JP2012184034A - 液体の無菌充填方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】少ないエネルギーと水で急速滅菌を可能にする充填装および方法の提供。
【解決手段】本発明は、ボトル７をＨ_２Ｏ_２で滅菌するための滅菌装置９と、ボトルを充填するための充填装置１１と、および例えば密閉キャップ１５のようなふたを装着するためのふた締め装置１１とを備えた、ボトル内への液体の無菌充填装置に関するものであり、この場合、ボトル表面上におけるＨ_２Ｏ_２の凝縮が阻止されるようにボトル温度がそれにより設定可能な手段が設けられている。さらに、本発明は、ボトルをＨ_２Ｏ_２で滅菌するステップと、ボトルを充填並びにふた締めするステップとを有する、ボトル内への液体の無菌充填方法に関するものであり、この場合、ボトルが、滅菌において、ボトル表面上におけるＨ_２Ｏ_２の凝縮が阻止されるような温度を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は液体の無菌充填装置および方法に関するものである。

例えば飲料の無菌充填は最小保存期間を長くするために重要である。このために、充填前にボトルを滅菌し且つ無菌飲料を充填し、それに続いて無菌状態を保持しながらボトルをふた締めすることが既知である。

ドイツ特許公開第３７０１０７９号から、例えば包装容器の滅菌方法が既知である。ここでは、予熱された容器に過酸化水素が吹き付けられ、これにより、容器の壁にコンデンセート膜が形成される。それに続いて、滅菌剤が無菌水を用いた洗浄により除去される。この場合、無菌水を用いた洗浄により多量の排水が発生することが欠点である。

ドイツ特許公開第１９６４２９８７号から、包装容器の滅菌、充填およびふた締め方法が既知である。ここでは、包装容器を温暖空気で予熱し、それに続いて、例えば過酸化水素のような滅菌剤を導入することが開示されている。この場合、滅菌剤は多少とも凝縮する。滅菌後に、滅菌剤の残渣を確実に除去するために、容器が乾燥される。この場合、滅菌剤を除去するために特に行われる乾燥のために高いエネルギー・コストが発生することが欠点である。

ドイツ特許公開第３２３５４７６号から、過酸化水素を含有する滅菌剤が噴霧され、圧縮空気と混合されて滅菌されるべき包装材料の面に吹き付けられ、そこで凝縮させられる、包装材料の滅菌方法が既知である。このドイツ特許公開から、さらに、蒸気／空気混合物を吹き付ける前に、滅菌されるべき面を、蒸気／空気混合物の露点温度に対応する温度、またはそれよりやや低い温度に加熱することが既知である。この場合もまた、発生した凝縮物が、のちに行われる高温空気の吹付けまたは吹込みによって再び除去されなければならない。
ドイツ特許公開第３７０１０７９号 ドイツ特許公開第１９６４２９８７号 ドイツ特許公開第３２３５４７６号

できるだけ少ないエネルギーおよび／またはできるだけ少ない排水量で十分であり且つできるだけ急速な滅菌を可能にする、無菌充填装置および方法を提供することが本発明の課題である。

この課題は請求項１の装置および請求項２２の方法により解決される。好ましい実施形態がそれぞれの従属請求項に開示されている。

装置はボトルをＨ_２Ｏ_２で滅菌するための滅菌装置を含む。さらに、ボトルの充填装置およびふた締め装置が設けられている。ふた締めにより、ボトルの充填物が汚染から気密に保護され、したがって無菌でない環境内においても配送可能である。

さらに、Ｈ_２Ｏ_２がボトル上に凝縮しないようにボトル温度がそれにより設定される手段が設けられている。従来技術においては良好な滅菌のためにＨ_２Ｏ_２の凝縮が行われた一方で、ここでは、Ｈ_２Ｏ_２が凝縮することなくガス状のままであるような温度においてＨ_２Ｏ_２がボトルに供給される。これによってもまた十分な滅菌効果が得られる。この場合、一方で、ボトルの養生即ち過大にエネルギーを消費するボトルの乾燥が回避される。

露点を超える温度により、その温度において熱的に高い反応速度によってきわめて急速な滅菌が可能となるような高い温度を選択することもまた可能である。

この装置を用いて、例えば、通常ブロー成形機特に延伸ブロー成形機によりパリソンから製造されるＰＥＴボトルが滅菌可能である。この場合、ブロー成形機はコンベヤまたは引渡装置を介して滅菌装置と結合されていてもよい。しかしながら、ボトルが滅菌装置とは独立に製造されていてもよい。

ボトル温度をブロー成形機内の対応冷却手段により設定することが有利である。ブロー成形のためにパリソンが予熱され、これによりパリソンの材料が変形可能となる。このように製造されたボトルはブロー成形工程後において高温であり且つブロー成形機内において例えば冷却空気を吹き込むことによりまたは水で冷却された金型を用いることにより冷却される。この場合、ボトルは通常２０°−３０°の温度に冷却される。しかしながら、冷却をきわめて弱くすることにより、排出されるボトルの温度を上昇させることもまた可能であり、これにより、ボトルはブロー成形機から少なくとも５０℃例えば５０°−６０°の温度で排出される。対応するＨ_２Ｏ_２圧力またはＨ_２Ｏ_２分圧において、この温度は、ボトル内またはボトル上におけるＨ_２Ｏ_２の凝縮を阻止するのに十分である。必要なボトル温度はＨ_２Ｏ_２の温度の関数でもある。Ｈ_２Ｏ_２の温度が低ければ低いほどそれだけ、ボトル温度はより高くなければならず、その理由は、低温Ｈ_２Ｏ_２はある程度の冷却作用によってボトルの表面温度を低下させるからである。

ブロー成形機および滅菌装置を直接相前後して配置しないことが有利なことがあり、このようにして、両方の装置へのアクセスを容易にすることができる。しかしながら、このときには、ブロー成形機と滅菌装置との間に中間コンベヤを配置することが必要である。中間コンベヤは、ボトルがそのカラーをそれに吊り下げてそれに沿ってまたはそれを下って滑る簡単な滑りレールであっても、または搬送ベルトを有するコンベヤ、空気コンベヤ、掴み装置を有するコンベヤ等であってもよい。

この場合、ボトルがブロー成形機と滅菌装置との間で通過する通路が断熱されていることが有利である。これは、例えばプレキシグラス・シート、ガラス、ステンレス鋼等を用いた通路の簡単なケーシングによって行われてもよく、このケーシングは、単に、ブロー成形機から発生した温暖空気ないしは温暖なボトルによって発生される温暖空気がボトルの範囲内に保持されるように働く。ケーシングは対流による熱損失を阻止する。さらに、断熱をより改善するために断熱材が使用されてもよい。ケーシングないしは断熱材によりボトルの熱損失を低減可能であり、これにより、ボトルは、比較的長い搬送時間後においてもなお、Ｈ_２Ｏ_２の凝縮を回避するのに十分な高い温度を有している。

ボトルが滅菌装置まで通り抜ける通路上に加熱装置が設けられていてもよい。これにより、ブロー成形機とは独立に、滅菌のために温暖なボトルを供給することが可能である。

ボトルを加熱するために、ボトルを内側から加熱するように、温暖空気がそれによりボトル内に吹き込まれるノズルが設けられていてもよい。温暖空気は高温水蒸気により発生されることが好ましく、その理由は、高温水蒸気は加熱が急速であり且つコスト的に有利であるからである。この場合、蒸気は例えば過熱されていてもよく且つ空気と混合されてもよい。空気は熱交換器内において加熱されてもよい。空気は１００℃−１５０℃の温度を有していることが好ましい。温度が高ければ高いほどそれだけ、ボトルの加熱をより急速に行うことができる。しかしながら、高すぎる温度においては、ＰＥＴボトルは変形することがあるので、特に熱に弱いボトルにおいては約７０℃の空気温度で処理されてもよい。

加熱のために、ボトルに外側から高温空気を吹き付ける外部加熱が行われていてもよい。この空気は５０℃−６０℃の温度を有していることが好ましい。外部空気はより低温の機械部分と接触するので、外部空気の温度をさらに高くすることはより多くのエネルギーを必要とし且つ熱損失を著しく上昇させる。しかしながら、ＰＥＴは熱伝導性の低いプラスチックであるので、ボトルを内側からのみならず外側からも加熱することが有利であり、その理由は、このようにしてより短い加熱時間が達成されるからである。しかしながら、外側からのみの加熱もまた可能である。

熱損失を低減させるために、加熱装置がその中でボトルを加熱可能なトンネルが設けられていてもよい。

Ｈ_２Ｏ_２を、ガス状でまたはＨ_２Ｏ_２／空気混合物として、それによりボトル内に吹込み可能または送入可能なノズルまたはガス出口が設けられていることが好ましい。Ｈ_２Ｏ_２はノズルによりボトル内部空間内に吹き込まれるので、Ｈ_２Ｏ_２はボトル内部空間内に良好に分配され且つボトル内部空間の全ての領域が良好にガス滅菌される。ノズルまたはガス出口はボトル内に深く挿入可能であることが好ましく、このようにして、Ｈ_２Ｏ_２のより濃い濃度をボトル内に到達させることができる。

ノズルまたはガス出口の手前に、ノズルまたはガス出口のための空気を予熱する空気加熱器が設けられていてもよい。Ｈ_２Ｏ_２ノズル吹込装置は空気加熱器の上流側または下流側に設けられていてもよい。このようにして、予熱されたＨ_２Ｏ_２／空気混合物を発生可能であり、これにより、滅菌が良好且つ急速に可能である。

さらに、例えば無菌空気のような無菌ガスをそれによりボトル内に導入可能なノズルまたはガス出口が設けられていることが有利であり、このようにして、Ｈ_２Ｏ_２を再び吹き飛ばすことができる。この場合、無菌ガスを予熱するための予熱装置が設けられていることが好ましく、このようにして、低温空気の吹込みによりＨ_２Ｏ_２が凝縮することを阻止することができる。しかしながら、ボトル温度が十分に高い場合には、予熱されていない無菌空気を吹き込んだ場合でもＨ_２Ｏ_２はボトル上に凝縮することはない。

ボトルの外側もまたそれにより滅菌可能な手段が設けられていることが好ましい。これは例えば滅菌トンネルによって与えられていてもよく、滅菌トンネルは、ボトルから流出するＨ_２Ｏ_２をボトルの外側に保持する。このようにして、ボトル内部から流出されたＨ_２Ｏ_２が外部滅菌のために利用され、これによりＨ_２Ｏ_２消費量を低減させることができる。適切なＨ_２Ｏ_２濃度をボトルの外側に確保するために、さらにＨ_２Ｏ_２／空気混合物接続配管が設けられていてもよい。滅菌トンネル内に適切な温度を達成させるために、温暖空気接続配管のみならず低温空気接続配管もまた設けられていてもよい。適切な温度においては、ボトル内またはボトル上においてＨ_２Ｏ_２が凝縮することはない。

滅菌装置の上流側に保温トンネルが設けられていてもよく、この保温トンネルにより、加熱されたボトルが希望の温度に保持される。これにより、ボトルは、加熱装置またはブロー成形機から滅菌装置への通路上において冷却されることなく、むしろ希望の温度を保持することが保証可能である。この区間は、Ｈ_２Ｏ_２含有雰囲気により、外部処理のために利用されてもよい。これにより、外部滅菌がはるかに改善される。

ボトル・キャップもまたＨ_２Ｏ_２で滅菌されることが有利である。この場合もまたボトル・キャップ上におけるＨ_２Ｏ_２の凝縮を回避するために予熱装置が設けられ、この予熱装置を用いて、ボトル・キャップをＨ_２Ｏ_２の露点を超える温度に上昇可能である。これは高温空気の吹付けまたは赤外線の照射により行われてもよい。さらに、ボトル・キャップが貯蔵装置内において滅菌されるとき、それは有利であり、その理由は、このときＨ_２Ｏ_２の作用時間をできるだけ長くすることができるからである。

さらに滅菌装置全体を熱的に遮断する手段が設けられていることが好ましい。このために、ステンレス鋼、プレキシグラス、ガラス等からなる簡単な隔壁を有するケーシングが設けられてもよい。しかしながら、さらに断熱材が使用されてもよい。ケーシングにより、加熱された空気が滅菌装置内に滞留することが達成される。滅菌装置全体をＨ_２Ｏ_２の露点を超える温度に加熱することにより、Ｈ_２Ｏ_２がその他の場所に凝縮することが阻止される。これは、ボトルの滅菌それ自身に対しては不利とはならないが、Ｈ_２Ｏ_２の消費を上昇させ且つ場合によりＨ_２Ｏ_２が液状で流出することがあるので、これは好ましくない。

さらに、滅菌装置全体をそれにより加熱可能な加熱装置が設けられていてもよい。これは、高温空気ブロワ、電気加熱要素またはその他の装置により行うことができる。これにより、滅菌装置の完全且つ十分に均等な加熱を良好に達成させることができる。

さらに、その他のボトル／キャップ処理装置をケーシングおよび／または断熱材により熱的に遮断し、またはさらに加熱するように設計されていてもよい。このようなボトル／キャップ処理装置は、例えば、好ましくは動的ボトル蓄積装置のようなボトル蓄積装置であってもよい。これにより、ボトルは、ブロー成形機または加熱装置と滅菌装置との間の通路上において著しく冷却しないことが達成可能である。

種々の装置を加熱するために、例えば、ブロー成形機内においてまたはパリソンの加熱において発生する高温空気が使用されてもよい。この高温空気は、例えば、ボトル蓄積装置、滅菌装置、ブロー成形機と滅菌装置との間の通路等を加熱するために使用可能である。ブロー成形過程またはパリソンの予熱において発生する高温空気が十分でない場合、場合により補助加熱装置が設けられていてもよい。これは、特に機械を高速運転するときに重要となることがある。

本発明による方法において、ボトルはＨ_２Ｏ_２で滅菌され、並びにそれに続いて無菌状態で充填且つふた締めされる。滅菌において、ボトルは、ボトル内またはボトル上におけるＨ_２Ｏ_２の凝縮を阻止するような温度を有している。ボトルはブロー成形過程により必要な温度を有していることが好ましい。しかしながら、ボトルは、場合により、高温空気または赤外線またはその他の加熱装置により必要な温度に上昇されてもよい。さらに、ブロー成形過程後に、熱的に遮断され、即ちケーシングまたは断熱材で包囲された状態でボトルを搬送することが有利であり、このようにして、ボトルの著しい冷却を回避することができる。

滅菌が、Ｈ_２Ｏ_２の吹込みにより、および例えば無菌空気を用いたＨ_２Ｏ_２の吹飛ばしにより行われることが有利である。この結果、急速且つ十分強力な滅菌が可能となる。Ｈ_２Ｏ_２の除去が比較的簡単に可能であり、したがって所要時間がきわめて少なくてすむことにより、滅菌装置内におけるボトルの全滞留時間が従来技術に比較して上昇されることなくＨ_２Ｏ_２の作用時間を上昇させることができ、その理由は、Ｈ_２Ｏ_２の除去のために必要な時間が通常の方法に比較して少ないからである。

この方法において、好ましくは滅菌装置全体が、またはその一部が、Ｈ_２Ｏ_２と接触する部分がＨ_２Ｏ_２の露点を超える温度を有するような温度に加熱される。

ブロー成形機と滅菌装置との間に、ＦＩ−ＦＯ（先入れ／先出し）原理に従って作業する好ましくは動的蓄積装置であるボトル用蓄積装置が設けられている方法が特に有利である。これにより、滅菌装置／充填装置が故障した場合でもブロー成形過程は継続して運転可能であり且つ製造されたボトルを蓄積装置内に中間蓄積可能である。中間蓄積装置は、このために特に、ボトルが蓄積装置内において完全にまたは著しく冷却することなく、むしろ温度が保持されるかまたはさらに能動的に加熱されるように形成されていることが好ましい。これにより、蓄積されたボトルもまた、Ｈ_２Ｏ_２が凝縮することなく滅菌可能である。さらに、ブロー成形過程からのボトルの温度を保持することにより、ボトルを加熱するための追加エネルギーが必要とされず、このことはエネルギーを節約させる。

例えばＨ_２Ｏ_２で飽和される空気、吹き飛ばしのための空気または加熱のための空気のような、種々の位置において使用される空気は、イオン化された空気であることが好ましい。イオン化された空気はイオン化装置内において高電圧により製造され且つ粒子の除去を容易にする。

装置および方法の多数の実施形態を図面により説明する。

図１に、延伸ブロー成形機の形のブロー成形機４、滅菌装置９および充填／ふた締め装置１１を備えた装置１が示されている。ブロー成形機４は、ブロー成形金型がそれに沿って回転する回転コンベヤ５を備えていてもよい。ブロー成形機４の手前に搬送チェーン１６を備えた加熱ステーション３が配置され、加熱ステーション３内においてＰＥＴからなるパリソン２が処理温度に加熱される。

ブロー成形金型の冷却は、完成ボトル７が約５０−６０℃の温度でブロー成形機４を離れるように制御されている。

ブロー成形機４の下流側に、ブロー成形機４と滅菌装置９との間の通路区間６が示されている。通路区間６に沿って完全に成形されたボトル７が搬送される。このために、対応する適切なコンベヤ（掴み装置を有するコンベヤ、滑りレール、空気コンベヤ等）が設けられていてもよい。コンベヤは、ボトルを保持するために、例えばボトルねじの下側のボトル７の上端におけるカラーを利用可能である。

通路区間６はトンネル８内に配置され、トンネル８は通路区間６を包囲している。トンネル８は、例えばステンレス鋼、プレキシグラス、ガラスまたはスチール・ガラス構造等から形成されていてもよい。トンネル８が断熱材で包囲されていてもよい。

通路区間６に滅菌装置９が続く。滅菌装置９もまた回転コンベヤ１０を備えていてもよく、回転コンベヤ１０に対応する搬入／搬出星形車が設けられている。ボトルが回転コンベヤにおいてないしは回転コンベヤの周囲において占有する通路に沿って、Ｈ_２Ｏ_２をそれによりボトル７内に吹込み可能なノズルが設けられている。さらに、Ｈ_２Ｏ_２を吹き飛ばすために、無菌空気がそれによりボトル７内に吹き込まれるノズルが設けられている。Ｈ_２Ｏ_２を吹き込むためのノズル並びに空気を吹き込むためのノズルは同じノズルであってもよいが、このとき、ノズルはそれぞれ、Ｈ_２Ｏ_２および無菌空気のための２つの対応供給配管に接続されている。

Ｈ_２Ｏ_２は、別の装置（例えばフラッシュ蒸発器）内の高温プレート上においてＨ_２Ｏ_２を蒸発させることにより発生されることが有利である。このために、Ｈ_２Ｏ_２は、液状で、例えば滴下により高温プレート上に配量されてもよい。このようにして得られたガス状Ｈ_２Ｏ_２は、次に、対応配管により１つまたは複数のノズルに供給される。

Ｈ_２Ｏ_２ガスは、純粋な形で使用されても、または空気、窒素、酸素、水蒸気等のような他のガスと混合されてもよい。

Ｈ_２Ｏ_２／高温空気混合物が使用されることが好ましい。混合物は出口において例えば１５０℃の温度を有している。高い温度により良好な滅菌効果が得られる。しかしながら、より低い温度もまた可能である（エネルギーの節約）。処理量およびボトル加工のための処理時間に応じてそれぞれ、さらにより高い温度が使用されてもよい。

混合物に対するノズルまたはガス出口は回転コンベヤに配置されている。この場合、正常な周囲空気はフィルタリングされ且つ場合により乾燥され、回転分配器を介して回転コンベヤ１０の回転部分に供給される。そこで、フラッシュ蒸発器内において発生されたＨ_２Ｏ_２が空気通路内にノズル吹込みされる。ノズル吹込みの上流側または下流側において、空気ないしは空気／Ｈ_２Ｏ_２混合物が電気ヒータ内で加熱される。ヒータがノズル吹込みの下流側に配置されている場合、空気は例えば２００℃−３００℃に、好ましくは２５０℃−３００℃に加熱される。複数のノズルまたはガス出口に対して、共通のフラッシュ蒸発器が設けられていてもよい。このとき、ボトル内の温度はそれに対応してより低くてもよい。

高温混合物は、例えば２秒−１０秒、好ましくは約８秒のような所定の時間の間、ボトル７に供給される。Ｈ_２Ｏ_２はボトル内において凝縮することはない。この処理時間において、Ｌｏｇ６のオーダーの低減率が達成可能である。

ノズルまたはガス出口が混合物をボトル内に吹き込まない時間の間は、発生された混合物はバイパスを介してボトル外部処理のために供給される。これは、例えば、ノズルの位置にボトル７が保持されていないときに行われる。

ボトル外部処理のために、回転コンベヤ１０の周りのボトル７通路はトンネル（図３の符号２７参照）により包囲されている。これにより、ボトル通路の範囲内に滅菌雰囲気を提供可能である。トンネル（以下において他のトンネルと区別するために滅菌トンネルと呼ばれる）内の温度は高温空気または低温空気の供給により約５０℃に設定可能である。この温度においてはＨ_２Ｏ_２は凝縮しない。運転中に、多少のＨ_２Ｏ_２／高温空気混合物がボトル内部から流出して滅菌トンネル内の雰囲気にＨ_２Ｏ_２を補充する。さらに、トンネル内に（ガス状または混合物状の）Ｈ_２Ｏ_２が導入されてもよい。これはボトル内部処理のバイパスから供給されても、またはＨ_２Ｏ_２、および／または高温および／または低温Ｈ_２Ｏ_２／空気混合物のための別の供給配管で供給されてもよい。

滅菌トンネルからのＨ_２Ｏ_２損失を最小にするために、トンネルはできるだけ気密にされている。滅菌トンネルの可動部分と固定部分との間に滑りシールが設けられていることが好ましい。

滅菌トンネルが設けられているかどうかとは無関係に、滅菌装置９はケーシングで被覆されていてもよい。これは、一方で、Ｈ_２Ｏ_２ガスを周囲に逃がさないように働く。他方で、温暖空気を滅菌装置内に保持させる働きをする。滅菌装置９のケーシングは対応カバー等により達成可能である。カバーは気密であることが最もよい。滅菌装置９の範囲内に僅かな負圧を作用させてもよく、これにより、場合によってはケーシング内の気密が保たれない場合においてもＨ_２Ｏ_２は流出することなく、むしろ正常な空気が吸い込まれることになる。これによってもまたＨ_２Ｏ_２ガスの溢流が回避される。

ボトル７が滅菌装置９内に入り且つそれから出るときに通る通路に沿って、例えばボトル７のための単に通過するだけのきわめて小さい開口（図において破線で示されている）が存在いてもよく、このようにして、ボトルの搬送を可能にするのみならず、滅菌装置９ないしは滅菌トンネルのケーシングの気密を確保することができる。ボトル７を滅菌装置９内に出入通過させるためにエア・ロックが設けられていてもよい。

滅菌装置９の下流側に充填／ふた締め装置１１が配置されている。充填／ふた締め装置１１もまた回転コンベヤ１２を有し、回転コンベヤ１２の周囲に、滅菌された飲料の形の充填物１４をボトル７に充填するための充填弁が設けられている。さらに、ボトル７は密閉キャップ１５でふた締めされてもよい。充填／ふた締め装置１１は、充填／ふた締めにおいて無菌条件を保証するために同様にケーシングで被覆されている。このようにふた締めされたボトル７は装置１の出口１３から排出可能である。ボトル７のふた締めは、充填装置回転コンベヤ１２上において行われても、または充填装置の下流側に配置されているふた締め装置内において行われてもよい。

ボトル・キャップ１５の滅菌のために、ボトル・キャップ１５は貯蔵装置内において４５℃−６０℃の温度に保持され且つそこでＨ_２Ｏ_２によりガス滅菌される。貯蔵装置とふた締め装置との間にボトル・キャップのための搬送装置が設けられている。貯蔵装置とふた締め装置との間の通路上に吹込ノズルが配置され、吹込ノズルによりＨ_２Ｏ_２をキャップから除去可能である。さらに、ボトル・キャップの形状安定性を保証するために、ボトル・キャップの温度は、吹飛ばし装置それ自身により、またはふた締め装置上流側の他の冷却装置により低下されてもよい。

図２において、図１からの装置に追加して、ブロー成形機４と滅菌装置９との間に蓄積装置１７が配置されている。この蓄積装置１７はブロー成形機４と滅菌装置９ないしは充填装置１１との間における短期間の容量差を調節可能である。例えば滅菌または充填が停止した場合、ブロー成形機４はボトルを継続して製造することが可能であり、ボトルは蓄積装置１７内に受け取られる。次にそれに続いて、蓄積装置１７内のボトルを、滅菌／充填の加速により、および／またはブロー成形機４の減速により低減させることができる。ブロー成形機４が故障した場合においてもまた、ブロー成形機４がボトル７を再供給するまでの間、滅菌および充填を継続して実行するために、蓄積装置１７はその全てまたは一部を排出させることができる。

蓄積装置１７は渦巻レーン１８を含むことが好ましく、渦巻レーン１８に沿ってボトルが搬送され、この場合、ボトル７が蓄積装置１７内を通過する渦巻レーン１８の長さは可変である。これにより、動的ボトル蓄積装置１７が得られる。

ボトル蓄積装置１７は、ブロー成形機４から溢流する温暖空気、またはボトル７の熱によって発生される温暖空気をボトル７において保持するために、壁２２で被覆されている。壁２２は、温暖空気を渦巻レーン１８に閉じ込めるために、例えばメタル、プレキシグラスのようなプラスチック、ガラス等から形成されていてもよい。蓄積装置１７の壁２２は断熱材を含んでいてもよい。

蓄積装置１７の内部空間は温暖空気により加熱されてもよい。このために、正常な空気が加熱されてもよいが、ブロー成形過程からの排気が使用されてもよい。加熱装置３内において例えばパリソン２の加熱により温暖空気が発生し、この温暖空気は操作／制御ユニット１９の配管２０を介して供給可能であり、操作／制御ユニット１９は、制御された温暖空気を、配管２１を介して蓄積装置１７内に吹込み可能である。蓄積装置１７はこのとき対応空気出口もまた備えていなければならない。配管２１は通路区間６の範囲内において終端してもよい。予熱装置３内において温暖空気が発生されないかまたは十分な温暖空気が発生されない場合、ユニット１９内、またはユニット１９の上流側／下流側の配管２０、２１内に、空気を加熱するためにさらに追加の加熱装置が設けられていてもよい。配管２０はブロー成形機４から分岐されても、またはブロー成形機４から操作／制御装置１９への追加供給配管を含んでいてもよい。

通路６、蓄積装置１７、滅菌装置９および充填装置１１のようなそれぞれ隣接する種々の装置のケーシングないしカバーは共通に設けられていてもよい。図２において、例えば通路６、蓄積装置１７および滅菌装置９の左側カバーないしはケーシングは１つにまとめて示されている。

図３に他の実施形態が示され、この実施形態においては、ボトル７は加熱装置２３により希望の温度に上昇される。加熱装置２３は回転コンベヤ２４を含み、回転コンベヤ２４に沿ってボトル７は回転可能である。回転コンベヤ２４の周囲にノズルが配置され、ノズルにより高温空気をボトル内に吹込み可能である。空気は約１００℃−１５０℃の温度を有している。空気を加熱するために蒸気の供給が行われ、蒸気の供給により高温蒸気を空気と混合可能であり、このようにして、空気を加熱することができる。空気の加熱のために熱交換器またはその他の空気加熱器が設けられていてもよい。空気は、ボトル内においてコンデンセートを形成しないような湿度を有している。加熱されていない空気および蒸気は、好ましくはそれぞれ別々の回転分配器を介して回転部分に供給される。空気の加熱ははじめに回転コンベヤの回転部分において行われる。これにより、空気は放出直前においてはじめて加熱可能であるので、空気は排出のための通路上においてエネルギーを損失させるであろう再冷却が可能ではない。

高温空気配管は、さらに、ノズルのそばを通ってトンネル２５内に高温空気を導くバイパスを有している。トンネル２５は、ボトル７通路において温暖空気を保持するように働き、これにより外部加熱が達成される。トンネル２５内の温度を設定するために、さらに追加して、１つまたは複数の温暖または低温空気接続配管が設けられていてもよい。温暖空気を発生するために、例えば、トンネル２５内への空気入口の直前に存在する加熱カートリッジが設けられている。加熱は、トンネル内において５０℃−６０℃の空気温度が達成されるように行われている。この温度は、ボトルがそれに上昇されるべき温度に対応する。

図１−３において、滅菌装置９の上流側に、滅菌装置に到達するためにボトルが通過しなければならない通路区間が存在する（例えば図１および２の通路６並びに図３の通路２６参照）。この区間は、コンベヤにより、または１つまたは複数の搬送星形車により形成されていてもよい。この区間はトンネル８、２６（以下において区別するために保温トンネルと呼ばれる）内に配置されていることが好ましい。保温トンネル８、２６内に、例えば滅菌装置９から、Ｈ_２Ｏ_２を含有する温暖空気が流入可能である。さらに、Ｈ_２Ｏ_２、および／または高温および／または低温Ｈ_２Ｏ_２／空気混合物のための接続配管が保温トンネル８、２６に設けられていてもよい。保温トンネル内に、ボトルの運動方向とは反対方向（向流式）である空気流れが発生されることが好ましい。このために、保温トンネルのボトル入口に吸込装置が設けられていてもよく、吸込装置はＨ_２Ｏ_２含有空気を滅菌装置から保温トンネル内を通して吸い込み且つ次に排出する。保温トンネル８、２６は滅菌トンネル２７と気密をなして結合されていることが好ましく、これにより、Ｈ_２Ｏ_２または高温空気が移行部において逃げ出すことはない。トンネル２５と保温トンネル２６との間の結合部もまた気密であることが好ましい。

本方法を図１−３により説明する。パリソン２が加熱ステーション３内に送入され、加熱ステーション３内においてパリソン２は加熱される。パリソンの処理温度は１２０℃を超えている。搬送チェーンを有するパリソン２通路ないしはボトル７通路が線１６で示されている。加熱されたパリソン２はブロー成形機４内に移送され且つブロー成形機４内においてボトル７にブロー成形される。ボトル７は、延伸ブロー成形過程後においてもなお、加熱ステーション３内におけるパリソンの加熱から得られた高い温度を有している。通常、ボトルはできるだけ低い温度に冷却される。しかしながら、本方法においては、ボトルはできるだけ低い温度に冷却されることなく、むしろ５０°−７０°好ましくは５０°−６０°の温度に保持される。

ボトル７は、それがトンネル８を通過後においてもなお十分に高い温度を有しているような温度でトンネル内に供給される。このために、トンネル８は、ボトル７が熱をほとんど失わないかまたは全く失わないように形成され、このようにして、十分に高い温度を保持することができる。

図３に示されているように、ボトル７は加熱装置２３により必要な温度に上昇されてもよい。このために、ボトル７内に高温空気が吹き込まれる。このために、空気は、蒸気、熱交換器、電気ヒータ等を用いて１００℃−１５０℃の温度に加熱される。高温空気の導入は約３−７秒好ましくは約５秒の間継続される。

さらに、ボトル７は外側からも加熱される。このために、ボトル７は、約４０℃−６０℃の空気温度がその中に支配しているトンネル２５内において搬送される。トンネル２５内の温度は、一方で、ボトル７内への高温空気の導入により、他方で、高温空気ノズルのそばを通るバイパスを通ってトンネル２５内に到達する高温空気により得られる。高温空気がボトル内に導入されない時間においては、高温空気はバイパスを通ってトンネル２５内に流入する。これにより、高温空気の供給は連続して達成可能であるが、ボトル７は所定の時間の間のみ高温空気に直接露出されるにすぎない。

トンネル２５内に５０℃−６０℃の温度を保持するために、さらに、加熱カートリッジにより加熱された高温空気がトンネル２５内に吹き込まれる。このために、温度制御が行われている。それに続いて、ボトル７はトンネル２６（保温トンネル）内に移送される。トンネル２６内には５０℃−６０℃の温度が支配しているので、ボトル７は冷却することなく、むしろ希望の温度に保持される。さらに、そこにはＨ_２Ｏ_２含有雰囲気が支配しているので、ボトル７は少なくとも外側から先行滅菌される。保温トンネル２６内を搬送されたのちに、ボトル７は滅菌装置９内に案内される。

ボトル７は十分に高い温度を有して滅菌装置９内に送入されるので、滅菌装置９内におけるＨ_２Ｏ_２によるガス滅菌において、Ｈ_２Ｏ_２は凝縮することはない。さらに、一方で、高温Ｈ_２Ｏ_２／空気混合物（１２５℃−１７５℃好ましくは１５０℃の温度）がノズルによりボトル内に吹き込まれ、他方で、ボトル７は外側に作用するＨ_２Ｏ_２含有雰囲気内において搬送される。外部雰囲気は約５０℃−６０℃の温度を有している。したがって、凝縮を阻止することにより、無菌空気を吹き込むことによってガス状Ｈ_２Ｏ_２を簡単に吹き飛ばすことができ且つこのように滅菌されたボトルを充填し且つふた締めし、それに続いて排出可能である。

ふた締めをするために、ボトル・キャップ１５が滅菌される。このために、キャップは貯蔵装置内において約５０℃−６０℃の温度に保持され且つそこでＨ_２Ｏ_２に露出される。滞留時間は数秒ないし数分であってもよい。それに続いて、キャップは貯蔵装置から搬出され且つこのとき吹き飛ばし及び吸い込みによりＨ_２Ｏ_２がキャップから除去される。ここでキャップは冷却されてもよく、これにより、キャップは形状が安定し、したがって良好に取扱い可能となる。このように滅菌され且つ冷却されたキャップは無菌条件下においてふた締め装置に供給される。

ボトル７をブロー成形機４または加熱装置２３から排出したのちにボトルは蓄積装置１７内に導入されてもよく、蓄積装置１７内においてボトルは渦巻レーンに沿って搬送され、これにより蓄積効果を達成することができる。この場合、渦巻レーンの長さは、可変緩衝数量を得るために可変である。蓄積装置１７は、ボトル７が蓄積の間にその熱を失わないように、またはむしろその温度に保持されるように形成されている。このために、例えば、予熱装置３から供給配管２０を介して操作／制御ユニット１９に温暖空気が移送され、次に、操作／制御ユニット１９は配管２１を介してこの空気を蓄積装置１７の内部空間内に導入する。この場合、操作／制御ユニット１９は、滅菌装置９内における滅菌の間にボトル７上にＨ_２Ｏ_２が凝縮しないほど高い温度を蓄積装置１７の内部に形成する。

図１は装置の略図を示す。 図２は蓄積装置を有する装置の略図を示す。 図３は固有加熱装置を有する装置の略図を示す。

１ 装置
２ パリソン
３ 加熱ステーション（加熱装置）（予熱装置）
４ ブロー成形機
５、１０、１２、２４ 回転コンベヤ
６ 通路（通路区間）
７ ボトル
８、２６ 保温トンネル
９ 滅菌装置
１１ 充填／ふた締め装置
１３ 出口
１４ 充填物
１５ ボトル・キャップ
１６ 搬送チェーン
１７ ボトル蓄積装置
１８ 渦巻レーン
１９ 操作／制御ユニット（操作／制御装置）
２０、２１ 配管
２２ ケーシング（壁）
２３ 加熱装置
２５ トンネル
２７ 滅菌トンネル

Claims (40)

1. − ボトルをＨ_２Ｏ_２で滅菌するための滅菌装置と、
   − ボトルを充填するための充填装置と、
   − 例えば密閉キャップのようなふたを装着するためのふた締め装置と、
   を備えた、ボトル内への液体の無菌充填装置において、
   ボトル表面上におけるＨ_２Ｏ_２の凝縮が阻止されるようにボトル（７）温度を設定可能な手段が設けられていることを特徴とするボトル内への液体の無菌充填装置。
2. 前記手段は、ボトルが製造されるブロー成形機（４）内に、ブロー成形機（４）からの出口においてボトル（７）温度が設定される冷却手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記手段が、ブロー成形機（４）と滅菌装置（９）との間のボトル（７）通路（６）のケーシングおよび／または断熱を含むことを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 前記手段が、滅菌装置（９）へのボトル（７）通路のための加熱装置（２３）を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の装置。
5. 加熱装置（２３）が、予熱された空気をボトル（７）内に吹込み可能な好ましくはノズルを有する内部加熱装置を含むことを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 空気を予熱するために、空気をボトル（７）の希望温度を超える温度に上昇可能な蒸気の供給が行われていることを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 加熱装置（２３）が、ボトル（７）を外側から加熱可能な外部加熱装置を含み、外部加熱装置が、好ましくはボトル（７）を外側から吹付け可能な高温空気ブロワを含むことを特徴とする請求項４ないし６のいずれかに記載の装置。
8. 加熱装置（２３）がボトル通路を包囲するトンネル（２５）を含むことを特徴とする請求項４ないし７のいずれかに記載の装置。
9. Ｈ_２Ｏ_２をガス状でボトル（７）内に吹き込むための少なくとも１つのノズルまたは少なくとも１つのガス出口が設けられ、ノズルまたはガス出口は、好ましくはそれらがボトル内に深く挿入可能なように支持されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の装置。
10. ノズルに対して高温空気を供給するために、例えば熱交換器および／または電気ヒータのような空気加熱器が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の装置。
11. Ｈ_２Ｏ_２を空気通路内へノズル吹込みするためのノズル吹込装置が設けられ、ノズル吹込装置が空気加熱器の上流側または下流側に設けられてもよいことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
12. 滅菌装置（９）が、ボトル（７）をＨ_２Ｏ_２により外側から滅菌するための滅菌トンネル（２７）を含み、好ましくはＨ_２Ｏ_２がボトル（７）から滅菌トンネル（２７）内に溢流可能であることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の装置。
13. Ｈ_２Ｏ_２、高温若しくは低温のＨ_２Ｏ_２と空気の混合物、または高温若しくは低温の空気を滅菌トンネル（２７）へ供給する供給配管が設けられていることを特徴とする請求項
    １２に記載の装置。
14. 滅菌装置（９）の直前上流側のボトル通路が保温トンネル（８、２６）により包囲され、この保温トンネル（８、２６）内においてボトル（７）を希望温度に保持可能であり、好ましくは滅菌装置（９）から温暖なＨ_２Ｏ_２含有空気が保温トンネル（８、２６）内に溢流可能であることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれかに記載の装置。
15. 保温トンネル（８、２６）と滅菌装置（９）との間の移行部に、Ｈ_２Ｏ_２、又は高温若しくは低温のＨ_２Ｏ_２と空気の混合物のための保温トンネル（８、２６）への供給配管が設けられていることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
16. Ｈ_２Ｏ_２を吹き飛ばすために例えば無菌空気のような無菌ガスをボトル（７）内に導入可能なノズルまたはガス出口が設けられ、好ましくは無菌ガスを予熱するための予熱装置が設けられていることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれかに記載の装置。
17. ボトル・キャップ（１５）のための予熱装置が設けられ、この予熱装置を用いて、ボトル・キャップ（１５）が、例えば赤外線によりまたは高温空気により、好ましくはＨ_２Ｏ_２の露点を超える温度に加熱されることを特徴とする請求項１ないし１６のいずれかに記載の装置。
18. Ｈ_２Ｏ_２が凝縮しないように、ボトル・キャップ（１５）にＨ_２Ｏ_２を吹付け可能な吹付装置が設けられていることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
19. ボトル・キャップのための貯蔵装置が設けられ、貯蔵装置内において、ボトル・キャップ（１５）が、貯蔵装置内に存在するＨ_２Ｏ_２が凝縮しないような温度に保持されることを特徴とする請求項１７または１８に記載の装置。
20. 前記手段が、滅菌装置（９）のケーシング、断熱若しくは加熱又はこれら全てを含むことを特徴とする請求項１ないし１９のいずれかに記載の装置。
21. 前記手段が、例えば蓄積装置（１７）のような他のボトル／キャップ処理装置のケーシング（２２）、断熱若しくは加熱又はこれら全てを含み、加熱のための熱が、ブロー成形機（４）および／またはそれに付属のパリソン（２）用加熱ステーション（３）から得られることを特徴とする請求項１ないし２０のいずれかに記載の装置。
22. − ボトルをＨ_２Ｏ_２で滅菌するステップと、
    − ボトルを充填並びにふた締めするステップと、
    を有する、ボトル内への液体の無菌充填方法において、
    ボトル（７）が、滅菌において、ボトル表面上におけるＨ_２Ｏ_２の凝縮が阻止されるような温度を有することを特徴とするボトル内への液体の無菌充填方法。
23. ボトル（７）がブロー成形により必要な温度を有することを特徴とする請求項２２に記載の方法。
24. ボトル（７）が、ブロー成形過程後に、熱的に遮断されて搬送され、ボトル（７）の過大な熱損失を回避させるることができることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
25. ボトル（７）が、例えば高温空気または赤外線により、内側からおよび／または外側から、必要な温度に上昇されることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
26. 空気が蒸気で加熱されることを特徴とする請求項２５に記載の方法。
27. ボトルの加熱が回転コンベヤ（２４）の周りを回転する間に行われ、ボトル（７）が好ましくはトンネル（２５）内を案内されることを特徴とする請求項２５または２６に記載の方法。
28. Ｈ_２Ｏ_２が純粋ガス、ガス／空気混合物、又はガス／空気／蒸気混合物としてボトル（７）内に吹き込まれ、それに続いて空気により再び吹き飛ばされることを特徴とする請求項２２ないし２７のいずれかに記載の方法。
29. Ｈ_２Ｏ_２を吹き込むために、ノズルまたはガス出口がボトル（７）内に深く挿入されることを特徴とする請求項２８に記載の方法。
30. Ｈ_２Ｏ_２が空気通路内にノズルで吹き込まれ、ノズル吹込みが、熱交換器または電気ヒータのような空気加熱器の上流側または下流側で行われてもよいことを特徴とする請求項２８または２９に記載の方法。
31. ボトル（７）が外側から滅菌のためのＨ_２Ｏ_２と接触させられ、ボトル（７）は好ましくは滅菌トンネル（２７）内に存在することを特徴とする請求項２２ないし３０のいずれかに記載の方法。
32. Ｈ_２Ｏ_２が外側接触のためにボトル内部から流出し、および／またはこれとは別にＨ_２Ｏ_２がボトル（７）に外側から例えば滅菌トンネル（２７）内に供給されることを特徴とする請求項３１に記載の方法。
33. ボトル（７）が、加熱後に、ボトル（７）を必要な温度に保持するために、温暖な好ましくはＨ_２Ｏ_２含有雰囲気を有する保温トンネル（８、２６）内において滅菌装置へ搬送されることを特徴とする請求項２２ないし３２のいずれかに記載の方法。
34. 温暖な好ましくはＨ_２Ｏ_２含有空気が滅菌装置（９）から保温トンネル（８、２６）内に溢流し、および／またはＨ_２Ｏ_２、高温若しくは低温のＨ_２Ｏ_２と空気の混合物、又は高温若しくは低温の空気が保温トンネル（８、２６）に供給されることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
35. ボトル・キャップ（１５）が予熱され、同時におよび／またはそれに続いて、滅菌のためにボトル・キャップ（１５）にＨ_２Ｏ_２が吹き付けられることを特徴とする請求項２２ないし３４のいずれかに記載の方法。
36. ボトル・キャップ（１５）用貯蔵装置内において、ボトル・キャップ（１５）にＨ_２Ｏ_２が吹き付けられることを特徴とする請求項３５に記載の方法。
37. 滅菌装置（９）が加熱され、および／または高温に保持され、滅菌装置（９）の部分上でのＨ_２Ｏ_２の凝縮が阻止されることを特徴とする請求項２２ないし３６のいずれかに記載の方法。
38. ブロー成形と滅菌との間の温暖状態におけるボトル（７）の蓄積を特徴とする請求項２２ないし３７のいずれかに記載の方法。
39. ボトル（７）が、滅菌において、５０℃−７０℃の温度好ましくは５０℃−６０℃の温度を有することを特徴とする請求項２２ないし３８のいずれかに記載の方法。
40. 使用空気がイオン化されることを特徴とする請求項２２ないし３９のいずれかに記載の方法。

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