JPS6013897B2 - 殺菌装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は容器の殺菌装置に関するものであって、殺菌包
装システム内で殺菌液を必要最少限の量で、かつまんべ
んなく容器に付着させることができるように構成するこ
とをその目的とするものである。

殺菌包装システムについてはすでに持顕昭５２一１２４
３４４号（特関昭５４−５８５雛号公報参照）でその一
例が提案されている。

これは予め成形された客器を集積する保持枠より容器を
個別に取出して搬送コンベアに供給し、搬送コンベア上
に順次設置した容器を殺菌液の頃霧で殺菌し、次いで殺
菌液を熱風乾燥した後予め滅菌された食品を充填し、し
かる後予め殺菌された連続状蓋材を容器口にシールする
ものである。こうしたシステムでは殺菌工程が一番重要
でかつ最も困難なところであり、中でも容器本体の殺菌
が最も困難さを極めている。先の出願はその点を克服し
殺菌包装をシステムとして完成したものである。ところ
がこの装置においても殺菌工程に不具合な事態が生じて
いる。というのは殺菌液頃霧のためのチャンバーが容器
の走行路に対して往復勤しなければならないので、その
ための複雑な機構が要求され、また殺菌液の供給につき
さほど考慮が払われてなかったので、殺菌液が容器に過
度に付着し、このため後の乾燥工程にかなりの時間を要
している。すなわちチャンバーは復敷時に加熱された殺
菌液の供給が停止されるので冷却し、往動時すなわち噴
霧時に至って殺菌液がチャンバーの内壁に付着して凝結
し滴下して容器に付着する。また、贋霧ノズルから殺菌
液が大きな粒で滴下し容器に付着することもある。これ
は上記乾燥工程を遅延させる要因となる。本発明は以上
のような点に鑑みてなされたもので、まず、上下両チャ
ンバーは容器の走行路を挟んで固定することにより往復
動機横を省略し、また殺菌液の蹟霧方式をノズル式から
超音波噴霧方式に換え、かくすることにより殺菌液の霧
の均一化、微細化を図り、殺菌液の容器への過度の付着
を防止しようとするものである。

以下図面に示す実施例について説明する。

第１図は本発明に係る殺菌装置を具えた無菌包装機全体
を例示するものである。

この無菌包装機は容器集積保持部Ａ、容器供給部Ｂ、容
器殺菌部Ｃ、殺菌液乾燥部○、充填部Ｅ、蓋材シール部
Ｆ、蓋材供給部Ｇ、蓋材乾燥部日、切断部１、製品排出
部Ｊとからなるもので、予め成形された容器すなわちＡ
Ｉ、紙、熱可塑性樹脂あるいはこれらの複合材料の如き
容器に成形できる材料で出来た容器についてこれを集積
し図示の如く積み上げる。容器１０は垂直に積まれた状
態で集積保持枠１２に入られ、更に４本の支柱１４で垂
直に維持される。

そして下部にはスプリングで支持された爪１６が容器１
０の底を支えており、或る一定の力で最下部の容器をと
りさると爪１６がゆるみ、一つだけ容器が自由になる。

集積保持枠１２は本装置の機枠に下部を機密状態に取り
つけられ、磯枠内部の無菌室１８と集積保持枠１２内部
がつながっている。容器１川ま空気シリンダー２０１こ
よって支点２２を中心にして揺動運動を行なう吸着板保
持棒２４の先端にある吸着板２６によって底部が吸着さ
れ、無菌室１８の内部に設けられたシュータ−２８上に
おかれる。シューター２８は第２図に示すように容器１
０のフランジ部のみうけるようになっており、吸着板２
６はシューター２８の間を遜って充分下まで下降する。
勿論吸着板保持榛２４は蛇腹３０等により無菌室１８内
を気密に保持していることはいうまでもない。シュータ
−２８上を滑り落ちた容器１川ま本装置の内部に設けら
れたコンベヤ３２における容器受け台３４の穴３６（第
４図）に入る。

この時、吸着板保持榛は次の容器１０を取る為に同じく
シューター２８の間を通って上昇する。

これら一連の動きはタイミングよく行なわれる。容器１
川まコンベヤ３２によって本発明に係る容器殺菌部Ｃに
導かれる。容器殺菌部Ｃは容器供給部Ｂ同様無菌の空気
で充満しており、その中に第３図、第４図および第５図
に示す如く容器殺菌菱暦が設置されている。しかし、機
枠内部の無菌室１８内には第４図のチヤンバーだけを設
置し、他の部分は無菌室外に設置した方が、装置の保守
・点検の面で有利であろう。

容器殺菌装置は第３図で示される超音波による殺菌液霧
化装置３８および第４図で示される当該装置で発生した
霧を内部に充満させて容器の全表面に殺菌液を付着させ
るチャンバー４０から成っている。

殺菌液霧化装置３８は、超音波発振回路（図示せず）に
よって同麹ケ−プル４２を介して超音波振動子４４を共
振させ、そこから超音波を発振させ、溢水４６を伝播媒
体として殺菌液４８に伝播させて霧を発生させようとす
るものである。

超音波振動子４４は殺菌液に冒され易いため温水を介し
て超音波を伝達するようにしている。超音波の発振周波
数は例えば血のＨｚ〜２．の Ｍ世である。超音波の加
えられた殺菌液４８は超音波分散作用によって噴水５０
を形成し、さらに煙霧質の霧となる。この霧の粒は大部
分が同一の大きさであり、かつ極めて細かい。粒径は例
えば２０〜５０ミクロンである。ここで、上記温水は霧
化を促進するべく不純物のない純水であって糟５２に貯
留されかつ供給口５４および排出口５６並びに水タンク
５８、加熱要素６０、冷却器６２およびポンプ６４を通
して絶えず循環せしめられている。

これは振動子の自己発熱や加熱殺菌液からの熱伝導に対
し、水４６を常に一定温度に保とうとするためで、具体
的には糟５２内で６ぴ○前後に保持される。純水は６０
ｑｏ前後において超音波伝達効率が最も良い。殺菌液４
８は例えば３５％の過酸化水素水、塩素水等であるが、
合成樹脂、金属等で構成された薄肉の糟６６に貯留され
、そこへはタンク６８から加熱要素７０を経て来る殺菌
液が導管７２から定量ずつ供給されている。

糟６６は殺菌液の噴水部分に超音波を集東させて霧化の
効率向上を図るため球面が付与されている。殺菌液の霧
はチャンバー７４内でほぼ連続的に発生し、導管７６か
ら来る加熱要素４８で加熱された無菌空気の流れに乗っ
てチャンバー上部の排出管８０から殺菌用のチャンバー
に向けて排出される。

無菌空気の温度は具体的には５０〜１００℃である。こ
の間に霧は選択板８２によって径の大き過ぎる滴を除去
される。選択板は噴水５０の直上にてこのような大径の
滴の上昇を押える水平部を有している。また、チヤンバ
−７４にはヒータ８４が設けられ、上昇霧を絶えず暖め
るようにしている。具体的には５０〜８０ｑｏにチヤン
バー内を加湿する。かくして最終的に得られた霧は粒径
が例えば２０ミクロン前後の均質なものであり、５０〜
８０℃に保たれて加熱要素８５で加溢されつつ容器方面
に送られる。

霧は第５図で示されるように、発生チャンバー７４に一
部が帰環せしめられるようになっているので部分的に循
環することになり、容器方面にはそれだけ均一となって
送られることになる。

帰濠する霧に対しては第３図の如く注入口８６が設けら
れ、ここは逆流防止のための板８８でカバーされている
。次に、殺菌チヤンバ−４０‘まコィベア３２を侠持す
るように設けられている。

第４図において、９０‘ま板状の容器受け台３４を案内
するためのガイドレールであり、９２はボール又はころ
である。ガイドレール９０はチヤンバーの壁に組み込ま
れ、チャンバー壁とともに気密室を構成している。チャ
ンバー４０はガイドレール９０を境にして上部材と下部
材とからなり、全体的に長方形の箱型に構成されている
。

そして、容器受け台を境にして上方が上殺菌室９４、下
方が下殺菌室９６となっており、各室には前記殺菌液霧
化装置３８からの霧をチューブ９８を通して導くための
供給口１００およびチューブ１０１を通して排出するた
めの排出ロー０２が設けられている。このため、殺菌液
の霧は上下両殺菌室９４，９６内に充満して容器１０の
全表面に均一にかつ薄い膜として付着し、余剰の霧は排
気される。霧は前記霧化装贋３８からの無菌加熱空気流
に乗ってチャンバー４０内を円滑に充満かつ移動するが
、このとき稜の粒の大きさに変化が生じないようヒータ
ー０４で加熱される。

ヒータ１０４はチャンバーの上下両部材に夫々埋設され
ている。ヒータ１０４は少なくともチヤンバー４０の天
井部に設けられるべきもので、これによって容器１０の
まわりの霧を３５％過酸化水素水の場合５０〜８０℃、
望ましくは６ぴ○前後に保って霧の状態を保持せしめる
一方、チヤンバーの内壁に触れる穣は加熱しガス化させ
るのである。過酸化水素水のガス化温度は大体８ぴ○〜
１００ｏｏである。本発明者の実験によれば、過酸化水
素水はガス化すれば殺菌効果が薄れ長い殺菌時間を要す
るものと考えられる。従って、容器１０のまわりでは霧
の粒釜を発生時の頃と同じ程度に保つべく加温する反面
、それ以外のところでは霧が事となって容器の方に瓶下
しないようより多く加熱してガス化させてしまうのであ
る。また、上部材の天井部は万一霧がしずくを形成した
としても容器の方に滴下することがないよう、曲面１０
６が付与されている。

下部材においてはしずくを排出するためのドレン１０８
が設けられている。また、ドレン１０８と供給口１００
との間には霧の流れ方向を規制する板１１０が設けられ
ている。この板１竃０１こよって霧は一部が容器の底方
向に上昇させられ、他部はドレン方向に押し下げられて
壁面で冷却され凝結せしめられる。殺菌チャンバ−４０
から排出された余剰霧は第５図で示されるように、回収
室１１２に送られ、ＤＣ高電圧印加で作動する静電フィ
ルターによって回収され、凝縮器１１４を経てミニタン
ク１１６に貯留される。

そしてミニタンク１１６からポンプ１１８によって再使
用のためタンク６８に送り返される。なお、余剰霧は静
電フィルターによらず、温度差でもつて凝結させ、回収
するようにしてもよい。一方、前記殺菌チャンバー４０
のドレン１０８から回収された殺菌液も凝結器１２０を
経て上記回収系に合流させられる。

殺菌液がガス化したものは別系統１２２へと排気される
。ところで、前記超音波による殺菌液霧化装置３８は第
３図示のタイプに限られるものでなく、他に第６図乃至
第９図のようなタイプのものであってもよい。

最初に第６図示のものにあっては、前記超音波振動子、
超音波発振回路に代えて、超音波ノズル１２４を設ける
ことによってチャンバー７４内で霧を発生させている。

超音波ノズル１２４は液体とガスとをノズルから噴射さ
せ、ノズル先端に取付けた共鳴函１２６に激突させるこ
とにより例えば３岬町ｚ前後の強烈な音波ヱネルギを発
生させて液体を麹化させるものである。この場合液体と
して殺菌液が、ガスとして無菌加熱空気が夫々の供強溝
口？２，７６から供鎌倉されノズルから噴射して共鳴函
に衝突し霧化されることになる。この場合、霧の粒蓬は
具体的には１０ミクロン程度である。殺菌液の霧はノズ
ルの噴射流に乗ってチャンバー７４の上方からヒ…夕８
亀で加熱されつつ殺菌チャンバー４８の方に送られ、一
方下部では冷却を受けて滴下し、凝縮器方面へドレン管
富２８から排出される。

殺菌液は第７図で示されるような系内で循環し、殺菌液
の霧は途中でも加熱要素８５１とより加熱されつつ殺菌
チャンバー傘Ｑ！こ送られ、また、霧の粒径をできるだ
け均一化してチャンバ−に送るべく一部の霧は途中で分
岐管路８６を経て毅発生チャンバー７４内に帰嬢せしめ
られ「上記ドレン管１２８からの殺菌液は凝縮器亀３８
、ミニタンク亀３２に貯留される。

上記分岐管８６がチャンバー内に覗く箇所には被覆蚤を
設けておいてノズル１２４からのミストが逆流しないよ
うにしておく必要がある。ミニタンク１３２からの殺菌
液および殺菌チャンバ山内で使用済の殺菌液は共にポン
プ翼１８で元のタンクＳ８に送り返される。次に、第８
図のタイプにあっては〜アトマイザ１３４と呼ばれる装
置で殺菌液を霧化している。アトマィザ亀３４Ｇまチヤ
ンバ−？亀の壁に関口を有する空室１３６内にそのノズ
ルをチャンバー側に向けて設置され、後潟には超音波振
動子１３８が固定されている。殺菌液はアトマィザ内に
供給パイプ１４０から供給され３０〜１００ＫＨｚの超
音波を加えられてノズルから粒径２０〜５０ミクロンの
霧となって出る。霧はへ上記空室のパイプ１４２から来
る無菌加熱空気の流れに乗ってチャンバー７４上部の排
出口昼鷲から排出されることとなる。この間、殺菌液に
冒され易い超音波振動子は無菌加熱空気流の作用で殺菌
液緩から保護される。この場合の殺菌液の流通系統は第
９図で示されるように第７図におけるとほぼ同様である
が、ただ無菌空気の利用方式の点において相違している
。

かくして、殺菌液霧化装置３８からは常時均一な粒子の
務がチヤンバ−亀０内に供ｖ給され容器１０の全面に均
等に付着することとなる。

愛は霧化装置内で常時生成され、一方容器１０はその斑
給方式との関連で間欠移動されるが、務の粒が極めて小
さく、かつ均一であるため絶えずチャンバー４０内に供
Ｖ給しておいても過度に殺菌液が付着することがない。
しかし、容器のコンベアの間欠駆動から得ることのでき
るタイミング信号で作動される弁１４４を第５．７，９
図の如く設けて容器がチャンバー内に到来した時だけ霧
を殺菌チャンバ−内に吹き込むようにし、殺菌剤の浪費
を避けるようにすることもできる。なお、コンベア３２
を連続的に走行させつつ容器１０を供Ｖ給する方式（図
示せず）とすればより効率的な殺菌処理を行ないうる。

また、第５図においてコンベア３２は容器１８を一列で
走行させるものとして示したが、複数列で走行させるこ
とも本発明の範囲内において実施可能である。

以上のようにして必要最小限の殺菌液が微細な霧として
付着せしめられた容器は、次いで殺菌液乾燥部Ｄに送ら
れる。

乾燥部は導管１４６から無菌加熱空気を空気箱１４８内
に導いてノズル１５Ｑより容器に向けて噴射するように
なっている。ここで、容器１０には殺菌液が前記チヤン
バー４８内において均一かつ極めて薄い層となって付着
しているから、迅速に乾燥除去されることになる。殺菌
液が乾燥除去されたら、容器１Ｍま次いで充填部Ｅに送
られる。

充填部Ｅでは管１５２より完全滅菌された食品等の内容
物が送られ充填ノズル１５４により容器１０‘こ定量充
填される。

次に容器亀Ｑの蓋としてＡＩ、プラスチック、プラスチ
ックと紙との積層材等の連続状蓋材をフランジ部に合せ
て供給シールする。

連続状蓋材−５６は巻取り体１５８とされ、蓋材供給部
Ｇより一般の無菌システムと同様テンションロール竃６
０を経て過酸化水素又は塩素水等の殺菌槽翼６２にある
殺菌剤にて滅菌後ターンロール亀６４を経て乾燥部Ｅに
来る。

乾燥部は殺菌液と殺菌剤槽？６２の仕切翼６６とが外気
とのシールの役目を果しているので無菌室となっている
。連続状蓋村１５６は乾燥部にて乾燥ノズル支持ステー
１６８に取りつけられた複数の乾燥ノズル１７０より無
菌加熱ェアが吹きつけられて完全に乾燥される。

蓋材１５６はシール部ターンロール１７２迄の過程にて
ピッチ修正ロール１７４を通過する。

そして、シール部ターンロール１７２を経た後、シール
部Ｆ‘こて予め蓋材に塗布してある加熱シール材を介し
て容器にシールされるが、このときクランク１７６によ
って上下動するシール受台ＩＴ８上に容器受台３４がの
り、容器を定位層に保つようにする。更に位置が出た所
で上部よりェアシリンダー１８０‘こより無菌的に駆動
される加熱部品１８２に取りつけられたシール部片が下
降し、蓋材１５６を容器１０の上にてシール部片にある
突起によって加熱圧着し完全に密封する。

加熱部品１８２の内部にはヒーターが複数個内蔵されて
おり、シール部片が適正温度になるようコントロールさ
れている。

このシールは容器１０のフランジ部にそって円周上一定
の中で行なわれる。しかる後容器１０は連続状蓋材に連
続的に連続シールされた形となり、次いで切断又は打抜
きのため切断部１へコンベアによって搬送される。切断
部では上下動する刃物固定体１８４につけられた切断刃
１８６が容器受台３４上の蓋材を押し切る。以上によっ
て内容物の充填された無菌の密閉容器が出来、コンベア
３２で製品排出部Ｊに搬送される。搬送途中容器フラン
ジ部を支持するガイドバー１８８が容器１０を上方に押
し上げ容器は完全に底部支持ステー１９０上に乗り、コ
ンベア３２より離れる。

容器１０はコンベアより離れると直ちに排出コンベア１
９２により外部へ送り出される。

以上の装置はこれらの工程、即ちＡ〜Ｊ迄全て無菌のエ
アーにより充満され無菌空気は噴出口１９４から無菌室
内に流入し、集積保持枠１２及び装置出口より吹き出し
、外部より菌が混入して来ないようになっており、かつ
無菌室１８内における殺菌部Ｃよりも右方部分が最も高
くそれぞれ前方の容器集積保持部Ａ及び後方の製品排出
部Ｊ方向へ吹き分かれて外部より容器に付着してくる菌
が決して容器殺菌後工程の室内に入り込まぬよう、かつ
容器殺菌部Ｃから漏洩するミストが容器乾燥部Ｄ方向に
至らないよう配慮されている。

以上のように本発明は殺菌包装システムに組み込まれう
る殺菌装置に関するもので、殺菌液を超音波によって綾
化させる殺菌液霧化手段を備え、溶化された殺菌液を内
部に充満させて容器の全面に付着させるチャンバーを備
え、さらにチャンバー内にて容器のまわりの殺菌液を霧
状に保つ一方、チャンバ−の内壁に触れる霧は加熱しガ
ス化させる加熱手段を備えてなるものであるから、殺菌
すべき容器の全表面に殺菌液を非常に薄い膜でかつ均一
に付窒させることができる。従すて、殺菌処理後の殺菌
液乾燥工程を極めて簡易迅速に行なうことが可能となり
、ひいては殺菌包装のシステムにおける生産能率の向上
を図ることができるものである。

また、本発明におけるチャンバーの天井部には湾曲形状
が付与されているため、何らかの不都合で殺菌液の霧が
大きな粒状に凝結したとしても容器の上をはずれるよう
に湾曲面に沿って滴下又は流下するので容器に余剰の殺
菌液が付着するのを防止することができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る殺菌装置を装着した殺菌包装装置
の概略図である。 第２図は殺菌包装装置における容器供給部の断面図であ
る。第３図は殺菌液霧化装置の一例の垂直断面図である
。第４図は殺菌チャンバ−の概略垂直断面図である。第
５図は殺菌液および無菌空気の稀路系統図である。第６
図および第８図は殺菌液霧化装置の他の例を夫々示す垂
直断面図、第７図および第９図は夫々の例における殺菌
液および無菌空気の流離系統図である。１０・・・容器
、３２・・・コンベア、３４・・・容器受け台、３８・
・・殺菌液霧化装置、４０・・・殺菌用チャンバー、１
０４…ヒータ、１０６…曲面部、１００・・・霧の供給
口、１０２・・・霧の排出口。 第１図第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下記事項から成る殺菌装置 ａ 超音波により殺菌液を霧化させる殺菌液霧化手段。 ｂ あらかじめ成型した殺菌すべき容器を水平方向に搬
   送するコンベア。ｃ 上記コンベアの走行路上にて当該
   コンベアに支持された容器を包持するように設置されて
   いるチヤンバー。 ｄ 上記チヤンバーに設けられており、上記殺菌液霧化
   手段からの霧をチヤンバー内に導いて充満させる導入効
   および余剰霧を排出する排出口。ｅ 上記霧を容器のま
   わりで霧状に保つ一方、チヤンバーの内壁に触れる霧は
   加熱しガス化させる少なくとも上記チヤンバーの天井部
   に設けられている加熱手段。 ｆ 少なくとも容器の直上に位置する部分は上方に湾曲
   した形状を付与されているチヤンバーの天井部。