JP6413253B2 - 容器の滅菌方法および装置 - Google Patents
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このような充填システムにおいて、容器が滅菌環境下の充填装置に達する前の成形滅菌ラインで容器を十分に滅菌する必要がある。
例えば、ブロー成形された容器を移送しながら内面に滅菌剤を噴射し、洗浄することで、容器内部を滅菌するものが公知である(特許文献1等参照。)。
また、ブロー成形ユニットにおいて、プリフォーム内に吹き込むブローエアに滅菌剤を混合して容器内部を滅菌するものが公知である(特許文献2等参照。)。
また、容器がブロー成形の金型から離脱した後は容器の温度が低下して高温環境下での滅菌が行えないため、滅菌時間が長くなり、滅菌効率が低下する。そのため、ブロー成形ユニットより下流で滅菌する際には、滅菌剤を大量に噴射したり、再度の容器の加熱を行う等の対策を講じて滅菌を行う必要があった。
一方、特許文献2の滅菌方法では、プリフォーム内に吹き込む一次ブロー用エアに滅菌剤を混合して容器内部を滅菌し、次いで、二次ブロー用エアを吹き込むことによって、容器を成形しながら滅菌剤を除去している。しかし、この滅菌方法では、容器内部を十分に滅菌するためには、二次ブロー用エアに無菌エアを用いなければならず、装置が大型化するという問題があった。
また、加熱したプリフォームをブロー成形した直後、高温状態の容器に滅菌剤を噴射するので、滅菌時間を短縮することができる。
また、成形エリアを移送エリアより高圧に保つことにより、成形エリアから移送エリアへのエアの流れが生じるため、滅菌剤がブロー成形エリア全体に広がってブロー成形ユニットに悪影響を与えることがない。
請求項3に記載の滅菌方法、請求項10に記載の滅菌装置によれば、高温状態になった容器を冷却しながら賦形性を向上させ、かつ、滅菌することができる。
請求項4に記載の滅菌方法、請求項11に記載の滅菌装置によれば、ブロー成形直後の高温状態の容器に滅菌剤を噴射するので、効率的に容器を滅菌しながら冷却することができる。
請求項5に記載の滅菌方法、請求項12に記載の滅菌装置によれば、プリフォーム加熱および、加熱金型によるブロー成形により、より高温状態の容器に、滅菌剤を噴射するので、一層、滅菌効率を向上させ、滅菌時間を短縮することができる。
請求項7に記載の滅菌方法、請求項15に記載の滅菌装置によれば、洗浄エリアを移送エリアより高圧に保つことにより洗浄エリアから移送エリアへのエアの流れが生じるため、洗浄エリアへの滅菌剤及び菌の流入が抑制され、洗浄エリアの滅菌環境を十分に保つことが可能となる。
請求項16に記載の滅菌装置によれば、独立した滅菌装置等を設けることなく設備全体の構成を小型、簡略化することが可能となる。
本発明の第1実施形態にかかる滅菌方法および滅菌装置は、図1に示すように、PETボトル(ポリエチレンテレフタレートボトル)等の容器を成形するブロー成形ユニット110と、充填ユニットJを連結する移送ユニット130が設けられている。そして、移送ユニット130内の充填ユニット直前には、容器に付着した滅菌剤を洗浄する洗浄ユニット120を有している。
ブロー成形ユニット110は、ブロー成形タレット113と、ブロー成形タレット113に隣接するプリフォーム搬入タレット114および容器排出タレット115(最上流の移送タレット133u)を有し、本実施形態ではさらに他の移送タレット133mを有している。
プリフォーム搬入タレット114の上流側にはオーブン116が設けられており、プリフォーム導入路Pから導入されたプリフォームは、適宜の手段(図示せず)によってオーブン116内を通過して加熱された後にプリフォーム搬入タレット114に受け渡されるように構成されている。
オーブン116には、排気手段117が設けられている。
なお、移送タレット133の数は滅菌剤の保持時間に応じて設計すればよい。
また、本実施形態では、移送ユニット130の上流がブロー成形ユニット110内にあり、移送タレット133の数に応じて、移送ユニット130がさらに長くてもよく、或いは、短くてもよい。
さらに、移送ユニット130をブロー成形ユニット110内に重なる部分を持たないものとしてもよい。
また、本実施形態では4つの移送タレット121が示されているが、滅菌剤の洗浄が十分に行われれば、適宜の数、大きさで設計されればよい。
なお、洗浄ユニット120内では、滅菌剤をより確実に洗浄するため、上流部分で洗浄水等を噴射するようにしてもよい。
また、容器内に滅菌剤が残留しない状態であれば、洗浄ユニットを設けず、充填ユニットへ容器を移送してもよい。
ブロー成形ユニット110内のブロー成形タレットにおいては、ブロー成形を行う工程であるプレブロー工程、メインブロー工程、クーリングブロー工程を行う成形手段が配置されており、成形エリア内のクーリングブロー工程において、内面噴射手段111から容器の内面に滅菌剤を噴射するように構成されている。
内面噴射手段111は、ブロー手段140が、ブローのためのエアと滅菌剤とを切り替え噴射可能として構成されていてもよく、ブロー手段140とは独立して設けられていてもよい。
移送ユニット130内の移送エリア103の最上流の移送タレット133u(容器排出タレット115)の側方には、移送される容器の外面に向かって滅菌剤を噴射する外面噴射手段131が設けられている。
なお、ここでは滅菌には、除菌も含まれ、菌の種類、滅菌剤の噴射量、滅菌温度の違いによって滅菌および除菌の環境を作りだし、その全てを滅菌環境下とする。
また、滅菌剤としては滅菌および除菌に用いられる公知の気体、液体等が用いられ、例えば、過酸化水素、過酢酸、二酸化塩素、次亜塩素酸等の水溶液を気化することによって生じる飽和または不飽和ガスを滅菌成分とし、これらの水溶液をガス状およびミスト状の滅菌剤として噴射するのが好適である。
まず、プリフォーム導入路Pから、容器を形成するためのプリフォームがブロー成形ユニット110に導入され、オーブン116で、例えば100℃前後に加熱されてプリフォーム搬入タレット114を経てブロー成形タレット113に供給される。
ブロー成形タレット113では、加熱されたプリフォームが例えば60℃から120℃に加熱された金型160内に入り、プレブロー工程を経て、高圧エアによってブローするメインブロー工程で容器が成形され、エア切り替えを行い、冷却エアによりクーリングブロー工程で容器を冷却し、容器内部に滅菌剤を噴射して金型が離脱した後に、成形された容器が容器排出タレット115に排出される。
クーリングブロー工程で用いる冷却ロッド142は、容器内に冷却エアを吹いた後、容器排出タレット115への排出直前で、かつ、金型が離脱する直前に、冷却エアから滅菌剤に切り替えて容器内部に滅菌剤を噴射する。
そして、クーリングブロー工程は、短時間で行われるため、容器が成形時の高温状態で、滅菌剤を噴射することが可能になり、移送中に容器内面に滅菌剤を保持することができる。また、金型に滅菌剤が直接付着することを防止するとともに、容器排出タレット115の存在する移送エリア103より、ブロー成形タレット113の存在する成形エリア101が高圧となっているため、移送エリア103方向へのエアフローが生じているため、成形エリア101内に滅菌剤が飛散することが防止され、ブロー成形ユニット110への悪影響を防止している。
なお、前述した容器内面への滅菌剤の噴射は、クーリングブロー工程の容器冷却と同時に行ってもよく、冷却エアに滅菌剤を混合して噴射してもよい。
金型160、ブローノズル141、冷却ロッド142及びそれらに接続されている配管等のブロー手段140は、ブロー成形タレット113によって回転しながら、ブロー成形工程を順次進めるように構成されているが、具体的な構成は、滅菌剤の噴射に関する構成を除いて公知のものと同様でよく、図2では概略のみ示している。
まず、ブロー成形タレット113に加熱されたプリフォーム150が導入されて金型160内にセットされ、ブローノズル141がプリフォーム150にセットされる。
次いで、プレブロー配管143のバルブが開放されてプレブロー工程が行われる。
この時、プレブローエアと同時にプリフォーム150を延伸するストレッチロッド142が挿入される。このストレッチロッド142は、後のクーリングブロー工程で、冷却エアを出す供給孔を有しており、冷却ロッド142でもある。
メインブロー工程が完了すると、冷却ロッド142に接続されたクーリング配管146のバルブが開放され、排気配管145が開放されて、容器内のエアが排気されながらブロー成形された容器が冷却される。
この時、クーリング配管146と同様に冷却ロッド142に接続された滅菌剤配管147のバルブをクーリング配管146が閉塞するタイミングで開放して、容器の内面に滅菌剤が噴射される。
この後、ブローノズル141、冷却ロッド142が離脱し、金型160が開放して、成形され内面に滅菌剤が噴射された容器が、移送エリア103の容器排出タレット115に受け渡される。
この間、容器の内面および外面は、滅菌剤が付着した状態で所定の時間移送されることで充分に滅菌される。
また、移送エリア103全体が移送ユニット130として独立した空間を形成し、大気より陽圧で、かつ排気手段132により成形エリアおよび洗浄エリアより低圧に保たれているため、外面噴射手段131から噴射された滅菌剤がガス状、あるいは、ミスト状に移送エリア103全体を充満するように噴射圧や噴射量を調節しても、移送エリア103の外に滅菌剤が漏出することはないため、充分な滅菌効果が得られる最適な噴射を任意に行うことが可能となる。また、移送エリア103が滅菌剤で充満することで、移送エリア内を滅菌環境下にすることもできる。
洗浄エリア102内は、事前に容器に接触する装置自体も滅菌され、かつ無菌エアの供給により最初から滅菌状態が維持されているとともに、移送エリア103よりも高圧に保たれるため、移送エリア103方向へのエアフローが生じ、移送エリア103から滅菌剤及び菌が流入することもない。
洗浄エリア102内で十分に洗浄された容器は、洗浄ユニット120の下流に配置された充填ユニットJに供給される。
本実施形態の滅菌装置100のブロー成形工程と滅菌剤の噴射は、前述した実施形態と同様に、金型160、ブローノズル141、ストレッチロッド142を有している。そして、それらに接続されている配管等のブロー手段140は、ブロー成形タレット113によって回転しながら、ブロー成形工程を順次進めるように構成されているが、具体的な構成は、滅菌剤の噴射に関する構成を除いて公知のものと同様でよく、図3では概略のみ示している。
まず、ブロー成形タレット113に加熱されたプリフォーム150が導入されて金型160内にセットされ、ブローノズル141がプリフォーム150にセットされる。
次いで、プレブロー配管143のバルブが開放されてプレブロー工程が行われる。
この時、プレブローエアと同時にプリフォーム150を延伸するストレッチロッド142が挿入される。
メインブロー工程が完了すると、メインブロー配管144のバルブが閉塞され、メインブロー配管144と合流する滅菌剤配管147のバルブが開放して、メインブローのエアフローと同一のフローで滅菌剤が噴射される。
このことで、前述の第1実施形態よりも、より高温時に滅菌剤を噴射するため、高温で滅菌でき、容器の冷却と同時に容器の滅菌も行うことが可能となる。
第2実施形態として、メインブローエアの配管を切り替えることで滅菌剤を噴射したが、図2に示す第1実施例と同じようにストレッチロッド142から滅菌剤を噴射できるようにしておき、メインブロー工程終了時に、ストレッチロッド142から滅菌剤を噴射してもよい。
内面噴射手段111bを移送ユニット130内に配置することにより、容器の成形熱を滅菌に有効に活用でき、成形エリア101内で滅菌剤を噴射することがなく、さらにブロー成形ユニット110に対する滅菌剤による悪影響を防止することができる。
また、移送ユニット130の移送エリア103内であるため滅菌剤が飛散してもよく、内面噴射手段111bを容器内部に挿入せずに容器口部から滅菌剤を噴射するだけの簡素な構造とすることができる。
さらに、いずれの実施形態のものも、プリフォーム搬入タレット114、ブロー成形タレット113を含む全ての移送、移送手段をタレットとしたが、これらの一部あるいは全部を、直線移送手段等の他の構成としてもよい。
また、第2実施形態のように滅菌剤配管147がブローノズル141に接続されている場合、プレブロー工程から容器の離脱までのいかなるタイミングでも容器内面に滅菌剤の噴射が可能であり、適宜のタイミングで独立して、あるいは他のエアフローと並行して滅菌剤を噴射してもよい。
(1)試験容器
500mlPETボトル用プリフォームを用い、Bacllus atrophaeus胞子の菌懸濁液を1.3×102cfu/mlの濃度に調整し、10μm/本の菌懸濁液をプリフォーム内面に付着させ、クリーンルーム(CLASS10000)内で24時間保存し乾燥させた。
(2)試験条件
試験条件は表1に示した通りであり、ブロー成形条件、滅菌剤の濃度・噴射量・温度・噴射時間、無菌エア洗浄流量・温度・洗浄時間は全て同一であり、金型温度、滅菌剤噴射のタイミングが違うものである。
(3)試験方法
菌を付着させたプリフォームを、前述した本発明の第1実施形態で滅菌したPETボトルAと、従来通り成型機にてブロー成形された後に移送され、別装置の滅菌洗浄装置にて、滅菌剤を噴射した後、無菌エアにて洗浄したPETボトルBを、それぞれを滅菌済みキャップで密封しながら、サンプリングを行った。その滅菌した容器にクリーンベンチ内でSCD液体培地を充填し、滅菌済みキャップにて密封した。30℃にて7日間保存し、培地に混濁の認められるものを陽性(×)、培地に混濁が認められないものを陰性(○)とした。また、ボトル温度は、洗浄装置の手前のPETボトル温度を測定した。
その結果を表2に示す。
101 ・・・ 成形エリア
102 ・・・ 洗浄エリア
103 ・・・ 移送エリア
110 ・・・ ブロー成形ユニット
111 ・・・ 内面噴射手段
112 ・・・ 無菌エア供給手段(ブロー成形ユニットの)
113 ・・・ ブロー成形タレット
114 ・・・ プリフォーム搬入タレット
115 ・・・ 容器排出タレット
116 ・・・ オーブン
117 ・・・ 排気手段(オーブンの)
120 ・・・ 洗浄ユニット
121 ・・・ 移送タレット
122 ・・・ 無菌エア供給手段(洗浄ユニットの)
130 ・・・ 移送ユニット
131 ・・・ 外面噴射手段
132 ・・・ 排気手段(移送ユニットの)
133u・・・ 移送タレット(最上流の)
133m・・・ 移送タレット(中間の)
133d・・・ 移送タレット(最下流の)
140 ・・・ ブロー手段
141 ・・・ ブローノズル
142 ・・・ ストレッチロッド(冷却ロッド)
143 ・・・ プレブロー配管
144 ・・・ メインブロー配管
145 ・・・ 排気配管
146 ・・・ クーリング配管
147 ・・・ 滅菌剤配管
150 ・・・ プリフォーム
160 ・・・ 金型
P ・・・ プリフォーム導入路
J ・・・ 充填ユニット
Claims (16)
- 容器のブロー成形を行う成形エリア、前記成形エリアで成形された容器に内容物を充填する充填エリア、及び前記成形エリアと充填エリアを連結する移送エリアを有し、
前記ブロー成形が、少なくともプレブロー工程、メインブロー工程を有し、
前記成形エリア内のメインブロー工程後の所定のタイミングにおいて容器の内面に滅菌剤を噴射する容器の滅菌方法であって、
前記成形エリア及び前記移送エリアは、陽圧に保たれ、且つ、前記成形エリアは、前記移送エリアより高圧に保たれ、
前記移送エリアは、前記成形エリアのブロー成形タレットから容器を排出する容器排出タレットを備え、
前記容器排出タレットは、前記移送エリア内で最上流に配置されており、
前記容器内面への滅菌剤の噴射は、前記メインブロー工程後から前記容器排出タレットによる移送工程までの間の所定のタイミングで行われることを特徴とする滅菌方法。 - 前記ブロー成形が、メインブロー工程の後に、クーリングブロー工程を有し、
前記成形エリア内のクーリングブロー工程において、容器の内面に滅菌剤を噴射することを特徴とする請求項1に記載の滅菌方法。 - 前記ブロー成形が、プレブロー工程とメインブロー工程からなり、
前記メインブロー工程終了時において、容器の内面に滅菌剤を噴射することを特徴とする請求項1に記載の滅菌方法。 - 前記移送エリア内の移送工程において、容器の内面に滅菌剤を噴射することを特徴とする請求項1に記載の滅菌方法。
- 前記ブロー成形が、ブロー成形金型の温度を60℃から120℃として行われることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の滅菌方法。
- 前記移送エリア内で容器の外面に滅菌剤を噴射することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の滅菌方法。
- 前記移送エリアが陽圧に保たれ、充填エリア直前に容器に付着した滅菌剤を洗浄する洗浄エリアを有し、
少なくとも前記洗浄エリアが、洗浄エリア外の移送エリアより高圧に保たれることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の滅菌方法。 - 容器のブロー成形を行う成形ユニットと、前記成形ユニットで成形された容器に内容物を充填する充填ユニット、及び前記成形ユニットと充填ユニットを連結する移送手段が配置された移送ユニットを有し、
前記成形ユニットが、少なくともプレブロー工程とメインブロー工程を行う成形手段を有し、
前記成形ユニット内のメインブロー工程後の所定のタイミングにおいて、容器の内面に滅菌剤を噴射する内面噴射手段を設けた容器の滅菌装置であって、
前記成形ユニット及び前記移送ユニットは、陽圧に保たれ、且つ、前記成形ユニットは、前記移送ユニットより高圧に保たれ、
前記成形ユニットのブロー成形タレットから容器を排出する容器排出タレットは、前記移送ユニット内で最上流に配置されており、
前記容器内面への滅菌剤の噴射は、前記メインブロー工程後から前記容器排出タレットによる移送工程までの間の所定のタイミングで行われることを特徴とする滅菌装置。 - 前記成形ユニットが、メインブロー工程の後にクーリング工程を行う成形手段を有し、
前記クーリング工程において、容器の内面に滅菌剤を噴射する内面噴射手段が設けられていることを特徴とする請求項8記載の滅菌装置。 - 前記成形ユニットが、プレブロー工程、メインブロー工程を行う成形手段からなり、
前記メインブロー工程終了時において、容器の内面に滅菌剤を噴射する内面噴射手段が設けられていることを特徴とする請求項8に記載の滅菌装置。 - 前記移送ユニット内に、容器の内面に滅菌剤を噴射する内面噴射手段が設けられていることを特徴とする請求項8に記載の滅菌装置。
- 前記成形ユニットは、ブロー成形金型を有し、ブロー成型時に金型温度を60℃〜120℃に加熱することを特徴とする請求項8乃至請求項11のいずれかに記載の滅菌装置。
- 前記移送ユニット内の移送中の容器に対して、前記容器の外面に滅菌剤を噴射する外面噴射手段が設けられていることを特徴とする請求項8乃至請求項12のいずれかに記載の滅菌装置。
- 前記成形ユニットが、陽圧化手段を有し、
前記移送ユニット内には、前記成形ユニットよりも低圧に保つ排気手段が設けられていることを特徴とする請求項8乃至請求項13のいずれかに記載の滅菌装置。 - 前記移送ユニット内の充填ユニット直前には、容器に付着した滅菌剤を洗浄する洗浄ユニットを有し、
前記洗浄ユニットが、陽圧化手段を有し、
前記洗浄ユニット外の移送ユニット内に、前記洗浄ユニットよりも低圧に保つ排気手段が設けられていることを特徴とする請求項8乃至請求項14のいずれかに記載の滅菌装置。 - 前記ブロー成形ユニットが、少なくともブロー成形タレットと、前記ブロー成形タレットに隣接するプリフォーム搬入タレットおよび容器排出タレットを有し、
前記移送ユニットの上流側の一部の内部空間が、前記ブロー成形ユニットの下流側の一部の内部空間と重複し、
前記容器排出タレットが、前記重複した内部空間に配置されていることを特徴とする請求項8乃至請求項15のいずれかに記載の滅菌装置。
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