(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器を倒立状態で搬送して容器内部の殺菌工程と洗浄工程からなる容器殺菌・洗浄方法において、前記殺菌工程が倒立姿勢で搬送される容器の口部から下方に１〜５０ｍｍ離れるように非挿入ノズルを配置し、該非挿入ノズルから容器内面に殺菌流体とエアーを混合させて容器内部に向けて噴射し、殺菌流体を微細粒化して容器内面を濡らして容器内面を殺菌することからなり、
前記殺菌工程が、複数のターレットに分割して細分化され、容器内部への殺菌流体の噴射と停止を交互に行う間欠噴射により容器内面を殺菌すること
を特徴とする容器殺菌・洗浄方法。
【請求項２】
前記殺菌流体が温水、過酢酸水溶液、過酸化水素水溶液、又は次亜塩素酸含有水溶液の何れかである請求項１に記載の容器殺菌・洗浄方法。
【請求項３】
前記殺菌工程の前に容器を予備加熱する容器予備加熱工程を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の容器殺菌・洗浄方法。
【請求項４】
前記殺菌工程において、容器外面に向けて１または複数の殺菌ノズルから加熱された殺菌流体を容器外面に噴射して、微細粒子化した殺菌流体で容器外面を濡らして容器外面を殺菌することを特徴とする請求項１〜３何れかに記載の容器殺菌・洗浄方法。
【請求項５】
前記殺菌工程において容器表面温度が４５〜９５℃となるように温調している請求項１〜４何れかに記載の容器殺菌・洗浄方法。
【請求項６】
前記洗浄工程が、倒立姿勢で搬送される容器の口部から下方に５〜５０ｍｍ離れるように非挿入ノズルを配置し、該非挿入ノズルから洗浄水を容器内部に向けて噴射して、容器内面を洗浄する請求項１〜５何れかに記載の容器殺菌・洗浄方法。
【請求項７】
容器を倒立状態で搬送して容器内部の殺菌流体による殺菌手段と洗浄水による洗浄手段とを有する容器殺菌・洗浄装置において、前記殺菌手段が、容器を倒立状態で移送する複数の殺菌ターレットからなる容器移送手段と、該容器移送手段による倒立容器の内面に殺菌流体を噴射する殺菌流体噴射手段を有し、該殺菌流体噴射手段が前記容器移送手段で搬送される容器の開口口部下方１〜５０ｍｍに配置された非挿入ノズルであり、
前記非挿入ノズルは、該ノズル内で殺菌流体とエアーを混合して殺菌流体を細粒化して噴射する内部混合室を有する噴射ノズルであり、殺菌流体が複数の殺菌ターレットに分けて噴射されるようにしてなることを特徴とする容器殺菌・洗浄装置。
【請求項８】
前記非挿入ノズルは、複数のノズル孔を有し、該ノズル孔が下方から上方に向けて外側に傾斜するように円周上に配置されている請求項７に記載の容器殺菌・洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器に内容液を充填・密封する充填・密封ラインにおける容器殺菌・洗浄方法及びその装置、特にアセプティック充填システムに好適な容器殺菌・洗浄方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、アセプティック充填システムでボトルを殺菌する方法として、過酢酸水溶液を用いて、容器を倒立状態で殺菌する方法が広く採用されている。この殺菌方法は、ボトルを倒立状態に保持し、ボトル口に噴射ノズルを挿入し、ボトル内面に少なくとも直進棒流で殺菌流体を噴射する方法が一般的に採用されているが、この方法における容器内部の殺菌効果は、噴射された殺菌剤や洗浄水が直接容器の内面に衝突するかあるいは衝突後に容器内面に沿って流れ落ちる際に容器内面を濡らすか否かに依存している。そのため、流量を少なくするとボトル内面への均一な濡れ性が損なわれ、殺菌不足となるという問題点が生じるため、所定時間多量の殺菌流体を容器内部に噴射しなければならない。特にＰＥＴボトル等合成樹脂製容器の場合は、容器の剛性を高めるために、胴部や底部に補強リブ等の複雑な凹凸があるため、容器内面全体を均一に濡らすには多量の殺菌流体を長時間噴射しなければならず、近年益々要求されているラインの高速化を阻害する要因となっていると共に、多量の殺菌流体を必要とし、殺菌流体の無駄と高コスト化を生じている原因となっている。また、洗浄工程では、殺菌工程で容器内面に付着した殺菌流体（薬液）を完全に洗い流すことが必要であり、殺菌工程と同様に容器内面全体に洗浄水が完全に接触すると共に薬液を洗い流すことが求められ、殺菌工程と同様な問題点がある。
この問題点を解決する方法として、本発明者らは、倒立したボトル口部に挿入される噴射ノズルの先端部に、中央に第１噴射孔とその下方に開口する第２噴射孔を形成し、該両噴射孔から容器底部に向けて噴射された液体が口部に流下してその一部は、第２噴射孔から噴射される殺菌流体によって攪拌されて掻き上げられ、ボトル内面に飛散させるようにすることによって、ボトル内面への殺菌流体の接触率を高め殺菌を効率よく行う方法及び装置を提案した（特許文献１参照）。【０００３】
また、容器を倒立状態に保持し、容器内部にノズルを挿入することなく容器を殺菌又は洗浄する方法として、容器口部の下方に液受け部を有するノズルを配置し、液噴出口からの噴霧乃至液流を還流液と接触させ、容器内面に突き当たる噴霧乃至液流の先端が容器底部内面に万遍なく振れるようにした容器の洗浄・殺菌法も提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−１８１４０４号公報
【特許文献２】特開平６−１２１９７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記提案の前者の殺菌方法及び装置は、単に容器内部に殺菌流体の棒流を噴射して容器内部を殺菌する方法と比べて殺菌効率を高め、殺菌流体の節約に貢献するものであったが、噴射ノズルを容器口内部に挿入して殺菌流体を噴射する方式であるため、容器の口部に噴射ノズルを挿入する昇降装置が必要であり、装置が複雑化・コスト高になると共に、その都度噴射ノズルの容器口への出し入れに時間を確保しなければならず、高速化を阻害し、且つ頻繁に噴射ノズルを昇降させるため、装置の耐久性・保守点検に改善すべき問題点がある。さらに、殺菌流体の単なる噴射は、多量の殺菌流体を必要とする割には容器内面を濡らすのに寄与する殺菌流体の割合が少なく、無駄になる殺菌流体が多いという点にも解決すべき問題点がある。同様な問題は、噴射ノズルにより容器口部に噴射ノズルを挿入して、洗浄水を噴射して容器内部を洗浄する洗浄方法及び装置にもある。一方、後者の方法は、ノズルを容器内に挿入しないので機構が簡単で且つラインの高速化を図れるが、殺菌流体の容器内面への均一な接触には噴霧液流の不規則な振れを利用しているので、容器底部に液が当たっている時間と当たらない時間があり、且つ確実性に欠けるという問題点がある。【０００５】
そこで、本発明は、倒立状態で搬送される容器の内面を殺菌及び洗浄する方法及び装置において、殺菌流体を容器内面に均一に且つ確実に接触させることができ、殺菌効率を高め殺菌流体の使用量の低減化を図ると共に、殺菌工程時間の短縮化を図ることができ、且つ装置の駆動部を少なくして装置の簡単化と低コスト化を図ることができる容器の殺菌・洗浄方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する本発明の容器殺菌・洗浄方法は、容器を倒立状態で搬送して容器内部の殺菌工程と洗浄工程からなる容器殺菌・洗浄方法において、前記殺菌工程が倒立姿勢で搬送される容器の口部から下方に１〜５０ｍｍ離れるように非挿入ノズルを配置し、該非挿入ノズルから容器内面に殺菌流体とエアーを混合させて容器内部に向けて噴射し、殺菌流体を微細粒化して容器内面を濡らして容器内面を殺菌することからなり、前記殺菌工程が、複数のターレットに分割して細分化され、容器内部への殺菌流体の噴射と停止を交互に行う間欠噴射により容器内面を殺菌することを特徴とするものである。
【０００７】
前記殺菌流体の噴射と停止を交互に行うことによって、殺菌効果を損なうことなく殺菌流体使用量をさらに減らすことができ、望ましい。前記殺菌流体としては、温水、過酢酸水溶液、過酸化水溶液、次亜塩素酸含有水溶液の何れであってもよく、容器の種類や形態及び内容液の種類に応じて最適なものを選択すれば良い。また、前記殺菌工程の前に容器を予備加熱する容器予備加熱工程を設けることによって、容器内面に接触時の殺菌流体の温度低下を防止でき、殺菌効率を高めることができる。また、容器内面の殺菌処理中、容器外面に向けて１または複数のノズルから加熱された殺菌流体を容器外面に噴射して、微細粒子化した殺菌流体で容器外面を濡らして容器外面を殺菌することによって、容器の内外面をより効率的に殺菌できる。前記殺菌処理中において容器表面温度が４５〜９５℃となるように温調しているのが、殺菌効率を高めるのにより望ましい。温調方法として、例えば前記殺菌処理中、容器が通過する経路をトンネル状遮蔽物で囲い、該トンネル状遮蔽物内部を加熱して加熱雰囲気を保持した中で殺菌流体を噴射するようにする。また、洗浄工程においては、倒立姿勢で搬送される容器の口部から下方に５〜５０ｍｍ離れるように非挿入ノズルを配置するのが望ましい。【０００８】
また、上記方法を実施するための本発明の容器殺菌・洗浄装置は、容器を倒立状態で搬送して容器内部の殺菌流体による殺菌手段と洗浄水による洗浄手段とを有する容器殺菌・洗浄装置において、前記殺菌手段が、容器を倒立状態で移送する複数の殺菌ターレットからなる容器移送手段と、該容器移送手段による倒立容器の内面に殺菌流体を噴射する殺菌流体噴射手段を有し、該殺菌流体噴射手段が前記容器移送手段で搬送される容器の開口口部下方１〜５０ｍｍに配置された非挿入ノズルであり、
前記非挿入ノズルは、該ノズル内で殺菌流体とエアーを混合して殺菌流体を細粒化して噴射する内部混合室を有する噴射ノズルであり、殺菌流体が複数の殺菌ターレットに分けて噴射されるようにしてなることを特徴とするものである。
そして、前記洗浄手段は、容器を倒立状態で移送する複数のターレットからなる容器移送手段と、該移送手段による倒立容器の内面に洗浄水を噴射する洗浄水噴射手段を有し、該洗浄水噴射手段が前記容器移送手段で搬送される容器の開口口部下方５〜５０ｍｍに配置された非挿入ノズルであることを特徴としている。
【０００９】
前記非挿入ノズルは、該ノズル内で殺菌流体または洗浄流体とエアーを混合して殺菌流体又は洗浄流体を細粒化して噴射する内部混合室を有する噴射ノズルが好適に採用できる。また、他の形態として、ノズル内で殺菌流体または洗浄流体とエアーを混合して殺菌流体又は洗浄流体を細粒化して噴射する内部混合室を有する噴射ノズルであって、複数のノズル孔を有し、該ノズル孔が下方から上方に向けて外側に傾斜するように円周上に配置されている噴射ノズルも好適に採用できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、倒立姿勢で搬送される容器の口部から下方に１〜５０ｍｍ離れるように非挿入ノズルを配置し、殺菌流体とエアーを混合させて殺菌流体を細粒化してボトル内部に向けて噴射するようにしたので、内壁面に凹凸がある容器であっても噴射中安定してほぼ均等に容器内面を殺菌流体で濡らすことができ、殺菌効率がよく殺菌流体の使用量を低減することができる。また、容器口部にノズルを挿入することなく、殺菌流体を容器内部に噴射することができるので、非挿入ノズルを昇降させる昇降装置を使用する必要がなく、殺菌時間の短縮化を図ることができると共に装置の駆動部が少なく装置の単純化と低コスト化を図ることができる。さらに、殺菌流体の噴射を間欠的に行うことによって、連続噴射の場合の殺菌効果を低下させることなく、殺菌流体の噴射量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る容器殺菌・洗浄装置の配置概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る非挿入ノズルでの容器殺菌方法を示す模式図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る殺菌用の非挿入ノズルの要部断面図である。
【図４】（ａ）は本発明の実施形態に係る洗浄用の非挿入ノズル正面断面図、（ｂ）はその平面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る洗浄用の非挿入ノズル要部断面図である。
【図６】図４に示す洗浄用の非挿入ノズルでの容器洗浄方法を示す模式図である。
【符号の説明】
【００１２】
１  供給ターレット                  ２  ボトル反転ターレット
３  予備加熱ターレット             ４、５、６  殺菌ターレット
７  排出ターレット                  ８  受け渡しターレット
９  、１１  洗浄ターレット          １０  ドレンターレット
１２  ドレン兼受渡しターレット
２０、３５  殺菌工程で用いる非挿入ノズル
４０、４６  洗浄工程で用いる非挿入ノズル
２１、４１  ノズルステム
２２  ノズル口金                    ２３  キャップ
２４、４２  ノズル口部              ２５、４３  殺菌流体流路
３１  混合室                        ３２、３６  オリフィス
４４  ノズル孔                      ４５、４７  液受面
５０  ボトル                         ５９    噴射液
６０  還流液
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本実施形態に係る無菌充填ラインにおける容器の殺菌・洗浄装置のターレットの配置を示す概略図である。従来のターレット形式の容器殺菌装置の場合、一つの大径のターレットの回りに容器を倒立状態に反転する反転ゾーン、容器殺菌ゾーン、殺菌流体を排出するドレンゾーン、容器を倒立状態から正立状態に反転する反転ゾーンあるいは容器排出ゾーンを配置するため、ターレットの直径を大きくしなければならず、特に近年の高速充填ラインの場合はヘッド数が多いため直径が３ｍを超える大型ターレットを必要とし、大きなスペースを必要とすると共にそれを駆動するエネルギーコストを増大させている。本実施形態では、省スペースを図るために、それぞれの機能ごとに小径の複数のターレットに分割して、組み合わせることにより、全体として装置の小型化・省スペース・省エネルギー化を図ると共に、殺菌効率および洗浄効率を高め、殺菌流体と洗浄水の使用量の低減を図っている。また、直径の相違する比較的小型ターレットの組合せをユニット化して、殺菌する容器に対応して型替えが必要な場合の型替えが行いやすく、システムをフレキシブル化した。さらに、ターレットを多数組み合わせることにより、殺菌工程を細分化してそれぞれの工程での殺菌ノズルの形状や噴射条件を変えてより効率的に殺菌することが可能となり、より殺菌剤の節約を図ることができる。【００１４】
図１の実施形態は、無菌充填システムにおける容器殺菌・洗浄装置を示し、多数の小さいターレットの組合せで構成され、全体を無菌室１５内に収納している。無菌室１５はさらに殺菌チャンバー１５Ａ、洗浄チャンバー１５Ｂに区画され、後述するターレット７とターレット８の受渡し部を除き隔壁１６で仕切られ、殺菌チャンバー１５Ａ内の空気が洗浄チャンバー１５Ｂに流入しないようにしている。
図中、１はボトル供給ターレット、２はボトル反転ターレットであり、正立状態でボトル供給ターレット１に供給されたボトルは、ボトル反転ターレット２に受け渡される際に周知の反転機構により反転される。３は予備加熱ターレットであり、殺菌時に殺菌流体が容器との接触により急激に温度低下するのを防止するために、殺菌流体が噴射される前に容器を予備加熱するためのものであり、ボトル搬送経路に沿って加熱された殺菌流体を噴射するノズルを配置して、加熱された殺菌流体を容器外面に噴射して予備加熱すると共に容器外面の殺菌効果を持たせている。予備加熱手段として、そのほかに温風の吹き出しまたはヒータ等の加温手段を適宜配置するようにしてもよい。【００１５】
４〜６は、殺菌ターレットであり、本実施形態では後述するように、殺菌流体（薬液）をボトル内面にボトル口下方外方から噴射するように、ターレットのポケット下方に後述する非挿入ノズルが配置されている。本実施形態の装置では、非挿入ノズルは殺菌剤とエアーを混合して噴射する噴射ノズルとして構成されている。そして本実施形態では、殺菌工程が直径の相違する３つのターレットに分割され、それぞれの殺菌ターレットでそれぞれ異なる時間、例えば殺菌ターレット４での容器の殺菌時間が３秒、殺菌ターレット５での殺菌時間が２秒、殺菌ターレット６での殺菌時間が３秒を要して夫々次のターレットに移載される場合、ターレット間の移載時間が例えば１秒かかるとしたら、容器への殺菌流体は３秒間噴射、１秒間停止、２秒間噴射、１秒間停止、３秒間噴射というように、殺菌流体の噴射が間欠的に行われて容器内面を殺菌するようになっている。また、これらの殺菌ターレットの容器搬送経路に沿って容器の外面に殺菌流体を噴射する外面殺菌用のノズルが配置されている。【００１６】
７は殺菌流体排出ターレット、８は殺菌済みボトルを洗浄ターレットに受け渡す受け渡しターレットである。９、１１は洗浄ターレットであり、ボトル内に無菌水を噴射する非挿入ノズルが殺菌工程での非挿入ノズルと同様にボトル口下方外方からボトル内面に噴射するように、ターレットのポケット下方に配置されている。１０はドレンターレット、１２はドレンターレット兼受渡しターレットであり、洗浄済みのボトルを倒立状態から正立状態に反転して、次の充填装置に供給するようになっている。本実施形態のボトル殺菌・洗浄装置は、以上のように小径のターレットを多数組み合わせることにより、従来の大径のターレットを配置する場合と比べて設置面積を小さくすることができるとともに、ターレットをモジュール化して容器の種類等に応じて殺菌洗浄時間等の組合せを容易に変更できるようにした。
図１の殺菌・洗浄装置のターレットにおいて黒塗りした区間はそれぞれのターレットにおける予備加熱区間、殺菌区間又は洗浄区間を表している。【００１７】
次に以上のような装置に使用される非挿入ノズルの実施形態について説明する。
殺菌工程で用いられる非挿入ノズルと洗浄工程で用いる非挿入ノズルは同一構造のノズル口部を有するノズルを使用できるが、殺菌工程で用いられる非挿入ノズルは殺菌流体とエアーを混合して噴射する噴射ノズルが望ましい。空気と殺菌流体を混合して噴射することによって、噴射する殺菌流体の粒子の粒径が小さくなり、容器内周面への濡れ性が向上する。その結果、殺菌流体の殺菌効率を高め、その使用量を従来と比べて大幅に削減することができる。一方、洗浄工程で用いられる非挿入ノズルの場合は、洗浄流体のみを容器内部に噴射するノズルが望ましい。【００１８】
図２はエアーと殺菌流体を混合して細粒化した状態で殺菌流体を噴射する非挿入ノズルの一例を示し、該非挿入ノズルでボトルを殺菌している状態を模式的に示している。この例における非挿入ノズル２０は、公知のエアーアシスト内部混合スプレーノズルであり、中空のノズルステム２１の頂部に、ノズル口金２２とキャップ２３とからなるノズル口部２４が螺着して取付けられている。ノズルステム２１の軸心には殺菌流体流路２５が設けられていると共に、その頂部付近に無菌エアー源に連通する無菌エアー供給管（図示してない）が連結できるエアー供給路２７が形成されている。ノズル口金２２には殺菌流体流路２５に連通する殺菌流体噴射孔２８とエアー供給路２７に連通するエア−噴射孔３０があり、その出口先端部のキャップ２３との隙間が殺菌流体とエアーの混合室３１となっており、加圧状態で殺菌流体流路２５に供給された殺菌流体とエア−供給路２７に供給されたエアーとが混合されてキャップ２３のオリフィス３２から殺菌流体が微細粒化されてスプレーされる。【００１９】
上記殺菌用の非挿入ノズル２０を、図１に示す殺菌ターレット４、５、６に配置されたボトル保持手段の下方に図２に示すようにそれぞれ配置する。非挿入ノズル２０は、殺菌ターレットのボトル保持手段に保持されたボトル５０の口部下端面５２から１〜５０ｍｍ、より望ましくは１０〜４０ｍｍ離れた下方に設置されている。非挿入ノズルの設置位置は、該位置から殺菌流体を噴射したときに、噴射液が容器口部内壁に接触すると共に通過して容器内で広がって殺菌流体がボトル底壁と胴部が連なる角部に当たるようにするのが望ましく、それにより噴射液が底壁全面に当たって且つ胴部壁全面を濡らして流下するようにする。そのためのボトル５０の口部下端面５２と非挿入ノズルの噴射口端との距離は、容器の口径の大きさによって相違するが、１０〜４０ｍｍ離れた距離が望ましい。下限値は、ボトルの移載のときノズル上端部がボトル口端に干渉することがなければよく、上限値は間隔が大き過ぎると噴射した殺菌流体がボトル口径よりも拡がってしまって、容器内への噴射率が低下しない範囲が望ましい。【００２０】
図３は、殺菌工程で使用する非挿入ノズルの他の実施形態を示している。本実施形態の非挿入ノズル３５は、前記実施形態の非挿入ノズル２０と同様に加圧流体とエアーを加圧混合して殺菌流体を微細粒化して噴射するものであるが、細孔の傾斜したオリフィスを有する点が異なっている。共通する部材については図２と同一符号を付し、相違点のみについて説明する。本実施形態の非挿入ノズル３５は、キャップ２３に混合室３１に連通する複数のオリフィス３６が外方に傾斜して設けられていることに特徴がある。オリフィス３６は、ノズル口部の中心部付近の少なくとも殺菌する容器（ボトル）口部５１の開口径よりも小さい半径ｒの円周上に等間隔に複数個形成されているが、必要に応じてさらに中央部に１個の垂直なオリフィスを設けてもよい。非挿入ノズル３５の前記オリフィス３６がノズル軸心に対して外側に傾斜角θだけ傾斜して形成されている。前記噴射孔の傾斜角θとしては、容器口径にもよるが、２００〜２０００ｍＬ容量のＰＥＴボトル（口径２８ｍｍ）の場合２゜〜１０゜より望ましくは３゜〜７゜の範囲が好適である。そして、オリフィス４４は殺菌流体がジェット状に勢いよく噴霧できるように、直径１ｍｍ〜２ｍｍの小孔が望ましい。【００２１】
図４は、洗浄工程における非挿入ノズル４０の要部を示している。本実施形態の非挿入ノズル４０は、中空ノズルステム４１の頂部が所定面積の液受面４５となっているノズル口部４２を有し、該ノズル口部４２の中心部付近にノズルステム４１の流体流路４３に通じる複数のノズル孔４４が形成されている。なお、ノズル口部とノズルステムは完全に一体の材料で形成されているもの、あるいは別部材で形成して一体化したもの何れでもよい。ノズル孔４４は、本実施形態では図４（ｂ）に示すように、ノズル口部の中心部付近の少なくとも殺菌洗浄する容器（ボトル）口部５１の開口径よりも小さい半径ｒの円周上に等間隔に４個形成されているが、その数は２〜１０個の範囲で適性に選択できる。非挿入ノズル４０は、容器口部下方から洗浄流体を噴射したときに、噴射液流が容器口部内壁に接触することなく通過し、ボトル内面全周に洗浄流体が接触するようにするのが望ましく、そのため、容器口部下端面５２から５〜５０ｍｍ下方に設置され、且つノズル孔４４がノズル軸心に対して外側に傾斜角θだけ傾斜して形成されている。前記噴射孔の傾斜角θとしては、容器口径にもよるが、２００〜２０００ｍＬ容量のＰＥＴボトル（口径２８ｍｍ）の場合２゜〜１０゜より望ましくは３゜〜７゜の範囲が好適である。そして、ノズル孔４４は洗浄流体がジェット状に勢いよく噴霧できるように、直径１ｍｍ〜２ｍｍの小孔が望ましい。【００２２】
図５は、洗浄工程における他の実施形態に係る非挿入ノズルの要部を示している。
本実施形態に係る非挿入ノズル４６は、図４に示す非挿入ノズルをさらに改良したものであり、後述するように容器洗浄時の容器内でのジャグリング効果をより高めるために、ノズル口頂部に滞留窪みを形成した点に特徴を有している。図４に示す実施形態の非挿入ノズル４０と共通する部材については同一符号を付し、相違点のみについて説明する。ここで、ジャグリング効果とは、ボトル内に噴射ノズルを挿入せず、ボトル内面へ複数のノズル孔から液を噴射し、ボトルから排出される還流液をボトル口部及びノズル液受面に流下あるいは滞留させながら、噴射液がボトル内部で還流液を掻き上げ、上下に揺する作用を言い、ジャグリング効果が大きい程少ない液量でボトル内面全面に液を効果的に接触させることができる。
本実施形態の非挿入ノズル４６は、前記実施形態の非挿入ノズルと同様にノズル口部の上端面に液受面を有しているが、本実施形態の液受面４７は、その外周に高さｈの滞留壁４８が形成され、容器洗浄又は殺菌中に容器から排出する流体が滞留できるように滞留窪みとなっている。そして、該滞留窪みに前記実施形態と同様な条件で複数個のノズル孔４４が形成されている。また、該滞留窪みには該滞留窪みに滞留した還流液が殺菌又は洗浄終了後速やかに排出できるように、ノズルステム４１の外周部より外側に開口するように排液孔４９が形成されている。【００２３】
次に、以上のような構成からなる殺菌装置を使用して本発明の殺菌・洗浄方法の実施形態を説明する。
本発明で使用する殺菌流体としては、温水、過酢酸水溶液、過酸化水素水溶液、次亜塩素酸含有水溶液の何れであってもよく、容器の種類や形態及び充填する内容液等の種類に応じて最適なものを選択すれば良い。また、殺菌流体による殺菌性能を高めるために、殺菌流体の噴射前に予備加熱工程を設けて、容器を表面温度が４５〜９５℃となるように加温しておくのが望ましい。しかしながら、予備加熱工程は必ずしも設けなくてもよい。容器の表面温度が４５℃以下では加温効果が少なく、９５℃以上であると合成樹脂容器であると耐熱性が劣り熱変形する恐れがあるので、上記範囲が望ましい。また、容器を予備加熱するのに代えて殺菌流体を加熱してもよい。その場合も殺菌流体の加熱温度は、４５〜９５℃の範囲が望ましい。【００２４】
殺菌工程では、ターレットの回転中、ターレットに配置されている倒立容器把持手段で倒立状態に把持されている容器の容器口の下方に位置するように配置されている固定の非挿入ノズルから容器口部に向けて殺菌流体を噴射する。殺菌流体の噴射は、上記のような非挿入ノズルを使用して過酢酸水溶液等の殺菌流体とエアー（無菌充填の場合は無菌エアー）を混合して二流体混合状態で噴射する。殺菌流体にエアーが混ざることによって殺菌流体の粒子が細かくなり、容器表面への濡れ性が高くなり、殺菌効率を高めるのに望ましい。また、本発明の殺菌流体の噴射は、前述したように複数のターレットを移送する間に行われるので連続的でなく、噴射と停止を繰り返して間欠的に行うことに特徴がある。即ち、本発明者の実験によれば、３秒連続的に殺菌流体を噴射した場合と、３秒を２回に分け１．５秒噴射し、次いで１秒停止し、その後１．５秒噴射して間欠的に噴射した場合、実際の噴射時間は同じで使用殺菌流体量も同じであるが、後者の場合、噴射停止時間の１秒の間も殺菌流体は容器内壁面に接触している状態にあり、噴射している場合と同様な殺菌効果が得られた。したがって、後者の場合３秒の殺菌流体の噴射時間で４秒の噴射時間と同等の殺菌効果が得られた。したがって、間欠噴射の場合、連続噴射の場合と比べて大幅に殺菌流体の使用量を減らすことができる。【００２５】
そして、本実施形態では、３個の殺菌ターレット４、５、６に分けて殺菌流体を噴射しているので、例えば殺菌ターレット４では噴射時間３秒、それより直径の小さい殺菌ターレット５では２秒、殺菌ターレット６では噴射時間３秒とそれぞれの殺菌ターレットで殺菌流体を連続的に噴射し、殺菌ターレット４と５との間、及び殺菌ターレット５と６の間の移載時間（合計２秒）中は殺菌流体は噴射されないが、その間も殺菌流体は容器内壁面に付着した状態であるので、殺菌作用をする。したがって、この場合、殺菌作用をする殺菌時間は、噴射時間８秒、噴射停止時間（移載時間）２秒合計１０秒確保することができ、短い噴射時間で殺菌流体の容器への合計の付着時間を長くすることができ、殺菌効率を向上させることができる。また、複数の殺菌ターレットを配置することによって、それぞれの殺菌ターレットで使用する殺菌ノズル（非挿入ノズル）の形状や噴射条件（噴射量、圧力、濃度等）を変えてより効率的に殺菌流体を噴射することができる。例えば最初の殺菌ターレット４で使用する殺菌流体の殺菌剤の濃度を濃くし、殺菌が進む次のターレットで使用する殺菌流体の濃度を薄くすることあるいは使用量を調整すること等により、より殺菌効率を高めることができる。【００２６】
また、殺菌工程での容器外周面の殺菌は、たとえば従来と同様にターレットに倒立状態に保持されている容器外周面全体に殺菌流体が接触するように、容器外周面に向けて殺菌流体を噴射する噴射ノズル、又は殺菌流体とエアーを混合して噴霧する噴射ノズルを複数個所、たとえば容器口部外周面、胴部外周面、底部外面に向けて複数個配置して、内面殺菌と同時に行う。【００２７】
以上のようにして、殺菌工程を終了した容器は次に殺菌流体排出ターレット７及び洗浄工程への受渡しターレット８を介して、洗浄ターレット９に移載される。洗浄工程では容器の洗浄は、容器の内外面に洗浄水（無菌水）を噴射して行うが、その場合非挿入ノズルは、図４，５に示す構成のノズルを採用し、エアーを供給しないで無菌水のみを噴射するようにすることが望ましい。洗浄用の非挿入ノズル４０は、図１に示す洗浄ターレット９と洗浄ターレット１１のポケット毎に配置された容器保持手段の下方にそれぞれ固定配置され、容器保持手段で保持される容器の下端面５２から５〜５０ｍｍだけ離して、軸心が容器と一致するようにターレットと一体に回転するフレームに固定配置されている。【００２８】
洗浄工程でボトルが洗浄ターレット９、洗浄ターレット１１を移動する間、洗浄の非挿入ノズル４０からボトル口部に向けて洗浄流体（無菌充填の場合は無菌水）を噴射して内面の洗浄を行う。洗浄工程において、傾斜している複数個のノズル孔４４から噴射された洗浄流体は、図６に示すように容器口部５１を通って略容器の底部コーナー部に当たって容器の底部内面及び胴部壁内面に拡がり、胴部内面を伝って容器口部の内周面から筒状の還流液流６０となって流下することによって、容器内面にくまなく接触して容器内面に付着している薬液を洗い流す。容器から流下した還流液流はノズル口部４２の液受面４５に当たって広がるので、液受面の内側に向かう還流液の一部がノズル孔４４から噴射されている洗浄流体５９と干渉してかき上げられる。その結果、噴射流体は単にノズル孔から噴射される場合と比べて噴射液流の流径が太くなった状態で容器内に進入する。太くなった状態で容器内に進入する噴射液流は、容器口部を流下する還流液の一部とも干渉してジャグリング効果を生じ、洗浄効果を高める。その結果、効率よく洗浄ができ洗浄水を節約することができる。【００２９】
また、洗浄工程で図５に示す洗浄用の非挿入ノズル４６を使用した場合は、非挿入ノズルの液受面４７に滞留窪みが形成されているので、該滞留窪みに滞留した還流液と該液中を通過して噴射される洗浄水の噴射液との干渉効果がより高くなり、太い噴射液流となって容器内に噴射されるので、容器口部内上方での還流液とのジャグリング効果が非挿入ノズル４０の場合と比べて高くより効率よく容器内面を洗浄することができる。【００３０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限らずその技術思想の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、前記実施形態では、殺菌工程の前に予備加熱工程を設けて容器を加熱することによって、殺菌工程時の容器と接触する殺菌流体の急激な温度低下を防止するようにしたが、予備加熱工程と共にあるいは予備殺菌工程は省いて殺菌工程で容器が通過する経路をトンネル状遮蔽物で囲い、該トンネル状遮蔽物内部に例えばヒータ等を設置して加熱して加熱雰囲気を保持した中で殺菌流体を噴射するようにしても良い。
【実施例】
【００３１】
菌付着の供試サンプルボトルを作成し、該サンプルボトルを、図１に示すターレット配置の殺菌装置を想定して、以下に示す条件で殺菌洗浄し、その後培養により生存菌数を調べて殺菌効果を確認した。
ボトル：  ５００ｍｌＰＥＴボトル
殺菌剤：  過酢酸系殺菌剤  Toyo-aktiv
過酢酸濃度：  ２０００ｐｐｍ
温度：  ボトル内面温度が６５℃に達するように殺菌剤を噴射
非挿入ノズル：  エアーアシスト内部混合スプレー
殺菌剤の流量：  噴射液量０．２７Ｌ／ｍｉｎ(０．１５ＭＰａ)
エアーの流量と温度：  噴射エアー量１５ＮＬ／ｍｉｎ(０.０７ＭＰａ)、３０℃
ボトル口部と非挿入ノズルとの距離：  ３０ｍｍ
殺菌時間：  表１実施例参照（３秒噴射−１秒停止−２秒噴射−１秒停止−３秒噴射）
殺菌後のボトル洗浄：  無菌水で温度は３０℃で実施した。
殺菌後のボトル内面に殺菌剤が残留しないようにボトル内面を６７ml/sec×３秒で無菌水を倒立させたボトル内面に噴射することによりボトル洗浄した。図３に示した非挿入ノズルをボトル口部より１５ｍｍ下方に設置し、ノズルから噴射した無菌水がボトル内面全面に当たり、ボトルロ部から排出されるようにした。
供試菌サンプルボトルの作製：
供試菌：  Geobacillus  stearothermophilus  ATCC7953
上記供試菌懸濁液を所定の濃度に調整し、初菌数３．７×１０６ｃｆｕ／ボトルとなるようにボトル内面にスプレーにて噴射（０．３ｍｌ／本）し、ボトル内面に菌懸濁液を付着させた。ボトルはクリーンルーム（ＣＬＡＳＳ１０００）内で２４時間保存し、ボトル内面を乾燥させた。作製ボトルを殺菌機→洗浄機と通過させ、滅菌済みのキャップで密封した。
生存菌計測方法：  ＳＣＤ液体培地を５００ｍｌ充填する。
３０℃７日間保存し、培地に混濁の認められるものを陽性(＋)、培地に混濁が認められないものを陰性(−)とした。
以上の試験を５本について行った。その結果を表２に示す。
【比較例】
【００３２】
また、比較例として、前記実施例と比較して殺菌流体の噴射条件のみを表１に示すように変えて他は同一条件で殺菌した場合の殺菌効果を同様にして調べた。比較例では、ボトル内面を殺菌するための殺菌流体の噴射を間欠噴射でなく、連続して１０秒噴射した場合（比較例１）、連続して８秒噴射した場合（比較例２）の殺菌効果を調べた。その結果を実施例と共に表２に示す。
試験結果
表２から明らかなように、実施例の場合はサンプルボトル全てについて陰性であり、良好に殺菌されていることが確認された。本実施例での殺菌剤噴射時間は合計８秒で、合計殺菌時間は１０秒である。
これに対し、比較例１の場合、即ち殺菌流体を１０秒間連続して噴射した場合は上記実施例と同様な殺菌効果が得られたが、比較例２の場合、即ち８秒間連続噴射した場合は表２に示すように、一部の容器に生残菌が確認され、８秒間の噴射では殺菌不十分であることが確認された。
以上のように、本実施例と比較例２は殺菌流体の噴射時間（すなわち噴射量）は同一であるが、本実施例では生残菌が全く確認されず、８秒の噴射時間であるにも関わらず比較例１の１０秒噴射の場合と同様な殺菌効果を奏していることが確認された。以上の結果から本発明による殺菌方法は殺菌流体の節約に格別な効果を奏することが確認された。
【表１】
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【表２】
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【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の容器殺菌・洗浄方法及び装置は、特にボトルへのアセプティック充填システムにおける殺菌に好適であるが、アセプティック充填にかぎらず、ホットパックや通常の常温充填等、容器を殺菌洗浄して充填する場合の容器の殺菌装置及び洗浄装置として利用可能である。また、容器の形状も丸型ボトル、角型ボトル等種々の形状のものに適用でき、且つその材質もプラスチックや金属、ガラス等種々の材質の容器の殺菌・洗浄に利用可能である。
【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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