JP6927359B2

JP6927359B2 - 無菌充填機及びその浄化方法

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Publication number: JP6927359B2
Application number: JP2020070974A
Authority: JP
Inventors: 睦早川; 周太伊東
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2018-08-31
Filing date: 2020-04-10
Publication date: 2021-08-25
Anticipated expiration: 2038-08-31
Also published as: JP2020109027A

Description

本発明は、ＰＥＴボトル等の容器に飲料を充填する無菌充填機及びその浄化方法に関する。

従来、飲料の無菌充填機において、ボトル等の容器に充填する飲料の種類を、例えば今まで茶飲料であったものをミルクコーヒーに切り替える際は、この無菌充填機の飲料供給系配管内を、まずＣＩＰ（Cleaning in Place）処理し、次にＳＩＰ（Sterilizing in Place）処理している（特許文献１参照）。

ＣＩＰ処理は、飲料充填経路の管路内から充填機の充填ノズルに至るまでの流路に、例えば水に苛性ソーダ等のアルカリ性薬剤を添加した洗浄液を流した後に、水に酸性薬剤を添加した洗浄液を流すことにより行われる。これにより、飲料充填経路内に付着した前回の飲料の残留物等が除去される（特許文献１、２、３参照）。

ＳＩＰ処理は、例えば、上記ＣＩＰ処理で洗浄した流路内に蒸気や熱水等を流すことによって行われる。これにより、飲料充填経路内が殺菌され無菌状態とされる（特許文献１参照）。

また、無菌充填機には、容器に飲料を自動的に充填する充填機（フィラー）が配置され、この充填機は、チャンバー内を無菌雰囲気に維持することができる無菌チャンバーで囲まれて外部と遮断されている。この無菌チャンバーの内部には前回の充填作業で充填した飲料の飛沫等が付着しているので、充填する飲料の種類を切り替える場合は、前回の充填作業で無菌チャンバーの内壁、無菌チャンバー内の充填機等の設備の外面に付着した飲料の飛沫等を無菌チャンバー内から除去するため、無菌チャンバー内に対してＣＯＰ（Cleaning out of Place）処理が行われる。ＣＯＰ処理は、例えば、水等を無菌チャンバー内
にシャワー状に噴霧することにより行われる（特許文献４参照）。

さらに、飲料の種類を切り替える際の各種作業中に微生物が無菌チャンバー内に侵入するおそれもあるので、無菌チャンバー内に対してＳＯＰ処理（Sterilizing out of Place）処理も行われる。ＳＯＰ処理は、例えば、過酸化水素水をミスト状又はシャワー状にして無菌チャンバー内に供給した後、ホットエアを無菌チャンバー内に吹き込んで残留した過酸化水素を乾燥させることにより行われる（特許文献４参照）。

ＣＯＰ処理及びＳＯＰ処理を行う際、洗浄剤や殺菌剤の洗い流しのために無菌水が無菌チャンバー内に噴霧される。無菌充填機には充填する飲料を殺菌するために殺菌装置が備えられる。また、ＣＯＰ処理及びＳＯＰ処理を行う際に使用する無菌水を製造するため，水を熱殺菌する殺菌装置も備えられる（特許文献５参照）。

従来の無菌充填機では、殺菌後の容器内の洗浄、殺菌後のキャップの洗浄及び飲料充填後の容器口部外面の洗浄が必要であり、これらの工程に無菌水が大量に使用されるために、飲料を殺菌する殺菌装置以外に無菌水を製造する殺菌装置が必要であった。しかし、容器及びキャップの殺菌にガス化された殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物を使用することで、殺菌後の容器内の洗浄及び殺菌後のキャップの洗浄が不要となり、また、飲料充填後の容器口部外面の洗浄も充填ノズルの改良で不要となっている。

特開２００７−２２６００号公報特開２００７−３３１８０１号公報特開２０００−１５３２４５号公報特許第６０５６９３０号公報特開２０１０−１８９０３４号公報

従来の無菌充填機では、殺菌後の容器内の洗浄、殺菌後のキャップの洗浄及び飲料充填後の容器口部外面の洗浄が必要であり、これらの工程に無菌水が大量に使用された。また、ＳＯＰ処理を行う際、洗浄剤や殺菌剤の洗い流しのために無菌水が無菌チャンバー内に噴霧される。無菌充填機の稼働前に行われるＳＯＰ処理を行う際に使用する無菌水、及び無菌充填機の稼働時に使用される殺菌後の容器内の洗浄、殺菌後のキャップの洗浄及び飲料充填後の容器口部外面の洗浄に使用される無菌水を製造するために、飲料を殺菌する殺菌装置以外に無菌水を製造する殺菌装置が必要であった。水を加熱殺菌して無菌水を製造する殺菌装置は高価であり、初期投資の負担となっていた。

無菌充填機における殺菌方法や充填方法の改善により、殺菌後の容器内の洗浄、殺菌後のキャップの洗浄及び飲料充填後の容器口部外面の洗浄が不要となり、無菌充填機稼働時に使用する無菌水が必ずしも必要ではなくなった。

しかし、無菌充填機の稼働前にＳＯＰ処理を行う際、洗浄剤や殺菌剤の洗い流しのための無菌水は必要であり、無菌充填機に、ＳＯＰ処理を行うための無菌水を製造する殺菌装置は備えられなければならない。飲料を殺菌する殺菌装置以外にＳＯＰ処理を行うための無菌水を製造する殺菌装置を備えることは無菌充填機の初期投資を過大としており、このような殺菌装置を備える必要のない無菌充填機が求められている。

本発明は、飲料を殺菌する殺菌装置以外にＳＯＰ処理を行うための無菌水を製造する殺菌装置を備えない無菌充填機及びその浄化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、少なくとも、内容物殺菌装置により殺菌された内容物を無菌雰囲気で殺菌された容器に充填する充填部と、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無菌雰囲気で密封する密封部が順次設けられ、少なくとも前記充填部を遮蔽する充填部チャンバーを備える無菌充填機であって、前記内容物殺菌装置により殺菌された無菌水を６０℃〜１００℃まで冷却した状態で貯留せずに、前記無菌充填機の少なくとも前記充填部チャンバー内に吹き付けるように供給する無菌水供給装置を備えることを特徴とする。また、本発明の他の実施の形態に係る無菌充填機は、少なくとも、内容物殺菌装置により殺菌された内容物を無菌雰囲気で殺菌された容器に充填する充填部と、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無菌雰囲気で密封する密封部が順次設けられ、少なくとも前記充填部を遮蔽する充填部チャンバーを備える無菌充填機であって、前記内容物殺菌装置により殺菌された無菌水を前記無菌充填機の少なくとも前記充填部チャンバーに供給する無菌水供給装置を備えることを特徴とする。

また、本発明の他の実施の形態に係る無菌充填機は、前記無菌水供給装置が前記無菌水を加熱する加熱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において、前記無菌水供給装置が、前記無菌水を前記内容物殺菌装置から少なくとも前記充填部チャンバーに供給する無菌水供給配管内を殺菌剤により殺菌する殺菌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において、前記内容物殺菌装置は複数以上設けられると好適である。

本発明に係る無菌充填機の浄化方法は、少なくとも、内容物殺菌装置により殺菌された内容物を無菌雰囲気で殺菌された容器に充填する充填部と、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無菌雰囲気で密封する密封部が順次設けられ、少なくとも前記充填部を遮蔽する充填部チャンバーを備える無菌充填機の浄化方法であって、前記内容物殺菌装置により殺菌された無菌水を６０℃〜１００℃まで冷却した状態で貯留せずに、供給することにより、少なくとも前記充填部チャンバー内に前記無菌水を吹き付け、前記充填部チャンバー内を浄化することを特徴とする。また、本発明の他の実施の形態に係る無菌充填機の浄化方法は、少なくとも、内容物殺菌装置により殺菌された内容物を無菌雰囲気で殺菌された容器に充填する充填部と、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無菌雰囲気で密封する密封部が順次設けられ、少なくとも前記充填部を遮蔽する充填部チャンバーを備える無菌充填機の浄化方法であって、前記内容物殺菌装置により殺菌された無菌水を供給することにより、少なくとも前記充填部チャンバー内を浄化することを特徴とする。

また、本発明の他の実施の形態に係る無菌充填機の浄化方法は、前記無菌水供給装置から供給される前記無菌水が加熱されると好適である。

また、本発明に係る無菌充填機の浄化方法において、前記無菌水を前記内容物殺菌装置から少なくとも前記充填部チャンバーに供給する無菌水供給配管内を殺菌剤により殺菌すると好適である。

また、本発明に係る無菌充填機の浄化方法において、複数以上の前記内容物殺菌装置の少なくとも１より前記無菌水を供給すると好適である。

本発明によれば、無菌充填機のＳＯＰ処理のために使用する無菌水を製造するための殺菌装置を設ける必要がなく、無菌充填機の初期投資を抑制することができる。また、内容物を殺菌する内容物殺菌装置により製造される無菌水により、無菌充填機の稼働前に無菌雰囲気にすべきチャンバー内を浄化することができるため、無菌充填機の稼働前にも内容物殺菌装置を運転することとなり、無菌充填機停止時に内容物殺菌装置を停止して冷却することが減少し、別途無菌水製造のために殺菌装置を備える場合に比べ、エネルギー効率が高まり、ランニングコストも抑えることができる。

本発明の実施の形態１に係る無菌充填機の概略を示す平面図である。本発明の実施の形態１に係る無菌充填機の加熱部及び成形部の工程を示し、（Ａ）はプリフォーム供給工程を、（Ｂ）はプリフォーム加熱工程を、（Ｃ）はブロー成形工程を、（Ｄ）は容器取り出し工程を示す。本発明の実施の形態１に係る無菌充填機の殺菌部及び充填部の工程を示し、（Ｅ−１）は容器をトンネルにより遮蔽して行う殺菌剤ガス吹き付け工程を、（Ｅ−２）は殺菌剤ガス吹き付けノズルを容器に挿入して行う殺菌剤ガス吹き付け工程を、（Ｆ−１）は容器が正立状態でのエアリンス工程を、（Ｆ−２）は容器が倒立状態でのエアリンス工程を、（Ｇ）は充填工程を、（Ｈ）は密封工程を示す。本発明の実施の形態１に係る無菌充填機に組み込まれる殺菌剤ガス生成器を示す。本発明の実施の形態１に係る無菌充填機のチャンバーに備えられる殺菌剤吹き付けノズル、液体吹き付けノズル及び無菌エア供給装置を示す。本発明の実施の形態に係る無菌充填機に備えられる内容物殺菌装置及び無菌水供給装置を示す。本発明の実施の形態に係る無菌充填機に備えられる内容物殺菌装置及び無菌水貯留タンクを備える無菌水供給装置を示す。本発明の実施の形態に係る無菌充填機に備えられる複数の内容物殺菌装置及び無菌水供給装置を示す。本発明の実施の形態２に係る無菌充填機の概略を示す平面図である。本発明の実施の形態２に係る無菌充填機のプリフォーム殺菌部の工程を示し、（Ｉ）はプリフォームへの殺菌剤ガス吹き付け工程を、（Ｊ）はプリフォームへのエア吹き付け工程を示す。

以下に本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。

（実施の形態１）
図１に本発明に係る実施の形態１の無菌充填機を示す。容器を殺菌する無菌充填機であり、プリフォームの供給からプリフォームの加熱部、プリフォームから容器への成形部、成形された容器の検査部、容器を殺菌する容器殺菌部、殺菌された容器のエアリンス部、殺菌された容器に内容物殺菌装置により殺菌された内容物を無菌雰囲気で充填する充填部、内容物が充填された容器を殺菌された蓋材により無菌雰囲気で密封する密封部及び密封された容器を排出する排出部からなる無菌充填機の概要を図１により説明し、各部の詳細を図２、図３、図４及び図５により説明し、各部を遮蔽するチャンバー内のＳＯＰ処理の際に使用する無菌水供給装置について図６、図７及び図８により説明する。この実施の形態１によれば、無菌充填機の無菌雰囲気とすべきチャンバー内のＣＯＰ処理又はＳＯＰ処理のために使用する無菌水を、内容物を殺菌する内容物殺菌装置により供給することができるため、初期投資を抑制し、ランニング時のエネルギー消費も減少させることができる。

（実施の形態１の概要）
図１に示すように、実施の形態１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４、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６、加熱されたプリフォーム１を容器２に成形する成形部１６、成形された容器を検査する検査ホイール２３、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３４、エアリンスされた容器２に殺菌された内容物を無菌雰囲気で充填する充填部３９、密封部材である蓋材３を殺菌する蓋材殺菌部５２、内容部が充填された容器２を殺菌された蓋材３により無菌雰囲気で密封する密封部４４、密封された容器２を排出コンベヤ５０に載置する排出部４７及び排出コンベヤ５０により容器２を非無菌ゾーンに排出する出口部５１を備える。ここで、検査ホイール２３とエアリンス部３４は備えなくても構わない。

加熱部６は加熱部チャンバー１２、成形部１６及び検査ホイール２３は成形部チャンバー１７、容器殺菌部３０は容器殺菌部チャンバー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は充填部チャンバー４１、密封部４４は密封部チャンバー４６、排出部４７は排出部チャンバー４９及び出口部５１は出口部チャンバー５３により各々遮蔽されている。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が成形部１６に流入しないように、成形部チャンバー１７と容器殺菌部チャンバー３３の間には雰囲気遮断チャンバー２７が設けられている。容器殺菌部チャンバー３３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が排気されることで、成形部チャンバー１７内に流入することはない。ここで、加熱部６と成形部１６は単一のチャンバーにより遮蔽されても構わない。また、蓋材殺菌部５２と密封部４４も単一のチャンバーにより遮蔽されても構わない。さらに、密封部４４と排出部４７も単一のチャンバーにより遮蔽されても構わない。

無菌充填機の稼働中には、容器殺菌部チャンバー３３、エアリンス部チャンバー３６、充填部チャンバー４１、密封部チャンバー４６、排出部チャンバー４９及び出口部チャンバー５３は、除菌フィルタにより無菌化された無菌エアが供給され、各チャンバー内の圧力を陽圧にすることで、無菌充填機の無菌性が維持される。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、容器殺菌部チャンバー３３と上流に行くほど低く設定される。また、密封部チャンバー４６、排出部チャンバー４９、出口部チャンバー５３と下流に行くにほど低く設定される。雰囲気遮断チャンバー２７が排気されることで、雰囲気遮断チャンバー２７内の圧力は、大気圧とほぼ同一に保持される。例えば、充填部チャンバー４１内の圧力を２０Ｐａ〜４０Ｐａとすると、他のチャンバー内の圧力は充填部チャンバー４１内の圧力よりも低い。

無菌充填機稼働時に無菌雰囲気を保持しなければならない容器殺菌部チャンバー３３、エアリンス部チャンバー３６、充填部チャンバー４１、密封部チャンバー４６、排出部チャンバー４９及び出口部チャンバー５３内は無菌充填機の稼働前に殺菌される。すなわち、ＳＯＰ処理が行われる。その後、無菌エアが供給されることにより各チャンバー内は無菌雰囲気に保持される。容器殺菌部チャンバー３３は無菌充填機稼働中に殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物が噴霧されるため、無菌充填機の稼働前に殺菌されなくても構わない。

実施の形態１はプリフォーム１を無菌充填機に供給し、無菌充填機内で容器２に成形しているが、成形された容器２を容器殺菌部３０に供給する無菌充填機でも構わない。

（実施の形態１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４から、プリフォーム供給コンベヤ５により所望の速度で連続的に加熱部６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、図２（Ｄ）に示した容器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６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、加熱部搬送ホイール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１ａにスピンドル１９が挿入されて搬送される。

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。

プリフォーム１は図２（Ｂ）に示すように、口部１ａにスピンドル１９が挿入され、赤外線ヒータ１４により加熱され、回転しながら無端チェーン１３により搬送される。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により回転する。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り、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、成形部１６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、プリフォーム１は容器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内に挿入される。挿入される延伸ロッドがプリフォーム１の底部を伸ばすことによりプリフォーム１は縦延伸され、同時にブローノズル２１からプリフォーム１内に空気等の気体が吹きこまれ横延伸される。プリフォーム１は金型２０内で縦延伸及び横延伸され、容器２が成形される。成形された容器２は、図２（Ｄ）に示すように、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の周辺に備えられた検査機材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。容器の検査は成形部チャンバー１７内で行われるが、検査部として別個のチャンバーにより遮蔽されても構わない。

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（赤外線放射カメラ）であるが、他の温度計を使用することも可能である。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る。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、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。

検査機材２４による検査により異常と判断されなかった容器２は、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が成形部１６に流入しないように、成形部１６と容器殺菌部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、容器殺菌部３０に搬送される。

容器殺菌部３０に搬送された容器２は、ホイール２８において殺菌される。容器２を殺菌するための容器２への殺菌剤のガス吹き付け工程を図３（Ｅ−１）に示す。容器２に殺菌剤のガスを吹き付けるため、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容器２の口部１ａ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の下方に容器２の走行路に沿って、図３（Ｅ−１）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。容器２に吹き付けられた殺菌剤のガスが容器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、容器２の外面にも流れて、容器２の外面が殺菌される。

また、図３（Ｅ−２）に示すように、殺菌剤ガス吹き付けノズル３１を容器２の搬送に追従させ、殺菌剤吹き付けノズル３１を容器２の内部に挿入して、殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物を容器２の内面に直接吹き付けても構わない。容器２から溢れた出た殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物は、殺菌剤ガス吹き付けノズル３１を囲繞して設けた案内部材３１ａに衝突し、容器２の外面に流れ容器２の外面に接触する。案内部材３１ａには殺菌剤ガス吹き付けノズル３１と同軸のフランジ部とフランジ部から外周に突出する環状壁部が設けられている。

殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物は、図４に示す殺菌剤ガス生成器５５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又はこれらの混合物である。殺菌剤ガス生成器５５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５６と、この殺菌剤供給部５６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５７とを備える。殺菌剤供給部５６は、殺菌剤供給路５６ａ及び圧縮空気供給路５６ｂ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５７内に噴霧するようになっている。気化部５７は、内外壁間にヒータ５７ａ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５７外に噴出する。ヒータ５７ａに換えて誘電加熱により気化部５７を加熱しても構わない。

殺菌剤供給部５６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。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、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５６ａに、１ｇ／ｍｉｎ．〜１００ｇ／ｍｉｎ．の範囲で供給される。また、気化部５７の内表面は１４０℃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（Ｅ）に示すように殺菌剤ガス吹き付けノズル３１から容器２に吹き付けられる。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５５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５５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容器２へ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。殺菌剤ガス吹き付けノズル３１から容器２の内面に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％含む過酸化水素水の量として、３０μＬ／容器〜１５０μＬ／容器が好ましく、より好ましくは５０μＬ／容器〜１００μＬ／容器である。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、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、オゾン等の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。

容器殺菌部３０で殺菌された容器２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。容器２は、図１に示すエアリンスホイール３５において、図３（Ｆ−１）に示すようにエアリンスノズル３８により正立状態の容器２に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、容器２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、容器２の内部に異物が存在する場合は排除する効果もある。また、図３（Ｆ−２）に示すように容器２を倒立状態にして無菌エアを容器２内に吹き付けても構わない。この場合、異物の排除には正立状態よりも効果的である。さらに、図（Ｅ−２）の殺菌剤吹き付けノズル３１と同様に、エアリンスノズル３８を囲繞して案内部材を設けることで、容器２の内部に導入され、口部１ａから溢れ出る無菌エアが案内部材に衝突し、口部１ａの外周部もリンスすることとなり、口部１ａの外周部の温度が上昇し、口部１ａの外周部の殺菌効果が高まる。エアリンスノズル３８は上下動可能として、無菌エアを容器２内に吹き込んでも構わない。

エアリンス部３４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（Ｇ）に示す充填工程のように、充填ノズル４２により容器２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、容器２と同期的に走行する充填ノズル４２により、容器２内に一定量の飲料等の内容物が充填される。

図６に示すように、無菌充填機は、内容物の調合装置６５と内容物を殺菌する内容物殺菌装置６６を備え、内容物殺菌装置６６と充填部３９の充填ノズル４２とは内容物供給系配管で結ばれている。

調合装置６５は、例えば茶飲料、果実飲料等の飲料を各々所望の配合割合で調合するためのものであるが、公知の装置であるからその詳細な説明は省略する。

充填部３９は、多数の充填ノズル４２を水平面内で高速回転する充填ホイール４３の回りに配置してなるもので、充填ホイール４３の回転と共に充填ノズル４２を旋回運動させつつ、充填ノズル４２の下を充填ホイール４３の周速度に同調して走行する容器２に、充填ノズル４２から飲料を定量充填する。

内容物殺菌装置６６は、例えば複数個のシェル＆チューブ式熱交換器を直列で連結してなる第１段加熱部で内容物を２０℃から６５℃まで加熱し、第１段加熱部より多くのシェル＆チューブ式熱交換器を直列で連結してなる第２段加熱部で内容物を６５℃から１４０℃まで加熱し、１４０℃に加熱された内容物をホールディングチューブで１４０℃に保持して殺菌する装置である。内容物は、さらに内容物殺菌装置６６に備えられる冷却部で常温まで冷却される。

調合装置６５で調合され、内容物殺菌装置６６で殺菌された内容物は切換えバルブ６９を経てサージタンク６７に貯留され、さらに充填部３９の近傍に備えられるヘッドタンク６８に送液され、ヘッドタンク６８から充填ノズル４２に供給されて容器２に充填される。

内容物が充填された容器２は、図１に示す充填ホイール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（Ｈ）に示す密封工程のように、蓋材殺菌部５２により殺菌された密封部材である蓋材３が、殺菌蓋材搬送路５４により蓋材供給ホイール５４ａ及び蓋材受け取りホイール５４ｂを経て、密封ホイール４５に供給され、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４５のグリッパ２２から排出部４７の排出ホイール４８のグリッパ２２に受け渡される。排出ホイール４８に受け渡された容器２は排出コンベヤ５０に載置される。排出コンベヤ５０に載置された容器２は出口部チャンバー５３内から無菌充填機の外部に排出される。

容器殺菌部チャンバー３３、エアリンス部チャンバー３６、充填部チャンバー４１、密封部チャンバー４６、排出部チャンバー４９及び出口部チャンバー５３内は無菌充填機の稼働前にＳＯＰ処理される。そのため、図５に示すように各チャンバーには殺菌剤吹き付けノズル５８及び液体吹き付けノズル５９が備えられる。前述のように容器殺菌部チャンバー３３はＳＯＰ処理されなくても構わない。

殺菌剤吹き付けノズル５８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使用され、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られる。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５８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。殺菌剤は容器２を殺菌するために使用される殺菌剤と同様のものが使用でき、過酢酸や過酸化水素を含む殺菌剤を使用することが好ましい。殺菌剤の吹き付けは、異なる殺菌剤を複数回吹き付けても構わない。

殺菌剤として過酢酸を含む場合、過酢酸濃度を５００ｐｐｍ以上、好ましくは１０００ｐｐｍ以上とする。この場合の殺菌条件は、殺菌剤を４０℃〜９５℃、好ましくは５０℃〜９５℃に加温し、チャンバー内の装置及び壁の表面に過酢酸が０．０１ｇ／ｃｍ²、好
ましくは０．１ｇ／ｃｍ²以上付着するようにチャンバー内に殺菌剤が噴霧される。噴霧
時間は３０秒〜３０分が好ましい。３０分以上行っても構わないが、生産性が低下する。

殺菌剤吹き付けノズル５８から殺菌剤を吹き付けた後に、液体吹き付けノズル５９により、各チャンバー内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。液体吹き付けノズル５９は、液体が各チャンバー内の全域に吹き付けられるように配置される。無菌水とは、内容物殺菌装置６６により１２１．１℃以上で４分以上加熱されることで無菌化された水である。各チャンバー内に液体吹き付けノズル５９から吹き付けられる無菌水は２０℃〜１００℃、好ましくは６０℃〜１００℃に加熱されることが好ましい。６０℃以上とすることで無菌水の洗浄能力が向上する。また、１００℃を超えると液体吹き付けノズル５９を損傷する場合があり好ましくない。また、供給する無菌水の一部が水蒸気となり脈動して供給が安定しないこともある。液体吹き付けノズル５９としては、例えばスピンボールを用いたスプレーノズルが使用される。液体吹き付けノズル５９を設けないで、殺菌剤吹き付けノズル５８から無菌水を吹き付けても構わない。短時間で効率良く洗浄するために、液体吹き付けノズル５９への送液圧力は、０．１ＭＰａ以上、好ましくは０．２ＭＰａ以上で無菌水を供給することが好ましい。無菌水により各チャンバー内を洗浄した後、無菌水をチャンバー内から排出する。無菌水が排出される非無菌エリアと各チャンバー内は水封機構により封止されることが好ましい。また、殺菌剤吹き付けノズル５８と液体吹き付けノズル５９は、容器２内への混入リスクを避けるために、容器２の口部上の搬送路から避けた位置に取り付けることが好ましい。

充填部チャンバー４１は内容物がチャンバー内に飛散して汚染が激しいため、過酢酸等の殺菌剤又は苛性ソーダを主成分とするアルカリ溶液を殺菌剤として使用するＳＯＰ処理が行われる。しかし、排出部チャンバー４９及び出口部チャンバー５３は汚染が限定的であるため、過酸化水素のみのＳＯＰ処理を行うこともあり、この場合は無菌水による洗浄を行わなくても構わない。したがって、内容物殺菌装置６６により製造される無菌水は少なくとも充填部チャンバー４１に供給される。したがって、少なくとも充填部チャンバー４１に、内容物殺菌装置６６により製造される無菌水を供給する無菌水供給装置７０が備えられる。

また、密封部チャンバー４６内も内容物により汚染された場合は、過酢酸等の殺菌剤又は苛性ソーダを主成分とするアルカリ溶液を殺菌剤として使用するＳＯＰ処理が行われる。したがって、密封部チャンバー４６内も内容物殺菌装置６６により製造される無菌水が供給される。

無菌水は内容物殺菌装置６６に水を供給し、供給された水を内容物殺菌装置６６により加熱殺菌することにより製造される。製造された無菌水は図６に示すように、切換えバルブ６９を経て、無菌水供給装置７０により充填部チャンバー４１に供給され、液体吹き付けノズル５９からチャンバー内に吹き付けられる。また、充填部チャンバー４１以外のチャンバーに供給されても構わない。無菌水は内容物殺菌装置６６により水が加熱されて製造されるが、内容物殺菌装置６６により冷却されるため、各チャンバー内に供給される無菌水の洗浄能力を向上させるために、供給される無菌水は加熱されることが好ましい。よって、切換えバルブ６９を経て、充填部チャンバー４１及び各チャンバーに供給されるまでにヒータ７２により加熱される。無菌水は前述のように６０℃〜１００℃に加熱されることが好ましい。

また、図７に示すように、無菌水は無菌水貯留タンク７１に貯留された後に各チャンバーに供給されることもある。無菌水供給装置７０は切換えバルブ６９から各チャンバーへの無菌水供給配管、無菌水貯留タンク７１及びヒータ７２を備える。さらに無菌水供給装置７０は、無菌水を圧送するために無菌エアを供給する無菌エア供給装置を備えても構わない。また、無菌水供給装置７０は、無菌水を各チャンバーに供給するための蒸気バリアを備えた無菌仕様のポンプを備えても構わない。各チャンバーへの無菌水の供給は、単一のチャンバー又は複数以上のチャンバーに同時に行っても構わない。

無菌水を各チャンバーに供給する前に、無菌水供給配管内は殺菌される。図６に示すように、切換えバルブ６９から各チャンバーまでの配管は、無菌水を送液する前に殺菌剤（主に過酢酸か過酸化水素）により殺菌されることが好ましい。これは、液体吹き付けノズル５９が熱により損傷を受けるおそれがあるため、加熱水蒸気による殺菌が好ましくないことによる。

各チャンバー内に無菌水を供給する無菌水供給配管内を過酢酸が主成分である殺菌剤により殺菌する場合は、過酢酸濃度を５００ｐｐｍ以上、好ましくは１０００ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍとして殺菌剤を無菌水供給配管内に送液することにより行う。このとき、殺菌剤を４０℃〜９５℃、好ましくは５０℃〜９５℃に加温し、配管内流速を１．０ｍ/秒以
上として送液する。送液時間は３０秒〜３０分が好ましい。殺菌剤の過酢酸濃度を５０００ｐｐｍ以上とすることや、殺菌剤の送液を３０分以上行っても構わないが、コストが増し、生産性が低下する。

過酸化水素を主成分とする殺菌剤により、無菌水供給配管内を殺菌する場合は、１．０〜２０ｍｇ／Ｌの濃度で過酸化水素を含有する５０〜１００℃の温度の無菌エアを５分以上無菌水供給配管内に供給することで無菌水供給配管内を無菌化することが可能である。２０ｍｇ／Ｌ以上の濃度の過酸化水素を含有する無菌エアの供給はコストが増し、生産性が低下する。

無菌水供給配管内の殺菌は、過酢酸を主成分とする殺菌剤及び過酸化水素を主成分とする殺菌剤の両方により殺菌しても構わない。その場合、過酢酸を主成分とする殺菌剤による殺菌を先に行い、殺菌効果の高い過酸化水素を主成分とする殺菌剤による殺菌を後に行うのが好適である。

図７に示すように、無菌水供給装置７０が無菌水貯留タンク７１を備える場合、無菌水供給配管内の殺菌剤による殺菌は、ヒータ７２の上流の切換えバルブ７２ａに殺菌剤を供給し、切換えバルブ７２ａからヒータ７２を経て、各チャンバーまでの無菌水供給配管を殺菌する。切換えバルブ６９から切換えバルブ７２ａまでの無菌水供給配管内の殺菌は加熱水蒸気によることが好ましい。無菌水貯留タンク７１を殺菌するために殺菌剤を使用する場合、殺菌剤の使用量が多量となるためである。

図７に示すように、無菌水貯留タンク７１を設けることにより、内容物を変更する際に行う内容物殺菌装置６６のＣＩＰ処理及びＳＩＰ処理終了後、内容物を充填部４１に供給する内容物供給配管内のＣＩＰ処理又はＳＩＰ処理を行っているときに内容物殺菌装置６６により無菌水を製造し、貯留することができる。無菌水を供給する容器殺菌部チャンバー３３、エアリンス部チャンバー３６、充填部チャンバー４１、密封部チャンバー４６、排出部チャンバー４９及び出口部チャンバー５３のうち、充填部チャンバー４１は比較的大きなチャンバーであり、供給する無菌水が多量となるため、内容物殺菌装置６６により無菌水を製造しながら供給するのでは無菌水が不足する場合がある。貯留タンク７１に貯留する無菌水を使用することで、充填部チャンバー４１及び他のチャンバーに必要量の無菌水を供給することができ、各チャンバーのＳＯＰ処理を短時間に完了することができる。

図８に示すように内容物殺菌装置６６を複数設けても構わない。内容物殺菌装置６６を複数設ける目的は異なる内容物の変更時間を短くするためである。内容物殺菌装置６６の比較的高温となる部分は内容物によりコゲを生じる場合があり、内容物を変更する際の内容物殺菌装置６６のＣＩＰ処理に長時間を要する場合がる。このとき、内容物殺菌装置６６を複数設けておき、一方の内容物殺菌装置６６により内容物を殺菌して充填しているときに、他方の内容物殺菌装置６６のＣＩＰ処理及びＳＩＰ処理を完了しておくことで、内容物変更の際、即座に他方の内容物殺菌装置６６を使用して次の内容物の殺菌を行い充填することができる。他方の内容物殺菌装置６６のＣＩＰ処理及びＳＩＰ処理を完了した後、無菌水を製造し、無菌水貯留タンク７１に無菌水を貯留することができ、各チャンバーへの無菌水供給も各チャンバーが無菌水を必要とするときに、直ちに供給することができる。

各チャンバー供給される無菌水は２０℃〜１００℃、好ましくは６０℃〜１００℃であるが、内容物殺菌装置６６において加熱殺菌された無菌水を常温まで冷却せずに、６０℃〜１００℃まで冷却した状態で各チャンバーに供給することにより達成される。このとき、ヒータ７２により無菌水を加熱する必要はない。無菌水の温度を６０℃以上とすることにより、洗浄能力の向上以外にＳＯＰ処理に使用する殺菌剤である過酢酸やアルカリ等の薬剤で損傷した耐熱性カビや耐熱性酵母に対して、加温された無菌水による殺菌効果が期待される。

過酢酸やアルカリ溶液等の殺菌剤を用いずに、無菌水の温度を６０℃〜１００℃にすることで、細菌胞子以外のカビ、酵母、細菌の栄養細胞を殺菌することも可能である。無菌水の温度を６０℃以上とすると洗浄効果も高いため、殺菌と洗浄を１工程で同時に行うことが可能である。加温無菌水による殺菌と洗浄を同時に行うことは、酸性飲料やミネラルウォーターを内容物とする無菌充填機のＳＯＰ処理として有効である。加熱された無菌水によるＳＯＰ処理は、製品液が飛散する充填部チャンバー４１及び密封部チャンバー４６以外の成形部チャンバー１７及びキャップ殺菌部５２で行っても構わない。

各チャンバー内には、殺菌剤を吹き付けた後に無菌水を吹き付けるが、殺菌剤を吹き付ける前に、充填部チャンバー４１、密封部チャンバー４６、排出部チャンバー４９及び出口部チャンバー５３内に内容物が飛散している場合は、液体吹き付けノズル５９から洗浄用液体が吹き付けられ、各チャンバー内がＣＯＰ処理される。洗浄用液体は水又は酸性化合物若しくは塩基性化合物を含む水である。水はイオン交換水、蒸留水又は水道水等異物を含まない水であればどのようなものでも構わない。酸性化合物とは、塩酸、硝酸、リン酸等の無機酸又は酢酸、蟻酸、オクタン酸、シュウ酸、クエン酸、コハク酸、グルコン酸等の有機酸である。また塩基性化合物とは、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機塩基性化合物、又はエタノールアミン、ジエチルアミン等の有機塩基性化合物である。この他に、有機酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、エチレンジアミン四酢酸等の金属イオン封鎖剤、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類等の非イオン界面活性剤、クメンスルホン酸ナトリウム等の可溶化剤、ポリアクリル酸等の酸系高分子又はこれらの金属塩、腐食抑制剤、防腐剤、酸化防止剤、分散剤、消泡剤などを含んでも構わない。また、これらの洗浄用液体を５０℃以上に加温すると殺菌作用も有するため、チャンバー内を殺菌するための殺菌剤として洗浄用液体を利用しても構わない。

各チャンバーには図５に示すように、無菌エア供給装置６０が備えられる。無菌エア供給装置６０は各チャンバーの上部に接続される。無菌エア供給装置６０はブロワ６１、加熱装置６２及び除菌フィルタ６３を備える。ブロワ６１によるエアが加熱装置６２により加熱され、除菌フィルタ６３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。図５に示すように、除菌フィルタ６３をチャンバーの天面に対して垂直に設けているが、これは洗浄用液体及び殺菌剤が除菌フィルタ６３の表面に付着するのを防止するためである。除菌フィルタ６３はチャンバー面に平行に設けても構わない。

また、各チャンバーには排気装置６４が備えられ、無菌エア供給装置６０と連動して各チャンバー内の圧力を適正な値に保持する。

無菌エア供給装置６０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液体吹き付けノズル５９から吹き付けられた無菌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無菌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６０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なくても構わない。

過酸化水素を主成分とする殺菌剤により各チャンバー内を殺菌する前に、チャンバー内を出来るだけ乾燥させることが好ましい。濡れた状態の場合、液体に過酸化水素が溶解し、気体として存在する過酸化水素の濃度が低下するため、殺菌能力が発揮できない。各チャンバー内に残存する無菌水を短時間で効率良く除去するために、各チャンバー内のホイールを回転させることが好ましい。充填部３９のＣＩＰ処理又はＳＩＰ処理が行われているときは、充填部ホイール４０のホイールのクラッチを切って、充填部ホイール４０以外のホイールを回転させる。回転速度は、生産時の運転速度まで上げると良い。この高速回転による遠心力で密封部ホイール４５、エアリンスホイール３５、ホイール２８等の充填部ホイール４０以外のホイール、グリッパ２２及び無菌充填機内の各部の蛇腹に付着した無菌水を除去することが可能である。この残水除去工程は無菌性が低下しないように、無菌エアを供給しながら行う。充填部３９の残水除去は、充填部３９のＣＩＰ処理が終了した後、ＳＯＰ処理の前に行うことが好ましい。

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５８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６３の表面も殺菌することができる。除菌フィルタ６３の表面の殺菌は過酸化水素水のガス若しくはミスト又はこれらの混合物により殺菌しても構わない。

内容物殺菌装置６６から充填ノズル４２に至る内容物供給系配管は内容物変更の際にはＣＩＰ処理及びＳＩＰ処理が行われる。これはＣＯＰ処理及びＳＯＰ処理と同時に行われても、順次行われても構わない。

図６に示すように、充填ノズル４２から排出されるＣＩＰ処理のための洗浄用液体を循環させる循環用管路７３が設けられる。充填ノズル４２と循環用管路７３との接続は、図示しないが、循環用管路７３に設けられたカップがアクチュエータによって充填ノズル４２の先端に被せられることによって行われる。

この循環用管路７３にはバルブマニホールド７４を介して洗浄液体等を循環路７３に供給する導入管７５が接続される。導入管７５の上流側には、洗浄用液体、水、加熱水蒸気及び無菌エアの供給源が各々切換えバルブを介して接続される。循環用管路７３や導入管７５には、他の各種バルブ、ポンプ等が設けられるが、図示を省略する。バルブマニホールド７４から内容物殺菌装置６６の出口に接続される循環用配管路７３ａ及びサージタンク６７の上流に接続される循環用配管路７３ｂが設けられる。さらに、循環路７３ａに殺菌装置循環路７６が設けられる。すなわち、内容物殺菌装置６６内を循環する循環路７６、及び循環路７３、７３ｂを経てサージタンク６７、ヘッドタンク６８から充填ノズル４２に至る循環路が形成される。これらの循環路に洗浄用液体及び水を導入管７５から供給し、循環させることでＣＩＰ処理を行う。洗浄用液体及び水はＣＯＰ処理に使用するものと同様で構わない。

さらに、加熱水蒸気を内容物供給配管系に供給することでＳＩＰ処理を行う。ＳＩＰ処理を行う加熱水蒸気は充填ノズル４２にから吹き出すことで内容物供給系配管内のＳＩＰ処理を行う。ＳＩＰ処理の後、内容物供給系配管内に無菌エアを導入し、内容物供給系配管内の無菌性を維持する。

実施の形態１は容器２を殺菌する無菌充填機であるが、容器２を殺菌する前にプリフォーム１を殺菌しても構わない。

（実施の形態２）
図９に本発明の実施の形態２を示す。実施の形態１は容器２を殺菌する無菌充填機であるが、実施の形態２はプリフォーム１を殺菌し、容器２を殺菌しない無菌充填機である。以下に、プリフォーム１を殺菌するプリフォーム殺菌部７７を備える無菌充填機について説明する。

（実施の形態２の概要）
図９に示すように、実施の形態２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４、プリフォーム１を殺菌するプリフォーム殺菌部７７、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６、加熱したプリフォーム１を容器２に成形する成形部１６、成形された容器２を検査する検査部７８、検査により正常と判断された容器２に殺菌された内容物を充填する充填部３９、密封部材である蓋材３を殺菌する蓋材殺菌部５２、内容部が充填された容器２を殺菌された蓋材３により密封する密封部４４、密封された容器２を排出コンベヤ５０に載置する排出部４７及び排出コンベヤ５０により容器２を非無菌ゾーンに排出する出口部５１を備える。検査部７８は備えなくても構わない。

プリフォーム殺菌部７７はプリフォーム殺菌部チャンバー７９、加熱部６は加熱部チャンバー１２、成形部１６は成形部チャンバー１７、検査部７８は検査部チャンバー８０、充填部３９は充填部チャンバー４１、密封部４４は密封部チャンバー４６、排出部４７は排出部チャンバー４９及び出口部５１は出口部チャンバー５３により各々遮蔽されている。実施の形態１と異なり、成形部１６と検査部７８が同一チャンバー内になく、各々成形部チャンバー１７、検査部チャンバー８０により遮蔽されていても構わない。ここで、蓋材殺菌部５２と密封部４４は単一のチャンバーにより遮蔽されても構わない。また、密封部４４と排出部４７も単一のチャンバーにより遮蔽されても構わない。

加熱部チャンバー１２、成形部チャンバー１７、検査部チャンバー８０、充填部チャンバー４１、密封部チャンバー４６、排出部チャンバー４９及び出口部チャンバー５３には、無菌充填機の稼働中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、各チャンバー内部の圧力を陽圧にすることで、無菌充填機の無菌性が維持される。陽圧にする圧力は、充填部チャンバー４１内が最も高く、上流又は下流に行くにほど低く設定される。例えば、充填部チャンバー４１内の圧力を２０Ｐａ〜４０Ｐａとすると、他のチャンバー内の圧力は充填部チャンバー４１内の圧力よりも低い。

プリフォーム殺菌部チャンバー７９はプリフォーム殺菌部チャンバー７９内のエア中の殺菌剤を分解するフィルタ８１とブロワ８２からなる排気手段が連結される。無菌充填機の稼働中にプリフォーム殺菌部チャンバー７９内のエアが排気されることにより、隣接する加熱部６への殺菌剤の流入を防止することができる。従って、無菌充填機稼働中はプリフォーム殺菌部チャンバー７９内の圧力はほぼ大気圧と同等か陰圧である。

（実施の形態２の詳細）
プリフォーム１が、図９に示すプリフォーム供給装置４により、所望の速度でプリフォーム供給コンベヤ５により連続的にプリフォーム殺菌部７７に搬送される。プリフォーム１は実施の形態１と同様である。

プリフォーム１は、プリフォーム供給コンベヤ５からホイール７に一定間隔で設けられたグリッパ２２に把持され、図１０（Ｉ）に示すようにホイール７に設けられたプリフォーム殺菌剤ガス吹き付けノズル８３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が吹き付けられる。

図１０（Ｉ）に示すように、殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物は、プリフォーム殺菌剤ガス吹き付けノズル８３内で二手に分かれて流れ、その一方のノズル８３ａ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８３ｂからプリフォーム１の外面に向かって吹き付けられる。殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物は、プリフォーム殺菌剤ガス吹き付けノズル８３から出た後、ガス状態のままで、若しくはミスト又はこ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これらの混合物は、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、溢れ出た殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物の流れは、案内部材８４に衝突し、案内部材８４の内面に導かれて、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。案内部材８４に環状溝８４ａが設けられると、溢れ出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の外面に沿って流れる。

このように殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物がプリフォーム１の内外面に接触し、付着することにより、プリフォーム１の表面に付着した菌等が殺菌される。

図１０（Ｉ）に示すプリフォーム殺菌剤ガス吹き付けノズル８３は一個のみならず、複数個をプリフォーム１の走行路に沿って配置し、これらのプリフォーム殺菌剤ガス吹き付けノズル８３から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に向かって吹き付けるようにしても構わない。また、プリフォーム殺菌剤ガス吹き付けノズル８３、ノズル８３ａ又はノズル８３ｂの径やノズル８３ｂに設けられた殺菌剤ガス吹き出し口の径及び個数を変化させることにより、プリフォーム１の内面と外面への殺菌剤の付着量を各々調整することが可能である。

なお、プリフォーム殺菌剤ガス吹き付けノズル８３、ノズル８３ａ，ノズル８３ｂには、これらの途中から、常温又は加熱された無菌エアを供給して、無菌エアにより希釈さ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プリフォーム１に吹き付けられても構わない。

なお、図１０（Ｉ）に示したプリフォーム１への殺菌剤のガスの吹き付けの直前に、プリフォーム１に熱風を吹き付ける等して、プリフォーム１を予備加熱してもよい。この予備加熱によりプリフォーム１の殺菌効果をさらに高めることができる。

殺菌剤は実施の形態１と同様のものが使用される。また、殺菌剤のガス化は実施の形態１と同様の殺菌剤ガス生成器５５による。殺菌剤のガスの吹き付け量は任意であるが、殺菌剤が過酸化水素水の場合、プリフォーム１への過酸化水素の付着量は、３５質量％の過酸化水素を含む過酸化水素水の量として０．００１μＬ／ｃｍ²〜０．５μＬ／ｃｍ²が好ましい。付着量が０．００１μＬ／ｃｍ²よりも少ない場合は、十分な殺菌効果を得るこ
とができない。また、この付着量が０．５μＬ／ｃｍ²を超えると、プリフォーム１をボ
トル２にブロー成形した場合に、容器２に白化、斑点、皺、変形の成形不良が発生し、容器２の過酸化水素の残留が多くなる。

殺菌剤のガスが吹き付けられたれたプリフォーム１は、図１０（Ｊ）に示すように、グリッパ２２により把持され、搬送されつつエア吹き付けノズル８５により無菌エアが吹き付けられても構わない。殺菌剤の種類や量により、無菌エアの吹き付けは行われなくても構わない。

無菌エアの吹き付けにより、プリフォーム１の表面に付着した殺菌剤が活性化され、プリフォーム１の内外面の菌等が殺菌される。また、無菌エアの吹き付けによって、プリフォーム１に付着した殺菌剤は、プリフォーム１の表面から速やかに除去される。プリフォーム１に付着した殺菌剤は、加熱される前に無菌エアの吹き付けによりプリフォーム１から除去される。また、無菌エアのプリフォーム１への吹き付けにより、プリフォーム１内の異物も除去される。

無菌エアは常温でも構わないが、加熱されて無菌ホットエアとすることで、殺菌効果が高まり、殺菌剤が過酸化水素を含有する場合は、過酸化水素のプリフォーム１への残留も減少する。無菌エアの加熱は、プリフォーム１に吹き付けられる無菌ホットエアの温度が４０℃から１４０℃となるようにすることが好ましい。４０℃未満では加熱による効果が少なく、プリフォーム１の温度が７０℃を超えるとプリフォーム１の口部１ａの変形などの不都合を生じるため、無菌ホットエアの温度は１４０℃を超えないことが好ましい。

図１０（Ｊ）に示すように、無菌エアはエア吹き付けノズル８５の主体をなす箱状のマニホルド８５ｂに形成したスリット状の吹出口８５ａから吹き出すようになっている。また、エア吹き付けノズル８５をプリフォーム１に追従させてプリフォーム１に無菌エアを吹き付けても構わない。さらに、エア吹き付けノズル８５を棒状として、プリフォーム１に挿入して、プリフォーム１内の異物除去を兼ねて、プリフォーム１内への無菌エア吹き付けを行っても構わない。

図１０（Ｉ）に示すプリフォーム１への殺菌剤ガス吹き付けは、図９に示すようにホイール７に設けたプリフォーム殺菌剤ガス吹き付けノズル８３で行い、図１０（Ｊ）に示すプリフォーム１への無菌エアの吹き付けは、図９に示すようにホイール８に設けたエア吹き付けノズル８５で行う。しかし、いずれの工程もホイール７又はホイール８で行っても構わない。

加熱部６に供給されたプリフォーム１は、図９に示す加熱部搬送ホイール９に達する。この後、プリフォーム１の加熱工程は実施の形態１と同様である。加熱されたプリフォーム１は図９に示すように、ホイール１５を経て成形部１６に搬送される。ホイール１５における搬送路には、図９に示すようにプリフォーム１の搬送路を囲むプリフォームトンネル８６が設けられる。プリフォームトンネル８６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に向かって吹き出すノズルが、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は無菌性を維持しつつ成形部１６の成形ホイール１８に受け渡される。

成形ホイール１８に受け渡されたプリフォーム１の成形工程は実施の形態１と同様である。

成形された容器２はホイール２３を経て検査部７８に搬送されるが、ホイール２３における搬送路には、図９に示すように容器２の搬送路を囲む容器トンネル８７が設けられる。容器トンネル８７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に向かって吹き出すノズルが、パイプの列状又はスリット状に設けられる。これにより、無菌エアが容器２へと効率的に供給され、容器２は成形部チャンバー１７内にあって無菌性を維持しつつ走行することができる。

容器２はホイール２３を経て検査部７８の検査ホイール８８に受け渡される。検査により不良がないことが確認された容器２だけが、さらに充填部３９に搬送される。成形不良などによる異常な容器２を使用して不適正な製品を生産しないように、容器２を検査部７８で検査することが好ましい。検査により異常が発見された場合、その容器は図９に示す不良容器の排出装置８９により無菌充填機の外部に排出される。検査部の検査ホイール８８及び９０に沿って、容器２を検査する検査機材２４が設けられる。

検査部チャンバー８０内は稼働前に殺菌され、稼働時には無菌エアが供給され、無菌雰囲気が維持される。無菌充填機の稼働前の殺菌において、容器２を検査する検査機材２４が殺菌剤と接触しないように、検査機材２４は密閉された容器に収納される。検査機材２４が殺菌剤に接触して、腐食等が生じないようにするためである。すなわち、検査部７８は密閉された容器に収納された検査機材２４を備える。検査項目や検査の工程は実施の形態１と同様であるが、容器２は既に殺菌されているため、温度測定は行わなくても構わない。

検査により異常と判断された容器２は排出ホイール９１に設けられ排出装置８９により、無菌充填機の外部に排出されるが、正常と判断された容器２はホイール９２を経て充填部３９に搬送される。充填部３９、密封部４４及び排出部４７における工程は実施の形態１と同様である。

無菌充填機の稼働前に、加熱部チャンバー１２及び成形部チャンバー１７内は、殺菌される。例えば、殺菌方法の一つとして、２０ｍｇ／Ｌ以下の濃度で過酸化水素を含有するエアで加熱部チャンバー１２及び成形部チャンバー１７内をガス殺菌する。この場合、加熱部チャンバー１２及び成形部チャンバー１７には実施の形態１と同様に、図５に示すような殺菌剤吹き付けノズル５８が設けられる。また、プリフォーム１や容器２が接触する部位をＵＶランプで照射（紫外線殺菌）しても構わない。また、液状の殺菌剤を滴下等の方法により、プリフォーム１の内部に導入し、殺菌剤がプリフォーム１の内部に残留した状態のまま、プリフォーム１内にブローノズル２１から空気等を吹き込み、殺菌剤を成形部チャンバー１７内に拡散させることにより、成形部チャンバー１７内を殺菌しても構わない。過酸化水素による加熱部チャンバー１２及び成形部チャンバー１７内の殺菌では、殺菌剤が残留する可能性が低いことから、無菌水によるチャンバー内のリンスは行わなくも構わない。

無菌充填機の稼働時に加熱部チャンバー１２及び成形部チャンバー１７内の無菌性を維持するために、加熱部チャンバー１２及び成形部チャンバー１７内に無菌エアを供給する。実施の形態１と同様に、加熱部チャンバー１２及び成形部チャンバー１７は無菌エア供給装置６０を備える。

検査部チャンバー８０は図５に示す実施の形態１と同様に、殺菌剤吹き付けノズル５８、液体吹き付けノズル５９及び無菌エア供給装置６０を備える。無菌充填機稼働前の検査部チャンバー８０内の殺菌は、実施の形態１における各チャンバーと同様に行う。

充填部チャンバー４１、密封部チャンバー４４、排出部チャンバー４９及び出口部チャンバー５３内の洗浄や殺菌は実施の形態１と同様である。充填部チャンバー４１は内容物がチャンバー内に飛散して汚染が激しいため、過酢酸又はアルカリ溶液を殺菌剤として使用するＳＯＰ処理が行われるため、無菌水による洗浄が必要である。しかし、検査部チャンバー８０、排出部チャンバー４９及び出口部チャンバー５３は汚染が限定的であるため、過酸化水素のみのＳＯＰ処理を行うこともあり、この場合は無菌水による洗浄を行わなくても構わない。したがって、内容物殺菌装置６６により製造される無菌水は少なくとも充填部チャンバー４１に供給される。また、少なくとも充填部チャンバー４１に内容物殺菌装置６６により製造される無菌水を供給する無菌水供給装置７０が備えられる。

少なくとも、充填部チャンバー４１は無菌充填機の稼働前にＳＯＰ処理される際、各チャンバーに殺菌剤が噴霧された後、無菌水供給装置７０から各チャンバーに無菌水が供給され、殺菌剤が洗い流される。

本願に係る実施の形態について、プリフォーム１を容器２に成形する無菌充填機により説明したが、プリフォーム成形する容器以外に、カップ、液体紙容器、フィルム包装の無菌充填機にも適用可能である。

６６…殺菌装置
６７…サージタンク
６８…ヘッドタンク
７０…無菌水供給装置
７１…無菌水貯留タンク

Claims

少なくとも、内容物殺菌装置により殺菌された内容物を無菌雰囲気で殺菌された容器に
充填する充填部と、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無菌雰囲気で密封する密封部が順次設けられ、少なくとも前記充填部を遮蔽する充填部チャンバーを備える無菌充填機であって、
前記内容物殺菌装置により殺菌された無菌水を６０℃〜１００℃まで冷却した状態で貯留せずに、前記無菌充填機の少なくとも前記充填部チャンバー内に吹き付けるように供給する無菌水供給装置を備えることを特徴とする無菌充填機。
請求項１に記載の無菌充填機において、
前記無菌水供給装置が、前記無菌水を前記内容物殺菌装置から少なくとも前記充填部チャンバーに供給する無菌水供給配管内を殺菌剤により殺菌する殺菌装置を備えることを特徴とする無菌充填機。
請求項１又は請求項２に記載の無菌充填機において、
前記内容物殺菌装置は複数以上設けられることを特徴とする無菌充填機。
少なくとも、内容物殺菌装置により殺菌された内容物を無菌雰囲気で殺菌された容器に充填する充填部と、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無菌雰囲気で密封する密封部が順次設けられ、少なくとも前記充填部を遮蔽する充填部チャンバーを備える無菌充填機の浄化方法であって、
前記内容物殺菌装置により殺菌された無菌水を６０℃〜１００℃まで冷却した状態で貯留せずに供給することにより、少なくとも前記充填部チャンバー内に前記無菌水を吹き付け、前記充填部チャンバー内を浄化することを特徴とする無菌充填機の浄化方法。
請求項４に記載の無菌充填機の浄化方法において、
前記無菌水を前記内容物殺菌装置から少なくとも前記充填部チャンバーに供給する無菌水供給配管内を殺菌剤により殺菌することを特徴とする無菌充填機の浄化方法。
請求項４又は請求項５に記載の無菌充填機の浄化方法において、
複数以上の前記内容物殺菌装置の少なくとも１より前記無菌水を供給することを特徴とする無菌充填機の浄化方法。