JP2011161310A - 容器洗浄装置及び容器洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば固形製剤である医薬品の製造工場にて使用されるコンテナ（容器）を洗浄するにあたって省エネルギー化を図ることができ、またコストを削減すること。
【解決手段】容器内の上端側の開口部からノズルを進入させ、容器内の壁部にノズルからドライアイスの粉体を吹き付けてドライアイスの衝突及び昇華のエネルギーにより壁部から付着物を剥離すると共に、容器の下端側の開口部に接続した吸引排気路から吸引して容器内に気流を形成し、飛散している付着物をこの気流に乗せて開口部から吸引排出して再付着しないようにする。
【選択図】図６

Description

本発明は、例えば粉体を収納する容器を洗浄する装置及び洗浄方法に関する。

例えば医薬品などの固形製剤を製造する工場では、被処理物である粉体原料やこの粉体原料から得られた中間製品などに対して、例えば秤量、造粒、篩過、錠剤への成形（打錠）、検査及び包装などの処理を行う複数の工程室が設けられている。そして被処理物は、例えば搬送容器であるコンテナ内に収納されて、処理の順序に応じてこれらの工程室に対して順次搬送される。このような被処理物は、例えば一の工程室において搬送容器の上方側に形成された投入口から当該搬送容器内に投入（収納）され、例えば他の工程室において搬送容器の下方側の取出し口から取り出される。そして、内部の被処理物が取り出されて空になった搬送容器は、例えば精製水を用いて内部の洗浄を行った後、続いて例えばドライエアを用いた乾燥を行い、清浄化した後別の被処理物の搬送に用いられることになる。

精製水は、例えばフィルタを用いて固形物を除去した後、雑菌が繁殖しないように例えば６０℃まで加熱した蒸留水であり、例えば各工場に精製水製造装置を設置しておき、この製造装置を用いて製造される。そのため、工場において、搬送容器を洗浄するためには大きなランニングコストが必要となってしまう。即ち、精製水の精製や搬送容器の乾燥には大きなエネルギーが必要になるし、また洗浄に用いた後の廃水処理についてもコストが必要になる。更にまた搬送容器の中でも、中間製品を搬送、保管する搬送容器においては、固形前の被処理物が収納されることから、搬送容器内の付着量が多く、このため特に精製水の使用量が多くなってしまう。従って、エネルギーの消費量を抑えて搬送容器を洗浄する方法が要求されている。

特許文献１及び２には、液化ガスを噴射することによって被処理物表面の付着物を瞬時に凍結させ、当該付着物を強制的に剥離除去する技術や、ドライアイスチップを用いて煙突内部のブラストを行う技術について記載されているが、搬送容器の内部の洗浄については検討されていない。

特開平９−４７７３４（段落００２６、図１） 特開２００８−２７５２７７（段落００２０）

本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、容器を洗浄するにあたって省エネルギー化を図ることができ、またコストを削減することのできる技術を提供することにある。

本発明は、一端側及び他端側に夫々開口部が形成された容器の内部を洗浄する装置において、
前記容器内の壁部にドライアイスを吹き付けるためのノズルと、
このノズルを容器内に前記一端側の開口部から相対的に進入させるための移動機構と、
前記ノズルにドライアイスを供給するための供給部と、
前記容器内にドライアイスが吹き付けられているときに前記一端側の開口部から他端側の開口部に向かう気流を形成するために設けられ、前記容器の他端側の開口部に接続される吸引路部材と、を備えたことを特徴とする。
本発明の具体例として例えば次の例を挙げることができる。
（１）前記移動機構は、洗浄時に容器内におけるノズルの位置を変更できるように構成されている。
（２）前記ノズルにおけるドライアイスの吐出方向を変更するための方向変更機構を備えている。
（３）前記容器内にドライアイスが吹き付けられているときに前記一端側の開口部に強制的に送気するための送気部を備えている。
（４）前記容器を、両側の開口部が上下に位置する姿勢で支持するための容器支持部を備えている。
（５）前記容器が洗浄位置に置かれた後に、前記移動機構によりノズルを容器内に位置させると共に前記吸引路部材を容器の開口部に装着するように制御信号を出力する制御部を備えている。
（７）容器は例えば医薬品を製造する工程で用いられ、粉粒体を収容するためのものである。粉粒体とは粉体のみの場合、粒体のみの場合、両方の混合物の場合のいずれも意味する。

また他の発明は、一端側及び他端側に夫々開口部が形成された筒状の容器の内部を洗浄する方法において、
前記容器内に前記一端側の開口部からノズルを相対的に進入させる工程と、
次いでこのノズルから前記容器内の壁部にドライアイスを吹き付けて壁部に付着している付着物を剥離する工程と、
前記容器内にドライアイスが吹き付けられているときに、前記容器の他端側の開口部から吸引して前記一端側の開口部から他端側の開口部に向かう気流を形成し、飛散している付着物を前記他端側の開口部から吸引排出する工程と、を含むことを特徴とする容器洗浄方法。

本発明は、容器の内部を洗浄するにあたって、容器内の壁部にノズルからドライアイスを吹き付けてドライアイスの衝突及び昇華のエネルギーにより壁部から付着物を剥離すると共に、容器の開口部から吸引して気流を形成し、飛散している付着物をこの気流に乗せて開口部から吸引排出している。このため、精製水を用いずに洗浄でき、しかも乾燥も不要になることから、省エネルギー化を図ることができ、またコストを削減することができる。

本発明の容器洗浄装置の実施の形態示す全体構成図である。 前記容器洗浄装置の要部を示す斜視図である。 ドライアイスの供給部を示す模式図である。 前記容器洗浄装置の一部を示す斜視図である。 前記容器洗浄装置の一部を示す横断平面図である。 コンテナを洗浄する様子の一例を示す模式図である。 本発明の他の実施の形態の一部を示す斜視図である。 本発明の他の実施の形態の一部を示す横断平面図である 本発明の他の実施の形態の一部を示す構成図である。

図１は、本発明に係る容器洗浄装置の実施の形態の全体構成を示す構成図である。１は容器であるコンテナであり、このコンテナは固形製剤である医薬品を製造するときに原料、中間製品あるいは最終製品である、粉体あるいは粒体を収納して搬送するためのものである。なお本願の明細書等において粉粒体という用語を使用する場合、粉体のみ、粒体のみ、両方の混合物のいずれも意味することとする。コンテナ１は円筒状の縦型の容器であり、上端側（一端側）及び下端側（他端側）に夫々開口部１１、１２が形成されている。上端側の開口部１１は原料や中間製品である粉粒体例えば粉体が投入されるための投入口であり、下端側の開口部１２は、処理された処理物を取り出すための取り出し口である。より詳しくは、コンテナ１の上面の中央部はわずかに突出した突出面１０として形成され、上端側の開口部１１はこの突出面１０の中央部に形成されている。

コンテナ１は支持体２に支持されており、この支持体２は、基台２１の上に支持部材２２を設けて構成されている。支持部材２２は、例えばコンテナ１の周方向に沿って植設された複数の垂直ロッド２２ａと、コンテナ１の下部の傾斜部分を支持するようにリング状に形成された支持枠２２ｂとから構成されている。コンテナ１はこの支持体２２に支持されて搬送機構である例えばベルトコンベア２３により洗浄位置まで搬送される。図１では、コンテナ１が洗浄位置まで搬送されて停止している状態を示している。

コンテナ１の上方にて符号３で示す部材は、コンテナ１内の壁部にドライアイスを吹き付けるためのノズル３であり、このノズル３は、当該ノズル３を上端側の開口部１１からコンテナ１内に進入させるための移動機構４に取り付けられている。移動機構４は図２にも示すように、垂直に伸びる昇降、回転自在な軸部４１と、この軸部４１の先端側（下端側）に設けられた、水平軸の周りに回転自在なハンド４２とを備えている。軸部４１の基端側（上端側）には、軸部４１を回転させるための回転機構を含む操作機構４３が設けられ、この操作機構４３は、例えば図示しないボールネジ機構などを介してガイド部４４に沿って昇降できるようになっている。４５はボールネジを駆動する駆動部であり、工場内の取り付け部材に固定されている。操作機構４３は回転機構とハンド４２を水平軸の周りに回転させるための操作部分とを備えている。具体的には軸部４１を中空体により構成すると共にこの中にベルト、プーリを配置し、操作部分であるモータなどによりベルトを駆動することでハンド４２を操作することができる。
この実施の形態では、ノズル３をコンテナ１内に対して進退させる移動機構４は、コンテナ１内においてノズル３の高さ位置を変えるための機構を兼用しており、またノズル３の向き（ドライアイスが吹き出す方向）を変更する方向変更機構が組み合わさっている。方向変更機構は、ハンド４２と、軸部４１と、操作機構４３と、を含んでおり、これら機構によりハンド４２は上下方向の向きとコンテナ１の周方向の向きとが変更できることとなる。

ノズル３は、ドライアイスを搬送するためのフレキシブルな供給管３１の先端部に設けられ、例えば図示しないテーピングによりハンド４２に固定されている。供給管３１は、後述のように軸部４１が最も下方側に位置したときに蓋体５よりも上方側となる位置にて軸部４１に例えばテーピングにより固定されている。

供給管３１の基端側にはドライアイス供給部３２が設けられている。図３はドライアイス供給部３２の一例を示す。３３はホッパであり、このホッパ３３には粒状あるいはフレーク状のドライアイスＤが投入される。このホッパ３３の排出口にはスクリューフィーダ３４の一端側が接続され、このスクリューフィーダ３４の他端側の吐出口は、送り出し管３６を介してエジェクター３７の引き込み口に接続されている。エジェクター３７の吸気口には送気管３８を介して圧縮空気を送り出す強制送気機構３５が接続されると共に、エジェクター３７の吐出口には前記供給管３１が接続されている。従ってスクリューフィーダ３４から送り出し管３６を介して送り出されたドライアイスは、強制送気機構３５からの送気流により、エジェクター３７にて引き込まれて送気流と共に前記供給管３１を介してノズル３から吹き出される。なお図３中３９はバルブである。またハンド４２を昇降、回転させたときに供給管３１のねじれを抑えるために、供給管３１を分割してその分割部分に介在させた連結具により互いに軸周りに回動できるようにしてもよい。

図１及び図２に戻って、５は蓋体であり、この蓋体５はコンテナ１の開口部１１を塞ぐ役割を持っている。この蓋体５の下面側には、前記開口部１１よりも径の小さい分散気流形成部６が取り付けられており、蓋体５により開口部１１を塞いだときに分散気流形成部６がコンテナ１内に配置されるようになっている。蓋体５は中央部に孔部５１が形成され、分散気流形成部６は図４、図５に示すようにこの孔部５１に対応する口径の円筒部６１とこの円筒部６１の上下両端にフランジ状に夫々設けられたリング板６２，６３と、これらリング板６２，６３の間のリング状の空間を径方向に分割する分割板６４と、からなり、円筒部６１には、各分割板６４に連通する通気口６５が形成されている。従って蓋体５の中央部の孔部５１から吸い込まれた、周囲の空気による空気流はそのまま下方側に抜ける気流と円筒部６１の各通気口６５に流れる気流とに分かれる。各通気口６５に流入した気流は分散板６４による分散作用によりコンテナ１の径方向に放射状に分散して流出することになる。

蓋体５は昇降機構５０により、コンテナ１の上端側の開口部１１を塞ぐ位置と、開口部１１の上方で待機する位置との間で昇降できるようになっている。蓋体５の中央の孔部５１には、既述の軸部４１と供給管３１とが貫通している。

一方コンテナ１の下方側には、吸引路部材をなす吸引管７が配置されており、この例では吸引管７は例えば樹脂などの硬い材質からなる第１のパイプ７１とこの第１のパイプ７１の基端側に接続されたフレキシブルな第２のパイプ７２からなる。第１のパイプ７１は例えば先端が屈曲し、その吸引口は、洗浄位置に停止したコンテナ１の下端側の開口部１２と対向する位置に設定されている。第２のパイプ７２はバルブ７３を介して図示しない吸引機構に接続されている。また第１のパイプ７１は、昇降機構７４に固定され、吸引口がコンテナ１の開口部１２に勘合して接続された状態となる上位置と、開口部１２から外れてその下方で待機する下位置との間で昇降するように構成されている。この吸引管７は、その吸引作用により、コンテナ１の上部側からの空気の流入と相まってコンテナ１内に気流を形成するためのものである。

図１において１００は制御部であり、この制御部１００はメモリ内に格納されているプログラムに従って、容器洗浄装置における各機構（移動機構、昇降機構５０、ドライアイス供給部３２（バルブ３７を含む）、バルブ７３、昇降機構７４など）を駆動制御するための制御信号を出力する機能を備えている。またコンテナ１の洗浄位置の近傍には、図１に示すように例えば光センサからなる位置検出センサ１０１が設けられており、この位置検出センサ１０１は、コンテナ１が洗浄位置に達したときに検出信号を出力する。制御部１００はこの検出信号が入力されたときに、ベルトコンベア２３を停止させ、その後に前記プログラムに従ってコンテナ１内の洗浄が実施されるように制御信号を出力する。

次に上述実施の形態の作用について説明する。今、これから洗浄すべきコンテナ１が支持体２に支持されてベルトコンベア２３により洗浄位置まで搬入されると、位置検出センサ１０１により検出信号が出力され、これにより制御部１００はベルトコンベア２３を停止する。そして昇降機構７４により吸引管７を上昇させてコンテナ１の下端側の開口部１２に接続させる。続いて蓋体５及び軸部４１を待機位置から下降させて蓋体５によりコンテナ１１の上端側の開口部を塞ぎ、吸引管７のバルブ７３を開放してコンテナ１１内を吸引する。これによりコンテナ１内が負圧になることから、蓋体５の孔部５１から雰囲気の空気が引き込まれ、孔部５１内をそのまま通過する気流と円筒部６１の通気口６５から分散気流形成部６内に引き込まれる気流とが形成される。後者の気流は分散板６４により放射状に分散され、コンテナ１の内壁に沿って下方側に流れ、孔部５１内をそのまま通過した気流と共に開口部１２から吸引排出される。

一方ドライアイス供給部３２のバルブ３７を開放し、既述のように送気流に乗せて例えば粒状体のドライアイスＤをノズル３からコンテナ１の壁部に向けて吐出させる。ノズル３が固定されているハンド４２は昇降自在、鉛直軸周りに回転自在、水平軸周りに回転自在であるため、図６（ａ）に示すように例えばノズル３をコンテナ１内の上端側から所定間隔で間欠的に下降させ、各高さ位置においてコンテナ１の周方向に回転させながらドライアイスＤを吐出させる。ドライアイスＤがコンテナ１の壁部に衝突すると昇華し、この衝突のエネルギーと昇華のエネルギーとにより当該壁部に付着している汚れである付着物２００が剥離する。剥離した付着物は、コンテナ１内に気流が形成されていないと再付着するが、既述のようにコンテナ１内のほぼ全域に亘って下降気流が形成されているため、付着物は再付着することなく気流に乗って下端側の開口部１２から排出される。

ここで本発明者は、評価試験として板面に粉体を付着させ、粒状のドライアイスを吹き付けて洗浄効果を調べたところ、板面に対して垂直に当てるよりも斜めから当てた方が洗浄効果が大きかった。言い換えれ、斜めから当てた方が吐出圧が小さくても、あるいは吐出時間が短くても、粉体を良好に除去することができるということである。従ってノズル３からを各高さ位置にてドライアイスＤを吐出させる場合、吐出方向を上向きあるいは下向きにして、ノズル３の軸線が壁面に対して傾斜していることが好ましい。
そしてコンテナ１の上面（上部裏面）に対しては例えば図６（ｂ）に示すようにハンド４２によりノズル３を上に向け、前記上面に対してドライアイスＤを吐出する。またコンテナ１の下部の傾斜面に対しては図６（ｃ）に示すようにハンド４２によりノズル３を下に向け、前記傾斜面に対してドライアイスＤを吐出する。このようにしてコンテナ１の壁部全体の汚れが除去されて洗浄が終了する。その後は、洗浄の準備動作と逆の動作によりコンテナ１が各機構から分離され、洗浄位置から退避することになる。

上述の実施の形態によれば、容器であるコンテナ１の上端側の開口部（一端側の開口部）１１を介してコンテナ１内に進入させたノズルから、コンテナ１内の壁部にドライアイスを吹き付けているため、ドライアイスの衝突及び昇華のエネルギーにより壁部から粉体である付着物(汚れ)が剥離する。そしてコンテナ１の下端側の開口部１２から吸引して気流を形成し、コンテナ１内に飛散している付着物をこの気流に乗せて吸引排出しているため、付着物がコンテナ１内に再付着することが防止でき、良好な洗浄を行うことができる。従って従来のように精製水を用いずに洗浄でき、しかも乾燥も不要になることから、ランニングコストを削減でき、また省エネルギー化を図ることができる。

コンテナ１内に気流を形成するためには、上述の実施の形態のように雰囲気の空気を吸い込む代わりに、あるいは吸い込むことに加えて、強制的にコンテナ１内に気体例えば空気を送気するようにしてもよい。図７、図８はこのような例を示している。図中６は蓋体５の下面側に設けた分散気流形成部であるが、先の実施の形態に相当する円筒部６１に通気口を開けずに、当該円筒部６１を囲むようにリング状のバッファ室６６を設け、このバッファ室６６の外側に放射状に分散板６４を配置してリング空間を分割すると共に、バッファ室６６の周壁における、分割空間に対応する位置に通気口６７を設けている。またバッファ室６６の上面の例えば２箇所に送気管６８を接続し、これら送気管６８の基端側に合流管６８ａを介して送気手段６９を接続する。送気手段から強制送気されることにより、加圧空気がバッファ室６６から通気口６７を介して放射状に流れていく。

また本発明は、蓋体５によりコンテナ１の上端側の開口部１１を塞ぐことに限られない。この場合には開口部１１から雰囲気の空気がコンテナ１内に流入することになる。更にまたノズル３の吐出方向上下に変更できる機構を用いなくとも、例えば水平に対して０度のノズルと、上向きに８０度、４０度、下向きに８０度、４０度、に夫々向いた４本のノズルとを備えたノズルユニットを用意し、このノズルユニットを上下させるようにしてもよい。そしてノズル３として、例えばコンテナ１の上端側から下端側に垂直に伸びるパイプの管壁に高さ方向に例えば数センチ刻みの間隔をおいて吐出孔を開けたものを用い、このパイプを鉛直軸周りに回転させるようにしてもよい。この場合パイプ８の上端側の吐出孔は上向きに形成してコンテナ１の上面にドライアイスを吹き付けるように構成することが好ましい。

本発明では、ノズル３をコンテナ１に対して相対的に昇降、回転させる構成を採用する場合、コンテナ１側を動かすようにしてもよい。図９はコンテナ１側を回転させる場合の構成例を示している。図中９は基台であり、この基台９の上に支柱９１を介してステージ９２が設けられている。このステージ９２にはリング状のガイド部９３が設けられており、このガイド部９３に沿って複数の支持部材９４が移動できるようになっている。複数の支持部材９４の上にはリング枠９５が設けられ、このリング枠９５にコンテナ１が支持される。９６は複数の支持部材９４を連結する連結部材である。そして複数の支持部材９４に亘ってリング体９７が設けられ、このリング体９７に回転機構であるベルト機構のベルト９８が掛けられていてこのベルト９８の回転により支持部材９４がガイド部９３上を移動し、これによりコンテナ１が回転する。なお吸引管７とコンテナ１との接続部分には例えば吸引管７が軸周りに回転できるような連結体を介在させることで吸引管７のねじれは起こらない。なお本発明の洗浄対象である容器は、医薬品に限られず食品の製造工場で用いられる容器であってもよく、また筒状（円筒状や角筒状）に限られるものではない。

１ コンテナ
１１、１２ 開口部
３ ノズル
３２ ドライアイス供給部
４ ｘ 移動機構
４１ 軸部
４２ ハンド
５ 蓋体
６ 分散気流形成部
７ 吸引管
１００ 制御部

Claims (11)

1. 一端側及び他端側に夫々開口部が形成された容器の内部を洗浄する装置において、
   前記容器内の壁部にドライアイスを吹き付けるためのノズルと、
   このノズルを容器内に前記一端側の開口部から相対的に進入させるための移動機構と、
   前記ノズルにドライアイスを供給するための供給部と、
   前記容器内にドライアイスが吹き付けられているときに前記一端側の開口部から他端側の開口部に向かう気流を形成するために設けられ、前記容器の他端側の開口部に接続される吸引路部材と、を備えたことを特徴とする容器洗浄装置。
2. 前記移動機構は、洗浄時に容器内におけるノズルの位置を変更できるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の容器洗浄装置。
3. 前記ノズルにおけるドライアイスの吐出方向を変更するための方向変更機構を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の容器洗浄装置。
4. 前記容器内にドライアイスが吹き付けられているときに前記一端側の開口部に強制的に送気するための送気部を備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の容器洗浄装置。
5. 前記容器を、両側の開口部が上下に位置する姿勢で支持するための容器支持部を備えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の容器洗浄装置。
6. 前記容器が洗浄位置に置かれた後に、前記移動機構によりノズルを容器内に位置させると共に前記吸引路部材を容器の開口部に装着するように制御信号を出力する制御部を備えたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の容器洗浄装置。
7. 前記容器は粉粒体を収容するためのものであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の容器洗浄装置。
8. 一端側及び他端側に夫々開口部が形成された容器の内部を洗浄する方法において、
   前記容器内に前記一端側の開口部からノズルを相対的に進入させる工程と、
   次いでこのノズルから前記容器内の壁部にドライアイスを吹き付けて壁部に付着している付着物を剥離する工程と、
   前記容器内にドライアイスが吹き付けられているときに、前記容器の他端側の開口部から吸引して前記一端側の開口部から他端側の開口部に向かう気流を形成し、飛散している付着物を前記他端側の開口部から吸引排出する工程と、を含むことを特徴とする容器洗浄方法。
9. 容器内の洗浄時にノズルの位置を変更する工程を含むことを特徴とする請求項８記載の容器洗浄方法。
10. 容器内の洗浄時にノズルにおけるドライアイスの吐出方向を変更する工程を含むことを特徴とする請求項８または９記載の容器洗浄方法。
11. 前記容器内にドライアイスが吹き付けられているときに前記一端側の開口部に強制的に送気する工程を含むことを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか一項に記載の容器洗浄方法。

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