JPS6215408B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は無菌包装機における配管及び無菌チヤ
ンバー内の殺菌を行なうことができる予殺菌装置
に関するもので、無菌包装機の生産稼働前に行な
う配管及び無菌チヤンバー内の殺菌を合理的に行
なうことができる殺菌装置を提供せんとするもの
である。

従来、無菌包装機における殺菌装置の配管及び
無菌チヤンバーの殺菌は蒸気、ガス、スプレーノ
ズルによりH₂O₂スプレーが使われてきている。

蒸気では配管等が長く、無菌チヤンバー形状が
複雑な場合、熱容量、放熱等の問題から蒸気が冷
却され、殺菌可能な程の高温が得られず、殺菌不
良部が生じることや、ドレン抜きが必要で、工程
に要する時間が長く不充分なものであつた。ガス
殺菌では配管系、チヤンバーのシール不良があつ
た場合オペレーターへの影響があり使いにくいも
のであつた。

スプレーノズルを用いたH₂O₂スプレーは現在
よく利用されているが、配管への適用ではスプレ
ーノズルのスプレー角度と配管径とが適切でなか
つたり、粒径のばらつきによりノズル近傍のみに
H₂O₂が多くたまる場合があつた。

又隅々に行きわたらぬこともあり、スプレー量
の割に殺菌効果が少なく過剰スプレーになりがち
であつた。このため生産開始直後の製品にH₂O₂
の混入もみられ、同時に環境の汚染にも悪い影響
があつた。一方、無菌チヤンバー内部への適用も
同様であるが、特に機械上部にノズルが設置され
た場合、ノズルへのH₂O₂供給が難しく、サブタ
ンク等の設置が必要であつた。

本発明はガスに近い５〜20μのH₂O₂ミストを
用い、これをエアーで搬送させることから配管及
びチヤンバーの殺菌を可能としたものであり、
H₂O₂の使用量を少量にし、隅々にまで行きわた
らせて比較的均一に付着できるようにし、適切な
乾燥後には残留の少ない無菌包装機を提供するこ
とができるようにしたものである。

以下図面に示す実施例について説明する。

先ず、説明の便宜上、本発明の予殺菌装置が適
用される無菌包装機から説明する。

本発明の予殺菌装置は、第１図に示す無菌包装
機にあつては、容器集積保持部Ａ、容器供給部
Ｂ、容器殺菌部Ｃ、殺菌液乾燥部Ｄ、充填部Ｅ、
蓋材シール部Ｆ、蓋材乾燥部Ｈ、カツテイング部
Ｉ、製品排出部Ｊを内蔵する無菌チヤンバー５及
びこれに関連する配管の予殺菌及びその生産稼動
に利用されるものであり、この無菌チヤンバー５
には、さらに無菌包装機として蓋材供給部Ｇが付
設されている。

容器２は垂直に積まれた状態で集積保持枠１に
入れられ、更に４本の支柱３で垂直に維持され
る。

そして下部にはスプリングで支持された爪４が
容器２の底を支えており、或る一定の力で最下部
の容器をとりさると爪４がゆるみ、一つだけ容器
２が自由になる。

集積保持枠１は機枠に下部を機密状態に取りつ
けられ、無菌チヤンバー５と集積保持枠１内部が
つながつている。

容器２は空気シリンダー６によつて支点７を中
心にして揺動運動を行なう吸着板保持棒８の先端
にある吸着板９によつて底部が吸着され、無菌チ
ヤンバー５の内部に設けられたシユーター１０上
におかれる。シユーター１０は容器のフランジ部
のみをうけるようになつており、吸着板９はシユ
ーター１０の間を通つて充分下まで降下する。勿
論、吸着保持棒８は蛇腹１１等により無菌チヤン
バー５内を気密に保持している。シユーター１０
上を滑り落ちた容器２はチエーンコンベヤー１２
の容器受け台１３の穴に入る。

このとき吸着保持棒８は次の容器２を取るため
に同じくシユーター１０の間を通つて上昇する。
これら一連の動きはタイミングよく行なわれる。
容器２はチエーンコンベヤー１２によつて次の容
器殺菌部Ｃに導かれる。

容器殺菌部Ｃは容器供給部Ｂ同様無菌のエアー
で充満しており、この容器殺菌部Ｃに装置される
殺菌装置は第２図に示される超音波による殺菌液
霧化装置１４及び第３図に示される当該装置で発
生した霧を内部に充満させて容器の全表面に殺菌
液を付着させるチヤンバー１５からなつている。

殺菌液霧化装置１４は超音波発振回路によつて
同軸ケーブル１６を介して超音波振動子１７を共
振させ、そこから超音波を発振させ、温水１８を
伝播媒体として殺菌液１９に伝播させて霧を発生
するようになつている。

超音波の加えられた殺菌液１９は超音波分散作
用によつて噴水２０を形成し、さらに煙霧質の霧
となる。

こゝで上記温水１８は霧化を促進すべく不純物
のない純水であつて、槽２１に貯留され、かつ供
給口２２および排出口２３並びに第４図に示す水
タンク２４、加熱要素２５、冷却器２６およびポ
ンプＰを通して絶えず循環せしめられている。

殺菌液１９は槽２７に貯留され、そこへはタン
ク２８から加熱要素２９を経て来る殺菌液が第２
図に示す導管３０から定量づつ供給される。

殺菌液の霧はチヤンバー３１内でほゞ連続的に
発生し、導管３２からくる加熱要素３３で加熱さ
れた無菌エアーの流れに乗つて、チヤンバー３１
上部の排出管３４から殺菌用のチヤンバーに向け
て排出される。

チヤンバー３１内で発生した霧は、選択板３５
によつて径の大き過ぎる滴が除去される。又チヤ
ンバー３１にはヒーター３６が設けられ、上昇霧
を絶えず暖めるようにしている。霧は第４図に示
すように発生チヤンバー３１に一部が帰還せしめ
られるようになつているので部分的に循還するこ
とになり、容器方面にはそれだけ均一となつて送
られる。第４図の５８は加熱要素である。

帰還する霧に対しては、第２図のように注入口
３７が設けられ、こゝは逆流防止のための板３８
でカバーされている。

第３図において、殺菌チヤンバー１５内には、
チエーンコンベア１２に取付けられた板条の容器
受け台１３を案内するガイドレール３９があり、
４０はそれのボール又はころである。ガイドレー
ル３９はチヤンバー１５の壁に組み込まれ、チヤ
ンバー壁と共に気密室を構成している。

殺菌チヤンバー１５はガイドレール３９を境に
して上部と下部とからなる箱型に構成されてい
る。そして容器受け台１３を境にして上方が上部
殺菌室４１、下方が下部殺菌室４２となつてお
り、各室には前記殺菌液霧化装置１４からの霧を
第１図に示すチユーブ４３を通して導くための供
給口４４およびチユーブ４５を通して排出するた
めの排出口４６が設けられている。

このため殺菌液の霧は上下両殺菌室４１，４２
内に充満して容器２の全表面に均一かつ薄い膜と
して付着し、余剰の霧は排気される。

霧は前記霧化装置１４からの無菌加熱空気流に
のつて殺菌チヤンバー１５内を円滑に充満かつ移
動するが、このとき霧の粒の大きさに変化が生じ
ないようヒーター４７，５９で加熱される。

そして万一霧がしずくを形成したとしても容器
の方に滴下することがないように天井部が曲面４
８に形成されている。

４９はしずくを排出するためのドレンである。
またドレン４９と供給口４４との間には霧の流れ
方向を規制する板５０が設けられている。

この板５０によつて霧は一部が容器の底方向に
上昇させられ、他部はドレン方向に押し下げられ
て壁面で冷却され凝結せしめられる。

殺菌チヤンバー１５から排出された余剰霧は第
４図で示されるように回収室５１に送られ、パワ
ーユニツト５４によるDC高電圧印加で作動する
静電フイルターによつて回収され、凝結器５２を
経てミニタンク５３からポンプP₁によつて再使用
のためタンク２８に送り返される。

一方、前記殺菌チヤンバー１５のドレン４９か
ら回収された殺菌液も凝縮器５５を経て上記回収
系に合流させられる。殺菌液がガス化したものは
別系統５６へと排気させる。

かくして、殺菌液霧化装置１４からは常時均一
な粒子の霧がチヤンバー１５内に供給され容器２
の全面に均等に付着することゝなる。

霧は霧化装置１４内で常時生成され、一方容器
２はその供給方式との関連で間欠移動されるが、
霧の粒が極めて小さく、かつ均一であるため、絶
えずチヤンバー１５内に供給しておいても過度に
殺菌液が付着することがない。しかし、容器２の
コンベアの間欠駆動から得ることのできるタイミ
ング信号で作動される弁５７を第４図のように設
けて容器２がチヤンバー内に到来した時だけ霧を
殺菌チヤンバー１５内に吹き込むようにし、殺菌
剤の浪費を避けるようにすることもできる。

なお、前記殺菌液霧化装置１４に代えて二流体
式スプレイノズルを使用することもできる。この
場合はノズルをチヤンバー１５の天井部に取り付
けておき、こゝから無菌エアーと共に殺菌液を容
器に向けて噴射することになる。

以上のようにして必要最小限の殺菌液が微細な
霧として付着せしめられた容器２は、次いで殺菌
液乾燥部Ｄに送られる。乾燥部Ｄは導管６０から
無菌加熱エアーを空気箱６１内に導いてノズル６
２より容器に向けて噴射するようになつている。
こゝで、容器２には殺菌液が前記チヤンバー１５
内において均一かつ極めて薄い層となつて付着し
ているから迅速に乾燥除去されることになる。殺
菌液が乾燥除去されたら容器２は次いで充填部Ｅ
に送られる。

充填部Ｅでは管６３より完全滅菌された食品等
の内容物が送られ、充填ノズル６４により容器２
に定量充填される。

次に容器２の蓋としてAlとプラスチツク、プ
ラスチツクと紙との積層材等の連続状蓋材をフラ
ンジ部に合せて供給シールする。

連続状蓋材６５は巻取り体６６の状態にあつ
て、蓋材供給部Ｇより一般の無菌システムと同
様、テンシヨンロール６７を経て殺菌槽６８にあ
る殺菌剤にて滅菌後ターンロール６９を経て乾燥
部Ｈに到る。

乾燥部Ｈは殺菌液と殺菌剤槽６８の仕切７０と
が外気とのシールの役目を果しているので無菌室
となつている。

連続状蓋材６５は乾燥部Ｈにて乾燥ノズル支持
ステー７１に取り付けられた複数の乾燥ノズル７
２より無菌加熱エアーが吹きつけられて完全に乾
燥される。

蓋材６５はシール部ターンロール７３迄の過程
にスピツチ修正ロール７４を通過する。そしてシ
ール部ターンロール７３を経た後、シール部Ｆに
て予め蓋材６５に塗布してある加熱シール材を介
して容器２にシールされるが、このときクランク
７５ａによつて上下動するシール受台７５上に容
器受け台１３がのり、容器２を定位置に保つよう
にする。

更に位置が出た所で上部よりエアシリンダー７
６により無菌的に駆動される加熱部品７７に取り
つけられたシール部片が下降し、蓋材６５を容器
２の上にてシール部片にある突起によつて加熱圧
着し完全に密封する。

加熱部品７７の内部にはヒーターが複数個内蔵
されており、シール部片が適性温度になるように
コントロールされている。このシールは容器２の
フランジ部にそつて円周上一定の巾で行なわれ
る。しかる後容器２は連続状蓋材６５に連続的に
連続シールされた形となり、次いで切断又は打抜
きのため切断部へコンベアによつて搬送され
る。切断部では上下動する刃物固定体７８につ
けられた切断刃７９が容器受け台１３上の蓋材６
５を押し切る。

以上によつて内容物の充填された無菌の密閉容
器が出来、コンベア１２で製品排出部Ｊに搬送さ
れる。

搬送途中、容器フランジ部を支持するガイドバ
ー８０が容器２を上方に押し上げ、容器２は完全
に底部支持ステー８１上に乗り、コンベア１２よ
り離れる。容器２はコンベア１２より離れると直
ちに排出コンベア８２により外部へ送り出され
る。

以上の装置はこれらの工程、即ちＡ〜Ｊ迄全て
無菌のエアーにより充満され、この無菌エアーは
噴出口８３から無菌室内に流入し、集積保持枠１
及び製品排出部Ｊの出口より吹き出し、外部より
菌が混入して来ないようになつており、かつ無菌
チヤンバー５内における殺菌部Ｃよりも右方部分
が最も高くそれぞれ前方の容器集積保持部Ａ及び
後方の製品排出部Ｊ方向へ吹き分かれて外部より
容器２に付着してくる菌が、決して容器殺菌後工
程の室内に入り込まぬよう、かつ容器殺菌部Ｃか
ら漏洩するミストが容器乾燥部Ｄ方向に到らない
よう配慮されている。

本発明は以上のような殺菌包装システムに組み
込まれる予殺菌装置であつて、前記殺菌液霧化装
置１４すなわちH₂O₂ミスト超音波発生装置と同
様な殺菌装置を用いて無菌装置のための無菌チヤ
ンバー５内とその配管とを合理的に殺菌しうるよ
うにしたものである。

具体的には蒸気配管、フイルター、主配管、バ
イパス配管、フアン、ヒーター、ミスト発生部、
幾つかの配管系、チヤンバー、排気配管系、電磁
弁からなつており、次のような殺菌がなしうるよ
うになつている。

ａ フイルターと一部配管の蒸気殺菌 ｂ 主配管、バイパス配管のループ状H₂O₂ミス
ト殺菌 ｃ 配管系H₂O₂ミスト殺菌 ｄ 無菌チヤンバー内H₂O₂ミスト殺菌 ｅ 配管系、無菌チヤンバーの乾燥 ｆ 生産稼働 さて、第５図において８４は電磁弁SV₆，
SV₁₀，SV₁₃のある主配管であつて、これがフイ
ルター８５と電磁弁SV₃のある配管８６に連通
し、配管８６に直交する配管８８には電磁弁SV₁
とSV₂があつてそれぞれの弁の開閉によつてエア
ーと蒸気とが送られるようになつている。

主配管８４と直交する電磁弁SV₃とSV₆の間に
ある配管８９，８７には電磁弁SV₅，SV₄があ
り、これからフアン９１のある枝配管９０とヒー
ター９３のある枝配管９２が分岐している。

枝配管９０には電磁弁SV₇とSV₉がフアン９１
を間にはさんで設けられ、枝配管９２はH₂O₂ミ
スト超音波発生装置１４につながり電磁弁SV₈と
ヒーター９３との間に枝配管９０がつながつてい
る。

H₂O₂ミスト超音波発生装置１４からは電磁弁
SV₁₀とSV₁₃との間に主配管８４につながる配管
９４があり、電磁弁SV₁₂とSV₁₁をもつている。

主配管８４は又電磁弁SV₁₄，SV₁₅，SV₁₆をそ
れぞれもつ分割配管９５，９６，９７につなが
り、これら分割配管９５，９６，９７は又配管系
９８，９９，１００を経て無菌チヤンバー５につ
ながる配管１０１，１０２，１０３につながり、
それぞれに電磁弁SV₁₈，SV₁₉，SV₂₀が供給側に
又は電磁弁SV₂₂，SV₂₃，SV₂₄を排気側にもつて
いる。１０５はこれら配管につながる１つの排気
配管である。

H₂O₂ミスト超音波発生装置１４から発生した
H₂O₂ミストは又電磁弁SV₁₇のある配管１０４か
ら無菌チヤンバー５に送られ余剰のH₂O₂ミスト
は電磁弁SV₂₁のある排気配管１０６を経て排気
されるようになつている。

そこで生産稼働に入る前のフイルターと一部配
管の蒸気殺菌ａから説明すると、これは第５図に
示されており、電磁弁SV₂，SV₃，SV₄を開き他
を全て閉じる。

電磁弁SV₂側の配管８８から蒸気を入れると蒸
気はフイルター８５と電磁弁SV₃のある配管８６
から電磁弁SV₄のある配管８７を経て排出され
る。

こゝで蒸気を使用するのはフイルター８５が介
在しているためである。

したがつて、フイルター８５、配管８８，８
６，８７が殺菌される。

次に主配管、バイパス配管のループ状H₂O₂ミ
スト殺菌ｂについて説明すると、第６図において
電磁弁SV₂，SV₃，SV₄を閉じ電磁弁SV₅，SV₇，
SV₉，SV₁₂，SV₁₀，SV₆を開いてループを形成す
る。このとき電磁弁SV₆から電磁弁SV₁₀が主配管
で、電磁弁SV₅から電磁弁SV₁₂はバイパス配管で
ある。

ヒーター９３を昇温し、H₂O₂ミストを発生装
置１４から発生させ、フアン９１を回してH₂O₂
ミストを第６図のようにループ内を循環させ配管
８４，８９，９０，９２，９４の殺菌を行なう。

次に配管系H₂O₂ミスト殺菌ｃについて説明す
ると、第７図においてフアン９１を止め電磁弁
SV₇，SV₉を閉じ電磁弁SV₈を開く。同時に電磁
弁SV₁，SV₃，SV₅，SV₁₂，SV₁₃を開く。

そうすると第７図に示すように配管８８，８
６，８９，９２から超音波ミスト発生装置１４に
向つてエアーが送られH₂O₂ミストがこのエアー
の流れにのつて配管９４に向つて送られる。分割
配管では先ず電磁弁SV₁₄，SV₂₂を開いて以上の
ようなH₂O₂ミストを配管系９８に搬送し排気す
る。

次に電磁弁SV₁₄，SV₂₂を閉じ電磁弁SV₁₅，
SV₂₃を開いて同様にH₂O₂ミストを配管系９９に
搬送し排気する。配管１００についても同様であ
る。このようにして配管系全てを殺菌する。

次に無菌チヤンバー内のH₂O₂ミスト殺菌ｄに
ついて説明すると、前記配管系H₂O₂ミスト殺菌
ｃに引続いて、第８図に示すように電磁弁
SV₂₂，SV₂₃，SV₂₄を閉じ、電磁弁SV₁₈，SV₁₉，
SV₂₀を順次開き、配管９５，９６，９７及び配
管系９８，９９，１００から配管１０１，１０
２，１０３のそれぞれを通じて無菌チヤンバー５
内にH₂O₂ミストを導入し、電磁弁SV₂₁のある配
管１０６から排気する。

次に配管系無菌チヤンバーの乾燥ｅについて説
明すると、超音波ミスト発生装置１４における
H₂O₂ミストの発生を止め、前記配管系H₂O₂ミス
ト殺菌ｃ、無菌チヤンバー内のH₂O₂ミスト殺菌
ｄと同様の経路で加熱エアーを送り乾燥させる。

以上のようにして各配管及びチヤンバー内の部
品、空間、壁面を殺菌した後で生産稼働ｆに入
る。

この場合は第９図に示すように電磁弁SV₁₇を
閉じ、電磁弁SV₆，SV₁₀，SV₂₅を開く、そうする
と主配管８４から各配管９５，９６，９７及び各
配管系１０１，１０２，１０３を経て無菌チヤン
バー５に無菌エアーを送つて無菌チヤンバー５を
陽圧化し、また超音波ミストを発生装置１４から
配管１０４、電磁弁SV₂₅を経てチヤンバー１５
中に送ることにより生産に移ることができる。

なお、チヤンバー１５に二流体スプレイノズル
を使用する場合には次のようにして実稼働に入
る。最初に電磁弁SV₅，SV₈，SV₁₇を閉じ、
SV₆，SV₁₀を開く。すると第１０図でも示される
ようにエアーが配管８４，９５，９６，９７を経
て、さらに１０１を経てスプレーエアーがチヤン
バー１５のノズルに送られ殺菌液がスプレイされ
る。また、１０２，１０３を経てチヤンバー５中
に陽圧用エアーが送られることになる。

以上何れにしても本発明は、超音波等により発
生させたH₂O₂ミストをフイルターを通過したエ
アーの流れに乗せてこれを配管及び無菌チヤンバ
ーに導いて予殺菌を行なうことができるものであ
つて、無菌チヤンバーにつながる前記配管を殺菌
工程数に応じて複数に分割すると共にこれらをフ
イルターからの主配管に接続し、この主配管から
ループ状に分岐したバイパス配管中にH₂O₂ミス
ト超音波発生装置を設け、該バイパス配管はフア
ンを用いてH₂O₂ミストを循環させるべく構成
し、かつ以上のような配管中に切替弁を設けて、
フイルターと配管一部の蒸気殺菌主配管とバイパ
ス配管のH₂O₂ミスト殺菌、配管系H₂O₂ミスト殺
菌、無菌チヤンバー内H₂O₂ミスト殺菌、配管系
と無菌チヤンバーの乾燥及び生産稼働とにそれぞ
れH₂O₂ミスト及びエアーの搬送経路をできるよ
うに構成されたものであつて、生産稼働の前に行
なう配管及び無菌チヤンバー内の殺菌を隅々まで
合理的に行なうことができるという特徴を有する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は無菌包装装置の概略図。第２図は殺菌
液霧化の一例の垂直断面図。第３図は殺菌チヤン
バーの概略垂直断面図。第４図は殺菌液及び無菌
エアーの流路系統図。第５，６，７，８，９図は
本発明装置の動作説明図、たゞし第９図はチヤン
バー１５に超音波ミストを使用する場合の動作説
明図。第１０図はチヤンバー１５に二流体ノズル
を使用する場合の部分動作説明図である。 ５……無菌チヤンバー、１４……H₂O₂ミスト
超音波発生装置、８４……主配管、８５……フイ
ルター、９１……フアン、９３……ヒーター、
SV₁〜SV₂₅……電磁弁、８６，８８，８７，９
０，９２，９４，９５，９６，９７，１０１，１
０２，１０３，１０４，１０５，１０６……配
管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 超音波等により発生させたH₂O₂ミストをフ
   イルターを通過したエアーの流れに乗せてこれを
   配管及び無菌チヤンバーに導いて殺菌を行なうこ
   とができるものであつて、無菌チヤンバーにつな
   がる前記配管を殺菌工程数に応じて複数に分割す
   ると共に、これらをフイルターから主配管に接続
   し、この主配管からループ状に分岐したバイパス
   配管中にH₂O₂ミスト超音波発生装置を設け、こ
   のバイパス配管はフアンを用いてH₂O₂ミストを
   循環させるように構成し、かつ以上のような配管
   中に切換弁を設けて、フイルターと配管一部の蒸
   気殺菌、主配管とバイパス配管のH₂O₂ミスト殺
   菌、配管系H₂O₂ミスト殺菌、無菌チヤンバー内
   H₂O₂ミスト殺菌、配管系と無菌チヤンバーの乾
   燥、以上の予殺菌と生産稼働とにそれぞれH₂O₂
   ミスト及びエアーの搬送経路を切替えることがで
   きるように構成された無菌包装機における配管及
   び無菌チヤンバー内の予殺菌装置。