JPH0958630A - 包装材料の殺菌方法及び殺菌装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 細菌、真菌、その他各種の雑菌に対して殺菌
効果を発揮でき、しかも面倒な後処理を必要としない包
装材料の殺菌方法を提供する。 【解決手段】 搬送ベルト３によって包装材料７を紫外
線殺菌室１６内へ搬送して紫外線ランプ２５によって紫
外線殺菌を行い、特に細菌などを殺菌する。その後、包
装材料７をスチーム殺菌室１７内へ搬送してスチームノ
ズル２９によってスチーム殺菌を行い、特に真菌などを
殺菌する。紫外線殺菌室１６内には無菌エアー供給源２
４から２０℃〜４０℃程度に温度制御された無菌エアー
が供給され、これにより、紫外線殺菌室内が殺菌に最適
な一定温度に維持され、さらにその紫外線殺菌室内を陽
圧に保持して外部からのスチームの進入を阻止して温度
が変動するのを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、食品などといった
内容物を包装する包装材料を殺菌するための殺菌方法及
び殺菌装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】食品や、医薬品などといった内容物を紙
製又はプラスチック製の容器、すなわち包装材料によっ
て包装するという包装形態は既に広く知られている。こ
のような包装形態を実現するために、包装材料の成形、
内容物の充填及び包装材料の密封などといった一連の処
理を自動的に行うようにした充填包装装置は既に知られ
ている。また、この種の充填包装装置において、内容物
を充填する前の包装材料を殺菌すると共に装置内部の全
体を無菌又は減菌状態に保持するようにした、いわゆる
無菌充填包装装置も知られている。

【０００３】従来、包装材料などを殺菌するため、包装
材料などの表面に殺菌剤、例えば過酸化水素水（Ｈ
₂Ｏ₂）を接触させることが知られている。しかしなが
ら、殺菌剤を用いた殺菌では、包装材料の内部又は外部
に残留する殺菌剤を除去するために面倒な後処理が必要
となる。

【０００４】また、従来の殺菌方法として、紫外線を包
装材料に照射するという殺菌方法が知られている。この
紫外線殺菌方法は、細菌に対しては殺菌効果が高いが、
真菌、特に黒カビに対しては殺菌効果が低い。紫外線ラ
ンプのみで黒カビを殺菌するためには、長時間及び高出
力の紫外線照射が必要になり、その場合には、非常に大
型の紫外線発生設備が必要となる。

【０００５】またさらに、従来の殺菌方法として、高温
蒸気、いわゆるスチームを包装材料に吹き付けるという
殺菌方法が知られている。真菌類は熱に対する耐性が低
いので、このスチーム殺菌方法は真菌類に対する殺菌効
果は高いが、細菌、特に胞子に対してはほとんど殺菌効
果がない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の殺菌
方法における上記の問題点を解消するためになされたも
のであって、各種の雑菌に対して殺菌効果を発揮でき、
しかも面倒な後処理を必要としない包装材料の殺菌方法
及び殺菌装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る包装材料の殺菌方法は、包装材料に紫
外線を照射する紫外線殺菌工程と、包装材料に高温蒸気
を吹き付けるスチーム殺菌工程とを有することを特徴と
する。紫外線殺菌及びスチーム殺菌の両方の殺菌方法を
用いるので、各種の雑菌を殺菌できる。また、過酸化水
素水などといった殺菌剤を用いないので、ほとんど後処
理を必要としない。殺菌効果を高めるためには、紫外線
殺菌工程の後にスチーム殺菌工程を実行することが望ま
しい。

【０００８】本発明に係る包装材料の殺菌装置は、包装
材料に紫外線を照射する紫外線殺菌室と、包装材料に高
温蒸気を吹き付けるスチーム殺菌室と、紫外線殺菌室の
温度を所定温度に制御する紫外線殺菌室調温手段とを有
することを特徴とする。紫外線殺菌室調温手段は任意の
温度制御要素によって構成できるが、望ましくは、所定
温度の無菌エアーを紫外線殺菌室内へ供給するという技
術手法によって構成する。この方法によれば、紫外線殺
菌室内の温度を所定の一定温度に維持できると共に、紫
外線殺菌室内の気圧をスチーム殺菌室内の気圧よりも高
く、すなわち陽圧にできる。このように紫外線殺菌室内
を陽圧に設定すれば、スチーム殺菌室内の蒸気が紫外線
殺菌室内へ流入することが防止され、よって、紫外線殺
菌室内の温度上昇を防ぐことができる。

【０００９】本発明者は、紫外線殺菌とスチーム殺菌と
を併用することに鑑み、紫外線殺菌による殺菌効果が雰
囲気温度に応じてどのように変化するかを観察するため
に、次のような実験を行った。 （実験条件）図５に示すようなカップ容器５７の底面の
約１０ｃｍ² の領域Ｒに枯草菌（芽胞）を約１０００個
塗布した。そして、紫外線ランプによってそのカップ容
器５７の植菌面を約１００ｍＷ・ｓｅｃ／ｃｍ２の線量
で照射した。また、その紫外線照射に際して、温度制御
した無菌エアーをカップ容器５７のまわりに導入して、
雰囲気温度を変化させた。

【００１０】（実験結果）以上の条件で実験を行ったと
ころ、以下のような結果を得た。 上記の結果から明らかなとおり、雰囲気温度が低すぎた
り、あるいは高すぎると、紫外線殺菌による殺菌効果が
著しく低下する。実用上許容できる範囲は、２０℃〜５
０℃の温度範囲である。従って、本発明に係る紫外線殺
菌室調温手段は紫外線殺菌室を２０℃〜５０℃に温度調
節することが望ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る包装材料の
殺菌方法を用いた無菌充填包装装置の一実施形態を示し
ている。この無菌充填包装装置は、駆動ローラ１と従動
ローラ２との間に掛け渡された無端で環状の搬送ベルト
３と、その搬送ベルト３を気密に包囲する密封チャンバ
４とを有している。搬送ベルト３の上側走行部は従動ロ
ーラ２から駆動ローラ１へ向かって図の右側から左側へ
移動し、一方、搬送ベルト３の下側走行部は駆動ローラ
１から従動ローラ２へ向かって図の左側から右側へ移動
する。本実施形態では、搬送ベルト３が包装材料搬送手
段を構成し、その搬送ベルト３の上側走行部が包装材料
の搬送路に相当する。

【００１２】搬送ベルト３は、例えば図４に示すよう
に、ベルト基板５の中に複数の包装材料収納用の開口６
を開けることによって形成されている。図では、搬送ベ
ルト３の移動方向Ｆに関して２列の開口６が一定の間隔
Ｄで連続して設けられる。しかしながら、開口６の列は
１列とすることもできるし、３列以上とすることもでき
る。また、間隔Ｄも自由に設定できる。本実施形態では
包装材料として、図３に示すようなカップ容器７を考え
る。このカップ容器７は、その上端に開口２６を有し、
さらにその上端周縁にフランジ８を有している。容器開
口２６を通してカップ容器７の内部に内容物、例えば流
状食品を注入した後、フランジ８に円形状の蓋材９を加
熱溶着することによって、内容物入りの製品容器が完成
する。図４において、カップ容器７はその底部から開口
６の中に挿入され、フランジ８が開口６の周縁に引っ掛
かった状態で搬送ベルト３に支持される。

【００１３】図１に戻って、本実施形態の無菌充填包装
装置は、包装材料供給ステージ１０と、殺菌ステージ１
１と、乾燥ステージ１２と、内容物充填ステージ１３
と、密封ステージ１４と、そして製品容器取出しステー
ジ１５とを有している。殺菌ステージ１１は、紫外線殺
菌室１６及びスチーム殺菌室１７によって構成される。

【００１４】包装材料供給ステージ１０内の密封チャン
バ４には、カップ容器７を補給するための補給用開口２
０、エアー排気口２１ａ及びエアー排気口２１ｂが設置
される。各エアー排気口２１ａ及び２１ｂの中には流量
調節弁２２が設けられる。紫外線殺菌室１６は隔壁２３
によって囲まれており、その隔壁２３のまわりには無菌
エアー供給源２４が設けられ、その隔壁２３の内部には
上下一対の紫外線ランプ２５が搬送ベルト３を挟んで設
けられる。無菌エアー供給源２４は２０℃〜５０℃の温
度範囲に調節された無菌エアーを発生し、その無菌エア
ーを隔壁２３の内部へ流し込む。図２に示すように、各
紫外線ランプ２５は搬送ベルト３によるカップ容器７の
搬送方向Ｆに対して平行に配置されており、通電によっ
て発光して紫外線をカップ容器７へ上下方向から照射す
る。

【００１５】図１において、紫外線殺菌室１６の後段位
置に配設されたスチーム殺菌室１７は隔壁１８によって
囲まれており、その隔壁１８のまわりにはスチーム供給
源１９が設けられ、その隔壁１８の内部にスチームノズ
ル２９が設けられる。スチーム供給源１９は高温の蒸気
を発生し、その蒸気は、図２に示すように、スチームノ
ズル２９の先端からカップ容器７へ上下方向から噴射さ
れる。

【００１６】図１において、乾燥ステージ１２には、搬
送ベルト３を挟んで一対のエアー配管５９が設置されて
いる。これらのエアー配管５９は乾燥空気供給源６１に
接続されていて、その乾燥空気供給源６１で発生した高
温で乾燥した空気がそれらのエアー配管５９を通して搬
送ベルト３に支持されたカップ容器７へ上下から吹き付
けられる。また、乾燥ステージ１２の下方に位置するの
密封チャンバ４には流量調節弁２２を備えたエアー排気
口２１ｃが設けられる。また、乾燥ステージ１２と内容
物充填ステージ１３との間は隔壁２７によって仕切られ
ている。さらに、内容物充填ステージ１３には、内容
物、例えば流状食品を貯留した内容物タンク６２が設置
され、その内容物タンク６２から垂下する充填ノズル６
３が搬送ベルト３の上方に位置している。

【００１７】密封ステージ１４内には、蓋材搬送／殺菌
装置６４及びシール／カット装置６５が設置されてい
る。蓋材搬送／殺菌装置６４は、蓋材供給ロール６６か
ら蓋材巻取りロール６７に至る蓋材搬送系と、殺菌剤と
しての過酸化水素水Ｈを貯留した殺菌剤バス６８と、そ
して、シート状の蓋材を乾燥するための蓋材乾燥装置６
９とを有している。シール／カット装置６５は、搬送ベ
ルト３に対して進退移動、すなわち図１において上下移
動することによって、シート状の蓋材からカップ容器７
の開口に合った大きさの円形状の蓋材９（図３参照）を
打ち抜き、それと同時に、打ち抜いたその蓋材をカップ
容器７の上端フランジ８（図３参照）に加熱溶融定着、
すなわちヒートシールする。

【００１８】図１において、製品容器取出しステージ１
５内の密封チャンバ４の上面には容器取出し用の開口７
１が設けられ、さらに搬送ベルト３を挟んでその開口７
１に対向して容器排出装置７２が設けられる。容器排出
装置７２は、図示しない駆動装置によって駆動されて上
下方向へ昇降移動するようになっており、上方向へ移動
するときに搬送ベルト３に支持されているカップ容器７
を上方へ押し上げて搬送ベルト３から外し、さらに容器
取出し用開口７１を通して外部へ排出する。なお、製品
容器取出しステージ１５内の密封チャンバ４の側面に
は、密封チャンバ４の内部の全域を無菌の陽圧状態に設
定するための無菌エアー導入口７３が設けられ、その導
入口７３の内部には流量調節弁２２が配設される。

【００１９】以下、上記構成より成る無菌充填装置の動
作について説明する。まず、図示しない装置殺菌機構に
よってチャンバ４の内部が殺菌される。これは、例え
ば、チャンバ４の適所に設けた殺菌剤噴射ノズルなどに
よって殺菌剤をチャンバ４内に噴射するなどの処理によ
って実行される。そしてその後、無菌エアー導入口７３
内の流量調節弁２２及び各エアー排気口２１ａ，２１
ｂ，２１ｃ内の流量調節弁２２を開状態に設定し、さら
にエアー導入口７３から無菌エアーを導入して、チャン
バ４の内部にエアー流を形成する。このエアー流によっ
てチャンバ４内を陽圧状態に保持することにより、外部
からチャンバ４内へ雑菌が進入することを防止し、その
無菌環境下でカップ容器７に対して充填包装処理を行
う。

【００２０】充填包装処理は、例えば、以下のようにし
て行われる。まず図１において、包装材料供給ステージ
１０内の補給用開口２０からカップ容器７が供給され
る。そして一方、搬送ベルト３が間欠的に周回移動を開
始する。補給用開口２０から供給されたカップ容器７
は、搬送ベルト３の開口６（図４参照）に１個づつ挿入
され、そして搬送ベルト３の周回移動に従って図１の左
方向へ搬送される。搬送されるカップ容器７は、まず、
殺菌ステージ１１の紫外線殺菌室１６内へ運ばれる。

【００２１】紫外線殺菌室１６内へ搬入されたカップ容
器７は、図２に示すように、紫外線ランプ２５によって
上下から紫外線の照射を受けて殺菌される。この紫外線
殺菌処理により、特に細菌に対して有効な殺菌処理が行
われる。この殺菌処理に際し、紫外線殺菌室１６の隔壁
２３の内部には２０℃〜５０℃の温度範囲に調節された
無菌エアーが導入されるので、温度的に見て最も好まし
い条件で紫外線殺菌による殺菌効果が得られる。この温
度範囲は、既に説明したように、本発明者によって実験
的に求められたものである。

【００２２】なお、紫外線殺菌室１６内に導入された無
菌エアーは、紫外線殺菌室１６のカップ容器の出入り口
から外部へ流れ出る。この無菌エアーの流れにより、紫
外線殺菌室１６内の気圧はスチーム殺菌室１７内の気圧
よりも高く、すなわち陽圧になり、これにより、スチー
ム殺菌室１７内の蒸気が紫外線殺菌室１６内へ流入して
その紫外線殺菌室１６内の温度が上昇することを防止で
きる。

【００２３】紫外線殺菌処理を受けたカップ容器７は、
その後、図１において搬送ベルト３によって搬送されて
スチーム殺菌室１７へ送られる。スチーム殺菌室１７内
ではスチームノズル２９から高温蒸気が噴射されている
から、カップ容器７はその高温蒸気の吹き付けにより殺
菌処理を受ける。このスチーム殺菌により、特に熱に対
する耐性が低い真菌類を効果的に殺菌できる。以上のよ
うにして紫外線殺菌及びスチーム殺菌の２種類の殺菌処
理を行うことにより、カップ容器７に関して各種の雑菌
に対して殺菌処理ができる。特に、紫外線殺菌を先に行
い、その後にスチーム殺菌を行うことにより、高い殺菌
効果が得られた。

【００２４】殺菌処理を終えたカップ容器７が、図１に
おいて、乾燥ステージ１２内へ入ると、一対のエアー配
管５９によって高温の乾燥空気が上下両方向からカップ
容器７へ吹き付けられ、これにより、そのカップ容器７
が乾燥される。この乾燥ステージ１２は、スチーム殺菌
処理を経過したカップ容器７の湿り具合が実用上差し支
えない程度であれば、省略することもできる。カップ容
器７は、その後、搬送ベルト３によって内容物充填ステ
ージ１３へ運ばれる。内容物充填ステージ１３内の充填
ノズル６３からは、カップ容器７の搬送タイミングに同
期したタイミングで内容物、すなわち流状食品が放出さ
れ、その放出された内容物がカップ容器７の内部へ収容
される。そして内容物を収容したカップ容器７は、次い
で、密封ステージ１４へ搬送される。

【００２５】密封ステージ１４内では、蓋材供給ロール
６６から繰り出されたシート状の蓋材が殺菌剤バス６８
内に貯留された液体状の過酸化水素水Ｈに浸漬されて殺
菌され、さらに乾燥装置６９を通過する間に乾燥処理を
受け、そしてシール／カット装置６５とカップ容器７と
の間まで搬送される。シール／カット装置６５は、シー
ト状の蓋材をカップ容器７の開口部の径に合った円形状
に打ち抜き、さらに図８に示すようにその打ち抜いた円
形状の蓋材９をフランジ８に溶融接着する。こうして内
容物入りの製品容器が完成するが、これまでの全ての工
程は無菌状態に保持された無菌チャンバ４の内部で行わ
れるので、得られた製品容器も無菌状態である。完成し
た製品容器は、その後、製品容器取出しステージ１５へ
運ばれて、容器排出装置７２によって搬送ベルト３から
取り外され、さらに取出し用開口７１を通して外部へ取
り出される。

【００２６】（その他の実施形態）以上、好ましい実施
形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はその実施形
態に限定されるものでなく、請求の範囲に記載した技術
的範囲内で種々に改変できる。例えば、包装材料は図３
に示すようなカップ容器７に限られず、角筒形状、円筒
形状、その他任意の形状の容器を用いることができる。

【００２７】また、本発明に係る包装材料の殺菌装置を
適用できる充填包装装置は、図１に示した構造の装置に
限られない。要は、包装材料を搬送するための搬送装置
を有すると共に、包装材料の搬送路に沿って殺菌ステー
ジ、内容物充填ステージなどの各種ステージが順を追っ
て設置される構造の充填包装装置で有りさえすれば具体
的な構造は任意である。例えば、包装材料の搬送装置を
図１に示すような環状ベルトを用いて構成するのではな
くて、円盤形状のターンテーブルによって構成すること
ができる。このような装置では、ターンテーブルによっ
て複数の包装材料を水平面内で環状に周回移動させ、そ
の周回移動経路の上方位置に包装材料供給ステージ、殺
菌ステージ、乾燥ステージ、内容物充填ステージ、密封
ステージ、そして製品容器取出しステージなどの各種ス
テージをリング状の配置形態で配設する。

【００２８】また、紫外線殺菌室１６及びスチーム殺菌
室１７の配置順序に関しては、図２に示すように、紫外
線殺菌室１６を上流側にすることに限られず、スチーム
殺菌室１７を上流側に設置することも可能である。

【００２９】

【発明の効果】請求項１記載の包装材料の殺菌方法及び
請求項３記載の殺菌装置によれば、紫外線殺菌とスチー
ム殺菌とを組み合わせて包装材料を殺菌するようにした
ので、細菌、真菌、その他各種の雑菌に対して確実に殺
菌効果を発揮できる。しかも、過酸化水素水などといっ
た殺菌剤を使わないので、面倒な後処理を必要としな
い。

【００３０】請求項２記載の殺菌方法及び請求項４記載
の殺菌装置によれば、効果の高い殺菌処理を行うことが
できる。

【００３１】請求項５記載の殺菌装置によれば、無菌エ
アーの導入により、紫外線殺菌室の温度を殺菌効果を発
揮するのに適した一定温度に保持できる。そしてその
上、紫外線殺菌室をスチーム殺菌室に対して陽圧に保持
できるので、スチーム殺菌室内の蒸気が紫外線殺菌室内
へ流入して紫外線殺菌室内の温度が上昇することを防止
できる。

【００３２】請求項６記載の殺菌装置によれば、紫外線
殺菌による殺菌効果を最も効果的に発揮できる。

【００３３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る包装材料の殺菌方法及び装置を用
いた無菌充填包装装置の一実施形態を示す正面断面図で
ある。

【図２】本発明に係る包装材料の殺菌装置の一実施形態
を示す正面断面図である。

【図３】包装材料の一例を示す斜視図である。

【図４】包装材料のための搬送手段の一例を示す斜視図
である。

【図５】殺菌効果の確認のために行った実験に用いた包
装材料を示す斜視図である。

【符号の説明】

３ 包装材料搬送ベルト ４ 密封チャンバ ５ ベルト基板 ６ 包装材料支持用の開口 ７ カップ容器（包装材料） ８ フランジ ９ 蓋材 １０ 包装材料供給ステージ １１ 殺菌ステージ １２ 乾燥ステージ １３ 内容物充填ステージ １４ 密封ステージ １５ 製品容器取出しステージ １６ 紫外線殺菌室 １７ スチーム殺菌室 １８ 隔壁 １９ スチーム供給源 ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ エアー排気口 ２３ 隔壁 ２４ 無菌エアー供給源 ２５ 紫外線ランプ ２６ 容器開口 ２７ 隔壁 ２９ スチームノズル ６１ 乾燥空気供給源 ６３ 内容物充填ノズル ６４ 蓋材搬送／殺菌装置 ６５ シール／カット装置 ７１ 容器取出し用開口 ７２ 容器排出装置 ７３ 無菌エアー導入口 Ｈ 過酸化水素水

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 包装材料に紫外線を照射する紫外線殺菌
   工程と、包装材料に高温蒸気を吹き付けるスチーム殺菌
   工程とを有することを特徴とする包装材料の殺菌方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の包装材料の殺菌方法にお
   いて、紫外線殺菌工程の後にスチーム殺菌工程を実行す
   ることを特徴とするとする包装材料の殺菌方法。
3. 【請求項３】 包装材料に紫外線を照射する紫外線殺菌
   室と、包装材料に高温蒸気を吹き付けるスチーム殺菌室
   と、紫外線殺菌室の温度を所定温度に制御する紫外線殺
   菌室調温手段とを有することを特徴とする包装材料の殺
   菌装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の包装材料の殺菌装置にお
   いて、包装材料を搬送する包装材料搬送手段を有してお
   り、包装材料の搬送方向に関して紫外線殺菌室をスチー
   ム殺菌装置の上流側に配置することを特徴とする包装材
   料の殺菌装置。
5. 【請求項５】 請求項３又は請求項４記載の包装材料の
   殺菌装置において、紫外線殺菌室調温手段は所定温度の
   無菌エアーを紫外線殺菌室内へ供給することを特徴とす
   る包装材料の殺菌装置。
6. 【請求項６】 請求項３から請求項５のうちの少なくと
   も１つに記載の包装材料の殺菌装置において、紫外線殺
   菌室調温手段は紫外線殺菌室を２０℃〜５０℃に温度調
   節することを特徴とする包装材料の殺菌装置。