JP3898290B2 - Method and apparatus for producing sterilizing air containing hydrogen peroxide - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱された空気と噴霧された過酸化水素水とを、金属ウールの存在下に接触させることによって殺菌空気を製造する方法、及びその方法を実施するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
殺菌液等の種々の生成物の品質を長期間保つために、これを容器に入れて包装する場合には、無菌型包装機（「充填・包装機」または「パッケージング機」ともいう）が使用される。このような包装機では、容器の原材であるウェブまたは容器製造用素材を充填用容器に加工し、これに前記生成物を入れ、そして密封する操作が行われる。この操作は無菌条件下に行われなければならないので、この包装機は前記の操作の開始前にその内部を消毒しなければならない。この消毒は次の方法に従って行うのが好ましい。すなわち、液状消毒剤に熱い滅菌空気を混合し、これによって、適当な温度および露点を有する消毒液飽和ガスを作る。このガスを包装機の内部に注入すると、このガスが該機の比較的冷たい分散液分と接触したときに前記消毒剤がそこで凝縮（液化）する。その結果として、該消毒剤からなる均質な薄膜が生じ、これによって該機の表面（すなわち、後で前記生成物または包装材料と接触する表面）が消毒できるのである。この包装機による包装操作の開始前に該消毒剤を除去するが、この除去は、該機に熱い空気を注入することによって行われ、すなわち、この熱い空気によって該消毒剤は再び揮発し、この空気と一緒に機外に排出されるのである。この消毒方法によって前記の機械の内部が消毒され、その後に無菌包装操作を開始することができる。
【０００３】
この機械の“消毒すべき部分”の温度よりもかなり高い露点を有するガス混合物を使用すべきであるという条件を守って前記の消毒方法を実施したときに、実際に良い結果が得られることが見出された。しかしながら、該機内の“消毒すべき部分”がこの前消毒(presterilization)の開始期に極端に高い温度である場合には、前記の凝縮（液化）が前記部分の表面において起こらず、したがって消毒が不完全になるであろう。このような事態は、たとえば非常に暑い場所や熱帯性気候の地域に設けられた機械において起こり易い。従来は、消毒剤と空気との混合物が、熱い滅菌空気が通る管に液状消毒剤を注入することによって作られていた。この注入方法で得られた前記混合物の露点は最高30〜40℃にすぎず、この程度の高さの露点は、ある場合にはなお不十分であった。しかしながら、前記の従来技術では、十分な量の前記ガスを生成させるのに必要な大量の流体としての高露点流体を作ることが不可能であった。
【０００４】
また、従来は安定な露点を有する殺菌空気を製造することが困難であった。かる殺菌空気を得るために、従来は空気／過酸化水素水の流量比を調節する複雑な流量コントロール装置を用いたり、又は安定な露点を有する殺菌空気を得ることを断念して全く調節なしの装置を用いていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、複雑な流量コントロール装置を用いないで、高い安定な露点を有する過酸化水素を含む殺菌空気混合物を速やかに発生させることにある。また、所定温度、濃度の空気、水及び過酸化水素の空気混合物を製造することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、加熱された空気と噴霧された過酸化水素水とを、金属ウール（好ましくはステンレスウール）の存在下に該金属ウールを湿った状態に維持しつつ、接触させることを特徴とする過酸化水素を含む殺菌空気の製造方法である。本発明においては、該接触を向流で行なわせるのが好ましく、また過酸化水素水を金属ウールに噴霧するのが好ましい。また、接触反応を行う反応器の出口付近に温度センサーを設けて接触反応により発生した殺菌空気の温度変化を検知し、該温度変化に応じて過酸化水素水の噴霧量を調節することによって、前記金属ウールを湿った状態に維持するのが好ましい。
【０００７】
本発明はまた、前記殺菌空気の製造方法を実施するための装置に関するものであり、下部に空気導入口、上部に殺菌空気の排出口、該排出口の上部（好ましくは装置の上部）に設けた過酸化水素供給ノズル、空気導入口付近に設けた空気の加熱ヒーター、及び殺菌空気排出口の下に設けた、加熱空気と噴霧された過酸化水素水との接触を良くするための金属ウール（好ましくはステンレスウール）の層、を備えた過酸化水素を含む殺菌空気の製造装置である。本発明においては、反応器の出口に温度センサーを設けるのが好ましく、また装置が円筒状であるのが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の方法および装置の好ましい具体例について添付図面参照下に詳細に説明する。図１は本発明の殺菌空気の製造装置（殺菌空気の発生装置）の１例の概略図であり、図２は該装置を用いた食品包装機械の殺菌システムの概略図である。
図１は、下部に空気導入口２、上部に殺菌空気の出口（排出口）３を備えた殺菌空気の発生装置１からなる。頂部に過酸化水素水のスプレーノズル４、底部に加熱器（過熱器）５が固定され、出口３の下に金属ウール（スチールウール）６が固定されている。７は温度センサーである。スチールウールを使用するのは、空気と液体、端的には過酸化水素水との接触面積を非常に大きくするためである。殺菌空気の発生装置の機能は原料媒体（空気、水、過酸化水素）の３つの物理的性質に基づいている。空気がエネルギーを運ぶ能力は比較的小さく、水と過酸化水素を蒸発させるのに必要なエネルギーは比較的大きい。空気が液体を湿気として運ぶ能力は温度と共に急速に増大する（１１℃毎に２倍になる）。
【０００９】
加熱（過熱）された空気が、湿ったスチールウールの間を通るときに、空気からエネルギーがとられ、液体が蒸発する。スチールウールが湿っている限り、出口の殺菌空気の相対湿度は１００％になり、そこで記録される温度は露点になる。スチールウールが乾燥し始めると、出口温度は上がり始める。これにより、スチールウールに添加する過酸化水素水の量を調節し増加させる。前記の３つの性質の相互作用により、本発明の殺菌空気の発生装置によれば使用される原料媒体の流量の変化に関係なく非常に安定な露点を有する殺菌空気が得られる。
【００１０】
本発明の殺菌空気の発生装置は、注入可能な食品生産物のパッケージの製造、充填、密封用の機械を殺菌システムの中で使用することを意図したものである。本発明の殺菌空気の発生装置の機能は次のとおりである。
空気は入口２を通して発生装置１の本体である容器（スプレーパイプ又はチャンバー）の中に入る。空気は加熱器（過熱器）５で過熱され、加熱されたスチールウール６の層を通り容器の出口３から排出される。過酸化水素水（例えば３５％過酸化水素水）はスプレーノズル４から容器中の空気流の中に配置された加熱スチールウール６の上へ噴霧される。このようにして、過酸化水素水は霧化され、蒸発されて容器を通る空気の中に運ばれ、出口を通って排出される。好ましくは、温度センサー７が出口に設けられ、過酸化水素スプレーノズル４を作動させる手段と結合される。出口３での空気混合物の温度の上昇は、スチールウール６から過酸化水素水を蒸発させるために吸収されるエネルギーが小さく、スチールウール６が乾燥していることを意味している。したがって、出口３でのこのような温度上昇を検知して、過酸化水素スプレーノズル４を作動させる手段が可能であり、そして過酸化水素水は補充のためにスチールウール６の上に再度、スプレーされる。本発明の殺菌空気の発生装置によれば、媒体の流量の変化に関係なく、安定な露点を有する殺菌空気を製造することができる。
【００１１】
図２は本発明の殺菌空気の製造装置を用いた食品包装機械の殺菌システムの概略図であり、１は本発明の殺菌空気の発生装置、２は空気入口、３は殺菌空気の出口、４は過酸化水素水のスプレーノズル４である。１１はファン、１２はフィルター、１３はストリップ・アプリケーター、１４は冷却分離器、１５は殺菌空気のフィルター、１６はパイプライン、１７はパッケージング管である。図２のシステムでは殺菌空気の発生装置１からの殺菌空気は１５のフィルターと、１７のパッケージング管に供給される空気の両方を殺菌する。本発明によれば、パッケージ内に高い安定な露点を有する殺菌空気を供給することができる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、空気／過酸化水素の流量の変化に関係なく、高い露点を有する安定な殺菌空気混合物を速やかに生成させることができる。空気／過酸化水素の流量の変化に関係がないので、複雑な流量コントロール装置は不要である。また、所定温度、濃度の空気、水及び過酸化水素の空気混合物を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の殺菌空気の製造装置の１例の概略断面図である。
【図２】図２は本発明の殺菌空気の製造装置を用いた食品包装機械の殺菌システムのフローチャートである。
【符号の説明】
１ 本発明の殺菌空気の製造装置
２ 空気入口
３ 殺菌空気出口
４ 過酸化水素水のスプレーノズル
５ 加熱器
６ スチールウール
７ 温度センサー
１１ ファン
１２ フィルター
１３ ストリップ・アプリケーター
１４ 冷却分離器
１５ 殺菌空気のフィルター
１６ パイプライン
１７ パッケージング管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing sterilized air by bringing heated air and sprayed hydrogen peroxide water into contact with each other in the presence of metal wool, and an apparatus for carrying out the method.
[0002]
[Prior art]
In order to maintain the quality of various products such as sterilizing liquid for a long period of time, when packaging them in containers, an aseptic packaging machine (also called “filling and packaging machine” or “packaging machine”) is used. used. In such a packaging machine, an operation of processing a web or a material for manufacturing a container, which is a raw material of the container, into a filling container, putting the product into the container, and sealing the product. Since this operation must be performed under aseptic conditions, the packaging machine must be sterilized inside before the start of the operation. This disinfection is preferably performed according to the following method. That is, liquid sterilizer is mixed with hot sterilized air, thereby producing a sanitizer saturated gas having an appropriate temperature and dew point. When this gas is injected into the packaging machine, the disinfectant condenses (liquefies) there when it comes into contact with the relatively cool dispersion of the machine. The result is a homogeneous film of the disinfectant that can disinfect the surface of the machine (i.e., the surface that later contacts the product or packaging material). The disinfectant is removed prior to the start of the packaging operation by the packaging machine, this removal being effected by injecting hot air into the machine, i.e. the hot air causes the disinfectant to volatilize again. It is discharged out of the machine along with air. This sterilization method disinfects the inside of the machine, after which the aseptic packaging operation can be started.
[0003]
When the above-mentioned disinfection method is carried out under the condition that a gas mixture having a dew point considerably higher than the temperature of the “part to be disinfected” of this machine should be used, good results may actually be obtained. It was found. However, if the “part to be sterilized” in the machine is at an extremely high temperature at the beginning of this presterilization, the condensation (liquefaction) does not take place on the surface of the part and thus disinfection is not It will be incomplete. Such a situation is likely to occur, for example, in a machine provided in a very hot place or a tropical climate area. Traditionally, a mixture of disinfectant and air has been made by injecting a liquid disinfectant into a tube through which hot sterile air passes. The dew point of the mixture obtained by this injection method is only 30-40 ° C., and such a high dew point was still insufficient in some cases. However, in the prior art, it has been impossible to make a high dew point fluid as a large amount of fluid necessary to generate a sufficient amount of the gas.
[0004]
Further, conventionally, it has been difficult to produce sterilized air having a stable dew point. In order to obtain such sterilizing air, conventionally, a complicated flow control device that adjusts the flow rate ratio of air / hydrogen peroxide solution is used, or no adjustment is given to give up sterilizing air having a stable dew point. The device was used.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to rapidly generate a sterilizing air mixture containing hydrogen peroxide having a high and stable dew point without using a complicated flow control device. Another object is to produce an air mixture of air, water and hydrogen peroxide having a predetermined temperature and concentration.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is characterized in that heated air and sprayed hydrogen peroxide water are brought into contact with each other while the metal wool is kept moist in the presence of the metal wool (preferably stainless wool). It is a manufacturing method of the sterilization air containing hydrogen peroxide. In the present invention, it is preferable to carry out the contact in a countercurrent, and it is preferable to spray a hydrogen peroxide solution on the metal wool. In addition, by providing a temperature sensor near the outlet of the reactor that performs the catalytic reaction, detecting the temperature change of the sterilizing air generated by the catalytic reaction, and adjusting the spray amount of the hydrogen peroxide solution according to the temperature change, It is preferred to keep the metal wool wet.
[0007]
The present invention also relates to an apparatus for carrying out the method for producing the sterilizing air, and is provided at the lower part of the air inlet, at the upper part of the sterilizing air outlet, and above the outlet (preferably at the upper part of the apparatus). Metal wool for improving contact between heated air and sprayed hydrogen peroxide solution provided under the hydrogen peroxide supply nozzle, air heater near the air inlet, and sterilization air outlet An apparatus for producing sterilizing air containing hydrogen peroxide, preferably with a layer of (preferably stainless wool). In the present invention, a temperature sensor is preferably provided at the outlet of the reactor, and the apparatus is preferably cylindrical.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the method and apparatus of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of an example of a sterilizing air manufacturing apparatus (sterilizing air generating apparatus) according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram of a sterilizing system for a food packaging machine using the apparatus.
FIG. 1 includes a sterilizing air generator 1 having an air inlet 2 at the bottom and a sterilizing air outlet (discharge port) 3 at the top. A spray nozzle 4 of hydrogen peroxide solution is fixed at the top, a heater (superheater) 5 is fixed at the bottom, and metal wool (steel wool) 6 is fixed under the outlet 3. Reference numeral 7 denotes a temperature sensor. The reason for using steel wool is to make the contact area between air and liquid, that is, hydrogen peroxide water very large. The function of the sterilizing air generator is based on the three physical properties of the raw material medium (air, water, hydrogen peroxide). The ability of air to carry energy is relatively small and the energy required to evaporate water and hydrogen peroxide is relatively large. The ability of air to carry liquid as moisture increases rapidly with temperature (doubles every 11 ° C.).
[0009]
As heated (overheated) air passes between wet steel wool, energy is taken from the air and the liquid evaporates. As long as the steel wool is wet, the relative humidity of the outlet sterilization air will be 100%, and the temperature recorded there will be the dew point. As the steel wool begins to dry, the outlet temperature begins to rise. This adjusts and increases the amount of hydrogen peroxide added to the steel wool. By the interaction of the above three properties, the sterilization air generator of the present invention can provide sterilization air having a very stable dew point regardless of the change in the flow rate of the raw material medium used.
[0010]
The sterilizing air generator of the present invention is intended for use in the sterilization system of an injectable food product package manufacturing, filling and sealing machine. The function of the sterilizing air generator of the present invention is as follows.
Air enters the container (spray pipe or chamber) which is the body of the generator 1 through the inlet 2. The air is heated by a heater (superheater) 5, passes through a layer of heated steel wool 6 and is discharged from the outlet 3 of the container. Hydrogen peroxide solution (for example, 35% hydrogen peroxide solution) is sprayed from the spray nozzle 4 onto the heated steel wool 6 arranged in the air flow in the container. In this way, the hydrogen peroxide solution is atomized, evaporated and carried into the air through the container and discharged through the outlet. Preferably, a temperature sensor 7 is provided at the outlet and is coupled to the means for operating the hydrogen peroxide spray nozzle 4. An increase in the temperature of the air mixture at the outlet 3 means that the energy absorbed to evaporate the hydrogen peroxide solution from the steel wool 6 is small and the steel wool 6 is dry. Therefore, means for detecting such a temperature rise at the outlet 3 and operating the hydrogen peroxide spray nozzle 4 are possible, and the hydrogen peroxide solution is sprayed again onto the steel wool 6 for replenishment. Is done. According to the sterilization air generator of the present invention, sterilization air having a stable dew point can be produced regardless of changes in the flow rate of the medium.
[0011]
FIG. 2 is a schematic view of a sterilization system for a food packaging machine using the sterilization air production apparatus of the present invention, wherein 1 is a sterilization air generator of the present invention, 2 is an air inlet, 3 is an sterilization air outlet, 4 Is a hydrogen peroxide spray nozzle 4. 11 is a fan, 12 is a filter, 13 is a strip applicator, 14 is a cooling separator, 15 is a filter for sterilizing air, 16 is a pipeline, and 17 is a packaging tube. In the system of FIG. 2, the sterilization air from the sterilization air generator 1 sterilizes both 15 filters and the air supplied to 17 packaging tubes. According to the present invention, sterilizing air having a high and stable dew point can be supplied in the package.
[0012]
【The invention's effect】
According to the present invention, a stable sterilizing air mixture having a high dew point can be rapidly generated regardless of changes in the air / hydrogen peroxide flow rate. A complex flow control device is not required since it is not related to the change in air / hydrogen peroxide flow. It is also possible to produce an air mixture of air, water and hydrogen peroxide having a predetermined temperature and concentration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an example of a sterilizing air production apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart of a sterilization system for a food packaging machine using the sterilizing air manufacturing apparatus of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Manufacturing apparatus of the sterilization air of this invention 2 Air inlet 3 Sterilization air outlet 4 Hydrogen peroxide spray nozzle 5 Heater 6 Steel wool 7 Temperature sensor 11 Fan 12 Filter 13 Strip applicator 14 Cooling separator 15 Sterilization air filter 16 Pipeline 17 Packaging tube

Claims (5)

加熱された空気と噴霧された過酸化水素水とを、金属ウールの存在下に接触させる、過酸化水素を含む殺菌空気の製造方法であって、
該接触により発生した殺菌空気の温度変化を検知し、該温度変化に応じて過酸化水素水の噴霧量を調節することによって、該金属ウールを湿った状態に維持することを特徴とする、殺菌空気の製造方法。 The heated air and sprayed aqueous hydrogen peroxide solution, causing come in contact in the presence of a metal wool, a process for the preparation of sterile air containing hydrogen peroxide,
Sterilization characterized in that the metal wool is maintained in a moist state by detecting a temperature change of the sterilizing air generated by the contact and adjusting a spray amount of the hydrogen peroxide solution according to the temperature change. Air production method. 前記接触を向流で行なわせる、請求項１に記載の方法。The method of claim 1, wherein the contacting is effected in countercurrent. 前記過酸化水素水を前記金属ウールに噴霧する、請求項１に記載の方法。Spraying the hydrogen peroxide solution to the metal wool, The method of claim 1. 空気導入口と、導入された空気を加熱するヒーターと、過酸化水素のスプレーノズルと、スプレーされた該過酸化水素水と加熱された該空気との接触を良くするための金属ウールの層と、該接触により発生した殺菌空気の温度変化を検知するための温度センサーと、発生した該殺菌空気の排出口とを備えた過酸化水素を含む殺菌空気の製造装置であって、
該温度センサーが検知した温度変化に応じて該スプレーノズルからスプレーされる該過酸化水素水の噴霧量を調節することによって、該金属ウールを湿った状態に維持することを特徴とする、殺菌空気の製造装置。 And air inlet, a heater for heating the introduced air, and spray nozzle of hydrogen peroxide, a layer of metal wool to better contact with the air that has been heated with the hydrogen peroxide solution is sprayed A temperature sensor for detecting a temperature change of the sterilizing air generated by the contact , and an apparatus for producing sterilizing air containing hydrogen peroxide, including a discharge port for the generated sterilizing air,
A sterilizing air characterized in that the metal wool is maintained in a moist state by adjusting a spray amount of the hydrogen peroxide solution sprayed from the spray nozzle according to a temperature change detected by the temperature sensor. Manufacturing equipment. 前記装置が円筒状である、請求項４に記載の装置。  The apparatus of claim 4, wherein the apparatus is cylindrical.

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