WO2018186484A1 - 無菌充填方法及び無菌充填機 - Google Patents

無菌充填方法及び無菌充填機 Download PDF

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WO2018186484A1
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sterilization
sterilizing
sterilized
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睦 早川
唯子 和田
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大日本印刷株式会社
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Definitions

  • the present invention heats a preform, molds the heated preform into a container, fills the molded container with contents such as a sterilized beverage, and sterilizes the container filled with the contents.
  • BACKGROUND OF THE INVENTION 1 Field of the Invention The present invention relates to a filling method for sealing with a material and an aseptic filling machine, which relates to an aseptic filling method and an aseptic filling machine such as a beverage for sterilizing a preform and sterilizing a container formed from the sterilized preform.
  • the preform is heated to the molding temperature, the heated preform is molded into a container, the molded container is sterilized, and the sterilized container is filled with the sterilized contents in an aseptic atmosphere.
  • An aseptic filling method has also been proposed in which a filled container is sealed with a sterilized lid (Patent Documents 3 and 4).
  • the aseptic filling machine that sterilizes the molded container is more reliable than the aseptic filling machine that sterilizes the preform. Therefore, the preform is pre-sterilized, the pre-sterilized preform is heated to the molding temperature, the heated preform is molded into a container, the molded container is sterilized, and the sterilized container is sterilized.
  • an aseptic filling method in which the contents sterilized in (1) are filled and the container filled with the contents is sealed with a sterilized lid Patent Documents 7 and 8).
  • the aseptic filling machine that sterilizes the container molded from the preform can sterilize the container and then fill the contents while maintaining the sterility of the container and the atmosphere, it is aseptic to sterilize the preform. More reliable for sterility than filling machines.
  • the aseptic filling machine that sterilizes the preform can reduce the sterilizing device smaller than the aseptic filling machine that sterilizes the container. Can do. Therefore, an aseptic filling machine has been proposed that sterilizes the preform and further sterilizes the container formed with the preform.
  • Such an aseptic filling machine can make the container sterilization apparatus smaller, the size of the entire aseptic filling machine can be reduced, and the installation area can be reduced as compared with the aseptic filling machine for sterilizing the container.
  • the sterility is more reliable than the aseptic filling machine for sterilizing the preform.
  • an aseptic filling machine that sterilizes both the preform and the container has a sterilizing power that is higher than the originally required level of sterility, and may be larger than appropriate equipment. Also, sterilization is performed more than necessary, and unnecessary running costs may be incurred. In an aseptic filling machine for sterilizing a preform and a container, it is required to sterilize under an appropriate sterilization condition that matches a required sterilization power and to include an appropriate sterilization apparatus that does not become excessive.
  • the present invention is an aseptic filling machine having a step of sterilizing a preform and a step of sterilizing a container, and by appropriately exerting the required sterilizing power, it is more reliable for sterility than an aseptic filling machine that sterilizes a preform.
  • the present invention provides an aseptic filling method and an aseptic filling machine that have high performance, are more compact than an aseptic filling machine that sterilizes containers, and have mild sterilization conditions.
  • the aseptic filling method includes a preform sterilization step for sterilizing the preform while continuously running the preform and the container, a preform heating step for heating the sterilized preform to a molding temperature, and heating.
  • the sterilization ability of the preform sterilization step is X [LRV], from the heating step to the container sterilization step.
  • the sterilizing ability is Y [LRV]
  • the preform sterilization step is any of contact of the sterilizer, irradiation of electron beam, irradiation of light including ultraviolet rays, contact of hot water, contact of superheated steam with the preform. It is preferred that this is carried out by 1 or 2 or more.
  • the container sterilization step is any one of contact of the sterilizing agent, irradiation of electron beam, irradiation of light including ultraviolet rays, contact of hot water, and filling of heating contents to the container. It is suitable when performed by 1 or 2 or more.
  • the aseptic filling machine is provided with a conveyance path for continuously running the preform and the container until the preform is molded into the container, the container is filled with contents, and the container is sealed with a lid.
  • Preform sterilization means for sterilizing the preform a heating unit for heating the sterilized preform to a molding temperature, a molding unit for blow molding the preform heated to the molding temperature, and blow molding
  • the preform sterilization means is any one of contact of the sterilizing agent, irradiation of electron beam, irradiation of light including ultraviolet rays, contact of hot water, contact of superheated steam with the preform.
  • One or more is preferred.
  • the container sterilization means is any one of contact of the sterilizing agent, irradiation of electron beam, irradiation of light including ultraviolet rays, contact of warm water, and filling of superheated contents to the container. Or it is suitable according to 2 or more.
  • the sterilizing effect of the preform and the sterilizing effect of the container with the required sterilizing effect, it is possible to provide a reliable aseptic filling method and aseptic filling machine without excessive sterilization. it can.
  • the sterilization of the container should be performed after the preform is sterilized and before the container is sterilized. This is sufficient, and the sterilizing means of the container is not excessive, and the aseptic filling machine can be made compact.
  • the sterilization method using the same sterilizing agent is used for the preform sterilization process and the container sterilization process
  • the drug tank, the sterile air supply device, the exhaust device, the drug decomposition device, etc. are also used in the preform sterilization process and the container sterilization process. Does not increase the initial investment cost.
  • FIG. 1 It is a top view which shows the outline of an example of the aseptic filling machine which concerns on embodiment of this invention.
  • the preform supply process which concerns on embodiment of this invention is shown.
  • the disinfectant gas spraying process to the preform which concerns on embodiment of this invention is shown.
  • the liquid disinfectant spraying process to the preform which concerns on embodiment of this invention is shown.
  • the gas generator of the disinfectant which concerns on embodiment of this invention is shown.
  • the electron beam irradiation process to the preform which concerns on embodiment of this invention is shown.
  • the light irradiation process including the ultraviolet-ray to the preform which concerns on embodiment of this invention is shown.
  • the process of spraying superheated steam onto the preform according to the embodiment of the present invention is shown.
  • the supply process of the aseptic air to the preform which concerns on embodiment of this invention is shown.
  • the heating process of the preform which concerns on embodiment of this invention is shown.
  • the preform blow molding process concerning an embodiment of the invention is shown.
  • the aseptic air supply process to the container which concerns on embodiment of this invention is shown.
  • the disinfectant gas spraying process to the container which concerns on embodiment of this invention is shown.
  • the spraying process of the liquid disinfectant to the container which concerns on embodiment of this invention is shown.
  • the filling process of the contents to the container which concerns on embodiment of this invention is shown.
  • the sealing process of the container which concerns on embodiment of this invention is shown.
  • the outline of the aseptic filling machine consisting of preform supply, preform sterilization unit, heating unit, molding unit, inspection device, container sterilization unit, filling unit, sealing unit and discharge unit will be explained with reference to FIG. 3, 4, 6, 7, and 8, the preform heating and blow molding processes are illustrated in FIGS. 10 and 11, and the container sterilization process is illustrated in FIGS. 13 and 14.
  • the filling process and the sealing process will be described with reference to FIGS.
  • the aseptic filling machine includes a preform supply device 3 that supplies a preform 1, a preform sterilization unit 6 that sterilizes the preform, and a temperature at which the preform 1 is molded into a container 2.
  • a heating unit 12 that heats the heated preform 1, a molding unit 17 that molds the heated preform 1 into a container 2, a container sterilization unit 30 that sterilizes the molded container 2, an air rinse part 32 that air rinses the sterilized container 2, and an air rinse.
  • the container 2 is provided with a filling part 37 for filling the sterilized contents and a sealing part 43 for sealing the container 2 filled with the contents with a sterilized cap 41.
  • the sealed container 2 is mounted on the discharge conveyor 47 and includes a discharge unit 46 that is discharged to the non-sterile zone.
  • the air rinse part 32 may not be provided.
  • the preform sterilization unit 6 is a preform sterilization unit chamber 8
  • the heating unit 12 and the molding unit 17 are molding unit chambers 18
  • the container sterilization unit 30 is a container sterilization unit chamber 31
  • the air rinse unit 32 is an air rinse unit chamber 33
  • a filling unit 37 The sealing part 43 and the discharge part 46 are each shielded by the filling part chamber 38.
  • a gas or mist of a sterilizer, a mixture thereof, or ozone is generated in the container sterilization unit chamber 31.
  • An atmosphere blocking chamber 27 is provided between the molding unit 17 and the container sterilization unit 30 so that they do not flow into the molding unit 17.
  • the sterilizing gas or mist generated in the container sterilizing unit 30 or a mixture or ozone thereof does not flow into the molding unit 17 when the atmosphere blocking chamber 27 is exhausted.
  • a sterilizing gas, a mist, a mixture thereof, and ozone are generated by the sterilization method, and thus these are exhausted through a processing device that makes them harmless.
  • a processing apparatus is also used for exhausting the atmosphere blocking chamber 27.
  • a one-fluid spray or a two-fluid spray for spraying a sterilant mixed with compressed air is provided as a sterilizer spray nozzle.
  • the disinfectant spray nozzle sprays the disinfectant so that it adheres to the entire area in each chamber that needs to be disinfected.
  • Each chamber is sterilized by the sprayed sterilizing agent.
  • the disinfectant spray nozzle is arranged so that the disinfectant adheres to the entire area in each chamber.
  • each chamber is sprayed with normal temperature or heated aseptic air to activate and disinfect the sterilizing agent remaining in each chamber.
  • the sterilizing agent may be eliminated by spraying sterile water into each chamber before spraying sterile air.
  • a disinfectant spray nozzle may be provided in the molding unit chamber 18 that shields the heating unit 12, the molding unit 17, and the inspection device 24, and the molding unit chamber 18 may be sterilized.
  • the air rinse part chamber 33, and the filling part chamber 38 aseptic air sterilized by a sterilization filter after being sterilized is supplied, and the inside of each chamber is maintained at a positive pressure.
  • the pressure at which each chamber is held at a positive pressure is highest in the filling portion chamber 38, and is set lower in the upstream of the air rinsing portion chamber 33 and the container sterilization portion chamber 31.
  • the atmosphere blocking chamber 27 is evacuated so that the inside thereof is maintained at a pressure almost equal to the atmospheric pressure.
  • the preform 1 shown in FIG. 2 is continuously conveyed from the preform supply device 3 shown in FIG. 1 to the preform sterilization unit 6 by the preform supply conveyor 4 at a desired speed.
  • the preform 1 in the embodiment of the present invention is a test tubular bottomed cylindrical body, which is shown in FIG.
  • the preform 1 is provided with a mouth 1a similar to the container 2 shown in FIG.
  • a male screw is formed at the mouth 1a simultaneously with the molding of the preform 1.
  • a support ring 1b for conveyance is formed in the preform 1 below the mouth portion 1a.
  • the preform 1 or the container 2 is gripped by the gripper 5 through the support ring 1b and travels in the aseptic filling machine.
  • the preform 1 is molded by injection molding, compression molding or the like.
  • the preform 1 is made of a thermoplastic resin such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polypropylene, or polyethylene, and may be a single resin or a mixture of these resins, or may include a recycled thermoplastic resin.
  • a thermoplastic resin such as an ethylene-vinyl alcohol copolymer or a polyamide having an aromatic amine such as metaxylylenediamine as a monomer may be included as a layer or a mixture.
  • the preform 1 conveyed to the preform sterilization unit 6 is conveyed to a preform sterilization wheel 7 in which a number of grippers 5 are provided at a constant pitch, and is sterilized here.
  • the sterilization process of the preform 1 is performed by any one or more of contact with a sterilizer, irradiation with an electron beam, irradiation with light including ultraviolet rays, contact with warm water, and contact with superheated steam.
  • the preform 1 may be preheated with hot air before being sterilized.
  • a preheating wheel may be provided in front of the preform sterilization wheel 7. The sterilization effect is improved by preheating the preform 1.
  • the contact of the disinfectant with the preform 1 means that a disinfectant gas or mist or a mixture thereof is sprayed on the preform 1 as shown in FIG. 3, or as shown in FIG. It is spraying a liquid disinfectant on the inverted preform 1.
  • the disinfectant sprayed on the preform 1 as a gas or mist or a mixture thereof preferably contains at least hydrogen peroxide.
  • the content is suitably in the range of 0.5% to 65% by weight. If it is less than 0.5% by mass, the sterilizing power may be insufficient, and if it exceeds 65% by mass, it becomes difficult to handle for safety. Further, it is preferably 0.5% by mass to 40% by mass. When the content is 40% by mass or less, the handling is easier, and since the hydrogen peroxide has a low concentration, the residual amount of the sterilizing agent after sterilization can be reduced.
  • the bactericide contains water, but alcohol such as methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, normal propyl alcohol, butyl alcohol, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, acetylacetone, glycol ethers, etc. You may include 2 or more types.
  • bactericides include organic acids such as peracetic acid and acetic acid, inorganic acids such as nitric acid, basic compounds such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, compounds having a bactericidal effect such as sodium hypochlorite, chlorine dioxide and ozone, An additive such as a cationic surfactant, a nonionic surfactant, or a phosphoric acid compound may be included.
  • the germicide gas or mist sprayed on the preform 1 or a mixture thereof is obtained by a germicide gas generator 48 shown in FIG.
  • the sterilizing agent gas generator 48 is a two-fluid spray nozzle that supplies the sterilizing agent in the form of drops, and heats the sterilizing agent supplied from the sterilizing agent supplying unit 49 below the decomposition temperature.
  • the disinfectant supply unit 49 introduces disinfectant and compressed air from the disinfectant supply path 49a and the compressed air supply path 49b, respectively, and sprays the disinfectant into the vaporizing unit 50.
  • the vaporizing unit 50 is a pipe having a heater 50a sandwiched between inner and outer walls, and heats and vaporizes the bactericide blown into the pipe.
  • the vaporized germicide gas is ejected from the vaporizer 50 from the germicide gas spray nozzle 51.
  • the vaporizing unit 50 may be heated by dielectric heating instead of the heater 50a.
  • the pressure of the compressed air is adjusted in the range of 0.05 MPa to 0.6 MPa.
  • the supply amount of compressed air is 50 L / min. ⁇ 300 L / min. Is appropriate.
  • the bactericide may be a gravity drop or a pressure may be applied, and the supply amount of the bactericide can be freely set.
  • the bactericide is supplied to the bactericide supply path 49a by 1 g / min. To 100 g / min. Supplied in the range of Moreover, the sprayed disinfectant vaporizes by heating the inner surface of the vaporization part 50 from 120 degreeC to 450 degreeC.
  • the germicide gas is sprayed from the germicide gas spray nozzle 51 onto the preform 1 as shown in FIG.
  • the disinfectant gas flows in two ways in the disinfectant gas spray nozzle 51 and is sprayed from one nozzle 51a toward the inside of the preform 1 and from the other nozzle 51b toward the outer surface of the preform 1. Be sprayed.
  • the germicide gas exits from the germicide gas spray nozzle 51 and then flows into the preform 1 in a gas state or as a mist or a mixture thereof. Touch the outer surface.
  • the bactericidal gas or mist or mixture sprayed toward the inside of the preform 1 flows into the preform 1 and then overflows from the mouth portion 1a of the preform 1, and the overflowing bactericidal gas, etc.
  • the annular groove 52 a is provided in the umbrella-shaped member 52, the overflowing germicide gas or the like flows along the outer surface of the preform 1.
  • the amount of spray of the germicide gas or mist or a mixture thereof is arbitrary, but the spray amount is determined by the amount of germicide supplied to the germicide gas generator 48 and the spray time.
  • a plurality of bactericidal gas generators 48 may be provided.
  • the amount of spraying varies depending on the size of the preform 1. Bactericidal gas or mist ejected from the germicide gas spray nozzle 51 or a mixture thereof may be diluted with hot air and sprayed onto the preform 1.
  • the amount of sprayed hydrogen peroxide solution gas is as follows.
  • the amount of hydrogen peroxide adhering to the preform 1 by the hydrogen peroxide gas sprayed from the gas spray nozzle 51 of the sterilizing agent to the preform 1 is the amount of hydrogen peroxide containing 35% by mass of hydrogen peroxide. Is preferably 0.0035 ⁇ L / cm 2 to 0.35 ⁇ L / cm 2 .
  • the concentration of hydrogen peroxide such as hydrogen peroxide water sprayed on the preform 1 is preferably 2 mg / L to 20 mg / L, more preferably 5 mg / L to 10 mg / L.
  • the preform 1 sprayed with a bactericide gas or mist or a mixture thereof is rinsed with sterilized air.
  • the nozzle that blows air onto the preform 1 may be provided to face the mouth 1a of the preform 1, or a nozzle that follows the conveying speed of the preform 1 may be inserted into the preform 1.
  • the air rinse has an effect of activating the bactericide sprayed on the preform 1 and eliminating the bactericide sprayed on the inner surface of the preform 1 and foreign matters and dust existing on the inner surface.
  • the air to be air rinsed may be heated at room temperature. Heating is more effective in activating the bactericide.
  • the aseptic air rinsing may be performed with the preform 1 upright or inverted.
  • Inverting is more effective for removing foreign substances. Furthermore, in order to eliminate foreign matter, it is preferable to suck the vicinity of the mouth portion 1a of the inverted preform 1.
  • the amount of air blown is preferably 0.04 L / preform to 400 L / preform.
  • the sterilizing agent is hydrogen peroxide
  • the amount of hydrogen peroxide adhering to the preform 1 after aseptic air rinsing is 0.0003 ⁇ L / cm 2 in terms of hydrogen peroxide containing 35% by mass of hydrogen peroxide. A range of ⁇ 0.35 ⁇ L / cm 2 is preferred. More preferably, it is 0.0004 ⁇ L / cm 2 to 0.2 ⁇ L / cm 2 .
  • a sufficient sterilizing effect can be obtained when the amount of hydrogen peroxide deposited becomes 0.0003 ⁇ L / cm 2 or more. On the other hand, when the amount of hydrogen peroxide attached exceeds 0.35 ⁇ L / cm 2 , defective molding such as whitening, spots, wrinkles, and deformation occurs in the container 2 when blow molding is performed.
  • the sterilizing gas or mist or a mixture thereof is generated in the spraying process and the subsequent air rinsing process. It is necessary to exhaust the inside. The exhausted air is detoxified by the processing device and discharged.
  • the spraying of the liquid germicide on the inverted preform 1 is performed as shown in FIG.
  • the support ring 1b of the inverted preform 1 is gripped by the gripper 5 so that the liquid disinfectant contacts the entire inner surface of the preform 1, and the preform 1 is removed from the mouth 1a by the upward disinfectant spray nozzle 53a.
  • a liquid sterilizing agent is sprayed onto the outer surface of the preform 1 by a downward sterilizing agent spray nozzle 53b so that the liquid sterilizing agent contacts the entire outer surface of the preform 1.
  • the disinfectant spray nozzle 53a may be provided to face the mouth 1a of the preform 1, or the nozzle 53a that follows the conveying speed of the preform 1 may be provided and inserted into the preform 1.
  • the disinfectant spray nozzles 53b may have a plurality. Furthermore, as long as the liquid disinfectant can contact the inner and outer surfaces of the preform 1, the method may immerse the preform 1 in the liquid disinfectant instead of spraying the liquid disinfectant with the nozzle.
  • the liquid bactericidal agent preferably contains peracetic acid, and the liquid bactericidal agent is preferably an equilibrium peroxide composition comprising peracetic acid, hydrogen peroxide, acetic acid and water.
  • the concentration of peracetic acid is preferably 500 mg / L to 4000 mg / L. If it is less than 500 mg / L, the sterilizing power is insufficient, and if it exceeds 4,000 mg / L, the concentration of peracetic acid is high, so there is a possibility that members such as packing used in an aseptic filling machine are deteriorated.
  • a bactericidal agent containing a bactericidal component such as hydrogen peroxide, sodium hypochlorite, chlorine dioxide, or ozone may be used as the liquid bactericidal agent.
  • the liquid disinfectant contains water, but alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, normal propyl alcohol, and butyl alcohol, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and acetylacetone, glycol ethers, and the like 1 You may contain a seed or two or more sorts.
  • additives such as inorganic acids such as nitric acid, basic compounds such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, cationic surfactants, nonionic surfactants, and phosphoric acid compounds may be included.
  • the liquid bactericidal agent is heated to 50 ° C. to 80 ° C., preferably 60 ° C. to 70 ° C. When heated, the bactericidal effect of the bactericide improves.
  • the flow rate per one of the disinfectant spray nozzles 53a and 53b is 1 L / min. ⁇ 15 L / min. , Preferably 3 L / min. ⁇ 10L / min. Is appropriate.
  • the spraying time is suitably 0.2 to 5 seconds.
  • the amount of the liquid sterilizing agent sprayed onto the preform 1 is determined by the flow rate of the sterilizing agent spray nozzles 53a and 53b and the spraying time, and is 0.05 ml / cm 2 to 20 ml / cm with respect to the surface area of the preform 1. 2 is preferred. If it is less than 0.05 ml / cm 2 , the sterilization is insufficient, and if it exceeds 20 ml / cm 2 , it is excessive and wastes energy and a disinfectant.
  • the preform 1 brought into contact with the liquid sterilizer is rinsed with sterile water to remove the attached sterilizer.
  • Sterile water is produced by heating the water at 121 ° C. or higher for 4 minutes or longer or passing it through a sterilizing filter.
  • the rinsing of the preform 1 with sterile water is performed by the same process and apparatus as the spraying of the bactericide shown in FIG.
  • the support ring 1b of the inverted preform 1 is gripped by the gripper 5 so that the entire inner surface of the preform 1 is rinsed with sterile water, and sterile water is sprayed from the mouth portion 1a onto the inner surface of the preform 1 with an upward nozzle. .
  • aseptic water is sprayed onto the outer surface of the preform 1 with a downward nozzle so that the entire surface of the preform 1 is rinsed with sterile water.
  • the upward nozzle may be provided to face the mouth portion 1 a of the preform 1, or a nozzle that follows the conveying speed of the preform 1 may be provided and inserted into the preform 1. Further, a plurality of downward nozzles may be provided.
  • the sterile water is adjusted to a temperature of 10 ° C to 80 ° C, preferably 30 ° C to 70 ° C.
  • the flow rate per nozzle for spraying sterile water is 1 L / min. ⁇ 15 L / min. , Preferably 3 L / min. ⁇ 10L / min. Is appropriate.
  • the spraying time is suitably from 0.1 seconds to 15 seconds.
  • the amount of aseptic water sprayed onto the preform 1 is determined by the flow rate of the nozzle and the spraying time, and is preferably 0.05 ml / cm 2 to 20 ml / cm 2 with respect to the surface area of the preform 1. If it is less than 0.05 ml / cm 2 , rinsing becomes insufficient, and if it exceeds 20 ml / cm 2 , it is excessive and energy is wasted.
  • the container 2 obtained by blow-molding the sterilized preform 1 is sterilized, in order to remove the sterilizing agent adhering to the preform 1, water that is suitable for beverages instead of sterile water (You may use pure water etc.). Moreover, you may remove the bactericidal agent adhering to the preform 1 by spraying the air which passed the filter which removes a foreign material and dust instead of the rinse by water. However, when other than sterile water and sterile air is used, the preform 1 may be contaminated with bacteria. This contamination is included in the sterilization ability X [LRV] of the preform sterilization process.
  • Sterile water adhering to the preform 1 rinsed with sterile water is preferably removed by spraying sterile air onto the inner and outer surfaces of the preform 1.
  • the preform 1 is heated to the molding temperature by the heating unit 12, heating unevenness occurs in a portion where aseptic water adheres, and there is a possibility that molding defects such as whitening and uneven thickness may occur in the container 2 to be molded. It is.
  • the irradiation of the electron beam onto the preform 1 means that an electron beam is applied to the inner and outer surfaces of the preform 1 conveyed by the electron beam irradiation devices 54a, 54b and 54c as shown in FIG. It is to irradiate.
  • the electron beam has a bactericidal action, and the bacteria attached to the surface of the preform 1 are sterilized by irradiation with the electron beam.
  • the electron beam is irradiated from three directions of the preform 1, but any method may be used as long as the inner and outer surfaces of the preform 1 are irradiated with the electron beam.
  • the electron beam irradiation device 54b becomes unnecessary.
  • a reflection mirror may be provided above the mouth portion 1a of the preform 1, and an electron beam irradiated from the electron beam irradiation device 54a may be introduced into the preform 1 from the mouth portion 1a of the preform 1.
  • a rod-shaped electron beam irradiation device may be inserted into the preform 1 to irradiate the inner surface of the preform 1 with an electron beam.
  • the electron beam irradiation devices 54a, 54b and 54c may have any structure.
  • there are a scanning type and a monofilament type and the output is preferably a low output type of 100 kV to 500 kV because it is easy to handle.
  • the preform 1 It is preferable to remove foreign matter adhering to the inner and outer surfaces of the preform 1 before irradiating the preform 1 with an electron beam. This is because when a foreign substance adheres to the surface of the preform 1, an electron beam is not irradiated on that portion, which may cause sterilization failure.
  • the preform 1 In order to remove foreign matter from the preform 1, the preform 1 is upright or inverted and air is blown or water is blown. When water is sprayed, it is necessary to further remove it, so air spraying is preferable. Before the air is blown, it is preferable to neutralize the preform 1 by blowing ionized air or the like.
  • a suction nozzle is provided in the vicinity of the mouth portion 1a of the preform 1 to suck out foreign matter and remove it outside the aseptic filling machine.
  • the process of removing foreign matter from the preform 1 is performed by the preform supply conveyor 4 outside the preform sterilization unit chamber 8, and after removing the foreign matter, the preform 1 is conveyed into the preform sterilization unit chamber 8.
  • the removal function of bacteria etc. is recognized with foreign substance removal, this is also included in the sterilization ability X [LRV] of the preform sterilization process.
  • ozone is generated when oxygen is present in the atmosphere in which the electron beam is irradiated.
  • the preform sterilization part chamber 8 needs to be evacuated. The generation of ozone can be suppressed by substituting the atmosphere for electron beam irradiation with nitrogen or the like.
  • Irradiation of light including ultraviolet rays onto the preform 1 means that the inner and outer surfaces of the preform 1 are irradiated with light including ultraviolet rays emitted from the light irradiation lamp 55 as shown in FIG. is there.
  • a light reflecting plate 56 that reflects the irradiated light and directs it toward the preform 1.
  • UV light contained in the irradiated light is one type of electromagnetic wave having a wavelength of 100 nm to 380 nm. Irradiated light includes any one of these wavelengths, but a wavelength of 100 nm to 280 nm called UV-C is particularly effective for sterilization. Furthermore, the wavelength having the most bactericidal effect is 253.7 nm, and it is optimal to include this.
  • the light irradiation lamp 55 that emits ultraviolet light of 100 nm to 380 nm is a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, a xenon flash lamp, or the like.
  • the sterilizing effect of light (wavelength: 100 to 950 nm) emitted from a xenon flash lamp in which xenon gas is sealed is high, the light irradiation lamp 55 is optimally a xenon flash lamp.
  • the bactericidal effect by irradiation with light containing ultraviolet rays is proportional to the irradiation amount per unit area of light and the irradiation time.
  • the light emitted from the xenon flash lamp has a higher sterilizing effect than light emitted from a low-pressure mercury lamp or a high-pressure mercury lamp, it can be sufficiently sterilized by short-time irradiation. Temperature rise in the mouth of the can be avoided.
  • the number of light irradiation lamps 55 is not limited as long as they are applied to the entire inner and outer surfaces of the preform 1. As shown in FIG. 7, a large number may be provided to irradiate the outer surface and the inner surface with light containing ultraviolet rays. However, if the preform 1 is rotated, the light irradiation lamps 55 that irradiate the side surfaces of the preform 1 may be arranged in one row. In order to irradiate the inner surface of the preform 1 with light containing ultraviolet rays, a light irradiation lamp 55 is provided opposite to the mouth portion 1a of the preform 1, and light containing ultraviolet rays is passed through the opening portion of the mouth portion 1a.
  • the light reflecting plate 56 is provided in a dome shape toward the mouth portion 1a, and light including ultraviolet rays emitted from the light irradiation lamp 55 is efficiently irradiated onto the inner surface of the preform 1.
  • a rod-shaped light irradiation lamp may be inserted into the preform 1 and the inner surface of the preform 1 may be irradiated with light containing ultraviolet rays.
  • the light irradiation lamp 55 may have any shape such as a round shape, a rod shape, or a U shape.
  • the light reflection plate 56 shown in FIG. Accordingly, the light irradiation lamp 55 is provided on the opposite side of the preform 1.
  • the light reflection plate 56 may be a flat surface, a curved surface, or a combination of a plurality of surfaces of any shape.
  • the light reflection plate 56 may be anything as long as it can reflect light including ultraviolet rays. For example, it is made of synthetic resin, metal, glass, and the surface is smoothed, or for further smoothing, coating of metal, plating of metal, etc., vapor deposition processing of metal or metal oxide, etc. A combination of these may be used.
  • the preform 1 Prior to irradiating the preform 1 with light containing ultraviolet rays, it is preferable to remove foreign substances adhering to the inner and outer surfaces of the preform 1. This is because when a foreign substance adheres to the surface of the preform 1, the portion is not irradiated with light containing ultraviolet rays, which may cause sterilization failure.
  • the preform 1 In order to remove foreign matter from the preform 1, the preform 1 is upright or inverted and air is blown or water is blown. When water is sprayed, it is necessary to remove it, so air spraying is preferable. Before the air is blown, it is preferable to neutralize the preform 1 by blowing ionized air or the like.
  • a suction nozzle is provided in the vicinity of the mouth portion 1a of the preform 1 to suck out foreign matter and remove it outside the aseptic filling machine.
  • the foreign matter removal process of the preform 1 is performed by the preform supply conveyor 4 outside the preform sterilization unit chamber 8, and after removing the foreign matter, the preform 1 is conveyed into the preform sterilization unit chamber 8.
  • ozone is generated when oxygen is present in an atmosphere in which light containing ultraviolet rays is irradiated.
  • the preform sterilization part chamber 8 needs to be evacuated. The generation of ozone can be suppressed by substituting the atmosphere for irradiation with light including ultraviolet rays with nitrogen or the like.
  • the contact of the hot water with the preform 1 is the same as the step of spraying the liquid germicide on the inverted preform 1 shown in FIG. This is done by spraying on the outer surface.
  • the bacteria adhering to the surface of the preform 1 are sterilized by the heat of warm water.
  • the support ring 1b of the inverted preform 1 is gripped by the gripper 5 so that the entire inner surface of the preform 1 is sterilized by warm water, and warm water is sprayed on the inner surface of the preform 1 from the mouth portion 1a by an upward nozzle.
  • warm water is sprayed on the outer surface of the preform by a downward nozzle so that the entire area of the preform 1 is sterilized by warm water.
  • the upward nozzle may be provided to face the mouth portion 1 a of the preform 1, or a nozzle that follows the conveying speed of the preform 1 may be provided and inserted into the preform 1. Further, a plurality of downward nozzles may be provided.
  • the warm water is water heated to 70 ° C. to 100 ° C. or sterile water.
  • the flow rate per nozzle for spraying hot water is 1 L / min. ⁇ 15 L / min. , Preferably 3 L / min. ⁇ 10L / min. Is appropriate.
  • the spraying time is suitably from 0.1 seconds to 15 seconds.
  • the amount of hot water sprayed onto the preform 1 is determined by the flow rate of the nozzle and the spraying time, but is preferably 0.05 ml / cm 2 to 20 ml / cm 2 with respect to the surface area of the preform 1. If it is less than 0.05 ml / cm 2 , the sterilization is insufficient, and if it exceeds 20 ml / cm 2 , it is excessive and wastes energy.
  • the hot water adhering to the preform 1 sterilized by the hot water is eliminated by spraying aseptic air on the inner and outer surfaces of the preform 1. This is because the preform 1 is heated to the molding temperature by the heating unit 12, but heating unevenness occurs in the portion to which the hot water is adhered, and molding defects such as whitening and uneven thickness may occur in the molded container. .
  • the air blown onto the preform 1 may be aseptic air that has passed through a sterilization filter.
  • the contact of the superheated steam with the preform 1 means that the superheated steam generated from the superheated steam generator 57 is supplied from the superheated steam spray nozzle 58 and the superheated steam spray slit 59 as shown in FIG. This is to spray superheated steam on the inner and outer surfaces of the preform 1.
  • the bacteria adhering to the surface of the preform 1 are sterilized by the heat of the superheated steam.
  • the superheated steam is steam generated from water supplied to the superheated steam generator 57 and having a pressure of 0.1 MPa to 0.3 MPa higher than the atmospheric pressure of 200 ° C to 500 ° C.
  • the superheated steam generator 57 heats the water flow pipe with a heater or an induction coil to generate superheated steam.
  • the generated superheated steam is ejected from the superheated steam spray nozzle 58 and sprayed to the inner surface of the preform 1. Further, the superheated steam generated by the superheated steam generator 57 is introduced into the superheated steam blowing slit 59, and the superheated steam is blown onto the outer surface of the preform 1.
  • the water supplied to the superheated steam generator 57 may be added with a sterilizing compound such as hydrogen peroxide.
  • a sterilizing compound such as hydrogen peroxide.
  • the bactericidal effect is improved by adding 5% by mass of hydrogen peroxide.
  • the superheated steam is efficiently blown onto the outer surface.
  • the superheated steam spray nozzle 58 may be inserted into the preform 1 to spray the superheated steam on the inner surface of the preform 1. Since it is sterilized by spraying for a short time, the mouth 1a is not deformed, and the resin forming the preform 1 is not excessively heated. Further, the vapor drain does not remain inside the preform 1, and the preform 1 can be conveyed to the heating unit 12 without removing the drain.
  • the preform 1 is one or more methods in the preform sterilization unit 6 such as contact with a disinfectant, irradiation with an electron beam, irradiation with light containing ultraviolet rays, contact with warm water, and contact with superheated steam. Sterilized by The sterilization capability of the sterilization process in the preform sterilization unit 6 is represented by X [LRV].
  • the sterilization ability 1 [LRV] is a sterilization ability that reduces the number of viable bacteria to 1/10.
  • X [LRV] is the ability to reduce the number of viable bacteria to 1/10 X.
  • the sterilizing ability of the preform sterilizing unit 6 is calculated by attaching indicator bacteria to the preform 1 and confirming whether or not the indicator bacteria after sterilization are killed.
  • 1 g of indicator bacteria of 10 4 [cfu / g] is attached to the inner surface of the preform 1 to sterilize the preform 1, and the sterilized preform 1 is filled with a medium and cultured. If the breeding is not confirmed, the sterilizing ability of the preform sterilizing unit 6 is 4 or more. By sterilizing various numbers of indicator bacteria attached to the preform 1, the sterilizing ability of the preform sterilizing unit 6 can be determined.
  • the preform 1 sterilized by the preform sterilization unit 6 is gripped by the support ring 1 b and conveyed to the heating unit conveyance wheel 10 via the wheel 9.
  • the preform 1 in the wheel 9 and the heating unit conveyance wheel 10 may be provided with a preform tunnel 60 so as to surround the conveyance path of the preform 1 as shown in FIG.
  • the preform tunnel 60 covers the mouth portion 1a of the preform 1 from above, and the ceiling portion is formed in a roof shape having an inclined surface.
  • a preform aseptic air supply nozzle 61 that blows out aseptic air toward the mouth portion 1a of the preform 1 is provided in the ceiling portion in a pipe shape or a slit shape.
  • Aseptic air is efficiently supplied to the preform 1, and the preform 1 is in the molding portion chamber 18 and can travel while maintaining sterility.
  • Aseptic air passes the air from the blower through the sterilization filter. Moreover, you may sterilize the compressed air with a high driving force with the disinfection filter.
  • the preform 1 conveyed to the heating unit conveyance wheel 10 is released from the gripper 5 as shown in FIG. 10, and the spindle 14 is inserted into the mouth 1 a of the preform 1 and conveyed to the heating unit 12.
  • the preform 1 entering the heating unit 12 is heated to a temperature suitable for subsequent blow molding by an infrared heater 15 or other heating means. This temperature is preferably 90 ° C to 130 ° C. Note that the temperature of the mouth portion 1a of the preform 1 is suppressed to a temperature of 70 ° C. or lower in order to prevent deformation and the like.
  • an infrared heater 15 for heating only the mouth portion 1a and the support ring 1b may be provided.
  • the heating temperature of the mouth 1a and the support ring 1b is controlled, and the temperature of the mouth 1a and the support ring 1b is 40 ° C. to 70 ° C., preferably 45 ° C. to 65 ° C.
  • a bactericidal agent such as hydrogen peroxide adsorbed on the inner and outer surfaces of the mouth portion 1a and the support ring 1b is activated, and the bactericidal effect is improved. Moreover, the residue of a disinfectant component can also be reduced.
  • aseptic air may be blown to the mouth portion 1a and the support ring 1b by the wheel 16.
  • the preform 1 has the spindle 14 inserted into the mouth 1a and is conveyed in the heating unit 12 while rotating.
  • the spindle 14 is provided on the endless chain 13 at regular intervals.
  • the endless chain 13 is rotated by the pulley 11.
  • the heated preform 1 is released from the spindle 14, is gripped by the gripper 5, and is conveyed through the wheel 16 to the molding wheel 19 of the molding unit 17.
  • the wheel 16 may be provided with a preform tunnel 60 so as to surround the conveyance path of the preform 1 as shown in FIG. 9, and aseptic air may be blown onto the preform 1. .
  • the heated preform 1 is transferred from the wheel 16 to the forming wheel 19.
  • the preform 1 delivered to the molding wheel 19 is blow-molded into the container 2 as shown in FIG. 11 by a mold 20 provided on the molding wheel 19.
  • a plurality of molds 20 and blow nozzles 21 are arranged around the molding wheel 19 and turn around the molding wheel 19 at a constant speed as the molding wheel 19 rotates.
  • the mold 20 sandwiches the preform 1.
  • the blow nozzle 21 is joined to the preform 1
  • the stretching rod 22 is guided into a hole provided in the blow nozzle 21, inserted into the preform 1, and high pressure such as air from the blow nozzle 21 into the preform 1.
  • the container 2 is formed in the mold 20.
  • the molded container 2 is taken out from the mold 20, the support ring 1 b is gripped by the gripper 22 provided on the inspection wheel 23, and delivered to the inspection wheel 23.
  • the molded container 2 is inspected by an inspection device 24 provided on the inspection wheel 23.
  • a container tunnel 63 may be provided up to the inspection device 24 so as to surround the conveyance path of the container 2 as shown in FIG. Absent.
  • the container tunnel 63 covers the mouth portion 1a of the container 2 from above, and the ceiling portion is formed in a roof shape having an inclined surface.
  • the container aseptic air supply nozzle 62 which blows out aseptic air toward the opening part 1a of the container 2 is provided in the ceiling part in the shape of a pipe line or slit. Thereby, aseptic air is efficiently supplied to the preform 1, and the preform 1 can travel around the inspection wheel 23 while maintaining sterility. Aseptic air passes air from the blower through a sterilization filter.
  • the inspected preform 1 is conveyed to the container sterilization unit 30 through the wheels 25 and 26 in the atmosphere blocking chamber 27.
  • the container 2 may be surrounded by the container tunnel 63, and aseptic air may be conveyed while being supplied from the container aseptic air supply nozzle 62 into the container tunnel 63.
  • the preform 1 is conveyed in the container tunnel 63, so that contamination by bacteria or the like can be suppressed.
  • the molded container 2 was inspected by the inspection device 24 provided around the inspection wheel 23, and the container temperature, the container body, the support ring 1b, the top of the container mouth, the bottom of the container, and the like were determined to be abnormal. In such a case, it is discharged outside the aseptic filling machine by a discharge device (not shown). *
  • the container temperature inspection is performed by inspecting the surface temperature of the container 2 to determine whether the container 2 is good or bad.
  • the temperature sensor is, for example, an infrared radiation thermometer, but other thermometers can also be used.
  • the contact of the sterilizing agent is adopted as the sterilization method of the container 2, it is necessary for the container 2 to sterilize the container 2 properly so that the residual heat at the time of forming the container remains, and the temperature detected by the temperature sensor is It is preferable that it is 40 degreeC or more.
  • the temperature of the container 2 may not be measured.
  • the container body, the support ring 1b, the top of the container mouth, and the bottom of the container are imaged by a camera, and the state of each part is inspected.
  • the captured image is processed by the image processing apparatus, and it is determined whether there is an abnormality such as a scratch, a foreign object, deformation, or discoloration.
  • the container 2 that exceeds the allowable range is determined to be abnormal.
  • the container 2 determined to be abnormal is discharged outside the aseptic filling machine by a discharge device (not shown).
  • the container 2 that has not been determined to be abnormal by the inspection by the inspection device 24 has the molding part 17 and the sterilization part so that the gas or mist of the sterilizer generated in the sterilization part 30 or a mixture or ozone thereof does not flow into the molding part 17 30 is conveyed to the sterilization unit 30 through wheels 25 and 26 in an atmosphere blocking chamber 27 provided between the two.
  • the atmosphere blocking chamber 27 may not be provided.
  • the heating unit 12, the molding unit 17, the inspection wheel 23, and the atmosphere blocking chamber 27 are left until they exit the preform sterilization unit chamber 8 of the preform sterilization unit 6 and are conveyed into the container sterilization unit chamber of the container sterilization unit 30. While being conveyed, the preform 1 and the container 2 may be contaminated with bacteria. Although it is possible to completely sterilize the apparatus in the molding part chamber 18 and maintain the sterility, the preform 1 can be blow-molded into the container 2, but a member or structure of a general-purpose blow molding machine. Need to be changed to a member that is resistant to disinfectants and to a structure that can maintain sterility, which is not economical.
  • the inside of the molding part chamber 18 is gasified and sprayed with a sterilizing agent containing a sterilizing effect such as hydrogen peroxide, hypochlorous acid or ozone at a low concentration, or a sterilizing agent is preformed.
  • a sterilizing agent containing a sterilizing effect such as hydrogen peroxide, hypochlorous acid or ozone at a low concentration, or a sterilizing agent is preformed. 1 can be sterilized by molding the preform 1 into the container 2 by the molding part 17, but it is difficult to completely sterilize.
  • the preform 1 may be contaminated with bacteria or the like before it exits the preform sterilization unit chamber 8 of the preform sterilization unit 6 and is transported into the container sterilization unit chamber 31 of the container sterilization unit 30. That is, the preform 1 and the container 2 may be contaminated with bacteria or the like from the heating process to before the container sterilization process. Therefore, in the container sterilization process, at least the bacteria contaminated here must be sterilized. Moreover, when the sterilization effect in the preform sterilization process is less than 5 [LRV], it is also necessary to have a sterilization effect that complements this.
  • the container 2 conveyed to the container sterilization unit 30 is transferred to a container sterilization wheel 28 provided with a number of grippers 5 at a constant pitch, and is sterilized here.
  • Sterilization of the container 2 is performed by any one or more of contact with a disinfectant, irradiation with an electron beam, irradiation with light including ultraviolet rays, contact with warm water, and filling of heated contents.
  • Sterilization of the container 2 by filling the heated contents is performed by filling the heated contents in the filling section 37 without providing the container sterilization section 30 and the air rinse section 32.
  • the contact of the disinfectant with the container 2 means that the disinfectant gas or mist or a mixture thereof is sprayed on the container 2 as shown in FIG. 13 or inverted as shown in FIG. And spraying a liquid disinfectant on the container 2.
  • the container 2 to which the bactericide is brought into contact preferably retains the residual heat during the molding of the preform 1 and a part thereof is 40 ° C. or higher. This is because the sterilizing effect of the sterilizing agent is improved by the residual heat remaining in the container 2.
  • a sterilizing gas spray nozzle 51 is provided as shown in FIG.
  • the sterilizing gas spray nozzle 51 is provided so that the nozzle hole at the tip thereof can directly face the opening of the mouth portion 1a of the container 2 that travels directly below.
  • a sterilizing gas blowing tunnel 64 is provided below the sterilizing gas blowing nozzle 51 along the traveling path of the container 2 as shown in FIG.
  • the number of the sterilizing gas spray nozzles 51 may be one or plural.
  • the container 2 travels in the sterilizing agent gas blowing tunnel 64, so that the sterilizing agent gas or mist or a mixture thereof flows also on the outer surface of the container 2, and the outer surface of the container 2 is sterilized.
  • the disinfectant gas spray nozzle 51 may be inserted into the container 2 following the container 2 to be transported, and spray the disinfectant gas or mist or a mixture thereof on the inner surface of the container 2.
  • the same disinfectant sprayed on the preform 1 as gas or mist or a mixture thereof can be used.
  • the germicide gas or mist or a mixture thereof is obtained by the germicide gas generator 48 shown in FIG. Further, the generation conditions are the same as in the case of the preform 1.
  • the amount of spray of the germicide gas or mist or a mixture thereof is arbitrary, but the spray amount is determined by the amount of germicide supplied to the germicide gas generator 48 and the spray time.
  • a plurality of bactericidal gas generators 48 may be provided. The amount of spraying varies depending on the size of the container 2.
  • the bactericide gas or mist ejected from the bactericidal gas spray nozzle 51 or a mixture thereof may be diluted with hot air and sprayed onto the container 2.
  • the amount of hydrogen peroxide water sprayed is as follows.
  • the amount of hydrogen peroxide adhering to the inner surface of the container 2 by the gas of the hydrogen peroxide solution sprayed from the sterilizing gas spray nozzle 51 to the inner surface of the container 2 is converted to hydrogen peroxide containing 35% by mass of hydrogen peroxide. to the range of 0.01 ⁇ L / cm 2 ⁇ 0.1 ⁇ L / cm 2 is preferred. More preferably, it is 0.03 ⁇ L / cm 2 to 0.07 ⁇ L / cm 2 . By being 0.01 ⁇ L / cm 2 or more, a uniform sterilization effect can be obtained in the entire container.
  • the concentration of hydrogen peroxide such as hydrogen peroxide water sprayed on the container 2 is preferably 2 mg / L to 20 mg / L, more preferably 5 mg / L to 10 mg / L.
  • the container 2 sprayed with the sterilizing gas or mist or the mixture thereof is transported to the air rinse section 32 and rinsed with aseptic air.
  • Aseptic air is blown onto the inner and outer surfaces of the container 2 at the air rinse wheel 34, and the container 2 is conveyed to the filling unit 37 via the wheel 36.
  • the nozzle that blows aseptic air to the inner surface of the container 2 may be provided to face the mouth 1a of the container 2, or a nozzle that follows the conveyance speed of the container 2 may be inserted into the container 2.
  • a nozzle directed toward the outer surface of the container 2 is provided, and aseptic air is blown onto the outer surface of the container 2.
  • the air rinse has an effect of activating the bactericide sprayed on the container 2 and eliminating the bactericide sprayed on the inner surface and foreign matters and dust existing on the inner surface.
  • the air to be rinsed may be heated at normal temperature, but heating is more effective for activating the bactericide.
  • the temperature of the sterile air is preferably 40 ° C to 170 ° C. When it exceeds 170 degreeC, there exists a possibility that the container 2 may deform
  • the air rinsing may be performed with the container 2 upright or inverted. It is more effective to invert the foreign body. Furthermore, in order to eliminate foreign matter, it is preferable to suck the vicinity of the mouth portion 1a of the inverted container 2.
  • the amount of air blown is preferably 2.5 L / container to 125 L / container per container.
  • the container 2 rinsed with sterile air may be rinsed with sterile water.
  • the disinfectant remaining in the container 2 is further removed, and when hydrogen peroxide is used as the disinfectant, the remaining hydrogen peroxide in the container 2 can be reduced. In addition, dust and foreign matter in the container 2 can be removed.
  • the spraying of the liquid disinfectant onto the inverted container 2 is performed as shown in FIG.
  • the support ring 1b of the inverted container 2 is gripped by the gripper 5 so that the liquid disinfectant contacts the entire inner surface of the container 2, and the liquid is applied to the inner surface of the container 2 from the mouth portion 1a by the upward disinfectant spray nozzle 53a. Spray with a disinfectant.
  • the liquid disinfectant is sprayed onto the outer surface of the container 2 by the downward disinfectant spray nozzle 53b so that the liquid disinfectant contacts the entire outer surface of the container 2.
  • the sterilizing agent spray nozzle 53a may be provided to face the mouth portion 1a of the container 2, or a nozzle that follows the conveyance speed of the container 2 may be provided and inserted into the container 2.
  • the disinfectant spray nozzles 53b may have a plurality. Furthermore, as long as the liquid disinfectant can contact the inner and outer surfaces of the container 2, the method may immerse the container 2 in the liquid disinfectant instead of spraying the liquid disinfectant with the nozzle. Further, a liquid sterilizing agent mist may be sprayed onto the container 2 by a two-fluid nozzle that supplies compressed air (0.2 MPa to 0.6 MPa) and a liquid sterilizing agent. The spraying of the mist of the liquid disinfectant may be performed while the container 2 is upright or inverted. Rinsing with sterile water to remove the sprayed liquid disinfectant from the container 2 is performed by inverting the container 2. Alternatively, the liquid sterilizing agent may be brought into contact with the container 2 by filling the upright container 2 with the liquid sterilizing agent and inverting the container 2.
  • the liquid disinfectant the same one as in the case of the preform 1 can be used.
  • the liquid bactericidal agent is heated to 50 ° C. to 80 ° C., preferably 60 ° C. to 70 ° C. When heated, the bactericidal effect of the bactericide improves.
  • the flow rate per one of the disinfectant spray nozzles 53a and 53b is 1 L / min. ⁇ 15 L / min. And preferably 3 L / min. ⁇ 10L / min. Is appropriate.
  • the spraying time is suitably 0.2 to 15 seconds.
  • the amount of liquid sterilizing agent sprayed onto the container 2 is determined by the flow rate and spraying time of the sterilizing agent spraying nozzles 53a and 53b, and is 0.15 ml / cm 2 to 1.25 ml / it is preferable that the cm 2. If it is less than 0.15 ml / cm 2 , the sterilization is insufficient, and if it exceeds 1.25 ml / cm 2 , it is excessive and wastes energy and disinfectant.
  • the container 2 brought into contact with the liquid disinfectant is rinsed with aseptic water to remove the adhering disinfectant.
  • the rinsing of the container 2 with sterile water is performed by providing a nozzle in the air rinsing wheel 34 in the air rinsing section 32 of FIG.
  • aseptic water is produced by heating water at 121.1 ° C. or higher for 4 minutes or longer or passing through a sterilizing filter.
  • the rinsing of the container 2 with aseptic water is performed by the same process and apparatus as the spraying of the liquid disinfectant onto the container 2 shown in FIG.
  • the support ring 1b of the inverted container 2 is gripped by the gripper 5 so that the entire inner surface of the container 2 is rinsed with sterile water, and sterile water is sprayed from the mouth portion 1a onto the inner surface of the container 2 with an upward nozzle. Further, aseptic water is sprayed onto the outer surface of the container 2 by a downward nozzle so that the entire surface of the container 2 is rinsed with sterile water.
  • the upward nozzle may be provided so as to face the mouth 1a of the container 2, or a nozzle that follows the conveyance speed of the container 2 may be provided and inserted into the container 2. Further, a plurality of downward nozzles may be provided.
  • the sterile water is conditioned at 50 ° C. to 80 ° C., preferably 60 ° C. to 70 ° C.
  • the flow rate per nozzle for spraying sterile water is 3 L / min. ⁇ 15 L / min. , Preferably 5 L / min. ⁇ 10L / min. Is appropriate.
  • the spraying time is suitably 0.2 to 5 seconds.
  • the rinsing time with sterile water can be shortened.
  • the amount of aseptic water sprayed on the container 2 is determined by the flow rate of the nozzle and the spraying time, but is preferably 0.15 ml / cm 2 to 1.25 ml / cm 2 with respect to the surface area of the container 2. If it is less than 0.15 ml / cm 2 , the rinsing is insufficient, and if it exceeds 1.25 ml / cm 2 , it is excessive and energy is wasted.
  • the container 2 that has been sprayed with sterile water is preferably sprayed with sterile air to remove the sterile water. This is because aseptic water adhering to the inner surface of the container 2 may be mixed into the contents.
  • the irradiation of the electron beam onto the container 2 is similar to that shown in FIG. This is to irradiate the inner and outer surfaces of the container 2 conveyed by 54c with an electron beam.
  • the electron beam may be irradiated from three directions of the container 2, but any method may be used as long as the inner and outer surfaces of the container 2 are irradiated with the electron beam.
  • the inner surface of the container 2 can be used as long as the electron beam irradiated by the electron beam irradiation devices 54 a and 54 b has the ability to transmit the side surface of the container 2.
  • the electron beam may not be irradiated.
  • the mouth 1a of the container 2 is thick, it is difficult for the electron beam to pass through the mouth 1a, and the inner surface of the mouth 1a must be irradiated with the electron beam.
  • an electron beam irradiation device 54c must be provided, or a reflection mirror should be provided above the mouth portion 1a to introduce an electron beam irradiated from the electron beam irradiation device 54a into the inner surface of the mouth portion 1a of the container 2.
  • a magnetic device may be provided, and an electron beam irradiated from the electron beam irradiation device 54 a may be introduced into the inner surface of the mouth portion 1 a of the container 2.
  • the electron beam irradiation device from the side is only 54a, and 54b may not be provided.
  • a rod-shaped electron beam irradiation device may be inserted into the preform 1 to irradiate the inner surface of the preform 1 with an electron beam.
  • the container 2 is preferably aseptically air-rinsed. This is for removing ozone generated inside the container 2 by electron beam irradiation. This is performed by a sterile air spray nozzle provided on the air rinse wheel 34 of the air rinse section 32 of FIG.
  • the irradiation of light containing ultraviolet rays to the container 2 according to the embodiment of the present invention is performed in the same manner as the irradiation of light containing ultraviolet rays to the preform 1 shown in FIG.
  • the light irradiation lamp 55 and the light reflection plate 56 the same ones as in the case of the preform 1 can be used.
  • the number of the light irradiation lamps 55 is not limited as long as the irradiation is performed on the entire inner and outer surfaces of the container 2. As shown in FIG. 7, many light irradiation lamps 55 may be provided to irradiate the inner and outer surfaces of the container 2 with light containing ultraviolet rays.
  • the light irradiation lamps 55 that irradiate the side surfaces of the container 2 may be arranged in one row.
  • a rod-shaped light irradiation lamp into the container 2 to irradiate the inner surface of the container 2 with light containing ultraviolet rays. This is because even when the mouth portion 1a of the container 2 is irradiated with light containing ultraviolet rays, the light containing ultraviolet rays may not reach the inner surface of the body portion of the container 2 that is wider than the mouth portion 1a.
  • the container 2 is aseptically air-rinsed after irradiating the container 2 with light containing ultraviolet rays. This is for removing ozone generated inside the container 2 by irradiation with light including ultraviolet rays. This is performed by a sterile air blowing nozzle provided on the air rinse wheel 34 in the air rinse section 32 of FIG.
  • the contact of the hot water with the container 2 means that the hot water is sprayed on the inner and outer surfaces of the container 2 by the nozzle as in the step of spraying the liquid disinfectant on the container 2 as shown in FIG. This is done by spraying.
  • Hot water is sterile water heated to 60 ° C to 80 ° C.
  • the flow rate per nozzle for spraying hot water is 1 L / min. ⁇ 15 L / min. And preferably 3 L / min. ⁇ 10L / min. Is appropriate.
  • the spraying time is suitably 0.2 to 5 seconds.
  • the amount of hot water sprayed onto the container 2 is determined by the flow rate of the nozzle and the spray time, but is preferably 0.15 ml / cm 2 to 1.25 ml / cm 2 with respect to the surface area of the preform 1. If it is less than 0.15 ml / cm 2 , the sterilization becomes insufficient, and if it exceeds 1.25 ml / cm 2 , it is excessive and wastes energy.
  • the hot water adhering to the container 2 sterilized with hot water is preferably removed by spraying aseptic air onto the inner and outer surfaces of the container 2. This is because hot water may be mixed into the contents filled in the container 2.
  • the filling of the heated contents into the container 2 means that the contents heated by the filling nozzle 39 provided in the filling wheel 40 are filled into the container 2 in the filling part 37 as shown in FIG.
  • the inner surface of the container 2 is sterilized by the heat of the heated contents.
  • the contents may be cooled and filled to the filling temperature after sterilization, or may be once cooled to near normal temperature after sterilization and then heated to the filling temperature again. Cooling to the filling temperature after sterilization is preferable because it consumes less energy.
  • the filling temperature is preferably 60 ° C to 70 ° C. This is because the mouth portion 1a of the container 2 is not crystallized, and thus the mouth portion 1a may be deformed when the temperature exceeds 70 ° C.
  • the container sterilization unit 30 and the air rinsing unit 32 are unnecessary if the container sterilization process is only filling the heating contents.
  • the container sterilization unit 30 and the air rinse unit 32 are required by the sterilization method.
  • the container 2 is sterilized in the container sterilization unit 30 by one or more of contact with a sterilizer, irradiation with an electron beam, irradiation with light including ultraviolet rays, contact with warm water, and filling of heated contents.
  • the sterilization ability of the preform 1 and the container 2 from the preform heating process to the container sterilization process is represented by Y [LRV].
  • the sterilization ability [LRV] is the same as the sterilization ability of the preform 1 in the sterilization process.
  • the sterilizing ability of the preform 1 from the heating unit 12 to the container sterilizing unit 30 is such that the preform 1 with the indicator bacteria attached is supplied to the wheel 9 that receives the preform 1 from the preform sterilizing unit 7.
  • the container 2 is filled with the medium, and the container 2 discharged through the sealing section 43 and the discharge section 46 is further cultured. The presence or absence of death is confirmed and the sterilizing ability is calculated.
  • 1 g of indicator bacteria of 10 2 [cfu / g] is attached to the inner surface of the preform 1 and the container 2 discharged through the steps of heating, molding, container sterilization, air rinsing, filling and sealing is cultured. If the propagation of the bacteria is not confirmed, the sterilization ability from the heating process of the preform 1 to the sterilization process of the container 2 becomes 2 or more.
  • Y [LRV] can be determined by attaching various numbers of indicator bacteria to the preform 1 and performing sterilization.
  • the preform 1 and the container 2 may be contaminated by bacteria or the like in the heating unit 12, the molding unit 17, the inspection wheel 23, and the atmosphere blocking chamber 27 after the preform sterilization, and at least in the sterilization process of the container 2.
  • the container sterilization part chamber 31, the air rinse part chamber 33 and the filling part chamber 38 are sterilized before operating the aseptic filling machine, and when the aseptic filling machine is operated, aseptic air is supplied into each chamber and kept at a positive pressure. Therefore, there is no contamination by bacteria or the like in each of these chambers.
  • X + Y is 5 or more and 10 or less, for example, X may be 2 and Y may be 3, X may be 4 and Y may be 1.
  • the reason why X + Y must be 5 or more is that it is a standard of the sterilization ability required for an aseptic filling machine as a level at which no sterilization failure actually occurs. Exceeding 10 will increase the reliability of an aseptic filling machine, but there is no possibility of actual sterilization failure, the equipment is excessive, the initial investment burden is large, and energy is wasted. It becomes.
  • the equipment can be optimized and the energy consumption of running can be suppressed.
  • the sterilization of the preform 1 and the sterilization of the container 2 can be selected by different sterilization methods or the same sterilization method, respectively.
  • the preform 1 is sterilized by spraying hydrogen peroxide gas or mist or a mixture thereof onto the container
  • the container 2 is sterilized by irradiating an electron beam
  • Y When the level is 2, any sterilization apparatus can be lightened, and the sterilization ability as an aseptic filling machine can be optimized.
  • the container 2 that has been air rinsed by the air rinse section 32 is conveyed to the filling section 37 via the wheel 36 as shown in FIG.
  • the filling unit 37 the sterilized contents of the container 2 are filled by the filling nozzle 39 in the filling wheel 40 shown in FIG. 1 as in the filling step shown in FIG.
  • the filling nozzle 39 travels synchronously with the container 2 to fill the container 2 with a certain amount of content such as a beverage.
  • the container 2 filled with the contents is conveyed to the sealing part 43 through the wheel 42 shown in FIG.
  • the sealing wheel 44 provided in the sealing part 43 the cap 41 sterilized in advance is wound around the mouth part 1a of the container 2 by a capper (not shown) provided in the sealing wheel 44 as in the sealing step shown in FIG. Fastened and the container 2 is sealed.
  • the sealed container 2 is transferred from the gripper 5 of the sealing wheel 44 to the gripper 5 of the discharge wheel 45 of the discharge unit 46.
  • the container 2 delivered to the discharge wheel 45 is placed on the discharge conveyor 47.
  • the containers 2 placed on the discharge conveyor 47 are discharged from the filling chamber 38 to the outside of the aseptic filling machine.
  • the sterilization ability X [LRV] of the preform sterilization process and the sterilization ability Y [LRV] from the preform heating process to the container sterilization process are calculated by passing the preform 1 with the indicator bacteria attached thereto through each process. The method was shown. As another method, in each step, the medium or product solution is filled into the preform 1 and the container 2, and the sterility assurance level (SAL) is calculated from the defect rate, and these can be used as X and Y. I do not care.
  • the sterilizing ability may be any method as long as it inactivates bacteria and the like. For example, sterilization capability is also included in the bactericidal ability.

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Abstract

無菌充填機において殺菌工程を適正化する。 プリフォームを殺菌する工程とプリフォームを成形した容器を殺菌する工程を備える無菌充填機とし、それぞれの殺菌工程の殺菌効果をX[LRV]とY[LRV]としたときに、 5≦X+Y≦10 (但し、Y≧0) という関係が成立する無菌充填機とする。

Description

無菌充填方法及び無菌充填機
 本発明は、プリフォームを加熱し、加熱されたプリフォームを容器に成形し、成形された容器に殺菌された飲料等の内容物を充填し、内容物が充填された容器を殺菌された蓋材により密封する充填方法及び無菌充填機であって、プリフォームを殺菌し、殺菌されたプリフォームから成形された容器を殺菌する飲料等の無菌充填方法及び無菌充填機に関する。
 従来、プリフォームを搬送しながら、過酸化水素等の殺菌剤をプリフォームに吹き付け、次に、プリフォームを加熱して表面に付着した殺菌剤を活性化するとともに、プリフォームを成形温度まで加熱し、しかる後、加熱されたプリフォームをブロー成形機によってボトルに成形し、成形されたボトルに飲料等を充填し、キャッピングして無菌包装体とするというインラインシステムとしての無菌充填方法が提案されている(特許文献1、2)。
 また、プリフォームを成形温度まで加熱し、加熱されたプリフォームを容器に成形し、成形された容器を殺菌し、殺菌された容器に無菌雰囲気で殺菌された内容物を充填し、内容物が充填された容器を殺菌された蓋材により密封する無菌充填方法も提案されている(特許文献3、4)。
 容器を殺菌するよりもプリフォームを殺菌する方が、殺菌面積が小さいことから殺菌剤の使用量が少なく、殺菌時間も短く有利である。しかし、殺菌されたプリフォームを成形温度まで加熱するプリフォームの加熱工程、加熱されたプリフォームを容器に成形する成形工程及び成形された容器を検査する検査工程において、殺菌されたプリフォームが菌等により汚染される可能性がある。加熱工程、成形工程及び検査工程に使用される装置や機器は無菌充填機を運転する前に殺菌されなければならないが、殺菌剤により劣化する可能性のあるパッキン類の使用や摺動部のオイルを殺菌することの困難により、加熱工程、成形工程及び検査工程に使用される装置や機器を完全に殺菌することができないためである。このような完全な殺菌が困難な装置や機器を備える加熱部や成形部を殺菌する方法も提案されているが、十分ではない(特許文献5,6)。
 したがって、成形された容器を殺菌する無菌充填機の方が、プリフォームを殺菌する無菌充填機よりも信頼できる。そこで、プリフォームを予備殺菌し、予備殺菌されたプリフォームを成形温度まで加熱し、加熱されたプリフォームを容器に成形し、成形された容器を本殺菌し、本殺菌された容器に無菌雰囲気で殺菌された内容物を充填し、内容物が充填された容器を殺菌された蓋材により密封する無菌充填方法も提案されている(特許文献7、8)。
特表2001-510104号公報 特開2009-274740号公報 特開2006-111295号公報 特開2010-155631号公報 特開2011-147673号公報 特開2016-190500号公報 特開2010-235209号公報 特開2013-035561号公報
 プリフォームから成形された容器を殺菌する無菌充填機の方が、容器を殺菌した後、容器と雰囲気の無菌性を維持した状態で内容物を充填することができることから、プリフォームを殺菌する無菌充填機よりも無菌性に対する信頼性は高い。しかし、プリフォームを殺菌する無菌充填機の方が、容器を殺菌する無菌充填機よりも、殺菌装置を小さくすることができることから初期設備投資が少なく、殺菌面積が小さいことからランニングコストを抑えることができる。そこで、プリフォームを殺菌し、さらにプリフォームを成形した容器も殺菌する無菌充填機が提案されている。このような無菌充填機は容器を殺菌する無菌充填機に比べ、容器の殺菌装置を小さくすることができ、無菌充填機全体の大きさも小さくでき、設置面積も少なくて済む。さらに、プリフォームを殺菌する無菌充填機に比べ、無菌性に対する信頼性も高い。
 しかし、プリフォームと容器の双方を殺菌する無菌充填機は、本来必要とされる無菌性のレベル以上の殺菌力を備えることとなり、適切な設備よりも過大となってしまうことがある。また、殺菌も必要以上に行うこととなり、不必要なランニングコストを掛けることもある。プリフォームと容器を殺菌する無菌充填機において、求められる殺菌力に合わせた適正な殺菌条件で殺菌すること、及び過大とならない適正な殺菌装置を備えることが求められている。
 本発明は、上記問題点を解消することを課題とする。すなわち、本発明はプリフォームを殺菌する工程と容器を殺菌する工程を有する無菌充填機において、求められる殺菌力を適正に発揮することで、プリフォームを殺菌する無菌充填機よりも無菌性に対する信頼性が高く、容器を殺菌する無菌充填機よりも設備がコンパクトで殺菌条件がマイルドな無菌充填方法及び無菌充填機を提供するものである。
 本発明に係る無菌充填方法は、プリフォーム及び容器を連続走行させながら、前記プリフォームを殺菌するプリフォーム殺菌工程と、殺菌された前記プリフォームを成形温度まで加熱するプリフォーム加熱工程と、加熱された前記プリフォームを前記容器に成形する成形工程と、成形された前記容器を殺菌する容器殺菌工程と、殺菌された前記容器に無菌雰囲気で殺菌された内容物を充填する充填工程と、前記内容物が充填された前記容器を殺菌された蓋材により密封する密封工程を備える無菌充填方法において、前記プリフォーム殺菌工程の殺菌能力をX[LRV]、前記加熱工程から前記容器殺菌工程までの殺菌能力をY[LRV]としたときに、下記の式を満足することを特徴とする。
 5≦X+Y≦10
(但し、Y≧0)
 また、本発明に係る無菌充填方法は、前記プリフォーム殺菌工程が前記プリフォームへの、殺菌剤の接触、電子線の照射、紫外線を含む光の照射、温水の接触、過熱蒸気の接触のいずれか1又は2以上により行われると好適である。
 また、本発明に係る無菌充填方法は、前記容器殺菌工程が前記容器への、殺菌剤の接触、電子線の照射、紫外線を含む光の照射、温水の接触、加熱内容物の充填のいずれか1又は2以上により行われると好適である。
 本発明に係る無菌充填機は、プリフォームが容器に成形され、容器に内容物が充填され、容器が蓋で密封されるまで前記プリフォーム及び前記容器を連続走行させる搬送路が設けられ、前記プリフォームを殺菌するプリフォーム殺菌手段と、殺菌された前記プリフォームを成形温度まで加熱する加熱部と、成形温度まで加熱された前記プリフォームを前記容器にブロー成形する成形部と、ブロー成形された前記容器を殺菌する容器殺菌手段と、殺菌された前記容器に殺菌された内容物を充填する充填装置と、前記内容物が充填された前記容器を殺菌された蓋材により密封する密封装置が上記搬送路に沿って設けられる無菌充填機において、
 前記プリフォーム殺菌手段による殺菌能力をX[LRV]、前記加熱部から容器殺菌手段までの殺菌能力をY[LRV]としたときに、下記の式を満足することを特徴とする。
 5≦X+Y≦10
(但し、Y≧0)
 また本発明に係る無菌充填機は、前記プリフォーム殺菌手段が前記プリフォームへの、殺菌剤の接触、電子線の照射、紫外線を含む光の照射、温水の接触、過熱蒸気の接触のいずれか1又は2以上によると好適である。
 また本発明に係る無菌充填機は、前記容器殺菌手段が前記容器への、殺菌剤の接触、電子線の照射、紫外線を含む光の照射、温水の接触、過熱内容物の充填のいずれか1又は2以上によると好適である。
 本発明によれば、プリフォームの殺菌効果と容器の殺菌効果を、求められる殺菌効果に合わせることで、過度に殺菌することがなく、信頼の高い無菌充填方法及び無菌充填機を提供することができる。プリフォームを殺菌し、さらにプリフォームを成形して得られる容器を殺菌するため、容器の殺菌はプリフォームを殺菌した後から容器の殺菌前までにプリフォーム及び容器を汚染した菌等を殺菌すれば十分であり、容器の殺菌手段は過大とならず、無菌充填機をコンパクトにすることができる。さらに、容器を殺菌するために、プリフォームの加熱部、成形部及び容器の検査装置を殺菌しなくても構わないため、殺菌剤により劣化しない材料を使用する必要がなく、これら装置の殺菌手段を設けなくても構わない。また、プリフォーム殺菌工程と容器殺菌工程を同じ殺菌剤を使用する殺菌方法を用いた場合、薬剤タンク、無菌エア供給装置、排気装置、薬剤分解装置等をプリフォーム殺菌工程及び容器殺菌工程において兼用することができるため、初期投資コストを高めることにはならない。
本発明の実施の形態に係る無菌充填機の一例の概略を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係るプリフォーム供給工程を示す。 本発明の実施の形態に係るプリフォームへの殺菌剤ガス吹き付け工程を示す。 本発明の実施の形態に係るプリフォームへの液状の殺菌剤吹き付け工程を示す。 本発明の実施の形態に係る殺菌剤のガス生成器を示す。 本発明の実施の形態に係るプリフォームへの電子線照射工程を示す。 本発明の実施の形態に係るプリフォームへの紫外線を含む光照射工程を示す。 本発明の実施の形態に係るプリフォームへの過熱蒸気の吹き付け工程を示す。 本発明の実施の形態に係るプリフォームへの無菌エアの供給工程を示す。 本発明の実施の形態に係るプリフォームの加熱工程を示す。 本発明の実施の形態に係るプリフォームのブロー成形工程を示す。 本発明の実施の形態に係る容器への無菌エア供給工程を示す。 本発明の実施の形態に係る容器への殺菌剤ガス吹き付け工程を示す。 本発明の実施の形態に係る容器への液状の殺菌剤の吹き付け工程を示す。 本発明の実施の形態に係る容器への内容物の充填工程を示す。 本発明の実施の形態に係る容器の密封工程を示す。
 以下に本発明を実施するための形態について説明する。
 最初にプリフォームの供給からプリフォーム殺菌部、加熱部、成形部、検査装置、容器殺菌部、充填部、密封部及び排出部からなる無菌充填機の概要を図1により説明し、プリフォーム殺菌部におけるプリフォーム殺菌工程を図3、図4、図6、図7及び図8により、プリフォームの加熱及びブロー成形工程を図10及び図11により、容器の殺菌工程を図13及び図14により、充填工程及び密封工程を図15及び図16により説明する。この実施の形態に係る無菌充填方法及び無菌充填機によれば、適正な殺菌条件によるランニングコストの削減と適正な規模の装置による初期設備投資の低減という効果が得られる。結果として、プリフォーム及び容器を適正な条件及び装置で殺菌することにより、過剰な殺菌を行うことなく信頼性の高い無菌充填製品を得ることができる。
 (無菌充填方法及び無菌充填機の概要)
 図1に示すように、本実施形態に係る無菌充填機は、プリフォーム1を供給するプリフォーム供給装置3、プリフォームを殺菌するプリフォーム殺菌部6、プリフォーム1を容器2に成形する温度に加熱する加熱部12、加熱されたプリフォーム1を容器2に成形する成形部17、成形された容器2を殺菌する容器殺菌部30、殺菌された容器2をエアリンスするエアリンス部32及びエアリンスされた容器2に殺菌された内容物を充填する充填部37、内容物が充填された容器2を殺菌されたキャップ41により密封する密封部43を備えている。さらに、密封された容器2が排出コンベヤ47に載置され、非無菌ゾーンに排出される排出部46を備える。エアリンス部32は設けなくても構わない。
 プリフォーム殺菌部6はプリフォーム殺菌部チャンバー8、加熱部12及び成形部17は成形部チャンバー18、容器殺菌部30は容器殺菌部チャンバー31、エアリンス部32はエアリンス部チャンバー33、充填部37、密封部43及び排出部46は充填部チャンバー38により各々遮蔽されている。容器殺菌部30の殺菌方法によっては、容器殺菌部チャンバー31内に殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物やオゾンが発生する。これらが成形部17に流入しないように、成形部17と容器殺菌部30の間には雰囲気遮断チャンバー27が設けられる。容器殺菌部30で発生する殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物やオゾンは、雰囲気遮断チャンバー27が排気されることで、成形部17に流入することはない。プリフォーム殺菌部6においても、殺菌方法により殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物やオゾンが発生するため、これらは無害化する処理装置を経て排気される。このような処理装置は雰囲気遮断チャンバー27内の排気においても使用される。
 無菌充填機の運転開始前に、容器殺菌部チャンバー31、エアリンス部チャンバー33及び充填部チャンバー38の各チャンバー内は殺菌される。各チャンバー内には、一流体スプレーまたは殺菌剤を圧縮エアと混合して噴霧する二流体スプレーが殺菌剤吹き付けノズルとして設けられる。殺菌剤吹き付けノズルは、殺菌剤を殺菌が必要な各チャンバー内の全域に付着するように吹き付ける。吹き付けられた殺菌剤により、各チャンバー内が殺菌される。殺菌剤吹き付けノズルは各チャンバー内の全域に殺菌剤が付着するように配置される。殺菌剤が吹き付けられた後に各チャンバー内には常温又は加熱された無菌エアが吹き付けられ、各チャンバー内に残存する殺菌剤を活性化させ、さらに排除する。無菌エアの吹き付け前に無菌水を各チャンバー内に吹き付けることにより殺菌剤を排除しても構わない。また、加熱部12、成形部17及び検査装置24を遮蔽する成形部チャンバー18内にも殺菌剤吹き付けノズルを設け、成形部チャンバー18内を殺菌しても構わない。
 容器殺菌部チャンバー31、エアリンス部チャンバー33及び充填部チャンバー38内には、殺菌された後に、除菌フィルタにより無菌化された無菌エアが供給され、各チャンバーの内部が陽圧に保持される。各チャンバー内が無菌エアにより陽圧に保持されることにより、容器殺菌部チャンバー31より下流の無菌充填機内の無菌性が維持される。各チャンバー内を陽圧に保持する圧力は、充填部チャンバー38内が最も高く、エアリンス部チャンバー33、容器殺菌部チャンバー31と上流ほど低く設定される。雰囲気遮断チャンバー27は排気されることで、その内部は大気圧とほぼ同一の圧力に保持される。
 (実施の形態の詳細)
 図2に示すプリフォーム1が、図1に示すプリフォーム供給装置3から、プリフォーム供給コンベヤ4により所望の速度で連続的にプリフォーム殺菌部6に搬送される。
 本発明の実施の形態におけるプリフォーム1は試験管状の有底筒状体であり図2に示す。プリフォーム1は図11に示す容器2と同様な口部1aがその成形当初に付与される。この口部1aにはプリフォーム1の成形と同時に雄ネジが形成される。また、プリフォーム1には口部1aの下部に搬送のためのサポートリング1bが形成される。プリフォーム1又は容器2はこのサポートリング1bを介してグリッパ5により把持され、無菌充填機内を走行する。プリフォーム1は射出成形、圧縮成形等によって成形される。プリフォーム1の材質はポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂からなり、これらの樹脂単体又は混合物であっても構わないし、リサイクルされた熱可塑性樹脂を含んでも構わない。また、バリア性を付与するために、エチレン-ビニルアルコール共重合体、メタキシリレンジアミンのような芳香族アミンをモノマーとするポリアミド等の熱可塑性樹脂を層として、又は混合物として含んでも構わない。
 プリフォーム殺菌部6に搬送されたプリフォーム1は、多数のグリッパ5が一定ピッチで設けられたプリフォーム殺菌ホイール7に搬送され、ここで殺菌される。プリフォーム1の殺菌工程は、殺菌剤の接触、電子線の照射、紫外線を含む光の照射、温水の接触、過熱蒸気の接触のいずれか1又は2以上により行われる。プリフォーム1は殺菌される前にホットエアにより予熱されても構わない。プリフォーム1を予熱するために、プリフォーム殺菌ホイール7の前に予熱のためのホイールを設けても構わない。プリフォーム1を予熱することで殺菌効果が向上する。
 本発明の実施の形態に係るプリフォーム1への殺菌剤の接触とは、殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物を図3に示すように、プリフォーム1に吹き付ける若しくは図4に示すように倒立させたプリフォーム1に液状の殺菌剤を吹き付けることである。
 ガス若しくはミスト又はこれらの混合物としてプリフォーム1に吹き付ける殺菌剤とは、少なくとも過酸化水素を含有することが好ましい。その含有量は0.5質量%~65質量%の範囲が適当である。0.5質量%未満では殺菌力が不足する場合があり、65質量%を超えると安全上、扱いが困難となる。さらに好適なのは0.5質量%~40質量%であり、40質量%以下では扱いがより容易であり、過酸化水素が低濃度となるために殺菌後の殺菌剤の残留量を低減できる。また、殺菌剤は水を含んでいるが、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ノルマルプロピルアルコール、ブチルアルコールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、アセチルアセトンなどのケトン類、グリコールエーテル類等の1種又は2種以上を含んでも構わない。さらに、殺菌剤は過酢酸、酢酸等の有機酸、硝酸等の無機酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の塩基性化合物、次亜塩素酸ナトリウム、二酸化塩素、オゾン等殺菌効果を有する化合物、陽イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤、リン酸化合物等の添加剤を含んでも構わない。
 プリフォーム1に吹き付ける殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物は、図5に示す殺菌剤ガス生成器48により得られる。殺菌剤ガス生成器48は、殺菌剤を滴状にして供給する二流体スプレーノズルである殺菌剤供給部49と、この殺菌剤供給部49から供給された殺菌剤を分解温度以下に加熱して気化させる気化部50とを備える。殺菌剤供給部49は、殺菌剤供給路49a及び圧縮空気供給路49bからそれぞれ殺菌剤と圧縮空気を導入して、殺菌剤を気化部50内に噴霧するようになっている。気化部50は、内外壁間にヒータ50aを挟み込んだパイプであり、このパイプ内に吹き込まれた殺菌剤を加熱し気化させる。気化した殺菌剤のガスは殺菌剤ガス吹き付けノズル51から気化部50外に噴出する。ヒータ50aに換えて誘電加熱により気化部50を加熱しても構わない。
 殺菌剤供給部49の運転条件としては、例えば圧縮空気の圧力は0.05MPa~0.6MPaの範囲で調整される。このとき、圧縮空気の供給量は50L/min.~300L/min.が適当である。また、殺菌剤は重力落下であっても圧力を加えられても構わないし、殺菌剤の供給量は自由に設定することができ、例えば殺菌剤は殺菌剤供給路49aに、1g/min.~100g/min.の範囲で供給される。また、気化部50の内表面は120℃から450℃に加熱されることで噴霧された殺菌剤が気化する。
 殺菌剤のガスは、図3に示すように殺菌剤ガス吹き付けノズル51からプリフォーム1に吹き付けられる。殺菌剤のガスは、殺菌剤ガス吹き付けノズル51内で二手に分かれて流れ、その一方のノズル51aからプリフォーム1の内部に向かって吹き付けられ、他方のノズル51bからプリフォーム1の外面に向かって吹き付けられる。殺菌剤のガスは、殺菌剤ガス吹き付けノズル51から出た後、ガス状態のままで、若しくはミストとなって又はそれらの混合物となって、プリフォーム1の内部に流入し、あるいはプリフォーム1の外面に接触する。
 プリフォーム1の内部に向かって吹き付けられる殺菌剤のガス若しくはミスト又は混合物は、プリフォーム1内に流入した後、プリフォーム1の口部1aから溢れ出るが、この溢れ出た殺菌剤のガス等の流れは傘状部材52に衝突し、傘状部材52の内面に案内されて、プリフォーム1の外面へと向かって流れを変え、プリフォーム1の外面に接触する。傘状部材52に環状溝52aが設けられると、溢れ出た殺菌剤のガス等はプリフォーム1の外面に沿って流れる。
 殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物の吹き付け量は任意であるが、吹き付け量は、殺菌剤ガス生成器48に供給される殺菌剤の量と吹き付け時間により決まる。殺菌剤ガス生成器48は複数備えても構わない。吹き付け量はプリフォーム1の大きさによっても変動する。殺菌剤ガス吹き付けノズル51から噴出する殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物をホットエアにより希釈してプリフォーム1に吹き付けても構わない。
 殺菌剤を過酸化水素水とした場合、過酸化水素水のガス等の吹き付け量は以下の通りとなる。殺菌剤のガス吹き付けノズル51からプリフォーム1に吹き付けられる過酸化水素水のガス等により、プリフォーム1に付着する過酸化水素の量は、過酸化水素を35質量%含む過酸化水素水の量として、0.0035μL/cm2~0.35μL/cm2が好ましい。また、プリフォーム1に吹き付けられる過酸化水素水のガス等の過酸化水素濃度は、2mg/L~20mg/Lが好ましく、より好ましくは5mg/L~10mg/Lである。
 殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物が吹き付けられたプリフォーム1は、除菌されたエアによりリンスされることが好ましい。プリフォーム1にエアを吹き付けるノズルはプリフォーム1の口部1aに対向させて設けても、プリフォーム1の搬送速度に追従するノズルをプリフォーム1の内部に挿入させても構わない。エアリンスには、プリフォーム1に吹き付けられた殺菌剤を活性化することと、プリフォーム1の内面に吹き付けられた殺菌剤と、内面に存在する異物やほこりを排除するという効果がある。エアリンスするエアは常温でも加熱されても構わない。加熱される方が殺菌剤の活性化には効果がある。また、無菌エアリンスはプリフォーム1を正立させて行っても、倒立させて行っても構わない。異物を排除するには倒立させる方が効果がある。さらに、異物を排除するためには、倒立させたプリフォーム1の口部1aの近傍を吸引することが好ましい。吹き付けられるエアの量は0.04L/プリフォーム~400L/プリフォームが好ましい。殺菌剤が過酸化水素水の場合、無菌エアリンス後のプリフォーム1に付着する過酸化水素の量は、過酸化水素を35質量%含む過酸化水素水に換算して、0.0003μL/cm2~0.35μL/cm2の範囲が好適である。より好ましくは0.0004μL/cm2~0.2μL/cm2である。この過酸化水素の付着量が0.0003μL/cm2以上となることにより、十分な殺菌効果を得ることができる。また、過酸化水素の付着量が0.35μL/cm2を超えると、ブロー成形した場合に、容器2に白化、斑点、皺、変形等の成形不良が発生する。
 殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物をプリフォーム1に吹き付ける殺菌方法においては、吹き付け工程及びその後のエアリンス工程において殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物が発生するため、プリフォーム殺菌部チャンバー8内を排気する必要がある。排気されたエアは処理装置により無害化されて放出される。
 倒立させたプリフォーム1への液状の殺菌剤の吹き付けとは、図4に示すように行う。プリフォーム1の内面全域に液状の殺菌剤が接触するように、倒立したプリフォーム1のサポートリング1bをグリッパ5により把持し、上向きの殺菌剤吹き付けノズル53aにより、口部1aからプリフォーム1の内面に液状の殺菌剤を吹き付ける。また、プリフォーム1の外面には、その全域に液状の殺菌剤が接触するように、下向きの殺菌剤吹き付けノズル53bにより液状の殺菌剤をプリフォーム1の外面に吹き付ける。殺菌剤吹き付けノズル53aはプリフォーム1の口部1aに対向させて設けても、プリフォーム1の搬送速度に追従するノズル53aを設け、プリフォーム1の内部に挿入させても構わない。また、殺菌剤吹き付けノズル53bは複数本としても構わない。さらに、プリフォーム1の内外面に液状の殺菌剤が接触することができれば、方法はノズルにより液状の殺菌剤を吹き付けるのではなく、プリフォーム1を液状の殺菌剤に浸漬しても構わない。
 液状の殺菌剤は、過酢酸を含むことが好ましく、さらに液状の殺菌剤は過酢酸、過酸化水素、酢酸及び水からなる平衡過酸化物組成物が好ましい。過酢酸の濃度は500mg/L~4000mg/Lが好ましい。500mg/L未満では殺菌力が不十分であり、4,000mg/Lを超えると過酢酸の濃度が高いために、無菌充填機で使用するパッキン等の部材を劣化させる可能性がある。この他に過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、二酸化塩素、オゾン等の殺菌成分を含む殺菌剤を液状の殺菌剤として使用しても構わない。また、液状の殺菌剤は水を含んでなるが、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ノルマルプロピルアルコール、ブチルアルコールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、アセチルアセトンなどのケトン類、グリコールエーテル類等の1種又は2種以上を含んでも構わない。さらに、硝酸等の無機酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の塩基性化合物、陽イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤、リン酸化合物等の添加剤を含んでも構わない。
 液状の殺菌剤は50℃~80℃、好ましくは60℃~70℃に加温される。加温されると殺菌剤の殺菌効果が向上する。殺菌剤吹き付けノズル53a及び53bの1本当たりの流量は、1L/min.~15L/min.、好ましく3L/min.~10L/min.が適当である。また、吹き付け時間は0.2秒~5秒が適当である。プリフォーム1への液状の殺菌剤の吹き付け量は殺菌剤吹き付けノズル53a及び53bの流量と吹き付け時間によって決定されるが、プリフォーム1の表面積に対して、0.05ml/cm2~20ml/cm2であることが好ましい。0.05ml/cm2未満では殺菌が不十分となり、20ml/cm2を超えると過大であり、エネルギー及び殺菌剤の浪費となる。
 液状の殺菌剤を接触させたプリフォーム1は、付着した殺菌剤を除去するために無菌水によりリンスされる。無菌水は水を121℃以上で4分以上加熱することや除菌フィルターを通すことによって製造される。無菌水によるプリフォーム1のリンスは、図4に示す殺菌剤の吹き付けと同様の工程及び装置により行われる。プリフォーム1の内面全域が無菌水によりリンスされるように、倒立したプリフォーム1のサポートリング1bをグリッパ5により把持し、上向きのノズルにより口部1aからプリフォーム1の内面に無菌水を吹き付ける。また、プリフォーム1の外面には、その全域が無菌水によりリンスされるように、下向きのノズルにより無菌水をプリフォームの外面に吹き付ける。上向きのノズルはプリフォーム1の口部1aに対向させて設けても、プリフォーム1の搬送速度に追従するノズルを設け、プリフォーム1の内部に挿入させても構わない。また、下向きのノズルは複数本としても構わない。
 無菌水は10℃~80℃、好ましくは30℃~70℃に調温される。無菌水を吹き付けるノズルの1本当たりの流量は、1L/min.~15L/min.、好ましく3L/min.~10L/min.が適当である。また、吹き付け時間は0.1秒~15秒が適当である。プリフォーム1への無菌水の吹き付け量は、ノズルの流量と吹き付け時間によって決定されるが、プリフォーム1の表面積に対して、0.05ml/cm2~20ml/cm2であることが好ましい。0.05ml/cm2未満ではリンスが不十分となり、20ml/cm2を超えると過大であり、エネルギーの浪費となる。
 殺菌されたプリフォーム1をブロー成形して得られる容器2に対して容器殺菌を行うことから、プリフォーム1に付着した殺菌剤を除去するには、無菌水ではなく飲料用として適合する水(純水等)を使用しても構わない。また、水によるリンスではなく、プリフォーム1に異物やほこりを除去するフィルタを通したエアを吹き付けて、プリフォーム1に付着する殺菌剤を除去しても構わない。ただし、無菌水および無菌エア以外を使用する場合、プリフォーム1が菌等により汚染されるおそれがある。この汚染は、プリフォーム殺菌工程の殺菌能力X[LRV]に含まれる。
 無菌水によりリンスされたプリフォーム1に付着した無菌水は、無菌エアをプリフォーム1の内外面に吹き付けることにより排除することが好ましい。プリフォーム1は加熱部12で成形温度に加熱されるが、無菌水が付着した部分に加熱ムラが発生し、成形される容器2に白化、偏肉等の成形不良を発生するおそれがあるためである。
 本発明の実施の形態に係るプリフォーム1への電子線の照射とは、図6に示すように電子線照射装置54a、54b及び54cにより、搬送されるプリフォーム1の内外面に電子線を照射することである。電子線には殺菌作用があり、プリフォーム1の表面に付着している菌等は電子線の照射により殺菌される。図6はプリフォーム1の三方向から電子線を照射しているが、プリフォーム1の内外面に電子線が照射されるのであればどのような方法でも構わない。例えば、プリフォーム1を回転させれば電子線照射装置54bは不要となる。また、プリフォーム1の口部1aの上方に反射ミラーを設けて、電子線照射装置54aから照射される電子線をプリフォーム1の口部1aからプリフォーム1の内部に導入しても構わない。さらに、プリフォーム1の内部に棒状の電子線照射装置を挿入してプリフォーム1の内面に電子線を照射しても構わない。
 電子線照射装置54a、54b、54cはどのような構造でも構わない。例えば、走査型やモノフィラメント型があり、出力は100kV~500kVの低出力タイプが扱い易く好ましい。
 プリフォーム1に電子線を照射する前にプリフォーム1の内外面に付着している異物を除去することが好ましい。プリフォーム1の表面に異物が付着している場合、その部分に電子線が照射されないため、殺菌不良を起こす可能性があるためである。プリフォーム1から異物を除去するためには、プリフォーム1を正立又は倒立させてエアを吹き付ける、又は水を吹き付けることにより行う。水を吹き付けた場合は、さらにこれを除去する必要があるため、エアの吹き付けが好ましい。エアの吹き付け前に、プリフォーム1にイオン化エアを吹き付ける等を行い、除電することが好ましい。さらに、プリフォーム1の口部1aの近傍に吸引ノズルを設け、異物を吸引して無菌充填機の外部に排除することが好ましい。プリフォーム1の異物除去の工程はプリフォーム殺菌部チャンバー8外のプリフォーム供給コンベヤ4で行い、異物を除去した後、プリフォーム1はプリフォーム殺菌部チャンバー8内に搬送される。異物除去に伴い、菌等の除去機能も認められる場合、これもプリフォーム殺菌工程の殺菌能力X[LRV]に含まれる。
 電子線は酸素をオゾンに変化させるため、電子線照射を行う雰囲気に酸素が存在するとオゾンが発生する。発生するオゾンを除去するために、プリフォーム殺菌部チャンバー8内は排気される必要がある。電子線照射を行う雰囲気を窒素等により置換することでオゾンの発生を抑制することができる。
 本発明の実施の形態に係るプリフォーム1への紫外線を含む光の照射とは、図7に示すように光照射ランプ55から発する紫外線を含む光をプリフォーム1の内外面に照射することである。光照射ランプ55に対するプリフォーム1の反対側には、照射される光を反射してプリフォーム1に向ける光反射板56を設けることが好ましい。
 照射される光に含まれる紫外線は、100nm~380nmの波長を有する電磁波の1種である。照射される光はこの波長のいずれかを含むが、特にUV-Cと称せられる100nm~280nmの波長が殺菌には効果的である。さらに、もっとも殺菌効果を有するのは253.7nmの波長であり、これを含むことが最適である。
 100nm~380nmの紫外線を発する光照射ランプ55は、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、キセノンフラッシュランプ等である。特に、内部にキセノンガスを封入したキセノンフラッシュランプから発する光(波長:100~950nm)の殺菌効果が高いため、光照射ランプ55はキセノンフラッシュランプであることが最適である。
 紫外線を含む光の照射による殺菌効果は、光の単位面積当たりの照射量と照射時間に比例する。しかし、キセノンフラッシュランプによる光は、低圧水銀ランプや高圧水銀ランプにより発する光に比べ、殺菌効果が高いことから、短時間の照射で十分に殺菌を行うことができ、光の照射によるプリフォーム1の口部の温度上昇を避けることができる。
 光照射ランプ55は、プリフォーム1の内外面全域に照射されるなら個数は問わない。図7に示すように外面、内面に紫外線を含む光を照射するために多数設けることもある。しかし、プリフォーム1を回転させればプリフォーム1の側面に照射する光照射ランプ55は1列としても構わない。プリフォーム1の内面に紫外線を含む光を照射するには、プリフォーム1の口部1aに対向して光照射ランプ55を設け、口部1aの開口部を通して紫外線を含む光をプリフォーム1の内面に照射することが好ましい。また、光反射板56を口部1aに向けてドーム状に設け、光照射ランプ55から発する紫外線を含む光を効率的にプリフォーム1の内面に照射することが好ましい。プリフォーム1の内面に紫外線を含む光を照射するために、棒状の光照射ランプをプリフォーム1の内部に挿入して、プリフォーム1の内面に紫外線を含む光を照射しても構わない。なお、光照射ランプ55の形状は、丸型、棒状、U字形など、どのようなものでも構わない。
 図7に示す光反射板56は、光照射ランプ55から発する紫外線を含む光を効率的にプリフォーム1に照射する目的がある。したがって、光照射ランプ55のプリフォーム1に対して反対側に設けられる。光反射板56は平面でも、曲面でもいずれの形状の複数の面の組み合わせでも構わない。光反射板56は紫外線を含む光を反射することができればどのようなものでも構わない。例えば、合成樹脂、金属、ガラスからなり、その表面を平滑にしたものであったり、さらに平滑にするために、コーティング、金属などのメッキ、金属や金属酸化物などの蒸着加工を行ったり、これらを組み合わせたものであっても構わない。
 プリフォーム1に紫外線を含む光を照射する前に、プリフォーム1の内外面に付着している異物を除去することが好ましい。プリフォーム1の表面に異物が付着している場合、その部分に紫外線を含む光が照射されないため、殺菌不良を起こす可能性があるためである。プリフォーム1から異物を除去するためには、プリフォーム1を正立又は倒立させてエアを吹き付ける、又は水を吹き付けることにより行う。水を吹き付けた場合はこれを除去する必要があるため、エアの吹き付けが好ましい。エアの吹き付け前に、プリフォーム1にイオン化エアを吹き付ける等を行い、除電することが好ましい。さらに、プリフォーム1の口部1aの近傍に吸引ノズルを設け、異物を吸引して無菌充填機の外部に排除することが好ましい。プリフォーム1の異物除去の工程は、プリフォーム殺菌部チャンバー8外のプリフォーム供給コンベヤ4で行い、異物を除去した後、プリフォーム1はプリフォーム殺菌部チャンバー8内に搬送される。
 紫外線を含む光は酸素をオゾンに変化させるため、紫外線を含む光の照射を行う雰囲気に酸素が存在する場合、オゾンが発生する。発生するオゾンを除去するために、プリフォーム殺菌部チャンバー8内は排気される必要がある。紫外線を含む光の照射を行う雰囲気を窒素等により置換することでオゾンの発生を抑制することができる。
 本発明の実施の形態に係るプリフォーム1への温水の接触とは、図4に示す倒立させたプリフォーム1に液状の殺菌剤を吹き付ける工程と同様に、温水をノズルによりプリフォーム1の内外面に吹き付けることにより行う。温水の熱によりプリフォーム1の表面に付着している菌等を殺菌する。プリフォーム1の内面全域が温水により殺菌されるように、倒立したプリフォーム1のサポートリング1bをグリッパ5により把持し、口部1aから上向きのノズルによりプリフォーム1の内面に温水を吹き付ける。また、プリフォーム1の外面には、その全域が温水により殺菌されるように、下向きのノズルにより温水をプリフォームの外面に吹き付ける。上向きのノズルはプリフォーム1の口部1aに対向させて設けても、プリフォーム1の搬送速度に追従するノズルを設け、プリフォーム1の内部に挿入させても構わない。また、下向きのノズルは複数本としても構わない。
 温水とは70℃~100℃に加温された水又は無菌水である。温水を吹き付けるノズルの1本当たりの流量は、1L/min.~15L/min.、好ましく3L/min.~10L/min.が適当である。また、吹き付け時間は0.1秒~15秒が適当である。プリフォーム1への温水の吹き付け量は、ノズルの流量と吹き付け時間によって決定されるが、プリフォーム1の表面積に対して、0.05ml/cm2~20ml/cm2であることが好ましい。0.05ml/cm2未満では殺菌が不十分となり、20ml/cm2を超えると過大であり、エネルギーの浪費となる。
 温水により殺菌されたプリフォーム1に付着した温水は、無菌エアをプリフォーム1の内外面に吹き付けることにより排除されることが好ましい。プリフォーム1は加熱部12で成形温度に加熱されるが、温水が付着した部分に加熱ムラが発生し、成形される容器に白化、偏肉等の成形不良が発生するおそれがあるためである。プリフォーム1に吹き付けられるエアは、除菌フィルタを通した無菌エアでも構わない。
 本発明の実施の形態に係るプリフォーム1への過熱蒸気の接触とは、図8に示すように、過熱蒸気発生装置57から発生する過熱蒸気を過熱蒸気吹き付けノズル58及び過熱蒸気吹き付けスリット59からプリフォーム1の内外面に過熱蒸気を吹き付けることである。過熱蒸気の熱によりプリフォーム1の表面に付着する菌等を殺菌する。
 過熱蒸気とは、過熱蒸気発生装置57に供給される水から生成される、200℃~500℃の大気圧よりも高い、0.1MPa~0.3MPaの圧力の蒸気である。過熱蒸気発生装置57は通水パイプをヒータや誘導コイルにより加熱し、過熱蒸気を発生させる。発生した過熱蒸気は過熱蒸気吹き付けノズル58から噴出してプリフォーム1の内面に吹き付けられる。また、過熱蒸気発生装置57で発生した過熱蒸気を過熱蒸気吹き付けスリット59に導入し、プリフォーム1の外面に過熱蒸気を吹き付ける。
 過熱蒸気発生装置57に供給される水は、過酸化水素のような殺菌作用のある化合物を添加しても構わない。例えば、5質量%の過酸化水素を添加することで殺菌効果は向上する。
 プリフォーム1を回転させることで、外面への過熱蒸気の吹き付けは効率的に行われる。また、過熱蒸気吹き付けノズル58をプリフォーム1に内部に挿入してプリフォーム1の内面に過熱蒸気を吹き付けても構わない。短時間の吹き付けにより殺菌されるので、口部1aが変形すること、及びプリフォーム1を形成する樹脂が過度に加熱されることはない。また、蒸気のドレインがプリフォーム1の内部に残留することもなく、ドレイン除去をすることなく加熱部12にプリフォーム1を搬送することができる。
 上記のように、プリフォーム1はプリフォーム殺菌部6において、殺菌剤の接触、電子線の照射、紫外線を含む光の照射、温水の接触、過熱蒸気の接触のいずれか1又は2以上の方法により殺菌される。プリフォーム殺菌部6における殺菌工程の殺菌能力は、X[LRV]で表わされる。殺菌能力1[LRV]とは、生菌数を1/10に減少させる殺菌能力である。X[LRV]とは生菌数を1/10Xに減少させる能力である。プリフォーム殺菌部6の殺菌能力は、プリフォーム1に指標菌を付着させて殺菌後の指標菌の死滅の有無を確認して殺菌能力を算出する。例えば、104[cfu/g]の指標菌をプリフォーム1の内面に1g付着させて、プリフォーム1の殺菌を行い、殺菌後のプリフォーム1に培地を充填して培養を行い、菌の繁殖が確認されなければ、プリフォーム殺菌部6の殺菌能力は4以上となる。様々な数の指標菌をプリフォーム1に付着させて殺菌を行うことで、プリフォーム殺菌部6の殺菌能力を決定することができる。
 プリフォーム殺菌部6で殺菌されたプリフォーム1はサポートリング1bを把持されて、ホイール9を経て加熱部搬送ホイール10に搬送される。ホイール9及び加熱部搬送ホイール10におけるプリフォーム1には、図9に示すようにプリフォーム1の搬送路を囲むようにプリフォームトンネル60を設けても構わない。プリフォームトンネル60はプリフォーム1の口部1aをその上方から覆い、天井部分は、傾斜面を有する屋根状に形成される。また、天井部分には、無菌エアをプリフォーム1の口部1aの方に向かって吹き出すプリフォーム無菌エア供給ノズル61が、パイプの列状又はスリット状に設けられる。これにより、無菌エアがプリフォーム1へと効率的に供給され、プリフォーム1は成形部チャンバー18内にあって無菌性を維持しつつ走行することができる。無菌エアはブロワによるエアを除菌フィルタに通している。また、推進力の高い圧縮空気を除菌フィルタで無菌化したものであっても構わない。
 加熱部搬送ホイール10に搬送されたプリフォーム1は、図10に示すようにグリッパ5から解放され、プリフォーム1の口部1aにスピンドル14が挿入され、加熱部12に搬送される。加熱部12に入ったプリフォーム1は、図10に示すように、赤外線ヒータ15又はその他の加熱手段によって、後のブロー成形に適した温度まで加熱される。この温度は90℃から130℃であると好適である。なお、プリフォーム1の口部1aの温度は、変形等を防止するため70℃以下の温度に抑えられる。
 ここで、プリフォーム1の口部1a及びサポートリング1bの殺菌効果を高めるために、口部1a及びサポートリング1bのみを加熱する赤外線ヒータ15を設けても構わない。胴部を加熱する赤外線ヒータ15と別に設けることで、口部1a及びサポートリング1bの加熱温度を制御し、口部1a及びサポートリング1bの温度を40℃~70℃、好ましくは45℃から65℃とすることにより、口部1a及びサポートリング1bの内外面に吸着された過酸化水素のような殺菌剤が活性化され、殺菌効果が向上する。また、殺菌剤成分の残留も低減することができる。プリフォーム1をブロー成形する前に、口部1a及びサポートリング1bを冷却するために、ホイール16で口部1a及びサポートリング1bに無菌エアを吹き付けても構わない。
 プリフォーム1は図10に示すように、口部1aにスピンドル14が挿入され、回転しながら、加熱部12内を搬送される。スピンドル14は無端チェーン13に一定間隔で設けられている。無端チェーン13はプーリ11により回転する。スピンドル14に代えてマンドレルをプリフォーム1に挿入することによって、プリフォーム1を倒立状態で回転させつつ搬送することも可能である。
 加熱されたプリフォーム1は、スピンドル14から解放され、グリッパ5に把持されて、ホイール16を経て成形部17の成形ホイール19に搬送される。ホイール16もホイール9及び加熱部搬送ホイール10と同様に、図9に示すようなプリフォーム1の搬送路を囲むようにプリフォームトンネル60を設け、プリフォーム1に無菌エアを吹き付けても構わない。
 加熱されたプリフォーム1はホイール16から成形ホイール19に受け渡される。成形ホイール19に受け渡されたプリフォーム1は、成形ホイール19に備えられた金型20により、図11に示すように、容器2にブロー成形される。金型20及びブローノズル21は、成形ホイール19の回りに複数個配置され、成形ホイール19の回転とともに成形ホイール19の周りを一定速度で旋回する。加熱されたプリフォーム1が到来すると、金型20はプリフォーム1を挟み込む。続いてブローノズル21がプリフォーム1に接合され、延伸ロッド22がブローノズル21に設けられた孔に導かれ、プリフォーム1内に挿入され、ブローノズル21からプリフォーム1内に空気等の高圧の気体が吹きこまれることにより、金型20内で容器2が成形される。成形された容器2は、金型20から取り出され、検査ホイール23に設けられたグリッパ22によりサポートリング1bを把持され、検査ホイール23に受け渡される。
 成形された容器2は検査ホイール23に設けられた検査装置24により検査されるが、検査装置24まで、図12に示すように容器2の搬送路を囲むように容器トンネル63を設けても構わない。容器トンネル63は容器2の口部1aをその上方から覆い、天井部分は、傾斜面を有する屋根状に形成される。また、天井部分には、無菌エアを容器2の口部1aの方に向かって吹き出す容器無菌エア供給ノズル62が、パイプの列状又はスリット状に設けられる。これにより、無菌エアがプリフォーム1へと効率的に供給され、プリフォーム1は検査ホイール23の回りを無菌性を維持しつつ走行することができる。無菌エアは、ブロワによるエアを除菌フィルタを通している。推進力の高い圧縮空気を除菌フィルタで無菌化したものであっても構わない。検査されたプリフォーム1は雰囲気遮断チャンバー27内のホイール25及び26を経て容器殺菌部30に搬送される。この時、ホイール25及び26においても、容器2は容器トンネル63により囲まれ、無菌エアを容器無菌エア供給ノズル62から容器トンネル63内に供給されながら搬送されても構わない。プリフォーム1は容器トンネル63内を搬送されることで、菌等による汚染を抑制することができる。
 成形された容器2は、検査ホイール23の周辺に備えられた検査装置24により、容器温度、容器胴部、サポートリング1b、容器口部天面、容器底部等が検査され、異常と判断された場合は、図示しない排出装置により、無菌充填機の外部に排出される。 
 容器温度検査は、容器2の表面温度を検査して、容器2の良否を判断する。温度センサは、例えば赤外線放射温度計であるが、他の温度計を使用することも可能である。容器2の殺菌方法として殺菌剤の接触を採用する場合、容器成形時の余熱が容器2に残存することが、容器2を適正に殺菌するために必要であり、温度センサにより検出される温度は40℃以上であることが好ましい。他の方法により容器2を殺菌する場合、容器2の温度測定をしなくても構わない。
 また、容器胴部、サポートリング1b、容器口部天面、容器底部はカメラにより撮像され、各箇所の状態が検査される。撮像された画像は画像処理装置により処理され、傷、異物、変形、変色等の異常の存否について判断される。許容範囲を超えた容器2は異常と判断される。異常と判断された容器2は図示しない排出装置により、無菌充填機の外部に排出される。
 検査装置24による検査により異常と判断されなかった容器2は、殺菌部30で発生する殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物やオゾンが成形部17に流入しないように、成形部17と殺菌部30の間に設けられた雰囲気遮断チャンバー27内のホイール25、26を経て、殺菌部30に搬送される。容器2を殺菌する方法が、殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物やオゾンが発生しない、温水の接触、加熱内容物の充填による場合、雰囲気遮断チャンバー27は設けなくても構わない。
 プリフォーム殺菌部6のプリフォーム殺菌部チャンバー8を出て、容器殺菌部30の容器殺菌部チャンバー内に搬送されるまで、加熱部12、成形部17、検査ホイール23、雰囲気遮断チャンバー27内を搬送される間に、プリフォーム1及び容器2は菌等により汚染される可能性がある。これは成形部チャンバー18内の装置を完全に殺菌し、無菌性を維持してプリフォーム1をブロー成形して容器2とすることは可能であるが、汎用のブロー成形機の部材や構造体を、全て殺菌剤に耐性の部材に変更し、且つ無菌維持可能な構造に変える必要あり、経済的ではない。無菌充填機運転前に、成形部チャンバー18内は過酸化水素や次亜塩素酸、オゾン等の殺菌効果を有する成分を低濃度に含む殺菌剤をガス化して吹き付けること、又は殺菌剤をプリフォーム1に充填して、成形部17でプリフォーム1を容器2に成形することにより殺菌することはできるが、完全に殺菌することは困難である。
 よって、プリフォーム1はプリフォーム殺菌部6のプリフォーム殺菌部チャンバー8を出て、容器殺菌部30の容器殺菌部チャンバー31内に搬送されるまでに、菌等により汚染されるおそれがある。すなわち、加熱工程から容器殺菌工程前までに、プリフォーム1及び容器2は菌等により汚染されるおそれがある。したがって、容器殺菌工程では少なくとも、ここで汚染された菌等を殺菌しなければならない。また、プリフォーム殺菌工程での殺菌効果が5[LRV]未満である場合は、これを補完する殺菌効果も有する必要がある。
 容器殺菌部30に搬送された容器2は、一定ピッチで多数のグリッパ5が設けられた容器殺菌ホイール28に受け渡され、ここで殺菌される。容器2の殺菌は、殺菌剤の接触、電子線の照射、紫外線を含む光の照射、温水の接触、加熱内容物の充填のいずれか1又は2以上により行われる。加熱内容物の充填による容器2の殺菌は、容器殺菌部30及びエアリンス部32を設けることなく、充填部37において、加熱された内容物を充填することで行われる。
 本発明の実施の形態に係る容器2への殺菌剤の接触とは、殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物を図13に示すように容器2に吹き付ける、若しくは図14に示すように倒立させた容器2に液状の殺菌剤を吹き付けることである。殺菌剤を接触させる容器2は、プリフォーム1の成形時の余熱が残存し、一部が40℃以上であることが好ましい。容器2に残存する余熱により殺菌剤の殺菌効果が向上するからである。
 容器2に殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物を吹き付けるため、図13に示すように、殺菌剤ガス吹き付けノズル51が設けられる。殺菌剤ガス吹き付けノズル51は、その先端のノズル孔が直下を走行する容器2の口部1aの開口に正対し得るように設けられる。また、必要に応じて殺菌剤ガス吹き付けノズル51の下方に容器2の走行路に沿って、図13に示すように殺菌剤ガス吹き付けトンネル64が設けられる。殺菌剤ガス吹き付けノズル51は一本であっても複数本であっても構わない。容器2に吹き付けられた殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物が容器2の内部に流入し、容器2の内面を殺菌する。このとき、容器2が殺菌剤ガス吹き付けトンネル64内を走行することで、殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物が、容器2の外面にも流れて、容器2の外面が殺菌される。殺菌剤ガス吹き付けノズル51は搬送される容器2にに追従して容器2の内部に挿入されて、容器2の内面に殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物を吹き付けても構わない。
 ガス若しくはミスト又はこれらの混合物として容器2に吹き付ける殺菌剤とは、ガス若しくはミスト又はこれらの混合物としてプリフォーム1に吹き付けられる殺菌剤と同様のものが使用できる。また、殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物は、プリフォーム1の場合と同様に、図5に示す殺菌剤ガス生成器48により得られる。さらに、生成条件もプリフォーム1の場合と同様である。
 殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物の吹き付け量は任意であるが、吹き付け量は、殺菌剤ガス生成器48に供給される殺菌剤の量と吹き付け時間により決まる。殺菌剤ガス生成器48は複数備えても構わない。吹き付け量は容器2の大きさによっても変動する。殺菌剤ガス吹き付けノズル51から噴出する殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物をホットエアにより希釈して容器2に吹き付けても構わない。
 殺菌剤を過酸化水素水とした場合、過酸化水素水のガスの吹き付け量は以下の通りとなる。殺菌剤のガス吹き付けノズル51から容器2の内面吹き付けられる過酸化水素水のガスにより、容器2の内面に付着する過酸化水素の量は、過酸化水素を35質量%含む過酸化水素水に換算して、0.01μL/cm2~0.1μL/cm2の範囲が好ましい。より好ましくは、0.03μL/cm2~0.07μL/cm2である。0.01μL/cm2以上となることにより、容器全体で均一な殺菌効果を得ることができる。また、0.1μL/cm2以下とすることにより、残留過酸化水素を除去するためのエアリンスの時間を短くすることができ、経済的である。また、容器2に吹き付けられる過酸化水素水のガス等の過酸化水素濃度は、2mg/L~20mg/Lが好ましく、より好ましくは5mg/L~10mg/Lである。
 殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物が吹き付けられた容器2は、エアリンス部32に搬送され、無菌エアによりリンスされることが好ましい。エアリンスホイール34において容器2の内面及び外面に無菌エアが吹き付けられ、ホイール36を経て充填部37に容器2は搬送される。容器2の内面に無菌エアを吹き付けるノズルは容器2の口部1aに対向させて設けても、容器2の搬送速度に追従するノズルを容器2の内部に挿入させても構わない。また、容器2の外面に向けたノズルを設け、容器2の外面に無菌エアを吹き付ける。エアリンスには、容器2に吹き付けられた殺菌剤を活性化することと、内面に吹き付けられた殺菌剤及び内面に存在する異物やほこりを排除するという効果がある。エアリンスするエアは常温でも加熱されても構わないが、加熱される方が殺菌剤の活性化には効果がある。無菌エアの温度は40℃~170℃が好ましい。170℃を超えると、容器2は変形するおそれがある。また、エアリンスは容器2を正立させて行っても、倒立させて行っても構わない。異物を排除するには、倒立させる方が効果的である。さらに、異物を排除するためには、倒立させた容器2の口部1aの近傍を吸引することが好ましい。吹き付けられるエアの量は容器当たり2.5L/容器~125L/容器が好ましい。
 無菌エアによりリンスされた容器2を無菌水によりリンスしても構わない。無菌水によりリンスすることで、容器2に残存する殺菌剤がさらに除去され、殺菌剤として過酸化水素水を使用した場合には、過酸化水素の容器2への残留を低減できる。また、容器2内のほこりや異物を除去することができる。容器2を無菌水によりリンスした場合は、容器2に無菌エアを吹き付けて、無菌水を除去することが好ましい。容器2の内面に付着した無菌水が内容物に混入するおそれがあるからである。
 倒立させた容器2への液状の殺菌剤の吹き付けとは、図14に示すように行う。容器2の内面全域に液状の殺菌剤が接触するように、倒立した容器2のサポートリング1bをグリッパ5により把持し、口部1aから、上向きの殺菌剤吹き付けノズル53aにより容器2の内面に液状の殺菌剤を吹き付ける。また、容器2の外面には、その全域に液状の殺菌剤が接触するように、下向きの殺菌剤吹き付けノズル53bにより液状の殺菌剤を容器2の外面に吹き付ける。殺菌剤吹き付けノズル53aは容器2の口部1aに対向させて設けても、容器2の搬送速度に追従するノズルを設け、容器2の内部に挿入させても構わない。また、殺菌剤吹き付けノズル53bは複数本としても構わない。さらに、容器2の内外面に液状の殺菌剤が接触することができれば、方法はノズルにより液状の殺菌剤を吹き付けるのではなく、容器2を液状の殺菌剤に浸漬しても構わない。また、圧縮エア(0.2MPa~0.6MPa)と液状の殺菌剤を供給する二流体ノズルにより、液状の殺菌剤のミストを容器2に吹き付けても構わない。液状の殺菌剤のミストの吹き付けは、容器2を正立させても、倒立させて行っても構わない。吹き付けた液状の殺菌剤を容器2から除去するための無菌水によるリンスは、容器2を倒立させて行う。また、正立させた容器2に液状の殺菌剤を充填し、容器2を反転させることで、容器2に液状の殺菌剤を接触させても構わない。
 液状の殺菌剤は、プリフォーム1の場合と同様のものが使用できる。また、液状の殺菌剤は50℃~80℃、好ましくは60℃~70℃に加温される。加温されると殺菌剤の殺菌効果が向上する。殺菌剤吹き付けノズル53a及び53bの1本当たりの流量は、1L/min.~15L/min.であり、好ましく3L/min.~10L/min.が適当である。また、吹き付け時間は0.2秒~15秒が適当である。容器2への液状の殺菌剤の吹き付け量は、殺菌剤吹き付けノズル53a及び53bの流量と吹き付け時間によって決定されるが、容器2の表面積に対して、0.15ml/cm2~1.25ml/cm2であることが好ましい。0.15ml/cm2未満では殺菌が不十分となり、1.25ml/cm2を超えると過大であり、エネルギー及び殺菌剤の浪費となる。
 液状の殺菌剤を接触させた容器2は、付着した殺菌剤を除去するために無菌水によりリンスされる。無菌水による容器2のリンスは、図1のエアリンス部32において、エアリンスホイール34においてノズルを設けて行う。無菌水はプリフォーム1の場合と同様に、水を121.1℃以上で4分以上加熱することや除菌フィルタを通すことによって製造される。無菌水による容器2のリンスは、図14に示す容器2への液状の殺菌剤の吹き付けと同様の工程及び装置により行われる。容器2の内面全域が無菌水によりリンスされるように、倒立した容器2のサポートリング1bをグリッパ5により把持し、口部1aから、上向きのノズルにより容器2の内面に無菌水を吹き付ける。また、容器2の外面には、その全域が無菌水によりリンスされるように、下向きのノズルにより無菌水を容器2の外面に吹き付ける。上向きのノズルは容器2の口部1aに対向させて設けても、容器2の搬送速度に追従するノズルを設け、容器2の内部に挿入させても構わない。また、下向きのノズルは複数本としても構わない。
 無菌水は50℃~80℃、好ましくは60℃~70℃に調温される。無菌水を吹き付けるノズルの1本当たりの流量は、3L/min.~15L/min.、好ましく5L/min.~10L/min.が適当である。また、吹き付け時間は0.2秒~5秒が適当である。プリフォーム1を殺菌せずに、容器2への液状の殺菌剤の吹き付けのみにより殺菌する場合、液状の殺菌剤の容器2への吹き付けが長時間となり、無菌水によるリンスも長時間行う必要がある。このような場合は5秒~10秒行う必要があったが、プリフォーム1を殺菌することで、無菌水によるリンス時間を短時間とすることができる。容器2への無菌水の吹き付け量は、ノズルの流量と吹き付け時間によって決定されるが、容器2の表面積に対して、0.15ml/cm2~1.25ml/cm2であることが好ましい。0.15ml/cm2未満ではリンスが不十分となり、1.25ml/cm2を超えると過大であり、エネルギーの浪費となる。無菌水を吹き付けられた容器2は無菌エアを吹き付けて無菌水を除去することが好ましい。容器2の内面に付着した無菌水が内容物に混入するおそれがあるからである。
 本発明の実施の形態に係る容器2への電子線の照射とは、プリフォーム1に電子線を照射する場合と同様に、図6に示すのと同様に、電子線照射装置54a、54b及び54cにより搬送される容器2の内外面に電子線を照射することである。図6と同様に容器2の三方向から電子線を照射しても構わないが、容器2の内外面に電子線が照射されるのであればどのような方法でも構わない。容器2はプリフォーム1に比べ、側面の厚さが薄いため、電子線照射装置54a及び54bにより照射される電子線が、容器2の側面を透過する能力を有するのであれば、容器2の内面に電子線を照射しなくても構わない。しかし、容器2の口部1aは厚いため、電子線は口部1aを透過し難く、口部1aの内面には電子線を照射しなければならない。このため、電子線照射装置54cを設けたり、口部1aの上方に反射ミラーを設けて、電子線照射装置54aから照射される電子線を容器2の口部1aの内面に導入したりしなければならない。また、磁気装置を設け、電子線照射装置54aから照射される電子線を容器2の口部1aの内面に導入しても構わない。また、容器2を回転させれば、側面からの電子線照射装置は54aのみで、54bを設けなくても構わない。さらに、プリフォーム1の内部に棒状の電子線照射装置を挿入してプリフォーム1の内面に電子線を照射しても構わない。
 容器2に電子線を照射する前に容器2の内外面に付着している異物を除去することが好ましい。この方法はプリフォーム1と同様の方法により行うことができる。また、容器2に電子線を照射した後に、容器2は無菌エアリンスされることが好ましい。電子線照射により容器2の内部に発生したオゾンを除去するためである。これは図1のエアリンス部32のエアリンスホイール34に設けられる無菌エア吹き付けノズルによって行われる。
 本発明の実施の形態に係る容器2への紫外線を含む光の照射とは、図7に示すプリフォーム1への紫外線を含む光の照射と同様に行う。光照射ランプ55及び光反射板56は、プリフォーム1の場合と同様のものが使用できる。光照射ランプ55は、容器2の内外面全域に照射されるなら個数は問わない。図7に示すように、容器2の内外面に紫外線を含む光を照射するために光照射ランプ55を多数設けることもある。しかし、容器2を回転させれば容器2の側面に照射する光照射ランプ55は1列としても構わない。容器2の内面に紫外線を含む光を照射するには、棒状の光照射ランプを容器2の内部に挿入して容器2の内面に紫外線を含む光を照射することが好ましい。容器2の口部1aに紫外線を含む光を照射しても、口部1aよりも広がった容器2の胴部の内面には紫外線を含む光が到達しないおそれがあるためである。
 容器2に紫外線を含む光を照射する前に、容器2の内外面に付着している異物を除去することが好ましい。この方法はプリフォーム1と同様の方法により行うことができる。また、容器2に紫外線を含む光を照射した後に容器2は無菌エアリンスされることが好ましい。紫外線を含む光の照射により容器2の内部に発生したオゾンを除去するためである。これは図1のエアリンス部32において、エアリンスホイール34に設けられる無菌エア吹き付けノズルによって行われる。
 本発明の実施の形態に係る容器2への温水の接触とは、図14に示すように液状の殺菌剤を倒立させた容器2に吹き付ける工程と同様に、温水をノズルにより容器2の内外面に吹き付けることにより行う。温水とは60℃~80℃に加温された無菌水である。温水を吹き付けるノズルの1本当たりの流量は、1L/min.~15L/min.であり、好ましく3L/min.~10L/min.が適当である。また、吹き付け時間は0.2秒~5秒が適当である。容器2への温水の吹き付け量は、ノズルの流量と吹き付け時間によって決定されるが、プリフォーム1の表面積に対して、0.15ml/cm2~1.25ml/cm2であることが好ましい。0.15ml/cm2未満では殺菌が不十分となり、1.25ml/cm2を超えると過大であり、エネルギーの浪費となる。
 温水により殺菌された容器2に付着した温水は、無菌エアを容器2の内外面に吹き付けることにより除去されることが好ましい。容器2に充填される内容物に温水が混入するおそれがあるからである。
 本発明の実施の形態に係る容器2への加熱内容物の充填とは、図15に示すように充填部37において、充填ホイール40に設けられた充填ノズル39により加熱した内容物を容器2に充填することである。加熱された内容部の熱により容器2の内面を殺菌する。内容物は殺菌後に充填温度まで冷却して充填しても、殺菌後に一旦常温近傍まで冷却後、再度充填温度まで加熱しても構わない。殺菌後に充填温度まで冷却する方がエネルギー消費が少なく好ましい。充填温度は60℃~70℃が好ましい。容器2の口部1aを結晶化していないため、70℃を超えると口部1aが変形するおそれがあるためである。
 加熱内容物の充填は充填部37で行われるため、容器殺菌工程が加熱内容物の充填のみであるならば、容器殺菌部30及びエアリンス部32は不要である。容器殺菌工程が加熱内容物の充填と他の殺菌方法を併用する場合は殺菌方法によって、容器殺菌部30及びエアリンス部32は必要となる。
 上記のように容器2は容器殺菌部30において、殺菌剤の接触、電子線の照射、紫外線を含む光の照射、温水の接触、加熱内容物の充填のいずれか1又は2以上により殺菌される。プリフォーム加熱工程から容器殺菌工程までのプリフォーム1及び容器2の殺菌能力は、Y[LRV]で表わされる。殺菌能力[LRV]とは、プリフォーム1の殺菌工程の殺菌能力と同様である。プリフォーム1の加熱部12から容器殺菌部30までの殺菌能力は、指標菌を付着させたプリフォーム1をプリフォーム殺菌部7からプリフォーム1を受け渡されるホイール9に供給し、加熱部12、成形部17、容器殺菌部30、エアリンス部32を経て充填部37において、容器2に培地を充填し、さらに密封部43、排出部46を経て排出される容器2を培養し、指標菌の死滅の有無を確認して殺菌能力を算出する。例えば、102[cfu/g]の指標菌をプリフォーム1の内面に1g付着させて、加熱、成形、容器殺菌、エアリンス、充填、密封の各工程を経て排出された容器2の培養を行い、菌の繁殖が確認されなければ、プリフォーム1の加熱工程から容器2の殺菌工程までの殺菌能力は2以上となる。様々な数の指標菌をプリフォーム1に付着させて殺菌を行うことで、Y[LRV]を決定することができる。
 Yはゼロ以上でなければならない。プリフォーム殺菌以降の加熱部12、成形部17、検査ホイール23及び雰囲気遮断チャンバー27内でプリフォーム1及び容器2は菌等により汚染される可能性があり、少なくとも容器2の殺菌工程では汚染された菌等を殺菌しなければならない。容器2の殺菌工程が汚染された菌等を殺菌できないとするならば、たとえXが6以上で、X+Yが5を超えたとしても、内容物が充填されて無菌充填機から排出される製品は無菌でない可能性があるからである。
 容器殺菌部チャンバー31、エアリンス部チャンバー33及び充填部チャンバー38は無菌充填機を運転する前に殺菌され、無菌充填機稼働時には各チャンバー内には無菌エアが供給され、陽圧に保持されることから、これらの各チャンバー内での菌等による汚染はない。
 X+Yが5以上10以下であれば、例えば、Xが2でYが3でも、Xが4でYが1でも構わない。X+Yは5以上でなければならないのは、実際に殺菌不良が生じないレベルとして無菌充填機に求められる殺菌能力の基準であるからである。また、10を超えることは無菌充填機としては信頼性を高めることになるが、実際に殺菌不良が起きる可能性はなく、設備が過大となり、初期投資負担が大きく、無駄にエネルギーを消費することとなる。プリフォーム1の殺菌と容器2の殺菌を組み合わせ、無菌充填機に求められる殺菌レベルを達成することで、設備を適正化し、ランニングのエネルギー消費も抑えることができる。また、プリフォーム1の殺菌と容器2の殺菌をそれぞれ別な殺菌方法若しくは同じ殺菌方法選択することができ、殺菌方法の選択範囲が広がる。例えば、プリフォーム1の殺菌を過酸化水素のガス若しくはミスト又はこれらの混合物を容器に吹き付ける方法として、X=3の殺菌を行い、容器2の殺菌は電子線を照射する方法で行い、Y=2のレベルとすると、いずれの殺菌装置も軽くでき、無菌充填機としての殺菌能力も適正化することができる。
 エアリンス部32でエアリンスされた容器2は図1に示すように、ホイール36を経て、充填部37に搬送される。充填部37では、図1に示す充填ホイール40において、図15に示す充填工程のように、充填ノズル39により容器2に殺菌された内容物が充填される。充填ノズル39は容器2と同期的に走行するにより、容器2内に一定量の飲料等の内容物を充填する。
 内容物が充填された容器2は、図1に示すホイール42を経て密封部43に搬送される。密封部43に設けられた密封ホイール44では、図15に示す密封工程のように、あらかじめ殺菌されたキャップ41が、密封ホイール44に設けられた図示しないキャッパーにより、容器2の口部1aに巻き締められ、容器2は密封される。
 密封された容器2は、密封ホイール44のグリッパ5から排出部46の排出ホイール45のグリッパ5に受け渡される。排出ホイール45に受け渡された容器2は排出コンベヤ47に載置される。排出コンベヤ47に載置された容器2は充填部チャンバー38内から無菌充填機の外部に排出される。
 なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されることなく種々の形態にて実施可能である。プリフォーム殺菌工程の殺菌能力X[LRV]及びプリフォーム加熱工程から容器殺菌工程までの殺菌能力Y[LRV]は、指標菌を付着させたプリフォーム1をそれぞれの工程を通すことで算出される方法を示した。他の方法として、それぞれの工程において、培地又は製品液をプリフォーム1及び容器2に充填し、その不良率から無菌保証レベル(SAL:Sterility Assurance Level)を算出し、これらをX及びYとしても構わない。また、殺菌能力は菌等を不活性化させるものであればどのような方法でも構わない。例えば、除菌も殺菌能力に包含される。
 1…プリフォーム
 2…容器
 3…キャップ
 6…プリフォーム殺菌部
 12…加熱部
 17…成形部
 24…検査装置
 30…容器殺菌部
 32…エアリンス部
 37…充填部
 43…密封部
 46…排出部
 48…殺菌剤ガス吹き付けノズル
 53…殺菌剤吹き付けノズル
 54…電子線照射装置
 55…光照射ランプ
 57…過熱蒸気発生装置

Claims (6)

  1.  プリフォーム及び容器を連続走行させながら、前記プリフォームを殺菌するプリフォーム殺菌工程と、殺菌された前記プリフォームを成形温度まで加熱するプリフォーム加熱工程と、加熱された前記プリフォームを前記容器に成形する成形工程と、成形された前記容器を殺菌する容器殺菌工程と、殺菌された前記容器に無菌雰囲気で殺菌された内容物を充填する充填工程と、前記内容物が充填された前記容器を殺菌された蓋材により密封する密封工程を備える無菌充填方法において、
     前記プリフォーム殺菌工程の殺菌能力をX[LRV]、前記プリフォーム加熱工程から前記容器殺菌工程までの殺菌能力をY[LRV]としたときに、下記の式を満足することを特徴とする無菌充填方法。
     5≦X+Y≦10
    (但し、Y≧0)
  2.  請求項1に記載の無菌充填方法において、
     前記プリフォーム殺菌工程が前記プリフォームへの、殺菌剤の接触、電子線の照射、紫外線を含む光の照射、温水の接触、過熱蒸気の接触のいずれか1又は2以上により行われることを特徴とする無菌充填方法。
  3.  請求項1に記載の無菌充填方法において、
     前記容器殺菌工程が前記容器への、殺菌剤の接触、電子線の照射、紫外線を含む光の照射、温水の接触、加熱内容物の充填のいずれか1又は2以上により行われることを特徴とする無菌充填方法。
  4.  プリフォームが容器に成形され、容器に内容物が充填され、容器が蓋で密封されるまで前記プリフォーム及び前記容器を連続走行させる搬送路が設けられ、前記プリフォームを殺菌するプリフォーム殺菌手段と、殺菌された前記プリフォームを成形温度まで加熱する加熱部と、成形温度まで加熱された前記プリフォームを前記容器にブロー成形する成形部と、ブロー成形された前記容器を殺菌する容器殺菌手段と、殺菌された前記容器に殺菌された内容物を充填する充填装置と、前記内容物が充填された前記容器を殺菌された蓋材により密封する密封装置が上記搬送路に沿って設けられる無菌充填機において、
     前記プリフォーム殺菌手段による殺菌能力をX[LRV]、前記加熱部から容器殺菌手段までの殺菌能力をY[LRV]としたときに、下記の式を満足することを特徴とする無菌充填機。
     5≦X+Y≦10
    (但し、Y≧0)
  5.  請求項4に記載の無菌充填機において、
     前記プリフォーム殺菌手段が前記プリフォームへの、殺菌剤の接触、電子線の照射、紫外線を含む光の照射、温水の接触、過熱蒸気の接触のいずれか1又は2以上によることを特徴とする無菌充填機。
  6.  請求項4に記載の無菌充填機において、
     前記容器殺菌手段が前記容器への、殺菌剤の接触、電子線の照射、紫外線を含む光の照射、温水の接触、加熱内容物の充填のいずれか1又は2以上によることを特徴とする無菌充填機。
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