WO2015189894A1 - 飲料の無菌充填方法及びシステム - Google Patents

飲料の無菌充填方法及びシステム Download PDF

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WO2015189894A1
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beverage
container
filling
sterilized
aseptic
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岩下　健
春原　千加子
憲一 小南
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東洋製罐グループホールディングス株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C7/00—Concurrent cleaning, filling, and closing of bottles; Processes or devices for at least two of these operations

Definitions

  • the aseptic filling method since a chemical sterilization method is adopted when sterilizing a container, washing with sterile water is necessary after the sterilization process with chemicals. Therefore, since the number of processes is large, simplification of the sterilization method of containers is required, and aseptic filling is required for acidic beverages such as fruit juice beverages, low acid beverages such as coffee and tea beverages, and non-carbonated beverages such as mineral water.
  • the aseptic filling method is not adopted.
  • the above-mentioned carbonated beverages containing fruit juice are conventionally mixed in a container by mixing the content liquid and carbon dioxide gas. After filling and sealing, heat sterilization was performed from the outer surface of the bottle with a pasteurizer such as a hot water shower so that the sterilization level of the contents of the entire container after sealing was 65 ° C., corresponding to 10 minutes.
  • an object of the present invention is to fill a polyester bottle with a nitrogen source-containing carbonated beverage containing a nitrogen source such as a carbonated beverage containing fruit juice, a carbonated beverage containing milk, or a nutritive carbonated beverage containing amino acids, vitamins, etc. by aseptic filling. It is an object to provide a method and system for aseptic filling of a beverage that can efficiently sterilize the beverage and the container to improve productivity and enable aseptic filling of the beverage at low cost.
  • a beverage aseptic filling system for aseptically filling a container with a nitrogen source-containing carbonated beverage having a pH of less than 4.0, wherein the beverage is sterilized by heat sterilization at 65 ° C. for 10 minutes or more,
  • the container is a pressure-resistant polyester bottle, and sterilizing means for injecting hot water of 70 to 80 ° C. into the container for 0.5 to 5 seconds; filling means for filling the sterilized container with the sterilized beverage; and
  • an aseptic filling system for a beverage comprising sealing means for sealing a container filled with a beverage, wherein at least the filling means and the sealing means are in an aseptic environment.
  • the pressure-resistant polyester bottle filled with the nitrogen source-containing carbonated beverage is sterilized by warm water sterilization, so that the use of a drug is unnecessary, and washing with sterile water is not required as in the case of sterilization using a drug.
  • it can efficiently sterilize low-pressure pressure-resistant polyester bottles and perform aseptic filling.
  • it eliminates the need for heat sterilization using a pasteurizer after filling and sealing, which has been adopted for conventional carbonated beverages containing nitrogen source, and temperature control during heat sterilization, and can perform aseptic filling by sterilizing efficiently. .
  • the pressure-resistant polyester bottle is sterilized with relatively low temperature hot water of 70 to 80 ° C., so that the shrinkage rate is less than 5% even if the container is a non-heat-resistant pressure-resistant polyester bottle. Further, it is possible to prevent an increase in the filling line of the beverage, which is the contents, and prevent liquid spillage at the time of filling, sealing failure after filling, dirt on the outer surface of the bottle, poor appearance of the bottle, and the like. Furthermore, in the present invention, it has become possible to fill and seal the beverage that has been filled in the heat-resistant pressure-resistant polyester bottle to which heat resistance has been imparted conventionally by an expensive heat set, into a low-cost pressure-resistant polyester bottle, It is also economical.
  • the container for filling and sealing the beverage described above is a polyester bottle obtained by biaxial stretch blow molding a preform obtained by injection molding or compression molding of a conventionally known polyethylene terephthalate resin or the like.
  • the polyester bottle is composed of the mouth / neck portion 21, the shoulder portion 22, the trunk portion 23, and the bottom portion 24 shown in FIG. 2, and the bottom portion 24 has a petaloid petaloid shape.
  • a pressure-resistant polyester bottle 20 having a pressure-resistant structure such as the above is preferable.
  • the pressure-resistant polyester bottle is sterilized by heat sterilization in a short time using a relatively low temperature hot water of 70 to 80 ° C.
  • the container is not particularly required to have heat resistance, and can be handled with a low-cost pressure-resistant polyester bottle by previously forming the container in consideration of the shrinkage rate.
  • a low-cost pressure-resistant polyester bottle is selected as a container for filling and sealing the sterilized nitrogen source-containing carbonated beverage, and sterilized with hot water at 70 to 80 ° C. for 0.5 to 5 seconds. It is an important feature that it has a sterilizing effect equivalent to or higher than 65 ° C. for 10 minutes and has a preferable sterilizing effect as the sterilizing condition of the pressure-resistant polyester bottle. That is, as a sterilization condition for a low-cost pressure-resistant polyester bottle, warm water is used at 70 to 80 ° C. for 0.5 to 5 seconds, preferably 74 to 80 ° C. for 1 to 3 seconds, more preferably 78 ° C. ⁇ 1.
  • the pressure-resistant polyester bottle By sterilizing with hot water at 5 ° C for 1 to 3 seconds, the pressure-resistant polyester bottle can be sterilized in a short time and can be used as a container for carbonated beverages containing nitrogen sources, and the shrinkage rate of the bottle can be reduced. , Etc. can be suppressed, and it is possible to prevent spilling of the beverage at the time of filling, sealing failure after filling, dirt on the outer surface of the bottle, poor appearance of the bottle, and the like. On the other hand, if hot water of less than 70 ° C. is used for sterilization as the sterilization condition of the pressure-resistant polyester bottle, a satisfactory sterilization effect cannot be obtained in a short time, resulting in a decrease in sterilization efficiency and productivity.
  • the sterilization time can be shortened. Is 5% or more, and the rise in the line of sight of the bottle becomes remarkable, resulting in liquid spillage of the beverage at the time of filling, poor sealing after capping, or poor appearance of the bottle.
  • FIG. 1 is a flowchart of an example in which a carbonated beverage containing fruit juice is used as the contents and a pressure-resistant polyester bottle is used as a container in the present invention, and an example of the aseptic filling method of the beverage according to the present invention will be described based on FIG.
  • the carbonated beverage containing fruit juice is sterilized by heating according to the Food Sanitation Law according to the pH of the juice beverage that is a nitrogen source-containing beverage, and separately from the juice beverage, sterilizes the carbon dioxide gas by a sterilization filter, Carbon dioxide gas is introduced into the sterilized fruit juice beverage to prepare a carbonated beverage containing fruit juice as the contents.
  • the pressure-resistant polyester bottle and the cap used for sealing are each sprayed with, for example, 78 ⁇ 1.5 ° C. hot water from an injection nozzle or the like, and the bottle and the cap are sterilized with hot water for 1 to 3 seconds. .
  • the sterilized pressure-resistant polyester bottle is conveyed to a filling machine in an aseptic environment and filled with a sterilized carbonated beverage containing fruit juice.
  • the pressure-resistant polyester bottle filled with the carbonated beverage containing fruit juice is conveyed to a sealing machine that is also in an aseptic environment and sealed with a sterilized cap.
  • the sealed pressure-resistant polyester bottle can be transferred to the product inspection process, the boxing process, etc. without the need for a post-heater sterilization process with a hot water shower or the like like a conventional carbonated beverage containing a nitrogen source. it can.
  • the aseptic filling method of the beverage of the present invention is not limited to the specific example using FIG. 1 described above, and various modifications are possible.
  • the nitrogen source-containing carbonated beverage is prepared before filling in order to prevent the loss of carbon dioxide gas, but it is also possible to fill the sterilized pressure-resistant polyester bottle with the carbon dioxide gas separately from the nitrogen source-containing beverage.
  • a carbon dioxide aqueous solution is used instead of carbon dioxide.
  • the contents targeted by the present invention are nitrogen source-containing carbonated drinks having a pH of less than 4, the contents may be heat sterilized at 65 ° C. for 10 minutes or more.
  • the aseptic filling method for beverages of the present invention it is necessary that at least the filling and sealing process of the nitrogen source-containing carbonated beverage to the sterilized pressure-resistant polyester bottle is performed in an aseptic environment.
  • the sterilization process of the contents and the sterilization process of the pressure-resistant polyester bottle may of course be in an aseptic environment.
  • the aseptic environment in the present invention means a state in which heat is sterilized with hot water of 65 ° C. to 100 ° C. and washed in advance, and is isolated from the outside. Aseptic air is supplied to the inside and positive pressure is applied to the outside. It is an environment where outside air does not flow easily.
  • Sterilization of the pressure-resistant polyester bottle is performed by using hot water at 70 to 80 ° C. for 0.5 to 5 seconds, preferably 74 to 80 ° C., 1 to 3 seconds, more preferably 78 ⁇ 1.5 ° C. for the inner and outer surfaces of the bottle. This is done by spraying for 1 to 3 seconds. According to this method, since the pressure-resistant polyester bottle is sterilized with hot water and washed after sterilization at the same time, a step of separately washing the sterilized bottle is unnecessary. In addition, the inner and outer surfaces of the cap are sterilized with warm water in the same manner as the bottle.
  • Sterilization of the inner and outer surfaces of the pressure-resistant polyester bottle with warm water is not limited to this, but can be performed by spraying warm water into a container placed in an inverted state.
  • the cap can be sterilized by spraying warm water with the cap opening facing downward.
  • the above-mentioned sterilization of the bottle and cap with warm water can be performed at a temperature and time range of 65 ° C. for 10 minutes or more by selecting the conditions so as to improve the sterilization effect. Is preferable.
  • the beverage aseptic filling system of the present invention corresponds to the above aseptic filling method, and is a beverage aseptic filling system for aseptically filling a container with a nitrogen source-containing carbonated beverage having a pH of less than 4.0.
  • Sterilization means for performing heat sterilization for 10 minutes or more container is a pressure-resistant polyester bottle, container sterilization means for spraying 70 to 80 ° C. warm water for 0.5 to 5 seconds, and the sterilized beverage And a sealing means for sealing the container filled with the beverage, wherein at least the filling means and the sealing means are in an aseptic environment. As shown in FIG.
  • a fruit juice drink is supplied from the fruit juice storage tank 1 installed outside the aseptic environment to the heat sterilizer 2 and sterilized at 65 ° C. for 10 minutes or more.
  • carbon dioxide gas is supplied from the carbon dioxide storage tank 3 to the sterilization apparatus 4 equipped with a sterilization filter to be sterilized.
  • the sterilized fruit juice drink and the sterilized carbon dioxide gas are supplied to the mixing tank 5 and mixed to prepare a carbonated drink containing fruit juice.
  • the pressure-resistant polyester bottle filled and sealed with carbonated beverage containing fruit juice is transferred from the bottle supply device 6 to the hot water sterilizer 7 and sterilized with hot water of 70 to 80 ° C.
  • the cap is transferred from the cap supply device 8 to the hot water sterilizer 9 and subjected to hot water sterilization similar to that of the bottle.
  • the pressure-resistant polyester bottle after sterilization is supplied to the filling device 10 and filled with a carbonated beverage containing fruit juice.
  • the cap is supplied to the sealing device 11 and capped with a pressure-resistant polyester bottle filled with a carbonated beverage containing fruit juice to seal the bottle.
  • the sealed pressure-resistant polyester bottle is conveyed to a product inspection device, a boxing device, or the like outside the sterile environment.
  • at least the filling device and the sealing device need to be in an aseptic environment, but a heat sterilization device, a mixing tank, a hot water sterilization device, or the like may be in the aseptic environment.
  • This test bottle is inserted in an inverted state from the center of the bottle mouth toward the center of the bottom of the bottle, with a hot water injection nozzle (inner diameter 5 mm) inserted 30 mm from the top of the bottle mouth, and at a predetermined temperature under the operating conditions at a flow rate of 100 ml / second, Warm water was sprayed over time to sterilize the bottle inner surface.
  • the number of surviving bacteria on the inner surface of the bottle after sterilization was cultivated on a potato dextrose agar medium at 30 ° C.
  • the pressure-resistant polyester bottle when aseptically filling the nitrogen source-containing carbonated beverage, the pressure-resistant polyester bottle can be sterilized efficiently and aseptically filled. Even if it is a non-heat-resistant pressure-resistant polyester bottle, the rise in the line of crease is suppressed, and the beverage that has been filled in the heat-resistant polyester bottle to which heat resistance has been imparted by an expensive heat set has been reduced. It can be seen that the pressure-resistant polyester bottle can be filled and sealed.
  • the method and system for aseptic filling of beverages of the present invention includes a carbonated beverage containing a nitrogen source that requires sterilization and contains a nitrogen source such as a carbonated beverage containing fruit juice, a carbonated beverage containing milk, or a nutritive carbonated beverage containing amino acids, vitamins, and the like. It can be used effectively as an aseptic filling technique. Moreover, since the container is a pressure-resistant polyester bottle that does not require heat resistance, the cost can be reduced, and the container can be effectively used as an aseptic filling technique for a nitrogen source-containing carbonated beverage using a general-purpose container.
  • Heat sterilizer 4 sterilizer, 5 mixing tank, 7, 9 hot water sterilizer, 10 filling device, 11 sealing device, 20 pressure-resistant polyester bottle.

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  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
  • Non-Alcoholic Beverages (AREA)

Abstract

　本発明は、ｐＨ４．０未満の窒素源含有炭酸飲料を容器に無菌充填するための飲料の無菌充填方法であって、該飲料の６５℃、１０分同等以上の加熱殺菌を行う内容物の殺菌工程、容器が耐圧性ポリエステルボトルであって、該容器に７０～８０℃の温水を０．５～５秒間噴射する容器の殺菌工程、前記殺菌済み飲料の殺菌済み容器への充填工程、及び充填済み容器の密封工程から成り、少なくとも前記充填工程及び密封工程が無菌環境内で行われることを特徴とするものであり、効率よく容器を殺菌して、果汁入り炭酸飲料、乳性入り炭酸飲料、又はアミノ酸、ビタミン等入り栄養補給炭酸飲料等の窒素源を含有する窒素源含有炭酸飲料を容器に充填することができる。際に、効率よく容器を殺菌して前記飲料を無菌充填する飲料の無菌充填方法、システムを提供することである。

Description

飲料の無菌充填方法及びシステム
　本発明は、飲料の無菌充填方法及びシステムに関するものであり、より詳細には、果汁入り炭酸飲料、乳性入り炭酸飲料、又はアミノ酸、ビタミン等入り栄養補給炭酸飲料等の窒素源を含有する窒素源含有炭酸飲料を無菌充填する際に、容器として耐圧性ポリエステルボトルを用いる飲料の無菌充填方法及びシステムに関する。
　近年、殺菌を要する飲料の容器への充填・密封方法において、加熱殺菌を必要とする充填方法に加えて、加熱によるフレーバーの低下等を防ぎ、高品質の飲料を得る充填方法として無菌充填（アセプティック充填）法が広く採用されている。無菌充填法は、完全無菌状態での密封を保証するものであるので、常温充填でありながら果汁入り飲料等の酸性飲料や、ボツリヌス菌等の芽胞菌が繁殖しやすい乳性入り飲料の充填にも適用可能であり、内容物の熱劣化も少ないという利点を有している（例えば特許文献１，２等）。
　一般に、無菌充填法においては、容器の殺菌に際して薬剤殺菌方式を採用していることから、薬剤による殺菌工程の後に無菌水による洗浄が必要である。そのため、工程数が多いことから、容器の殺菌方法の簡略化が求められており、果汁飲料等の酸性飲料、コーヒー・茶飲料等の低酸性飲料、ミネラルウォーター等の無炭酸飲料においては無菌充填が使用されているが、前述した窒素源含有炭酸飲料においては、無菌充填方式は採用されておらず、例えば、前記した果汁入り炭酸飲料は、従来は内容液と炭酸ガスを混合して容器に充填・密封し、密封後に容器ごと内容液の殺菌レベルが６５℃、１０分相当になるように、温水シャワー等によるパストライザーにてボトル外面から加熱殺菌を行っていた。
特許第４７３７９２０１３号 特開２０１２-１２３８号公報
　しかしながら、前述した充填・密封後の加熱殺菌は、パストライザーを所定の加熱温度に上昇或いは下降させるのに時間がかかり、加熱殺菌に要する実質的な時間が長いことから、生産性に劣る。また内容物が充填・密封された状態で加熱することから、容器が膨張し、外観特性に劣ると共に、開封により内容液の入れ目線が下がってしまうという問題もある。更に、容器として高コストのヒートセットによる耐熱性が付与された耐熱圧性ポリエステルボトルを使用しなければならず、経済性の点でも未だ十分満足するものではなかった。
　従って、本発明の目的は、無菌充填により、果汁入り炭酸飲料、乳性入り炭酸飲料、又はアミノ酸、ビタミン等入り栄養補給炭酸飲料等の窒素源を含有する窒素源含有炭酸飲料をポリエステルボトルに充填する際に、効率よく前記飲料と容器を殺菌して、生産性を向上させると共に、低コストで前記飲料の無菌充填を可能とする飲料の無菌充填方法及びシステムを提供することである。
　本発明によれば、ｐＨ４．０未満の窒素源含有炭酸飲料を容器に無菌充填する飲料の無菌充填方法であって、該飲料の６５℃、１０分同等以上の加熱殺菌を行う内容物の殺菌工程、容器が耐圧性ポリエステルボトルであって、該容器に７０～８０℃の温水を０．５～５秒間噴射する容器の殺菌工程、前記殺菌済み飲料の殺菌済み容器への充填工程、及び充填済み容器の密封工程から成り、少なくとも前記充填工程及び密封工程が無菌環境内で行われることを特徴とする飲料の無菌充填方法が提供される。
　本発明の飲料の無菌充填方法においては、
１．前記窒素源含有炭酸飲料が、果汁入り炭酸飲料、乳性入り炭酸飲料、又はアミノ酸、ビタミン等入り栄養補給炭酸飲料であること、
２．前記窒素源含有炭酸飲料の加熱殺菌工程が、窒素源含有飲料の６５℃、１０分同等以上の加熱殺菌工程、及び炭酸ガスの除菌工程又は炭酸ガス水溶液の加熱殺菌工程から成ること、
３．前記殺菌済み容器の収縮率が５％未満であること、
４．前記容器の底部構造が、花弁状のペタロイド型の耐圧構造を有すること、
が好適である。
　本発明によればまた、ｐＨ４．０未満の窒素源含有炭酸飲料を容器に無菌充填する飲料の無菌充填システムであって、該飲料の６５℃、１０分同等以上の加熱殺菌を行う殺菌手段、容器が耐圧性ポリエステルボトルであって、該容器に７０～８０℃の温水を０．５～５秒間噴射する容器の殺菌手段、前記殺菌済み飲料を殺菌済み容器に充填を行う充填手段、及び前記飲料が充填された容器を密封する密封手段を備えてなり、少なくとも前記充填手段及び密封手段が無菌環境内にあることを特徴とする飲料の無菌充填システムが提供される。
　本発明においては、窒素源含有炭酸飲料を充填する耐圧性ポリエステルボトルの殺菌を温水殺菌で行うことにより、薬剤の使用を不要とし、薬剤を用いた殺菌のように、無菌水による洗浄が不要であり、効率よく低コストの耐圧性ポリエステルボトルを殺菌して無菌充填を行うことができる。
　また、従来の窒素源含有炭酸飲料に採用されていた充填・密封後のパストライザーを用いた加熱殺菌、加熱殺菌時の温度調節等を不要とし、効率よく殺菌して無菌充填を行うことができる。
　また、本発明においては、耐圧性ポリエステルボトルの殺菌を比較的低温の７０～８０℃の温水で行うことにより、容器が非耐熱性の耐圧性ポリエステルボトルであっても収縮率を５％未満として、内容物である飲料の入れ目線の上昇等を抑制して充填時の飲料の液零れ、充填後の密封不良、ボトル外面の汚れ、或いはボトルの外観不良等を防止することが可能なる。
　更に、本発明においては、従来高価なヒートセットによる耐熱性が付与された耐熱圧ポリエステルボトルに充填されていた前記飲料を、低コストの耐圧性ポリエステルボトルに充填・密封することが可能になり、経済性にも優れている。
本発明の飲料の無菌充填方法及びシステムの構成の一例を示すフローチャートである。 本発明の飲料の無菌充填方法及びシステムに用いる耐圧性ポリエステルボトルの参考図である。
（窒素源含有炭酸飲料）
　本発明おいて充填・密封される内容物は、窒素源含有炭酸飲料、例えば、果汁、果肉、野菜汁、乳成分、或いはアミノ酸等の窒素源を含有するｐＨ４．０未満の窒素源含炭酸飲料である。尚、窒素源含有炭酸飲料は、窒素源含有飲料と、炭酸ガスまたは炭酸ガス水溶液を混合することにより調製される。
　また、清涼飲料水の殺菌条件は、食品衛生法により内容物のｐＨ等によって製造基準が規定されており、本発明における殺菌条件は、ｐＨ４．０未満の飲料と同等の６５℃で１０分間加熱する方法、若しくはこれと同等以上の効力を有する方法での殺菌が採用される（以下、６５℃、１０分同等以上と記す）。
（殺菌対象容器）
　本発明において、前述した飲料を充填・密封する容器は、従来公知のポリエチレンテレフタレート樹脂等を射出成形、或いは圧縮成形したプリフォームを、二軸延伸ブロー成形して得られたポリエステルボトルである。
　本発明においては、内容物が炭酸飲料であることから、ポリエステルボトルは、図２に示す口頸部２１、肩部２２、胴部２３、及び底部２４から成り、底部２４が花弁状のペタロイド型等の耐圧構造を有する耐圧性ポリエステルボトル２０であることが好ましい。そして、このような耐圧性ポリエステルボトルの殺菌は、７０～８０℃、０．５～５秒という比較的低温の温水を用いて短時間で加熱殺菌を行うことにより、容器の収縮率を５％未満に低減することが可能である。このため、容器には特に耐熱性は要求されず、予め収縮率を考慮して容器を成形することにより、低コストの耐圧性ポリエステルボトルで対応できる。
（無菌充填方法）
　本発明の飲料の無菌充填方法においては、ｐＨ４．０未満の窒素源含有炭酸飲料を６５℃、１０分同等以上で加熱殺菌を行う内容物の殺菌工程、容器が耐圧性ポリエステルボトルであって、該容器に７０～８０℃の温水を０．５～５秒間噴射する容器の殺菌工程、前記殺菌済み飲料の殺菌済み容器への充填工程、及び充填済み容器の密封工程から成り、少なくとも前記充填工程及び密封工程が無菌環境内で行われる。
　そして、本発明においては、前記殺菌済みの窒素源含有炭酸飲料を充填、密封する容器として、低コストの耐圧性ポリエステルボトルを選択し、７０～８０℃、０．５～５秒間の温水殺菌が、６５℃、１０分同等以上の殺菌効果を有し、前記耐圧性ポリエステルボトルの殺菌条件として、好ましい殺菌効果を有することを見出したことが重要な特徴である。
　即ち、低コストの耐圧性ポリエステルボトルの殺菌条件として、温水を用い、７０～８０℃、０．５～５秒、好ましくは７４～８０℃、１～３秒、より好ましくは７８℃±１．５℃、１～３秒の温水殺菌を行うことにより、耐圧性ポリエステルボトルを短時間で殺菌して窒素源含有炭酸飲料の容器とし採用可能とし、また、ボトルの収縮率を低減して入れ目線の上昇等を抑制し、充填時の飲料の液零れ、充填後の密封不良、ボトル外面の汚れ、或いはボトルの外観不良等を防止することができる。
　これに対し、耐圧性ポリエステルボトルの殺菌条件として、７０℃未満の温水を殺菌に用いると、短時間では満足な殺菌効果が得られず、殺菌効率の低下を招いて生産性が低下する。一方、耐圧性ポリエステルボトルの殺菌条件として、８０℃を越える温水を殺菌に用いると、殺菌時間を短時間とすることが出来るが、耐熱性が付与されていない耐圧性ポリエステルボトルは、その収縮率が５％以上となり、ボトルの入れ目線の上昇等が顕著となり、充填時の飲料の液こぼれ、キャッピング後の密封不良、或いはボトル外観不良等を生じる。
　図１は、本発明において、内容物として果汁入り炭酸飲料、容器として耐圧性ポリエステルボトルを用いた例のフローチャートであり、図１に基づいて本発明の飲料の無菌充填方法の一例を説明する。
　果汁入り炭酸飲料は、窒素源含有飲料である果汁飲料をそのｐＨに応じて食品衛生法で定められた加熱殺菌を行うと共に、果汁飲料とは別に、炭酸ガスを除菌フィルターにより除菌し、殺菌済みの果汁飲料に炭酸ガスを導入して、内容物である果汁入り炭酸飲料を調製する。
　一方、耐圧性ポリエステルボトル及び密封に用いられるキャップをそれぞれ、例えば、７８±１．５℃の温水を噴射ノズル等から噴射して、ボトル及びキャップの内外面を１～３秒間の温水殺菌を行う。殺菌済みの耐圧性ポリエステルボトルは、無菌環境内にある充填機に搬送され、殺菌済みの果汁入り炭酸飲料が充填される。次いで果汁入り炭酸飲料充填済みの耐圧性ポリエステルボトルは、同じく無菌環境内にある密封機に搬送され、殺菌済みのキャップで密封される。密封された耐圧性ポリエステルボトルは、従来の窒素源含有炭酸飲料のように温水シャワー等によるパストライザーの後加熱殺菌工程等を必要とすることなく、製品検査工程、箱詰め工程等に移送することができる。
　本発明の飲料の無菌充填方法は、上記図１を用いた具体例に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、窒素源含有炭酸飲料は充填前に調製されていることが炭酸ガスの損失を防止する上で好ましいが、炭酸ガスを窒素源含有飲料とは別に殺菌済み耐圧性ポリエステルボトルに充填することもでき、この場合には、先に炭酸ガスを充填した後、窒素源含有飲料を充填することが望ましい。また炭酸ガスに代えて炭酸ガス水溶液を用いた場合も同様である。
　また、内容物の加熱殺菌は、本発明が対象とする内容物がｐＨ４未満の窒素源含有炭酸飲料であることから、６５℃、１０分同等以上の加熱殺菌レベルであればよい。
　本発明の飲料の無菌充填方法においては、図１に示すように、少なくとも殺菌済みの耐圧性ポリエステルボトルへの窒素源含有炭酸飲料の充填・密封工程が無菌環境内で行われることが必要であるが、内容物の殺菌工程、耐圧性ポリエステルボトルの殺菌工程も無菌環境内であっても勿論よい。
　尚、本発明における無菌環境とは、予め６５℃～１００℃の熱水で加熱殺菌し洗浄して外界と隔離した状態を意味し、内部には無菌エアが供給され、外部に対して陽圧化され、外気が容易に流入しない環境である。
　耐圧性ポリエステルボトルの殺菌は、ボトルの内外面を７０～８０℃の温水を０．５～５秒、好ましくは７４～８０℃、１～３秒より好ましくは７８±１．５℃の温水を１～３秒噴射することにより行われる。この方法によれば、温水により耐圧性ポリエステルボトルの殺菌と殺菌後の洗浄を同時に行うので、殺菌後のボトルを別途洗浄する工程は不要である。また、キャップの内外面もボトルと同様に温水により殺菌を行う。
　温水による耐圧性ポリエステルボトル内外面の殺菌は、これに限定されないが、倒立状態に配置した容器に温水を噴射することにより行うことができる。キャップの殺菌も同様に、キャップの開口部を下方に向けて温水を噴射することにより行うことができる。
　尚、前述したボトルとキャップの温水による殺菌は、その温度、時間の範囲で６５℃、１０分同等以上となるように条件を選択して温水殺菌を行うことが、より殺菌効果を向上させる点で好ましい。
（無菌充填システム）
　本発明の飲料の無菌充填システムは、上記無菌充填方法に対応し、ｐＨ４．０未満の窒素源含有炭酸飲料を容器に無菌充填するための飲料の無菌充填システムであって、該飲料の６５℃、１０分同等以上の加熱殺菌を行う殺菌手段、容器が耐圧性ポリエステルボトルであって、該容器に７０～８０℃の温水を０．５～５秒間噴射する容器の殺菌手段、前記殺菌済み飲料を殺菌済み容器に充填を行う充填手段、及び前記飲料が充填された容器を密封する密封手段を備えてなり、少なくとも前記充填手段及び密封手段が無菌環境内にあることを特徴とする。
　図１に示すように、無菌環境外に設置された果汁飲料貯蔵タンク１から加熱殺菌装置２に果汁飲料が供給され、６５℃、１０分同等以上の殺菌が行われる。同様に炭酸ガス貯蔵タンク３から除菌フィルターを備えた除菌装置４に炭酸ガスが供給され、除菌される。次いで殺菌済み果汁飲料及び除菌済み炭酸ガスは、混合タンク５に供給されて混合され、果汁入り炭酸飲料に調製される。
　一方、果汁入り炭酸飲料を充填・密封する耐圧性ポリエステルボトルは、ボトル供給装置６から温水殺菌装置７に移送されて、７０～８０℃の温水を用いて０．５～５秒間の殺菌、好ましくは６５℃、１０分同等以上の殺菌効果となる温水殺菌が施される。キャップは、キャップ供給装置８から、温水殺菌装置９に移送され、ボトルと同様の温水殺菌が施される。
　殺菌が終了した耐圧性ポリエステルボトルは、充填装置１０に供給されて果汁入り炭酸飲料が充填される。また、キャップは密封装置１１に供給され、果汁入り炭酸飲料が充填された耐圧性ポリエステルボトルにキャッピングされてボトルを密封する。密封された耐圧性ポリエステルボトルは、無菌環境外の製品検査装置、箱詰め装置等に搬送される。
　本発明の無菌充填システムにおいては、少なくとも充填装置及び密封装置が無菌環境内にあることが必要であるが、加熱殺菌装置や混合タンク、或いは温水殺菌装置等が無菌環境内にあってもよい。
（評価）
１．ボトルの収縮率
　ボトルとして５００ｍｌ（目付量３１ｇ）、口径φ２８ｍｍの図２に示す耐圧性ポリエステルボトルを使用し、実施条件におけるボトル内面への温水殺菌前と温水殺菌後の満注内容量（Ｖ１、Ｖ２）の計測値の差から求めた。
　　収縮率（％）＝［（Ｖ１－Ｖ２）／Ｖ１］×１００
　その結果を表１に示す。
　表中、ボトルの収縮率が５％未満：○、５％以上：×で表記した。
２．ボトルの温水殺菌による殺菌効果
（１）殺菌効果（Ｄ値）
　供試ボトルとして５００ｍｌ、口径φ２８ｍｍの図２に示す耐圧性ポリエステルボトルを使用し、また、供試菌としてAspergillusnigerATCC6275を３０日間ポテトデキストロース寒天培地で培養したものを使用した。
　供試ボトルの内面に、前記供試菌の胞子懸濁液を０．１ｍｌ噴霧して、１０６cfu/ボトルとなるように懸濁液を付着させた後、一昼夜クリーンルーム内で乾燥させ、供試ボトルとして用いた。
　この供試ボトルを、倒立状態でボトル口部中心よりボトル底面中心に向けて温水噴射ノズル（内径５ｍｍ）をボトル口部天面より３０ｍｍ挿入させ、１００ｍｌ/秒の流量で実施条件における所定温度、時間で温水を噴射しボトル内面を殺菌した。
　次いで、殺菌後のボトル内面の生残菌数をポテトデキストロース寒天培地で３０℃×７日間培養して菌数を計測し、Ｌｏｇ（初期菌数／生残菌数）より、殺菌効果（Ｄ）を求め、窒素源含有炭酸飲料自体が静菌性を有するため殺菌レベルを緩和することが可能で、３Ｄ以上を目的とする殺菌効果とした。
　その結果を表１に示す。
　表中、３Ｄ以上：○、３Ｄ未満：×で表記した。
（２）殺菌効果（Ｆ６５値）
　実施条件において、ボトル内面の温水殺菌の６５℃、１０分間（ｚ＝５℃）の殺菌効果をＦ６５値で確認した。
　その結果を表１に示す。
　表中、Ｆ６５＝１０以上：○、Ｆ６５＝１０未満：×で表記した。
　尚、実施条件７、８に関しては、ボトルの収縮率が５％以上であり、また、実施条件９、１０に関しては、殺菌効果（Ｄ値）が２Ｄ以下で温水殺菌による殺菌効果が得られていないため、本殺菌効果の確認は行っていない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　前述した実施条件の評価から、本発明によれば、窒素源含有炭酸飲料を無菌充填する際に、効率よく低コストの耐圧性ポリエステルボトルを殺菌して無菌充填を行うことができ、また、容器が非耐熱性の耐圧性ポリエステルボトルであっても入れ目線の上昇等を抑制して、従来高価なヒートセットによる耐熱性が付与された耐熱圧ポリエステルボトルに充填されていた前記飲料を、低コストの耐圧性ポリエステルボトルに充填・密封することが可能であることが判る。
　本発明の飲料の無菌充填方法及びシステムは、果汁入り炭酸飲料、乳性入り炭酸飲料、又はアミノ酸、ビタミン等入り栄養補給炭酸飲料等の窒素源を含有する殺菌が必要な窒素源含有炭酸飲料の無菌充填技術として、有効に利用できる。
　また、容器が、耐熱性が要求されない耐圧性ポリエステルボトルであるため、コストダウンを図ることでき、汎用容器を用いた窒素源含有炭酸飲料の無菌充填技術として有効に利用できる。
　２　加熱殺菌装置、４　除菌装置、５　混合タンク、７，９　温水殺菌装置、１０　充填装置、１１　密封装置、２０　耐圧性ポリエステルボトル。

Claims (6)

  1. 　ｐＨ４．０未満の窒素源含有炭酸飲料を容器に無菌充填する飲料の無菌充填方法であって、該飲料の６５℃、１０分同等以上の加熱殺菌を行う内容物の殺菌工程、容器が耐圧性ポリエステルボトルであって、該容器に７０～８０℃の温水を０．５～５秒間噴射する容器の殺菌工程、前記殺菌済み飲料の殺菌済み容器への充填工程、及び充填済み容器の密封工程から成り、少なくとも前記充填工程及び密封工程が無菌環境内で行われることを特徴とする飲料の無菌充填方法。
  2. 　前記窒素源含有炭酸飲料が、果汁入り炭酸飲料、乳性入り炭酸飲料、又はアミノ酸、ビタミン等入り栄養補給炭酸飲料である請求項１記載の飲料の無菌充填方法。
  3. 　前記窒素源含有炭酸飲料の加熱殺菌工程が、窒素源含有飲料の６５℃、１０分同等以上の加熱殺菌工程、及び炭酸ガスの除菌工程又は炭酸ガス水溶液の加熱殺菌工程から成る請求項１又は２に記載の飲料の無菌充填方法。
  4. 　前記殺菌済み容器の収縮率が５％未満である請求項１～３の何れかに記載の飲料の無菌充填方法。
  5. 　前記容器の底部構造が、花弁状のペタロイド型の耐圧構造を有する請求項１～４の何れかに記載の飲料の無菌充填方法。
  6. 　ｐＨ４．０未満の窒素源含有炭酸飲料を容器に無菌充填する飲料の無菌充填システムであって、該飲料の６５℃、１０分同等以上の加熱殺菌を行う殺菌手段、容器が耐圧性ポリエステルボトルであって、該容器に７０～８０℃の温水を０．５～５秒間噴射する容器の殺菌手段、前記殺菌済み飲料を殺菌済み容器に充填を行う充填手段、及び前記飲料が充填された容器を密封する密封手段を備えてなり、少なくとも前記充填手段及び密封手段が無菌環境内にあることを特徴とする飲料の無菌充填システム。
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