饮料灌装方法及饮料灌装装置与流程

饮料灌装方法及饮料灌装装置本申请是申请日为2010年02月04日、名称为“饮料灌装方法及装置”、申请号为201080004492.1的发明专利申请的分案申请。技术领域本发明涉及饮料灌装方法及饮料灌装装置。

背景技术：
以往，作为在线生产系统的无菌灌装方法，例如在专利文献1、2、3、5、6、7、8中提出了如下方法：在输送由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等制成的预制胚的同时进行杀菌处理，利用吹塑成型机将该预制胚成型为瓶，向该瓶中灌装饮料，之后进行加盖操作而制成无菌包装体。这些方法为代替瓶成型后的杀菌处理而在瓶成型前的预制胚阶段欲进行杀菌处理的方法。专利文献1、5、6、7、9提出了如下方法：向吹塑成型前的预制胚喷射过氧化氢等杀菌剂气体以对预制胚进行杀菌，接着将预制胚加热至延伸适宜温度，此后进行延伸吹塑成型。另外，专利文献2提出了如下方法：使蒸发的杀菌剂附着于预制胚，并利用燃烧器的火焰将残留的杀菌剂排出；专利文献3提出了如下方法：向预制胚喷射过氧化氢的蒸气，接着在加热预制胚后进行吹塑成型；专利文献8提出了如下方法：将预制胚浸渍于过氧化氢溶液以进行杀菌。另外，作为对预制胚进行杀菌的方法，也提出了如下的方法：代替杀菌剂而将水蒸气吹入预制胚内，将玻璃转移点温度以上的温度维持规定时间，从而进行杀菌，紧接着吹入空气、氮气等气体以除去水蒸气(例如参照专利文献4)。另外，由于在吹塑成型时存在污染微粒子侵入的情况，因此，提出了在吹塑成型机的出口利用除污剂冲洗瓶子的技术(例如参照专利文献9的0076段落)。专利文献1：(日本)特开2001-212874号公报专利文献2：(日本)特许第3780165号公报专利文献3：(日本)特开2008-183899号公报专利文献4：(日本)特开2007-111886号公报专利文献5：(日本)特表2008-543619号公报专利文献6：(日本)特表2008-546605号公报专利文献7：(日本)特开平8-282789号公报专利文献8：(日本)特许第2885869号公报专利文献9：(日本)特许第3903411号公报但是，在现有技术中，如果在向预制胚喷射过氧化氢等高浓度气体以进行杀菌后进行吹塑成型，则成型机的各部件容易被杀菌剂腐蚀。此外，以过氧化氢为首的酸性杀菌剂大多含有用于使浓度稳定的磷酸类螯合剂。若这种杀菌剂附着于预制胚的状态下进入成型机内而被气化，则有可能导致这些螯合剂在成型机内附着而堆积，污染成型机且作为异物混入瓶等容器内。而且，在使杀菌剂附着于预制胚后，当欲利用燃烧器的火焰从预制胚排出杀菌剂时，恐怕会导致步骤和装置复杂且昂贵。另外，根据不使用杀菌剂而利用水蒸气对预制胚内部进行杀菌的方法，直到杀菌成效，需要将预制胚在规定温度下维持规定时间，因此存在杀菌后需要除水步骤的问题。并且，在现有技术中，使杀菌剂附着于预制胚而进行杀菌后，在利用高压空气进行吹塑成型时，或者瓶被输送至灌装区域期间，恐怕会导致细菌混入瓶内。虽然在制造瓶之前对吹塑成型机内的高压空气回路、延伸杆、模具、瓶输送区域等全部进行灭菌而维持为无菌状态并非不可能，但在该情况下需要增加杀菌设备，或者将更多的部件更换为由耐药剂性材料制成的部件，从而导致初期投资额巨大。在利用除污剂在吹塑成型机的出口对瓶进行清洗的方法中，虽然也许能够除去尘埃，但容易导致不能完全杀灭混入瓶内的细菌。而且，由于也需要进行除污剂的干燥，因此，存在吹塑成型机等设备复杂化、大型化的问题。此外，即便在将附着有杀菌剂的预制胚插入心轴或主轴的状态下进行加热，预制胚的口部也仅能够升温至40℃～50℃，因此，与其他部位相比，杀菌效果降低，难以说进行了充分的杀菌。即，若将预制胚的口部的温度提升到高温，则因口部变形等而有可能导致盖上瓶盖时有损瓶内部的密封性，因此，不得不将口部的加热限制在上述温度范围内。

技术实现要素：
本发明的课题在于解决如上所述的问题。为了解决上述课题，本发明采用如下的技术方案。即，第一方面发明所采用的饮料灌装方法，其特征在于，在使预制胚连续移动的同时向其喷射不含有杀菌剂的水蒸气以在预制胚的表面上形成水薄膜，在附着有该水薄膜的状态下加热预制胚使其干燥，从而通过湿热杀菌对预制胚进行预杀菌，在同样地连续移动的吹塑成型模具内对该已加热的预制胚进行吹塑成型来制作容器，从该连续移动的吹塑成型模具中将容器取出，在使该容器连续移动的同时，通过向容器喷射处于对在所述预杀菌中残留的细菌进行杀菌但容器不发生变形的程度的温度范围内的、不含有杀菌剂的热水的热水冲洗来进行正式杀菌后，向该容器内灌装饮料并用盖密封。第二方面发明所采用的饮料灌装方法，在第一方面发明的基础上，其特征在于，通过所述水蒸气的喷射，在各预制胚上在0.02mg/cm2～1.15mg/cm2范围内附着水薄膜。第三方面发明所采用的饮料灌装装置，其特征在于，设置有输送路径，在预制胚被成型为容器并向容器内灌装饮料且容器被盖密封之前，使预制胚及容器在该输送路径上连续移动，沿着所述输送路径，设置有：向预制胚喷射不含有杀菌剂的水蒸气的喷嘴；加热器，其对已喷射有水蒸气的预制胚进行加热以通过湿热杀菌对预制胚进行预杀菌，并且使该预制胚处于适合于吹塑成型的加热状态；将已加热的预制胚吹塑成型为容器的成型模具；正式杀菌机构，其利用热水冲洗用喷嘴，向由成型模具吹塑成型、且残留有对所述预制胚加热时的热量的容器，喷射处于对在所述预杀菌中残留的细菌进行杀菌但容器不发生变形的程度的温度范围内的、不含有杀菌剂的热水，来进行热水冲洗；向正式杀菌后的容器灌装饮料的灌装器；以及将灌装完饮料后的容器密封的加盖器。第四方面发明所采用的饮料灌装装置，在第三方面发明的基础上，其特征在于，通过利用所述喷嘴进行的水蒸气的喷射，在各预制胚上在0.02mg/cm2～1.15mg/cm2范围内附着水薄膜。第五方面发明所采用的饮料灌装方法，其特征在于，在使预制胚1连续移动的同时向其喷射水蒸气W以在预制胚1的表面上形成水薄膜，或者在使预制胚1连续移动的同时向其喷射过氧化氢雾气或气体L以在预制胚1的表面上形成过氧化氢的凝结薄膜，在附着有该水薄膜或过氧化氢的凝结薄膜的状态下加热预制胚1并使其干燥，从而对预制胚1进行预杀菌，在同样地连续移动的吹塑成型模具4内对该已加热的预制胚1进行吹塑成型来制作容器2，从该连续移动的吹塑成型模具4中将容器2取出，在使该容器2连续移动的同时进行正式杀菌后，向该容器2内灌装饮料a并用盖3密封。第六方面发明所采用的饮料灌装方法，在第五方面发明的基础上，其特征在于，向残留有对所述预制胚1加热时的热量的容器2喷射过氧化氢的凝结雾气M或气体G来进行所述正式杀菌，接着利用无菌空气进行空气冲洗。第七方面发明所采用的饮料灌装方法，在第五方面发明的基础上，其特征在于，通过使用无菌热水的热水冲洗进行所述正式杀菌。第八方面发明所采用的饮料灌装方法，在第五方面至第七方面中的任一方面发明的基础上，其特征在于，通过所述水蒸气W的喷射，在各预制胚1上在0.02mg/cm2～1.15mg/cm2范围内附着水薄膜。第九方面发明所采用的饮料灌装方法，在第五方面发明的基础上，其特征在于，通过所述过氧化氢雾气或气体L的喷射，在各预制胚1上在0.0035μL/cm2～0.35μL/cm2范围内附着35重量％换算的过氧化氢的凝结薄膜。第十方面发明所采用的饮料灌装装置，其特征在于，设置有输送路径(21等)，在预制胚1被成型为容器2并向容器2内灌装饮料a且容器2被盖3密封之前，使预制胚1及容器2在该输送路径上连续移动，沿所述输送路径，设置有：向预制胚1喷射水蒸气W的喷嘴(24)或者向预制胚喷射过氧化氢雾气或气体L的喷嘴(24)；对已喷射有水蒸气W的预制胚1或者已喷射有过氧化氢雾气或气体L的预制胚1进行加热以对预制胚1进行预杀菌，并且使该预制胚1处于适合于吹塑成型的加热状态的加热器(19b)；将已加热的预制胚1吹塑成型为容器2的成型模4；对吹塑成型的容器2进行正式杀菌的正式杀菌机构6；向正式杀菌后的容器2灌装饮料a的灌装器39；以及将灌装完饮料a后的容器2用盖3密封的加盖器40。第十一方面发明所采用的饮料灌装装置，在第十方面发明的基础上，其特征在于，所述正式杀菌机构包含：向残留有对所述预制胚1加热时的热量的容器2喷射过氧化氢的凝结雾气M或气体G的杀菌用喷嘴6、向喷射有过氧化氢的凝结雾气M或气体G的容器2喷射无菌空气K来进行空气冲洗的空气冲洗用喷嘴45。第十二方面发明所采用的饮料灌装装置，在第十方面发明的基础上，其特征在于，所述正式杀菌机构包含：向残留有对所述预制胚1加热时的热量的容器2喷射无菌热水H来进行热水冲洗的热水冲洗用喷嘴46。第十三方面发明所采用的饮料灌装装置，在第十方面发明的基础上，其特征在于，通过利用所述喷嘴24进行的水蒸气W的喷射，在各预制胚1上在0.02mg/cm2～1.15mg/cm2范围内附着水薄膜。第十四方面发明所采用的饮料灌装装置，在第十方面发明的基础上，其特征在于，通过利用所述喷嘴24进行的过氧化氢雾气或气体L的喷射，在各预制胚1上在0.0035μL/cm2～0.35μL/cm2范围内附着35重量％换算的过氧化氢的凝结薄膜。在本发明中，在使预制胚1连续移动的同时向其喷射水蒸气W以在预制胚1的表面上形成水薄膜，在附着有该水薄膜的状态下加热预制胚1并使其干燥，从而对预制胚1进行预杀菌，在同样地连续移动的吹塑成型模具4内对该已加热的预制胚1进行吹塑成型来制作容器2，从该连续移动的吹塑成型模具4中取出容器2，在使该容器2连续移动的同时进行正式杀菌后，向该容器2内灌装饮料a并用盖3密封，因此，通过进行作为湿热杀菌的预杀菌，可以将具有耐热性的霉、酵母等真菌类或革兰氏阴性菌(沙门氏菌、大肠菌等)杀灭。因此，在灌装酸性饮料、矿泉水、碳酸饮料等时，可以减轻通过正式杀菌进行杀菌的处理。即，在使用过氧化氢、过氧乙酸、氯水、臭氧等杀菌剂进行正式杀菌时，可以减少上述杀菌剂的使用量和药剂温度、浓度；在使用热水进行正式杀菌时，可以减少热水的使用量和温度，在使用UV灯进行正式杀菌时，可以减少UV灯的照射剂量。而且，由于可以减少过氧化氢的使用量，因此特别是在利用容易吸附过氧化氢的PET制造预制胚1及容器2时，可以防止容器2过度吸附过氧化氢。另外，在本发明中，在使预制胚1连续移动的同时向其喷射过氧化氢雾气或气体K以在预制胚1的表面上形成过氧化氢的凝结薄膜，在附着有该过氧化氢的凝结薄膜的状态下加热预制胚1并使其干燥，从而对预制胚1进行预杀菌，在上述情况下，可以用极低浓度的过氧化氢进行该预杀菌，因此，成型机使用一般部件即可，在除口部2a之外的部位可以将一般细菌、孢子形成细菌、霉或酵母等真菌类等杀灭。因此，在灌装酸性饮料、矿泉水、碳酸饮料等时，可以减轻通过正式杀菌进行杀菌的处理。即，在使用过氧化氢、过氧乙酸、氯水、臭氧等杀菌剂进行正式杀菌时，可以减少上述杀菌剂的使用量和药剂温度、浓度；在使用热水进行正式杀菌时，可以减少热水的使用量和温度；在使用UV灯进行正式杀菌时，可以减少UV灯的照射剂量。而且，由于可以减少正式杀菌过程中的过氧化氢的使用量，因此特别是在利用容易吸附过氧化氢的PET制造预制胚1及容器2时，可以防止容器2过度吸附过氧化氢。而且，在本发明中，向残留有对所述预制胚1加热时的热量的容器2喷射过氧化氢的凝结雾气M或气体G来进行所述正式杀菌，接着利用无菌空气进行空气冲洗，在上述情况下，也可以将细菌的孢子杀灭，因此，也能够灌装PH4.6以上的低酸性饮料。并且，由于使用水蒸气对预制胚1进行杀菌后进行吹塑成型，并利用过氧化氢对通过吹塑成型而得到的容器2进行杀菌，因此，可以防止因过氧化氢附着于吹塑成型模具而导致吹塑成型模具等腐蚀、劣化等。而且，在本发明中，在利用无菌热水H进行热水冲洗来进行所述正式杀菌时，可以解决过氧化氢残留于容器2的问题，适合于灌装矿泉水或酸性饮料等(除低酸性饮料之外)的灌装液。而且，当利用极低浓度的过氧化氢进行预杀菌时，若利用无菌热水H进行热水冲洗来进行所述正式杀菌，则可以解决过氧化氢残留于容器2的问题，适合于灌装矿泉水或酸性饮料等(除低酸性饮料之外)的灌装液。而且，在本发明中，通过喷射水蒸气W，在各预制胚1上附着0.02mg/cm2～1.15mg/cm2范围内的水薄膜时，可以防止在容器2上杀菌不彻底，而且，可以防止在容器上产生泛白、歪斜、成型不均等成型不良。而且，在本发明中，通过喷射过氧化氢雾气或气体L，在各预制胚1上附着0.0035μL/cm2～0.35μL/cm2范围内的35重量％换算的过氧化氢的凝结薄膜时，可以防止在容器2上杀菌不彻底，而且，可以防止在容器上产生泛白、歪斜、成型不均等成型不良。附图说明图1是表示由本发明的灌装方法及装置制造的包装体的一例的局部剖面主视图。图2是表示本发明第一实施方式和第二实施方式的灌装方法的前半部分的各步骤的说明图。图3是表示本发明第一实施方式的灌装方法的后半部分的各步骤的说明图。图4是表示用于生成过氧化氢的雾气或气体的生成器的一例的垂直剖面图。图5是表示本发明第一实施方式的灌装装置的一例的示意俯视图。图6是表示本发明第二实施方式的灌装方法的后半部分的各步骤的说明图。图7是表示本发明第二实施方式的灌装装置的一例的示意俯视图。图8是表示本发明第三实施方式的灌装方法中与第一及第二实施方式不同的步骤的说明图。附图标记说明1…预制胚2…瓶3…瓶盖4…模具6…杀菌用喷嘴19b…加热器21…轮24…喷嘴39…灌装器40…加盖器a…饮料G…过氧化氢的气体H…无菌热水M…过氧化氢的凝结雾气W…水L…过氧化氢的气体或雾气具体实施方式以下，说明用于实施本发明的实施方式。〈第一实施方式〉根据第一实施方式的在线生产系统，可以制造作为最终产品的图1所示的包装体。如图1所示，该包装体具有作为容器的瓶2和作为盖的瓶盖3。虽然在该实施方式中采用PET制造瓶2，但是并不限于PET，也可以使用聚丙烯、聚乙烯等其他树脂来制造瓶2。在瓶2的口部2a上形成有外螺纹2b。瓶盖3以聚丙烯等树脂为材料通过射出成型等形成，在成型瓶盖3的同时也形成内螺纹3a。在对瓶2的内部预先进行杀菌处理后的状态下，在瓶2中灌装已杀菌处理的饮料a。在灌装饮料a后用瓶盖3盖住瓶2的口部2a，通过内外螺纹3a、2b的拧合，瓶2的口部2a被密封，从而完成包装体。上述瓶2按照接下来叙述的顺序作为容器而形成，并经过饮料的灌装、密封而构成包装体。首先，图2(A)所示的预制胚1以目标速度朝一方向连续被输送。通过对PET进行射出成型处理等，预制胚1作为大致试管状的有底筒状体而形成。预制胚1在其成型初期即形成与图1所示的瓶2的口部同样的口部2a。在成型预制胚1的同时，在该口部2a上形成外螺纹2b。在刚开始输送预制胚1后，如图2(A)所示，从喷嘴24向预制胚1喷射雾状水蒸气W。从而在预制胚1的表面形成水的薄膜。通过对预制胚1喷射水蒸气W，在各预制胚1的表面上附着形成0.02mg/cm2～1.15mg/cm2的水薄膜。如果该水的附着量小于0.02mg/cm2，由于成为干热杀菌，因此即便利用图2(B)所示的接下来的加热，也不能得到充分的杀菌效果。而且，如果该水的附着量大于1.15mg/cm2，则在接下来的如图2(C)所示的吹塑成型时，在瓶上容易产生泛白、斑点、折皱、变形等成型不良。水附着在该预制胚1的量更优选为0.07mg/cm2～0.46mg/cm2。沿着预制胚1的输送路径，以隧道状配置如图2(B)所示的加热器19b，预制胚1在移动的同时被该加热器19b加热。预制胚1通过该加热从90℃均匀地加热至120℃左右，从而达到适合于吹塑成型的加热状态。其中，由于口部2a影响到其与瓶盖3之间的密封性，因此，将口部2a的升温抑制在40℃至50℃左右，以防止其变形等。在加热时，通过在口部2a插入主轴(或心轴)43，以正立状态(或倒立状态)吊起预制胚1，该预制胚1与主轴(或心轴)43一同旋转的同时进行移动，从而利用加热器19b均匀地进行加热。而且，通过该加热步骤，预制胚1的表面被预杀菌。即，在附着有水薄膜的状态下，加热预制胚1被加热的同时被干燥，由此，原本处于干热杀菌状态的步骤向湿热杀菌状态转变，因此，在干热状态下完全不能被杀菌的具有耐热性的霉等也能够容易地被杀灭。由此，附着于预制胚1表面的耐热性霉、酵母等真菌类，或者沙门氏菌、大肠菌群等革兰氏阴性菌等适当地被杀灭。通过加热而达到适合于吹塑成型的加热状态且被预杀菌的预制胚1如图2(C)所示，进行吹塑成型而成型为作为容器的瓶2。作为吹塑成型用的成型模的模具4，以与预制胚1的移动速度相同的速度连续移动，与此同时处于合模状态，在模具4内对预制胚1进行吹塑成型后处于开模状态。预制胚1通过图2(B)所示的加热步骤大致均匀地被加热，以使其整体温度上升到适合于成型的温度区域，在保持该被加热的状态下，如图2(C)所示，与主轴43一起装入模具4内。另外，吹塑喷嘴5穿过模具4的上部及预制胚1的口部2a内的主轴43插入预制胚1内。在模具4移动期间，例如一次吹塑用空气、二次吹塑用空气从吹塑喷嘴5依次吹入预制胚1内，从而预制胚1在模具4的模腔C内膨胀而形成最终成型品的瓶2。如上所述，在模具4内成型瓶2后，使模具4移动并开模，如图2(D)所示，瓶2的完成品被取出到模具4外。瓶2在成型后还连续移动，与此同时，如图3(E)所示进行正式杀菌。该正式杀菌是通过使作为杀菌剂的过氧化氢的雾气M或气体G从杀菌用喷嘴6喷射来进行的。杀菌用喷嘴6配置成与预制胚1的口部2a的开口对置。从杀菌用喷嘴6喷出的过氧化氢的雾气M或气体G，从瓶的口部2a进入瓶2内并对瓶2的内表面进行杀菌。另外，在该瓶2的连续移动部位形成有隧道44，从杀菌用喷嘴6喷出的过氧化氢的雾气M或气体G滞留于该隧道44内，从而能够对瓶2的外表面有效杀菌。过氧化氢的雾气M或气体G能够由例如图4所示的生成器7生成。该生成器7具有：将作为杀菌剂的过氧化氢的水溶液以液滴状供给的作为二流体喷射器的过氧化氢供给部8、将从该过氧化氢供给部8以雾状喷射供给的过氧化氢加热到其沸点以上的非分解温度以下而使其气化的气化部9。过氧化氢供给部8从过氧化氢供给路径8a及压缩空气供给路径8b分别导入过氧化氢的水溶液和压缩空气，向气化部9内将过氧化氢的水溶液以雾状喷射。气化部9是在内外壁之间夹入加热器9a的管，用于对吹入到该管内的雾状的过氧化氢进行加热以使其气化。气化的过氧化氢的气体G从喷出嘴9b以凝结雾气M的状态喷到气化部9外。图3(E)所示的雾气M为上述凝结雾气。在代替该雾气M使用气体G的情况下，如图4中的双点划线所示，在喷出嘴9b的前端连结热风H流过的导管42，利用该热风H将从喷出嘴9b排出的凝结雾气M气化，使该气体G通过柔性管等流向上述杀菌用喷嘴6即可。杀菌用喷嘴6既可以设置于瓶2的输送路径上的固定位置，也可以与瓶2同步移动。如图3(E)所示，从杀菌用喷嘴6吹出的过氧化氢的雾气M或气体G与瓶2的内外表面接触，此时，由于在上述预制胚1阶段被加热的热量残留而使瓶2保持规定温度，因此，瓶2高效地被杀菌。当预制胚1为PET制时，该规定温度优选为40℃～75℃，更优选为50℃～75℃。如果低于40℃，则杀菌性显著降低，如果高于7...