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无菌灌装机以及无菌灌装方法

文献发布时间:2023-06-19 16:06:26



本申请是申请日为2018年5月8日,申请号为201880028123.2,发明名称为“无菌灌装机以及无菌灌装方法”的发明专利申请的分案。

技术领域

本发明涉及对预成型品(preform)进行杀菌,使杀菌后的预成型品在无菌环境气体中成型,同时灌装内容物的无菌灌装机以及无菌灌装方法。

背景技术

茶、运动饮料、乳饮料、含果汁饮料等主要被灌装至双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate:PET)瓶中从而流通。这些饮料若在灌装时混入细菌等,则有腐败的危险,因此在无菌环境气体中将杀菌后的饮料灌装至杀菌后的瓶,并通过杀菌后的盖进行密封。该工序从预成型品成型为瓶到密封是通过一台无菌灌装机连续进行的。

作为如这样的无菌灌装机,提出如下的在线系统(inline system),即,一边输送预成型品,一边向预成型品喷洒过氧化氢等的杀菌剂,接着,加热预成型品来将附着于表面的杀菌剂活性化,并且将预成型品的温度升高到成型温度,然后,通过吹气成型机将加热后的预成型品成型为瓶,向成型后的瓶灌装饮料等,进行封盖从而成为无菌包装体(专利文献1、2)。

此外,还提出如下的无菌灌装机,即,将预成型品加热到成型温度,将加热后的预成型品成型为容器,对成型后的容器进行杀菌,在无菌环境气体中向杀菌后的容器灌装杀菌后的内容物,通过杀菌后的盖材来密封已灌装了内容物的容器(专利文献3、4)。

对于如上所述的无菌灌装机,提出了将预成型品成型为瓶,向成型后的瓶灌装内容物,因此成为庞大的系统。所以,取代在对预成型品进行吹气成型时所使用的高压气体,而是将作为内容物的饮料以高压灌装至预成型品内,同时进行成型和灌装(专利文献5、6)。

专利文献5中记载的方法,通过在对预成型品进行射出成型的模具的型芯内置延伸杆或内管(inner pipe),将射出成型后外嵌于型芯上的预成型品直接导入模具内,在将导入后的预成型品成型的同时进行灌装,从而能够维持无菌性。由于是连续地进行射出成型,而且射出成型的型芯也在吹气成型中使用的方法,所以极其繁杂。

此外,专利文献6是如下的方法,即,通过蒸气等对预成型品进行杀菌,对杀菌后的预成型品进行加热,将液体商品以高压送出至加热后的预成型品,从而成型为瓶,同时将液体商品灌装至瓶中。为了通过在常温下送出液体产品来得到无菌商品,必须在无菌环境气体中进行工序,费用高昂,经常有细菌污染物质突破作业时的防护部件而污染产品的危险,所以常温灌装中的无菌性不足。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特表2001-510104号公报

专利文献2:日本特开2009-274740号公报

专利文献3:日本特开2006-111295号公报

专利文献4:日本特开2010-155631号公报

专利文献5:日本特开2000-43129号公报

专利文献6:日本特表2011-506130号公报

发明内容

发明要解决的课题

以往,瓶的无菌灌装机将预成型品成型为瓶,再对成型后的瓶进行杀菌,然而需要大量杀菌剂,装置也过大,因此在预成型品的阶段进行杀菌的无菌灌装机逐渐推广。但是,由于在预成型品的阶段进行了杀菌后,将预成型品成型为瓶,向已成型的瓶灌装内容物,所以与对成型后的瓶进行杀菌相比,无菌灌装机整体的大小虽被削减,但仍然庞大。

所以,如专利文献5和6那样,提出通过将作为内容物的饮料以高压灌装至已无菌化的预成型品中,在将预成型品成型为瓶的同时进行灌装。但是,缺乏维持到对已无菌化的预成型品进行成型并对成型后的瓶进行灌装为止的工序的无菌性的方法。已无菌化的预成型品到与成型同时进行的灌装为止有可能被细菌等污染,所以在专利文献6中推荐高温灌装。这是因为,通过进行高温灌装,即使假设预成型品的内表面被菌等污染了,也可通过所灌装的内容物的热来杀菌。被高温灌装并被密封的产品之后必须要冷却,也可能因内容物的升温而导致品质变差,没有发挥出无菌灌装的优点。

在专利文献5中,设为使预成型品保持外嵌在射出成型中使用的型芯上的状态而成型为瓶,并同时进行灌装,因此无菌性得以维持,但工序繁杂,难以获得高速的生产率。

人们期望一种同时进行成型和灌装的无菌灌装机,其能够压缩设备的大小,抑制初始投资,进一步地简化工序而且也降低运行成本,并具备可靠的无菌性。本发明是为了解决上述的课题而提出的,其目的在于,提供能够维持杀菌后的预成型品的无菌性不变,一边将杀菌后的内容物以高压灌装至预成型品中,一边在将预成型品成型为瓶的同时进行灌装的无菌灌装机以及无菌灌装方法。

用于解决课题的手段

本发明所涉及的无菌灌装机具备:加热前杀菌部,对预成型品进行杀菌的;加热部,对杀菌后的所述预成型品进行加热;成型灌装部,通过将杀菌后的内容物以高压灌装至加热后的所述预成型品中,从而在将所述预成型品成型为瓶的同时灌装内容物;以及密封部,对灌装了内容物的所述瓶进行密封,所述无菌灌装机的特征在于,所述加热前杀菌部、所述加热部、所述成型灌装部以及所述密封部被腔室遮蔽,并设置有杀菌装置和无菌空气供给装置,所述杀菌装置对遮蔽各部的加热前杀菌部腔室、加热部腔室、成型灌装部腔室以及密封部腔室中的至少所述成型灌装部腔室和所述密封部腔室的内部和内表面进行杀菌,所述无菌空气供给装置至少向所述成型灌装部腔室和所述密封部腔室的内部供给无菌空气。

本发明所涉及的无菌灌装机具备:加热部,对预成型品进行加热;加热后杀菌部,对加热后的所述预成型品进行杀菌;成型灌装部,通过将杀菌后的内容物以高压灌装至杀菌后的所述预成型品中,从而将所述预成型品成型为瓶;以及密封部,对灌装了所述内容物的所述瓶进行密封,所述无菌灌装机的特征在于,所述加热后杀菌部、所述成型灌装部以及所述密封部被腔室遮蔽,并设置有杀菌装置和无菌空气供给装置,所述杀菌装置对遮蔽各部的加热后杀菌部腔室、成型灌装部腔室以及密封部腔室中的至少所述成型灌装部腔室和所述密封部腔室的内部和内表面进行杀菌,所述无菌空气供给装置至少向所述成型灌装部腔室和所述密封部腔室的内部供给无菌空气。

本发明所涉及的无菌灌装机具备:加热前杀菌部,对预成型品进行杀菌;加热部,对杀菌后的所述预成型品进行加热;加热后杀菌部,对加热后的所述预成型品进行杀菌;成型灌装部,通过将杀菌后的内容物以高压灌装至加热后的所述预成型品中,从而在将所述预成型品成型为瓶的同时灌装内容物;以及密封部,对灌装了内容物的所述瓶进行密封,所述无菌灌装机的特征在于,所述加热前杀菌部、所述加热部、所述加热后杀菌部、所述成型灌装部以及所述密封部被腔室遮蔽,并设置有杀菌装置和无菌空气供给装置,所述杀菌装置对遮蔽各部的加热前杀菌部腔室、加热部腔室、加热后杀菌部腔室、成型灌装部腔室以及密封部腔室中的至少所述成型灌装部腔室和所述密封部腔室的内部和内表面进行杀菌,所述无菌空气供给装置至少向所述成型灌装部腔室和所述密封部腔室的内部供给无菌空气。

此外,本发明所涉及的无菌灌装机优选为,设置有清洗所述成型灌装部腔室和所述密封部腔室内部的清洗装置。

此外,本发明所涉及的无菌灌装机优选为,所述成型灌装部腔室由用于保持所述成型灌装部的可动部以及用于相对于外部气体遮蔽所述成型灌装部的固定部组成。

此外,本发明所涉及的无菌灌装机优选为,所述加热前杀菌部对预成型品的杀菌手段是对于所述预成型品的杀菌剂的接触、电子束的照射、含有紫外线的光的照射、温水的接触、过热蒸气的接触中的一种或二种以上。

此外,本发明所涉及的无菌灌装机优选为,所述加热后杀菌部对预成型品的杀菌手段是通过对于所述预成型品的杀菌剂的气体或雾或它们的混合物的接触、电子束的照射、含有紫外线的光的照射、过热蒸气的接触中的一种或二种以上来进行的。

此外,本发明所涉及的无菌灌装机优选为,所述成型灌装部至少具备模具、吹气喷嘴、延伸杆、阀块以及用于对内容物进行加压的加压装置。

此外,本发明所涉及的无菌灌装机优选为,所述加压装置是高压柱塞泵。

此外,本发明所涉及的无菌灌装机优选为,设置有接受来自所述吹气喷嘴的喷出物的杯状的堵塞装置。

此外,本发明所涉及的无菌灌装机优选为,设置有用于遮蔽所述延伸杆的延伸杆遮蔽腔室。

此外,本发明所涉及的无菌灌装机优选为,设置有用于使所述延伸杆驱动至将所述延伸杆设为未插入所述吹气喷嘴的位置的延伸杆驱动装置。

本发明所涉及的无菌灌装方法包括:加热前杀菌工序,对预成型品进行杀菌;加热工序,对杀菌后的所述预成型品进行加热;成型灌装工序,通过将杀菌后的内容物以高压灌装至加热后的所述预成型品中,从而将所述预成型品成型为瓶,同时灌装内容物;以及密封工序,对灌装了内容物的所述瓶进行密封,所述无菌灌装方法的特征在于,至少对相对于外部遮蔽进行所述成型灌装工序和所述密封工序的各部的腔室的内部和内表面进行杀菌,向所述腔室内供给无菌空气,维持所述腔室内的无菌性,在维持无菌性的所述腔室内至少进行所述成型灌装工序和所述密封工序。

本发明所涉及的无菌灌装方法包括:加热工序,对预成型品进行加热;加热后杀菌工序,对加热后的所述预成型品进行杀菌;成型灌装工序,通过将杀菌后的内容物以高压灌装至杀菌后的所述预成型品中,从而将所述预成型品成型为瓶,同时将内容物灌装至所述瓶中;以及密封工序,对灌装了内容物的所述瓶进行密封,所述无菌灌装方法的特征在于,对相对于外部遮蔽进行所述成型灌装工序和所述密封工序的各部的腔室的内部和内表面进行杀菌,向所述腔室内供给无菌空气,维持所述腔室内的无菌性,在维持无菌性的所述腔室内,进行所述成型灌装工序和所述密封工序。

本发明所涉及的无菌灌装方法包括:加热前杀菌工序,对预成型品进行杀菌;加热工序,对预成型品进行加热;加热后杀菌工序,对加热后的所述预成型品进行杀菌;成型灌装工序,通过将杀菌后的内容物以高压灌装至杀菌后的所述预成型品中,从而将所述预成型品成型为瓶,同时将内容物灌装至所述瓶中;以及密封工序,对灌装了内容物的所述瓶进行密封,所述无菌灌装方法的特征在于,对相对于外部遮蔽进行所述成型灌装工序和所述密封工序的各部的腔室的内部和内表面进行杀菌,向所述腔室内供给无菌空气,维持所述腔室内的无菌性,在维持无菌性的所述腔室内,进行所述成型灌装工序和所述密封工序。

此外,本发明所涉及的无菌灌装方法优选为,在对进行所述成型灌装工序和所述密封工序的所述腔室的内部和内表面进行杀菌之前,清洗所述腔室的内部和内表面。

此外,本发明所涉及的无菌灌装方法优选为,所述加热前杀菌工序是通过对于所述预成型品的杀菌剂的接触、电子束的照射、含有紫外线的光的照射、温水的接触、过热蒸气的接触中的一种或二种以上方式进行的。

此外,本发明所涉及的无菌灌装方法优选为,所述加热后杀菌工序是通过对于所述预成型品的杀菌剂的气体或雾或它们的混合物的接触、电子束的照射、含有紫外线的光的照射、过热蒸气的接触中的一种或二种以上方式进行的。

此外,本发明所涉及的无菌灌装方法优选为,在所述成型灌装工序中,将吹气喷嘴与杀菌并加热后的所述预成型品的口部顶面连接,关闭模具,在通过延伸杆使所述预成型品在长度方向上延伸之后,由阀块控制加压后的所述内容物并将所述内容物导入所述预成型品,使所述预成型品在横向上延伸,在成型为模具形状的所述瓶的同时,将所述内容物灌装到所述预成型品的口部下端附近为止。

此外,本发明所涉及的无菌灌装方法优选为,通过由杯状的堵塞装置堵塞所述吹气喷嘴的喷出口,接受喷出物并使所述喷出物循环,从而对所述内容物的管道内部进行清洗或杀菌。

此外,本发明所涉及的无菌灌装方法优选为,在所述延伸杆未插入所述吹气喷嘴的状态下,对进行所述成型灌装工序的所述腔室内部进行杀菌。

此外,本发明所涉及的无菌灌装方法优选为,在所述延伸杆未插入所述吹气喷嘴的状态下,清洗进行所述成型灌装工序的所述腔室内部。

此外,本发明所涉及的无菌灌装方法优选为,在通过对所述吹气喷嘴内部的流路进行清洗或杀菌,从而所述吹气喷嘴的外表面温度达到60℃以上的状态下,通过过氧化氢的气体或雾或它们的混合物对进行所述成型灌装工序的所述腔室内部进行杀菌。

此外,本发明所涉及的无菌灌装方法优选为,在一边使所述模具以60rpm以下的速度旋转,一边打开所述模具的状态下,清洗所述模具的内表面。

本发明涉及的无菌灌装机,具备:杀菌部,对预成型品进行杀菌;加热部,对所述预成型品进行加热;成型灌装部,通过将杀菌后的内容物以高压灌装至加热后的所述预成型品中,从而在将所述预成型品成型为瓶的同时灌装内容物;以及密封部,对灌装了内容物的所述瓶进行密封,在所述无菌灌装机中,所述杀菌部、所述加热部、所述成型灌装部以及所述密封部被腔室遮蔽,并设置有清洗装置、杀菌装置和无菌空气供给装置,所述清洗装置以及所述杀菌装置对遮蔽各部的杀菌部腔室、加热部腔室、成型灌装部腔室以及密封部腔室中的至少所述成型灌装部腔室和所述密封部腔室的内部和内表面分别进行清洗和杀菌,所述无菌空气供给装置至少向所述成型灌装部腔室和所述密封部腔室的内部供给无菌空气,所述成型灌装部至少具备模具、吹气喷嘴、延伸杆、阀块以及用于对所述内容物进行加压的加压装置,所述无菌灌装机被构成为具备用于保持所述延伸杆的延伸杆保持材料以及延伸杆保持材料动作轴,能够将所述延伸杆设为未插入所述吹气喷嘴。

本发明涉及的无菌灌装方法,包括:杀菌工序,对预成型品进行杀菌;加热工序,对所述预成型品进行加热;成型灌装工序,通过将杀菌后的内容物以高压灌装至加热后的所述预成型品中,从而将所述预成型品成型为瓶,同时灌装内容物;以及密封工序,对灌装了内容物的所述瓶进行密封,在所述无菌灌装方法中,至少对相对于外部遮蔽进行所述成型灌装工序和所述密封工序的各部的腔室的内部和内表面进行清洗以及杀菌,向所述腔室内供给无菌空气,维持所述腔室内的无菌性,在维持无菌性的所述腔室内至少进行所述成型灌装工序和所述密封工序,在进行所述腔室的内部和内表面的清洗以及杀菌时,以延伸杆未插入吹气喷嘴的状态进行,所述延伸杆将所述预成型品在长度方向上延伸,所述吹气喷嘴被使得与所述预成型品的口部连接。

发明效果

根据本发明的无菌灌装机,维持杀菌后的预成型品的无菌性不变,将杀菌后的内容物以高压导入预成型品,从而能够在将预成型品成型为瓶的同时进行内容物的灌装。本发明的无菌灌装机与以往相比,在各个阶段都更小,因此设置空间更少。因此,能够抑制初始投资成本。此外,根据本发明的无菌灌装方法,与以往的方法相比,同时进行成型和灌装,因此工序能够更简略,运行成本也能够更降低。而且,能够生产对无菌性具有高可靠性的产品。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1所涉及的无菌灌装机的一例的概略的俯视图。

图2示出本发明的实施方式所涉及的预成型品供给工序。

图3示出本发明的实施方式所涉及的向预成型品喷洒杀菌剂气体的工序。

图4示出本发明的实施方式所涉及的向预成型品喷洒液状的杀菌剂的工序。

图5示出本发明的实施方式所涉及的杀菌剂的气体生成器。

图6示出本发明的实施方式所涉及的向预成型品照射电子束的工序。

图7示出本发明的实施方式所涉及的向预成型品照射含有紫外线的光的工序。

图8示出本发明的实施方式所涉及的向预成型品喷洒过热蒸气的工序。

图9示出本发明的实施方式所涉及的向预成型品供给无菌空气的工序。

图10是示出本发明的实施方式所涉及的预成型品的加热部的截面图。

图11是示出本发明的实施方式所涉及的预成型品的成型灌装部的截面图。

图12示出本发明的实施方式所涉及的对预成型品进行成型灌装部中的CIP和SIP的装置。

图13示出本发明的实施方式所涉及的瓶的密封工序。

图14是示出本发明的实施方式2所涉及的无菌灌装机的一例的概略的俯视图。

图15是示出本发明的实施方式3所涉及的无菌灌装机的一例的概略的俯视图。

具体实施方式

以下,针对本申请发明的实施方式1,参照附图进行说明。

(实施方式1)

根据图1来说明如下的无菌灌装机的概要,该无菌灌装机具备:加热前杀菌部6,对从预成型品供给装置3供给的预成型品1进行杀菌;加热部14,将杀菌后的预成型品1加热到成型为瓶2的温度;成型灌装部21,将加热后的预成型品1成型为瓶2并同时灌装内容物;以及密封部26,对已灌装了内容物的瓶2进行密封,进一步地根据附图来说明无菌灌装机和无菌灌装方法的详细情况。根据实施方式1,能够在将杀菌后的预成型品1成型的同时灌装内容物,能够通过比以往更少的工序获得灌装有内容物的无菌产品。

(实施方式1所涉及的无菌灌装机的概要)

如图1所示,实施方式1所涉及的无菌灌装机具备:预成型品供给装置3,供给预成型品1;加热前杀菌部6,对预成型品进行杀菌;加热部14,将预成型品1加热到成型为瓶2的温度;成型灌装部21,在将加热后的预成型品1成型为瓶2的同时灌装杀菌后的内容物;以及密封部26,通过杀菌后的盖35来密封已灌装了内容物的瓶2。还具备将密封后的瓶2放置于排出传送机31上并排出至非无菌区的排出部30。

杀菌部6被加热前杀菌部腔室5遮蔽,加热部14被加热部腔室18遮蔽,成型灌装部21被成型灌装部腔室22遮蔽,密封部26和排出部30被密封部腔室27遮蔽。成型灌装部21和密封部26也可以被单一的腔室遮蔽。通过加热前杀菌部6中的预成型品的杀菌部件,在加热前杀菌部腔室5内产生杀菌剂的气体或雾或它们的混合物、臭氧。加热前杀菌部6通过使杀菌剂的气体或雾或它们的混合物、臭氧变得无害的废气处理装置32而被排气鼓风机33排出,以使它们不流入加热部14。

在无菌灌装机的运转开始前,在加热前杀菌部腔室5、加热部腔室18、成型灌装部腔室22以及密封部腔室27中的、至少成型灌装部腔室22和密封部腔室27中设置杀菌装置,对各腔室内进行杀菌。加热前杀菌部腔室5的内部也有时会通过对预成型品1进行杀菌而被杀菌,所以在运转无菌灌装机之前也可以不杀菌。此外,加热部腔室18内部为了加热预成型品1而变为比较高的温度,而且由于在预成型品1的口部1a被插入有纺锤体52,所以细菌难以流入预成型品1的内部,因此加热部腔室18内部也可以在无菌灌装机运转前不杀菌。

杀菌装置具备杀菌剂喷洒喷嘴和向这些杀菌剂喷洒喷嘴供给杀菌剂的杀菌剂供给装置,这些杀菌剂喷洒喷嘴例如是单流体喷雾器或将杀菌剂与压缩空气混合而进行喷雾的双流体喷雾器。杀菌剂喷洒喷嘴喷洒杀菌剂,以使杀菌剂附着于各腔室内的整个区域。通过所喷洒的杀菌剂来对各腔室内部进行杀菌。杀菌剂喷洒喷嘴配置为可使杀菌剂附着于各腔室内的整个区域。在喷洒了杀菌剂之后向各腔室内喷洒常温或加热后的无菌空气,使残留于各腔室内的杀菌剂活性化从而进一步地被排除。也可以通过在喷洒无菌空气之前向各腔室内喷洒无菌水来去除杀菌剂。此外,在有些情况下,内容物会在成型灌装部腔室22和密封部腔室27内飞溅,所以优选在杀菌前进行清洗。

至少在成型灌装部腔室22和密封部腔室27中设置无菌空气供给装置,在对各腔室内部进行了杀菌之后,向各腔室内供给通过除菌过滤器进行了无菌化的无菌空气,将各腔室的内部保持为正压。也可以在加热前杀菌部腔室5、加热部腔室18中设置无菌空气供给装置。通过无菌空气将各腔室内部保持为正压,从而维持无菌灌装机的无菌性。关于将各腔室内部保持为正压的压力,在成型灌装部腔室22内设定得最高,加热部腔室18、密封部腔室27则设定得比成型灌装部腔室更低。加热前杀菌部腔室5为了排气,而保持与大气压大致相同的压力。加热前杀菌部腔室5也可以不具备无菌空气供给装置,而仅流入加热部腔室18内的无菌空气。此外,也可以在除了加热前杀菌部腔室5以外的各腔室也设置排气装置,并与无菌空气供给装置并用来将各腔室内部保持为恰当的压力。在成型灌装部21和密封部26被单一的腔室遮蔽的情况下,无菌空气供给装置、排气装置也可以在单一的腔室中分别设置一个。

(实施方式1所涉及的无菌灌装机以及无菌灌装方法的详细)

通过预成型品供给传送机4将图2所示的预成型品1从图1所示的预成型品供给装置3以期望的速度连续地输送至加热前杀菌部6。

本发明的实施方式1中的预成型品1是试管状的有底筒状体,并在图2中示出。预成型品1的与图13所示的瓶2同样的口部1a是在预成型品1成型初始时就被赋予的。在预成型品1成型的同时,在该口部1a形成外螺纹。此外,在预成型品1中,在口部1a的下部形成用于输送的支承环1b。预成型品1或瓶2经由该支承环1b而被抓取器34握持,从而在无菌灌装机内移动。预成型品1通过射出成型、压缩成型等而成型。预成型品1的材质由聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate)、聚丙烯(polypropylene)、聚乙烯(polyethylene)等热可塑性树脂构成,可以是这些树脂单体或混合物,也可以包含循环利用后的热可塑性树脂。此外,为了赋予隔离性,也可以包含以如乙烯-乙烯醇共聚物(ethylene vinyl alcohol copolymer)、间苯二甲胺(meta xylenediamine)这样的芳香族胺为单体(monomer)的聚酰胺(polyamide)等热可塑性树脂作为层或作为混合物。

将被输送至加热前杀菌部6的预成型品1输送至以一定间距设置有大量的抓取器34的加热前杀菌轮7,并在此处被杀菌。对预成型品1进行杀菌的加热前杀菌工序是通过与杀菌剂的接触、电子束的照射、含有紫外线的光的照射、与温水的接触、与过热蒸气的接触中的一种或二种以上方式进行的。在加热前杀菌轮7中,设置用于进行加热前杀菌工序的加热前杀菌部件8。预成型品1也可以在被杀菌之前通过热空气来预热。为了对预成型品1进行预热,也可以在加热前杀菌轮7的前方设置用于预热的轮。通过对预成型品1进行预热来提高杀菌效果。

本发明的实施方式1所涉及的杀菌剂接触预成型品1是指,将杀菌剂的气体或雾或它们的混合物如图3所示地喷洒于预成型品1,或者如图4所示向倒立的预成型品1喷洒液状的杀菌剂。

优选地,作为气体或雾或它们的混合物而向预成型品1喷洒的杀菌剂至少含有过氧化氢。其含量在0.5质量%~65质量%的范围内是适当的。若小于0.5质量%,则在有些情况下杀菌力会不足,若超过65质量%,则出于安全考虑,处理变得困难。进一步优选为0.5质量%~40质量%,若在40质量%以下,则处理更加容易,过氧化氢的浓度变低,因此能够减少杀菌后的杀菌剂的残留量。此外,杀菌剂虽然含有水,但也可以含有甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、丁醇等的醇类,丙酮、丁酮(Methyl ethyl ketone)、乙酰丙酮(Acetylacetone)等酮类,乙二醇醚(Glycol ether)类等中的一种或二种以上。进一步地,杀菌剂也可以含有过氧乙酸、醋酸等有机酸,硝酸等无机酸,氢氧化钠、氢氧化钾等碱性化合物,次氯酸钠、二氧化氯、臭氧等具有杀菌效果的化合物,阳离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、磷酸盐化合物等添加剂。

向预成型品1喷洒的杀菌剂的气体或雾或它们的混合物是通过图5所示的杀菌剂气体生成器36而得到的。杀菌剂气体生成器36具备将杀菌剂形成为滴状来供给的双流体喷雾器喷嘴即杀菌剂供给部37、以及将从该杀菌剂供给部37供给的杀菌剂加热至分解温度以下并使其汽化的汽化部38。杀菌剂供给部37从杀菌剂供给路37a和压缩空气供给路37b分别导入杀菌剂和压缩空气,并将杀菌剂向汽化部38内喷雾。汽化部38是在内外壁间夹入加热器38a的管,并对被吹入该管内的杀菌剂加热使其汽化。汽化后的杀菌剂的气体从杀菌剂气体喷洒喷嘴39向汽化部38外喷出。也可以取代加热器38a,而是通过介电加热或过热水蒸气来加热汽化部38。

作为杀菌剂供给部37的运转条件,例如压缩空气的压力被调整在0.05MPa~0.6MPa的范围内。此时,压缩空气的供给量在50L/min.~300L/min.是适当的。此外,杀菌剂可以即使受重力而落下也被施加压力,杀菌剂的供给量能够自由地设定,例如杀菌剂在1g/min.~100g/min.的范围内被供给至杀菌剂供给路37a。此外,汽化部38的内表面从120℃被加热到450℃,从而使喷雾后的杀菌剂汽化。

如图3所示,杀菌剂的气体从杀菌剂气体喷洒喷嘴39被喷洒至预成型品1。杀菌剂的气体在杀菌剂气体喷洒喷嘴39内分成两部分流动,从其中的一个喷嘴39a朝向预成型品1的内部喷洒,从另一个喷嘴39b朝向预成型品1的外表面喷洒。杀菌剂的气体从杀菌剂气体喷洒喷嘴39出来后,保持气体状态不变、或者变成雾或它们的混合物而流入预成型品1的内部,或者与预成型品1的外表面接触。

朝向预成型品1的内部喷洒的杀菌剂的气体或雾或它们的混合物流入预成型品1内之后,从预成型品1的口部1a溢出,但该溢出的杀菌剂的气体等的气流与伞状构件40碰撞,并被伞状构件40的内表面引导而改变流向朝向预成型品1的外表面,并与预成型品1的外表面接触。若在伞状构件40设置环状槽40a,则溢出的杀菌剂的气体等沿预成型品1的外表面而流动。

杀菌剂的气体或雾或它们的混合物的喷洒量是任意的,但是喷洒量取决于被供给至杀菌剂气体生成器36的杀菌剂的量和喷洒时间。杀菌剂气体生成器36也可以具备多个。喷洒量也根据预成型品1的大小而变动。也可以通过热空气来稀释从杀菌剂气体喷洒喷嘴39喷出的杀菌剂的气体或雾或它们的混合物并喷洒至预成型品1。

在以双氧水作为杀菌剂的情况下,双氧水的气体等的喷洒量如下。通过从杀菌剂的气体喷洒喷嘴39喷洒至预成型品1的双氧水的气体等,附着于预成型品1的过氧化氢的量设为含有35质量%的过氧化氢的双氧水的量,优选为0.0035μL/cm

优选地,通过除菌后的空气来冲洗被喷洒了杀菌剂的气体或雾或它们的混合物的预成型品1。向预成型品1喷洒空气的喷嘴设置为与预成型品1的口部1a相向,也可以使追随着预成型品1的输送速度的喷嘴插入预成型品1的内部。在如这样的无菌空气冲洗中,有将喷洒至预成型品1的杀菌剂进行活性化、以及去除喷洒至预成型品1的内表面的杀菌剂和存在于内表面的异物、灰尘的效果。进行无菌空气冲洗的空气可以是常温也可以被加热。加热对于杀菌剂的活性化而言更有效。此外,无菌空气冲洗可以使预成型品1正立来进行,也可以使其倒立来进行。对于去除异物而言倒立更有效。进一步地,为了去除异物,优选吸引倒立的预成型品1的口部1a的附近。所喷洒的空气的量优选为0.04L/预成型品~400L/预成型品。在杀菌剂是双氧水的情况下,无菌空气冲洗后的预成型品1上附着的过氧化氢的量若换算为含有35质量%的过氧化氢的双氧水,优选为0.0003μL/cm

在向预成型品1喷洒杀菌剂的气体或雾或它们的混合物的杀菌方法中,由于在喷洒工序以及其后的空气冲洗工序中产生杀菌剂的气体或雾或它们的混合物,所以需要对加热前杀菌部腔室5内进行排气。排出的空气通过废气处理装置32而变得无害,并通过排气鼓风机3而被放出。

如图4所示,向倒立的预成型品1喷洒液状的杀菌剂。通过抓取器34握持倒立的预成型品1的支承环1b,通过朝上的杀菌剂喷洒喷嘴41a从口部1a向预成型品1的内表面喷洒液状的杀菌剂,以使液状的杀菌剂与预成型品1的内表面整个区域接触。此外,通过朝下的杀菌剂喷洒喷嘴41b将液状的杀菌剂喷洒至预成型品1的外表面,以使液状的杀菌剂在预成型品1的外表面上与其整个区域接触。杀菌剂喷洒喷嘴41a可以设置为与预成型品1的口部1a相向,也可以设置为为了插入预成型品1的内部而追随预成型品1的输送速度。此外,杀菌剂喷洒喷嘴41b也可以设为多支。进一步地,若液状的杀菌剂能够与预成型品1的内外表面接触,则也可以不通过喷嘴来喷洒液状的杀菌剂,而是将预成型品1浸入液状的杀菌剂。

液状的杀菌剂优选含有过氧乙酸,进一步地,液状的杀菌剂优选由过氧乙酸、过氧化氢、醋酸以及水组成的平衡过氧化物组成物。过氧乙酸的浓度优选为500mg/L~4000mg/L。若小于500mg/L,则杀菌力不足,若超过4,000mg/L,则由于过氧乙酸的浓度太高,所以有可能使在无菌灌装机中使用的密封填料(packing)等的构件性能劣化。除此以外,也可以使用含有过氧化氢、次氯酸钠、二氧化氯、臭氧等杀菌成分的杀菌剂作为液状的杀菌剂。此外,液状的杀菌剂含有水,但是也可以含有甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、丁醇等醇类,丙酮、丁酮、乙酰丙酮等酮类,乙二醇醚类等中的一种或二种以上。进一步地,也可以含有硝酸等无机酸,氢氧化钠、氢氧化钾等碱性化合物,阳离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、磷酸盐化合物等添加剂。

优选地,液状的杀菌剂可以是常温的,但也可以被升温到40℃~80℃。若被升温,则杀菌剂的杀菌效果提高。杀菌剂喷洒喷嘴41a和41b每一支的流量是1L/min.~15L/min.,优选为3L/min.~10L/min.是适当的。此外,喷洒时间在0.2秒~5秒内是适当的。向预成型品1喷洒的液状的杀菌剂的喷洒量取决于杀菌剂喷洒喷嘴41a和41b的流量和喷洒时间,并优选为相对于预成型品1的表面积是0.05ml/cm

为了去除所附着的杀菌剂,通过无菌水来冲洗液状的杀菌剂接触过的预成型品1。无菌水是通过将水加热到在121℃以上并加热4分钟以上或通过除菌过滤器来制造的。此外,无菌水也可以是在与被灌装的内容物同等以上的杀菌条件下处理过的水。例如,在被灌装的内容物是矿泉水的情况下,也可以用被灌装的矿泉水来冲洗预成型品1。无菌水对预成型品1的冲洗是通过与图4所示的杀菌剂的喷洒同样的工序和装置来进行的。通过抓取器34来握持倒立的预成型品1的支承环1b,通过朝上的喷嘴从口部1a向预成型品1的内表面喷洒无菌水,以使通过无菌水冲洗预成型品1的内表面整个区域。此外,通过朝下的喷嘴向预成型品1的外表面喷洒无菌水,以使在预成型品1的外表面通过无菌水来冲洗其整个区域。朝上的喷嘴可以设置为与预成型品1的口部1a相向,也可以设置为了插入预成型品1的内部而追随预成型品1的输送速度的喷嘴。此外,朝下的喷嘴也可以设为多支。

无菌水被调温到10℃~80℃,优选调温到30℃~70℃。喷洒无菌水的每一支喷嘴的流量是1L/min.~15L/min.,优选为3L/min.~10L/min.是适当的。此外,喷洒时间在0.1秒~15秒内是适当的。向预成型品1喷洒无菌水的喷洒量取决于喷嘴的流量和喷洒时间,但优选为相对于预成型品1的表面积是0.05ml/cm

优选地,通过向预成型品1的内外表面喷洒无菌空气来去除通过无菌水冲洗过的预成型品1上所附着的无菌水。这是因为,预成型品1虽由加热部14加热到成型温度,但存在如下的顾虑,即,无菌水所附着的部分发生加热不均,成型的瓶2发生白化、壁厚度不均匀等成型不良。相比于鼓风机吹出的空气,无菌空气更优选压缩空气,无菌空气的压力在0.01MPa以上,优选为0.1MPa~0.6MPa。喷洒无菌空气的喷嘴内径是

本发明的实施方式1所涉及的向预成型品1照射电子束是指,如图6所示,通过电子束照射装置42a、42b以及42c向所输送的预成型品1的内外表面照射电子束。电子束具有杀菌作用,通过电子束的照射来消灭附着于预成型品1的表面的细菌等。在图6中,从预成型品1的三个方向照射电子束,但只要是预成型品1的内外表面被电子束照射,可以采用任何方法。例如,若使预成型品1旋转,则不需要电子束照射装置42b。此外,也可以在预成型品1的口部1a的上方设置反射镜,将从电子束照射装置42a照射的电子束从预成型品1的口部1a导入预成型品1的内部。进一步地,也可以将棒状的电子束照射装置插入预成型品1的内部来向预成型品1的内表面照射电子束。

电子束照射装置42a、42b、42c可以是任何构造。例如,有扫描型、单丝(monofilament)型,输出为100kV~500kV的低输出类型因处理容易而优选。

优选地,在向预成型品1照射电子束之前,去除附着于预成型品1的内外表面的异物。这是因为,在预成型品1的表面附着有异物的情况下,该部分未被电子束照射,因此有可能引起杀菌不良。为了从预成型品1去除异物,通过使预成型品1正立或倒立并喷洒空气或喷洒水来进行。在喷洒了水的情况下,还需要进一步地去除所喷洒的水,因此优选喷洒空气。优选地,在喷洒空气之前,向预成型品1喷洒离子化空气等来除静电。进一步优选地,在预成型品1的口部1a的附近设置吸引喷嘴,吸引异物并排出到无菌灌装机的外部。预成型品1的异物去除的工序在加热前杀菌部腔室5外的预成型品供给传送机4上进行,在去除了异物之后,预成型品1被输送至加热前杀菌部腔室5内。

由于电子束使氧变化成臭氧,所以若进行电子束照射的环境气体中存在氧,则会产生臭氧。为了去除所产生的臭氧,需要将加热前杀菌部腔室5内的气体排出。通过氮气等置换进行电子束照射的环境气体,由此能够抑制臭氧的产生。

本发明的实施方式1所涉及的向预成型品1照射含有紫外线的光是指,如图7所示,向预成型品1的内外表面照射从光照射灯43发出的含有紫外线的光。优选地,在相对于光照射灯43的预成型品1的相反侧,设置用于将被照射的光反射向预成型品1的光反射板44。

被照射的光中含有的紫外线是具有100nm~380nm的波长的电磁波的一种。被照射的光含有该波长中的一种,特别是被称为UV-C的100nm~280nm的波长的紫外线对杀菌而言有效果。进一步地,杀菌效果最好的是253.7nm的波长的紫外线,最好是含有该波长的紫外线。

发出100nm~380nm的紫外线的光照射灯43是低压水银灯、高压水银灯、氙气闪光灯等。特别是,从内部封装有氙气的氙气闪光灯发出的光(波长:100~950nm)的杀菌效果较高,因此光照射灯43最好是氙气闪光灯。

照射含有紫外线的光的杀菌效果与光的每单位面积的照射量和照射时间成比例。但是,由于氙气闪光灯发出的光与通过低压水银灯或高压水银灯发出的光相比,杀菌效果更高,因此能够通过短时间的照射充分地进行杀菌,能够避免因光的照射而导致预成型品1的口部的温度上升。

光照射灯43若照射预成型品1的内外表面整个区域的话,不限个数。如图7所示,有时会为了向外表面、内表面照射含有紫外线的光,而设置大量光照射灯43。但是,若旋转预成型品1,则也可以将向预成型品1的侧面照射的光照射灯431排成一列。优选地,为了向预成型品1的内表面照射含有紫外线的光,将光照射灯43设置为与预成型品1的口部1a相向,通过口部1a的开口部向预成型品1的内表面照射含有紫外线的光。此外,优选地,将光反射板44设置为朝向口部1a的圆顶状,有效地将从光照射灯43发出的含有紫外线的光照射向预成型品1的内表面。为了向预成型品1的内表面照射含有紫外线的光,也可以将棒状的光照射灯插入预成型品1的内部,从而向预成型品1的内表面照射含有紫外线的光。另外,光照射灯43的形状可以是圆形、棒状、U字形等任何形状。

图7所示的光反射板44的目的是,将从光照射灯43发出的含有紫外线的光有效地照射至预成型品1。因此,被设置于光照射灯43的相对于预成型品1相反的一侧。光反射板44也可以是平面、或曲面、或任何形状的多个面的组合。光反射板44只要能够反射含有紫外线的光,可以是任何物体。例如,可以是由合成树脂、金属、玻璃构成并使其表面平滑而得到的,或者为了进一步地变平滑而进行涂敷、金属等的电镀、金属或金属氧化物等的蒸镀加工,或者将这些组合而得到的。

优选地,在向预成型品1照射含有紫外线的光之前,去除附着于预成型品1的内外表面的异物。这是因为,在预成型品1的表面附着有异物的情况下,由于该部分未被含有紫外线的光照射,所以有可能引起杀菌不良。为了从预成型品1去除异物,通过使预成型品1正立或倒立来喷洒空气或喷洒水来进行。由于在喷洒了水的情况下,需要去除该喷洒的水,所以优选喷洒空气。优选地,在喷洒空气之前,向预成型品1喷洒离子化空气等,从而除静电。进一步优选地,在预成型品1的口部1a的附近设置吸引喷嘴,吸引异物并排出到无菌灌装机的外部。预成型品1的异物去除的工序在杀菌部腔室5外的预成型品供给传送机4上进行,在去除了异物之后,预成型品1被输送至加热前杀菌部腔室5内。

由于含有紫外线的光将氧变化为臭氧,所以在进行含有紫外线的光的照射的环境气体中存在氧的情况下,产生臭氧。为了去除所产生的臭氧,需要将加热前杀菌部腔室5内的气体排出。通过氮等来置换进行含有紫外线的光的照射的环境气体,由此能够抑制臭氧的产生。

本发明的实施方式1所涉及的温水与预成型品1的接触是指,与图4所示的向倒立的预成型品1喷洒液状的杀菌剂的工序同样,通过喷嘴向预成型品1的内外表面喷洒温水来进行。通过温水的热来消灭附着于预成型品1的表面的细菌等。通过抓取器34来握持倒立的预成型品1的支承环1b,从口部1a通过朝上的喷嘴来向预成型品1的内表面喷洒温水,以便通过温水对预成型品1的内表面整个区域进行杀菌。此外,通过朝下的喷嘴向预成型品1的外表面喷洒温水,以使在预成型品1的外表面通过温水对其整个区域进行杀菌。朝上的喷嘴可以设置为与预成型品1的口部1a相向,也可以设置为了插入预成型品1的内部而追随预成型品1的输送速度的喷嘴。此外,朝下的喷嘴也可以设为多支。

温水是指升温到70℃~100℃的水或无菌水。喷洒温水的每一支喷嘴的流量是1L/min.~15L/min.,优选为3L/min.~10L/min.是适当的。喷嘴的内径是

优选地,通过向预成型品1的内外表面喷洒空气,来去除通过温水杀菌后的预成型品1上附着的温水。这是因为,预成型品1在加热部14中虽被加热到成型温度,但存在如下的顾虑,即,温水所附着的部分发生加热不均,成型的容器发生白化、壁厚度不均匀等成型不良。优选地,被喷洒至预成型品1的空气是通过了除菌过滤器的无菌空气。

本发明的实施方式1所涉及的过热蒸气与预成型品1的接触是指,如图8所示,将从过热蒸气产生装置45产生的过热蒸气从过热蒸气喷洒喷嘴46和过热蒸气喷洒狭缝47喷洒至预成型品1的内外表面。通过过热蒸气的热来消灭预成型品1的表面附着的细菌等。

过热蒸气是指,从被供给至过热蒸气产生装置45的水通过过热蒸气产生装置45而生成的、200℃~500℃且比大气压高0.1MPa~0.3MPa的压力的蒸气。过热蒸气产生装置45通过加热器或感应线圈来对通水管进行加热,从而产生过热蒸气。所产生的过热蒸气从过热蒸气喷洒喷嘴46喷出而被喷洒至预成型品1的内表面。此外,将由过热蒸气产生装置45产生的过热蒸气导入过热蒸气喷洒狭缝47,向预成型品1的外表面喷洒过热蒸气。

被供给至过热蒸气产生装置45的水也可以添加如过氧化氢这样的具有杀菌作用的化合物。例如,添加1质量%~5质量%的过氧化氢,从而提高杀菌效果。

通过使预成型品1旋转,有效地向外表面喷洒过热蒸气。此外,也可以将过热蒸气喷洒喷嘴46插入预成型品1的内部来向预成型品1的内表面喷洒过热蒸气。由于通过短时间的喷洒来杀菌,所以不会发生口部1a变形以及形成预成型品1的树脂被过度加热的情况。此外,由于蒸气的凝水不会残留在预成型品1的内部,所以不必去除凝水就能够向加热部14输送预成型品1。也可以在喷洒过热蒸气后,通过喷洒无菌空气来进行异物的去除以及预成型品的冷却。

如上所述地,在加热前杀菌部6中,通过设置于加热前杀菌轮7的加热前杀菌部件8,采用杀菌剂的接触、电子束的照射、含有紫外线的光的照射、与温水的接触、与过热蒸气的接触中的一种或二种以上的方法,对预成型品1进行杀菌。加热前杀菌部件8绕加热前杀菌轮7的周围而设置,但也可以除了加热前杀菌轮7以外再设置1或2个以上的轮,并对多个轮设置加热前杀菌部件。除了加热前杀菌轮7以外,也可以在预成型品供给装置3、预成型品供给传送机4中进行杀菌。

在运转无菌灌装机前,也有时通过将双氧水等的杀菌剂向杀菌部腔室5内喷雾等的部件来对加热前杀菌部腔室5内部进行杀菌。因此,在加热前杀菌部腔室5内的壁面设置杀菌剂喷洒喷嘴。此外,为了对与加热前杀菌部腔室5相接的无菌空气供给装置的除菌过滤器的靠加热前杀菌部腔室5一侧的面进行杀菌,也设置同样的杀菌剂喷洒喷嘴。

由加热前杀菌部6杀菌后的预成型品1被抓取器34握持支承环1b,而经过轮9被输送至加热部输送轮11。也可以对轮9和加热部输送轮11上的预成型品1设置预成型品隧道10,以便如图9所示包围预成型品1的输送路径。预成型品隧道10从预成型品1的口部1a的上方覆盖该口部1a,天井部分形成具有倾斜面的屋顶状。此外,在天井部分,用于向预成型品1的口部1a的方向吹出无菌空气的预成型品无菌空气供给喷嘴48被设置为管的列状或狭缝状。由此,将无菌空气有效地供给至预成型品1,预成型品1在加热部腔室18内,能够维持无菌性并且移动。无菌空气是将鼓风机吹出的空气通过除菌过滤器而得到的。此外,也可以是将推进力较高的压缩空气通过除菌过滤器进行无菌化而得到的。预成型品1经过加热部输送轮11而被导入加热装置49。

如图10所示,预成型品的加热装置49由加热炉50和驱动部51组成。加热炉50至少具备:加热器15,用于加热预成型品1;反射器16,用于反射加热器15的热从而有效地加热预成型品1;纺锤体52,用于保持预成型品1并使其旋转;环链12,以一定间隔设置有纺锤体52,并用于使纺锤体52移动;以及滑轮13a和13b,用于使环链12旋转。此外,为了防止加热器15的热传导至预成型品的加热炉50的外部,也可以在加热器15的外侧设置隔热材料53。

驱动部51中具备马达、动作传达部件等。驱动部51的装备需要润滑剂,由于积存污垢而难以维持无菌性。

加热器15优选为放射红外线的卤素灯。卤素灯作为加热器15,与预成型品1的轴向垂直地并排设置多支。通过从加热器15的卤素灯放射的近红外线、红外线、远红外线来加热预成型品1。也可以对设置有多支的卤素灯的加热温度进行控制,针对预成型品1的轴向的加热温度设置温度差。此外,在预成型品1的移动方向上,如图1那样设置多个卤素灯的单元。在图1中,每个单列设置有6个单元,共计12个单元,但单元数可以任意规定。也可以对这些卤素灯单元的温度进行控制,加热初始阶段设定为高温,加热结束阶段设定为低温。

如图10所示,被输送至加热炉50的预成型品1通过加热器15,通过红外线加热或其他的加热部件来加热到适合进行后来的吹气成型的温度。该温度最好是90℃至130℃。另外,为了防止变形等,预成型品1的口部1a的温度被抑制在70℃以下的温度。

为了防止预成型品1的口部1a的过热,如图10所示,在预成型品1的支承环1b的下部,设置被形成为与预成型品1的轴向垂直的面的口部保护材料54。口部保护材料54使得从加热器15放射的红外线等不会超过必要限度地到达预成型品1的口部1a。此外,为了防止因加热器15的热而产生的上升气流导致口部1a的温度上升,也可以设置相对于预成型品1的轴向成90°以下的角度的面状的遮热板55。

但是,在口部1a的温度小于40℃的情况下,有时口部1a的杀菌效果会下降。为了避免该状况,也可以在加热部14中设置用于使口部1a的温度积极上升的聚焦灯,通过该聚焦灯来加热口部1a,将口部1a的温度设为40~70℃。由此,能够提高口部1a的杀菌效果以及使附着于口部1a的表面的杀菌剂挥发从而去除。

通过从加热器15放射的红外线等来加热预成型品1,但未被预成型品1吸收而是到达预成型品1的后方的红外线等并不参与加热。所以,如图10所示,通过在预成型品1的后方设置反射器16,来使到达预成型品1的后方的红外线等反射,从而能够有效地对预成型品1进行加热。反射器16采用的是在金属上蒸镀或电镀金、银或铝等而得到的反射器。只要能够反射红外线等,可以是任何反射器。反射器16也可以是平面、或曲面、或将平面与曲面组合。反射器16不仅是预成型品1的后方,也可以设置于加热器15的后方,并使向加热器15的后方放射的红外线等反射。

如图10所示,预成型品1被纺锤体52插入口部1a,并一边旋转,一边在加热炉50内被输送。预成型品1在纺锤体52的下部插入口部1a内时,通过如橡胶或弹簧这样的弹性体的弹性变形来支承纺锤体52。纺锤体52被保持于环链12。环链12通过滑轮13a和13b来旋转。也能够取代纺锤体52,而将芯轴(mandrel)插入预成型品1,从而一边使预成型品1在倒立状态下旋转,一边输送该预成型品1。

加热部腔室18内部也有时在运转预成型品的加热装置49之前被杀菌。因此,在加热部腔室18中设置杀菌装置。杀菌装置是指,至少向加热部腔室18内喷洒杀菌剂的气体或雾或它们的混合物的喷洒喷嘴56、以及生成杀菌剂的气体的杀菌剂气体生成器36。

如图10所示,在加热部腔室18的壁面设置喷洒喷嘴56,从喷洒喷嘴56向加热部腔室18内喷洒杀菌剂的气体或雾或它们的混合物。由如图5所示那样的杀菌剂气体生成器36生成的杀菌剂的气体从喷洒喷嘴56被喷洒至加热部腔室18内的加热炉50、轮9、加热炉输送轮11、轮17以及加热部腔室18的壁面。

在从喷洒喷嘴56向加热部腔室18内喷洒了杀菌剂的气体或雾或它们的混合物之后,向加热部腔室18内喷洒无菌空气。无菌空气使加热部腔室18内残留的杀菌剂汽化从而使其去除。此外,此时,在有些情况下,汽化的杀菌剂也发挥杀菌效果。

为了从下部向加热部腔室18内喷洒无菌空气,如图10所示,在加热部腔室18的下部设置无菌空气供给装置57。无菌空气供给装置57具备鼓风机58和除菌过滤器59。此外,在有些情况下也加热无菌空气,优选在鼓风机58与除菌过滤器59之间设置无菌空气加热装置60。

在鼓风机58吹出的空气由无菌空气加热装置60加热并由除菌过滤器59除菌之后成为无菌热空气,从下部向加热部腔室18内喷洒。无菌空气也可以不被加热,但通过被加热,可快速地去除杀菌剂,杀菌剂的杀菌效果也提高。为了在开动预成型品的加热装置49时维持加热部腔室18内的无菌性,在向加热部腔室18内供给无菌空气的情况下,也可以不加热无菌空气。

在运转预成型品的加热装置49之前对加热部腔室18内部的杀菌中,由喷洒喷嘴56喷洒杀菌剂的气体或雾或它们的混合物,从而也对由HEPA过滤器(高效微粒空气过滤器)等组成的除菌过滤器59的内表面侧进行杀菌。

由于加热部腔室18内部通过加热器15而被加热,所以产生上升气流。与使无菌空气从上方向下方流动相比,使无菌空气向与该上升气流相同的方向流动,能够不在加热部腔室18内产生乱流而使无菌空气平滑地流动。因此,无菌空气从加热部腔室18的下部吹入上部。如图10所示,从下部吹入的无菌空气在加热器15和反射器16的外侧及内侧朝向上部流动。

为了高效地进行预成型品1的加热,也可以通过调整设置于预成型品1的下部的板的开口面积,来控制在加热器15与反射器16之间流动的无菌空气的流量。此外,也可以通过加热无菌空气,来抑制加热器15与反射器16之间的无菌空气的气流所产生的冷却效果。

如图10所示,在加热部腔室18的上部设置排气装置61,将无菌空气排出至预成型品的加热装置49的机外,从而保持加热部腔室18内的压力适当。如图10所示,压力传感器61a设置于加热部腔室18的上部,从而始终测定加热部腔室18内的压力。根据所测定出的压力值来控制鼓风机58和排气装置61,保持加热部腔室18内的压力适当。

加热后的预成型品1被从纺锤体52释放,被抓取器34握持并经过轮17而被输送至成型灌装部21的成型灌装轮20。轮17也与轮9同样地,也可以设置预成型品隧道19,以便包围如图9所示那样的预成型品1的输送路径,并向预成型品1喷洒无菌空气。

如图11所示,成型灌装部21具备模具23、吹气喷嘴62、阀块63、延伸杆64以及加压装置65。此外,具备用于驱动成型灌装部21的驱动部66。为了确保预成型品1和瓶2的无菌性,成型灌装部21必须在运转前被清洗以及杀菌,在开动时保持无菌性。虽未图示,但驱动部66具备马达、油压装置、动作传达部件、气缸等。驱动部66的装备需要润滑剂,由于积存污垢而难以保持无菌性。

如图11所示,为了确保成型灌装部21的无菌性,成型灌装部21被成型灌装部腔室22遮蔽。成型灌装部腔室22具备用于在运转无菌灌装机之前对成型灌装部腔室22内部进行清洗以及杀菌的清洗装置以及杀菌装置。此外,如图11所示,成型灌装部腔室22由保持成型灌装部21且将成型灌装部21与驱动部66隔离的可动部67、以及从外部遮蔽成型灌装部21的固定部68组成。可动部67以双重管69为中心轴进行旋转。被可动部67保持的成型灌装部21也进行旋转,伴随旋转,预成型品1在被成型为瓶2的同时被灌装内容物。

关闭模具23,并将预成型品1从轮17交接至成型灌装轮20。然后,吹气喷嘴62与预成型品1的口部1a接合,将延伸杆64诱导至吹气喷嘴62上设置的孔并插入预成型品1内,延伸杆64沿长度方向在预成型品1中延伸,直到使得预成型品1的底面与模具23的底面接触为止。然后,使延伸杆上升,同时通过阀块63的电磁阀的动作,将中压内容物P1、高压内容物P2依次送入预成型品1,预成型品1被成型为瓶2,同时被灌装内容物。高压内容物P2必须被灌装到预成型品1被成型为模具23的形状为止。因此,高压内容物P2被灌装到口部1a下端为止。若被灌装到口部1a上端附近为止,则存在当输送成型灌装后的瓶2时内容物从瓶2溢出的危险。高压内容物P2的灌装量必须控制在口部1a下端附近为止。中压内容物P1的压力是1MPa~2.5MPa,高压内容物P2的压力是2.5MPa~4MPa。如图11所示,中压内容物P1和高压内容物P2是通过加压装置65对由未图示的杀菌装置进行了杀菌的内容物进行加压从而得到的。加压装置例如是多级式的高压柱塞泵。

打开模具23,成型后的瓶2被轮24的抓取器34握持,并从成型灌装部21被输送至密封部28内的轮25。预成型品1成型为瓶2以及同时进行灌装,是通过反复进行如下动作来进行的,即,模具23随着成型灌装部腔室22的可动部67和被可动部67保持的成型灌装部21的旋转而开闭、延伸杆64的下降以及上升、向预成型品1内灌装中压内容物P1和高压内容物P2。

如图11所示,成型灌装部腔室22内部在无菌灌装机开动时保持无菌环境气体。驱动部66设置于非无菌环境气体中。无菌环境气体与非无菌环境气体通过由设置于可动部67的下部的液体密封装置70来密封可动部67的下部从而隔离。液体可以是水等液体,但优选含有如过氧乙酸(作为在液体中含有的浓度,优选100ppm以上,3000ppm以下。)、过氧化氢(优选在液体中含有1质量%以上,36质量%以下。)这样的杀菌剂的液体。被浸泡在液体密封装置70的液体中的可动部67的端面设置为不与液体密封装置70的底部接触。液体通过可动部67的浸泡的两面。但是,在成型灌装部腔室22内因无菌空气的供给而处于正压的情况下,液体密封装置70的非无菌环境气体侧的液体的液面高度比无菌环境气体侧的液体的液面更高。

如图11所示,为了将预成型品1成型为瓶2,并同时灌装所需要的中压内容物P1和高压内容物P2从成型灌装部21的上部通过设置于双重管69内的管道来供给。双重管69与固定部68通过旋转接头71而接合。中压内容物P1和高压内容物P2从通过无菌环境气体内部的双重管69内的管道被导入处于非无菌环境气体中的高压内容物供给歧管72。从高压内容物供给歧管72向被可动部67保持的阀块63供给中压内容物P1和高压内容物P2,因此高压内容物供给歧管72能够旋转。

在无菌灌装机运转前清洗成型灌装部腔室22内部。因此,在成型灌装部腔室22中设置清洗装置。如图11所示,清洗装置是指,设置于成型灌装部腔室22的固定部68的喷洒喷嘴56、以及向喷洒喷嘴56供给清洗剂的清洗剂供给装置。喷洒喷嘴56使用单流体喷雾器或将清洗剂与压缩空气混合进行喷雾的双流体喷雾器,并且在对成型灌装部腔室22的内部和内表面进行杀菌之前或与杀菌同时,从喷洒喷嘴56向成型灌装部腔室22内喷洒清洗剂。然后,从喷洒喷嘴56向成型灌装部腔室22内喷洒水或无菌水,从而将清洗剂冲走。

模具23的内部被开放的区域受到限定,为了清洗模具23的内部,最好是在模具打开的区域(轮17与轮24的短距离之间)设置数量较多的喷洒喷嘴56。进一步优选地,当清洗模具23时,一边使模具23以60rpm以下的速度旋转,一边喷洒清洗剂。通过清洗,位于成型灌装部腔室22的内部的模具23、吹气喷嘴62、延伸杆腔室64a、阀块63等的外表面以及成型灌装部腔室22的内表面被洗净。清洗剂的喷洒压至少在0.05MPa以上,优选为0.2MPa以上。

如图11所示,延伸杆64由延伸杆保持材料73保持。延伸杆64的上升或下降的动作通过使延伸杆保持材料73进行动作而进行。延伸杆保持材料73通过延伸杆保持材料动作轴73a的活动而上下地进行动作。延伸杆保持材料73通过伺服马达使延伸杆保持材料动作轴73a旋转,或者使延伸杆保持材料动作轴73a与气压气缸耦合,从而进行动作。但是,在气压气缸的情况下,需要向气缸内导入杀菌剂的气体等,对气缸内部进行杀菌,将产生压力的空气通过除菌过滤器来进行无菌化。此外,也可以用波纹管(bellows)保护进出气压气缸的轴。也可以不使延伸杆保持材料73直接保持延伸杆64,而使用磁性体使其上升和下降。

由于延伸杆64被插入吹气喷嘴62,内容物从延伸杆64的外周部分被灌装到预成型品1中,因此延伸杆64与内容物接触。为了防止延伸杆64上附着的内容物飞溅到成型灌装部腔室22内,由延伸杆腔室64a来遮蔽延伸杆64、延伸杆保持材料73以及延伸杆保持材料动作轴73a。因此,延伸杆64、延伸杆保持材料73以及延伸杆保持材料动作轴73a的清洗是通过由设置于延伸杆腔室64a内的喷洒喷嘴56将清洗剂喷洒至延伸杆64、延伸杆保持材料73以及延伸杆保持材料动作轴73a来进行的。延伸杆腔室64a例如是圆筒形,但只要能够遮蔽延伸杆64、延伸杆保持材料73以及延伸杆保持材料动作轴73a,可以是任何的形状。

若将延伸杆64插入吹气喷嘴62,则无法清洗被插入的部分。所以,当清洗延伸杆64时,在延伸杆64未插入吹气喷嘴的状态下进行。因此,延伸杆64将延伸杆保持材料73和延伸杆保持材料作动轴73a设为驱动装置,以使延伸杆64从吹气喷嘴62上升到非插入的位置。在图11中,将预成型品1的口部设置于上方,但预成型品1也可以倒立。在这种情况下,延伸杆64向下方移动,从而被设为未插入吹气喷嘴62。

清洗剂是含有酸性化合物或者碱性化合物的水。水也可以是通过加热、过滤而无菌化的水或纯水、去离子水、蒸馏水或自来水。酸性化合物是指,盐酸、硝酸、磷酸等无机酸,或醋酸、甲酸、辛酸、草酸、柠檬酸、琥珀酸、葡萄糖酸等有机酸。此外,碱性化合物是指,氢氧化钠、氢氧化钾等无机碱性化合物,或乙醇胺、二乙胺等有机碱性化合物。除此以外,还可以包含有机酸的碱金属盐、碱土类金属盐、铵盐、乙二胺四乙酸等的螯合剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、聚氧乙烯烷基苯基醚(polyoxyethylene alkyl phenyl ether)类等非离子表面活性剂,异丙苯磺酸钠等增溶剂,聚丙烯酸等酸系高分子或它们的金属盐,腐蚀抑制剂,防腐剂,防氧化剂,分散剂,消泡剂等。此外,若将这些清洗用液体升温到50℃以上,则也具有杀菌作用,因此,也可以将加热后的清洗用液体作为对成型灌装部腔室22内进行杀菌的杀菌剂来使用。

在清洗了成型灌装部腔室22的内部和内表面之后,或在清洗的同时,成型灌装部腔室22的内部和内表面被杀菌。杀菌剂从喷洒喷嘴56被喷洒至成型灌装部腔室22内。因此,在成型灌装部腔室22中设置杀菌装置。如图11所示,杀菌装置是指,至少设置于成型灌装部腔室22的固定部68的喷洒喷嘴56、以及向喷洒喷嘴56供给杀菌剂的杀菌剂供给装置。喷洒喷嘴56可以兼用为喷洒清洗剂的喷嘴,也可以另行设置。喷洒杀菌剂,以使附着于成型灌装部腔室22内的整个区域。通过所喷洒的杀菌剂来对成型灌装部腔室22内部进行杀菌。喷洒喷嘴56配置为,杀菌剂附着于成型灌装部腔室2内的整个区域。

模具23的内部被开放的区域受到限定,为了对模具23的内部进行杀菌,最好是在模具打开的区域(轮17与轮24的短距离间)设置数量较多的喷洒喷嘴56。进一步优选地,在对模具23进行杀菌时,一边使模具23以60rpm以下的速度进行旋转,一边喷洒杀菌剂。通过杀菌,位于成型灌装部腔室22的内部的模具23、吹气喷嘴62、延伸杆64以及阀块63等以及成型灌装部腔室22的内表面被杀菌。此外,杀菌剂的喷洒压至少在0.05MPa以上,优选为0.2MPa以上。

通过从设置于延伸杆腔室64a内的喷洒喷嘴56喷洒的杀菌剂,对延伸杆64、延伸杆保持材料73、延伸杆保持材料动作轴73a以及延伸杆腔室64a内部进行杀菌。在这种情况下,也同样是在延伸杆64未插入吹气喷嘴62的状态下进行的。

杀菌剂能够使用与为了对预成型品1进行杀菌的而使用的杀菌剂同样的杀菌剂,优选地使用含有过氧乙酸、过氧化氢的杀菌剂。杀菌剂的喷洒也可以是多次喷洒不同的杀菌剂。

在从喷洒喷嘴56喷洒了杀菌剂之后,通过使用喷洒喷嘴56或者另外设置的喷嘴,向成型灌装部腔室22的整个区域喷洒无菌水。通过该无菌水,来清洗成型灌装部腔室22内残留的杀菌剂。关于无菌水,使用通过在121℃以上加热4分钟以上或通过除菌过滤器而进行无菌化的水。优选地,将被喷洒至成型灌装部腔室22内的无菌水加热到60℃~100℃。

在向成型灌装部腔室22内喷洒了无菌水之后,向成型灌装部腔室22内喷洒无菌空气。无菌空气使成型灌装部腔室22内残留的无菌水汽化从而去除。为了向成型灌装部腔室22内喷洒无菌空气,如图11所示,在成型灌装部腔室22的固定部68的上部设置无菌空气供给装置57。无菌空气供给装置57具备鼓风机58和除菌过滤器59。此外,在有些情况下,也加热无菌空气,优选在鼓风机58与除菌过滤器59之间设置无菌空气加热装置60。

在鼓风机58吹出的空气由加热装置60加热并由除菌过滤器59除菌之后成为无菌热空气,并被喷洒至成型灌装部腔室22内。无菌空气也可以不被加热,但通过被加热,可快速地去除无菌水。也可以不在成型灌装部腔室22中设置无菌空气供给装置,而是将从加热部腔室18排出的加热后的无菌空气喷洒至成型灌装部腔室22。在开动无菌灌装机时,为了维持成型灌装部腔室22内的无菌性而向成型灌装部腔室22供给无菌空气的情况下,也可以不加热无菌空气。

成型灌装部腔室22内部的清洗和杀菌按照例如以下这样的步骤来进行。在向成型灌装部腔室22内喷洒了含有碱性化合物即氢氧化钠的清洗剂之后,喷洒无菌水来冲走清洗剂,向成型灌装部腔室22内喷洒含有过氧乙酸的杀菌剂,进一步地喷洒无菌水来冲走杀菌剂,然后,向成型灌装部腔室22内喷洒在预成型品的杀菌中使用的双氧水的气体或雾或它们的混合物,供给无菌加热空气来使成型灌装部腔室22内部干燥,从而完成杀菌。

在向成型灌装部腔室22内喷洒过氧化氢的气体或雾或它们的混合物的情况下,通过对吹气喷嘴62内部的流路进行清洗或杀菌,在成型灌装部腔室22内露出的吹气喷嘴62和阀块63的外表面温度达到60℃以上,且若暴露于浓度5mg/L以上的过氧化氢气体中,则这些部位的外表面会被良好地杀菌。

在无菌灌装机的运转前的杀菌中,通过喷洒喷嘴56来喷洒杀菌剂,从而对除菌过滤器59的内表面侧也进行杀菌。

通过除菌过滤器59的无菌空气也可以向成型灌装部腔室22内喷洒,并由设置于成型灌装部腔室22的排气装置61排出。此外,无菌空气也可以从成型灌装部腔室22流入加热部腔室18,并由设置于加热部腔室18的排气装置排出。

通过向成型灌装部腔室22内喷洒清洗剂和杀菌剂,从而在成型灌装部腔室22内露出的构件被清洗和杀菌。但是,未露出的吹气喷嘴62以及阀块63的中压内容物P1以及高压内容物P2的管道内部未被清洗和杀菌。因此,在运转无菌灌装机之前,进行管道内的清洗(CIP)和杀菌(SIP)。

如图12所示,CIP是通过在吹气喷嘴62的前端安装杯状的堵塞装置74来进行的。设置清洗剂罐75,清洗剂罐75内的清洗剂通过清洗剂供给泵76而被压送,根据需要来通过升温装置77对清洗剂升温,经过加压装置65从阀块63向吹气喷嘴62、延伸杆64输送清洗剂。由安装于吹气喷嘴62的前端的杯状的堵塞装置74来接受从吹气喷嘴喷出的清洗剂,该清洗剂经由阀块63内的通路流入高压内容物供给歧管72,并通过设置于驱动部66的中心的管体内部的管道,经过驱动部66的下部的旋转接头78回到清洗剂罐75。通过使清洗剂在该循环路径内循环来进行CIP。能够清洗全部与内容物接触的部位即可,循环路径的顺序可以适当变更。

清洗剂使用与在成型灌装部腔室22内的清洗中使用的清洗剂同样的清洗剂。清洗剂中也有通过升温到50℃以上而具有杀菌作用的清洗剂,也可以通过升温装置77而升温。

如图12所示,SIP是通过由加热蒸气供给装置79向加压装置65供给加热蒸气来进行的。向加压装置65供给的加热蒸气经过高压内容物供给歧管72、阀块63而被供给至吹气喷嘴62、延伸杆64。进一步地,由吹气喷嘴62喷出的加热蒸气被安装于吹气喷嘴62的前端的杯状堵塞装置74接受,并从驱动部66的下部排出。SIP通过加热蒸气的热来进行。加热蒸气以121℃以上的温度被供给。

此外,SIP也可以通过温水来进行。如图12所示,在通过温水进行的SIP中,从无菌水罐80通过无菌水供给泵81来压送无菌水。所压送的无菌水由升温装置77升温到70℃~100℃,并经过加压装置65从阀块63被输送至吹气喷嘴62。从吹气喷嘴喷出的无菌水被安装于吹气喷嘴62的前端的杯状的堵塞装置74接受,并经由阀块63内的通路流入高压内容物供给歧管72,通过设置于驱动部66的中心的管体内部的管道来经过驱动部66的下部旋转接头78回到无菌水罐80。通过使温水在该循环路径内循环来进行SIP。升温装置77也可以相对于清洗剂加热另行设置。能够对全部与产品液体接触的部位杀菌即可,循环路径的顺序也可以适当变更。

已灌装了内容物的瓶2经过图1所示的轮24被输送至密封部26。瓶2被输送至设置于密封部26中的密封轮25,如图13所示的密封工序那样,由盖杀菌装置28杀菌后的盖35被供给至密封轮25,由未图示的旋盖机(capper)将该杀菌后的盖35在瓶2的口部1a旋紧,从而密封瓶2。

密封后的瓶2从密封轮25的抓取器34被交接至排出部30的排出轮29的抓取器34。交接至排出轮29的瓶2被放置于排出传送机31。放置于排出传送机31的瓶2从密封部腔室27内被排出至无菌灌装机的外部。

在无菌灌装机运转之前,与成型灌装部腔室22同样地,在密封部腔室27内,进行如下的操作,即,通过喷洒清洗剂进行的清洗、通过喷洒无菌水进行的清洗、通过喷洒杀菌剂进行的杀菌、通过喷洒无菌水进行的杀菌剂的去除、通过喷洒无菌空气进行的无菌水的去除等。进一步地,在无菌灌装机的开动中,通过由密封部腔室27所具备的无菌空气供给装置供给的无菌空气,将密封部腔室27内的压力保持为正压,从而维持密封部腔室27内的无菌性。也可以为了保持密封部腔室27内的压力恰当,而在密封部腔室27中设置排气装置。因此,至少在密封部腔室27中,设置用于对密封部腔室27的内部和内表面进行杀菌的杀菌装置、以及用于向密封部腔室27的内部供给无菌空气的无菌空气供给装置。此外,还设置用于清洗密封部腔室27内部的清洗装置。

以下,针对本申请发明的实施方式2,参照图14进行说明。

(实施方式2)

首先,根据图14来说明实施方式2所涉及的无菌灌装机的概要,该无菌灌装机具备:加热部14,将从预成型品供给装置3供给的预成型品1加热到成型为瓶2的温度;加热后杀菌部82,对加热后的预成型品1进行杀菌;成型灌装部21,通过将杀菌后的内容物以高压灌装至杀菌后的预成型品1,将预成型品成型为瓶2,同时灌装内容物;以及密封部26,对已灌装了内容物的瓶2进行密封。根据实施方式2,能够对杀菌后的预成型品1进行成型并同时灌装内容物,能够以比以往更少的工序获得在瓶2中灌装有内容物的无菌产品。

(实施方式2所涉及的无菌灌装机以及无菌灌装方法)

如图14所示,本实施方式所涉及的无菌灌装机具备:预成型品供给装置3,供给预成型品1;加热部14,将预成型品1加热到成型为瓶2的温度;加热后杀菌部82,对加热后的预成型品1进行杀菌;成型灌装部21,在将预成型品1成型为瓶2的同时灌装杀菌后的内容物;以及密封部26,通过杀菌后的盖35来密封已灌装了内容物的瓶2。还具备将密封后的瓶2放置于排出传送机31并排出至非无菌区的排出部30。

加热部14被加热部腔室18遮蔽,加热后杀菌部82被加热后杀菌部腔室83遮蔽,成型灌装部21被成型灌装部腔室22遮蔽,密封部26和排出部30被密封部腔室27遮蔽。由于加热部14位于加热后杀菌部82的上游,是非无菌区域,所以不被腔室遮蔽也可以。成型灌装部21和密封部26也可以被单一的腔室遮蔽。通过加热后杀菌部82中的预成型品1的杀菌部件,在加热后杀菌部腔室83内产生杀菌剂的气体或雾或它们的混合物、臭氧。加热后杀菌部82将杀菌剂的气体或雾或它们的混合物、臭氧通过进行无害化的废气处理装置84并由排气鼓风机85排出,以使它们不流入加热部14。

在加热后杀菌部腔室83、成型灌装部腔室22以及密封部腔室27中的至少成型灌装部腔室22和密封部腔室27中设置杀菌装置,在无菌灌装机的运转开始之前,对各腔室内部进行杀菌。也有时通过对预成型品1进行杀菌,从而加热后杀菌部腔室83内部被杀菌,也可以不在无菌灌装机运转之前进行杀菌。加热部14设置于加热后杀菌部82的上游,也可以不对加热部腔室18内部进行杀菌。

至少设置于成型灌装部腔室22和密封部腔室27中的杀菌装置与实施方式1同样。此外,至少设置于成型灌装部腔室22和密封部腔室27中的无菌空气供给装置也与实施方式1同样。

图2所示的预成型品1从图14所示的预成型品供给装置3由预成型品输送传送机4以期望的速度连续地输送至加热部14。

本发明的实施方式2中的预成型品1与实施方式1同样。

如图14所示,预成型品1从预成型品供给装置3由预成型品输送传送机4供给至加热炉输送轮11。如图2所示,被供给至加热炉输送轮11的预成型品1的支承环1b由设置于加热炉输送轮11的抓取器34握持。然后,被从抓取器34放开,在预成型品1的口部1a中插入纺锤体52,并被输送至加热部14。被输送至加热部14的预成型品1由红外线加热器15或其他的加热部件加热到适合后来的吹气成型的温度。在红外线加热器15的相反侧设置反射器16,并通过反射器16使由红外线加热器15辐射的热反射,从而有效地加热预成型品1。被加热的预成型品1的温度优选为90℃至130℃。另外,为了防止变形等,预成型品1的口部1a的温度被抑制在70℃以下的温度。

预成型品1被纺锤体52插入其口部1a,一边旋转,一边被输送至加热部14内。纺锤体52以一定间隔被设置于环链12上。环链12通过滑轮13a和13b进行旋转。也能够取代纺锤体52,而将芯轴插入预成型品1,从而一边使预成型品1在倒立状态下进行旋转,一边输送。

加热后的预成型品1被从纺锤体52放开,被抓取器34握持,经过轮9被输送至加热后杀菌部82的加热后杀菌轮86。

被输送至加热后杀菌部82的预成型品1被输送至以一定间距设置有大量的抓取器34的加热后杀菌轮86,并在此处被杀菌。对预成型品1进行杀菌的加热后杀菌工序是通过与杀菌剂的气体或雾或它们的混合物的接触、电子束的照射、含有紫外线的光的照射、过热蒸气的接触中的一种或二种以上方式来进行的。在加热后杀菌轮86中,设置有用于进行加热后杀菌工序的加热后杀菌部件87。预成型品1在加热部14中被加热到成型温度,杀菌效果比常温时更高。

作为加热后杀菌工序,对预成型品1进行杀菌剂的气体或雾或它们的混合物的接触、电子束的照射、含有紫外线的光的照射以及过热蒸气的接触,其与实施方式1是同样的。对于预成型品1,在加热后杀菌部82中,通过设置于加热后杀菌轮86的加热后杀菌部件87,通过与杀菌剂的气体或雾或它们的混合物的接触、电子束的照射、含有紫外线的光的照射、过热蒸气的接触中的一种或二种以上的方法来进行杀菌。加热后杀菌部件87绕加热后杀菌轮86的周围而设置,但也可以除了加热后杀菌轮86以外设置一个或两个以上的轮,并在多个轮上设置杀菌部件。

在无菌灌装机的运转之前,加热后杀菌部腔室83内部也可以通过将双氧水等的杀菌剂向加热后杀菌部腔室83内喷雾等的部件来进行杀菌。因此,在加热后杀菌部腔室83内的壁面,设置杀菌剂的喷洒喷嘴。此外,也可以为了对与加热后杀菌部腔室83接触的无菌空气供给装置的除菌过滤器的靠加热后杀菌部腔室83一侧的面进行杀菌,而设置同样的杀菌剂的喷洒喷嘴。

由加热后杀菌部82杀菌后的预成型品1的支承环1b被握持,经过轮88而被输送至成型灌装部21的成型灌装轮20。被输送至成型灌装轮20的预成型品1通过与实施方式1同样的成型灌装工序,被以高压灌装杀菌后的内容物,从而在成型为瓶2的同时灌装内容物。此外,成型灌装后的瓶2在密封部26中与实施方式1同样地被密封。

以下,针对本申请发明的实施方式3,参照图15进行说明。

(实施方式3)

首先,根据图15来说明实施方式3所涉及的无菌灌装机的概要,并进一步地说明与实施方式1或实施方式2的不同点,该无菌灌装机具备:加热前杀菌部6,对从预成型品供给装置3供给的预成型品1进行杀菌;加热部14,将杀菌后的预成型品1加热到成型为瓶2的温度;加热后杀菌部82,对加热后的预成型品1进行杀菌;成型灌装部21,将杀菌后的内容物以高压灌装至杀菌后的预成型品1,从而将预成型品1成型为瓶2并同时灌装内容物;以及密封部26,对已灌装了内容物的瓶2进行密封。根据该实施方式3,由于在加热预成型品1之前进行预成型品的杀菌,所以能够简单地进行加热后的杀菌,既能够抑制加热后的预成型品1的温度的下降,又能够将预成型品1成型并同时灌装内容物,能够以比以往更少的工序来获得在瓶2中灌装有内容物的无菌产品。

(实施方式3所涉及的无菌灌装机以及无菌灌装方法)

如图15所示,本实施方式3所涉及的无菌灌装机具备:预成型品供给装置3,供给预成型品1;加热前杀菌部6,对预成型品1进行杀菌;加热部14,将预成型品1加热到成型为瓶2的温度;加热后杀菌部82,对加热后的预成型品1进行杀菌;成型灌装部21,在将预成型品1成型为瓶2的同时灌装杀菌后的内容物;以及密封部26,通过杀菌后的盖35来密封已灌装了内容物的瓶2。还具备将密封后的瓶2放置于排出传送机31并排出至非无菌区的排出部30。

加热前杀菌部6被加热前杀菌部腔室5遮蔽,加热部14被加热部腔室18遮蔽,加热后杀菌部82被加热后杀菌部腔室83遮蔽,成型灌装部21被成型灌装部腔室22遮蔽,密封部26和排出部30被密封部腔室27遮蔽。加热部14由于不在无菌区域,所以也可以不被遮蔽。通过加热前杀菌部6中的预成型品1的杀菌部件,在加热前杀菌部腔室5内或加热后杀菌部腔室83内产生杀菌剂的气体或雾或它们的混合物、臭氧。加热前杀菌部6将杀菌剂的气体或雾或它们的混合物、臭氧通过进行无害化的废气处理装置32并由排气鼓风机33排出,以使它们不流入加热部14,加热后杀菌部82通过废气处理装置84并由排气鼓风机85进行排气。其他的腔室与实施方式2同样。

在加热前杀菌部腔室5、加热部腔室18、加热后杀菌部腔室83、成型灌装部腔室22以及密封部腔室27中的至少成型灌装部腔室22和密封部腔室27中设置杀菌装置,在无菌灌装机的运转开始之前,对各腔室内部进行杀菌。也有时通过对预成型品1进行杀菌,从而加热前杀菌部腔室5和加热后杀菌部腔室83内部被杀菌,也可以不在无菌灌装机运转之前进行杀菌。加热部14设置于加热后杀菌部82的上游,也可以不对加热部腔室18内部进行杀菌。

至少设置于成型灌装部腔室22和密封部腔室27中的杀菌装置与实施方式1同样。此外,至少设置于成型灌装部腔室22和密封部腔室27中的无菌空气供给装置也与实施方式1同样。

(实施方式3所涉及的无菌灌装机以及无菌灌装方法的详细)

图2所示的预成型品1从图15所示的预成型品供给装置3由预成型品输送传送机4以期望的速度连续地输送至加热前杀菌部5。预成型品1与实施方式1同样。

被输送至加热前杀菌部5的预成型品1被交接至以一定间距设置有大量的抓取器34的加热前杀菌轮7,并在此处进行杀菌。对预成型品1进行杀菌的加热前杀菌工序是通过与杀菌剂的接触、电子束的照射、含有紫外线的光的照射、与温水的接触、与过热蒸气的接触中的一种或二种以上方式进行的。加热前杀菌工序与实施方式1同样。在加热前杀菌轮7中,设置用于进行加热前杀菌工序的加热前杀菌部件8。预成型品1也可以在被杀菌前通过热空气进行预热。为了对预成型品1进行预热,也可以在加热前杀菌轮7的前方设置用于预热的轮。通过对预成型品1进行预热来提高杀菌效果。

如上所述地,对于预成型品1,在加热前杀菌部6中,由设置于加热前杀菌轮7的加热前杀菌部件8通过与杀菌剂的接触、电子束的照射、含有紫外线的光的照射、与温水的接触、与过热蒸气的接触中的一种或二种以上的方法来进行杀菌。加热前杀菌部件8绕加热前杀菌轮7的周围而设置,但也可以除了加热前杀菌轮7以外设置一个或两个以上的轮,并在多个轮中设置加热前杀菌部件8。除了加热前杀菌轮7以外,也可以在预成型品供给装置3、预成型品输送传送机4中进行杀菌。

由加热前杀菌部6杀菌后的预成型品1被抓取器34握持其支承环1b,并经过轮9被交接至加热炉输送轮11。被输送至加热炉输送轮11的预成型品1通过与实施方式1同样的工序由加热部14加热,加热后的预成型品1由加热后杀菌部82进行杀菌,杀菌后的预成型品1在由成型灌装部21成型为瓶2的同时被灌装内容物,已灌装了内容物的瓶2由密封部26密封,并经过排出部30被排出至无菌灌装机的外部。加热后杀菌工序与实施方式2同样。

本发明如以上说明的那样构成,但并不限定于上述实施方式,例如,作为无菌灌装机的方式,也可以不是上述的轮式的无菌灌装机,而是直线式的无菌灌装机等,在本发明的宗旨内能够进行各种变更。

标号说明

1…预成型品

2…瓶

5…加热前杀菌部腔室

6…加热前杀菌部

8…加热前杀菌部件

14…加热部

18…加热部腔室

21…成型灌装部

22…成型灌装部腔室

23…模具

26…密封部

27…密封部腔室

57…无菌空气供给装置

62…吹气喷嘴

63…阀块

64…延伸杆

65…加压装置

67…可动部

68…固定部

72…高压内容物供给歧管

74…堵塞装置

82…加热后杀菌部

83…加热后杀菌部腔室

87…加热后杀菌部件

P1…中压内容物

P2…高压内容物

技术分类

06120114701810