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WO2014208551A1 - 飲料供給系配管の殺菌方法及び装置 - Google Patents

飲料供給系配管の殺菌方法及び装置 Download PDF

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Publication number
WO2014208551A1
WO2014208551A1 PCT/JP2014/066701 JP2014066701W WO2014208551A1 WO 2014208551 A1 WO2014208551 A1 WO 2014208551A1 JP 2014066701 W JP2014066701 W JP 2014066701W WO 2014208551 A1 WO2014208551 A1 WO 2014208551A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
supply system
beverage supply
value
sterilization
beverage
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/066701
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
睦 早川
周太 伊東
Original Assignee
大日本印刷株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 大日本印刷株式会社 filed Critical 大日本印刷株式会社
Priority to EP14817339.6A priority Critical patent/EP3015418B1/en
Priority to JP2015524059A priority patent/JP6455428B2/ja
Priority to CN201480030097.9A priority patent/CN105246821B/zh
Priority to US14/895,622 priority patent/US10384240B2/en
Publication of WO2014208551A1 publication Critical patent/WO2014208551A1/ja

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    • B67C7/0073—Sterilising, aseptic filling and closing
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    • A61L2202/10—Apparatus features
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B2210/00—Specific aspects of the packaging machine
    • B65B2210/06—Sterilising or cleaning machinery or conduits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B2210/00—Specific aspects of the packaging machine
    • B65B2210/06—Sterilising or cleaning machinery or conduits
    • B65B2210/08—Cleaning nozzles, funnels or guides through which articles are introduced into containers or wrappers

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for sterilizing beverage supply piping for filling beverages in containers such as PET bottles.
  • the beverage When a beverage is filled into a container such as a bottle with an aseptic filling device, the beverage itself must be sterilized to be in a sterile state, as well as a surge tank, a liquid supply pipe, a filling nozzle, etc. in the aseptic filling device.
  • the beverage supply system piping provided must also be cleaned in advance and sterilized to be aseptic.
  • the F value that is the sterilization value of the beverage is measured, and whether or not the beverage is sterilized to the extent that the quality of the beverage can be guaranteed is confirmed based on the history information.
  • the F value that is the sterilization value of the beverage is measured, and whether or not the beverage is sterilized to the extent that the quality of the beverage can be guaranteed is confirmed based on the history information.
  • CIP for example, after flowing a cleaning solution in which an alkaline agent such as caustic soda is added to water, a cleaning solution in which an acidic agent is added to water is supplied to the flow path from the inside of the beverage filling path to the filler filling nozzle. Is done. Thereby, the residue etc. of the last drink adhering in a drink filling path
  • route are removed (for example, refer patent document 1, 2, 3).
  • SIP is a process for sterilizing the inside of the beverage supply system piping before entering a beverage filling operation.
  • SIP is performed by flowing heated steam or hot water through the beverage filling path cleaned with the CIP. Is called.
  • route is sterilized and made into a sterilized state (for example, refer patent document 3, Paragraph 0003).
  • the beverage supply system piping of the aseptic filling device is mainly formed of a metal such as stainless steel material, and since there is no change in quality as in beverages, relatively rough F value management is performed. .
  • the F value is 233, but it is known from experience that this level is sufficient for sterilization of the beverage supply system piping. Therefore, when the temperature of each beverage sensor reaches 130 ° C. by measuring the temperature with temperature sensors arranged in various places where the temperature of the beverage supply system piping is difficult to rise while flowing heated steam or hot water through the beverage supply system piping. When the timer is activated and the timer measures 30 minutes, the heating of the beverage supply system piping by heating steam or the like is finished.
  • FIG. 7 shows the method of heating the beverage supply system piping in relation to temperature and time. That is, steam is continuously sent for 30 minutes from the time when the lowest temperature of the temperature sensor measured at each location of the beverage supply system piping reaches 130 ° C., the beverage supply system piping is heated, and 30 minutes have passed. The supply of steam or the like is stopped, and aseptic cooling air or the like is supplied instead to cool the beverage supply system piping.
  • the temperature is raised to 135 ° C. because the temperature fluctuation is expected for safety.
  • the sterilization condition is 130 ° C. or more and 30 minutes, and the hatched area corresponds to the F value 233. However, in reality, the integrated portion of the F value exceeding 130 ° C. is ignored.
  • the present invention aims to provide a method and apparatus for sterilizing beverage supply system piping of a beverage filling device that can solve such problems.
  • the present inventor examined the management of the F value in order to review the heat energy required for SIP and the sterilization time required for SIP in the beverage supply system piping of the aseptic filling device, and only the time after reaching 130 ° C. If the sterilization effect is managed by integration with the F value, the F value integration from 121.1 ° C to 130 ° C and the F value exceeding 130 ° C can also be integrated, so it is shorter than 30 minutes. It was found that the F value 233 can be reached in time.
  • the beverage supply system pipe branches into a large number of pipes via a manifold in the filler, and the end of each branch pipe is connected to a filling nozzle.
  • a temperature sensor is attached to one branch pipe and the F value is measured, but according to the experiments of the present inventor, it has been found that there are variations in temperature among a large number of filling nozzles. Therefore, in order to optimize the SIP, it is desirable to attach temperature sensors to the filling nozzles themselves, and to attach temperature sensors to all the filling nozzles and measure the F value for each filling nozzle. It is done.
  • the SIP can be managed by measuring the time passed.
  • the present invention has been made on the basis of the above knowledge, and is characterized by having the following configuration.
  • hot water or heated steam is sent to the beverage supply system pipe (7) for simultaneously sending beverages to the plurality of filling nozzles (2a), and this hot water or heated steam is sent to all the filling nozzles.
  • the F value is calculated while detecting the temperature of the predetermined portion of the beverage supply system pipe (7) and the temperature of all the filling nozzles (2a) every predetermined time, and the minimum F value is the target.
  • a sterilization method for the beverage supply system pipe that ends the sterilization process is adopted.
  • the beverage supply system pipe (7) has a heat sterilization section (18), and the heat sterilization section (18).
  • the F value may also be calculated for the predetermined locations.
  • the upstream pipe section (7 a) passing through the heat sterilization section (18) of the beverage supply system pipe (7) As described in claim 3, in the method for sterilizing a beverage supply system pipe according to claim 2, the upstream pipe section (7 a) passing through the heat sterilization section (18) of the beverage supply system pipe (7).
  • a return path (6) is provided to form an upstream circulation path, and F value is calculated while flowing hot water through the upstream circulation path, and a filling nozzle (2a from the upstream pipe section (7a) is calculated from the downstream side. It is also possible to calculate the F value while passing the heating steam through the downstream piping portion (7b) leading to), and to end the sterilization step when each minimum F value reaches the target value.
  • the invention which concerns on Claim 5 sends hot water or heated steam to the drink supply system piping which sends a drink simultaneously to several filling nozzles, and discharges this hot water or heated steam from all the filling nozzles
  • a sterilization method for a beverage supply system pipe that performs a sterilization process by measuring the temperature of a predetermined portion of the beverage supply system pipe and all the filling nozzles is adopted.
  • the filling nozzle is specified. Or a signal indicating that the sterilization process is abnormal may be generated.
  • a temperature sensor is provided in each of the plurality of filling nozzles (2a), and the beverage supply system pipe (7) for simultaneously sending beverages to these filling nozzles (2a) also has a predetermined location.
  • a temperature sensor is provided, hot water or heated steam is sent to the beverage supply system pipe (7), and the hot water or heated steam is discharged from all the filling nozzles (2a), while the beverage supply system pipe (7 ) And the temperature of all the filling nozzles (2a) are detected every predetermined time, the F value is calculated, and when the minimum F value reaches the target value, the sterilization process is finished.
  • Adopt sterilization equipment is provided in each of the plurality of filling nozzles (2a), and the beverage supply system pipe (7) for simultaneously sending beverages to these filling nozzles (2a) also has a predetermined location.
  • the beverage supply system pipe (7) has a heat sterilization section (18), and the heat sterilization section (18). Also, a temperature sensor may be provided for the predetermined location to calculate the F value.
  • the upstream pipe section (7 a) passing through the heat sterilization section (18) of the beverage supply system pipe (7) As described in claim 9, in the beverage supply system pipe sterilization apparatus according to claim 7, the upstream pipe section (7 a) passing through the heat sterilization section (18) of the beverage supply system pipe (7).
  • a return path (6) is provided to form an upstream circulation path, and F value is calculated while flowing hot water through the upstream circulation path, and a filling nozzle (2a from the upstream pipe section (7a) is calculated from the downstream side. It is also possible to calculate the F value while passing the heating steam through the downstream piping portion (7b) leading to), and to end the sterilization step when each minimum F value reaches the target value.
  • a temperature sensor or a pressure sensor is provided for each of the plurality of filling nozzles, and the temperature sensor or the pressure is also applied to a predetermined portion of the beverage supply system piping that simultaneously sends the beverage to these filling nozzles.
  • a sensor is provided, hot water or heated steam is sent to the beverage supply system piping, and the hot water or heated steam is discharged from all the filling nozzles, while the predetermined locations of the beverage supply system piping and all the filling nozzles are discharged.
  • a beverage supply system sterilization apparatus that performs a sterilization process by measuring temperature is employed.
  • the filling nozzle As described in claim 11, in the sterilization apparatus for beverage supply system pipe according to claim 10, when there is a filling nozzle whose temperature does not rise to a predetermined value within a predetermined time, the filling nozzle is specified. It is also possible to configure so as to generate a signal.
  • the F value is started to be accumulated at an early stage, and the sterilization process is terminated when the F value reaches the target value. Therefore, the sterilization process of the beverage supply system pipe (7) of the beverage filling apparatus can be achieved more accurately and more quickly than before, and thus hot water and heated steam for sterilization of the beverage supply system pipe (7) can be achieved. Can be reduced, the beverage filling operation can be started at an early stage, the production time at the time of beverage switching can be shortened, and the production efficiency can be improved.
  • the entire beverage supply system pipe (7) can be sterilized quickly and appropriately.
  • hot water or heated steam is sent to a beverage supply system pipe for simultaneously sending beverages to a plurality of filling nozzles, and the hot water or heated steam is discharged from all the filling nozzles,
  • the sterilization process is performed by measuring the temperature of a predetermined portion and all the filling nozzles, for example, only the temperature of the filling nozzle and the supply time of the heating steam are measured, and the calculation of the F value is not performed. In both cases, the sterilization treatment of the beverage supply system pipe (7) of the beverage filling device can be achieved more accurately and more quickly than before.
  • the aseptic filling device includes a beverage preparation device 1 and a filler 2 that fills a bottle b, which is a container, with the beverage.
  • the blending apparatus 1 is for blending beverages such as tea drinks and fruit drinks at a desired blending ratio, for example, and is a known apparatus and will not be described in detail.
  • the beverage supply system pipe 7 is connected between the blending device 1 and the filling nozzle 2 a in the filler 2.
  • the aseptic filling device is provided with a bottle conveyance path for conveying the bottle b, which is a container for filling a beverage, to the filler 2 and conveying the bottle b filled with the beverage by the filler 2 to a capper (not shown).
  • the conveyance path is generally constituted by a plurality of rows of wheels, grippers 4 arranged around each wheel, and the like.
  • the filler 2 is a filling machine that fills a large number of bottles b with a beverage at a high speed, and includes a wheel 5 that constitutes a part of the conveyance path of the bottles b as shown in FIG.
  • This wheel 5 is attached to a portion of the support shaft 21 that stands vertically from the floor surface of the aseptic filling device and that becomes the turning shaft 21a.
  • grippers 4 that hold the neck of the bottle b are arranged at a constant pitch.
  • the gripper 4 is integrated with the wheel 5 and can turn in one direction.
  • a large number of filling nozzles 2 a are attached around the wheel 5 at the same pitch as the gripper 4.
  • the upper part of the support shaft 21 whose rotation is stopped is fixed to the machine frame of the filler 2, and a rotary joint 21b is provided between the upper end of the turning shaft 21a.
  • An upper manifold 22 is provided below the rotary joint 21b in the turning shaft 21a.
  • the portion from the upper portion of the support shaft 21 to the upper manifold 22 is hollow, and the beverage supply system pipe 7 is connected to the upper portion of the support shaft 21.
  • the downstream piping part 7b of the said drink supply system piping 7 is extended from the upper manifold 22 to each filling nozzle 2a.
  • the aseptic chamber 3 is provided with an inlet and an outlet of the bottle b on the upstream side and the downstream side of the conveyance path of the bottle b, but these are not shown.
  • the beverage supply system pipe 7 of this aseptic filling device has a balance tank in order from the upstream side to the downstream side as seen from the flow of the beverage in the pipeline from the preparation device 1 to the filler 2. 5.
  • a heat sterilization unit (UHT (Ultra High Temperature)) 18, a manifold valve 8, a surge tank 19, and a head tank 11 are provided.
  • the UHT 18 includes a first stage heating unit 12, a second stage heating unit 13, a holding tube 14, a first stage cooling unit 15, a second stage cooling unit 16, and the like inside the beverage or the beverage supplied from the balance tank 5 Water is gradually heated while being sent from the first stage heating unit 12 to the second stage heating unit 13 and heated to the target temperature in the holding tube 14, and then the first stage cooling unit 15 and the second stage cooling unit 16. To be gradually cooled.
  • the number of stages of the heating unit and the cooling unit is increased or decreased as necessary.
  • SIP is performed by providing a return path 6 for the upstream piping section 7 a that reaches the manifold valve 8 through the balance tank 5 and the UHT 18 in the beverage supply system piping 7.
  • a circulation path is formed.
  • the temperature sensor 10 is arrange
  • locations where the temperature sensor 10 is disposed for example, out of the pipelines from the first stage heating unit 12 in the UHT 18 to the manifold valve 8, between the respective parts in the UHT 18 and the second stage cooling unit 16. Examples of the location are those in front of the manifold valve 8, and the temperature sensors 10 are respectively disposed at these locations.
  • Information on the temperatures measured by these temperature sensors 10 is transmitted to the controller 17. Since the temperature and the pressure are in a predetermined relationship, the temperature can be detected by providing a pressure sensor instead of the temperature sensor 10.
  • the inside of the filler 2 passes through the surge tank 19 and the head tank 11 from the manifold valve 8 on the downstream side of the upstream pipe section 7 a.
  • the temperature sensor 10 is also disposed at each location including the location where the temperature does not easily rise when heated steam or the like is supplied to the downstream piping portion 7b. Examples of locations where the temperature sensor 10 is disposed include the vicinity of the outlet of the surge tank 19, the bent portion in the middle, the vicinity of the inlet and the outlet of the head tank 11 in the pipe line from the surge tank 19 to the filling nozzle 2 a. be able to.
  • Information on the temperatures measured by these temperature sensors 10 is transmitted to the controller 17. In addition, it can grasp
  • cups 9 that can be brought into contact with and separated from the nozzle ports of the respective filling nozzles 2a of the filler 2 for SIP are arranged.
  • Each cup 9 is connected to an exhaust pipe 20 made of a flexible pipe.
  • each cup 9 is covered with the nozzle opening at the tip of the filling nozzle 2a of the filler 2 by an actuator (not shown), so that the starting end of the exhaust pipe 20 is connected to the opening of the filling nozzle 2a.
  • Each cup 9 is connected to the lower manifold 24 by an exhaust pipe 20.
  • the lower manifold 24 is attached to the swivel shaft 21a of the filler 2, and can swivel integrally with the wheel 5, the filling nozzle 2a, and the like.
  • a joint 25 that can be intermittently provided is provided at the location where the exhaust pipe 20 extends from the lower manifold 24 to the outside of the aseptic chamber 3.
  • the joint 25 is connected during the SIP. In that case, the wheel 5, the filling nozzle 2a, etc. cannot turn.
  • the wheel 5, the filling nozzle 2a and the like can turn.
  • a temperature sensor 10b may be provided at a location where the exhaust pipe 20 is drawn out of the aseptic chamber 3, and the F value may be measured by the temperature sensor 10b. In addition, it can grasp
  • the beverage supply system pipe 7 is provided with various switching valves, pumps, etc. in addition to the manifold valve 8 and an actuator (not shown), and these are also controlled by the output from the controller 17.
  • the SIP of the upstream piping section 7a and the SIP of the downstream piping section 7b can be performed sequentially or in parallel.
  • the pH of the beverage that is the product liquid to be filled in the bottle b is 4.6 or more
  • the reference temperature Tr is 121.1 ° C.
  • the Z value is 10 ° C.
  • the controller 17 calculates the F value at each location from that point.
  • the arithmetic expression is as follows.
  • the upstream side piping section 7a is sterilized, and the first stage cooling section 15 and the second cooling section 15 Cooling water is supplied to the stage cooling unit 16, and the hot water is cooled and circulated, and a continuous circulation standby is performed until the beverage is sterilized.
  • the target value of the F value corresponds to the area of the hatched portion in FIG.
  • the area of the hatched portion in FIG. 6 corresponds to the hatched area portion in FIG.
  • the F value accumulation calculation starts 6 minutes after the start of heating, the heating time is as short as 10 minutes, and the amount of heat stored in the beverage supply system piping 7 is small, so the cooling time is also shortened to 12 minutes. Has been. Therefore, the time from heating to cooling conventionally required 60 minutes, but according to the present invention, it is greatly reduced to 28 minutes.
  • the reference temperatures Tr and Z can be changed according to the type of beverage that is the product liquid.
  • the beverage is sent from the blending device 1 to the balance tank 5 and the beverage starts to be sterilized.
  • the space between the upstream side piping portion 7a and the return path 6 is cut off, and the sterilized beverage is accumulated in the surge tank 19.
  • the heated steam flows from the surge tank 19 to the filling nozzle 2a side in the downstream side pipe portion 7b, and is heated from the exhaust pipe 20 to the outside of the filler 2 after heating each portion.
  • temperature information is sent to the controller 17 at regular time intervals from the temperature sensor 10a attached to each filling nozzle 2a and the temperature sensor 10b attached to the exhaust pipe 20.
  • the supply of the heated steam into the surge tank 19 and the downstream side piping section 7b is stopped.
  • the target value of the F value corresponds to the area of the hatched portion in FIG.
  • the SIP time in the downstream side piping section 7 b is also significantly shortened compared to the conventional SIP time.
  • the reference temperatures Tr and Z values can be variously changed according to the type of beverage that is the product liquid.
  • the beverage prepared by the preparation device 1 reaches the filler 2 through the upstream piping portion 7a and the downstream piping portion 7b of the sterilized beverage supply system piping 7, as indicated by the thick line.
  • the bottle b which is a container is filled from the filling nozzle 2a of the filler 2.
  • the bottle b filled with the beverage is capped by a capper (not shown) and then sent out of the filler 2.
  • the controller 17 replaces the calculation unit that calculates and outputs the F value with the temperature information from the temperature sensors 10, 10 a, and 10 b, and the beverage supply system pipe 7 is heated.
  • a calculation unit is provided that processes information about the time for sending water or heated steam and issues an alarm.
  • the second embodiment it is possible to provide a pressure sensor in place of the temperature sensors 10, 10a, 10b, and to grasp the temperature by calculation through a signal from the pressure sensor.
  • a pressure sensor in place of the temperature sensors 10, 10a, 10b, and to grasp the temperature by calculation through a signal from the pressure sensor.
  • FIG. 6 showing Embodiment 1 the matter described in FIG. 6 showing Embodiment 1 will be described as an example.
  • Hot water or heated steam is sent to a beverage supply system pipe that simultaneously sends beverages to a plurality of filling nozzles, and this hot water or heated steam is discharged from all the filling nozzles, while filling a predetermined portion of the beverage supply system pipe and all fillings.
  • the SIP sterilization process is performed while measuring the temperature of the nozzle. During this sterilization process, when the temperature rises to a predetermined value within a predetermined time at all temperature measurement locations, a SIP completion alarm is issued from the controller 17, and for example, If there is a filling nozzle whose temperature does not rise to a predetermined value within a predetermined time, an alarm is issued from the controller 17 to notify that an abnormality has occurred with respect to this filling nozzle.
  • the controller 17 issues an alarm notifying that the SIP is not normally performed.
  • the operator recognizes the SIP completion alarm, the operator performs an operation to stop the SIP.
  • the operator recognizes the abnormality occurrence alarm, the operator identifies a location where the sterilization is insufficient, for example, adjustment of the valve opening, replacement of the valve. , Remove foreign matter, etc. to optimize the flow rate of hot water or steam.
  • the upstream side piping part 7a is sterilized, and the cooling water is supplied to the first stage cooling part 15 and the second stage cooling part 16, The hot water is cooled and circulated, and is continuously circulated until the beverage is sterilized.
  • an alarm is issued from the controller 17 notifying that an abnormality has occurred at a location corresponding to the temperature sensor 10.
  • the operator recognizes the alarm of occurrence of abnormality, the operator identifies a location where sterilization is insufficient and adjusts the opening of the valve, for example, to optimize the flow rate of hot water or heated steam.
  • the beverage is sent from the blending device 1 to the balance tank 5 and the beverage begins to be sterilized.
  • the space between the upstream side piping portion 7a and the return path 6 is cut off, and the sterilized beverage is accumulated in the surge tank 19.
  • the SIP is started.
  • the cup 9 is applied to the nozzle opening of the filling nozzle 2 a and the exhaust pipe 20 is connected to the filling nozzle 2 a, the surge tank 19 and the head tank 11.
  • the heating steam is supplied into the inside from a heating steam supply source (not shown).
  • the heated steam flows from the surge tank 19 to the filling nozzle 2a side in the downstream side piping part 7b, and is discharged from the exhaust pipe 20 to the outside of the filler 2 after heating each part.
  • (6) When the heating steam flows through the downstream side piping part 7b, temperature information is sent to the controller 17 from the temperature sensors 10 arranged at various locations on the downstream side piping part 7b at regular time intervals. Also, temperature information is sent to the controller 17 at regular time intervals from the temperature sensor 10a attached to each filling nozzle 2a and the temperature sensor 10b attached to the exhaust pipe 20.
  • the downstream side piping part 7b is sterilized, and the supply of heated steam into the surge tank 19 and the downstream side piping part 7b is completed. Stopped.
  • an alarm is given to notify that an abnormality has occurred at a location corresponding to the temperature sensor 10, 10a, 10b. It is emitted from the controller 17.
  • the operator When the operator recognizes the alarm of occurrence of abnormality, the operator identifies a location where the sterilization is insufficient, for example, adjusts the opening of the valve of the filling nozzle 2a, replaces the valve, removes foreign matter, etc. To optimize the flow rate. (7) Thereafter, aseptic air is sent into the downstream side piping part 7b, and the inside of the downstream side piping part 7b is cooled to, for example, room temperature. And the exhaust pipe 20 is interrupted
  • the beverage is stored in the surge tank 19 from the heat sterilization part 18 through the upstream side piping part 7a, from which the beverage passes through the downstream side piping part 7b,
  • the filling operation of the beverage into the bottle b is started.
  • the beverage prepared by the preparation device 1 reaches the filler 2 through the upstream piping portion 7a and the downstream piping portion 7b of the sterilized beverage supply system piping 7 as indicated by the thick line.
  • the bottle b which is a container is filled from the filling nozzle 2a of the filler 2.
  • the bottle b filled with the beverage is capped by a capper (not shown) and then sent out of the filler 2.
  • the present invention is configured as described above, but is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention.
  • the SIP of the upstream piping section and the SIP of the downstream piping section are performed using different fluids such as hot water and heating steam, but can be performed using the same type of fluid. is there. It is also possible to perform SIP while opening the manifold valve so as to allow the upstream side piping part and the downstream side piping part to communicate with each other while flowing the fluid from the upstream side piping part to the downstream side piping part.
  • the time interval for measuring and integrating the F value may be a 1 second interval, and the interval can be variously changed according to the capability of the measuring instrument.

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Abstract

複数個の充填ノズル（２ａ）へ同時に飲料を送る飲料供給系配管（７）に熱水又は加熱蒸気を送り、この熱水又は加熱蒸気をすべての充填ノズル（２ａ）から吐出させながら、上記飲料供給系配管の所定個所及びすべての充填ノズルの温度を所定時間ごとに検知しつつＦ値を演算し、そのうち最小のＦ値が目標値に到達したところで、殺菌工程を終了する。これにより、飲料供給系配管の殺菌を速やかに行うことができる。

Description

飲料供給系配管の殺菌方法及び装置
　本発明は、ＰＥＴボトル等の容器に飲料を充填する飲料供給系配管の殺菌方法及び装置に関する。
　無菌充填装置により飲料をボトル等の容器に充填する場合、飲料自体を殺菌して無菌状態にしておかなければならないことはもちろんのこと、無菌充填装置におけるサージタンク、送液管、充填ノズル等を備えた飲料供給系配管内も予め洗浄し、殺菌して無菌状態にしておかなければならない。
　従来、飲料充填経路内を通る飲料自体については、その飲料の殺菌値であるＦ値を測定し、その履歴情報に基づいて飲料の品質が保証できる程度に殺菌されているか否かを確認することが行われている（例えば、特許文献４参照。）。
　また、無菌充填装置の飲料供給系配管については、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）処理をし、さらに、ＳＩＰ（Sterilizing in Place）処理をしている（例えば、特許文献１，２，３参照。）。
　ＣＩＰは、飲料充填経路の管路内からフィラー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（例えば、特許文献１、２、３参照。）。
　ＳＩＰは、飲料の充填作業に入る前に、予め上記飲料供給系配管内を殺菌するための処理であり、例えば、上記ＣＩＰで洗浄した飲料充填経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、飲料充填経路内が殺菌処理され無菌状態とされる（例えば、特許文献３第０００３段落参照。）。
特開２００７－３３１８０１号公報 特開２０００－１５３２４５号公報 特開２００７－２２６００号公報 特開２００７－２１５８９３号公報
　従来、飲食品については加熱時間の長短によって飲食品自体の味、風合い等の品質に変化を来すので、厳密なＦ値の管理が行われている。
　しかし、無菌充填装置の飲料供給系配管については、主としてステンレス鋼材等の金属で形成されており、飲料のような品質の変化は生じないことから、比較的大まかなＦ値管理が行われている。
　例えば、１３０℃で３０分加熱したとするとＦ値は２３３となるが、飲料供給系配管の殺菌処理はこの程度で十分であると経験上知られている。そこで、飲料供給系配管に加熱蒸気又は熱水を流しつつ飲料供給系配管の温度が上昇しにくい各所に配置された温度センサで温度を測定し、各温度センサからの温度が１３０℃に到達するとタイマーが作動し、タイマーが３０分計測したところで、加熱蒸気等による飲料供給系配管の加熱を終了させている。
　図７はこの飲料供給系配管の加熱方法を温度と時間との関係で示したものである。すなわち、飲料供給系配管の各箇所における温度センサの測定温度のうち最も低い温度が１３０℃に到達した時点から３０分間蒸気等が送り続けられて飲料供給系配管が加熱され、３０分経過したところで蒸気等の供給が停止され、代わりに無菌の冷却風等が供給されて飲料供給系配管内の冷却が行われる。図７中、１３５℃まで昇温させているのは、安全のため温度の変動を見込んでいることによる。図７において、滅菌条件は１３０℃以上、３０分であり、ハッチング部分の面積が上記Ｆ値の２３３に対応する。ただし、実際は、１３０℃を超えた部分のＦ値の積算部分は無視している。
　ところが、近年の省エネルギ化の進展に伴い、ＳＩＰで消費される熱エネルギの大きさが問題視されるようになってきた。また、ＳＩＰに要する時間の長さも飲料の生産効率の面から問題視されるようになってきた。
　本発明はこのような問題点を解決することができる飲料充填装置の飲料供給系配管の殺菌方法及び装置を提供することを目的とする。
　本発明者は無菌充填装置の飲料供給系配管におけるＳＩＰに要する熱エネルギやＳＩＰに要する殺菌時間について見直しを行うべく、Ｆ値の管理について検討したところ、単に１３０℃に到達した後の時間だけでなく、Ｆ値での積算で滅菌効果を管理すれば、１２１．１℃から１３０℃までのＦ値積算と１３０℃を超えた分のＦ値も積算することができるので、３０分よりも短い時間で、Ｆ値２３３に到達できることを見出した。
　また、一般に、飲料供給系配管はフィラー内でマニホルドを介して多数本に分岐し、各分岐管の終端が充填ノズルに接続されている。従来、分岐管の一本に温度センサを取り付けてＦ値を測定しているが、本発明者の実験によれば、多数の充填ノズル同士間で温度にバラツキがあることが分かった。従って、ＳＩＰの適正化を図るためには、充填ノズル自体に温度センサを取り付け、しかも、すべての充填ノズルに対して温度センサを取り付けて各充填ノズルについてのＦ値を測定するのが望ましいと考えられる。
　また、すべての充填ノズルにつきＦ値を測定してＳＩＰの管理を行うことも可能であるが、Ｆ値を測定するまでもなく例えば各充填ノズルの温度センサの検知温度と蒸気、熱水等が通される時間とを測定することによってもＳＩＰの管理を行うことができると考えられる。
　本発明は、上記知見に基づきなされたもので、次のような構成を具備することを特徴とする。
　なお、本発明を理解しやすくするため図面の符号を括弧付きで付すが、本発明はこれに限定されるものではない。
　すなわち、請求項１に係る発明は、複数個の充填ノズル（２ａ）へ同時に飲料を送る飲料供給系配管（７）に熱水又は加熱蒸気を送り、この熱水又は加熱蒸気をすべての充填ノズル（２ａ）から吐出させながら、上記飲料供給系配管（７）の所定個所及びすべての充填ノズル（２ａ）の温度を所定時間ごとに検知しつつＦ値を演算し、そのうち最小のＦ値が目標値に到達したところで、殺菌工程を終了する飲料供給系配管の殺菌方法を採用する。
　請求項２に記載されるように、請求項１に記載の飲料供給系配管の殺菌方法において、飲料供給系配管（７）が加熱殺菌部（１８）を有し、この加熱殺菌部（１８）の所定箇所についてもＦ値を演算するようにしてもよい。
　請求項３に記載されるように、請求項２に記載の飲料供給系配管の殺菌方法において、飲料供給系配管（７）の加熱殺菌部（１８）を経由する上流側配管部（７ａ）に対し帰還路（６）を設けて上流側循環路を形成し、上流側循環路には熱水を流しつつＦ値を演算し、上記上流側配管部（７ａ）より下流側から充填ノズル（２ａ）に至る下流側配管部（７ｂ）に対し加熱蒸気を通しつつＦ値を演算し、各々の最小のＦ値が目標値に到達したところで、殺菌工程を終了することも可能である。
　請求項４に記載されるように、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の飲料供給系配管の殺菌方法において、Ｆ値は次式
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 を用いて演算することが可能である。
　これが、一定の温度Ｔで、ｔT分間加熱された場合のＦ値は
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 となる。
　また、請求項５に係る発明は、複数個の充填ノズルへ同時に飲料を送る飲料供給系配管に熱水又は加熱蒸気を送り、この熱水又は加熱蒸気をすべての充填ノズルから吐出させながら、上記飲料供給系配管の所定個所及びすべての充填ノズルの温度を測定することにより殺菌工程を行う飲料供給系配管の殺菌方法を採用する。
　請求項６に記載されるように、請求項１に記載の飲料供給系配管の殺菌方法において、所定の時間内に所定値まで温度が上昇しない充填ノズルがあった場合に、この充填ノズルを特定する信号又は殺菌工程が異常である旨の信号が発生するようにしてもよい。
　請求項７に係る発明は、複数個の充填ノズル（２ａ）の各々に温度センサを設けておき、これらの充填ノズル（２ａ）へ同時に飲料を送る飲料供給系配管（７）の所定箇所にも温度センサを設けておき、この飲料供給系配管（７）に熱水又は加熱蒸気を送り、この熱水又は加熱蒸気をすべての充填ノズル（２ａ）から吐出させながら、上記飲料供給系配管（７）の所定個所及びすべての充填ノズル（２ａ）の温度を所定時間ごとに検知しつつＦ値を演算し、そのうち最小のＦ値が目標値に到達したところで、殺菌工程を終了する飲料供給系配管の殺菌装置を採用する。
　請求項８に記載されるように、請求項７に記載の飲料供給系配管の殺菌装置において、飲料供給系配管（７）が加熱殺菌部（１８）を有し、この加熱殺菌部（１８）の所定箇所についても温度センサを設けてＦ値を演算するようにしてもよい。
　請求項９に記載されるように、請求項７に記載の飲料供給系配管の殺菌装置において、飲料供給系配管（７）の加熱殺菌部（１８）を経由する上流側配管部（７ａ）に対し帰還路（６）を設けて上流側循環路を形成し、上流側循環路には熱水を流しつつＦ値を演算し、上記上流側配管部（７ａ）より下流側から充填ノズル（２ａ）に至る下流側配管部（７ｂ）に対し加熱蒸気を通しつつＦ値を演算し、各々の最小のＦ値が目標値に到達したところで、殺菌工程を終了することも可能である。
　また、請求項１０に係る発明は、複数個の充填ノズルの各々に温度センサ又は圧力センサを設けておき、これらの充填ノズルへ同時に飲料を送る飲料供給系配管の所定箇所にも温度センサ又は圧力センサを設けておき、この飲料供給系配管に熱水又は加熱蒸気を送り、この熱水又は加熱蒸気をすべての充填ノズルから吐出させながら、上記飲料供給系配管の所定個所及びすべての充填ノズルの温度を測定することにより殺菌工程を行う飲料供給系配管の殺菌装置を採用する。
　請求項１１に記載されるように、請求項１０に記載の飲料供給系配管の殺菌装置において、所定の時間内に所定値まで温度が上昇しない充填ノズルがあった場合に、この充填ノズルを特定する信号を発生するように構成することも可能である。
　本発明によれば、無菌充填装置の飲料供給系配管（７）のＳＩＰ処理について、早期にＦ値の積算を開始し、Ｆ値が目標値に達したところで殺菌工程を終了するようにしたことから、飲料充填装置の飲料供給系配管（７）の無菌化処理を従来よりも正確かつ迅速に達成することができ、従って、飲料供給系配管（７）の殺菌のための熱水や加熱蒸気の使用量を低減することができ、飲料の充填作業に早期に着手することができ、飲料の切り替えの際の生産間時間を短縮し、生産効率を向上させることができる。
　また、飲料供給系配管（７）についてのＦ値のみならず、すべての充填ノズルについてもＦ値を演算し、これらのＦ値も加味してＦ値が目標値に到達したか否か判断するので、飲料供給系配管（７）の全体について迅速かつ適正に殺菌処理することができる。
　また、本発明において、複数個の充填ノズルへ同時に飲料を送る飲料供給系配管に熱水又は加熱蒸気を送り、この熱水又は加熱蒸気をすべての充填ノズルから吐出させながら、飲料供給系配管の所定個所及びすべての充填ノズルの温度を測定することにより殺菌工程を行うようにした場合は、例えば充填ノズルの温度と加熱蒸気等の供給時間とを測定するだけで、Ｆ値の演算を行わずとも、飲料充填装置の飲料供給系配管（７）の無菌化処理を従来よりも正確かつ迅速に達成することができる。
本発明に係る飲料充填装置のブロック図である。 飲料充填装置内におけるフィラーの概略図であり、右半分はＳＩＰを実施中の状態を示し、左半分は飲料を充填している状態を示す。 飲料充填装置における飲料供給系配管で加熱殺菌部からサージタンク手前までのＳＩＰを行っている状態を示すブロック図である。 飲料充填装置における飲料供給系配管でサージタンク以降から充填ノズルまでの下流側配管部に対しＳＩＰを行っている状態を示すブロック図である。 飲料のボトル詰め製品を生産している状態を示すブロック図である。 飲料供給系配管の加熱方法を温度と時間との関係で示したグラフである。 従来における飲料供給系配管の加熱方法を温度と時間との関係で示したグラフである。
　以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
＜実施の形態１＞
　最初に、飲料の無菌充填装置の構造について説明し、その次に無菌充填装置内の飲料供給系配管の殺菌方法及び装置について説明する。
　図１に示すように、無菌充填装置は、飲料の調合装置１と、飲料を容器であるボトルｂに充填するフィラー２とを具備する。
　調合装置１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って、公知の装置であるからその詳細な説明は省略する。
　調合装置１とフィラー２内の充填ノズル２ａとの間は、飲料供給系配管７で結ばれている。
　また、無菌充填装置には、飲料を充填する容器であるボトルｂをフィラー２へと搬送し、フィラー２によって飲料を充填されたボトルｂを図示しないキャッパーへと搬送するボトル搬送路が設けられる。搬送路は、一般に多数のホイールの列、各ホイールの回りに配置されたグリッパ４等によって構成される。
　フィラー２は、飲料を多数のボトルｂに高速で充填する充填機であって、図２に示すように、ボトルｂの搬送路の一部を構成するホイール５を備える。このホイール５は無菌充填装置の床面から垂直に起立する支軸２１のうちの旋回軸２１ａとなる部分に取り付けられる。ホイール５の回りには、ボトルｂの首部を把持するグリッパ４が一定ピッチで配置される。グリッパ４はホイール５と一体で一方向に旋回運動可能である。また、ホイール５の回りには、グリッパ４と同じピッチで多数の充填ノズル２ａが取り付けられる。
　上記支軸２１のうち回転を止められた上部はフィラー２の機枠に固定され、旋回軸２１ａの上端との間にロータリジョイント２１ｂが設けられる。また、旋回軸２１ａ中、ロータリジョイント２１ｂの下方には上マニホルド２２が設けられる。支軸２１の上部から上マニホルド２２に至る部分は中空であり、支軸２１の上部に上記飲料供給系配管７が連結される。また、上マニホルド２２から、各充填ノズル２ａへと上記飲料供給系配管７の下流側配管部７ｂが伸びている。
　フィラー２の稼働によってホイール５が高速で旋回運動し、この運動と同期して搬送路上をグリッパ４により把持されたボトルｂが高速で搬送されつつ充填ノズル２ａの下端におけるノズル口の直下に来ると、各ボトルｂ内に一定量の飲料が次々と充填されて行く。
　また、フィラー２は、無菌処理された飲料を無菌処理されたボトルｂ内に微生物等の異物が入らないように充填するため、図２に示すように、その全体が無菌チャンバ３内に収納される。無菌チャンバ３には、上記ボトルｂの搬送路の上流側と下流側とで、ボトルｂの入口と出口が設けられるが、これらの図示は省略する。
　図１に示すように、この無菌充填装置の飲料供給系配管７は、その調合装置１からフィラー２に至る管路中に、飲料の流れから見て上流側から下流側へと順に、バランスタンク５、加熱殺菌部（ＵＨＴ（Ultra High-temperature））１８、マニホルドバルブ８、サージタンク１９、ヘッドタンク１１を備える。
　ＵＨＴ１８は、その内部に第一段加熱部１２、第二段加熱部１３、ホールディングチューブ１４、第一段冷却部１５、第二段冷却部１６等を備え、バランスタンク５から供給される飲料又は水を第一段加熱部１２から第二段加熱部１３へと送りながら徐々に加熱し、ホールディングチューブ１４内で目標温度まで加熱し、その後、第一段冷却部１５、第二段冷却部１６へと送って徐々に冷却するものである。加熱部や冷却部の段数は必要に応じて増減される。
　バランスタンク５、マニホルドバルブ８、サージタンク１９、ヘッドタンク１１は共に公知の装置であるから、その詳細な説明は省略する。
　図３中、太線で示すように、上記飲料供給系配管７のうち、バランスタンク５とＵＨＴ１８を経てマニホルドバルブ８に至る上流側配管部７ａに対し帰還路６が設けられることによって、ＳＩＰを行うための循環路が形成される。
　また、上流側配管部７ａには、温度が上昇しにくい箇所を含む各箇所において温度センサ１０が配置される。この温度センサ１０が配置される箇所としては、例えばＵＨＴ１８内の第一段加熱部１２からマニホルドバルブ８へと向かう管路のうち、ＵＨＴ１８内の各部間と、第二段冷却部１６を出た箇所、マニホルドバルブ８の手前の箇所を挙げることができ、これらの箇所に温度センサ１０が各々配置される。これらの温度センサ１０によって各々測定された温度の情報はコントローラ１７へ送信される。
　なお、温度と圧力は所定の関係にあるので、温度センサ１０に代えて圧力センサを設けることによっても温度を検出することができる。
　図４中、太線で示すように、上記飲料供給系配管７のうち、上記上流側配管部７ａより下流側のマニホルドバルブ８から、サージタンク１９と、ヘッドタンク１１とを経由してフィラー２内に至る下流側配管部７ｂに対しても、その中に加熱蒸気等が供給された際に温度が上昇しにくい箇所を含む各箇所において温度センサ１０が配置される。この温度センサ１０が配置される箇所としては、例えばサージタンク１９から充填ノズル２ａに向かう管路のうち、サージタンク１９の出口近傍、途中の屈曲部、ヘッドタンク１１の入口近傍と出口近傍を挙げることができる。これらの温度センサ１０により各々測定された温度の情報はコントローラ１７へ送信される。
　　なお、温度センサ１０に代えて圧力センサを設けることによっても温度を計算により把握することができる。
　また、下流側配管部７ｂに対しては、ＳＩＰのためにフィラー２の各充填ノズル２ａのノズル口に対して各々接離可能なカップ９が配置される。各カップ９には可撓性パイプからなる排気管２０が接続される。ＳＩＰを行う際に各カップ９が図示しないアクチュエータによってフィラー２の充填ノズル２ａの先端のノズル口に被せられることで、排気管２０の始端が、充填ノズル２ａの開口に接続される。
　また、ＳＩＰの際に熱水又は加熱蒸気が下流側配管部７ｂから充填ノズル２ａへと流れることによって、充填ノズル２ａの温度が上昇するが、その充填ノズル２ａの温度を検出するために温度センサ１０ａが各充填ノズル２ａに取り付けられる。
　各カップ９は排気管２０によって下マニホルド２４に連結される。下マニホルド２４は、フィラー２の旋回軸２１ａに取り付けられ、上記ホイール５、充填ノズル２ａ等と一体で旋回運動が可能である。
　上記排気管２０が下マニホルド２４から無菌チャンバ３外へと伸びる箇所には、断続自在な継手２５が設けられる。上記ＳＩＰの際にこの継手２５が接続される。その場合は、ホイール５、充填ノズル２ａ等は旋回不能になる。ＳＩＰが終了し、継手２５が切り離されると、ホイール５、充填ノズル２ａ等は旋回可能となる。
　この排気管２０が無菌チャンバ３の外へ引き出された箇所にも温度センサ１０ｂを設け、この温度センサ１０ｂによりＦ値を測定してもよい。
　なお、温度センサ１０ａ，１０ｂに代えて圧力センサを設けることによっても、温度を計算により把握することができる。
　なお、上記飲料供給系配管７には、上記マニホルドバルブ８、図示しないアクチュエータのほか、各種切換え弁、ポンプ等が設けられ、これらも上記コントローラ１７からの出力によって制御される。
　次に、上記飲料供給系配管の殺菌方法について、図３乃至図６に基づいて説明する。
　（１）コントローラ１７の図示しないパネル上の操作ボタンが操作されると、飲料供給系配管７の上流側配管部７ａと下流側配管部７ｂについてＳＩＰが各々所定の手順で実行される（図３及び図４参照）。ＳＩＰの開始に際してはマニホルドバルブ８によって上流側配管部７ａと下流側配管部７ｂとの間が遮断される。
　上流側配管部７ａのＳＩＰと下流側配管部７ｂのＳＩＰは互いに順を追って又は並行して行うことが可能である。
　（２）まず、図示しない水供給源から水がバランスタンク５を経て上流側配管部７ａ及び帰還路６からなる循環路内に送られ、この水がＵＨＴ１８により加熱され殺菌されつつ循環路内を循環する。これにより、上流側配管部７ａ内が殺菌される。
　（３）この上流側配管部７ａ内を熱水が流れる際、上流側配管部７ａの各所に配置された温度センサ１０からコントローラ１７に温度情報が一定時間間隔で送られる。
　この実施の形態では、ボトルｂに充填する製品液である飲料のｐＨが４．６以上とされ、基準温度Ｔｒが１２１．１℃、Ｚ値が１０℃とされる。
　図６に示すように、熱水による加熱により昇温した各箇所の温度が１２１．１℃に達すると、その時点から各箇所のＦ値がコントローラ１７によって演算される。演算式は次のとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　上記演算式に基づいて演算された各温度センサについてのＦ値のうち、最小のＦ値が目標値に到達したところで、上流側配管部７ａは殺菌完了となり、第一段冷却部１５、第二段冷却部１６に、冷却水が供給され、熱水は冷却されて、循環し、飲料の殺菌開始まで連続循環待機となる。
　このＦ値の目標値は、ある箇所の温度センサに関して言えば、図６のハッチング部分の面積に対応する。この図６のハッチング部分の面積は、図７のハッチング面積部分に対応する。
　従来は、図７に示す通り、全ての温度センサが１３０℃に達したところで滅菌完了を検知するタイマーが作動し、３０分後に滅菌完了を報知していた。また、１３０℃に達するまでに、熱水又は加熱蒸気の供給開始から１０分を要していた。一方、本発明では全ての温度センサについて、各々の温度が１２１．１℃に達したところでＦ値の演算が開始されるので、演算開始までが６分に短縮されている。また、従来は演算開始から３０分間は一律に熱水又は加熱蒸気を送りつつ加熱殺菌を行うので、飲料供給系配管７等への蓄熱量も多く、したがって、冷却にも２０分を要しているが、本発明では加熱開始から６分後にＦ値の累積演算を開始し、加熱時間も１０分と短く、飲料供給系配管７等への蓄熱量も少ないので、冷却時間も１２分に短縮されている。従って、加熱から冷却までの時間は、従来は６０分を要していたが、本発明によれば２８分まで大幅に短縮される。
　なお、上記Ｆ値の演算式において、製品液である飲料の種類に応じて基準温度Ｔｒ、Ｚ値は変更可能である。
　例えば、製品液のｐＨが４～４．６未満のときは基準温度Ｔｒ＝８５℃、Ｚ値＝７．８℃とすることができ、製品液のｐＨが４未満のときは基準温度Ｔｒ＝６０℃、Ｚ値＝５℃とすることができる。
　また、緑茶飲料、ミネラルウォーター、チルド飲料等、製品液の微生物発育特性、流通温度等に合わせて上記演算式に代入する値を適宜変更することも可能である。
　（４）この後、調合装置１からバランスタンク５に飲料が送られ、飲料が殺菌され始める。水が飲料に置き換わったところで、上流側配管部７ａと帰還路６との間が遮断され、サージタンク１９に滅菌された飲料が溜まっていく。
　（５）上記上流側配管部７ａに対するＳＩＰの開始と同時に、又は先立ってサージタンク１９も含めて、下流側配管部７ｂのＳＩＰが開始される。
　まず、図２中、右半分及び図４に示すように、カップ９が充填ノズル２ａのノズル口にあてがわれ、充填ノズル２ａに排気管２０が接続された後、サージタンク１９及びヘッドタンク１１内へと加熱蒸気が図示しない加熱蒸気供給源から供給される。
　この加熱蒸気は、サージタンク１９から、下流側配管部７ｂ内を充填ノズル２ａ側へと流れ、各部を加熱した後に排気管２０からフィラー２外へ排出される。
　（６）この下流側配管部７ｂ内を加熱蒸気が流れる際、下流側配管部７ｂの各所に配置された温度センサ１０からコントローラ１７に温度情報が一定時間間隔で送られる。
　また、各充填ノズル２ａに取り付けられた温度センサ１０ａや、排気管２０に取り付けられた温度センサ１０ｂからもコントローラ１７に温度情報が一定時間間隔で送られる。
　図６に示すように、加熱蒸気による加熱により昇温した充填ノズル２ａや排気管２０等各箇所の温度が１２１．１℃に達すると、その時点から各箇所のＦ値がコントローラ１７によって上記演算式により演算される。
　演算された各Ｆ値のうち、最小のＦ値が目標値に到達したところで、上記加熱蒸気はサージタンク１９や下流側配管部７ｂ内への供給が停止される。このＦ値の目標値は、上述した図６のハッチング部分の面積に対応する。図６と図７の対比から明らかなように、下流側配管部７ｂ内のＳＩＰ時間についても、従来のＳＩＰ時間に比べ大幅に短縮される。
　なお、この場合も上記Ｆ値の演算式において、製品液である飲料の種類に応じて基準温度Ｔｒ、Ｚ値は種々変更可能である。
　（７）この後、下流側配管部７ｂ内に無菌エアが送り込まれ、下流側配管部７ｂ内が例えば常温まで冷却される。そして、排気管２０が遮断される。さらに、図示しないアクチュエータによって各充填ノズル２ａのノズル口からカップ９が外される。継手２５も切り離される。
　（８）下流側配管部７ｂのＳＩＰが終了した後、加熱殺菌部１８から上流側配管部７ａを通ってサージタンク１９に飲料が貯められ、そこから飲料が下流側配管部７ｂを通って、ボトルｂ内への飲料の充填作業が開始される。
　図５中、太線で示したごとく、調合装置１で調合された飲料が、殺菌処理された飲料供給系配管７の上流側配管部７ａと下流側配管部７ｂを通ってフィラー２内に至り、フィラー２の充填ノズル２ａから容器であるボトルｂに充填される。飲料が充填されたボトルｂは、図示しないキャッパーによりキャッピングされた後、フィラー２の外に送り出される。
＜実施の形態２＞
　この実施の形態２では、上記コントローラ１７には、上記Ｆ値を計算して出力する演算部に代えて、各温度センサ１０，１０ａ，１０ｂから来る温度の情報と、飲料供給系配管７に熱水又は加熱蒸気を送る時間の情報とを処理して警報を発する演算部が設けられる。
　この実施の形態２においても、温度センサ１０，１０ａ，１０ｂに代えて圧力センサを設け、圧力センサからの信号を介して温度を計算により把握することも可能である。
　演算部には、例えば実施の形態１を示す図６に記載の事項を例にとって説明すると、殺菌開始から６分経過後に、充填ノズルの一つでも１２１．１℃に到達していない場合、殺菌開始から１６分経過後の殺菌終了時に１３０℃に到達していない場合、又はその両方である場合を監視し、これらいずれかの場合に殺菌工程が異常であることを知らせるプログラムが組み込まれる。
　複数個の充填ノズルへ同時に飲料を送る飲料供給系配管に熱水又は加熱蒸気を送り、この熱水又は加熱蒸気をすべての充填ノズルから吐出させながら、飲料供給系配管の所定個所及びすべての充填ノズルの温度を測定しつつＳＩＰの殺菌工程を行い、この殺菌工程中、すべての温度測定箇所において所定時間内に所定値まで温度が上昇するとＳＩＰ完了の警報がコントローラ１７から発せられ、また、例えば所定の時間内に所定値まで温度が上昇しない充填ノズルがあった場合は、この充填ノズルについて異常が発生した旨を知らせる警報がコントローラ１７から発せられる。または、SIPが正常に行われていない旨を知らせる警報がコントローラ１７から発せられる。
　オペレータは、ＳＩＰ完了の警報を認識すると、ＳＩＰを停止する操作を行い、また、異常発生の警報を認識すると、殺菌が不十分である箇所を特定し、例えばバルブの開度調整、バルブの交換、異物の除去等を行って、熱水又は加熱蒸気の流量の適正化を図る。
　次に、この実施の形態２における飲料供給系配管の殺菌方法について説明する。
　なお、実施の形態１とはコントローラ１７の構成のみ異なるので、図３乃至図６を用いて説明する。
　（１）コントローラ１７の図示しないパネル上の操作ボタンが操作されると、飲料供給系配管７の上流側配管部７ａと下流側配管部７ｂについてＳＩＰが各々所定の手順で実行される（図３及び図４参照）。ＳＩＰの開始に際してはマニホルドバルブ８によって上流側配管部７ａと下流側配管部７ｂとの間が遮断される。
　上流側配管部７ａのＳＩＰと下流側配管部７ｂのＳＩＰは互いに順を追って又は並行して行うことが可能である。
　（２）まず、図示しない水供給源から水がバランスタンク５を経て上流側配管部７ａ及び帰還路６からなる循環路内に送られ、この水がＵＨＴ１８により加熱され殺菌されつつ循環路内を循環する。これにより、上流側配管部７ａ内が殺菌される。
　（３）この上流側配管部７ａ内を熱水が流れる際、上流側配管部７ａの各所に配置された温度センサ１０からコントローラ１７に温度情報が一定時間間隔で送られる。また、コントローラ１７内では、熱水の供給時間が計測される。
　所定時間内にすべての温度センサ１０の温度が所定温度まで到達したところで、上流側配管部７ａは殺菌完了となり、第一段冷却部１５、第二段冷却部１６に、冷却水が供給され、熱水は冷却されて、循環し、飲料の殺菌開始まで連続循環待機となる。
　また、例えば所定の時間内に所定値まで温度が上昇しない温度センサ１０があった場合は、この温度センサ１０に対応する箇所について異常が発生した旨を知らせる警報がコントローラ１７から発せられる。
　オペレータは、異常発生の警報を認識すると、殺菌が不十分である箇所を特定し、例えばバルブの開度調整を行って、熱水又は加熱蒸気の流量の適正化を図る。
　（４）この後、調合装置１からバランスタンク５に飲料が送られ、飲料が殺菌され始める。水が飲料に置き換わったところで、上流側配管部７ａと帰還路６との間が遮断され、サージタンク１９に滅菌された飲料が溜まっていく。
　（５）上記上流側配管部７ａに対するＳＩＰの開始と同時に、又は先立ってサージタンク１９も含めて、下流側配管部７ｂのＳＩＰが開始される。
　まず、図２中、右半分及び図４に示すように、カップ９が充填ノズル２ａのノズル口にあてがわれ、充填ノズル２ａに排気管２０が接続された後、サージタンク１９及びヘッドタンク１１内へと加熱蒸気が図示しない加熱蒸気供給源から供給される。
　この加熱蒸気は、サージタンク１９から、下流側配管部７ｂ内を充填ノズル２ａ側へと流れ、各部を加熱した後に排気管２０からフィラー２外へ排出される。
　（６）この下流側配管部７ｂ内を加熱蒸気が流れる際、下流側配管部７ｂの各所に配置された温度センサ１０からコントローラ１７に温度情報が一定時間間隔で送られる。
　また、各充填ノズル２ａに取り付けられた温度センサ１０ａや、排気管２０に取り付けられた温度センサ１０ｂからもコントローラ１７に温度情報が一定時間間隔で送られる。
　所定時間内にすべての温度センサ１０，１０ａ，１０ｂの温度が所定温度まで到達したところで、下流側配管部７ｂは殺菌完了となり、加熱蒸気のサージタンク１９や下流側配管部７ｂ内への供給が停止される。
　また、例えば所定の時間内に所定値まで温度が上昇しない温度センサ１０，１０ａ，１０ｂがあった場合は、この温度センサ１０，１０ａ，１０ｂに対応する箇所について異常が発生した旨を知らせる警報がコントローラ１７から発せられる。
　オペレータは、異常発生の警報を認識すると、殺菌が不十分である箇所を特定し、例えば充填ノズル２ａのバルブの開度調整、バルブの交換、異物の除去等を行って、熱水又は加熱蒸気の流量の適正化を図る。
　（７）この後、下流側配管部７ｂ内に無菌エアが送り込まれ、下流側配管部７ｂ内が例えば常温まで冷却される。そして、排気管２０が遮断される。さらに、図示しないアクチュエータによって各充填ノズル２ａのノズル口からカップ９が外される。継手２５も切り離される。
　（８）下流側配管部７ｂのＳＩＰが終了した後、加熱殺菌部１８から上流側配管部７ａを通ってサージタンク１９に飲料が貯められ、そこから飲料が下流側配管部７ｂを通って、ボトルｂ内への飲料の充填作業が開始される。
　図５中、太線で示したごとく、調合装置１で調合された飲料が、殺菌処理された飲料供給系配管７の上流側配管部７ａと下流側配管部７ｂを通ってフィラー２内に至り、フィラー２の充填ノズル２ａから容器であるボトルｂに充填される。飲料が充填されたボトルｂは、図示しないキャッパーによりキャッピングされた後、フィラー２の外に送り出される。
　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、本発明の要旨の範囲内において種々変更可能である。例えば、上記実施の形態では、上流側配管部のＳＩＰと下流側配管部のＳＩＰとを熱水と加熱蒸気のごとく互いに異なる流体で行うようにしたが、同じ種類の流体で行うことも可能である。また、マニホルドバルブを開放して上流側配管部と下流側配管部とを連通させ、流体を上流側配管部から下流側配管部へと流しつつＳＩＰを行うようにすることも可能である。また、Ｆ値を測定、積算する時間間隔は、1分間隔のほか、1秒間隔であってもよく、その間隔は計測器の能力等に応じて種々変更可能である。
　２…フィラー
　２ａ…充填ノズル
　６…帰還路
　７…飲料供給系配管
　７ａ…上流側配管部
　７ｂ…下流側配管部
　１８…加熱殺菌部

Claims (11)

  1. 　複数個の充填ノズルへ同時に飲料を送る飲料供給系配管に熱水又は加熱蒸気を送り、この熱水又は加熱蒸気をすべての充填ノズルから吐出させながら、上記飲料供給系配管の所定個所及びすべての充填ノズルの温度を所定時間ごとに検知しつつＦ値を演算し、そのうち最小のＦ値が目標値に到達したところで、殺菌工程を終了することを特徴とする飲料供給系配管の殺菌方法。
  2. 　請求項１に記載の飲料供給系配管の殺菌方法において、飲料供給系配管が加熱殺菌部を有し、この加熱殺菌部の所定箇所についてＦ値を演算するようにしたことを特徴とする飲料供給系配管の殺菌方法。
  3. 　請求項２に記載の飲料供給系配管の殺菌方法において、飲料供給系配管の加熱殺菌部を経由する上流側配管部に対し帰還路を設けて上流側循環路を形成し、上流側循環路には熱水を流しつつＦ値を演算し、上記上流側配管部より下流側から充填ノズルに至る下流側配管部に対し加熱蒸気を通しつつＦ値を演算し、各々の最小のＦ値が目標値に到達したところで、殺菌工程を終了することを特徴とする飲料供給系配管の殺菌方法。
  4. 　請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の飲料供給系配管の殺菌方法において、Ｆ値は次式
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
     を用いて演算することを特徴とする飲料供給系配管の殺菌方法。
  5. 　複数個の充填ノズルへ同時に飲料を送る飲料供給系配管に熱水又は加熱蒸気を送り、この熱水又は加熱蒸気をすべての充填ノズルから吐出させながら、上記飲料供給系配管の所定個所及びすべての充填ノズルの温度を測定することにより殺菌工程を行うことを特徴とする飲料供給系配管の殺菌方法。
  6. 　請求項５に記載の飲料供給系配管の殺菌方法において、所定の時間内に所定値まで温度が上昇しない充填ノズルがあった場合に、この充填ノズルを特定する信号又は殺菌工程が異常である旨の信号が発生するようにしたことを特徴とする飲料供給系配管の殺菌方法。
  7. 　複数個の充填ノズルの各々に温度センサ又は圧力センサを設けておき、これらの充填ノズルへ同時に飲料を送る飲料供給系配管の所定箇所にも温度センサ又は圧力センサを設けておき、この飲料供給系配管に熱水又は加熱蒸気を送り、この熱水又は加熱蒸気をすべての充填ノズルから吐出させながら、上記飲料供給系配管の所定個所及びすべての充填ノズルの温度を所定時間ごとに検知しつつＦ値を演算し、そのうち最小のＦ値が目標値に到達したところで、殺菌工程を終了することを特徴とする飲料供給系配管の殺菌装置。
  8. 　請求項７に記載の飲料供給系配管の殺菌装置において、飲料供給系配管が加熱殺菌部を有し、この加熱殺菌部の所定箇所についても温度センサ又は圧力センサを設けてＦ値を演算するようにしたことを特徴とする飲料供給系配管の殺菌装置。
  9. 　請求項７に記載の飲料供給系配管の殺菌装置において、飲料供給系配管の加熱殺菌部を経由する上流側配管部に対し帰還路を設けて上流側循環路を形成し、上流側循環路には熱水を流しつつＦ値を演算し、上記上流側配管部より下流側から充填ノズルに至る下流側配管部に対し加熱蒸気を通しつつＦ値を演算し、各々の最小のＦ値が目標値に到達したところで、殺菌工程を終了するようにしたことを特徴とする飲料供給系配管の殺菌装置。
  10. 　複数個の充填ノズルの各々に温度センサ又は圧力センサを設けておき、これらの充填ノズルへ同時に飲料を送る飲料供給系配管の所定箇所にも温度センサ又は圧力センサを設けておき、この飲料供給系配管に熱水又は加熱蒸気を送り、この熱水又は加熱蒸気をすべての充填ノズルから吐出させながら、上記飲料供給系配管の所定個所及びすべての充填ノズルの温度を測定することにより殺菌工程を行うことを特徴とする飲料供給系配管の殺菌装置。
  11. 　請求項１０に記載の飲料供給系配管の殺菌装置において、所定の時間内に所定値まで温度が上昇しない充填ノズルがあった場合に、この充填ノズルを特定する信号又は殺菌工程が異常である旨の信号を発生するように構成されたことを特徴とする飲料供給系配管の殺菌装置。
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