(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
殺菌のための方法において、
内部に自由流動製品が入れられた閉じられた容器を提供する工程、
搬送期間中に、前記閉じられた容器を非イオン化電磁放射線装置に通して搬送する工程、
殺菌温度を達成するよう、照射期間中に前記非イオン化電磁放射線装置からの非イオン化電磁放射線を前記自由流動製品に照射する工程、および
前記閉じられた容器内の前記自由流動製品の全てと該閉じられた容器の内面の全ての殺菌を達成するように、操作期間中に前記閉じられた容器を操作する工程、
を有してなり、
前記操作する工程が、前記閉じられた容器の底が垂直線に対して１８０度までの角度に位置付けられるまでの、該閉じられた容器の第１の反転と、前記閉じられた容器を垂直線に対して９０度未満の角度に戻す第２の反転とを含む反転シーケンスを前記閉じられた容器に施すことを含むものであり、該第２の反転は該第１の反転とは逆の方向であり、
前記照射期間の少なくとも一部が前記搬送期間の少なくとも一部と重複しており、
前記操作期間の少なくとも一部が前記照射期間の少なくとも一部と重複している、方法。
【請求項２】
前記第１の反転は少なくとも３秒の期間に亘り行われるように構成されている、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第２の反転が、前記閉じられた容器を垂直線に対して約６０度の角度に戻す反転を含む、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記第２の反転が約２秒の期間に亘り行われる、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記反転シーケンスが、垂直線から約６０度の角度と、垂直線から約１３５度の角度との間の前記閉じられた容器の第３の反転を含み、該第３の反転が約２秒の期間に亘り行われる、請求項４記載の方法。
【請求項６】
殺菌のための方法において、
内部に自由流動製品が入れられた閉じられた容器を提供する工程、
搬送期間中に、前記閉じられた容器を非イオン化電磁放射線装置に通して搬送する工程、
殺菌温度を達成するよう、照射期間中に前記非イオン化電磁放射線装置からの非イオン化電磁放射線を前記自由流動製品に照射する工程、および
前記閉じられた容器内の前記自由流動製品の全てと該閉じられた容器の内面の全ての殺菌を達成するように、操作期間中に前記閉じられた容器を操作する工程、
を有してなり、
前記操作する工程が、前記閉じられた容器に、該閉じられた容器の底が垂直線に対して１８０度までの角度に位置付けられるまでの、該閉じられた容器の第１の反転を含む反転シーケンスを含み、該第１の反転が少なくとも３秒の期間に亘り行われ、前記反転シーケンスが少なくとも８回の反転を含み、少なくとも３０秒の反転期間に亘り行われるものであり、
前記照射期間の少なくとも一部が前記搬送期間の少なくとも一部と重複しており、
前記操作期間の少なくとも一部が前記照射期間の少なくとも一部と重複している、方法。
【請求項７】
殺菌のための方法において、
内部に自由流動製品が入れられた閉じられた容器を提供する工程、
搬送期間中に、前記閉じられた容器を非イオン化電磁放射線装置に通して搬送する工程、
殺菌温度を達成するよう、照射期間中に前記非イオン化電磁放射線装置からの非イオン化電磁放射線を前記自由流動製品に照射する工程、および
前記閉じられた容器内の前記自由流動製品の全てと該閉じられた容器の内面の全ての殺菌を達成するよう、操作期間中に前記閉じられた容器を操作する工程、
を有してなり、
前記操作する工程が、前記閉じられた容器に、該閉じられた容器の底が垂直線に対して１８０度までの角度に位置付けられるまでの、該閉じられた容器の第１の反転を含む反転シーケンスを含み、該第１の反転が少なくとも３秒の期間に亘り行われ、前記閉じられた容器に前記反転シーケンスを少なくとも２回施す工程を含むものであり、
前記照射期間の少なくとも一部が前記搬送期間の少なくとも一部と重複しており、
前記操作期間の少なくとも一部が前記照射期間の少なくとも一部と重複している、
方法。
【請求項８】
殺菌のための方法において、
内部に自由流動製品が入れられた閉じられた容器を提供する工程、
搬送期間中に、前記閉じられた容器を非イオン化電磁放射線装置に通して搬送する工程、
殺菌温度を達成するよう、照射期間中に前記非イオン化電磁放射線装置からの非イオン化電磁放射線を前記自由流動製品に照射する工程、および
前記閉じられた容器内の前記自由流動製品の全てと該閉じられた容器の内面の全ての殺菌を達成するよう、操作期間中に前記閉じられた容器を操作する工程、
を有してなり、
前記操作する工程が、前記閉じられた容器に、該閉じられた容器の底が垂直線に対して１８０度までの角度に位置付けられるまでの、該閉じられた容器の第１の反転を含む反転シーケンスを含み、該第１の反転が少なくとも３秒の期間に亘り行われ、前記第１の反転が、前記閉じられた容器を少なくとも約３秒間に亘り垂直線に対して約１３５度の角度に保持する工程を含むものであり、
前記照射期間の少なくとも一部が前記搬送期間の少なくとも一部と重複しており、
前記操作期間の少なくとも一部が前記照射期間の少なくとも一部と重複している、
方法。
【請求項９】
前記操作期間の少なくとも一部が前記搬送期間の少なくとも一部と重複している、請求項１から８いずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記操作期間の少なくとも一部、前記照射期間の少なくとも一部、および前記搬送期間の少なくとも一部が重複している、請求項１から８いずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
前記照射する工程が、マイクロ波放射線および高周波放射線からなる群より選択される非イオン化電磁放射線を照射する工程を含む、請求項１から１０いずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
前記非イオン化電磁放射線が、３ＫＨｚ＜ｆ＜１ＭＨｚ、１ＭＨｚ≦ｆ＜３００ＭＨｚ、および３００ＭＨｚと３００ＧＨｚの間からなる群より選択される周波数を有する、請求項１から１０いずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
前記照射期間が約３分未満で行われる、請求項１から１２いずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
前記搬送期間、前記照射期間、および前記操作期間が共同期間に亘り行われ、該共同期間が約３分未満である、請求項１から１２いずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
前記操作する工程が、前記閉じられた容器を操作して、前記自由流動性製品を該閉じられた容器の内面に接触させる工程を含む、請求項１から１４いずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
前記閉じられた容器が気泡をさらに含む、請求項１から１５いずれか１項記載の方法。
【請求項１７】
前記自由流動性製品が飲料を含む、請求項１から１６いずれか１項記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の反転が、前記閉じられた容器の底が垂直線に対して１３５度までの角度に位置付けられるまで、該閉じられた容器を反転させる、請求項１、６、７、８いずれか１項記載の方法。
【請求項１９】
前記自由流動性製品が少なくとも１種類の水性液体を含む、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
容器を殺菌するための装置において、
搬送期間に亘り、内部に自由流動性製品が入れられた複数の閉じられた容器を搬送するように構成されたコンベヤ、および
前記自由流動性製品に非イオン化電磁放射線を照射して、照射期間中に殺菌温度を達成するように構成された非イオン化電磁放射線装置、
を備え、
前記コンベヤは、前記搬送期間中に、前記複数の閉じられた容器を前記非イオン化電磁放射線装置に通して搬送すると共に、前記搬送期間の少なくとも一部は前記照射期間の少なくとも一部と重複するように構成されており、
前記コンベヤの少なくとも一部は、操作期間中に前記複数の閉じられた容器を操作して、該複数の閉じられた容器の各々の内部の前記製品の全ておよび該複数の閉じられた容器の各々の内面の全ての殺菌を行うと共に、前記操作期間の少なくとも一部は前記照射期間の少なくとも一部と重複するように構成されており、
前記複数の閉じられた容器の各々はそれぞれの底を備え、
前記コンベヤは、前記複数の閉じられた容器の各々を操作して、該閉じられた容器の前記それぞれの底が垂直線に対して１８０度までの角度に位置付けられるまでの該複数の閉じられた容器の各々の第１の反転を含む反転シーケンスを１回以上施すように構成され、
前記反転シーケンスが、前記複数の閉じられた容器の各々を垂直線に対して９０度未満の角度に戻す第２の反転を含むものであり、該第２の反転は該第１の反転とは逆の方向であるものである、装置。
【請求項２１】
前記操作期間の少なくとも一部が前記搬送期間の少なくとも一部と重複するように構成されている、請求項２０記載の装置。
【請求項２２】
前記操作期間の少なくとも一部、前記照射期間の少なくとも一部、および前記搬送期間の少なくとも一部が重複するように構成されている、請求項２０記載の装置。
【請求項２３】
前記非イオン化電磁放射線装置が、マイクロ波放射線および高周波放射線からなる群より選択される非イオン化電磁放射線を前記自由流動性製品に照射するように構成されている、請求項２０から２２いずれか１項記載の装置。
【請求項２４】
前記非イオン化電磁放射線が、３ＫＨｚ＜ｆ＜１ＭＨｚ、１ＭＨｚ≦ｆ＜３００ＭＨｚ、および３００ＭＨｚと３００ＧＨｚの間からなる群より選択される周波数を有する、請求項２０から２２いずれか１項記載の装置。
【請求項２５】
前記照射期間が約３分未満で行われるように構成されている、請求項２０から２４いずれか１項記載の装置。
【請求項２６】
前記搬送期間、前記照射期間、および前記操作期間が共同期間に亘り行われ、該共同期間は約３分未満であるように構成されている、請求項２０から２４いずれか１項記載の装置。
【請求項２７】
前記コンベヤが、前記複数の閉じられた容器を操作して、前記自由流動性製品を該複数の閉じられた容器の内面に接触させるように構成されている、請求項２０から２４いずれか１項記載の装置。
【請求項２８】
前記第１の反転は少なくとも３秒の期間に亘り行われるように構成されている、請求項２０から２７いずれか１項記載の装置。
【請求項２９】
前記１回以上の反転シーケンスの各々が、前記閉じられた容器のそれぞれの底が、垂直線に対して約６０度の角度と垂直線に対して約１３５度の角度との間に位置付けられるまで該複数の閉じられた容器の各々を反転する工程を含み、前記１回以上の反転シーケンスの各々が少なくとも３０秒の期間に亘り行われるように構成されている、請求項２０から２８いずれか１項記載の装置。
【請求項３０】
前記１回以上の反転シーケンスの各々が、前記複数の閉じられた容器を、各々少なくとも１／２秒間に亘り１つ以上の角度に保持するようなっている、請求項２０から２９いずれか１項記載の装置。
【請求項３１】
前記コンベヤが、２４０ｍＬ、３５５ｍＬ、４２０ｍＬ、および１０００ｍＬからなる群より選択される体積を有するボトルを搬送するように構成されている、請求項２０から３０いずれか１項記載の装置。
【請求項３２】
前記複数の閉じられた容器の各々が気泡を含む、請求項２０から３１いずれか１項記載の装置。
【請求項３３】
容器の内部を殺菌する方法であって、
自由流動性製品を収容している容器を該容器の底で垂直に直立して配置する工程、
前記容器を、約３０秒以内で商業殺菌温度を達成するのに十分な非イオン化電磁放射線に曝露し、該容器に、前記底が垂直線に対して１８０度までの角度に位置付けられるまでの該容器の第１の反転を含む反転シーケンスを施す工程であって、前記第１の反転は、少なくとも３秒の期間に亘り行われ、前記反転シーケンスにより前記容器の内部を殺菌できる、工程、
を有してなり、
前記反転シーケンスが、前記閉じられた容器を垂直線に対して９０度未満の角度に戻す第２の反転を含むものであり、該第２の反転は該第１の反転とは逆の方向である、方法。
【請求項３４】
前記第１の反転が、垂直線に対して１４０度までの角度に位置付けられるまでの前記容器の反転を含み、
前記容器が、少なくとも３秒間に亘り、垂直線に対して１４０度までの角度に保持される、請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
前記反転シーケンスが、垂直線に対して約６０度の角度と垂直線から約１３５度の角度との間に前記容器を反転させる工程を含み、該反転シーケンスは少なくとも３０秒の期間に亘り行われる、請求項３４記載の方法。
【請求項３６】
前記容器は、閉じられた後、さらに気泡を含むものである、請求項３３から３５いずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、全てが引用され、本願の一部を構成する、２０１１年１１月１８日に出願された米国仮特許出願第６１／５６１４６７号の恩恵を主張する非仮特許出願である。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、容器内の食品または飲料製品の、マイクロ波殺菌および高周波殺菌を含む、非イオン化電磁波殺菌のための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
飲料を含む様々なタイプの食品が、缶、ガラス瓶、またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ボトルを含む容器内にパック詰めされている。食品は、何度も、調理のために加熱する必要がありおよび／または低温殺菌する必要があり、容器の内部は殺菌する必要がある。食品を貯蔵し、貯蔵寿命を増加させるための保存料の必要性を減少させるまたはなくすために様々な方法が開発されてきた。
【０００４】
飲料の入ったボトルなどの容器の高温充填殺菌は、容器を殺菌して、容器から微生物および微生物増殖を実質的になくす周知の方法である。典型的に、高温充填は、熱プロセス、例えば、電気抵抗加熱または熱交換器の配置を使用して、液体を少なくとも華氏約１８５度（８５℃）の温度に加熱することによって行われる。この液体の加熱後に、加熱された液体は、この液体が、よく見られる微生物から殺菌されるように十分な期間に亘りその流体の温度を保持するために、保持管内に置かれる。次いで、加熱された液体は容器に充填される。容器を冷却する前に、高温液体が、容器の蓋（例えば、キャップ）を含む容器の内面の全てと接触することを確実にするように、容器はしばしば操作される。そのような操作は一般に、容器を傾けるかまたは逆さにして、容器の内部とその蓋を殺菌するのに十分な時間に亘り容器の内面の全てを高温液体と接触させる工程を含む。一旦、容器が完全に殺菌されたら、次に、容器は冷却され、通常は少なくとも３ヶ月間に亘り、冷蔵せずに常温で長期保存可能な製品として安全に貯蔵されるであろう。
【０００５】
従来の高温充填殺菌には欠点がある。特定の液体、例えば、飲料は、固体包有物（例えば、粒子）並びに液体を含有する。しかしながら、包有物は、ボトルのネックおよび／またはキャップなどの容器の小さな部分の内部に凝集するであろう。包有物の凝集は、操作中に、高温液体が容器のそれらの部分に到達するのを妨げ、容器が完全には殺菌されないことになるであろう。例えば、ネックに包有物が凝集することが示された反転方法の１つは、いわゆる「横たえ(laydown)方法」である。この横たえ方法は、高温充填ボトルを、約１〜２秒間の期間で垂直な立位から水平な横たえ位置に傾ける工程を含む。ボトルは、特定の時間に亘りこの位置のままにされ、次いで、垂直な立位に起こして戻される。ネックに包有物が凝集することが示された別の反転方法は、いわゆる「らくだのコブ式反転機」である。このらくだのコブ式反転機方法は、垂直に直立したボトルをゴム製把持具で掴み、横に９０度傾くまでボトルを傾ける各工程を含む。このボトルは、反転機の上部に到達したときに、直立位置に移され、次いで、反対方向に横に９０度傾けられる。したがって、容器の内部が適切に殺菌されることを確実にするために、容器の各部の内部で包有物が凝集するのを防ぐことが望ましいであろう。
【０００６】
別の殺菌方法は、トンネル式殺菌またはトンネル式低温殺菌と称されることがある。従来のトンネル式殺菌は、典型的に、ボトルなどの容器に飲料などの食品を充填し、次に、ボトルに蓋をすることなどの容器を閉じる工程を含む。容器またはボトルは、トンネルの一端で装填され、コンベヤに沿って動くときに熱水のスプレーの下を通過させられる。それらのスプレーは、飲料の低温殺菌温度に到達するまでボトルに熱水が施されるように配列されている。これには、容器を殺菌する効果もある。次いで、ボトルは、トンネルの他端から排出されるまで、冷水のスプレーで冷却される。従来のトンネル式殺菌は、典型的に、蒸気を生成するための燃料燃焼ボイラーの使用を含み、次いで、蒸気は冷却されて熱水を生成し、次いで、蓋されたボトルがコンベヤに沿って動くときに、そのボトル上に熱水が噴霧される。従来のトンネル式殺菌は、約３０〜５０％のエネルギー効率を有する、すなわち、燃料燃焼ボイラーにより生成される熱量（イギリス熱量単位、すなわち、ＢＴＵで表してもよい）の約３０〜５０％が実際に製品に送達される。従来のトンネル式殺菌は、典型的に、飲料の十分な低温殺菌および容器の内面の殺菌を達成するために、１０分以上、しばしば少なくとも２０分以上を要する。例えば、従来のトンネル式殺菌では、製品が華氏約１６０度（約７１℃）に到達するまで、製品がトンネルの「上昇(come up)」区域内で約１０〜１２分間に亘り噴霧される熱水で加熱され、次いで、この目的の温度でさらに約１０分間に亘り保持される必要がある。製品と容器が高温に曝される時間が長いほど、製品と容器の熱酷使(thermal abuse)の恐れが大きくなり、味がまずくなる恐れが大きくなり、製品と容器が劣化してしまう。従来のトンネル式殺菌は、特定の製品および／または容器にとって可能ではないであろうし、または容器の厚さの増加、例えば、殺菌後に十分に強いボトルを確実にするために、ビールが充填されたＰＥＴボトルを殺菌するためにＰＥＴボトルの厚さを増加させる必要があるであろう。
【０００７】
アセプティック殺菌は、容器の内面を殺菌するための別の方法である。典型的にアセプティック殺菌において、容器は、細菌殺傷効果を達成するために過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）の水溶液で殺菌され、次いで、低温殺菌された製品が、殺菌済みボトルに充填される。低温殺菌された製品は、典型的に、熱的加熱プロセスを使用して加熱され、例えば、中央タンクおよび／または保持管（高温充填殺菌に使用されたものと類似）内において、十分な期間に亘り低温殺菌温度に保持され、次いで、殺菌済みボトルに入れられる前に、冷却される。アセプティック殺菌に使用される設備は、典型的に、数百万ドル（数億円）かかり、トンネル式殺菌のための設備よりもずっと高価である。製造ラインを高温充填殺菌またはトンネル式殺菌からアセプティック殺菌に変えるには、高い転換コストが伴う。
【０００８】
上述した方法は、典型的に、熱プロセスを使用した製品の加熱、例えば、電気抵抗加熱または熱交換器の配置（従来の高温充填殺菌およびアセプティック殺菌などの）による製品の加熱、または従来のトンネル式殺菌の場合には、燃料燃焼ボイラーからの蒸気により生成された熱水による製品の加熱を必要とする点で、大きいカーボン・フットプリントを有する。製品と製品が充填される容器の内面の殺菌であって、より小さいカーボン・フットプリントを有し、熱工程加熱を使用した殺菌方法よりもエネルギー効率が高い殺菌を行うことが望ましいであろう。従来の方法を上回って生産速度を増加させる方法を使用して、製品と製品が充填される容器の内面の殺菌を行うことも望ましいであろう。
【０００９】
製品を加熱してより長い貯蔵寿命を提供し、それゆえ、製品を中央調製して出荷できるようにするために、マイクロ波エネルギーまたは放射線が使用されてきた。しかしながら、市販食品の調製および包装の製造業者は、生産速度を増加させるためにマイクロ波エネルギーを使用することが難しいと感じた。
【００１０】
生産速度を増加させる意図で、加熱速度を上昇させる様々な方法が公知である。公知の方法の１つは、パルス式マイクロ波エネルギー放射線を使用することであり、別の方法は、例えば、いくつかの方向からの照射などの、多数のマイクロ波エネルギー源の同時使用である。これらの様々な方法において、製品が包装される前後の両方で、マイクロ波エネルギーが使用されてきた。しかしながら、局所製品温度が容器の使用温度を超えるために、容器がしばしば損傷を受け、製品の官能特性および特徴が、製品における局所的に高い温度への長期間の曝露によりしばしば低下してしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
それゆえ、マイクロ波エネルギーを使用したこれらの公知の方法のいずれも、満足できるものではない。マイクロ波エネルギーを使用した公知の方法により、製品が不均一に加熱され、これでは十分な貯蔵寿命を確実にできない。マイクロ波エネルギーを使用した公知の方法は、処理時間を著しく短縮することにもうまくいっておらず、製品の官能特性および特徴がしばしば低下し、容器もしばしば損傷を受ける。
【００１２】
したがって、製品、特に食品の殺菌方法であって、容器を損傷せずに、製品の官能特性および特徴を低下させずに、処理時間を減少させ、それでも、従来技術の方法の欠点を持たない方法が必要とされている。従来の方法を使用して達成できない製品および容器について、および／または従来の方法よりも低いコストで、製品と容器の内面の殺菌を行うことも望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本開示の実施の形態は、容器内で市販用無菌製品を達成するための微生物の低減方法に関する。
【００１４】
１つの態様において、方法は、内部に自由流動製品が入れられた閉じられた容器を提供する工程、および搬送期間中に、閉じられた容器を非イオン化電磁放射線装置に通して搬送する工程を含んでよい。この方法は、照射期間中に非イオン化電磁放射線装置からの非イオン化電磁放射線を自由流動製品に照射して、殺菌温度を達成する工程を含み、照射期間の少なくとも一部は搬送期間の少なくとも一部と重複している。この方法は、操作期間中に閉じられた容器を操作して、閉じられた容器内の製品の全てと閉じられた容器の内面の全ての殺菌を達成する工程を含み、操作期間の少なくとも一部は照射期間の少なくとも一部と重複している。
【００１５】
１つの実施の形態において、前記方法は、内部に自由流動製品が入れられた閉じられた容器であって、底を含む容器を提供する工程、閉じられた容器を容器の底で垂直に直立して配置する工程、および閉じられた容器を、商業殺菌温度を達成するのに十分に非イオン化電磁放射線に曝露する工程を含んでよい。この方法は、閉じられた容器に反転シーケンスを施す工程を含んでよく、この反転シーケンスは、容器の底が、垂直線に対して１８０度までの角度で配置されるまでの容器の第１の反転を含み、この第１の反転は少なくとも３秒間の期間に亘り行われ、反転シーケンスは、容器の内面の殺菌を可能にする。
【００１６】
別の態様は、容器を殺菌するためのシステムを含む。このシステムは、搬送期間に亘り複数の閉じられた容器を搬送するように構成されたコンベヤを備え、これらの複数の容器には、内部に自由流動製品が入れられている。このシステムは、自由流動製品に非イオン化電磁放射線を照射して、照射期間中に殺菌温度を達成するように構成された非イオン化電磁放射線装置を含む。前記コンベヤは、搬送期間中に、複数の閉じられた容器を非イオン化電磁放射線装置に通して搬送するように構成されており、搬送期間の少なくとも一部は照射期間の少なくとも一部と重複している。このコンベヤの少なくとも一部は、操作期間中に複数の閉じられた容器を操作して、複数の閉じられた容器の各々の内部の製品の全てと複数の閉じられた容器の各々の内面の全ての殺菌を行うように構成されている。操作期間の少なくとも一部は、照射期間の少なくとも一部と重複している。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】反転角度対時間を示すサンプル操作シーケンスのグラフ
【図２】垂直に対して様々な反転角度に位置する容器ＡからＧの概略図
【図３】本開示のある実施の形態に有用な特定の操作シーケンスのセットおよび容器を操作するための装置のコンベヤを示す説明図
【図４】容器のためのポケットを備えたコンベヤの一部の斜視図
【図５】図４のコンベヤの一部およびある実施の形態によるカバーの上面を示す説明図
【図６】本開示の別の実施の形態による容器を操作するための装置の側面図
【図７Ａ】従来のトンネル式低温殺菌に施されたときの炭酸の酸度の高い製品の温度プロファイルを示すグラフ
【図７Ｂ】ボトルに入れられ、キャップが付けられた後にマイクロ波放射線に曝されたときの炭酸の酸度の高い製品の温度プロファイルを示すグラフ
【図８】本開示の実施の形態による装置の斜視図
【図９】図８に示された斜視図とは異なる、図８の装置の斜視図
【図１０】本開示の特定の実施の形態に有用な非イオン化電磁放射線装置の一部とコンベヤの一部の斜視図
【図１１】本開示の特定の実施の形態に有用なコンベヤの斜視図
【図１２】本開示の特定の実施の形態に有用なコンベヤの一部の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本開示の実施の形態は、容器内の製品を商業的に殺菌する方法に関する。当業者は、商業殺菌の関する業界基準および指針を認識している。当業者は、２００１年に発行されたＦＤＡジュースＨＡＣＣＰ規則は、ジュースにおける特定の病原微生物を標的とした最低で５の対数減少を記載しており、常温で長期間保存可能な製品については、製造業者が腐敗性微生物を最小にする処理を望んでいることを認識している。例えば、包装殺菌は、細菌の枯草菌(Bacillus subtillis var. globigii)の胞子の６の対数減少であろう。例えば、ペプシコ社(PepsiCo, Inc.)に譲渡された米国特許第６７５２９５９号明細書を参照のこと。また、ＦＤＡ  ＣＦＲのタイトル２１の第１章第１１０部により概説されているように、ヒト用食品の製造、包装、または保持における現行の良好な製造慣行にしたがうべきである。非イオン化電磁放射線は、ＦＤＡにより承認されている。例えば、連邦規則第２１章のセクション１７９．３０を参照のこと。
【００１９】
特に、本開示の実施の形態は、マイクロ波（ＭＷ）および高周波（ＲＦ）放射線を含む、製品を加熱するための非イオン化電磁放射線を使用して、容器内の食品（例えば、飲料）を含む製品を商業的に殺菌する方法に関する。本開示の実施の形態において検討されるエネルギーの周波数は、典型的にＫＨｚ範囲（３ＫＨｚ＜ｆ＜１ＭＨｚ）またはＭＨｚ範囲（１ＭＨｚ＜ｆ＜３００ＭＨｚ）いずれかの範囲のにある無線周波数（ＲＦ）、および典型的に３００ＭＨｚと３００ＧＨｚの間の範囲のマイクロ波周波数（ＭＷ）を含む。それゆえ、以下に限られないが、１３．５６ＭＨｚ、２７．１２ＭＨｚ、および４０．６８ＭＨｚ（全てＲＦ）、および９１５ＭＨｚ、２，４５０ＭＨｚ、５．８ＧＨｚ、および２４．１２４ＧＨｚ（ＭＷ）の周波数を含む、家庭用、商業用、科学用および医療用の用途に認可されたＲＦおよびＭＷ周波数を、開示された実施の形態にしたがって使用してもよい。
【００２０】
本開示の他の実施の形態は、製品と容器の全てを十分に加熱して、容器を損傷せずに、かつ食品の官能特性および特徴を低下させずに、商業殺菌を行うことを確実にするために、非イオン化電磁放射線を使用し、容器を操作して、容器内の自由流動食品を商業殺菌する方法に関する。
【００２１】
本開示のさらに他の実施の形態は、製品と容器の全てを十分に加熱して、容器を損傷せずに、かつ食品の官能特性および特徴を低下させずに、商業殺菌を行うことを確実にするために、非イオン化電磁放射線を使用し、容器を操作して、容器内の自由流動食品を迅速に商業殺菌する方法に関する。
【００２２】
非イオン化電磁エネルギーまたは放射線を使用して、貯蔵寿命を延長するために製品を加熱する公知の方法は、例えば、典型的な加熱方法と比べて、商業殺菌を行うために要する時間を著しく短縮しない。しかしながら、本出願の発明者等は、十分な非イオン化電磁エネルギーまたは放射線を約３０秒以内、容器内の製品に与えて、商業殺菌温度を達成でき、照射された容器が、製品を混合し、熱を製品全体と容器の内面に分布させる様式で操作された場合、製品と容器の内面の全ての商業殺菌が、３分未満で行われかもしれず、約１〜２分で行われるかもれしないことを発見した。
【００２３】
この方法の実施の形態において、製品は、包装された後、非イオン化電磁放射線に曝露される。包装、すなわち容器は、開いていても、閉じていても差し支えないが、商業殺菌を行うのに十分な非イオン化電磁放射線に曝露される。典型的に、酸度の低い製品においてさえも、商業殺菌温度を達成するのに十分なエネルギーを約３０秒未満で製品に与えることができる。
【００２４】
食品の商業殺菌を行うのに必要な熱処理の重大度は、その食品中の酸レベルに関連することが当業者により認識されている。酸度の高い食品、すなわち、約４．０未満のｐＨを有する食品は、商業殺菌を行うために、約４．０より高く４．６までのｐＨを有する中程度の酸度の食品、および４．６以上のｐＨを有する酸度の低い食品よりも、低い温度または短い時間しか要さない。ここに用いたように、酸度の高い食品は、酸または酸性食品が加えられた中程度の酸度の食品および酸度の低い食品からなる酸性化食品を含み、約４．０以下の完成時の平衡ｐＨを有し、中程度の酸度の食品は、酸または酸性食品が加えられた中程度の酸度の食品および酸度の低い食品からなる食品を含み、約４．０から４．６の完成時の平衡ｐＨを有する。
【００２５】
本開示の実施の形態において、食品の温度は、食品と容器の内部の実質的に全てを、商業殺菌を行うのに十分な時間に亘り目標温度に維持できるような目標温度に少なくとも上昇される。当業者には、ここに用いた商業殺菌は、以下に限られないが、政府の規則および／または指針、例えば、米国食品医薬品局（「ＦＤＡ」）の指針（さらなる例については、業界指針、酸性化食品、２０１０年９月のドラフトガイダンスを参照のこと、文書がコメント目的のために分配されている（http://www.fda.gov/Food/GuidanceComplianceRegulatoryInformation/GuidanceDocuments/AcidifiedandLow-AcidCannedFoods/ucm222618.htmで入手できる）Ｆｚ／Ｒｅｆとして表される酸性化食品に関する熱プロセスの致死率を特定しており、式中、Ｆは破壊時間であり、ｚはＤ値における９０パーセントの減少をもたらす温度の上昇であり、Ｒｅｆは基準温度であり、所定の温度で増殖性細胞または胞子の９０パーセントを破壊するのに要する時間が、通常「Ｄ値」と称される、デシマル減少時間と呼ばれる）を含むことが認識されている。当業者には、本開示の実施の形態による商業殺菌を行うのに十分な時間は、不要な実験を行わずに、特定の用途、例えば、特定の製品が充填された特定の容器および容器について、決定できることが認識されている。
【００２６】
本開示の他の実施の形態において、酸度の高い食品の温度は、商業殺菌を達成するのに十分な期間に亘り、少なくとも約８５℃（１８５°Ｆ）に、より典型的には、少なくとも約９０℃（１９４°Ｆ）に上昇させられる。当業者には、本開示の実施の形態にしたがって商業殺菌を行うのに十分な温度は、不要な実験を行わずに、特定の用途、例えば、特定の製品が充填された特定の容器および容器について、決定できることが認識されている。炭酸の酸度の高い飲料について、商業殺菌工程がある温度で保持される時間は、典型的に、約３分未満、典型的に、少なくとも約１から２分間である。
【００２７】
当業者が認識するように、商業殺菌温度が維持される期間は、典型的に、酸度の低い食品、中程度の酸度の食品、または酸度の高い食品であるか否かにかかわらず、より低い温度ではより長い。酸度の低い食品、中程度の酸度の食品、および酸度の高い食品に関するこれらの温度と時間の関係は、よく知られており、典型的に、商業殺菌のためのエネルギー源が変わっても、変化しない。ここに与えられた指針により、当業者は、不要な実験を行わずに、どのような製品および容器についても、適切な温度およびその温度で商業殺菌温度を行うのに必要な期間の両方を決定することができる。
【００２８】
本開示の実施の形態に関して用いたように、「商業殺菌」は、病原体および他の製品腐敗物質(spoilant)が、典型的に周囲条件（「室温」）で、製品の「貯蔵寿命」に亘り、すなわち、後の使用のために、健康に良い安全な食品を顧客に配達するのに十分な期間に亘り、貯蔵を可能にするレベルまで減少させられる条件を意味する。それゆえ、商業殺菌は、製品に妥当な貯蔵寿命を与えるのに十分な熱処理である。
【００２９】
本開示の実施の形態の方法は、上述したように、全ての酸度レベルの食品に適用できる。このように処理された製品は、少なくとも貯蔵寿命と等しい期間に亘り、食べるのに安全なままである。延長された貯蔵寿命により、製品を妥当な費用で提供することができる。本開示の実施の形態の方法は、典型的な化学保存料（例えば、安息香酸塩、ソルビン酸塩、および他の公知の保存料）の必要性を著しく低減させるまたはなくす可能性を与える。
【００３０】
全てのタイプの飲料、食品代替製品、透明ブロス、およびエナジードリンクを含む、全てのタイプの液体が、たいてい、商業的に殺菌される。食塩水やグルコース溶液などの医療用溶液も、無菌でなければならない。これらの製品または様々なタイプのその成分は、マイクロ波エネルギーを使用して、商業的に殺菌できる。同様に、固形物を含有する食品は、非イオン化電磁エネルギーまたは放射線を使用して、商業的に殺菌できる。
【００３１】
本開示の実施の形態において、固形物を含有する食品は、商業殺菌を行うために処理される。そのような食品は、典型的に、「自由流動性(free-flowing)」食品である、すなわち、その食品は、食品が商業殺菌温度で容器の内部の全てに接触することを可能にする様式で容器内において流動する。当業者が認識するように、商業殺菌温度で製品の容器間内部の全てとの接触を確実にして、そのような接触した表面が、商業殺菌を行うのに十分な時間に亘り適切な温度まで上昇させられることを確実にすることが必要である。
【００３２】
したがって、本開示の実施の形態は、製品を容器の内部の全てと接触させられる特性および特徴を有する固形物を含有する製品の商業殺菌に関する。ここに用いたように、そのような製品は「自由流動性」であると認定される。その製品は固形物を含有してもよいが、自由流動性製品中の固形物は、製品が容器の内部の全てと接触するのを妨げない。
【００３３】
典型的な自由流動性製品としては、例えば、ハーブおよびスパイスの破片、または野菜および他の包有物の小片を有するソース；クリームベースと肉汁ベース両方のスープ；およびフルーツジュースおよびフルーツスムージーなどの固形物片を含有する飲料が挙げられる。これらと他の製品は、典型的に、本開示の実施の形態にしたがって商業的に殺菌できる自由流動性製品である。
【００３４】
例えば、チーズソースなどの半固体、ゲル状、または粘性である製品も、本開示の実施の形態にしたがって商業的に殺菌される。そのような製品は、しばしば、非イオン化電磁エネルギーまたは放射線を効率的に吸収し、加熱されたときに、粘性が弱くなる。したがって、そのような製品は、自由流動性製品と考えることができ、本開示の実施の形態にしたがって商業的に殺菌される。
【００３５】
本開示の実施の形態において、容器は、任意の温度で製品が充填され、非イオン化電磁放射線の照射により、商業殺菌温度に加熱される。発明者等は、非イオン化電磁放射線またはエネルギーの入力は、公知の方法、特に、製品を収容する容器が、与えられた熱を効率的な様式で製品に分配するように操作される場合、非イオン化電磁エネルギーまたは放射線の照射を使用した公知の方法に達成できるよりも、高くて差し支えない、および／またはより短い期間に亘って差し支えないことを発見した。発明者等は、容器の使用温度を超える局所製品温度、および／または公知の方法で生じる製品中の局所的に高い温度への長期間の曝露により、製品の官能特性および特徴を低下させずに、かつ容器を損傷せずに、製品が充填された容器を操作することによって、商業殺菌が行われることを発見した。
【００３６】
本開示の実施の形態によれば、製品の温度は、製品の製造温度、典型的に周囲温度から、商業殺菌温度まで、十分に高い密度のエネルギーでの非イオン化電磁放射線による照射によって約３０秒以内で上昇させられるであろうし、その後、必要に応じて、容器が閉じられ、容器が操作される。容器内の熱を再分配するためには、さらに約３０から約９０秒が必要であろう。次いで、容器は冷却される。それゆえ、本開示の実施の形態は、従来のレトルト処理よりもずっと速く、無菌充填と実質的に同じくらい速い。それゆえ、従来のレトルト処理と比べて時間が節約され、事前充填容器も、製造ラインの充填部分も、商業的に無菌状態に維持する必要がないので、無菌充填と比べて、資金が節約される。
【００３７】
本開示の実施の形態によれば、高いエネルギー入力によって、短い加熱期間が可能になる。熱再分配期間は、ホットスポットをなくし、要求される商業殺菌温度が製品の全体に亘り到達されるように、容器の内容物の全体に亘り熱が分配されることを確実にする。特に、この再分配は、容器を垂直軸から傾けるまたは反転させることによって行われる。変化する向きにより、製品が混合され、機械的混合および対流の両方によって、製品の全体に亘り均一な温度が達成される。
【００３８】
発明者等は、対流および機械的混合の両方を利用して、液体または自由流動性製品中で熱を分配する様式で製品を操作することにより、マイクロ波エネルギーの照射よりも短い期間で商業殺菌温度に達するのに十分な熱量を導入する機会が提供され、その後、典型的なボトルの輸送が行われることを発見した。したがって、従来の加熱およびレトルト処理、並びにマイクロ波エネルギーによる加熱する従来の方法よりも、時間が節約される。
【００３９】
発明者等は、非イオン化電磁放射線を照射し、容器を操作するための適切な装置は、製品製造ラインに簡単に加えられることも発見した。製品は、包装し、非イオン化電磁放射線またはエネルギーの照射により加熱し、操作し、冷却することしか必要ない。それゆえ、この装置は、閉じたままで商業的無菌に維持しなければならない無菌包装ラインよりもずっと単純であるが、それでも、実質的に同じ短期間で、商業的に無菌の製品を製造する。
【００４０】
本開示の実施の形態によれば、製品は容器内で加熱される。本開示の選択された実施の形態において、製品が加熱された後まで、容器は開いている。本開示の他の実施の形態において、製品が容器中に入れられ、照射前に、容器は密封される。加熱は、約３０秒未満の期間で、製品全体に亘り商業殺菌温度を生じるのに十分なエネルギー入力を達成するために、非イオン化電磁エネルギーまたは放射線の照射により行われる。上述したように、商業殺菌温度は、容器内の製品の酸性度レベルに関連する。
【００４１】
導入される熱量は、容器内の製品の温度を周囲温度から商業殺菌温度まで上昇させるのに十分である。
【００４２】
本開示の好ましい実施の形態において、容器は、製品を非イオン化電磁エネルギーまたは放射線に曝露する前に、閉じられるすなわち密封される。次いで、加熱された製品の密封容器は、製品と容器の両方を商業殺菌するのに十分な時間に亘り、製品と容器の内部の全体に商業殺菌温度を達成するために製品全体に亘り熱を分配するように操作される。本開示の実施の形態による操作は、垂直または実質的に垂直からの様々な傾斜度により、垂直または実質的に垂直から容器の向きを変化させ、水平を越えてもよい。本開示の実施の形態において、容器は、反転されるかまたは実質的に反転され、次いで、傾斜位置を通って実質的に垂直に戻される。製品内の対流により熱を分配するために、このシーケンスを繰り返してもよい。本開示の実施の形態によれば、当業者には、製品が容器の内面の全てを加熱することを確実にするように、容器を傾けてもよいことが認識されるであろう。それゆえ、本開示の実施の形態において、容器の操作は、従来の高温充填殺菌に使用される傾斜技法、またはここにその全てが引用される、米国特許出願第１２／８７９６１１号明細書に開示された操作技法によってもよい。例えば、本開示によれば、操作は、容器を傾斜または反転させて、容器の内部とそれぞれの蓋を殺菌するのに十分な時間に亘り、高温液体を容器の内面の全てと接触させる工程を含む。一旦、容器が完全に殺菌されたら、次いで、容器は冷却され、通常は少なくとも３ヶ月に亘り、冷蔵を必要とせずに、常温で長期保存可能な製品として安全に貯蔵してよい。当業者には、本開示によれば、充填容器を冷蔵条件下で貯蔵すべき場合、電磁放射線処理は、より低い温度および／またはより短い時間で行ってもよいことが認識されるであろう。その操作は、容器の縦軸の周りでの回転と組み合わされた垂直軸の周りでの傾斜を含んでもよい。好ましい実施の形態において、その操作は、官能特性および特徴の低下と、ことによると、製品の局所過熱による容器の損傷を避けるように、製品全体に亘り熱を十分に分配することを確実にするために、垂直軸の周りでの２回以上の反転または容器の縦軸の周りでの容器の回転を含む。
【００４３】
発明者等は、自由流動性製品も、パッケージに入れ、本開示の実施の形態にしたがって商業殺菌できることを発見した。
【００４４】
便宜上、本開示の実施の形態は、容器内の製品の流れを妨げるかもしれない、果実の嚢などの凝集する包有物を含有する自由流動性製品を容器内に分配するのに特に効果的である方法について具体的に記載されている。この実施の形態は、容器の内部の全ての部分が商業殺菌温度に加熱されることを確実にする。この方法は、製品を自由流動性にするために包有物の凝集を緩和するのに特に効果的である。しかしながら、容器内の機械的混合および対流混合の両方を利用するために、容器を実質的に反転させることを含む容器の十分な再配向を含む、容器を操作する他の方法が、本開示の実施の形態において、適切に使用される。ここに与えられた指針により、当業者は、不要な実験を行わずに、適切な操作手法を確立することができる。
【００４５】
本開示の実施の形態によれば、加熱済み製品を含む容器は、複数の凝集包有物を有する液体を収容する容器の操作において特に効果的である特定の反転シーケンスで操作される。本開示の実施の形態によれば、製品の加熱は、製品に非イオン化電磁放射線を照射することによって行われる。反転シーケンスは、底が垂直線に対して１８０度までの角度に位置するまでの容器の少なくとも第１の反転を含んでよく、少なくとも３秒間の期間に亘り行われてよい。反転シーケンスは、製品全体に亘る熱分配を可能にし、その製品を、製品と容器の内面を商業殺菌するのに十分な時間に亘り容器の内面と接触させることができる。
【００４６】
本開示の実施の形態は、２回以上の反転を含む反転シーケンスを含んでよく、約８回もの反転を含んでよい。これらの反転は、少なくとも約３０秒間の期間に亘り行われてよい。本開示の他の実施の形態において、反転シーケンスは、少なくとも一度、本開示のいくつかの実施の形態においては二度、全体として繰り返される。
【００４７】
本開示の実施の形態において、容器を反転するための装置は、複数の容器のためのコンベヤおよびその複数の容器がコンベヤから落ちるのを防ぐためのカバーを備えている。そのコンベヤは、複数の容器が搬送されるときに、その複数の容器を一連の角度に施すように構成されている。そのコンベヤは、少なくとも３秒間の期間に亘り生じる、垂直線に対して１８０度までの角度への容器の第１の反転を含む１回以上の反転シーケンスに複数の容器を施すように構成されている。この反転シーケンスは、撹拌と対流により、製品を混合し、包有物が容器の蓋に凝集するのを実質的に防ぎ、高温の製品を混合し、容器の内面を殺菌するのに十分な時間に亘り容器の内部と接触させる。
【００４８】
当業者には、包有物は、一般に、底、本体部分、ネック部分、および別体のキャップを含む飲料ボトルのネック部分で一緒に集まる傾向があるであろうと認識されている。そのようなボトルに関して、ここに詳しく記載される本開示の実施の形態は、包有物が、反転中にネック部分またはキャップの内部に集まるのを防ぎ、それによって、高温充填液体が、ネック部分とキャップの内部、並びに容器の残りを殺菌することができる。
【００４９】
発明者等は、充填済み容器に短期間において高エネルギー密度で非イオン化電磁放射線またはエネルギーを照射し、次いで、反転を含む容器の向きを変える操作を行うことによって、容器内の液体および自由流動性製品を商業的に殺菌するのに要する時間を減少させることが可能であることを発見した。加熱された充填済み容器のこの操作は、熱を、機械的混合により、そして対流、例えば、高温流体がより冷たい流体中で上昇し、容器内で循環を確立する傾向を利用することによって、分配する。加熱後操作により容器内に生じた混合は、「ホットスポット」、すなわち、周りの流体の温度より高い温度を有する流体の局所ポケットを迅速に緩和し、流体全体の温度が商業殺菌温度に到達することを確実にする。操作技法により熱が製品全体に亘り迅速に分配されることが分かっているので、この温度差の減少により、温度を典型的な温度よりも高く迅速に上昇させることができる。それゆえ、高いエネルギー密度の熱が、高いエネルギー密度で非イオン化電磁放射線またはエネルギーの照射によって与えることができる。この照射は、以下に述べられるように、反転を含む操作と同時、および／またはその前であってもよい。
【００５０】
それゆえ、本開示の実施の形態は、全体に亘り商業殺菌温度に到達するために製品に十分な熱が導入されるまで、非イオン化電磁放射線などの高エネルギー密度で容器内の製品を加熱することに関する。容器は、必要に応じて、密封され、特に、機械的混合および対流混合の両方によって、その中の製品を混合するために容器を反転するように操作される。このようにして、容器は、加熱され、操作され、冷却される。
【００５１】
本開示の実施の形態において、容器が操作される、特に反転される速度は、とりわけ、製品の粘度に依存する。当業者が認識するように、より粘性の高い製品は、粘性の低い製品よりもゆっくりと流動する。それゆえ、容器の全表面が必要とされるように加熱されることを確実にする工程を、操作中にとらなければならない。粘性材料が流動するには、粘性の低い製品の期間よりも長い時間が必要である。熱が分配され、包有物（もし存在すれば）が操作中に塊になったり凝集したりしないことを確実にするために、考慮しなければならない。ここに与えられた指針により、当業者は、不要な実験を行わずに、容器を適切に操作することができる。
【００５２】
本開示の他の実施の形態において、製品が液体だけではなく、包有物を含有する自由流動性製品である場合、熱を分配し、かつ包有物が塊になったり凝集したりしないことを確実にする操作シーケンスが使用される。
【００５３】
それゆえ、本開示のいくつかの実施の形態は、どのような包有物も、容器の内部または蓋表面が液体による殺菌が妨げられる程度まで容器のどの部分でも凝集するのを防ぎながら、液体を容器の内面の全てと接触させる一連の角度を提供する反転シーケンスに関する。それらの角度を達成するために容器が反転される特定の角度および速度は、製品と容器の内部または内面の完全な殺菌を達成するのに含まれる。
【００５４】
図１を参照すると、本開示の実施の形態による操作のための例示の反転シーケンスを示すグラフが与えられている。具体的には、このシーケンスは、液体中の柑橘果実の嚢などの包有物の凝集を防ぐのに特に効果的である。このシーケンスは、製品を非イオン化電磁放射線に曝露することによって生じる熱などの熱を容器内の製品の全てに亘り分配するのにも効果的である。このシーケンスは、加熱済み生成物を、どのようなキャップやシールを含む容器の内面と接触させ、殺菌するのにも効果的である。このグラフは、典型的に容器の底で、垂直に配置されている容器の相当する、ゼロ度の反転角度に容器が最初にあることを示している。容器が飲料ボトルである場合、ゼロ度の反転角度は、容器が底で置かれており、キャップが底から上方に垂直に向いていることを意味する。次に、図１によれば、容器は、垂直線に対して、３０度、６０度、９０度、１２０度、および１３５度に反転される。この１３５度までの反転は、典型的に、３秒より長い期間に亘り行われる。一旦、容器が１３５度に反転されたら、容器は典型的に、３秒を超える期間に亘りその反転角度のままである。次に、容器は、約２秒の期間で垂直線に対してちょうど６０度まで戻すように反転され、次いで、約２秒で１３５度の反転角度に戻され、その後、さらに３秒を超える期間に亘り垂直線に対して１３５度で保持される。図１のグラフに示されるように、容器は、包有物が容器の上部の内面を塞ぐのを防ぎながら、加熱済み液体と容器の上部との間の十分な接触を確実するために多数回、１３５度と６０度の間で反転される。この反転は、製品を容器内にある間に非イオン化電磁放射線に曝露することによって生じる熱を、容器内の製品の全てに亘り分配するのにも効果的である。このシーケンスは、加熱済み製品をキャップの内面を含む容器の内面に接触させ、殺菌するのにも効果的である。
【００５５】
図２を参照すると、容器ＡからＧが示されており、容器Ａは、垂直線に対してゼロ度に位置して、垂直に配置されている。容器ＢとＣは各々、垂直線に対してゼロ度と９０度の間の角度で位置付けられているのに対し、容器Ｄは、垂直線に対して９０度の角度に位置付けられている。同様に、容器ＥとＦは各々、垂直線に対して９０度と１８０度の間の角度で位置付けられているのに対し、容器Ｇは、垂直線に対して１８０度の角度に位置付けられている。
【００５６】
容器を垂直線に対して約９０度を超える角度に反転させることは、液体を容器の上端に流すのを支援し、その角度で保持することは、高温液体が容器を殺菌するための時間を与える。その上、選択された角度から約９０度未満の角度に反転させると、包有物を容器の上端から離れるように流し、それによって、包有物が上端で凝集するのを防ぐ。付随して、ここに記載された典型的な飲料ボトルとは異なる形状の容器の殺菌について、反転の角度は、容器の狭いか小さい区域のいずれにおいても、包有物が凝集するのを防ぐように選択される。同様に、反転の角度または反転の速度は、当業者には、より粘性である材料は、より遅く流れ、容器内に気泡を捕捉する可能性が高いことが認識されるように、より粘性の高い材料に適合するように調節されるであろう。
【００５７】
実施の形態において、容器は、閉じられた飲料ボトルであり、最初に、垂直線に対してゼロ度で、底で直立して配置されている。次いで、そのボトルに、ボトルが垂直線に対して４５度と１４０度の間に反転される反転シーケンスが施される。代わりの実施の形態において、高温充填ボトルは、垂直線に対して３０度と１８０度の間、または垂直線に対して６０度と１３５度の間などの、垂直線に対して０度と１８０度の間に反転される。
【００５８】
図１に示されたシーケンスと同様に、本開示のある実施の形態による反転シーケンスは、いくつかの選択された角度の間で容器を前後に繰り返し反転させる工程を含む。それらの角度の少なくとも１つは、垂直線に対して９０度未満であるのに対し、それらの角度の少なくとも１つは、垂直線に対して９０度超である。言い換えれば、それらの角度の少なくとも１つは、垂直線に対して０度超であるが９０度未満であるのにの対し、それらの角度の少なくとも１つは、垂直線に対して９０度超であるが１８０度未満である。
【００５９】
９０度超の角度と９０度未満の角度の間で容器を交互に反転させることにより、それぞれ、液体と包有物の容器の上端に向かう流れが始まり、次いで、容器の上端から離れる流れが始まる。１つの実施の形態において、反転シーケンスは、垂直線に対して９０度超の反転角度と９０度未満の反転角度の間で容器を少なくとも３回反転させる工程を含む。別の実施の形態において、反転シーケンスは、反転角度を少なくとも４回、または少なくとも５回交互にする工程を含む。ある実施の形態において、反転シーケンス全体が、１回または２回繰り返される。容器のタイプおよび、存在するどのような包有物も含む、製品の特徴に応じて、反転シーケンスは、高温充填容器の殺菌を行うのに必要に応じて何度でも繰り返してよい。あるいは、第１の反転シーケンスの後に、第１のシーケンスの反転角度と異なる反転角度を含む第２の反転シーケンスを行ってもよい。
【００６０】
容器を反転させるのにかかる時間は、容器の殺菌を減少した時間に亘り行い、もしあれば、果実嚢などの包有物が凝集するのをうまく防ぐのに重要である。容器の操作により、典型的なレトルト加工と比べて全体的な加工時間を短縮する機会、または無菌包装と比べて加工の複雑さを低減させる機会が提供される。加熱と操作に要する総時間は、無菌包装に要する時間とほぼ同じであり、マイクロ波を照射する公知の方法よりも短い。
【００６１】
さらに、本開示の他の実施の形態は、柑橘果実の嚢などの包有物を含む液体などの、自由流動性製品の包装と殺菌に関する。本開示のこれらの実施の形態において、またより粘性の高い材料に関する開示の実施の形態において、容器の反転が速すぎると、包有物は容器の上部に速く向かわされ、それゆえ、容器の先端部を塞ぐ傾向が大きいので、操作の速度は減少させる。反対に、容器の遅い反転は、溶液をデカンテーションするのと似ており、液体は、包有物が容器の上部に移動する前に、容器の上部まで流動する傾向にある。
【００６２】
１つの実施の形態において、反転シーケンスは、０．５から６．５秒、または１．０から６．０秒、または１．５から５．５秒、または２．０から５．０秒、または２．５から４．５秒、または３．０から４．０秒の期間で、垂直線に対して９０度超の角度への容器の最初の反転を含む。その反転シーケンスにおいて容器が最大反転角度に保持される時間は、０．５から８．５秒、または１．０から８．０秒、または１．５から７．５秒、または２．０から７．０秒、または２．５から６．５秒、または３．０から６．０秒、または３．５から５．５秒であってよい。同様に、容器を、垂直線に対して９０度未満の角度などのより小さい反転角度に戻す期間は、０．５から６．５秒、または１．０から６．０秒、または１．５から５．５秒、または２．０から５．０秒、または２．５から４．５秒、または３．０から４．０秒の期間で行われる。さらに、異なる反転角度への容器の別々の反転は各々、先に開示された期間に亘り行ってよい。
【００６３】
図１に関して先に述べたように、本開示のある実施の形態において、一旦、容器が反転シーケンスの最大角度に反転されたら、容器は、３秒を超える期間などのある時間に亘りその反転角度のままにされる。特に、容器をある期間に亘り反転位置に保持することにより、対流混合が行われ、高温液体が容器の上部の内部を殺菌することができる。１つの実施の形態において、容器は、９０度未満の反転角度に容器が戻される前に、少なくとも１秒間、または少なくとも２秒間、または少なくとも３秒間、または少なくとも４秒間、９０度超の角度に保持される。
【００６４】
本開示のある実施の形態において、容器にただ１回の反転シーケンスを施すための総時間は、約１５から約５０秒、または約２０から約４５秒、または約２５から約４０秒、または約３０から約３５秒などの少なくとも約３０秒である。したがって、容器に多数回の反転シーケンスを施す場合、その容器は、２分間まで、または３分間まで、または４分間まで、または５分間までなどの数分間に亘る殺菌プロセスのための反転を経験するであろう。典型的に、約２分間で十分である。
【００６５】
反転シーケンスおよびタイミングは、殺菌プロセスに施されている容器の形状とサイズ、液体の種類、およびもし存在すれば、液体中に存在する包有物のタイプなどのいくつかの要因に依存する。１つの実施の形態において、容器は、４２０ｍＬまたは１０００ｍＬのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ボトルなどの飲料ボトルである。代わりの実施の形態において、容器は、３５５ｍＬのＰＥＴボトル、または２４０ｍＬのガラス瓶である。典型的に、本開示の実施の形態は、ほとんどどのようなＰＥＴボトルまたはガラス瓶、または実際にマイクロ波エネルギーに対して透明である、すなわち、マイクロ波エネルギーの実質的に全てが容器を通過し、その中の製品により吸収されるどのような容器にも適用できる。
【００６６】
水性液体などの多くの液体は、本開示の実施の形態の殺菌プロセスにより商業的に殺菌されるであろう。例えば、以下に限られないが、その液体は、非炭酸ソフトドリンク、そのまま飲める(ready-to-drink)飲料、コーヒー飲料、お茶飲料、乳製品飲料、並びに濃縮液、フレーバー・ウォーター、強化水、ジュース飲料、および果汁風味の飲料、スポーツドリンク、およびアルコール製品からなる群より選択される飲料であってよい。殺菌プロセスは、約０．２センチポアズから約２００センチポアズまで、または１００センチポアズまで、または５０センチポアズまで、または２５センチポアズまでほど低い粘度を有する液体に使用してよい。典型的に、液体が濃いほど、その液体を反転の際に容器の上端に流すことができるように、１回以上の反転シーケンスの最中に、容器をよりゆっくりと反転させる必要がある。本開示の実施の形態について、液体の粘度を測定するのに使用される適切なタイプの設備は、ブルックフィールド粘度計またはＨＡＡＫＥ社製レオメータである。
【００６７】
液体中に含まれる包有物は特に制限されない。ある実施の形態において、包有物は、果実成分、例えば、果実の果肉、果実の小胞および／または果実の嚢であってよい。包有物は、野菜片、肉片、ゲル化粒子、およびハーブやスパイスであってもよい。
【００６８】
例示の実施の形態において、包有物は、幅広い範囲の形状、粒径、および密度を含む。当業者には、反転シーケンスにおける各反転について選択された時間が、特定の包有物が容器の反転の際に液体内で流動する速度に依存することが認識されている。例えば、高い密度（すなわち、単位体積当たりの質量）を有する包有物は、密度が低い包有物よりも、速く液体中を移動し、反転の際に、より速く容器の上端に到達する。したがって、容器に最大反転角度を施す選択された期間は、密度が低い粒子を含有する液体にかかる時間よりも、密度が高い粒子を含有する液体のほうが長くなる。
【００６９】
本開示の実施の形態は、自由流動性製品に関する。しかしながら、いくつかの自由流動性製品中の固形物は、凝集したり、他のように互いに粘着したりして、容器の内部の全区域への製品の自由流動を妨げる塊を形成するかもしれない。本開示の実施の形態による操作の方法は、しばしば、その全てをここに引用する、同時係属の米国特許出願第１２／８７９６１１号明細書に記載されているように、そのような塊を壊すであろう。この同時係属出願には、果実粒子の包有物が凝集し、製品が容器の全区域に流れるのを妨げる状況が記載されている。
【００７０】
本開示の実施の形態は、製品に十分な非イオン化電磁エネルギーまたは放射線を通すどのような種類のパッケージに適用することもできる。それゆえ、この方法および装置に、ガラスと多くのプラスチックが適切に使用される。その容器は、高温を軽減しなければならず、商業殺菌温度で歪むべきではない。
【００７１】
本開示の選択された実施の形態に使用するための適切な装置が図面に図解されている。典型的に、その装置は、複数の容器のためのコンベヤを備えている。コンベヤ３０が図３に図解されている。コンベヤ３０は、特別な設計を有するフレーム（図示せず）に固定され、それに沿って動くように構成されたコンベヤベルト３２を備えている。例えば、図３の実施の形態によれば、コンベヤベルト３２が移動するのに沿う設計は、「Ｓ字」形状のようなものである。この形状は、コンベヤベルト３２上に置かれた複数の容器３４の各々に反転シーケンスが施されるように構成されている。図解された反転シーケンスは、垂直線に対してゼロ度の角度で垂直にコンベヤベルト３２上に置かれた容器から始まる。コンベヤベルト３２が図３の矢印の方向に移動するにつれて、容器３４は、垂直線に対してゼロ度から、約１３５度の、９０度と１８０度の間の角度まで、第１の反転を経る。上述したように、容器の第１の反転を完了するのに要する時間は、容器および容器内に存在する流体と包有物両方の特徴にしたがって選択される。
【００７２】
コンベヤのフレームは、次に、コンベヤベルト３２が所定の期間に亘り同じ反転角度で移動し続けて、容器内の流体が容器の上部と接触したままとなり、容器の上部を殺菌することができるように構成されている。図３に示された複数の容器３４は、各々が本体３１とネック３３を備えた容器であり、ネック３３は本体３１よりも小さい直径を有する。したがって、容器３４のネック３３は、容器３４が垂直線に対して９０度と１８０度の間の反転角度に保持されている間に、特に殺菌を受ける。
【００７３】
完全な機械的混合を確実にし、対流を利用するために、コンベヤベルト３２は、移動しながら曲がり、容器３４が、垂直線に対して０度から９０度の間までなどのより小さい反転角度で通過させられるように容器３４を動かす。この操作は、容器３４のネック３３から包有物を離れさせる働きをする。図３に示されているように、次いで、コンベヤベルト３２は、さらに２回、垂直線に対して９０度と１８０度の間の反転角度で容器を保持することを含む、さらに数回の反転を経る。典型的に、本開示のいくつかの実施の形態による装置は、少なくとも８回の反転を含む反転シーケンスを提供するように構成されており、各反転は垂直線に対して９０度の線（すなわち、垂直線に対して直角）を交差することを含む。ある実施の形態において、その装置はジェットコースターに似ており、容器は乗客と似ており、コンベヤはジェットコースターの車両に似ている。
【００７４】
コンベヤの一部が図４に図解されている。コンベヤ４０は、複数のポケット４２，４４，４６などを備えており、複数のポケットの各々は、１つ以上の容器４１を収容するように構成されている。コンベヤにポケットを設けることによって、容器を互いから隔離する、および／または容器の殺菌中に反転が施される際に容器をコンベヤ内で安定化させるのに役立つ。
【００７５】
ある実施の形態において、複数の容器がコンベヤから落下するのを防ぐために、コンベヤの上にカバーが配置されている。１つの態様において、そのカバーは、コンベヤの蓋を含み、よって、容器が、垂直線に対して９０度以上の角度に反転されたときに、重力により、容器がコンベヤから脱落するまたは落下することがない。必要に応じて、その蓋は金属板を含む。ある実施の形態において、その装置は、操作中に容器内の液体の温度の維持を支援するように、コンベヤとカバーの少なくとも一部の周りに配置された断熱材を含む。例えば、断熱材は、装置の全長に亘り、または装置の長さの一部に亘り、コンベヤとカバーの周りに配置されてもよい。
【００７６】
コンベヤは、底が垂直線に対して１８０度までの角度で配置されるまで、容器の第１の反転を含む１回以上の反転シーケンスに複数の容器を施すように構成されており、第１の反転は少なくとも３秒の期間に亘り行われ、反転シーケンスは、どのような包有物も複数の容器内で凝集するのを防ぎ、液体に複数の容器を殺菌させる。
【００７７】
図５を参照すると、容器が反転角度に施されているときなどに、複数の容器がコンベヤから落下するのを防ぐために、カバー５２がコンベヤ５０の上に配置されている。詳しくは、図５のカバー５２は、コンベヤ５０の上端に固定されるように構成された蓋を含む。したがって、カバー５２がコンベヤ５０に使用されるときに、コンベヤ５０内に配置されたどの容器も、容器が垂直線に対して９０度超の角度に位置付けられたときに、コンベヤ５０の外に出るのが防がれる。本開示の実施の形態によるカバーの主要な特徴は、容器が反転プロセス中にコンベヤから落下したり移動したりしないように、各容器を適所に十分にきつく保持することである。
【００７８】
図６を参照すると、容器を操作するための代わりの装置６０が設けられている。選択された実施の形態において、装置６０は、筐体６２および筐体６２上に配置され、筐体６２に対してそこから垂直に延在する複数のアーム６４を備えている。さらに、装置６０は複数のクランプ６６を備え、各クランプ６６は、装置６０のアーム６４の１つの遠位端に取り付けられるように構成されている。次いで、１つの容器６１が１つのクランプ６６内に保持される。装置６０は、複数のクランプ６６を回転させ、それによって、複数の容器６１を反転させることによって、容器６１を操作する。装置６０は、容器６１の殺菌を行うために上述したように、複数のクランプ６６を１回以上の完全な反転シーケンスを遂行させるように構成されたモータ（図示せず）を備えてもよい。
【実施例】
【００７９】
具体例１
表１に列挙された成分を含む、マンダリンオレンジ嚢を含有するジュース飲料を調製した。
【００８０】
【表１】
0005847959.tif 000002
【００８１】
９００ガロン（約３，４００リットル）の飲料を、熱プロセス、すなわち、ヒータを使用して、８５℃（１８５°Ｆ）の平均温度に加熱し、３０秒間に亘りその温度に保持した。次に、高温飲料を４２０ｍＬのＰＥＴボトルに充填し、キャップを付けた。冷却前に、ボトルを装置上に配置し、３回の反転シーケンスに施した。各反転シーケンスは、図１のグラフにプロットされた角度に容器を反転させる工程を含む。各反転シーケンスは３６．７秒の期間に亘り行われ、３回の反転シーケンスで合計１１０．１秒である。この殺菌方法は、ボトルのキャップの内側の温度測定を行い、製品の３０，０００のボトルについてマイクロ・インキュベーション研究を行うことによって試験した。ボトルのマイクロ・インキュベーション分析は、ボトルの１００％で無菌性が達成されたことを示した。
【００８２】
比較具体例２
具体例１に開示された方法にしたがって、マンダリンオレンジ嚢を含有するジュース飲料を調製し、４２０ｍＬのＰＥＴボトルに充填した。冷却前に、高温充填ボトルに、６秒間に亘りらくだのコブ式反転プロセスを行った。このらくだのコブ式反転法は、ゴム製把持具で垂直に直立したボトルを掴み、ボトルが側面で９０度傾けられるまでそのボトルを傾ける工程を含む。ボトルは、最高部に到達したときに、直立位置に移され、次いで、反対方向に側面で９０度傾けられる。ボトルのマイクロ・インキュベーション分析は、ボトルの１０％が無菌性で不合格であることを示した。
【００８３】
具体例１は、本開示の実施の形態による熱プロセスを使用した、すなわち、ヒータにより加熱した、容器の充填前の製品の加熱を含んだが、製品は、４２０ｍＬのＰＥＴボトルに充填することができ、製品の温度は、製品に約３０秒間に亘り非イオン化電磁放射線装置からの非イオン化電磁放射線を照射して、製品の平均温度を約８５℃（１８５°Ｆ）にすることによって、上昇させることができる。１つの実施の形態において、ボトルは、製品が充填された後であって、製品の照射前に、キャップを付けても差し支えない。当業者には、この開示にしたがえば、より低いｐＨを有する製品よりも高いｐＨを有する製品について、商業殺菌を行うためには、より高い温度および／または高温でのより長い時間が必要であろうことが認識されている。例えば、３．８より高いｐＨを有する製品は、商業殺菌を行うために、３．８より低いｐＨを有する製品に関するよりも、製品の温度をより高い高温に上昇させるおよび／または製品を高温でより長い時間に亘り維持する様式で、非イオン化電磁放射線が照射される必要があるであろう。
【００８４】
前記方法は、内部に自由流動性製品が入れられた閉じられた容器を提供する工程、搬送期間中に、閉じられた容器を非イオン化電磁放射線装置に通して搬送する工程、照射期間中に非イオン化電磁放射線装置からの非イオン化電磁放射線を自由流動製品に照射して、殺菌温度を達成する工程、および操作期間中に閉じられた容器を操作して、閉じられた容器内の製品の全てと閉じられた容器の内面の全ての殺菌を達成する工程を含み、照射期間の少なくとも一部は、搬送期間の少なくとも一部と重複しており、操作期間の少なくとも一部は照射期間の少なくとも一部と重複している。本開示の１つの実施の形態において、操作期間の少なくとも一部は、搬送期間の少なくとも一部と重複していてもよい。１つの実施の形態において、操作期間の少なくとも一部、照射期間の少なくとも一部、および搬送期間の少なくとも一部は重複している。１つの実施の形態において、照射工程は、マイクロ波放射線および高周波放射線からなる群より選択される非イオン化電磁放射線を照射する工程を含む。１つの実施の形態において、電磁放射線は、３ＫＨｚ＜ｆ＜１ＭＨｚ、１ＭＨｚ≦ｆ＜３００ＭＨｚ、および３００ＭＨｚと３００ＧＨｚの間からなる群より選択される周波数を有する。
【００８５】
１つの実施の形態において、照射期間は約３分未満で行われる。１つの実施の形態において、搬送期間、照射期間、および操作期間は、共同期間(collective time period)に亘り行われ、該共同期間が約３分未満である。
【００８６】
１つの実施の形態において、操作工程は、閉じられた容器を操作して、自由流動性製品を閉じられた容器の内面に接触させる工程を含む。
【００８７】
１つの実施の形態において、操作工程は、閉じられた容器に、閉じられた容器の底が垂直線に対して１８０度までの角度に位置付けられるまでの、閉じられた容器の第１の反転を含む反転シーケンスを含み、第１の反転は少なくとも３秒の期間に亘り行われる。１つの実施の形態において、第１の反転は、閉じられた容器の底が垂直線に対して１３５度までの角度に位置付けられるまで、閉じられた容器を反転させる。
【００８８】
１つの実施の形態において、自由流動性製品は食品、例えば、飲料を含む。１つの実施の形態において、自由流動性製品は少なくとも１種類の水性液体を含む。１つの実施の形態において、自由流動性製品は炭酸飲料を含む。１つの実施の形態において、自由流動性製品は非炭酸飲料を含む。１つの実施の形態において、自由流動性製品は、水、ニア・ウォーター(near water)、スポーツドリンク、ジュース、非アルコール飲料、アルコール飲料（例えば、ビール）、スプリッツアー、および清涼飲料(tonic)からなる群より選択される液体を含む。
【００８９】
１つの実施の形態において、反転シーケンスは、閉じられた容器を垂直線に対して約６０度の角度に戻す第２の反転を含む。この第２の反転は、約２秒の期間に亘り行われてよい。
【００９０】
１つの実施の形態において、反転シーケンスは、垂直線から約６０度の角度と、垂直線から約１３５度の角度との間の閉じられた容器の第３の反転を含む。この第３の反転は、約２秒の期間に亘り行われてよい。
【００９１】
１つの実施の形態において、反転シーケンスは、少なくとも８回の反転を含み、少なくとも３０秒の反転期間に亘り行われる。
【００９２】
１つの実施の形態において、前記方法は、閉じられた容器に反転シーケンスを少なくとも２回施す工程を含む。
【００９３】
１つの実施の形態において、第１の反転は、閉じられた容器を少なくとも約３秒間に亘り垂直線に対して約１３５度の角度に保持する工程を含む。
【００９４】
本開示の１つの実施の形態において、容器を殺菌するための装置が提供される。この装置は、搬送期間に亘り、内部に自由流動性製品が入れられた複数の閉じられた容器を搬送するように構成されたコンベヤ、およびその自由流動性製品に非イオン化電磁放射線を照射して、照射期間中に殺菌温度を達成するように構成された非イオン化電磁放射線装置を備えている。そのコンベヤは、搬送期間中に、複数の閉じられた容器を非イオン化電磁放射線装置に通して搬送するように構成されており、搬送期間の少なくとも一部は照射期間の少なくとも一部と重複している。コンベヤの少なくとも一部は、操作期間中に複数の閉じられた容器を操作して、複数の閉じられた容器の各々の内部の製品の全ておよび複数の閉じられた容器の各々の内面の全ての殺菌を行うように構成されていてよく、操作期間の少なくとも一部は照射期間の少なくとも一部と重複している。
【００９５】
１つの実施の形態において、操作期間の少なくとも一部は搬送期間の少なくとも一部と重複している。１つの実施の形態において、操作期間の少なくとも一部、照射期間の少なくとも一部、および搬送期間の少なくとも一部は重複している。
【００９６】
１つの実施の形態において、非イオン化電磁放射線装置は、マイクロ波放射線および高周波放射線からなる群より選択される非イオン化電磁放射線を自由流動性製品に照射するように構成されている。１つの実施の形態において、非イオン化電磁放射線装置は、３ＫＨｚ＜ｆ＜１ＭＨｚ、１ＭＨｚ≦ｆ＜３００ＭＨｚ、および３００ＭＨｚと３００ＧＨｚの間からなる群より選択される周波数を有する非イオン化電磁放射線を照射する。
【００９７】
１つの実施の形態において、照射期間は約３分未満で行われる。１つの実施の形態において、搬送期間、照射期間、および操作期間は、共同期間に亘り行われ、この共同期間は約３分未満である。
【００９８】
１つの実施の形態において、コンベヤは、複数の閉じられた容器を操作して、自由流動性製品を複数の閉じられた容器の内面に接触させるように構成されている。
【００９９】
１つの実施の形態において、複数の閉じられた容器の各々はそれぞれの底を備え、コンベヤは、複数の閉じられた容器の各々を操作して、閉じられた容器のそれぞれの底が垂直線に対して１８０度までの角度に位置付けられるまでの複数の閉じられた容器の各々の第１の反転を含む反転シーケンスを１回以上施すように構成されており、第１の反転は少なくとも３秒の期間に亘り行われる。
【０１００】
１つの実施の形態において、１回以上の反転シーケンスの各々は、閉じられた容器のそれぞの底が、垂直線に対して約６０度の角度と垂直線に対して約１３５度の角度との間に位置付けられるまで複数の閉じられた容器の各々を反転する工程を含み、１回以上の反転シーケンスの各々が少なくとも３０秒の期間に亘り行われる。
【０１０１】
１つの実施の形態において、自由流動性製品を収容する閉じられた容器は気泡を含み、これはガスのポケットと称してもよい。このガスは空気であってよい。当業者には、容器内の気泡により、容器が操作されるときに、容器内の材料の混合を増進させられることが認識されるであろう。最適な混合のための気泡体積は、容器のサイズおよび容器内の材料の体積に関連する。それゆえ、容器に同じ操作が行われるとすると、容器のサイズおよび／または容器内の材料の体積が増加するにつれて、気泡の体積を増加させて、容器が操作されるときの混合を改善してもよい。
【０１０２】
１つの実施の形態において、１回以上の反転シーケンスの各々は、複数の閉じられた容器を、各々少なくとも１／２秒間に亘り１つ以上の角度に保持する工程を含む。
【０１０３】
１つの実施の形態において、コンベヤは、２４０ｍＬ、３５５ｍＬ、４２０ｍＬ、および１０００ｍＬからなる群より選択される体積を有するボトルを搬送するように構成されている。
【０１０４】
１つの実施の形態において、容器の内部を殺菌する方法であって、自由流動性製品を収容している容器を容器の底で垂直に直立して配置する工程を含む方法が提供される。容器は、約３０秒以内で商業殺菌温度を達成するのに十分な非イオン化電磁放射線に曝露される。その容器には、底が垂直線に対して１８０度までの角度に位置付けられるまでの容器の第１の反転を含む反転シーケンスが施され、第１の反転は、少なくとも３秒の期間に亘り行われ、この反転シーケンスにより容器の内部を殺菌できる。１つの実施の形態において、容器は、少なくとも３秒間に亘り、垂直線に対して１４０度までの角度に保持される。
【０１０５】
１つの実施の形態において、反転シーケンスは、垂直線に対して約６０度の角度と垂直線から約１３５度の角度との間に容器を反転させる工程を含み、その反転シーケンスは、少なくとも３０秒の期間に亘り行われる。
【０１０６】
具体例３
表２に列挙された成分を含むオレンジ飲料を調製した。このオレンジ飲料のｐＨは３．８未満であった。
【０１０７】
【表２】
0005847959.tif 000003
【０１０８】
図７Ａは、従来のトンネル式低温殺菌に施された場合、すなわち、製品がボトルに入れられ、ボトルにキャップが付けられ、ボトルがトンネル式低温殺菌装置に通るように送られ、そこで、ボトルに吹き付けられる熱水により加熱され、次いで、冷却される、表２に特定されたような３．８未満のｐＨを有する酸度の高い炭酸製品の温度プロファイルを示している。この具体例において、製品は「上昇」区域内で、すなわち、約１６０°Ｆ（約７１℃）に到達するまでの約１３分間、加熱される。次いで、この製品は、製品と容器の内面の殺菌を確実にするために、約１０分間に亘り約１６０°Ｆ（約７１℃）の目的温度に維持された。次いで、製品とボトルは冷まされた。
【０１０９】
具体例４
図７Ｂは、具体例３と同じ酸度の高い炭酸製品の温度プロファイルを示しており、このときは、製品が、ボトルに入れられ、ボトルにキャップが付けられた後に、マイクロ波放射線が施される。この具体例において、マイクロ波放射線を使用して、温度を１７３°Ｆ（約７８．３３℃）に上昇させる「上昇」区域は約６０秒であり、製品は、約１分間に亘り約１７２．５°Ｆ（約７８．０６℃）の目的温度に維持された。次いで、製品とボトルは冷まされた。
【０１１０】
病原体の対数減少（ＬＲ）は、温度について指数的であり、時間について線形である。対数減少は以下のように表してよい：
【０１１１】
【数１】
0005847959.tif 000004
【０１１２】
式中、Ｄ基準は、基準温度Ｔ基準で病原体が１０進数で一桁減少するのに要する時間であり、ｚ値は、Ｄが１０分の１に減少するのに必要な温度増分であり、Ｔ（ｔ’）は、時間ｔでの温度であり、ｔは時間であり、ｄｔ’は、時間の即時変化であり、Ｔ基準は、微生物が死に始める温度である。
【０１１３】
図７Ａと図７Ｂを比較すると、「上昇」区域の時間、および目的温度に製品を維持する時間は、マイクロ波放射線により製品を加熱する技法よりも、従来のトンネル式低温殺菌、すなわち、製品が充填されたボトルに熱水を吹き付けることによって、製品を熱的に加熱する方法についてずっと長いことが分かる。温度プロファイルの比較によっても、製品が熱酷使区域（すなわち、温度により製品の官能特性が劣化するかもしれない区域）にある時間が、具体例４におけるよりも、具体例３におけるほうがずっと長いことが分かる。
【０１１４】
具体例５
約６７°Ｆ（約１９．４４℃）±１°Ｆ（約０．５５℃）の開始温度を有する炭酸水をボトルに充填し、次いで、キャップを付けた。キャップを付けた後、ボトルを直立位置で、図８〜１０に示された装置に通して送った。この装置に通して送られている間に、ボトルは約１分間のマイクロ波放射線に曝露される。照射されるマイクロ波放射線は５０キロワット１−１／２ＲＰであった。マイクロ波放射線のこの第１の通過に関して装置に通して送られた後、ボトルからキャップを外し、炭酸水の温度を、ボトルの上部、中央部および底部で測定した。次いで、ボトルにキャップを付け、そして撹拌し、すなわち、３秒間に亘り逆さまに回転させ、次いで、回転させて上向きに戻した。次いで、ボトルからキャップを外し、次いで、炭酸水の温度を各ボトルの中央部で測定した。表３Ａ、３Ｂおよび３Ｃは、ボトルの上部、中央部、および底部での１から２４まで番号がふられたボトルに関する温度の読み取り値を示している。表３Ａ、３Ｂおよび３Ｃに示されるように、ボトルの中央部の炭酸水の温度は、上述したようにマイクロ波放射線に曝露された後であって、撹拌される前に、１６８から１５５°Ｆ（約７５．５６から６８．３３℃）に及んだ。ボトルの中央部の炭酸水の温度は、上述したようにマイクロ波放射線に曝露された後であって、撹拌された後に、１５７から１５１°Ｆ（約６９．４４から６６．１１℃）に及んだ。それゆえ、上述したような撹拌により、中央部の温度範囲は、撹拌しない場合の１３°Ｆ（７．１５℃）に対して６°Ｆ（３．３℃）しか変動しない。照射中にボトルを逆さまに徐々に回転させ、次いで、上向きに戻すなどの、照射中の撹拌により、中央部の温度範囲が６°Ｆ（３．３℃）未満および／または以下となることが当業者に認識されよう。
【０１１５】
【表３Ａ】
0005847959.tif 000005
【０１１６】
【表３Ｂ】
0005847959.tif 000006
【０１１７】
【表３Ｃ】
0005847959.tif 000007
【０１１８】
図８〜１０は、本開示の１つの実施の形態による装置の図面を示している。装置８００は、搬送期間に亘り、内部に自由流動性製品が入れられた複数の閉じられた容器を搬送するように構成されたコンベヤ８０２を備えている。コンベヤ８０２は、閉じられた容器が、非イオン化電磁放射線装置８０６（例えば、マイクロ波）に通して搬送される前に、垂直位置に置かれている第１の部分８０４を含んでよい。装置８０６は、非イオン化電磁放射線装置８０６、細長い囲いまたはトンネル８１０、トンネル８１０の区分８１４に沿って間隔が置かれた複数の開口８１２、および少なくとも１つのダクト８１６を備えてもよい。好ましい実施の形態において、区画８１４の２つの対向して面する側面８１８および８１８’からトンネル８１０内に放射線を送達するために、少なくとも２つのダクト（８１６および８１６’）が設けられている。ダクト８１６および８１６’は、発生器８０８により生成された放射線を、開口８１２を通じて、トンネル８１０を通してコンベヤ８０２により搬送されている閉じられた容器内の製品に送達するように構成されている。
【０１１９】
図１０は、説明目的のためにトンネル８１０の上部が取り外されている、本開示の１つの実施の形態の斜視図を示している。図１０に示されるように、製品８２２が充填された蓋付きボトル８２０がコンベヤ８０２の第２の部分８２４によって区画８１４の第１の小区画８２６を通して搬送されている。
【０１２０】
図１１は、トンネル８１０のパネルが取り外された、トンネル８１０の斜視図を示している。図１１に示されるように、コンベヤ８０２は、容器またはボトル８２０を操作するための第３の部分８２８を備えている。第３の部分８２８は、本開示のある実施の形態に有用な適切な操作を提供する。第３の部分８２８は、図３に示されるコンベヤ３０またはコンベヤ３０の区画を備えてもよい。
【０１２１】
図１２は、本開示のある実施の形態において有用なコンベヤ１２００の部分１２０１の斜視図を示している。図１２において、蓋付きボトル１２０２はジュース１２０４を収容している。ジュース１２０４は、包有物、例えば、マンダリンオレンジ嚢を含んでもよい。図１２に示されるように、蓋付きボトル１２０２は、蓋付きボトル１２０２がコンベヤ１２００に沿って長手後方に搬送されるときに、コンベヤ１２００によって垂直位置から非垂直位置に操作される。コンベヤ１２００は、図３に示されるコンベヤ３０またはコンベヤ３０の区画、もしくは図１１に示された第３の部分８２８を備えてもよい。
【０１２２】
ここに開示された方法は、商業殺菌を行うために適切であるように、調節してもよいことが当業者に認識されるであろう。一例として、制限するものではないが、商業殺菌を行う方法は、炭酸オレンジジュースを収容した閉じられた容器を非イオン化電磁放射線に曝露して、ジュースの温度を少なくとも１７２．５°Ｆ（約７８．０６℃）にする工程、およびジュースを混合し、容器の内面と接触させる様式で容器を操作する工程を含んでもよい。好ましい実施の形態において、閉じられた容器は気泡を含み、これにより、ジュースの混合と、容器の内面とのジュースの接触が促進される。
【０１２３】
１つの実施の形態において、３．６のｐＨを有する炭酸オレンジジュースをＰＥＴボトルに入れ、次いで、各ボトル内のジュースの上に気泡があるように蓋をしてもよい。次いで、蓋付きボトルを非イオン化電磁放射線に曝露して、ジュースの温度を１７２．５°Ｆ（約７８．０６℃）に上昇させ、ジュースをその高温に約１分間に亘り維持し、この期間中に、ボトルに、図１のグラフにプロットした角度にしたがって１回以上の反転を行って、商業殺菌を行ってもよい。
【０１２４】
１つの実施の形態において、３．６のｐＨを有する炭酸オレンジジュースをＰＥＴボトルに入れ、次いで、各ボトル内のジュースの上に気泡があるように蓋をしてもよい。次いで、蓋付きボトルを非イオン化電磁放射線に曝露して、ジュースの温度を約１６８〜１６９°Ｆ（約７５．５６〜７６．１１℃）に上昇させ、ジュースをその高温に約２分間に亘り維持し、この期間中に、ボトルに、図１のグラフにプロットした角度にしたがって１回以上の反転を行って、商業殺菌を行ってもよい。この開示によれば、飲料の「上昇」温度が約１６８〜１６９°Ｆ（約７５．５６〜７６．１１℃）より高く上昇させられる場合、商業殺菌のためのより短い時間が達成されるであろう。例えば、１つの実施の形態において、蓋付きボトルを非イオン化電磁放射線に曝露して、ジュースの温度を１７２．５°Ｆ（約７８．０６℃）に上昇させ、ジュースをその高温に約１分間に亘り維持し、この期間中に、ボトルに、図１のグラフにプロットした角度にしたがって１回以上の反転を行って、商業殺菌を行ってもよい。
【０１２５】
本開示による上述した期間は、従来のトンネル式低温殺菌プロセスよりもずっと短い。従来のトンネル式低温殺菌には、典型的に、容器と製品を熱水のスプレーで加熱して、容器と製品の温度を約１６０〜１６５°Ｆ（約７１．１１〜７３．８９℃）に上昇させるのに少なくとも約１０分かかり、容器と製品をその高温に維持して、商業殺菌を行うためにさらに約１０分かかる。
【０１２６】
当業者には、本開示によれば、製品の全ての殺菌および製品を収容する容器の内面の全ての殺菌をもたらすどのような適切な容器の操作を使用しても差し支えないことが、当業者には認識されるであろう。
【０１２７】
本開示の実施の形態の恩恵は、少なくとも３ヶ月の貯蔵寿命を有する飲料の製造と革新の付与を含み、同じ貯蔵寿命を達成するために従来技術を使用して、そうでなければ必要であった保存料を含まない。恩恵は、製品および容器のより効率的な殺菌を行うために、従来の高温充填技法または従来のトンネル式低温殺菌技法を使用した既存の製造ラインを容易かつ対費用効果的に転換または改良する方法の提供、および従来の技法により必要とされるカーボン・フットプリントおよび／または空間設置面積を減少させることを含む。恩恵は、従来の高温充填殺菌技法と少なくとも同等のまたはそれより改善された熱または温度プロファイル、および従来のトンネル式低温殺菌技法よりも実質的に改善された熱または温度プロファイルを含む。恩恵は、包有物を有する製品およびその包有物を有する製品を収容する容器の殺菌を行う能力を含む。本開示の実施の形態の恩恵は、製品と容器の酷使を最小にすること、ＰＥＴのトンネル式低温殺菌を改善すること、より短い製造時間を提供すること、保存料ラベルが何も記載されていない容器内に包装された製品を提供すること、従来の熱による加熱（蓋付きボトルへの熱水の吹付けなどの）よりも効率的な加熱を提供すること、および従来の技法を使用して製造と包装ができなかった製品を製造し包装する機会を提供することを含む。恩恵は、従来の技法を使用すると使用できなかった容器を使用する機会を提供することを含む。恩恵は、特にＰＥＴボトル詰めが使用される場合、多種多様な飲料の改善された製造とボトル詰めを提供することを含む。恩恵は、ある従来の技法に使用される燃料燃焼発生器とは対照的に、地球に優しいおよび／または非燃料燃焼発生器により生成されるであろう、電気を使用する能力を提供する。
【０１２８】
先に述べたように、従来のトンネル式低温殺菌は、約３０〜５０％のエネルギー効率を有する、すなわち、燃料燃焼ボイラーにより生成されるエネルギーの量（イギリス熱量単位、すなわち、ＢＴＵで表してもよい）の約３０〜５０％が実際に製品に送達される。本開示の恩恵は、約７０％のより高いエネルギー効率を有する殺菌、すなわち、非イオン化電磁放射線を提供するために生成されるエネルギーの量の約７０％までが製品に送達される殺菌を含む。
【０１２９】
本開示を、本開示を実施する現在好ましい態様を含む特定の実施例に関して記載したきたが、本開示の精神および範囲内に含まれる先に記載した方法および構造のバリエーションおよび変更が数多くあることが当業者には認識されるであろう。本開示はその出願において、ここに述べられた構成部材の構造と配置の詳細に制限されないことが理解されよう。前述したもののバリエーションおよび改変は本開示の範囲内である。ここに開示され、定義された開示は、述べられたまたは本文から明白な個々の特徴の２つ以上の代替の組合せ全てにまで及ぶことも理解されよう。これらの様々な組合せの全ては、本開示の様々な代わりに態様を構成する。ここに記載された実施の形態は、本開示を実施するための公知の最良の態様を説明し、当業者が本開示を利用することを可能にする。特許請求の範囲は、従来技術により認められる程度まで代わりの実施の形態を含むように構成されるものとする。特に、包有物を有するジュース、透明な肉汁およびスープなどの自由流動性製品の殺菌のために本開示の実施の形態を使用することが考えられる。したがって、そのような改変は、付随の特許請求の範囲に定義されたような本開示の精神または範囲から逸脱せずに行えると考えられる。
【符号の説明】
【０１３０】
３０，４０，５０，８０２，１２００    コンベヤ
３２    コンベヤベルト
３４，４１，６１    容器
４２，４４，４６    ポケット
５２    カバー
６０    容器を操作するための装置
６２    筐体
６４    アーム
６６    クランプ
８１０    トンネル
８１６，８１６’    ダクト
１２０２    ボトル
１２０４    ジュース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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