JPWO2007141882A1 - ボトル容器の殺菌・洗浄用の非挿入ノズル及びボトル容器の内面殺菌・洗浄方法 - Google Patents

Abstract

ボトル容器の殺菌・洗浄において特に洗浄効率を高め、洗浄流体の使用量の低減化を図ると共に、洗浄時間の短縮化を図ることができる容器洗浄用の非挿入ノズル（８）を得る。非挿入ノズル（８）は、上端面が液受面（１０）となっており、その外周に所定高さの滞留壁（１１）が形成されて滞留窪み（１２）となっており、且つ液受面（１０）の略中央部にノズルステム（１４）の流体流路に通じる複数のノズル孔（１３）が外拡がり状に傾斜して形成されている。非挿入ノズル（８）を倒立した容器（２８）の口部下方に間隔（Ｈ）を経て配置して、容器口部（３０）下方から容器内に非挿入状態で殺菌流体又は洗浄流体を噴射する。

Description

本発明は、ボトル容器の殺菌・洗浄用の非挿入ノズル及びボトル容器の内面殺菌・内面洗浄方法に関し、より詳しくは殺菌流体及び洗浄流体の使用量の低減と効率的なボトル殺菌・洗浄を目的とするボトル容器（以下、単に容器という）の殺菌・洗浄用の非挿入ノズル及びボトル容器の内面殺菌・洗浄方法、特に殺菌後の洗浄により好適な非挿入ノズルおよび容器の内面洗浄方法に関する。

近年、アセプティック充填システムでボトル容器を殺菌する方法として、過酢酸水溶液等の薬液を用いて、容器を倒立状態で殺菌する方法が広く採用されている。この方法における容器内部の殺菌効果は、噴射された薬液によって容器内面を濡らすことに依存し、良好な殺菌効果を得るためには容器内面全体を薬液によって均一に濡らす必要がある。そして、殺菌工程の後に行われる洗浄工程では、容器内面全体に付着した薬液を洩れなく洗い流すことが必要である。従来、このような倒立容器の洗浄方法として、洗浄ノズルを容器口部に挿入して洗浄流体（主には無菌水）を噴射することによって行っている。そのため、洗浄流体の噴射量が少ないとボトル内面全体の均一な濡れ性が損なわれ、容器内面の洗浄洩れが生じるため、多量の洗浄流体を容器内部に噴射しなければならない。特にＰＥＴボトル等合成樹脂製容器の場合は、容器の剛性を高めるために、胴部や底部に補強リブ等の複雑な凹凸があるため、容器内面全体を均一に濡らすには多量の洗浄流体を長時間噴射しなければならず、近年益々要求されているラインの高速化を阻害する要因となっていると共に、多量の洗浄流体を必要とし、洗浄流体の無駄と高コスト化を生じさせている原因となっている。この問題点を解決する方法として、本発明者らは、倒立したボトル口部に挿入される噴射ノズルの先端部に、中央に第１噴射孔とその下方に開口する第２噴射孔を形成し、両噴射孔から容器底部に向けて噴射された洗浄流体が口部に流下してその一部は、第２噴射ノズルから噴射される洗浄流体によって攪拌されて掻き上げられ、ボトル内面に飛散させるようにすることによって、ボトル内面への洗浄流体の接触率を高め洗浄を効率よく行う方法及び流体噴射ノズルを提案した（特許文献１参照）。

一方、容器を倒立状態に保持し、容器内部にノズルを挿入することなく容器を殺菌又は洗浄する方法として、容器口部の下方に液受け部を有するノズルを配置し、液噴出口からの液流を液受け部に溜まった還流液を貫通させることによって噴射液を揺動させ、容器内面に突き当たる液流の先端が容器底部内面に万遍なく振れるようにして容器内面との接触率を高めるようにした容器の洗浄・殺菌方法及びノズルが提案されている（特許文献２参照）。
特開２００３−１８１４０４号公報 特開平６−１２１９７４号公報

上記従来技術のうち、前者の洗浄方法及び洗浄ノズルは、単に容器内部に洗浄流体の棒流を噴射して容器内部を洗浄する方法と比べて洗浄効率を高め、洗浄流体の節約に貢献するものであったが、噴射ノズルを容器口内部に挿入して洗浄流体を噴射する方式であるため、容器口に噴射ノズルを挿入する昇降装置が必要であり、装置が複雑化・コスト高になると共に、噴射ノズルの容器口への出し入れ時間を確保しなければならず、高速化を阻害し、且つ頻繁に噴射ノズルを昇降させるため、装置の耐久性・保守点検に改善すべき問題点がある。さらに、洗浄流体の単なる噴射は、多量の洗浄流体を必要とする割には容器内面を濡らすのに寄与する洗浄流体の割合が少なく、無駄になる洗浄流体が多いという点にも解決すべき問題点がある。一方、後者の方法は、ノズルを容器内に挿入しないので機構が簡単で且つラインの高速化を図れるが、洗浄流体の容器内面への均一な接触には液流の不規則な振れを利用しているので、洗浄時間内で容器底部に液が当たっている時間と当たらない時間があり、且つ確実性に欠けるという問題点がある。また、同様な問題点は容器の内面殺菌の際にも生じる。

そこで、本発明は、倒立状態で搬送される容器の内面を洗浄あるいは殺菌するのに、洗浄流体の洗浄効率あるいは殺菌流体の殺菌効率を高め洗浄流体や殺菌流体の使用量の低減化を図ると共に、洗浄時間、殺菌時間の短縮化を図ることができる容器洗浄用または殺菌用の非挿入ノズル及びそれを用いた容器の内面殺菌・洗浄方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する容器洗浄または殺菌用の非挿入ノズルは、倒立状態の容器を洗浄又は殺菌するために容器口部下方から容器内に非挿入状態で洗浄流体又は殺菌流体を噴射する非挿入ノズルであって、内部に流体流路が形成された中空ノズルステム、該中空ノズルステムの頂部に設けられたノズル口部からなり、該ノズル口部は上端面が所定面積を有する液受面となっており、該液受面の略中央部に前記ノズルステムの流体流路に通じる複数のノズル孔が所定角度傾斜して形成されていることを特徴とするものである。

前記ノズル孔は、前記液受面の略中央部の円上に所定間隔で２〜１０個形成され、外拡がりの傾斜角θが１〜８゜であり、ノズル孔径が０．５〜４．０ｍｍであることが望ましい。ノズル孔は、該ノズル孔から噴射する洗浄流体が容器内面に効率的に接触するためには、噴射液が容器底部と胴部のコーナー部近傍に当たった後、底部内面及び胴部内面を伝って流れるようにするのが望ましく、内面全周を濡らすためには少なくともノズル孔を円周上に２個以上設けることが望ましいが、必ずしも全周に密に設けなくても全周を濡らすことが可能であり、１０個以下で十分である。また、ノズル孔の傾斜角θは、噴射流体が容器口部を通過するときに容器口壁面と干渉しないように容器口部壁面と若干の隙間をもって通過し、その後容器のコーナー部に当たるように噴射できる角度が望ましく、容器の大きさや形状に応じて最適角度を選択すればよいが、内容量２００ｍｌ〜２０００ｍｌ用のボトルでは１〜８゜の範囲が好適である。その場合、噴射液流は容器口内面に直接当たらなければよく、容器口部内壁と僅かな隙間を保って噴射流が通過することによって、ボトル口内周面を伝って流下してくる還流液の一部と干渉して、還流液を掻きあげる効果が生じる。さらに、本発明のノズル孔は、従来の殺菌ノズル又は洗浄ノズルと比較して孔径が小さく、洗浄流体又は殺菌流体を勢いよく噴射させて少ない流体で効率的に洗浄又は殺菌しようとするものであり、ノズル孔径が０．５ｍｍより小さいと流量が少なくジャグリング効果が得られず、４ｍｍ以上では流量が多くなりボトル内に流体が溜まり、ボトル底部まで噴射流体が届かなくなるので好ましくない。

前記液受面は、その外周に所定高さの滞留壁が形成された容器洗浄又は殺菌中に容器から排出する還流液が所定量滞留できるように滞留窪みとなっているのが望ましい。滞留窪みを設けることによって、容器から排出した還流液が該滞留窪みに滞留し、それによりジャグリング効果を奏し殺菌あるいは洗浄効率を向上させ、洗浄流体あるいは殺菌流体の節約を図ることができる。前記滞留壁の内側に一乃至複数個の排液孔を形成することによって、殺菌・洗浄工程終了後に滞留窪みに洗浄流体あるいは殺菌流体が残ることがなく望ましい。

上記問題点を解決する本発明の容器の内面殺菌・洗浄方法は、倒立姿勢で搬送される容器の内部に洗浄流体又は殺菌流体を噴射して容器内部を洗浄又は殺菌する方法において、ノズル口部の上端面が所定面積を有する液受面となっており、該液受面の略中央部に複数のノズル孔が外拡がり状に所定角度傾斜して形成されている非挿入ノズルを、容器の口部から下方に５〜５０ｍｍ離れて配置し、非挿入ノズルから容器内部に向けて洗浄流体又は殺菌流体を噴射し、容器内面に接触後容器口部から流下する還流液を前記液受面で受けるようにしたことを特徴とするものである。

前記容器の内面殺菌・洗浄方法において、前記非挿入ノズルの液受面は、その外周に所定高さの滞留壁が形成され、容器洗浄又は殺菌中に容器から排出する還流液が滞留できるような滞留窪みとなっており、ノズル孔から噴射する洗浄流体または殺菌流体が前記滞留窪みに滞留している還流液を掻き揚げてジャグリング効果を与えるようにすることによって、特に温水での殺菌工程及び無菌水または温水での洗浄工程では望ましい。例えば、緑茶、紅茶、果汁飲料、スポーツ飲料、ニアウォーター、ミネラルウォーター等の内容液を充填する容器の場合、殺菌流体として温水が採用されるが、その場合特に殺菌工程において、請求項５又は請求項６の殺菌方法を採用することによって、効率的に殺菌することができる。なお、効率良く殺菌可能な温水の温度は６３〜９５℃である。また、殺菌流体として温水を用いる場合は、殺菌流体である温水が洗浄流体としても機能するので、殺菌工程後の洗浄工程は不要である。一方、例えば、麦茶、混合茶、コーヒー、スープ、ミルク入り飲料等の内容液を充填する容器の場合は、殺菌流体として、過酢酸水溶液、過酸化水素水溶液、次亜塩素酸含有水溶液等の薬液を採用する。

本発明の非挿入ノズルは、前記のようにノズル孔を形成配置することによって、従来の噴射ノズルと比較して容器内面への洗浄流体または殺菌流体の濡れ性を向上させることができ、洗浄効率および殺菌効率を向上させることができ、洗浄流体及び殺菌流体を節約することができる。また、ノズル口部上端面が液受面となっているので、容器内に噴射して容器内壁面と接触して流下してボトル口から排出した還流液が前記液受面に当たって広がり液受面の外周から流出するが、そのうち液受面の内側に向かう還流液の一部がノズル孔からの噴射流体と干渉してかき上げられ、噴射流体は単にノズル孔から噴射される場合と比べて流径が太くなった状態で容器内に進入される。太くなった状態で容器内に進入する噴射液流は、容器口部を流下する還流液の一部ともさらに干渉してジャグリング効果を生じる。したがって、容器内から流下した還流液の一部が再度容器内に供給されて殺菌または洗浄に寄与させることができ、その分洗浄流体又は殺菌流体を節約することができる。ジャグリング効果は、前記液受面に滞留窪みを形成することによって、より効果的に発生させることができる。ここで、ジャグリング効果とは、ボトル内に噴射ノズルを挿入せず、ボトル内面へ複数のノズル孔から液を噴射し、ボトルから排出される還流液をボトル口部及びノズル液受面に流下あるいは滞留させながら、噴射液がボトル内部で還流液を掻き上げ、上下に揺する作用を言い、ジャグリング効果が大きい程少ない液量でボトル内面全面に液を効果的に接触させることができる。

また、本発明の容器の内面殺菌・洗浄方法によれば、倒立姿勢で搬送される容器の口部から下方に５〜５０ｍｍ離れるように非挿入ノズルを配置したので、噴射ノズルを容器口部に出し入れすることなく、洗浄流体を容器内部に噴射することができ、噴射ノズル昇降装置を使用する必要がなく、殺菌時間の短縮化を図ることができると共に装置の駆動部が少なく装置の単純化と低コスト化を図ることができる。そして、非挿入ノズルの上端面が液受面となっているので、容器から排出する液は該液受面と容器口端との隙間から排液される。また、液受面を有することによって、非挿入ノズルでありながら、挿入ノズルの場合と同様なジャグリング効果を期待することができる。

本発明の実施形態に係る非挿入ノズルを示し、（ａ）はその要部断面図、（ｂ）はその平面図である。 本発明の他の実施形態に係る非挿入ノズルを示し、（ａ）はその要部断面図、（ｂ）はその平面図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る非挿入ノズルの要部断面図である。 本発明の容器殺菌・洗浄方法の実施形態に係る図１に示す非洗浄ノズルでの容器洗浄状態を示す模式図である。 本発明の容器殺菌・洗浄方法の他の実施形態に係る図２に示す非洗浄ノズルでの容器洗浄状態を示す模式図である。 本発明の容器殺菌・洗浄方法を実施するため容器殺菌・洗浄装置の配置を示す模式図である。

符号の説明

１、８、１７ 非挿入ノズル ２、１４ ノズルステム
３、９ ノズル口部 ４、１０ 液受面
５ 液流路 ６、１３ ノズル孔
１１ 滞留壁 １２、１８ 滞留窪み
１５ 排液孔 ２８ 容器
３０ 容器口部 ３１ 下端面
３９ 無菌室 ４０ 隔壁
４１ ボトル供給ターレット ４２ ボトル反転ターレット
４３ 予備加熱ターレット ４４、４５、４６ 殺菌ターレット
４７ 洗浄流体排出ターレット ４８ 受け渡しターレット
４９、５１ 洗浄ターレット ５０、５２ ドレンターレット

図１は、本実施形態に係る非洗浄ノズルの要部であるノズル口部を示している。本実施形態の非挿入ノズル１は、中空ノズルステム２の頂部に所定の直径の上端面が平坦な円板状の液受面４となっているノズル口部３を有し、該ノズル口部３の中心部付近に中空のノズルステム２の液流路５に通じる複数のノズル孔６が形成されている。液流路５は、図示しない配管を介して殺菌ノズルとして使用する場合は殺菌流体供給源に連通し、洗浄ノズルとして用いる場合は、洗浄流体供給源と連通するように設定される。また、該非挿入ノズルから殺菌流体等を微細粒状にして噴射する場合は、該非挿入ノズルに殺菌流体とエアーを加圧混合して供給して噴射することにより殺菌流体を微細粒化してジェット噴射させることができる。なお、液受面４の直径は、容器口径よりも大きいか略等しい直径を有するのが望ましいが、ボトル口径より小さくても薬液量、洗浄液量を増やすことで、容器口部から噴射される液量が増え、ボトル口部内での還流液と干渉し、ジャグリング効果を得ることができる。

ノズル孔６は、図示の例ではノズル口部３の中心部付近の少なくとも殺菌・洗浄する容器口部３０の開口径よりも小さい直径ｒの仮想円周上に等間隔に４個形成されているが、その数は２〜１０個の範囲で適性に選択できる。たとえば、容器が断面４角形状のボトルの場合、角コーナー部に向けて流体を噴射できるように９０゜間隔で４個設けるのが望ましいが、必ずしも４個に限るものではない。ノズル孔６の傾斜角θとしては、容器口径にもよるが、容量が２００〜２０００ｍｌのＰＥＴボトル（口径２８ｍｍ）の場合２゜〜１０゜より望ましくは３゜〜７゜の範囲が好適である。そして、ノズル孔６は洗浄流体が勢いよく噴射できるように、直径１ｍｍ〜２ｍｍの小孔が望ましい。ノズル孔６は、噴射液が容器口部内周面と干渉しないこと、噴射した洗浄流体が容器２８の底部面に達して容器内周面とくまなく接触して流下すること、の２つの要件を満たすために、上記のように中央部付近に上方が外側に傾斜するように複数個設けることが望ましい。

図２は、本発明の他の実施形態に係る非挿入ノズルである。本実施形態に係る非挿入ノズル８は前記実施形態の非挿入ノズル１と同様にノズル口部９の上端面に液受面を有しているが、本実施形態の液受面１０は、その外周に所定高さｈの滞留壁１１が形成され、容器洗浄又は殺菌中に容器から排出する流体が滞留できるように滞留窪み１２となっている。そして、該滞留窪み１２に前記実施形態と同様な条件で複数個のノズル孔１３が形成されている。また、該滞留窪み１２には該滞留窪みに滞留した還流液が殺菌又は洗浄終了後速やかに排出できるように、ノズルステム１４の外周部より外側に開口するように排液孔１５が形成されている。排液孔１５は１個以上設ければよいが、液受面から均一に排液できるようにするためには等間隔で複数個設けるのが望ましい。また、その孔径は、容器の殺菌中あるいは洗浄中に滞留窪み１２内に一定量以上還流液が滞留できるように、ボトル口から流下してくる排出量よりも少ない流量を排出できる孔径でなければならない。また、滞留壁１１の高さｈは、滞留窪みに滞留する還流液量を前記排液孔１５の大きさと共に規定するものであり、高過ぎると滞留液が多くなり噴射液との干渉が大きくなり、良好に噴射できなくなる。

図３は、前記図２の非挿入ノズルの変形例を示し、非挿入ノズル８と共通する部分は同一符号を付し、相違点のみについて説明する。本実施形態の非挿入ノズル１７は、図２に示す非挿入ノズルと比較して滞留窪み１８の底が緩やかな球面状となっている点が相違している。そして、排液孔１５を球面最深部に滞留壁１１に接して形成することによって、滞留窪みに滞留した還流液が殺菌又は洗浄終了後より速やかに排出できるようにしたものである。

次に、以上のような非挿入ノズルを使用して本発明に係る容器の内面殺菌・洗浄方法の実施形態について説明する。本発明は、後述する図６に示すように小型の多数のターレットの組み合わせからなる容器の内面殺菌・洗浄装置に適用するのがより好ましいが、従来の一つの大径のターレットの回りに容器を倒立状態に反転する反転ゾーン、容器殺菌ゾーン、洗浄流体を排出するドレンゾーン等を設けた殺菌・洗浄装置にも好適に適用できる。

図４は図１に示す非挿入ノズル１を使用して容器の内面を洗浄する場合の実施形態を示しているが、容器内面を熱水又は薬液で殺菌する場合も同様に適用できる。
非挿入ノズル１は、図６に示す洗浄ターレット４９と洗浄ターレット５１のポケット毎に配置された容器保持手段の下方にそれぞれ固定配置され、図４に示すように、容器保持手段で保持される容器の下端面３１から所定間隔Ｈだけ離して、軸心が容器と一致するようにターレットと一体に回転するフレームに固定配置されている。間隔Ｈが小さいと排液が悪くなり、大きいと後述するジャグリング効果がなくなるので、容器の種類等に応じて間隔Ｈを適正に設定する必要がある。目安としては容器口部下端面５〜５０ｍｍ、より望ましくは１０〜４０ｍｍ離れた下方に設置することによって、これらの条件を満たすことができる。

以上のように非挿入ノズル１を配置して、洗浄工程でボトルが所定区間移動する間、非挿入ノズルからボトル口部に向けて洗浄流体（無菌充填の場合は無菌水）を噴射して内面の洗浄を行う。傾斜している複数個のノズル孔から噴射された洗浄流体は、図４の矢印３２、３３に示すように容器口部を通って略容器の底部コーナー部に当たって容器の底部内面及び胴部壁内面に拡がり、胴部内面を伝って容器口部の内周面から筒状の還流液流３４となって流下することによって、容器内面にくまなく接触して容器内面に付着している薬液を洗い流す。容器から流下した還流液流３４は、その下方に面しているノズル口部３の液受面４に当たってから外部に排出される。また、ボトル口から排出した還流液が前記液受面に当たって液受面で広がるので、そのうち液受面の内側に向かう還流液の一部がノズル孔から噴射されている流体と干渉してかき上げられる。その結果、噴射流体は単にノズル孔から噴射される場合と比べて噴射液流の流径が太くなった状態で容器内に進入し、容器への濡れ性をより向上させることができ、結果的に少ない洗浄流体で良好な洗浄を可能にする。また、太くなった状態で容器内に進入する噴射液流は、容器口部を流下する還流液の一部とも干渉してジャグリング効果を生じ、洗浄効果を高める。また、ノズルが非挿入ノズルであり、容器の口部内に挿入する必要がないから、機構が簡単であると共にその分洗浄工程を短縮できる。

図５は、図２に示す非挿入ノズル８を採用して容器を洗浄する場合の実施形態を示している。この場合は、非挿入ノズルの液受面に滞留窪み１２が形成されているので、前記実施形態の場合と比べてジャグリング効果が高くより効率よく容器内面を洗浄することができる。その他の作用は前記実施形態と同様であるので省略する。

以上の実施形態は、容器内面洗浄に適用した場合について説明したが、容器の内面殺菌についても洗浄流体に代えて殺菌流体を採用することによって、同様に内面殺菌を効率的に行うことができる。殺菌の場合は、薬液が容器内面に一定時間密に接触して内面を均一に濡らすことによって殺菌漏れをなくして良好な殺菌が可能となる。そのため、薬液による殺菌の場合は、非挿入ノズルに薬液と共にエアーを供給して二流体が混合状態でジェット噴射することによって、薬液流の粒子が細かくなり、容器内面に密に接触して濡れ性を高めることができ、殺菌剤を節約することができると共に殺菌時間を短縮することができる。また、洗浄時も同様に二流体混合ノズルを使用することによって、同様な効果が得られる。

図６は、本発明の容器殺菌・洗浄方法を実施するため容器殺菌・洗浄装置の配置を示す模式図であり、この場合は無菌充填システムにおける容器殺菌・洗浄装置を示し、全体を無菌室３９内に収納し、該無菌室はさらに殺菌チャンバー３９Ａ、洗浄チャンバー３９Ｂに区画され、後述する殺菌流体排出ターレット４７と受け渡しターレット４８の受け渡し部を除き隔壁４０で仕切られ、洗浄チャンバー３９Ｂの圧力を殺菌チャンバー３９Ａよりも高くして殺菌チャンバー３９Ａ内の空気が洗浄チャンバー３９Ｂに流入しないようにしている。

図６の実施形態において、４１はボトル供給ターレット、４２はボトル反転ターレットであり、正立状態でボトル供給ターレットに供給されるボトルは、ボトル供給ターレット４１からボトル反転ターレットに受け渡される際に周知の反転機構により反転されて反転ターレットに受け渡される。４３は予備加熱ターレットであり、殺菌効率を高めるために容器を外面から予備加熱するためのものであり、ボトル搬送経路に沿って加温した殺菌流体を噴射する。４４〜４６は殺菌ターレットであり、殺菌工程が３つのターレットで分割され、それぞれの殺菌ターレットで異なる時間、殺菌流体が噴射され、容器内面に殺菌流体が付着した状態で次の殺菌ターレットに受け渡されるようになっている。それらより、殺菌流体を噴射しないでも殺菌流体付着状態を確保でき、殺菌効率を高めるようにしている。４７は殺菌流体排出ターレット、４８は殺菌済みボトルを洗浄ターレット４９に受け渡す受け渡しターレットである。４９、５１は洗浄ターレットであり、ボトル内に無菌水を噴射する洗浄ノズルが殺菌ノズルと同様にボトル口部下方外方からボトル内面に噴射するように、ターレットのポケット下方に配置されている。５０、５２はドレンターレットである。

本実施形態のボトル殺菌・洗浄装置は、以上のように小径のターレットを多数組み合わせることにより、殺菌工程および洗浄工程を細分化して、それぞれの工程で非接触ノズルの種類や噴射条件を変えるなど容器の種類や充填する内容液に対応して最適な殺菌及び洗浄条件を設定できるなど、多様性を持たせると共に、従来の大径のターレットを配置する場合と比べて設置面積を小さくすることができるとともに、ターレットをモジュール化して容器の種類等に応じて殺菌洗浄時間等の組合せを容易に変更できるようにした。例えば殺菌ターレット４４での容器の殺菌時間が４．２秒、殺菌ターレット４５での殺菌時間が１．７秒、殺菌ターレット４６での殺菌時間が３．６秒を要してそれぞれ次のターレットに移載される場合、ターレット間の移載時間が例えば０．６秒かかるとしたら、容器への殺菌流体は４．２秒間噴射、０．６秒間停止、１．７秒間噴射、０．６秒間停止、３．６秒間噴射というように、殺菌流体の噴射が間欠的に行われて容器内面を連続的に殺菌することができる。また、洗浄工程では、洗浄ターレット４９での洗浄を第一洗浄工程とし、洗浄ターレット５１での洗浄を第二洗浄工程として、第二洗浄工程で使用した洗浄流体を第一洗浄工程に循環させて第一洗浄工程の洗浄流体として使用することにより、洗浄流体を節約することができる。

図１に示す構成のノズル口部を採用した非挿入ノズル（以下Ａ型ノズルという）と、滞留壁を有する図２に示す非挿入ノズル（以下Ｂ型ノズルという）の２つのタイプの非挿入ノズルについて、ノズル孔６、１３がピッチ５ｍｍで４個形成されているそれぞれの洗浄ノズルにおいて、ノズル孔６、１３の傾斜角度θ、孔径Ｄを表１に示すように変えて、ボトルの内壁面全体が濡れるまでの時間を測定した。供試したボトル容器は、５００ｍｌ容量の丸型ＰＥＴボトルと２０００ｍｌ容量の角形ボトルであり、該ボトルと洗浄ノズルの口金部頂面を何れも１５ｍｍに設定して行った。また、洗浄流体の流量をそれぞれ４Ｌ／分、４．５Ｌ／分、５Ｌ／分にしてそれぞれ３回づつ行った。濡れ状態の判定は、洗浄流体に赤水を使用し、赤水の付着状態を目視で判定した。
その結果を表１に示す。図６に示すターレット群を想定した洗浄時間１．５秒以内で全面が濡れるのを最も良好（◎）、１．６〜３秒で全面が濡れるのを良好（○）、３．１秒以上要したものを不良（×）として判定した。その結果、本発明の何れの非挿入ノズルを使用しても少なくとも２秒以内に全面を濡らすことが可能である。本実施形態のＡ型ノズルを使用した場合は、５００ｍｌボトルに対しては流量４．５Ｌ／分以上であれば良好であり、Ｂ型ノズルを使用した場合は３．５Ｌ／分の流量で何れも良好であり、特にＢ型ノズルを使用した場合は、使用流量が著しく節約できることが確認できた。それは、Ｂ型ノズルの場合はジャグリング効果がより高いと考えられる。

非挿入ノズルの液受面から容器口部下端面との間隔Ｈの影響を調べるために、洗浄実験で距離を種々変えて排液状態を調べた。その結果を表２に示す。その結果、この実験では、間隔Ｈが４ｍｍより短いと排液性が悪くなり、４０ｍｍ以上になると落ちてくる還流液と干渉し易くなり、距離によって流下状態に明らかに影響があることが確認された。この実施例の場合は、間隔Ｈは５〜３５ｍｍが適当であることが確認された。しかしながら、最適間隔Ｈはボトル口径によって相違し、口径が大きくなるにつれて間隔Ｈの範囲も大きくなる。
使用非挿入ノズル：Ｂ型ノズル
ノズル孔数４個、傾斜角度θ＝５．０゜、ノズル径Ｄ＝１．５ｍｍ、
滞留壁高さ４ｍｍ
供試ボトル：５００ｍｌＰＥＴボトル（口径２８ｍｍ）
流量：４Ｌ／分

液受面に滞留窪みを設けたＢ型ノズルのジャグリング効果を確認するために、Ｂ型ノズルにおいてノズル孔数、孔径、滞留壁高さを表３に示すように相違する非挿入ノズルを使用して、それぞれのノズルについて、噴射流量を変えてそれぞれ３回行い、容器内面の全面が濡れるまでの時間を測定した。なお、液受面とボトル口頂面と距離は、どちらも１５ｍｍに設定した。また、供試ボトルは、何れも５００ｍｌ丸型ＰＥＴボトルである。その結果を表３に示す。

その結果、表３に示すように、Ｂ型ノズルの場合は、全てのノズルで良好な濡れ性が得られることが確認され、ジャグリング効果が良好に発揮されている。この実施例では滞液窪みの２ｍｍよりも４ｍｍの場合が、より少ない流量で全面が濡れるまでの時間が短いことが確認され、４ｍｍの場合がよりジャグリング効果が高いもの考えられる。
以上の実施例により、本発明の非挿入ノズル及び殺菌・洗浄方法で洗浄流体及び洗浄流体の必要量を大幅に削減できることが確認された。

本発明は、特にボトル容器へのアセプティック充填システムにおける特に内面洗浄に好適であるが、アセプティック充填にかぎらず、ホットパックや通常の常温充填等、容器を殺菌洗浄して充填する場合の容器の殺菌装置及び洗浄装置として利用可能である。また、容器の形状も丸型ボトル、角型ボトル等種々の形状のものに適用でき、且つその材質もプラスチックや金属、ガラス等種々の材質の容器の殺菌・洗浄に利用可能である。

Claims (8)

1. 容器を倒立状態にして殺菌又は洗浄するために容器口部下方から容器内に非挿入状態で殺菌流体又は洗浄流体を噴射する非挿入ノズルであって、内部に流体流路が形成された中空ノズルステム、該中空ノズルステムの頂部に設けられたノズル口部からなり、該ノズル口部は上端面が液受面となっており、該液受面の略中央部に前記ノズルステムの流体流路に通じる複数のノズル孔が所定角度傾斜して形成されていることを特徴とする容器洗浄または殺菌用の非挿入ノズル。
2. 前記ノズル孔は、前記液受面の略中央部の円上に所定間隔で２〜１０個形成され、外拡がりの傾斜角θが１〜８゜であり、ノズル孔径が０．５〜４．０ｍｍである請求項１に記載の非挿入ノズル。
3. 前記液受面は、その外周に所定高さの滞留壁が形成され、容器洗浄又は殺菌中に容器から排出する流体が滞留できるように滞留窪みとなっている請求項１又は２に記載の非挿入ノズル。
4. 前記滞留壁の内側に一乃至複数個の排液孔が形成されている請求項３に記載の非挿入ノズル。
5. 倒立姿勢で搬送される容器の内部に殺菌流体又は洗浄流体を噴射して容器内部を殺菌又は洗浄する方法において、ノズル口部の上端面が液受面となっており、該液受面の略中央部に複数のノズル孔が外拡がり状に所定角度傾斜して形成されている非挿入ノズルを、容器の口部から下方に５〜５０ｍｍ離れて配置し、該非挿入ノズルから容器内部に向けて殺菌流体又は洗浄流体を噴射し、容器内面に接触後容器口部から流下する還流液を前記液受面で受けるようにしたことを特徴とする容器の内面殺菌・洗浄方法。
6. 前記非挿入ノズルの液受面は、その外周に所定高さの滞留壁が形成され、容器洗浄又は殺菌中に容器から排出する還流液が滞留できるような滞留窪みとなっており、ノズル孔から噴射する殺菌流体または洗浄流体が前記滞留窪みに滞留している還流液を掻きあげて太くなった噴射液流と容器口部を流下する還流液の一部と干渉し、ジャグリング効果を与えるようにした請求項５に記載の容器の内面殺菌・洗浄方法。
7. 前記殺菌流体が温水であり、該温水を容器内面に噴射することによって容器内面を殺菌洗浄する請求項５又は請求項６に記載の容器の内面殺菌・洗浄方法。
8. 前記殺菌流体が過酢酸水溶液、過酸化水素水溶液、次亜塩素酸含有水溶液の何れかである請求項５又は請求項６に記載の容器の内面殺菌・洗浄方法。

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