JP3096057B2 - 無菌充填装置のチャンバー内殺菌方法および無菌充填装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、無菌充填装置のチャンバー内殺菌方法およ
び無菌充填装置に関し、さらに詳しくは、無菌充填装置
のチャンバー内を極めて効率良く殺菌することのできる
無菌充填装置のチャンバー内殺菌方法と、この方法にお
いて好適に使用することのできる無菌充填装置とに関す
る。

〔従来の技術〕

たとえば紙容器、プラスチック容器等に食料品等の内
容物を充填する場合、近年、無菌充填法が注目されてい
る。

この無菌充填法は、充填内容物と容器とを、予めそれ
ぞれ別個に最適条件で殺菌し、菌充填装置により無菌条
件下で内容物を容器に充填密封する方法である。

そして、この無菌充填法で採用される無菌充填装置
は、通常、チャンバーで囲まれ、該チャンバー内には無
菌エアーが供給されて陽圧状態に保たれている。

ところで、前記のチャンバー内が殺菌状態にないと、
無菌条件下で内容物を容器に充填密封することができな
くなるので、無菌充填を開始する前に無菌充填機の充填
ノズル等を殺菌すると共にチャンバー内も充分に殺菌し
ておく必要がある。

従来、チャナバー内の殺菌方法としては、たとえば過
酸化水素水溶液等の液体殺菌剤を二流体ノズルによりチ
ャンバー内に噴霧する方法、チャンバー内で液体殺菌剤
をガス化させて生成する殺菌剤ガスを該チャンバー内に
充満させる方法等が採用されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、過酸化水素水溶液等の液体殺菌剤を二
流体ノズルによりチャンバー内に噴霧する方法において
は、チャンバー内に付着する殺菌剤の液滴が大きく、こ
の液滴を完全に乾燥・除去するためだけに大容量ヒータ
ーと多大なエネルギーを必要とするので、設備面および
エネルギー面で効率が悪いという問題があった。しか
も、前記二流体ノズルの前方に障害物が存在する場合に
は、該障害物の陰になる箇所には殺菌剤が行き渡らなく
なるため多数のノズルが必要になり、装置が複雑化する
という問題もあった。

また、チャンバー内に殺菌剤ガスを充満させて放置す
る方法においては、通常、10時間以上放置しないと充分
な殺菌効果が得られないため、処理時間の点で効率が悪
いという問題があった 本発明は上記の事情に鑑みてなされたものである。す
なわち、本発明の目的は、極めて効率良く無菌充填装置
のチャンバー内を殺菌することのできる殺菌方法と、こ
の方法において好適に使用することのできる無菌充填装
置とを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するための本発明の要旨は、無菌条件
下で内容物を容器に充填する無菌充填装置のチャンバー
内を、充填開始前に殺菌する方法において、前記チャン
バーは、容器供給装置と、容器搬送手段と、容器殺菌手
段と、充填機と、殺菌剤ミスト発生装置の殺菌剤ミスト
吹き出し口と、殺菌剤ミストを拡散させる補助手段とを
その内に備えるものであって、前記殺菌剤ミスト発生装
置によって、液状の殺菌剤を沸点以上の温度に加熱して
該殺菌剤を完全に気化させ、この気化した殺菌剤を前記
吹き出し口から前記チャンバー内に吹き出すことにより
空気中で凝縮させて微細な殺菌剤ミストを生成させ、前
記補助手段によって、前記チャンバー内に前記殺菌剤ミ
ストの流れを形成して、該殺菌剤ミストを該チャンバー
内に拡散・充満させ、次いで、該チャンバー内を乾燥さ
せる、ことを特徴とする無菌充填装置のチャンバー内殺
菌方法であり、 容器供給装置と、容器搬送手段と、容器殺菌手段と、
充填機とをチャンバー内に備えるとともに、該チャンバ
ー内に、無菌条件下で内容物を容器に充填する前に該チ
ャンバー内を殺菌するための殺菌剤ミスト発生装置の殺
菌剤ミスト吹き出し口と、殺菌剤ミストを拡散させる補
助手段とを備える、無菌充填装置であって、前記殺菌剤
ミスト発生装置は、液状の殺菌剤を沸点以上の温度に加
熱して該殺菌剤を完全に気化させるものであり、前記吹
き出し口は、この気化した殺菌剤を前記チャンバー内に
吹き出させることにより空気中で凝縮させて微細な殺菌
剤ミストを生成させるものであり、前記補助手段は、前
記チャンバー内に前記殺菌剤ミストの流れを形成して、
該殺菌剤ミストを該チャンバー内に拡散・充満させるも
のである、ことを特徴とする無菌充填装置である。

〔作用〕

液状の殺菌剤を沸点以上の温度に加熱すれば、加熱さ
れた殺菌剤は完全に気化する。次いで、気化した殺菌剤
を凝縮すると、たとえば従来の二流体ノズルにより噴霧
された殺菌剤液滴に比較して極めて径の小さい殺菌剤ミ
ストが生成する。生成した殺菌剤ミストが緩やかに無菌
充填装置のチャンバー内に吹き出されると、吹き出され
た殺菌剤ミストがチャンバー内の隅々にまでに拡散・充
満し、チャンバー内に均一に付着する。したがって、チ
ャンバー内はくまなく殺菌される。また、殺菌剤ミスト
の径は極めて小さいことから、殺菌剤ミストの乾燥・除
去には多大なエネルギーを必要としない。しかも、殺菌
剤ミストの放置時間は、数分間程度であるため、殺菌剤
ガスを充満させて放置する従来の殺菌法に比較して極め
て短時間のうちにチャンバー内の殺菌が終了する。

一方、本発明の無菌充填装置は、チャンバー内に殺菌
剤ミスト発生装置と殺気剤ミスト吹き出し口が設けられ
ている。この殺菌剤ミスト吹き出し口から殺菌剤ミスト
が緩やかにチャンバー内に吹き付けられ、容器供給装置
と、容器搬送手段と、容器殺菌手段と、充填機とを備え
るチャンバー内の隅々にまで殺菌剤ミストが均一に付着
し、チャンバー内は短時間のうちに効率良く殺菌され
る。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

第１図は本実施例の無菌充填装置の一例を示す概略説
明図である。

第１図に示すように、この無菌充填装置は、容器供給
装置１と、容器搬送手段２と、容器殺菌手段３と、充填
機４とをチャンバー５内に備えるとともに、チャンバー
５内には殺菌剤ミスト発生装置６の殺菌剤ミスト吹き出
し口61が設けられている。

さらに具体的には、第１図に示すように、空の容器71
を供給する容器供給装置１の容器取り入れ口11および充
填密封済容器72の搬出口７を除いた部分はチャンバー５
により覆われている。また、チャンバー５には、給排気
口8a、8b、8cが設けられ、このチャンバー５内は無菌化
雰囲気が損なわれないように陽圧となっている。

第１図に示すように、容器供給装置１は、空の容器71
を取り入れる容器取り入れ口11およびチャンバー５内に
容器71を供給する容器供給口12を備える。さらに本実施
例の装置における容器供給装置１においては、容器71の
周縁に形成されているフランジに当接して容器71を吊り
下げた状態でそれぞれが回転することにより所定間隔毎
に容器71を容器搬送手段２上に供給するフランジ支持ス
クリュー13が設けられている。

容器搬送手段２は、第１図に示すように、駆動スプロ
ケット21およびガイドスプロケット22間にチェーンコン
ベア23が装着されて形成されている。

第２図に示すように、このチェーンコンベア23の間に
は容器ホルダー24を設けてなるパレット25が該チェーン
コンベア13の移動方向に沿って順次配設されている。

第１図に示すように、容器殺菌装置３は、容器清浄化
機構31a、31bおよび容器殺菌機構32を備え、容器清浄化
機構31a、31bは、それぞれノズル33a、33bを有してい
る。容器殺菌機構32は、昇降レバー34と、突き上げ棒35
を備えた挿入操作機構36と、Ｕ字型紫外線殺菌ランプ37
とからなり、昇降レバー34を操作することにより容器71
が突き上げられて容器71の内部にＵ字型殺菌ランプ37が
挿入される。

第１図に示すように、充填機４は、充填内容物の貯溜
タンク41および充填ノズル42を備え、貯溜タンク41内の
充填内容物は所定量づつ充填ノズル42から容器71内に充
填される。

第１図に示すように、充填機４により充填内容物が充
填された充填済容器72は、搬送手段２により蓋材殺菌機
構９の直下に搬送される。この蓋材殺菌機構９は、石英
ガラス窓9aおよび直管型紫外線ランプ9bを備える。この
直管型紫外線ランプ9bは、帯状蓋素材50に紫外線を照射
して該帯状蓋素材50を殺菌する。なお、第１図中、51は
帯状蓋素材50を案内するガイドローラである。

第１図に示すように、本実施例の無菌充填装置は、さ
らにシール機構10および打ち抜き機構15を備える。シー
ル機構10は加熱部10aを有し、蓋材殺菌機構９において
殺菌された帯状蓋素材50は、この加熱部10aにより加熱
されて充填済容器72の開口部にシールされる。また、打
ち抜き機構15は打ち抜き型15aを有し、シール機構10で
充填済容器72の開口部にシールされた帯状蓋素材50は、
この打ち抜き型15aにより所定形状に打ち抜かれて充填
密封容器73とされる。この充填密封容器73は、充填密封
容器払出機構16における浮上機構16aにより所定の高さ
まで持ち上げられた後、充填密封容器払出機構16におけ
るスライド機構16bにより製品コンベア80上に払い出さ
れ、チャンバー５に設けられた製品搬出口７から搬出さ
れる。

殺菌剤ミスト発生装置６は、第１図に示すように、チ
ャンバー５において容器供給装置１のガイドスプロケッ
ト22側に設けられ、殺菌剤ミスト吹き出し口61はチャン
バー５内に設けられている。なお、本実施例の無菌充填
装置は、この殺菌剤ミスト発生装置６を１基備えるもの
であるが、必要に応じて複数の殺菌剤ミスト発生装置６
を備えることも可能である。

第１図に示すように、この殺菌剤ミスト発生装置６
は、液状の殺菌剤を供給する殺菌剤供給部62と、この殺
菌剤供給部62から供給された液状の殺菌剤を加熱手段63
により沸点以上の温度に加熱して気化させる気化部64を
備える。

第３図はこの殺菌剤ミスト発生装置６の一例の詳細を
示す説明図である。

第３図に示すように、殺菌剤供給部62を構成する供給
部本体62aには、従来の二流体スプレーと類似のものが
用いられている。この供給部本体62aにはエクステンシ
ョンパイプ65を介してノズル62bが接続されている。こ
れは、気化部64を形成する気化管64aからの熱が該気化
管64aの上部を閉塞しているアルミ製プラグ66およびノ
ズル62bを介して供給部本体62aに伝達され、供給部本体
62aが加熱されるのを防止するためである。気化管64a
は、たとえばアスベストリボンからなる外筒67と、気化
管64aの内壁を形成するサニタリパイプからなる内筒68
と、外筒67および内筒68の間に設けられたリボンヒータ
で形成された加熱手段63とからなる。気化管64aの下端
には気化した液体殺菌剤、たとえば過酸化水素水溶液、
過酢酸水溶液およびこれらの混合液等の蒸気が噴射され
るノズル69が接続されている。なお、第３図中、101は
液状殺菌剤入口、102は圧縮空気を供給する噴霧用空気
入口である。

気化管64aにおいては、気化を平均化するために温度
の低い場所、温度の下がり易い場所を生じないことが重
要であり、そのために気化管64aの全長にわたって加熱
手段63、例えばリボンヒータが設けられている。また、
供給部本体62aにエクステンションパイプ65を介して接
続されているノズル62bから例えば過酸化水素水溶液等
の液体殺菌剤が噴射されるときに管内に圧が加わらない
ように気化管64aの径は充分に大きく設定され、しかも
管内で気化した液体殺菌剤が抜け易いように気化管64a
は垂直に伸び、管の内面は平滑に形成されている。

この殺菌剤ミスト発生装置６において、殺菌剤供給部
62から供給された例えば過酸化水素水溶液等の液状の殺
菌剤は、加熱手段63を備える気化管64aで沸点以上の温
度に加熱されて完全に気化し、気化した殺菌剤が殺菌剤
ミスト吹き出し口61からチャンバー５内に吹き出される
と、チャンバー５内の空気中で凝縮されて微細な殺菌剤
ミスト90となってチャンバー５内に拡散・充満する。

この殺菌剤ミストをチャンバー５内でより効率良く拡
散・充満させるためには、拡散のための補助手段を設け
ることが好ましい。

具体的には、第１図に示すように、チャンバー５内に
おいて、たとえば、ガイドスプロケット22の上方、蓋材
殺菌機構９の直下、給排気口8aの上方および給排気口8b
上方の計４箇所に圧縮空気吹き出しノズル55を設け、殺
菌剤ミスト90発生後に圧縮空気を吹き出させることによ
り、さらに効率良くチャンバー５内に殺菌剤ミスト90を
拡散・充満させることができる。また、圧縮空気吹き出
しノズル55に代えてファン（図示せず）を数箇所に設
け、チャンバー５内に殺菌剤ミスト90の流れを形成させ
ることも可能である。ただし、その場合、チャンバー５
内における殺菌剤ミスト90の滞留時間（給排気を停止し
ている時間）が長くなると、ファンの羽根における殺菌
剤ミスト90の付着量が増加し、その結果、ファンの羽根
から殺菌剤のいわゆるボタ落ちが発生し易くなって殺菌
剤の乾燥・除去を行なう必要が生じることがある。

殺菌剤ミスト90をチャンバー５内で所定時間滞留させ
た後においては、たとえば第１図に示すように、チャン
バー５内に設けられた陽圧エアーノズル57から無菌エア
ーを供給することにより、給排気口8cから殺菌剤ミスト
90を排出するとともに、チャンバー５内を陽圧状態に保
つことができる。その際、給排気口8c一箇所のみを殺菌
剤ミスト90の排出口として開口し、排出された殺菌剤ミ
スト90を排気ファン（図示せず）によりダクトに引き込
むことにより、駆動スプロケット21側への殺菌剤ミスト
90の拡散をより確実なものにすることができる。また、
一連の殺菌過程において、排出口７を適宜に閉じること
によってもより効率的な殺菌剤ミスト90の流れを生じさ
せることが可能である。これによりチャンバー５内にお
ける殺菌剤ミスト90の充分な拡散がなされれば、多数の
殺菌剤ミスト発生装置を必要としない。したがって、殺
菌剤ミスト90をチャンバー５内で効率良く拡散させるた
めの補助手段としては、チャンバー５内の適当な箇所に
圧縮空気吹き出しノズル55を設けるとともに、排出口７
の位置を考慮し、チャンバー５内に殺菌剤ミスト90の流
れが生じるように構成することが好ましい。なお、第１
図には、たとえばマーガリン容器等の浅底容器を供給す
る無菌充填装置を示したが、この無菌充填装置はこのよ
うな容器を供給するものに限らず、たとえばパウチ用無
菌充填装置、カートン用無菌充填装置等、チャンバー機
構を備える全ての無菌充填装置に利用可能であり、配管
内殺菌も可能である。また、たとえばグローブ・ボック
ス等の実験設備にも利用可能である。

◎実験例 次に本発明の殺菌方法と従来の殺菌方法との比較テス
トについて説明する。

☆第１実験例（本発明の殺菌方法） 枯草菌芽胞を１ピースにつき10⁴個の割合で付着させ
た生物学的インジケータを第１図に示した本実施例の無
菌充填装置におけるチャンバー５内の36箇所に設置し、
気化部温度250℃に設定した殺菌剤ミスト発生装置６の
殺菌剤供給口62から35％過酸化水素水を供給液圧0.2kg/
cm²で供給することにより、温度25℃のチャンバー５内
に過酸化水素ミストを90秒間吹き込んだ。次いで、90秒
間給排気を停止して滞留させた後、吹出し温度25℃（室
温）で40分間乾燥させた。

その後、前記の生物学的インジケータを回収して菌培
養を行なったところ、枯草菌芽胞は全て殺菌されている
ことが確認された。なお、チャンバー５内は前記の乾燥
開始後、15分間で充分な乾燥状態が得られたが、チャン
バー５内への吹出し温度を約80℃に加熱すれば乾燥時間
を５分間に短縮することができた。

☆第２実験例（従来の殺菌方法） 前記第１実験例で使用した本実施例の装置から殺菌剤
ミスト発生装置６を取り除き、従来の二流体ノズルを用
いてチャンバー５内に35％過酸化水素水を噴霧すること
によりチャンバー５内の殺菌を行なったところ、前記の
生物学的インジケータ上の枯草菌芽胞を全て殺菌するに
は、チャンバー５内の予備加熱（吹出し温度80℃）に１
時間を要し、殺菌剤噴霧後さらに吹出し温度80℃の乾燥
エアーによる１時間の乾燥処理が必要であった。

また、殺菌剤ガス発生装置を用いる方法による殺菌を
行なったところ、前記の生物学的インジケータ上の枯草
菌芽胞を全て殺菌するには、殺菌剤ガス発生後、12時間
の放置時間を要した。

☆評価 以上の実験例から本発明の殺菌方法によれば、極めて
効率良く、しかも迅速にチャンバー内を殺菌できること
が確認された。

〔発明の効果〕

本発明によれば、以上の構成としたので、たとえば従
来法においてチャンバーに噴霧された液体殺菌剤の液滴
を乾燥するための大容量ヒータおよび多大なエネルギー
が不要となり、設備面、エネルギー面での効率が飛躍的
に向上し、またチャンバー内に殺菌剤ガスを充満させる
従来法における放置時間が不要になり、極めて短時間、
かつ高効率での殺菌が可能な無菌充填装置のチャンバー
内殺菌方法を提供することができるとともに、この方法
に好適に使用可能で設備コストが低減した無菌充填装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の無菌充填装置の一例を示す概略説明
図、第２図は本発明の無菌充填装置における搬送手段の
一部を示す説明図、第３図は同じく殺菌剤ミスト発生装
置の一例を示す説明図である。 １……容器供給装置、２……容器搬送手段、３……容器
殺菌手段、４……充填機、５……チャンバー、６……殺
菌剤ミスト発生装置、61……殺菌剤ミスト吹き出し口。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−11163（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−58162（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−160557（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−158050（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−70768（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−93061（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−69077（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−293034（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−220067（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−276559（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−75158（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−113530（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−103821（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−28326（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61L 2/00 - 2/26 A23L 3/00 101 A23L 3/3445

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】無菌条件下で内容物を容器に充填する無菌
   充填装置のチャンバー内を、充填開始前に殺菌する方法
   において、 前記チャンバーは、容器供給装置と、容器搬送手段と、
   容器殺菌手段と、充填機と、殺菌剤ミスト発生装置の殺
   菌剤ミスト吹き出し口と、殺菌剤ミストを拡散させる補
   助手段とをその内に備えるものであって、 前記殺菌剤ミスト発生装置によって、液状の殺菌剤を沸
   点以上の温度に加熱して該殺菌剤を完全に気化させ、こ
   の気化した殺菌剤を前記吹き出し口から前記チャンバー
   内に吹き出すことにより空気中で凝縮させて微細な殺菌
   剤ミストを生成させ、 前記補助手段によって、前記チャンバー内に前記殺菌剤
   ミストの流れを形成して、該殺菌剤ミストを該チャンバ
   ー内に拡散・充満させ、次いで、 該チャンバー内を乾燥させる、ことを特徴とする無菌充
   填装置のチャンバー内殺菌方法。
2. 【請求項２】容器供給装置と、容器搬送手段と、容器殺
   菌手段と、充填機とをチャンバー内に備えるとともに、
   該チャンバー内に、無菌条件下で内容物を容器に充填す
   る前に該チャンバー内を殺菌するための殺菌剤ミスト発
   生装置の殺菌剤ミスト吹き出し口と、殺菌剤ミストを拡
   散させる補助手段とを備える、無菌充填装置であって、 前記殺菌剤ミスト発生装置は、液状の殺菌剤を沸点以上
   の温度に加熱して該殺菌剤を完全に気化させるものであ
   り、 前記吹き出し口は、この気化した殺菌剤を前記チャンバ
   ー内に吹き出させることにより空気中で凝縮させて微細
   な殺菌剤ミストを生成させるものであり、 前記補助手段は、前記チャンバー内に前記殺菌剤ミスト
   の流れを形成して、該殺菌剤ミストを該チャンバー内に
   拡散・充満させるものである、ことを特徴とする無菌充
   填装置。