JP2522467B2 - 無菌充填システムにおけるボトルからの滅菌液排液方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボトルからの排液方法
及び装置、特に無菌充填システムにおいてボトルに満注
状態で充填された滅菌液を短時間に排出するのに好適な
排液方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ボトルに充填されている液体を排出する
には、ボトルを反転して逆さまにすれば重力により自然
に排出するが、液の排出に伴ってできるボトル底部空間
が負圧になるため、液の排出を妨げ排出速度が遅いとい
う問題がある。特に、口径が小さくなるに従って顕著に
排出時間が長くなる。例えば、ボトルを倒立させて１５
００mlの水を排出するのに、口径３８mmのボトルでは
７．２秒しか要しないが、口径２８mmのボトルでは２
５．４秒も要している。本発明者らは、先に無菌充填シ
ステムにおける容器の滅菌法として、容器の外面洗浄後
に滅菌液を満注して容器内面を滅菌液と接触させ一定時
間経過後、容器をタレットで搬送中に反転させて滅菌液
を抜き、その後無菌水で洗浄するという容器の滅菌法を
提案した（特願平２ー１２９２００号）。前記発明で
は、容器を単に反転させることによって満注状態で充填
された滅菌液を排液していた。そのため、ボトル口径が
２８mmのように小さいボトルの場合は、滅菌液が排出さ
れるまで長時間を要するのでその時間を稼ぐために排液
装置は、３８mm口径ボトルを取り扱う場合と比べて大が
かりにしなければならない問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実情に
鑑み創案されたものであって容器に充填された液体を短
時間に排出することができて、排液装置を小型化するこ
とができるボトルからの排液方法及び装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を本発明の無菌
充填システムにおけるボトルからの滅菌液排液方法は、
滅菌液が満中状態に充填されたボトルをボトル把持装置
が等ピッチに配置された回転体で把持して搬送しながら
反転させて倒立させる工程、倒立状態で搬送される前記
ボトルのボトル口から、基端が大気に開放されている通
気パイプを該通気パイプ先端のノズルがボトル底部空間
内に位置するように挿入し、ボトル底部空間に大気を導
入して滅菌液をボトルから排液する工程からなることを
特徴とする技術的手段を採用することによって解決し
た。そして、該滅菌液排液方法を実施するための滅菌液
排液装置は、滅菌液が満注状態で充填されたポトルを倒
立させて把持するボトル把持装置が等ピッチに配置され
た回転体、該回転体の外周に前記ボトル把持装置に対応
して配置され、基端が外気に開放され、先端のノズルが
前記ボトル把持装置に倒立して把持されたボトル内の底
部空間に挿入できるように上下動可能に保持されたエア
パイプ、該エアパイプを上下駆動するカムを備えてなる
ことを特徴とする構成を有している。

【０００５】また、上記目的は、前記発明におけるボト
ルから排液する工程を、倒立状態で搬送される前記ボト
ルのボトル口に、基端が無菌エア供給源に連通したエア
パイプを該ボトル内に挿入し、該ボトルに無菌エアを供
給してボトル内の底部空間を加圧して排液する工程に変
更することによって、さらに効果的に達成することがで
きる。そして、該工程を実施るための滅菌液排液装置
は、前記滅菌液排液装置におけるエアパイプの基端を無
菌エア供給源に連結して、ボトル内に無菌エアを供給し
て加圧することによって達成できる。なお、排液開始時
に、必ずしもエアパイプ先端を前記エアパイプはボトル
底部空間部に達するように挿入しなくても、液内に位置
するように挿入すれば、エアは気泡となって上部空間に
達するので、上部空間を加圧することができる。

【０００６】

【作用】無菌充填システムにおいて、滅菌液が満注状態
で充填されたボトルを搬送中に反転させ、基端が大気に
開放されたエアパイプをその先端ノズルが、内溶液が入
つて倒立したボトルの底部空間内に位置するように挿入
することによって、ボトル底部空間が大気と同圧になる
ので、ボトル内の滅菌液はその重力によってスムーズに
流出するようになる。従って、ボトル内面全体を確実に
滅菌消毒するためにボトルに満注させた滅菌液を、ボト
ル搬送中に短時間に効率的に排液して、ボトルを次工程
の清浄水による洗浄工程等に送ることができる。また、
反転したボトル内にエアパイプを挿入して無菌エアを噴
出することによって、液体内に供給された無菌エアは底
部空間内に達し、底部空間が加圧状態になって液体を押
し出す作用をし、ボトル内を汚染させることなくより短
時間で滅菌液を排液することができる。そして、本発明
の滅菌液排液装置は、回転体が滅菌液が満注したボトル
を受け取り、回転体が回転する間にボトルを逆さまに反
転し、反転が終了するとエアパイプがカムにより上昇し
てボトル内にその先端ノズル部がボトル内に挿入され、
該エアパイプを介してボトル底部に大気又は無菌エアを
供給するようにしたから、ボトルが汚染されることな
く、全て自動的に滅菌液を効率的に排出することがで
き、滅菌から充填まで行う完全な無菌充填システムを達
成することができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の排液装置の実施例を図面に基
づいて詳細に説明する。本実施例の排液装置は、無菌充
填システムにおいて滅菌液が満注状態で充填されたボト
ルから滅菌液を排出するための滅菌液排液装置であっ
て、図中、１は本体ベースフレームであり、該ベースフ
レーム上に回転体２が中空回転軸３によって支持されて
いる。前記回転体２の外周部には、前工程から搬送され
てくる滅菌液が満注されたボトル２５を受取って反転さ
せて支持するためのボトル把持装置４が所定ピッチで配
置されていると共に、該ボトル把持装置に反転状態で保
持されたボトルの口にその先端のノズル５を挿入して無
菌エアをボトル内に噴射するためのエアパイプ６が前記
ボトル把持装置に対応して設けられている。該エアパイ
プ６は、図１に示されているように、回転体２の外周部
に軸受８によって上下動自在に軸受され、その端部が屈
曲してボトル把持装置に対して上下動するように配管さ
れている。該エアパイプ６の下端には、本体ベースフレ
ーム１上に固定された円筒体状のカム１０のカムフォロ
ワー７が設けられ、回転体が回転することによって、カ
ム面の高低に応じてエアパイプが上下動し、ノズル５を
ボトル内に出入させるようになっている。

【０００８】前記エアパイプ６の上端は開閉弁１１を介
してフレキシブルホース１２に接続され、該フレキシブ
ルホースの基端は、前記中空回転軸３のコア部分を貫通
して中空回転軸３と共に回転するエア本管１３の頂部に
設けられている分配ヘッダー１４に接続されている。エ
ア本管１３の下端は、スチームバリヤー式のロータリー
ジョイント１５を介して無菌エア供給パイプ１６によっ
て無菌エア供給源に接続されている。２０は中空回転軸
３を回転駆動するための駆動装置であり、歯車伝動機構
２１により中空回転軸３に回転力を伝達する。２２はベ
ースフレーム上に設けられた滅菌排液受樋であり、ボト
ルから排出された滅菌液は該樋２２に受けられて、排出
管２３から滅菌液タンク２４に回収されて貯溜される。

【０００９】本実施例の滅菌液排液装置は以上のように
構成され次のように作動する。前工程で滅菌液を満注さ
れたボトル２５は、フィードスクリュー２６によってス
ターホイール２７のポケット２８と等ピッチに揃えられ
てスターホイール２７に供給され、スターホイールから
回転体２のボトル把持装置４に受け渡される。回転体２
に供給されたボトル２５は回転体２の回転に伴って図２
のａ区間で反転機構によって１８０°反転されて倒立状
態となる。反転機構は図示していないが、従来の適宜反
転機構が採用でき、例えば容器の口部のみを保持して反
転させることができるが、満注容器で重いため、容器口
部の保持と共に胴部をサポート部材で支持しながら反転
することによって、安定して反転ができる。ボトルが完
全に反転してｂ位置に達するとエアパイプ６がカムによ
って次第に上昇してノズル５がボトル口からボトル内に
進入する。ノズル５がボトル内に進入すると開閉弁１１
が開き、ボトル内に無菌エアが噴射され、滅菌液内に噴
射された無菌エアは気泡となってボトル底部の空間部に
上昇してボトル底部の空間部を加圧する（図２ｃ区
間）。その結果、液面が押し下げられて、液の排出が早
くなる。液排出が終了又はほぼ終了するとノズル５は、
カム１０により下降してボトル２５から抜ける（ｄ区
間）。次いでｅ区間でボトル２５は再び反転して正立に
復帰し、スターホイール２９に受け渡されてコンベヤ３
０により、次の無菌水による洗浄工程に移送される。な
お、ノズルは先端がボトル底部空間まで達するようにボ
トル内に挿入する事も勿論可能であるが、空間部まで達
するように挿入しなくてもノズルが液内にあればエアは
気泡となって上部空間に達するので、本実施例ではノズ
ルのボトルへの出入時間を短縮するために、ノズル先端
を僅かにボトル口内に挿入するようにした。

【００１０】以上の実施例の装置において、本発明の効
果を確認するために次のような実験を実施した。ボトル
口径２８mmのボトルに満注された１５００mlの滅菌液を
外径８mmのノズルによって、滅菌エアの噴射量を変化さ
せて、それぞれの場合の排液時間を測定した。その結果
を表１に示す。

【表１】

【００１１】該表から明らかなように、エア噴射量が多
くなるにつれて排液時間が従来と比べて非常に短くな
り、本方法の有効性が確認された。特に、図４のグラフ
から明らかなように、６７ｍｌ／ｓｅｃの僅かな量のエ
アを供給するだけでも排液時間は１３．１秒まで短縮
し、エアを供給しない場合の２５．４秒と比べて約半分
に短縮し、その後エア噴射量が増えるにつれて双曲線型
に排液時間も短縮し、エア噴射量が８８９ｍｌ／ｓｅｃ
の場合は、３．１秒になり、無噴射の場合と比べて１／
８以下にまで短縮している。また、ボトルからの排液時
間は、ボトル口径のみならずボトル口に挿入されるエア
パイプ外径によるボトル流出口面積の変化にも影響され
るので、エアパイプ外径が８ｍｍ、１０ｍｍ、１２ｍｍ
の場合についてそれぞれ噴射量を変えてエアパイプ外径
の相違による排液時間に及ぼす影響を調べた。その結果
を表２に示す。

【００１２】その結果、エアパイプ外径が小さく、且つ
単位時間当たりのエア噴射量が多くなればなる程、排液
時間が短くなる傾向が顕著に表れている。このことは、
逆に排液時間はエア噴射量及びエアパイプ外径をパラメ
ータとして任意に設定できることを意味する。いま、ボ
トルからの排液時間を４秒で終了したい場合の、エア噴
射量を幾らに設定すれば良いか、エアパイプ外径をパラ
メーターとして調べた。その結果を表３に示す。

【表３】

【００１３】即ち、該表から判るように、それぞれのエ
アパイプ外径においてエア量をコントロールすることに
よって、１５００mlの滅菌液を口径が２８mmのボトルか
ら４秒で容易に排出ることが可能であることを示してい
る。以上の表１〜表３の結果をまとめてエア噴射量と水
１５００mlの排液時間の関係を図４に示した。以上の実
施例は、ボトル内に無菌エアを噴射してボトル内を加圧
した場合の実施例であるが、排液時間を短くする他の方
法として、ボトルを倒立して液を排出する場合、ボトル
底部にできる空間は負圧になり、液の排出を妨げること
に鑑み、該空間を大気圧と等しくすることによって、液
の排出を妨げる要因を除去し、液の排出を早くすること
が可能である。

【００１４】本発明では、それを達成するために、図３
に示すように内溶液が入って倒立状態のボトル２５内に
エアパイプ４０先端のノズル先端がボトル底部近傍、即
ちボトルが倒立して底部にできる空間内に位置するよう
にノズル４１を挿入し、該エアパイプ４０の基端をボト
ル外の大気に開放するようにした。それによって、ボト
ル底部空間が大気と同圧になるので、ボトル内の液はそ
の重力によってスムーズに流出するようになる。該方法
を達成する装置は、前記実施例における装置において、
無菌エアを供給するための無菌エア供給源からフレキシ
ブルホースまでの構成を省き、エアパイプの上端を大気
に開放し、カムのストロークを大きくすることによって
容易に達成できるので、図示を省略してある。

【００１５】

【表４】 次に上記方法の実施例の結果を表４に示す。該実施例
は、内径×外径が５mm×８mm（エアパイプＡ）、７mm×
１０mm（エアパイプＢ）、９mm×１２mm（エアパイプ
Ｃ）のエアパイプを用いてボトル口径が２８mmのボトル
から１５００mlの滅菌液を排出した場合の排液時間を示
している。該表において、※はエアパイプに液がつまり
エアが入らなかった場合を示している。該表から明らか
なように、ボトル底部にできる空間を大気圧にすること
によって、例えば、エアパイプＡの場合は、平均して
５．５０秒で排液することができ、単にボトルを倒立に
する場合の２５．４秒に比べて排液時間が格別に短縮す
ることができる。なお、ボトル底部が大気圧になれば良
いので、ボトルの流出口面積を増すためにはエアパイプ
の外径が小さい程良いが、小さいと上記実施例のように
エアパイプに液がつまる現象が発生するので、そのよう
な現象が発生しない程度の内径を確保できるような小さ
い外径のエアパイプが望ましく、上記実施例では内径×
外径が７mm×１０mm程度のエアパイプものが最も望まし
い。

【００１６】本発明は、次のような格別の効果を奏す
る。本発明のボトルからの滅菌液排液方法及び装置によ
れば、無菌充填システムにおいて、ボトル内面全体を確
実に滅菌消毒するために滅菌液が満注状態で充填された
ボトルを搬送中に自動的に反転させて短時間に効率的に
排液して、ボトルを次工程に送ることができ、滅菌から
充填まで行う完全な無菌充填システムを達成することが
できる。 特に、反転したボトル内に基端が大気に開放さ
れたエアパイプをボトルの底部空間内に位置するように
挿入することによって、ボトル底部空間が大気と同圧に
なるので、ボトル内の滅菌液はその重力によってスムー
ズに流出させることができ、排液時間を短縮することが
できる。 さらに、反転したボトル内にエアパイプを挿入
して無菌エアを噴出することによって、液体内に供給さ
れた無菌エアは底部空間内に達し、底部空間が加圧状態
になって液体を押し出す作用をし、ボトル内を汚染させ
ることなくより短時間で滅菌液を排液することができ
る。そして、本発明の滅菌液排液装置は、回転体が滅菌
液が満注したボトルを受け取り、回転体が回転する間に
ボトルを逆さまに反転し、反転が終了するとエアパイプ
がカムにより上昇してボトル内にその先端ノズル部がボ
トル内に挿入され、該エアパイプを介してボトル底部に
大気又は無菌エアを供給するようにしたから、ボトルが
汚染されることなく、全て自動的に滅菌液を効率的に排
出することができ、滅菌から充填まで行う完全な無菌充
填システムを達成することができる。また、回転体に保
持されて回転している間に排液が行われるので、直線に
搬送して排液する場合と比べて排液装置を小型化するこ
とができ、容器滅菌作業効率の向上と共に省スペースを
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るボトル排液装置であり、
図２のＡ−Ａ断面図である。

【図２】本発明の実施例に係るボトル排液装置の平面配
置概略図ある。

【図３】他の実施例のボトル排液装置の説明図である。

【図４】エア噴射量と排液時間の関係を表わすグラフで
ある。

【符号の説明】

１ 本体ベースフレーム ２ 回転体 ３ 中空回転軸 ４ ボトル把
持装置 ５、４１ ノズル ６、４０ エ
アパイプ ７ カムフォロワー １０ カム １１ 開閉弁 １３ エア本
管 ２５ ボトル

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無菌充填システムにおけるボトル内に充
   填された滅菌液を排出する方法であって、滅菌液が満中
   状態に充填されたボトルをボトル把持装置が等ピッチに
   配置された回転体で把持して搬送しながら反転させて倒
   立させる工程、倒立状態で搬送される前記ボトルのボト
   ル口から、基端が大気に開放されている通気パイプを該
   通気パイプ先端のノズルがボトル底部空間内に位置する
   ように挿入し、ボトル底部空間に大気を導入して滅菌液
   をボトルから排液する工程からなることを特徴とする無
   菌充填システムにおけるボトルからの滅菌液排液方法。
2. 【請求項２】 無菌充填システムにおけるボトル内に充
   填された滅菌液を排出する滅菌液排出装置であって、滅
   菌液が満注状態で充填されたボトルを倒立させて把持す
   るボトル把持装置が等ピッチに配置された回転体、該回
   転体の外周に前記ボトル把持装置に対応して配置され、
   基端が外気に開放され、先端のノズルが前記ボトル把持
   装置に倒立して把持されたボトル内の底部空間に挿入で
   きるように上下動可能に保持されたエアパイプ、該エア
   パイプを上下駆動するカムを備えてなることを特徴とす
   る無菌充填システムにおけるボトルからの滅菌液排液装
   置。
3. 【請求項３】 無菌充填システムにおけるボトル内に充
   填された滅菌液を排出する方法であって、滅菌液が満注
   状態に充填されたボトルをボトル把持装置が等ピッチに
   配置された回転体で把持して搬送しながら反転させて倒
   立させる工程、倒立状態で搬送される前記ボトルのボト
   ル口に、基端が無菌エア供給源に連通したエアパイプを
   該ボトル内に挿入し、該ボトルに無菌エアを供給してボ
   トル内の底部空間を加圧して排液する工程からなること
   を特徴とする無菌充填システムにおけるボトルからの滅
   菌液排液方法。
4. 【請求項４】 無菌充填システムにおけるボトル内に充
   填された滅菌液を排出する滅菌液排出装置であって、滅
   菌液が充填されたボトルを倒立させて把持するボトル把
   持装置が等ピッチに配置された回転体、該回転体の外周
   に前記ボトル把持装置に対応して配置され、基端がエア
   供給源に連結され、先端のノズルが前記ボトル把持装置
   に倒立して把持されたボトル内に挿入できるように上下
   動可能に保持されたエアパイプ、該エアパイプを上下駆
   動するカムを備えてなることを特徴とする無菌充填シス
   テムにおけるボトルからの滅菌液排液装置。