JP3528971B2 - 無菌充填装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、無菌充填装置に関し、
さらに詳しくは、チャンバー内および該チャンバー内に
供給される容器を極めて効率良く殺菌することができて
充分に殺菌されたチャンバー内で充分に殺菌された容器
内に例えばマーガリン等の内容物を衛生的に充填するこ
とのできる無菌充填装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】たとえば紙容器、プラスチック容器等に
食料品等の内容物を充填する方法として、充填内容物と
容器とを、予めそれぞれ別個に最適条件で殺菌し、無菌
充填装置により無菌条件下で内容物を容器に充填密封す
る無菌充填法が注目されている。 【０００３】そして、この無菌充填装置は、通常、チャ
ンバーで囲まれ、該チャンバー内には無菌エアーが供給
されて陽圧状態に保たれている。ところで、上記のチャ
ンバー内が殺菌状態にないと、無菌条件下で内容物を容
器に充填密封することができなくなるので、無菌充填を
開始する前に無菌充填機の充填ノズル等を殺菌すると共
にチャンバー内も充分に殺菌しておく必要がある。ま
た、このチャンバー内で内容物が充填される容器につい
ても該チャンバー内で充分に殺菌する必要がある。 【０００４】このため従来の無菌充填装置においては、
たとえば過酸化水素水溶液等の液体殺菌剤を二流体ノズ
ルによりチャンバー内に噴霧する手段、チャンバー内で
液体殺菌剤をガス化させて生成する殺菌剤ガスを該チャ
ンバー内に充満させる手段等が用いられていた。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、過酸化
水素水溶液等の液体殺菌剤を二流体ノズルによりチャン
バー内に噴霧する手段を用いてなる無菌充填装置におい
ては、チャンバー内に付着する殺菌剤の液滴が大きく、
この液滴を完全に乾燥・除去するためだけに大容量ヒー
ターと多大なエネルギーを必要とするので、設備面およ
びエネルギー面で効率が悪いという問題があった。しか
も、前記二流体ノズルの前方に障害物が存在する場合に
は、該障害物の陰になる箇所には殺菌剤が行き渡らなく
なるため多数のノズルが必要になり、装置が複雑化する
という問題もあった。 【０００６】一方、チャンバー内に殺菌剤ガスを充満さ
せて放置する方法によりチャンバー内の殺菌処理を行う
タイプの従来の無菌充填装置においては、通常、１０時
間以上放置しないと充分な殺菌効果が得られないため、
処理時間の点で効率が悪いという問題があった。 【０００７】本発明は上記の事情に基づいてなされたも
のであり、本発明の目的は、チャンバー内および容器を
充分に殺菌することが可能であって、充分に殺菌された
チャンバー内で充分に殺菌された容器に内容物を衛生的
にしかも極めて効率良く充填することができる無菌充填
装置を提供することにある。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、殺菌剤ミスト発生装置（７）によりチャ
ンバー（６）内の殺菌を行った後、過熱蒸気殺菌手段
（３）及び紫外線殺菌手段（４）によりチャンバー
（６）内で容器（８１）の殺菌を行い内容物を充填する
無菌充填装置において、上記殺菌剤ミスト発生装置
（７）が、液状の殺菌剤を供給する殺菌剤供給部（７
２）と、この殺菌剤供給部（７２）から供給された液状
の殺菌剤を加熱手段（７３）により沸点以上の温度に加
熱して気化させる気化部（７４）を備え、上記チャンバ
ー（６）が、上記気化部（７４）で気化した殺菌剤をチ
ャンバー（６）内に吹き出し、チャンバー（６）内の空
気中で凝縮させて殺菌剤ミスト（８５）とする殺菌剤ミ
スト吹き出し口（７１）と、チャンバー（６）内で拡散
・充満した殺菌剤ミスト（８５）に流れを形成させる空
気吹き出し手段（５５）と、流れを形成した殺菌剤ミス
ト（８５）を排出する排気口（８ｂ）とを備えた無菌充
填装置を採用する。 【０００９】 【作用】本発明の無菌充填装置は、チャンバー内に殺菌
剤ミスト発生装置の殺菌剤ミスト吹き出し口が設けられ
ている。この殺菌剤ミスト吹き出し口から殺菌剤ミスト
が緩やかにチャンバー内に吹き付けられ、容器供給装置
と、容器搬送手段と、過熱蒸気殺菌手段と、紫外線殺菌
手段と、充填機とを備えるチャンバー内の隅々にまで殺
菌剤ミストが均一に付着し、チャンバー内は短時間のう
ちに効率良く殺菌される。また、殺菌剤ミストの径は極
めて小さいことから、殺菌剤ミストの乾燥・除去には多
大なエネルギーを必要としない。しかも、殺菌剤ミスト
の放置時間は、数分間程度であるため、殺菌剤ガスを充
満させて放置する従来の殺菌法に比較して極めて短時間
のうちにチャンバー内の殺菌が終了するとともに、充填
に供される容器は過熱蒸気殺菌手段から供給される過熱
蒸気、すなわち温度が１００℃を超える蒸気により通常
は９０℃前後に達し、殺菌される。また、同容器にはチ
ャンバー内に設けられた紫外線殺菌装置により紫外線が
照射され、この紫外線によっても殺菌される。したがっ
て、本発明の無菌充填装置においては、充分に殺菌され
たチャンバー内で充分に殺菌された容器内への内容物の
充填が行われる。 【００１０】 【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図１は本実施例の無菌充填装置を示す概
略説明図である。 【００１１】図１に示すように、この無菌充填装置は、
容器供給装置１と、容器搬送手段２と、過熱蒸気殺菌手
段３と、紫外線殺菌手段４と、充填機５とをチャンバー
６内に備えるとともに、チャンバー６内には殺菌剤ミス
ト発生装置７の殺菌剤ミスト吹き出し口が設けられてい
る。 【００１２】さらに具体的には、図１に示すように、空
の容器８１を供給する容器供給装置１の容器取り入れ口
１０および製品搬出口１１を除いた部分はチャンバー６
により覆われている。また、チャンバー６には、給気口
８ａおよび排気口８ｂが設けられ、このチャンバー６内
は無菌化雰囲気が損なわれないように陽圧となってい
る。なお、図１において、１２はチャンバー排出部であ
る。 【００１３】図１に示すように、容器供給装置１は、空
の容器８１を取り入れる容器取り入れ口１０およびチャ
ンバー６内に容器８１を供給する容器供給口１３を備え
る。さらに本実施例の装置における容器供給装置１にお
いては、容器８１の周縁に形成されているフランジに当
接して容器８１を吊り下げた状態でそれぞれが回転する
ことにより所定間隔毎に容器８１を容器搬送手段２上に
供給するフランジ支持スクリュー１４が設けられてい
る。 【００１４】容器搬送手段２は、図１に示すように、駆
動スプロケット２１およびガイドスプロケット２２間に
チェーンコンベア２３が装着されて形成されている。図
２に示すように、このチェーンコンベア２３の間には容
器ホルダー２４を設けてなるパレット２５が該チェーン
コンベア２３の移動方向に沿って順次配設されている。 【００１５】過熱蒸気殺菌手段３は、温度が１００℃を
超える蒸気、いわゆる過熱蒸気（スーパースチーム）を
チャンバー６内の容器搬送手段２上に供給された空の容
器８１に吹き付けて該容器８１を殺菌する。具体的に
は、図１に示すように、チャンバー６内に設けられた過
熱蒸気吹付ノズル３１から熱風エアーと水蒸気とが混合
された過熱蒸気を容器８１に吹き付ける。ここで、過熱
蒸気吹付ノズル３１にはいずれも図示しない熱風エアー
発生装置および蒸気吸引ブロアが接続され、また各過熱
蒸気吹付ノズル３１には蒸気量調節装置が設けられてい
る。なお、図１において、９０はチャンバー６内で容器
８１の表面に水滴が付着するのを防止するためのプレヒ
ータである。 【００１６】図１に示すように、紫外線殺菌手段４は紫
外線殺菌ランプ４１からなり、この紫外線殺菌ランプ４
１により容器搬送手段２上の空の容器８１に向けて紫外
線が照射され、該容器８１の表面が殺菌される。 【００１７】なお、本実施例の無菌充填装置において
は、容器供給装置１側から容器８１の搬送方向（図１
中、矢印で示す）に沿って過熱蒸気殺菌手段３、紫外線
殺菌手段４の順に配置されているが、この順序に制限は
なく、紫外線殺菌手段４、過熱蒸気殺菌手段３の順に配
置されていてもよい。 【００１８】図１に示すように、充填機５は、充填内容
物の貯溜タンク５１および充填ノズル５２を備え、貯溜
タンク５１内の充填内容物は所定量づつ充填ノズル５２
から容器８１内に充填される。なお、図１において、１
０１は容器リフトであり、該器搬リフトにより、容器搬
送手段２を構成する容器ホルダー２４に保持された空の
容器８１は充填内容物の充填時に充填ノズル５２の方向
に持ち上げられる。 【００１９】図１に示すように、充填機５により充填内
容物が充填された充填済容器８２は、容器搬送手段２に
より中蓋供給装置９の直下に搬送される。この中蓋供給
装置９は、中蓋をバキュームにより保持するとともに所
定位置で中蓋の保持を解除して充填済容器８２の開口部
に中蓋を載置する中蓋ホルダー９１と該中蓋ホルダー９
１に保持された中蓋に紫外線を照射して該中蓋を殺菌す
る中蓋殺菌装置９２とを備えている。ここで、中蓋殺菌
装置９２は紫外線照射器９３により構成されている。中
蓋ホルダー９１は中蓋供給口９４から供給された中蓋を
保持したまま回転し、この中蓋ホルダー９１に保持され
たたままの中蓋には紫外線照射器９３から紫外線が照射
されて中蓋の殺菌が行われる。なお、図１において、９
５は充填済容器８２の開口部に載置された中蓋を押しつ
ける中蓋押え機構であり、１０２および１０３はそれぞ
れ充填済容器８２を中蓋供給装置９、中蓋押え機構９５
の方向に持ち上げる容器リフトである。また、通常、中
蓋は予め例えばエチレンオキサイドガス（ＥＯＧ）によ
る滅菌処理がなされた状態でチャンバー６内に供給され
る。 【００２０】図１に示すように、本実施例の無菌充填装
置は、さらにシール機構１６および外蓋供給装置１７を
備える。シール機構１０は加熱部１６ａを有し、中蓋供
給装置９において充填済容器８２の開口部に載置される
とともに中蓋押え機構９５により充填内容物に密着させ
られた中蓋の周縁部を充填済容器８２の周縁部にヒート
シールする。このとき、充填済容器８２は容器リフト１
０４により容器搬送手段２の容器ホルダー２４から持ち
上げられる。 【００２１】外蓋供給装置１７は外蓋供給口１７ａから
供給された外蓋を、中蓋がシールされた充填済容器８２
に被せる外蓋排出口１７ｂを備え、この充填済容器８２
に被せられた外蓋は外蓋装填機構１８により充填済容器
８２に装着される。ここで、外蓋は前記の中蓋と同様に
例えばエチレンオキサイドガス（ＥＯＧ）による滅菌処
理がなされた状態でチャンバー６内に供給される。な
お、図１において、１０５は容器リフトである。外蓋が
装着された充填済容器８２は製品コンベアにより製品搬
出口１１から搬出される。 【００２２】殺菌剤ミスト発生装置７は、図１に示すよ
うに、チャンバー６において容器供給装置１のガイドス
プロケット２２側に設けられ、殺菌剤ミスト吹き出し口
７１はチャンバー６内に設けられている。なお、本実施
例の無菌充填装置は、この殺菌剤ミスト発生装置７を１
基備えるものであるが、必要に応じて複数の殺菌剤ミス
ト発生装置７を備えることも可能である。 【００２３】図１に示すように、この殺菌剤ミスト発生
装置７は、液状の殺菌剤を供給する殺菌剤供給部７２
と、この殺菌剤供給部７２から供給された液状の殺菌剤
を加熱手段７３により沸点以上の温度に加熱して気化さ
せる気化部７４を備える。 【００２４】図３はこの殺菌剤ミスト発生装置７の一例
の詳細を示す説明図である。図３に示すように、殺菌剤
供給部７２を構成する供給部本体７２ａには、従来の二
流体スプレーと類似のものが用いられている。この供給
部本体７２ａにはエクステンションパイプ７５を介して
ノズル７２ｂが接続されている。これは、気化部７４を
形成する気化管７４ａからの熱が該気化管７４ａの上部
を閉塞しているアルミ製プラグ７６およびノズル７２ｂ
を介して供給部本体７２ａに伝達され、供給部本体７２
ａが加熱されるのを防止するためである。気化管７４ａ
は、たとえばアスベストリボンからなる外筒７７と、気
化管７４ａの内壁を形成するサニタリパイプからなる内
筒７８と、外筒７７および内筒７８の間に設けられたリ
ボンヒータで形成された加熱手段７３とからなる。気化
管７４ａの下端には気化した液体殺菌剤、たとえば過酸
化水素水溶液、過酢酸水溶液およびこれらの混合液等の
蒸気が噴射されるノズル７９が接続されている。なお、
図３中、１１１は液状殺菌剤入口、１１２は圧縮空気を
供給する噴霧用空気入口である。 【００２５】気化管７４ａにおいては、気化を平均化す
るために温度の低い場所、温度の下がり易い場所を生じ
ないことが重要であり、そのためには気化管７４ａの全
長にわたって加熱手段７３、例えばリボンヒータが設け
られている。また、供給部本体７２ａにエクステンショ
ンパイプ７５を介して接続されているノズル７２ｂから
例えば過酸化水素水溶液等の液体殺菌剤が噴射されると
きに管内に圧が加わらないように気化管７４ａの径は充
分に大きく設定され、しかも管内で気化した液体殺菌剤
が抜け易いように気化管７４ａは垂直に伸び、管の内面
は平滑に形成されている。 【００２６】この殺菌剤ミスト発生装置７において、殺
菌剤供給部７２から供給された例えば過酸化水素水溶液
等の液状の殺菌剤は、加熱手段７３を備える気化管７４
ａで沸点以上の温度に加熱されて完全に気化し、気化し
た殺菌剤が殺菌剤ミスト吹き出し口７１からチャンバー
６内に吹き出されると、チャンバー６内の空気中で凝縮
されて微細な殺菌剤ミスト８５となってチャンバー６内
に拡散・充満する。 【００２７】この殺菌剤ミストをチャンバー６内でより
効率良く拡散・充満させるためには、拡散のための補助
手段を設けることが好ましい。具体的には、図１に示す
ように、チャンバー６内において、たとえば、ガイドス
プロケット２２の上方、中蓋供給装置９の直下、さらに
は給排気口８ａの上方および給排気口８ｂ上方等に圧縮
空気吹き出しノズル５５を設け、殺菌剤ミスト８５発生
後に圧縮空気を吹き出させることにより、さらに効率良
くチャンバー６内に殺菌剤ミスト８５を拡散・充満させ
ることができる。また、圧縮空気吹き出しノズル５５に
代えてファン（図示せず）を数箇所に設け、チャンバー
６内に殺菌剤ミスト８５の流れを形成させることも可能
である。ただし、その場合、チャンバー６内における殺
菌剤ミスト８５の滞留時間（給排気を停止している時
間）が長くなると、ファンの羽根における殺菌剤ミスト
８５の付着量が増加し、その結果、ファンの羽根から殺
菌剤のいわゆるボタ落ちが発生し易くなって殺菌剤の乾
燥・除去を行なう必要が生じることがある。 【００２８】殺菌剤ミスト８５をチャンバー６内で所定
時間滞留させた後においては、たとえば図１に示すよう
に、チャンバー６内に設けられた陽圧エアーノズル５７
から無菌エアーを供給することにより、排気口８ｂから
殺菌剤ミスト８５を排出するとともに、チャンバー６内
を陽圧状態に保つことができる。なお、一連の殺菌過程
において、排出口８ｂを適宜に閉じることによって効率
的な殺菌剤ミスト８５の流れを生じさせることが可能で
ある。これによりチャンバー６内における殺菌剤ミスト
８５の充分な拡散がなされれば、多数の殺菌剤ミスト発
生装置を必要としない。したがって、殺菌剤ミスト８５
をチャンバー６内で効率良く拡散させるための補助手段
としては、チャンバー６内の適当な箇所に圧縮空気吹き
出しノズル５５を設けるとともに、排出口８ｂの位置を
考慮し、チャンバー６内に殺菌剤ミスト８５の流れが生
じるように構成することが好ましい。なお、図１には、
たとえばマーガリン容器等の浅底容器を供給する無菌充
填装置を示したが、この無菌充填装置はこのような容器
を供給するものに限らず、たとえばパウチ用無菌充填装
置、カートン用無菌充填装置等、チャンバー機構を備え
る全ての無菌充填装置に利用可能であり、配管内殺菌も
可能である。また、たとえばグローブ・ボックス等の実
験設備にも利用可能である。 ◎実験例 次に本発明の無菌充填機における殺菌効果の確認テスト
について説明する。 【００２９】枯草菌芽胞を１ピースにつき１０⁴ 個の割
合で付着させた生物学的インジケータを図１に示した本
実施例の無菌充填装置における容器搬送手段２上に載置
し、搬送速度約０．１２ｍ／秒で図１の矢印方向に間欠
的に搬送した。このとき、過熱蒸気吹付ノズル３１から
過熱蒸気を吹き付け、また、紫外線殺菌ランプ４１から
は殺菌線照度２７ｍＷ／ｃｍ² の紫外線を照射するとと
もに、気化部温度２５０℃に設定した殺菌剤ミスト発生
装置７の殺菌剤供給口７２から３５％過酸化水素水を供
給液圧０．２ｋｇ／ｃｍ² で供給することにより、温度
２５℃のチャンバー６内に過酸化水素ミストを９０秒間
吹き込んだ。次いで、９０秒間給排気を停止して滞留さ
せた後、吹出し温度２５℃（室温）で４０分間乾燥させ
た。 【００３０】その後、前記の生物学的インジケータを回
収して菌培養を行なったところ、枯草菌芽胞は全て殺菌
されていることが確認された。なお、チャンバー６内は
前記の乾燥開始後、１５分間で充分な乾燥状態が得られ
たが、チャンバー６内への吹出し温度を約８０℃に加熱
すれば乾燥時間を５分間に短縮することができた。 【００３１】本発明によれば、殺菌剤ミスト発生装置に
よりチャンバー内の殺菌を行った後、過熱蒸気殺菌手段
及び紫外線殺菌手段によりチャンバー内で容器の殺菌を
行い内容物を充填する無菌充填装置において、殺菌剤ミ
スト発生装置が、液状の殺菌剤を供給する殺菌剤供給部
と、この殺菌剤供給部から供給された液状の殺菌剤を加
熱手段により沸点以上の温度に加熱して気化させる気化
部を備え、チャンバーが、気化部で気化した殺菌剤をチ
ャンバー内に吹き出し、チャンバー内の空気中で凝縮さ
せて殺菌剤ミストとする殺菌剤ミスト吹き出し口と、チ
ャンバー内で拡散・充満した殺菌剤ミストに流れを形成
させる空気吹き出し手段と、流れを形成した殺菌剤ミス
トを排出する排気口とを備えたものであるから、内容物
の充填に先立つチャンバー内の殺菌において、殺菌剤の
ボタ落ちや付着ムラ等を生じることなく微細な殺菌剤ミ
ストをチャンバー内の隅々まで行き渡らせ、その後チャ
ンバー外に排出することができる。従って、チャンバー
内を適正に殺菌することができると共に、チャンバー内
に殺菌剤が残留しないようにすることができ、殺菌剤の
乾燥・除去に時間とエネルギーを多く必要とせず、効率
良くチャンバー内を殺菌することができる。また、チャ
ンバー内から殺菌剤ミストを除去した上で無菌充填を開
始し、しかも容器の殺菌を過熱蒸気殺菌手段および紫外
線殺菌手段により行うので、容器内の殺菌剤の混入や残
留を防止することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の無菌充填装置の一例を示す概略説明図
である。 【図２】本発明の無菌充填装置における容器搬送手段の
一部を示す説明図である。 【図３】本発明の無菌充填装置における殺菌剤ミスト発
生装置の一例を示す説明図である。 【符号の説明】 １…容器供給装置 ２…容器搬送手段 ３…過熱蒸気殺菌手段 ４…紫外線殺菌手段 ５…充填機 ６…チャンバー ７…殺菌剤ミスト発生装置 ７１…殺菌剤ミスト吹き出し口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒田 直宏 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−153434（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−317424（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−212333（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B65B 55/04 - 55/10

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 殺菌剤ミスト発生装置（７）によりチャ
   ンバー（６）内の殺菌を行った後、過熱蒸気殺菌手段
   （３）及び紫外線殺菌手段（４）によりチャンバー
   （６）内で容器（８１）の殺菌を行い内容物を充填する
   無菌充填装置において、上記殺菌剤ミスト発生装置
   （７）が、液状の殺菌剤を供給する殺菌剤供給部（７
   ２）と、この殺菌剤供給部（７２）から供給された液状
   の殺菌剤を加熱手段（７３）により沸点以上の温度に加
   熱して気化させる気化部（７４）を備え、上記チャンバ
   ー（６）が、上記気化部（７４）で気化した殺菌剤をチ
   ャンバー（６）内に吹き出し、チャンバー（６）内の空
   気中で凝縮させて殺菌剤ミスト（８５）とする殺菌剤ミ
   スト吹き出し口（７１）と、チャンバー（６）内で拡散
   ・充満した殺菌剤ミスト（８５）に流れを形成させる空
   気吹き出し手段（５５）と、流れを形成した殺菌剤ミス
   ト（８５）を排出する排気口（８ｂ）とを備えたことを
   特徴とする無菌充填装置。