JP5321504B2

JP5321504B2 - 滅菌装置

Info

Publication number: JP5321504B2
Application number: JP2010040727A
Authority: JP
Inventors: 幸伸西納; 竜弘中田; 哲雄山道
Original assignee: Shibuya Corp
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 2010-02-25
Filing date: 2010-02-25
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2030-02-25
Also published as: JP2011172828A

Description

本発明は滅菌装置に関し、詳しくは外部より区画された作業チャンバーと、該作業チャンバー内に設けられて物品を搬送する搬送手段と、搬送手段によって搬送される物品を滅菌する滅菌手段と、上記作業チャンバーに滅菌ガスを供給して該作業チャンバー内の搬送手段および滅菌手段を滅菌する滅菌ガス供給手段とを備えた滅菌装置に関する。

従来、物品を滅菌する滅菌装置として、滅菌光を照射するハロゲンランプを備えたものが知られており、物品としてのバイアルに滅菌光を照射することで、バイアルを加熱滅菌するようになっている（特許文献１）。
一方、上記滅菌装置としては、外部より区画された作業チャンバー内に設けられて物品を搬送する搬送手段と、搬送手段によって搬送される物品を滅菌する滅菌手段と、上記作業チャンバーに滅菌ガスを供給する滅菌ガス供給手段とを備えた滅菌装置も知られている（特許文献２）。
この滅菌装置では、物品の滅菌が終了した後には上記滅菌ガス供給手段が上記作業チャンバー内に滅菌ガスを充満させて、作業チャンバー内の搬送手段および滅菌手段を滅菌するようになっている。

特開２００２−３６２５１６号公報特許３５２８９７１号公報

ここで、上記特許文献１のようにハロゲンランプによる滅菌光で物品を滅菌する滅菌装置においては、該ハロゲンランプが照射する滅菌光をメッキ処理や鏡面処理された反射面を有する集光手段により物品へと集光させるものも知られている。
しかしながら、上記特許文献２における作業チャンバー内に上記集光手段を設置した場合、滅菌ガスを充満させて集光手段を滅菌しようとすると、該集光手段の反射面が滅菌ガスにより腐食したり、くすんだりして反射効率が悪くなるという問題があった。
このような問題に鑑み、滅菌ガスに接触させたくない反射面を有する集光手段であっても、これを滅菌ガスを充満させて内部を滅菌する作業チャンバー内に配置可能とするとともに、これを作業チャンバー内で滅菌することが可能な滅菌装置を提供するものである。

すなわち、本発明にかかる滅菌装置は、外部より区画された作業チャンバーと、該作業チャンバー内に設けられて物品を搬送する搬送手段と、搬送手段によって搬送される物品を滅菌する滅菌手段と、上記作業チャンバーに滅菌ガスを供給して該作業チャンバー内の搬送手段および滅菌手段を滅菌する滅菌ガス供給手段とを備えた滅菌装置において、
上記滅菌手段は、物品に滅菌光を照射して加熱滅菌する発光手段と、上記発光手段が照射した滅菌光を物品に集光させる集光手段とを備え、
上記集光手段は、上記発光手段を収容するとともに開口部の形成された空間と、該空間の内壁に形成されて上記発光手段が照射した滅菌光を物品に向けて反射させる反射面とから構成され、
さらに、上記集光手段の開口部に上記空間を開放状態または閉鎖状態とする開閉扉を設けて、閉鎖状態とした開閉扉における発光手段側の面に上記滅菌光を反射させる反射面を形成し、
上記搬送手段によって搬送される物品を滅菌する際には、上記開閉扉を開放状態として、上記発光手段が照射した滅菌光を上記集光手段の反射面に反射させて上記物品に集光し、
上記作業チャンバーを上記滅菌ガスによって滅菌する際には、上記開閉扉を閉鎖状態として、上記発光手段が照射した滅菌光を該開閉扉の反射面に反射させて、該滅菌光を上記集光手段の反射面に照射することを特徴としている。

上記発明によれば、上記作業チャンバーを上記滅菌ガスによって滅菌する際には、集光手段の開口部に設けた開閉扉を閉鎖状態とすることで、集光手段の内部に形成された空間に滅菌ガスが侵入するのを防止し、該集光手段の反射面が滅菌ガスに接触して悪影響を受けるのを防止することができる。
また、上記開閉扉の発光手段側の面に反射面を形成したことから、上記作業チャンバーを上記滅菌ガスによって滅菌する際、上記集光手段の空間には上記滅菌光が繰り返し反射するため、上記集光手段の反射面を加熱滅菌することができる。

本実施例にかかる容器滅菌装置の平面図。光滅菌手段の断面図であって、開閉扉が開放状態となった図。光滅菌手段の正面図。光滅菌手段の断面図であって、開閉扉が閉鎖状態となった図。

以下図示実施例について説明すると、図１は物品としての容器１を滅菌する滅菌装置２の平面図を示し、該滅菌装置２は無菌状態に維持された作業チャンバーＣを備えている。
また上記滅菌装置２は、上記作業チャンバーCの内部に、上記容器１を供給する供給ホイール３と、容器１を搬送する搬送手段としての搬送コンベヤ４と、該搬送コンベヤ４により搬送される容器１に滅菌光Ｌを照射して加熱滅菌する光滅菌手段５と、該光滅菌手段５に設けた開閉扉６と、容器１の温度を測定するセンサ７と、搬送コンベヤ４から容器１を排出する排出ホイール８とを備えている。
図２に示すように、上記容器１は薬剤等を収容する光透過性のガラスからなるバイアルとなっており、胴部の上部には縮径された首部１ａが形成されるとともに、この首部１ａにはフランジ１ｂが形成されている。
作業チャンバーＣには、無菌エアーを供給する無菌エアー供給手段９と、滅菌ガスとしての過酸化水素蒸気を供給する滅菌ガス供給手段１０とが接続されている。
上記容器１の滅菌を行う際、上記無菌エアー供給手段９が供給した無菌エアーによって作業チャンバーＣ内は無菌状態に維持されるようになっており、また滅菌作業終了後には、上記滅菌ガス供給手段１０が滅菌ガスを上記作業チャンバーＣ内に充満させて、作業チャンバーＣの内部を滅菌するようになっている。

上記供給ホイール３のさらに上流側には、上記作業チャンバーＣの内部に容器１を１列で搬送する供給コンベヤ１１が設けられ、この供給コンベヤ１１に隣接する位置には、１列に隙間なく整列した容器１を所定の間隔に広げるスクリュー１２が設けられている。
上記供給ホイール３は上記スクリュー１２および搬送コンベヤ４と同期回転するようになっており、図示しないが容器１の胴部を把持する開閉可能なグリッパを等間隔に複数備えている。
そして供給ホイール３のグリッパは、上記スクリュー１２によって所定の間隔に広げられた容器１の胴部を把持して該容器１を受け取る。
その後、容器１はグリッパに把持された状態で回転移送され、上記搬送コンベヤ４に隣接した受け渡し位置ａでグリッパにより開放されることにより、該容器１は搬送コンベヤ４に受け渡されるようになっている。

一方、上記排出ホイール８の下流には排出コンベヤ１３が設けられており、排出コンベヤ１３は容器１を１列に整列した状態で作業チャンバーＣの外部に設けた図示しない充填装置へと搬送するようになっている。
上記排出ホイール８は上記搬送コンベヤ４と同期回転するようになっており、上記供給ホイール３と同様、図示しないが容器１の胴部を把持する開閉可能なグリッパを等間隔に複数備えている。
そして該排出ホイール８のグリッパは、搬送コンベヤ４に隣接した受け渡し位置ｂで、搬送コンベヤ４が保持する容器１の胴部を把持して受け取るようになっている。
その後、容器１はグリッパに把持された状態で回転移送され、上記排出コンベヤ１３に隣接した排出位置ｃで開放されることにより、該容器１は排出コンベヤ１３に受け渡されるようになっている。

上記搬送コンベヤ４は、２つのプーリー２１の間に張設されたベルト２２に等間隔に設けた複数のグリッパ２３を備えており、図示しない駆動手段によって上記供給ホイール３および排出ホイール８と同期しながら、図１の図示時計回りにグリッパ２３を移動させるようになっている。
上記グリッパ２３は、上記ベルト２２から水平方向外側に向けて突出するステー２３ａと、該ステー２３ａに揺動可能に連結された２つの把持部材２３ｂと、上記把持部材２３ｂを閉鎖方向に付勢するばね２３ｃとから構成されている。
搬送コンベヤ４が上記供給ホイール３から容器１を受け取る際には、供給ホイール３のグリッパに把持された容器１が上記ばね２３ｃの付勢力に抗して把持部材２３ｂを開き、その後該容器１の首部１ｂが２つの把持部材２３ｂの間に挿入されると、ばね２３ｃの付勢力により把持部材２３ｂが閉鎖され、容器１が把持されるようになっている。
一方、搬送コンベヤ４から容器１を上記排出ホイール８へと排出する際には、上記グリッパ２３が保持する容器１の胴部を排出ホイール８のグリッパが把持すると、その後該容器１の首部１ｂがばね２３ｃの付勢力に抗して把持部材２３ｂを開かせ、グリッパ２３から離脱するようになっている。

図１ないし図３に示すように、上記光滅菌手段５は、上記搬送コンベヤ４の搬送経路に沿って設けられるとともに容器１に滅菌光Ｌを照射する第１、第２発光手段３１，３２と、同じく搬送コンベヤ４の搬送経路に沿って設けた上記滅菌光Ｌを反射させる反射手段３３とから構成されている。
図２に示すように、上記第１発光手段３１は搬送コンベヤ４によって搬送される容器１の側方に設けられ、第２発光手段３２は容器１の上方に設けられている。
そして、第１発光手段３１および第２発光手段３２は、それぞれ滅菌光Ｌを照射する発光手段としてのハロゲンランプ３４と、上記ハロゲンランプ３４が照射した滅菌光Ｌを集光する集光手段３５とから構成され、これらハロゲンランプ３４および集光手段３５の両端にはこれらを保持する保持部材３６が固定されている。

上記ハロゲンランプ３４は、上記ガラス製の容器１を加熱滅菌するための滅菌光Ｌを照射し、具体的には滅菌光Ｌとしてガラスへのエネルギー吸収率が低い波長の光を照射するようになっている。
このため、該滅菌光Ｌをガラスに照射した場合、そのほとんどは吸収されずに透過するが、吸収された一部のエネルギーによってガラスが加熱され、滅菌されるようになっている。
またハロゲンランプ３４は上記搬送コンベヤ４の搬送経路に沿って細長い筒状を有するとともに、その両端は保持部材３６を貫通するように設けられており、該突出した両端部にはそれぞれ電極端子３４ａが設けられている。
上記電極端子３４ａはハロゲンランプ３４に給電する給電手段３７に接続され、これら電極端子３４ａおよび給電手段３７は上記保持部材３６の外側に設けた端子ボックス３８内に収容されている。
さらに、この端子ボックス３８には冷風ダクト３９を介して図示しない冷風供給手段より冷風が供給され、ハロゲンランプ３４の電極端子３４ａが冷却されるようになっている。

上記集光手段３５はアルミニウム製となっており、図２に示すように上記ハロゲンランプ３４を収容する開口部の形成された空間Ｓと、上記空間Ｓに隣接した位置に形成されて図示しない冷却水供給手段によって冷却水が流通する冷却水通路３５ａとから構成されている。
上記空間Ｓは搬送コンベヤ４の搬送経路に沿って同じ形状の断面が連続するように形成され、該空間Ｓには上記ハロゲンランプ３４が収容されるとともに、その内壁には上記ハロゲンランプ３４が照射した滅菌光Ｌを容器１に向けて反射させる反射面３５ｂが形成されている。
また、上記空間Ｓには、図３に示すように上記端子ボックス３８を介して上記無菌エアー供給手段９に接続された無菌エアーダクト９ａが接続されており、上記空間Ｓには無菌エアーが供給されるようになっている。
上記反射面３５ｂには上記滅菌光Ｌを良好に反射させる金メッキが施されており、また反射面３５ｂはハロゲンランプ３４を挟んで設けられた２つの曲面から構成され、容器１側に上記開口部が形成されている。
この反射面３５ｂの断面は楕円形の弧を構成するように形成され、該楕円形の弧における一方の焦点位置はハロゲンランプ３４の中心と一致し、また他方の焦点位置は集光手段３５の外部に位置する容器１の内部空間に位置するようになっている。
上記反射面３５ｂをこのような形状とすることで、上記ハロゲンランプ３４が滅菌光Ｌを照射すると、上記反射面３５ｂで反射した滅菌光Ｌは上記容器１の内部空間に位置する上記他方の焦点に集光されることとなる。
そして、ハロゲンランプ３４および集光手段３５は容器１の搬送経路に沿って設けられていることから、第１照射手段３１および第２照射手段３２の集光手段３５はそれぞれ容器１の搬送経路に沿って線状に滅菌光Ｌを集光するようになっている。

上記反射手段３３は、容器１を挟んで第１発光手段３１および第２発光手段３２の反対側となる位置に設けられた断面略コ字形の反射鏡となっており、搬送コンベヤ４の搬送経路に沿って上記第１、第２発光手段３１，３２と同じ区間設けられている。
この反射手段３３によれば、上記第１、第２発光手段３１，３２に設けたハロゲンランプ３４から照射されて、容器１を透過した滅菌光Ｌを、上記搬送コンベヤ４によって搬送される容器１に反射させることが可能となっている。

上記開閉扉６は、上記光滅菌手段５を構成する第１、第２発光手段３１，３２のそれぞれに設けられており、上記集光手段３５の空間Ｓの開口部を開閉するように設けられている。
開閉扉６はエアシリンダなどの駆動手段４０により進退動し、図２に示す上記集光手段３５の開口部を開放する開放状態と、図４に示す集光手段３５の開口部を閉鎖する閉鎖状態とに移動するようになっている。
また、開閉扉６は上記滅菌ガスとしての過酸化水素蒸気に耐性のあるステンレス製となっており、さらに上記閉鎖状態となった際におけるハロゲンランプ３４側の面には鏡面加工により反射面６ａが形成されている。
そして、開閉扉６が開放状態となると、上記開閉扉６は集光手段３５の開口部から退避して、上記集光手段３５が集光する滅菌光Ｌが容器１に照射されるのを妨げないようになっている。
一方、開閉扉６が閉鎖状態となると、上記開閉扉６は集光手段３５の開口部を完全に覆うようになっており、このとき上記ハロゲンランプ３４の正面に上記反射面６ａが位置するようになっている。

上記センサ７は、上記光滅菌手段５に対して下流側に隣接した位置に設けられており、非接触の状態で上記搬送コンベヤ４に搬送されて光滅菌手段５を通過した容器１の温度を測定するものとなっている。
このセンサ７が測定した温度は図示しない判定手段へと送信され、容器１の温度が所定温度に達していない場合には、判定手段は容器１の滅菌が不十分であると判断し、図示しない後工程で該容器１をリジェクトするようになっている。

以下、上記滅菌装置２の動作について説明する。
まず、上記供給ホイール３に供給コンベヤ１１から容器１が供給されると、その後この供給ホイール３と同期運転される搬送コンベヤ４の各グリッパ２３へと容器１が受け渡される。
すると、搬送コンベヤ４はグリッパ２３に把持された容器１を図１の下方に位置する光滅菌手段５まで搬送し、この光滅菌手段５を約５秒から１０秒間で通過させる。
このとき、上記開閉扉６は開放状態となっており、各容器１には光滅菌手段５の第１、第２発光手段３１，３２に設けたハロゲンランプ３４から滅菌光Ｌが照射され続け、容器１は滅菌処理に必要な温度まで加熱される。
また、ハロゲンランプ３４より照射されて集光手段３５の反射面３５ｂで反射した滅菌光Ｌは、容器１のハロゲンランプ３４側の壁面を透過した後、容器１の内部空間に集光される。
このように滅菌光Ｌを容器１の内部空間の中央に集光することで、容器１のハロゲンランプ３４側とその反対側に照射される滅菌光Ｌの照射範囲がほとんど同じ面積となり、容器をバランスよく加熱滅菌することができる。
そして、容器１を透過した滅菌光Ｌは、ハロゲンランプ３４と容器１とを挟んで対向して配置された反射手段３３によって反射され、再度搬送コンベヤ４に保持された容器１を加熱滅菌する。
ここで、上記滅菌光Ｌを容器１の壁面に集光してしまうと、集光された部分が溶融してしまい、また一方の壁面と他方の壁面との温度差が生じて容器１が破損する恐れがある。

本実施例では、容器１が光滅菌手段５を通過する間に、容器１を滅菌に必要な約３００℃〜４００℃まで加熱するようになっており、上記滅菌光Ｌが直接照射されにくい部分についても、上記滅菌光Ｌによって加熱された部分からの伝熱により上記温度まで加熱されるようになっている。
そして加熱された容器１が光滅菌手段５を通過すると、上記センサ７が通過する容器１を個別に温度測定し、この温度を図示しない判定手段に送信する。
判定手段では、容器１が所定温度に達していない場合に該容器１の滅菌が不十分であると判定し、該容器１を滅菌装置２の下流側に設けた図示しないリジェクト手段によりリジェクトするようになっている。
また判定手段は各容器１について測定温度を記憶し、滅菌装置２の後工程に設けた充填手段などで記憶されるその他のデータとともに、各容器１の出荷後におけるトレーサビリティに利用される。
そして、搬送コンベヤ４により上記容器１が排出ホイール８に隣接した位置まで搬送されると、搬送コンベヤ４のグリッパ２３から排出ホイール８のグリッパへと容器１が受け渡され、該容器１はさらに排出ホイール８から排出コンベヤ１３に受け渡されて、図示しない後工程へと搬送される。

次に、上記滅菌装置２において容器１の滅菌が終了したら、滅菌ガス供給手段１０が作業チャンバーＣの内部に上記滅菌ガスを供給し、該滅菌ガスが作業チャンバーＣ内に充満する。
上記滅菌ガスは上記搬送手段４や光滅菌手段５の表面に付着してこれらを滅菌するが、ここで、上記集光手段３５の反射面３５ｂに形成された金メッキは、滅菌ガスとしての過酸化水素蒸気に対する耐性がない。
そこで本実施例では、上記滅菌ガス供給手段１０が滅菌ガスを供給する前に、上記開閉扉６が駆動手段４０により移動して図４に示す閉鎖状態となり、集光手段３５の空間Ｓを閉鎖するようになっている。
すると、上記無菌エアー供給手段９は上記集光手段３５の空間Ｓに無菌エアーを供給し、これにより該空間Ｓの内部が作業チャンバーＣ内の空間よりも高い圧力に保たれるようになっている。

この状態から作業チャンバーＣに滅菌ガスが供給されると、上記集光手段３５の空間Ｓは上記開閉扉６によって閉鎖されていることから、該空間Ｓに滅菌ガスが侵入せず、上記反射面３５ｂの金メッキが滅菌ガスによって腐食したり汚れたりすることはない。
また上記空間Ｓは上記無菌エアー供給手段９が供給した無菌エアーによって作業チャンバーＣ内の空間よりも高い圧力に保たれているため、上記集光手段３５と開閉扉６との間に隙間が形成されていても、該隙間から滅菌ガスが侵入しないようになっている。

一方、上記滅菌ガスが作業チャンバーＣ内に供給されている間に、上記ハロゲンランプ３４は滅菌光Ｌを照射して、上記集光手段３５の内壁を滅菌するようになっている。
具体的には、ハロゲンランプ３４より照射された滅菌光Ｌは、上記集光手段３５の反射面３５ｂに反射した後、開口部を閉鎖している開閉扉６の反射面６ａに反射し、滅菌光Ｌは上記空間Ｓの内部で反射を繰り返すことで、該空間Ｓの内壁を加熱滅菌する。
また上記集光手段３５には図示しない温度センサが設けられており、上記滅菌光Ｌの照射により集光手段３５を所定温度に昇温させ、その状態を所定時間保持することにより、上記空間Ｓの内部が滅菌されたものと判定し、上記ハロゲンランプ３４が消灯される。

このように、上記実施例にかかる滅菌装置２によれば、ハロゲンランプ３４が照射する滅菌光Ｌを上記集光手段３５によって集光することで容器１に照射するため、滅菌光Ｌを効率的に利用して容器１を加熱滅菌することができる。
また、上記集光手段３５の空間Ｓを上記開閉扉６を閉鎖状態として閉鎖することにより、滅菌ガスを該空間Ｓに侵入させず、上記反射面３５ｂに接触させないようになっている。
さらに、上記集光手段３５の空間Ｓを開閉扉６によって閉鎖状態とした際に、該空間Ｓの内部に無菌エアーを供給して作業チャンバーＣ内の空間よりも高い圧力にすることから、該空間Ｓの内部への滅菌ガスの侵入が可及的に防止されるようになっている。

なお、上記実施例では集光手段３５の反射面３５ｂをアルミニウムに金メッキ処理をした構成であったが、それに限るものではなく、例えば、ステンレスを鏡面加工した構成であってもよい。
また、上記実施例において上記第１、第２発光手段３１，３２と開閉扉６は容器の搬送経路に沿って直線状に設けられているが、これらを湾曲させて配置してもよい。
具体的には、上記搬送コンベヤ４を等間隔にグリッパ２３を設けた回転体とし、上記第１、第２発光手段３１，３２と開閉扉６とをこの回転体を囲繞するように円弧状に設けてもよい。

１容器２滅菌装置
４搬送コンベヤ（搬送手段）５光滅菌手段
６開閉扉６ａ反射面
２３グリッパ３４ハロゲンランプ（発光手段）
３５集光手段３５ｂ反射面
Ｃ作業チャンバーＳ空間

Claims

外部より区画された作業チャンバーと、該作業チャンバー内に設けられて物品を搬送する搬送手段と、搬送手段によって搬送される物品を滅菌する滅菌手段と、上記作業チャンバーに滅菌ガスを供給して該作業チャンバー内の搬送手段および滅菌手段を滅菌する滅菌ガス供給手段とを備えた滅菌装置において、
上記滅菌手段は、物品に滅菌光を照射して加熱滅菌する発光手段と、上記発光手段が照射した滅菌光を物品に集光させる集光手段とを備え、
上記集光手段は、上記発光手段を収容するとともに開口部の形成された空間と、該空間の内壁に形成されて上記発光手段が照射した滅菌光を物品に向けて反射させる反射面とから構成され、
さらに、上記集光手段の開口部に上記空間を開放状態または閉鎖状態とする開閉扉を設けて、閉鎖状態とした開閉扉における発光手段側の面に上記滅菌光を反射させる反射面を形成し、
上記搬送手段によって搬送される物品を滅菌する際には、上記開閉扉を開放状態として、上記発光手段が照射した滅菌光を上記集光手段の反射面に反射させて上記物品に集光し、
上記作業チャンバーを上記滅菌ガスによって滅菌する際には、上記開閉扉を閉鎖状態として、上記発光手段が照射した滅菌光を該開閉扉の反射面に反射させて、該滅菌光を上記集光手段の反射面に照射することを特徴とする滅菌装置。
上記集光手段に形成された空間に無菌エアーを供給する無菌エアー供給手段を設け、
上記作業チャンバーを上記滅菌ガスによって滅菌する際には、上記無菌エアー供給手段が上記空間に無菌エアーを供給して、上記開閉扉によって閉鎖状態とされた空間を上記作業チャンバーより高圧とすることを特徴とする請求項１に記載の滅菌装置。
上記集光手段の内壁に形成した反射面に金メッキを施すとともに、上記滅菌ガス供給手段は滅菌ガスとして過酸化水素蒸気を供給することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の滅菌装置。
上記発光手段および集光手段を、搬送手段による物品の搬送方向に沿って細長く設け、
上記集光手段は、物品の搬送経路に沿って線状に滅菌光を集光することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の容器滅菌装置。