JP2011157090A - 容器滅菌装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】 容器滅菌装置２は、容器１を搬送する搬送コンベヤ４と、上記容器１に滅菌光Ｌを照射して加熱滅菌する発光手段としてのハロゲンランプ３４と、上記ハロゲンランプ３４が照射した滅菌光Ｌを集光する集光手段３５を備えている。
集光手段には滅菌光Ｌを反射させる反射部４１ｂが設けられており、該反射部４１ｂにより滅菌光Ｌを容器１の壁面を透過した内部空間に集光させて、容器１のハロゲンランプ３４側の壁面と反対側の壁面とを加熱滅菌するようになっている。
【効果】 効率的に容器を加熱滅菌することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は容器滅菌装置に関し、詳しくは搬送手段によって搬送される容器を発光手段の滅菌光によって加熱滅菌する容器滅菌装置に関する。

従来、バイアルなどの薬剤を収容する容器は、滅菌してから薬剤の充填が行われており、このため上記容器を滅菌する容器滅菌装置が用いられている（特許文献１、２）。
このような容器滅菌装置として、特許文献１では容器を熱風により加熱滅菌しており、また特許文献２ではハロゲンランプ（ハロゲンヒータ）から照射する滅菌光により容器を加熱滅菌している。

特許第３７９７２７５号公報 特開２００２−３６２５１６号公報

しかしながら、上記特許文献１のように熱風による滅菌を行う場合、各容器を十分に加熱するには時間がかかるため、容器を複数列整列した状態で搬送する必要があり、大きな設置面積が必要であるとともに装置も大がかりとなるという問題があった。
一方、特許文献２では容器に対して上下左右にハロゲンランプを設置して、容器のあらゆる方向から滅菌光を照射しており、多数のハロゲンランプを配置しなければならないという問題があった。
このような問題に鑑み、本発明は滅菌光により容器を加熱滅菌する容器滅菌装置において、より効率的に滅菌を行うことが可能な容器滅菌装置を提供するものである。

すなわち、本発明にかかる容器滅菌装置は、容器を搬送する搬送手段と、上記容器に滅菌光を照射して加熱滅菌する発光手段とを備え、上記搬送手段によって搬送される容器を上記発光手段の滅菌光により加熱滅菌する容器滅菌装置において、
上記発光手段が照射した滅菌光を集光する集光手段を設け、
該集光手段は、上記容器の壁面を透過した内部空間に滅菌光を集光させることを特徴としている。

上記発明によれば、滅菌光を容器の壁面を透過した内部空間に集光させることで、該容器の発光手段側の壁面およびその反対側の壁面にはバランスよく滅菌光が照射されることとなる。
その結果、容器の発光手段側の壁面および反対側の壁面がほぼ均等に加熱され、効率的に容器を滅菌することができる。

本実施例にかかる容器滅菌装置の平面図。 光滅菌手段の断面図。 光滅菌手段の正面図。

以下図示実施例について説明すると、図１は容器１を滅菌する容器滅菌装置２の平面図を示し、該容器滅菌装置２は、上記容器１を供給する供給ホイール３と、容器１を搬送する搬送手段としての搬送コンベヤ４と、該搬送コンベヤ４により搬送される容器１に滅菌光Ｌを照射して加熱滅菌する光滅菌手段５と、容器１の温度を測定するセンサ６と、搬送コンベヤ４から容器１を排出する排出ホイール７とを備えている。
図２に示すように、上記容器１は薬剤等を収容する光透過性のガラスからなるバイアルとなっており、胴部の上部には縮径された首部１ａが形成されるとともに、この首部１ａにはフランジ１ｂが形成されている。

上記供給ホイール３のさらに上流側には容器１を１列で搬送する供給コンベヤ１１が設けられており、この供給コンベヤ１１が上記供給コンベヤ１１に隣接する位置には、１列に隙間なく整列した容器１を所定の間隔に広げるスクリュー１１ａが設けられている。
上記供給ホイール３は上記スクリュー１１ａおよび搬送コンベヤ４と同期回転するようになっており、図示しないが容器１の胴部を把持する開閉可能なグリッパを等間隔に複数備えている。
そして供給ホイール３のグリッパは、上記スクリュー１１ａによって所定の間隔に広げられた容器１の胴部を把持して該容器１を受け取る。
その後、容器１はグリッパに把持された状態で回転移送され、上記搬送コンベヤ４に隣接した受け渡し位置Ａでグリッパにより開放されることにより、該容器１は搬送コンベヤ４に受け渡されるようになっている。

一方、上記排出ホイール７の下流には排出コンベヤ１２が設けられており、排出コンベヤ１２は容器１を１列に整列した状態で図示しない充填装置へと搬送するようになっている。
上記排出ホイール７は上記搬送コンベヤ４と同期回転するようになっており、上記供給ホイール３と同様、図示しないが容器１の胴部を把持する開閉可能なグリッパを等間隔に複数備えている。
そして該排出ホイール７のグリッパは、搬送コンベヤ４に隣接した受け渡し位置Ｂで、搬送コンベヤ４が保持する容器１の胴部を把持して受け取るようになっている。
その後、容器１はグリッパに把持された状態で回転移送され、上記排出コンベヤ１２に隣接した排出位置Ｃで開放されることにより、該容器１は排出コンベヤ１２に受け渡されるようになっている。

上記搬送コンベヤ４は、２つのプーリー２１の間に張設されたベルト２２に等間隔に設けた複数のグリッパ２３を備えており、図示しない駆動手段によって上記供給ホイール３および排出ホイール７と同期しながら、図１の図示時計回りにグリッパ２３を移動させるようになっている。
図２に示すように、上記ベルト２２には各グリッパ２３を固定するためのプレート２２ａが設けられており、該プレート２２ａの上方には支持ローラ２２ｂが設けられている。
また上記プレート２２ａはベルト２２の下方に設けた２列の案内ローラ２２ｃの間を移動し、また上記支持ローラ２２ｂはベルト２２の上方に設けたガイド部材２２ｄに常時接触するようになっている。
このような構成により、上記プレート２２ａは上記案内ローラ２２ｃおよびガイド部材２２ｄによって揺動せずに移動するようになっており、このため上記グリッパ２３に保持された容器１が一定の位置を保って搬送されるようになっている。

上記グリッパ２３は、上記プレート２２ａから水平方向外側に向けて突出するステー２３ａと、該ステー２３ａに揺動可能に連結された２つの把持部材２３ｂと、上記把持部材２３ｂを閉鎖方向に付勢するばね２３ｃとから構成されている。
搬送コンベヤ４が上記供給ホイール３から容器１を受け取る際には、供給ホイール３のグリッパに把持された容器１が上記ばね２３ｃの付勢力に抗して把持部材２３ｂを開き、その後該容器１の首部１ｂが２つの把持部材２３ｂの間に挿入されると、ばね２３ｃの付勢力により把持部材２３ｂが閉鎖され、容器１が把持されるようになっている。
一方、搬送コンベヤ４から容器１を上記排出ホイール７へと排出する際には、上記グリッパ２３が保持する容器１の胴部を排出ホイール７のグリッパが把持すると、その後該容器１の首部１ｂがばね２３ｃの付勢力に抗して把持部材２３ｂを開かせ、グリッパ２３から離脱するようになっている。

図１ないし図３に示すように、上記光滅菌手段５は、上記搬送コンベヤ４の搬送経路に沿って設けられるとともに容器１に滅菌光Ｌを照射する第１、第２照射手段３１，３２と、同じく搬送コンベヤ４の搬送経路に沿って設けた上記滅菌光Ｌを反射させる反射手段３３とから構成されている。
図２に示すように、上記第１照射手段３１は搬送コンベヤ４によって搬送される容器１の側方に設けられ、第２照射手段３２は容器１の上方に設けられている。
そして、第１照射手段３１および第２照射手段３２は、それぞれ滅菌光Ｌを照射する発光手段としてのハロゲンランプ３４と、上記ハロゲンランプ３４が照射した滅菌光Ｌを集光する集光手段３５とから構成され、これらハロゲンランプ３４および集光手段３５の両端にはこれらを保持する保持部材３６が固定されている。

上記ハロゲンランプ３４は、上記ガラス製の容器１を加熱滅菌するための滅菌光Ｌを照射し、具体的には滅菌光Ｌとしてガラスへのエネルギー吸収率が低い波長の光を照射するようになっている。
このため、該滅菌光Ｌをガラスに照射した場合、そのほとんどは吸収されずに透過するが、吸収された一部のエネルギーによってガラスが加熱され、滅菌されるようになっている。
またハロゲンランプ３４は上記搬送コンベヤ４の搬送経路に沿って細長い筒状を有するとともに、その両端は保持部材３６を貫通するように設けられており、該突出した両端部にはそれぞれ電極端子３４ａが設けられている。
上記電極端子３４ａはハロゲンランプ３４に宮殿する給電手段３７に接続され、これら電極端子３４ａおよび給電手段３７は上記保持部材３６の外側に設けた端子ボックス３８内に収容されている。
さらに、この端子ボックス３８にはダクト３８ａを介して図示しない冷風供給手段より冷風が供給され、ハロゲンランプ３４の電極端子３４ａが冷却されるようになっている。

上記集光手段３５の内部には、上記ハロゲンランプ３４が照射した滅菌光Ｌを反射させる反射面４１が形成されるとともに、図示しない冷却水供給手段によって冷却水が流通する冷却水通路３５ａが形成されている。
上記反射面４１は搬送コンベヤ４の搬送経路に沿って同じ形状の断面が連続するように形成され、上記第１照射手段３１の集光手段３５は滅菌光Ｌを第１照射手段３１の図２の右側、すなわち容器１に向けて集光させ、第２照射手段３２の集光手段３５は滅菌光Ｌを第２照射手段３２の下方に集光させるようになっている。
また反射面４１は、上記ハロゲンランプ３４を収容する収納部４１ａと、該収納部４１ａから容器１に向けて形成されるとともに、上記ハロゲンランプ３４が照射した滅菌光Ｌを容器１に向けて反射させる反射部４１ｂとから構成されている。
上記収納部４１ａは上記ハロゲンランプ３４に接触しない程度の径で断面円形の弧を有しており、またハロゲンランプ３４の大部分が上記反射部４１ｂ内に露出するように設けられている。
上記反射部４１ｂは、上記収納部４１ａに隣接する２つの曲面から構成されており、該曲面の一端は上記収納部４１ａに接続され、他端は容器１に向けて開口するようになっている。
そして、この反射部４１ｂの断面は楕円形の弧を構成するように形成されており、該楕円形の弧における一方の焦点位置は上記収納部４１ａに設けたハロゲンランプ３４の中心と一致し、また他方の焦点位置は集光手段３５の外部に位置する容器１の内部空間に位置するようになっている。
上記反射面４１の断面をこのような形状とすることで、上記ハロゲンランプ３４が滅菌光Ｌを照射すると、上記反射部４１ｂで反射した滅菌光Ｌは上記容器１の内部空間に位置する上記他方の焦点に集光されることとなる。
そして、ハロゲンランプ３４および集光手段３５は容器１の搬送経路に沿って設けられていることから、第１照射手段３１および第２照射手段３２の集光手段３５はそれぞれ容器１の搬送経路に沿って線状に滅菌光Ｌを集光するようになっている。

上記反射手段３３は、容器１を挟んで第１照射手段３１および第２照射手段３２の反対側となる位置に設けられた断面略コ字形の反射鏡となっており、搬送コンベヤ４の搬送経路に沿って上記第１、第２照射手段３１，３２と同じ区間設けられている。
この反射手段３３によれば、上記第１、第２照射手段３１，３２に設けたハロゲンランプ３４から照射されて、容器１を透過した滅菌光Ｌを、上記搬送コンベヤ４によって搬送される容器１に反射させることが可能となっている。

上記センサ６は、上記光滅菌手段５に対して下流側に隣接した位置に設けられており、非接触の状態で上記搬送コンベヤ４に搬送されて光滅菌手段５を通過した容器１の温度を測定するものとなっている。
このセンサ６が測定した温度は図示しない判定手段へと送信され、容器１の温度が所定温度に達していない場合には、判定手段は容器１の滅菌が不十分であると判断し、図示しない後工程で該容器１をリジェクトするようになっている。

以下、上記容器滅菌装置２の動作について説明する。
まず、上記供給ホイール３に供給コンベヤ１１から容器１が供給されると、その後この供給ホイール３と同期運転される搬送コンベヤ４の各グリッパ２３へと容器１が受け渡される。
すると、搬送コンベヤ４はグリッパ２３に把持された容器１を図１の下方に位置する光滅菌手段５まで搬送し、この光滅菌手段５を約５秒から１０秒間で通過させる。
その間、各容器１には光滅菌手段５の第１、第２照射手段３１，３２に設けたハロゲンランプ３４から滅菌光Ｌが照射され続け、容器１は滅菌処理に必要な温度まで加熱されるようになっている。

上記光滅菌手段５において容器１に照射される滅菌光Ｌについて具体的に説明する。
まず、第１照射手段３１に設けたハロゲンランプ３４は、図２において全周方向に滅菌光Ｌを照射するが、一部は上記集光手段３５の収納部４１ａに向けて照射され、その他は反射部４１ｂによって形成された空間内に向けて照射される。
ハロゲンランプ３４より照射されて反射部４１ｂで反射した滅菌光Ｌは、上記反射部４１ｂの断面が楕円形の弧となっており、かつハロゲンランプ３４が該楕円形の弧の一方の焦点に位置していることから、容器１のハロゲンランプ３４側の壁面を透過した後、他方の焦点が位置する容器１の内部空間の中央に集光されることとなる。
このように滅菌光Ｌを容器１の内部空間の中央に集光することで、容器１のハロゲンランプ３４側の壁面と搬送コンベヤ４側の壁面とに照射される滅菌光Ｌの照射範囲がほとんど同じ面積となり、バランスよく両壁面を同じ程度に加熱することとなる。

そして、搬送コンベヤ４側の壁面を透過した滅菌光Ｌは、ハロゲンランプ３４と容器１とを挟んで対向して配置された反射手段３３によって反射され、再度搬送コンベヤ４側の壁面に照射されてこの壁面を加熱し、さらに容器１の内部を通過してハロゲンランプ３４側の壁面に照射されてこの壁面を加熱する。
なお、反射部４１ｂに反射せずに直接容器１に向けて照射される滅菌光Ｌは、反射部４１によって集光される滅菌光Ｌと比較してそのエネルギーは低いが、容器１に照射されることによって該容器１を加熱するようになっている。

これと同様、第２照射手段３２に設けたハロゲンランプ３４から照射された滅菌光Ｌは、上記集光手段３５の反射部４１ｂで反射した後、容器１の上方より入射した後、容器１の内部空間に集光されることとなる。
ここで、第２照射手段３２による滅菌光Ｌの焦点位置を、容器１の内部空間の中央ではなく、該容器１のやや上方としている。これは、容器１の首部１ａの径が底部の径よりも小さいためである。
このようにすることで、第２照射手段３２から照射される滅菌光Ｌによりハロゲンランプ３４側の容器１の首部１ａと、その反対側の容器１の底部とがバランスよく同程度に加熱されるようになっている。
そして、容器１の底部を透過した滅菌光Ｌは、ハロゲンランプ３４と容器１とを挟んで対向して配置された反射手段３３によって反射され、再度容器１の底部に照射されて該底部を加熱し、さらに首部１ａに照射されて該首部１ａを加熱する。

本実施例では、容器１が光滅菌手段３を通過する間に、容器１を滅菌に必要な約３００℃〜４００℃まで加熱するようになっており、上記滅菌光Ｌが直接照射されにくい部分についても、上記滅菌光Ｌによって加熱された部分からの伝熱により上記温度まで加熱されるようになっている。
そして加熱された容器１が光滅菌手段５を通過すると、上記センサ６が通過する容器１を個別に温度測定し、この温度を図示しない判定手段に送信する。
判定手段では、容器１が所定温度に達していない場合に該容器１の滅菌が不十分であると判定し、該容器１を容器滅菌装置２の下流側に設けた図示しないリジェクト手段によりリジェクトするようになっている。
また判定手段は各容器１について測定温度を記憶し、容器１滅菌装置１の後工程に設けた充填手段などで記憶されるその他のデータとともに、各容器１の出荷後におけるトレーサビリティに利用される。
そして、搬送コンベヤ４により上記容器１が排出ホイール７に隣接した位置まで搬送されると、搬送コンベヤ４のグリッパ２３から排出ホイール７のグリッパへと容器１が受け渡され、該容器１はさらに排出ホイール７から排出コンベヤ１２に受け渡されて、図示しない後工程へと搬送される。

本実施例のように、ハロゲンランプ３４が照射した滅菌光Ｌを上記集光手段３５が容器１の壁面を透過した内部空間に集光させることで、容器１におけるハロゲンランプ３４側の壁面と反対側の壁面とを同程度に加熱することができるため、ハロゲンランプ３４による滅菌光Ｌのエネルギーを効率的に利用して容器１を速やかに加熱滅菌することができる。
ここで、上記滅菌光Ｌを容器１の壁面に集光してしまうと、集光された部分が溶融してしまい、また一方の壁面と他方の壁面との温度差が生じて容器１が破損する恐れがある。
また、上記集光手段２３における反射部４１ｂの断面を楕円形の弧とし、該楕円形の弧の一方の焦点にハロゲンランプ３４を、他方の焦点に容器１の壁面を透過した内部空間をそれぞれ位置させることで、容器１の内部空間に滅菌光Ｌを確実に集光することができる。
さらに、上記ハロゲンランプ３４および集光手段３５を容器１の搬送経路に沿って設けることで、容器１を搬送する間に加熱することができ、容器１を確実に滅菌することができる。
そして、本実施例のようにグリッパ２３によって把持した容器１を１列で搬送することで、容器滅菌装置２の上流側および下流側に設けた容器１洗浄装置および充填装置においても、容器１を１列に整列した状態で搬送することが可能となる。
つまり、引用文献１、２のように容器１を複数列で搬送する場合、容器１滅菌装置に容器１洗浄装置から１列で供給された容器１を複数列に整列させる集積手段と、また複数列で滅菌された容器１を再び１列に整列させる単列払い出し手段とが必要となるため、容器１を高速搬送することができず、また装置が大型化するという問題があった。

なお、上記実施例では容器１の上方および側方にそれぞれ第１、第２照射手段３１、３２を設けているが、容器１を十分に加熱滅菌できる場合にはいずれか一方を省略してもよい。
また、集光手段３５の反射部４１ｂにおける断面楕円形の弧については、ハロゲンランプ３４が照射した滅菌光Ｌを容器１内に集光することができれば、他の曲率を有する曲線を用いてもよい。
さらに、上記集光手段３５が滅菌光Ｌを集光する位置は、上記第２照射手段３２が照射する滅菌光Ｌのように、必ずしも容器１の中央である必要はなく、ガラスの厚さや容器１の形状に応じて容器１の内部空間の所要の位置に設定すればよい。
そして、上記実施例において上記第１、第２照射手段３１、３２は上記プーリー２１の間に張設されたベルト２２に沿って直線状に設けられているが、上記第１、第２照射手段３１、３２を湾曲させて配置してもよい。
具体的には、上記搬送コンベヤ４を等間隔にグリッパ２３を設けたスターホイールとし、上記第１、第２照射手段をこのスターホイールを囲繞するように円弧状に設けてもよい。

１ 容器 ２ 容器滅菌装置
４ 搬送コンベヤ（搬送手段） ５ 光滅菌手段
２３ グリッパ ３４ ハロゲンランプ（発光手段）
３５ 集光手段 ４１ 反射面
４１ｂ 反射部

Claims (5)

1. 容器を搬送する搬送手段と、上記容器に滅菌光を照射して加熱滅菌する発光手段とを備え、上記搬送手段によって搬送される容器を上記発光手段の滅菌光により加熱滅菌する容器滅菌装置において、
   上記発光手段が照射した滅菌光を集光する集光手段を設け、
   該集光手段は、上記容器の壁面を透過した内部空間に滅菌光を集光させることを特徴とする容器滅菌装置。
2. 上記集光手段は上記発光手段から照射された滅菌光を反射させる反射面を備え、
   該反射面は断面楕円形の弧からなる反射部を有し、
   該反射部における断面楕円形の一方の焦点位置に上記発光手段を設け、かつ他方の焦点位置が上記容器の内部となるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の容器滅菌装置。
3. 上記発光手段および集光手段を、搬送手段による容器の搬送方向に沿って細長く設け、
   上記集光手段は、容器の搬送経路に沿って線状に滅菌光を集光することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の容器滅菌装置。
4. 上記発光手段は、上記搬送手段による容器の搬送方向に交差する、上下方向および水平方向に向けて滅菌光を照射することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の容器滅菌装置。
5. 容器を挟んで発光手段の反対側に、上記滅菌光を反射させる反射手段を設け、
   上記発光手段が照射して容器を透過した滅菌光を容器に反射させることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の容器滅菌装置。

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