JP5505632B2 - 物品滅菌装置 - Google Patents
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Description
このうち上記特許文献1では、加熱手段および冷却手段はそれぞれ物品としての空の容器を複数収容可能な空間を備え、該空間内でそれぞれ熱風および冷風を容器に送風することで容器の加熱滅菌および冷却を行うようになっており、搬送手段としてのコンベヤは容器を複数列整列させた状態でこれら加熱手段および冷却手段に搬送するようになっている。
一方特許文献2では、加熱手段は物品としての薬品の充填されたアンプルの下部を滅菌光によって加熱するとともに上部を熱風により加熱し、冷却手段は上記アンプルを最初に冷風によって冷却する空冷装置と、冷水によって冷却する水冷装置とから構成されている。
また特許文献1の冷却手段は上方から冷却気体を吹き付けて冷却を行っているため、冷却気体の温度が極端に低いと容器の上方と下方とで温度差が生じて破ビンの原因となることから、容器の温度を徐々に下げなければならず、冷却に時間がかかるという問題もあった。
また特許文献2の場合、物品の冷却を冷却気体および冷水によって行っており、ぬれた物品については乾燥手段によって乾燥させる必要があることから、構成が複雑になるとともに非効率的であった。
このような問題に鑑み、本発明は効率的に物品の滅菌を行うことが可能な物品滅菌装置を提供するものである。
上記搬送手段を、物品を把持するグリッパを循環搬送する第1搬送手段および第2搬送手段から構成するとともに、上記第1搬送手段の搬送経路に沿って上記加熱手段を、上記第2搬送手段の搬送経路に沿って上記冷却手段をそれぞれ配置し、
上記加熱手段は、物品に滅菌光を照射して加熱殺菌するハロゲンランプを備え、
さらに上記冷却手段は、上記第2搬送手段によって搬送される物品を囲繞するとともに、該物品の搬送経路に沿って形成したハウジングと、当該ハウジングの内部を搬送される物品に冷却気体を噴射する複数の噴射ノズルとを備え、該噴射ノズルを上記第2搬送手段のグリッパに把持された物品に対して複数の方向から冷却気体が噴射されるように配置し、
さらに上記ハウジングに、該ハウジング内部の気体を外部に排出する排気手段を接続したことを特徴としている。
さらに、冷却手段は噴射ノズルによって複数の方向から冷却気体を噴射して物品を冷却するため、温度差による物品の損傷を防止しつつ迅速に物品を冷却でき、効率的に物品の滅菌を行うことができる。
上記物品滅菌装置2は、上記洗浄装置からの容器1を供給する供給手段3と、供給手段3より受け取った容器1を搬送する第1搬送手段4と、上記洗浄装置で洗浄された容器1を乾燥させるとともに予備加熱する予備加熱手段5と、容器1を加熱滅菌する加熱手段としての光滅菌手段6と、第1搬送手段4より容器1を受け取る受渡ホイール7と、受渡ホイール7より受け取った容器1を搬送する第2搬送手段8と、容器1を冷却する冷却手段9と、上記第2搬送手段8から容器1を受け取って上記充填装置へと排出する排出手段10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空の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。
上記供給ホイール3cは、図示しないが開閉可能なグリッパを等間隔に複数備えた回転テーブルであって、上記グリッパは上記スクリュー3bによって所定間隔に広げられた容器1の胴部を把持するようになっている。
また上記受渡ホイール7は上記供給ホイール3cと同様、開閉可能なグリッパを複数備えた回転テーブルとなっており、上記グリッパは容器1の胴部を把持するようになっている。
さらに上記排出手段10は、上記第2搬送手段8から容器1を受け取る排出ホイール10aと、該排出ホイール10aの下流に設けた排出コンベヤ10bとから構成されている。
上記排出ホイール10aは上記供給ホイール3cおよび受渡ホイール7と同様、上記容器1の胴部を把持する開閉可能なグリッパを備えており、第2搬送手段8より受け取った容器1を上記排出コンベヤ10b上で開放し、排出コンベヤ10bは容器1を1列に整列した状態で充填装置に搬送するようになっている。
図2に示すように、上記グリッパ13は上記ベルトから水平方向外側に向けて突出するステー13aと、該ステー13aに揺動可能に連結された2つの把持部材13bと、上記把持部材13bを閉鎖方向に付勢するばね13cとから構成されている。
このグリッパ13が供給ホイール3cに隣接する受渡位置Aにおいて容器1を受け取る際には、供給ホイール3cに把持された容器1が第1搬送手段4の搬送経路の外側から内側に移動して、容器1の首部1bが把持部材13bをばね13cの付勢力に抗して押し開き、その後容器1が所定の位置まで押し込まれると、ばね13cによって把持部材13bが閉鎖されて、容器1が把持されるようになっている。
一方、このグリッパ13から受渡ホイール7に隣接する受渡位置Bにおいて容器1を受け渡す際には、該受渡位置Bで受渡ホイール7のグリッパが容器1の胴部を把持し、容器1が第1搬送手段4の搬送経路の外側に移動すると、容器1の首部1bが把持部材13bをばね13cの付勢力に抗して押し開き、容器1が第1搬送手段4より離脱するようになっている。
図3に示すように、グリッパ14は上記第1搬送手段4のグリッパ13と同様、回転テーブルに固定されたステー14aと、ステー14aに揺動可能に連結された2つの把持部材14bと、上記把持部材14bを閉鎖方向に付勢するばね14cとから構成されている。
そして上記第2搬送手段8のグリッパ14は、受渡ホイール7に隣接する受渡位置Cで容器1を受け取るようになっており、その際の動作は上記供給ホイール3cのグリッパから第1搬送手段のグリッパ13が容器1を受け取る際の動作と同じとなっている。
また上記第2搬送手段8のグリッパ14は、排出ホイール10aに隣接する受渡位置Dで容器1を受け渡すようになっており、その際の動作は上記第1搬送手段のグリッパ13から受渡ホイール7のグリッパへと容器1を受け渡す際の動作と同じとなっている。
このように、本実施例の物品滅菌装置1によれば、上記供給手段3、第1搬送手段4、受渡ホイール7、第2搬送手段8、排出手段10によって、容器1を1列に整列した状態で搬送するようになっている。
特に、供給ホイール3cから排出ホイール10aにかけては、容器1をグリッパによって把持した状態で搬送することから、倒壜等のおそれがなく確実に容器1を搬送することが可能となっている。
図1および図2に示すように、上記光滅菌手段6は、上記第1搬送手段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照射手段21,22と、上記滅菌光Lを反射させる反射手段23と、加熱された容器1の温度を測定するセンサ24とを備えている。
図2に示すように、上記第1照射手段21は第1搬送手段4によって搬送される容器1の側方に設けられ、第2照射手段22は容器1の上方に設けられている。
上記光滅菌手段6の第1照射手段21および第2照射手段22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25と、上記ハロゲンランプ25が照射した滅菌光Lを集光する集光手段26とから構成されている。
上記ハロゲンランプ25は上記第1搬送手段4の搬送経路に沿って細長い筒状を有するとともに、上記ガラス製の容器1を加熱滅菌するための滅菌光Lを照射するようになっており、具体的には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。
そして、この反射面26aの断面は楕円形の弧を構成するように形成されており、該楕円形の弧における一方の焦点位置は上記ハロゲンランプ25の中心と一致し、また他方の焦点位置は集光手段26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26aの断面をこのような形状とすることで、上記ハロゲンランプ25が滅菌光Lを照射すると、上記反射面26a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。
この反射手段23によれば、上記第1、第2照射手段21,22に設けたハロゲンランプ25から照射されて、容器1を透過した滅菌光Lを、上記第1搬送手段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。
上記センサ24は、上記第1、第2照射手段21,22の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第1搬送手段4に搬送されて第1、第2照射手段21,22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24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。
そして上記予備加熱手段5は上記光滅菌手段6に対し、容器1の上方に設けた第2照射手段22および上記センサ24を備えておらず、第1搬送手段4によって搬送される容器1の側方から滅菌光Lを照射することで、上記洗浄装置によって容器1に付着した水滴を蒸発させるとともに、容器1を予備加熱するものとなっている。
上記ハウジング31は、第2搬送手段8における上記受渡ホイール7に隣接する受渡位置Cの下流となる位置から、上記排出ホイール10aに隣接する受渡位置Dの上流となる位置にかけて設けられており、上記噴射ノズル32はこのハウジング31に沿って等間隔に30組設けられている。
また図3に示すように、上記ハウジング31は上記グリッパ14における把持部材14bの先端部分ごと容器1を収容するように形成され、ハウジング31における内周側の側面には把持部材14bが干渉しないようにスリット31aが形成されている。
さらに、ハウジング31の断面は搬送される容器1に対して大きくなり過ぎない程度の断面積となっており、ハウジング31内部の熱容量が極力小さくなるようにされている。
上記冷却気体供給手段は−15℃に冷却した滅菌空気を上記噴射ノズル32に供給し、上記噴射ノズル32の噴射孔からはそれぞれハウジング31内部の容器1に向けて冷却気体が噴射されるようになっている。
そして上記ハウジング31にはこの冷却気体を通過させるための連通孔31bが設けられている。
上記噴射ノズル32のうち、ハウジング31の上方に設けた噴射ノズル32は下方に冷却気体を噴射し、これにより上記グリッパに把持された容器1の開口部を介して容器1の内部に冷却気体を噴射するようになっている。
またハウジング31の内周側および外周側の側面に設けた噴射ノズル32は、上記グリッパに把持された容器1の下部に側方から冷却気体を噴射し、ハウジング31の内周側および外周側の斜め上方に設けた噴射ノズル32は、容器1の胴部に斜め上方から冷却気体を噴射するようになっている。
なお、上記噴射ノズル32の噴射孔については、ハウジング31の外部に設けても、上記連通孔を介してハウジング31の内部に臨むように設けてもよい。
また上記冷却気体供給手段は、上記―15℃の冷却気体だけでなく、その他の温度の冷却気体を供給することが可能であり、冷却する容器1やその他の条件に応じて0℃以下の冷却気体を噴出することが望ましい。
このようにダクト33aをハウジング31の下面に設けることで、ハウジング31の内部に上方から下方に向けて気流を生じさせ、容器1などに付着した塵を除去するとともに、光滅菌手段6によって高温状態となった容器1の輻射熱によって加熱された空気を排出するようになっている。
まず、洗浄装置によって洗浄された容器1が上記供給手段3の供給コンベヤ3aに供給されると、この供給コンベヤ3aの下流でスクリュー3bが容器1を所定間隔に広げ、供給ホイール3cに設けたグリッパが把持する。
その後供給ホイール3cが回転して容器1が第1搬送手段4に隣接する受渡位置Aに達すると、該供給ホイール3cのグリッパから第1搬送手段4の各グリッパ13へと容器1が受け渡される。
続いて、第1搬送手段4はグリッパ13に把持された容器1を予備加熱手段5まで搬送し、各容器1には予備加熱手段5から滅菌光Lが照射されて、容器1に付着した水滴を蒸発させるとともに容器1を約200℃まで予備加熱するようになっている。
この予備加熱手段5によって容器1に付着した水滴を蒸発させることで、上記光滅菌手段6において容器1に付着した水滴によって容器1が所要の温度まで加熱されないことを防止し、また予備加熱することで光滅菌手段6において急激な温度上昇による容器1の破損を防止するようになっている。
なお、上記予備加熱手段5よりも上流側となる位置に、容器1に付着した水滴を振動や送風等によって除去する水滴除去手段を設けることができ、この水滴除去手段を上記供給手段3における供給コンベヤ3aに沿って設けても良い。
第1、第2照射手段21,22より照射された滅菌光Lは、上記集光手段26における反射面26aの断面が楕円形の弧となっており、かつハロゲンランプ25が該楕円形の弧の一方の焦点に位置していることから、容器1の内部空間の中央に集光される。
このうち第1照射手段21より照射された滅菌光Lは、容器1のハロゲンランプ25側の壁面と第1搬送手段4側の壁面とにほとんど同じ面積で照射されるため、両壁面が同じ程度に加熱されることとなる。
一方、第2照射手段22より照射された滅菌光Lは、上記集光手段26の反射面26aによって容器1の上方より入射し、容器1の首部1aと、その反対側の容器1の底部とが同程度に加熱されることとなる。
そして、上記第1、第2照射手段21,22より照射された滅菌光Lが容器1を透過すると、容器1を挟んで対向する反射手段23によって反射され、容器1を再び加熱するようになっている。
また上記滅菌光Lが直接照射されにくい部分は、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滅菌されるようになっている。
そして加熱された容器1が第1、第2照射手段21,22を通過すると、上記センサ24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を物品滅菌装置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、容器1滅菌装置1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。
第2搬送手段8のグリッパ14に容器1が受け渡されると、該容器1は第2搬送手段8の搬送経路に沿って搬送され、上記冷却手段9におけるハウジング31の内部を搬送される。
上記冷却手段9は上記冷却気体供給手段により各噴射ノズル32に−15℃の冷却気体を供給し、噴射ノズル32は上記第2搬送手段8のグリッパ14に把持された容器1に冷却気体を噴射する。
このとき、噴射ノズル32は容器1の上方、搬送経路の内周側および外周側、搬送経路の内周側および外周側の斜め上方の5方向より冷却気体を噴射し、さらに上方の噴射ノズル32は口部1aを介して容器1の内部に冷却気体を噴射するようになっている。
その結果、容器1はその全体が均一に冷却され、−50℃という低温の冷却気体を噴射しても温度差が発生しにくく、該温度差による容器1の破壜が防止されるようになっている。
一方、上記排気手段33が上記ダクト33aを介してハウジング31の空気を外部に排気しており、容器1に付着した粉塵等を強制的に排出するとともに、光滅菌手段6によって加熱された容器1の輻射熱により加熱されたハウジング31内の空気を排出するようになっている。
このとき、上記冷却気体が直接噴射されない部分についても、上記冷却気体によって冷却された部分からの伝熱により上記温度まで冷却されるようになっている。
そして、第2搬送手段8により上記容器1が排出ホイール10aに隣接した受渡位置Dまで搬送されると、第2搬送手段8のグリッパ14から排出ホイール10a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10aから排出コンベヤ10bに受け渡されて、図示しない充填装置へと1列に整列した状態で搬送される。
なお、上記排出コンベヤに容器1の温度を測定するセンサを設けて、冷却手段9によって冷却された容器1が所定の温度以下まで冷却されたか否かを測定するようにしてもよい。
つまり、冷却手段9では第2搬送手段8のグリッパ14によって把持された容器1だけを冷却すればよく、加熱されたグリッパ13を冷却せずにすむことから、冷却する際のエネルギー効率を良好なものとすることができる。
また、上記冷却手段9は一つの容器1に対して複数の方向から同時に冷却気体を噴射するため、容器1の全体を同時に冷却することができるため、温度差による破壜のおそれがなく、また急速に冷却することができる。また冷却する対象の熱容量が小さく、迅速に冷却を行うことができる。
さらには、本実施例の冷却手段9では容器1をハウジング31内で搬送することから、冷却気体を容器1に集中させることができ、また排気手段33によって容器1周辺の加熱された空気を排出するので、さらに効率的に容器1の冷却を行うことができる。
この場合、グリッパ13、14のうち一方が容器1の首部1aを把持し、他方が胴部を把持するようにして、両グリッパ13、14が直接接触することを避けるように構成することが望ましい。
また、上記実施例のほか、薬品等の充填されたバイアルやアンプルを滅菌することも可能である。この場合必要に応じてバイアルやアンプルの搬送経路に沿って、これらの底部を支持する支持レールを設けても良い。
さらに、上記実施例では上記第1搬送手段4は搬送コンベヤ、第2搬送手段8は回転テーブルとなっているが、この構成を反対にすることも、両搬送手段を搬送コンベヤや回転テーブルで統一することも可能である。
具体的には、第1搬送手段4を回転テーブルとする場合、上記実施例において上記光滅菌手段6を容器1の搬送経路に沿って円弧状に配置し、第2搬送手段8を搬送コンベヤとする場合、上記冷却手段9を直線状に配置すればよい。
4 第1搬送手段 6 光滅菌手段
8 第2搬送手段 9 冷却手段
31 ハウジング 32 噴射ノズル
33 排気手段
Claims (3)
- 物品を搬送する搬送手段と、上記物品を加熱滅菌する加熱手段と、上記加熱手段によって加熱された物品を冷却する冷却手段とを備えた物品滅菌装置において、
上記搬送手段を、物品を把持するグリッパを循環搬送する第1搬送手段および第2搬送手段から構成するとともに、上記第1搬送手段の搬送経路に沿って上記加熱手段を、上記第2搬送手段の搬送経路に沿って上記冷却手段をそれぞれ配置し、
上記加熱手段は、物品に滅菌光を照射して加熱殺菌するハロゲンランプを備え、
さらに上記冷却手段は、上記第2搬送手段によって搬送される物品を囲繞するとともに、該物品の搬送経路に沿って形成したハウジングと、当該ハウジングの内部を搬送される物品に冷却気体を噴射する複数の噴射ノズルとを備え、該噴射ノズルを上記第2搬送手段のグリッパに把持された物品に対して複数の方向から冷却気体が噴射されるように配置し、
さらに上記ハウジングに、該ハウジング内部の気体を外部に排出する排気手段を接続したことを特徴とする物品滅菌装置。 - 上記物品はガラス製の空の容器であって、上記冷却手段の噴射ノズルのうち少なくとも一つの噴射ノズルを、上記空の容器の開口部より該容器の内部に冷却気体が噴射されるように配置したことを特徴とする請求項1に記載の物品滅菌装置。
- 上記噴射ノズルは、0℃以下の冷却気体を噴射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物品滅菌装置。
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