飲料充填裝置及其殺菌方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及將飲料充填到PET瓶等容器中的裝置及其殺菌方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在通過無菌飲料充填裝置將飲料充填到瓶子等容器中的情況下，顯然必須對飲料 自身進行殺菌而形成無菌狀態(tài)，必須將無菌飲料充填裝置中的具有緩沖罐、送液管、充填嘴 等的飲料供給系配管內(nèi)也預(yù)先清洗并殺菌而形成無菌狀態(tài)。
[0003] 目前，對于在飲料充填路徑內(nèi)流通的飲料自身而言，測定該飲料的殺菌值即F值， 基于其履歷信息來確認是否殺菌到可保證飲料品質(zhì)的程度（例如，參照專利文獻4)。
[0004] 另外，關(guān)于無菌飲料充填裝置的飲料供給系配管，定期或在切換飲料種類時進行 CIP(Cleaning in Place)處理，進而進行 SIP(Sterilizing in Place)處理（例如，參照專 利文獻1、2、3)。
[0005] CIP通過使例如水中添加了氫氧化鈉等堿性藥劑的清洗液在從飲料充填路徑的管 路內(nèi)至充填機的充填嘴的流路流過后，使水中添加了酸性藥劑的清洗液流過而進行。由此， 將附著在飲料充填徑路內(nèi)的上次的飲料的殘留物等去除（例如，參照專利文獻1、2、3)。
[0006] SIP例如通過使蒸汽或熱水等在上述CIP清洗過的流路內(nèi)流過而進行，且通過蒸 汽或熱水等進行的加熱，對飲料充填經(jīng)路內(nèi)進行殺菌處理，成為無菌狀態(tài)（例如，參照專利 文獻3第0003段）。
[0007] 專利文獻1 :(日本）特開2007 - 331801號公報
[0008] 專利文獻2 :(日本）特開2000 - 153245號公報
[0009] 專利文獻3 :(日本）特開2007 - 22600號公報
[0010] 專利文獻4 :(日本）特開2007 - 215893號公報
[0011]目前，關(guān)于餐飲產(chǎn)品，根據(jù)加熱時間的長短，餐飲產(chǎn)品自身的味道、口感等品質(zhì)產(chǎn) 生變化，故而進行嚴密的F值的管理。
[0012] 但是，無菌飲料充填裝置的飲料供給系配管主要由不銹鋼等金屬形成，不產(chǎn)生飲 料這樣的品質(zhì)變化，故而進行較粗糙的F值管理。
[0013] 例如，若以130°C加熱了 30分鐘，則F值為233,但在經(jīng)驗上已知，飲料供給系配管 的殺菌處理以該程度就足夠了。因此，在飲料供給系配管流過加熱蒸氣或熱水并且利用在 飲料供給系配管的溫度不易上升的各處配置的溫度傳感器測定溫度，若來自各溫度傳感器 的溫度達到130°C，則啟動計時器，在計時器計測了 30分鐘時，使基于加熱蒸氣等的飲料供 給系配管的加熱結(jié)束。
[0014] 圖6以溫度和時間的關(guān)系表示了該飲料供給系配管的加熱方法。即，從飲料供給 系配管的各個部位的溫度傳感器的測定溫度中最低溫度達到130°C的時刻起，持續(xù)輸送蒸 氣等30分鐘而將飲料供給系配管加熱，在經(jīng)過了 30分鐘時停止蒸氣等的供給，代替之而供 給無菌的冷卻風(fēng)等進行飲料供給系配管內(nèi)的冷卻。在圖6中，升溫至135°C為了安全而預(yù)計 溫度的變動而作出的。在圖6中，滅菌條件為130°C以上、30分鐘，陰影部分的面積與所述 F值233對應(yīng)。但是，實際上，無視超過了 130°C的部分的F值的積算部分。
[0015] 但是，伴隨著近年來的節(jié)省能量化的發(fā)展，由SIP消耗的熱能的大小成為問題。另 外，從飲料的生產(chǎn)效率方面來看，SIP所需的時間的長度也成為問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 本發(fā)明的目的在于提供一種能夠解決這樣的問題點的飲料充填裝置及其殺菌方 法。
[0017] 本發(fā)明者為了對無菌充填裝置的飲料供給系配管中的SIP所需的熱能及SIP所需 的殺菌時間進行重新認識，對F值的管理進行了探討，不僅單利用到達130°C后的時間，也 利用F值的積算來管理滅菌效果的話，則能夠?qū)?21. 1°C到130°C的F值和超過了 130°C量 的F值也進行積算，故而認識到能夠以比30分短的時間達到F值233。
[0018] 本發(fā)明基于上述見解而設(shè)立的，具有如下的構(gòu)成。
[0019] 另外，為了便于理解本發(fā)明，對附圖標記標注括號，但本發(fā)明不限于此。
[0020] 即，本發(fā)明第一方面的飲料充填裝置的殺菌方法，該飲料充填裝置具有將飲料經(jīng) 加熱殺菌部（18)送至充填機（2)內(nèi)的飲料供給系配管（7)，其中，在所述飲料供給系配管 (7)輸送熱水或加熱蒸氣，每隔規(guī)定時間檢測飲料供給系配管（7)的多個部位的溫度并對 最低溫度計算F值，在該F值達到目標值時，結(jié)束殺菌工序。
[0021] 本發(fā)明第二方面的飲料充填裝置的殺菌方法，在第一方面的基礎(chǔ)上，在飲料供給 系配管（7)的經(jīng)由加熱殺菌部（18)的上游側(cè)配管部（7a)設(shè)置上游側(cè)回流流路（6)而形成 上游側(cè)循環(huán)流路，使熱水在上游側(cè)循環(huán)流路中流動并計算F值，使加熱蒸氣在從所述上游 側(cè)配管那（7a)的下流側(cè)至充填機（2)內(nèi)的下流側(cè)配管部（7b)流通并計算F值，在各個最 小的F值達到目標值時，結(jié)束殺菌工序。
[0022] 本發(fā)明第三方面的飲料充填裝置的殺菌方法，在第一或第二方面的基礎(chǔ)上，F(xiàn)值使 用下式計算，
[0023] [式 1]
[0024]
[0025] (其中，T表示任意的殺菌溫度（°C )，10(Ti)/z表示任意溫度T下的致死率，Tr表 示基準溫度（°C )，Z表示Z值（°C ))。
[0026] 在一定的溫度T下加熱了、分鐘時的F值為式2
[0027] [式 2]
[0028] F = tTX 10(Hr)/z
[0029] 根據(jù)本發(fā)明，關(guān)于飲料充填裝置的飲料供給系配管（7)的SIP處理，早期地開始F 值的積算，在F值達到目標值時結(jié)束殺菌工序，故而能夠比以往準確且迅速地實現(xiàn)飲料充 填裝置的飲料供給系配管（7)的無菌化處理，因此，能夠降低用于飲料供給系配管（7)的殺 菌的熱水及加熱蒸氣的使用量，能夠快速開始飲料的充填操作，縮短飲料更換時的生產(chǎn)間 隔時間并提高生產(chǎn)效率。
【附圖說明】
[0030] 圖1是本發(fā)明的飲料充填裝置的框圖；
[0031] 圖2是在飲料充填裝置的飲料供給系配管中進行加熱殺菌部至無菌箱（ACT)跟前 的SIP的狀態(tài)的框圖；
[0032]圖3是在飲料充填裝置的飲料供給系配管中相對于無菌箱（ACT)之后至充填嘴的 下流側(cè)配管部進行SIP的狀態(tài)的框圖；
[0033] 圖4是表示生產(chǎn)飲料的瓶裝產(chǎn)品的狀態(tài)的框圖；
[0034] 圖5是利用溫度和時間的關(guān)系表示飲料供給系配管的加熱方法的圖表；
[0035] 圖6是利用溫度和時間的關(guān)系表示現(xiàn)有的飲料供給系配管的加熱方法的圖表。
[0036] 標記說明
[0037] 2 :充填機
[0038] 6:上游側(cè)回流流路
[0039] 7 :飲料供給系配管
[0040] 7a :上游側(cè)配管部
[0041] 7b:下流側(cè)配管部
[0042] 18 :加熱殺菌部
【具體實施方式】
[0043] 以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0044] 首先，對飲料充填裝置的構(gòu)造進行說明，然后，對該裝置的殺菌方法進行說明。
[0045] 如圖1所示，飲料充填裝置具備飲料調(diào)制裝置1和將飲料充填到瓶4中的充填機 2。調(diào)制裝置1和充填機2內(nèi)的充填嘴2a之間由飲料供給系配管7連結(jié)。另外，充填機2 被無菌腔3包圍。
[0046] 調(diào)制裝置1用于將例如茶飲料、水果飲料等飲料分別以所希望的配合比例調(diào)制， 因為是已知的裝置，故而省略其詳細的說明。
[0047] 充填機2是將多個充填嘴2a繞在水平面內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)的輪盤（未圖示）配置而成 的，其為在輪盤的旋轉(zhuǎn)的同時使充填嘴2a進行旋轉(zhuǎn)運動，同時用于將飲料從充填嘴2a向在 充填嘴2a之下與輪盤的周速度同步行進的各瓶4進行定量充填的機械。該充填機2也是 公知的裝置，故而省略其詳細的說明。
[0048] 該飲料充填裝置的飲料供給系配管7在從其調(diào)制裝置1到充填機2的管路中，從 飲料的流向觀察，從上游側(cè)向下游側(cè)依次具備平衡罐5、加熱殺菌部（UHT(Ultra High - temperature)) 18、歧管閥8、無菌箱19、壓力罐11。
[0049] UHT18在其內(nèi)部具有第一級加熱部12、第二級加熱部13、保持管14、第一級冷卻部 15、第二級冷卻部16等，將從平衡罐5供給的飲料或水從第一級加熱部12向第二級加熱部 13輸送并逐漸加熱，在保持管14內(nèi)加熱到目標溫度，然后向第一級冷卻部15、第二級冷卻 部16輸送而逐漸冷卻。加熱部及冷卻部的級數(shù)根據(jù)必要而增減。
[0050] 除此之外，由于平衡罐5、歧管閥8、無菌箱19、壓力罐11都是公知的裝置，故而省 略其詳細的說明。
[0051] 如圖2中粗線所示，在所述飲料供給系配管7中，在經(jīng)平衡罐5和UHT18到達歧管 閥8的上游側(cè)配管部7a設(shè)置回流流路6,由此形成用于進行SIP的循環(huán)流路。
[0052] 另外，在上游側(cè)配管部7a，在包含向其中供給熱水等時溫度不易上升的部位的各 個部位配置溫度傳感器10。作為配置該溫度傳感器10的部位，例如能夠列舉從UHT18內(nèi)的 第一級加熱部12朝向歧管閥8的管路中，從UHT18內(nèi)的各部間和第二級冷卻部16流出的 各個部位、歧管閥8跟前的部位，在這些部位分別配置溫度傳感器10。將由這些溫度傳感器 10分別測定的溫度的信息向控制器7發(fā)送。
[0053] 如圖3中粗線所示，在上述飲料供給系配管7中從上述上游側(cè)配管部7a的下游側(cè) 的歧管閥8經(jīng)由無菌箱19和壓力罐11至充填機2內(nèi)的下游側(cè)