JP2019085129A - 無菌充填機及び無菌充填機で使用する殺菌剤の再利用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無菌充填機で使用される過酢酸を含む殺菌剤の廃棄量を極力抑えることができる無菌充填機及び無菌充填機で使用する殺菌剤の再利用方法を提供する。【解決手段】チャンバー内の殺菌に使用する少なくとも過酢酸１０００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ及び過酸化水素１００００ｐｐｍ〜５００００ｐｐｍを含み、前記過酢酸と前記過酸化水素の濃度比が１／７〜１／２０である殺菌剤を回収する殺菌剤回収装置を設け、回収した殺菌剤を、回転体のシール及び排出コンベヤの殺菌に使用し、さらに再度チャンバー内の殺菌に使用する。【選択図】図５

Description

本発明は、殺菌されたボトルに殺菌された飲料等を無菌雰囲気で充填、密封する無菌充填機において、無菌充填機のチャンバー内を殺菌する殺菌剤を回収し、殺菌剤を再利用する無菌充填機及び無菌充填機で使用する殺菌剤の再利用方法に関する。

従来、プリフォームを連続走行させながら、当該プリフォームを加熱炉内に導入し、加熱炉内でプリフォームを容器に成形するための温度まで加熱し、加熱されたプリフォームに気体を吹き込み、ボトルに成形し、当該ボトルを殺菌し、殺菌された内容物を充填し、殺菌されたキャップにより密封する、容器の殺菌装置が提案されている（特許文献１）。また、プリフォームを殺菌し、殺菌されたプリフォームをボトルに成形するための温度まで加熱し、加熱されたプリフォームに気体を吹き込みボトルに成形し、成形されたボトルに殺菌された内容物を充填し、内容物が充填されたボトルを殺菌されたキャップにより密封する容器の殺菌装置も提案されている（特許文献２）。

このような無菌充填機において、装置の無菌性を確保するために殺菌剤が多用されている。先ず、無菌充填機を運転する前に、ボトルを殺菌する殺菌部、殺菌されたボトルに内容物を充填する充填部、内容物が充填されたボトルを密封する密封部のような各部を遮蔽するチャンバー内を殺菌剤により殺菌している（特許文献３）。また、前述のように成形されたボトルや成形前のプリフォームを殺菌するために殺菌剤が使用される。

さらに、充填部の回転体下部の無菌雰囲気と非無菌雰囲気とのシールにも殺菌剤が使用されている（特許文献４）。また、密封されたボトルを無菌雰囲気から非無菌雰囲気に排出するコンベヤを殺菌液に浸漬することで、非無菌雰囲気の菌等を無菌雰囲気に持ち込まないようにしている（特許文献５）。この充填部のシールとコンベヤ浸漬に使用する殺菌液を単一の貯留槽に貯留して循環することも提案されている（特許文献６）。

上述のチャンバー内殺菌については、例えば、特許文献３では過酸化水素や過酢酸を霧状にチャンバー内に散布することにより、チャンバー内を殺菌している。また、特許文献７では次亜塩素酸と界面活性剤とｐＨ調整剤を含有する殺菌剤がチャンバー内の殺菌に使用されている。さらに、特許文献８では、過酢酸５００ｐｐｍ〜４０００ｐｐｍ、過酸化水素２％〜３５％を含む過酢酸系殺菌剤がチャンバー内殺菌に使用されている。

特開２０１０−１８９０２３号公報 特開２０１５−１１６８１４号公報 特開平１１−２０８７８２号公報 特開平９−１１００９４号公報 特開平１１−７９３８５号公報 特開２０１４−５１３０４号公報 特開２００２−３３２０１９号公報 特開２０１０−１８９０３４号公報

ボトルの無菌充填機には、プリフォームを供給し、プリフォームをボトルに成形後、当該ボトルを殺菌し、無菌雰囲気で内容物を充填し、密封する形態と、プリフォームを供給し、当該プリフォームを殺菌し、殺菌されたプリフォームを成形して得たボトルに、無菌雰囲気で内容物を充填し、密封する形態がある。いずれの無菌充填機も、無菌充填機を構成する各部を遮蔽するチャンバー内の殺菌、ボトルやプリフォームの殺菌、充填部や密封部等の回転体下部の無菌雰囲気と非無菌雰囲気とのシール、及び無菌雰囲気から非無菌雰囲気にボトルを排出するコンベヤの浸漬に殺菌剤が使用されている。これらの工程で使用される殺菌剤は使用後に廃棄されている。

ボトルやプリフォームの殺菌には過酸化水素を高濃度に含有する過酸化水素水が多用されているが、その他の用途には過酢酸を主成分として含む殺菌剤が使用されている。過酢酸を主成分として含む殺菌剤は、過酢酸、過酸化水素、酢酸及び水からなり、これらが平衡状態にある。この過酢酸を含む殺菌剤を処理せずに廃棄すると、食品工場の廃水処理施設である活性汚泥内の微生物を死滅させ、活性汚泥の生物処理能力を低下させることとなる。そのため、過酢酸と過酸化水素を分解してから処理しなければならない。過酢酸と過酸化水素を分解するには、アルカリで中和する、還元剤を添加する、カタラーゼを添加する、活性炭を通す、遷移金属触媒と接触させる等の方法があり、２種以上の方法を併用することもある。さらに、過酢酸と過酸化水素を分解しても、酢酸が高濃度に含まれているため酢酸イオンをイオン交換樹脂で除去することも行われている。

このように過酢酸を含む殺菌剤を廃棄するために、廃棄の前処理を行う設備費用とランニングコストが過大となっている。従来のように、過酢酸を含む殺菌剤を使用目的ごとに使用後に廃棄すると、廃棄量が多くなるため、できる限り、過酢酸を含む殺菌剤の廃棄量を極小化することが求められている。

過酸化水素は分解して水と酸素となるため、その後の処理は必要ないが、過酢酸は分解して生成する酢酸をさらに処理しなければならない。過酢酸の処理量を減らすためには、殺菌剤に含まれる過酢酸を極小化することも求められる。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、無菌充填機において、設備の殺菌に使用される過酢酸を含む殺菌剤の過酢酸濃度を低くし、殺菌剤の使用後、使用した殺菌剤を回収し再利用することで、過酢酸を含む殺菌剤の廃棄量を極力抑えることができる無菌充填機及び無菌充填機で使用する殺菌剤の再利用方法を提供することを目的とする。

本発明に係る無菌充填機は、無菌雰囲気で、殺菌されたボトルに殺菌された内容物を充填し、殺菌された密封部材により密封する無菌充填機であって、前記無菌充填機が前記無菌充填機を構成する部位ごとに遮蔽するチャンバーを有する前記無菌充填機において、前記チャンバー内を殺菌するために、前記チャンバー内に設けられた殺菌剤噴霧装置により噴霧される少なくとも過酢酸１０００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ及び過酸化水素１００００ｐｐｍ〜５００００ｐｐｍを含み、前記過酢酸と前記過酸化水素の濃度比が１／７〜１／２０である殺菌剤を回収する殺菌剤回収装置を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る無菌充填機は、前記殺菌剤回収装置が、前記チャンバーの底部に設けられた排出口から前記殺菌剤を回収する殺菌剤回収ポンプ、及び回収された殺菌剤を貯留する回収殺菌剤タンクを備えると好適である。

また、本発明に係る無菌充填機は、前記回収殺菌剤タンクから、前記回収された殺菌剤を、ホイール下部の無菌雰囲気と非無菌雰囲気を隔絶する回転体シール用プール、及び密封後の前記ボトルを無菌雰囲気から非無菌雰囲気に排出するコンベヤの無菌性を維持するためのコンベヤ浸漬プールのいずれか一方又は双方に供給する回収殺菌剤供給装置を備えると好適である。

また、本発明に係る無菌充填機は、前記回収殺菌剤タンクから、前記回収された殺菌剤を、前記殺菌剤噴霧装置に供給する回収殺菌剤供給装置を備えると好適である。

また、本発明に係る無菌充填機は、前記回収殺菌剤タンクが、前記回収された殺菌剤の過酢酸濃度及び過酸化水素濃度を一定範囲に保持する殺菌剤濃度調整装置を備え、当該殺菌剤濃度調整装置が少なくとも前記回収殺菌剤タンクに貯留された前記回収された殺菌剤の前記過酢酸濃度及び前記過酸化水素濃度を測定する過酢酸濃度測定装置及び過酸化水素濃度測定装置により測定された濃度に基づき、前記過酢酸濃度及び前記過酸化水素濃度を調整する過酢酸濃度調整ポンプ及び過酸化水素濃度調整ポンプを備えることを特徴とする無菌充填機。

本発明に係る無菌充填機で使用する殺菌剤の再利用方法は、無菌雰囲気で、殺菌されたボトルに殺菌された内容物を充填し、殺菌された密封部材により密封する無菌充填機であって、前記無菌充填機が前記無菌充填機を構成する部位ごとに遮蔽するチャンバーを有する前記無菌充填機において、前記チャンバー内を殺菌するために前記チャンバー内に噴霧された少なくとも過酢酸１０００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ及び過酸化水素１００００ｐｐｍ〜５００００ｐｐｍを含み、前記過酢酸と前記過酸化水素の濃度比が１／７〜１／２０である殺菌剤を回収し、回収された前記殺菌剤を、ホイール下部の無菌雰囲気と非無菌雰囲気を隔絶する回転体のシール、密封後の前記ボトルを無菌雰囲気から非無菌雰囲気に排出するコンベヤの浸漬、前記チャンバー内の殺菌のいずれか１又は２以上に利用することを特徴とする。

また、本発明に係る無菌充填機で使用する殺菌剤の再利用方法は、前記回収された殺菌剤の前記過酢酸及び前記過酸化水素の濃度を測定し、前記回収された殺菌剤の前記過酢酸及び前記過酸化水素の濃度を一定範囲に保持することを特徴とする無菌充填機で使用する殺菌剤の再利用方法。

本発明の無菌充填機及び無菌充填機で使用する殺菌剤の再利用方法によれば、無菌充填機のチャンバー内の殺菌に使用する殺菌剤をその都度廃棄せず、回収して無菌充填機の他の部位で使用する殺菌剤として充当し、さらに、チャンバー内の殺菌にも再利用することで、廃棄する殺菌剤の量を極力抑えることができる。また、殺菌剤に含まれる過酢酸を低濃度とし、過酸化水素を高濃度として殺菌性を高めることにより、廃棄する殺菌剤中の過酢酸の量を抑えることができる。結果として、殺菌剤の廃棄のための設備費用及びランニングコストを低減することができる。

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無菌充填機におけるボトルの成形工程を示し、（Ａ）はプリフォーム供給工程を、（Ｂ）はプリフォームの加熱工程を、（Ｃ）はプリフォームのボトルへの成形工程を示す。 本発明の実施の形態に係る無菌充填機における殺菌、充填及び密封工程を示し、（Ｄ）は成形されたボトルの殺菌工程を、（Ｅ）は殺菌されたボトルのエアリンス工程を、（Ｆ）はボトルへの内容物の充填工程を、（Ｇ）は内容物が充填されたボトルの密封工程を示す。 従来の無菌充填機の各チャンバーの殺菌装置の一例を示す側面図である。 本発明の実施の形態に係る無菌充填機が備える殺菌剤回収装置及び回収殺菌剤供給装置を示す。 本発明の実施の形態に係る無菌充填機の充填部の一例を示す側面図である。 本発明の実施の形態に係る無菌充填機の排出部の一例を示す側面図である。 本発明の実施の形態に係る無菌充填機が備える過酢酸濃度調整装置及び過酸化水素濃度調整装置の一例を示す。

以下に本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。

最初にプリフォームの供給から加熱部、成形部、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、各部を遮蔽するチャンバー内を殺菌する殺菌剤を回収する殺菌剤回収装置、回収した殺菌剤を供給する回収殺菌剤供給装置及び回収された殺菌剤中の過酢酸及び過酸化水素の濃度を調整する過酢酸濃度調整装置及び過酸化水素濃度調整装置について、図５、図６、図７、及び図８により説明する。この実施の形態によれば、無菌充填機のチャンバー内を殺菌する殺菌剤を、使用の都度廃棄することなく再使用することができる。その結果、殺菌剤の廃棄量及び廃棄する殺菌剤の過酢酸濃度を低減でき、殺菌剤を廃棄するための事前処理設備を過大にする必要もなく、初期投資及びランニングコストを抑えることができる。

（無菌充填機及び無菌充填機で使用する殺菌剤の再利用方法の概要）
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５、プリフォーム１をボトル３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をボトル３に成形する成形部１６、成形されたボトル３を殺菌する殺菌部３０、殺菌されたボトル３をエアリンスするエアリンス部３４、エアリンスされたボトル３に殺菌された内容物を充填する充填部３９及び内容物が充填されたボトル３を殺菌されたキャップ４により密封する密封部４４を備えている。さらに、密封されたボトル３が排出コンベヤ４８に載置され、非無菌ゾーンに排出される排出部４７を備える。

加熱部１２及び成形部１６は成形部チャンバー１７、殺菌部３０は殺菌部チャンバー３３、エアリンス部３４はエアリンス部チャンバー３６、充填部３９、密封部４４及び排出部４７は充填部チャンバー４１により各々遮蔽されている。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が成形部１６に流入しないように、成形部１６と殺菌部３０の間には雰囲気遮断チャンバー２７が設けられている。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は、雰囲気遮断チャンバー２７内が排気されることで、成形部１６に流入することはない。

無菌充填機の運転開始前に、殺菌部チャンバー３３、エアリンス部チャンバー３６及び充填部チャンバー４１の各チャンバー内は殺菌される。チャンバー内の殺菌は過酢酸１０００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ及び過酸化水素１００００ｐｐｍ〜５００００ｐｐｍを含み、前記過酢酸と前記過酸化水素の濃度比が１／７〜１／２０である殺菌剤をチャンバー内に噴霧することにより行われる。本実施形態に係る無菌充填機は、各チャンバー内で使用される過酢酸１０００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ及び過酸化水素１００００ｐｐｍ〜５００００ｐｐｍを含み、前記過酢酸と前記過酸化水素の濃度比が１／７〜１／２０である殺菌剤を回収する殺菌剤回収装置４９を備える。

殺菌された殺菌部チャンバー３３、エアリンス部チャンバー３６及び充填部チャンバー４１の各チャンバー内には、除菌フィルタ５５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。このことにより、殺菌部３０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４１内が最も高く、エアリンス部チャンバー３６、殺菌部チャンバー３３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。

（無菌充填機及び無菌充填機で使用する殺菌剤の再利用方法の詳細）
まず、図２（Ａ）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５から、プリフォーム供給コンベヤ６により所望の速度で連続的に加熱部１２に搬送される。

本実施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、ボトル３と同様な口部２がその成形当初に付与される。この口部２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２の下部に搬送のためのサポートリング２ａが形成される。プリフォーム１又はボトル３はこのサポートリング２ａを介してグリッパ２２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。

加熱部１２に供給されたプリフォーム１は、一定ピッチで多数のグリッパ２２が設けられたホイール７、８により搬送され、加熱炉搬送ホイール９に達する。ここで、図２（Ｂ）のようにグリッパ２２から解放され、プリフォーム１の口部２にスピンドル１９が挿入され、加熱部１２内のプリフォーム１を加熱する加熱炉に搬送される。

加熱炉に入ったプリフォーム１は、図２（Ｂ）に示すように、赤外線ヒータ１４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２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。

プリフォーム１は図２（Ｂ）に示すように、口部２にスピンドル１９が挿入され、回転しながら、加熱炉内を搬送される。スピンドル１９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１０及び１１により作動する。スピンドル１９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１９から解放され、グリッパ２２に把持されて、ホイール１５を経て、ブロー成形機の成形ホイール１８に搬送される。成形ホイール１８に備えられた金型２０により、図２（Ｃ）に示すように、ボトル３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１８の回りに複数個配置され、成形ホイール１８の回転とともに成形ホイール１８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、図示しない延伸ロッドがブローノズル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内に空気等の気体が吹き込まれることにより、金型２０内でボトル３が成形される。成形されたボトル３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２ａを把持され、検査ホイール２３に受け渡される。

成形されたボトル３は、検査ホイール２３の周辺に備えられた検査機材２４により、ボトル温度、ボトル胴部、サポートリング２ａ、ボトル口部天面、ボトル底部等が検査され、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。

ボトル温度検査は、ボトル３の表面温度を検査して、ボトル３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。ボトル成形時の余熱がボトル３に残存することが、ボトル３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５０℃以上であることが好ましい。

また、ボトル胴部、サポートリング２ａ、ボトル口部天面、ボトル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。許容範囲を超えたボトル３は異常と判断される。異常と判断されたボトル３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。

検査機材２４による検査により異常と判断されなかったボトル３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が成形部１６に流入しないように、成形部１６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。

殺菌部３０に搬送されたボトル３は、殺菌ホイール２８において殺菌される。ボトル３を殺菌するために、殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物がボトル３に吹き付けられる。ボトル３への殺菌剤のガス吹き付け工程を図３（Ｄ）に示す。ボトル３に殺菌剤のガス等を吹き付けるため、殺菌剤ガス吹き付けノズル３１が設けられる。殺菌剤ガス吹き付けノズル３１は、その先端のノズル孔が直下を走行するボトル３の口部２の開口に正対し得るように固定される。また、必要に応じて殺菌剤ガス吹き付けノズル３１の下方にボトル３の走行路に沿って、図３（Ｄ）に示すように殺菌剤ガス吹き付けトンネル３２が設けられる。殺菌剤ガス吹き付けノズル３１は一本であっても複数本であっても構わない。ボトル３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ボトル３の内部に流入し、ボトル３の内面を殺菌する。このとき、ボトル３が殺菌剤ガス吹き付けトンネル３２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、ボトル３の外面にも流れて、ボトル３の外面が殺菌される。

殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物は、殺菌剤ガス生成器によりガス化される殺菌剤又はガス化された殺菌剤が凝結したミストである。殺菌剤ガス生成器は、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と、この殺菌剤供給部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とを備える。殺菌剤供給部は、殺菌剤供給路及び圧縮空気供給路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内に噴霧するようになっている。気化部は、内外壁間にヒータ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３１から気化部外に噴出する。

殺菌剤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。また、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、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。

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３１からボトル３の内面に吹き付けられる過酸化水素水のガスにより、ボトル３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％含む過酸化水素水の量として、３０μＬ／ボトル〜１５０μＬ／ボトルが好ましく、より好ましくは５０μＬ／ボトル〜１００μＬ／ボトルである。また、ボトル３に吹き付けられる過酸化水素水のガス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。

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、次亜塩素酸ナトリウム等の塩素化合物、オゾン等殺菌効果を有する化合物、陽イオン界面活性剤、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。

殺菌部３０で殺菌されたボトル３は図１に示すように、ホイール２９を経て、エアリンス部３４に搬送される。ボトル３は、図１に示すエアリンスホイール３５において、図３（Ｅ）に示すようにエアリンスノズル３８により無菌エアが吹き付けられる。無菌エアは常温でも構わないが、加熱されることが好ましい。無菌エアは、ボトル３の内部に残存する殺菌剤を排出し、残存する殺菌剤を分解してさらに殺菌効果を高め、ボトル３の内部に異物が存在する場合は排除する効果もある。

エアリンスノズル３８は上下動可能として、無菌エアをボトル３内に吹き込んでも構わない。この時、ボトル３を倒立状態にすると、異物の排除が容易となる。また、無菌エアではなく、無菌水を倒立させたボトル３の内部に導入して、ボトル３の内部をリンスしても構わない。さらに無菌エアと無菌水を併用してボトル３をリンスしても構わない。

エアリンス部３４でエアリンスされたボトル３は図１に示すように、ホイール３７を経て、充填部３９に搬送される。充填部３９では、図１に示す充填ホイール４０にて、図３（Ｆ）に示す充填工程のように、充填ノズル４２によりボトル３に内容物が充填される。内容物はあらかじめ殺菌されており、ボトル３と同期的に走行する充填ノズル４２により、ボトル３内に一定量の飲料等の内容物が充填される。

内容物が充填されたボトル３は、図１に示すホイール４３を経て密封部４４に搬送される。密封部４４に設けられた密封ホイール４５では、図３（Ｇ）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４が、密封ホイール４５に設けられた図示しないキャッパーにより、ボトル３の口部２に巻き締められ、ボトル３は密封される。

密封されたボトル３は、密封ホイール４５のグリッパ２２から排出部４７の排出ホイール４６のグリッパ２２に受け渡される。排出ホイール４６に受け渡されたボトル３は排出コンベヤ４８に載置される。排出コンベヤ４８に載置されたボトル３は充填部チャンバー４１内から無菌充填機の外部に排出される。

殺菌部３０を遮蔽する殺菌部チャンバー３３、エアリンス部３４を遮蔽するエアリンス部チャンバー３６及び充填部３９、密封部４４及び排出部４７を遮蔽する充填部チャンバー４１内は無菌充填機の稼働前に殺菌される。そのため、図４に示すように各チャンバーには殺菌剤噴霧装置５０が設けられ、殺菌剤噴霧装置５０は殺菌剤吹き付けノズル５１が備えられ、殺菌剤吹き付けノズル５１からチャンバー内に殺菌剤が噴霧される。

殺菌剤吹き付けノズル５１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やスピンボールを用いたスプレーノズルが使用される。殺菌剤をチャンバー内の全域に付着するように吹き付けることができれば、殺菌剤吹き付けノズル５１はどのような形態でも、複数個でも、異なるスプレーノズルを併用しても構わない。また、殺菌剤吹き付けノズル５１は、チャンバーの壁面に設けて壁面から吹き付けても、チャンバー内部に設けて、チャンバー内部に吹き付けても構わない。殺菌剤吹き付けノズル５１は、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ならチャンバー内のいずれの場所に設けられても構わない。

殺菌剤は、少なくとも過酢酸１０００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ及び過酸化水素１００００ｐｐｍ〜５００００ｐｐｍを含み、過酢酸と過酸化水素の濃度比が１／７〜１／２０である。過酢酸が１０００ｐｐｍ未満では殺菌力が不十分であり、２０００ｐｐｍを超えると廃液の過酢酸濃度が高くなる。また、過酸化水素が１００００ｐｐｍ未満では殺菌力が不十分であり、５００００ｐｐｍを超えると過剰である。さらに過酢酸と過酸化水素の濃度比が１／７を超えると殺菌力が不十分であり、１／２０未満では過酸化水素濃度が過剰となる。過酢酸と過酸化水素の濃度が上記の範囲にあり、その濃度比が１／７〜１／２０であることにより、従来の過酢酸と過酸化水素との濃度比が１／０．７〜１／５である過酢酸系殺菌による殺菌に比べ、短時間で殺菌でき、廃液の過酢酸濃度を低く抑えることができることを見出した。また、殺菌剤は好ましくは４０℃から７０℃に加温され吹き付けられる。加温されると殺菌剤の殺菌効果が高まる。しかし、高温にすると過酢酸が過度に分解する。

殺菌剤吹き付けノズル５１から殺菌剤を吹き付けた後に、殺菌剤吹き付けノズル５１により、各チャンバーの全域に無菌水が吹き付けられる。当該、無菌水により、各チャンバー内に残存する殺菌剤が洗浄される。無菌水とは、１２１℃以上で４分以上加熱される水又は除菌フィルタを通すことで無菌化された水である。吹き付けられる無菌水は加熱されることが好ましい。加熱されることで洗浄力が増し、その後の無菌エアの吹き付けにより気化が促進される。

また、各チャンバーには図４に示すように、無菌エア供給装置５２が備えられる。無菌エア供給装置５２は各チャンバーの上部に接続される。無菌エア供給装置５２はブロワ５３、加熱装置５４及び除菌フィルタ５５を備える。ブロワ５３によるエアが加熱装置５４により加熱され、除菌フィルタ５５により除菌された後に、無菌エアとなって各チャンバー内に供給される。

無菌エア供給装置５２から供給される無菌エアにより、各チャンバー内に残存する水を気化させて除去する。この時、無菌エアが加熱されることで水の気化による除去が迅速に行われる。また、無菌エア供給装置５２は、無菌充填機稼働時に各チャンバー内の無菌性を維持するため、各チャンバー内に無菌エアを供給する。この場合、無菌エアは加熱される必要はない。

各チャンバー内への殺菌剤の吹き付け前に、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等のアルカリ性化合物の水溶液を吹き付けて充填部チャンバー４１内の充填部３９、密封部４４及び排出部４７を洗浄しても構わない。また、少なくとも過酢酸１０００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ及び過酸化水素１００００ｐｐｍ〜５００００ｐｐｍを含み、過酢酸と過酸化水素の濃度比が１／７〜１／２０である殺菌剤によりチャンバー内を殺菌し、無菌水により洗浄した後に、過酸化水素のガス若しくはミスト又はこれらの混合物により各チャンバー内を殺菌しても構わない。過酸化水素のガス若しくはミスト又はこれらの混合物は前述の殺菌剤ガス生成器により生成される。

無菌エアの供給により各チャンバー内は陽圧に保たれ、各チャンバーから流出する無菌エアは、開口部から排気される。各チャンバーに排気装置を設けて排気しても構わない。

無菌充填機稼働前の殺菌において、殺菌剤吹き付けノズル５１により、殺菌剤が吹き付けられることにより、除菌フィルタ５５の表面も殺菌することができる。除菌フィルタ５５は１２１℃×１５分以上の蒸気による滅菌を施すことで殺菌しても構わない。

無菌充填機の運転前に殺菌部チャンバー３３、エアリンス部チャンバー３６及び充填部チャンバー４１内を殺菌するために各チャンバー内に吹き付けられる殺菌剤は、図４に示すように各チャンバーの底部に設けられた溝６４に集められ、廃棄されていた。本発明の実施形態によれば、図５に示すように、各チャンバーの底部に設けられた溝６４に集められた殺菌剤は殺菌剤回収装置４９により回収される。殺菌剤回収装置４９は殺菌剤回収ポンプ５６及び回収殺菌剤タンク５７を備えている。殺菌剤は、各チャンバーの底部に設けられた溝６４から殺菌剤回収ポンプ５６により回収殺菌剤タンク５７に貯留される。

回収される殺菌剤は、少なくとも過酢酸１０００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ及び過酸化水素１００００ｐｐｍ〜５００００ｐｐｍを含み、過酢酸と過酸化水素の濃度比が１／７〜１／２０である殺菌剤である。

回収殺菌剤タンク５７に貯留された過酢酸を含む殺菌剤は、回収殺菌剤供給装置６１により回転体シール用プール５８及び排出コンベヤ浸漬プール５９のいずれか一方又は双方に供給され、回転体のシール及び排出コンベヤ４８のいずれか一方又は双方の殺菌に使用される。また、無菌充填機の運転開始前に行われる各チャンバー内の殺菌時に殺菌剤噴霧装置５０に供給され、再度各チャンバー内の殺菌に使用しても構わない。この場合、再度使用される殺菌剤は、さらに回収されて使用される。ポンプ６０、６２及び６３を備える回収殺菌剤供給装置６１は、回収殺菌剤タンク５７から回転体シール用プール５８、排出コンベヤ浸漬プール５９及び殺菌剤噴霧装置５０に回収された殺菌剤を供給する。

図６に充填ホイール４０を示す。充填ホイール４０の外周に一定間隔で設けられ、充填ホイール４０を旋回するグリッパ２２に把持された殺菌済みのボトル３に、充填ノズル４２から内容物が充填される。充填部チャンバー４１は充填ホイール４０の可動部４１ｂと固定部４１ａからなる。固定部４１ａと可動部４１ｂにより遮蔽される内部は、無菌充填機の稼働中に無菌雰囲気に維持される。可動部４１ｂの外部となる可動部４１ｂの下部には、図示しない駆動装置が備えられている。可動部４１ｂは充填ホイール４０の回転と共に回転するが、可動部４１ｂのスカート部の端面は、殺菌剤が貯留される回転体シール用プール５８に挿入されており、このシールにより充填ホイール４０の回転中に充填部チャンバー４１内は外部と遮蔽されて無菌性を維持できる。回転体シール用プール５８には、各チャンバーの殺菌に使用され、回収された少なくとも過酢酸１０００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ及び過酸化水素１００００ｐｐｍ〜５００００ｐｐｍを含み、過酢酸と過酸化水素の濃度比が１／７〜１／２０である殺菌剤が貯留される。回収殺菌剤タンク５７からポンプ６０により、回収された殺菌剤が回転体シール用プール５８に供給される。また、無菌充填機の運転が停止となるような回転体シール用プール５８に殺菌剤が不要となった場合、殺菌剤はポンプ６２により回収殺菌剤タンク５７に排出される。また、無菌充填機稼働中はポンプ６０及び６２を運転し、回転体シール用プール５８内の殺菌剤と回収殺菌剤タンク５７内の殺菌剤とを循環させても構わない。

殺菌部３０の殺菌ホイール２８及び密封部４４の密封ホイール４５も充填ホイール４０と同様に回転体シール用プール５８を有しており、同様に回収殺菌剤供給装置６１により回収殺菌剤タンク５７から殺菌剤が供給される。

図７に内容物が充填され、密封されたボトル３を無菌雰囲気から非無菌雰囲気に排出する排出コンベヤ４８を示す。充填部チャンバー４１により遮蔽される内部は無菌雰囲気であるが、密封されたボトル３が排出される無菌充填機の外部は非無菌雰囲気である。無菌雰囲気と非無菌雰囲気を循環する排出コンベヤ４８は、排出コンベヤ浸漬プール５９により殺菌剤に浸漬されて循環する。非無菌雰囲気に触れた排出コンベヤ４８は、非無菌雰囲気で菌等が表面に付着しても、殺菌剤に浸漬されることにより表面が殺菌され、無菌雰囲気に戻っても無菌雰囲気内を菌等により汚染することはない。排出コンベヤ浸漬プール５９には、各チャンバーの殺菌に使用され、回収された少なくとも過酢酸１０００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ及び過酸化水素１００００ｐｐｍ〜５００００ｐｐｍを含み、過酢酸と過酸化水素の濃度比が１／７〜１／２０である殺菌剤が貯留される。回収殺菌剤タンク５７からポンプ６０により回収された殺菌剤は排出コンベヤ浸漬プール５９に供給される。また、排出コンベヤ浸漬プール５９に殺菌剤が不要となった場合は、ポンプ６３により回収殺菌剤タンク５７に排出される。また、無菌充填機稼働中はポンプ６０及び６３を運転し、排出コンベヤ浸漬プール５９内の殺菌剤と回収殺菌剤タンク５７内の殺菌剤とを循環させても構わない。

図８に示すように、回収殺菌剤タンク５７には過酢酸濃度調整装置６５及び過酸化水素濃度調整装置６６が備えられると好適である。過酢酸濃度調整装置６５は過酢酸濃度測定装置６７が備えられ、過酸化水素濃度調整装置６６には過酸化水素濃度測定装置６８が設けられる。過酢酸の濃度が下がり、回収殺菌剤の過酢酸濃度が１０００ｐｐｍ近傍となった場合は、回収殺菌剤の一部をポンプ６９により排出して廃棄し、高濃度の過酢酸を含む新たな殺菌剤を過酢酸貯留タンク７０から、回収殺菌剤タンク５７に貯留される殺菌剤中の過酢酸が適当な濃度となるまで、過酢酸濃度調整ポンプ７１により回収殺菌剤タンク５７に加える。また、過酸化水素の濃度が下がり、回収殺菌剤の過酸化水素濃度が１００００ｐｐｍ近傍となった場合は、回収殺菌剤の一部をポンプ６９により排出して廃棄し、高濃度の過酸化水素を含む新たな殺菌剤を過酸化水素貯留タンク７２から、回収殺菌剤タンク５７に貯留される殺菌剤中の過酸化水素が適当な濃度となるまで、過酸化水素濃度調整ポンプ７３により回収殺菌剤タンク５７に加える。

過酢酸と過酸化水素の濃度比が１／７〜１／２０の範囲内であることは、過酢酸濃度測定装置６５及び過酸化水素濃度測定装置６６による測定値を図示しない演算装置により演算して確認する。過酢酸と過酸化水素の濃度比が１／７〜１／２０の範囲にない場合は、過酢酸又は過酸化水素の濃度を上げることにより調整する。

過酢酸濃度調整装置６５及び過酸化水素濃度調整装置６６により、各チャンバー内の殺菌、回転体のシール及び排出コンベヤ４８の浸漬に使用される殺菌剤の過酢酸濃度及び過酸化水素濃度は常に適正に保たれる。

殺菌剤の過酢酸濃度は、回収殺菌剤タンク５７に貯留される殺菌剤の導電率を導電率計により測定し、測定される導電率を過酢酸濃度に演算することにより測定される。導電率と過酢酸濃度の関係は、事前または定期的に校正することで、より正確に過酢酸濃度を導電率から演算することができる。この場合、過酢酸濃度測定装置６７は導電率計と演算装置からなる。

過酸化水素濃度は酸素電極法により求めることが可能である。この場合、過酸化水素濃度測定装置６８は、酸素電極法を用いた測定器である。

本発明は以上説明したように構成されるが、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨内において種々変更可能である。

１…プリフォーム
３…ボトル
３０…殺菌部
３３…殺菌部チャンバー
３４…エアリンス部
３６…エアリンス部チャンバー
３９…充填部
４１…充填部チャンバー
４４…密封部
４７…排出部
４８…排出コンベヤ
４９…殺菌剤回収装置
５７…回収殺菌剤タンク
５８…回転体シール用プール
５９…排出コンベヤ浸漬プール
６１…回収殺菌剤供給装置
６５…過酢酸濃度調整装置
６６…過酸化水素濃度調整装置
６７…過酢酸濃度測定装置
６８…過酸化水素濃度測定装置

Claims (7)

1. 無菌雰囲気で、殺菌されたボトルに殺菌された内容物を充填し、殺菌された密封部材により密封する無菌充填機であって、前記無菌充填機が前記無菌充填機を構成する部位ごとに遮蔽するチャンバーを有する前記無菌充填機において、
   前記チャンバー内を殺菌するために、前記チャンバー内に設けられた殺菌剤噴霧装置により噴霧される少なくとも過酢酸１０００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ及び過酸化水素１００００ｐｐｍ〜５００００ｐｐｍを含み、前記過酢酸と前記過酸化水素の濃度比が１／７〜１／２０である殺菌剤を回収する殺菌剤回収装置を備えることを特徴とする無菌充填機。
2. 請求項１に記載の無菌充填機において、
   前記殺菌剤回収装置が、前記チャンバーの底部に設けられた排出口から前記殺菌剤を回収する殺菌剤回収ポンプ、及び回収された殺菌剤を貯留する回収殺菌剤タンクを備えることを特徴とする無菌充填機。
3. 請求項１又は請求項２に記載の無菌充填機において、
   前記回収殺菌剤タンクから、前記回収された殺菌剤を、ホイール下部の無菌雰囲気と非無菌雰囲気を隔絶する回転体シール用プール、及び密封後の前記ボトルを無菌雰囲気から非無菌雰囲気に排出するコンベヤの無菌性を維持するためのコンベヤ浸漬プールのいずれか一方又は双方に供給する回収殺菌剤供給装置を備えることを特徴とする無菌充填機。
4. 請求項１又は請求項２に記載の無菌充填機において、
   前記回収殺菌剤タンクから、前記回収された殺菌剤を、前記殺菌剤噴霧装置に供給する回収殺菌剤供給装置を備えることを特徴とする無菌充填機。
5. 請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の無菌充填機において、
   前記回収殺菌剤タンクが、前記回収された殺菌剤の過酢酸濃度及び過酸化水素濃度を一定範囲に保持する殺菌剤濃度調整装置を備え、当該殺菌剤濃度調整装置が少なくとも前記回収殺菌剤タンクに貯留された前記回収された殺菌剤の前記過酢酸濃度及び前記過酸化水素濃度を測定する過酢酸濃度測定装置及び過酸化水素濃度測定装置により測定された濃度に基づき、前記過酢酸濃度及び前記過酸化水素濃度を調整する過酢酸濃度調整ポンプ及び過酸化水素濃度調整ポンプを備えることを特徴とする無菌充填機。
6. 無菌雰囲気で、殺菌されたボトルに殺菌された内容物を充填し、殺菌された密封部材により密封する無菌充填機であって、前記無菌充填機が前記無菌充填機を構成する部位ごとに遮蔽するチャンバーを有する前記無菌充填機において、
   前記チャンバー内を殺菌するために前記チャンバー内に噴霧された少なくとも過酢酸１０００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ及び過酸化水素１００００ｐｐｍ〜５００００ｐｐｍを含み、前記過酢酸と前記過酸化水素の濃度比が１／７〜１／２０である殺菌剤を回収し、回収された前記殺菌剤を、ホイール下部の無菌雰囲気と非無菌雰囲気を隔絶する回転体のシール、密封後の前記ボトルを無菌雰囲気から非無菌雰囲気に排出するコンベヤの浸漬、前記チャンバー内の殺菌のいずれか１又は２以上に利用することを特徴とする無菌充填機で使用する殺菌剤の再利用方法。
7. 請求項６に記載の無菌充填機で使用する殺菌剤の再利用方法において、
   前記回収された殺菌剤の前記過酢酸及び前記過酸化水素の濃度を測定し、前記回収された殺菌剤の前記過酢酸及び前記過酸化水素の濃度を一定範囲に保持することを特徴とする無菌充填機で使用する殺菌剤の再利用方法。

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