(57)【要約】【課題】食品の充填後密封前の容器のヘッドスペースに液体窒素を充填するために、液体窒素充填装置を無菌環境内に設置することを可能とし、かつ液体窒素の無菌化と液体窒素充填装置の液体窒素貯留タンク、液体窒素流路および充填ノズルの無菌化を簡単で低コストな構造で確実に実現する。【解決手段】無菌充填システムの無菌環境内に配置される液体窒素貯留タンク（２０）、貯留タンク（２０）から充填ノズル（２４）に至る液体窒素流路（２５）および充填ノズル（２４）を無菌環境内部の殺菌洗浄のために散布される薬剤や洗浄水から遮蔽する保護カバー（２３）で被覆し、無菌環境外に配置された液体窒素供給源（２１）から液体窒素貯留タンク（２０）の液体窒素供給口に至る液体窒素流路（２２）に配置された供給窒素除菌フィルター（２８）および充填ノズル（２４）に配置されたノズル除菌フィルター（２９）により液体窒素をろ過することにより除菌処理を行う除菌処理工程を経て容器内に液体窒素を充填する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器詰め食品の無菌充填システムにおいて食品の充填後密封前の容器のヘッドスペースに無菌液体窒素を封入する方法であって、該無菌充填システムの無菌環境内に配置される液体窒素貯留タンク、該貯留タンクから充填ノズルに至る液体窒素流路および充填ノズルを該無菌環境内部の殺菌洗浄のために散布される薬剤や洗浄水から遮蔽する保護カバーで被覆し、少なくとも該保護カバー内の空間において該液体窒素貯留タンクから該充填ノズルに至る液体窒素流路および充填ノズルのいずれかに配置されたノズル除菌フィルターにより液体窒素をろ過することにより除菌処理を行う除菌処理工程を経て容器内に液体窒素を充填することを特徴とする無菌液体窒素充填方法。
【請求項２】
該無菌環境外に配置された液体窒素供給源から該液体窒素貯留タンクの液体窒素供給口に至る液体窒素流路に配置された供給窒素除菌フィルターによりさらに液体窒素をろ過することを特徴とする請求項１記載の無菌液体窒素充填方法。
【請求項３】
該供給窒素除菌フィルターは該液体窒素貯留タンク内において該液体窒素供給口近辺の液体窒素流路内に配置されていることを特徴とする請求項２記載の無菌液体窒素充填方法。
【請求項４】
該ノズル除菌フィルターと該充填ノズルの間の該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方を殺菌する工程をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の無菌液体窒素充填方法。
【請求項５】
該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方を殺菌する工程は、該ノズル除菌フィルターと該充填ノズルの間の該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方に設けられ該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方を加熱殺菌するヒータによって行われることを特徴とする請求項４記載の無菌液体窒素充填装置。
【請求項６】
該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方を殺菌する工程は、該ノズル除菌フィルターと該充填ノズルの間の該液体窒素流路および充填ノズルの少なくとも一方に切換え可能に連通する熱水供給源と乾燥ガス供給源の中、該熱水供給源から熱水を供給することにより該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方を殺菌した後該乾燥ガス供給源から乾燥ガスを供給することにより該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方を乾燥することにより行われることを特徴とする請求項４記載の無菌液体窒素充填方法。
【請求項７】
該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方を殺菌する工程は、該ノズル除菌フィルターと該充填ノズルの間の該液体窒素流路および充填ノズルの少なくとも一方に切換え可能に連通する蒸気供給源と乾燥ガス供給源の中、該蒸気供給源から蒸気を供給することにより該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方を殺菌した後該乾燥ガス供給源から乾燥ガスを供給することにより該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方を乾燥することにより行われることを特徴とする請求項４記載の無菌液体窒素充填方法。
【請求項８】
該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方を殺菌する工程は、該ノズル除菌フィルターと該充填ノズルの間の該液体窒素流路および充填ノズルの少なくとも一方に切換え可能に連通する殺菌剤供給源と乾燥ガス供給源の中、該殺菌剤供給源から殺菌剤を供給することにより該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方を殺菌した後該乾燥ガス供給源から乾燥ガスを供給することにより該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方を乾燥することにより行われることを特徴とする請求項４記載の無菌液体窒素充填方法。
【請求項９】
該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方を殺菌する工程は、該ノズル除菌フィルターと該充填ノズルの間の該液体窒素流路および充填ノズルの少なくとも一方に切換え可能に連通する無菌水供給源と乾燥ガス供給源の中、該無菌水供給源から無菌水を供給することにより該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方を殺菌洗浄した後該乾燥ガス供給源から乾燥ガスを供給することにより該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方を乾燥することにより行われることを特徴とする請求項４記載の無菌液体窒素充填方法。
【請求項１０】
該液体窒素貯留タンクに貯留された液体窒素から気化する窒素ガスを該無菌環境外に排気する工程をさらに備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の無菌液体窒素充填方法。
【請求項１１】
該液体窒素貯留タンクに貯留された液体窒素から気化する窒素ガスを除菌した後該無菌環境内に排気する工程をさらに備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の無菌液体窒素充填方法。
【請求項１２】
容器詰め食品の無菌充填システムにおいて食品の充填後密封前の容器のヘッドスペースに無菌液体窒素を封入する装置であって、該無菌充填システムの無菌環境内に配置される液体窒素貯留タンクと、該液体窒素貯留タンクから充填ノズルに至る液体窒素流路および充填ノズルと、該液体窒素貯留タンク、該液体窒素流路および充填ノズルを該無菌環境内部の殺菌洗浄のために散布される薬剤や洗浄水から遮蔽する保護カバーと、該無菌環境外に配置された液体窒素供給源と、該保護カバー内の空間において該液体窒素貯留タンクから該充填ノズルに至る液体窒素流路および充填ノズルのいずれかに配置されたノズル除菌フィルターとを備えることを特徴とする無菌液体窒素充填装置。
【請求項１３】
該液体窒素供給源から該液体窒素貯留タンクの液体窒素供給口に至る液体窒素流路に配置された供給窒素除菌フィルターをさらに備えることを特徴とする請求項１２記載の無菌液体窒素充填装置。
【請求項１４】
該供給窒素除菌フィルターは該液体窒素貯留タンク内において該液体窒素供給口近辺の液体窒素流路内に配置されていることを特徴とする請求項１３記載の無菌液体窒素充填装置。
【請求項１５】
該ノズル除菌フィルターと該充填ノズルの間の該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方を殺菌する液体窒素流路および/または充填ノズル殺菌手段を設けたことを特徴とする請求項１２〜１４のいずれかに記載の無菌液体窒素充填装置。
【請求項１６】
該液体窒素流路および/または充填ノズル内殺菌手段は、該ノズル除菌フィルターと該充填ノズルの間の該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方に設けられ該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方を加熱殺菌するヒータであることを特徴とする請求項１５記載の無菌液体窒素充填装置。
【請求項１７】
該液体窒素流路および/または充填ノズル内殺菌手段は、該ノズル除菌フィルターと該充填ノズルの間の該液体窒素流路および充填ノズルのいずれかに切換え可能に連通する熱水供給源と乾燥ガス供給源であり、該熱水供給源から熱水を供給することにより該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方を殺菌した後該乾燥ガス供給源から乾燥ガスを供給することにより該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方を乾燥することを特徴とする請求項１５記載の無菌液体窒素充填装置。
【請求項１８】
該液体窒素流路および/または充填ノズル内殺菌手段は、該ノズル除菌フィルターと該充填ノズルの間の該液体窒素流路および充填ノズルの少なくとも一方に切換え可能に連通する蒸気供給源と乾燥ガス供給源であり、該蒸気供給源から蒸気を供給することにより該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方を殺菌した後該乾燥ガス供給源から乾燥ガスを供給することにより該液体窒素流路および充填ノズルの少なくとも一方を乾燥することを特徴とする請求項１５記載の無菌液体窒素充填装置。
【請求項１９】
該液体窒素流路および/または充填ノズル内殺菌手段は、該ノズル除菌フィルターと該充填ノズルの間の該液体窒素流路および充填ノズルの少なくとも一方に切換え可能に連通する殺菌剤供給源と乾燥ガス供給源であり、該殺菌剤供給源から殺菌剤を供給することにより該液体窒素流路および充填ノズルの少なくとも一方を殺菌した後該乾燥ガス供給源から乾燥ガスを供給することにより該液体窒素流路および充填ノズルの少なくとも一方を乾燥することを特徴とする請求項１５記載の無菌液体窒素充填装置。
【請求項２０】
該液体窒素流路および/または充填ノズル内殺菌手段は、該ノズル除菌フィルターと該充填ノズルの間の該液体窒素流路および充填ノズルの少なくとも一方に切換え可能に連通する無菌水供給源と乾燥ガス供給源であり、該無菌水供給源から無菌水を供給することにより該液体窒素流路および充填ノズルの少なくとも一方を殺菌洗浄した後該乾燥ガス供給源から乾燥ガスを供給することにより該液体窒素流路および充填ノズルの少なくとも一方を乾燥することを特徴とする請求項１５記載の無菌液体窒素充填装置。
【請求項２１】
該ノズル除菌フィルターと該充填ノズルの間の該液体窒素流路を該無菌環境外で殺菌するために取外し可能としたことを特徴とする請求項１２または１３記載の無菌液体窒素充填装置。
【請求項２２】
該充填ノズルを該無菌空間外で殺菌するために取外し可能としたことを特徴とする請求項１２または１３記載の無菌液体窒素充填装置。
【請求項２３】
該液体窒素貯留タンクに貯留された液体窒素から気化する窒素ガスを該無菌環境外に排気する排気管をさらに備えることを特徴とする請求項１２〜２２のいずれかに記載の無菌液体窒素充填装置。
【請求項２４】
該液体窒素貯留タンクに貯留された液体窒素から気化する窒素ガスを該無菌環境内に排気する排気管と該排気管内の排気ガス流路に配置された除菌フィルターをさらに備えることを特徴とする請求項１２〜２２のいずれかに記載の無菌液体窒素充填装置。
【請求項２５】
該液体窒素供給源から上流の液体窒素供給配管中にごみ取り用のストレーナを設けたことを特徴とする請求項１２〜２４のいずれかに記載の無菌液体窒素充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無菌液体窒素の充填方法および装置に関し、特に容器詰め食品の無菌充填システムにおいて食品の充填後密封前の容器のヘッドスペースに無菌液体窒素を封入する陽圧充填法に好適な無菌液体窒素充填方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
容器詰め食品の無菌充填システムにおいて、密封直前の容器に液体窒素を封入する陽圧充填法を行う場合、液体窒素貯留タンクと液体窒素充填ノズルを備える液体窒素充填装置のうち少なくとも液体窒素充填ノズルを無菌環境内部に設置する必要がある。この場合、通常の無菌充填システムにおいては、無菌環境内部の無菌状態を維持するために、無菌環境内部を薬液、蒸気、無菌水等で定期的に洗浄殺菌するので、たとえば液体窒素充填装置を無菌環境内に設置すると、液体窒素充填装置自体がこのような薬剤等に対する洗浄殺菌適性を備えていなければならない。しかし、現状においては、液体窒素充填装置に薬剤耐性を持たせることや極低温部分での氷付き対策（たとえば氷付きを防止するために完全に乾燥させる処置）を施すことは極めて難しい。
【０００３】
また、無菌化された液体窒素を容器に充填するには、液体窒素自体の無菌化と液体窒素流路、貯留タンク自体の無菌化も必要となる。液体窒素の無菌化のために、特許文献１は、貯留タンクの液体窒素供給口に除菌フィルターを設けることを提案しているが、液体窒素充填ノズル部分の流路の無菌維持が困難で、完全に無菌保証できないという問題点がある。また、特許文献１は、液体窒素充填装置内を高温ガスで加熱殺菌し装置の無菌性を維持する方法を提案しているが、装置を加熱することは多大なエネルギーと時間が必要な上、装置は液体窒素の超低温と高温ガスによる高温の双方に耐えなければならないので、装置の部品に要求される熱特性も−２００℃から＋２００℃程度という広範囲なものとなり、部品の材質選択範囲が狭まったり、装置全体の構造が複雑化するという問題が生じる。
【特許文献１】特開２０００−１８５７１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来の無菌液体窒素充填方法および装置の問題点にかんがみなされたものであって、容器詰め食品の無菌充填システムにおいて食品の充填後密封前の容器のヘッドスペースに液体窒素を充填するために、液体窒素充填装置を無菌環境内に設置することを可能とし、かつ液体窒素の無菌化と液体窒素充填装置の液体窒素貯留タンク、液体窒素流路および充填ノズルの無菌化を簡単で低コストな構造で確実に実現することを可能とする無菌液体窒素充填方法および装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記本発明の目的を達成する無菌液体窒素充填方法は、容器詰め食品の無菌充填システムにおいて食品の充填後密封前の容器のヘッドスペースに無菌液体窒素を封入する方法であって、該無菌充填システムの無菌環境内に配置される液体窒素貯留タンク、該貯留タンクから充填ノズルに至る液体窒素流路および充填ノズルを該無菌環境内部の殺菌洗浄のために散布される薬剤や洗浄水から遮蔽する保護カバーで被覆し、少なくとも該保護カバー内の空間において該液体窒素貯留タンクから該充填ノズルに至る液体窒素流路および充填ノズルのいずれかに配置されたノズル除菌フィルターにより液体窒素をろ過することにより除菌処理を行う除菌処理工程を経て容器内に液体窒素を充填することを特徴とするものである。
【０００６】
また、上記本発明の目的を達成する液体窒素無菌充填装置は、容器詰め食品の無菌充填システムにおいて食品の充填後密封前の容器のヘッドスペースに無菌液体窒素を封入する装置であって、該無菌充填システムの無菌環境内に配置される液体窒素貯留タンクと、該液体窒素貯留タンクから充填ノズルに至る液体窒素流路と、該液体窒素貯留タンク、該液体窒素流路および充填ノズルを該無菌環境内部の殺菌洗浄のために散布される薬剤や洗浄水から遮蔽する保護カバーと、該無菌環境外に配置された液体窒素供給源と、少なくとも該保護カバー内の空間において該液体窒素貯留タンクから該充填ノズルに至る液体窒素流路および充填ノズルのいずれかに配置されたノズル除菌フィルターとを備えることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明の１側面においては、該無菌環境外に配置された液体窒素供給源から該液体窒素貯留タンクの液体窒素供給口に至る液体窒素流路に配置された供給窒素除菌フィルターによりさらに液体窒素をろ過することを特徴とする。
【０００８】
本発明の１側面において、該供給窒素除菌フィルターは該液体窒素貯留タンク内において該液体窒素供給口近辺の液体窒素流路内に配置されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の他の側面においては、該ノズル除菌フィルターと該充填ノズルの間の該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方を殺菌する工程または液体窒素流路および/または充填ノズル内殺菌手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の他の側面においては、該液体窒素流路および/または充填ノズル殺菌工程または手段は、該ノズル除菌フィルターと該充填ノズルの間の該液体窒素流路および充填ノズルの少なくとも一方に設けられ該液体窒素流路および充填ノズルの少なくとも一方を加熱殺菌するヒータであることを特徴とする。
【００１１】
本発明の他の側面においては、該液体窒素流路および/または充填ノズル殺菌工程または手段は、該ノズル除菌フィルターと該充填ノズルの間の該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方に切換え可能に連通する熱水供給源と乾燥ガス供給源であり、該熱水供給源から熱水を供給することにより該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方を殺菌した後該乾燥ガス供給源から乾燥ガスを供給することにより該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方を乾燥することを特徴とする。
【００１２】
本発明の他の側面においては、該液体窒素流路および/または充填ノズル殺菌工程または手段は、該ノズル除菌フィルターと該充填ノズルの間の該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方に切換え可能に連通する蒸気供給源と乾燥ガス供給源であり、該蒸気供給源から蒸気を供給することにより該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方を殺菌した後該乾燥ガス供給源から乾燥ガスを供給することにより該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方を乾燥することを特徴とする。
【００１３】
本発明の他の側面においては、該液体窒素流路および/または充填ノズル殺菌工程または手段は、該ノズル除菌フィルターと該充填ノズルの間の該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方に切換え可能に連通する殺菌剤供給源と乾燥ガス供給源であり、該殺菌剤供給源から殺菌剤を供給することにより該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方を殺菌した後該乾燥ガス供給源から乾燥ガスを供給することにより該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方を乾燥することを特徴とする。
【００１４】
本発明の他の側面においては、該液体窒素流路および/または充填ノズル殺菌工程または手段は、該ノズル除菌フィルターと該充填ノズルの液体窒素滴下口間の該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方に切換え可能に連通する無菌水供給源と乾燥ガス供給源であり、該無菌水供給源から無菌水を供給することにより該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方を殺菌洗浄した後該乾燥ガス供給源から乾燥ガスを供給することにより該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方を乾燥することを特徴とする。
【００１５】
本発明の他の側面においては、該ノズル除菌フィルターと該充填ノズルの間の該液体窒素流路を該無菌環境外で殺菌するために取外し可能としたことを特徴とする。
【００１６】
本発明の他の側面においては、該液体窒素貯留タンクに貯留された液体窒素から気化する窒素ガスを該無菌環境外に排気する排気管をさらに備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明の他の側面においては、該液体窒素貯留タンクに貯留された液体窒素から気化する窒素ガスを該無菌環境内に排気する排気管と該排気管内の排気ガス流路に配置された除菌フィルターをさらに備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明のさらに他の側面においては、該液体窒素供給源から上流の液体窒素供給配管中にごみ取り用のストレーナを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、無菌充填システムの無菌環境内に配置される。  
液体窒素貯留タンク、貯留タンクから充填ノズルに至る液体窒素流路および充填ノズルを無菌環境内部の殺菌洗浄のために散布される薬剤や洗浄水から遮蔽する保護カバーで被覆することにより、無菌環境内部の殺菌洗浄時に液体窒素貯留タンク、充填ノズルに至る液体窒素流路および充填ノズルからなる液体窒素充填装置の本体部分を薬液等から保護することができ、したがって特に洗浄殺菌特性を備えていない通常の液体窒素充填ノズルや、タンクも含めた装置でも無菌環境内に設置することができる。
【００２０】
また、少なくとも保護カバー内の空間において液体窒素貯留タンクから充填ノズルに至る液体窒素流路または充填ノズル内に配置されたノズル除菌フィルターにより、好ましくはそれに加えて無菌環境外に配置された液体窒素供給源から液体窒素貯留タンクの液体窒素供給口に至る液体窒素流路に配置された供給窒素除菌フィルターにより、液体窒素をろ過することにより除菌処理を行うようにしたので、簡単で低コストな構造で液体窒素自体が無菌化されるとともに、液体窒素貯留タンクおよび液体窒素流路および充填ノズルの無菌化も達成することができる。
【００２１】
また、本発明の１側面によれば、供給窒素除菌フィルターは液体貯留タンク内において液体窒素供給口近辺の液体窒素流路内に配置されているので、液体窒素貯留タンクが液体窒素に含まれる菌によって汚染される可能性を最小とすることができる。
【００２２】
また、本発明の他の側面によれば、該ノズル除菌フィルターと充填ノズルの間の液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方を殺菌する液体窒素流路および/または充填ノズル内殺菌工程または手段を設けたので、液体窒素自体と液体窒素流路および充填ノズルの無菌化をさらに確実に実現することができる。
【００２３】
また、本発明の他の側面によれば、該ノズル除菌フィルターと充填ノズルの間の液体窒素流路を無菌環境外で殺菌するために取外し可能としたので、液体窒素流路を簡単に殺菌することができる。
【００２４】
また、本発明の他の側面によれば、液体窒素貯留タンクに貯留された液体窒素から気化する窒素ガスを無菌環境外に排気する排気管をさらに備えているので、液体窒素貯留タンク内の液体窒素が汚染されていた場合でも液体窒素から気化する窒素ガスによる無菌環境の汚染を防止することができる。
【００２５】
また、本発明の他の側面によれば、液体窒素貯留タンクに貯留された液体窒素から気化する窒素ガスを無菌環境内に排気する排気管と該排気管内の排気ガス流路に配置された除菌フィルターをさらに備えているので、液体窒素貯留タンク内の液体窒素が汚染されていた場合でも液体窒素から気化する窒素ガスによる無菌環境の汚染を防止することができる。
【００２６】
本発明のさらに他の側面によれば、液体窒素供給源から上流の液体窒素供給配管中にごみ取り用のストレーナを設けたので、除菌工程の前にこのストレーナにより細菌以外の比較的大きなごみを除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。  
本発明の方法が適用される容器詰め食品に使用される容器としては特に限定はなく、プラスチック容器、金属缶、紙カップ等いずれの容器にも適用することができる。本発明は、特にプラスチックボトル詰め常温流通飲料、たとえば清涼飲料水、ミネラルウオーター、牛乳、乳飲料等の製造に用いられるプラスチックボトルの軽量化の目的で飲料の充填密封後のボトルの内圧を窒素ガスにより陽圧にする場合に好適に適用することができる。
【００２８】
本発明が適用される容器詰め食品の無菌充填システムは、プラスチックボトル等容器の内外面、少なくとも内面を殺菌する容器殺菌装置(リンサー)と、殺菌された容器に食品を充填する食品充填装置（フイラー）と、食品が充填された容器をキャップで密封する密封装置（キャッパー）を備えており、これらリンサー、フイラー、キャッパーはいずれも無菌環境内に配置されている。ここで無菌環境とは、作業室内の一部空間を囲って、容器搬入のための出入り口を除いて密封空間とし、この密封空間内に陽圧の無菌空気を導入して無菌状態を維持するようにした空間を意味する。
【００２９】
この無菌充填システムにおいては、無菌環境内部の無菌状態を維持するために、無菌環境内部のリンサー、フイラー、キャッパー等の各装置および無菌環境を形成する囲いの内壁面を定期的に殺菌洗浄する装置を備えており、この殺菌洗浄のために、薬液、蒸気、熱水等を使用する。
【００３０】
図２は本発明に係る無菌液体窒素充填方法を実施するための装置の１例として、無菌環境下でPETボトルに飲料を充填する装置を模式的に示す図である。
【００３１】
図２において、無菌飲料充填装置１０は飲料をＰＥＴボトルに充填するための充填装置であって、ＰＥＴボトルの搬送方向の順にボトルの内外面、少なくとも内面を殺菌するボトルリンサー１１、フイラー１２、キャッパー１３、ボトルを２列に振り分けるための振り分け装置１４が配列されている。飲料充填装置１０は鋼板からなるカバー１５によって覆われており、このカバー１５によって無菌環境を構成するボックス１６が形成されている。
【００３２】
なお、カバー１５にはボトル導入口１５ａとボトル排出口１５ｂが形成されているが、ボックス１６は実質的に密閉されている。無菌環境内部は陽圧の無菌空気で満たされており，無菌状態を維持している。
【００３３】
無菌環境殺菌装置３０は、ボックス１６内において熱水を散布する手段を構成する複数の回転ノズル２および複数の固定ノズル３を備えている。回転ノズル２はスプレーボールからなり、噴射口を下方に向けてボックス１６内の上部に配置されている。固定ノズル３はフルコーンノズルからなり、噴射口を斜め上方に向けてボックス１６内の下部の床面付近に配置されている。回転ノズル２および固定ノズル３はそれぞれ配管４により弁７および加温ヒータ６を介して熱水供給源５に接続されており、該供給源５から熱水の供給を受けることができる。
【００３４】
この装置を使用して殺菌を行う場合は、弁７を操作して配管４を熱水供給源５に接続する。熱水供給源５からの水は加温ヒータ６により加温され、配管４を経由してボックス１６内の回転ノズル２および固定ノズル３に供給され、これらのノズル２、３からボックス内に散布される。散布された熱水はボックス１６内のボトルリンサー１１、フイラー１２、キャッパー１３、振り分け装置１４等の機器の外表面、ボックス１６の内壁面およびボトルリンサー１１に熱水を供給するライン配管（図示せず）等の殺菌対象表面の大部分に降りかかってこの部分を濡らす。散布された熱水は殺菌対象表面の大部分を濡らすことによってこの部分を殺菌するとともに、蒸発した水蒸気がボックス１６内に充満し、熱水によって濡れていない部分を含む全殺菌対象表面に接触することによってさらなる殺菌が行われる。この熱水の散布を所定時間継続することによって全殺菌対象表面の完全な殺菌が達成される。この場合環境管理空間の内壁面であるボックス１６の内壁面も全面が機器表面と同様に充分に殺菌される。
【００３５】
殺菌温度は殺菌対象表面が６５℃以上とし、１００℃以下、好ましくは大気圧下で行うために９６℃未満となるように熱水の加温を調節する。
【００３６】
なお、図２の例では無菌環境内の各装置の殺菌に熱水を用いているが、蒸気、薬液、無菌水により殺菌を行うこともできる。
【００３７】
飲料の充填後密封前のボトルのヘッドスペースに無菌液体窒素を封入する無菌液体窒素充填装置１はフイラー１２とキャッパー１３の間の無菌環境内空間に設置されており、無菌液体窒素充填装置１の無菌液体窒素貯留タンク２０を含む構成要素の一部は保護カバー２３によって覆われている。
【００３８】
図１は無菌液体窒素充填装置１を模式的に示す図である。  
無菌液体窒素充填装置１は、無菌充填システムの前記ボックス１６（図２）によって形成される無菌環境内に配置される液体窒素貯留タンク２０と、貯留タンク２０から充填ノズル２４に至る液体窒素流路２５を備えており、液体貯留タンク２０と液体窒素流路２５および充填ノズル２４は耐水性、耐薬品性の材質からなる箱状または筒状の保護カバー２３によって囲まれており、この保護カバー２３によって無菌環境内部の殺菌洗浄のために散布される薬剤や洗浄水から遮蔽されている。なお、図示の例では充填ノズル２４自体は保護カバー２３の下面から下方に突出している。無菌液体窒素貯留タンク２０は液体窒素流路２２を介して無菌環境外に配置された液体窒素供給源２１に接続されており、液体窒素流路２２には開閉弁２７が介装されている。液体窒素供給源２１はさらに上流の液体窒素供給配管２６を介して外部から液体窒素を供給されるように構成されており、この液体窒素供給配管２６には細菌以外の比較的大きなごみを除去するためのごみ取り用ストレーナ５７が介装されている。
【００３９】
液体窒素流路２２の下流側の先端は液体窒素貯留タンク２０内の液体窒素液面上に臨むように配置されて液体窒素供給口２２ａを形成しており、開閉弁２７をオンすることにより液体窒素が供給口２２ａから液体窒素貯留タンク２０内に流下されるようになっている。
【００４０】
開閉弁２７には液体窒素貯留タンク２０の液面高さを監視しながら給液系の制御を行う制御配線４５が接続されている。制御配線４５には、貯留タンク２０の液面高さを監視する液面モニター４６と液面制御部５３が配置されており、液面高さが所定レベル以下になると液面モニター４６からの信号により制御部５３が動作して開閉弁２７の動作部２７ａを動作させ開閉弁２７をオンにすることにより貯留タンク２０への液体窒素供給を開始する。また液体窒素供給により液面高さが所定のレベルに達すると液面高さモニター４６からの信号により制御部５３が動作して開閉弁２７の動作部２７ａを動作させ開閉弁２７をオフすることにより液体窒素供給を停止する。
【００４１】
無菌液体窒素充填装置１は、さらに、液体窒素供給源２１から液体窒素貯留タンク２０の液体窒素供給口２２ａに至る液体窒素流路２２に配置された供給窒素除菌フィルター２８と、保護カバー２３内の空間において液体窒素貯留タンク２０から充填ノズル２４に至る液体窒素流路２５または充填ノズル２４内に配置されたノズル除菌フィルター２９とを備えている。図示の例では、除菌フィルター２９は充填ノズル２４内に配置されている。
【００４２】
供給窒素除菌フィルター２８は液体窒素貯留タンク２０内において液体窒素供給口２２ａ近辺の液体窒素流路２２内に配置されることが、液体窒素貯留タンク２０が液体窒素に含まれる細菌によって汚染される可能性を最小にすることができるので好ましいが、除菌フィルター２８はこれに限らず、保護カバー２３の外側の液体窒素流路２２、たとえば開閉弁２７と液体窒素供給源２１の間に配置することもできる。また、供給窒素除菌フィルター２８をタンク内に設置する際は、タンク２０の流路２２の付け根からタンク内方にはめ込み、ねじ込み等の手段によって取り付け、カバー２３の流路２２まわりを開閉ハッチ等により開閉可能にすれば、供給窒素除菌フィルター２８をタンク２０から取り外し、カバー２３外で洗浄することができるので、より好ましい。
【００４３】
液体窒素貯留タンク２０から下流の液体窒素流路２５において、充填ノズル２４の上流側には開閉弁３１が介装されており、この開閉弁３１をオンオフすることにより液体窒素を充填ノズル２４から下方を順次通過する容器３２のヘッドスペース内に連続的または間欠的に滴下することができる。
【００４４】
第２の除菌フィルター２９と充填ノズル２４の間の液体窒素流路２５または充填ノズル２４内にはこの液体窒素流路２５および充填ノズル２４内の少なくとも一方を殺菌するための殺菌手段を構成する液体窒素流路殺菌用配管３３の先端開口部が開口している。図示の例では、配管３３は充填ノズル２４内に開口している。液体窒素流路殺菌用配管３３は上流側で流路殺菌用流体供給管３４と流路乾燥用ガス供給管３５に分岐しており、流路殺菌用流体供給管３４は、流路殺菌用流体である熱水、蒸気、薬液、または無菌水の供給源３６に接続し、流路乾燥用ガス供給管３５は加熱された窒素ガス等の流路乾燥用ガス供給源３７に接続している。流路殺菌用流体供給管３４には開閉弁３８が介装され、流路乾燥用ガス供給管３５には開閉弁３９が介装されている。また、開閉弁３８の上流には除菌フィルター４０が介装され、開閉弁３９の上流には除菌フィルター４１が介装されている。
【００４５】
除菌フィルター２８、２９、４０、４１及び後述の除菌フィルター５１としてはたとえば前記特許文献１記載のフィルター等公知のフィルターを使用することができる。すなわち、たとえばろ過精度０．０５〜０．５μｍ好ましくは０．１〜０．２μｍを有するフィルター体を備えることによって、微生物の芽胞を除去する機能を有するものであり、極低温耐性を有する材質のフィルターを使用することができる。またノズル除菌フィルター２９としては、撥水性が高く液体で洗浄した場合液切れのよい疎水性フィルターを使用することが好ましい。
【００４６】
次に、この無菌液体窒素充填装置１の動作について説明する。  
液体窒素貯留タンク２０に無菌液体窒素を貯留する時は、開閉弁３１をオフし、開閉弁２７をオンして液体窒素供給源２１から供給され液体窒素を除菌フィルター２８によりろ過した無菌液体窒素を液体窒素貯留タンク２０に所定のレベルに達するまで流下して貯留した後開閉弁２７をオフする。
【００４７】
容器３２に無菌液体窒素を充填する場合は、開閉弁３１をオンオフすることにより除菌フィルター２９によりろ過した無菌液体窒素を充填ノズル２４の液体窒素滴下口５８から容器３２のヘッドスペース内に連続的または間欠的に滴下する。
【００４８】
除菌フィルター２９を含む液体窒素流路２５および/または充填ノズル２４を殺菌するには、容器に液体窒素を充填していない時に流路乾燥用ガス供給管３５の開閉弁３９をオフ、流路殺菌用流体供給管３４の開閉弁３８をオンとすることにより液体窒素流路２５および/または充填ノズル２４に所定時間液体窒素殺菌用流体を流して液体窒素流路２５および/または充填ノズル２４を殺菌した後、開閉弁３８をオフ，開閉弁３９をオンとすることにより液体窒素流路２５および/または充填ノズル２４に乾燥用ガスを流して液体窒素流路２５を乾燥する。
【００４９】
液体窒素流路２５の周囲には液体窒素流路２５および/または充填ノズル２４を加熱するためのコイル状ヒータ等のヒータ４３が配置されている。ヒータ４３は、液体窒素流路２５および/または充填ノズル２４を熱水や蒸気で殺菌する場合に、流路２５の熱水や蒸気で濡れた部分を窒素ガスで乾燥する際の加温サポートの役割を果たすことによって乾燥をより早くかつ確実に行う機能と、運転中の液体流路２５および/または充填ノズル２４の近傍の装置部分が液体窒素で冷却され霜が付着することを防止するための流路近傍部保温用ヒータとしての機能という２つの機能を果たすものである。
【００５０】
ヒータ４３には温度制御部４４の制御配線５５が接続されており、ヒータ４３の温度を所定の温度に調節するように構成されている。また、除菌フィルター２９にも温度制御部４２の制御配線５６が接続されており、除菌フィルター２９の温度を所定の温度に調節するように構成されている。熱水や蒸気で液体窒素流路２５および/または充填ノズル２４を殺菌する場合は、たとえば温度１２０℃で行い、除菌フィルター２９の温度もこの温度に達していることを確認し、この温度に調節する。
【００５１】
本発明の他の実施形態においては、液体窒素流路殺菌用配管３３を設けず、上記ヒータ４３の温度を上げることによって液体窒素流路２５および/または充填ノズル２４を加熱殺菌するように構成することもできる。
【００５２】
また、本発明の他の実施形態においては、液体窒素流路２５を構成する部分の一部または全部または充填ノズル２４を嵌め込み、ねじ込み等の手段によって装置に取外し可能に装着するように構成し、定期的に液体窒素流路２５の部分または充填ノズル２４を取外して無菌環境外で殺菌するようにしてもよい。
【００５３】
液体窒素貯留タンク２０には、貯留タンク２０に貯留された液体窒素から気化する窒素ガスを無菌環境内に排気するための排気管４７の先端部が開口している。この排気管４７には開閉弁４８が介装されており、その下流側の排気管４７には除菌フィルター５１が介装されている。
【００５４】
開閉弁４８には液体窒素貯留タンク２０内の圧力を監視しながら排気系の制御を行う制御配線５４が接続されている。制御配線５４には、貯留タンク２０の圧力を監視する圧力モニター４９と圧力制御部５０が配置されており、貯留タンク内の圧力が所定レベル以上になると圧力モニター４９からの信号により制御部５０が動作して開閉弁４８の動作部４８ａを動作させ開閉弁４８をオンにすることにより貯留タンク２０から気化した窒素ガスの排気を開始する。これによって除菌フィルター５１によってろ過され無菌化された窒素ガスが無菌環境内に排気される。また排気により圧力が所定のレベルに下がると圧力モニター４９からの信号により制御部５０が動作して開閉弁４８の動作部４８ａを動作させ開閉弁４８をオフすることにより窒素ガスの排気を停止する。
【００５５】
また、本発明の他の実施形態においては、開閉弁４８の下流側に図１中破線で示す排気管５２を無菌環境外に達するように配置し、気化した窒素ガスを無菌環境外に排気することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る無菌液体窒素充填装置の１実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明に係る無菌液体窒素充填装置が適用される容器詰め食品の無菌充填装置の１例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５７】
１    無菌液体窒素充填装置
２０  液体窒素貯留タンク
２２、２５  液体窒素流路
２３  保護カバー
２８  供給窒素除菌フィルター
２９  ノズル除菌フィルター
３３  液体窒素流路殺菌用配管３３（液体窒素流路殺菌手段）
４３  ヒータ
【図１】
2006199358.tif 000003
【図２】
2006199358.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成17年4月19日(2005.4.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方を殺菌する工程は、該ノズル除菌フィルターと該充填ノズルの間の該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方に設けられ該液体窒素流路および充填ノズル内の少なくとも一方を加熱殺菌するヒータによって行われることを特徴とする請求項４記載の無菌液体窒素充填方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2006199358.tif 000005