(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導管と、
加圧スチームの入口および凝縮液の出口を有する円筒体を含み、導管の周囲をスチームが流れるときにそのスチームからの熱が導管に伝達されて導管内部の物質を加熱する熱交換器とを具備し、
前記導管は、前記熱交換器の内部に延在して霧化状態の過酸化水素および空気の入口と排出端とを有するコイル・チューブを含み、加圧スチームが熱交換器に与えられるとともに熱交換器を通る前記コイル・チューブを霧化状態の過酸化水素および空気が流れるときに、霧化状態の過酸化水素および空気が加熱されてコイル・チューブの前記排出端から蒸気として排出されるようなっている過酸化水素蒸気を生産する装置。
【請求項２】
コイル・チューブがステンレス鋼製である請求項１に記載された装置。
【請求項３】
コイル・チューブが熱伝導性、強度、耐久性および展性を有する金属製である請求項１に記載された装置。
【請求項４】
包装機械に連結され、蒸気がパッケージの殺菌に使用される請求項１に記載された装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は過酸化水素蒸気を生産する装置に関する。特に、本発明は成形、充填およびシールを行う包装機械に使用するための殺菌レベルの過酸化水素を生産する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
食品はしばしば、内容物の棚展示寿命を長くするために殺菌された容器に包装される。そのような食品には、例えばミルク、ジュース、スープなどの乾燥および（または）粉末食品が含まれる。
【０００３】
それらの食品が無菌包装状態のもとで包装された場合は、悪くならずにかなりの時間に亘って室温で保存できる。包装処理は、包装材料から形成した容器に充填を行う前に、包装材料の効果的な殺菌を必要とする。それらの容器には、例えば周知の山形頂部のカートンならびに他の同様な保存容器が含まれる。
【０００４】
食品に関する最大限の実用的な棚展示寿命を与えるために望まれる容器の殺菌を達成するために、底部を成形した後で食品を充填する前に容器を殺菌する。容器の成形、底部の密封、殺菌、充填および頂部の密封を含む全作業は、米国イリノイ州ブェルノン・ヒルズのテトラ・パック（登録商標）インコーポレーション社から購入できるテトラ・レックス（登録商標）包装機械のような成形、充填およびシールを行う包装機械において遂行できる。
【０００５】
典型的な成形、充填およびシールを行う包装機械では、カートンはチューブ形状から形成されてマンドレル上に置かれる。カートンがマンドレル・ステーションを通って割り出されると、カートンの底部パネルが折り畳まれて互いにシールされる。底部の形成に続いてカートンは、現在カートンに利用することのできる再密閉可能なプラスチック製の注ぎ口のような取り付け部材を取り付けてシールされることができる。取り付け部材の取り付けに続いてカートンは殺菌された後、成形、充填およびシールを行う包装機械を通って搬送されて充填および頂部フィンのシールが行われる。成形され、充填され、シールされた容器はその後機械から排出すなわち取り出されて、引き続く包装および配送に備えられる。
【０００６】
知られた成形、充填およびシールを行う包装機械において、カートンを殺菌するためにさまざまな装置および構造がこれまでおよび現在も使用されている。本願の譲受人に譲渡され且つ本明細書で援用されるスウァンク氏に付与された米国特許第６０９４８８７号に開示されているように、容器を効果的に殺菌するために紫外線エネルギー、過酸化水素、および紫外線エネルギーと過酸化水素との組み合わせの使用が知られている。紫外線エネルギーと過酸化水素とのさまざまな組み合わせが有効な殺菌を与えることは見い出されているが、これらの２つの技術の使用は、設備投資だけでなく、カートン全体の処理費用をかなり増大させる。
【０００７】
周知の過酸化水素付与システムは、成形、充填およびシールを行う包装機械内の容器に対して付与する前の過酸化水素を加熱して気化させるための電気ヒーターを使用している。それらの電気ヒーターは効率的に作動するが、気化した過酸化水素の温度を測定してヒーターに適当な電力を供給できるように、それらのヒーターの制御システムは非常に複雑であることが見い出されている。その構造は温度センサー、ならびに気相過酸化水素の温度を許容範囲に保持するための付加的な制御機器を必要とする。電気ヒーターは、その機器が運転を停止されていた後の暖機作動に長い時間を必要とすることも見い出されている。これは、不適当な過酸化水素蒸気の温度、ならびに電気ヒーター部材上での過酸化水素の凝縮の原因となり得る。
【０００８】
電気ヒーターは、過酸化水素の気相温度の出力値を常に適当に制御することはできないことも見い出されている。それ故に、過酸化水素の使用は実際に要求されるよりも多くなり、従って全体的な処理および費用を増大する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
スチームが液相の過酸化水素溶液と厳密に混合され、このスチーム−過酸化水素混合物がその後に容器に付与される過酸化水素を気化するシステムも知られている。この技術は、過酸化水素を薄めて、最適な過酸化水素溶液の濃度よりも低くなるという欠点を有する。さらに、このシステムは高濃度の過酸化水素の保存を必要とし、これは望ましくない。従って、過酸化水素を気化させる装置および方法が必要である。そのような装置および方法は、予め選定された望ましい濃度から気相過酸化水素が薄まる可能性を減少または排除することが望ましい。そのような方法および装置は、急速な「加熱」と、気相過酸化水素の温度の制御とを可能にすることが最も望ましい。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、加圧スチームの入口および凝縮液の出口を有する熱交換器と、前記熱交換器の内部を延在する導管とを含む過酸化水素蒸気を生産する装置が提供される。この導管は、霧化状態の過酸化水素および空気の入口、および排出端を有しており、加圧スチームが熱交換器に与えられ、またその熱交換器を通る導管を霧化状態の過酸化水素および空気が流れるとき、霧化状態の過酸化水素および空気が加熱されて導管出口から蒸気として排出される。
【００１１】
本発明の好ましい実施例では、導管はコイル・チューブとされ、円筒形の筒体の内側に配置される。霧化状態の過酸化水素および空気はコイル・チューブを通って流されるのに対し、これを取り囲む円筒体の内部へ第１の端部から加圧スチームが圧送されて第２の端部から流出するようになされる。これによりスチームからの熱は導管チューブおよび霧化状態の過酸化水素および空気に伝達され、過酸化水素が気化される。
【００１２】
本発明のコイル・チューブは、ステンレス鋼のような過酸化水素と反応しない熱伝導性の金属、または熱伝導率、成形容易と成す展性、過酸化水素中での不活性度、そして強度および耐久性に優れた特性を有する複合金属で作られることが有利である。本発明の好ましい実施例の装置は、スチームの入口および凝縮液の出口を有し、内部に導管を収蔵した円筒体を含み、スチームが導管のまわりを流れるとき、スチームからの熱が導管に伝達されてその内部に物質を加熱する。
【００１３】
本発明の好ましい実施例の装置は包装機械に有利に連結され、包装を殺菌する助けとなるように蒸気が使用される。包装はミルクやジュースのような食品に使用される。
【００１４】
本発明のさらに詳しい説明は、以下の説明および特許請求の範囲に記載されており、また添付図面に示されている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明はさまざまな形態の実施例が可能であるが、現在好ましいとされる実施例が図示され、また以下に説明されるのであり、この開示は本発明の例示であると考えるべきであって、本発明を図示する特定の実施例に限定する意図のないことを理解すべきである。
【００１６】
図面、特に図１を参照すれば、本発明の基本を具現する代表的な成形、充填およびシールを行う包装機械１０が示されている。この機械１０は米国イリノイ州ブェルノン・ヒルズのテトラ・パック（登録商標）インコーポレーション社から購入でき、またテトラ・レックス（登録商標）包装機械１０のトレードマークのもとに製造されている。従来の成形、充填およびシールを行う包装機械１０は、平たく折り畳まれたカートン素材１３を保存するカートン・マガジン１２と、カートン形成ステーション１４と、底部の成形シーリング・ステーション２２とを含む。機械１０はカートンを殺菌する殺菌ステーション１６をさらに含み、またカートンが食品を充填される充填ステーション２０、およびカートンの頂部パネルが予備折り曲げされた後に互いにシールされる頂部シーリング・ステーション２２をさらに含む。その後、カートンは成形、充填およびシールを行う包装機械１０から取り出される。一例とする成形、充填およびシールを行う包装機械１０はカツマタ氏に付与された米国特許第６０１２２６７号に開示されており、その特許は本願の譲受人が所有し、本明細書で援用される。
【００１７】
殺菌ステーション１６は、底部の成形シーリング・ステーション２２と充填ステーション２０との間に配置される。殺菌ステーション１６は、スワンク氏に付与された米国特許第６０９４８８７号に開示されているような紫外線エネルギー発生装置２４を１つ以上含むことができる。殺菌ステーション１６は図２および図３に示されるような過酸化水素蒸気の発生システム２６をさらに含む。過酸化水素蒸気の発生システム２６は、一般にアトマイザ２８および熱交換器３０を含む。熱交換器３０はコイル・チューブ式とすることができ、霧化された過酸化水素は熱交換器３０の一次側３２のコイル３１を通って流れる。熱交換器３０の二次側３４では、流体接触に関して過酸化水素と隔離されてスチームが熱交換器３０に与えられる。
【００１８】
スチームは、スチーム供給源から圧力調整器３６を通して供給される。圧力調整器３６からのスチームは熱交換器３０の二次側３４の入口３８に飽和状態で導かれる。凝縮液は熱交換器３０から凝縮液の出口４０を通して排出される。
【００１９】
過酸化水素はアトマイザ２８を通して与えられ、アトマイザにおいて過酸化水素が空気と混合される。熱交換器３０のコイル３１を通して過酸化水素が流れるとき、過酸化水素は基本的に入口３８のスチームと同じ温度に加熱される。過酸化水素は熱交換器３０から排出端部４６にて流れ出て、過酸化水素蒸気の熱電対４８上を通過される。その後、過酸化水素は包装機械内に与えられて食品包装の殺菌を助成する。
【００２０】
前述から、本発明の新規な概念の精神および範囲から逸脱することなく、多くの変更例および変化例を成し得ることが分かるであろう。図示した実施例に対する限定は全く意図されておらず、またはそのように推測されるべきでないことを理解しなければならない。この開示は、特許請求の範囲の記載によってそのような全ての変更例を特許請求の範囲に包含することを意図している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本を具現するスチーム加熱による過酸化水素蒸気の発生器を含む例示的な成形、充填およびシールを行う包装機械を示す。
【図２】本発明の基本を具現する気相過酸化水素を付与するシステムの一実施例の概略図である。
【図３】本発明の基本を具現するスチーム・ヒーターを示す。
【符号の説明】
１０  成形、充填およびシールを行う包装機械
１２  カートン・マガジン
１３  カートン素材
１４  カートン成形ステーション
１６  殺菌ステーション
２０  充填ステーション
２２  底部の成形シーリング・ステーション
２４  紫外線エネルギー発生装置
２６  過酸化水素蒸気の発生システム
２８  アトマイザ
３０  熱交換器
３１  コイル
３２  一次側
３４  二次側
３６  圧力調整器
３８  入口
４０  凝縮液の出口
４６  排出端部
４８  過酸化水素蒸気の熱電対
【図１】
0004340037.tif 000002
【図２】
0004340037.tif 000003
【図３】
0004340037.tif 000004