套筒的杀菌方法及装置与流程

本发明涉及通过无菌充填包装机对牛奶、酒、汤、果汁、茶、水、其他乳制品、冷饮或食品进行无菌充填的纸容器用套筒的杀菌方法及装置。

背景技术：

以往，提出了一种纸容器的杀菌方法，在纸容器的无菌充填包装机中，供给成为柱状的纸容器的套筒，在对底部进行成型后，在充填内容物而进行密封的情况下，在形成底部之前，在形成纸容器的底部的套筒的内表面，喷出过氧化氢水的喷雾，使附着在纸容器表面的喷雾干燥。(专利文献1)。

并且，提出了在将套筒供给到无菌充填包装机之前，使其暴露于环氧乙烷气体，照射电子束而对套筒进行杀菌(专利文献2)。这样，通过事先对套筒杀菌，来省略无菌充填包装机内的底部的杀菌。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开平9-240629号公报

专利文献2：(日本)特开2013-18535号公报

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

在专利文献1所述的，对纸容器用套筒杀菌的现有技术中，将成型为纸容器之前的套筒供给到无菌充填包装机，在向成为纸容器的底部的部分喷出过氧化氢溶液的喷雾而对成为纸容器的底部的部分的进行杀菌后，通过向套筒吹附热风，同时进行附着在表面上的喷雾的除去和通过热封来封闭底部的加热。然而，在这里由于同时进行喷雾和热风吹附这两个工序，因此成为无菌充填包装机的过大化和成本上升的主要原因。

另外，在专利文献2所记载的，通过事先对套筒进行杀菌而省略底部杀菌的方法中也存在缺点。具体地说，在环氧乙烷气体的杀菌中，存在在套筒的层叠素材即纸中生成有害物质的隐患。并且，在电子束等射线的杀菌中，存在使构成最内面的层的聚乙烯交联而妨碍热封性，使聚乙烯分解而成为异臭的原因的问题。另外，在任一杀菌方法中，由于操作复杂，在无菌充填包装机内完成底部形成之前，难以维持无菌性。

本发明是为了解决上述课题而做出的，目的在于提供一种套筒的杀菌方法及装置，通过使形成纸容器用套筒的底部的部分的杀菌与通过热封来封堵底部的加热同时进行，能够使杀菌和封闭的工序简化。

用于解决技术问题的技术方案

本发明的套筒的杀菌方法，无菌充填装置将具有至少由纸层叠而成的壁面的筒状体即套筒的开放端的一方的面封闭而对有底筒状的纸容器成型，进行该纸容器的杀菌、充填和密封，该套筒的杀菌方法的特征在于，在使所述套筒呈柱状立起的状态下，向成为所述纸容器的底部的所述套筒的内面吹附含有杀菌剂的热风，同时进行所述底部的内面的杀菌和用于实现所述密封的加热。

并且，优选在本发明的套筒的杀菌方法中，含有所述杀菌剂的热风由插入柱状的所述套筒的具有小孔的心轴吹出。

并且，优选在本发明的套筒的杀菌方法中，所述杀菌剂至少含有过氧化氢。

并且，优选在本发明的套筒的杀菌方法中，含有所述杀菌剂的热风是将所述杀菌剂呈雾状喷入气化部内而使其气化，将该杀菌剂的气体与热风混合而得到的。

本发明的套筒的杀菌装置在无菌充填装置中将具有至少由纸层叠而成的壁面的筒状体即套筒的开放端的一方的面封闭而对有底筒状的纸容器成型，进行该纸容器的杀菌、充填和密封，该套筒的杀菌装置的特征在于，

通过设置具有在使所述套筒呈柱状立起的状态下，向成为所述纸容器的底部的所述套筒的内面吹附含有杀菌剂的热风的小孔的心轴，使具有该小孔的心轴构成同时进行所述底部的内面的杀菌和用于实现所述密封的加热的杀菌密封机构。

另外，优选本发明的套筒的杀菌装置设有将所述杀菌剂呈雾状向气化部内喷出而使其气化，将该杀菌剂的气体与热风混合的混合装置。

发明的效果

根据本发明，通过在成为纸容器的套筒的底部的内面吹附含有杀菌剂的热风，同时进行套筒的底部的内面的杀菌和用于封闭底部的加热，由此能够使杀菌和封闭的工序简化。

附图说明

图1是表示装入有本发明实施方式的套筒的杀菌装置的无菌充填装置的概略的侧面图。

图2表示的是本发明实施方式的，成形为纸容器之前的套筒。

图3表示的是本发明实施方式的无菌充填制品。

图4表示的是装入有本发明实施方式的套筒的杀菌装置的杀菌剂气体生成器。

图5表示的是本发明实施方式的，产生包含杀菌剂的热风的混合装置。

图6表示的是本发明实施方式的，具有用于吹附含有杀菌剂的热风的小孔的心轴。

图7表示的是本发明的实施方式的，向套筒的底部吹附含有杀菌剂的热风的工序。

图8是本发明的实施方式的，向套筒的底部吹附含有杀菌剂的热风的工序，表示的是图7的A-A的剖面。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。

(方法及装置的概要)

如图1所示，装入有本发明实施方式的套筒的杀菌装置的无菌充填装置15具备：供给套筒1的套筒供给装置2，接收从该套筒供给装置2供给的套筒1而将其成型为纸容器10的底部组装装置6，搬运成型的纸容器10的传送带12，对纸容器10的内面进行杀菌的内面杀菌装置13，充填装置19，在充填后对纸容器进行密封的头部密封装置22。需要说明的是，无菌充填装置15被无菌腔3覆盖。

(无菌充填装置的工序的概要)

如图1所示，由套筒供给装置2将具有至少有纸层叠而成的壁面的筒状体即套筒1导入到无菌腔3中。套筒1残留封闭所需的部分，被插入设置于转盘9的心轴4。另外，在将未插入心轴4的套筒1成型为纸容器10时形成纸容器10的底部的套筒1的内面插入具有小孔的心轴5，从具有小孔的心轴5吹附含有杀菌剂的热风。

如图2所示，套筒1为使至少由纸层叠而成的片状部件成为筒状而设有胴粘贴部24，并且具有在成型为纸容器10时用于折叠的胴部形成用折线23a，底部形成用折线23b，头部形成用折线23c。图2所示的套筒1在成型后成为山形顶型纸盒，成为图3所示的无菌充填制品11的形状。

套筒1在纸的两面具有能够热封的聚乙烯，聚丙烯等热塑性树脂作为层。并且，可以根据需要在纸的内侧设置由聚乙烯对苯二甲酸酯或聚酰胺等热塑性树脂构成的膜，铝箔，蒸镀了铝，氧化硅，氧化铝等金属或金属氧化物的膜，乙烯醇-乙烯醇共聚物，芳香二元胺与二元酸的共聚物等具有隔离性的热塑性树脂等作为层。并且，纸的外侧或最外面可以具有印刷部分。另外，作为中间层，可以设置一层或两层以上的由粘接剂或具有粘接性的热塑性树脂构成的层。例如，作为套筒1的构成，具有聚乙烯/印刷/纸/聚乙烯，聚乙烯/印刷/纸/聚乙烯或乙烯醇-甲基丙烯酸共聚物/铝箔/聚乙烯，印刷/聚乙烯/纸/聚乙烯/乙烯醇-乙烯醇共聚物/聚乙烯，印刷/聚乙烯/纸/乙烯醇-甲基丙烯酸共聚物/具有氧化硅蒸镀的聚酯纤维膜/粘接剂/聚乙烯等。另外，优选所层叠的纸的克重为80g/m²～500g/m²。如果不足80g/m²则没有作为纸容器的保形性，如果超过500g/m²，则加工困难。另外，优选能够热封的层为15μm～150μm。如果不足15μm则不能得到充足的热封强度，如果超过150μm，热封强度充足，但变得过剩。通过冲裁这样的层叠体，通过热封粘贴胴部而得到套筒1。

套筒1的胴粘贴部24通过对套筒1的内面和外面进行热封而形成。在这里，胴粘贴部24的内侧层叠体的端面不露出。这是由于，进行将成为内侧的端部的前端向外侧折入的卷边，切削前端的内侧而向外侧折入的切削卷边或在端部粘贴两面具有热封性的胶带等。由此，能够防止细菌从胴粘贴部24的内侧的层叠体的纸的端面进入内容物，防止内容物向纸浸透。

套筒1沿着胴部形成用折线23a被折叠，通过设置胴粘贴部24而成为筒状体，但在胴部形成用折线23a浅的情况下或纸薄的情况下边会成为圆弧状，并且在部分地不设置折线的情况下，套筒1的该部分的截面也会成为大致圆形状。另外，也会得到成为六形等多边的部分。

另外，套筒1被底部痕迹折叠装置7沿着底部形成用折线23b被折叠，通过吹附含有杀菌剂的热风而处于熔融状态，套筒1的内面的热塑性树脂彼此被底部密封装置8压接。这样，本实施方式的无菌充填装置具备对套筒1的开放端的一方的面进行杀菌且密封而使其成型为有底筒状的纸容器10的杀菌封闭机构。

成型的纸容器10被传送带12间歇地被搬运，并且杀菌剂气体从喷嘴14被吹附至纸容器10的内面。吹附到纸容器10的内面的杀菌剂被从热空气喷嘴17吹附到纸容器10的内面的热空气除去。该热空气由热空气供给装置16供给。另外，也会从无菌空气喷嘴18向纸容器10的内面吹附无菌空气。

在被杀菌的纸容器10通过充填装置19充填有通过未图示的内容物杀菌装置进行了杀菌的内容物。另外，通过头部痕迹折叠装置20折入纸容器10的头部形成用折线23c，内面被头部加热装置21加热，并且被头部密封装置22压接，密封。密封的纸容器10成为无菌充填制品11。

(纸容器的杀菌方法及装置的细节)

套筒1在被搬运到无菌腔3后，除了成为纸容器10的底部的部分之外的部分被安装于心轴4。在套筒1的，不与心轴4接触的部分从图6所示的被插入的具有小孔的心轴5的小孔32如图7所示地吹附有含有杀菌剂的热风。在这种情况下，由于套筒1的截面为四边形，具有小孔的心轴5也成为相似的四边形，如图8所示，从在具有小孔的心轴5的四个面设置的小孔32向套筒1的四个面吹附具有杀菌剂的热风。

通过该工序，成为纸容器10的底部的套筒1的内面被杀菌。杀菌剂由于高温的热风而不残留在套筒1的内面，在杀菌后分解而挥发。并且，套筒1的内面由于热风的吹附而同时被加热到能够使用于封闭的热封成为可能的温度。

在套筒1被吹附含有杀菌剂的热风后，底部痕迹折叠装置7沿着底部形成用折线23b将套筒1的三角部向内侧折入，使三角的顶点对接而被底部密封装置8压接由此成型为纸容器10。并且，也可以使三角部向外侧伸出，在压接后将三角部折向纸容器的侧面侧而紧贴于纸容器10的外面，向热封部侧折入而成为底部。

优选本实施方式中的杀菌剂至少含有过氧化氢。其含有量在0.5质量％～65质量％的范围内是适当的。如果不足0.5质量％则存在杀菌力不足的情况，如果超过65质量％，则在安全上难以操作。并且，更合适的是0.5质量％～40质量％，如果在40质量％以下则操作更为容易，由于成为低浓度而能够降低杀菌后的杀菌剂的残留量。

并且，杀菌剂含有水，但也可以含有甲醇，乙醇，异丙醇，正丙醇，丁醇等醇类，丙酮，丁酮，乙酰丙酮等酮类，乙二醇醚等的一种或两种以上。

另外，杀菌剂可以含有过醋酸，醋酸，氯化物，臭氧等具有杀菌效果的化合物，阳离子界面活性剂，非离子类界面活性剂，磷酸化合物等添加剂。

如图4所示，由杀菌剂气体生成器25使杀菌剂气化。杀菌剂气体生成器25具备使杀菌剂呈滴状供给的二流体喷射嘴即杀菌剂供给部26，将从该杀菌剂供给部26供给的杀菌剂加热到过氧化氢的分解温度以下而使其气化的气化部27。杀菌剂供给部26分别从杀菌剂供给路26a和压缩空气供给路26b导入杀菌剂和压缩空气而向气化部27内呈雾状喷出杀菌剂。气化部27是在内外壁之间夹设有加热器27a的管，对吹入该管内的杀菌剂进行加热使其气化。气化的杀菌剂气体从杀菌剂喷射嘴28向气化部27外喷出。可以使用感应对气化部27进行加热来代替加热器27a。

作为杀菌剂供给部25的工作条件，例如压缩空气的压力被调整为0.05MPa～0.6MPa的范围。并且，杀菌剂也可以通过重力下落或施加压力，能够自由地设定供给量，例如以1g/min～100g/min的范围供给。另外，气化部27的内表面从140℃被加热到450℃而使呈雾状喷出的杀菌剂气化。

如图5所示，由混合装置33混合杀菌剂气体和热风。混合装置33将从杀菌剂气体喷射嘴28喷射的杀菌剂的气体与使送风机29产生的空气通过除菌过滤器30而无菌化，被加热装置31加热而成为高温的热风。含有混合的杀菌剂的热风供给到具有小孔的心轴5。

由送风机29产生的空气能够根据成为对象的纸容器的容量，形状和无菌充填装置15的充填速度的不同而任意地设定。例如，设定为平均每喷嘴100L/min.～1000L/min的范围。并且，热风的温度只要能够使套筒1内面的热塑性树脂熔解即可。通常设定为例如130℃～650℃。如果不足130℃，则不能使热塑性树脂熔融，如果在650℃以上，则热塑性树脂分解。

含有杀菌剂的热风从具有小孔的心轴5的小孔32吹附到形成套筒1的底部的内面。优选小孔32为0.5mm～10mmφ大小的圆形。存在使小孔32的大小尤其是使想要加热为高温的部分增大的情况。例如，存在向套筒1的底部形成用折线23b的三角部的被热封的部分吹附热风的小孔32比其他小孔32大的情况。在将三角部向内侧折入而使三角的顶点对接地进行热封的情况下，不得不在对接部位埋入套筒1的最内面的热塑性树脂，为此需要充分地进行加热。并且，如图8所示，套筒1的截面的角部与套筒1的截面的边的部分相比距小孔32的距离远。由于套筒1的截面的角部也需要充分地进行加热，存在在具有小孔的心轴5的截面的角部设置小孔32进而增大该小孔32的径的情况。并且，不使小孔32的径增大而是使小孔32的数量增多也能够得到同样的效果。

吹附有含有杀菌剂的热风的套筒1的三角部被底部痕迹折叠装置7沿着底部形成用折线23b向内侧折入。之后，利用安装有套筒1的心轴4和底部密封装置8使被折入部分压接而形成底部，由此套筒1成型为纸容器10。在沿着底部形成用折线23b向外侧折三角部的情况下，在热封部被压接后，三角部被折入纸容器10的侧面或外面。此时，为将三角部粘接在纸容器10的侧面或外面，存在向粘接的部分吹附热空气，附着热熔胶的情况。

无论是在成型为纸容器10的底部的内面，三角部被对接的情况还是三角部向外侧被折入的情况，都会产生不漏出到纸容器10的内面的部分。在下一工序中纸容器10的内面吹附有杀菌剂的气体而被杀菌，但不露出的部分的杀菌较为困难。因此，通过如本实施方式那样在底部形成前对形成套筒1的底部的部分预先进行杀菌，对于得到无菌性高的无菌充填制品11是有效的。

在纸容器10的内面如图1所示地从喷嘴14吹附杀菌剂的气体。喷嘴14可以从纸容器10的开放端的上部向纸容器10的内面吹附杀菌剂的气体，为了更可靠地对纸容器10的内面进行杀菌，也可以插入到纸容器10的内部而吹附杀菌剂的气体。

杀菌剂被与图4所示的杀菌剂气体生成器25同样的杀菌剂气体生成器气化。并且，杀菌剂可以与为了对套筒1的底部进行杀菌而使用的杀菌剂相同。

杀菌剂气体从喷嘴14喷出后保持气体状态或成为凝结的雾滴或者成为它们的混合物，流入纸容器10的内面。

需要说明的是，可以在喷嘴14的中途，供给对通过了除菌过滤器的无菌空气进行加热的热空气。由此，杀菌剂气体的喷嘴14的喷射压力上升，杀菌剂气体的吹附压力也增大。并且，通过使其成为热空气，能够抑制杀菌剂气体的凝缩而高效地进行杀菌。能够使热空气的温度为50℃～150℃。如果不足50℃反而会促进凝缩，如果超过150℃，则在纸容器10的最内层为聚乙烯的情况下，存在热封的聚乙烯面彼此剥离的隐患。

需要说明的是，在向图1所示的纸容器10吹附杀菌剂气体之前，可以向纸容器10吹附热风等而对纸容器10进行预加热。通过该预加热能够提高纸容器10内面的杀菌效果。

并且，喷嘴14不限于一个，可以沿着纸容器10的行驶路配置多个，可以从这些喷嘴14向纸容器10多次吹附杀菌剂气体。

可以向吹附了杀菌剂气体的纸容器10进一步吹附热空气。通过热空气的吹附，附着在纸容器10的表面的过氧化氢活化。并且，通过热空气的吹附，附着在纸容器10上的杀菌剂被从纸容器10的表面迅速地除去。

热空气的温度能够为50℃～150℃。如果不足50℃则杀菌剂的活性化不充分，如果150℃，则在纸容器10的最内层为聚乙烯的情况下热封的聚乙烯面彼此存在剥离的隐患。

并且，热空气喷嘴17不限于一个，可以沿着纸容器10的行驶路配置多个，可以从这些热空气喷嘴17向纸容器10多次吹附热空气。

热空气喷嘴17可以进一步从纸容器10的开放端的上部向纸容器10的内面吹附，但为了可靠地除去附着在纸容器10内面的杀菌剂，可以插入纸容器10的内部而吹附热空气。

并且，在向纸容器10吹附了热空气之后，可以由无菌空气喷嘴18向纸容器10的内面吹附由通过除菌过滤器而得到的无菌空气，从而得到除去残留在纸容器10内部的杀菌剂、由热空气生成的来自于构成纸容器10的最内面的聚乙烯的异臭物质的效果。

在向纸容器10充填了内容物后，通过对纸容器10的开放端的内面进行热封而使纸容器10被密封，由此得到无菌充填制品11。热封可以是通过热空气对内面加热、将头部形成用折线23c的三角部向内侧折入、使三角的顶点对接而进行压接，或者使三角部向外侧伸出、在压接后向纸容器的侧面侧折三角部而将其粘贴于纸容器10的外面，也可以折入热封部侧。在这种情况下，头部为平坦的，不成为图3所示的无菌充填制品11那样的山形顶形状，而是成为块状。另外，热封可以是使三角部向外侧伸出，基于来自外部的加热的热封、超声波热封或者在套筒1包含铝箔作为层的情况下通过高频热封等进行。

图3所示的无菌充填制品11可以在头部设有注出口。

无菌充填装置15通过向无菌腔3内供给无菌空气而常时保持为正压，由此能够维持在启动前进行的无菌腔3内的无菌化操作的无菌状态，能够防止来自外部空气的细菌造成的污染。在启动前进行无菌化操作例如可以通过1mg/L～300mg/L的过氧化氢的雾滴在无菌腔3内进行杀菌。并且，可以在套筒1、纸容器10接触的部位照射含有紫外线的光，或者呈雾状喷出含有1质量％的乙醇或过氧化氢的药剂。并且，无菌充填装置15可以将底部组装装置6、包含杀菌剂气体的吹附喷嘴14或热空气喷嘴17的内面杀菌装置13、充填装置19、包含头部密封装置22的密封装置等分区域进行遮蔽，向各个区域供给无菌空气，可以使无菌空气的供给压力从充填装置19的区域向外部倾斜设置。

实施例

以下，通过实施例对本发明进行说明。

(操作方法)

制作截面为正方形且其一边为75mm的，1000ml容量的纸容器10的图2所示的套筒1。套筒1的构成为聚乙烯25μm/纸300g/m²/乙烯醇-甲基丙烯酸共聚物20μm/具有氧化硅蒸镀的聚酯纤维膜12μm/粘接剂/聚乙烯55μm。使用该套筒1进行以下操作。

作为杀菌剂，使用含有35质量％过氧化氢的过氧化氢溶液，向图4所示的杀菌剂气体生成器25以10ml/min供给0.5MPa的压缩空气和作为杀菌剂的过氧化氢水，通过使气化部27的表面温度为300℃来生成杀菌剂气体。由混合装置33将该杀菌剂的气体与通过除菌过滤器30而由加热装置31加热到300℃的无菌空气混合。从具有小孔的心轴5供给含有混合的杀菌剂的热风，在形成套筒1的底部的内面插入具有小孔的心轴5，从小孔32吹附2秒含有杀菌剂的热风。

事先使10⁴个、10⁵个、10⁶个B.atrophaeusATCC9372芽胞附着在形成套筒1的底部的内面。

在吹附含有杀菌剂的热风后，在如图1所示地由底部痕迹折叠装置7沿着套筒1的底部形成用折线23b进行痕迹折叠后，使三角部对接而进行压接，由此形成底部，将套筒1成型为纸容器10。另外，向纸容器10的内面吹附与在底部的杀菌中使用的杀菌剂的气体相同的杀菌剂的气体。进而由图1所示的热空气喷嘴17以平均每个喷嘴400L/min的风量向纸容器10的内面吹附4秒120℃的热空气。

之后，向纸容器10充填200ml的SCD肉汤培养基，向纸容器10的头部的内面吹附热风而通过热封进行密封。使密封的无菌充填制品11以35℃培养一周。

(比较例)

作为比较例，仅使不含杀菌剂的热风以与实施例同样的条件吹附于形成套筒1的底部的内面。之后的操作与实施例的操作同样地进行。

(杀菌效果的测定方法)

根据所培养的纸容器的阳性，阴性本数，通过MPN计算生存菌数，通过Log(附着菌数/MPN)计算出杀菌效果。

(实施例，比较例及结果)

实施例的杀菌效果为6.8，比较例为1.6。

根据上述实施例，通过向形成套筒1的底部的内面吹附含有过氧化氢的热风，能够对附着于该面的菌进行杀菌。另一方面，仅吹附不含杀菌剂的热风则不能得到充足的杀菌效果。

本发明如以上说明地构成，但不限于上述实施方式，在本发明的主旨范围内能够实施各种变更。

附图标记说明

1…套筒；

5…具有小孔的心轴；

10…纸容器；

11…无菌充填制品；

15…无菌充填装置；

25…杀菌剂气体生成器；

29…送风机；

30…除菌过滤器；

31…加热装置；

32…小孔；

33…混合装置。