JP7245454B1 - 内容物充填システム及び殺菌方法 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、図1により、実施の形態による内容物充填システム(無菌充填システム)について説明する。
水殺菌ライン50は、水を非加熱殺菌する殺菌ラインである。この水殺菌ライン50は、紫外線によって水を殺菌しても良い。なお、本明細書中、「非加熱殺菌」とは、電気ヒーター又は蒸気等による熱エネルギーを用いることなく、水を殺菌することをいう。
次に、水殺菌機60について説明する。この水殺菌機60は、内容物充填システム10で使用する水を殺菌する殺菌機である。本実施の形態では、水殺菌機60は、水を非加熱殺菌する。上述したように、水殺菌機60は、第1水タンク51に貯留された水(純水)を殺菌する。このため、水殺菌機60は、電気伝導率が、0.1μS/cm以上20μS/cm以下である水を殺菌する。
H0-ΣR1+ΣI-ΣR2≦FSO・・・(式1)
このため、ΣR2の値が(H0-ΣR1+ΣI)-FSO以上となるように、殺菌機(例えば、第2殺菌機64)の殺菌能力を設定することにより、水の無菌性を目標値(FSO)以下とすることが可能となる。
次に、上述した内容物充填システム10(図1)を用いた内容物充填方法について、図8により説明する。
次に、上述した内容物充填システム10(図1)の殺菌方法について説明する。ここでは、まず、第1無菌チャンバ70f、中間エリアチャンバ70g及び第2無菌チャンバ70hの殺菌方法(以下、単にチャンバの殺菌方法と記す)について、図9により説明する。
まず、内容物充填システム10における飲料の充填が終了した後、例えば、制御部90の操作ボタンを操作する。これにより、水充填装置21の水充填ノズルにCIPカップ(図示せず)が被せられる。このように、水充填装置21の水充填ノズルにCIPカップ(図示せず)が被せられることにより、水充填装置21内の無菌状態が維持される。すなわち、水充填ノズルの先端から水充填装置21内に菌が混入しないように、水充填装置21が物理的に保護される。また、制御部90の操作ボタンを操作することにより、殺菌剤噴霧チャンバ70d、エアリンスチャンバ70e、第1無菌チャンバ70f、中間エリアチャンバ70g及び第2無菌チャンバ70hをそれぞれ分離する隔壁に形成された隙間が、シャッター(図示せず)によって閉鎖される。
まず、内容物充填システム10における飲料の充填が終了した後、例えば、制御部90の操作ボタンを操作する。これにより、水殺菌機60の殺菌(SIP)が開始される。なお、水殺菌機60の殺菌は、製品ボトル101の生産中に行っても良い。この場合、水殺菌機60による水の殺菌を停止した場合であっても、第2水タンク52に貯留した無菌水を使用することにより、製品ボトル101の生産を行うことができる。
次に、内容物充填システムの変形例について説明する。
上述した実施の形態において、水殺菌ライン50(水殺菌機60)が、水を非加熱殺菌する例について説明したが、これに限られない。例えば、水殺菌ライン50(水殺菌機60)は、水を所定の温度に加熱することにより、水を殺菌しても良い。純水製造装置50aによって製造された純水の菌数は、純水製造装置50aの管理を適切に行っていれば、一般的に製品原液に比べて少ない。従って、充填、又はボトル100にキャップ88が装着された後の内容物のpHが4.5未満の場合、水殺菌ライン50(第1殺菌機62及び第2殺菌機64)は、F0値が0.00029以上3.1未満となるように、水を殺菌しても良い。また、内容物のpHが4.5以上の場合、水殺菌ライン50(第1殺菌機62及び第2殺菌機64)は、F0値が3.1以上40以下となるように、水を殺菌しても良い。pHが異なる内容物を切り替えながら充填する場合、水殺菌ライン50の洗浄及び又は殺菌の回数を減らすために、水殺菌ライン50(第1殺菌機62及び第2殺菌機64)は、統一してF0値が3.1以上40以下となるように、水を殺菌しても良い。ここで、F0値は、上述した下記の式
において、基準温度Trが121.1℃、Z値が10℃の場合に算出されるF値である。
また、上述した実施の形態において、水充填装置21が、ボトル100に対して、殺菌された水を充填し、原液充填装置22が、水が充填されたボトル100に対して、殺菌された製品原液を充填する例について説明したが、これに限られない。例えば、原液充填装置22が、ボトル100に対して、殺菌された製品原液を充填し、水充填装置21が、製品原液が充填されたボトル100に対して、殺菌された水を充填しても良い。
また、上述した実施の形態において、製品原液が、水によって希釈される例について説明したが、これに限られない。例えば、水充填装置21及び原液充填装置22のうちの一方のみを用いて、ボトル100に対して、水又は製品原液を充填しても良い。具体的には、水充填装置21のみを使用することにより、ボトル100に対して水のみを充填しても良い。すなわち、内容物充填システム10において、水充填装置21のみを使用することにより、ミネラルウォーターを製造しても良い。あるいは、原液充填装置22のみを使用することにより、ボトル100に対して製品原液のみを充填しても良い。すなわち、内容物充填システム10において、原液充填装置22のみを使用することにより、いわゆるコンク製品(濃縮製品)を製造しても良い。なお、殺菌が不要である製品原液のみをボトル100に充填する場合、ボトル100は、中間エリアチャンバ70gの内部に収容された搬送ホイール12に供給されても良い。
また、上述した実施の形態において、充填装置20が、水殺菌ライン50に接続された水充填装置21と、原液殺菌ライン70に接続された原液充填装置22とを有している例について説明した。この場合、充填装置20が、複数の原液充填装置22を有していても良い。また、例えば、図12Aに示すように、内容物充填システム10が、複数(例えば2つ)の原液殺菌ライン70を備えていても良い。そして、充填装置20が、各々の原液殺菌ライン70にそれぞれ接続された複数(例えば2つ)の原液充填装置22を有していても良い。
また、上述した実施の形態において、充填装置20が、水殺菌ライン50に接続された水充填装置21と、原液殺菌ライン70に接続された原液充填装置22とを有している例について説明したが、これに限られない。例えば、図13に示すように、内容物充填システム10が、単一の充填装置20を備えていても良い。
また、上述した実施の形態において、第2水タンク52の下流側に第3水タンク54が設けられている例について説明した。この場合、図16Aに示すように、第3水タンク54の上流側に、水に炭酸を添加する炭酸添加装置58が連結されていても良い。
また、上述した実施の形態において、水殺菌ライン50が、第1水タンク51と、水殺菌機60と、第2水タンク52とを有している例について説明した。この場合、図17に示すように、水殺菌ライン50は、複数(例えば2つ)の水殺菌機60を有していても良い。これにより、一方の水殺菌機60を洗浄(CIP)又は殺菌(SIP)している場合に、他方の水殺菌機60を使用して、水を殺菌できる。このため、製品ボトル101の製造を連続して行うことができる。また、例えば、一方の水殺菌機60を洗浄(CIP)又は殺菌(SIP)しつつ、他方の水殺菌機60を使用して、第2無菌チャンバ70h内等を洗浄する場合に、第2無菌チャンバ70h等に供給する水が不足することを抑制できる。また、例えば、一方の水殺菌機60の第1無菌フィルタ63等を殺菌(SIP)又は完全性試験しつつ、他方の水殺菌機60を使用して、第2無菌チャンバ70h内等を洗浄する場合に、第2無菌チャンバ70h等に供給する水が不足することを抑制できる。
また、上述した実施の形態において、水殺菌機60が、異物除去フィルタ61と、第1殺菌機62と、第1無菌フィルタ63と、第2殺菌機64と、第2無菌フィルタ65とを備えている例について説明したが、これに限られない。例えば、純水製造装置50aによって製造された純水の衛生度が高く、かつ、第1水タンク51内においてカビ類が検出されない場合、水殺菌機60が異物除去フィルタ61を備えていなくても良い。なお、第1水タンク51内の菌数が多い場合、水殺菌機60は、異物除去フィルタ61の上流側に設けられた第3殺菌機(図示せず)を更に備えていても良い。この場合、第3殺菌機の構成は、図3乃至図6Bに示す第1殺菌機62と略同一の構成としても良い。すなわち、第3殺菌機は、紫外線によって水を殺菌する殺菌機であっても良い。
また、上述した実施の形態において、UHT80が、第1段加熱部81と、第2段加熱部82と、ホールディングチューブ83と、第1段冷却部84と、第2段冷却部85、第3段冷却部86とを有している例について説明した。この場合、図18に示すように、UHT80が、複数(例えば2つ)の第2段加熱部82と、複数(例えば2つ)のホールディングチューブ83と、複数(例えば2つ)の第1段冷却部84とを有していても良い。これにより、一方の第2段加熱部82、ホールディングチューブ83又は第1段冷却部84等に焦げ等が付着した場合であっても、他方のホールディングチューブ83等を使用して、製品原液を殺菌できる。すなわち、一方のホールディングチューブ83等を洗浄(CIP)、殺菌(SIP)、又は洗浄殺菌(CSIP)している場合に、他方のホールディングチューブ83等を使用して、製品原液を殺菌できる。このため、製品ボトル101の製造を連続して行うことができる。
また、上述した実施の形態において、製品原液殺菌機80が、UHTである例について説明したが、これに限られない。例えば、製品原液殺菌機80が、製品原液に直接通電し、自己発熱させるオーミック(ジュール式)加熱殺菌機であっても良い。また、製品原液殺菌機80は、マイクロ波(915MHz、2450MHz)を用いて製品原液を殺菌する殺菌機であっても良い。この場合、マイクロ波は、製品原液又は固形物が通過する配管の外部から照射されても良い。これにより、製品原液又は固形物の温度を上昇させることができ、製品原液又は固形物を殺菌できる。これらの場合においても、内容物充填システム10が排出する二酸化炭素の排出量を低減できる。
また、上述した実施の形態において、充填装置20(水充填装置21及び原液充填装置22)が、いわゆるロータリーフィラーである例について説明したが、これに限られない。例えば、充填装置20は、例えばコンベアによって搬送される容器(カップ又は紙容器等)に水等を充填する、いわゆる直線式の無菌充填機であっても良い。この場合、例えば、まず、無菌水を充填し、次に、製品原液を充填しても良い。さらに、製品原液を充填する原液充填装置22の下流側に、フレーバーを含む製品原液又は固形物を充填する原液充填装置22が設けられていても良い。なお、無菌水及び製品原液を充填する順序は、これに限らない。例えば、先に製品原液を充填し、その後に無菌水を充填しても良い。また、図15を用いて説明したように、1つの充填ノズル20aによって、無菌水と製品原液を充填しても良い。
また、上述した実施の形態において、プリフォームの殺菌装置及び容器の殺菌装置として、過酸化水素殺菌を行う殺菌装置を用いる場合について説明したが、これに限らない。例えば、過酸化水素殺菌を行う殺菌装置は、プリフォームの殺菌装置及び容器の殺菌装置のどちらかであっても良い。また、プリフォームの殺菌装置及び容器の殺菌装置が、ボトルの内外面を過酢酸溶液(又はガス、ミスト若しくはこれらの混合物)で殺菌した後、内外面を無菌水リンスする過酢酸殺菌方式を行う殺菌装置であっても良い。あるいは、プリフォームの殺菌装置及び容器の殺菌装置が、殺菌剤として過酸化水素やエタノール以外に、過酢酸、酢酸、過硝酸、硝酸、次亜塩素酸ナトリウム、塩素、苛性ソーダ等を単体で用いる殺菌装置であっても良く、これらのうち2種以上を組み合わせた殺菌剤を用いる殺菌装置であっても良い。また、殺菌装置は、ボトルを殺菌するだけでなくカップ、パウチ、紙容器又はこれらの複合体の殺菌で用いられても良い。さらに、プリフォームの殺菌装置は、薬剤噴霧、薬剤リンス、蒸気、無菌水、無菌エア、電子線、X線又は紫外線によりプリフォームを殺菌しても良い。同様に、容器の殺菌装置は、薬剤噴霧、薬剤リンス、蒸気、無菌水、無菌エア、電子線、X線又は紫外線により容器を殺菌しても良い。
また、上述した実施の形態において、内容物充填システム10がボトル成形部30を備えている場合について説明したが、これに限られない。例えば、内容物充填システムが、成形された空のボトル100を外部からエア搬送等で順次受け入れ、受け入れたボトル100を殺菌装置11へ向けて搬送するように構成されていても良い。この場合においても、上述した効果を得ることができる。
さらに、上述した実施の形態において、内容物充填システム10が、ボトル100に内容物を充填するシステムである場合を例にとって説明したが、これに限られない。本実施の形態による内容物充填システム10は、乳飲料等のいわゆるチルド飲料をカップ等の容器に充填する充填システムにも適用可能である。この場合においても、水を加熱して殺菌する殺菌機を使用して作製された無菌水によって製品原液を希釈する場合と比較して、内容物を作製する際に排出される二酸化炭素の排出量を低減できる。このため、内容物充填システム10が排出する二酸化炭素の排出量を低減できる。また、内容物が乳飲料等である場合、製品原液内の菌数が多くなり得る。このように、製品原液内の菌数が多くなった場合であっても、製品原液は加熱殺菌される。このため、内容物が乳飲料等であっても、内容物の無菌性を十分に確保できる。また、本実施の形態による内容物充填システム10において、殺菌を必要とする任意の液体(例えば、調味料、アルコール飲料又は乳飲料等)を容器に充填しても良い。
次に、内容物充填システムの殺菌方法の変形例について説明する。
上述した実施の形態において、チャンバの殺菌方法が、COP工程(図9の符号S12)と、CIP工程(図9の符号S13)と、SIP工程(図9の符号S14)と、SOP工程(図9の符号S15)とを順に行う例について説明したが、これに限られない。例えば、図19に示すように、チャンバの殺菌方法において、すすぎ工程(図19の符号S31)の後に、COP工程(図19の符号S32)と、CIP工程(図19の符号S33)とが同時に行われても良い。また、COP工程とCIP工程との後に、SIP工程(図19の符号S34)と、SOP工程(図19の符号S35)とが同時に行われても良い。これにより、ダウンタイムを大幅に短縮でき、製品ボトル101の生産性を向上できる。
また、上述した実施の形態において、水殺菌機60の第1殺菌機62等を殺菌する場合に、蒸気、熱水又は殺菌剤により、第1殺菌機62等を殺菌する例について説明したが、これに限られない。例えば、第1殺菌機62等が、熱に弱い場合及び又は薬剤耐性が低い場合には、殺菌された水により、第1殺菌機62等を殺菌しても良い。この場合、殺菌された水は、第1殺菌機62等の内部において、紫外線によって殺菌された水であっても良い。そして、制御部90が、水殺菌機60を含む循環系59A(図2A等参照)において、殺菌された水を循環させることにより、第1殺菌機62等を殺菌しても良い。この際、制御部90は、循環系59Aにおいて、殺菌された水を少なくとも3回以上循環させても良く、好ましくは、10回以上循環させても良い。
59A 循環系
60 水殺菌機
62 第1殺菌機
63 第1無菌フィルタ
64 第2殺菌機
65 第2無菌フィルタ
90 制御部
Claims (12)
- 前記水殺菌機は、前記第1無菌フィルタの上流側に設けられ、前記水を殺菌する第1殺菌機を更に有する、請求項1に記載の内容物充填システム。
- 前記第1殺菌機は、紫外線によって前記水を殺菌する、請求項2に記載の内容物充填システム。
- 前記制御部は、前記第1殺菌機を蒸気又は熱水で殺菌する、請求項2又は3に記載の内容物充填システム。
- 前記制御部は、前記水殺菌機を含む循環系において、殺菌された水を循環させることにより、前記第1殺菌機を殺菌する、請求項2又は3に記載の内容物充填システム。
- 前記制御部は、前記循環系において、前記殺菌された水を少なくとも3回以上循環させる、請求項5に記載の内容物充填システム。
- 前記殺菌された水は、前記第1殺菌機の内部において、紫外線によって殺菌された水である、請求項5又は6に記載の内容物充填システム。
- 循環する前記殺菌された水に対する紫外線の積算照射量は、100mJ/cm2以上3000mJ/cm2以下である、請求項7に記載の内容物充填システム。
- 前記水殺菌機は、前記第1無菌フィルタの下流側に設けられた第2殺菌機と、前記第2殺菌機の下流側に設けられた第2無菌フィルタとを更に有する、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の内容物充填システム。
- 前記殺菌方法は、前記水殺菌機を含む循環系に蒸気又は熱水を供給する工程を更に備える、請求項10に記載の殺菌方法。
- 前記水殺菌機は、前記第1無菌フィルタの上流側に設けられた第1殺菌機を更に有し、前記殺菌方法は、前記水殺菌機を含む循環系に水を供給する工程と、前記水を前記第1殺菌機の内部で殺菌する工程と、前記循環系において、殺菌された前記水を循環させる工程とを更に備える、請求項10に記載の殺菌方法。
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