KR101039353B1 - 플라스틱 보틀 살균 방법 - Google Patents

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요노스케 다카하라
겐이치 고미나미
겐 이소가와
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도요 세이칸 가부시키가이샤
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Abstract

보틀의 내압을 lkPa∼20kPa로 유지하면서 65℃∼90℃의 가열 살균 유체를 분사함으로써, 보틀의 적어도 내면 또는 외면을 살균하는 억셉테이크 충전 시스템에 있어서의 플라스틱 보틀의 살균 방법.
억셉테이크, 충전, 보틀, PET, 살균, 멸균

Description

플라스틱 보틀 살균 방법{METHOD FOR STERILIZATION OF PLASTIC BOTTLE}
본 발명은 억셉테이크 충전 시스템에 있어서의 PET 보틀 등의 플라스틱 보틀의 살균 방법에 관한 것이다.
최근 음료 등의 내용물의 가열에 의한 향미(flavor)의 열화를 방지하기 위한 용기의 충전 방법으로서, 억셉테이크 충전법이 많이 채용되고 있다. 억셉테이크 충전에 있어서, 용기가 PET 보틀 등의 플라스틱 보틀일 경우에는, 음료 등의 내용물을 충전하기 전에 보틀의 개구부로부터 보틀의 내면을 향하여 온수 또는 가열된 과아세트산, 과산화수소, 알칼리 등의 살균제를 분사하고, 적어도 보틀의 내면을 살균하는 방법이 일반적으로 채용되고 있다. 이 경우, 보틀은 살균 온도에 대응하는 내열성(강도)이 필요하며, 내열 온도를 초과하는 살균 온도에서는 보틀이 열수축되어 변형되는 문제가 있다.
특히 최근에는, 보틀의 경량화에 대한 사회적 요청이 높아지고 있지만, 보틀의 경량화에 따라서, 보틀 몸통부의 두께가 얇아지는 경향이 있기 때문에, 쉽게 열수축되는 문제가 있다.
여기에서, 종래의 PET 보틀 등의 비내열성 플라스틱 보틀에 열수축을 일으키지 않고 보틀 내면을 살균하는 방법으로서, 통상의 살균 온도에서, 또한 보틀이 열 수축되는 온도인 70℃∼95℃의 범위를 피하여, 70℃ 미만의 온도의 온수 또는 가열된 살균제를 보틀 내면에 분사함으로써 살균하는 방법이 일반적으로 채용되고 있다. 예를 들면, 특개 2003-181404호 공보에는, 거꾸로 선 보틀의 내면에 제1 노즐로부터 가열된 살균제를 분사함과 동시에, 보틀의 개구부에 소정량의 살균제를 체류시켜서, 이 체류된 살균제를 제2 노즐로부터 분사되는 살균제에 의해 교반하여 끌어올림으로써, 보틀의 개구부에 체류하는 살균제의 일부는 보틀 내면을 향하여 비산시켜서 살균 효과를 향상시키는 보틀 살균 방법이 개시되어 있지만, 이 살균제의 온도는 보틀이 열수축되는 온도의 하한값 미만의 온도인 63℃이며, 살균 시간은 10초이다. 이 방법은 보틀이 열수축될 염려는 없지만, 살균 온도가 낮기 때문에 살균 시간이 길어져서 생산 효율이 나빠진다는 문제점이 있다.
또한, 비내열성 플라스틱 보틀을 열수축시키지 않고 살균하는 방법으로서, 보틀을 통상의 살균 온도(70℃∼95℃)에서는 열수축되지 않는 내열성 플라스틱 수지로 형성하는 방법이 알려져 있지만, 이 방법은 내열성 플라스틱 수지가 고가이며, 또한 보틀 형성 공정도 복수의 공정이 되는 등으로 인하여, 보틀의 제조 비용이 대단히 증가한다는 어려움이 있다.
또한, 특개 평 7-187149호 공보에는, 플라스틱 보틀의 적어도 내면에 열수를 공급함과 동시에, 그 외면에 상기 열수보다 저온의 냉각수를 공급함으로써 비내열성 보틀일지라도, 예를 들면 85℃ 이상의 고온수를 보틀 내측에 분사할 경우에도 열수축에 의한 변형 없이 살균하는 방법이 개시되어 있다. 또한, 마찬가지로 플라스틱 보틀의 내측에 증기를 분사함과 동시에, 그 외면에 상기 증기보다 저온의 냉 각수를 공급함으로써 보틀의 열수축을 방지하는 방법도 개시되어 있다. 그러나, 이들 보틀 살균 방법은 보틀 내면의 열수 또는 증기에 의한 가열과 동시에 보틀의 외면을 냉각수로 냉각하기 때문에, 보틀 내면의 살균에 필요한 충분한 열이 단시간에 전달되기 어렵고, 살균 시간이 길어지고, 생산 효율을 나빠지며, 살균 시간의 연장을 위하여 생산 라인도 대규모로 해야되며, 설비비 및 설치 스페이스가 증가된다는 문제가 있다. 게다가, 이들 방법에서는, 보틀의 내면의 살균과 동시에 보틀의 외면을 냉각수로 냉각하므로, 보틀의 외면도 살균할 필요가 있을 경우에는 외면을 열수로 다시 살균할 필요가 있고, 전체적으로 2개의 공정이 필요하므로, 설비가 더욱 커진다는 문제가 있다.
본 발명은 종래의 억셉테이크 충전 시스템에 있어서의 플라스틱 보틀 살균 방법의 상기 문제점을 감안하여 행해진 것이며, 긴 살균 시간이나 대규모 장치를 필요로 하지 않으며, 간단한 방법에 의해 통상의 살균 온도인 70∼95℃의 온수, 가열 살균제 등의 가열 살균 유체를 사용하여 보틀을 살균하면서, 열수축에 의해 보틀이 변형될 우려가 없는 플라스틱 보틀의 살균 방법을 제공한다.
본 발명자 등은 상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 연구와 실험을 거듭한 결과, 거꾸로 선 보틀의 개구부에 온수 또는 가열된 살균제를 체류시키거나, 또는 보틀 내로 공기 등을 분사시키는 등의 방법에 의해 보틀 내부를 1kPa∼20kPa의 미세한 양압(陽壓)으로 함으로써 보틀을 팽창시킨 상태에서 65℃∼90℃의 온수 또는 가열된 살균제 등의 가열 살균 유체를 적어도 보틀의 내면에 분사하면, 보틀 외면을 동시에 냉각하지 않아도 보틀이 열수축되지 않는 상태에서 보틀 내면의 살균을 단시간으로 행할 수 있음을 발견하여, 본 발명에 이르렀다.
즉, 본 발명의 상기 목적을 달성하는 억셉테이크 충전 시스템에 있어서의 플라스틱 보틀 살균 방법은, 보틀의 적어도 내면에 보틀의 노즐구로부터 가열수 또는 가열 약제를 분사하고, 보틀의 살균을 행하는 방법에 있어서, 상기 보틀의 내부를 가압 및 가열하면서 살균하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 1측면에 있어서는, 보틀 내부의 가압은 거꾸로 선 상태의 보틀의 노즐구에 가열수 또는 가열 약제의 분사 노즐을 삽입하고, 보틀의 노즐구의 개구 면적을 조절함으로써 노즐구로부터 배출되는 유량을 규제함으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 플라스틱 보틀 살균 방법이 제공된다.
본 발명의 1측면에 있어서는, 상기 살균 방법에 있어서, 살균 종료 직후에 보틀의 적어도 내면 또는 외면에 냉각수를 분사함으로써 보틀의 온도를 보틀이 열수축을 일으키는 온도 미만으로 급속히 강하시키는 것을 특징으로 하는 플라스틱 보틀 살균 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 있어서는, 보틀 내부의 가압은 거꾸로 선 상태의 보틀의 노즐구에 분사 노즐을 삽입하고, 보틀의 노즐구로부터 배출되는 액의 유량을 규제하는 것 등에 의해 거꾸로 선 상태의 보틀의 노즐부 및 견부(肩部)의 내부에 가열수 또는 가열 약제를 수용하거나, 또는 보틀 내에 공기를 분사함으로써, 추가로 가열수 또는 가열 약제의 분사와 에어 분사를 병용함으로써, 내압을 유지하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 플라스틱 보틀 살균 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 보틀의 내부를 가압 및 가열하면서 살균함으로써, 보틀의 내압을 유지한 상태에서 65℃∼90℃의 가열수 또는 가열 약제 등의 살균제 등의 가열 살균 유체를 적어도 보틀의 내면에 분사함으로써, 보틀 외면의 냉각을 동시에 실시하지 않아도 보틀이 열수축되지 않는 상태에서 보틀 내면을 살균할 수 있다. 그러므로, 종래의 70℃ 미만의 온도로 살균하는 살균 방법이나 보틀 외면의 냉각을 동시에 실시하는 살균 방법에 비하여 단시간에 살균할 수 있고, 또한 설비비 및 설치 스페이스를 절약할 수 있고, 생산 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 고가인 내열성 플라스틱 수지를 사용할 필요가 없으므로, 내열성 플라스틱 보틀을 사용하는 방법에 비하여 제조 비용을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 1측면에 있어서는, 보틀의 가압(미세 양압 유지 등)은 보틀의 노즐구로부터 배출되는 유량을 규제함으로써 달성할 수 있다.
또한, 본 발명의 1측면에 있어서는, 상기 살균 방법에 있어서, 살균 종료 직후에 보틀의 적어도 내면 또는 외면에 냉각수를 공급하여 보틀을 냉각함으로써 보틀의 온도를 보틀이 열수축되는 온도 미만으로 급속히 강하시킴으로써, 살균 종료 후 보틀이 열수축되는 온도인 70℃ 미만으로까지 온도가 강하되는 사이에 받는 열을 보틀이 자연 냉각할 경우에 비하여 감소시킬 수 있으므로, 보틀의 변형을 보다 완전히 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 있어서는, 보틀 내부의 가압은 거꾸로 선 상태의 보틀의 노즐구에 분사 노즐을 삽입하고, 보틀의 노즐구로부터 배출되는 액이나 공기의 유량을 규제함으로써, 거꾸로 선 상태의 보틀의 노즐부 및 견부의 내부에 가열수 또는 가열 약제를 수용하거나, 또는 보틀 내로의 공기 분사에 의해, 내압을 유지하여 얻어지므로, 살균시의 보틀 내압을 1kPa∼20kPa로 용이하게 유지할 수 있다.
도 1은 살균 중의 보틀 내압을 미세 양압으로 유지하기 위한 하나의 방법을 나타내는 보틀의 부분 단면도이다.
도 2는 본 발명의 방법을 실시하기 위한 노즐의 형상을 나타내는 부분 단면도이다.
도 3은 노즐의 동작을 나타내는 부분 단면도이다.
도 4는 살균 후의 보틀의 자연 냉각과 냉각수에 의한 냉각을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 방법을 실시하기 위한 노즐의 다른 예를 나타내는 부분 단면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
본 발명의 대상인 보틀은 비내열성 PET 보틀 등의 비내열성 플라스틱 보틀이다.
본 발명에 따른 보틀 살균 방법의 특징은 억셉테이크 충전 시스템에 있어서, 비내열성 플라스틱 보틀의 내압을 미세 양압으로 유지한 상태에서 65℃∼90℃의 가열 살균 유체를 적어도 보틀의 내면에 분사하는 것이다.
보틀 내압은 lkPa∼20kPa의 범위 내의 미세 양압이 요구되며, 바람직한 미세 양압의 범위는 1∼15kPa, 특히 바람직한 범위는 1∼5kPa이다.
가열 살균 유체로서는, 액체로서는 65℃∼90℃로 가온된 온수 또는 과아세트산, 과산화수소, 알칼리 등의 살균제를 사용할 수 있다. 가열 살균 유체의 바람직한 분사 시간은 3∼5초이다. 또한, 가열 약제에 의한 살균 후에, 가열수 등에 의한 세정을 행할 수도 있다.
보틀 내압을 이러한 범위 내의 미세 양압으로 유지하기 위해서는 보틀 내부로의 가열수 또는 가열 약제의 공급뿐만 아니라 보틀 내부로 가압 공기를 공급하는 것을 병용하여 행할 수 있다. 그리고, 이 방법에는, 도 5에 단면도를 나타낸 분사 노즐 등을 바람직하게 이용할 수 있다. 이 분사 노즐은 보틀 내면에 가열수 또는 가열 약제를 공급하고, 이 가열수 또는 가열 약제의 배출되는 유량을 규제함으로써 보틀 개구부 및 견부의 내부에 가열수 또는 가열 약제를 수용하면서 보틀 내부에 가압 공기를 공급하는 구성이며, 제1 분사구(2)로부터는 가열수 또는 가열 약제를 분사하고, 제2 분사구(3)로부터는 가압 공기를 분사한다. 제2 분사구(3)는 제어판(13)의 내부에 형성된 공기 수용부에 연통되어 있으며, 이 공기 수용부(13a)는 외부의 가압 공기 공급원에 접속되어 있다.
거꾸로 선 보틀의 개구부에 소정량의 가열수 또는 가열된 살균제를 체류시키기 위해서는, 가열 살균 유체를 보틀 내면에 분사하는 노즐의 관 직경을 크게 하여 노즐과 보틀 개구부 사이의 면적을 좁게 한다. 예를 들면, 본 출원인의 출원과 관련된 특개 2003-181404호 공보에 기재되어 있는 것과 같은 구성을 취할 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 노즐은 제1 분사구와 제2 분사구를 가지는 다단 노즐이며, 제2 분사구는 수용되어 있는 가열수 또는 가열 약제 중으로 개구되어, 제2 분사구로부터의 분사에 의해 가열수 또는 가열 약제를 끌어올린다. 즉, 도 1에 도시한 바와 같이, 거꾸로 선 보틀(10)의 개구부(노즐구)(11)에 삽입된 살균용 분사 노즐(1)의 단부에 형성된 제1 분사구(2)와 그 아래쪽으로 개구되는 제2 분사구(3)로부터 분사된 가열 살균 유체는 분사 후 개구부(11)로 유하된다. 개구부(11)로 유하된 살균 유체의 일부는 분사 노즐(1)과 개구부(11)의 내경 사이의 간극이 비교적 작으므로 모두 개구부(11)로부터 배출되지 않고 개구부(11) 중에 체류하고, 제2 분사구(3)로부터 분사되는 살균 유체에 의해 교반되어서 끌어올려져서, 보틀(10)의 내면을 향해서 비산하므로, 보틀(10) 내부의 살균을 효율적으로 실시할 수 있다. 이러한 살균 유체의 개구부(11)에 있어서의 체류에 의해 보틀 내에 1kPa∼2OkPa의 범위의 미세 양압이 발생한다. 한편, 살균 유체를 끌어올리는데 따른 살균 유체의 비산 효과가 필요로 하지 않을 경우에는, 제2 분사구(3)를 설치하지 않고 제1 분사구(2)만을 설치하면 충분하다.
도 1의 실시예는 보틀의 개구부에 소정량의 가열수 또는 가열된 살균제를 체류시키기 위하여 노즐의 관 직경을 크게 하고 있지만, 보틀 개구부에 가열수 또는 가열된 살균제를 체류시키기 위해서는, 여기에 한정되지 않고, 예를 들면, 보틀 개구부에 위치하는 노즐의 주위에 팽이형 부재를 설치하거나, 또는 보틀 개구부의 아래쪽 노즐 부분에 제어판을 설치하고, 보틀 개구부 단부와의 거리를 적절하게 설정하는 등의 수단에 의해, 또한 노즐의 관 직경의 설정에 의한 개구 면적의 조절과 병용하는 등의 방법으로 가열수 등을 보틀 개구부에 체류시킬 수 있다.
도 2는 보틀 아래쪽의 노즐 부분에 제어판이 설치된 구성의 일례를 나타내는 단면도로서, 분사 노즐(1)에는 보틀 개구부(11)의 아래쪽 단면과 소정의 간극(D)을 두고 원판형 제어판(12)이 설치되어 있으며, 살균 유체는 보틀 개구부(11)의 내경 φA와 분사 노즐(1)의 외경 φB 사이의 간극(C) 및 보틀 아래쪽 단면과 제어판(12)의 위쪽 단면 사이의 간극(D)에 의하여 배출되는 유량이 제어되며, 도 3의 단면도에 나타낸 바와 같이, 보틀 개구부(11) 및 견부(13)에 체류한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서는, 상기 살균 방법에 있어서, 살균 종료 직후 2초 이내에 보틀의 내면 또는 외면, 또는 내외면에 5℃∼40℃의 냉각수를 분사함으로써 보틀의 온도를 보틀이 열수축되는 온도 미만으로 급속히 강하시켜서, 살균 종료 후 보틀이 열수축되는 온도인 70℃ 미만으로까지 온도가 강하하는 사이에 받는 열을 보틀이 자연 냉각될 경우에 비하여 감소시킬 수 있으므로, 보틀의 변형을 더욱 완전히 방지할 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시한 바와 같이, 살균 유체의 온도를 87℃로 하여 보틀 내면을 살균하고, 소정의 살균 시간 종료 후 보틀을 방치하여 자연 냉각시킬 경우에는, 보틀이 70℃ 미만으로 강하하는 시간이 오래 걸리고, 이때 보틀이 받는 열에 의해 보틀이 어느 정도 열수축되지만, 보틀에 냉각수를 분사하여 냉각할 경우에는, 보틀의 온도는 급속히 70℃ 미만으로 강하하므로, 이때 보틀이 받는 열은 자연 냉각의 경우에 비하여 훨씬 적고, 보틀의 열수축을 최소로 억제할 수 있다.
또한, 살균이 완료한 직후에, 거꾸로 선 상태의 보틀의 노즐구로부터 보틀의 내부에 냉각수를 공급하고, 보틀의 노즐구로부터 배출되는 유량을 규제함으로써, 거꾸로 선 상태의 보틀의 노즐부 및 견부의 내부에 냉각수를 수용함으로써 상기 보틀의 내부에 내압을 발생시켜서, 보틀 내압을 유지하면서 냉각할 수도 있다.
한편, 보틀의 냉각에 이용하는 냉각수는 통상의 물을 사용할 수 있지만, 음용 가능한 물을 이용하는 것이 바람직하고, 특히 냉각수를 보틀 내부에 공급할 경우에는, 충전되는 내용물의 살균 조건과 동일하거나 그 이상으로 살균 또는 제균한 물을 이용하는 것이 바람직하다.
이러한 보틀의 내면 또는 외면 또는 내외면에 냉각수를 공급함으로써 보틀의 열수축을 방지하는 것은, 보틀 내부로의 가압 공기의 공급과 병용하여 행할 수 있다. 도 5는 보틀 내면에 냉각수를 공급하고, 이 냉각수의 배출되는 유량을 규제함으로써 보틀의 개구부 및 견부의 내부에 냉각수를 수용하면서 보틀 내부에 가압 공기를 공급하는 구성을 나타내는 단면도이며, 제1 분사구(2)로부터는 냉각수를 분사하고, 제2 분사구(3)로부터는 가압 공기를 분사한다. 제2 분사구(3)는 제어판(13)의 내부에 형성된 공기 수용부와 연통하며, 이 공기 수용부(13a)는 외부의 가압 공기 공급원에 접속되어 있다.
한편, 보틀의 냉각에 이용하는 가압 공기는 충전되는 내용물의 살균 조건과 동일하거나 그 이상으로 살균 또는 제균한 공기를 이용하는 것이 바람직하다.
실시예 1
용기 내를 양압 상태로 유지하고, 가열수에 의해 보틀 내면을 살균할 경우의 보틀 총 내용량의 변화량(보틀의 열수축에 의한 변화량)을 관찰하였다.
① 사용 보틀
단면이 거의 원형인 몸통부 중앙부에 웨스트부(잘록한 부분)를 가지며,
웨스트부의 상하로 능선이 복수로 형성된 위쪽 몸통부·아래쪽 몸통부를 가지며,
내용량은 2000㎖,
비내열성 PET 보틀, 중량 35g.
② 분사 노즐
도 5에 도시한 다단 노즐
제1 분사구로부터 가열수를 분사, 제2 분사구로부터 필터에 의해 무균화된 공기를 분사
제1 분사구는 가열수 탱크, 제2 분사구는 가압 공기 탱크에 밸브를 개재시켜서 각각 접속됨.
③ 제어판
내부에 공기 수용부(공기 수용부는 제2 분사구와 연통함)를 가지는 제어판을 사용하고,
보틀 살균 중에 배출되는 액 및 공기 유량을 규제함.
④ 살균 방법
보틀을 거꾸로 선 상태로 하여, 노즐구로부터 다단 노즐을 삽입
다단 노즐의 제1 분사구로부터 가열된 가열수를 6L/분의 유량으로 분사
가열수(분사시의 온도)를 55℃, 65℃, 75℃, 85℃, 90℃로 각각 조정함.
또한, 각각의 온도로 조절한 가열수를 3초, 10초, 20초로 구분하여 보틀 내면을 향하여 분사함.
⑤ 내압의 측정 방법
株式會社기엔스 제품인 내환경형 디지털 압력 센서(표시 분해능 O.01kPa)의 단부에 1.Omm 횡혈침(橫穴針)을 부착하고, 이 침을 상기 보틀에 장착하여, 실제의 살균시의 보틀 내압을 측정함.
⑥ 내압의 조정
보틀 내압의 측정 데이터를 보면서, 밸브의 개폐 조작에 의해 공기 유량(분사량)을 조절하고, 살균시의 보틀 내압을 평균값이 각각 OkPa, lkPa, 2kPa, 10kPa, 20kPa ,50kPa가 되도록 함.
한편, 공기 분사는 가열수를 분사한 후 소정 시간(1∼2초)경과 후, 즉, 거꾸로 선 상태의 보틀 내부로 배출되는 가열수를 수용한 후(보틀 내압의 평균값이 0kPa인 경우를 제외함) 공기 분사를 시작하였다. 살균 직후의 냉각은 실시하지 않았다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
[표 1]
보틀 내압
(kpa)		 살균 시간
(초)		 온도(℃)
55 65 75 85 90-
0 3 ○ × × × ×
10 ○ × × × ×
20 ○ × × × ×
1 3 ○ ○ ○ × ×
10 ○ ○ ○ × ×
20 ○ ○ ○ × ×
2 3 ○ ○ ○ × ×
10 ○ ○ ○ × ×
20 ○ ○ ○ × ×
10 3 ○ ○ ○ ○ ○
10 ○ ○ ○ ○ ○
20 ○ ○ ○ ○ ○
20 3 ○ ○ ○ ○ ○
10 ○ ○ ○ ○ ○
20 ○ ○ ○ × ×
50 3 ×× ×× ×× ×× ××
10 ×× ×× ×× ×× ××
20 ×× ×× ×× ×× ××
변형 없음 ○ (살균 전의 보틀 용량±1%를 양호로 판정함)
(2000㎖±20㎖)
수축 변형 × (살균 전의 보틀 용량에서 1% 초과 수축)
팽창 변형 ×× (살균 전의 보틀 용량에서 1% 초과 팽창)
표 1로부터,
① 보틀 내압이 OkPa일 경우에는, 살균 시간(가열수의 분사 시간)에 상관없이, 가열수의 온도가 55℃일 경우에는 보틀 총 내용량에 큰 변화없이, 가열에 의한 열수축도 거의 억제되었다.
그러나, 가열수의 온도가 65℃를 초과하면, 보틀 총 내용량이 감소하며, 가열에 의한 열수축이 일어나는 것으로 생각된다.
따라서, 보틀 내압이 0kPa일 경우에는, 가열수의 온도가 실시예의 55℃-65℃의 중간 영역인 60℃를 초과하는 부근에서, 일정 시간 가열수에 의한 살균을 행하면 열수축을 일어나기 시작하는 것으로 생각된다.
한편, 가열수의 온도가 55℃(60℃)를 밑돌 경우에는, 살균 시간에 상관없이 충분한 살균 효과를 얻기 어렵고, 실용적인 범위라 말하기 어렵다.
② 보틀 내압이 1kPa 및 2kPa일 경우에는, 살균 시간(가열수의 분사 시간)에 상관없이, 가열수의 온도가 75℃까지는 보틀 총 내용량에 큰 변화는 없으며, 가열에 의한 열수축도 내압에 의해 거의 억제되었다.
가열수의 온도가 비결정 보틀을 살균할 경우에 보통 사용되는 온도 영역(60-70℃)을 크게 초과하면, 보틀 총 내용량이 감소한다.
보틀 내압이 1kPa 및 2kPa일 경우에는, 살균 시간(가열수의 분사 시간)에 관계없이, 가열수의 온도가 실용적인 범위에서는, 가압 공기의 분사량도 낮게 억제할 수 있어서 효율적으로 살균할 수 있는 것으로 확인되어, 살균 중의 보틀의 내압을 양압 상태로 유지하면 살균시의 가열에 의한 가열 수축을 억제할 수 있음을 확인하였다.
③ 보틀 내압이 10kPa 및 20kPa일 경우에는, 85℃ 또는 90℃의 가열수로 20초간 살균할 경우에는, 보틀이 열수축을 일으키지 않고 내압에 의해 외측으로 돌출되어 변형되었지만, 실용적인 살균 시간 및 가열수의 온도 범위에서는, 보틀 총 내용량에 큰 변화없이, 가열에 의한 열수축도 내압에 의해 거의 억제되었으므로, 살균 중의 보틀의 내압을 양압 상태로 유지하면 살균시의 가열에 의한 가열 수축을 억제할 수 있음을 확인하였다.
④ 보틀 내압을 50kPa로 할 경우에는, 본 실시예에서 사용한 보틀은 비교적 경량이며 얇기 때문에, 내압에 의해 외측으로 돌출되어 변형되었다.
⑤ 상기 실시예 1에서는, 거꾸로 선 상태의 보틀 내부에 최초로 가열수를 분사하고 내부에 가열수를 수용한 후 공기 분사를 시작하여, 내압을 일정하게 유지할 경우에 있어서의 보틀의 총 내용량의 변화량(보틀의 열수축에 의한 변화량)을 관찰하였다.
이 내압 유지 수단을, 거꾸로 선 상태의 보틀 내부에 가열수 및 가압 공기를 동시에 분사하고, 가열수를 수용하지 않고 실시예 1의 경우보다 다량의 가압 공기의 공급을 계속하여 내압을 일정하게 유지할 경우(그 밖의 조건은 변경 없음)에 있어서의 보틀의 총 내용량의 변화량(보틀의 열수축에 의한 변화량)을 관찰했지만, 거의 상기 실시예 1과 동일한 결과를 얻었다.
이러한 점에서, 내압 유지 수단에 관계없이, 살균 중의 보틀 내부를 양압 상태로 유지하면서 살균을 행하여도, 경량이면서 얇은 보틀일지라도, 가열에 의한 열수축없이 효율적으로 살균할 수 있음을 확인하였다.
⑥ 상기 실시예 1에서는, 가열 매체로서 가열수를 사용하였다.
이 가열 매체를 과아세트산 농도가 2000ppm∼3000ppm인 과아세트산계 살균제(상품명: TOYO-ACTIVE)를 가열하고, 다른 조건은 변경하지 않고 실시예 1과 동일한 보틀 살균 시험을 행하여, 보틀의 총 내용량의 변화량(보틀의 열수축에 의한 변화량)을 관찰하였다.
관찰 결과는 거의 상기 실시예 1과 동일하며, 가열 매체에 의한 차이는 관찰되지 않았다.
실시예 2
보틀로서 실린더 형상(감압 패널이 없는 형상)의 2000㎖ 비내열성 PET 보틀(중량 53g)을 사용하고, 살균 수단으로서 가열수가 노즐구 및 견부에 체류하는 방식의 도 2에 도시한 가열수 분사 노즐에 의하여 도 3이 되는 상태로 사용함으로써, 살균 중의 보틀의 내압을 2kPa에 유지하면서 가열수를 6L/분의 유량으로 보틀 내면에 분사하고 살균 온도 90℃, 살균 시간 3초로 살균하고, 또한 살균 종료 직후에 30℃의 무균 냉각수를 12L/분의 유량으로 보틀의 내면에 0초간, 1초간 및 2초간 분사함으로써 보틀을 냉각하면서 가압 공기를 보틀 내부에 공급하여 내압을 2kPa로 유지하여, 보틀 용량의 변화를 측정하였다. 또한, 비교예로서, 가열수를 직진시켜서, 체류되지 않도록 하여, 보틀 내에 내압을 발생시키지 않고 살균한 것 이외에는 실시예 2와 동일한 조건으로 보틀 용량의 변화를 측정하였다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.
[표 2]
방법 냉각 시간(초) 수축량(㎖)
가열수 체류
(내압 유지)		 0 -12
1 2
2 7
직진(내압 없음) 0 -24
표 2로부터 명확한 바와 같이, 보틀의 내압을 2kPa로 유지한 상태에서 90℃ 의 살균을 행하고, 이 살균과, 살균 완료 직후에 내압을 유지한 상태로 냉각한 것 을 조합하면 보틀의 수축을 억제할 수 있음을 확인하였다. 이에 비하여, 비교예에서는 냉각을 실시하기 전에 보틀이 수축하였다.

Claims (13)

  1. 보틀의 내면, 또는 내면과 외면에 보틀의 노즐구로부터 가열수 또는 가열 약제를 분사하여 플라스틱 보틀을 살균하는 방법에 있어서,
    상기 보틀 내부의 압력을 1∼20 kPa로 유지하면서 보틀의 내부를 가압 및 가열하여 살균하는 것을 특징으로 하는, 보틀의 열수축을 억제하면서 살균하는 플라스틱 보틀 살균 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 노즐로부터의 공기 분사를 병용하는 것을 특징으로 하는 살균 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    보틀 내부의 가압은 거꾸로 선 상태의 보틀의 노즐구에 분사 노즐을 삽입하고, 보틀의 노즐구로부터 배출되는 가열수 또는 가열 약제의 유량, 공기의 유량, 또는 가열수 또는 가열 약제 및 공기의 유량을 규제함으로써 행해지는 것을 특징으로 하는 살균 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 분사 노즐의 하부에 제어판을 설치하고, 보틀로부터 배출되는 유량을 규제하는 것을 특징으로 하는 살균 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    보틀 내부의 가압은 거꾸로 선 상태의 보틀의 노즐구에 분사 노즐을 삽입하고, 보틀의 노즐구로부터 배출되는 유량을 규제함으로써, 거꾸로 선 상태의 보틀의 노즐부 및 견부(肩部)의 내부에 가열수 또는 가열 약제를 수용함으로써 행해지는 것을 특징으로 하는 살균 방법.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    가열수 또는 가열 약제에 의한 보틀 내면의 살균은 65℃∼90℃로 가열된 가열수 또는 약제를 3∼20초간 분사함으로써 행해지는 것을 특징으로 하는 살균 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    살균이 완료한 직후에, 보틀의 내면 또는 외면에 냉각수를 공급하여 보틀을 냉각하는 것을 특징으로 하는 살균 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    보틀 내부에 가압 공기를 공급하면서, 냉각수를 공급하여 보틀을 냉각하는 것을 특징으로 하는 살균 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 냉각은 보틀의 살균 완료 후 2초 이내에 5℃∼40℃의 냉각수를 보틀 외면에 공급하는 것을 특징으로 하는 살균 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    살균이 완료한 직후에, 거꾸로 선 상태의 보틀의 노즐구로부터 보틀 내부에 냉각수를 공급하고, 보틀의 노즐구로부터 배출되는 유량을 규제함으로써, 거꾸로 선 상태의 보틀의 노즐부 및 견부의 내부에 냉각수를 수용함으로써 상기 보틀의 내부를 가압하면서 냉각하는 것을 특징으로 하는 살균 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 냉각수의 공급과 병용하여 보틀의 내부에 가압 공기를 공급하는 것을 특징으로 하는 살균 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 보틀의 살균은 외면 살균을 병용하여 행하는 것을 특징으로 하는 살균 방법.
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