JP3981195B2 - インターフェース - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に、流体間の分離を維持しつつ、２つないしそれ以上の流体を配管システムを通して導く一連の弁に関する。本発明は、とくに、源から包装充填機械に、低温殺菌された、無菌、または、ほぼ無菌の材料（たとえば、牛乳またはその他の食品）を導き、そして、源から配管システムおよび包装充填機械に、少なくとも一つの適所洗浄(cleaning-in-place) 流体を周期的に導くためのシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
牛乳、その他の食品およびその他の製品の無菌（または衛生もしくは殺菌）包装では、食品を最初に殺菌するか、または、低温殺菌のような他の処理を行うことが必要である。この後、包装作業中、食品は衛生的に維持される必要がある。食品が、洗浄流体、潤滑剤、大気または未殺菌物で汚染されないことを確保するための注意を払う必要がある。食品が無菌でない場合（たとえば、適切に取扱われた通常の殺菌牛乳は無菌ではない）、食品が裂け目、くぼみ、行き止まり部分または機構内に捕捉されるのを防止するための厳重な処置を実施しなければならない。何故ならば、無菌ではない捕捉された食品は、入ったときに、細菌の増殖を支えかつ小さくない塊または粒子を形成することがあるからである。この機械は、劣化して、食品を捕捉しかつ汚染に晒すことがある機構の定期的検査を容易とする構造を有していなければならない。長時間の間、この機械を停止することは、一般的に、食品の衛生状態を損なうため、包装機械は、長時間、停止するごとに、製造を再開する前に、洗浄しかつ殺菌する必要がある。
【０００３】
業界は、洗浄するために分解する必要性を最小としつつ、包装機械を殺菌状態に維持する方法を開発した。たとえば、アメリカ合衆国政府および酪農業界は、適所洗浄（ＣＩＰ）または機械洗浄により、牛乳処理プラント等の永続的に設置された配管を衛生的状態に維持するための規格を規定するために共に活動した。3A Accepted Practices For Permanently Installed Product And solution Pipelines And Cleaning Systems Used In Milk And Milk Product Processing Plants, Number 605-04, DAIRY, FOOD AND ENVIRONMENTAL SANITATION, Vol. 12, No.2 （１９９２年２月）を参照されたい。適所洗浄においては、牛乳分配機構は、（水、洗浄溶液、酸性またはアルカリ性溶液、その他の化学物質または蒸気のような）洗浄または衛生流体を、必要に応じ、配管を通して循環することだけで洗浄されかつ殺菌される。処理される殺菌牛乳が無菌でなくかつ腐敗し易くても、３Ａ規格に合致する装置は、効率的に使用し、洗浄しかつ衛生的に維持することができるので、非常に望ましい。
【０００４】
同じ配管を通って交互に流れるべき、衛生製品および洗浄流体のような２つのプロセス流が、通常の作業中か、または、単一弁の漏れもしくはその他の故障により、混合しないことを確保するために、“漏れ検出器”としても知られているブロック兼ブリード(block-and-bleed) 弁組立体が使用される。２つの弁が、ブロック兼ブリード弁内に直列に設けられる。入口弁は、弁チャンバの入口に配置され、一方の流体のチャンバ内への流れを止めるために通常、閉じている。出口弁は、弁チャンバの出口に配置され、他方の流体のチャンバ内への流れ（通常、偶発的逆流）を止めるために通常、閉じている。弁チャンバの弁作用も果たす通常開の排水路は漏れの検出を容易とする。たとえば、弁から出るドレンチューブは透明とすることができ、排水路内への漏れを観察することができる。この弁装置は、ドレンラインが、弁に到る各入口ラインの小径と同じ径を有することをさらに要求する３Ａ規格により要求される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
幾つかの問題が、３Ａ規格に合致させることが可能となる前に、解決されなければならない。装置は、接触を許容することなく、異なるときに、洗浄および殺菌流体と製品とを同じラインを通って導くことが可能であるか、または、食品およびその他の流体の供給間の分離が単一弁のみで可能でなければならない。
【０００６】
流体が無菌製品および蒸気であるときのように、単一の弁座による２つの流体の分離が、適用可能な規格で許容されるとしても、この単一弁による分離は、他の理由から望ましくないことが多い。たとえば、蒸気が弁の一方側にあり、無菌牛乳が他側にあるときに、蒸気からの熱は牛乳を熱処理し、弁に或いは隣接するパイプ内に固体沈殿物または残留物を残すことがある。
【０００７】
３Ａ規格に合致させる上で格別の問題が、幾つかの高速包装ステーションが一つのプロセスラインから供給を受けている大きな包装作業により生じる。この状況は、包装作業が、（１例として、牛乳の低温殺菌またはその他の殺菌のような）先の処理作業より、一般的に遅く、また、機械的により複雑でかつ連続的でないので、一般的である。種々の理由から、他の包装機械は運転し続けるが、包装機械の１つは、たとえば、保守または修理のために運転を停止することがある。食品加工業者は、残りの機械による包装を妨害することなく、できるだけ早く、休止した機械を、再洗浄し、再殺菌し、その後、再スタートして、作業に戻す必要がある。一連の包装機械は異なるときに運転を停止するように構成することが可能であり、これらの機械が連続的に保守作業を受けているときに、他の機械は作業し続ける。
【０００８】
他の機械が同じ供給からの食品を包装し続けるときに、一つの機械の単独の洗浄および殺菌を可能とするために、機械の製造者は、食品供給ラインと各包装機械との間に特別なインターフェース（仲介）ないしは接続を設けなければならない。
【０００９】
既に開発された衛生または無菌包装装置のほとんどは、３Ａ規格に対応せず、したがって、好ましくない程にコスト高であり、使用および維持するのが困難である。
【００１０】
現存のインターフェースの他の困難は、たとえば、殺菌牛乳のための無菌の規格、ほぼ無菌の規格、そして、３Ａ規格のような異なる材料のための幾つかの異なった殺菌規格があるということである。異なる規格下で操作可能な包装機械またはその他の機械を有することが望ましく、今日利用可能な装置の大部分または全ては、特定の規格下で操作するように設計され、異なった規格下で操作すべき場合には、改造しなければならない。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
ここに開示の機械は、衛生製品供給容器と、一つないしそれ以上の製品分配機と、洗浄液供給容器との間のインターフェース（仲介接続装置）である。このインターフェースは、製品入口と、製品分配機出口と、洗浄液入口とを備えている。
【００１２】
製品入口は、衛生製品供給容器に接続されて、衛生製品の供給を受入れることができる。製品分配機出口は、製品分配機に接続可能である。洗浄液入口は、インターフェース配管を洗浄するために洗浄液供給容器に接続可能である。
【００１３】
このインターフェースは、洗浄液入口と製品分配機出口との間に直列に接続された離隔した第１と第２の液体供給弁を有している。２つの弁間の配管は、排水可能であり、蒸気またはその他の衛生流体が選択的に充填されて、一方の弁の上流側洗浄流体と他方の弁の下流側の包装機械に通ずる衛生製品との間にバリヤを形成することができる。
【００１４】
インターフェースはさらに、製品供給弁と、ドレン分離弁と、これらの２つの弁間のドレン弁で制御される排水路と、洗浄液供給弁とを有している。
【００１５】
製品供給弁は、製品入口に通常、連通する入口と、出口とを有している。ドレン弁は、製品供給弁の出口に連通する入口と、排水路に連通する出口とを有している。ドレン分離弁は、製品供給弁の出口に連通する入口と、製品分配機出口に連通する出口とを有している。洗浄液供給弁は、洗浄液の供給に連通する入口と、ドレン分離弁の出口と製品分配機出口との間に配置されてこれらに連通する出口とを有している。
【００１６】
このインターフェースは、幾つかの望ましい特徴を有している。たとえば、弁は、プラントプロセスライン洗浄流体と機械の洗浄流体との間に常に、少なくとも単一弁による分離を形成するために配置しかつ操作することができる。弁は、包装に適する食品を内包するラインと機械の洗浄液との間の直列の少なくとも２つの弁と、この２つの弁との間の空の排水路を設けるように配置可能である。
【００１７】
他の特徴として、蒸気充填バッファが、すなわち、中間の蒸気で分離された２つの弁が、製品が包装機械に流れるときに、他方の流体と、製品との間に設けられる。バッファ内の蒸気の圧力は、選択的に、洗浄流体の圧力より僅かに大きく、製品の圧力より僅かに小さくすることができる。洗浄液弁における漏れは、洗浄液のバッファ内への流入ではなく、バッファからの蒸気の流出を生じる。製品弁における漏れは、蒸気バッファから製品供給への何らかの物質の流れではなく、製品の蒸気バッファ内への流れを生じる。
【００１８】
本機械の他の利点は、多用性を有し、操作者の選択で、蒸気バッファを要求する無菌処理規格、または、ブロック兼ブリード弁組立体を排水路と共に要求する３Ａ規格のいずれかに合致し得ることである。
【００１９】
異なる図の同一の参照番号は、同一または対応する部材を示している。
【００２０】
一つないしそれ以上の好ましい実施の形態と関連して本発明を説明するが、本発明は、これらの実施の形態に制限されないことが理解されるであろう。反対に、本発明は、添付請求項の精神および範囲内に含まれ得る全ての置換、変更および均等を含む。
【００２１】
本明細書中で使用されている用語“衛生的”は、特別の区別がされていない場合、衛生的、ほぼ無菌、または、無菌な材料を参照して広く使用されている。用語“食品”は、衛生的条件下で準備または包装される一般的な一つの材料例として使用される。本装置は、経口および非経口投与される薬剤調合剤または腐敗しやすい、若しくは、装置内での蓄積または細菌の増殖の持続が許容される場合、処理上の困難を生じることがあるその他の材料を処理するのにも適する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、本インターフェースの環境を示している。製品プラント３１は、広く、包装または分配されるべき材料源である。たとえば、プラント３１は、人間に消費される牛乳のような食用液状製品を提供する殺菌プロセスプラントであってもよい。包装されるべき製品は、供給容器または幾つか（当明細書中では、４つ）の製品分配機３５，３７，３９，４１に供給するプロセスライン３３を介して製品プラント３ｌを離れる。使用に適する残りの製品は、リサイクルライン４３を介して製品プラント３１にリサイクル可能である。製品分配機３５，３７，３９，４１は、種々の異なる形態をとることが可能であり、種々の異なる機能を果たすことができる。ここで図示されている一つの例示的型式の機械は、プロセス流を小さな別個のパッケージに分割する包装機械である。
【００２３】
図示された包装機械３５，３７，３９，４１のそれぞれは、独立した一つないしそれ以上の洗浄液源（それぞれ４５，４７，４９，５１で示されている）と、独立した一つないしそれ以上の殺菌流体源（それぞれ５３，５５，５７，５９で示されている）とを有している。これらの洗浄および殺菌流体の数、選択および性質は重大ではない。しかし、流体の一つは、一つの実施の形態においては、蒸気であるのが望ましい。
【００２４】
４つのインターフェース６１，６３，６５，６７は、プロセスライン３３と機械３５，３７，３９，４１との間を仲介し、或いはこれらを接続して、製品を分配する分岐ラインである。インターフェース６１，６３，６５，６７は、洗浄および殺菌流体源４５，４７，４９，５１，５３，５５，５７，５９にも接続し、これらのインターフェースと包装機械とを洗浄しかつ殺菌する必要があるときに、これらの流体源を包装機械３５，３７，３９，４１に接続する。
【００２５】
図１の製品プラント３１は、それ自体の洗浄流体源６９と殺菌流体源７１も有し、これらの流体源はプロセスライン３３を洗浄しかつ殺菌するために使用される。
【００２６】
図１の装置を操作するための一つの典型的な条件は、プラントの洗浄および殺菌流体が、機械の洗浄および殺菌流体に決して接触してはならないということである。これらの各流体は、本食品包装ラインの一連の少なくとも２つの弁で常に分離される。また、食品ないしその他の製品および洗浄液は、この包装ラインの一連の少なくとも２つの弁で常に分離される。さらに、製品と何らかの際に接触するシステムのあらゆる部分は、洗浄液と接触させて、最初に洗浄しかつ殺菌しなければならない。
【００２７】
この実施の形態において、各インターフェース６１，６３，６５，６７は、後の図面で最も良く示されている一連の弁を有し、この弁は、操作して、食品と機械の洗浄および衛生流体とプロセスラインの洗浄および衛生流体との間に、可動で常に存在するバッファを形成することができる。明らかとなるように、図１に示されているいずれの単一の包装機械も、プロセスライン３３またはその他の機械を通る流れに影響を及ぼすことなく、または、システム内のいかなる場所の製品の完全性を損なうことなく、使用から外し、洗浄し、殺菌し、そして、使用に戻すことができる。このシステムの多用性の一つのかぎは、インターフェース６１，６３，６５，６７の構造である。
【００２８】
図２は、プロセスライン３３と包装機械３５と洗浄流体および蒸気供給４５，５３との間のインターフェース６１のより詳細な概略的側面図である。図示されたインターフェース６１は、参照番号８０〜９８で示された１０の弁を有している。弁８０，８２，８４，８６，８８，９０は、液状食品と洗浄液とを通しまたは収容することができる、または、少なくとも、殺菌圧力および温度で蒸気を収容することができる自動排水型の食品用ダイアフラム遮断弁である。弁９２，９６は、蒸気入口弁であり、弁９４，９８は、出口での蒸気流を制限し、凝縮物を排水する蒸気／凝縮物ドレン弁である。
【００２９】
本明細書中で、とくに、弁８０〜９０に関して使用されているように、“出口”または“入口”は、流体が、種々のときに、インターフェース６１内の多くの弁を通って双方向に流れるために、それぞれ広くかつ解釈論的に定義される。便宜のために、弁８０，８２，８４，８６のプロセスライン３３から流れる食品が通常流入する側がこれらの弁の入口として定義され、弁８８，９０の源４５から流れる洗浄液が通常流入する側がこれらの弁の入口として定義される。また、“上流”および“下流”は、常に特定の流体の流れに関連して定義される。異なる流体は、または、異なるときの特定の流体でさえも、異なる方向に流れる。さらに、他の構造体と“連通可能な”または“連通する”一つの構造体は、この明細書および特許請求の範囲においては、これらの間の全ての弁が開であると仮定した場合に、他の構造体に連通することができる構造体として定義される。追加の弁、容器、タンクなどを２つの構造体間に挿入することは、本明細書中で定義されているように、これらの構造体が“連通可能”であること、または、“連通する”ことを妨げない。さらに、本明細書は、多くの構造体の“少なくとも一つ”を、その一つのみが明細書および図面に記載されている特定の実施の形態に示されていることであると考えている。直列にまたは並列に接続されたこれらの構造体のそれぞれの２つ、３つ、または、これ以上が、代替えの実施の形態としてとくに、考慮されている。
【００３０】
図２に戻ると、インターフェース６１は、少なくとも一つの食品供給容器（ここでは、プラントプロセスライン３３）に連通可能で、食品の少なくとも一つの供給を受入れる少なくとも一つの製品入口１００を有している。弁８０は、上記製品入口に連通する少なくとも一つの入口１０２と、製品分配機出口１０６に連通する少なくとも一つの出口１０４とを有する少なくとも一つの製品供給弁である。製品入口１０２は、好ましくは、プロセスライン３３に向かって十分に傾斜して、弁８０が閉じているときに、その全内容物をプロセスライン３３内に排水する。
【００３１】
弁８２は、製品供給弁８０の出口に連通する少なくとも一つの入口１０８と、ここではドレンライン１１４を介して排水路１１２に連通する少なくとも一つの出口１１０とを有する少なくとも一つのドレン弁である。弁８４は、弁８２に直列に配置され、ドレンライン１１４に連通する少なくとも一つの入口１１６と、排水路１１２に連通する少なくとも一つの出口１１８とを有する他のドレンライン弁である。分離スペースが弁８２，８４間に規定される。
【００３２】
弁８６は、製品供給弁８０の出口１０４に連通する少なくとも一つの入口１２０と、製品分配機出口１０６に連通する少なくとも一つの出口１２２とを有する少なくとも一つの分離弁である。Ｔ字部１２４は、弁８０，８２，８６間に開口した共通スペースを規定する。Ｔ字部１２４のアーム部は、その接続部に向かって十分に傾斜して、弁８２，８４が開のときに、弁８２の入口１０８にその全内容物を排水し、これにより、Ｔ字部１２４は、使用状態にないときに、完全に排水可能である。コンパクト化のために、Ｔ字部１２４は、圧潰可能であり、弁出口１０４と弁入口１０８，１２０との間の単なる接続部である。
【００３３】
エルボー（ひじ継手）部１２６は、出口１２２から離れる方向に傾斜した第１の延長部１２８と、この第１の延長部１２８および製品分配機出口１０６に連通する第２の延長部１３０とを有している。これも自動排水構造である。
【００３４】
第２の延長部１３０は、洗浄液を源４５からインターフェース６１に、この実施の形態においては、包装機械３５に供給する洗浄液入口または分岐１３２を有している。洗浄液の別個の供給も、異なる装置を設けることにより、インターフェース６１および機械３５に供給可能である。分岐１３２は、製品分配機出口１０６に連通する少なくとも一つの第１の洗浄液供給弁８８の出口１３４により規定された出口を有している。また、弁８８は少なくとも一つの入口１３６を有している。
【００３５】
また、分岐１３２は、洗浄液源４５に連通する少なくとも一つの入口１３８と、第１の洗浄液供給弁８８の入口１３６に連通する少なくとも一つの出口１４０とを有する少なくとも一つの第２の洗浄液供給弁９０を有している。
【００３６】
弁９２，９６は、蒸気源５３への好適な配管により接続された入口１４１，１４２を有する蒸気入口弁である。弁９２，９６の出口１４３，１４４は、ドレンライン１１４および分岐ライン１３２のそれぞれに連通する。弁９４，９８は、ドレンライン１１４および分岐ライン１３２のそれぞれに連通する入口１４５，１４６を有する蒸気ドレン弁である。弁９４，９８の出口１４７，１４８は凝縮物排出路１４９に連通する。
【００３７】
つぎに、種々の操作状態における図２のインターフェースを示す図３〜図１２を参照されたい。
【００３８】
図３は、“位置１”における、弁位置とインターフェース内に存在する流体を示す、図２と同様な図である。この位置番号とその他の位置番号は、先のものまたは一連の操作を示さず、インターフェース６１の異なる状態の異なる名称にすぎない。
【００３９】
図３に示されている位置１において、弁８２，９２，９４は開いており、弁８０，８４，８６，８８，９０，９６，９８は閉じている。分岐１３２およびエルボー部１２６は空である。弁８０，８４，８６間のＴ字部１２４は、蒸気が満たされており、この蒸気は、弁９２に流入し、凝縮物は弁９４から排水される。位置１において、製品は、プロセスライン３３に存在せず、包装機械３５は休止状態にあり、プロセスライン３３は、直列に接続された２つの閉じた弁８０，８６間の蒸気バッファにより、洗浄液供給４５および包装機械３５から分離されている。分岐１３２の左端は、位置１において、選択的に大気に晒されることがある。位置１は、たとえば、プロセスライン３３と包装機械３５〜４１が全て遮断されかつ洗浄されたときに、使用可能であるが大気源とプロセスライン３３との間に殺菌バッファを維持することが望ましい。
【００４０】
図４は、位置２における、弁位置とインターフェース内に存在する流体を示している。図４において、弁８２，８８，９０，９２，９４は開いており、弁８０，８４，８６，９６，９８は閉じている。分岐１３２とエルボー部１２６は、供給４５からの洗浄液で満たされており、この洗浄液は、製品分配機出口１０６にも流通して、包装機械３５を洗浄する。弁８０，８４，８６間のＴ字部１２４は、蒸気で満たされており、この蒸気は弁９２に流入し、凝縮物は弁９４から排水される。位置２において、製品はプロセスライン３３内に存在する。位置２は、直列の２つの弁（８６，８０）および殺菌蒸気バッファを洗浄液とプロセスライン３３内の製品との間に維持しつつ、包装機械３５を洗浄するために使用される。図１を参照すると、機械３５は、機械３７，３９，４１がプロセスライン３３からの製品を包装しているときに、洗浄可能である。図４は、とくに、Ｔ字部１２４内の蒸気バッファが弁８０でプロセスライン３３の内容物を加熱処理しないときに、無菌包装に許容可能である。
【００４１】
図５は、位置３における、弁位置とインターフェース内に存在する流体を示す、図２と同様な図である。図５において、弁８０，８６，９２，９４，９６，９８は開いており、弁８２，８４，８８，９０は閉じている。弁９０の左側の分岐１３２の一部は空であり、分岐１３２の残部は蒸気で満たされており、この蒸気は、弁９６に流入し、凝縮物は弁９８から排水される。エルボー部１２６を通るプロセスライン３３からの自由路は、包装機械３５への製品の連続流を許容する。ドレンライン１１４は、蒸気で満たされており、この蒸気は弁９２に流入し、凝縮物は弁９４から排水される。この構造は、分岐ライン１３２の空部とエルボー部１２６の製品との間の一方の蒸気バリヤと、ドレン１１２と弁８０，８６間のラインの製品との間の他方の蒸気バリヤとを維持しつつ、製品を機械３５に搬送するのに有用である。蒸気と製品とが平行して単一弁を通過しない３Ａインターフェースに対立するものとして、これも無菌インターフェースである。
【００４２】
図５の構造は、単一弁の反対側の製品が蒸気により不所望な熱処理を受けたとき（たとえば、加熱されたときに硬化しかつ沈殿物を形成する卵製品）のように、蒸気が不所望なバッファであるときにも使用することができる。蒸気は、殺菌空気で置換可能である。この置換は、たとえば、弁９２，９６から離れて蒸気源５３を遮断し、この後、蒸気管路を殺菌空気で充填することにより、行うことができる。この殺菌空気は、この後、弁９２，９６を通して導くことが可能であり、バッファとして作用する。殺菌空気は、包装機械３５に導かれる製品を弁８２により熱処理するのを十分防止するために冷却することができるか、または、ゆっくりと熱を伝達することがきる。
【００４３】
位置３は他の目的のためにも有用である。一般的に、プラントプロセスライン３３は、（図１に示されている）プラント洗浄液源６９とプラント殺菌流体源７１とを使用して、定期的に洗浄されかつ適所で殺菌される。所定の状況下、オペレータは、源６９，７１からのプラント洗浄または殺菌化学物質を使用して、プロセスライン３３を殺菌しつつ、機械３５，３７，３９，４１の一つまたは全てを殺菌することを望むことがある。これは、同じ弁設定で行われるが、弁８０，８６とエルボー部１２６と製品分配機出口１０６を通して少なくとも機械３５内に、選択的に全ての機械内にプロセスライン３３からの洗浄または殺菌流体を導くことにより行われる。この手順は、たとえば、全システムを終日運転するときに、使用することができる。さらに、明らかとなるように、プラントの蒸気および化学物質の供給を使用して、機械３５〜４１を殺菌する必要はない。これは、このインターフェース６１により、機械の操作者に与えられる他の選択にすぎない。
【００４４】
図６は、位置４における、弁位置とインターフェース内に存在する流体を示す、図２と同様な図である。図４と同様に図６において、弁８２，８８，９０，９２，９４は開いており、弁８０，８４，８６，９６，９８は閉じている。分岐１３２とエルボー部１２６は、空であり、大気に晒されることがある。弁８０，８４，８６間のＴ字部１２４は蒸気が満たされており、この蒸気は弁９２に流入し、凝縮物は弁９４から排水される。位置４において、製品はプロセスライン３３に存在している。この配置は、プロセスライン３３の製品と排水路１１２または空のエルボー部１２６との間に蒸気バッファと直列の２つの弁（８０および８６、または、８０および８４）とを設けるために使用することができる。図６のこの配置は、個々の包装機械３５が運転されていないときに、プロセスライン３３の装置に対する高水準の保護を提供する。
【００４５】
図７は、位置５における、弁位置とインターフェース内に存在する流体を示す、図２と同様な図である。図７において、弁８２，８６，８８，９２，９４，９６，９８は開いており、弁８０，８４，９０は閉じている。分岐１３２の一部は、空であり、弁９０の左側で大気を内包することがある。分岐１３２の残部とエルボー部１２６と弁８０，８４，８６間のＴ字部１２４は、蒸気が満たされており、この蒸気は弁９２，９６に流入し、凝縮物は弁９４，９８から排水される。蒸気は、製品分配機出口１０６を通って機械３５にも流れる。弁８０，９０間の全充填システムは、このようにして殺菌される。同時に、位置５において、製品はプロセスライン３３内に存在することがある。
【００４６】
図８は、位置６における、弁位置とインターフェース内に存在する流体を示す、図２と同様な図である。図８において、弁８２，８６，８８，９０は開いており、弁８０，８４，９２，９４，９６，９８は閉じている。分岐１３２とエルボー部１２６と弁８０，８４，８６間のＴ字部１２４は、源４５からの機械の洗浄液が満たされている。位置６において、製品はプロセスライン３３内に存在しない。
【００４７】
図９は、位置７における、弁位置とインターフェース内に存在する流体を示す、図２と同様な図である。位置７は、３Ａ規格に合致しないある従来技術の無菌包装機械が共有していないこの機械の新規な可能性である。
【００４８】
図９において、弁８２，８４，８８，９０は開いており、弁８０，８６，９２，９４，９６，９８は閉じている。分岐１３２とエルボー部１２６は、源４５からの洗浄液が満たされており、洗浄液を製品分配機出口１０６を通って包装機械３５に供給して、機械３５を洗浄する。弁８０，８４，８６間のＴ字部は空であり、弁８０，８６間の排水路１１２は開いているので、弁８０または８６の漏れは速やかに明らかとなるであろう。位置７において、製品はプロセスライン３３内に存在している。
【００４９】
図９の配置は、装置の一部の洗浄流体を装置の他の部分の製品から分離する直列に配置された２つの弁間の開の排水路についての３Ａ規格の要求に合致する。
【００５０】
図１０は、位置８における、弁位置とインターフェース内に存在する流体を示す、図２と同様な図である。図１０において、弁８０，８２，８４，８８，９０は開いており、弁８６，９２，９４，９６，９８は閉じている。一つの操作モードにおいて、分岐１３２とエルボー部１２６は源４５からの機械洗浄液が満たされており、この洗浄液は製品分配機出口１０６を通って導かれて、機械３５を洗浄する。同時に、弁８０，８４，８６間のＴ字部１２４は、源６９，７１の一方からのプラント洗浄流体を満たされ、この洗浄流体は、プロセスライン３３を介して弁８０を通って搬送される。
【００５１】
図１０のこの操作モードを使用して、弁８０の弁座とその他の作動部は、洗浄流体を弁８０を通して導くことにより効率的に洗浄可能である。さらに、バリヤ（閉じている弁８６）が、プラント洗浄化学物質と機械３５の洗浄化学物質との間に維持される。その間に開の排水路を有する直列の２つの弁についての３Ａの要求は、他の流体からの製品の分離にのみ適用されるために、このバリヤは単一バリヤとすることができる。図１０に示されているさらに他の利点は、２つの洗浄流体が決して混合することなく、弁８６の左側の機械洗浄液がプラント分配機出口１０６を通して完全に排水可能であり、弁８６のプラント洗浄液が排水路１１２を通して完全に排水可能であるということである。
【００５２】
図１０に示されているように配置された弁での第２の操作モードにおいて、弁８６の右側の流体は、第１のモードと同様に残存して、弁８０の弁座と他の部分とを洗浄するが、機械洗浄流体は弁８６の左側の装置の一部から排水される。一つの考慮されている方法において、機械３５は、Ｔ字部１２４に、２つの弁とこれらの弁間の開の排水路とを維持しつつ、位置７（図９）のインターフェース弁で洗浄可能である。機械は、供給４５からの液体で洗浄可能である。この後、機械洗浄液は、出口１０６を通って分岐１３２およびエルボー部１２６から排水され、図１０の弁８６の左側の装置内に洗浄流体を残さない。最後に、弁８０，８４は開かれ、Ｔ字部１２４は、弁８６の左側に洗浄液が存在しなくなった後に洗浄される。
【００５３】
この第２のモードにおいて、分岐１３２とエルボー部１２６が排水された後に、直列の少なくとも２つの弁が、機械３５およびプロセスライン３３の各洗浄流体間に残され、一方の洗浄流体が、他のもので汚染されないこと、または、他のものと反応しないことをさらに確保する。互いに反応可能な強性の化学物質が、機械３５およびプロセスライン３３のそれぞれの部分に使用されることがある。たとえば、強酸が一方で使用可能であり、強アルカリ性が他方で使用可能である。これは、プラントが異なる個人または会社の指示下で運転しているときに、３５のような充填機械がその製造者の指示に従い運転される場合に容易に生じうる。これらの２つの化学物質が偶発的に多量に混合した場合、不所望な反応が生じることがある。このシステムは、この可能性を防止するためのより大きな自由度を許容する。
【００５４】
図１１は、位置９における、弁位置とインターフェース内に存在する流体を示す、図２と同様な図である。図１１において、弁８０，８２，８４，８８，９６，９８は開いており、弁８６，９０，９２，９４は閉じている。弁９０右側の分岐１３２の一部は、空であるか、または、大気に連通可能である。弁９０右側の分岐１３２の一部とエルボー部１２６は蒸気が満たされており、この蒸気は弁９６に流入し、凝縮物は弁９８から排水される。また、蒸気は、製品分配機出口１０６を介して供給されて、機械３５を殺菌する。弁８０，８４，８６間のＴ字部１２４は、プラント洗浄流体が満たされており、この洗浄流体は、プロセスライン３３から、弁８０と開のドレン１１２とを通過する。
【００５５】
図１１は、プロセスライン３３と弁８０を他の洗浄流体で洗浄しつつ、機械３５を蒸気殺菌可能であることを示している。再び、直列の少なくとも２つの弁
（ここでは、８６および９０）が、機械３５およびプロセスライン３３の洗浄液間に残され、一方の洗浄液が、他のもので汚染されないこと、または、他のものと反応しないことをさらに確保する。
【００５６】
図１２は、位置１０における、弁位置とインターフェース内に存在する流体を示す、図２と同様な図である。図１２において、弁８２，８４，８８，９６，９８は開いており、弁８０，８６，９０，９２，９４は閉じている。弁９０左側の分岐１３２の一部は、開であるか、または、大気に連通可能である。弁９０右側の分岐１３２の一部とエルボー部１２６は蒸気が満たされており、この蒸気は弁９６に流入し、凝縮物は弁９８から排水される。また、蒸気は、製品分配機出口１０６を介して供給されて、機械３５を殺菌する。弁８０，８４，８６間のＴ字部１２４は、空であり、ドレン弁８２，８４は開いており、製品はプロセスライン３３に存在している。図１２の装置は、装置の一部の洗浄流体を装置の他の部分の製品から分離する直列の２つの弁間の開の排水路についての３Ａ規格の要求に合致する。また、装置の全ての部分は、自動排水型で、洗浄流体または製品の濁り、または、その後に、濁った流体が他の流体内に含有されることを防止する。
【００５７】
図１３および図１４は、本明細書中でインターフェース１５０として参照されているインターフェースの配管の異なる配置を示している。図１３において、インターフェース１５０は、図９に類似した位置７に形成されている。図９に対する図１３および図１４の実施の形態の構成上の主たる相違点は、分岐１３２の全体が垂直でありかつエルボー部１２６の垂直の第２の延長部の代わりにほぼ平行な第１の延長部１２８に結合しているということである。
【００５８】
この相違の利点は、図９および図１３の洗浄液の流れを比較することにより、実証することができる。各場合において、洗浄液は、源４５から、弁９０，８８を通って機械３５にポンプで供給される。しかし、図９のインターフェース６１においては、洗浄液は、この弁構造において、かなり長い行き止まり部であるエルボー部１２６にも流入しなければならない。図１３において、エルボー部１２６は、異なる弁構造において、分岐１３２から導かれた洗浄液とプロセスライン３３から導かれた製品との双方の流れのライン内にある。
【００５９】
つぎに、図１３の実施の形態の構成のより実際的詳細を示す図１４および図１５を参照されたい。図１４は、いくつかの弁体の一体化を示している。これは、スペースおよび重量を減少するだけでなく、弁内の排水を改善し、弁間の通路の長さを減少し、この通路は、材料流がよどむ可能性がある領域を表すために、ブラインドアレー(blind alleys)として知られていることがある。特に、弁８０，８２と８４，９４と８６，８８，９８とが一体化される。また、各弁は、それぞれが適切に排水するように配向され、このために、弁８０，８２または弁８６，８８の弁体は互いに傾斜している。
【００６０】
図１５は、弁８０のオペレータ１５２のような、適所のその弁オペレータに完全に組立てられた弁を示す、図１４の実施の態様の底面図である。弁オペレータは通常のものとすることができる。
【００６１】
種々の型式の弁が、本発明の範囲内で使用することができる。図示された弁は、乳製品の配管に好適なダイアフラム弁である。各弁８０〜９６の一部が、弁８０の断面図である図１８により最も良く示されている。弁体１５４は、ステンレススチールまたはその他の好適な材料の機械加工、鋳造、または、その他の方法で形成されたブロックである。弁体１５４は、入口１５６と出口１５８内で終止する出口通路１５７とダイアフラム孔１５９とを規定する。この実施の形態において、入口１５６と出口１５８は、少なくともほぼ一直線上にある。入口１５６と出口１５８は、ダイアフラム孔１５９に面するシート１６２を有するせき部材１６０で分離される。本明細書中では弾性ポリマーから形成されているダイアフラム１６４は、孔１５９を覆いかつシールし、一体弁部材１６６を支える。ダイアフラム１６４は、弁オペレータ（図示せず）により、その面に対し直交する方向に屈曲されて、弁部材１６６をシート１６２に係合させ、または、この係合を解除し、これにより、弁８０を選択的に開閉する。
【００６２】
つぎに、製品弁８０，８２および蒸気入口弁９２がさらに一体化された図１６〜図１９を参照されたい。弁８０は、製品が包装機械３５に通ずるプロセスライン３３から流入することを可能とし、弁８２は、廃水流体のみを通すドレンライン１１４へのアクセスを制御することを、図２〜図１３のいずれかを参照したときに、想起するであろう。蒸気入口弁９２は、蒸気を、ドレンライン１１４内と弁８０の下流側とに提供する。
【００６３】
図１６および図１９を参照すると、弁８２は、弁体１５４を弁８０，９２と共有する。弁８２は、弁８０の出口通路でもある入口通路１５７を有している。弁８２は、出口１７２内で終止する出口通路１７０と、ダイアフラム孔１７４と、シート１７８を有するせき部材１７６とを有している。弁８２のダイアフラムおよび弁部材は、図１６および図１９に示されていないが、弁８０の部材１６４，１６６に対応する。
【００６４】
図１９に最も良く示されているように、せき部材１７６は、出口通路１５７の一部も規定する入口面１８０を有している。この入口面は、弁８２が開いているときに、せき部材１７６のシート１７８上で自動排水するように形成されかつ配置される。弁１８０，１８２は、直交する方向に配向されて、ブラインドアレーなしで、自動排水ユニットへの一体化を容易とする。出口１７２は、図２および他の図面と関連して上述のように、ドレンライン１１４内に全部排出する。
【００６５】
また、図１９は、弁体１５４に形成されたダイアフラム弁でもある蒸気入口弁９２を最も良く示している。弁９２は、弁８０，８２の対応する部材に類似する、入口通路１８２とせき部材１８４とシート１８６とダイアフラム孔１８８と出口通路１９０とを有している。入口通路１８２は、蒸気源５３（図２を参照）に接続している。出口通路１９０は、弁８２の出口通路１７０内に全部排出する。出口通路１９０は、出口通路１７０内に自動排水するように形成されかつ配置される。ダイアフラムおよび弁部材は、殺菌流体が高められた温度もしくは圧力の蒸気またはその他の流体である場合に、蒸気入口弁９２のダイアフラムおよび弁部材が、耐熱性と化学的な耐性とを有していなければならないという点を除いて、弁８０のものと同様である。必要なダイアフラム材料は、当業者に知られかつ容易に入手可能である。
【００６６】
したがって、幾つかの望ましい特徴を有するインターフェースについて説明した。弁は、プラントプロセスライン洗浄流体と機械洗浄流体との間に常に少なくとも単一弁による分離を形成するように配置しかつ操作することができる。弁は、３Ａ規格で要求されているように、包装に適する食品と機械洗浄流体とを内包するライン間に直列に接続された少なくとも２つの弁と、この２つの弁間に開の排水路とを設けるように配置することができる。この代わりに、製品が包装機械に流れるときに、蒸気を充填したバッファを、他の流体と製品との間に設けることができる。したがって、機械は、多用性を有し、オペレータの選択で、蒸気バッファを要求する無菌処理規格か、ブロック兼ブリード弁組立体と排水路とを要求する３Ａ規格のいずれかに合致させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】４つのインターフェースを介して単一のプロセスラインから４つの包装機械に供給する食品製造および包装プラントの概略図。各インターフェースは、プロセスラインを、包装機械とその洗浄流体および蒸気供給の１とに相互関係付ける。
【図２】図１のインターフェースのうちの一つのより詳細な概略的側面図。
【図３】インターフェースの第１の状態における弁位置とインターフェース内に存在する流体とを示す、図２と同様な図。
【図４】インターフェースの第２の状態における弁位置とインターフェース内に存在する流体とを示す、図２と同様な図。
【図５】インターフェースの第３の状態における弁位置とインターフェース内に存在する流体とを示す、図２と同様な図。
【図６】インターフェースの第４の状態における弁位置とインターフェース内に存在する流体とを示す、図２と同様な図。
【図７】インターフェースの第５の状態における弁位置とインターフェース内に存在する流体とを示す、図２と同様な図。
【図８】インターフェースの第６の状態における弁位置とインターフェース内に存在する流体とを示す、図２と同様な図。
【図９】インターフェースの第７の状態における弁位置とインターフェース内に存在する流体とを示す、図２と同様な図。
【図１０】インターフェースの第８の状態における弁位置とインターフェース内に存在する流体とを示す、図２と同様な図。
【図１１】インターフェースの第９の状態における弁位置とインターフェース内に存在する流体とを示す、図２と同様な図。
【図１２】インターフェースの第１０の状態における弁位置とインターフェース内に存在する流体とを示す、図２と同様な図。
【図１３】第７の状態におけるインターフェースの第２の実施の形態を示す、図９と同様な図。
【図１４】内部構造体の向きを示すために弁ダイアフラムと弁部材と弁オペレータとが除去された状態の図１３の実施の形態の斜視図。
【図１５】完全に組立てられた弁を示す、図１４の実施の形態の底面図。
【図１６】弁８０，８２，９２をさらに一体化するために修正された、図１４と同様なこれらの弁の組立体の分離正面図。内部構造体が仮想線で示されている。
【図１７】図１６の組立体の背面図。内部構造体が仮想線で示されている。
【図１８】図１６の断面線１８−１８に沿うが、閉位置における弁ダイアフラム部材を加えることにより、修正された断面図。
【図１９】図１６の断面線１９−１９に沿う断面図。
【符号の説明】
３１ 製品プラント
３３ プロセスライン
３５，３７，３９，４１ 製品分配機
４３ リサイクルライン
４５，４７，４９，５１ 洗浄液源
５３，５５，５７，５９ 殺菌流体源
６１，６３，６５，６７ インターフェース
６９ 洗浄流体源
７１ 殺菌流体源
８０，８２，８４，８６，８８，９０ 遮断弁
９２，９６ 蒸気入口弁
９４，９８ ドレン弁
１００ 製品入口
１０２ 製品供給弁入口
１０４ 製品供給弁出口
１０６ 製品分配機出口
１０８ ドレン弁入口
１１０ ドレン弁出口
１１２ 排水路
１１４ ドレンライン
１２０ 分離弁入口
１２２ 分離弁出口
１２４ Ｔ字部
１２６ エルボー部
１２８ 第１の延長部
１３０ 第２の延長部
１３２ 分岐
１３６，１３８ 洗浄液供給弁入口
１４０ 洗浄液供給弁出口
１４１，１４２ 蒸気入口弁入口
１４３，１４４ 蒸気入口弁出口
１４５，１４６ 蒸気ドレン弁入口
１４７，１４８ 蒸気ドレン弁出口
１５０ インターフェース
１５２ 弁オペレータ
１５４ 弁体
１５６ 弁体入口
１５７ 弁体出口通路
１５８ 弁体出口
１５９ ダイアフラム孔
１６０ せき部材
１６２ シート
１６４ ダイアフラム
１６６ 弁部材
１７０ 弁出口通路
１７２ 弁出口
１７４ ダイアフラム孔
１７６ せき部材
１７８ シート
１８０，１８２ 弁
１８２ 弁入口通路
１８４ せき部材
１８６ シート

Claims (1)

1. 少なくとも一つの衛生製品供給容器と、製品分配機と、洗浄液供給容器との間のインターフェースであって、
   少なくとも一つの衛生製品供給容器に接続可能で、衛生製品の少なくとも一つの供給を受ける少なくとも一つの製品入口と、
   少なくとも一つの製品分配機に接続可能な少なくとも一つの製品分配機出口と、
   前記製品入口に連通可能な少なくとも一つの入口と、前記製品分配機出口に連通可能な少なくとも一つの出口とを有する少なくとも一つの製品供給弁と、
   前記製品供給弁の出口に連通可能な少なくとも一つの入口と、前記製品分配機出口に連通可能な少なくとも一つの出口とを有する少なくとも一つの分離弁と、
   前記分離弁の少なくとも一つの入口と前記製品供給弁の少なくとも一つの出口は、これら分離弁と製品供給弁の少なくとも一つの出口との間に少なくとも一つのスペースを規定することと、
   前記分離弁と前記製品供給弁の少なくとも一つの出口との間の少なくとも一つのスペースに連通可能で、前記分離弁と前記製品供給弁の少なくとも一つの出口との間に蒸気バッファを形成する少なくとも一つの蒸気入口と少なくとも一つの蒸気出口と、
   少なくとも一つの前記製品入口と少なくとも一つの前記製品分配機出口との間に配置されかつこれらに連通可能な少なくとも一つの排水路と、
   少なくとも一つの洗浄液供給容器に接続可能でこのインターフェースを洗浄する少なくとも一つの洗浄液入口と、
   少なくとも一つの入口と少なくとも一つの出口とを有し、この出口が前記製品分配機出口に連通可能である少なくとも一つの第１の洗浄液供給弁と、
   前記洗浄液入口に連通可能な少なくとも一つの入口と前記第１の洗浄液供給弁の入口に連通可能な少なくとも一つの出口とを有する少なくとも一つの第２の洗浄液供給弁と、
   前記第１の洗浄液供給弁の少なくとも一つの出口と前記第２の洗浄液供給弁の少なくとも一つの入口は、前記第１、第２の洗浄液供給弁間に少なくとも一つのスペースを規定することとを備えるインターフェース。

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