JP2012101825A

JP2012101825A - 殺菌方法

Info

Publication number: JP2012101825A
Application number: JP2010252275A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Tanaka; 大輔田中
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2010-11-10
Filing date: 2010-11-10
Publication date: 2012-05-31

Abstract

【課題】殺菌剤を保存するのに格別に制御された環境を用意する必要がなく、かつ、殺菌剤についての輸送コストを抑えることのできる容器の殺菌方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、過炭酸ソーダを殺菌剤の原料として用いる。過炭酸ソーダは、炭酸ソーダの過酸化水素付加化合物を主成分とする常温で安定なアルカリ性の粒状粉体である。この安定な過炭酸ソーダを無菌充填機に付随して保存し、容器を殺菌処理する際に、無菌水に過炭酸ソーダを溶解して殺菌剤を得る。過炭酸ソーダが水に溶解すると、加水分解して過酸化水素と炭酸ソーダになる。生成される過酸化水素は、殺菌剤として従来から用いられており、本発明による殺菌剤もこれまでと同様の殺菌能力を示すことができる。過酸化水素と炭酸ソーダからなる殺菌剤は、殺菌対象である容器の必要な箇所に供給される。
【選択図】図２

Description

本発明は、飲料充填装置チャンバー内部および飲料を充填する前のペットボトル、壜、キャップ等の飲料容器類（以下、「容器」と総称する）の殺菌に関し、特に無菌充填機に適用する食品容器の殺菌方法に関する。
する。

お茶、果汁飲料、コーヒー飲料等を無菌充填する場合、充填される容器又は蓋材等の包装材料は、飲料を充填する前に、殺菌する必要がある。そのため、従来は、紙容器やペットボトル（以下ＰＥＴボトルとする）等のプラスチック容器等の成形容器の殺菌方法には、殺菌剤として過酢酸（Peracetic Acid示性式ＣＨ_３Ｃ(＝Ｏ)ＯＯＨ）の水溶液又は過酸化水素（Hydrogen Peroxide，Ｈ_２Ｏ_２）の水溶液が主に用いられている（例えば、特許文献１、特許文献２）。そして、殺菌対象の容器が深底形状や凹凸形状を有する場合には、殺菌剤を殺菌対象に向けて散布し、その後乾燥することで容器を殺菌する方法が知られている。また、殺菌剤を沸点以上に加熱して気化し、この気体状の殺菌剤を空気中に噴霧し、殺菌剤を凝縮させて微細なミストにして容器に付着させ、これを乾燥させることで容器を殺菌する方法も知られている。

特許第２８５１３７３号公報特開平１１−２０８７８２号公報

従来の過酢酸又は過酸化水素を殺菌剤とする殺菌方法は、無菌充填機に備えられるタンクに殺菌剤の原液を蓄えておく。そして、殺菌を行う際に、原液に無菌水を加えて実際に使用する殺菌剤を作製し、ペットボトル等の殺菌対象にスプレーなどする。
ここで、過酢酸及び過酸化水素は、非常に不安定な液体であるために容易に分解する。具体的には、過酢酸水は酢酸と過酸化水素に容易に分解し、過酸化水素は水と酸素に容易に分解する。したがって、無菌充填機のタンク内に原料として蓄えられる過酢酸及び過酸化水素は、分解を抑制するために温度などが厳しく制御された環境で保存される必要がある。また、過酢酸及び過酸化水素は液体であり重量が嵩むために、過酢酸又は過酸化水素の製造工場から無菌充填機が設置された工場まで輸送するのに必要なコストが高くなる。
本発明は、このような課題に基づいてなされたもので、殺菌剤を保存するのに格別に制御された環境を用意する必要がなく、かつ、殺菌剤についての輸送コストを抑えることのできる容器の殺菌方法を提供することを目的とする。

かかる目的のもとになされた本発明の容器の殺菌方法は、過炭酸ソーダ（又は過炭酸ナトリウム）を殺菌剤の原料として用いる。過炭酸ソーダは、炭酸ソーダの過酸化水素付加化合物（Sodium Carbonate Peroxyhydrate）を主成分とする、常温で安定なアルカリ性の粒状粉体である。
この安定な過炭酸ソーダを無菌充填機に付随して保存し、容器を殺菌処理する際に、無菌水に過炭酸ソーダを溶解して殺菌剤を得る。過炭酸ソーダが水に溶解すると、加水分解して過酸化水素と炭酸ソーダからなる混合液が生成される。生成される過酸化水素は、殺菌剤として従来から用いられていた薬剤であるから、上記混合物からなる殺菌剤もこれまでと同様の殺菌能力を備える。過酸化水素と炭酸ソーダからなる殺菌剤は、殺菌対象である容器の少なくとも内部に供給される。殺菌剤の具体的な供給の方法を本発明は問わない。
本発明の殺菌剤における過酸化水素の濃度は、１〜１５％の範囲にするのが好ましい。殺菌性能を得ることと、過酸化水素の残留量を低くすることを考慮したものである。
本発明の容器の殺菌方法は、殺菌処理されたチャンバー内において行われるが、容器を殺菌処理するのに先って、チャンバー内を上記殺菌剤により殺菌することが好ましい。

本発明によれば、過炭酸ソーダを殺菌剤の原料として用いる。
過炭酸ソーダは、室温で安定な固体状の物質であるから、これまでの過酢酸及び過酸化水素のように厳しく制御された環境で保存する必要がないので、取り扱いが容易である。また、過炭酸ソーダは固体であるから、過酢酸及び過酸化水素に比べて軽量であり、輸送コストを抑えることができる。
殺菌剤を得るために過炭酸ソーダを加水分解すると、過酸化水素に加えて炭酸ソーダも生成されるが、炭酸ソーダは過酸化水素の殺菌能力を阻害しない。
また、殺菌の過程で、過酸化水素は水と酸素（活性酸素）に分解され、また、炭酸ソーダは環境汚染性が非常に小さいので、過炭酸ソーダを用いて容器の殺菌を行う本発明は、廃棄薬剤による環境負荷が小さい。

本実施の形態における無菌飲料充填機の概略構成を示す図である。本実施の形態における無菌飲料充填機を用いた殺菌処理の手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１に示すように、無菌飲料充填機１は、容器１００を無菌飲料充填機１内に搬入する搬入コンベア１０と、容器１００を殺菌する殺菌装置１１と、容器１００をすすぐすすぎ装置１３と、殺菌およびすすぎを終えた容器１００に液体（飲料）を充填する充填装置１４と、飲料が充填された容器１００にキャップ２０を装着するキャッパ１５と、容器１００を無菌飲料充填機１外に搬出する搬出コンベア１６と、を各構成要素として備えている。これら、各構成要素の間には、搬送スターホイール１７等が設けられ、これによって、各構成要素の間で容器１００の受け渡し等が行われるようになっている。

これら殺菌装置１１、すすぎ装置１３、充填装置１４、キャッパ１５において容器１００の搬送経路は、ベース架台２１上に設けられ、ベース架台２１上には、殺菌装置１１、すすぎ装置１３、充填装置１４、キャッパ１５における容器１００の搬送経路を無菌環境に維持するため、ベース架台２１上の空間の側方および上方を覆うチャンバー５０が設けられている。
そして、チャンバー５０内には、チャンバー５０の内部に殺菌剤、すすぎ液等を散布するため、シャワー状、あるいはスプリンクラー状の散布ノズル（図示無し）が設けられている。また、殺菌装置１１にも、容器１００の内部に殺菌剤、すすぎ液等を散布するため、シャワー状、あるいはスプリンクラー状の散布ノズル（図示無し）が設けられている。
また、ベース架台２１には、散布された殺菌剤やすすぎ液を回収するドレン口（図示無し）が形成され、ドレン口には、開閉弁が設けられている。

殺菌装置１１には、調整槽１１ａ及び保存タンク１１ｂが付随して設けられている。調整槽１１ａは、必要な量の過炭酸ソーダを無菌水に投入して殺菌剤を作成する。作成された殺菌剤は、保存タンク１１ｂに移送され、殺菌処理に供される。チャンバー５０の内部を殺菌する際に、また、容器１００を殺菌する際に、保存タンク１１ｂに保存されている殺菌剤は、殺菌装置１１に供給される。また、無菌飲料充填機１に付随して、殺菌剤の原料となる過炭酸ソーダが別途保管されており、殺菌処理を行う前に必要な量だけ調整槽１１ａまで搬送され、無菌水に投入される。

以下、無菌飲料充填機１における殺菌処理の手順を説明する。この殺菌処理は、図２に示すように、殺菌剤の調整、チャンバー５０の内部の殺菌、チャンバー５０内をすすぐ第１すすぎ、容器１００の殺菌、容器１００をすすぐ第２すすぎ、という手順で行われる。この殺菌処理は、充填装置１４により容器１００へ飲料を充填するのに先立って行われる。
＜殺菌剤の調整＞
本実施形態において、殺菌剤の原料として過炭酸ソーダ（sodium percarbonate，化学式：Ｎａ_２ＣＯ_３・３/２Ｈ_２Ｏ_２）が用いられる。過炭酸ソーダは、固体（粒状粉体）をなしており、常温で安定であるが、水に溶解しやすい。過炭酸ソーダは、水に溶解すると直ちに過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）と炭酸ソーダ（Ｎａ_２ＣＯ_３）に解離しアルカリ性を呈する。解離により生成された過酸化水素は分解して水（Ｈ_２Ｏ）と非常に活性な酸素（Ｏ_２）ガスになり、殺菌能力を発揮する。
本実施形態では、調整槽１１ａに蓄えられる無菌水に過炭酸ソーダを投入して殺菌剤を作成する。過炭酸ソーダの溶解を迅速に行うために、撹拌、その他の手段を講じることができる。得られた殺菌剤は、保存タンク１１ｂに移送され、必要に応じて、チャンバー５０又は殺菌装置１１に供給される。
こうして得られた殺菌剤は、過酸化水素の濃度が１〜１５％の範囲に調整されるのが好ましい。１％未満では十分な殺菌能力を得ることが難しくなる。一方、１５％を超えるとチャンバー５０内に残留する過酸化水素のすすぎに時間がかかる。過酸化水素の好ましい濃度は３〜１２％である。

＜チャンバー５０の殺菌＞
殺菌剤が得られたならば、散布ノズルから殺菌剤を散布することでチャンバー５０の内部を殺菌する。
殺菌剤の散布時間は、チャンバー５０内の全体を均一に殺菌するためには５分以上とすることが好ましく、２０分を超えても殺菌効果は飽和するので、５〜２０分とすることが好ましい。工程時間短縮の観点から、５〜１０分とすることがより好ましい。
散布された殺菌剤は、ドレン口を通ってチャンバー５０外に排出する。このとき、排出した殺菌剤は、殺菌剤回収タンクに回収し、後の殺菌剤散布工程で散布するために循環させることができる。

殺菌剤の中の過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）の殺菌作用を活性化するために、チャンバー５０の内部を加熱することが好ましい。
この加熱は、加熱された無菌エアをチャンバー５０内に供給することで実現できる。この場合、無菌エアは、５０〜１５０℃、好ましくは７０〜１２０℃の範囲に加熱されればよい。この無菌エアの供給は、殺菌剤の散布の前に行うことが最も好ましいが、殺菌剤の散布の途中、あるいは殺菌剤の散布の後に行うこともできる。
また、この加熱は、加熱された無菌水をチャンバー５０内に供給することで実現できる。この場合、無菌水は、５０〜９０℃、好ましくは７０〜９０℃の範囲に加熱されればよい。この無菌水の供給も、殺菌剤の散布の前に行うことが最も好ましいが、殺菌剤の散布の途中、あるいは殺菌剤の散布の後に行うこともできる。
加熱された無菌エア、無菌水の供給による殺菌も期待できる。

＜第１すすぎ工程＞
すすぎ工程は、すすぎ液として無菌水を散布ノズルから散布し、チャンバー５０内の殺菌剤を洗い流す。無菌水の供給は噴射が好ましい。
散布するすすぎ液は、そのすすぎ効果を高めるために加熱して温水とするのが好ましい。このため、本実施形態の無菌飲料充填機１においては、散布するすすぎ液を加熱するためのヒータを備えことができる。
散布するすすぎ液は、例えば３０〜５０℃とするのが好ましく、より好ましいのは３５〜４５℃である。熱水の散布継続時間はチャンバー５０の容積等にもよるが、５〜１０分程度とするのが好ましい。

散布されたすすぎ液は、ドレン口を通ってチャンバー５０外に排出する。排出したすすぎ液は、回収タンクに回収し、前記の熱水散布工程で散布するのに用いても良い。

＜容器１００の殺菌＞
すすぎ工程が終了した後に、容器１００の殺菌を行う。
この殺菌は、チャンバー５０の内部の殺菌に用いた殺菌剤を容器１００の少なくとも内面に散布して行う。容器１００内面への散布は、容器１００内へノズルを挿入し、そのノズルから殺菌剤を容器１００の内部に向けて散布すればよい。
散布される殺菌剤に含まれる過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）の殺菌作用を活性化するために、殺菌剤を加熱することが好ましい。加熱にはいくつかの手段を採用し得る。例えば、殺菌剤が通過するノズルの周囲にヒータを設けて殺菌剤自体を加熱することができる。また、容器１００に加熱された無菌エア又は無菌水を散布して容器１００を加熱することで、殺菌剤を加熱することができる。また、殺菌剤とともに加熱された無菌エアを容器１００内に散布することでも、殺菌剤を加熱することもできる。加熱の温度は、チャンバー５０の場合と同様にすればよいが、容器１００がＰＥＴ等のプラスチック容器の場合には、容器１００の熱変形を防止するために７０℃以下とすることが好ましい。
殺菌剤の散布時間は、容器１００内面の全体を均一に殺菌するために、３秒以上とすることが好ましい。しかし、２０秒を超えても殺菌効果は飽和するので、２０秒以下とすべきである。工程時間短縮の観点から、３〜１０秒とすることがより好ましい。

＜第２すすぎ工程＞
殺菌処理が終了した容器１００は、すすぎ装置１３に搬送され、少なくとも容器１００の内面に無菌水（すすぎ液）を散布して、殺菌剤を洗い流す。このすすぎ液の温度は第１すすぎ工程と同程度とし、散布時間は殺菌剤の散布時間と同程度とすればよい。

＜過炭酸ソーダの殺菌性能評価＞
本発明者等は、過炭酸ソーダを用いて殺菌性能を評価した。以下、評価内容を説明する。
無菌水に過炭酸ソーダを加えて、過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）の濃度が２％、５％及び１０％の３種類の殺菌剤を得た。
得られた３種類の殺菌剤（７０℃加熱）の各々に評価菌（芽胞菌）を投入し、設定された殺菌時間（１５sec.）を経た後、すばやく還元剤にて中和した後、フィルタでろ過した。そのフィルタを培地上に乗せ、評価菌が育成しやすい温度（３０℃）にて１週間培養し、発生するコロニー数(処理後生菌数)を数え、下記式より、殺菌性能を求めた。その結果を表１に示す。
殺菌性能＝ｌｏｇ（初発菌数／処理後生菌数）

表１より、過炭酸ソーダを用いて得られた殺菌剤であっても、過酸化水素を殺菌剤とする場合と同等の殺菌性能が得られることが確認できる。
そして、過炭酸ソーダは、室温で安定な固体状の物質であり、吸湿さえ防ぐことができれば、これまでの過酢酸及び過酸化水素のように厳しく制御された環境で保存する必要がない。また、過炭酸ソーダは、液体である過酢酸及び過酸化水素に比べて計量な固体であるから、輸送コストを抑えることができる。
殺菌の過程で生成された過酸化水素は水と酸素（活性酸素）に分解され、また、炭酸ソーダは環境汚染性が非常に小さいので、過炭酸ソーダを用いて容器の殺菌を行う本発明は、廃棄薬剤による環境負荷が小さい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、過炭酸ソーダを殺菌剤の原料として用いること、この殺菌剤を容器１００の内部に供給して殺菌すること、以外の構成は、他の構成に適宜変更することが可能である。例えば、チャンバー５０を殺菌する際に、又は、容器１００を殺菌する際に、殺菌剤をミストにして供給することは、他の構成に該当する。

１…無菌飲料充填機
１０…搬入コンベア、１１…殺菌装置、１１ａ…調整槽、１１ｂ…保存タンク、１３…すすぎ装置
１００…容器

Claims

殺菌処理されたチャンバー内で、殺菌処理された容器の内部に液体を供給する無菌充填機における、前記容器の殺菌方法であって、
前記容器を殺菌処理する際に、無菌水に過炭酸ソーダを溶解して殺菌剤を得る工程と、
得られた前記殺菌剤を、前記容器の内部に供給して殺菌処理する工程と、
を備えることを特徴とする容器の殺菌方法。
前記殺菌剤は、過酸化水素と炭酸ソーダを含み、前記過酸化水素の濃度が、１〜１５％である、
請求項１に記載の容器の殺菌方法。
前記容器を殺菌処理するのに先立って、前記チャンバー内を前記殺菌剤により殺菌する、請求項１又は２に記載の容器の殺菌方法。