JPS59194745A - 液状物を連続的に処理可能な殺菌充填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、無菌充填システム等に於て使用する場合に好
適な殺菌充填システムに関し、特に固形物を含んだ液状
製品を一定の背圧をかけながら連続的に高温殺菌し、同
時に充填機の部分には、上記の背圧が直接かからないよ
うにして、液状製品の殺菌及び充填を連続的かつ安定的
に行なうことが可能な殺菌充填システムに関する。

一般に食品や医薬品等は、保存中に微生物に起因する腐
敗を起こすため、これらを微生物的に安全な状態に寸で
殺菌して商品化することが広く行なわれている。捷だ食
品や医薬品を殺菌する場合には、品質保持の面から、高
温短時間で処理することが好捷しいとされている。

ところで、製品の殺菌がｉｏｏ℃６越える高温でなさね
、る場合には、常圧下では殺菌システム内で製品が沸騰
を起こし、これを防虫するために殺菌システム内に一定
の沸騰抑制圧（以下、背圧と称す）をかけながら処理す
る必要があった。しかし、この場合に、従来の方法では
下記方の１つとして、殺菌装置の前後にポンプを設け、
２台のポンプの吐出量を制御することにより、背圧をか
ける方法がとられていた。ところが旧記の方法では、製
品を微生物的に安全な捷で殺菌てきるような殺菌条件を
とると、後方のポンプには相当の高庄がかかり、上記ポ
ンプの性能面から、製品のリークが発生して、殺菌装置
内での流量及び圧力を一定に保つことができず、このた
め、製品を一定条件で殺菌することかけ方として、上記
の場合に於る後方のポンプの代わりに、圧力制御弁もし
くはホモゲナイザーを使用する方法があるが、この場合
には、製品に含捷れる固形物が圧力制御弁又はホモゲナ
イザーの部分で詰捷り、システム内の圧力異常を起こし
、システムが破壊する等の問題があり、固形物を含む製
品を処理する場合には、−切使用することができなかっ
た。

本発明者らは、上記の問題の解決に向けて研究を進めた
結果、殺菌システムに空気圧の制御が可能なタンクを設
け、上記タンクで制御される空気圧によって、システム
内に非常に安定的に背圧をかけることができること、及
びこの場合には、製品が固形物を含んだり高粘性であっ
ても処理できることを見出した。

また、上記の背圧をかける問題の他に、殺菌システムに
於るもう一つの大きな問題として、充填機に拘わる問題
があった。即ち、一般に殺菌システムに於る充填機の部
分は比較的耐圧性がなく、この部分に殺菌装置と同様の
圧力がかかることは、機械的に好ましくなく、捷だ実際
に製品を充填する際に、充填量が不均一になったり、高
圧のため製品が充填機の充填バルブからリークして“′
液だけパシたり、壕だ、上記充填パルプが開放の状態に
なったとき、製品が激しく吹き出して、いわゆるフラッ
シングを生じる等の問題が発生した。

捷だ、本発明者らは、上記の問題を超こさないために、
研究の結果見出した上述の背圧システムに於て、・殺菌
装置及び背圧用のタンクの部分と充填機の部分を開閉弁
等を設けて遮断し、上記の開閉弁を閉・鎖した状態で、
一旦殺菌後の製品を充填機に送る方法を検討した。しか
し、この場合には、製品の殺菌及び充填は全く別途に行
なわれ、液状物の処理を連続的に行なう点では問題があ
ることを知った。

１だ、他の方法として、殺菌システムの背圧用タンクと
充填機の間に圧力制御弁（安全弁）や移送用のポンプ等
を設けた場合には、システムの圧力制御弁又はポンプよ
り後方の部分は常圧に戻さ豹２、充填機に直接背圧がか
かることはなくなる。しかし圧力制御弁を使用すること
は製品が固形物を含むと、固形物がこの部分で詰１す、
システム内の圧力異常を起こして、シス′テムが破壊す
る等の問題が発生した。寸だ、ポンプを使用する場合は
、ある程度固形物を含む製品の処理に有効であるが、固
形物は、前方の圧送ポンプ及び上記ポンプの２つのポン
プを通過することになり、固形物が破壊され易く、径の
大きい固形物を含む製品の処理には不適であることを知
った。

本発明の目的は、上記のような問題のない殺菌充填シス
テムを提供することにある。Ｉｌｌち、本発明の第１の
目的は、固形物を含む液状製品を一定の背圧をかけなが
ら連続的に高温殺菌し、同時に充填機の部分には過度の
圧力がか力１らないようにして、液状製品の殺菌及び充
填を連続的かつ安定的に行なうことが可能な、殺菌充填
システムを提供することにある。１だ、本発明の他の目
的は、液状製品に含捷清、る固形物力；破壊されず、径
が大きな固形物を含む液状製品でも処理可能な、殺菌充
填システムを提供することにある。

本発明者らは、上記の目的を達成すべく殺菌充填システ
ムについて研究を進めた結果、下信己するような知見を
得た。即ち、本発明者らは、殺菌充填システムの殺菌装
置より前方に圧送ポンプを、捷だ後方に、空気圧の制御
が可能な背圧用タンク・圧力緩衝用タンク・充填用タン
クラ設ケ、１）先ず、製品を圧送ポンプによって殺菌装
置に送り、背圧用タンクで制御さね、た空気圧によって
殺菌装置に背圧をかけながら、殺菌後の製品を同タンク
に回収し、２）背圧用タンクより後方に設けられた圧力
緩衝用タンクの内圧を、背圧用タンクの内圧と同じ若し
くはやや低めに制御して、製品を背圧用タンクから圧力
・緩衝用タンクに移送し、３）背圧用タンクと圧力緩衝
用タンクの間を遮断して、圧力緩衝用タンクの内圧を落
とした後、圧力緩衝用タンクと後方の充填用タンクとの
間を開放して、製品を圧力緩衝用タンクから充填用タン
クに移送し、４）上記１）〜３）の１＆；作を経て後、
製品を充填機に移送する場合には、殺菌装置にｔｄ、圧
送ポンプと背圧用タンクで制御さね、る空気圧によって
、非常に安定的に背圧をかけることが可能なこと。

また、製品は連続的に殺菌されて、中断されることなく
背圧用タンクに回収されること。ま７’ｊ、この間、上
記２）〜４）の操作を繰り返すことによって、充填機を
過酷な条件下に置くことなく、製品の充填も安定か連続
的に行なうことができることを見出した。同時に本発明
者らは、上記の場合に（は、製品が径の大きい固形物を
含む場合であっても、固形物を破損することなく処理で
きることを見出した。

本発明は、上記の知見に基づいてなされたもので、その
要旨は、少なくとも、殺菌装置、該殺菌装置に液状物を
圧送するための圧送ポンプ、該殺菌装置より後方の空気
圧の制御が可能な背圧用タンク・圧力緩衝用タンク・充
填用タンク及び充填機からなり、該殺菌装置は移送用管
によって該圧送ポンプ及び該背圧用タンクと連結され、
該背圧用タンク及び該圧力緩衝用タンク及び該充填用タ
ンクは、開閉弁を備えた他の移送用管によって連結され
ることを特徴とする、液状物を連続的に処理可能な殺菌
充填システムである。

以下図面に基づいて、本発明について詳しく説明する。

第１図（ｄ、本発明殺菌充填システムの好ましい一態様
を示すフロー図である。本発明殺菌充填システムで、製
品タンク１、圧送ポンプ２、加熱器３、ホールディング
チューブ５、冷却器４、背圧用タンク６、圧力緩衝用タ
ンク７、充填用タンク８、及び充填機９は、記載の順で
移送用管１０によって連結される。また、背圧用タンク
６と圧力緩衝用タンク７及び圧力緩衝用タンク７と充填
用タンク８を結ぶ移送用管１ｏには、各々開閉弁１１．
１２が備えら力、る。

実際にこの殺菌充填システムを稼動させる場合には、先
ず製品は製品タンク１がらシステム内に供給され′、圧
送ポンプ２によって加熱器３に送らハる。圧送ポンプ２
は、比較的定量性の高いもので、スネーク型ポンプ、ロ
ータリー型ポンプ等を使用することが好捷しい。壕だ、
加熱器３としては、表面掻き取り成熱交換器、プレート
式熱交換器、チーープ式熱交換器等を使用することが可
能であり、固形物を含んだ製品を処理する場合には、表
面掻き取り成熱交換器の使用が特に有効である。

加熱器３に送られた製品は、加熱器３で、例えば１３０
〜１５０℃まで加熱される。加熱後ホールディングチュ
ーブ５により殺菌に必要な所定の温度・時間で保持され
た製品は、冷却器４で１００℃以下に冷却後、背圧用タ
ンク６に送られる。ここで、冷却器３としては、表面掻
き取り成熱交換器、プレート式熱交換器、チーーブ式熱
交換器等を使用する。また、背圧用タンク６は、圧力セ
ンサー１４及び圧力コントローラー１５を備え、圧力セ
ンサー１４でタンク内の圧力を感知シ、圧力コントロー
ラー１５でコントロールバルブ１６を操作して、タンク
内の圧力を、空気圧によって絶えず一定に制御する機能
を有し、かつ耐圧性のもので、また必要な場合は、攪拌
機能を有するものである。

尚、上記背圧用タンク６の、空気圧の制御は、エアーレ
ギュレーーター等によって行なうこともできる。但し、
完全無菌製品を望む場合には、背圧用タンク６に注入さ
れる空気は、例えば、除菌エアーフィルターを通しだ無
菌エアーである必要がある。

苗、上記の場合に、開閉弁１゛２は閉鎖され１、開閉弁
１１は閉鎖又は開放の状態にある。したがって、加熱器
３には、圧送ポンプ２及び背圧用タンク６で制御さｎ、
る空気圧によって、絶えず一定の背圧がかげら豹１、製
品は連続的かつ安定的に加熱殺菌される。尚、開閉弁１
１が開放されている甲２合は、背圧用タンク６で制御さ
１．る空気圧のみによって、システム内の圧力を制御す
ることも可能であるが、背圧用タンク６から圧力緩衝用
タンク７へ製品を移送する際の大きな圧力差による急激
な製品の移送を防止するために、圧力緩衝用タンク７の
空気圧も背圧用タンク６の空気圧と同圧若しくは若干低
めに制御されることか好ましい。

次に、上記のように殺菌された製品は、順次背圧用タン
ク６に回収される。背圧用タンク６札 に回収さハ１番製品は、圧力緩衝用タンク７の内圧を、
背圧用タンク６の内圧と同圧若しくは若干低めに制御し
た後、開閉弁１１を開放して、圧力緩衝用タンク７に送
られる。ここで、圧力緩衝用タンク７は、基本的には−
Ｆ記の背圧用タンク６と同様のもので、圧力センサー１
４及び圧力コントローラー１５（或はエアーレギュレー
ター）を備え、必要な場合は、攪拌機能を有するもので
ある。また、背圧用タンク６から圧力緩衝用タンク７へ
の製品の移送は、例えば、背圧用タンク６より圧力緩衝
用タンク７を下方に位置させることにより、製品の重力
によって、又は圧力緩衝用タンク７の内圧を背圧用タン
ク６の内圧よりも若干低めに制御することによって行な
われる。但し、この場合に開閉弁１２は必ず閉鎖の状態
にある必要がある。

尚、完全無菌製品を望む場合には、上記の圧力緩衝用タ
ンクに注入される空気も、例えば、除菌エアーフィルタ
ーを通した無菌エアーである必要がある。

次に、上記のようにして、圧力緩衝用タンク７に製品が
一定量回収された段階で、開閉弁１１が閉鎖され、圧力
緩衝用タンク７の内圧ケ、例えば常圧〜０　、８　ｋｇ
／ｃｙｌ程度にまで落とし、充填用タンク８の内圧を圧
力緩衝用タンクの内圧と同圧若しくは若干低めに制御す
る。次に開閉弁１２を開放し、製品は圧力緩衝用タンク
７から充填゛用タンク８に送られる。充填用タンク８も
基本的に１は、上記の背圧用タンク６と同様のもので、
圧力センサー１４及び圧力コントローラー１５（或はエ
アーレギュレーター）を備え、必要な場合は攪拌機能を
有する。捷だ、上記のように、圧力緩衝用タンク７及び
充填用タンク８の内圧を制御する場合には、システム内
の無菌状態を保時する」二で、無菌エアーにより常圧よ
り若干高めに制御することが好ましい。捷だ、圧力緩衝
用タンク７から、充填用タンク８への製品の移送は、製
品の重力によって又は両タンクの圧力差等によって行な
わわ、る。

上記のようにして、充填用タンク８に回収された製品は
、最後に充填機９に送られ、充填機９で容器等に充填さ
れる。この場合に、製品が充填用タンク８に回収される
段階で、システムの充填用タンク８より後方の部分は、
一定の圧力にまで落とされており、充填機９には過度の
圧力がかからず、充填機９は機械的に安全であるととも
に、充填時の製品のフラッシングや充填量の不拘−及び
充填機９からの“液だれ°′が防止されて、製品は非常
に安定的に容器等に充填される。

捷だ、本発明殺菌充填システムでは、上記のように、製
品の背圧用タンク６→圧力緩衝用タンク７、圧力緩衝用
タンク７→充填用タンク８への移送を繰り返して行なう
ことによって、製品の充填を連続的に行なうことが可能
である。

しかも、上記のことと同時的に、加熱器３には背圧用タ
ンク６で制御さｊ、る空気圧によって、絶えず一定の背
圧がかけられており、製品は連続的かつ安定的に殺菌さ
れて、中断さｊ、ることなく背圧用タンク６に回収され
る。

また、本発明では、殺菌後の製品は、弁やポンプ等の極
度に狭い隙孔を通過しないため、製品が固形物を含む場
合であっても、固形物の目詰りの恐れはなく、寸だ固形
物を傷つけることもない。

次に第２図は、本発明殺菌充填システムの奸才しい別の
態様を示すフロー図である。尚、第２図に示すシステム
の各要部１４、基本的には第１図のものと同じものであ
る。この殺菌充填システムを稼動させる場合、先ず製品
（は、第１図で鋭１明した場合と同様にして、背圧用タ
ンク６で制御される空気圧によって背圧を受けながら殺
菌さｒｌ、同タンクに回収さ植、る。この場合に、三方
開閉ｆＰ　１３の背圧用タンク６と圧力緩衝用タンク７
及び充填用タンク８の間１４閉鎖され、圧力緩衝用タン
ク７と充填用タンク８の間は、開放の状態にある。寸だ
、背圧用タンク６への空気の庄友量は、エアーレギュレ
ーター１７によって制御さｊ５、との場合に、空気用配
管１８に設けられた三方開閉弁１３′の背圧用タンク６
と圧力緩衝用タンク７及び充填用タンク８０間は閉鎖の
状態にある１、 次に、背圧用タンク６に製品が一定量回収さ九ると、空
気用配管１８に設けられた゛三方開閉弁１３′の背圧用
タンク６と圧力緩衝用タンク７の間を開放して、圧力緩
衝用タンク７の内圧全背圧用タンク６の内圧と同圧に制
御した後、三方開閉弁１３の背圧用タンク６と圧力緩衝
用タンク７０間を開放して（充填用タンク８との間（は
閉鎖さ力、ている）、製品（は背圧用タンク６から圧力
緩衝用タンク７に送られる。

上記のようにして、圧力緩衝用タンク７に製品が一定量
回収されると、空気用配管１８に設けられた三方開閉弁
１３′の背圧用タンク６と圧力緩衝用タンク７０間が閉
鎖され、圧力緩衝用タンク７と充填用タンク８の間が開
放さ豹、て、圧力緩衝用タンク７の内圧は例えば常圧〜
０　、８ｋＱ／ｃＡ程度に才で落とされる。この場合に
、圧力の制御ハエアーレギュレーター１７′によって行
なわれる。上記の操作を施すと同時に三方開閉弁１３の
圧力緩衝用タンク７と充填用タンク８０間が開放されて
（背圧用タンク６との間は閉鎖されている）、製品（は
圧力緩衝用タンク７から充填用タンク８に送られ１、最
終的にここから充填機９に送られて、充填機９によって
容器等に充填さ、ｆ″１５る。

上記の場合にも、第１図の場合と同様に、加熱器３に背
圧用タンク６で制御さ几る空気圧によって安定的に背圧
をかけながら、製品を連続的に殺菌し、製品の充填も安
定かつ連続的に行なうことが可能である。

′！Ｉ８だ、以上示した本発明殺菌充填システムは、従
来のシステムと同様にして、装置滅菌、水運転等を行な
い得ることは言うまでもない。

以−ヒ、本発明殺菌充填システムによれば、液状製品を
一定の背圧をかけながら、連続的に高温殺菌し、同時に
充填機の部分には過度の圧力がかからないようにして、
液状製品の殺菌及び充填を連続的かつ安定的に行なうこ
とが可能である。苦だ、液状物が比較的径の大きい固形
物を含む場合であっても、固形物の目詰りや破損を起こ
すことがなく、特に固形物を含んだ液状食品や高粘性の
食品・医薬品等を殺菌したり、無菌充填法によって加工
する場合に非常に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明殺菌充填システムの一実施
例を示すフロー図である。 １・・・・・・製品タンク、２・・・・・・圧送ポンプ
、３・・・・・・加熱器、４・・・・・・冷却器、５・
・・・・・ホ−ルティングチー−ブ、６・・・・・・背
圧用タンク、７・・・・・・圧力緩衝用タンク、８・・
・・・・充填用タンク、９・・・・・・充填機、１０・
・・・・・移送用管、１１．１２・・・・・・開閉弁、
１３、１３’・・・・・・三方開閉弁、Ｊ４・・・・・
圧力、、センサー、１５・・・・・・圧力コントローラ
ー、１６・・・・・コントロールバルフ、１７．１７′
・・・・・・エアーレギュレーター、１８・・・・・・
空気用配管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも、殺菌装置、該殺菌装置に液状物を圧送する
   ための圧送ポンプ、該殺菌装置より後方の空気圧の制御
   が可能な背圧用タンク・圧力緩衝用タンク・充填用タン
   ク、及び充填機からなり、該殺菌装置は移送用管によっ
   て該圧送ポンプ及び該背圧用タンクと連結され、該背圧
   用タンク及び該圧力緩衝用タンク及び該充填用タンクは
   、開閉弁を備えだ他の移送用管によって連結されること
   を特徴とする、液状物を連続的に処理可能な殺菌充填シ
   ステム。