JPH10218134A

JPH10218134A - 滅菌剤の気化装置

Info

Publication number: JPH10218134A
Application number: JP2085797A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Matsumoto; 泰明松本; Atsushi Yuzawa; 淳湯澤; Hiromitsu Uchiyama; 博光内山; Satsuki Kawaji; 五月河路; Hiroto Okada; 浩人岡田
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1997-02-03
Filing date: 1997-02-03
Publication date: 1998-08-18

Abstract

(57)【要約】【課題】熱的な安定性が高く、気化効率を向上できると
ともに滅菌剤の噴霧量を大きくすることができる滅菌剤
の気化装置を提供する。【解決手段】加熱筒４１の内部に蓄熱体５３を設け、こ
の蓄熱体５３を自身の発熱または周囲の加熱筒４１の熱
により所定の温度に加熱しておき、内部のガスに対する
伝熱能力を大きくし、この装置全体の熱安定性を向上さ
せて滅菌剤の気化を促進し、また噴霧量を増大させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ジュース、乳飲
料、酒類等を容器内に無菌状態で充填する装置等に使用
される滅菌剤を気化する装置に関する。さらに特定すれ
ば、本発明は噴霧された滅菌剤を気化する装置におい
て、その熱安定性を向上させた滅菌剤の気化装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ジュースや乳飲料、酒類等の
飲料を無菌状態で充填するいわゆる無菌充填装置があ
る。このような装置は、この飲料等を充填する容器の種
類、充填する飲料の種類等に対応して各種のものがあ
る。

【０００３】これらの装置には、上記の容器の内面をた
とえば過酸化水素のガス等により滅菌し、この内部が滅
菌された容器内に無菌状態の飲料を充填してシールする
ものである。このような装置は、缶やビン等の容器のみ
ならず、加熱ができずかつ耐圧性の低い紙容器内にも飲
料等を無菌充填することが可能である。

【０００４】ところで、このような装置においては、上
記の容器の内面、または外面に滅菌剤、たとえば過酸化
水素をガス状にして供給する気化装置が必要である。従
来のこのような気化装置は、たとえば金属材料からなる
筒状の加熱筒の周囲にヒータを配置し、このヒータによ
りこの加熱筒を所定の温度に加熱しておき、この加熱筒
の内部にその上端部から過酸化水素を噴霧してこの加熱
筒の内で蒸発させ、ガス状にするものがある。

【０００５】ところで、過酸化水素等の滅菌剤は、一般
に温度が高くなると分解してしまうので、このような気
化装置では気化した過酸化水素のガス温度を測定し、こ
のガス温度が所定の範囲となるように上記の加熱筒を加
熱するヒータの電流等を制御している。

【０００６】しかし、上記の過酸化水素の噴霧は間欠的
であるので、上記の加熱筒の温度が変動し、このような
装置の熱的な安定性は低く、一般にその温度制御が困難
である。このため、気化が不十分になって、液滴状の過
酸化水素が容器内に噴射されることがある等の不具合を
生じる。

【０００７】すなわち、上記の加熱筒内に噴射された滅
菌剤は、この加熱筒の内周面に接触して気化するととも
に、その多くの部分がこの加熱筒内の高温のガスと接触
することにより気化する。しかし、この加熱筒内の高温
のガスはその熱容量が小さいので、滅菌剤の噴射により
その温度が急速に低下し、この後に次の滅菌剤の噴射ま
での間に加熱筒の内周面から伝達される熱により温度が
上昇し、このようなサイクルを繰り返す。この場合に、
上記の加熱筒の内周面の温度が高過ぎると、滅菌剤が分
解し、また温度が低すぎると、この加熱筒内のガスに伝
達する熱量が不足し、この加熱筒内のガスの温度が低下
して気化不十分を生じる。

【０００８】このため、たとえば滅菌剤が過酸化水素の
場合には、この加熱筒の内面の温度を１９０〜２００°
Ｃ以下に維持しなければならない。しかしながら、上記
のように容器内のガスの温度は間欠的に変動するので、
このガスに必要な熱量を伝達し、かつ内面の温度を上記
のような範囲に維持するのは困難であった。

【０００９】上記のような熱的な不安定性は、過酸化水
素の噴霧量を大きくした場合に特に顕著に現れるので、
従来の気化装置では、この過酸化水素の噴霧量をあまり
大きくすることはできなかった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に基づいてなされたもので、温度の安定性が高く気化効
率が向上し、また滅菌剤の噴霧量を大きくすることがで
きる滅菌剤の気化装置を提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された本
発明は、筒状の加熱筒と、この加熱筒の周囲に配置され
この加熱筒を加熱する加熱ヒータと、この加熱筒の上端
部に配置されこの加熱筒内に滅菌剤を噴霧する噴霧機構
と、この加熱筒内に配置され所定の熱容量を有する蓄熱
体とを具備したものである。

【００１２】したがって、この蓄熱体は、加熱筒の内面
から放射される熱によって常時所定の温度に加熱されて
いるので、この加熱筒内のガスはこの加熱筒の内面に加
えてこの蓄熱体の表面から伝達される熱によっても加熱
されるので、この加熱筒内のガスの温度変化が少なくな
る。また、蓄熱体の表面温度を低く抑えることができ、
これによって過酸化水素の分解率を低く抑えることがで
きる。また、噴霧された滅菌剤は加熱筒の内面による気
化に加えて、この蓄熱体の表面に接触することにより気
化される。よって、この加熱筒内のガスの温度変動が小
さくなり、熱的な安定性が向上し、気化不十分等の不具
合を防止するとともに、この滅菌剤の噴霧量を大きくで
きる。

【００１３】また、請求項２に記載の本発明は、前記の
蓄熱体はシーズヒーターであることを特徴とするもので
ある。したがって、加熱筒の外面のヒータに加えて、こ
の蓄熱体自身も発熱するので、より熱的安定性が高く、
また滅菌剤の噴霧量をよく多くすることが可能である。

【００１４】また、請求項３に記載の本発明は、前記の
蓄熱体はコイル形に成型された棒状体であることを特徴
とするものである。したがって、この蓄熱体は製造が容
易であるとともにその表面積が大きく、噴霧された滅菌
剤の気化効率が高く、また形状が単純であるからこの加
熱筒内の洗浄も容易である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の一実
施形態を説明する。この実施形態の装置は、たとえば円
筒状の紙容器に飲料等を無菌充填する装置に使用される
滅菌剤の気化装置である。

【００１６】まず、図１および図２を参照して、この無
菌充填装置により充填される紙製の容器の構造を説明す
る。この容器１は円筒状をなし、周壁部２、上端壁部
３、下端壁部４を有し、これらは紙板の表面に樹脂被覆
その他の処理を施したもので、高い不透過性を有してい
るるまた、上記の上端壁部３には、開口すなわち飲口５
が形成され、この上端壁部３の上面にはアルミ箔および
樹脂の積層シートからなるシール蓋６が熱溶着され、こ
の飲口５をシールしている。

【００１７】次に、このような容器１内に飲料を無菌充
填する装置の一実施形態を図３および図４を参照して説
明する。この装置は無菌チャンバ１０を備えており、こ
の無菌チャンバ１０内には無菌空気供給機構１１から滅
菌された空気が所定の圧力で供給され、この無菌チャン
バ１０内全体を常時陽圧の滅菌雰囲気に維持するように
構成されている。

【００１８】そして、この無菌チャンバ１０内には、容
器搬送機構１２が設けられている。この容器搬送機構１
２は、この無菌チャンバ１０内で容器１を搬送するもの
である。なお、１３はこの容器１の転倒を防止するため
のガイド部材である。

【００１９】そして、この容器搬送機構１２の搬送経路
に沿って、上記の容器１の飲口５から内部に滅菌のため
の薬剤たとえば過酸化水素のガスを噴射してその内面を
滅菌する内面滅菌機構２１、この容器１内に高温の空気
を噴出して乾燥させる乾燥機構２２が設けられている。
さらに、この容器搬送機構１２に沿って、容器１内に滅
菌された飲料等を充填する充填機構２３が設けられてい
る。なお、この充填の際には、この容器１はリフタ２８
により上昇され、その飲口５内に充填機構２３のノズル
が挿入されるように構成されている。

【００２０】また、この充填機構２３の後側には、窒素
ガス置換機構２４が設けられ、充填された飲料等の液面
上の空間内に窒素ガスを供給し、この空間の空気を窒素
ガスと置換する。また、この窒素ガス置換機構２３の後
側には、さらにシール機構２５が設けられている。

【００２１】このシール機構２５は、容器１の上端壁部
３の上面にアルミ箔と樹脂との積層フイルム等からなる
シール蓋６を熱溶着してこの容器１の開口すなわち飲口
５を密封するものである。なお、このシール蓋６は帯状
のブランク材２７が外部のロール２６から供給され、所
定の形状に切断されて熱溶着されるように構成されてい
る。なお、上記のブランク材２７の導入部分にはノズル
２９が設けられ、このブランク材２７に過酸化水素のガ
スを噴射して滅菌処理を行うとともに、ホットエアノズ
ル１９から噴出される乾燥用のホットエアによって乾燥
される。

【００２２】なお、この図３では、上記の無菌チャンバ
１０および容器搬送機構１２は図示を容易にするために
直線状に描いてあるが、これらは直線状に限らず、たと
えばスペースを節約するために無菌チャンバ１０を円筒
状に形成し、その内部に円弧状の軌跡に沿って容器を搬
送する容器搬送機構１２を設けてもよい。

【００２３】また、上記のような無菌チャンバ１０の一
端部、この無菌チャンバ１０が円筒状の場合にはその周
辺部の一箇所、には、容器搬入チャンバ３０が形成さ
れ、また他端部、この無菌チャンバ１０が円筒状の場合
には上記の容器搬入チャンバ３０に隣接した周辺部の箇
所には、容器搬出チャンバ３５が形成されている。

【００２４】そして、たとえば外部のコンベア３１によ
り搬送されて来た容器１は、位置決め機構３２により保
持されて回転され、その飲口５が所定の方向に位置する
ように位置決めされ、上記の容器搬入チャンバ３０を介
して上記の無菌チャンバ１０内に搬入される。また、こ
の無菌チャンバ１０内で飲料等が無菌充填されてシール
がなされた容器１は、たとえばリフト機構３６等の容器
搬出移送機構により上記の容器搬出チャンバ３５に移送
され、この容器搬出チャンバ３５を介して外部に搬出さ
れる。

【００２５】次に、たとえば上記の内面滅菌機構２１に
使用されている滅菌剤たとえば過酸化水素の気化装置の
一実施形態を図４を参照して説明する。

【００２６】この気化装置は基台部材４０を備え、この
基台部材４０の上面には、円筒状の加熱筒４１が略鉛直
に立設されている。そして、この加熱筒４１の外周に
は、ヒータ４２が配置され、このヒータ４２によりこの
加熱筒４１が加熱される。

【００２７】また、この加熱筒４１の上端部には、噴霧
機構４６が設けられ、この噴霧機構４６は拡散ノズル４
７を介して加熱筒４１内に過酸化水素を噴霧するように
構成されている。そして、この噴霧された過酸化水素
は、この加熱筒４１内で蒸発気化する。

【００２８】また、この加熱筒４１の下端部内には、た
とえば３個の出口ノズル５０が設けられている。そし
て、これら出口ノズル５０は、上記の基台部材４０内に
形成された通路５１を介して３個の噴射ノズル５２に連
通されている。したがって、上記の加熱筒４１内で気化
した過酸化水素のガスは、上記の出口ノズル５０、通路
５１を介して上記の噴射ノズル５２に供給される。

【００２９】なお、上記の出口ノズル５０は一列に配置
され、これら上方にはこれらの配置方向に沿って断面山
形の液滴防止部材５４が配置されている。この液滴防止
部材５４は、上記の出口ノズル５０の上方を屋根の如く
覆い、万一この加熱筒４１内で過酸化水素の液滴が生じ
ても、この液滴がこれら出口ノズル５０内に落下するの
を防止している。

【００３０】そして、上記の加熱筒４１の内部には、蓄
熱体５３が設けられている。この蓄熱体５３は、この実
施形態では耐蝕性のシーズ管内に電熱線を組み込んだシ
ーズヒータであり、コイル内をなしている。そして、こ
の蓄熱体５３は、この加熱筒４１と同軸状に配置され、
またこの加熱筒４１の内面とは接触していない。

【００３１】また、上記の加熱筒４１の上端部には、こ
の加熱筒４１内を洗浄する際に、洗浄液を供給する洗浄
液供給口４４および洗浄液排出口４５が形成されてい
る。

【００３２】そして、この加熱筒４１の下部には、この
内部で生成される過酸化水素のガスの温度を測定するガ
ス温度検出器４３が設けられている。また、上記の加熱
筒４１には、この加熱筒の内面の温度を検出する加熱筒
温度検出器５８が設けられている。さらに、上記の蓄熱
体５３すなわちシーズヒータには、たとえば温度検出線
からなる蓄熱体温度検出器５５が組み込まれており、こ
の蓄熱体５３の表面の温度を検出するように構成されて
いる。

【００３３】そして、図５に示すように、上記のガス温
度検出器４３、加熱筒温度検出器５８、および蓄熱体温
度検出器５５で検出された温度信号は制御回路５６に送
られる。また、上記の加熱筒４１のヒータ４２およびシ
ーズヒータである蓄熱体５３には電源回路５７から電流
が供給される、この電源回路５７はこれらに供給する電
流値を制御し、その発熱量を制御する。また、上記の制
御回路５６では、上記の温度信号に対応して上記の電源
回路５７に制御信号を出力し、この装置の温度および熱
出力を以下のように制御する。

【００３４】この制御回路５６は、装置から送られるモ
ード切り替え信号等によって、運転モードと待機モード
の２つのモードで作動するように構成され、この無菌充
填装置の作動態様に対応して上記のモードが自動的に切
り替えられる。

【００３５】まず、定常運転モードについてその作用を
説明する。上記の噴霧機構４６から噴霧された過酸化水
素は、上記の加熱筒４１の内部のガスおよび加熱筒４１
の内面および蓄熱体５３に接触して気化され、上記の出
口ノズル５０を介して噴射ノズル５２に供給される。そ
して、この過酸化水素のガスの温度はガス温度検出器４
３によって検出され、このガス温度が所定の範囲となる
ように上記のヒータ４２や蓄熱体５３の出力を制御す
る。

【００３６】この定常運転モードでの温度制御は、上記
のガス温度検出器４３によって検出される加熱筒４１内
のガスの温度を所定の範囲、たとえば１３５°Ｃ±１５
°Ｃとなるように、かつ加熱筒４１の内面や蓄熱体５３
の表面の温度が２００〜１９０°Ｃ以下となるように、
ヒータ４２や蓄熱体５３に供給する電流を制御すること
によってなされる。

【００３７】この場合に、上記の過酸化水素の噴霧は間
欠的になされるので、上記の加熱筒４１や蓄熱体５３の
温度が変動し、熱的に不安定となるが、この加熱筒４１
内には蓄熱体５３が配置されているので、加熱筒４１内
のガスに対する伝熱面積が大きいとともに、この蓄熱体
５３により熱容量が大きくなる。よって、このガスの温
度およびこれらの表面の温度変動が少なく、熱的に安定
する。よって、気化が不十分になって過酸化水素の液滴
が生じるようなことが防止される。また、上記のように
蓄熱体５３により過酸化水素の気化が促進されるので、
過酸化水素の噴霧量を大きくすることも可能である。

【００３８】また、この無菌充填装置が停止し、再起動
する際には、この気化装置は上記のヒータ４２や蓄熱体
５３を通電状態とし、これらを所定の温度に維持して次
の噴霧開始に備えた待機モードに切り替えられる。

【００３９】この場合において、上記の加熱筒４１内の
空気または残余のガスは、この加熱筒４１の内面および
蓄熱体５３の温度と等しい温度となる。したがって、こ
の待機モードにおいて上記の定常運転モードと同じ温度
制御を行うと、上記の加熱筒４１の内面や蓄熱体５３の
表面の温度がガスの設定温度、たとえば１３５°Ｃ±１
５°Ｃに近付いてしまう。このため、次に装置が運転さ
れて過酸化水素の噴霧が開始されてガスの温度が低下し
た場合に、このガスに与えられる熱量が少なくなり、こ
の加熱筒４１内のガスの温度が不所望に低下し、気化が
不十分となり、液滴状の過酸化水素が供給されてしまう
等の不具合を生じる。

【００４０】このような不具合を防止するため、この待
機モードでは、上記の制御回路５６は上記のような加熱
筒４１内のガスの温度の代わりに、加熱筒温度検出器５
８および蓄熱体温度検出器５５からの信号によって、こ
れらの表面温度をたとえば過酸化水素が分解しない範囲
での高温状態、たとえば定常運転におけるこれらの上限
の温度範囲１９０〜２００°Ｃに維持する。

【００４１】したがって、次に噴霧が開始された場合に
おいて、これら加熱筒４１および蓄熱体５３の表面温度
は定常運転状態と同じ温度に維持されているので、ただ
ちに定常運転と同様の状態の運転が再開され、この運転
再開の際に熱的な不安定性が生じることを確実に防止す
る。

【００４２】なお、この実施形態では、上記の蓄熱体５
３はシーズヒータであり、これ自身も発熱するので上記
の熱的な不安定性をより軽減し、また過酸化水素の噴霧
量を大きくすることもできる。

【００４３】また、この蓄熱体５３は単純なコイル状の
ものであるので、製造が容易であるとともに表面積が大
きいので、気化効率が高く、また単純な形状であるか
ら、この加熱筒４１の内部の洗浄も容易である。

【００４４】なお、本発明は上記の実施形態のものには
限定されない。たとえば、蓄熱体は必ずしもシーズヒー
タ等それ自身が発熱するものには限定されず、所定の熱
容量を有するものであれば、周囲の加熱筒により所定の
温度に加熱され、熱的な安定性の向上を達成することが
できる。また、この蓄熱体の形状は上記のコイル状のも
のには限定されず、各種の形状のものが採用可能であ
る。

【００４５】さらに、本発明の装置は、上記のような円
筒状の紙容器に飲料等を充填する装置に使用される気化
装置には限定されず、その他の滅菌剤を気化する装置一
般に適用可能であることはもちろんである。

【００４６】

【発明の効果】上述の如く本発明は、加熱筒の内面から
放射される熱または自身の発熱によって蓄熱体が常時所
定の温度に加熱されているので、内部のガスには加熱筒
の内面に加えてこの蓄熱体の表面からも熱が伝達され、
この内部のガスの温度変動が小さくなり、また噴霧され
た滅菌剤は加熱筒の内面に接触することによる気化に加
えて、この蓄熱体の表面に接触することにより気化され
る。したがって、これらガスや各部の温度の変動が少な
くなり、熱的な安定性が向上してより確実かつ正確に温
度を制御でき、またこの滅菌剤の噴霧量を大きくするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実形態の装置による充填される容器の斜視
図。

【図２】図１の２−２線に沿う断面図。

【図３】本発明の滅菌剤の気化装置が使用される無菌充
填装置の概略図。

【図４】本発明の滅菌剤の気化装置の一実施形態の縦断
面図。

【図５】本発明の滅菌剤の気化装置の一実施形態の制御
系統の概略図。

【符号の説明】

１容器１０無菌チャンバ１１無菌空気供給機構２１内部滅菌機構２３充填機構４１加熱筒４２ヒータ４３ガス温度検出器４６噴霧機構５３蓄熱体５６制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者河路五月東京都台東区台東１丁目５番１号凸版印刷株式会社内 (72)発明者岡田浩人東京都台東区台東１丁目５番１号凸版印刷株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筒状の加熱筒と、この加熱筒の周囲に配
置されこの加熱筒を加熱する加熱ヒータと、この加熱筒
の上端部に配置されこの加熱筒内に滅菌剤を噴霧する噴
霧機構と、この加熱筒内に配置され所定の熱容量を有す
る蓄熱体とを具備したことを特徴とする滅菌剤の気化装
置。
【請求項２】前記の蓄熱体はシーズヒーターであるこ
とを特徴とする請求項１の滅菌剤の気化装置。
【請求項３】前記の蓄熱体はコイル形に成型された棒
状体であることを特徴とする請求項１の滅菌剤の気化装
置。