2021-011760

本件に係る出願（以下「本願」という。）は、平成２９年１０月４日を出願日とする特願２０１７－１９４２４３号の一部を令和元年１１月１３日に新たな特許出願としたものであって、その手続の経緯は、概略、以下のとおりである。

１ 引用文献１

（１）引用文献１には、以下の事項が記載されている。

ア 「【０００１】 本発明は、ＰＥＴボトル等の容器に製品である飲料などを充填する装置の殺菌処理の移行方法およびこの殺菌処理の移行方法を行う製品充填装置に関する。

【背景技術】 ・・・

【０００４】 また、無菌飲料充填装置の飲料供給系配管については、定期的にあるいは飲料の種類を切り替える際に、ＣＩＰ（Ｃｌｅａｎｉｎｇ ｉｎ Ｐｌａｃｅ）処理をし、さらに、ＳＩＰ（Ｓｔｅｒｉｌｉｚｉｎｇ ｉｎ Ｐｌａｃｅ）処理をしている（例えば、特許文献３参照）。 ・・・

【０００６】 ＣＩＰは、飲料充填経路の管路内から充填機の充填ノズルに至るまでの流路に、例えば水に苛性ソーダ等のアルカリ性薬剤を添加した洗浄液を流した後に、水に酸性薬剤を添加した洗浄液を流すことにより行われる。これにより、飲料充填経路内に付着した前回の飲料の残留物等が除去される（例えば、特許文献３参照）。

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【０００７】 ＳＩＰは、飲料の充填作業に入る前に、予め上記飲料供給系配管内を殺菌するための処理であり、例えば、上記ＣＩＰで洗浄した飲料充填経路内に加熱蒸気又は熱水を流すことによって行われる。これにより、飲料充填経路内が殺菌処理され無菌状態とされる（例えば、特許文献３参照）。

【０００８】 これらのＣＩＰ、ＳＩＰ及び製品殺菌処理は、いずれも時間がかかる処理であることから、これらの時間短縮のための方法は種々の方法が知られている。例えば、下記特許文献に記載されているように、殺菌温度と流量から殺菌強度（Ｆ値）を求めることで製品殺菌処理を行う方法が知られている。 ・・・

【発明が解決しようとする課題】

【００１０】 上述した方法で製品殺菌処理を行うことで、飲料の品質が保証できるレベルであるか否かを正確かつ迅速に確認することができる。

【００１１】 しかし、ＣＩＰ、ＳＩＰ及び製品殺菌処理と異なる処理を続けて行う場合、各処理毎の設定に非常に時間がかかり、各処理の段取り時間を短縮することが難しいという課題を有していた。 ・・・

【００１３】 ところが、近年の省エネルギ化の進展に伴い、ＳＩＰから製品殺菌処理への移行時の温度安定化工程で消費される熱エネルギの大きさが問題視されるようになってきた。また、各処理への移行に要する時間の長さも飲料の生産効率の面から問題視されるようになってきた。

【００１４】 本発明はこのような問題点を解決することができる殺菌処理の移行方法及び飲料充填装置を提供することを目的とする。」

イ 「【００２５】 図１に示すように、製品充填装置は、製品である飲料の調合装置１と、飲料をボトル４に充填する充填機２とを具備する。調合装置１と充填機２内の充填ノズル２ａとの間は、製品供給系配管７で結ばれている。また、充填機２は無菌チャンバ３で囲まれている。

【００２６】 調合装置１は、例えば茶飲料、果実飲料等の飲料を各々所望の配合割合で調合するためのものであって、公知の装置であるからその詳細な説明は省略する。

【００２７】 充填機２は、多数の充填ノズル２ａを水平面内で高速回転するホイール（図示せず）の回りに配置してなるもので、ホイールの回転と共に充填ノズル２ａを旋回運動させつつ、充填ノズル２ａの下をホイールの周速度に同調して走行する各ボトル４に、充填ノズル２ａから飲料を定量充填するための機械である。この充填機２も公知の装置であるからその詳細な説明は省略する。

【００２８】 この製品充填装置の製品供給系配管７は、その調合装置１から充填機２に至る管路中に、飲料の流れから見て上流側から下流側へと順に、バランスタンク５、加熱殺菌部（ＵＨＴ：Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）１８、マニホルドバルブ８、アセプティックサージタンク１９、ヘッドタンク１１を備える。」

ウ 「【００３７】 （１）コントローラ１７の図示しないパネル上の操作ボタンが操作されると、製品供給系配管７の上流側配管部７ａと下流側配管部７ｂについてＳＩＰが各々所定の手順で実行される（図２及び図３参照）。ＳＩＰの開始に際してはマニホルドバルブ８によって上流側配管部７ａと下流側配管部７ｂとの間が遮断される。

【００３８】 上流側配管部７ａのＳＩＰと下流側配管部７ｂのＳＩＰは互いに順を追って又は並行して行うことが可能である。

【００３９】 （２）まず、図示しない水供給源から水がバランスタンク５を経て循環路内に送られ、この水がＵＨＴ１８により加熱され殺菌されつつ循環路内を循環する。これにより、上流側配管部７ａ内が殺菌される。

【００４０】 （３）この上流側配管部７ａ内を熱水が流れる際、上流側配管部７ａの各所に配置された温度センサ１０からコントローラ１７に温度情報が一定時間間隔で送られる。この実施の形態では、ボトルｂに充填する製品液である飲料のｐＨが４．６以上とされ、基準温度Ｔｒが１２１．１℃、Ｚ値が１０℃とされる。

【００４１】 熱水による加熱により昇温した各箇所の温度が１２１．１℃に達すると、その時点から各箇所のＦ値がコントローラ１７によって演算される。演算式は次のとおりである。

【００４２】

【数２】

［図：0001398660000001.jpg］

」

エ 「【００５３】 （５）上記上流側配管部７ａに対するＳＩＰの開始と同時に、又は先立ってアセプティックサージタンク１９も含めて、下流側配管部７ｂのＳＩＰが開始される。

【００５４】 まず、カップ９が充填ノズル２ａの開口にあてがわれ、充填ノズル２ａにドレン管２０が接続された後、アセプティックサージタンク１９及びヘッドタンク１１内へと加熱蒸気が図示しない加熱蒸気供給源から供給される。

【００５５】 この加熱蒸気は、アセプティックサージタンク１９から、下流側配管部７ｂ内を充填ノズル２ａ側へと流れ、各部を加熱した後にドレン管２０から充填機２外へ排出される。また、ＳＩＰを上流側配管部７ａと同様に水で行う場合には、図示しない水供給源から水がアセプティックサージタンク１９を経て循環路内に送られ、この水が加熱装置２１により加熱され殺菌されつつ帰還路６ａを介して循環路内を循環する。これにより、下流側配管部７ｂ内が温水又は熱水で殺菌される。なお、Ｆ値を用いた殺菌方法については、上流側配管部７ａと同様の方法で行うため、詳細な説明は省略する。

【００５６】 （６）この下流側配管部７ｂ内を加熱蒸気が流れる際、下流側配管部７ｂの各所に配置された温度センサ１０からコントローラ１７に温度情報が一定時間間隔で送られる。

【００５７】 加熱蒸気による加熱により昇温した各箇所の温度が１２１．１℃に達すると、その時点から各箇所のＦ値がコントローラ１７によって上記演算式により演算される。

【００５８】 演算された各Ｆ値のうち、最小のＦ値が目標値に到達したところで、上記加熱蒸気はアセプティックサージタンク１９やの下流側配管部７ｂ内への供給が停止される。下流側配管部７ｂ内のＳＩＰ時間についても、従来のＳＩＰ時間に比べ大幅に短縮される。

【００５９】 （７）この後、下流側配管部７ｂ内に無菌エア又は無菌水が送り込まれ、下流側配管部７ｂ内が例えば常温まで冷却される。そして、ドレン管２０が遮断される。さらに、図示しないアクチュエータによって各充填ノズル２ａの開口からカップ９が外される。無菌水は、ＳＩＰが完了し水運転で待機中の製品殺菌機から送液してもよいが、ボトルリンサーの無菌水（図示なし）をマニホルドバルブ８から受け入れ、冷却に用いても構わない。無菌水での冷却を開始するタイミングは、ＳＩＰの後のタンク温度が１１０℃を下回るまで無菌エアで行い、それ以降に行うと良い。無菌水を供給する動作は間歇タイマーを用い、タンクが急冷により減圧しないように無菌エアを供給しながら行う。タンクの温度が３０～９０℃程度まで冷却され、冷却が完了した後、陽圧を維持したまま無菌エアでタンク及び配管内に溜まった無菌水をブローし、製品を受け入れる。無菌水を加えた冷却は、エアに比べて短時間に冷却することが可能である。

【００６０】 （８）アセプティックサージタンク１９以降、下流側配管部７ｂのＳＩＰが終了した後、加熱殺菌部１８から上流側配管部７ａを通ってアセプティックサージタンク１９に飲料が貯められ、そこから飲料が下流側配管部７ｂを通って、ボトル４内への飲料の充填作業が開始される。」

オ 「【００６２】 図４中、太線で示したごとく調合装置１で調合された飲料が殺菌処理された製品供給系配管７の上流側配管部７ａと下流側配管部７ｂを通って充填機２内に至り、充填機２の充填ノズル２ａから容器であるボトル４に充填される。飲料が充填されたボトル４は、図示しないキャッパによりキャッピングされた後、充填機２の外に送り出される。

【００６３】 本発明は以上説明したように構成されるが、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々変更可能である。また、マニホルド８を設けず、殺菌機からフィラーまでを同時にＣＩＰ及びＳＩＰを施し、上述した温度安定化工程の制御を行ってもよい。あるいは、殺菌温度を満たしたアルカリや酸でＣＩＰすると同時にＳＩＰを行い、次製品の規定の殺菌価以上の無菌水で配管内を洗浄し、次製造へ移行しても良い。さらに、本明細書において、本発明はＵＨＴ（加熱殺菌部）の形態は、シェル＆チューブ式熱交換器の例を説明したが、ＵＨＴの形態はこれに限られず、例えば、プレート式熱交換器を用いても構わない。また、これらの間接加熱法に限らず、直接加熱法を適用しても構わない。またさらに、本発明は、製品として飲料を充填する飲料充填装置について説明を行ったが、製品は飲料に限らず、例えば、医薬品、食品、流動食及び固形物入りの飲料を充填することも可能である。」

「【図１】

［図：0001398660000002.jpg］

」

「【図２】

［図：0001398660000003.jpg］

」

「【図３】

［図：0001398660000004.jpg］

」

「【図４】

［図：0001398660000005.jpg］

」

（２） 上記（１）は、ＳＩＰ処理を行う飲料充填装置の殺菌方法を中心に説明するものであるが、段落【０００４】～【０００６】などに記載されるように、ＳＩＰ処理に先行して洗浄液を流すことで飲料充填経路内に付着した飲料の残留物等を除去するＣＩＰ処理を行うことが想定されていることから、ＳＩＰ処理のみならずＣＩＰ処理も行う飲料充填装置の洗浄・殺菌方法も把握できる。

そうすると、引用文献１には、次の発明（以下「引用発明」という。）が記載されていると認める。

「加熱殺菌部を経て充填機内へと製品を送る製品供給系配管を備えた飲料充填装置内について、前記製品供給系配管内に付着した飲料の残留物等を洗浄液を流して除去するＣＩＰ処理及び前記製品供給系配管内を殺菌するＳＩＰ処理を行う飲料充填装置の洗浄・殺菌方法において、

前記ＳＩＰ処理は、前記製品供給系配管の上流側配管内に循環させた熱水を用いて製品供給系配管の上流側配管内の殺菌を行い、

前記ＳＩＰ処理における、前記製品供給系配管内を循環させる前記熱水による加熱により昇温した各箇所の温度が１２１．１℃に達すると、その時点から各箇所のＦ値がコントローラによって演算され、演算された各Ｆ値のうち、最小のＦ値が目標値に到達したところで、前記ＳＩＰ処理を完了し、

Ｆ値の演算は下記の式によって行われ、

前記上流側配管部に対するＳＩＰの開始と同時に又は先だってアセプティップサージタンクも含めて下流側配管部のＳＩＰが開始され、

上流側配管部と下流側配管部についてＳＩＰが各々所定の手順で実行される、

洗浄・殺菌方法。

記

［図：0001398660000006.jpg］

」

２ 引用文献２

（１） 引用文献２には、以下の事項が記載されている。

ア 「【０００１】 本発明は、無菌充填装置及びこの無菌充填装置を、洗浄、殺菌によって浄化する方法に関する。」

イ 「【０００７】 飲料は、その調合装置から内容物充填ステーションの充填ノズルへと、飲料供給系配管を通って供給されるが、この飲料供給系配管内は、定期的にあるいは飲料の種類を切り替える際に、ＣＩＰ（Cleaning in Place）に付されて残留物や異物が除去され、さらにはＳＩＰ（Sterilizing in Place）に付されて無菌化される（例えば、特許文献３，４，５参照。）。

【０００８】 ＣＩＰは、飲料供給系配管の管路内から充填機の充填ノズルに至るまでの流路に、例えば水に水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ性薬剤や硝酸等の酸性薬剤を添加した洗浄液を流すことにより行われる。これにより、飲料供給系配管路内に付着した前回の飲料の残留物等が除去される（例えば、特許文献３、４、５参照。）。」

ウ 「【００１５】 一方、チャンバー内も、内容物充填ステーション等の外面やチャンバー内壁面の浄化のためＣＯＰ（Cleaning out of Place）及びＳＯＰ（Sterilizing out of Place）が行われる（例えば、特許文献６、７、８、９参照。）。」

エ 「【００５６】 本発明によれば、ホイール列の各ホイール（１２，１３，９，１７等）の回転によるプリフォーム又は容器（３）の流れに沿って、その上流側から下流側へと内容物充填ステーション（６）を含む各種ステーションを順に設け、各種ステーションをチャンバー（２０，２１，５６）で覆うことにより無菌充填装置を構成し、内容物充填ステーション（６）内のホイール（９）の回転を停止させたうえで内容物充填ステーション（６）についてＣＩＰ（ステップＳ１）を行い、このＣＩＰの初期から又は途中から洗浄液の温度をＣＩＰに続いて行うＳＩＰに必要な温度へと高め、引き続き内容物充填ステーション（６）内のホイール（９）の回転を停止させたままで内容物充填ステーション（６）についてＳＩＰ（ステップＳ２）を行って殺菌するとともに上記洗浄液を除去し、このＳＩＰ（ステップＳ２）が終わった直後から内容物充填ステーション（６）内のホイール（９）を回転させつつ、内容物充填ステーション（６）についてＣＯＰ及びＳＯＰ（ステップＳ３）の一方又は双方を所定の順序で行う無菌充填装置の浄化方法であるから、内容物充填ステーション（６）についてＣＩＰ（ステップＳ１）からＳＩＰ（ステップＳ２）へと移行する時間を短縮することができる。」

オ 「【０１１４】 そこで、ＣＩＰ（ステップＳ１）が開始され、アルカリ洗浄液、水等所定の作業流体が所定の順序で貯留タンク３８からポンプ３９によって送り出される。洗浄液等は往路管４０を通って貯留タンク３８から上記サージタンク３３へと流れ、飲料供給系配管３４を通って、上マニホルド３７内に流入した後、各充填ノズル３２へと流れ、更に、復路管４１を通って貯留タンク３８へと戻る。これにより、洗浄液等が循環路内を所定の順序で所定の時間だけ流れ、充填ノズル３２の内部を含む飲料供給系配管３４内が洗浄される。

【０１１５】 洗浄液等の作業流体は、図５に示すように、例えば８０℃程度に加熱されつつ飲料供給系配管３４内を例えば２０分間循環する。そして、ＣＩＰの途中、例えば終盤頃から次のＳＩＰで必要な殺菌温度である例えば９５℃まで高められる。温度の使用範囲は８０～９９℃が望ましい。

ＣＩＰの途中から用いられる洗浄液は洗浄液のすすぎも兼ねるため水であるのが望ましい。作業流体はＣＩＰの当初から殺菌温度まで高めることも可能である。

【０１１６】 ＣＩＰ（ステップＳ１）が終了した後、引き続き内容物充填ステーション６内のホイール９の回転を停止させたままで内容物充填ステーション６についてＳＩＰ（ステップＳ２）が行われる。

【０１１７】 このＳＩＰは、上記ＣＩＰで使用された作業流体である例えば水が殺菌に必要な温度を保ちながら飲料供給系配管３４内に通されることにより行われる。この作業流体は、図５に示すように、例えば９５℃程度に加熱されつつ飲料供給系配管３４内を例えば１０分間循環する。これにより、飲料供給系配管３４内が滅菌処理される。すすぎも兼ねたＳＩＰの場合は、循環させることなくワンウエイで熱水が送られる。

【０１１８】 飲料供給系配管３４内が滅菌処理された後、図５に示すように、この配管内を通る水が常温まで徐々に冷却される。」

カ 「【０１５４】 このように、上記ＣＩＰ（ステップＳ１）におけるアルカリ等の薬剤による洗浄工程、または薬剤による洗浄後の熱水によるすすぎ工程から温度を上昇させたうえで、直ちにＳＩＰ（ステップＳ２）が開始されるので、図５と図９との対比からも明らかなように、ある飲料の充填終了から次の飲料の充填開始へと移行するまでの生産間時間が短縮される。

【０１５５】 ＳＩＰ（ステップＳ２）を実施する際の熱水の温度と時間の条件は、製品の中身の殺菌に必要な条件に応じて決定される。例えばｐＨ４未満の製品の場合、少なくとも６０℃で１０分間、ｐＨ４．０～４．６の製品の場合、８５℃で３０分、ｐＨが４．６以上の製品の場合は、１２０℃で４分以上（一般的には１３０℃で３０分以上）である。ＳＩＰ（ステップＳ２）で１００℃以上の温度条件が必要な場合は熱水だけでなく蒸気を用いても良い。」

（２） 上記（１）に摘記した事項からみて、引用文献２には、以下の発明（以下「第２引用発明」という。）が記載されていると認める。

「飲料供給系配管を備えた内容物充填ステーションについて、前記飲料供給系配管内の残留物や異物の除去を行うために洗浄液を循環させるＣＩＰ処理及び、前記飲料供給系配管内を殺菌するＳＩＰ処理を行う内容物充填ステーションの洗浄・殺菌方法であって、

前記ＣＩＰ処理と前記ＳＩＰ処理の間を停止させることなく、前記ＣＩＰ処理終了の後、前記ＣＩＰ処理で用いた前記洗浄液を前記ＳＩＰ処理を行う温度まで昇温し、これらの処理を連続的に行い、

前記ＳＩＰ処理は、前記飲料供給系配管内に循環させた前記洗浄液を用いて前記飲料供給系配管内の殺菌を行う、洗浄・殺菌方法。」