JP4861644B2

JP4861644B2 - 瓶等の容器を殺菌する方法及びこの方法を実施する消毒器

Info

Publication number: JP4861644B2
Application number: JP2005174716A
Authority: JP
Inventors: フォルカー・ティル
Original assignee: カーハーエス・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング
Priority date: 2004-06-26
Filing date: 2005-06-15
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2025-06-15
Also published as: EP1614433A1; US7497237B2; US20060005896A1; DE102004030957A1; EP1614433B1; JP2006006930A

Description

本発明は、瓶又は容器を処理又はＨ２Ｏ２殺菌する消毒器であって、この消毒器は、活性化媒体を処理温度に加熱するためにこの活性化媒体を貫流させる少なくとも１つの加熱流路と、高温の前記活性化媒体を排出開口部経由で殺菌すべき前記容器の内部に時間制御で排出するための弁制御部とを有し、前記弁制御部は、制御弁配置及び操作装置を有し、この操作装置は、前記制御弁配置をインパルス状に開閉するために構成されていて、前記容器内に入れられたＨ２Ｏ２が、活性化媒体によって活性化される当該消毒器に関する。
さらに本発明は、瓶、容器、温度に敏感な容器又はＰＥＴボトルを殺菌又はＨ２Ｏ２殺菌する方法であって、容器内に入れられたＨ２Ｏ２を、活性化媒体によって活性化し、この活性化媒体を、前記容器の限界温度を超えている温度に加熱し、高温の前記活性化媒体を、それぞれの容器内にインパルス状に入れる方法に関する。

例えば飲み物産業で、すなわち飲み物を瓶等の容器内に充填する場合、充填前に必要な無菌状態及び充填された製品の腐り難さを実現するためにこれらの容器の内面を殺菌することが頻繁に必要である。

この場合、例えばいわゆるＨ２Ｏ２殺菌が公知である。この方法の場合、液体Ｈ２Ｏ２が、最初に空気流にスプレー状に混入される。この場合、通常この混合物は、無菌の空気の流れである。引き続きこのＨ２Ｏ２と空気の混合物は、蒸発器に供給される。まだ液体のＨ２Ｏ２が、この蒸発器内で完全に蒸発される。その後、この蒸気と空気の混合物が、殺菌すべき容器内に導入される。この容器内では、Ｈ２Ｏ２が、冷たい容器の内壁面で即座に凝結しそこで均質な液体フィルムを形成する。次にＨ２Ｏ２を活性化するため、すなわちＨ２Ｏ２の分解を開始させるためには、このＨ２Ｏ２を所定の温度に加熱すること又はこのＨ２Ｏ２に所定の熱量を供給することが必要である。この熱量は、一般に活性化媒体によってＨ２Ｏ２に伝達される。多くの場合、この活性化媒体は、容器内に吹き込まれる希望の活性化温度にまで加熱された無菌の熱気である。Ｈ２Ｏ２は、分解過程の進行中に水と遊離した基すなわち原子の酸素及び水酸基とに分解する。これらの基は、実際の殺菌を本質的に実施する。これらの容器は、殺菌の終了後に洗浄空気及び／又は乾燥空気によって吹き付けられ乾燥される。Ｈ２Ｏ２の活性化は、上昇速度に比例した活性化媒体の温度上昇と共に進行し、これによって周期時間を明らかに低下させることができるので、可能な限り高温で作動させることが原理的に望ましい。

特に合成樹脂から成る瓶等の容器の場合、例えばＰＥＴの瓶又は容器の場合、臨界温度又は限界温度を超えたこれらの容器の過熱がこれらの容器を分解又は変形させるという問題があり、したがって全ての殺菌過程の間に確実に回避する必要がある。

本発明の課題は、特に使用される容器の材料に起因して温度に敏感である容器、すなわち所定の限界温度を超えて加熱してはならない容器も確実につまり十分に高い効率（単位時間当たりに処理される容器の数）で殺菌することを可能にする消毒器及び方法を提供することにある。

この課題は、瓶、容器、温度に敏感な容器又はＰＥＴボトルを殺菌又はＨ２Ｏ２殺菌する方法であって、容器内に入れられたＨ２Ｏ２を、活性化媒体によって活性化し、この活性化媒体を、前記容器４の限界温度を超えている温度に加熱し、高温の前記活性化媒体を、それぞれの容器４内にインパルス状に入れる方法において、ロッド１６を、操作装置１７によって消毒器１の垂直軸線に対して平行な軸線方向に開始位置から動作位置に軸線方向に移動し、前記ロッド１６が前記動作位置に達した時に、前記ロッド内の制御開口部２５が、前記加熱流路７又はこの加熱流路７につながっている室２３に連結することによって解決される。

本発明の方法の場合、活性化媒体が、処理すべき容器の限界温度より明らかに上にある処理温度に加熱される。Ｈ２Ｏ２の包括的でかつ迅速な活性化を実現するため、しかしそれにもかかわらず容器の破損を回避するため、高温の活性化媒体が、活性化段階の間にそれぞれの容器内にインパルス状に例えば１回又は断続して何回も入れられる。この場合、射出期間がそれぞれ、活性化段階の全期間よりも短い。高温の活性化媒体が、この射出期間にそれぞれの容器内に流入する。

本発明の方法は、臨界限界温度が約５０〜６０℃にあるＰＥＴボトルや合成樹脂の瓶等の容器をＨ２Ｏ２殺菌するためだけに適するのではない。この場合、収縮又は変形を回避するため、容器は、この限界温度を超えて加熱されてはならない。

高温の活性化媒体の処理温度又は射出温度は、本発明の方法の場合は例えば１３０〜１５０℃の範囲内にある。

本発明は、Ｈ２Ｏ２の活性化速度又は分解速度が上昇温度と共につまり活性化媒体の上昇温度と共に指数的に増大するという認識に基づく。これに対して容器内への熱損失及びこの容器の温度も、活性化媒体の温度と共に専ら線形に増大する。

本発明の方法の範囲内で提供される高温加熱された活性化媒体のインパルス出力によって、さらに最適化された活性化速度の場合に、容器内への熱損失がさらに低下する。その結果、これらの容器は、その限界温度を超えないで加熱される。

この方法を実施する消毒器は、請求項１に記載されている。

本発明のその他の構成は、従属請求項中に記載されている。以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。

図中に共通に１で示した消毒器は、高温の殺菌媒体よって温度に敏感な容器、すなわちＰＥＴボトル４を殺菌（Ｈ２Ｏ２殺菌）するために使用される。この殺菌媒体は、空気・水・エーロゾルから加熱によって作られている。

容器キャリア又は瓶キャリア２．１がそれぞれ、消毒器ヘッド３の下に設けられている。これらの消毒器ヘッド３が、等しい角度間隔で回転子２の周りに配置されている。それぞれの殺菌すべき瓶が、容器キャリア又は瓶キャリア２．１に対して例えば懸架されてつまり消毒器の垂直ヘッド軸線ＫＡと同軸に保持されている。その結果、消毒器ヘッド３の起動時に、高温の殺菌媒体の噴流が、殺菌ヘッド３の下に存在する殺菌すべき瓶４の内部空間内に送られ得る。

消毒器ヘッド３は、ハウジング６を有する加熱器又は熱交換器５から構成される。特に軸線ＫＡをホース状に包囲する流路又は加熱流路７が、ハウジング６内に形成されている。つまり、この実施の形態の場合、コア８が、軸線ＫＡと同軸に形成されたハウジング６の円シリンダ状の貫通孔６内に挿入されている。このコア８は、その周囲に流路７を形成するホース状の溝を有する。

図２，３内の上方端部に連結されている流路７が、噴霧装置９に連結している。殺菌圧縮空気が、連結部１０を介して噴射装置１１を有する噴霧装置９に供給される。Ｈ２Ｏ２が、連結部１２及びこの連結部に連結された図示しなかったポンプ、例えば薄膜ポンプを介して噴射ノズル１１に供給される。次いでこのＨ２Ｏ２は、Ｈ２Ｏ２・空気・エーロゾルを形成するために噴射ノズル１１を介して細かく噴射した噴流又は霧として噴霧装置９を還流する空気流中に入れられる。その結果、空気とＨ２Ｏ２とから成るこのエーロゾルが、次いで熱交換器５の流路７内に到達する。

熱交換器５及びコア８も、加熱装置１３によって明らかに限界温度を超えている温度に加熱される。加熱装置１３は、この実施形では熱センサを有するカートリッジ式の電気ヒーターによって構成されている。瓶４は、この限界温度に破損又は変形なしに加熱されてよい。例えばコア８が、加熱要素１３によって約１３０〜１５０℃の範囲内の温度に加熱される。

ハウジング６の下端部が、閉鎖要素１４によって閉鎖されている。この実施形の場合、それぞれの消毒器ヘッド３が、この閉鎖要素１４によって回転子２にも固定されている。軸線ＫＡと同軸に配置され閉鎖要素１４の下面で開口しているロッド１６用の誘導路１５が、回転子２内に形成されている。このロッド１６の軸線が、軸線ＫＡを規定する。このロッド１６は、熱交換器５の上に設けられている操作装置１７によって図２，３中に示された開始位置から戻りばね１８の作用に逆らって軸線ＡＫに沿って動作位置方向に下に向かって移動可能である。

さらにロッド１６は、軸線ＫＡと同軸に形成されたコア８の孔１９内にも差し込まれていて、かつパッキン２０によってコア８の上面の領域内で密閉されていてかつＯリングから形成されたパッキン２１によってコア８の下の領域内で密閉されている。この実施形で同様にＯリングから形成されたもう１つのパッキン２２によって、ロッドが、孔１６内に気密に挿入されている。下の領域内では、コア８がロッド１６を包囲する室２３を形成する。この室２３は、流路７の下端部に連結している。

ロッド１６の下の部分領域内では、このロッドの軸線と同軸に配置されかつこのロッドの下面で開口している経路２４が形成されている。この経路２４の上端部が、複数の横孔から形成された制御開口部２５を介してロッド１６の周囲で開口している。図２，３中に示された状態の場合、これらの制御開口部２５は孔１９の内部に存在する。その結果、流れ連結部（Ｓｔｒｏｍｕｎｇｓｖｅｒｂｉｎｄｕｎｇ）が、室２３から制御開口部２５を介して経路２４内に存在しない。ロッド１６が、操作装置１７によって下に向かってその起動位置又はその動作位置に移動する場合、制御開口部２５は室２３内に存在する。これによって、このとき、１つの流れ連結部が、この室から制御開口部２５を介して経路２４内に存在する。

管２６が、ロッド１６の下端部に取り外し可能に固定されている。その結果、この管２６は、ロッド１６の軸線と同軸にありかつ消毒器ヘッド３又は閉鎖要素１４の下面から突出している。管内に形成された経路が、管２６の固定後に経路２４に連結している。

瓶４を殺菌するため、最初に熱交換器ヘッド３の熱交換機が、その電気式加熱装置１３によって必要な処理温度に、例えば１３０〜１５０℃の温度に加熱される。

次いで殺菌すべき瓶４が、瓶収容部でそれぞれ個別に回転子２の瓶ホルダ２．１に送られて殺菌後に瓶の飲み口で回転子から取り外されるか又は後続連結された充填機にさらに送られる。瓶の搬入と瓶の搬出との間の回転子の回転運動の間に、それぞれの操作装置１７が制御されて起動する。その結果、噴霧装置９内で生成されかつホース状又は螺旋状の流路７の貫流時に加熱された熱気から成る特に気化したＨ２Ｏ２から成る殺菌媒体が、開口部２５を介して室２３に連結している経路２４と管２６内に形成された管路とを経由し、管２６の下端部に形成された排出開口部２７を経由してそれぞれの瓶４内に入れられる。

（約１３０−１５０℃の範囲内の）比較的高い動作温度が、それぞれの熱交換器５に対して選択されているので、噴霧装置９によって空気流中に入れられるＨ２Ｏ２の割合、及び同時に単位時間当たりに流路７内で生成された高温の殺菌媒体、すなわち空気及びＨ２Ｏ２蒸気の量も比較的高く保持することが可能である。この殺菌媒体は、それぞれの瓶４内に入れられる。

瓶４の破損を阻止するため、それにもかかわらずＨ２Ｏ２の最適な活性化に必要な高温の熱量を瓶４内に入れるため、高温の活性化媒体が、活性化過程の間にインパルス状に出力される。そのため、例えば、それぞれのロッド１６が、操作装置１７の対応するインパルス状の動作によってその開始位置とその動作位置との間で何回も移動する。さらに空気が連結部１０を通じて加圧して供給され、これによって特に消毒器ヘッドの非起動時に、すなわちロッド１６がその開始位置にある時は常に、加圧された圧力が流路７内にかかるので、高いエンタルピー又は熱量が、特に高温を活性化媒体に対して実現可能である。

瓶４はそれぞれ、殺菌後に吹き付けられて付着物又は残留水を除去する。さらに噴射ノズル１１の供給管内の制御弁が、２８で付記されている。Ｈ２Ｏ２の供給が、この制御弁２８によってこの噴射口で遮断され得る。

以上で、本発明を１つの実施の形態に対して説明した。本発明に基づく本発明の思想から逸脱することなしに、多数の変更及び変形が可能である。したがって上述したように、熱交換器５が、電気式加熱器１３（熱センサを有するカートリッジ式の電気ヒーター）によって加熱される。さらに、蒸気による加熱も可能である。

回転子の周りに設けられている消毒器ヘッド又は蒸発器ヘッドを有する、機械の垂直軸線周りに回転する瓶等の容器（合成樹脂の瓶、例えばＰＥＴボトル）用の消毒器のこの回転子の概略図である。図１の線Ｉ−Ｉ又はＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。図１の線Ｉ−Ｉ又はＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。

１消毒器
２回転子
２．１容器キャリア，瓶ホルダ
３消毒器ヘッド
４ＰＥＴボトル
５熱交換器
６ハウジング
７加熱流路
８コア
９噴霧装置
１０連結部
１１ノズル
１２連結部
１３加熱装置
１４閉鎖要素
１５誘導路
１６ロッド
１７操作装置
１８戻りばね
１９孔
２０，２１，２２パッキン
２３室
２４経路
２５制御開口部
２６管
２７排出開口部
２８制御弁
ＫＡ殺菌ヘッド軸線

Claims

瓶又は容器（４）を処理又はＨ２Ｏ２殺菌する消毒器であって、この消毒器は、活性化媒体を処理温度に加熱するためにこの活性化媒体を貫流させる少なくとも１つの加熱流路（７）と、高温の前記活性化媒体を排出開口部（２７）経由で殺菌すべき前記容器（４）の内部に時間制御で排出するための弁制御部（１６，１７，２３，２４，２５）とを有し、前記弁制御部は、制御弁配置（１６，２３，２４，２５）及び操作装置（１７）を有し、この操作装置（１７）は、前記制御弁配置（１６，２３，２４，２５）をインパルス状に開閉するために構成されていて、前記容器（４）内に入れられたＨ２Ｏ２が、活性化媒体によって活性化される当該消毒器において、
前記操作装置（１７）によって前記消毒器の垂直軸線に対して平行な軸線方向に開始位置と動作位置との間で軸線方向に移動可能なロッド（１６）が設けられていて、前記排出開口部（２７）に連結している軸線方向の経路（２４）が、このロッド（１６）内に形成されていて、この経路（２４）は、前記排出開口部（２７）から離れている端部に少なくとも１つの制御開口部（２５）を有し、この制御開口部（２５）は、前記ロッド（１６）が前記動作位置にある時に前記加熱流路（７）又はこの加熱流路（７）につながっている室（２３）に連結していることを特徴とする消毒器。
前記加熱流路（７）は、前記活性化媒体を１３０〜１５０℃の範囲内の処理温度に加熱するために形成されていることを特徴とする請求項１に記載の消毒器。
前記加熱流路（７）は、消毒器ヘッドの軸線を包囲していて、螺旋状にされた経路であることを特徴とする請求項１又は２に記載の消毒器。
前記加熱流路（７）は、前記消毒器ヘッド（３）の熱交換器（５）のハウジング（６）内に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の消毒器。
コア（８）が、前記ハウジング（６）内に収容されていて、このコア（８）は、その周囲に沿って前記加熱流路（７）を形成する少なくとも１本の溝を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の消毒器。
前記排出開口部（２７）を形成する管（２６）の、この排出開口部から離れている端部が、前記ロッド（１６）の端部に対して交換可能に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の消毒器。
少なくとも１つの噴射ノズル（１１）を通じて水を入れるための噴霧装置（９）が、流れ方向に沿って前記加熱流路（７）の前方に設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の消毒器。
加熱装置（１３）、電気式加熱装置又はカートリッジ式の電気ヒーターが、前記加熱流路（７）を加熱することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の消毒器。
複数の消毒器ヘッド（３）が、機械の垂直軸線周りに回転する回転子（２）の周囲に沿って配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の消毒器。
瓶、容器、温度に敏感な容器又はＰＥＴボトルを殺菌又はＨ２Ｏ２殺菌する方法であって、容器内に入れられたＨ２Ｏ２を、活性化媒体によって活性化し、この活性化媒体を、前記容器（４）の限界温度を超えている温度に加熱し、高温の前記活性化媒体を、それぞれの容器（４）内にインパルス状に入れる、請求項１〜９のいずれか１項に記載の消毒器を使用する当該方法において、
ロッド（１６）を、操作装置（１７）によって消毒器（１）の垂直軸線に対して平行な軸線方向に開始位置から動作位置に軸線方向に移動し、
前記ロッド（１６）が前記動作位置に達した時に、前記ロッド（１６）内の制御開口部（２５）が、前記加熱流路（７）又はこの加熱流路（７）につながっている室（２３）に連結することを特徴とする方法。
前記容器は、ＰＥＴボトル（４）であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
前記活性化媒体を、１３０〜１５０℃の範囲内の温度に加熱することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の方法。
高温の前記活性化媒体の導入を、処理期間中に少なくとも１回中断することを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の方法。
高温の前記活性化媒体を、前記容器（４）内に挿入した管によってそれぞれの容器（４）内に入れることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の方法。
少なくとも１つの消毒器ヘッド（３）と少なくとも１つの熱交換器（５）とを有する消毒器（１）を使用し、この熱交換器（５）内では、活性化媒体を、前記容器（４）の限界温度を超えている温度に加熱し、排出開口部（２７）を通じて殺菌すべき前記容器（４）の内部空間内にインパルス状に入れることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の方法。