JPH085514B2 - ペットボトルの無菌充填方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は食品、ことに飲料品をポリエチレンテレフタ
レート製ボトル、通称ペットボトル（PETボトル）に無
菌的に充填する方法および装置に関する。

（従来技術） PETボトル、すなわちポリエチレンテレフタレート樹
脂製のボトルは、食品、とくにジュース、ウーロン茶、
紅茶、コーヒー、ミルク入り飲料などの飲料品を充填す
るのにきわめて好適であるが、殺菌を完全に行なわない
と、変敗が生じるため室温で店頭に並べておくことがで
きない。

缶詰、レトルトパウチ詰、カップ詰食品の場合は、充
填後加熱殺菌が行なわれ、 一方、缶詰、紙函およびプラスチックカップの無菌充
填食品は、缶詰の場合は300℃前後の加熱蒸気で容器が
殺菌され、紙函およびプラスチックカップの場合は、紫
外線照射や過酸化水素水の浸漬、吹付け後乾燥により容
器を殺菌して、後熱交換機等で殺菌された食品を無菌的
に充填する方法により変敗しない商品を提供している
が、PETボトルの場合は、加熱殺菌するとPETが収縮する
恐れがあり、ボトル外から紫外線を照射しても、PET樹
脂中に存在するベンゼン環が紫外線を吸収してしまうの
で、殺菌効力が発揮されず、また、過酸化水素水浸漬お
よび吹付ける方法を行なった場合は、過酸化水素水の殺
菌効果は、過酸化水素水の乾燥時にあるため、過酸化水
素水を用いて容器を殺菌する場合は過酸化水素水処理後
の乾燥が必須である。

また、PETボトルは延伸成形されているため残留応力
があり、過酸化水素水浸漬および吹付け後、乾燥すると
PETボトルが収縮するという致命的な欠点が生じる。

（発明が解決しようとする課題） 食品、ことにミルク入り飲料のごとき、きわめて腐敗
しやすい飲料品を、充填後の加熱殺菌、あるいは無菌充
填において過熱蒸気、紫外線照射殺菌、および、過酸化
水素水浸漬または吹付け後加熱乾燥殺菌する方法を用い
ずに、PETボトルに無菌状態で充填する方法、および装
置を提供することである。

（課題解決の手段） 本発明者らは前記課題解決のために、鋭意研究を重ね
たところ、PETボトルの殺菌を行なったのち、殺菌され
た充填液を充填する方法が有効であることを見出して本
発明を完成した。

本発明は、 1.無菌化された空間において、ペットボトルを殺菌液で
予備洗浄し、ついでペットボトルに殺菌液を充填し、往
復動するコンベヤ上に載置してコンベヤを一方向に走行
させた後走行方向を逆転させ、この走行方向の逆転を複
数回行なつてペットボトルに充填した殺菌液に加えられ
る加速度の方向を逆転するこにより殺菌液に乱流を発生
させ殺菌液をペットボトルと流動接触させて殺菌を行な
った後、ボトルを転倒させて殺菌液を除去し、つぎに無
菌水でボトルの外側と、内側を洗浄して殺菌液を洗い流
してから乾燥工程を経ることなく連続工程で充填液を充
填して殺菌されたキャップを被冠することを特徴とする
ペットボトルの無菌充填方法。

2.ペットボトルを予備洗浄して殺菌液を充填する予備洗
浄装置１と、この装置に連結配置した互いに反対方向に
走行する複数のコンベヤで形成されたコンベヤ群２と、
該コンベヤに連結した、ペットボトルを転倒して殺菌液
を除去し、ついでペットボトルの外側を洗浄する殺菌剤
除去外側洗浄装置３と、該洗浄装置のつぎに配設した、
無菌水でペットボトルの内部を洗浄する無菌水洗浄装置
４と、この洗浄装置に連接した充填装置５と、キャップ
を被冠する被冠装置６とからなり、各装置をコンベヤで
結合してなり、各装置とコンベヤを収納する無菌化され
た気体が供給されるトンネル７からなる、ペットボトル
の無菌充填装置。

3.無菌水洗浄装置４において、ペットボトル内へ無菌水
を送りながら回転するロータリージョイント100の、ロ
ーティティブパッキング101を固定するストップリング1
02と、ボールベアリング103をスペーサー104を挾持して
固定するストップリング105間の空隙106に、殺菌液又は
無菌水を満たして菌の侵入を防ぐバリヤーを形成して、
空隙106を無菌状態に保持した、特許請求の範囲第２項
記載の充填装置。に関する。

（作用） 本発明の第１の特徴はPETボトルの殺菌を殺菌剤の水
溶液（殺菌液）を用いて行い、殺菌液を用いて殺菌後無
菌液でボトルを洗浄し、殺菌液を洗い流して、そのまま
被充填液を充填することである。

殺菌液は洗い流されているので乾燥工程を用いる必要
がなく、工程を短縮し、さらにPETボトルの変形を防止
することが出来る。

本発明の第２の特徴は、殺菌液を充填したPETボトル
を往復動するコンベヤ上に載置して所要時間流動接触さ
せることである。殺菌液を充填して静置したのでは殺菌
液による流動接触効果が奏されないので浸透拡散効果が
小さく殺菌効果が少い。

また殺菌液を充填したボトルをコンベヤに載置して搬
送すると殺菌液にはコンベヤの進行による加速度とコン
ベヤの振動による力が加えられるので殺菌液はPETボト
ル中で流動する。

しかしながら、コンベヤの進行方向が１方向であると
殺菌液の流れは一定方向となり、整流状態となるので流
動接触効果は小さい。

殺菌液による殺菌は、加熱、紫外線照射、過酸化水素
等による殺菌より長時間を必要とするので放置や一方向
への搬送では実用上問題が多い。

本発明者はボトル中で殺菌液を乱流状態として殺菌効
果を大きくすることを考えた。乱流状態にするにはボト
ルに邪魔板を配置したり空気を吹き込む方法もあるが、
装置が複雑化したり菌等が混入する危険があり好ましく
ない。

本発明の特徴である殺菌液を充填したPETボトルを往
復動するコンベヤに載置して搬送し、コンベヤの進行方
向を逆転させて所要回往復させて殺菌を行うと装置も複
雑とならず菌等の混入も生じない。ボトル中の殺菌液は
コンベヤの進行方向が変わるたびに流れ方向が逆転し、
乱流状態となるので流動接触効果が大きくなり殺菌液の
濃度も均一となり殺菌時間を著しく短縮することが出
来、また殺菌も完全となる。コンベヤの進行方向を逆転
させるには蛇行走行させるのが最も簡単である。往復動
コンベヤを用いて流動接触するのは、該コンベヤは進行
方向を逆転しながら目的の所に載置した物品を搬送する
ので、飲料等の充填の全行程中に組み込むことが容易で
あり、装置を複雑化することなく、搬送装置として配設
出来るからである。

本発明の第３の特徴は、各装置と各装置を結合する搬
送コンベヤを無菌化気体が供給されるトンネルに収納
し、さらに菌の汚染を防いだことである。これが本第２
発明である。

本発明の第４の特徴は、殺菌液を排出したPETボトル
に無菌水を注入して洗浄する工程において無菌水を流送
する注入ノズルのジョイント部分に回転するロータリジ
ョイントを配置し、洗浄効果を大きくしたことであっ
て、このロータリージョイントはローティティブパッキ
ングと下側のストップリングの間に空隙を設けこの空隙
に無菌水または殺菌液を注入し、ロータリージョイント
からの菌の侵入を防止した。

極めて稀であるが殺菌液を排出したPETボトルに、無
菌水を注入して洗浄する工程４において、無菌水を流送
するロータリージョイント部から、雑菌が混入する危険
があるので、その部分い殺菌液のバリヤーを形成するこ
とにより、この問題を解決し本第３発明を完成した。

すなわち、本第３発明は無菌水洗浄装置４において、
PETボトル内へ無菌水を送りながら回転するロータリー
ジョイント100の、ローティティブパッキング101を固定
するストップリング102と、ボールベアリング103をスペ
ーサー104を挾持して固定するストップリング105間の空
隙106に、殺菌液又は無菌水を満たして菌の侵入を防ぐ
バリヤーを形成して、空隙106を無菌状態に保持した、
特許請求の範囲第２項記載の充填装置である。

（実施例） 本発明の実施例を第１図および第２図を用いて説明す
る。

実施例１ 第１図は本発明の無菌充填装置の具体例の平面図であ
る。

第１図において、Ａから底を下にしたPETボトルを順
次装入し、予備洗浄装置１に導入する。ついで、薬剤P3
-HTW（殺菌液）をPETボトルに溢れるように注入し、つ
いで無菌化された気体が供給されているトンネル７内の
コンベヤで、往復動するコンベヤ２に導入した。

薬剤を満たしたPETボトルは往復動するコンベヤ２の
上で往復動されながら流動接触し、コンベヤによって数
回往復し、ボトル内部の殺菌処理が進行する。この時往
復動によって殺菌液かこぼれることがあるので、必要に
より追注する。流動接触は殺菌が十分に行なわれる時間
実施する。

往復動するコンベヤ２を通過したPETボトルは、トン
ネル７を通って、殺菌剤除去外側洗浄装置３に導入す
る。

殺菌剤除去外側洗浄装置３においては、PETボトルを
逆さまにして内部の殺菌液を排出しながら、外側を洗浄
する。このとき通常無菌水で洗浄するが、必要があれば
殺菌液を用いることもできる。

ついで、トンネル７を通って無菌水洗浄装置４に導入
し、残留する殺菌液を除去するために無菌水で洗浄し
た。

ついで、PETボトルの口を上に底を下に戻して充填装
置５に導入し、完全殺菌したウーロン茶を充填し、被冠
装置６に導入して殺菌されたギャップを被冠し、Ｂより
PETボトル入りウーロン茶の製品が装出された。

えられた製品は１年間室温に放置しても内容物は変敗
していなかった。

比較試験１ 実施例１において充填したウーロン茶の代りに、完全
殺菌した水1.5lに肉エキス7.5g、ペプトン15g、塩化ナ
トリウム7.5gを含む微生物の発育に好適な液体を充填し
た。不良品の許容限界は1,000,000本につき１本以下で
あるが２万本で明確な差異が出た。

比較例１ 実施例１において往復動するコンベヤ２を使用せず、
同じ時間静置した以外は同様にした。

比較例２ 一方向のみに動くコンベヤを使用した以外は実施例１
と同一にした。

変敗の有無を室温放置１ケ月後観察した。

その結果は第１表の通りであった。

飲食品に関する安全度からみて、罐詰、ビン詰めにお
いては不良品の許容度は1,000,000本当り１本以下であ
るので、比較例は非常に不満足であることがわかる。

実施例２ 第２図は本第３発明で使用するロータリージョイント
の断面図である。

このロータリージョイントは無菌水をＣから導入し、
Ｄより濆出してPETボトルの内部を洗浄するために用い
られるもので、ローティティブパッキング101および下
側のストップリング102の部分で摺動して、縦の中心線
の周りに回転するようになっている。

本発明では、下側のストップリング102と、上側のス
トップリング105の間に空隙106を設け、この空隙にＡか
ら無菌水又は殺菌液を注入してバリヤー層を形成し、Ｂ
から排出するようになっている。

このため、ＣからＤの方向に無菌水が流れたときに、
ローティティブパッキング101の部分が減圧になって
も、雑菌を吸い込むことがない。

実施例２の無菌水洗浄工程において、前述の回転部に
バリヤー層を設けたロータリージョイントを装着した無
菌水洗浄装置４を用い、ミルク入り飲料を充填した。

えられた製品は１年月室温に放置しても内容物は変敗
していなかった。

比較試験２ 実施例２おいて充填したミルク入り飲料の代りに、比
較試験１で用いたものと同様の液体を充填した。

比較例３ 実施例２において、バリヤー層を持たないロータリー
ジョイントを装着した無菌水洗浄装置（リンサー）で洗
浄した以外同様にした場合について、両者の変敗の有無
を室温放置１ケ月後観察した。

その結果第２表の通りであった。不良品許容限界は1,
000,000本以下出あるが十万本で明確な差異が生じた。

完全殺菌充填においては、10万本に１本の不良品があ
ることは、この充填方法が不充分であることを示す。

（発明の効果） 本発明は往復動するコンベヤによりボトル内の殺菌液
の流れ方向がコンベヤの進行方向の逆転により逆となり
乱流になるので大きい流動接触効果が得られるため、殺
菌効果が著しく向上する。しかも往復動コンベヤは搬送
も行うので装置の複雑化が防止出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は無菌充填装置の実施例を示し、第２図はロータ
リージョイントの実施例を示す。 １……予備洗浄装置、２……往復振温コンベヤ、３……
往復剤除去外側洗浄装置、４……無菌水洗浄装置、５…
…充填装置、６……被冠装置、７……トンネル、100…
…ロータリージョイント、101……ローティティブパッ
キング、102……ストップリング、103……ボールベアリ
ング、104……スペーサー、105……ストップリング、10
6……空隙。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特公 昭39−4446（ＪＰ，Ｂ２) 特許126132（ＪＰ，Ｃ２)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】無菌化された空間において、ペットボトル
   を殺菌液で予備洗浄し、ついでペットボトルに殺菌液を
   充填し、往復動するコンベヤ上に載置してコンベヤを一
   方向に走行させた後走行方向を逆転させ、この走行方向
   の逆転を複数回行なつてペットボトルに充填した殺菌液
   に加えられる加速度の方向を逆転することにより殺菌液
   に乱流を発生させ殺菌液をペットボトルと流動接触させ
   て殺菌を行なった後、ボトルを転倒させて殺菌液を除去
   し、つぎに無菌水でボトルの外側と、内側を洗浄して殺
   菌液を洗い流してから乾燥工程を経ることなく連続工程
   で充填液を充填して殺菌されたキャップを被冠すること
   を特徴とするペットボトルの無菌充填方法。
2. 【請求項２】ペットボトルを予備洗浄して殺菌液を充填
   する予備洗浄装置１と、この装置に連結配置した互いに
   反対方向に走行する複数のコンベヤで形成されたコンベ
   ヤ群２と、該コンベヤに連結した、ペットボトルを転倒
   して殺菌液を除去し、ついでペットボトルの外側を洗浄
   する殺菌剤除去外側洗浄装置３と、該洗浄装置のつぎに
   配設した、無菌水でペットボトルの内部を洗浄する無菌
   水洗浄装置４と、この洗浄装置に連接した充填装置５
   と、キャップを被冠する被冠装置６とからなり、各装置
   をコンベヤで結合してなり、各装置とコンベヤを収納す
   る無菌化された気体が供給されるトンネル７からなる、
   ペットボトルの無菌充填装置。
3. 【請求項３】無菌水洗浄装置４において、ペットボトル
   内へ無菌水を送りながら回転するロータリージョイント
   100の、ローティティブパッキング101を固定するストッ
   プリング102と、ボールベアリング103をスペーサー104
   を挾持して固定するストップリング105間の空隙106に、
   殺菌液又は無菌水を満たして菌の侵入を防ぐバリヤーを
   形成して、空隙106を無菌状態に保持した、特許請求の
   範囲第２項記載の充填装置。