JP2010524794A5 - - Google Patents

Description

容器を殺菌するための方法

本発明は、請求項１の上位概念の容器を殺菌するための方法、及び、請求項１４の上位概念の殺菌装置に関する。

高温の無菌空気を混合して含む過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）を含有した殺菌媒体、つまり、殺菌媒体（以下のＨ_２Ｏ_２殺菌媒体）を用いて、瓶、缶、又は、同様の容器を殺菌するための方法は、公知である（独国特許出願公開第１０２００４０３０９５６号明細書、独国特許出願公開第１９９４９６９２号明細書、及び、国際公開第２００６／０５３７４５号パンフレット）。飲み物の容器を殺菌するためや、例えば医薬品のような異なる製品のための瓶又は包装を殺菌するために用いられるこれらの方法の場合、冷たい容器の内部面に、高温のＨ_２Ｏ_２殺菌媒体が注入される際に、凝縮によって、Ｈ_２Ｏ_２凝縮膜が構成され、このＨ_２Ｏ_２凝縮膜は、無菌の高温ガス状及び／又は蒸気状の活性媒体、例えば、高温の無菌空気をもたらすことによって、Ｈ_２Ｏ_２の分解による自由な酸素ラジカルが発生するというように活性化され、この酸素ラジカルは、容器を殺菌するために、存在する細菌及び汚れと反応している。

これらの方法（独国特許出願公開第１０２００４０３０９５６号明細書）の場合、活性媒体として用いられる無菌空気を、１３０℃と１５０℃の間の温度で加熱する熱交換器によって導かれる活性温度で加熱することは公知である。それから、活性フェーズでの次の方法ステップで、無菌空気を用いた容器への吹きかけや容器の冷却は、容器に、活性温度の下での温度を供給している。これより、この無菌空気は、対応する高い体積流量を導き、この体積流量は、熱交換器を介して、活性温度が上昇するのを防止している。

さらに、容器に注入される高温の処理媒体を用いて、瓶又は同様の容器の処理のための方法及び装置（欧州特許出願公開第０５９０５０５号明細書、独国特許出願公開第１９８４６３２２号明細書）が公知である。温度センサを用いて、暖め処理の前後の容器の温度、又は、戻って流れてくる処理媒体の温度が把握され、かつ、高温処理媒体の温度及び／又は処理強度は、測定された温度に依存して、制御される。過酸化水素を含む処理媒体を備えた処理は、設けられていない。

独国特許出願公開第１０２００４０３０９５６号明細書 独国特許出願公開第１９９４９６９２号明細書 国際公開第２００６／０５３７４５号パンフレット 欧州特許出願公開第０５９０５０５号明細書 独国特許出願公開第１９８４６３２２号明細書

高い殺菌速度、つまり、高い殺菌品質を維持しつつ、処理期間が全体として減少され、かつ、同時に、活性フェーズの期間を減少させる、つまり、容器に思いやりのある処理をする方法及び装置を示すことが、本発明の課題である。

この課題を解決するために、請求項１に対応する方法がある。装置は、請求項１４により構成され、続く従属請求項には、実施変形例を示している。

本発明による方法及び装置を用いて、特に、方法期間の相当の減少、及び、同時に全体の活性フェーズの相当の減少が生じる。同時に、殺菌品質が高く、また、高い殺菌速度の場合に、思いやりのある処理、かつ、容器に熱的に過剰になるのを防ぐ処理が達成される。それゆえ、本発明による方法は、特に、プラスチック、例えば、ＰＥＴから構成される容器に適している。

本発明の更なる構成は、従属請求項に基づいている。本発明を、以下に、図面を参照して、実施例で詳細に説明する。

非常に簡略化した図及び上面図で、本発明による方法を実施するための機械又は装置を示したものである。 簡略化した図で、図１の装置の処理当初を示したものである。

図で一般に１で示す瓶を殺菌するための装置、又は、方法は、処理される瓶３で、殺菌手段を適用するために、垂直の機械軸の周りを回転する駆動可能なロータ２を示している。この瓶は、容器注入スター４を介して供給され、かつ、容器流入スター部４から、処理される、つまり、湿らされる瓶３を、容器流出部５を介して取り出し、次の活性化に運ばれる。活性化は、同様に、処理される瓶に案内される無菌の暖め空気を用いて、殺菌手段を活性化するために、垂直機械軸の周を回転する駆動可能なロータ６である。瓶３は、容器流入スター部４を介してロータ６に運ばれ、かつ、処理つまり殺菌される瓶３は、容器流出部８を介して取り出され、次の方法ステップ、通常は充填機に運ばれる。

それぞれの瓶開口部の上方に、ロータ２に、公知の方法の注入頭部が備えられ、この注入頭部は、ロータ２と共に回転し、かつ、二重の点線として示されている。それぞれの注入頭部に、瓶キャリア又は容器キャリア１４が、ロータ２に配置され、かつ、その瓶キャリア又は容器キャリア１４に、それぞれの瓶が、処理の間、処理頭部６の下方に備えられ、しかも、手本となる実施形態の場合、ＰＥＴボトルから構成される瓶３が、瓶側の開口部フランジに引っ掛かっている。

瓶３の表面の湿りは、Ｈ_２Ｏ_２殺菌媒体を用いて達成され、それは、公知の方法で、それぞれの処理頭部の内部で、過酸化水素、例えば、無菌空気内に３５％の過酸化水素の投入、及び、例えば１４５℃の温度Ｔ_１で、入り込んだアエロゾルの加熱によって、暖められる。

処理のために、高温のＨ_２Ｏ_２殺菌媒体が、瓶３の内部にもたらされ、しかも、凝縮によってＨ_２Ｏ_２殺菌媒体の温度Ｔ_１と比較して低温の瓶３の内面に、Ｈ_２Ｏ_２凝縮膜が構成され、このＨ_２Ｏ_２凝縮膜は、少なくとも、それぞれの瓶３の全体表面を均一に覆っている。

この適用フェーズに引き続いて、ロータ６でこのように湿らせた瓶の移動の後の更なる処理フェーズ、つまり、活性フェーズで、Ｈ_２Ｏ_２凝縮膜の活性が起きる。さらに、公知の方法で、それぞれの瓶開口部の上方のロータ２に、構成及び配置が類似して、活性装置頭部９が設けられ、この活性装置頭部９は、ロータ６と共に回転し、かつ、図１でのみ二重の点線ＩＩとして示されている。この活性は、エネルギー投入によって、詳細には、高温で無菌のガス及び／又は蒸気状の媒体、例えば、それぞれの瓶３に温度Ｔ_２の高温の無菌空気の導入によって、さらに詳細には、瓶に挿入される管１０（図２）によって開始される。この活性によって、Ｈ_２Ｏ_２の分解反応が生じ、この経過で自由な酸素ラジカルが発生する。この酸素ラジカルは、それぞれの瓶３内に存在する殺菌及び／又は汚れと反応し、殺菌を実現する。活性フェーズで用いられた高温の無菌空気は、同時に、それぞれの瓶３の乾燥も実現する。この方法ステップを用いた殺菌方法は、基本的には公知である。

本発明による方法は、個々の処理フェーズ又はこの方法ステップの特別な形態によって、公知の方法に対して優れている。

適用フェーズでは、一定の温度Ｔ_１で、かつ、一定の放出期間又は適用期間、例えば、５００ｍｌの体積を持った瓶又は容器の場合に３秒の放出期間で、高温のＨ_２Ｏ_２殺菌媒体が注入される。その際、それぞれの瓶３に注入される高温のＨ_２Ｏ_２殺菌媒体の体積流ｖ_１は、適用フェーズの間、同じく一定である。

それぞれの瓶３でのＨ_２Ｏ_２凝縮膜の活性が、活性フェーズの間に、２つの方法ステップ／活性ステップで生じる。第１の方法ステップの間に、活性のために用いられる、温度Ｔ_２で、一定の量の体積流ｖ_２の高温無菌空気は、管１０（図２）を介して、瓶３に注入される。この注入は、例えば、ｘ秒の所定の放出期間、又は、それぞれの瓶３の容器壁の温度Ｔ_ＢＷが、高温計１１（図２）を介して測定又は監視される所定の設定温度Ｓｏｌｌ−Ｔ_ＢＷに達するまでの間生じている。破線矢印１２は、測定過程を示している。この第１の方法ステップの全体の期間は、約８秒から１０秒である。

それから、引き続く更なる方法ステップでは、好ましくは無菌空気である活性媒体が、温度Ｔ_３で、かつ、瓶３の体積量ｖ_３で、さらに詳細には、ｙ秒の放出期間注入される。通常、体積流ｖ_２より小さい又は同一の体積量ｖ_３の温度は、それぞれの瓶３の容器温度Ｔ_ＢＷに依存して低くなる。その結果、活性フェーズの第２の方法ステップの間、容器温度Ｔ_ＢＷは、設定温度Ｓｏｌｌ−Ｔ_ＢＷとなる、又は、最大許容値未満となっている。それゆえ、Ｔ_３は、Ｔ_２より低く、かつ、熱交換器、及び／又は、低温の無菌空気又はＣＯ_２又はＮ_２のような低温の不活性ガスの混合物を介して調節されている。

この際、設定温度Ｓｏｌｌ−Ｔ_ＢＷは、２つの方法ステップで、過度の負荷や変形、又は、瓶３の破損に至る温度にある。

容器温度Ｔ_ＢＷが、第２の方法ステップで、少なくとも１つの高温計１１を用いて、非接触で測定され、図２の高温計１１は、ロータの構成、及び、それに加えて、適切な活性装置頭部９及び容器材料に依存して示され、かつ、他の非接触の高温測定システムにも適用可能である。図２で示された変形例の場合、高温計１１は、瓶又は容器の配列に依存して最適に達成可能にするために、旋廻可能に軸受されている。

瓶壁温度は、監視されるため、このような急な加熱温度勾配や第２の活性フェーズの温度を選択することが可能であり、このことは、公知の装置では、信頼性の理由（瓶の形態）から調節可能ではない。

本発明による方法の利点は、特に、活性がしばしば激しく進行し、非常に高い水準に保つことが可能である。その結果、処理期間の本質的な短縮、つまり、１０秒未満の短縮が可能である。特に、高出力領域で、つまり、装置１が備えられた装置の高出力領域（単位時間当たりの処理された瓶３の数）の場合に、これまでは、ロータ６に続く追加の第２の活性剤が必要であったが、２つの活性ロータが設けられる場合、活性フェーズが、ロータ６でのみ実行され、又は、ロータ６が明らかにより小さい直径を備えている。これは、装置費用が減少した場合に、装置出力の本質的な増加が可能であるということを意味している。特に、１つのみのロータ上で、適用フェーズと活性フェーズを実行可能である。

本発明による方法は、活性フェーズの第２の方法ステップで、直接冷却又は間接冷却を用いて冷却された活性ガスの少なくとも体積流ｖ_３の自動調節に基づいているため、装置の操作者にとって、瓶又は同様の容器の最適な殺菌を得るために、長時間の操作や実験を必要としない。それどころか、装置は、製造者の指示に基づいて、様々な容器形状、及び／又は、容器材料を考慮し、問題なく調節および駆動可能である。その場合、活性フェーズ、又は、その方法ステップは、自動的に、装置内部の調節によって、実行され、又は、調節される。

本発明による殺菌装置の図示されていない変形例では、ロータ６（活性ロータ）は、冷却パッキンリングを備え、この冷却パッキングリングは、処理される容器を、少なくとも一部に、及び、少なくとも一時的に、活性化の間に取り囲む。冷却パッキングリングは、部分表面ではなく、又は、部分表面でのみ、容器表面と接しており、その結果、目的に応じた運転中に、容器とパッキングリングの間に、通路又は道が構成され、その通路又は道を介して、ガス又は液体が流れることが可能である。その際、パッキンリングは、理想的に構成されているため、これの少なくとも１つの開口部を備え、この開口部は、導管路とガス供給装置と接続している。かつ、それを介して、容器壁の冷却のために、ガス状及び／又は液状の媒体が、通路又は道に案内されることが可能である。一方、開口部と導管路と真空ポンプを介して、容器壁の冷却のために、冷却領域空気又は周辺空気は、通路又は道に案内され、進行する。このような冷却パッキンリングを備えると、非常に急速で信頼性のある冷却がなされ、又は、温度調節の遅れ時間が短縮される。

５００ｍｌの体積を持った瓶３を殺菌するための本発明による方法の実施形態重要なパラメータを、以下のようにまとめることが可能である。

適用フェーズ
Ｈ_２Ｏ_２殺菌媒体におけるＨ_２Ｏ_２濃度： ２０％
最大容器温度Ｔ_ＢＷ： 約３５−４２℃
温度Ｔ_１： 約１４５℃
Ｈ_２Ｏ_２殺菌媒体の圧力： 約０．７ｂａｒ
体積流ｖ_１： 約１．５ｌ／瓶
体積流ｖ_１： 約２．７Ｎｍ^３／ｈ
活性フェーズ−方法ステップ１
最大容器温度度Ｔ_ＢＷ： 約６７℃−６８℃
温度Ｔ_２： 約１４５℃
体積流ｖ_２： 約１０．８ｌ／瓶
約９．７Ｎｍ^３／ｈ
蒸気圧力 約１．０ｂａｒ
空気圧力 約１．５ｂａｒ
活性フェーズ−方法ステップ２
容器温度Ｔ_ＢＷ： 約６７℃−６８℃
体積流ｖ_３： 約１０．８ｌ／瓶
約９．７Ｎｍ^３／ｈ
温度Ｔ_２＜Ｔ_３ 約１００℃
壁強度及び材料に依存する。
周辺温度である無菌空気の混合物
活性フェーズ毎の処理期間は、１０秒より短くなり、この場合、処理期間ｘ及びｙは、異なったり、同一であったりもすることが可能である。更に、適用フェーズと活性フェーズの間で、例えば、約４から５秒の処理中止期間を設けること、つまり、活性フェーズの第１の方法ステップが、Ｈ_２Ｏ_２殺菌媒体の注入後、又は、適用フェーズの終了後に、例えば約５秒の時間的な遅れを持って開始される。

本発明は、実施例で拡張して記載されている。本発明の概念に基づく発明から逸脱することなく、多数の修正及び変更が可能であることは自明である。それゆえ、処理装置又は装置の処理頭部６部分が、回転する構造であることを根底においている。当然、本発明による方法は、線形機械として構成される装置上でも、実行することが可能である。更に、上記のＨ_２Ｏ_２殺菌媒体の注入、及び、活性媒体の注入は、それぞれ、１つの同一の処理頭部６を介して行われる。当然、これらの方法ステップで、異なる処理頭部を用いることも可能である。

Claims (21)

1. 適用フェーズで、それぞれの容器（３）に、高温のＨ_２Ｏ_２殺菌媒体を注入することによって、及び、無菌ガス状の及び／又は蒸気状の高温活性媒体をそれぞれの容器に注入することによる、好ましくは、それぞれの容器に高温の無菌空気を注入することによる活性フェーズでのＨ_２Ｏ_２殺菌媒体の活性によって、瓶、缶、あるいはこのような容器（３）を殺菌するための方法において、
   活性フェーズは、少なくとも２つの活性ステップを備え、かつ、
   少なくとも時間的に後の活性ステップで、それぞれの容器（３）に供給される活性媒体の体積流（ｖ_３）の温度が、容器温度（Ｔ_ＢＷ）又は容器（３）の壁温度に依存して調節されることを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法において、
   温度調節は、第２の活性フェーズの体積流（ｖ_３）の間接冷却によって行われることを特徴とする方法。
3. 請求項１又は２に記載の方法において、
   冷却ガスの調節された体積流（ｖ_４）が、体積流（ｖ_３）に混合され、かつ、
   この冷却ガスが、無菌空気、二酸化炭素、窒素、希ガスの集合体から、又は、無菌空気、二酸化炭素、窒素、希ガスの混合物から選ばれていることにより、
   温度調節が、第２の活性フェーズの体積流（ｖ_３）の直接冷却によって行われることを特徴とする方法。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つに記載の方法において、
   体積流（ｖ_２，ｖ_３）の温度は、容器温度（Ｔ_ＢＷ）が設定温度（Ｓｏｌｌ−Ｔ_ＢＷ）に一致するように調節されることを特徴とする方法。
5. 請求項１乃至４のいずれか１つに記載の方法において、
   容器温度（Ｔ_ＢＷ）は、非接触で測定されることを特徴とする方法。
6. 請求項５に記載の方法において、
   容器温度（Ｔ_ＢＷ）は、高温計を用いて測定されることを特徴とする方法。
7. 請求項１乃至６のいずれか１つに記載の方法において、
   時間的に第１の活性ステップで、それぞれの容器（３）に供給される活性媒体の体積流（ｖ_２）は、容器温度（Ｔ_ＢＷ）に依存して調節されることを特徴とする方法。
8. 請求項１乃至７のいずれか１つに記載の方法において、
   時間的に第１の活性ステップで、一定温度（Ｔ _２ ）又は本質的に一定温度の場合で、かつ、一定体積流（ｖ_２）の場合に、それぞれの容器（３）への活性媒体の供給は、時間的に制御されることを特徴とする方法。
9. 請求項１乃至８のいずれか１つに記載の方法において、
   適用フェーズで、高温無菌媒体が、一定温度（Ｔ _１ ）で時間的に制御されて、それぞれの容器（３）に供給されることを特徴とする方法。
10. 請求項１乃至９のいずれか１つに記載の方法において、
    適用フェーズの間に、高温無菌空気が、それぞれの容器（３）に、一定又は本質的に一定の温度で、かつ、一定又は本質的に一定の期間の間に、体積流（ｖ_１）で供給され、
    この体積流（ｖ_１）は、容器温度（Ｔ_ＢＷ）を考慮して、容器温度（Ｔ_ＢＷ）が、明らかに、高温のＨ_２Ｏ_２殺菌媒体の温度（Ｔ_１）未満にとどまるように、区別を付けられているか、あるいは制御されていることを特徴とする方法。
11. 請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の方法において、
    適用フェーズの間、高温Ｈ_２Ｏ_２無菌媒体は、２．５秒から４秒の適用期間で行われることを特徴とする方法。
12. 請求項１乃至１１のいずれか１つに記載の方法において、
    活性ステップの処理期間は、１０秒より短いことを特徴とする方法。
13. 請求項１乃至１２のいずれか１つに記載の方法において、
    活性フェーズは、唯一の活性装置で実行されることを特徴とする方法。
14. 高温活性媒体を容器（３）に注入するための少なくとも１つの活性装置頭部（９）を備えた、請求項１乃至１３のいずれか１つの方法を実行するための、瓶、コップ、缶、及び、このようなものの容器（３）のための殺菌装置において、
    固体表面の非接触の温度測定のための少なくとも１つの装置と、
    それと結合したコンピュータベースの制御兼調節装置とを備え、つまり、この制御兼調節装置が、容器温度（Ｔ_ＢＷ）又は容器（３）の壁温度に依存して、少なくとも２つの活性ステップを有する活性フェーズの時間的に後の活性ステップにおける、それぞれの容器（３）に供給される活性媒体の測定値評価、ならびに温度調節、及び／又は、体積流調節のために設けられていることを特徴とする殺菌装置。
15. 請求項１４に記載の殺菌装置において、
    活性装置頭部（９）の少なくとも一部分の近距離あるいは近距離内に、固体頭部表面を非接触で温度測定するための装置が配置されており、
    理想的には、いずれの活性装置頭部（９）の近距離あるいは近距離内にも、固体頭部表面を非接触で温度測定するための装置が配置されていることを特徴とする殺菌装置。
16. 請求項１４又は１５に記載の殺菌装置において、
    固体頭部表面を非接触で温度測定するための少なくとも１つの装置は、高温計であることを特徴とする殺菌装置。
17. 請求項１４乃至１６のいずれかに記載の殺菌装置において、
    少なくとも１つの冷却媒体の導管路で、混合物によって温度を間接的に制御するために、少なくとも１つの絞り弁、バルブ、又は、そのようなものが設けられ、及び／又は、
    その導管路で、間接的に冷却するための冷却ユニットが配置されていることを特徴とする殺菌装置。
18. 請求項１４乃至１６のいずれかに記載の殺菌装置において、
    冷却媒体のいずれの導管路にも、それぞれの活性装置頭部（９）の上流に、少なくとも１つの絞り弁、バルブ、又は、そのようなものが配置され、及び／又は、
    これらのいずれの導管路にも、非接触で冷却するための少なくとも１つの冷却ユニットが配置されていることを特徴とする殺菌装置。
19. 請求項１４乃至１８のいずれかに記載の殺菌装置において、
    活性媒体を供給するために少なくとも１つの管（１０）が備えられ、
    管（１０）に、冷却パッキンリングが設けられ、その冷却パッキンリングは、処理される容器を、少なくとも部分的に包囲し、かつ、
    冷却パッキンリングは、容器表面と、接触していない、又は、部分的に接触しており、 目的に応じた運転中に、容器とパッキングリングの間に、通路又は道が構成されていることを特徴とする殺菌装置。
20. 請求項１９に記載の殺菌装置において、
    パッキンリングは、開口部を備え、
    この開口部は、導管路とガス供給装置と接続しており、かつ、
    導管路とガス供給装置を介して、容器壁の冷却のために、ガス状及び／又は液状の媒体が、通路又は道に案内可能であることを特徴とする殺菌装置。
21. 請求項１９に記載の殺菌装置において、
    パッキンリングは、開口部を備え、
    この開口部は、導管路と真空ポンプと接続しており、かつ、
    これらの導管路と真空ポンプを介して、容器壁の冷却のために、周辺空気は、通路又は道に案内され、かつ、進行することが可能であることを特徴とする殺菌装置。