JP2018177245A - 無菌充填システムおよびｓｉｐ処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＳＩＰ処理中にタンクを冷却するための専用の圧縮エア製造設備を準備しなくても、短時間でタンクを冷却することが可能な、無菌充填システムを提供する。
【解決手段】無菌充填システム１０は、高圧エアを供給する高圧エア源８１と、プリフォーム３１に対して高圧エア源８１からの高圧エアを供給することにより容器３０を成形するブロー成形装置５０と、内容物を滅菌する飲料滅菌装置４１と、容器３０に対して内容物を充填する充填装置１５と、内容物を貯留する貯留タンク４２とを備えている。高圧エア源８１からの高圧エアを貯留タンク４２に向けて供給する連結ライン９５が設けられている。連結ライン９５に、高圧エア源８１からの高圧エアを減圧する減圧機構８４が設けられ、高圧エア源８１からの高圧エアは、減圧機構８４によって減圧されて貯留タンク４２に供給される。
【選択図】図１

Description

本発明は、無菌充填システムおよびこのような無菌充填システムを用いたＳＩＰ処理方法に関する。

従来、飲料等の無菌充填装置において、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、この無菌充填装置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（例えば、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。

ＳＩＰ処理は、例えば、上記ＣＩＰ処理によって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。

特開２０１２−２５４８９号公報

従来、滅菌された飲料等を無菌充填機等に送る途中に設けられたタンクを蒸気によってＳＩＰ処理し、その後、蒸気によって加熱されたタンクを冷却するために圧縮エアを使用することが行われている。大容量のアセプティックサージタンクを有する無菌充填設備の場合、短時間でタンクを冷却するために、例えば約０．６ＭＰａの圧力で流量が約１０，０００ＮＬ／ｍｉｎ程度以上の圧縮エアを用いることが望ましい。しかしながら、このように、ＳＩＰ処理中にタンクを冷却するためだけに用いられる圧縮エア製造設備（コンプレッサー）を準備することは効率的ではない。このため、ＳＩＰ処理中にタンクを冷却するにあたっては、生産中のライン全体で使用する、例えば約５，０００〜７，０００ＮＬ／ｍｉｎの能力相当の圧縮エア製造設備を用いることが一般的である。しかしながら、この場合、タンクの冷却に必要な時間が長く（例えば３０分〜４５分程度）かかってしまう。

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、ＳＩＰ処理中にタンクを冷却するための専用の圧縮エア製造設備を準備しなくても、短時間でタンクを冷却することが可能な、無菌充填システムおよびＳＩＰ処理方法を提供することを目的とする。

本発明は、無菌充填システムであって、高圧エアを供給する高圧エア源と、プリフォームに対して前記高圧エア源からの前記高圧エアを供給することにより容器を成形するブロー成形装置と、内容物を滅菌する内容物滅菌装置と、前記ブロー成形装置によって成形された前記容器に対して前記内容物滅菌装置からの内容物を充填する充填装置と、前記内容物滅菌装置と前記充填装置との間に設けられ、前記内容物を貯留する貯留タンクとを備え、前記高圧エア源からの前記高圧エアを前記貯留タンクに向けて供給する連結ラインが設けられ、前記連結ラインに、前記高圧エア源からの前記高圧エアを減圧する減圧機構が設けられ、前記高圧エア源からの前記高圧エアは、前記減圧機構によって減圧されて前記貯留タンクに供給されることを特徴とする無菌充填システムである。

本発明は、前記高圧エアの圧力が１．０ＭＰａ以上５．０ＭＰａ以下であることを特徴とする無菌充填システムである。

本発明は、前記減圧機構によって前記高圧エアが０．５ＭＰａ以上０．９ＭＰａ以下に減圧されることを特徴とする無菌充填システムである。

本発明は、前記連結ラインに、前記高圧エアを冷却する冷却器が設けられていることを特徴とする無菌充填システムである。

本発明は、前記無菌充填システムを用いたＳＩＰ処理方法であって、前記貯留タンクに加熱水蒸気を供給する工程と、前記高圧エア源からの高圧エアを前記減圧機構によって減圧し、前記貯留タンクに供給することにより、前記貯留タンクの内部の温度を低下させる工程とを備えたことを特徴とするＳＩＰ処理方法である。

本発明によれば、ＳＩＰ処理中にタンクを冷却するための専用の圧縮エア製造設備を準備しなくても、短時間でタンクを冷却することができる。

図１は、本発明の一実施の形態による無菌充填システムを示す概略図。 図２は、ＳＩＰ処理時における貯留タンクを示す概略図。

以下、本発明の一実施の形態について、図１および図２を参照して説明する。図１および図２は本発明の一実施の形態を示す図である。なお、以下の各図において、同一部分には同一の符号を付しており、一部詳細な説明を省略する場合がある。

（無菌充填システム）
まず図１により本実施の形態による無菌充填システムについて説明する。

図１に示す無菌充填システム１０は、プリフォーム３１を二軸延伸ブロー成形することによりボトル３０の成形を行い、このボトル（容器）３０に対して飲料を充填して閉栓する充填システムである。このようなボトル３０は、合成樹脂材料を射出成形して製作したプリフォームを二軸延伸ブロー成形することにより作製することができる。ボトル３０の材料としては、熱可塑性樹脂、特にＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、又はＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）を使用することが好ましい。

図１に示すように、無菌充填システム１０は、高圧エア源８１と、ブロー成形装置５０と、飲料滅菌装置４１と、充填装置１５と、貯留タンク４２とを備えている。

このうちブロー成形装置５０は、プリフォーム３１に対して高圧エア源８１からの高圧エアを供給することにより、ボトル３０を成形するものである。このブロー成形装置５０は、プリフォーム３１を加熱する加熱部５１と、プリフォーム３１からボトル３０をブロー成形するブロー成形部５２とを有している。

加熱部５１は、プリフォーム３１を加熱するゾーンである。この加熱部５１において、プリフォーム３１は、その口部を下に向けられた状態で回転しながら、周方向に均等に加熱される。この加熱部５１におけるプリフォーム３１の加熱温度は、例えば９０℃乃至１２５℃である。

ブロー成形部５２は、加熱されたプリフォーム３１を二軸延伸ブロー成形することによりボトル３０を作製するものである。すなわち加熱部５１から送られた加熱されたプリフォーム３１は、ブロー成形部５２の図示しないブロー成形金型内に挿着される。その後、高圧エア源８１からの高圧エアが、プリフォーム３１内に挿入された延伸ロッドからプリフォーム３１内へ供給され、二軸延伸ブロー成形が行なわれる。このようなブロー成形によって、プリフォーム３１からボトル３０が作製される。

充填装置１５は、ブロー成形装置５０によって成形されたボトル３０に対して飲料滅菌装置４１からの飲料（内容物）を充填し、その後閉栓するものである。なお、充填装置１５は、ブロー成形装置５０と一体化されていても良く、ブロー成形装置５０から離間して配置されていても良い。

この充填装置１５は、ボトル殺菌部１１と、内容物充填部（フィラー）２０と、キャップ装着部（キャッパー、巻締及び打栓機）１６とを有している。これらボトル殺菌部１１、内容物充填部２０およびキャップ装着部１６は、ボトル３０の搬送方向に沿って、上流側から下流側に向けてこの順に配設されている。

ボトル殺菌部１１は、ブロー成形装置５０から送られてきたボトル３０を殺菌するものである。このボトル殺菌部１１において、ボトル３０には例えば過酸化水素水溶液等の殺菌剤が噴射され、ボトル３０内が殺菌される。殺菌されたボトル３０には、無菌の加熱エア又は常温エアが噴射され、これにより過酸化水素の活性化を行いつつ、ボトル３０内から異物、過酸化水素等が除去される。その後、殺菌されたボトル３０に対して、無菌の１５℃以上８５℃以下の水を用いた洗浄を行うことにより、ボトル３０に付着した過酸化水素を洗い流し、且つ異物が除去される。

内容物充填部２０は、ボトル３０の口部からボトル３０内へ、飲料滅菌装置４１によって予め殺菌処理された飲料（内容物）を充填するものである。この内容物充填部２０において、空の状態のボトル３０に対して飲料が充填される。内容物充填部２０において、複数のボトル３０が回転（公転）されながら、ボトル３０の内部へ飲料が充填される。

内容物充填部２０へ供給される飲料は、予め飲料調合部４０によって作製される。内容物充填部２０は、飲料調合部４０から送られた飲料をボトル３０の内部に充填する。なお、飲料調合部４０の構成は後述する。

キャップ装着部１６は、ボトル３０の口部にキャップ３３を装着することにより、ボトル３０を閉栓するものである。キャップ装着部１６において、ボトル３０の口部は予め殺菌されたキャップ３３により閉じられ、ボトル３０内に外部の空気や微生物が侵入しないように密封される。キャップ装着部１６において、飲料が充填された複数のボトル３０が回転（公転）しながらその口部にキャップ３３が装着される。このようにして、ボトル３０の口部にキャップ３３を装着することにより、製品ボトル３５が得られる。

このように、本実施の形態による無菌充填システム１０において、プリフォーム３１の供給からボトル３０の成形を経て、ボトル３０への飲料の充填および閉栓に至る工程を連続して行っている。この場合、外部から無菌充填システム１０まで、容積の大きいボトル３０の形態ではなく容積の小さいプリフォームの形態で運搬することができるので、無菌充填システム１０を構成する設備をコンパクトにすることができる。

なお、無菌充填システム１０は、内部が無菌状態に保持された無菌チャンバーを有していても良い。この場合、無菌チャンバーの内部に、上述したブロー成形装置５０および充填装置１５が収容されていても良い。

飲料調合部４０は、原料液調合装置４６と、飲料滅菌装置４１と、貯留タンク４２とを備えている。また、原料液調合装置４６、飲料滅菌装置４１、貯留タンク４２及び内容物充填部２０は、飲料供給系配管６０ａ〜６０ｃによって連結されている。

原料液調合装置４６は、飲料原料から原料液を調合するものである。ここで飲料原料とは、甘味料、果汁、植物の抽出物、乳製品、香料、酸味調整剤、ビタミン類等が挙げられる。また、飲料は、例えば上記飲料原料の１種または２種以上を所定の割合で飲料用水と混合して作製されても良い。

原料液調合装置４６は、飲料供給系配管６０ａを介して飲料滅菌装置４１に接続されている。飲料滅菌装置４１には、原料液調合装置４６において作製された原料液が供給される。そして飲料滅菌装置４１は、供給された原料液を殺菌することにより、殺菌済み飲料を作製する。この飲料滅菌装置４１は、例えば超高温瞬間殺菌装置（ＵＨＴ：Ultra High-temperature）からなっていても良い。この場合、ＵＨＴからなる飲料滅菌装置４１には、原料液調合装置４６から原料液が供給され、この原料液を瞬間的に加熱殺菌することにより殺菌済み飲料が作製される。

飲料滅菌装置（内容物滅菌装置）４１は、飲料供給系配管６０ｂを介して貯留タンク（アセプティッククッションタンク、無菌貯蔵タンク）４２に接続されている。この貯留タンク４２には、飲料滅菌装置４１において殺菌された殺菌済み飲料が供給される。貯留タンク４２は、飲料滅菌装置４１で殺菌された殺菌済み飲料を一時的に貯留するものである。後述するように、ＳＩＰ処理時において、貯留タンク４２には、高圧エア源８１からの高圧エアを減圧した低圧の無菌エア（減圧エア）が供給され、この無菌エアが貯留タンク４２内に充填される。貯留タンク４２の容量は、例えば２，０００Ｌ以上４０，０００Ｌ以下としても良い。

貯留タンク４２は、飲料供給系配管６０ｃを介して充填ヘッドタンク（バッファータンク）７５に接続されている。充填ヘッドタンク７５は、内容物充填部２０の上側部分に配置されている。この充填ヘッドタンク７５の内部には飲料が一時的に充填されている。また充填ヘッドタンク７５には、ガス供給ライン７４が接続されている。ガス供給ライン７４には、充填ヘッドタンク用無菌フィルタ７３が設けられ、充填ヘッドタンク用無菌フィルタ７３を介して無菌化された無菌エアが充填ヘッドタンク７５に供給される。充填ヘッドタンク７５の容量は、例えば１００Ｌ以上１，０００Ｌ以下としても良い。

内容物充填部２０においては、充填ヘッドタンク７５に充填された飲料が、空の状態のボトル３０に対して充填される。内容物充填部２０は、図示しない複数の充填ノズルを有している。内容物充填部２０において、複数のボトル３０が回転（公転）されながら、この充填ノズルによってボトル３０の内部へ飲料が充填される。

上述したように、原料液調合装置４６、飲料滅菌装置４１、貯留タンク４２及び内容物充填部２０は、飲料供給系配管６０ａ〜６０ｃによって連結されている。飲料供給系配管６０ａ〜６０ｃの内部には、飲料が順次通過する。

次に、無菌充填システム１０における高圧エアの流れについて説明する。

高圧エア源８１は、高圧エアを発生させるための装置であり、例えば公知の高圧コンプレッサーであっても良い。高圧エア源８１からの高圧エアは、主にブロー成形装置５０のブロー成形部５２でプリフォーム３１をブロー成形する際に用いられる。高圧エアの圧力は、上記ブロー成形に必要な程度の圧力であり、例えば１．０ＭＰａ以上５．０ＭＰａ以下、好ましくは２．５ＭＰａ以上４．０ＭＰａ以下、更に好ましくは３．０ＭＰａ以上４．０ＭＰａ以下である。また、高圧エア源８１からの高圧エアのエア量は、４００Ｎｍ^３／ｍｉｎ以上４，０００Ｎｍ^３／ｍｉｎ以下としても良い。なお、本実施の形態において、後述するように、高圧エア源８１からの高圧エアは、減圧弁８４によって減圧されることにより、貯留タンク４２内をＳＩＰ（Sterilizing in Place）処理する際にも用いられる。

高圧エア源８１は、高圧エア供給配管９０ａを介して高圧エアタンク８２に接続されている。この高圧エアタンク８２は、高圧エア源８１から送られた高圧エアを一時的に貯留するものである。高圧エアタンク８２の内部において、高圧エアの圧力は３．０ＭＰａ以上４．０ＭＰａに保持される。また、高圧エアタンク８２の容量は、例えば１，０００Ｌ以上１０，０００Ｌ以下としても良い。

高圧エアタンク８２は、高圧エア供給配管９０ｂを介してブロー成形装置５０のブロー成形部５２に接続されている。このブロー成形部５２において、高圧エア源８１からの高圧エアを用いてブロー成形が行われる。具体的には、ブロー成形部５２において、図示しない金型内に挿入された延伸ロッドからプリフォーム３１内へ高圧エアが供給され、二軸延伸ブロー成形が行なわれる。

本実施の形態において、高圧エア供給配管９０ｂは、その途中の分岐部９１で分岐している。この分岐部９１からは、連結ライン９５が延びている。この連結ライン９５は、高圧エア供給配管９０ｂと貯留タンク４２とを連結し、高圧エア源８１から高圧エア供給配管９０ａ、高圧エアタンク８２、高圧エア供給配管９０ｂを順次介して送られた高圧エアを、貯留タンク４２に向けて供給する役割を果たす。なお、連結ライン９５は、貯留タンク４２内をＳＩＰ処理する際に用いられるものであり、通常時、すなわち製品ボトル３５を生産する際には閉鎖されている。一方、貯留タンク４２内をＳＩＰ処理する際には、連結ライン９５が開放されるのに対し、高圧エア供給配管９０ｂのうちブロー成形装置５０側の部分が閉鎖され、ブロー成形部５２に対する高圧エアの供給が停止する。

連結ライン９５には、高圧エアを冷却する冷却器８３と、高圧エアを減圧して減圧エアとする減圧弁（減圧機構）８４と、減圧エアを無菌化する貯留タンク用無菌フィルタ８５が順次設けられている。

このうち冷却器８３は、分岐部９１で分岐して送られてきた高圧エアを冷却するものであり、例えば熱交換器からなっていても良い。この冷却器８３によって高圧エアが冷却されることにより、貯留タンク４２内をＳＩＰ処理する際、この冷却されたエアを用いて蒸気で加熱された貯留タンク４２内の温度を下げることができる。また、冷却器８３が減圧弁８４で減圧される前の高圧エアを冷却するので、減圧エアを冷却する場合と比較して、後段の減圧弁８４による断熱膨張により更にエアが冷やされるため、より冷却効果の高いエアを供給することができる。

減圧弁（減圧機構）８４は、高圧エア源８１から連結ライン９５に送られてきた高圧エアを減圧することにより、減圧エアを生成するものである。そして高圧エア源８１からの高圧エアは、減圧弁８４によって減圧されて貯留タンク４２に向けて供給される。この減圧弁８４において、例えば、１．０ＭＰａ以上５．０ＭＰａ以下の高圧エアが、０．５ＭＰａ以上０．９ＭＰａ以下の減圧エアとなる。このように、減圧弁８４を設けたことにより、貯留タンク４２内をＳＩＰ処理する際、貯留タンク４２内の圧力が上昇しすぎることを防止している。

貯留タンク用無菌フィルタ８５は、減圧弁８４で生成した減圧エアを無菌化することにより、高圧エア源８１側からの菌が貯留タンク４２内に侵入する不具合を防止している。

連結ライン９５には、低圧エアタンク９８を介して低圧エア源９７が接続されている。低圧エア源９７は、低圧エアを発生させる装置であり、例えば公知の低圧コンプレッサーであっても良い。低圧エアの圧力は、例えば０．１ＭＰａ以上０．９ＭＰａ以下である。また、低圧エア源９７からの低圧エアのエア量は、例えば１，０００Ｎｍ^３／ｍｉｎ以上１０，０００Ｎｍ^３／ｍｉｎ以下である。低圧エア源９７からの低圧エアは、主に、通常の製品ボトル３５の生産中に貯留タンク４２を冷却するために用いられ、後述するＳＩＰ処理時には用いられない。これは、ＳＩＰ処理時と異なり、製品ボトル３５の生産中に貯留タンク４２を冷却するために用いられるエアの量はわずかなので、高圧エア源８１のような大規模なエア源を用いる必要がないためである。

低圧エア源９７は、低圧エア供給配管９９ａを介して低圧エアタンク９８に接続されている。この低圧エアタンク９８は、低圧エア源９７から送られた低圧エアを一時的に貯留するものである。低圧エアタンク９８の容量は、例えば１，０００Ｌ以上１０，０００Ｌ以下としても良い。低圧エアタンク９８は、低圧エア供給配管９９ｂを介して連結ライン９５の途中（分岐部９１と冷却器８３との間）に接続されている。

（飲料充填方法）
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。まず、無菌充填システム１０（図１）を用いた通常時における充填方法、すなわち飲料をボトル３０に充填して製品ボトル３５を製造する飲料充填方法について説明する。

はじめにプリフォーム３１が無菌充填システム１０の外部から無菌充填システム１０に送られ、ブロー成形装置５０に投入される。このブロー成形装置５０において、プリフォーム３１が加熱部５１によって加熱される。この間、プリフォーム３１は、口部を下に向けた状態で回転しながら、加熱部５１のヒーターによって周方向に均等に加熱される。

続いて、加熱されたプリフォーム３１は、ブロー成形部５２に送られる。ブロー成形部５２に送られたプリフォーム３１は、ブロー成形部５２の図示しないブロー成形金型内に挿着される。その後、プリフォーム３１内に挿入された延伸ロッドからプリフォーム３１内へ高圧エアが供給され、二軸延伸ブロー成形が行なわれる。このようなブロー成形によって、プリフォーム３１からボトル３０が得られる。

この間、高圧エア源８１からの高圧エアは、高圧エア供給配管９０ａ、高圧エアタンク８２および高圧エア供給配管９０ｂを順次介してブロー成形部５２に供給される。この高圧エアの圧力は、上述したように好ましくは２．５ＭＰａ以上４．０ＭＰａの高圧である。そして上述したブロー成形工程において、高圧エア源８１からの高圧エアが、延伸ロッドからプリフォーム３１内へ供給され、ブロー成形が行われる。

次にボトル３０は、ブロー成形部５２から充填装置１５内に搬送される。

続いて、充填装置１５のボトル殺菌部１１において、ボトル３０に対して殺菌剤である過酸化水素水溶液を用いて殺菌処理が行われる。この過酸化水素水溶液は、１重量％以上、好ましくは３５重量％の濃度の過酸化水素水溶液を一旦気化させた後に凝縮したガス又はミストであり、このガス又はミストがボトル３０に向かって供給される。次いで、ボトル３０には、無菌の加熱エア又は常温エアが供給されることにより、過酸化水素の活性化を行いつつ、ボトル３０から異物、過酸化水素等が除去される。その後、ボトル３０には、無菌の１５℃以上８５℃以下の水による洗浄が施される。この無菌水によって、ボトル３０に付着した過酸化水素を洗い流し、且つ異物が除去される。

続いて、ボトル３０は内容物充填部２０に搬送される。この内容物充填部２０において、ボトル３０は回転（公転）されながら、その口部からボトル３０内へ飲料（内容物）が充填される。

内容物充填部２０で充填される飲料は、飲料調合部４０で予め作製される。すなわちまず、原料液調合装置４６において、飲料原料から原料液が調合される。次に、原料液は、飲料供給系配管６０ａを介して例えば超高温瞬間殺菌装置（ＵＨＴ）からなる飲料滅菌装置４１に送られる。この飲料滅菌装置４１において、原料液調合装置４６から送られた原料液を殺菌することにより、殺菌済み飲料を作製する。この間、飲料滅菌装置４１には、原料液調合装置４６から原料液が供給され、この原料液を瞬間的に加熱して殺菌することにより殺菌済み飲料が得られる。

飲料滅菌装置４１で殺菌された飲料は、飲料供給系配管６０ｂを介して貯留タンク４２に送られ、貯留タンク４２で一時的に貯留される。続いて、貯留タンク４２からの飲料は、飲料供給系配管６０ｃを介して内容物充填部２０の充填ヘッドタンク７５に送り込まれる。充填ヘッドタンク７５に送られた飲料は、充填ヘッドタンク７５で一時的に貯留される。なお、貯留タンク４２は、低圧エア源９７からの低圧エアによって冷却されている。

その後、内容物充填部２０において、充填ヘッドタンク７５で貯留された飲料が、空の状態のボトル３０に対して充填される。

このようにして内容物充填部２０で飲料が充填されたボトル３０は、キャップ装着部１６に搬送される。キャップ装着部１６において、予め殺菌されたキャップ３３が内容物充填部２０から搬送されてきたボトル３０の口部に装着される。これにより、ボトル３０とキャップ３３とを有する製品ボトル３５が得られる。

その後、製品ボトル３５は、キャップ装着部１６から無菌充填システム１０の外部に設けられた、例えば包装ラインへ搬出され、その表面に適宜ラベルが付与される。

なお、上記各工程は、無菌チャンバーで囲まれた無菌の雰囲気内すなわち無菌の環境下で行われても良い。この場合、無菌エアが常時無菌チャンバー外に向かって吹き出るように、無菌チャンバー内に陽圧の無菌エアが供給される。

なお、無菌充填システム１０におけるボトル３０の生産（搬送）速度は、１００ｂｐｍ以上かつ１５００ｂｐｍ以下とすることが好ましい。ここでｂｐｍ（bottle per minute）とは、１分間当たりのボトル３０の搬送速度をいう。

次に、無菌充填システム１０において、例えば定期的にあるいは飲料の種類を切り替える際に、ＣＩＰ（Cleaning in Place）処理およびＳＩＰ（Sterilizing in Place）処理を行う場合の作用について説明する。

（ＣＩＰ処理方法）
まず、無菌充填システム１０の飲料供給系配管内をＣＩＰ処理する。具体的には、飲料原料を原料液調合装置４６に供給する経路の管路内から内容物充填部２０の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、その後、水に酸性薬剤を添加した洗浄液を流す。すなわち、アルカリ性の洗浄液を、原料液調合装置４６の上流側の配管経路から流入させ、飲料供給系配管６０ａ、飲料滅菌装置４１、飲料供給系配管６０ｂ、貯留タンク４２、飲料供給系配管６０ｃ、充填ヘッドタンク７５を順次介して、内容物充填部２０のノズルから流出させる。その後、同様にして、酸性の洗浄液を、原料液調合装置４６の上流側の配管経路から流入させ、飲料供給系配管６０ａ、飲料滅菌装置４１、飲料供給系配管６０ｂ、貯留タンク４２、飲料供給系配管６０ｃ、充填ヘッドタンク７５を順次介して、内容物充填部２０のノズルから流出させる。これにより、飲料が通過する流路内に付着した前回の飲料の残留物等が除去される。

（ＳＩＰ処理方法）
次に、ＳＩＰ処理を行う。ＳＩＰ処理は、飲料の充填作業に入る前に、予め飲料が通過する流路内を殺菌するための処理であり、例えば、上記ＣＩＰで洗浄した流路内に加熱蒸気又は熱水を流すことによって行われる。これにより、飲料が通過する流路内が殺菌処理され無菌状態とされる。

すなわち、例えばＣＩＰ処理の後、飲料滅菌装置４１内部の経路に熱水を通してその内部を殺菌し、その後熱水を部分的に冷却することによってＳＩＰ処理が行われる。

一方、貯留タンク４２、飲料供給系配管６０ｂ、飲料供給系配管６０ｃ、充填ヘッドタンク７５及び内容物充填部２０には、蒸気を通してその内部を殺菌し、その後冷却エアおよび無菌水を順次通して冷却することによってＳＩＰ処理が行われる。

次に、図２（ａ）−（ｃ）を参照して、蒸気により貯留タンク４２をＳＩＰ処理する際の作用について更に説明する。図２（ａ）−（ｃ）は、ＳＩＰ処理中の貯留タンク４２を示している。図２（ａ）−（ｃ）中、符号４３は貯留タンク４２の底部に設けられたドレンを示し、符号４４は貯留タンク４２の内部の温度を計測する温度計を示している。

すなわち、まず図２（ａ）に示すように、水蒸気供給源４５からの加熱水蒸気を貯留タンク４２に供給する。この加熱水蒸気によって貯留タンク４２の内部を加圧および加熱し、貯留タンク４２の内部を殺菌する。具体的には、温度計４４の温度が例えば１２０℃以上１３５℃以下まで昇温し、内部の圧力が０．２ＭＰａ以上０．３５ＭＰａ以下となった状態で、５分以上３０分以下程度の時間保持する。なお、加熱水蒸気は、貯留タンク４２から飲料供給系配管６０ｃ、充填ヘッドタンク７５及び内容物充填部２０にも送られ、これらの内部も殺菌される。なお、蒸気によって加圧および加熱している間、貯留タンク４２の内部に水が溜まると温度が低下してしまうので、貯留タンク４２の圧力が低下しないようにドレン４３から水を抜くことが好ましい。

次に、図２（ｂ）に示すように、高圧エア源８１からの高圧エアを減圧して減圧エアとした状態で、貯留タンク４２に供給する。この間、図１に示すように、高圧エア源８１からの高圧エアは、高圧エア供給配管９０ａ、高圧エアタンク８２、高圧エア供給配管９０ｂを順次通過して、分岐部９１で分岐し、連結ライン９５に送られる。次いで、高圧エアは、連結ライン９５に設けられた冷却器８３によって冷却され、その温度が例えば２０℃以上４０℃以下まで低下する。続いて、１．０ＭＰａ以上５．０ＭＰａ以下の圧力であった高圧エアは、連結ライン９５に設けられた減圧弁８４において、例えば０．５ＭＰａ以上０．９ＭＰａ以下の圧力まで減圧され、減圧エアとなる。その後、この減圧エアは、貯留タンク用無菌フィルタ８５において無菌化された後、貯留タンク４２に送られる。

このように、減圧エアを用いて、貯留タンク４２の内部の蒸気を無菌エアに置換するとともに、貯留タンク４２の内部の温度を低下させる。具体的には、貯留タンク４２の内部を、温度計４４の温度が例えば７５℃以上９０℃以下程度になるまで冷却する。また、このとき貯留タンク４２の内部の圧力は０．００３ＭＰａ以上０．３ＭＰａ以下となる。このように、高圧エア源８１からの高圧エアを減圧した減圧エアを用いて、貯留タンク４２の内部を冷却する時間は、例えば２０分以上５０分以下とすることができる。なお、減圧エアは、貯留タンク４２から飲料供給系配管６０ｂ、６０ｃ、充填ヘッドタンク７５及び内容物充填部２０にも送られ、これらの内部もエアに置換されるとともに冷却される。

その後、図２（ｃ）に示すように、引き続き高圧エア源８１からの高圧エアを減圧して貯留タンク４２に供給するとともに、貯留タンク４２の外方に設けられた冷却水ノズル４８から冷却水を噴出し、貯留タンク４２の外面を冷却する。これにより、貯留タンク４２の内部の温度を更に低下させる。具体的には、貯留タンク４２の内部を、温度計４４の温度が例えば４０℃以上５０℃以下程度になるまで冷却する。なお、このとき貯留タンク４２の内部の圧力は０．００３ＭＰａ以上０．３ＭＰａ以下となる。このように、高圧エア源８１からの高圧エアを減圧した減圧エアと、冷却水ノズル４８からの冷却水とを用いて、貯留タンク４２を冷却する時間は、例えば１分以上１０分以下とすることができる。この間、減圧エアは、貯留タンク４２から飲料供給系配管６０ｃ、充填ヘッドタンク７５及び内容物充填部２０にも送られ、これらの内部も引き続き冷却される。

このように、本実施の形態によれば、貯留タンク４２をＳＩＰ処理する際、高圧エア源８１からの高圧エアは、減圧弁８４によって減圧されて貯留タンク４２に供給される。このため、貯留タンク４２に対して大容量のエア（例えば３，０００ＮＬ／ｍｉｎ以上１５，０００ＮＬ／ｍｉｎ以下）を供給することができ、貯留タンク４２の冷却時間を短縮することができる。例えば、貯留タンク４２の冷却時間を５分以上１５分以下程度まで短縮することができる。

また、本実施の形態によれば、高圧エア源８１からブロー成形部５２に送られるブロー成形用の高圧エアを用いて、ＳＩＰ処理時に貯留タンク４２を冷却する。これにより、ＳＩＰ処理時に貯留タンク４２を冷却するための専用の圧縮エア製造設備（コンプレッサー）等を準備する必要がないので、設備のコスト上昇を抑えることができる。さらに、ＳＩＰ処理時に貯留タンク４２を冷却する際、無菌充填システム１０のライン全体で使用する圧縮エアを用いる場合と比較して、高圧エア源８１を用いることにより貯留タンク４２に大容量のエアを供給することが可能となり、貯留タンク４２の冷却時間を短縮することができる。

また、本実施の形態によれば、連結ライン９５に、高圧エア源８１からの高圧エアを減圧する減圧弁８４を設け、高圧エアが貯留タンク４２にそのまま供給されることを防止しているので、高圧エアによって貯留タンク４２の圧力が上昇しすぎてしまうことを防止している。

さらに、本実施の形態によれば、連結ライン９５に、高圧エアを冷却する冷却器８３が設けられている。これにより、冷却器８３を通った高圧エアが減圧弁８４にて減圧される際、断熱膨張されることで更に温度が下がり、ＩＰ処理時に貯留タンク４２をより効率良く冷却することができる。

１０ 無菌充填システム
１１ ボトル殺菌部
１５ 充填装置
１６ キャップ装着部
２０ 内容物充填部
３０ ボトル
３３ キャップ
３５ 製品ボトル
４０ 飲料調合部
４１ 飲料滅菌装置
４２ 貯留タンク
４６ 原料液調合装置
５０ ブロー成形装置
５１ 加熱部
５２ ブロー成形部
７５ 充填ヘッドタンク
８１ 高圧エア源
８２ 高圧エアタンク
８３ 冷却器
８４ 減圧弁
９５ 連結ライン

Claims (5)

1. 無菌充填システムであって、
   高圧エアを供給する高圧エア源と、
   プリフォームに対して前記高圧エア源からの前記高圧エアを供給することにより容器を成形するブロー成形装置と、
   内容物を滅菌する内容物滅菌装置と、
   前記ブロー成形装置によって成形された前記容器に対して前記内容物滅菌装置からの内容物を充填する充填装置と、
   前記内容物滅菌装置と前記充填装置との間に設けられ、前記内容物を貯留する貯留タンクとを備え、
   前記高圧エア源からの前記高圧エアを前記貯留タンクに向けて供給する連結ラインが設けられ、
   前記連結ラインに、前記高圧エア源からの前記高圧エアを減圧する減圧機構が設けられ、
   前記高圧エア源からの前記高圧エアは、前記減圧機構によって減圧されて前記貯留タンクに供給されることを特徴とする無菌充填システム。
2. 前記高圧エアの圧力が１．０ＭＰａ以上５．０ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１記載の無菌充填システム。
3. 前記減圧機構によって前記高圧エアが０．５ＭＰａ以上０．９ＭＰａ以下に減圧されることを特徴とする請求項１又は２記載の無菌充填システム。
4. 前記連結ラインに、前記高圧エアを冷却する冷却器が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の無菌充填システム。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項記載の無菌充填システムを用いたＳＩＰ処理方法であって、
   前記貯留タンクに加熱水蒸気を供給する工程と、
   前記高圧エア源からの高圧エアを前記減圧機構によって減圧し、前記貯留タンクに供給することにより、前記貯留タンクの内部の温度を低下させる工程とを備えたことを特徴とするＳＩＰ処理方法。

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