JP5006265B2 - 滅菌装置 - Google Patents

Description

本発明は、過酢酸、過酸化水素、及び酢酸を含有する過酢酸系滅菌剤を用いて、例えば、ボトル入り飲料製造時におけるボトルやキャップを滅菌する滅菌方法に使用する滅菌装置に関する。

ボトル入り飲料製造時においてボトルの滅菌用に用いる薬液として、過酢酸系滅菌剤を用いる滅菌方法及び滅菌装置が公知である。

かかる滅菌方法として、特許文献１及び２には、薬液の使用時に薬液を６０℃以上に加熱することが開示されている。

また、特許文献２には、薬液タンクを６０℃近くの温度で保温して用いることが開示されている。

特開２００３−１１２７１３号公報 特開２００４−２１０３８７号公報

しかしながら、過酢酸系滅菌剤は、所定温度以上になると熱分解により過酢酸の濃度が低下する為、薬液タンクに過酢酸を添加して補充していた。例えば、図２に示すように、過酢酸系滅菌剤を所定温度で保管した場合の所定時間経過後の濃度を測定したところ、過酢酸を６８℃とした場合には、６０分経過後で約２０％低下した。

このような過酢酸の濃度低下により過酢酸を補充すると、滅菌剤の管理コストの増加を招くと共に、薬液タンクの濃度管理に手間がかかるという問題があった。

そこで、本発明は、過酢酸系滅菌剤にかかるコストの増加を抑制し、且つ濃度管理が容易にできる滅菌装置の提供を目的とする。

前記課題を解決する為に、請求項１に記載された発明は、過酢酸、過酸化水素、及び酢酸を含有する過酢酸系滅菌剤で飲料用樹脂製容器又は容器の樹脂製キャップを滅菌する滅菌装置であって、過酢酸系滅菌剤を収納した薬液タンクと、薬液タンクから過酢酸系滅菌剤を滅菌機へ導出する往路管と、往路管に設けて過酢酸系滅菌剤を加熱する加熱器と、滅菌機で使用した後の過酢酸系滅菌剤を薬液タンクへ戻す復路管とを備え、復路管の途中に使用済み過酢酸系滅菌剤を冷却する冷却器を設けてあり、復路管には、冷却器と滅菌機との間に往路管の過酢酸系滅菌剤と熱交換する熱交換器を設けたことを特徴とする滅菌装置である。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、薬液タンク内の過酢酸系滅菌剤の温度は３５℃以下とし、滅菌機で使用する過酢酸系滅菌剤の温度を６０℃〜７０℃としていることを特徴とする。

請求項３に記載された発明は、請求項２に記載の発明において、薬液タンク内の過酢酸系滅菌剤の温度は２５℃〜３５℃としてあることを特徴とする。

実験の結果、過酢酸系滅菌剤において、温度が高くなると過酢酸が熱分解し、過酢酸濃度が低下することが分かった。

従って、本発明によれば、使用済みの過酢酸系滅菌剤を冷却して保管することにより、熱分解を抑制して過酢酸濃度の低下を防止できるから、従来おこなわれていた過酢酸の補充を低減できると共に、過酢酸の濃度管理も容易になる。

実験の結果から、使用済み過酢酸系滅菌剤の保管温度は、３５℃以下が好ましく、更に好ましくは、２５℃〜３５℃である。

３５℃以下の場合には、６０分経過後で２％〜３％の濃度低下に留めることができ、約３０℃で濃度低下は略ゼロとすることができたからである。

一方、２５℃よりも低い温度とした場合には、過酢酸系滅菌剤は、滅菌機で使用するときには一般に６０℃〜７０℃の滅菌温度まで加熱して用いる必要があるので、滅菌温度まで加熱するのに必要なエネルギーが増加するという不都合がある。

また、滅菌装置における過酢酸系滅菌剤の冷却は、薬液タンクと滅菌機との間の復路に冷却器を設けて、滅菌機で使用した過酢酸系滅菌剤を冷却しても良い。

滅菌機で使用する過酢酸系滅菌剤を加熱する前の往路に熱交換器を設けて、復路の使用済み過酢酸系滅菌剤の熱を熱交換器で熱交換して温度を下げれば、復路で過酢酸系滅菌剤を冷却するときの熱効率を高めることができる。

以下に、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態に係る滅菌装置の構成を示すブロック図であり、図２は過酢酸系滅菌剤の温度と過酢酸濃度との関係を経過時間毎に測定した実験の結果を示すグラフであり、図３は過酢酸系滅菌剤の温度と過酸化水素濃度との関係を経過時間毎に測定した実験の結果を示すグラフである。

まず、図１を参照して第１実施の形態に係る滅菌装置の構成を説明する。滅菌装置は、樹脂製ボトル入り飲料製造工場における樹脂製のボトルとキャップの滅菌をするものであり、薬液タンク３内の薬液をボトル滅菌機５とキャップ滅菌機７とに供給するようになっている。

薬液は、過酢酸、過酸化水素、及び酢酸を含有する過酢酸系滅菌剤であり、必要に応じて安定剤が混入されている。

薬液タンク３とボトル滅菌機５の間には、往路管９と復路管１１とが接続されており、往路管９は薬液タンク３から導出された薬液をボトル滅菌機５に供給し、ボトル滅菌機５で使用した薬液を復路管１１により薬液タンク３に戻すようになっている。

往路管９には、薬液タンク３から薬液を導出するポンプ１３、ストレーナー１５が設けてあり、ストレーナー１５を通過した薬液は、熱交換器（チューブヒーター）１７で復路管１１の薬液と熱交換した後、蒸気加熱器（チューブヒーター）１９で加熱して、ボトル滅菌機５に供給される。

復路管１１は、ボトル滅菌機５で使用済みの薬液を薬液タンク３に戻すものであり、６０℃〜７０℃に加熱して使用された薬液を熱交換器１７に供給して往路管９の薬液と熱交換した後、冷却器（チューブクーラー）２１で冷却し、ストレーナー２３を介して薬液タンク３に戻している。

薬液タンク３とキャップ滅菌機７との間の往路管９及び復路管１１については、上述したボトル滅菌機５の場合と同様な構成であり、往路管９にストレーナー１５、熱交換器１７、蒸気加熱１９が設けてあり、復路管１１は熱交換器１７を通過するようにしてあると共に、熱交換器１７の下流に冷却器２１、ストレーナー２３が設けられている。

次に、滅菌装置における作用、効果について説明する。薬液タンク３には、約３０℃で保持された過酢酸系滅菌剤（薬液）が収納されており、薬液タンクから導出された薬液は、熱交換器１７で復路管１１の薬液と熱交換により加熱され、蒸気加熱器１９で６０℃〜７０℃に加熱される。そして、ボトル滅菌機５では、６０℃〜７０℃に加熱された薬液でボトルを滅菌する。ボトル滅菌機５で薬液温度を６０℃〜７０℃にするのは、滅菌効果を高める為である。

ボトル滅菌機５で使用された後の薬液は、熱交換器１７で往路９の薬液と熱交換された後、冷却器２１で約３０℃にまで冷却された後、薬液タンク３に戻される。

即ち、本実施の形態では、薬液タンク３内の薬液は、約３０℃で保管されて、使用時に６０℃〜７０℃に加熱して使用される。

本実施の形態では、薬液タンク３における保管温度を３０℃にしているので、熱分解による過酢酸濃度の低下を防止できる。

ここで、過酢酸系滅菌剤の保管温度と濃度との関係について、実験したのでその結果を説明する。

実験では、所定濃度の過酢酸系滅菌剤を種々の温度で保管したときの、各経過時間毎の過酢酸濃度を測定した。その結果を図２に示す。図２において、○は保管温度が３０℃、×は４０℃、□及び◇は約６８℃である。６８℃の場合を□と◇で２つのデータを取っているのは、高温の場合には測定誤差が生じやすいからである。尚、縦軸は濃度であり、横軸は時間である。

この図２から明らかなように、保管温度が約３０℃の場合には、過酢酸濃度に大きな減少がなく、６０分経過後においては、略同じ濃度を維持することができた。一方、保管温度を約４０℃にした場合には、６０分経過後において約４％の濃度低下が見られた、６８℃においては、約２０％の濃度低下があった。

従って、濃度低下を防止するためには薬液の保管温度を約３０℃、好ましくは、２５℃〜３５℃程度にすることが好ましい。この温度範囲であれば、過酢酸濃度が熱分解により低下することを防止できることが明らかである。

過酢酸の濃度が減ると、過酢酸は下記（１）式の平衡を有することから、過酸化水素濃度が増えることになるが、過酸化水素が増加すると、金属配管の酸化や有機物との化学反応による合成物質が増えるという問題がある。

(化１)
ＣＨ₃ＣＯＯＯＨ（過酢酸）＋Ｈ₂Ｏ⇔ＣＨ₃ＣＯＯＨ＋Ｈ₂Ｏ₂・・・（１）
ここで、過酢酸系滅菌剤の温度と過酸化水素濃度との関係を経過時間毎に測定する実験を行ったので、その結果を図３に示す。

図３に示す過酸化水素濃度の測定は、図２に示す実験で用いた過酢酸系滅菌剤について、行ったものである。尚、図３のグラフで用いている記号は、図２の場合と同じ温度の記号である。

この図３から明らかなように、過酸化水素濃度は、保管温度が３０℃の場合には６０分経過後でもほとんど変化していないが、保管温度が６８℃の場合には約５％、保管温度が４０℃の場合には、約２％増加した。

この過酸化水素濃度の測定から明らかなように、保管温度が３０℃の場合には、過酸化水素濃度が変化していないことからも、過酢酸の熱分解による濃度低下がほとんどなかったことが明らかである。

次に、本発明に含まれない参考例として他の実施の形態を説明するが、以下に説明する実施の形態において、上述した第１実施の形態と同一の作用効果を奏する部分には同一の符号を付することにより、その部分の詳細な説明を省略し、第１実施の形態と主に異なる点を説明する。

図４に第２実施の形態に係る滅菌装置を示す。この第２実施の形態では、薬液タンク３に冷却用ジャケット３１を設け、冷却用ジャケット３１で薬液タンク３を冷却するものであり、復路１１に冷却器２１を設けていないことが上述した第１実施の形態と異なる。

冷却用ジャケット３１は、薬液タンク３の周囲に設けて、冷媒により薬液タンク３を冷却する。冷媒としては、工業用水や地下水等を用いることができる。

この第２実施の形態においても、第１実施の形態と同様な作用効果を奏することができる。

本発明の実施の形態に係る滅菌装置の構成を示すブロック図である。 過酢酸系滅菌剤の温度と過酢酸濃度との関係を経過時間毎に測定した実験の結果を示すグラフである。 過酢酸系滅菌剤の温度と過酸化水素濃度との関係を経過時間毎に測定した実験の結果を示すグラフである。 本発明に含まれない参考例としての第２実施の形態に係る滅菌装置の構成を示すブロック図である。

３ 薬液タンク
５ ボトル滅菌機
７ キャップ滅菌機
１７ 熱交換器
１９ 加熱器
２１ 冷却器

Claims (3)

1. 過酢酸、過酸化水素、及び酢酸を含有する過酢酸系滅菌剤で飲料用樹脂製容器又は容器の樹脂製キャップを滅菌する滅菌装置であって、過酢酸系滅菌剤を収納した薬液タンクと、薬液タンクから過酢酸系滅菌剤を滅菌機へ導出する往路管と、往路管に設けて過酢酸系滅菌剤を加熱する加熱器と、滅菌機で使用した後の過酢酸系滅菌剤を薬液タンクへ戻す復路管とを備え、復路管の途中に使用済み過酢酸系滅菌剤を冷却する冷却器を設けてあり、復路管には、冷却器と滅菌機との間に往路管の過酢酸系滅菌剤と熱交換する熱交換器を設けたことを特徴とする滅菌装置。
2. 薬液タンク内の過酢酸系滅菌剤の温度は３５℃以下とし、滅菌機で使用する過酢酸系滅菌剤の温度を６０〜７０℃としていることを特徴とする請求項１に記載の滅菌装置。
3. 薬液タンク内の過酢酸系滅菌剤の温度は２５℃〜３５℃としてあることを特徴とする請求項２に記載の滅菌装置。
   

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