JP4573321B2 - Clean booth sterilization structure of aseptic filling system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、缶詰の無菌充填システムにおいて、クリーンブースで覆われた缶蓋巻締機の巻締作業領域を過熱蒸気(スーパースチーム)により確実に殺菌することで、缶蓋巻締機が収容されているクリーンブース内を略無菌状態に維持するようにした、無菌充填システムのクリーンブース無菌化構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
飲料缶詰の製造において、熱履歴を少なくして飲料本来の味や香りや色をできるだけ保つために、高温で短時間に殺菌して急速に冷却した殺菌済みの飲料を、略無菌状態の雰囲気内で、殺菌済みの空缶に充填して、殺菌済みの缶蓋で密封するようにした、所謂無菌充填システムが従来から種々研究されている。そのような無菌充填システムでは、缶詰にした後で加熱殺菌する工程がないことから、充填・密封(巻締)工程での無菌化を確実に行うことが必要であって、そのため、空気清浄度が高いクリーンルーム内の空間のうち、飲料の充填領域や缶蓋の巻締領域を更にクリーンブースで覆って、それらクリーンブース内をクリーンルームよりも高いクラス(略無菌状態)の空気清浄度に維持するということが従来から行われている。
【0003】
そして、クリーンブース内に設置されている缶蓋巻締機(シーマー)については、その稼働の前後に缶蓋巻締機の表面を薬液や蒸気や熱水等により殺菌・洗浄しておくということが従来から行われており、例えば、特開平10−220700号公報中には、巻締開始前に、シーマーの缶及び蓋が通過する部分や汚れが溜り易い部分について、重点的に熱水で洗浄して滅菌、除菌をし、飛散した内溶液やグリースを常に洗い流すようにするということが開示されている。
【0004】
また、本出願人の出願による特開2000−219216号公報中には、毎日の製造開始前と製造終了後に、クリーンブース内壁や缶蓋巻締機の表面に対して薬液、温水及び熱水等の洗浄液を順次噴霧して洗浄・殺菌を行う一方、スーパースチーム装置により350℃に過熱された蒸気をスーパースチーム管を通してクリーンブース内に噴霧することで、クリーンブース内壁や缶蓋巻締機の表面を150℃達温後10分間程度その状態を保持することで初期殺菌し、そのような殺菌をその後も適時に実施するということが開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、クリーンブース内に設置されている缶蓋巻締機の殺菌・洗浄について、上記の特開平10−220700号公報中に開示されている方法によれば、飛散して付着した内容液やグリースを巻締開始前に熱水で洗浄して無菌水で洗い流すようにしているものの、巻締作業領域内で回転するシーミングヘッドでは、高速回転する複数のシーミングロールやチャック等の巻締工具が複雑に入り組んでいるため、潤滑油の供給過多などで潤滑油がシール部分から漏れ出してシーミングヘッドの入り組んだ部分に入り込んだ場合には、洗浄液では容易に洗い流すことはできない。
【0006】
なお、缶蓋巻締機に供給されるオイルやグリス等の潤滑油については、菌数が少なく食品に何ら危険性のないことが証明されている潤滑油が使用され、しかも、蒸気等により加熱殺菌された状態で使用されているが、潤滑油が付着したまま洗い流されない状態で残っていると、それが日常のメンテナンス時に外気に触れることで、潤滑油の油脂中に存在する微生物(芽胞)のうち、熱水などの洗浄液では死滅し難いとされている耐熱性のある菌、例えば、バチルスズブチリス菌(Bacillus subtilis),バチルスステアロサーモフィリス菌(Bacillus stearrothermophilus) ,クロストリジウムスポロゲネス菌(Clostridium sporogenes) 等により汚染される可能性があって、最悪の場合には、高速で巻締密封作業が行われる際に、缶蓋巻締機に付着して汚染された潤滑油が、缶内に万一落下混入して品質上大きな間題となる可能性がある。
【0007】
これに対して、特開2000−219216号公報中に開示されているように、350℃に過熱された蒸気をクリーンブース内に噴霧して、缶蓋巻締機の巻締領域部分を150℃達温後10分間程度その状態を保持するように、過熱蒸気(スーパースチーム)による殺菌を定期的なサイクルで実施することによって、薬液や熱水等による洗浄・殺菌が不充分となる箇所があったとしても、その箇所が過熱蒸気による高温加熱で確実に殺菌されることから、上記のような問題が起きるのを回避することができる。
【0008】
しかしながら、缶蓋巻締機を収容するクリーンブースでは、その内部を高レベルの空気清浄度に維持するために、送風用ファンとHEPAフィルターからなるファン・フィルターユニットを上方に付設して、このファン・フィルターユニットからクリーンブース内に無菌エアーを供給していることから、上記のように殺菌のために過熱蒸気をクリーンブース内に噴霧することで、高温の過熱蒸気の影響によりファン・フィルターユニット内でフィルターが痛められたり電装品が腐食したりして、ファン・フィルターユニットの寿命を短縮させるという問題が起きることとなる。
【0009】
本発明は、上記のような問題の解消を課題とするものであり、具体的には、缶詰の無菌充填システムにおいて、クリーンブース内の缶蓋巻締機による巻締作業領域を確実に殺菌することができて、しかも、クリーンブースに付設されているファン・フィルターユニットの寿命を短縮させないようにすることを課題とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような課題を解決するために、無菌充填システムで使用されている缶蓋巻締機の少なくとも巻締作業領域を略無菌状態の雰囲気で覆うためのクリーンブースであって、無菌エアーをクリーンブース内に供給するためのファン・フィルターユニットが付設されているクリーンブースにおいて、缶蓋巻締機の巻締領域部分に対して過熱蒸気を噴霧するためのスーパースチーム管をクリーンブース内に配管し、ファン・フィルターユニットとクリーンブースとの接続部分に、両者の間を開閉自在に遮断するためのシャッター手段を設けると共に、スーパースチーム管からの過熱蒸気の噴霧時で、ファン・フィルターユニットとクリーンブースの間をシャッター手段で遮断する時に、ファン・フィルターユニットのファン駆動モーターを、インバーター制御により周波数を落として微速で回転させることで、ファン・フィルターユニット内がクリーンブース内よりも陽圧となるように構成することを特徴とするものである。
【0011】
上記のような無菌充填システムのクリーンブース無菌化構造によれば、クリーンブース内の缶蓋巻締機による巻締作業領域を、過熱蒸気の噴霧により確実に殺菌することができて、クリーンブース内を略無菌状態に維持できると共に、過熱蒸気による殺菌時には、ファン・フィルターユニットとクリーンブースの接続部分をシャッター手段により遮断することで、ファン・フィルターユニット内がクリーンブース内よりも陽圧となるため、シャッター手段の遮断による気密性が完全でなくても、ファン・フィルターユニット内に過熱蒸気が侵入するのを効果的に防止することができて、その結果、ファン・フィルターユニット内のフィルターや電装品に過熱蒸気による影響を与えることなく、過熱蒸気の噴霧に起因するファン・フィルターユニットの寿命の短縮を防止できる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の無菌充填システムのクリーンブース無菌化構造の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、図1は、本発明の一実施形態に係るクリーンブースの外観を示し、図2は、クリーンブース内での殺菌用管(サニタリー管とスーパースチーム管)の配管状態を示し、図3および図4は、クリーンブース内での缶蓋巻締機に対するスーパースチーム管の配管状態を示し、図5は、無菌充填システムによる飲料缶詰製造ラインにおける無菌充填エリアの全体を概略的に示し、図6は、クリーンブース内のスーパースチーム管への過熱蒸気の供給経路を示すものである。
【0013】
無菌充填システムによる飲料缶詰製造ラインでは、図示していないが、空缶供給コンベアーにより連続的に供給された未処理の空缶を搬送しながら、まず、缶外面の薬液噴霧装置において、缶胴の外周面および缶底外面に殺菌処理用の薬液(過酸化水素5重量%の水溶液)を噴霧してから、缶内面の薬液噴霧装置を通して、更に、空缶の内面に殺菌処理用の薬液(過酸化水素5重量%の水溶液)を噴霧した後、加熱殺菌処理オーブン内に送り込む。
【0014】
加熱殺菌処理オーブン内では、内面と外面に薬液が噴霧された空缶を搬送しながら、加熱炉体による高温(250℃程度)の熱風で加熱して、付着した薬液の過酸化水素を分解除去することで、空缶の殺菌処理を完了させる。そして、加熱殺菌処理オーブンから搬出した殺菌済みの空缶を搬送しながら、略無菌雰囲気(空気清浄度がクラス100)の搬送トンネル内で、クリーンエアー置換装置によりその周辺の空気を清浄化した後、殺菌済み空缶の冷却装置により無菌水を噴霧することで、加熱されている空缶を内容物の充填温度付近にまで冷却する。
【0015】
そのように内容物の充填温度付近にまで冷却された殺菌済みの空缶を、略無菌雰囲気(空気清浄度がクラス100)の搬送トンネルを通して、略無菌雰囲気(空気清浄度がクラス100)のクリーンブース内に設置された飲料充填機(フィラー)に供給し、一方、飲料殺菌装置で高温短時間に加熱殺菌されてから充填温度まで冷却された殺菌済み飲料を、予め殺菌された供給管を通して飲料充填機に供給して、飲料充填機で各空缶に所定量ずつ飲料を充填する。
【0016】
そして、飲料が充填された各缶を、略無菌雰囲気(空気清浄度がクラス100)の搬送トンネル内の缶体搬送路を通して、略無菌雰囲気(空気清浄度がクラス100)のクリーンブース内に設置された缶蓋巻締機(シーマー)に供給し、缶蓋巻締機において、缶蓋殺菌装置から略無菌雰囲気(空気清浄度がクラス100)内のシュートを通して供給される殺菌済みの缶蓋を、飲料充填済みの缶に載置してから巻き締めて密封した後、飲料缶詰の殺菌済み製品としてクリーンルームの外の所定場所までコンベアーにより搬出する。
【0017】
上記のような無菌充填システムによる飲料缶詰の製造ラインは、その全体が工場建屋内に設けた空気清浄度が低レベル(クラス100,000)のクリーンルーム内に設置されており、図5に示すように、製造ラインの充填・密封工程で使用する飲料充填機(フィラー)や缶蓋巻締機(シーマー)を収容する各クリーンブースと、各クリーンブースに接続する搬送用トンネル(図示していない缶蓋シュートの搬送用トンネルも含む)については、無菌充填エリアとして空気清浄度が高レベル(クラス100)の状態に維持されていて、この無菌充填エリア全体を囲むように、空気清浄度が中レベル(クラス1,000)のクリーンルームが、空気清浄度が低レベル(クラス100,000)のクリーンルーム内に更に画成されている。
【0018】
そして、空気清浄度が高レベルの無菌充填エリア(各クリーンブースとそれに接続する搬送用トンネル)内の気圧は、空気清浄度が中レベルのクリーンルーム内の気圧よりも僅かに高い気圧に維持されており、空気清浄度が中レベルのクリーンルーム内の気圧は、空気清浄度が低レベルのクリーンルーム内の気圧よりも僅かに高い気圧に維持されていて、空気清浄度が低レベルのクリーンルーム内の気圧は、工場建屋内の気圧よりも僅かに高いか或いは同等の気圧に維持されている。
【0019】
なお、空気清浄度のクラスについては、NASAの規格によるものであり、所定空間(ft3 )当たりに存在する基準粒子(粒子径0.5ミクロン以上)の数により空気の清浄度を示すものであって、クラス100は基準粒子の数が11〜100個/ft3 、クラス1000は101〜1000個/ft3 、クラス100,000は10,001〜100,000個/ft3 である。(クラス1は基準粒子の数が0〜1個/ft3 、クラス10は2〜10個/ft3 である。)
【0020】
ところで、上記のような無菌充填システムによる飲料缶詰製造ラインの無菌充填エリアに設けられるクリーンブースについて、図1に示すように、缶蓋巻締機2を収容するクリーンブース1では、飲料充填機から缶蓋巻締機への搬送コンベア3を覆う搬送用トンネル4や、殺菌済み缶蓋を供給するためのシュート5を覆う搬送用トンネル6が接続されていると共に、クリーンブース1の天井部分には、送風用ファン8とフィルター9(ULPAフィルターやHEPAフィルター等)からなるファン・フィルターユニット7が付設され、クリーンブース1の下方部分には、微差圧により自重で開閉するダンパー10が複数箇所に設けられている。
【0021】
それにより、ファン・フィルターユニット7のファン8の回転でフィルター9を通してクリーンブース1内に無菌エアー(空気清浄度がクラス100程度の略無菌状態のエアー)が供給されて、クリーンブース1内の気圧が所定以上となったときに、気圧によりダンパー10が自動的に開いてクリーンブース1内の無菌エアーを外部に逃がすことで、常に無菌エアーの入れ替えを行うと共に、クリーンブース1内の気圧を外部よりも僅かに高い状態に維持して、クリーンブース1内を高レベル(クラス100)の空気清浄度に維持している。
【0022】
また、クリーンブース1の内部には、図2に示すように、缶蓋巻締機2の表面やクリーンブース1の内面に対して噴霧ノズルから薬液や洗浄水を噴霧するためのサニタリー管11(図1には図示していない)が配管されていると共に、缶蓋巻締機2の本体周りから巻締作業領域に向けて噴霧ノズルにより過熱蒸気(スーパースチーム)を噴霧するためのスーパースチーム管12が配管されていて、日常の作業運転時には、サニタリー管11からの薬液や洗浄水の噴霧による殺菌・洗浄だけを行うと共に、ラインを設置した立ち上げ時や、オーバーホール後や、日常のメンテナンスで複雑な部品を交換した時などには、スーパースチーム管12からの過熱蒸気の噴霧による殺菌も併せて行っている。
【0023】
クリーンブース1内に配管されるスーパースチーム管12は、巻締作業領域に向けて過熱蒸気を噴霧することができ、しかも、巻締作業の邪魔にならないように、図3および図4に示すように、缶蓋巻締機2の巻締領域部分2aの下部を取り囲むように配管され、且つ、過熱蒸気を上向きに噴霧するように設けられていて、殺菌用の過熱蒸気は、スーパースチーム管12の上面に所定のピッチ(約10cmのピッチ)で多数設けられた噴霧ノズルから上方に向けて噴霧される。
【0024】
なお、スーパースチーム管12の設置状態については、図3および図4に示すような位置に固定されたものに限らず、過熱蒸気の噴霧時にだけ巻締作業領域に移動できるようにしても良く(そうすれば特に配管レイアウトに影響されない)、また、缶蓋巻締機2の本体側にダイレクトに直結して巻締作業領域まで本体内部を通して接続するようにしても良いが、何れにしても、スーパースチーム管12の噴霧ノズルに近い程高温となるので、缶蓋巻締機2の巻締領域部分2aの昇温効果を高めて達温時間を短縮するためには、巻締作業の邪魔にならない領域で、スーパースチーム管12を缶蓋巻締機2の巻締領域部分2aにできるだけ近づけるのが効果的である。
【0025】
上記のようなサニタリー管とスーパースチーム管によるクリーンブース内の殺菌については、毎日の製造開始前と製造終了後には、サニタリー管の噴霧ノズルから缶蓋巻締機の表面やクリーンブース内面に対して薬液,温水及び熱水を順次噴霧することで、缶蓋巻締機の表面やクリーンブース内壁の殺菌・洗浄を行っており、具体的には、例えば、毎日の製造開始前には、オキソニア(製品名 エコラボ株式会社製)4〜5%×70℃×5分の薬液殺菌と、無菌温水70℃×5分の水洗と、無菌熱水90℃×5分の熱水洗浄を順次行なうと共に、毎日の製造終了後には、無菌温水70℃×2分の水洗と、トパックス(製品名 エコラボ株式会社製)2〜5%×70℃×5分の薬液洗浄と、無菌温水70℃×5分の水洗を順次行なっている。
【0026】
また、ラインを設置した立ち上げ時やオーバーホール後等には、サニタリー管による殺菌・洗浄を行う(サニタリー管による殺菌・洗浄については、日常の定期的な場合と、立ち上げ時やオーバーホール後等の場合とで若干の工程の違いはある)と共に、更に、160℃以上(好ましくは350℃以上)に過熱された蒸気(スーパースチーム)をスーパースチーム管の噴霧ノズルからクリーンブース内に噴霧して、少なくとも缶蓋巻締機の巻締領域部分、即ち、シーミングヘッド等の表面及び内部が150℃達温後10分間程度その状態を保持するようにしており、そのような過熱蒸気による殺菌は、オーバーホール後やメンテナンス後だけでなく、数週間〜月に1回程度の実施サイクルで定期的にも行なっている。
【0027】
クリーンブース内のスーパースチーム管に過熱蒸気(スーパースチーム)を供給するためのスーパースチーム装置については、図6に示すように、飽和蒸気の発生源から供給される飽和蒸気をヒートアップするためのスーパースチームヒーターがクリーンブース1の外に設置されていて、このスーパースチームヒーターにより、スーパースチーム管12に接続される蒸気供給配管の途中で、プロパンガスを燃焼させて配管通過中の飽和蒸気をヒートアップさせることで、飽和蒸気を160℃以上(好ましくは350℃以上)の過熱蒸気に変化させている。
【0028】
そのようにスーパースチームヒーターにより160℃以上(好ましくは350℃以上)とされた過熱蒸気を、クリーンブース1内のスーパースチーム管12に供給して、スーパースチーム管12の噴霧ノズルからクリーンブース1内に噴霧することで、缶蓋巻締機2の巻締領域部分2a自体の温度を150℃以上に上昇させることにより、シーミングロール内の潤滑油をも含めて、缶蓋巻締機2の巻締領域部分2aを確実に加熱殺菌することができる。
【0029】
スーパースチームヒーターによる過熱蒸気の温度については、例えば、缶蓋巻締機2の巻締領域部分2aの所定箇所に熱電対を設置し、それらの箇所の温度履歴を計測表示できるように温度チェック手段を設けて、缶蓋巻締機2の巻締領域部分2aの達温状態を見ながら制御するようにしており、缶蓋巻締機2の巻締領域部分2aの温度が150℃に達する時間の短縮化を図ろうとする場合には、スーパースチームヒーターの熱量を上げて過熱蒸気の温度を上げるようにすれば良い。
【0030】
なお、本実施形態では、缶蓋巻締機2の巻締領域部分2aが150℃達温後、10分間保持するようにしているが、150℃達温後、過熱蒸気の供給を停止するようにしても実用上特に間題は生じない。また、実用上の細菌の熱死滅条件としては、140℃以上であれば良く、安全率をとって150℃としている。
【0031】
さて、上記のようにクリーンブース1内でスーパースチーム管12から高温の過熱蒸気が噴霧されるのに対して、本実施形態では、噴霧された過熱蒸気がファン・フィルターユニット7内に侵入してフィルター9や電装品を損傷させないように、ファン・フィルターユニット7とクリーンブース1との接続部分に、両者の間を開閉自在に遮断するスライドシャッター等のシャッター手段13が設けられている。なお、このシャッター手段13については、特に構造が限定されるものではなく、手動で開閉しても、自動開閉するようにしても良い。
【0032】
さらに、ファン・フィルターユニット7のファン8を駆動するためのモーター(図示せず)として、インバーター制御による電動モーターを使用することで、スーパースチーム管12からの過熱蒸気の噴霧時で、ファン・フィルターユニット7とクリーンブース1の間がシャッター手段13で遮断される時には、ファン・フィルターユニット7のファン駆動モーターがインバーター制御により周波数を落として微速で回転するように構成されている。
【0033】
また、クリーンブース1のパネル壁については、中間に空気断熱層を有する二重構造のステンレス鋼板によるパネル壁(例えば、厚さ2mmステンレス鋼板を幅約40mmの間隔で二重に設けて、各ステンレス鋼板で挟まれた中間に空気断熱層を設けた構造のパネル壁)が使用されており、このパネル壁の内面は、薬液や熱水や油汚れが付着しても容易に洗い落とせるような平滑面とされていて、クリーンブース1の側壁部となるパネル壁には、図1に示すように、外部からクリーンブース1内での手動作業を行うための無菌耐熱用グローブ(図示せず)を取り付けるグローブ孔14が形成されている。
【0034】
また、図2に示すように(図1には図示していない)、缶蓋巻締機2の巻締領域部分2aと駆動部分2b(ギヤボックス等)に略対応するようにパネル壁で囲まれた空間は、クリーンブース1として巻締領域部分2aを囲む上方エリア1aと、駆動部分2bを囲む下方エリア1bとに区分されていて、スーパースチーム管12は、クリーンブース1を形成する上方エリア1a内に配管されている。
【0035】
上方エリア1aと下方エリア1bを区分するための隔壁15については、図4に示すように、その適所に排水と排気のための凹部16が形成されており、図2に示すように、この凹部16の内部は側方でダンパー10に連通し、凹部16の底部にはドレーン管17が接続されていて、ダンパー10が僅かな気圧差により開くことで、クリーンブース1(上方エリア1a)内に無菌エアーが流れ、また、殺菌・洗浄後の廃液は、クリーンブース1(上方エリア1a)内に溜まることなく、凹部16に集められてドレーン管17から外部に排出される。
【0036】
なお、本実施形態では、パネル壁で囲まれた空間を隔壁15により上方エリア1aと下方エリア1bを区分して、缶蓋巻締機2の巻締領域部分2aが位置する上方エリア1aをクリーンブースとしていることで、サニタリー管11とスーパースチーム管12によるクリーンブース内の殺菌を、狭い範囲で効率的に行えるようにしているが、場合によっては、隔壁15を設けることなく(図1で隔壁を省略して示したように)、単にパネル壁で囲まれた空間全体をクリーンブースとして、その上方部分(缶蓋巻締機2の巻締領域部分2aの近傍)にサニタリー管11やスーパースチーム管12を配管すると共に、その下端部分にダンパー10とドレーン管17を設けるようにしても良い。
【0037】
上記のようなクリーンブース1による本実施形態の無菌充填システムのクリーンブース無菌化構造によれば、クリーンブース1内でスーパースチーム管12により過熱蒸気を噴霧することで、缶蓋巻締機2の巻締領域部分2aで薬液や熱水による殺菌・洗浄が難しい複雑に入り組んだ部分についても、また、そのような部分に溜まっている潤滑油自体についても、缶蓋巻締機2の巻締領域部分2a自身を全て加熱昇温して耐熱性菌の熱死滅条件のもとで速やかに殺菌処理することができて、クリーンブース1内の無菌性(略無菌状態)を確実に維持することができる。
【0038】
また、クリーンブース1内でスーパースチーム管12により高温の過熱蒸気を噴霧するにもかかわらず、この過熱蒸気の噴霧時には、ファン・フィルターユニット7とクリーンブース1の接続部分をシャッター手段13により遮断することで、ファン・フィルターユニット7内に過熱蒸気が侵入したり過熱蒸気の熱が直接に影響するのを防止することができ、ファン・フィルターユニット7内のフィルターや電装品が過熱蒸気の影響で腐食・損傷するのを防止することができて、過熱蒸気に起因するファン・フィルターユニット7の寿命の短縮を防止することができる。
【0039】
特に、本実施形態では、過熱蒸気の噴霧時でファン・フィルターユニット7とクリーンブース1の間がシャッター手段13で遮断される時に、ファン・フィルターユニット7のファン駆動モーターが、インバーター制御により周波数を落として微速で回転するように構成されていることにより、シャッター手段13のシール部に高い気密性は要求されず、簡単なパッキング構造であってシャッター手段13による遮断が完全でなくても、ファン・フィルターユニット7内がクリーンブース1内よりも陽圧となって、ファン・フィルターユニット7内に過熱蒸気が侵入するのを効果的に防止することができる。
【0040】
また、本実施形態では、クリーンブース1のパネル壁が、中間に空気断熱層を有する二重構造のステンレス鋼板であることから、高温の過熱蒸気がクリーンブース1内で噴霧されても、過熱蒸気の熱によりパネル壁が変形したり歪んだりすることはなく、パネル壁の変形や歪みによりパネル壁同士の接続箇所に隙間が生じてクリーンブース内の空気清浄度が維持できなくなるというような問題が起きるようなことはない。しかも、クリーンブース1のパネル壁の断熱性が高いことにより、過熱蒸気の熱をパネル壁から外部に逃がすことなく、クリーンブース1内で缶蓋巻締機2の温度を速やかに効率よく昇温させることができて、過熱蒸気を必要以上に使用することなく、短時間で効果的に殺菌を行うことができる。
【0041】
さらに、本実施形態では、缶蓋巻締機2の巻締領域部分2aと駆動部分2b(ギヤボックス等)に略対応するようにパネル壁で囲まれた空間が、クリーンブース1として巻締領域部分2aを囲む上方エリア1aと、駆動部分2bを囲む下方エリア1bとに区分されていて、上方エリア1aにスーパースチーム管12が配管されていることにより、殺菌が必要な缶蓋巻締機2の巻締領域部分2aに対して過熱蒸気を効率良く噴霧することができると共に、缶蓋巻締機2の駆動部分2bについては、過熱蒸気の高熱による潤滑油等の劣化を防ぐことができる。
【0042】
以上、本発明の無菌充填システムのクリーンブース無菌化構造の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態にのみ限定されるものではなく、その用途については、飲料缶詰の製造に限らず、その他の内容物の缶詰の製造に対しても適用可能であり、また、その具体的な構造についても、例えば、スーパースチーム管を固定的に設置することなく過熱蒸気の噴霧時にだけ巻締作業領域に移動させるように設置したような場合には、缶蓋巻締機の巻締領域部分の温度を速やかに効率良く昇温させることができるため、缶蓋巻締機の全体を覆うようにパネル壁で囲まれた空間を、隔壁により上方エリア(クリーンブース)と下方エリアとに区分するようなことなく、その全体をクリーンブースとして実施することも可能である等、適宜設計変更可能なものであることはいうまでない。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したような本発明の無菌充填システムのクリーンブース無菌化構造によれば、クリーンブース内の缶蓋巻締機による巻締作業領域を、過熱蒸気(スーパースチーム)の噴霧により確実に殺菌することができて、クリーンブース内を略無菌状態に維持することができると共に、過熱蒸気による殺菌時には、ファン・フィルターユニットとクリーンブースの接続部分をシャッター手段により遮断することで、ファン・フィルターユニット内のフィルターや電装品が過熱蒸気の影響で腐食・損傷するのを防止することができて、過熱蒸気に起因するファン・フィルターユニットの寿命の短縮を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るクリーンブース(缶蓋巻締機を収容するクリーンブース)の外観を示す斜視図。
【図2】クリーンブース内での殺菌用管(サニタリー管とスーパースチーム管)の配管状態を示す側面図。
【図3】クリーンブース内での缶蓋巻締機に対するスーパースチーム管の配管状態を示す側面図。
【図4】クリーンブース内での缶蓋巻締機に対するスーパースチーム管の配管状態を示す平面図。
【図5】無菌充填システムによる飲料缶詰製造ラインにおける無菌充填エリアの全体を概略的に示す側面説明図。
【図6】クリーンブース内に配管されるスーパースチーム管への過熱蒸気(スーパースチーム)の供給経路を示す説明図。
【符号の説明】
1 クリーンブース
2 缶蓋巻締機
2a (缶蓋巻締機の)巻締領域部分
2b (缶蓋巻締機の)駆動部分
7 ファン・フィルターユニット
12 スーパースチーム管
13 シャッター手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the aseptic filling system for cans, the can lid winding machine is accommodated by reliably sterilizing the winding work area of the can lid winding machine covered with the clean booth with superheated steam (super steam). The present invention relates to a clean booth sterilization structure of an aseptic filling system that maintains the inside of a clean booth in a substantially sterile state.
[0002]
[Prior art]
In the production of canned beverages, sterilized beverages that have been sterilized in a short time at high temperatures and rapidly cooled to reduce the heat history and preserve the beverage's original taste, fragrance, and color as much as possible within an almost aseptic atmosphere Various so-called aseptic filling systems in which a sterilized empty can is filled and sealed with a sterilized can lid have been conventionally studied. In such an aseptic filling system, since there is no process of heat sterilization after canning, it is necessary to ensure sterilization in the filling / sealing (clamping) process, and therefore the air cleanliness Of the space in a clean room, the beverage filling area and the can lid winding area are further covered with a clean booth, and the clean booth is maintained at a higher class (substantially aseptic) air cleanliness than the clean room. This has been done conventionally.
[0003]
And for the can lid clamping machine (seamer) installed in the clean booth, the surface of the can lid clamping machine should be sterilized and washed with chemicals, steam, hot water, etc. before and after its operation. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-220700, prior to the start of tightening, a portion through which a seamer can and lid pass or a portion where dirt easily accumulates is mainly concentrated with hot water. It is disclosed that sterilization and sterilization are performed by washing, and the scattered internal solution and grease are always washed away.
[0004]
In addition, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-219216 filed by the present applicant, a chemical solution, hot water, hot water, etc. are applied to the clean booth inner wall and the surface of the can lid clamping machine before and after the start of daily production. The cleaning liquid is sequentially sprayed and cleaned and sterilized, while the steam heated to 350 ° C by the super steam device is sprayed into the clean booth through the super steam pipe, so that the inner surface of the clean booth and the surface of the can lid winding machine It is disclosed that initial sterilization is performed by maintaining the state for about 10 minutes after the temperature reaches 150 ° C., and such sterilization is performed in a timely manner thereafter.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, according to the method disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-220700, sterilization and washing of the can lid winding machine installed in the clean booth, the content liquid and grease scattered and adhered Is cleaned with hot water before starting tightening, but with a seaming head that rotates within the tightening work area, multiple tightening tools such as multiple seaming rolls and chucks that rotate at high speed Therefore, when the lubricating oil leaks from the seal portion due to excessive supply of the lubricating oil and enters the complicated portion of the seaming head, it cannot be easily washed away with the cleaning liquid.
[0006]
In addition, the lubricating oil such as oil and grease supplied to the can lid winding machine uses a lubricating oil that has been proven to be low in bacteria and has no danger to food, and is heated by steam or the like. If it is used in a sterilized state, but remains in a state where the lubricant remains attached and is not washed away, it will come into contact with the outside air during routine maintenance, and microorganisms (spores) present in the oil of the lubricant will be present. ) Among heat-resistant bacteria that are difficult to be killed by a washing solution such as hot water, such as Bacillus subtilis, Bacillus stearrothermophilus, Clostridium sporogenes ( Clostridium sporogenes), etc., and in the worst case, the contaminated lubrication adhered to the can lid winder during high speed sealing It is a chance falls mixed into the can may become a major Madai quality.
[0007]
On the other hand, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-219216, steam heated to 350 ° C. is sprayed into a clean booth, and the winding region portion of the can lid winding machine is set to 150 ° C. There are places where cleaning and sterilization with chemicals and hot water becomes insufficient by performing sterilization with superheated steam (super steam) in a regular cycle so that the state is maintained for about 10 minutes after reaching the temperature. Even so, the above-mentioned problem can be avoided because the portion is surely sterilized by high-temperature heating with superheated steam.
[0008]
However, in the clean booth that accommodates the can lid winding machine, in order to maintain the interior at a high level of air cleanliness, a fan / filter unit comprising a blower fan and a HEPA filter is provided on the upper side.・ Sterile air is supplied from the filter unit into the clean booth, so spraying superheated steam into the clean booth for sterilization as described above results in the fan and filter unit being affected by the high-temperature superheated steam. As a result, the filter may be damaged or the electrical components may be corroded, resulting in a problem of shortening the life of the fan / filter unit.
[0009]
An object of the present invention is to eliminate the above-described problems. Specifically, in a canned aseptic filling system, the winding work area by the can lid winding machine in the clean booth is surely sterilized. In addition, it is an object to prevent the life of the fan filter unit attached to the clean booth from being shortened.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention is a clean booth for covering at least a tightening work area of a can lid tightening machine used in an aseptic filling system with a substantially aseptic atmosphere, A clean booth equipped with a fan and filter unit for supplying aseptic air into the clean booth. A clean steam booth is used to spray superheated steam on the winding area of the can lid winding machine. Piping inside Shi , If the fan / filter unit and the clean booth are connected with shutter means to open and close the space between the two In both cases, when superheated steam is sprayed from the super steam pipe and the fan / filter unit and clean booth are shut off by shutter means, the fan drive motor of the fan / filter unit is driven at a slow speed by inverter control. By rotating, the fan / filter unit is configured to have a positive pressure than the clean booth. It is characterized by this.
[0011]
According to the clean booth sterilization structure of the aseptic filling system as described above, it is possible to surely sterilize the winding work area by the can lid winding machine in the clean booth by spraying superheated steam. Can be maintained in a substantially sterile state, and at the time of sterilization with superheated steam, the connection part of the fan / filter unit and the clean booth is blocked by the shutter means, Since the inside of the fan / filter unit is more positive than the inside of the clean booth, it is possible to effectively prevent the superheated steam from entering the fan / filter unit even if the airtightness due to the shutter means is not perfect. As a result, It is possible to prevent the life of the fan / filter unit from being shortened due to the spraying of the superheated steam without affecting the filter and electrical components in the fan / filter unit by the superheated steam.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a clean booth sterilization structure of an aseptic filling system of the present invention will be described in detail based on the drawings. 1 shows the appearance of the clean booth according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows the piping state of the sterilization pipe (sanitary pipe and super steam pipe) in the clean booth. FIG. 4 shows a piping state of a super steam pipe with respect to a can lid winding machine in a clean booth, and FIG. 5 schematically shows an entire aseptic filling area in a beverage canning production line by an aseptic filling system. Shows the supply path of superheated steam to the super steam pipe in the clean booth.
[0013]
In the canned beverage production line using an aseptic filling system, although not shown, while transporting unprocessed empty cans continuously supplied by an empty can supply conveyor, first, in the chemical spraying device on the outer surface of the can, After spraying the chemical solution for sterilization treatment (aqueous solution of 5% by weight of hydrogen peroxide) on the outer peripheral surface and the outer surface of the can bottom, through the chemical solution spraying device on the inner surface of the can and further on the inner surface of the empty can After spraying 5 wt% aqueous solution of hydrogen oxide), the mixture is fed into a heat sterilization treatment oven.
[0014]
In the heat sterilization treatment oven, while transporting empty cans sprayed with chemicals on the inner and outer surfaces, they are heated with hot air (about 250 ° C) in a heating furnace to decompose and remove hydrogen peroxide from the attached chemicals. This completes the sterilization of the empty can. Then, while transporting the sterilized empty can carried out from the heat sterilization treatment oven, the surrounding air is cleaned by a clean air replacement device in a transport tunnel having a substantially aseptic atmosphere (air cleanliness is class 100). By spraying aseptic water with a sterilized empty can cooling device, the heated empty can is cooled to near the filling temperature of the contents.
[0015]
The sterilized empty can thus cooled to near the filling temperature of the contents is passed through a transfer tunnel having a substantially aseptic atmosphere (air cleanliness is class 100), and is cleaned in a substantially aseptic atmosphere (air cleanliness is class 100). Beverage is supplied to the beverage filling machine (filler) installed in the booth, while the sterilized beverage which has been sterilized by high temperature and short time in the beverage sterilization apparatus and then cooled to the filling temperature is supplied through the pre-sterilized supply pipe The beverage is supplied to the filling machine, and the beverage is filled with a predetermined amount of each empty can.
[0016]
And each can filled with beverages is installed in a clean booth with a substantially aseptic atmosphere (air cleanliness is class 100) through a can transport path in a transport tunnel with a substantially aseptic atmosphere (air cleanliness is class 100). Sterilized can lid supplied through a chute in a substantially aseptic atmosphere (air cleanliness is class 100) from the can lid sterilizer. After being placed on a beverage-filled can and then sealed by sealing, it is carried out as a sterilized product of canned beverage to a predetermined location outside the clean room by a conveyor.
[0017]
The canned beverage production line using the aseptic filling system as described above is installed in a clean room with a low level of air cleanliness (class 100,000) provided in the factory building as shown in FIG. In addition, each clean booth that houses beverage filling machines (fillers) and can lid wrapping machines (seamers) used in the filling and sealing process of the production line, and a transport tunnel (cans not shown) connected to each clean booth As for the aseptic filling area, air cleanliness is maintained at a high level (class 100), and the air cleanliness is at a medium level so as to surround the entire aseptic filling area. A (class 1,000) clean room is further defined in a clean room with a low level of air cleanliness (class 100,000).
[0018]
And the air pressure in the aseptic filling area with high air cleanliness (each clean booth and the transport tunnel connected to it) is maintained at a pressure slightly higher than the air pressure in the clean room with medium air cleanliness. The air pressure in a clean room with a medium level of air cleanliness is maintained at a pressure slightly higher than the pressure in a clean room with a low level of air cleanliness. The atmospheric pressure in the factory building is slightly higher than or equal to the atmospheric pressure.
[0019]
The air cleanliness class is based on the NASA standard, and a predetermined space (ft Three ) The degree of cleanliness of air is indicated by the number of reference particles (particle diameter of 0.5 microns or more) present per unit, and class 100 has 11 to 100 reference particles / ft. Three Class 1000 is 101-1000 pieces / ft Three , Class 100,000 is 10,000 to 100,000 pieces / ft Three It is. (Class 1 has 0 to 1 reference particles / ft Three Class 10 is 2-10 pieces / ft Three It is. )
[0020]
By the way, about the clean booth provided in the aseptic filling area of the beverage canning production line by the aseptic filling system as described above, as shown in FIG. A transport tunnel 4 for covering the
[0021]
As a result, aseptic air (substantially aseptic air with an air cleanliness class of about 100) is supplied to the clean booth 1 through the filter 9 by the rotation of the fan 8 of the fan /
[0022]
Further, inside the clean booth 1, as shown in FIG. 2, a sanitary pipe 11 (for spraying a chemical solution or washing water from the spray nozzle on the surface of the can
[0023]
As shown in FIGS. 3 and 4, the
[0024]
In addition, about the installation state of the super steam pipe |
[0025]
As for the sterilization in the clean booth using the sanitary pipe and super steam pipe as described above, before the start of daily production and after the end of production, the spray nozzle of the sanitary pipe is applied to the surface of the can lid winding machine and the inside of the clean booth. The surface of the can lid winding machine and the inner wall of the clean booth are sterilized and cleaned by sequentially spraying chemicals, hot water and hot water. Specifically, for example, oxonia ( (Product name: Ecolab Co., Ltd.) 4-5% x 70 ° C x 5 minutes of chemical sterilization, aseptic hot water 70 ° C x 5 minutes water washing, sterile hot water 90 ° C x 5 minutes hot water washing, After the daily production is completed, washing with sterile hot water 70 ° C. × 2 minutes, Topacs (product name: Ecolab Co., Ltd.) 2-5% × 70 ° C. × 5 minutes of chemical solution washing, sterile hot water 70 ° C. × 5 minutes Rinse with water sequentially.
[0026]
Also, sanitary pipes are sterilized and washed at the time of start-up and after overhaul when the line is installed. (For sanitary pipes, sterilization and washing are performed on a regular basis and at startup and after overhaul. In addition, there is a slight difference in the process), and further, steam (super steam) heated to 160 ° C. or higher (preferably 350 ° C. or higher) is sprayed from the spray nozzle of the super steam pipe into the clean booth, At least the tightening region of the can lid winding machine, that is, the surface and the inside of the seaming head, etc. are maintained for about 10 minutes after reaching 150 ° C. Not only after overhaul and maintenance, but also regularly every few weeks to once a month.
[0027]
The super steam device for supplying superheated steam (super steam) to the super steam pipe in the clean booth, as shown in FIG. 6, is a super for heating up the saturated steam supplied from the source of saturated steam. A steam heater is installed outside the clean booth 1, and this super steam heater burns propane gas in the middle of the steam supply pipe connected to the
[0028]
The superheated steam heated to 160 ° C. or higher (preferably 350 ° C. or higher) by the super steam heater is supplied to the
[0029]
As for the temperature of superheated steam by the super steam heater, for example, a temperature check means is provided so that a thermocouple can be installed at a predetermined location of the winding
[0030]
In this embodiment, the winding
[0031]
As described above, high-temperature superheated steam is sprayed from the
[0032]
Further, by using an electric motor by inverter control as a motor (not shown) for driving the fan 8 of the
[0033]
The panel wall of the clean booth 1 is made of a double-structured stainless steel plate having an air insulation layer in the middle (for example, a stainless steel plate having a thickness of 2 mm is provided twice at an interval of about 40 mm in width, The panel wall has a structure with an air insulation layer sandwiched between steel plates. The inner surface of the panel wall is smooth enough to be easily washed away even when chemicals, hot water, or oil stains adhere to it. As shown in FIG. 1, an aseptic heat-resistant glove (not shown) for performing manual operation in the clean booth 1 from the outside is provided on the panel wall that is a side wall portion of the clean booth 1. A
[0034]
Further, as shown in FIG. 2 (not shown in FIG. 1), it is surrounded by a panel wall so as to substantially correspond to the winding
[0035]
As shown in FIG. 4, the
[0036]
In the present embodiment, the upper area 1a and the lower area 1b of the can
[0037]
According to the clean booth sterilization structure of the aseptic filling system of the present embodiment using the clean booth 1 as described above, the superheated steam is sprayed by the
[0038]
In addition, although the high-temperature superheated steam is sprayed by the
[0039]
In particular, in the present embodiment, when the fan /
[0040]
Moreover, in this embodiment, since the panel wall of the clean booth 1 is a double-structured stainless steel plate having an air insulation layer in the middle, even if high-temperature superheated steam is sprayed in the clean booth 1, The panel wall will not be deformed or distorted by the heat of the panel, and there will be a problem that it becomes impossible to maintain the cleanliness of the air in the clean booth due to a gap between the panel walls due to deformation or distortion of the panel wall. There is nothing that can happen. In addition, because the heat insulation of the panel wall of the clean booth 1 is high, the temperature of the
[0041]
Furthermore, in this embodiment, the space surrounded by the panel wall so as to substantially correspond to the winding
[0042]
As mentioned above, although one embodiment of the clean booth sterilization structure of the aseptic filling system of the present invention has been described, the present invention is not limited only to the above-described embodiment, and its use is limited to the production of canned beverages. The present invention is not limited and can be applied to the production of cans of other contents. , If the super steam pipe is not fixedly installed and is moved to the winding work area only when superheated steam is sprayed, the temperature in the winding area of the can lid winder can be quickly increased. Since the temperature can be raised well, the space surrounded by the panel walls so as to cover the entire can lid winding machine is divided into an upper area (clean booth) and a lower area by a partition wall. It goes without saying that the design can be changed as appropriate, for example, the whole can be implemented as a clean booth.
[0043]
【The invention's effect】
According to the clean booth sterilization structure of the aseptic filling system of the present invention as described above, the winding work area by the can lid winding machine in the clean booth is surely sterilized by spraying superheated steam (super steam). It is possible to maintain the inside of the clean booth in a substantially aseptic state, and at the time of sterilization with superheated steam, the connection between the fan / filter unit and the clean booth is blocked by the shutter means, so that the inside of the fan / filter unit It is possible to prevent the filter and the electrical component from being corroded and damaged by the influence of the superheated steam, and it is possible to prevent the life of the fan / filter unit from being shortened due to the superheated steam.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a clean booth (a clean booth that houses a can lid winding machine) according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view showing a piping state of a sterilizing pipe (sanitary pipe and super steam pipe) in a clean booth.
FIG. 3 is a side view showing a piping state of a super steam pipe with respect to a can lid winding machine in a clean booth.
FIG. 4 is a plan view showing a piping state of a super steam pipe with respect to a can lid winding machine in a clean booth.
FIG. 5 is a side explanatory view schematically showing the entire aseptic filling area in a canned beverage production line using an aseptic filling system.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a supply path of superheated steam (super steam) to a super steam pipe piped in a clean booth.
[Explanation of symbols]
1 Clean booth
2 Can lid winding machine
2a Winding area part (of can lid winding machine)
2b Drive part (of can lid winding machine)
7 Fan filter unit
12 Super Steam Tube
13 Shutter means
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