(57)【要約】【課題】充填ノズルから解放空間への噴射を伴わない洗浄又は殺菌の状態を確実に監視することのできる装置を提供する。【解決手段】所定の容器に対してその搬送途中に飲食用の液体を供給して充填する充填ノズル１の洗浄又は殺菌監視装置１４であって、前記充填ノズル１を洗浄又は殺菌のためにその温度を上昇させて洗浄又は殺菌をおこなう洗浄又は殺菌手段と、その充填ノズル１の温度を検出する赤外線放射温度計４と、その赤外線放射温度計４で検出された温度に基づいて前記充填ノズル１の洗浄が洗浄又は殺菌がおこなわれた否かを判定する判定手段とを備えている。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の容器に対してその搬送途中に飲食用の液体を供給して充填する充填ノズルの洗浄又は殺菌監視装置において、
前記充填ノズルの先端に至る配管内に高温の殺菌流体を流通させることによって前記充填ノズルの温度を上昇させて洗浄又は殺菌がおこなわれる洗浄又は殺菌手段と、
その充填ノズルの温度を検出する検温器と、
その検温器で検出された温度に基づいて前記充填ノズルの洗浄又は殺菌がおこなわれた否かを判定する判定手段と
を備えていることを特徴とする充填ノズルの洗浄又は殺菌監視装置。
【請求項２】
前記洗浄又は殺菌手段が、前記充填ノズルの先端開口部に装着されて洗浄液又は殺菌液の循環路を形成するダミーキャップを備え、かつ
前記検温器が前記充填ノズルの外面温度を非接触で検出する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の充填ノズルの洗浄又は殺菌監視装置。
【請求項３】
前記判定手段は、検出された温度と時間が、予め定めたしきい値を超えた場合に、前記充填ノズルの洗浄又は殺菌がおこなわれたことを判定する手段を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の充填ノズルの洗浄又は殺菌監視装置。
【請求項４】
複数の前記充填ノズルが回転体の外周部に取り付けられるとともに、前記検温器がその充填ノズルの旋回半径の外周側に固定され、かつそれぞれの充填ノズルの位置を検出してその位置信号を前記検温器で検出した温度信号と対応させて出力するタイミングセンサーが備えられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の充填ノズルの洗浄又は殺菌監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、アセプティック、すなわち、無菌充填系において、ボトルや缶、瓶などの容器に飲料を充填するための充填ノズルの洗浄又は殺菌を行う洗浄又は殺菌装置に関し、特にその洗浄又は殺菌のおこなわれたことを監視するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、定期的にそれぞれの充填ノズルを閉塞し、洗浄又は殺菌工程を行なって充填配管系の清掃と無菌状態を維持してきた。この洗浄工程は、作業員が温度計器を目視しながら、洗浄液を充填ノズルの内面側を通すことにより、実施していた。また、上記の殺菌工程は、作業員が温度計器を目視しながら、過熱水蒸気の比較的高温度の気体を充填ノズルに供給して充填ノズルから噴射することより、実施していた。
【０００３】
また、洗浄又は殺菌工程は、通常の容器の充填の稼動スタート前と稼動終了後に行うことにより常に無菌環境を維持するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、それぞれの充填ノズルまでの配管や充填ノズルの詰まりなどが発生した場合、検知する方法がなく、また、洗浄又は殺菌工程で重要な温度に達しているか判らなかった。加えて、その重要な温度を、仮に作業員が熱電対等を用いた測定機器等で検温しようとした場合、作業員の保有する菌が無菌充填設備の室内に侵入する。その結果、無菌充填設備の無菌状態が維持できない不都合がある。
【０００５】
この発明は、上記の事情を背景としてなされたものであり、充填ノズルの洗浄又は殺菌の状態を確実に監視することのできる装置を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載した発明は、所定の容器に対してその搬送途中に飲食用の液体を供給して充填する充填ノズルの洗浄又は殺菌監視装置において、前記充填ノズルの先端に至る配管内に高温の殺菌流体を流通させることによって前記充填ノズルの温度を上昇させて洗浄又は殺菌がおこなわれる洗浄又は殺菌手段と、その充填ノズルの温度を検出する検温器と、その検温器で検出された温度に基づいて前記充填ノズルの洗浄又は殺菌がおこなわれた否かを判定する判定手段とを備えていることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項１に記載した発明によれば、充填ノズルを洗浄又は殺菌のためにその温度を上昇させて洗浄又は殺菌がおこなわれる洗浄又は殺菌手段と、その充填ノズルの温度を検出する検温器と、その検温器で検出された温度に基づいて充填ノズルの洗浄又は殺菌がおこなわれた否かを判定する判定手段で制御することにより、洗浄又は殺菌を監視することができる。
【０００８】
請求項２に記載された発明は、前記洗浄又は殺菌手段が、前記充填ノズルの先端開口部に装着されて洗浄液又は殺菌液の循環路を形成するダミーキャップを備え、かつ、前記検温手段が前記充填ノズルの外面温度を非接触で検出する手段を含むことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記洗浄又は殺菌手段が、充填ノズルの先端開口部に装着されて洗浄液又は殺菌液の循環路を形成するダミーキャップが備えられ、かつ、検温手段が前記充填ノズルの外面温度を非接触で検出することができる。
【００１０】
請求項３に記載された発明は、前記判定手段によって、検出された温度と時間が、予め定めたしきい値を超えた場合に、前記充填ノズルの洗浄又は殺菌がおこなわれたことを判定する手段を含むことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３の発明によれば、判定手段は、検出された温度と時間が、予め定めたしきい値を超えた場合に、充填ノズルの洗浄又は殺菌がおこなわれたことを確認することができる。
【００１２】
請求項４に記載された発明は、請求項１ないし請求項３に記載された発明おいて、複数の充填ノズルが回転体の外周部に取り付けられるとともに、前記検温器がその充填ノズルの旋回半径の外周側に固定され、かつそれぞれの充填ノズルの位置を検出してその位置信号を前記検温器で検出した温度信号と対応させて出力するタイミングセンサーが備えられていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４の発明によれば、タイミングセンサーを備えたことによって、複数の充填ノズルが回転体の外周部に取り付けられるとともに、前記検温器がその充填ノズルの旋回半径の外周側に固定され、かつそれぞれの充填ノズルの位置を検出してその位置信号を前記検温器で検出した温度信号と対応させて判断手段に出力することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明のプラスチックボトルの洗浄又は殺菌監視設備の実施例を図面を参照して説明する。この実施例においては、ボトルの材料としてＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）が使用されるが、他のプラスチック材料、例えば、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ナイロン等を用いることができる。
【００１５】
図１は、上記ＰＥＴボトルに飲料を充填するための充填ノズルの洗浄又は殺菌をおこなう構成にした例である。
【００１６】
その充填ノズル１は、この発明の回転体に相当する主ホイール９の外周側に複数取り付けられており、主ホイール９が回転することにより充填ノズル１が所定の半径の円周上を旋回移動し、その旋回移動がＰＥＴボトルの搬送速度と一致させられていて、そのＰＥＴボトルの搬送過程で、充填ノズル１から飲料を噴射してＰＥＴボトルに飲料を供給し充填するようになっている。これは、公知の構成のフィラー（充填機）と同様の構成である。
【００１７】
無菌状態を維持するために、あるいは殺菌するために、稼動スタート前や稼動終了後、又は所定期間毎に充填ノズル１を洗浄又は殺菌することがおこなわれており、そのために、図１に示す装置では、ダミーボトル３が設けられている。これは、主ホイール９の下面側の待避位置と充填ノズル１の先端開口部に装着されて充填ノズル１を密閉する位置との間で移動させられるようになっている。また、図２に示すように、充填ノズル１から容器への充填時には、待避位置に保持され、洗浄時には充填ノズル１の先端開口部に装着される。
【００１８】
そのダミーボトル３は中空構造であり、かつ管路５が接続されている。すなわち、飲料に替えて洗浄液又は殺菌液が充填ノズル１に供給されて噴射された場合に、その噴射された洗浄液又は殺菌液をダミーボトル３から管路５を介して回収し、もしくは循環させるようになっている。
【００１９】
主ホイール９の回転に伴って旋回する充填ノズル１の旋回半径より外側の位置に、この発明の検温器に相当する赤外線放射温度計４が配置されている。
【００２０】
赤外線放射温度計４は、洗浄又は殺菌のために、過熱蒸気などの高温流体を充填ノズル１までの配管および充填ノズル１内を所定時間流通させることによって充填ノズル１を昇温させた場合に、その充填ノズル１から放射される赤外線８によって充填ノズル１の温度を検出する装置である。
【００２１】
したがって、赤外線放射温度計４によって、充填ノズル１の近傍温度を、赤外線８の波形で認識させることによって充填ノズル１の内部に洗浄液又は殺菌液の温度計測ができる。
【００２２】
上記の赤外線放射温度計４によって、洗浄又は殺菌工程以外の工程時と洗浄又は殺菌工程時との温度の差異を、すなわち、検出温度のピーク値が所定のしきい値を超えることによって、洗浄液又は殺菌液の流通の有無が確認される。したがって、作業員が見て確認しなくても洗浄又は殺菌工程が良好になされていることが確認できる。なお、上記洗浄液又は殺菌液は洗浄又は殺菌工程終了の後、ダミーボトル３を介して洗浄・殺菌装置に戻されることになる。なお、酸性洗浄液（過酸化水素水）のしきい値として、検出温度は７０℃で洗浄時間は２０分間である。アルカリ洗浄液のしきい値として、検出温度は８０℃で洗浄時間は２０分間である。また、殺菌液（過熱水蒸気）のしきい値として、検出温度は１３０℃で殺菌時間は３０分である。上記の洗浄時間及び殺菌時間は長ければ長い程効果があるが、上記の時間は、例示温度における最低限必要な時間である。また、対象となる飲料、例えば、お茶、コーヒー等の種類により決定される。
【００２３】
また、アルカリ洗浄液の主成分アルカリビルダーとして水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、メタケイ酸ナトリウム、リン酸三ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等が用いることができる。なお、酸性洗浄液（過酸化水素水）の無機酸系として、リン酸、硝酸、硫酸、塩酸等があり、有機酸系として、グルコン酸、グリコール酸、酢酸、クエン酸等を用いることができる。
【００２４】
タイミングセンサー２は、主ホイール９の駆動部に連動して１ボトル移動毎に１回転されるタイミングセンサードク１０に配置されている。また、タミングセンサー２は、赤外線放射温度計４によって検出されている温度がいずれかの充填ノズル１の温度かを明らかにするために、充填ノズル１の赤外線放射位置を検出し、その位置信号を、赤外線放射温度計４による検出信号に対応させて出力するセンサーである。
【００２５】
したがって、タイミングセンサー２によって、タイミングセンサードク１０を検出することで複数の充填ノズル１でも特定の充填ノズル１で検出できるので、洗浄液又は殺菌液の入出力データの精度向上が容易になる。
【００２６】
また主ホイール９上部に、基本位置センサードグ１１が配置され、主ホイール１回転に１回基本位置センサー１２と対面する。基本位置センサー１２から検出された基本位置信号１３とタイミングセンサー２から検出されたタイミング信号６の組み合せにより、充填ノズル１の主ホイールの中でどの位置にあるかを判別するようになっている。
【００２７】
これらの検出信号が、コントローラに相当するシーケンサー７に入力されている。上記の赤外線放射温度計４によって得られる検出信号は、充填ノズル１が旋回移動しているために、検出値が時間あるいは移動距離に応じて大小に変化する波形信号となる。その波形信号とタイミングセンサー２からの信号とにより各充填ノズル１の温度が検出され、その検出温度と時間が所定のしきい値を超えた場合に、充填ノズル１の昇温を伴う洗浄又は殺菌が正常におこなわれたことを判定するようになっている。例えば、酸性洗浄液（過酸化水素水）のしきい値として、検出温度は７０℃で時間は２０分間であり、アルカリ洗浄液のしきい値として、検出温度は８０℃で時間は２０分間である。また、殺菌液は、過熱水蒸気のしきい値は１３０℃で時間は３０分である。
【００２８】
作用を説明すると、過熱水蒸気や無菌水などの洗浄液又は殺菌液が、ダミーボトル３の装着された充填ノズル１に供給される。管路５により酸性洗浄液（過酸化水素２．０％濃度の水溶液）とアルカリ洗浄液（アルカリ洗剤２．０％濃度の水溶液）を交互に充填ノズル１内部に流通させる。例えば、管路５により、７０℃付近の酸性洗浄液を２０分間充填ノズル１内部に流通し、次いで、８０℃付近のアルカリ洗浄液を２０分間充填ノズル１内部に流通する。
【００２９】
上記の洗浄工程のパターンとして、順番１で酸性洗浄液、順番２でアルカリ洗浄液を充填ノズル１内部に流通させる。上記の洗浄工程の別パターンとして、順番１で酸性洗浄液、順番２でアルカリ洗浄液、順番３で酸性洗浄液を充填ノズル内部に流通させる。この２種類の洗浄工程のパターンは、飲料の種類により決定することができる。
【００３０】
次いで、リンス工程で、蒸留水等を約１０分間充填ノズル１内部に流通させる。その次工程で、純水等を約５分間充填ノズル１内部に流通させる。さらに、不図示の充填加圧タンクから管路５を介して、充填ノズル１内部を過熱水蒸気で３０分間加熱（１３０℃）する。その結果、充填ノズル１内部に付着した薬液の酸性洗浄液及びアルカリ洗浄液を分解する。その際に同時発生する酸素で殺菌処理を促進する。最後に無菌水または、無菌窒素ガスで冷却することにより、外気に触れることないので無菌状態を維持できる。その洗浄液又は殺菌液は、充填ノズル１からダミーボトル３及びこれに接続してある管路５を経て洗浄装置１４に回収され、あるいは充填ノズル１に循環させられる。すなわち外部に噴射されない。
【００３１】
その洗浄液又は殺菌液によって充填ノズル１が昇温される。また、このような洗浄又は殺菌は、主ホイールと共に充填ノズル１を旋回移動させている状態でおこなわれる。そして、その過程における充填ノズル１の温度が、赤外線放射温度計４によって検出される。その検出信号に基づいて、充填ノズル１が正規の温度まで昇温されたか否かが、タイミングセンサー２からのタイミング信号６を併用して判定される。しきい値を超えていない場合には、洗浄又は殺菌不良の判定がおこなわれて所定の判定信号が出力され、また反対にしきい値を超えていれば、正常に洗浄又は殺菌がおこなわれたことを示す信号が出力される。
【００３２】
なお、上記実施例の赤外線８を用いた非接触の赤外線放射温度計４を設けられているが、充填ノズル１の表面温度が計測できればよいから、単一の熱電対を設けてもよい。
【００３３】
また、上記実施例において、温度測定に赤外線８で測定する赤外線放射温度計４を設けているが、これに限定されず、紫外線、可視スペクトル等のエネルギービームを用いて構成にしてもよい。
【００３４】
また、図１に示すように、洗浄液又は殺菌液を再循環させる管路５の構成に限られず、一旦、充填ノズル１を通過した洗浄液又は殺菌液を常に排出して、洗浄又は殺菌がおこなわれる構成にしてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、その洗浄又は殺菌手段により、充填ノズルの温度を検温して、その洗浄及び殺菌を監視することができる。
【００３６】
また、請求項２の発明によれば、充填ノズルの外面温度を非接触で検出する手段により、ダミーキャップを可動させること複数の充填ノズルの洗浄を監視することができる。
【００３７】
さらに請求項３の発明によれば、充填ノズルの洗浄又は殺菌がおこなわれた否かを判定する判定手段により、その洗浄又は殺菌を監視することができる。
【００３８】
そして請求項４の発明では、タイミングセンサーを備えることより、常に一定の洗浄又は殺菌工程のタイミングにおいて、充填ノズルの一定位置の温度を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態の洗浄又は殺菌監視設備を説明するための概略的な構成図である。
【図２】この発明の実施の形態の充填ノズルから容器への充填される状態を説明する概略的な構成図である。
【符号の説明】
１…充填ノズル、　２…タイミングセンサー、　３…ダミーボトル、　４…赤外線放射温度計、　５…管路、　６…タイミング信号、　７…シーケンサ、　８…赤外線、　９…主ホイール、　１０…タイミングセンサードグ、　１１…基本位置センサードグ、　１２…基本位置センサー、　１３…基本位置信号、　１４…洗浄・殺菌装置。
【図１】
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【図２】
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