JP2006001649A - Ｈ２ｏ２によって容器を滅菌するための容器処理機 - Google Patents

Abstract

【課題】
明らかに短くされたＨ_２Ｏ_２のための活性化時間もしくは分解時間を同時に達成する場合でも従来技術の欠点を回避する。
【解決手段】
液状及び／又はガス状のＨ_２Ｏ_２の流路内に、Ｈ_２Ｏ_２の分解を促進する少なくとも１つの触媒が配設されている、回動式又は直動式に構成された、Ｈ_２Ｏ_２によって特に合成物質、金属又はガラスから成るビン、カン等の容器を滅菌するための容器処理機を提案する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、請求項１の上位概念による容器処理機に関する。

例えば、飲料産業において、即ちビン等に飲料を注入する際、しばしば、容器は、充填の前に、必要な無菌状態を、従って注入される製品の品質安定を得るためにその内面を滅菌することが必要である。この場合、例えば、いわゆるＨ_２Ｏ_２滅菌が公知である。この方法の１つでは、例えば、液状のＨ_２Ｏ_２は、先ず微小に飛散させられて空気流に混ぜられ、これは、通常無菌の空気の流れである。引き続き、このＨ_２Ｏ_２−空気混合物は、エバポレータに供給され、このエバポレータ内で、未だ液状のＨ_２Ｏ_２が完全に気化される。次に、この蒸気−空気混合物は、滅菌すべき容器内に導入され、ここで、Ｈ_２Ｏ_２は、直ちに低温の容器内壁部に沿って凝縮し、そこで一様な液体フィルムを構成する。Ｈ_２Ｏ_２を続いて活性化させるため、即ちＨ_２Ｏ_２の分解を開始させるため、このＨ_２Ｏ_２を一定の温度に加熱するか、もしくはこのＨ_２Ｏ_２に、通常活性化媒体によってＨ_２Ｏ_２に伝達される一定の熱量を供給することが必要である。この活性化媒体は、大抵の場合、Ｈ_２Ｏ_２を活性化させるために必要な温度にまで加熱されている容器内に吹き込まれる無菌の熱風である。

分解プロセスの経過中、Ｈ_２Ｏ_２は、水とフリーラジカルに、即ち原子の酸素Ｏと本来の滅菌を本質的に実施するＨＯ群に分解する。滅菌の終了後、容器は、フラッシングエア及び／又はドライエアによって吹き付けられて乾燥される。

同様に、既に蒸気の形で存在するＨ_２Ｏ_２が、更なる温度上昇によって活性化されるか、もしくは分解に移行される方法も報告されている。

温度による活性化と共に働く公知の方法は、多数の欠点を備える。

先ず第１に、Ｈ_２Ｏ_２を活性化もしくはその有効な成分へと分解するための時間必要量が大きいことが挙げられる。実際に構成される設備の場合、２０秒までの活性化、滅菌及び引き続くフラッシングエア及び／又はドライエアによるフラッシングのためのサイクルタイムが確認されており、これは、顧客側に望まれる容器充填機のための設備能力が高い場合は、特に、容器充填機に２つ又は更には３つの容器処理機もしくは滅菌装置が付設されていなければならず、これは、非常に大きな支出である。

同様に、Ｈ_２Ｏ_２を温度的に活性化させる場合、常にしばしば使用される合成物質ビンが温度限定の支配下にあり、これにより最大の活性化温度が制限されることが大きな欠点である。活性化温度の上昇と共にＨ_２Ｏ_２の分解時間が過度に短くなることに基づいて、できるだけ高い温度が望ましく、しかしながら温度が、合成物質ビンによって予定される最大の温度を超過した場合には、例えば合成物質ビンの望ましくない縮小及び／又は変形によって、ビン材料にコストのかさむ損害を与えることになる。

温度的な活性化の別の欠点は、特に合成物質ビンの内壁部の排他的な滅菌において、合成物質ビンの壁部内の温度差が多少大きくなり、これにより、例えば亀裂の形成よって品質安定を低下させ、容器の光学的な要求に関する侵害を生じさせてしまう点にある。

本発明の課題及び目標は、明らかに短くされたＨ_２Ｏ_２のための活性化時間もしくは分解時間を同時に達成する場合でも上記の欠点を回避することである。

この課題は、装置においては請求項１の特徴によって、また方法においては請求項１４の特長によって解決される。本発明によれば、Ｈ_２Ｏ_２の分解を少なくとも１つの触媒を使用することによって加速させ、必要な分解温度を同様に低下させるように構成が行われる。

有利な発展構成は、下位の請求項に記載されている。

以下で、本発明を１つの実施例を基にして詳細に説明する。

本発明の更なる構成、利点及び応用の可能性は、以下の実施例及び図面の説明から分かる。この場合、説明される及び／又は比喩的に表現される全ての特徴は、各請求項又はこれらの請求項が引用する請求項におけるその要約に依存せずに、単独で又は任意の組合せで、本発明の対象を構成する。同時に、請求項の内容は、明細書の構成要素にされる。

図１は、簡略図で、容器を消毒するための回動式機械にも直動式機械にも複数を配設することができるような滅菌装置ヘッド３を示す。

実施例として理解すべき滅菌装置ヘッド３は、容器、例えば温度に敏感なＰＥＴボトルをＨ_２Ｏ_２滅菌するために使用される。

例えば一様な角度間隔でロータ２の周囲に配設されている滅菌装置ヘッド３の下には、それぞれ１つの容器又はビン用のキャリヤが設けられており、このキャリヤに、滅菌すべきそれぞれのビンが、例えば懸垂式に、しかも垂直な滅菌装置ヘッド軸ＫＡと同軸に保持されており、従って、滅菌装置ヘッド３を稼動させた場合、高温の滅菌媒体の噴流は、滅菌ヘッド３の下に存在する滅菌すべきビン４の内部空間に排出することができる。

滅菌装置ヘッド３は、ハウジング６を有する加熱装置又は熱交換器５から成り、この熱交換器では、特に軸ＫＡを螺旋形に包囲する流通路又は加熱通路７が、しかも図示された実施形の場合には、軸ＫＡと同軸に形成されたハウジング６の貫通した円筒状の開口部内にコア８が挿入されており、このコアは、その周囲に、流通路７を構成する螺旋形の溝を備える。

外に向かって閉じている流通路７の図１で上端部は、スプレー装置９と接続しており、このスプレー装置に、接続部１０を介して無菌の圧縮空気が供給され、またこのスプレー装置は、スプレーノズル１１を備えており、このスプレーノズルに、接続部１２及びこの接続部と接続された図示されてないポンプ、例えばダイヤフラムポンプを介してＨ_２Ｏ_２が供給され、そこで、このＨ_２Ｏ_２は、Ｈ_２Ｏ_２−空気エアゾールを構成するためにスプレーノズル１１を介して微小にスプレーされた噴流又は霧としてスプレー装置９を貫流する空気流に導入され、従って、この空気とＨ_２Ｏ_２から成るエアゾールは、次に熱交換器５の流通路７に達する。

例えばサーモフィーラを有する電熱カートリッジによって構成することができる図示されてない加熱装置によって、熱交換器５が、また特にコア８も加熱される。

ハウジング６の下端部は、Ｈ_２Ｏ_２蒸気を含む蒸気−空気混合物を連続的に又はしかしながらまた断続的に直接的又は間接的に滅菌すべきビン４に放出することを許容する適当な要素によって構成される。このため、例えば、その放出口２７を少なくとも部分的にビン４内に到達させることができるか、しかしながらまたその放出口２７をビン４の口の直前に位置決めすることができる管２６を使用してもよい。

熱交換器は、加熱装置によって、しかも例えばＨ_２Ｏ_２の容積流及び／又は質量流を含むエアゾール、エアゾールの出口温度、特有の熱容量等のような全ての重要なパラメータを考慮して、エアゾール内に含まれるＨ_２Ｏ_２が遅くとも熱交換器５を出る際に所望の規模で気化されていることを保証する温度に加熱される。

従来技術に相応する公知の形成の場合、熱交換器５を例えば１３０〜１５０°Ｃのオーダの温度に加熱することが普通であり、これにより、しばしば、ビン４の過熱を回避するための付加的な措置が必要となる。
本発明によれば、Ｈ_２Ｏ_２の経路もしくはＨ_２Ｏ_２を含むエアゾールの経路内には、低い温度でのＨ_２Ｏ_２の分解プロセスの開始及び支援をするための少なくとも１つの触媒が配設されている。

少なくとも１つの触媒の本発明による配設によって、Ｈ_２Ｏ_２の分解プロセスを開始させるために必要な活性化エネルギーが削減され、従って、分解が、例えば室温の場合でも既に大きな速度で実行され、これにより、有効なフリーラジカルは、時間のかかる熱的な活性化によって初めてビン４内で発生させなければならないのではなく、直接ビン内に導入することができるということが得られる。

少なくとも１つの触媒のための化学的に有効な材料として、従来技術において公知のこの適用例のために適した全ての材料を使用することができる。従って、例えば公知の特によく適した白金族元素群の貴金属を、しかしながらまた例えば褐色砂岩又は別の物質も使用することができる。

この場合、これらの材料を、特に大きな有効表面を備える形で使用することが考えられる。特に、小さい直径のワイヤから製造されたワイヤメッシュ及び／又は粉末冶金法によって製造された触媒要素の使用が好ましい。

模範的に、しかしながら本発明の範囲を限定しないように、以下で、少なくとも１つの触媒のための幾つかの配設位置を挙げる。

管２６の内側を少なくとも部分的に触媒で塞ぐように構成する。

加えて、好ましくは多孔質材料から成る触媒を分解されるもしくは既に分解されたＨ_２Ｏ_２のための放出要素として形成し、その際、この放出要素のジャケット面が気密に形成されているように構成する。この放出−触媒要素の口は、容器４の口の直前又はしかしながらまた容器４内で終了する。

同様に、熱交換器５の表面を、少なくとも部分的に触媒として有効な材料でコーティングするか、もしくは熱交換器５を少なくとも部分的にこのような材料から製造するように構成する。

更に、各滅菌装置ヘッドもしくは各処理ステーションに、少なくとも１つの触媒を直接付設する、及び／又は少なくとも１つの触媒を滅菌装置ヘッドのグループに付設する、及び／又は滅菌機の全ての滅菌装置ヘッドに、少なくとも１つの触媒を付設するように構成する。

本発明の別の形成では、少なくとも１つの触媒を（付加的な）加熱要素として形成し、これにより、Ｈ_２Ｏ_２の分解プロセスを同時に制御するための更なる可能性が得られるように構成する。

簡略断面図で滅菌装置ヘッドを示す。 簡略平面図で、回動式に形成された容器処理機を示す。 簡略断面図で滅菌装置ヘッドを示す。

符号の説明

２ ロータ
３ 滅菌装置ヘッド
５ 熱交換器
６ ハウジング
７ 流通路
８ コア
９ スプレー装置
１０ 接続部
１１ スプレーノズル
１２ 接続部
２６ 管
２７ 放出口
ＫＡ 滅菌装置ヘッド軸

Claims (16)

1. 回動式又は直動式に構成された、Ｈ_２Ｏ_２によって特に合成物質、金属又はガラスから成るビン、カン等の容器を滅菌するための容器処理機において、
   液状及び／又はガス状のＨ_２Ｏ_２の流路内に、Ｈ_２Ｏ_２の分解を促進する少なくとも１つの触媒が配設されていることを特徴とする容器処理機。
2. 少なくとも１つの触媒が、その供給源から処理すべき容器（４）へのＨ_２Ｏ_２の流路上に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の容器処理機。
3. 少なくとも１つの触媒が、Ｈ_２Ｏ_２及び／又はその分解生成物を容器（４）の内又は近傍に導く管（２６）内に配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の容器処理機。
4. 触媒が、Ｈ_２Ｏ_２及び／又はその分解生成物を容器（４）の内又は近傍に導く多孔質材料から成る管（２６）として共に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の容器処理機。
5. 熱交換器（５）の表面が、少なくとも部分的に触媒として形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の容器処理機。
6. 熱交換器（５）が、少なくとも部分的に触媒に有効な材料から成ることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の容器処理機。
7. 少なくとも１つの触媒が、白金族元素群の貴金属及び／又は褐色砂岩から成ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の容器処理機。
8. 少なくとも１つの触媒が、粉末冶金法によって製造されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の容器処理機。
9. 少なくとも１つの触媒が、小さい直径のワイヤから製造されたワイヤメッシュから成ることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の容器処理機。
10. 少なくとも１つの触媒が、Ｈ_２Ｏ_２もしくはその分解生成物のための加熱要素として形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の容器処理機。
11. 各滅菌装置に、少なくとも１つの触媒が直接付設されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の容器処理機。
12. 滅菌装置のグループに、少なくとも１つの触媒が直接付設されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の容器処理機。
13. 容器処理機の全ての滅菌装置に、少なくとも１つの触媒が直接付設されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載の容器処理機。
14. Ｈ_２Ｏ_２の分解が、処理すべき容器の最大に許容可能な温度以下の温度で行われることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載の容器処理機を運転するための方法。
15. Ｈ_２Ｏ_２の分解が、合成物質容器の変形及び／又は収縮温度以下の温度で行われることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載の容器処理機を運転するための方法。
16. Ｈ_２Ｏ_２の分解が、室温で、好ましくは１５〜２５°Ｃの温度範囲内で行われることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載の容器処理機を運転するための方法。

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