(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製容器、特に缶を滅菌するための方法において、
液状および／または蒸気状の滅菌剤が前記容器の内部へ注入されること、
それに続いて、前記滅菌剤が活性化されて、滅菌プロセスが開始されること、
前記容器または蓋を熱することによって、前記滅菌剤が活性化されること、
前記容器および／または前記蓋が、誘導加熱されること、および
前記滅菌プロセスの際に生じる分解生成物および／または滅菌剤残留物を搬出するために、空気、特に滅菌空気が用いられ、
加熱された空気を分解プロセスの最初に一度だけ供給するか、あるいは、分解プロセスの
間、空気流を流し続けることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記容器を閉鎖するために備えられた蓋が、滅菌されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
液状または蒸気状の滅菌剤が前記蓋へ付着されること、および、それに続いて、前記滅菌剤が活性化されて、滅菌プロセスが開始されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記容器への前記注入および／または前記蓋への前記付着が、前記液状および／または蒸気状の滅菌剤が飽和した空気、特に滅菌空気によって行われることを特徴とする請求項１〜３いずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
液状および／または蒸気状の滅菌剤として、液状および／または蒸気状の過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）が用いられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
前記滅菌剤が、活性化するように加熱されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
加熱された空気、特に加熱された滅菌空気を供給することによって、前記滅菌剤が活性化されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の方法。
【請求項８】
液状および／または蒸気状の滅菌剤を容器の内部へ注入するための機構と、
前記容器または前記容器を閉鎖するために設けられた蓋を誘導加熱し、かつ前記滅菌剤を活性化するための装置（６）と、
前記活性化された滅菌プロセスの際に生じた分解生成物および／または滅菌剤残留物を取り除いて搬出するために、空気または滅菌空気が供給されるトンネル状の区間（５）とからなる、金属製容器または缶を滅菌するための装置において、
前記容器を加熱し、かつ前記滅菌剤を活性化するための装置が、少なくとも一つの誘導コイル機構（６）を備えていること、および
加熱された空気が分解プロセスの最初に一度だけ供給されるか、あるいは、分解プロセスの間、空気流が流し続けられるように構成されていることを特徴とする前記装置。
【請求項９】
前記容器を閉鎖するために設けられた蓋のための別の滅菌装置が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
液状および／または蒸気状の滅菌剤を前記容器の内部へ注入するための機構として、液状および／または蒸気状の過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）と空気とからなる混合物のための分配機構が設けられていることを特徴とする請求項８または９のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１１】
前記滅菌剤を活性化するために、加熱された空気、特に滅菌空気を前記容器の内部へ供給するための装置が設けられていることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの誘導コイル機構（６）の近傍を通過して、滅菌すべき容器を運搬するための搬送機構が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの誘導コイル機構（６）に続いて、前記滅菌プロセスが進行するための反応区間（５）が設けられており、前記搬送方向とは逆方向に流れる気流、特に滅菌空気からなる気流が使用されていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
滅菌プロセスを活性化するために、前記容器を誘導加熱するための少なくとも１つの誘導コイル機構（６）が設けられていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一つに従って金属製容器を滅菌するための装置。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの誘導コイル機構（６）の近傍を通過して、前記滅菌すべき容器を運搬するための搬送機構が設けられていることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの誘導コイル機構（６）に続いて、前記滅菌プロセスが進行するための反応区間（５）が設けられており、前記搬送方向とは逆方向に流れる気流、特に滅菌空気からなる気流が使用されていることを特徴とする請求項１４または１５に記載の装置。
【請求項１７】
加熱による活性化が可能な滅菌剤を前記容器の内部へ注入するための装置が設けられていることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか一つに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製容器、特に缶を滅菌するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば食品工業や飲料工業における包装容器の滅菌は、次第に重要性を増している。これは、保存料の添加や後処理、例えば低温殺菌法による後処理を伴うことなく保存性を長くすることが、包装された製品に好ましくない作用を及ぼすために次第に魅力を失っているからである。
【０００３】
こういったことを避けるために、例えば、ボトルへの充填の際に、いわゆる無菌充填設備が用いられる。その際、充填設備全体は滅菌環境で運転される。このために、充填設備は格納され、その内部は滅菌されて可能な限り無菌に保たれる。また、充填設備の中へ送り込まれる空気および全てのその他の物質もほぼ無菌であるように配慮される。さらに、重要なこととして、充填が行われる容器の内部も同様に滅菌される。金属容器を利用する際に生じる種々の問題のために、この種の設備は、充填すべき容器が金属容器である場合の使用、例えば飲料缶での使用には、まだ満足の行く形では実現されていない。
【０００４】
この種の容器を滅菌するために、一連の方法が用いられている。金属製容器は、現在、滅菌が行われるとしても、蒸気滅菌法またはバッチ方式が用いられる。それ以外の方法では、上記の無菌充填のために金属製容器は用いられない。
【０００５】
その他の公知の滅菌法では、種々の化学滅菌媒体が利用される。１つの方法は、過酸化水素を用いる滅菌法である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、特に良好な滅菌性能を可能にし、同時にまた、高い処理能力を有する設備でも利用できる、金属製容器、特に缶を滅菌するための方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、本発明において、請求項１に記載の方法と請求項８および１４に記載の装置とによって解決される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の実施態様については、従属請求項で明らかにする。
【０００９】
本発明に係る方法によって、液状および／または蒸気状の滅菌剤が、まず、各々の容器の内部に注入される。その際、消毒剤として過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を用いることが有利であることが明らかになっている。過酸化水素は、例えば、まず微細な霧状にされて、気流、有利には滅菌空気からなる気流に混合され、次に、この混合物は蒸発器の中で完全に気化される。こうして、例えば、飽和するまで蒸気状のＨ２Ｏ２が添加された気流が生じ、過酸化水素は、その後、容器内部へ送り込まれる。容器内部で、過酸化水素は、この混合物に比して低温である容器壁面に凝縮し、そこで全体にわたる液膜を形成する。
【００１０】
滅菌剤の注入は、例えば、メリーゴーランド式の構成によって実現され、この構成では、缶は、回転する構成部の中を周回し、その際に滅菌剤が缶に充填される。次に、缶は、回転ディスクから再び取り出され、活性化機構に供給される。
【００１１】
本発明に係る方法では、ここで、滅菌剤は活性化されて、滅菌プロセスが開始される。これは、Ｈ２Ｏ２を有利に用いる場合には、所定の熱量を供給することによって行われる。凝縮したＨ２Ｏ２を所定の閾値以上に加熱すると、崩壊プロセスが始まり、そこで、Ｈ２Ｏ２は分解される。分解プロセス中に、とりわけ、原子のＯグループとＨＯグループの形でフリーラジカルが生じる。これらのフリーラジカルは、場合によって存在する不純物と反応して、滅菌それ自体を実施する。その際、崩壊プロセスの最終生成物として、実質上、水と幾つかの分解残留物とが残る。
【００１２】
本発明では、実施態様において、活性化のために状況に応じて必要とされる熱量を種々の方式で供給することができる。まず、加熱された空気、特に加熱された滅菌空気を液膜の領域に供給することが可能である。これにより、凝縮したＨ２Ｏ２は活性点以上に加熱され、その結果、分解プロセスと、従ってまた滅菌それ自体とが始まる。
【００１３】
本発明の別の実施態様では、容器自体が加熱され、これにより、凝縮したＨ２Ｏ２が、同様に活性点以上に加熱され、滅菌プロセスが始まる。容器の加熱は、実施態様では誘導加熱によって行われる。すなわち、容器が近傍を通過する適当な構成部、例えば、誘導コイル等の構成部を通じて、金属容器自体に渦電流または円電流を生成することによって容器の加熱が実現される。
【００１４】
好都合には、その際、反応区間を利用することができ、この区間において、滅菌剤の注入後、誘導加熱機構の近傍を通過するように容器が運搬されて加熱される。それに続いて、容器は、トンネル状の機構の中を通過する。トンネル状の機構には、気流、好ましくは滅菌空気を利用した気流が運搬方向とは逆方向に貫流し、これにより、滅菌剤の分解プロセスの際に生じるガス状の分解生成物を取り込んで搬出することができる。この区間の終端では容器は滅菌されており、製品の充填を行うことができる。
【００１５】
また別の実施態様では、活性化のために、やはり周回する構成部が選択される。そこでは、滅菌剤の注入と同じように、加熱された空気、好ましくは滅菌空気が容器の内部へ注入され、そこで滅菌プロセスが開始される。メリーゴーランド式の構成部の寸法としては、滅菌プロセスが、周回の終了までに実質的に完了するような寸法が選択されている。また、この態様でも、適当な換気措置によって、分解生成物が搬出されるように配慮される。滅菌プロセスの終了後、滅菌された容器は充填機構に供給される。設備の寸法および性能に応じて、好都合には、このプロセス全体が余すところなく進行可能なように、前後に接続した複数のメリーゴーランド形回転体を用いることもできる。
【００１６】
実施態様では、容器を閉鎖するために備えられた蓋も同様に滅菌することが想定されている。これは、上記方法と同じように行われ、そこでは、液状または蒸気状の滅菌剤が蓋に付着され、次に、実施態様において、熱を供給することによって滅菌プロセスが開始される。ここで、実施態様では、直線的な構成部が備えられており、まず、蓋を別個にして、次に、搬送区間において滅菌剤が蓋に蒸着または噴霧され、それに続いて、熱を供給することによって分解プロセスが開始される。搬送区間の配置および寸法については、分解プロセスが終了されて、それに続けて直接的に蓋が閉鎖機に供給されるような配置および寸法が選択されている。
【００１７】
状況に応じて、容器および／または蓋を、充填前または閉鎖前にもう一度滅菌水で洗浄することが好都合である。
【００１８】
本発明について、以下に添付の図面を用いてさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施態様を示す概略的平面図である。
【図２】本発明の別の実施態様を示す概略的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２０】
図１には、金属製容器、特に飲料用缶を滅菌するための装置の第１の実施態様が示されている。この装置は、特に飲料缶を滅菌するために用いられ、これにより、無菌充填法で缶に充填を行うことができるようになり、従って、保存剤や低温殺菌法等を用いなくても、内容物の保存性が長くなる。
【００２１】
その際、空の金属容器が、搬送機構１から滅菌用メリーゴーランド形回転体２へ移される。そこで、容器は時計回りにさらに回転される。滅菌機メリーゴーランド形回転体は、容器と共に周回し、複数の滅菌ヘッド３を保持する。
【００２２】
滅菌ヘッド３によって、蒸気状のＨ２Ｏ２と滅菌空気とからなる混合物が、容器の内部へ注入される。そのために、まず、液状のＨ２Ｏ２は、微細な霧状にされて、滅菌空気からなる気流に混合される。その後、この混合物は、蒸発器ヘッドによって案内され、蒸発器ヘッドは、Ｈ２Ｏ２の液状成分を気化して、蒸気状のＨ２Ｏ２と滅菌空気とからなる飽和混合物を生成する。この混合物は、搬入された金属容器よりも高い温度を有し、従って、混合物からＨ２Ｏ２が低温の容器内壁面に凝縮し、そこに均一な液膜を形成する。滅菌機メリーゴーランド形回転体の寸法は、周回の終了時に容器の内部に液膜が十分に存在しているような寸法に選定されている。
【００２３】
それに続いて、容器は、もう１つの運搬機構４によって反応区間５に供給される。この区間は、トンネル状に形成されている。最初に誘導コイル構成部６が設けられており、渦電流を誘起することによって、近傍を通過する金属容器を加熱する。この方法は、缶が少なくとも部分的に磁化可能である場合に利用される。
【００２４】
缶を加熱することによって、中に均一な膜として存在する滅菌剤は、その滅菌剤の活性点以上に加熱され、これに基づいてＨ２Ｏ２が用いられた際に分解プロセスが始まる。分解プロセスでは、複数の中間段階を経て、とりわけ、ＯグループおよびＨＯグループのようなフリーラジカルが生じる。これらは、存在している可能性のある不純物と反応し、滅菌プロセス自体を実施する。このプロセスの終わりに、主として水が残り、さらには幾らかの分解残留物が残る。しかし、分解残留物は、生物学的に不活性であるので、この処理が施された容器内面は、実質的に滅菌状態にある。
【００２５】
誘導コイル機構６を用いて缶を加熱することによって最初の活性化を行った後、分解プロセスは自動的に進行する。その際、反応区間５の長さは、終端に至るまでにこのプロセスが実質的に完了するような寸法に採られている。トンネルの終端には空気供給部７があり、トンネル内部へ滅菌空気を導き入れる。トンネルの初めに抽気機構８があり、トンネルの内部から空気を抽出する。こうして、容器の走行方向とは逆方向の気流が発生し、生じている可能性のあるガス状の分解生成物を取り込んで、トンネル内部から排除する。
【００２６】
トンネルの終端では、滅菌された容器がもう１つの搬送機構９によって充填機１０に供給される。充填機では、公知の方式で、滅菌された容器に充填すべき物品が充填される。次に、充填された容器は、別の運搬機構１１によって、同様に公知の閉鎖機に供給される。
【００２７】
さらに、本発明では、閉鎖に用いられる蓋も少なくとも内側が滅菌されることが想定されている。
【００２８】
さらに、詳細には示されていない蓋用滅菌機構が設けられており、この機構が、直線区間において、まず、既に述べたように、十分に均一なＨ２Ｏ２の液膜を蓋面に付着させ、次に、加熱された滅菌空気の形で熱を供給することによって、この液膜を活性化させる。プロセスが完了した後、このようにして滅菌された蓋は、直接、閉鎖機に供給され、そこで、充填された金属容器の上に載置されて、金属容器が閉鎖される。
【００２９】
あるいは、容器と蓋の両方をもう一度滅菌水で洗浄することも可能である。
【実施例２】
【００３０】
本発明に係る滅菌設備の別の実施態様が、図２に概略的に示されている。
【００３１】
ここでも、容器は、搬送機構２１によって滅菌機メリーゴーランド形回転体２２へ載置され、そして、蒸発器ヘッド２３を用いて蒸気状のＨ２Ｏ２と滅菌空気との混合物を既述の方式で供給することによって、滅菌剤の均一な凝縮膜が内側面に施される。次に、容器は、反応用メリーゴーランド形回転体２４へ移され、そこでもまた、容器は円軌道上を周回する。そこには供給ノズル２５があり、加熱された滅菌空気を容器の内部へ吹き込んで、Ｈ２Ｏ２を活性点以上に加熱する。これにより、前述の分解プロセスが始まり、このプロセスの終わりには容器は滅菌されている。この場合、反応用メリーゴーランド形回転体２４のサイズは、容器を載置してからメリーゴーランド形回転体から取り外すまでに必要とされる容器走行時間が、滅菌プロセスの進行時間に等しくなるようなサイズに選定されている。分解プロセスを加速し、分解生成物を容器内部から取り除くために、実施態様に応じて、加熱された空気を最初に一度だけ供給することも、あるいは、分解プロセスの間、空気を流し続けることも可能である。
【００３２】
滅菌プロセスの完了後、容器は、反応用メリーゴーランド形回転体２４から運搬星形車２６を介して充填機２７に供給される。ここで再び、充填されるべき製品が、公知の方式で容器へ注入される。
【００３３】
次に、既述の手順と同様の手順で缶が閉鎖機に供給され、そこで、やはり前述の方式で滅菌された蓋を用いて閉鎖される。
【００３４】
本発明は、前述の実施例に限定されているわけではなく、基本概念を逸脱することなく、多様に変更を加えることができる。
【００３５】
金属容器は、必ずしも飲料缶である必要はなく、食品工業または飲料工業における他の用途向けのものであってもよい。また、例えば医療や製薬関連で用いるための容器も、前述の方式で滅菌することができる。容器への滅菌剤の注入は、種々の方式で行うことが可能である。蒸発器ヘッドを用いた気化の他に噴霧ヘッドも考えられ、あるいは、容器内部へ液剤を供給することも考えられる。前述の容器誘導加熱によって、または、高温空気の供給によって特に有利な活性化を行うこと以外に、例えば赤外線照射などの他の方法も考えられる。設備全体の態様も多様な変化形態が可能であり、また、個々の設備部分の構成や配置についても同様である。
【符号の説明】
【００３６】
１  搬送機構
２  滅菌用メリーゴーランド形回転体
３  滅菌ヘッド
４  運搬機構
５  反応区間
６  誘導コイル構成部
７  空気供給部
８  抽気機構
９  搬送機構
１０  充填機
１１  運搬機構
２１  搬送機構
２２  滅菌機メリーゴーランド形回転体
２３  蒸発器ヘッド
２４  反応用メリーゴーランド形回転体
２５  供給ノズル
２６  運搬星形車
２７  充填機
【図１】
0005518486.tif 000002
【図２】
0005518486.tif 000003