JP5738424B2 - 中央管理型の時分割方式蒸気滅菌システム - Google Patents

Description

本発明は、大まかには物品の滅菌に関するものであり、より具体的には、物品が沿って移動する複数の処理ラインへと蒸気滅菌剤を中央供給源から供給するシステムと、その運用方法に関する。

食品製造業において、食品や飲料等の包装製品のための設備は、複数の処理ラインを備えることが知られている。こうした処理ラインは、容器などの物品に対して製品を収納するように設計されている。この容器は一般的に、目的の製品が詰め込まれる前に滅菌される。

詰め込みラインによっては、繊維材の平板からなる容器を用いることがある。繊維材は通常、板紙やプラスチックや箔を重ね合わせた積層体からなるものである。繊維材は、容器へと組み立てられる前に過酸化水素液の浴槽に浸されて、乾かされて、それから容器へと組み立てられる。容器を高濃度の過酸化水素液（典型的には３５％の濃度）に浸した場合、素材内に過酸化水素が高いレベルで残留してしまうことがある。

そのほかに、閉鎖端と開放端を有する容器を用いる処理ラインもある。各容器の開放端は上方へと向けられて、過酸化水素液を容器内へ噴霧できるようにされる。その後、容器は無菌水ですすがれる。容器を水切りする際には、容器はひっくり返されて、容器の開放端が下方へと向くようにされる。それから容器は再度ひっくり返されて、飲料を充填できるように、容器の開口部が上方へと向けられる。

容器の滅菌にあたっては、容器の向き合わせを繰り返す必要のない方法や、容器に残留する過酸化水素の量が抑えられる方法で行われることが望ましい。滅菌工程を簡略化することにより、そして容器に残留する過酸化水素の量を抑えることにより、容器の滅菌に必要な時間を短縮することができる。

近年、食品製造業において、容器を滅菌するのに過酸化水素蒸気が用いられるようになってきている。過酸化水素蒸気は、容器を素早く滅菌することにおいて、そして容器に残留する過酸化水素の量を少なくすることにおいて効果的であることが確認されている。システムによっては、中央供給源から複数の処理ラインへと過酸化水素蒸気を供給して、処理ラインに沿って移動する容器を滅菌するようになっていることがある。こうしたシステムにおいて、過酸化水素蒸気は通常、中央供給源から各処理ラインに対して、同時に、同じ濃度で、同じ流量で輸送される。

米国特許出願第１１／７４１２９９号（米国特許出願公開第２００７／０２５３８５９号明細書）

いずれかの処理ライン沿いにて異常が発生した際に、過酸化水素蒸気の中央供給源に関してある問題が生じる。一つの処理ライン沿いでの異常が解消されるまで、全ての処理ラインが停止されてしまうのである。全ての処理ラインが停止してしまうと、想像はつくであろうが、設備の生産力は低下し、設備の運用コストは増加する。そこで、システムまたは複数の処理ラインのうち一本もしくは複数本に関して異常を示すイベントが検出された際にも一つまたは複数の処理ラインへと滅菌剤蒸気を供給するシステムおよび方法があると望ましい。

本発明は、それに沿って物品を移動させる複数の処理ラインへと滅菌剤蒸気を供給するためのシステムを提供する。このシステムは、複数の処理ラインに割り当てられた複数のセンサを備え、このセンサは、システムおよび複数の処理ラインの動作を示す信号を発信する。この複数のセンサを連続的に監視するために、コントローラが設けられる。このコントローラは、システムに関する異常または複数の処理ライン中の一本か数本に関する異常を示す一件のイベント（または数件のイベント）を検出するために、複数のセンサを連続的に監視するようプログラムされる。イベントが検出された際、複数の処理ラインのうち一本または数本の動作が途切れなく行われるように、コントローラはシステムおよび／または複数の処理ラインの動作を調整する。

本発明の好ましい実施形態によれば、それに沿って物品を移動させる複数の処理ラインへと滅菌剤蒸気を輸送するシステムが提供される。このシステムは、滅菌剤蒸気の中央供給源を備える。この中央供給源から複数の処理ラインへと滅菌剤蒸気を輸送する輸送装置が設けられる。システムおよび複数の処理ラインに関する複数の動作パラメータを検出する複数の検出装置が設けられる。この複数の検出装置からの信号を受信するコントローラが設けられる。このコントローラは、複数の検出装置を連続的に監視して、システムまたは複数の処理ラインについて異常を示すイベントが発生したかどうかを判定するようにプログラムされている。このコントローラは、イベントに応じてシステムの動作を調整して、複数の処理ラインのうち一本または複数本を中断することなく動作させ続けるようにプログラムされている。

本発明の利点は、滅菌剤蒸気の中央供給源から複数の処理ラインへ滅菌剤蒸気を供給するシステムとなっていることにある。
本発明の別の利点は、上述のシステムにおいて、複数の処理ラインの動作を連続的に監視する複数のセンサを備えたことにある。

本発明のさらに別の利点は、上述のシステムにおいて、コントローラが、システムまたは複数の処理ラインのうちの一本もしくは複数本について異常を示すイベントを検出するようプログラムされていることにある。

本発明の別の利点は、上述のシステムにおいて、コントローラが、検出されたイベントに応じてシステムの動作を調整して、複数の処理ラインのうちの一本または複数本に対する滅菌剤蒸気の供給を中断することなく行うようプログラムされていることにある。

本発明のさらに別の利点は、上述のシステムにおいて、コントローラが、システムまたは複数の処理ラインのうちの一本もしくは複数本に関する異常を示す一件のイベント（または数件のイベント）に応じて中央供給源の出力を調整することにある。

本発明のさらなる別の利点は、上述のシステムにおいて、コントローラが、システムまたは複数の処理ラインのうちの一本もしくは複数本に関する異常を示す一件のイベント（または数件のイベント）に応じて中央供給源からの滅菌剤蒸気の濃度を調整することにある。

本発明の別の利点は、上述のシステムにおいて、コントローラが、システムまたは複数の処理ラインのうちの一本もしくは複数本に関する異常を示す一件のイベント（または数件のイベント）に応じて中央供給源からの滅菌剤蒸気の流量を調整することにある。

本発明のさらなる別の利点は、上述のシステムにおいて、コントローラが、システムまたは複数の処理ラインのうちの一本もしくは複数本に関する異常を示す一件のイベント（または数件のイベント）に応じて中央供給源からの滅菌剤蒸気の温度を調整することにある。

本発明のさらに別の利点は、上述のシステムにおいて、コントローラが、システムまたは複数の処理ラインのうちの一本もしくは複数本に関する異常を示す一件のイベント（または数件のイベント）に応じて複数の処理ラインのうちの一本または複数本の速度を調整することにある。

これらの利点およびその他の利点は、以下の好ましい実施形態の説明や添付の図面および特許請求の範囲を考え合わせることにより明らかになるであろう。

本発明は、特定の部品や各部品の組み合わせによる物理的な形態をなすことができ、好ましい実施形態の一つが本明細書にて詳細に説明され、本出願の一部をなす添付の図面にて以下のように例示される。
本発明の好適な実施形態の一つを例示する図であり、蒸気滅菌剤を複数の処理ラインへと供給する滅菌剤供給システムの概略図である。 図１に示す滅菌剤供給システムの気化ユニットを描き表す図である。 図１に示す滅菌剤供給システムの曝気ユニットを例示する概略図である。

以下において参照する図面は本発明の実施形態の一つを図示するものであるが、本発明を同一の形態に限定するものではなく、図１では、複数の処理ラインへ滅菌剤蒸気を供給する滅菌剤供給システム１０を示していて、この複数の処理ラインに沿って容器１２が移動するようになっている。この滅菌剤供給システム１０は、食料品包装設備において、複数の処理ラインに沿って移動する容器を滅菌するものとして説明する。ただし、この他の、例えば医療器具といった物品が沿って移動する複数の処理ラインへ滅菌剤を供給するシステムにおいても、本発明は有用な適用法が見出し得ることを理解されたい。

図示の実施形態において、コンベア１４Ａ，１４Ｂは、システム１０に属する二本（２つ）の処理ラインを表している。コンベア１４Ａは、容器１２用の第一の処理ラインの一部を表す。コンベア１４Ｂは、容器１２用の第二の処理ラインの一部を表す。容器１２をコンベア１４Ａに沿って移動させるために、第一のモータ１６Ａが設けられる。容器１２をコンベア１４Ｂに沿って移動させるために、第二のモータ１６Ｂが設けられる。

コンベア１４Ａ，１４Ｂは、除染室５０Ａ，５０Ｂを通って延びている。システム１０は、コンベア１４Ａ，１４Ｂの除染室５０Ａ，５０Ｂ内に配置される部分へと滅菌剤蒸気を送る。各除染室５０Ａ，５０Ｂは、囲繞体または筐体５２を有する。筐体５２は、滅菌される容器１２がコンベア１４Ａ，１４Ｂによって搬送されて通過する空間または領域５４を規定する。容器１２がシステム１０によって滅菌された後、容器１２は詰め込み作業所（図示せず）に搬送され、そこで飲料やその他何らかの製品が容器１２に詰め込まれる。

本発明に係る滅菌剤供給システムは、大まかに述べると、滅菌剤供給ユニットと、空調ユニットと、気化ユニットと、無害化ユニットと、曝気ユニットと、から構成される。以上の各構成要素は、参照することにより本明細書に組み込まれる特許文献１で詳細に記載されている。図示の実施形態では、滅菌剤供給システム１０は、滅菌剤供給ユニット１００を一つと、空調ユニット２００を一つと、気化ユニット３００を一つと、無害化ユニット６００を一つと、曝気ユニット７００を一つと、を備える。滅菌剤供給システム１０が二本（２つ）より多くの処理ラインへ滅菌剤蒸気を輸送することも考えられる。しかし説明を簡略化するため、以下においては、二本（２つ）の処理ラインへの滅菌剤蒸気の輸送について滅菌剤供給システム１０を説明する。

ここで図１を参照すると、滅菌剤供給ユニット１００が示されている。供給ライン１１２は、滅菌剤供給ユニット１００を液体滅菌剤の外部供給源１１４に接続する。気化ユニット３００への、連続した途切れのない滅菌剤の流れができるように、貯留部１３０が設けられている。気化送込みライン１９２は一端が貯留部１３０、他端が気化ユニット３００に接続されている。

空調ユニット２００は、空調のため、すなわち、気化ユニット３００で使用される空気を濾過および乾燥させるため、そして曝気ユニット７００により使用される空気を濾過するために設けられている。空気導入管２１２は、雰囲気すなわち室内気に通じる第一の端部と、空調ユニット２００に接続されるもう一つの端部とを有する。第一の空気供給ライン２８２は、一端が空調ユニット２００に、他端が気化ユニット３００に接続される。第二の空気供給ライン２１６は、一端が空調ユニット２００に、他端が曝気ユニット７００に接続される。

図２に示すように、気化ユニット３００は、滅菌剤供給ユニット１００からの気化送込みライン１９２に接続されるとともに、空調ユニット２００からの空気ライン２８２に接続されている。気化ユニット３００は、送風機３２２と、空気流量を測定する流量素子３３２と、加熱器３４２と、気化器３６０と、を備えている。

送風機３２２は、空調ユニット２００からの空気供給ライン２８２内に配置されている。送風機３２２は、モータ３２４によって駆動される。モータ３２４は、通り抜ける空気流を増減して送風機３２２の出力を制御することができる速度可変のモータであることが好ましい。送風機３２２は、動作の際、空調ユニット２００を通じて、濾過した乾燥空気を引き込む。図示の実施形態では、送風機３２２の送出口は管路３２８に接続されている。流量素子３３２は、管路３２８を通る空気流量を測定するために、管路３２８内に配置されている。流量素子３３２は、ベンチュリ装置であるのが望ましい。センサ３３４は、流量素子３３２での圧力変化を測定して、流量素子３３２を通る空気流量を示す信号を発信する。ベンチュリ装置が望ましいのは、空気流量の分解能を高いものとできるほか、空気が通り抜けて流れるにあたっての力の損失が少ないからである。流量素子３３２の下流には温度センサ３３８が配置されている。

加熱器３４２は、管路３２８内に配置されており、管路３２８を通って流れる空気を加熱するために設けられている。加熱器３４２は、管路３２８を通って流れる空気を、気化過酸化水素を十分に高い温度まで加熱できるように、そして滅菌剤供給システム１０内の結露を防止するのに必要な所望の温度を維持するに足りる高い温度まで加熱できるように、設計されている。実施例としては、加熱器３４２は、管路３２８を通って流れる空気を少なくとも１０５℃程度まで加熱することができる。異なる実施例としては、加熱器３４２は、管路３２８を通って流れる空気を少なくとも１８０℃まで加熱することができる。加熱器３４２の下流には温度センサ３４４が配置されている。温度センサ３４４は、管路３２８を通って流れる空気の温度を示す信号を発信する。

気化器３６０は、管路３２８内で加熱器３４２の下流側に配置されている。気化器３６０の出口側の管路３２８内に過酸化水素蒸気センサ３６２が配置されており、これは過酸化水素蒸気および水蒸気の濃度を示す信号を発信する。センサ３６２は、好ましくは赤外線（ＩＲ）センサであり、さらに好ましくは近赤外（ＩＲ）センサである。

導管４２３は、一端では濾過・乾燥した加圧空気の供給源（図示せず）に、他端では気化器３６０に接続されている。滅菌剤を気化器３６０へと加圧の下で供給するために、モータ４２８によって駆動されるポンプ４２６が滅菌剤供給ライン１９２に配置されている。ポンプ４２６は、可変速度の蠕動式ポンプであるのが望ましい。ポンプ４２６は、滅菌剤を特定の速度で気化器３６０へと送り込むために設けられている。モータ４２８は可変速度モータ、それもモータ４２８の速度を変えることで気化器３６０への滅菌剤の注入速度を変化できるものであるのが望ましい。ポンプ４２６の下流側では、圧力センサ４２９が滅菌剤供給ライン１９２内に配置されている。圧力センサ４２９は適切な滅菌剤注入速度を監視（そして確保）する。

図２に示すように、管路３２８は、第一の分岐路３２８Ａと第二の分岐路３２８Ｂとに分かれる。気化ユニット３００は、過酸化水素蒸気分岐管路３２８Ａ，３２８Ｂによって除染室５０Ａ，５０Ｂに接続されている。第一の分岐路３２８Ａを通る流れの量を調節するため、第一の分岐路３２８Ａ内に第一の弁３６４Ａが配置されている。第二の分岐路３２８Ｂを通る流れの量を調節するため、第二の分岐路３２８Ｂに第二の弁３６４Ｂが配置されている。

過酸化水素蒸気分岐管路３２８Ａ，３２８Ｂのそれぞれの端部には、多岐管５４２が取り付けられている。第一の分岐路３２８Ａに連結した多岐管５４２と、第二の分岐路３２８Ｂに連結した多岐管５４２とは、実質的に同等のものである。そのため、第一の分岐路３２８Ａに連結した多岐管５４２についてのみ説明すれば、その説明は第二の分岐路３２８Ｂに連結した多岐管５４２にも同様に適用されることが理解されるだろう。図示の実施形態では、多岐管５４２は筐体５２内に配置されている。多岐管５４２は複数の相隔たる開口部またはノズル５４４を備えており、これらは除染室５０Ａの筐体５２内の空間または領域５４に通じている。ノズル５４４はコンベア１４Ａの上方に配置されて、除染室５０Ａを通って移動する容器１２上へ均一に過酸化水素蒸気を分配するようになっている。

図１に示すように、管路６１２，６１４は除染室５０Ａの囲繞体５２を無害化ユニット６００へと連絡している。管路６１２は、囲繞体５２の底部を通して囲繞体５２内の領域５４に通じている。管路６１４は、囲繞体５２の側面の一つを通して囲繞体５２内の領域５４に通じている。排出管路６１８は無害化ユニット６００を周囲環境へと流体的に連絡する。無害化ユニット６００は中和器を含んでいる。中和器は大まかに言うと、通り抜けて流れる過酸化水素を分解するように動作可能な触媒装置である。ここで、触媒中和器は過酸化水素蒸気を水と酸素に変換する。

次に、図３を参照すると、曝気ユニット７００が最もよく示されている。曝気ユニット７００は、空調ユニット２００からの第二の空気供給ライン２１６に接続されている。空調ユニット２００からの第二の空気供給ライン２１６は、曝気ユニット７００に濾過空気を供給する。第二の空気供給ライン２１６は、送風機７１２の入口側に接続されている。送風機７１２は可変速度モータ７１４によって駆動される。送風機７１２は、曝気ユニット７００内に配置されており、空調ユニット２００および第二の空気供給ライン２１６を通して外気をシステム１０へ引き込むようになっている。送風機７１２の出口側は曝気管路７２２に接続されている。曝気管路７２２は曝気ユニット７００にわたって延びている。送風機７１２の下流側では、流量素子７３２が曝気管路７２２内に配置されている。望ましい実施形態においては、流量素子７３２は、ベンチュリ装置である。

圧力センサ７３４は流量素子７３２での圧力変化を測定して、曝気管路７２２を通る流量を示す信号を発信する。流量素子７３２の前（上流）には、温度センサ７３６が配置されている。この温度センサ７３６は、送風機７１２と流量素子７３２の間に配置されている。曝気管路７２２を通る流量を調節するために、弁７３８が曝気管路７２２内で流量素子７３２の下流に配置されている。弁７３８の下流には濾過体７４２が配置されている。濾過体７４２、好ましくはＨＥＰＡフィルタ、は、曝気管路７２２を通って流れる空気の二次濾過を行う。曝気管路７２２内で濾過体７４２の下流側には加熱器７４４が配置されている。加熱器７４４は、管路７２２に沿って流れる空気を加熱するために設けられている。

図３に示すように、曝気管路７２２は、第一の分岐路７２２Ａ及び第二の分岐路７２２Ｂに分かれる。曝気ユニット７００は、曝気分岐管路７２２Ａ，７２２Ｂによって除染室５０Ａ，５０Ｂに接続されている。第一の分岐路７２２Ａを通る流れの量を調節するために、第一の弁７５２Ａが第一の分岐路７２２Ａ内に配置されている。第二の分岐路７２２Ｂを通る流れの量を調節するために、第二の弁７５２Ｂが第二の分岐路７２２Ｂに配置されている。

曝気分岐管路７２２Ａ，７２２Ｂのそれぞれの端部には、多岐管７６２が接続されている。第一の分岐路７２２Ａに連結した多岐管７６２と、第二の分岐路７２２Ｂに連結した多岐管７６２とは、実質的に同等のものである。そのため、第一の分岐路７２２Ａに連結した多岐管７６２についてのみ説明すれば、その説明は第二の分岐路７２２Ｂに連結した多岐管７６２にも同様に適用されることが理解されるだろう。図示の実施形態では、多岐管７６２は、除染室５０Ａの筐体５２内に配置されている。多岐管７６２は、濾過・加熱された空気を除染室５０Ａ内に分配するための複数のノズルまたはポート７６４を含む。多岐管７６２は、コンベア１４Ａが除染室５０Ａを抜け出る位置でコンベア１４Ａの上方に配置されている。多岐管７６２内には温度センサ７６６が配置されている。曝気ユニット７００は基本的に、コンベア１４Ａ上の容器１２から過酸化水素蒸気を除去し、結露を防止するために、加熱・濾過された空気を除染室５０Ａへ供給する。

本発明では、除染室５０Ａ、５０Ｂ内に複数のセンサが配置されている。これら複数のセンサは、コントローラ８００（詳しくは後述）に接続されており、滅菌剤供給システム１０とコンベア１４Ａ，１４Ｂの動作を示す信号を発信する。コンベア１４Ａに割り当てられたセンサは、コンベア１４Ｂに割り当てられたセンサと実質的に同等のものである。そのため、コンベア１４Ａに関するセンサについてのみ説明すれば、その説明はコンベア１４Ｂに関するセンサにも同様に適用されることが理解されるであろう。

図２に示すように、コンベア１４Ａに対して、温度センサ５４８と過酸化水素蒸気センサ５５２が配置されている。図示の実施形態では、温度センサ５４８と過酸化水素蒸気センサ５５２は、多岐管５４２内に配置されている。温度センサ５４８は、多岐管５４２内の温度を示す信号を発信する。過酸化水素蒸気センサ５５２は、多岐管５４２内の過酸化水素蒸気および水蒸気の濃度を示す信号を提供する。センサ５５２は、好ましくは近赤外（ＩＲ）センサである。

コンベア１４Ａに対して、搬送センサ５６２が配置されている。搬送センサ５６２は、領域５４を通り抜けるコンベア１４Ａの動きを示す信号を発信する。例えば、搬送センサ５６２は、コンベア１４Ａが動く速度を示す信号を発信することができる。図示の実施形態では、センサ５６２は、コンベア１４Ａと接触するように配置されているホイールを含んでいる。ここで、コンベア１４Ａが動くことでホイールが回転するようになっている。ホイールが回転すると、センサ５６２がコンベア１４Ａの動きを示す信号を発信する。センサ５６２は従来から知られているセンサであってもよく、例えば領域５４を通るコンベア１４Ａの動きを検出するのに有用な近接センサとすることも考えられる。

コンベア１４Ａに対して、物品センサ５６４が配置されている。物品センサ５６４は、容器１２が領域５４を移動しているかどうかを示す信号を発信する。図示の実施形態では、センサ５６４は、領域５４内の所定位置での物品の存在を検出するのに有用な従来の近接センサである。

コントローラ８００は、システム１０内に配置された各種センサからの信号を受信する。図示の実施形態では、コントローラ８００は、滅菌剤供給システム１０やコンベア１４Ａ，１４Ｂに割り当てられた複数のセンサからの信号を受信する。具体的には、コントローラ８００は、センサ３３４，３３８，３４４，３６２，４２９，５４８，５５２，５６２，５６４，７３４，７３６，７６６からの信号を受信する。システム１０やコンベア１４Ａ、１４Ｂの動作を制御するため、そしてシステム１０またはコンベア１４Ａ、１４Ｂについて異常を示すイベントが発生したかどうかを判定するために、コントローラ８００は定常的に上記センサ群からの信号を監視するようにプログラムされている。コントローラ８００は、異常を示すイベントが検出された場合にはシステム１０および／またはコンベア１４Ａ，１４Ｂの動作を調整して、できるだけ多くの処理ラインの連続動作を維持するようにプログラムされている。具体的には、コントローラ８００が検出したイベントの内容に応じて、コントローラ８００は、一本または複数本の処理ラインを停止し、それと同時に、できるだけ多くの処理ラインが中断することなく動作し続けるようにするため、滅菌剤供給システム１０および／またはコンベア１４Ａ，１４Ｂの動作を調整する。

異常を示すイベントとしては、これらに限定するものではないが、以下のものが挙げられる：
１）処理ラインが容器１２を搬送している速度が許容速度範囲外である;
２）処理ラインに沿って搬送される容器１２の数が想定範囲外である；
３）処理ラインへ輸送される過酸化水素蒸気の濃度が許容範囲外である;
４）処理ラインへ輸送される空気の温度が許容範囲外である；
５）処理ラインへ輸送される過酸化水素蒸気の流量が許容範囲外である。
なお、その他のセンサをシステム１０内に設置してもよく、それによって上記以外の異常を示す信号が発信されるようにすることも考えられる。

コントローラ８００は、第一および第二の処理ラインへ輸送される過酸化水素蒸気の濃度がユーザの設定した許容範囲内となるように、滅菌剤供給システム１０における空気の温度、空気の流速、滅菌剤の温度、滅菌剤の注入速度を制御するようプログラムされている。また、コントローラ８００は、容器１２が第一の処理ラインおよび第二の処理ラインに沿って移動する速度も制御する。具体的には、容器１２が過酸化水素蒸気に曝される時間が容器１２を滅菌するのに十分なものとなるように、コントローラ８００は容器１２の移動する速度を制御する。コントローラ８００は、ユーザの設定した過酸化水素蒸気濃度の許容範囲をユーザが入力できるようにするための入力手段を含む。

滅菌システムで過酸化水素蒸気を使用するにあたっては、滅菌すべき物品に過酸化水素蒸気が結露してしまうことを防止する必要がある。結露を防止するため、定常状態、定常流の過酸化水素蒸気滅菌処理において、滅菌剤注入速度、空気流量、空気温度が制御されなければならない。本発明の実施形態の一例においては、結露を防止するために、過酸化水素蒸気が所望の濃度および温度となるようシステム１０が制御される。具体的には、空気流中の過酸化水素蒸気の濃度を、滅菌されるべき物品の温度より露点温度が低くなる濃度に維持するように、システム１０の動作が制御される。システム１０は、特許文献１に詳しく説明されているような数学的モデルに基づいて制御されてもよい。

また、各処理ラインに輸送される空気が、ユーザの設定した許容流量範囲およびユーザの設定した許容温度範囲内となるように、コントローラ８００は、曝気ユニット７００における空気温度および空気流量も制御するようにプログラムされている。コントローラ８００は、上記ユーザの設定した許容範囲をユーザが入力できるようにするための入力手段を含む。

コントローラ８００は、センサ３３４，３３８，３４４，３６２，４２９，５４８，５５２，５６２，５６４，７３４，７３６，７６６からの信号を受信する。また、コントローラ８００は、モータ１６Ａ，１６Ｂ，３２４，４２８，７１４と、弁３６４Ａ，３６４Ｂ，７３８，７５２Ａ，７５２Ｂと、加熱器３４２，７４４の動作も制御する。特に、以下に詳述するように、コントローラ８００は、センサ３３４，３３８，３４４，３６２，４２９，５４８，５５２，５６２，５６４，７３４，７３６，７６６から受信した信号に基づいて、上記構成要素の動作を制御する。

ここで本発明の動作について言及すると、コントローラ８００は、二通り（２つ）の相異なる動作モードでシステム１０を動作させるようにプログラムされている、すなわち：
（１）第一の、通常動作モードと、（２）第二の、イベント駆動型動作モードである。第一の動作モード中には、処理ラインに沿って搬送される容器１２が滅菌されるように、すべての処理ラインが完全稼動されている。第二の動作モード中には、システム１０またはコンベア１４Ａ，１４Ｂの異常を示すイベントに応じて、コントローラ８００が随時システム１０および／またはコンベア１４Ａ，１４Ｂの動作を調整する。

第一の動作モード中は、コントローラ８００は、複数の処理ラインに沿って搬送される容器１２が滅菌されるようにシステム１０を制御する。図示の実施形態では、容器１２は、コンベア１４Ａで表される第一の処理ラインと、コンベア１４Ｂで表される第二の処理ラインに沿って搬送される。詳しくは、コントローラ８００が弁３６４Ａ，３６４Ｂを開放位置にして、コンベア１４Ａ，１４Ｂに沿って移動する容器１２へと過酸化水素蒸気が滅菌剤供給システム１０から輸送されるようにする。

上述したように、コントローラ８００は、モータ１６Ａ，１６Ｂ，３２４，４２８と加熱器３４２が、センサ３３４，３３８，３４４，３６２，４２９，５４８，５５２，５６２，５６４から受信した信号に基づいて制御されるようにプログラムされている。具体的には、センサ５５２からの信号に基づいて、コントローラ８００が、気化器３６０へ供給される液体過酸化水素の量が除染室５０Ａ，５０Ｂを通って移動する容器１２を殺菌するのに十分となるように、モータ４２８を制御する。また、コントローラ８００は、気化器３６０を通り抜けて行く空気の量が、除染室５０Ａ、５０Ｂを通って移動する容器１２へと過酸化水素蒸気を輸送するのに十分となるようにモータ３２４を制御する。多岐管５４２の温度センサ５４８からの信号に基づいて、コントローラ８００は、各除染室５０Ａ，５０Ｂ内の過酸化水素蒸気濃度がユーザの設定した許容範囲に収まり続けるのに必要な空気温度が得られるように、加熱器３４２を制御する。除染室５０Ａ，５０Ｂ内の過酸化水素濃度に基づいて、コントローラ８００は、容器１２を滅菌するのに十分な時間にわたり容器１２が過酸化水素蒸気に曝されることが可能な速度で、モータ１６Ａ，１６Ｂが容器１２を第一および第二の処理ラインに沿って移動させるようにする。上記したように、センサ５６２は、コンベア１４Ａ，１４Ｂが容器１２を移動させている速度を示す信号を発信する。センサ５６４は、コンベア１４Ａ，１４Ｂに沿って移動している容器１２の数の示度を発信する。ここで、コントローラ８００は、センサ５６２，５６４からの信号に基づいて、正しい速度で正しい数の容器１２が除染室５０Ａ，５０Ｂを通って搬送されているかどうかを判定する。

本発明の実施形態の一例においては、コントローラ８００は、空気温度および曝気ユニット７００からの空気流量も制御する。ここで、コントローラ８００は、除染室５０Ａ，５０Ｂを通って移動する容器１２へと輸送される空気がユーザの設定した許容範囲内となるように、曝気ユニット７００を制御する。本実施形態では、コントローラ８００は、曝気ユニット７００から除染室５０Ａ，５０Ｂの両方へと無菌暖気が輸送されるように、弁７５２Ａ，７５２Ｂを開放位置にする。無菌暖気は、両除染室５０Ａ，５０Ｂを通って移動する容器１２から過酸化水素蒸気を除去するために供給される。具体的には、センサ７３６，７３４，７６６からの信号に基づき、コントローラ８００が、曝気ユニット７００から輸送される空気の温度と空気の量が除染室５０Ａ，５０Ｂを通って移動する容器１２から過酸化水素蒸気を除去するのに十分となるよう、モータ７１４および加熱器７４４を制御する。

残留過酸化水素蒸気は、管路６１２，６１４を通って除染室５０Ａ，５０Ｂを出て行く。残留過酸化水素蒸気は無害化ユニット６００に輸送され、そこで過酸化水素蒸気は水と酸素に分解される。水と酸素は、排出管路６１８を通じて無害化ユニット６００の外部へ運ばれる。

上記で説明した通り、コントローラ８００は、このようにシステム１０を第一の動作モードで動作させて、この動作モードにおいてはコンベア１４Ａ，１４Ｂに沿って移動する容器１２が滅菌される。

第一の動作モード中、コントローラ８００は、システム１０またはコンベア１４Ａ，１４Ｂについて異常を示すイベントが発生したかどうかを判定するために、システム１０内に配置された各種センサを常に監視する。例えば、いずれかの除染室内の過酸化水素蒸気の濃度がユーザの設定した許容範囲外となるとき、センサ５２２がそうした出来事を示す信号をコントローラ８００へ発信する。コントローラ８００は、検出された信号、例えば上記に挙げたような異常を示す信号に基づいて、第二の、イベント駆動型動作モードを起動するようにプログラムされている。第二の、イベント駆動型動作モード中は、概要的には、できるだけ多くの処理ラインが動作し続けるように、コントローラ８００がシステム１０および／またはコンベア１４Ａ，１４Ｂの動作を調整する。

第二の動作モードに係る本発明の動作について、第一の処理ライン、すなわちコンベア１４Ａに対応する処理ライン沿いで発生した異常を示すイベントに関するものとして詳細に説明する。しかしながら、以下の説明は、第二の処理ライン、すなわちコンベア１４Ｂに対応する処理ライン沿いで発生した異常を示すイベントを検出した場合にも同様に適用されるであろうと考えられる。

第一の処理ライン沿いでのイベントを検出すると、コントローラ８００はまず、第一の処理ラインを停止するべきかどうか、あるいは第一の処理ラインが稼動し続けるように第一の処理ラインの動作を「修正」できるかどうか、を判断する。例えば、コントローラ８００宛ての信号が、第一の処理ラインへの滅菌剤蒸気の流れが完全に停止していることを示している場合には、コントローラ８００は、第一の処理ラインを停止することが必要であると判断すればよい。コントローラ８００は、この場合には、除染室５０Ａが気化ユニット３００から流体的に分離されるように、弁３６４Ａを閉鎖位置に動作させるようプログラムされている。それと同時に、コントローラ８００は、容器１２がコンベア１４、すなわち第一の処理ラインに沿って移動しないように、モータ１６Ａを停止させる。

一方、コントローラ８００宛ての信号が、除染室５０Ａへ輸送される滅菌剤蒸気がユーザの取り決めた許容範囲外であることを示している場合には、コントローラ８００は、第一の処理ラインに沿って移動する容器１２の滅菌を継続すべく第一の処理ラインの動作を「修正」することができると判断してもよい。例えば、除染室５０Ａへの滅菌剤蒸気の流量が低い場合には、コントローラ８００はモータ１６Ａに、容器１２が除染室５０Ａを通って移動する速度が減少するようにさせて、容器１２が除染室５０内にいる期間が容器１２を滅菌するのに十分なものとなるようにすればよい。除染室５０Ａへの滅菌剤蒸気の流量が高い場合には、コントローラ８００は弁３６４Ａに、除染室５０Ａへの滅菌剤蒸気の流量が減少するようにさせればよく、さらに／または、コントローラ８００はモータ１６Ａに、容器１２が除染室５０Ａを通って移動する速度が増加するようにさせればよい。また、他のパラメータ、例えば滅菌剤蒸気の濃度や温度などがユーザの設定した許容範囲外となっている場合にも第一の処理ラインの動作を修正するように、コントローラ８００をプログラムしておくことも考えられる。

コントローラ８００が第一の処理ラインを停止させるか、第一の処理ラインの動作を修正するかによらず、コントローラ８００は第二の処理ラインに割り当てられたセンサを監視し続ける。第二の処理ラインに割り当てられたセンサから受信した信号に基づき、コントローラ８００は、第二の処理ラインすなわちコンベア１４Ｂに沿って搬送される物品が滅菌され続けるようにすべく、ポンプ４２６および送風機３２２の出力の調整をモータ３２４，４２８に行わせる。例えば、除染室５０Ｂのセンサ５５２からの信号を用いて、除染室５０Ｂに供給される過酸化水素蒸気の濃度がユーザの設定した許容範囲内となっているかどうかを判定するように、コントローラ８００はプログラムされる。濃度がユーザの設定した許容範囲外である場合には、コントローラ８００は、気化器３６０への液体過酸化水素の流速の増減をモータ４２８に行わせる。同様に、コントローラ８００は、除染室５０Ｂへの空気の流速の増減をモータ３２４に行わせる。コントローラ８００は、除染室５０Ｂにおける、センサ５５２によって測定される過酸化水素蒸気の濃度がユーザの設定した許容範囲内となるまで、モータ３２４、４２８を調整し続ける。同様に、コントローラ８００は、除染室５０Ｂ内の空気が、除染室５０Ｂ内の過酸化水素濃度がユーザの設定した許容範囲内に収まる空気流量と温度になるまで、モータ３２４と加熱器３４２を調整するようにプログラムされている。また、コントローラ８００は、容器１２が過酸化水素蒸気に曝される期間が容器１２を滅菌するのに十分となるようモータ１６Ｂの速度を調整するようにもプログラムされている。

また、コントローラ８００がコンベア１４Ａの異常を示すイベントに基づいて第二の動作モードを起動するようにしてもよいと考えられる。この場合、異常を示すイベントは、容器１２が除染室５０Ａを通っての移動をしなくなってしまったことを示すセンサ５６４からの信号であってもよい。同様に、異常を示すイベントは、コンベア１４Ａの速度が許容範囲外であることを示すセンサ５６２からの信号であってもよい。上述の信号に基づいて、コントローラ８００は、上記で説明したように、第二の動作モードを起動するようプログラムされている。

また、コントローラ８００は、作業者から受信した信号に基づいて第二の動作モードを起動するようにもプログラムされている。例えば、作業者は、第一の処理ラインが停止されたことを示す信号をコントローラ８００に送信することができる。作業者からの指令は、作業者によって検出された異常に応じたものでもよいし、作業者が第一の処理ラインの保守を行おうとしていることを理由とするものでもよい。いずれの場合にせよ、コントローラ８００は、作業者からの信号に基づいて、第一の処理ラインを停止すべく第二の動作モードを起動する。

第二の動作モードが起動された理由によらず、コントローラ８００は、第一の処理ラインが完全に動作を再開する準備ができていると判断されるまで、システム１０を第二の動作モードで動作させ続ける。その後、第一の処理ラインを完全な動作状態に戻すためには、作業者がコントローラ８００に信号を送信する。作業者からの信号に基づいて、コントローラ８００は、弁３６４Ａを適切な開閉位置に動作させるとともに、コンベア１４Ａによる除染室５０Ａを通した容器１２の搬送を適切な速度でモータ１６Ａに行わせる。これと同時に、コントローラ８００は、両除染室５０Ａ，５０Ｂ内の過酸化水素蒸気の濃度をユーザの設定した許容範囲内に維持するために、気化ユニット３００の構成要素を制御する。例えば、コントローラ８００は、気化器３６０への液体過酸化水素の流速の増減をモータ４２８に行わせ、除染室５０Ａ，５０Ｂへの空気の流速の増減をモータ３２４に行わせるようプログラムされている。コントローラ８００は、除染室５０Ａ，５０Ｂ内の過酸化水素蒸気の濃度がユーザの設定した許容範囲内となるまで、モータ３２４，４２８を調整し続ける。同様に、コントローラ８００は、両除染室５０Ａ，５０Ｂ内の空気が、各除染室内の過酸化水素蒸気の濃度がユーザの設定した許容範囲内に収まる温度となるまで、加熱器３４２を調整し続けるようプログラムされている。上記したように、容器１２が第一の処理ラインに沿って移動する速度は、除染室５０Ａ内の過酸化水素蒸気の濃度に基づいて決定される。容器１２の速度は、容器１２を滅菌するのに十分な時間の間、容器１２を過酸化水素蒸気に曝すように選択される。

本発明の別の実施形態によれば、コントローラ８００は、第二の動作モード中に、除染室５０Ａに対応する処理ラインへの空気流の停止または流量の調整を曝気ユニット７００に行わせるようプログラムされている。ここで、コントローラ８００は、必要に応じて、弁７５２Ａの開閉位置を調整するようにプログラムされている。これと同時に、コントローラ８００は、システム１０内のセンサ７３４，７３６，７６６を監視する。上記センサから受信した信号に基づいて、コントローラ８００は、除染室５０Ｂへ輸送される空気の量がユーザの設定した許容範囲内に留まるように送風機７１２の出力を調整するべくモータ７１４を制御する。例えば、コントローラ８００は、除染室５０Ｂに供給される空気の温度がユーザの設定した許容範囲内にあるかどうかを、コントローラ８００が多岐管７６２内のセンサ７６６からの信号に基づいて判定するようにプログラムされている。空気の温度がユーザの設定した許容範囲外である場合、コントローラ８００は、除染室５０Ｂを通じて輸送される空気の温度を上下するために、加熱器７４４によって生成される熱量を増減する。同様に、コントローラは、除染室５０Ｂを通って流れる空気の量がユーザの設定した許容範囲内になるまで、モータ７１４を調整する。

上記では、第二の動作モード中におけるシステム１０の動作を、第一の処理ラインの動作を停止または修正することに関して説明した。同様に、コントローラ８００は、第二の処理ラインの動作の停止または修正を、第一の処理ラインを完全稼動状態に保ったまま行うようプログラムされている。

ここまでは、システム１０の説明を、二本（２つ）の処理ラインを備えたシステムに関して行ってきた。システム１０は、滅菌剤供給システム１０にそれぞれ繋がった二本（２つ）より多くの処理ラインを含むものでもよいと考えられる。この場合、コントローラ８００は、システム１０に属する複数のセンサを連続的に監視するようプログラムされる。複数の処理ラインのうち一本または複数本について異常を示すイベントが検出された場合には、できるだけ多くの処理ラインの完全稼動を維持するべくシステム１０の動作を調整するように、コントローラ８００はプログラムされる。例えば、検出されたイベントに基づいて、コントローラ８００は、他の処理ラインの途切れない動作を維持したまま、一本または複数本の処理ラインを停止するようにするとよい。

以上の説明は、本発明の具体的な実施形態の一例である。なお、本実施形態は、例示のために説明されたものに過ぎないと理解されるべきであり、様々な変更および改善が本発明の精神および範囲から逸脱することなく当業者によって実施され得る。また、そうしたあらゆる改善および変更は、それが請求項に記載されたものまたはその均等物に属する限り本発明の範囲に含まれる。

Claims (22)

1. 物品が複数の処理ラインに沿って移動するシステムであって、その複数の処理ラインへと滅菌剤蒸気を輸送するシステムにおいて、
   滅菌剤蒸気を供給するための一つの気化ユニットと、
   前記滅菌剤蒸気を前記一つの気化ユニットから複数の処理ラインへと輸送する輸送手段と、
   前記システムおよび前記複数の処理ラインに関する複数の動作パラメータを検出する検出手段と、
   前記検出手段から信号を受信するコントローラと、
   を備え、
   前記コントローラは、第一の動作モードおよび第二の動作モードで動作し、前記第一の動作モード中には、前記システムまたは前記複数の処理ラインについて異常を示すイベントが発生したかどうか判定するために、前記検出手段を連続的に監視するようプログラムされており、
   前記コントローラは、前記イベントに応じて前記第二の動作モードで動作し、前記第二の動作モード中には、前記複数の処理ラインのうちの異常が発生していない一本または複数本が中断することなく動作し続けるようにするために、前記システムを調整するようプログラムされている
   ことを特徴とするシステム。
2. 前記コントローラが、前記イベントに応じて、前記一つの気化ユニットの出力を調整するようにプログラムされていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記コントローラが、前記イベントに応じて、前記一つの気化ユニットにより供給される前記滅菌剤蒸気の濃度を調整するようにプログラムされていることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
4. 前記コントローラが、前記イベントに応じて、前記一つの気化ユニットにより供給される前記滅菌剤蒸気の温度を調整するようにプログラムされていることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
5. 前記コントローラが、前記イベントに応じて、前記一つの気化ユニットにより供給される前記滅菌剤蒸気の流量を調整するようにプログラムされていることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
6. 前記コントローラが、前記イベントに応じて、前記複数の処理ラインのそれぞれへと供給される前記滅菌剤蒸気の濃度を個別に制御するようにプログラムされていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
7. 前記コントローラが、前記イベントに応じて、前記複数の処理ラインのそれぞれへと供給される前記滅菌剤蒸気の温度を個別に調整するようにプログラムされていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
8. 前記コントローラが、前記イベントに応じて、前記複数の処理ラインのそれぞれへと供給される前記滅菌剤蒸気の流量を個別に調整するようにプログラムされていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
9. 前記コントローラが、前記イベントに応じて、前記複数の処理ラインの動作を調整するようにプログラムされていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
10. 前記コントローラが、前記イベントに応じて、前記複数の処理ラインの速度を調整するようにプログラムされていることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
11. 前記検出手段が、前記複数の処理ラインに個別に割り当てられた搬送センサを備え、
    前記搬送センサが、当該搬送センサに割り当てられた前記処理ラインの速度を示す信号を発信するように動作可能であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
12. 前記システムの異常を示す前記イベントが、前記搬送センサからの信号であって、前記複数の処理ラインのうち当該搬送センサに割り当てられたものに沿って移動する物品の速度がユーザの設定した許容範囲外となっていることを示す信号であることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
13. 前記検出手段が、前記複数の処理ラインに個別に割り当てられた物品センサを備え、
    前記物品センサが、当該物品センサに割り当てられた処理ラインに沿った所定の位置に物品が存在することを示す信号を発信するように動作可能であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
14. 前記システムの異常を示す前記イベントが、前記物品センサからの信号であって、前記複数の処理ラインのうち当該物品センサに割り当てられたものに沿って移動する物品の数量がユーザの設定した許容範囲外となっていることを示す信号であることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
15. 前記検出手段が、前記複数の処理ラインに個別に割り当てられた滅菌剤センサを備え、
    前記滅菌剤センサが、当該滅菌剤センサに割り当てられた処理ラインに沿った個別位置における前記滅菌剤蒸気の濃度を示す信号を発信するように動作可能であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
16. 前記システムの異常を示す前記イベントが、前記滅菌剤センサからの信号であって、前記個別位置における前記滅菌剤蒸気の濃度がユーザの設定した許容範囲外となっていることを示す信号であることを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
17. 前記検出手段が、前記複数の処理ラインに個別に割り当てられた温度センサを備え、
    前記温度センサが、当該温度センサに割り当てられた処理ラインに沿った個別位置における前記滅菌剤蒸気の温度を示す信号を発信するように動作可能であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
18. 前記システムの異常を示す前記イベントが、前記温度センサからの信号であって、前記個別位置における前記滅菌剤蒸気の温度がユーザの設定した許容範囲外となっていることを示す信号であることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
19. 前記検出手段が、前記複数の処理ラインに個別に割り当てられた流速センサを備え、
    前記流速センサが、当該流速センサに割り当てられた処理ラインに沿った個別位置における前記滅菌剤蒸気の流速を示す信号を発信するように動作可能であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
20. 前記システムの異常を示す前記イベントが、前記流速センサからの信号であって、前記個別位置における前記滅菌剤蒸気の流速がユーザの設定した許容範囲外となっていることを示す信号であることを特徴とする請求項１９に記載のシステム。
21. 前記一つの気化ユニットが、
    途切れのない液体滅菌剤の流れを供給するための滅菌剤供給ユニットに接続されており前記液体滅菌剤を気化させる気化器と、
    前記滅菌剤蒸気を前記複数の処理ラインのそれぞれに沿った個別位置へと輸送する第一の送風機と、
    を備えたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
22. 前記一つの気化ユニットから前記複数の処理ラインの一つ一つへとそれぞれ延びる複数の管路と、
    前記一つの気化ユニットから前記複数の処理ラインのそれぞれへの前記滅菌剤蒸気の流れを前記コントローラがそれぞれ制御できるようにするための、前記複数の管路のそれぞれの内に配置された弁と、
    を備えたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。

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