WO2017038584A1 - 無菌充填システム、容器殺菌ユニット、および無菌充填方法 - Google Patents

無菌充填システム、容器殺菌ユニット、および無菌充填方法 Download PDF

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cooling
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憲一 小南
秀彦 勝田
桂紹 杉浦
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東洋製罐株式会社
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    • B67C7/00—Concurrent cleaning, filling, and closing of bottles; Processes or devices for at least two of these operations

Definitions

  • the present invention relates to an aseptic filling system, a container sterilizing unit, and an aseptic filling method for aseptically filling a sterilized content liquid into a sterilized container, and in particular, in-line that performs consistently from container molding to filling and sealing of the content liquid.
  • the present invention relates to a blow type aseptic filling system, a container sterilization unit, and an aseptic filling method.
  • an aseptic filling (aseptic filling) method in which a sterilized content liquid is filled in a sterilized container in an aseptic environment has been widely employed (see, for example, Patent Document 1).
  • an aseptic filling method in the container sterilization unit, after the container is heated and sterilized by spraying warm water or a warm chemical solution, the sterilized container is filled with the sterilized normal temperature content liquid, and then the container Cap the sterilized cap and seal the container.
  • the container is filled with the sterilized room temperature content liquid, so the container is not required to have heat resistance, and therefore the non-heat resistant polyester bottle in which the mouth of the container is not crystallized. Is generally used.
  • a non-heat-resistant polyester bottle has the advantage that the container can be easily reduced in weight and thickness, and the cost can be reduced, and the manufacturing method can be simplified without requiring heat-resistant treatment of the bottle.
  • non-heat-resistant polyester bottle for example, a non-heat-resistant PET bottle mainly composed of polyethylene terephthalate
  • softening starts at a temperature of about 70 ° C. Therefore, warm water of about 60 ° C. to 90 ° C. or hot drug solution of about 55 ° C. to 75 ° C. is sprayed, so that the container is likely to be deformed after heat sterilization of the container. Therefore, for the purpose of suppressing such deformation of the container, it is also generally known that the container is cooled by a method such as spraying low-temperature sterile water on the container after the heat sterilization of the container (for example, Patent Documents). 2 and 3).
  • JP 2014-231356 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-227726 JP 2008-133049 A
  • in-line blow type aseptic filling system that consistently performs from the container molding to filling of the content liquid into the container is being adopted in the same factory.
  • a container forming unit for performing blow molding of a container is installed on the upstream side of the container sterilizing unit described above, and the container carried out from the container forming unit is carried into the container sterilizing unit, The container is sterilized by heating in the container sterilization unit.
  • capping failure is caused in part of the sealed container discharged from the aseptic filling system, that is, the cap is well attached to the mouth of the container. There may be no events.
  • the mouth of the container is compared with the case where the container from which the residual heat has been removed is heat sterilized.
  • the temperature of the part quickly reaches about 70 ° C., which is the glass transition temperature of the polyethylene terephthalate resin, and as a result, the softened state of the mouth of the container is maintained for a long time.
  • the mouth of the container is sandwiched between grippers that hold the mouth of the container as shown in FIG. 3 and deliver and transport the container with the mouth of the container softened, the container is cooled after heat sterilization of the container.
  • the present invention solves these problems and reliably suppresses deformation of the mouth portion of the container even when the process from container molding to filling of the container with the content liquid is performed consistently.
  • the aseptic filling system of the present invention is an aseptic filling system for filling a sterilized content liquid into a sterilized container in an aseptic environment, a container molding unit for blow-molding the container, and a downstream side of the container molding unit
  • a container sterilization unit disposed on the container, a filling unit disposed on the downstream side of the container sterilization unit and filling the container with the content liquid, and a capping unit disposed on the downstream side of the filling unit.
  • a sterilization unit solves the above-mentioned subject by having a heat sterilization part which heat sterilizes the container, and a cooling part which cools the mouth of the container on the downstream side of the heat sterilization part.
  • the container sterilization unit of the present invention is a container sterilization unit for an aseptic filling system that is installed between an upstream container forming unit and a downstream filling unit and sterilizes the container, and heat-sterilizes the container.
  • the above-mentioned problem is solved by having a heat sterilization unit that performs and a cooling unit that cools the mouth of the container on the downstream side of the heat sterilization unit.
  • the aseptic filling method of the present invention is an aseptic filling method for aseptically filling a sterilized content liquid into a sterilized container, wherein the container is molded by blow molding, and the container is heated and sterilized in the molded container.
  • the problem is solved by filling and sealing the sterilized content liquid after cooling the mouth of the heat-sterilized container.
  • a cooling process is further performed on the mouth of the container between the downstream side of the blow wheel installed in the container molding unit and the upstream side of the heat sterilization unit of the container sterilization unit.
  • the container can be sterilized by heating after surely removing the remaining heat at the time of blow molding remaining inside (deep part) of the mouth of the container. For this reason, it is possible to more reliably suppress the deformation of the mouth of the container and to cap the cap well on the mouth of the container.
  • the container sterilization unit includes a gripper that grips the mouth of the container and transports the container, and further includes gripper cooling means that cools the gripper.
  • the gripper cooling means is configured to cool the gripper by supplying a fluid for lubrication to the gripper, and thereby means for cooling the gripper and means for lubricating the gripper. Since it is not necessary to provide the two separately, the system configuration can be simplified.
  • Explanatory drawing which shows the aseptic filling system which concerns on one Embodiment of this invention.
  • Explanatory drawing which shows the state of the container in each process roughly.
  • Explanatory drawing which shows the holding state of the container by a gripper.
  • SYMBOLS 10 Aseptic filling system 20 ... Container molding unit 30 ... Container sterilization unit 31 ... Heat sterilization part 31a ... Sterilization spray nozzle 32 ... First cooling part 32a ... First 1 cooling spray nozzle 33 ... second cooling section 33a ... second cooling spray nozzle 40 ... filling unit 50 ... capping unit 60 ... container transport means 61 ... gripper 62-1 to 10 ... 1st to 10th turrets 70 ... Exit conveyance zone C ... Container C1 ... Container mouth C2 ... Neck C3 ... Cabra
  • the aseptic filling system 10 aseptically fills the sterilized container C with the molded and sterilized content liquid of the container C, and as shown in FIG. 1, a container molding unit 20 that performs blow molding of the container C.
  • a container sterilization unit 30 disposed adjacent to or close to the downstream side of the container forming unit 20, a filling unit 40 disposed on the downstream side of the container sterilization unit 30, and filling the content liquid into the container C, and filling
  • a capping unit 50 disposed downstream of the unit 40 and mounting a sterilized cap on the mouth C1 of the container, an outlet transport zone 70, and a container transport for transporting the container C from upstream to downstream of the container sterilization unit 30 Means 60.
  • each process such as the sterilization process of the container C in the container sterilization unit 30, the filling process of the content liquid in the filling unit 40, and the capping process in the capping unit 50, is performed in a sterile chamber maintained in a sterile state.
  • the aseptic chamber introduces aseptic air from the outside in the filling unit 40, and the aseptic air is collected (exhausted) in the container sterilization unit 30 (near the first cooling unit 32) and the outlet transport zone 70. A positive pressure is maintained in the sterile chamber.
  • the container C of the present embodiment shown in FIGS. 2 and 3 is a non-heat resistant polyester bottle in which the container opening C1 is not crystallized.
  • the container C is about 70.
  • Softening starts at a temperature of about °C.
  • the moisture content of the container mouth portion C1 of the preform which is a preform of the container C is set in order to exert a suppressing effect on the deformation of the mouth portion C1. It is preferable to set it to 3000 ppm or less.
  • the container molding unit 20 blow-molds the container C by placing the heated preform in the mold and then blowing the pressurized air into the circumferential direction while stretching the preform in the longitudinal direction. It is configured as follows.
  • the container sterilization unit 30 includes a heat sterilization unit 31 that performs sterilization processing on the container C, and a cooling process performed on the mouth portion C1 of the container C on the upstream side of the heat sterilization unit 31. 1 cooling unit 32 and a second cooling unit 33 that cools the container C on the downstream side of the heat sterilization unit 31.
  • the heat sterilization unit 31 sterilizes the container C by spraying the container C with hot water of about 60 ° C. to 90 ° C. or hot chemical liquid of about 55 ° C. to 75 ° C.
  • hot water or hot chemical liquid is supplied from a plurality of sterilizing spray nozzles 31a installed around the fifth turret 62-5 to the eighth turret 62-8 to the container.
  • the container C is sterilized by spraying on the outer surface and / or inner surface of C.
  • the first cooling unit 32 is provided on the downstream side of the container forming unit 20, that is, immediately after the container C is unloaded from the container forming unit 20.
  • the low-temperature cooling fluid such as gas is jetted to the mouth portion C1 of the container C to cool the mouth portion C1.
  • the temperature of the cooling fluid is about 50 ° C. or less, and preferably 20 ° C. to 40 ° C.
  • the mouth C1 of various polyester bottles mainly made of various polyesters (polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc.) It is preferable because the deformation of the mouth portion C1 due to the residual heat of the preform heating at the time of blow molding remaining can be reliably suppressed.
  • the outlet shape is such that only the mouth portion C1 can concentrate the cooling fluid locally, for example, a blower having a flat or small diameter. It is more preferable to appropriately select a nozzle having a mouth shape.
  • the cooling fluid is supplied to the container C from the first cooling spray nozzle 32a installed on the outer peripheral side of the plurality of adjacent turrets 62 (second and third turrets 62-2 and 62-3).
  • the cooling fluid can be sprayed not only on one side of the mouth part C1 in the circumferential direction but also on the entire surface of the mouth part C1.
  • the first cooling spray nozzle 32 a is divided into a plurality of adjacent turrets 62, but may be disposed opposite to the inner peripheral side and the outer peripheral side of one turret.
  • the position where the cooling fluid such as sterile water is sprayed is the same as that of the first cooling unit 32 described above, and the mouth is also provided on the inner surface of the mouth C1, the entire outer surface of the container C, and / or the entire inner surface of the container C. You may spray the cooling fluid adjusted to the temperature which can cool part C1 reliably.
  • a liquid cooling fluid such as sterile water is supplied to the outer surface of the container C and / or When sprayed over the entire inner surface, the liquid cooling fluid collects and flows down at the mouth C1, so the same effect as when the cooling fluid (sterile water, sterile air, and sterile liquefied gas) is blown locally only at the mouth C1. Can be obtained.
  • the second cooling spray nozzle 33a may be arranged in a divided manner like the first cooling spray nozzle 32a described above.
  • the sterilization of the container C in the heat sterilization unit 31 is as high as about 65 ° C. to 90 ° C., it is preferable that the container C be rapidly cooled immediately after sterilization. It is preferable to arrange them facing each other.
  • the container transport means 60 includes a plurality of grippers 61 that sandwich and hold the mouth portion C1 of the container C from both the left and right sides, and a plurality of turrets 62 (62 -1 to 62-10).
  • a plurality of grippers 61 are installed on the outer periphery of each turret 62, revolve with the rotation of each turret 62 while holding the mouth C ⁇ b> 1 of the container C, and transport the containers C along the outer periphery of each turret 62. . Further, when the container C is delivered between the adjacent turrets 62, the lower portion of the neck C2 of the mouth portion C1 of the container C is held by the gripper 61 installed in one turret 62 as shown in FIG. The container C is delivered by holding the lower part of the turnip C3 of the container opening C1 by the gripper 61 installed on the other turret 62.
  • the aseptic filling system 10 is a fluid supply means for supplying a lubricating fluid such as sterile water to the opening / closing support portion of each gripper 61 so that the opening / closing operation of each gripper 61 is performed smoothly.
  • the fluid supply means for supplying fluid such as sterile water to the gripper 61 may also serve as a gripper cooling means for supplying fluid to the mouth C1 gripping portion of the container C of the gripper 61 and cooling it.
  • the mouth C1 gripping part of the gripper 61 is often made of metal, and the case where the heat of sterilizing hot water or hot chemical in the heat sterilization part 31 touches the mouth C1 gripping part of the gripper 61 or the mouth Due to the heat transfer such as when the C1 itself is heated, the mouth C1 gripping portion of the gripper 61 is likely to store heat. The heat stored in the gripping part of the mouth C1 of the gripper 61 may be transferred again to the mouth C1 of the container C, and the mouth C1 may be heated. For this reason, the gripper 61 may be cooled by the lubricating fluid by adjusting the temperature and amount of the lubricating fluid supplied to the gripper 61.
  • a gripper cooling means may be provided separately from the fluid supply means.
  • aseptic air is introduced from the outside in the filling unit 40, the outlet conveyance zone 70 on the downstream side of the capping unit 50, and the upstream side of the container sterilization unit 30 (near the first cooling unit 32). ), The sterilized air is collected (discharged). Thereby, it is possible to prevent the hot water for sterilization or the hot chemical liquid ejected from the heat sterilization unit 31 from entering the filling unit 40 side, and the moisture in the container sterilization unit 30 or the filling unit 40 is transferred to the container. Intrusion into other areas such as the molding unit 20 can be prevented.
  • sterilized water when the first cooling unit 32 is located upstream of the heat sterilization unit 31 in the container sterilization unit 30, sterilized water can be selected as the cooling fluid.
  • the selection range of the fluid is widened, and a fluid supply source similar to the cooling means of the gripper 61 described above can be obtained.
  • the filling unit is installed immediately after the container sterilization unit.
  • the rinser unit for washing the warm chemical liquid is referred to as the container sterilization unit. You may install between filling units.

Abstract

容器成形から容器への内容液の充填までを一貫して行う場合であっても、容器の変形を確実に抑制することが可能な無菌充填システム、容器殺菌ユニット、および無菌充填方法を提供すること。　殺菌された内容液を殺菌済みの容器（Ｃ）に無菌充填する無菌充填システム（１０）であって、容器（Ｃ）のブロー成形を行う容器成形ユニット（２０）と、容器成形ユニット（２０）の下流側に配置された容器殺菌ユニット（３０）と、容器殺菌ユニット（３０）の下流側に配置され容器（Ｃ）内に内容液を充填する充填ユニット（４０）と、充填ユニット（４０）の下流側に配置されたキャッピングユニット（５０）とを備え、容器殺菌ユニット（３０）は、容器（Ｃ）を加熱殺菌する加熱殺菌部（３１）と、加熱殺菌部（３１）の下流側において容器（Ｃ）の口部（Ｃ１）に冷却処理を施す冷却部（３２）とを有する無菌充填システム（１０）。

Description

無菌充填システム、容器殺菌ユニット、および無菌充填方法
　本発明は、殺菌された内容液を殺菌済みの容器に無菌充填する無菌充填システム、容器殺菌ユニット、および無菌充填方法に関し、特に、容器成形から内容液の充填・密封までを一貫して行うインラインブロー式の無菌充填システム、容器殺菌ユニット、および無菌充填方法に関する。
　従来より、殺菌された内容液を殺菌済みの容器に無菌環境下で充填する無菌充填（アセプティック充填）方法が広く採用されている（例えば特許文献１を参照）。このような無菌充填方法では、容器殺菌ユニットにおいて、容器に温水または温薬剤液を吹き付けて容器を加熱殺菌した後、殺菌済みの容器内に殺菌された常温の内容液を充填し、次いで、容器に殺菌済みのキャップをキャッピングして容器を密閉する。
　このような無菌充填方法では、殺菌された常温の内容液が容器内に充填されることから、容器に耐熱性能が要求されず、そのため、容器の口部を結晶化していない非耐熱性ポリエステルボトルが一般に用いられる。このような非耐熱性ポリエステルボトルには、容器を軽量化および薄肉化し易くコストダウンが可能であり、ボトルの耐熱処理を不要として製造方法を簡略化できるという利点がある。
　ところが、非耐熱性ポリエステルボトル、例えば、ポリエチレンテレフタレートを主材とした非耐熱性ペットボトルの場合は、約７０℃程度の温度で軟化が始まり、また、上述した容器の加熱殺菌時には、容器に対して約６０℃～９０℃程度の温水または約５５℃～７５℃程度の温薬剤液が吹き付けられることから、容器の加熱殺菌後には容器の変形が生じ易い状態となる。そのため、このような容器の変形を抑制することを目的として、容器の加熱殺菌後に、低温の無菌水等を容器に吹き付ける等の方法で容器を冷却することも一般に知られている（例えば特許文献２、３を参照）。
特開２０１４－２３１３５６号公報 特開平１１－２２７７２６号公報 特開２００８－１３３０４９号公報
　一方、近年、同一工場内において、容器成形から容器への内容液の充填までを一貫して行うインラインブロー式の無菌充填システムが採用されつつある。このインラインブロー式の無菌充填システムでは、上述した容器殺菌ユニットの上流側に、容器のブロー成形を行う容器成形ユニットを設置し、容器成形ユニットから搬出された容器を容器殺菌ユニット内に搬入し、容器殺菌ユニットにおいて上述した容器の加熱殺菌を行う。
　ところが、このようなインラインブロー式の無菌充填システムにおいては、無菌充填システムから排出された密封済みの容器の一部に、キャッピング不良、すなわち、容器の口部に対してキャップが良好に装着されていない事象が発生する場合がある。
　発明者らは、このキャッピング不良の原因は、容器成形ユニットから搬出された容器の口部には、ブロー成形時のプリフォーム加熱の余熱が残存しており、この余熱が容器に残存したままの状態で、容器に加熱殺菌処理が施されるためではないかと推察した。
　上記を詳細に説明すると、まず、近年、この様なインラインブロー式の無菌充填システムでは、システム全体の小型化等を目的として、容器成形ユニットと容器殺菌ユニットとを隣接もしくは近接して設置する傾向がある。この場合、容器成形ユニットと容器殺菌ユニットとの間における容器の受け渡し搬送中に、ブロー成形時のプリフォーム加熱の余熱が容器から除去されることがないため、容器の口部にプリフォーム加熱の余熱が残存したままの状態で、容器殺菌ユニットに容器が搬入されることになる。
　そして、容器成形ユニットから搬出された直後の容器の口部の表面温度は約５０℃程度であり、この約５０℃程度の余熱が容器に残存した状態で容器殺菌ユニットに容器が搬入され、容器殺菌ユニット内で、約６０℃～９０℃程度の温水又は５５℃～７５℃の温薬剤を容器に吹き付けた場合、前記余熱が除去された容器を加熱殺菌した場合と比較して、容器の口部の温度がポリエチレンテレフタレート樹脂のガラス転移点温度である約７０℃程度に早期に達し、その結果、容器の口部の軟化した状態が長時間維持されることになる。
　この容器の口部が軟化した状態で、図３に示すような容器の口部を保持して容器を受け渡し搬送するグリッパによって容器の口部が挟まれると、容器の加熱殺菌後に容器を冷却するだけでは冷却不足となり、グリッパによる把持時における衝撃や圧力が容器の口部に加わり、容器の口部の断面形状が僅かに歪む等、容器の口部に変形が生じ、その結果、容器の口部に対するキャップの装着が良好に行われないことに起因するのではないかと推察した。
　上述した現象は、容器の口部が、他の箇所（胴部等）と比べて肉厚に形成されているため、容器の口部の内側（芯部）に余熱が残存し易いことも一因であると考えられる。
　そこで、本発明は、これらの問題点を解決するものであり、容器成形から容器への内容液の充填までを一貫して行う場合であっても、容器の口部の変形を確実に抑制して、容器の口部にキャップを良好にキャッピングすることが可能な無菌充填システム、容器殺菌ユニット、および無菌充填方法を提供することを目的とするものである。
　本発明の無菌充填システムは、殺菌された内容液を殺菌済みの容器に無菌環境下で充填する無菌充填システムであって、容器のブロー成形を行う容器成形ユニットと、前記容器成形ユニットの下流側に配置された容器殺菌ユニットと、前記容器殺菌ユニットの下流側に配置され前記容器内に内容液を充填する充填ユニットと、前記充填ユニットの下流側に配置されたキャッピングユニットとを備え、前記容器殺菌ユニットは、前記容器を加熱殺菌する加熱殺菌部と、前記加熱殺菌部の下流側において前記容器の口部に冷却処理を施す冷却部とを有することにより、前記課題を解決するものである。
　本発明の容器殺菌ユニットは、上流側の容器成形ユニットと下流側の充填ユニットとの間に設置され、容器に殺菌処理を施す無菌充填システム用の容器殺菌ユニットであって、前記容器を加熱殺菌する加熱殺菌部と、前記加熱殺菌部の下流側において前記容器の口部に冷却処理を施す冷却部とを有することにより、前記課題を解決するものである。
　本発明の無菌充填方法は、殺菌された内容液を殺菌済みの容器に無菌充填する無菌充填方法であって、ブロー成形によって前記容器を成形し、成形された前記容器に前記容器を加熱殺菌し、加熱殺菌済みの前記容器の口部に冷却処理を施した後に前記殺菌された内容液を充填・密封することにより、前記課題を解決するものである。
　本請求項１、５、７に係る発明によれば、ブロー成形によって成形された容器を加熱殺菌した後に容器の口部に冷却処理を施すことにより、容器に残存したブロー成形時の余熱および加熱殺菌に起因した熱を除去した後に、充填・キャッピングをすることが可能である。このため、容器の口部が軟化した状態の時間を短縮することができ、その結果、容器成形から容器への内容液の充填までを一貫して行うインラインブロー式の無菌充填において、容器の口部の変形を確実に抑制して、容器の口部にキャップを良好にキャッピングすることができる。
　本請求項２、８に係る発明によれば、容器成形ユニットに設置されたブローホイールの下流側から容器殺菌ユニットの加熱殺菌部の上流側の間において、容器の口部に冷却処理を更に施すことにより、容器の口部の内側（深部）に残存したブロー成形時の余熱をも確実に除去した後、容器を加熱殺菌することが可能である。このため、より確実に容器の口部の変形を抑制して、容器の口部にキャップを良好にキャッピングすることができる。
　本請求項３に係る発明によれば、容器殺菌ユニットは、容器の口部を把持して容器を搬送するグリッパを備え、グリッパを冷却するグリッパ冷却手段を更に備えることにより、容器搬送時に容器の口部に接触するグリッパを利用して、容器の口部から余分な熱を除去することが可能であり、容器の口部に残存したブロー成形時の余熱がグリッパに伝熱・蓄熱され、蓄熱されたグリッパが更に容器の口部を熱することを防ぐため、簡素な構成で容器口部の変形を更に確実に抑制することができる。
　本請求項４に係る発明によれば、グリッパ冷却手段は、グリッパに潤滑用の流体を供給してグリッパを冷却するように構成されていることにより、グリッパを冷却する手段とグリッパを潤滑する手段とを別個に設ける必要がないため、システム構成の簡素化を図ることができる。
　本請求項６に係る発明によれば、容器殺菌ユニットの加熱殺菌部の下流側において容器の口部に冷却処理を施す他の冷却部を更に有することにより、容器の口部の内側（深部）に残存したブロー成形時の余熱をも確実に除去した後、容器を加熱殺菌することが可能である。このため、より確実に容器の口部の軟化および変形を確実に抑制することができる。また、他の冷却部を容器殺菌ユニット内とすることにより、冷却手段の冷媒種類の幅を広げることが可能になる。
本発明の一実施形態に係る無菌充填システムを示す説明図。 各工程における容器の状態を概略的に示す説明図。 グリッパによる容器の保持状態を示す説明図。
　１０　　・・・　無菌充填システム
　２０　　・・・　容器成形ユニット
　３０　　・・・　容器殺菌ユニット
　３１　　・・・　加熱殺菌部
　３１ａ　・・・　殺菌用スプレーノズル
　３２　　・・・　第１の冷却部
　３２ａ　・・・　第１の冷却用スプレーノズル
　３３　　・・・　第２の冷却部
　３３ａ　・・・　第２の冷却用スプレーノズル
　４０　　・・・　充填ユニット
　５０　　・・・　キャッピングユニット
　６０　　・・・　容器搬送手段
　６１　　・・・　グリッパ
　６２－１～１０　　・・・　第１～１０ターレット
　７０　　・・・　出口搬送ゾーン
　Ｃ　　・・・　容器
　Ｃ１　・・・　容器口部
　Ｃ２　・・・　ネック
　Ｃ３　・・・　カブラ
　以下に、本発明の一実施形態に係る無菌充填システム１０について、図面に基づいて説明する。
　まず、無菌充填システム１０は、容器Ｃの成形および殺菌された内容液を殺菌済みの容器Ｃに無菌充填するものであり、図１に示すように、容器Ｃのブロー成形を行う容器成形ユニット２０と、容器成形ユニット２０の下流側に隣接もしくは近接して配置された容器殺菌ユニット３０と、容器殺菌ユニット３０の下流側に配置され、容器Ｃ内に内容液を充填する充填ユニット４０と、充填ユニット４０の下流側に配置され容器の口部Ｃ１に殺菌済みのキャップを装着するキャッピングユニット５０と、出口搬送ゾーン７０と、容器Ｃを容器殺菌ユニット３０の上流から下流に向けて搬送する容器搬送手段６０とを備えている。
　ここで、容器殺菌ユニット３０における容器Ｃの殺菌工程、充填ユニット４０における内容液の充填工程、キャッピングユニット５０におけるキャッピング工程等の各工程は、無菌状態に維持された無菌チャンバー内で行われる。無菌チャンバーは、充填ユニット４０において外部から無菌エアを導入し、容器殺菌ユニット３０（第１の冷却部３２付近）および出口搬送ゾーン７０において、無菌エアが回収（排気）されているため、前述の無菌チャンバー内は陽圧に保たれている。
　図２、図３に示す本実施形態の容器Ｃは、容器口部Ｃ１が結晶化されていない非耐熱性ポリエステルボトルであり、このような非耐熱性ポリエステルボトルがペットボトルである場合、約７０℃程度の温度で軟化が始まる。なお、口部Ｃ１が結晶化されていない非耐熱性ポリエステルボトルにおいては、口部Ｃ１の変形に対する抑制効果を働かせるため、容器Ｃの予備成形体であるプリフォームの容器口部Ｃ１の含水率を３０００ｐｐｍ以下とすることが好ましい。
　以下に、無菌充填システム１０の各構成要素について、図１～図３に基づいて説明する。
　まず、容器成形ユニット２０は、加熱したプリフォームを金型内に配置した後に、プリフォームを長手方向に引き伸ばしながら、加圧空気を吹き込んで周方向に膨らませることで、容器Ｃをブロー成形するように構成されている。
　容器殺菌ユニット３０は、図１や図２に示すように、容器Ｃに殺菌処理を施す加熱殺菌部３１と、加熱殺菌部３１の上流側において、容器Ｃの口部Ｃ１に冷却処理を施す第１の冷却部３２と、加熱殺菌部３１の下流側において容器Ｃに冷却処理を施す第２の冷却部３３とを有している。
　加熱殺菌部３１は、約６０℃～９０℃程度の温水または約５５℃～７５℃程度の温薬剤液を容器Ｃに吹き付けることで容器Ｃを殺菌するものである。本実施形態では、図１や図２に示すように、第５ターレット６２－５～第８ターレット６２－８の周囲に設置された複数の殺菌用スプレーノズル３１ａから、温水または温薬剤液を容器Ｃの外面及び／または内面に吹き付けることで容器Ｃを殺菌する。
　第１の冷却部３２は、図１や図２に示すように、容器成形ユニット２０の下流側、すなわち、容器成形ユニット２０から容器Ｃが搬出された直後において、無菌水、無菌エア、無菌液化ガス等の低温の冷却流体を容器Ｃの口部Ｃ１に噴出することで、口部Ｃ１を冷却するものである。冷却流体の温度は約５０℃以下、好適には２０℃～４０℃とすることが、各種ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等）を主材とした各種ポリエステルボトルの口部Ｃ１に残存したブロー成形時のプリフォーム加熱の余熱による口部Ｃ１の変形を確実に抑制できるため好ましい。本実施形態では、図１や図２に示すように、第２・第３ターレット６２－２、６２－３の外周側に設置された複数の第１の冷却用スプレーノズル３２ａから、約３０℃～４０℃の無菌水を容器口部Ｃ１の外面に吹き付けることで、容器Ｃの口部Ｃ１付近を冷却する。各第１の冷却用スプレーノズル３２ａからの冷却流体の噴出時間は、約０．２５～５．０秒程度である。
　また、本実施形態のように、容器Ｃの口部Ｃ１のみを冷却する場合は、口部Ｃ１のみ局部的に冷却流体を集中させられるような吹き出し口形状、例えば、扁平又は小口径等の吹き出し口形状のノズルを適宜選択することがより好ましい。
　なお、無菌水等の冷却流体を吹き付ける位置については、上記の容器Ｃの口部Ｃ１の外面に限定されず、口部Ｃ１の内面にも吹き付けることが、容器Ｃの口部Ｃ１を短時間で確実に冷却できるため好ましい。また、容器Ｃの外面全体及び／または容器Ｃの内面全体にも、口部Ｃ１を確実に冷却できる温度に調整した冷却流体を吹き付けてもよい。
　また、上述したように、隣接する複数のターレット６２（第２・第３ターレット６２－２、６２－３）の外周側に設置された第１の冷却用スプレーノズル３２ａから冷却流体を容器Ｃの口部Ｃ１に噴出することで、周方向における口部Ｃ１の片面だけでなく口部Ｃ１の全面に冷却流体を吹き付けることができる。図１においては、第１の冷却用スプレーノズル３２ａは隣接する複数のターレット６２に分けて設置されているが、１つのターレットの内周側、外周側に対向配置しても良い。
　第２の冷却部３３は、加熱殺菌部３１の下流側、すなわち、加熱殺菌部３１によって容器Ｃに殺菌処理を施した直後において、無菌水、無菌エア、液化ガス等の低温の冷却流体を容器Ｃに噴出することで、容器Ｃの口部Ｃ１を冷却するものである。本実施形態では、図１や図２に示すように、第９ターレット６２－９の外周側および内周側に対向配置された３組の第２の冷却用スプレーノズル３３ａから、約３０℃～４０℃の無菌水を口部Ｃ１の外面に吹き付けることで、容器口部Ｃ１付近を冷却する。また、各第２の冷却用スプレーノズル３３ａからの冷却流体の噴出時間は、約０．２５～５．０秒程度である。
　なお、無菌水等の冷却流体を吹き付ける位置については、上述した第１の冷却部３２と同様であり、口部Ｃ１の内面、容器Ｃの外面全体及び／または容器Ｃの内面全体にも、口部Ｃ１を確実に冷却できる温度に調整した冷却流体を吹き付けてもよい。特に、本実施形態のように、加熱殺菌部３１及び第２の冷却部３３における容器Ｃの搬送が倒立で行われる場合は、無菌水のような液体の冷却流体を容器Ｃの外面及び／または内面の全体に吹き付けると、液体の冷却流体は口部Ｃ１に集まって流れ落ちるため、口部Ｃ１にのみ局部的に冷却流体（無菌水・無菌エア・無菌液化ガス）を吹き付けた時と同様の効果を得られる。
　また、第２の冷却用スプレーノズル３３ａの配置についても、上述した第１の冷却用スプレーノズル３２ａのような分割配置にしてもよい。しかし、加熱殺菌部３１での容器Ｃの殺菌が約６５℃～９０℃程度と高いため、殺菌直後に急冷させることが好ましく、本実施形態のように第２の冷却用スプレーノズル３３ａを複数組対向配置させることが好適である。
　容器搬送手段６０は、図１や図３に示すように、容器Ｃの口部Ｃ１を左右両側から挟み込んで保持する複数のグリッパ６１と、上下軸を中心として回転可能な複数のターレット６２（６２－１～６２－１０）とを有している。
　グリッパ６１は、各ターレット６２の外周に複数設置され、容器Ｃの口部Ｃ１を保持した状態で、各ターレット６２の回転に伴って公転し、各ターレット６２の外周に沿って容器Ｃを搬送する。また、隣接するターレット６２間で、容器Ｃを受け渡しする際には、図３に示すように、一方のターレット６２に設置されたグリッパ６１によって容器Ｃの口部Ｃ１のネックＣ２の下部を保持し、他方のターレット６２に設置されたグリッパ６１によって容器口部Ｃ１のカブラＣ３の下部を保持することで、容器Ｃの受け渡しを行う。
　本実施形態では、図１～図３に示すように、第１～第３ターレット６２－１～６２－３においては、正立状態（すなわち、容器口部Ｃ１を上方に向けた状態）で容器Ｃが搬送された後に、第４ターレット６２－４において、容器の姿勢を正立状態から倒立状態（すなわち、容器口部Ｃ１を下方に向けた状態）に反転させ、次に、第５～第９ターレット６２－５～６２－９においては、倒立状態で容器Ｃが搬送された後に、第１０ターレット６２－１０において、容器Ｃの姿勢を倒立状態から正立状態に反転させ、容器殺菌ユニット３０から容器Ｃが正立状態で搬出される。
　なお、容器殺菌ユニット３０内の各工程における容器Ｃの姿勢については、上記に限定されず、実施態様に応じて任意に決定すればよい。
　無菌充填システム１０は、上述した構成要素以外にも、各グリッパ６１の開閉動作がスムーズに行われるように、各グリッパ６１の開閉支持部に無菌水等の潤滑用の流体を供給する流体供給手段（図示しない）を備えている。このグリッパ６１に無菌水等の流体を供給する流体供給手段に、グリッパ６１の容器Ｃの口部Ｃ１把持部に流体を供給して冷却するグリッパ冷却手段としての機能を兼ねさせてもよい。
　グリッパ６１の口部Ｃ１把持部は金属製で構成されている場合が多く、加熱殺菌部３１での殺菌用温水や温薬剤の熱がグリッパ６１の口部Ｃ１把持部に触れる場合や、口部Ｃ１自体が熱を帯びている場合等の転熱により、グリッパ６１の口部Ｃ１把持部は蓄熱しやすくなる。このグリッパ６１の口部Ｃ１把持部の蓄熱が、再び容器Ｃの口部Ｃ１に転熱されて、口部Ｃ１が熱を帯びてしまうことがある。このため、グリッパ６１に供給される潤滑用の流体の温度や量を調整することで、潤滑用の流体によってグリッパ６１を冷却してもよい。この場合、グリッパ６１の口部Ｃ１把持部は２０℃～４０℃の温度を保つように、潤滑用の流体の温度や量を調整することが好ましい。
　なお、流体供給手段とは別に、グリッパ冷却手段を設けてもよい。
　また、本実施形態では、第１、第２の冷却部３２、３３および流体供給手段（グリッパ冷却手段）が、無菌水等の流体を供給する共通の流体供給源に接続されている。しかしながら、第１、第２の冷却部３２、３３や流体供給手段（グリッパ冷却手段）に対する流体の供給方法は、上記に限定されず、例えば、個別の流体供給源に接続されていてもよい。
　また、本実施形態では、充填ユニット４０において外部から無菌エアが導入されるとともに、キャッピングユニット５０の下流側の出口搬送ゾーン７０、および、容器殺菌ユニット３０の上流側（第１の冷却部３２付近）において、前記無菌エアが回収（排出）されるように構成されている。これにより、加熱殺菌部３１で噴出される殺菌用の温水や温薬剤液が、充填ユニット４０側に侵入することを防止でき、また、容器殺菌ユニット３０内や充填ユニット４０内の湿気が、容器成形ユニット２０等の他のエリアに侵入することを防止できる。
　さらに、第１の冷却部３２の設置位置については、容器成形ユニット２０に設置されたブローホイールの下流側から容器殺菌ユニット３０の加熱殺菌部３１の上流側であれば、いずれの位置に設置しても良い。
　容器成形ユニット２０内であり、容器Ｃ１をブロー成形するブロー金型等が複数設置されたブローホイールより下流側の容器搬送手段６０（図示なし）のターレットの内周側及び外周側に設置する場合は、冷却流体を無菌水以外の無菌エア、液化ガス等のガス流体にしておくことが、成形ユニット２０内が濡れることなく、湿度による容器Ｃ成形時の悪影響を防ぐことができるため好ましい。
　また、本実施形態の図１に示すように、第１の冷却部３２を容器殺菌ユニット３０内の加熱殺菌部３１の上流側にすると、冷却流体として無菌水も選択することができるため、冷却流体の選択幅が広がり、上述したグリッパ６１の冷却手段と同様の流体供給源とすることができる。
　以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
　例えば、上述した実施形態では、容器殺菌ユニットの直後に充填ユニットが設置されているが、温薬剤液によって容器の殺菌を行う場合には、温薬剤液を洗い流すリンサユニットを、容器殺菌ユニットと充填ユニットとの間に設置してもよい。

Claims (8)

  1. 　殺菌された内容液を殺菌済みの容器に無菌環境下で充填する無菌充填システムであって、
    　容器のブロー成形を行う容器成形ユニットと、前記容器成形ユニットの下流側に配置された容器殺菌ユニットと、前記容器殺菌ユニットの下流側に配置され前記容器内に内容液を充填する充填ユニットと、前記充填ユニットの下流側に配置されたキャッピングユニットとを備え、
    　前記容器殺菌ユニットは、前記容器を加熱殺菌する加熱殺菌部と、前記加熱殺菌部の下流側において前記容器の口部に冷却処理を施す冷却部とを有することを特徴とする無菌充填システム。
  2. 　前記容器成形ユニットに設置されたブローホイールの下流側から前記容器殺菌ユニットの前記加熱殺菌部の上流側の間において、前記容器の口部に冷却処理を施す他の冷却部を有することを特徴とする請求項１に記載の無菌充填システム。
  3. 　前記容器殺菌ユニットは、前記容器の口部を保持して前記容器を搬送するグリッパを備え、前記グリッパは、該グリッパを冷却するグリッパ冷却手段を更に備えることを特徴とする請求項１または２に記載の無菌充填システム。
  4. 　前記グリッパ冷却手段は、前記グリッパに潤滑用の流体を供給して、該グリッパを冷却するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の無菌充填システム。
  5. 　上流側の容器成形ユニットと下流側の充填ユニットとの間に設置され、容器に殺菌処理を施す無菌充填システム用の容器殺菌ユニットであって、
    　前記容器を加熱殺菌する加熱殺菌部と、前記加熱殺菌部の下流側において前記容器の口部に冷却処理を施す冷却部とを有することを特徴とする容器殺菌ユニット。
  6. 　前記加熱殺菌部の上流側において、前記容器の口部に冷却処理を施す他の冷却部を更に有することを特徴とする請求項５に記載の容器殺菌ユニット。
  7. 　殺菌された内容液を殺菌済みの容器に無菌充填する無菌充填方法であって、
    　ブロー成形によって前記容器を成形し、成形された前記容器に加熱殺菌し、加熱殺菌済みの前記容器の口部に冷却処理を施した後に前記殺菌された内容液を充填・密封することを特徴とする無菌充填方法。
  8. 　前記ブロー成型より下流側から前記加熱殺菌の上流側において、前記容器の口部に冷却処理を更に施すことを特徴とする請求項７に記載の無菌充填方法。
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