杯型容器的杀菌填充方法及其装置、以及使用该装置制造的杯型容器装饮料

摘要

本发明提供一种杯型容器的杀菌填充方法、杀菌填充装置以及使用该方法填充了的杯型容器装饮料，即其在一个连续的无菌腔室(1)之内，将以倒立状态运送杯型容器(38)的第一传送带(2)、和以正立状态向其下游侧运送容器的第二传送带(3)大致直列状配置在同一平面上，沿第一传送带(2)依次配置容器供给装置(7)、容器杀菌区域(10)以及容器清洗区域(11)，沿第二传送带(3)依次配设内装物填充装置(40)、封盖装置(41)以及已密封杯型容器的排出装置，并在以倒立状态在第一传送带(2)上运送的同时，进行杀菌清洗，将清洗结束后的容器从第一运送传送带向第二传送带(3)翻转之后交接，且在第二传送带(3)上进行内装物填充及盖子材料密封。根据该杀菌填充方法，可稳定地进行从无菌腔室(1)内的杀菌/清洗区域向填充/密封区域翻转转运杯型容器，且可防止混入异味和微生物。

说明书

技术领域

本发明涉及一种向杯子或盘子等开口部较大的容器中进行食品等内装物的杀菌填充，特别是无菌填充的杯型容器的杀菌填充方法及其装置、以及使用该装置制造的杯型容器装饮料。

背景技术

在无菌状态下密封内装物的无菌填充生产线上，需要有容器杀菌工序/容器清洗工序、填充工序、以及盖子材料的杀菌工序/清洗工序、密封工序，这些工序均在无菌腔室内进行。以往，作为无菌填充装置已知有如下一种杀菌装置，即在一个无菌腔室之内配置一条传送带，以正立状态向该传送带供应容器，并经过向以正立状态运送中的容器喷洒杀菌液的杀菌工序、采用加热无菌空气的干燥工序、内装物填充工序、以及利用盖子材料的密封工序，然后将已密封容器向腔室外排出(参照专利文献1)。但是，存在如下等问题：即为了在一个腔室之内向由一条传送带运送中的容器进行杀菌、填充等，由于必须从一开始就将容器以正立状态运送，而采用清洗水的清洗因无法去除容器内存留的清洗水而不能进行清洗，所以不得不使用可以利用热风干燥去除之类的过氧化氢等挥发性杀菌剂来进行杀菌，但此时必须将药剂的喷雾量设为微量以便可在短时间内切实地去除药剂，因而杀菌效果受到限制，并且可适用的内装物被限制，在装填弱酸性饮料等易腐坏的饮品的情况下，所制造的产品必须冷藏流通。另外，还存在如下问题，即如果在一个腔室之内进行从容器的杀菌至密封，在杀菌容器的杀菌/干燥区域的药剂的飞沫和臭气有可能扩散至填充/密封侧区域，从而向内装物附着。

为了解决此类问题，提出了如下的无菌填充装置的方案(专利文献2、3)，即将腔室一分为二，在第一个腔室之中，可以通过倒立状态运送容器来进行杀菌/清洗，并且在下一个腔室之中，可以通过正立状态运送容器，由此向容器进行内装物的填充/密封，这样在杀菌/清洗工序中可以进行具有充分量的切实的杀菌清洗，并且还可以防止杀菌剂的飞沫和或臭气向内装物填充工序扩散的装置。根据这些专利文献2、3，在进行内装物的填充和容器的密封的无菌腔室的前段设置有容器杀菌腔室，该容器杀菌腔室的容器排出口借助垂直滑槽与无菌腔室连接，由此与无菌腔室气密地连通，并且与无菌腔室相同，其内部用无菌空气来保持为正压。被杀菌且去除了杀菌液的容器，此后在被运送至排出口的正上方的期间被翻转成为口部朝上的状态，保持该姿势地借助滑槽被送入无菌腔室。

专利文献1：JP特开昭55-110555号公报

专利文献2：JP特开昭60-99828号公报

专利文献3：JP特开昭60-123328号公报

但是，如上述专利文献1、2所述，借助滑槽将容器从杀菌腔室下落到无菌腔室的方式存在如下问题，即为了不使杀菌腔室内的含有杀菌剂的空气流入无菌腔室，而将无菌腔室的气压设为高于杀菌腔室的气压，因此在合成树脂制品等重量轻的杯型容器的场合下，运送变得不稳定，无法以在无菌腔室内的传送带上稳定的状态供应容器。另外，在无菌腔室上具有容器的供应口、盖子材料的供应口、已密封容器的排出口以及盖子材料的排出口等多个开口部，处于外部气体易入侵的条件。由于以往尚未获得阻止外部气体从这些开口部侵入无菌腔室的较为满意的对策，所以维持无菌腔室内的高无菌化较为困难。再者，在杯型容器是近年被广泛使用的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等的聚酯树脂制品的情况下，在容器杀菌工序中使用过氧化氢进行杀菌，存有过氧化氢易附着于容器表面，通过加热容易引起热变形的问题。另外，以往如上所述的被无菌填充了的杯型饮料，由于上述原因，对于容器来说，既要确保将残存细菌数控制在百万分之一以下的杀菌性，又要降低药剂残留是个两难的问题，另外，对于填充环境来说，虽然与容器相等的杀菌和杀菌后的无菌确保/维持也很重要，但是，以往的针对冷冻流通的填充装置，仅是对应简单的环境杀菌的装置，无法应对与容器同等的杀菌及维持无菌性要求，因此还没有成为可常温流通的产品。

发明内容

于是，本发明是为了解决以往的杯型容器的无菌填充装置的上述问题点而形成的，其目的在于提供一种杯型容器的杀菌填充方法及其装置、以及即使是易腐坏的弱酸性饮料也可在常温下流通的杯型容器装饮料，其可在一个腔室之内进行容器的杀菌/清洗和填充/密封而获得充分的杀菌效果，并且可以防止杀菌剂和清洗水的飞沫或臭气向内装物填充工序扩散，再者即使是重量轻的容器，也可从倒立状态向正立状态稳定地翻转之后运送至填充工序，而且即使是聚酯树脂制品等的合成树脂制杯型容器，也可切实地杀菌而无热变形和臭味附着的危险，可切实地维持无菌腔室的无菌性。

解决上述问题点的本发明的杯型容器的杀菌填充方法具有如下特征：即，在一体的腔室之内，使用被大致直列状配置在同一平面上的各自不同的传送带，进行从容器杀菌工序到容器清洗工序的容器运送、和从填充工序到密封工序的容器运送，将容器以倒立状态从容器杀菌工序运送到容器清洗工序，并在以倒立状态使用传送带运送的同时，进行容器的杀菌清洗，再通过传送带之间的中转，将清洗结束后的杯型容器转运为正立状态之后运送到填充工序。关于上述杯型容器的杀菌是向倒立状态的容器的至少内面喷射杀菌剂而进行的，并且上述杯型容器的清洗是向倒立状态的容器的至少内面喷射无菌水而进行的。通过将上述腔室设为用无菌空气正压加压了内部的无菌腔室，可以作为无菌填充方法适用。

上述无菌腔室具有杯型容器的供应口、已填充密封了的杯型容器的排出口、盖子材料的供应口、以及盖子材料骨架的排出口，并且，还具有无菌空气的送气口、以及主排气口，在该主排气口的前方设置有预备压力区域且用隔壁与无菌腔室主室进行间隔，通过控制压力使该预备压力区域的气压P₁小于上述无菌腔室主室内的气压P₀，并大于外部气体压P₃，即满足P₀＞P₁＞P₃的关系，来控制上述腔室内的空气的流动方向，由此就可以有效地阻止外部气体侵入腔室内，并且，可将腔室内的气流的流动控制为向预备压力区域方向的流动，由此可以防止容器杀菌清洗工序的空气向填充密封工序流动。上述腔室在上述不同的传送带之间的中转部位，被间隔成杀菌/清洗侧区域与填充/密封侧区域，且设填充/密封侧区域的气压P_0-1高于杀菌/清洗侧区域的气压P_0-2。，由此就可以更有效地阻止来自杀菌区域和清洗区域的清洗水的飞沫或杀菌药剂的臭味流入填充密封区域。

进行容器杀菌、容器清洗工序的容器杀菌区域以及容器清洗区域允许空气流通，并使用阻止液体向规定方向流通的间隔构件进行间隔，从而在允许空气流通的同时，防止在容器杀菌区域和容器清洗区域飞溅的杀菌液或清洗液的飞沫飞散到其他区域，由此就可以在防止在容器杀菌区域或容器清洗区域发生的飞沫向其他区域飞散的同时，还可控制腔室内的气压。另外，关于杯型容器的杀菌，在聚酯树脂制品的情况下，通过向倒立状态的容器的至少内面喷洒过乙酸溶液，由此不会发生以往那样的臭气在容器上的附着和容器的热变形，从而可顺利地进行杯型容器的杀菌。

向上述腔室供应容器是通过配置在上述杯型容器的供应口的容器供应转筒，从容器堆积输送器接受容器，在防止腔室内的空气从容器供应口流出的同时，将容器翻转之后供应到倒立运送上述腔室内的容器的上述传送带上，由此就可防止腔室内含有杀菌剂的空气向腔室外流出。

实施上述杀菌填充方法的本发明的杯型容器的杀菌填充装置具有如下特征，即，在一体的腔室之内，将以倒立状态运送杯型容器的第一传送带、以及在其下游侧将杯型容器嵌合为正立状态之后进行运送的第二传送带，大致直列状配置在同一平面上，通过沿上述第一传送带依次配置容器供应装置、容器杀菌装置和容器清洗装置，从而从上游侧依次形成容器供应区域、容器杀菌区域和容器清洗区域，并且，沿上述第二传送带依次配设内装物填充装置、封盖装置和已密封杯型容器的排出装置，从而从上游侧依次形成内装物填充区域、盖子材料密封区域和已密封容器的排出区域，上述第一传送带是具有以倒立状态接受容器的承受台的传送带，上述第二传送带是由具有容器承受台的传送带构成的，其中，在该容器承受台上形成有以正立状态接受容器的容器嵌合口，通过以横倒于第一传送带的下游侧端部的状态下，将传送带之间的容器转运给第二传送带的上述容器嵌合口，从而以翻转状态向第二传送带转运容器。

上述腔室是用无菌空气对内部进行了正压加压的无菌腔室，且具有杯型容器的供应口、已填充密封了的杯型容器的排出口、盖子材料的供应口、以及盖子材料骨架的排出口，并且，还具有无菌空气的送气口、以及主排气口，使用具有使上述第一传送带通过的通过口隔壁来间隔上述无菌腔室内的上述容器供应区域的上游侧，由此来形成预备压力区域，在该预备压力区域形成有上述主排气口，由此就可有效地防止容器杀菌/清洗侧区域的空气向填充密封生产线流动，且可阻止空气向无菌腔室内流入。将进行上述容器杀菌工序、容器清洗工序的容器杀菌区域及容器清洗区域允许空气流通，且使用阻止液体向规定方向飞散的间隔构件进行间隔，在允许空气流通的同时，防止在容器杀菌区域和容器清洗区域飞溅的杀菌液或清洗液飞散到其他区域。作为具体的间隔构件，优选以规定的间隔配置面向各个区域下倾的倾斜板而构成的遮帘状的间隔件。

上述容器供应装置构成包括：形成在上述无菌腔室的上壁上的容器供应室；配置在该容器供应室的上壁上的容器供应堆积输送器；以及配置在上述容器供应室，且从上述容器堆积输送器接受容器并进行翻转之后，再将容器供应给上述无菌室内的上述第一传送带上的容器供应转筒，该容器供应转筒配置为在圆柱状转筒的外周部具有一个或多个容器嵌合凹穴，且其外周面与上述容器供应室的上部开口部及上述无菌腔室的容器供应口的开口缘部围接，由此来防止无菌腔室内的空气从容器供应口流出而形成的构件，因而就可有效地阻止通过该容器供应口的无菌腔室内的空气流出。盖子材料杀菌区域和盖子材料清洗区域与无菌腔室相连接，这些盖子材料杀菌区域和盖子材料清洗区域被构成为分别用形成有盖子材料通过孔的隔壁进行间隔，且可被控制成与无菌腔室内的气压不同的气压，就可使从盖子材料通过孔出来的无菌腔室内的空气流出最小化。

上述第一传送带的承受台：通过被配置为具有用于嵌合杯型容器的凸缘的开口部，在该开口部的内部，具有支撑容器的凸缘且向径向突出的多个突起，并且，至少具有一根向容器的高度方向延伸的、横倒容器时的支撑销，因而就可稳定地运送交接容器，并可减小保持台与容器的接触面积，可高效率地杀菌清洗容器。此外，在上述第一传送带与第二传送带的中转部，使用至少具有容器可通过的开口的隔壁，将上述腔室间隔成杀菌/清洗侧区域与填充/密封侧区域，且设填充/密封侧区域的气压高于杀菌/清洗侧区域的气压，因而就可有效地阻止在容器杀菌/清洗时的清洗水的飞沫和臭气流入填充/密封区域而较为理想。加之，在上述无菌腔室的第二传送带的下游侧端部附近的无菌腔室的上壁上设置有容器排出压力调整室，该容器排出压力调整室与上述无菌腔室，借助可使容器通过的容器取出口相连通，可分别控制容器排出压力调整室内与上述无菌腔室内的气压，由此，就可限制无菌腔室内的气流的流动。

此外，解决上述问题的本发明的杯型容器装饮料具有如下特征，即，在用无菌空气进行了正压加压的无菌腔室之内，使用被大致直列状配置在同一平面上的各自不同的传送带，进行从容器杀菌工序到容器清洗工序的杯型容器的运送、和从填充工序到密封工序的杯型容器的运送，将上述杯型容器以倒立状态从容器杀菌工序运送到容器清洗工序，向该杯型容器的至少内面喷射杀菌剂进行杀菌，在内面喷射无菌水进行清洗，将清洗结束后的杯型容器以成为正立状态的方式转运至其他传送带，在该传送带上填充饮料并用杀菌/清洗过了的盖子材料进行密封，在将无菌腔室内的气压的流动控制为从密封/填充区域流向杀菌/清洗区域的气氛下进行制造，并且，密封后，可在常温下流通。上述容器装饮料即使是较容易腐坏的弱酸性饮料，也可在常温下流通。

本发明的杯型容器的杀菌填充方法及装置，在一体的腔室之内，使用被大致直列状配置在同一平面上的各自不同的传送带，进行从容器杀菌工序到容器清洗工序的容器运送、和从填充工序到密封工序的容器运送，在同一压力腔室内从倒立状态转换为正立状态之后转运，因而即使是重量轻的杯型容器，也可向密封腔室内的填充密封生产线的传送带稳定地转运已杀菌了的容器。此外，由于采用倒立状态进行容器的杀菌/清洗，所以即使药剂的喷射量较多也可不必担心其会残留，可切实地杀菌。并且，在主排气口的前方设置预备压力区域，将该预备压力区域的气压设为低于上述腔室内的气压，且高于外部气体压，从而控制腔室内的气流的方向，由此，就可有效地阻止外部气体侵入腔室内，并且即使将容器杀菌区域和容器清洗区域与填充/密封侧区域设在同一腔室之内，也可使气流方向朝向预备压力区域，因此，没有向填充区域扩散的情况发生，且没有杀菌剂的飞沫和臭气或细菌附着于内装物内的情况发生。

此外，进行容器杀菌工序和容器清洗工序的容器杀菌区域和容器清洗区域，通过用遮帘状间隔件进行间隔，可防止容器杀菌区域和容器清洗区域的飞溅液向其他区域飞散，并且可确保腔室内的气压一样，即使有容器松动，也可稳定地运送容器。特别是，以倒立状态运送容器的情况，与嵌合于护圈(retainer)进行运送的正立状态的情况不同，由于仅以接合容器的凸缘部分来进行运送，所以重量轻的容器的场合，会因气流的混乱而使容器变得不稳定，但如上述所述，如果用遮帘状间隔件进行间隔，则气流的混乱少，可有效地实现容器的稳定运送。加之，在PET等的聚酯树脂制品的情况下，通过向倒立状态的容器的至少内面喷射过乙酸溶液来进行杯型容器的杀菌，由此不会发生以往那样臭气向容器附着和容器的热变形，即可顺利地进行杯型容器的杀菌。

此外，由于本发明的杀菌装置在同一腔室之内配置有第一传送带和第二传送带，所以可简化结构。特别是，比起以往的机构，可格外简化将杯型容器从倒立状态向正立状态进行翻转的翻转机构，装置的杀菌变得容易，成为维持无菌填冲机构中最重要的清洁化的有利机构。

另外，通过如技术方案13所述构成的容器供应装置，可有效地降低通过容器供应口的含有药剂味的无菌腔室内的空气向外部流出。并且，通过将盖子材料杀菌区域和盖子材料清洗区域的气压控制成与无菌腔室内的气压不同的气压，由此可以将从盖子材料通过孔出来的无菌腔室内的空气流出最小化，可以有效地将无菌腔室内维持在无菌状态。此外，设置容器排出压力调整室，通过构成为可分别控制容器排出压力调整室内与无菌腔室内的气压，由此将从容器排出口出来的无菌腔室内的空气流出最小化，并且控制无菌腔室内的气流的流动方向。通过这些压力调整功能，可分段地控制从无菌腔室内的气压到外部气体压的各个区域的气压，从而切实地维持无菌腔室的无菌型且可控制内部空气的流动方向，并且，将从无菌腔室出来的空气的流出最小化，可降低用于维持正压力的无菌空气的供应量。此外，在第一传送带与第二传送带的中转部位用隔壁进行间隔，因而就可有效地阻止来自杀菌清洗区域的飞沫和杀菌药剂的臭味流入到填充密封区域，可得到更加良好的无菌填充制品。如上所述的本发明的杯型容器的杀菌填充方法与装置，不仅限于无菌填充，也可适用于冷冻填充和热装法等，但是最优选适用于无菌填充。由本发明的无菌填充方法获得的杯型容器装饮料，由于即便是以往需要冷冻流通的弱酸性饮料等易腐坏的饮料的杯型容器装饮料，也可进行高无菌度的填充密封，所以制造后，即使在常温下，也不会发生长时间内细菌增殖的情况，可在常温下流通，可使流通成本降低。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式涉及的无菌填充装置的概略的示意图。

图2是表示配置于图1的无菌填充装置的第一传送带上的容器杀菌区域和容器清洗区域部的概略的示意图。

图3是第一传送带和第二传送带的主要部分的放大主视图。

图4(A)是第一传送带的保持台的俯视图，(B)是其侧视图。

图5是表示本发明的其他实施方式涉及的无菌填充装置的主要部分概略的示意图。

符号说明：1…无菌腔室、1A…无菌腔室主室、2…第一传送带、3…第二传送带、4…保持台、5…保持台、6…引导件、7…容器供应装置、8…链轮、9…容器供应区域、10…容器杀菌区域、11…容器清洗区域、12…容器除水区域、13…上壁、14…容器供应室、15…容器供应室的上壁、16…堆积输送器、17…容器供应转筒、18…容器嵌合凹穴、20…杀菌剂喷射喷嘴、21…清洗喷嘴、22…杀菌剂承接盘、23…清洗水承接盘、24…杀菌剂积存处、25…清洗水积存处、26…遮蔽板、27…底壁、28…上游侧端壁、30…预备压力区域、31…无菌水喷射喷嘴、32…无菌空气喷射喷嘴、33…开口部、34…突起、35_1～4…上遮帘间隔件、36…倾斜板、38…容器、40…内装物填充装置。41_1～4…封盖装置、43…容器排出压力调整室、45…盖子材料杀菌室、46…盖子材料清洗室、47…盖子材料运送室、48…盖子材料薄片、49…盖子材料骨架、50…压力调整室、51…压力调整室、52…杀菌剂喷射喷嘴、53…清洗水喷着喷嘴、55…无菌空气供应口、56…主排气口、57…容器杀菌/清洗侧区域排气口、58…排气口、59…排气口、71…间隔板、72…杀菌/清洗侧区域、73…填充/密封侧区域、74…通过孔。

具体实施方式

下面将根据附图对本发明的实施方式进行详细说明。图1表示本发明的杯型容器的无菌填充生产线的概略。在本发明中，作为整体在一个被正压加压了的无菌腔室1内配置有无菌填充生产线。在无菌腔室1内第一传送带2和第二传送带3被纵列地配置，分别同步且间歇地被旋转驱动。第一传送带2是以倒立状态运送杯型容器的传送带，在一对平行的链条等的环状带之间，以规定间距配置有以倒立状态保持杯型容器的保持台4。保持台4的构造是可从容器的朝向的开口部向容器内周面喷射杀菌剂和清洗水，并且，只要可以以使其不因该喷射压力翻倒或不移动，并在传送带的下游端部处于横倒状态时不脱落的方式保持容器即可，对该构造没有特殊限制，但优选尽量减少容器保持台与容器的接触面积来实现上述保持功能的构造，以便使杀菌剂和清洗水能够与容器内周面整体相接触。保持台4除了可保持一个容器之外，在横向以规定间隔具有多个容器保持部，从而可以同时处理多个容器，这在提高生产性方面较为理想。在本实施方式中，如图3、图4所示，保持台4在横向上具有十个容器的凸缘部嵌合用的开口部33，容器的凸缘部被嵌合支撑在该开口部33，在运送过程当中，可通过从传送带的下面侧向容器内部喷射杀菌剂等进行内部杀菌。在开口部33处从内周面向径向突出地设置有支撑容器凸缘的多个突起34(在本实施方式中间隔120°设置三个)，且设置有从该突起34中的位于容器运送方向后方的突起34的前端向容器高度方向突出的销37。如图3所示，该销是用于在第一传送带的下游端部的向第二传送带传送的中转地点成为横倒状态时支撑容器，来防止其从保持台脱落的部件，优选该销的前端在比容器重心位置高的位置与容器接触。如上所述，在本实施方式中，是用三根突起34支撑杯子，且仅销37的前端部与容器内周面相接触，因此极大地缩小了与容器的接触面积，防止发生杀菌遗漏的情况。加之，将从突起34到保持台4的顶面的高度设为规定深度，例如大约3mm左右，因喷射药剂和清洗水时的喷射压力使杯子上浮1～2mm左右，由此也可切实地杀菌/清洗凸缘与突起的接触面。

此外，第二传送带3为以正立状态运送杯型容器38(以下简称容器)的传送带，与第一传送带相同，在一对平行的链条等的环状带之间，以规定间距配置保持杯型容器38的保持台5。如图3所示，第二传送带的保持台5具有正立状态的容器的主体嵌合用的孔，在该孔的外周部，具备容器的凸缘部或卷边部卡止用的卡止面，可采用与以往杯型容器运送传送带相同的部件。

在第一传送带2与第二传送带3的中转部位的容器的转运，在容器倾倒90°的状态下进行，从而可将以倒立状态运送来的容器翻转成正立状态地进行转运。为此，在第一传送带2的下游侧端部的一对链轮8之间，为了使由保持台4保持的杯子可在直至90°的状态下进行运送，而配置了引导容器底部的圆弧状的引导件6，并且，在内侧还配置有沿着由保持台4将容器38运送的方向的轴心，喷出高压无菌空气的高压空气喷射喷嘴39，从而在容器达到成为如图所示的90°倾斜状态的位置的同时，将容器8向相面对的第二传送带3的保持台5的方向吹出，将容器以成为正立状态的方式转运至保持台5的容器嵌合孔。

此外，从第一传送带2向第二传送带3的转运，不仅限于采用上述方法，也可采用以下方法，例如：相反在第二传送带3侧进行吸引，或从第一传送带2侧机械地抽出，或采用其他直线移动用的驱动器等适宜的方法，但本发明的特征在于，由于仅使杯型容器从图中的左侧向右侧直线移动，因此与以往的翻转装置相比，可采用高压空气喷射喷嘴等非常简单的构件，且可简单地翻转来转运容器。

在第一传送带2的运送路线上，从上游侧依次配置有容器供应装置7、容器杀菌装置、容器清洗装置，这些装置配置的位置分别被划分成容器供应区域9、容器杀菌区域10、和容器清洗区域11。此外，在图1中，虽然在容器清洗区域的下游侧设置有容器除水区域12，但也可用干燥区域代替除水区域。

容器供应装置7包括：形成在无菌腔室1的上壁13上的容器供应室14；配置在该容器供应室的上壁15上的容器供应堆积输送器16；以及配置在上述容器供应室上，且从上述容器堆积输送器16接受并翻转容器，再将容器供应给第一传送带2上的容器供应转筒17。容器供应转筒17在圆柱状转筒的外周部具有一个或多个(在图示的实施方式中为四个)容器嵌合凹穴18，并被配置为其外周面与容器供应室14的上部开口部和无菌腔室1的上壁开口部的开口缘部围接，由此来防止无菌腔室内的空气从容器供应口部向外部流出。

在容器杀菌区域10之中，以适当的间隔分别在容器的底部运送侧以及传送带内部的容器开口侧，配置有多个用于向容器的内外喷射杀菌剂的杀菌剂喷射喷嘴20。作为杀菌剂可以使用杀菌能力较高的过乙酸溶液。通常，在以正立状态对容器进行杀菌时，喷射微量的过氧化氢，然后进行加热去除，但其杀菌能力受到限制。此外，当使用PET制容器时，存在过氧化氢吸附在容器上和容器发生热变形的危险。

在本发明当中，由于以倒立状态对容器进行杀菌/清洗，因此即使喷射充分量的杀菌剂也可切实地清洗去除，且与过乙酸溶液组合可获得良好的杀菌效果。此外，因不需要加热去除工序，所以即使使用PET制容器也没有问题。

在容器清洗区域11中，为了从杀过菌的容器的内外面去除并清洗杀菌剂，而喷射无菌水的清洗喷嘴21与容器杀菌区域相同，分别以适当的间隔在容器的底部运送侧和传送带内部的容器开口侧配置多个。

此外，如图2所示，在传送带的闭环之内，将用于承接所喷射的杀菌剂的杀菌剂承接盘22设置在容器杀菌区域10的下方，将用于承接清洗水的清洗水承接盘23设置在容器清洗区域11的下方，由其承接的杀菌剂和清洗水被分别积存在杀菌剂积存处24和清洗水积存处25，以备再使用或排出。上述杀菌剂承接盘22和清洗水承接盘23，还起到将这些区域与其他区域进行间隔的间隔板的功能，上述杀菌剂承接盘22的上游侧端部与配置于容器供应区域9的下方的遮蔽板26₁连接，该遮蔽板26₁弯曲，具有允许第一传送带通过的孔，并与无菌腔室1的上壁13连接。另外，在遮蔽板26₁或杀菌剂承接盘22的底面，连接有与无菌腔室1的低壁27相连接的遮蔽板26₂。在遮蔽板26₂上也形成有允许第一传送带2通过的孔。因此，在无菌腔室的上游侧处，形成有被遮蔽板26₁、26₂与无菌腔室的上壁13、上游侧端壁28、底壁27及两侧壁包围的预备压力区域30。关于预备压力区域30的目的和功能将后述。

此外，在杀菌剂承接盘22以及清洗水承接盘23的上面与无菌腔室的上壁13之间，如图2所示，配置有将容器杀菌区域10、容器清洗区域11间隔的间隔构件。间隔构件是为了防止在这些区域所使用的杀菌液和清洗水向其他区域飞散而设置的，如本发明中后述所示，除预备压力区域30之外，为了将无菌腔室控制在同一压力，即使设置了间隔构件也必须使空气自然流通。为了满足该条件，在本发明实施方式中，在容器杀菌区域10、容器清洗区域11的上游侧和下游侧各设置一对遮帘状间隔件35₁～35₄作为间隔构件，即一对遮帘状间隔件35₁～35₄是以规定的间隔配置向各自区域的内侧下倾的倾斜板36而构成的遮帘状间隔件。在遮帘状间隔件35₁～35₄上，如图所示形成有允许第一传送带2和容器通过的通过孔。如上所述，对遮帘状间隔件35₁～35₄而言，因其倾斜板被设置为向各区域的内侧下方倾斜，所以即使在各区域飞溅的液体落在间隔件上，飞散液也可沿倾斜板向该区域内流下，可防止向其他区域飞散。此外，因倾斜板之间有间隙，所以空气可自由流通，可以控制各区域保持大致等压。此外，将倾斜板之间的空气通路设为即使在容器在第一传送带的保持台上脱落的情况下，也使各区域间的压力变化微小的开口面积。

另一方面，在第二传送带3的运送路线上，与以往的该种填充装置相同，从上游侧依次配置有内装物填充装置40、封盖装置41。此外，虽未图示，但根据需要也可配置气体置换装置或液体氮气等液化惰性气体添加装置。如后所述，通过封盖装置41，杀菌清洗且供应给无菌腔室内的盖子材料薄片48被热密封在填充了内装物的容器的开口部，然后进行镶边，冲制完成盖子了的盖子材料骨架49通过后述的压力调整室51被排出到腔室外。另一方面，被密封的容器借助容器排出压力调整室43被排出到腔室外。另外，在图中，31是清洗第二传送带的无菌水喷射喷嘴，32是除水用无菌空气喷射喷嘴，将第二传送带设为持续或每隔任意时间就进行杀菌清洗，即使在填充区域有内装物附着，也可总是保持清洁。

为了对供应到上述盖子材料密封区域的盖子材料薄片48进行充分的杀菌处理，设置盖子材料杀菌室45和盖子材料清洗室46，于是，为了在此不使杀菌清洗处理后的盖子材料与外部气体接触地供应到无菌腔室内，将从盖子材料清洗室46到与无菌腔室连通的盖子材料运送路线47也与无菌腔室1形成一体，如后所述实现了内压控制，从而极大限度地防止了气体从盖子材料杀菌室45、盖子材料清洗室46向无菌腔室1内的流入。

如图1所示，盖子材料薄片48被从未图示的线圈上扯下，借助盖子材料杀菌室45、盖子材料清洗室46和盖子材料运送路线47，通到无菌腔室内的密封区域，在密封容器之后冲制成盖子部，而盖子材料骨架49被排出到外部。此外，如图所示，封盖装置41是由第一段密封构件41₁、第二段密封构件41₂、冷却构件41₃、以及冲压构件41₄构成的。在盖子材料杀菌室45处配置有杀菌剂喷射喷嘴52，其向盖子材料的表面的两面喷射过乙酸水等的杀菌剂进行杀菌，并且，在盖子材料清洗室46处配置有清洗水喷射喷嘴53，其向盖子材料的两面喷射无菌的清洗水。盖子材料杀菌室45和盖子材料清洗室46的出入口均被形成有盖子材料薄片可通过的孔的隔壁间隔，控制其内部压力，从而使各室内的空气不流向下游工序侧。另外，在进行向装置内供应和排出盖子材料薄片48时，为了阻止外部气体流入无菌腔室内，在本实施方式中，在盖子材料薄片的供应口和排出口设置有用于压力控制的压力控制室50、51，可将该室内压力调整为低于无菌腔室的压力。并且，在该压力控制室50、51上分别设置有排气口58、59，从而可从该部进行排气。

在无菌腔室1上，具有向腔室内供应无菌空气的无菌空气供应口55，并且具有多个用于向外部排出无菌腔室内的空气来调节内部压力的排气口。将主排气口56设置在容器供应区域的上游端部侧，实现了在无菌腔室内没有生成从上游侧向下游侧，即不从容器杀菌/容器清洗区域向容器密封区域的空气的流动。另外，在容器杀菌区域与容器清洗生产线之间，设置了将这些区域的空气排出到外部的容器杀菌/容器清洗区域排气口57，由此更切实地防止含有杀菌剂臭气的空气流入下游侧。另一方面，无菌腔室1被划分成：容器供应区域、容器杀菌区域、容器清洗区域、内装物填充区域以及盖子材料密封区域所在的无菌腔室主室1A；和预备压力区域30。预备压力区域30被设置在主排气口56的前方，在本实施方式中，被邻接地设置在容器供应区域的上游侧，且借助形成在遮蔽板26₁和26₂上的第一传送带通过孔60、61与无菌腔室主室1A内连通。在容器供应区域，虽然不能避免与所供应的容器一起侵入若干的外部气体，但是通过朝向邻接的预备压力区域的空气流动，可有效地防止所侵入的外部气体流入杀菌/清洗侧区域。

本实施方式的无菌填充装置构成如上，通过控制无菌腔室内的各区域的压力来阻止外部气体的进入，并且，即使在无菌腔室内存在盖子材料杀菌区域、盖子材料清洗区域、填充区域和密封区域，也可以阻止盖子材料杀菌区域和盖子材料清洗区域的空气向填充区域和密封区域流动，由此控制空气的流动。即当将无菌腔室主室1A的气压设为P₀、预备压力区域的气压设为为P₁、容器排出压力调整室43的气压设为为P₂、外部气体压为P₃时，控制各气压使之满足P₀＞P₁＞P₃以及P₀＞P₂＞P₃的关系。由此，作为无菌腔室整体，由于进行了高于外部气体压的正压加压，所以外部气体的流入被阻止，相反腔室内的空气借助主排气口56向外部流动。由此，在腔室内产生空气从无菌腔室主室向具有主排气口56的预备压力区域30的流动。因此，如图2中虚线箭头所示，容器杀菌区域的空气穿过遮帘状间隔件35₁向容器供应区域流动，且穿过遮蔽板26₁的第一传送带通过孔61到达预备压力室，并通过主排气口56向外部排气。此外，使已被填充的容器借助容器排出压力调整室43向外部排出，使该容器排出压力调整室43的压力高于外部气体，因此在阻止伴随容器排出的外部气体进入的同时，第二传送带下游端部附近的空气流向容器排出压力调整室43方向，并向外部流出，就可将无菌腔室主室内时常保持在清洁的无菌状态。

另外，通过分阶段地控制从无菌腔室主室1A到外部气体的各区域的气压，就可以将来自无菌腔室的空气的流出限制在最小值，可以降低用于维持正压的无菌空气的供应量。

再者，空气即使从盖子材料供应室向无菌腔室主室1A内流入，也可通过以产生使空气从无菌腔室主室1A向盖子材料杀菌室方向的流动的方式控制压力来进行阻止。即当将设置于盖子材料杀菌室入口的压力调整室50的气压设为P₆、将盖子材料杀菌室45的气压设为P₅时，调整各室的压力使之满足P₀＞P₅＞P₃＞P₆的关系。因此，由于盖子材料杀菌室45的压力小于无菌腔室主室，所有阻止了空气从这些室向无菌腔室主室内的流入。

另外，因压力调整室50的压力小于外部气体压，所以可防止含有盖子材料杀菌室45的杀菌剂的空气向外部流出。

图5表示本发明的其他实施方式涉及的杯型容器的无菌填充装置的主要部分。在上述实施方式的杯型容器的无菌填充装置之中，在配置于杀菌～清洗区域的第一传送带2与配置于填充～密封区域的第二传送带3之间没有间隔件，但在本实施方式之中，在第一传送带2与第二传送带3之间设置有间隔件，将无菌腔室1A间隔成杀菌/清洗侧区域72与填充/密封侧区域73，由此可更切实地控制从填充/密封侧区域73向杀菌/清洗侧区域72流动的气流，且可更切实地阻止清洗水的飞沫和杀菌药剂的臭气从杀菌清洗侧区域72流入填充密封侧区域73。另外，由于其他构成均与上述实施方式相同，所以对于与图1以及图2所示的实施方式相同的构成标记同一符号，并省略说明。在本实施方式的杯型容器的无菌填充装置之中，间隔板71也可隔着从第一传送带2向第二传送带3转运的杯状容器可通过的间隔上下配置，但更优选形成有与杯子形状和杯子通过的位置对应的通过孔74的一体化的间隔板。在此，向无菌腔室的无菌空气供应口55设置为位于填充/密封侧区域。

在如上述构成的本实施方式的装置中，以填充/密封侧区域73的气压P_0-1高于杀菌/清洗侧区域72的气压P_0-2的方式，控制无菌空气的流动。为此，优选P_0-1比P_0-2高3Pa以上。例如，将填充/密封侧区域73的气压P_0-1设为20Pa，将杀菌/清洗侧区域72的气压P_0-2设为15Pa。这样，通过将填充/密封侧区域73的气压P_0-1设为高于杀菌/清洗侧区域72的气压P_0-2，气流就可以切实地从填充/密封侧区域73向杀菌/清洗侧区域72流动，即使增加在杀菌区域～清洗区域的杀菌剂的使用量和与其成比例的清洗水的使用量，也可切实地阻止清洗水的飞沫和杀菌剂的臭气从杀菌/清洗侧区域72向填充/密封侧区域73流动，与以往的无菌填充生产线相比，可更大地提高杀菌区域～清洗区域的容器杀菌/清洗度。

此外，关于与本实施方式的杯型容器的填充装置中的其他部位的气压的关系，与上述实施方式相同可控制为满足以下关系。

P_0-1＞P_0-2＞P₁＞P₃，P_0-2＞P₂＞P₃，且 P_0-1＞P_0-2＞P₅＞P₃＞P₆

实施例1：

为了使用如上所述的无菌填充装置来确认无菌填充的效果进行了以下试验。

使用如下所示的试验容器，将附着有细菌的杯子和盖子材料供应给上述实施方式所示的无菌填充装置，在规定条件下填充培养基后，将盖子材料热密封地进行密闭，从而得到试验填充杯子制品。将此时的各室的压力控制如下。以30℃×7天的方式保存所得到的杯子制品后，通过目测来判定是否在培养基中形成浑浊和絮状物的。作为判定结果，确认了上述杯子制品，在培养基中没有形成浑浊和絮状物，是可进行无菌制品制造的。

1.试验容器

(1)试验杯子：200ml，PET杯子(开口直径为75mm、高度为108.5mm)

(2)试验盖子材料：坯料宽度为1000mm、冲压直径为82mm

2.使用培养基

(1)标准琼脂培养基(日水制药(株))

酵母提取物    2.5g

胨            5g

葡萄糖        1g

琼脂          15g

蒸馏水        1000ml

(2)普通琼脂培养基(日水制药(株))

肉提取物    5g

胨          10g

氯化钠      5g

琼脂        15g

蒸馏水      1000ml

(3)芽孢菌培养用培养基

普通琼脂培养基         35g

酵母提取物             5g

硫酸锰(MnSO₄·5H₂O)    50mg

硫酸镁(MgSO₄·7H₂O)    500mg

氯化钙(CaCl₂·2H₂O)    100mg

蒸馏水                 1000ml

(4)SCD培养基(日本制药(株))

酪朊制胨       17g

大豆制胨       3g

磷酸-氢化钾    2.5g

葡萄糖         2.5g

氯化钠         5g

蒸馏水         1000ml

灭菌后的pH     7.1～7.5

3.试验菌和细菌向容器的附着方法

(1)试验细菌  Bacillus subtilis var.niger IF013721

(2)细菌附着方法：采用将试验细菌配入普通琼脂培养基作为孢子形成用培养基，在培养基上以37℃×7天的方式进行培养。在孢子形成后，将细菌收集在已灭菌的磷酸缓冲液之中，为了去除对象细菌以外的杂菌，进行80℃×10min的加热处理后进行冷却，将其作为了使用混悬液。通过在标准琼脂培养基中对混悬液进行倾注培养，测量细菌数，使用喷雾器将其以成为10⁶cfu/每杯的方式附着在杯子表面，并进行干燥。关于盖子材料，与上述方法相同，使其附着在冲压直径为82mm内的中心直径75内，进行干燥。

4.试验方法

在将无菌填充装置进行环境杀菌后，将用(2)的方法作成的杯子和盖子材料导入无菌正压保持的无菌填充装置，在规定的制造条件下，填充200ml的SCD培养基，用盖子材料进行热密封。以30℃×7天的方式保存上述杯子制品后，通过目测判定是否形成了培养基中的浑浊和絮状物。

(制造条件)

(1)容器杀菌剂  过乙酸类杀菌剂(含有过乙酸浓度为2500ppm)

(2)杀菌时的容器表面温度  65℃

(3)容器作用时间          10秒

(4)环境杀菌  过乙酸系列杀菌剂(含有过乙酸浓度为2500ppm)、

50℃×10分

(5)控制无菌填充装置中的各室的气压使之满足了以下条件。

P_0-1＝21Pa，P_0-2＝16Pa，P₁＝10Pa，P₂＝5Pa

P₃＝0Pa(大气)，P₅＝5Pa，P₆＝-1Pa

(6)填充用培养基(SCD培养基)填充前的灭菌条件135℃×60秒(F0＝24.5)

5.试验结果

(1)初期细菌附着数  杯子：4.5×106cfu/每杯

盖子材料：4.5×106cfu/盖子材料

(2)试验数    n＝30(10例×3)

(3)试验结果

在所制作的所有试样当中，在培养基中没有形成浑浊和絮状物。

从以上实验结果可知，根据本实施例，在填充密封有处于易腐败状态的SCD培养基的状态下，在30℃的常温以上的环境下保存7天的情况下，在全部试样当中没能形成培养基中的浑浊和絮状物，通过本发明的无菌填充方法以及装置得到的杯型容器装饮料，即使常温流通其品质也可充分保障。

本发明不限于无菌填充，也可适用于冷藏流通、热装法等，特别是作为翻转机构易复杂化的杯型容器的无菌填充系统利用价值较高，由于以倒立状态杀菌/清洗容器，所以可得到较好的杀菌效果，并且可切实地清洗去除药剂，也可有效地阻止外部气体流入无菌腔室内和无菌腔室内的空气向外部流出，并且无需采用复杂的机构，即可切实地进行翻转，并且因在同一无菌腔室内进行操作，所以也没有压力差所导致的气流的不稳定性，因此，对于重量轻的合成树脂容器有较高的利用价值，可用于各种容器的无菌填充。此外，可以利用于制造即使为易腐败的内装物也可实现在常温下流通的杯型容器装饮料。