
自動的に排除できるので、装置に詰り等が発生せず、ク
リーンルーム内に人間が立入ることを極端に減少させる
とができる。

請求項６の構成によれば、コンベヤの滅菌も完全に行
なうことができ、洗浄された容器がコンベヤから汚染さ
れることがない。

請求項７の構成によれば、薬液の異臭をクリーンルー
ム内に拡散させず、容器への異臭の付着を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の無菌充填装置の実施例を示し、第１図
は全体の配置を示す平面配置図、第２図は薬液抜き装置
の概略図、第３図はその要部概略図、第４図は第２リン
サーの概略側面図、第５図はコンベヤの倒れ容器排除手
段を示すコンベヤコーナー部の平面図、第６図はその側
面図、第７図はコンベヤ滅菌装置の側面図である。 1:クリーンルーム、2:第１リンサー、4:第１外面洗浄
器、6:薬液タンク、7:容器滅菌装置、10:薬液充填器、1
3:薬液抜き装置、15:サポート装置、17:清浄空気供給装
置、21:第２外面洗浄器、22:ラミナーフローコンベヤ、
23:充填室、24:第２リンサー、25:充填装置、26:密封装
置、27:蓋滅菌装置、28:蓋洗浄コンベヤ、29:蓋洗浄
器、30:上段ガイド、31:下段ガイド、34:ネック部洗浄
器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−4692（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−138931（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−317426（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−11908（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭43−4334（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】容器の内面に薬液を噴射して容器内面を洗
   浄する第１リンサー、容器外面に薬液を噴射するノズル
   を有する第１外面洗浄器、ジグザグ状に配置されたジグ
   ザグコンベヤと該ジグザグコンベヤの上流寄りの上方に
   配置されて搬送中の容器に薬液を満杯に充填する薬液充
   填器と、前記ジグザグコンベヤの上方を横断して設けら
   れ、容器内に充填された薬液のこぼれ分を補充充填する
   薬液補充充填器とからなる容器滅菌装置、薬液が満杯に
   充填された容器を倒立させて内部の薬液を抜き再び容器
   を正立させる容器の薬液抜き装置、容器外部を無菌水で
   洗浄する第２外面洗浄器、容器内部を無菌水で洗浄する
   第２リンサー、容器に内容物を充填する充填装置と蓋を
   内容物が充填された容器開口部に被冠して該容器を密封
   する密封装置からなる充填密封装置からなり、前記第１
   リンサー、前記第１外面洗浄器、前記容器滅菌装置、前
   記薬液抜き装置、前記第２外面洗浄器、前記第２リンサ
   ー、前記充填密封装置が上流側から順に配置され、且つ
   前記各装置間が前記容器を搬送するコンベヤで連接され
   ていることを特徴とする容器の無菌充填装置。
2. 【請求項２】前記第１リンサーに内洗薬液タンクが排液
   パイプを介して連接され、且つ前記第１外面洗浄器に外
   洗薬液タンクが排液パイプを介して連接され、前記第１
   リンサー及び前記第１外面洗浄器から排出される薬液廃
   液が夫々前記内洗薬液タンクと前記外洗薬液タンクに回
   収されるようにした請求項１記載の容器の無菌充填装
   置。
3. 【請求項３】前記薬液抜き装置が、直立状態で搬送され
   てくる薬液が満たされた容器をターレットと共に回転さ
   せてその間に容器をサポート装置で支持しながら180゜
   反転させて薬液抜きを行ない再び正立状態に復帰させて
   コンベヤに移載するロータリー式である請求項１又は２
   記載の容器の無菌充填装置。
4. 【請求項４】前記第２リンサーは、容器の内面に清浄水
   を噴射する内面洗浄噴射ノズルと、容器外部より容器ネ
   ック部に清浄水を噴射するネック部洗浄ノズルを有して
   いる請求項１、２又は３記載の容器の無菌充填装置。
5. 【請求項５】前記コンベヤに倒れた容器をコンベヤから
   排除するための倒れ容器排除手段が設けられている請求
   項１、２、３又は４記載の容器の無菌充填装置。
6. 【請求項６】前記コンベヤの戻り側に滅菌槽を設け、該
   滅菌槽に貯溜された薬液内を通過させることによってコ
   ンベヤの滅菌を行なうようにした請求項１〜５の何れか
   記載の容器の無菌充填装置。
7. 【請求項７】前記容器滅菌装置及び前記薬液抜き装置は
   個別にチャンバー内に設置され、該チャンバーに、清浄
   空気供給ダクトを介して清浄空気供給装置が接続されて
   いると共に、該チャンバー内の空気を外部に排気する排
   気ダクトが接続されている請求項１〜６の何れか記載の
   無菌充填装置。