JP2009504528A - パッケージを殺菌する方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、充填機において、引続くパッケージの充填およびシールが行われるよりも前に、一部が形成されたパッケージの内部にガスまたはガス混合物を供給する方法に関するものである。この方法は、少なくとも１つの流れがパッケージの内部領域へ向けてパッケージ（１）内へ流された後に開口を通して戻されるように、パッケージ（１）の開口を経て少なくとも１つの流れとして前記ガスまたはガス混合物をパッケージ（１）内へ供給すること、パッケージ（１）から出たこのリターン・フローを開口よりも外側の限定された空間内に一時的に捕捉すること、および、パッケージ（１）の外周面に沿う実質的に垂直な流れが形成されるように、その空間から流出するリターン・フローを方向決めすることを含む。本発明はまた装置にも関するものである。

Description

本発明は、充填機において、直ぐに充填することのできるパッケージである少なくとも一部が形成されているパッケージを殺菌するための方法および装置に関するものである。殺菌という用語は、以下の記載において、殺菌（減菌）後のパッケージが指定された商業上の無菌状態である殺菌レベルに達していることを示すために用いられる。

さらに正確に述べるならば、本発明は、そのようなパッケージの充填に先立って、充填機における無菌充填の前にパッケージの殺菌を含む処理を行う方法に関するものである。パッケージは開放端部と、閉じた端部とを有する。本発明による方法が実行される最初の状況は、それらのパッケージの充填前に、開放端部から高温空気を導入するように供給することに関係する。これは、その後の殺菌段階において、ここではその間に供給される殺菌ガスがパッケージ壁で凝縮することを防止する目的でパッケージを加熱するために実行される。この方法を実行する他の方法は、殺菌ガスでパッケージがガス処理されたならば、無菌の調整された空気を供給するものである。ここでは、それまで供給した殺菌ガスを換気することを目的とする。さらに詳しくは、本発明は、任意のガスを、したがって殺菌ガスをパッケージの開放端部に供給し、また除去する方法に関するものである。

本発明はさらに、広い意味で前記充填機におけるパッケージのガス殺菌を実現するために含まれる装置に関するものであり、この充填機は広い意味で、一方で約７０℃までパッケージの材料を加熱する加熱区画を含み、他方で殺菌区画またはその組合せを、さらには通気区画を含む。殺菌剤は殺菌段階を通じてガス形態を維持するように意図され、また、きわめて強く再使用できることを意図される。このグループに含まれるパッケージを製造し、殺菌する装置および方法の一形式をさらに詳細に説明するために、公開された国際特許ＷＯ２００４／０５４８８３が参照される。

前記形式の充填機においては、ガス殺菌段階の間、殺菌ガスをパッケージの開放端部に関して中央位置から供給するようになされた方法がこれまで使用されている。パッケージに供給されるガスまたはガス混合物は、パッケージの内部へ向けて下方へ流れ、パッケージの内端部に達すると反転して開口へと戻る。今日、この戻る流れ（以下リターン・フローと称する）には注意が払われていない。このリターン・フローには殺菌されたガスまたはガス混合物が含まれ、それらは周囲チャンバへ無制御状態で拡散してしまい、また、殺菌されていないガスの流れを生じて、充填機内の下流側に配置されている無菌エアー・バリヤ流を乱しかねず、このバリヤ流は殺菌区画で達成できる無菌レベルを危うくしないために必要なものである。

無制御状態のリターン・フローはまた、ガスの再使用の可能性に及ぶときにも問題となる。これは、特に、殺菌ガスを取扱うときに重要となる。リターン・フローの方向をさらに限定できるならば、無菌チャンバ内での殺菌ガスの意図されない拡散をこれまでよりも大幅に制限できることになり、したがって、ガスの再使用も容易になる。

さらに、充填作業のためには、パッケージの外側も殺菌できれば有利である。これは、周囲の流れがパッケージの開口から、その開口へ向かわないように方向決めすることを保証することと同様に、再感染の危険を最小限にする。そうでないと、微生物が無制御状態でパッケージの殺菌済みの表面を再感染してしまうという僅かではあるが実体的な危険がある。

本発明の１つの目的は、一部形成されているパッケージの内部に、そのパッケージが引続いて行われる充填およびシール工程の前に、その充填準備のできているパッケージの内部および少なくとも外部の一部の両方をガス殺菌処理するために、ガスまたはガス混合物を供給する方法を開示することである。さらに詳しくは、本発明の１つの目的は、パッケージ表面の再汚染を効果的に防止する方法を提供することである。本発明のさらに他の目的は、供給した殺菌ガスに関してかなり高い再使用レベルを達成する方法を実現することである。

これらの目的は、少なくとも１つの流れがパッケージの内部領域へ向けてパッケージ内へ流された後に開口を通して戻されるように、パッケージの開口を経て少なくとも１つの流れとして前記ガスまたはガス混合物をパッケージ内へ供給すること、および、パッケージから出たこのリターン・フローを開口よりも外側の限定された空間内に一時的に捕捉し、パッケージの外周面に沿う実質的に垂直な流れが形成されるように、その空間から流出するリターン・フローを方向決めすることを含む方法によって達成される。この方法において、パッケージの外側の一部もガスまたはガス混合物により処理される。さらに、ガス流の方向が制御されることで、ガス再使用の可能性が改善され、また、パッケージ内面の再汚染される危険が最小限となされる。

本発明による第１の実施例は、パッケージに対して半径方向外方および内方の両方を制限された流れであって、パッケージの内面とパッケージの中央部分を流れるリターン・フローとによって制限されたときに、積極的に制御されて螺旋渦流を形成するようにパッケージの幾何学的主軸に対して角度を付された流れとして供給ガスを供給することと、中央の戻り通路として形成された空間を流れる前記中央リターン・フローを一時的に捕捉することと、その空間から流出するリターン・フローを、約１８０゜転向させ、積極的に分配し、そしてパッケージの外周面に沿う垂直方向の流れとしてさらに導くようにする通路を通して方向決めすることとを含む。この方法では、従来技術に比べて、供給されるガスまたはガス混合物の使用されるガス質量流量をかなり少なくすることができる。ガス質量流量の減少は、既存の溶液に比べて毒性が弱いので、パッケージ表面の汚染を効果的に防止する。さらに、ガス質量流量が減少されることで、無菌チャンバ内での殺菌ガスの意図されない拡散はこれまでよりも格段に抑制されることができる。さらに、ガス質量流量の減少により、この処理の全体的な経済性が改善され、また、ガス再使用の可能性をかなり改善する。これは、特に、殺菌ガスを取扱うときに重要である。

この方法に固有の１つの付随的な利点は、殺菌段階に加えて、加熱段階および通気段階の両方に使用できることである。これにより、改良された加熱効果を得られると同時に、無菌空気バリヤ流の保守がさらに促進される。

本発明による他の実施例は、従属する請求項２〜請求項３および請求項５〜請求項９に記載されている。

本発明はまた、この方法を遂行する装置にも関するものである。この装置は、パッケージの開口を経てパッケージの中へ少なくとも１つの流れとして前記ガスまたはガス混合物を供給する供給手段を含み、この供給手段は、後で反対方向へ開口を通して戻るようになされる少なくとも１つの流れをパッケージの中へ、および内部領域へ供給するように適用されており、また、パッケージからのリターン・フローを一時的に捕捉するために開口の外側に配置された制限された空間と、パッケージの外周面に沿う実質的に垂直な流れを形成するように、上記空間から流出するリターン・フローの方向を定める指向手段とを含む。

その実施例は、従属する請求項１１〜請求項１６に記載されている。

本発明は、添付された概略図に示される２つの実施例を参照して、以下に非常に詳細に説明される。

図１に示される横断面図は、第１実施例による本発明の機能を示している。並べられた全く同じパッケージのうちの１つのパッケージで、この例では開口底部を有するパッケージ１は、例えば４つのパッケージ１を一度に機械方向ＭＤに逐次割出し（ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ ｉｎｄｅｘｉｎｇ）するベルトに沿って走行する。パッケージが通過されるこれらの段階は、一方では、約７０℃まで加熱するために約１５０℃に加熱されている空気で吸引処理される段階、過酸化水素ガスまたは他の殺菌ガスで吸引処理されるパッケージの殺菌段階、無菌空気による吸引処理でパッケージの通気を行う最終的な段階である。これらの段階を通過したならば、それぞれのパッケージ１の充填が行われ、これに続いてシールが行われる。本発明の装置３における図１に示された供給通路２に供給されるガスが高温空気、殺菌ガスまたは無菌通風空気の何れであるかに関係なく、供給通路２はその下端部に、パッケージの開口と直交する対称軸線を共通線として有する対称な面の両方に対して８゜未満の角度を形成するように角度を付されてパッケージの僅かに円周方向ならびに僅かに中央へ向けられることによって、形成される流れは、パッケージ内を下方へ角度を付されて流れるガス流に対して考えられる最良の螺旋渦流形を与えるということが確認できる。さらに、供給されるガスに関して、パッケージ１の「底部」における容易に作用することのできない隅部にまでも最良の流れ分布を得られるように、供給通路２の本数は、実験でも示されているように、パッケージの容積またはパッケージの開口端部に係わる円周に適合させねばならない。本明細書に示した実施例においては、この装置は、説明する装置３の上部領域に沿って均等に分配された１０本の供給通路２を含む。再び述べるが、試用媒体として水を使用して実施した実験では、この構造におけるガスの代わりに供給通路２を経て供給された媒体は、上部領域４において中央の戻り通路５とされた空間内へ流入できるように、パッケージ１内のまさに中央を上昇する流れとしてパッケージから流出することが示された。戻り通路５は、流れの観点からみて、その通路に流入する流れが最小限の対向圧力しか受けないように設計される。戻り通路５内の流れは、その戻り通路５と連通している分岐通路７とされた指向手段によって偏向される。この通路は、流れが方向を１８０゜変化された後パッケージ１の外面に沿って導かれるように強制されて、パッケージ１の殺菌を改善するように、またこの例では、供給ガスの量に応じてパッケージ１に対する改善された加熱、または無菌区域のより良好な保証という形で、望まれる作用を実現するように、形成される。

図２は、一体構造の状態で本発明の第１の実施例による装置３を含むガス操作装置８を示している。ガス操作装置８は入口室９を有しており、入口室９は中央のガス入口連結部１０と、充填機（図示せず）にこの組立体を取付けるためのプレート１１とを備えている。図２に関連して、図３はガス操作装置８の斜視分解図である。このように装置３は斜視図でも示されており、そのためにさまざまな構成部品、上述した供給通路２、およびガスの質量流れを偏向させる指向通路７の全てが明白となる。図示例の通路２の本数が１０本であるという事実は単なる状態であり、これまで実験で得た結果によれば、最適な流れパターンを得るためには直径によるものとみられている。図３は同様に円筒形の導入スリーブ１２を示しており、組立体８として組立てられた状態で、装置３の外周面を取囲むようになされる。

図４は、製造工程において組立体８が走行される状態と同じ状態で、中央の断面図で組立体８を示している。図１と比較する意図で、この図面は図１に基本的な概略図で示した仮想流れパターンと同じ仮想流れパターンを示している。

このその基本的作動の簡単な説明が以下に与えられる。所望される種類のガス（高温空気、殺菌ガスまたは無菌空気、またはそれらの組合せ）の供給は、中央の口連結部１０から連続して行われる。これにおいて供給ガスは最初に入口室９を充満し、通路２を経てパッケージ１に供給される流れが均一且つ一定した圧力を維持できるようになされるのであり、このことは一定したガス質量流れを維持するように組立体８を機能させるための必須条件として考慮しなければならない。通路２は上述したように斜めに傾いて（相互に直角をなす２つの対称な面に対して８゜未満）おり、これによりパッケージの内周面に沿って螺旋状のガス質量流れを生じる。ガス質量流れがパッケージ１の底部１５に達すると、パッケージの中央部分のガス圧力が低い結果、その部分を通してパッケージから流出しようとする。したがって、制御された状態のもとに、パッケージから流出する供給ガスのリターン・フローが生じる。このリターン・フローはパッケージの開口に達すると、戻り通路５内で取扱われる。戻り通路の上部でやく１８０゜偏向され、パッケージの外周面を経て流出するようになされる。これにより、パッケージ１の周面に沿って下方へ向かう層状の流れが形成され、この流れは、ガスが殺菌ガスで構成されているならば、その表面を殺菌し、また、基本的に感染から保護する。本発明によるガス質量流れの速度は、冒頭に述べたようにこれまで使用されていた速度に比べてほんの少しの速度であるので、リターン・フローはパッケージの外面に沿って下方へ流れる境界層流として流れる。これにより、処理室内の下方へ向かう流れは、もはやパッケージよりも下方の領域に乱流を生じるような潜在的なリスクとならないので、無菌室内のガスはこの組立体８によって良好な使用状態に置かれ、また、簡単に管理して再使用できるようにできる。さらに、従来技術によるその後の充填段階においてパッケージが感染される潜在的なリスクは解消される。何故なら、その場を支配する一定の無菌空気流が殺菌段階のガス質量流れによって乱されるリスクをもはや生じないからである。

図５は、本発明の第２の実施例およびパッケージ１の簡単化した断面図を示している。この実施例においては、ガスまたはガス混合物は垂直流れとしてパッケージ１内へ供給される。この流れは、パッケージ１の中心から或る距離を隔てられて供給されることが好ましい。この供給手段は図面に示されていないが、矢印Ｆで表されている。この供給手段は、例えば、通常のジェット・ノズルまたは他の供給ノズルとされることができる。

この例でリターン・フローは、はっきりと形成された中央の流れを含まずに非対称の流れであるが、カップ形装置１６によって境界された空間内に一時的に捕捉される。このカップ形装置１６の上部中央部分は供給手段を含むか、または供給手段を構成している。カップ形装置１６はまた、スリーブ１８も含んでいる。リターン・フローはカップ形装置の内部でその中央の直ぐ近くまたは中央部分に衝突する。この流れは引続き最初にカップ形装置１６の内側上面に沿って外方へ流れた後、スリーブ１８の内周面とされた指向手段に沿って流れる。指向手段１８は、このリターン・フローの形態を、パッケージ１の外周面に沿う実質的な垂直流れとする。図示した現在好ましいとされる実施例においては、カップ形装置１６は円形で、その直径は開口付近のパッケージ１の直径よりも大きい。これにより、スリーブ１８の内側からパッケージ１の外面に沿って下方へ向かう流れのための真直通路が形成される。カップ形装置１６およびパッケージ１の間に、パッケージ１の中心軸線に沿う方向の間隔が形成されることも好ましい。

この第２の実施例は、加熱段階で試用されることが好ましいが、殺菌段階および通気段階で使用することもできる。

本発明は現在好ましいとされる実施例に関して説明されたが、添付の特許請求の範囲に記載されたような本発明の目的および範囲から逸脱せずに、さまざまな変更例および変化例が形成し得ることを理解しなければならない。

本発明の機能を明瞭に図示する図面とされる本発明によるその第１の実施例の断面図である。 本発明による実際の装置の第１の実施例の斜視図である。 図２に示す同じ装置の分解斜視図である。 殺菌すべきパッケージを下方に配置した当該装置の図３の線ＩＶ−ＩＶに沿う断面図である。 本発明による装置の第２の実施例の断面図である。

符号の説明

１ パッケージ
２ 供給通路
３ 装置
４ 上部領域
５ 戻り通路
７ 指向通路
８ ガス操作装置
９ 入口室
１０ ガス入口連結部
１１ プレート
１２ 導入スリーブ
１５ 底部
１６ カップ形装置
１８ スリーブ

Claims (16)

1. 充填機内の装置において、後の充填およびシール段階の前に、一部を形成されたパッケージ（１）の内側へガスまたはガス混合物を供給する方法であって、
   ガスまたはガス混合物を少なくとも１つの流れとしてパッケージ（１）の開口を経てパッケージ（１）内へ供給し、その供給を、少なくとも１つの流れがパッケージ（１）の内部領域へ向けてパッケージ（１）内へ流れた後にパッケージ（１）の開口を通して戻されるように行うこと、
   戻されてパッケージ（１）から出た流れであるリターン・フローを前記開口よりも外側の限定された空間内に一時的に捕捉すること、および、
   パッケージ（１）の外周面に沿う実質的に垂直な流れが形成されるように、前記空間から流出するリターン・フローを方向決めすることを含むことを特徴とする方法。
2. パッケージ（１）の内部に、各パッケージの開口端部を経て、最初に高温空気流が、その後殺菌剤のガス流が、最後に無菌空気流が、順次に供給されることを特徴とする請求項１に記載された方法。
3. 最初に供給された高温空気流にガス状殺菌剤が機械方向（ＭＤ）に順次混合されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された方法。
4. パッケージ（１）に対して半径方向外方および内方の両方を制限された流れとして供給ガスを供給し、その流れが、パッケージ（１）の幾何学的主軸（Ｈ）に対して角度を有していて、パッケージ（１）の内面とパッケージ（１）の中央部分を流れるリターン・フローとによって制限されて境界を定められたときに、積極的に制御されて螺旋渦流を形成するようにすることと、
   中央の戻り通路（５）として形成された空間を流れる中央部の前記リターン・フローを一時的に捕捉することと、
   前記空間から流出するリターン・フローを、約１８０゜転向させ、積極的に分割し、かつパッケージ（１）の外周面に沿う垂直方向の流れとしてさらに導くようにする通路（７）を通して流れるようにすることとを含むことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載された方法。
5. １つのパッケージ開口について２つ以上の通路（２）によって流れを供給することを含むことを特徴とする請求項４に記載された方法。
6. 前記２つ以上の通路（２）が、パッケージの開口と直交する対称軸線（Ｈ）を共通線として有する対称な面の両方の外側で流れが下方へ向かうように角度を付されていること、すなわちパッケージの多少円周方向に向かう第１の方向および中心へ向かう第２の方向に角度を付されていることを特徴とする請求項５に記載された方法。
7. 前記２つ以上の通路（２）が各方向に８゜以下の角度を付されていることを特徴とする請求項６に記載された方法。
8. ガス質量流量が時間が経過する間に一定に維持されることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載された方法。
9. パッケージ（１）内に少なくとも１つの垂直流として前記ガスまたはガス混合物を供給することと、
   パッケージ（１）からの前記リターン・フローをカップ形装置（１６）で境界された空間内に一時的に捕捉することと、
   カップ形装置（１６）から流出するリターン・フローをカップ形装置（１６）のスリーブ（１８）の内周面に沿うように方向決めして、パッケージ（１）の外周面に沿う実質的に垂直な流れを形成することと、を含むことを特徴とする請求項１に記載された方法。
10. 後のパッケージ（１）の充填およびシールの前にパッケージ（１）の開口に関連してパッケージ（１）の内側へガスまたはガス混合物を供給するための充填機械内の装置において、
    パッケージ（１）の前記開口を介してパッケージ（１）内へ少なくとも１つの流れとして前記ガスまたはガス混合物を供給し、少なくとも１つの流れがパッケージ（１）内の内部領域へ供給された後に前記開口を通して反対方向へ戻るようにする供給手段と、
    パッケージ（１）から戻る流れであるリターン・フローを一時的に捕捉するために前記開口の外側に位置される制限された空間と、
    パッケージ（１）の外周面に沿う実質的に垂直な流れを形成するように、前記空間から流出するリターン・フローの方向を定める指向手段（７；１８）とを具備することを特徴とする装置。
11. 前記供給手段がガスの少なくとも１つの供給通路（２）を備え、その供給通路の出口はパッケージの開口と交差するパッケージの幾何学的主軸（Ｈ）を含む少なくとも１つの面に対して角度を付されており、
    前記空間が、前記指向手段と連通する中央の戻り通路（５）として形成され、また、
    前記指向手段が、前記リターン・フローを、１８０゜転向させ、積極的に分割し、かつ垂直流としてパッケージ（１）の外周面に沿ってさらに導くようにする通路（７）の形態を有することを特徴とする請求項１０に記載された装置。
12. ガスを送込むための供給通路（２）は、パッケージの開口と交差する対称軸線（Ｈ）を共通線として有する任意の対称な面と平行な面の外側で流れを下方へ向けるように角度を付されていて、パッケージ（１）の多少円周方向に向かう第１の方向および僅かに中心へ向かう第２の方向に向けられていることを特徴とする請求項１１に記載された装置。
13. 前記供給通路（２）の角度が、各方向に８゜以下であることを特徴とする請求項１２に記載された装置。
14. 前記供給通路（２）および戻り通路（５）は、パッケージ（１）が不在のときには、ガス質量流量の下方へ向かう部分が垂直の一方向流れを形成することを自動的に禁止するように設計されていることを特徴とする請求項１１から請求項１３までのいずれか一項に記載された装置。
15. 下面の形状が殺菌しようとするパッケージの形状に適合していることを特徴とする請求項１１から請求項１４までのいずれか一項に記載された装置。
16. ガスまたはガス混合物を供給する前記供給手段がパッケージ（１）に流入する少なくとも１つの垂直流れを形成するように配列されていることと、
    リターン・フローを一時的に捕捉する空間が、カップ形装置（１６）で境界されていることと、
    前記指向手段が、パッケージ（１）の外周面に沿う実質的に垂直な流れとしてリターン・フローを形成するように構成されたカップ形装置（１６）のスリーブ（１８）の内周面を有することを特徴とする請求項１０に記載された装置。

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