JP6533775B2

JP6533775B2 - 乾熱滅菌装置

Info

Publication number: JP6533775B2
Application number: JP2016250647A
Authority: JP
Inventors: 橋口　拓郎; 拓郎橋口; 鈴木　健; 健鈴木; 正明樋口; 和宏高澤
Original assignee: Rasco Co Ltd
Current assignee: Rasco Co Ltd
Priority date: 2016-12-26
Filing date: 2016-12-26
Publication date: 2019-06-19
Anticipated expiration: 2036-12-26
Also published as: CN108236725A; JP2018102489A

Description

本発明は、乾熱滅菌装置に関する。

瓶など、薬の収納容器を滅菌する滅菌装置が従来より知られている。
特許文献１では、滅菌対象物としてのガラス製の薬の瓶を連続して導入することができる滅菌装置が知られている。
この滅菌装置では、滅菌対象物を搬送する搬送手段と、搬送手段によって滅菌室に導入された滅菌対象物の上方から加熱エアを吹き出す加熱エア供給手段と、滅菌後の滅菌対象物を冷却する冷却室とを備えている。

この滅菌装置の滅菌方法としては、ヒータによって加熱された熱風を滅菌室内に吹き付け、このエアは循環経路を通ってさらにヒータで再加熱され、再加熱されたエアが循環ファンから吹き出されるようにして滅菌対象物を加熱滅菌している。

特開２００６−２１７９８号公報

上述したように、特許文献１に示すような滅菌装置では、滅菌対象物が導入された滅菌室内で加熱エアを循環させて加熱滅菌を行っている。このような滅菌装置によれば、エアを加熱するヒータ、エアを循環させる循環通路、エアを循環させるためのファンなど多くの構成要素が必要であって装置全体が大型化しやすい。さらに、滅菌室を複数設けて加熱を段階的に行うような場合も多くあり、この場合はさらに装置全体が大型化し且つ消費電力がきわめて大きいという課題がある。

一方、滅菌対象物としての薬の瓶等の薬品分野、その他医療に用いる器具については、滅菌の完全性を担保するため、加熱による滅菌の場合は温度センサにより温度と加熱時間をチェックする完全性試験を行う必要がある。さらに、いつどのような方法で滅菌したのか、その履歴が確認できるようにしておくトレーサビリティに対応する必要もある。
従来の加熱エアによる滅菌方法は実績もあり、上記のような課題があったとしても完全性試験及びトレーサビリティの面では何ら問題はない。

装置全体の大型化を防止すべく、加熱エアとは異なる新しい滅菌方法として、滅菌室内の温度を滅菌温度まで上昇させるのではなく、滅菌対象物を直接滅菌温度まで上昇させる場合を検討する場合には、完全性試験において複数の滅菌対象物自体の温度測定をしなくてはならず、完全性試験の手間が大きい。

そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、加熱エアによる滅菌を実行しつつも装置全体の大型化の防止及び消費電力の低減を図ることができる乾熱滅菌装置を提供することにある。

本発明にかかる乾熱滅菌装置によれば、滅菌対象物を搬送する搬送装置と、前記搬送装置によって搬送されてくる滅菌対象物を滅菌するための滅菌室と、前記滅菌室内の空気を加熱するエア加熱装置と、前記搬送装置によって前記滅菌室から出てくる滅菌後の滅菌対象物を冷却する冷却室と、前記滅菌室よりも搬送方向の上流側に配置され、滅菌室へ導入される前の滅菌対象物を加熱する加熱室と、加熱室内の滅菌対象物を加熱する赤外線を発生させる赤外線ヒータと、を具備し、前記滅菌室は、上流側の前記加熱室と下流側の冷却室との間を隔壁によって閉塞した空間として設けられ、前記冷却室は、滅菌対象物を段階的に冷却するために、互いに隔壁によって閉塞された複数の冷却室が設けられており、各冷却室には、それぞれ前記エア加熱装置が設けられており、各前記エア加熱装置は、前記搬送装置よりも下方に配置された給気口と、給気口の下部に連結されて上方に向かって延び、中途部にエアを加熱するヒータが設けられた縦配管と、縦配管の上端部に設けられたファンと、ファンから下方に向けて径が徐々に広がる四角錘状に形成された排気口と、排気口の下方に設けられた防塵フィルタと、を有し、各前記冷却室に滅菌対象物が搬送される前に各前記冷却室内のエア加熱装置によって各前記冷却室内を予め自己滅菌するように制御し、各前記冷却室における滅菌対象物の冷却時には、前記エア加熱装置のヒータをオンさせずにファンを駆動させて冷却室内の除塵を行うように制御する制御部が設けられていることを特徴としている。
この構成を採用することによって、滅菌室に導入される前の滅菌対象物を赤外線であらかじめ加熱しておくことができる。加熱室では、滅菌対象物を赤外線で加熱するので、空気を加熱するための大規模な設備は必要なく装置全体の小型化に寄与する。実際の滅菌は、加熱装置による空気加熱で行うので、完全性試験における手間もない。
また、加熱された滅菌対象物が急激に温度低下して破損等してしまう、いわゆるヒートショックを生じさせないようにできる。

また、前記加熱室は複数設けられており、滅菌対象物を段階的に加熱することを特徴としてもよい。
この構成によれば、滅菌対象物が急激に温度上昇して破損等してしまう、いわゆるヒートショックを生じさせないようにできる。

本発明の乾熱滅菌装置によれば、加熱されたエアによって滅菌対象物を滅菌しつつ、装置全体の小型化及び消費電力の低減を図れる。

本発明に係る乾熱滅菌装置の全体構成を示す説明図である。乾熱滅菌装置の制御系を示すブロック図である。

図１に本実施形態にかかる乾熱滅菌装置を示す。
本実施形態の乾熱滅菌装置２０は、滅菌対象物としてガラス製の薬品瓶１０を連続して滅菌できる装置である。
この乾熱滅菌装置２０は、筐体２１によって周囲の外壁が構成されており、筐体２１内で、加熱エリアＢ、滅菌エリアＣ、及び冷却エリアＤの３つのエリアに区分けされる。
加熱エリアＢ、滅菌エリアＣ、冷却エリアＤの間は、隔壁２８によって閉塞され、互いに空気が流通しないようになっている。

乾熱滅菌装置２０の筐体２１内には、薬品瓶１０を連続して搬送方向に搬送するネットコンベア（搬送装置）２５が設けられている。
筐体２１にはネットコンベア２５の搬送方向上流側端部が露出する入口部Ａが形成されている。ネットコンベア２５は、入口部Ａから、加熱エリアＢ、滅菌エリアＣ、冷却エリアＤを通過するように配置されている。筐体２１にはネットコンベア２５の搬送方向下流側端部が露出する出口部Ｅが形成されている。
ただし、搬送装置２５としては、連続して薬品瓶１０を搬送できるものであればネットコンベアに限定するものではない。

加熱エリアＢは滅菌エリアＣよりも搬送方向の上流側に設けられている。加熱エリアＢには、赤外線ヒータ３２が複数設けられている。各赤外線ヒータ３２は、ネットコンベア２５の搬送方向に対して直交する方向に沿って所定の間隔をあけて1列配置され、この列が搬送方向に沿って複数列配置される。

また、赤外線ヒータ３２と薬品瓶１０との距離は、薬品瓶１０の大きさに合わせて適宜変更するとよい。
各加熱エリアＢ内の赤外線ヒータ３２が作動することによって、滅菌エリアＣに搬入される前の薬品瓶１０が加熱される。

次に、本実施形態で用いられる赤外線ヒータについて説明する。
本実施形態における赤外線ヒータとしては、石英ガラス管内にカーボンワイヤを発熱体として配置されたものを採用している。この赤外線ヒータは、中長波の赤外線（波長１〜３μｍ）を放射し、ガラス、樹脂、水などの加熱に適している。

赤外線ヒータ３２は、赤外線による誘導加熱によって対象物を加熱する。すなわち、加熱エアによる加熱ではなく、赤外線によって対象物を分子振動させて加熱するものであるため、迅速に昇温させることができ、また対象物の配置位置などに関係なくムラなく加熱させることができる。

このように、赤外線ヒータ３２によって、滅菌エリアＣに搬入される前の薬品瓶１０を前もって加熱することにより、滅菌エリアＣにおけるエア加熱用の設備を小型化することができ、また滅菌エリアＣにおけるエア加熱用の設備の消費電力を低減させることができる。

また加熱エリアＢは、予備加熱室３４及び加熱室３３の２つのゾーンを有している。本実施形態では、予備加熱室３４と加熱室３３との間には、赤外線ヒータ３２よりも上方において隔壁２８が設けられている。
まず予備加熱室３４で薬品瓶１０は予備加熱され、予備加熱室３４で予備加熱した薬品瓶１０はネットコンベア２５によって加熱室３３に搬送され、加熱される。
このように、赤外線ヒータ３２による加熱を２段階にすることで、薬品瓶１０が急激に加熱されることによるヒートショックを防止できる。

また、滅菌エリアＣは、その上流側の加熱エリアＢと下流側の冷却エリアＤと隔壁２８によって閉塞された空間である滅菌室２４が設けられている。この滅菌室２４内には、エア加熱装置３８が設けられている。
エア加熱装置３８は、ネットコンベア２５のネットよりも下方に配置された吸気口４０と、吸気口４０の下部に連結されて上方に向かって延びる縦配管４１と、縦配管４１の上端部に設けられたファン３６と、ファン３６から下方に向けて開口する排気口４２とを備えている。縦配管４１の中途部には、縦配管４１内を流通するエアを加熱するヒータ４４が設けられている。また、排気口４２の下方には、防塵フィルタ４６が設けられている。防塵フィルタ４６としてはＨＥＰＡフィルタ等を採用することができる。

排気口４２は、防塵フィルタ４６に向けて下方に徐々に広がるような四角錐状になっている。また、吸気口４０もネットコンベア２５の下面で大径に開口し、下方に向けて徐々に径が狭くなるような四角錐状に形成されている。

滅菌エリアＣの搬送方向下流側には、冷却エリアＤが設けられている。冷却エリアＤは、互いに隔壁２８によって閉塞された第1冷却室５０と、第２冷却室５２の２つの冷却室を有している。各冷却室５０、５２にはそれぞれ、エア加熱装置３８が設けられている。
各冷却室５０、５２に設けられたエア加熱装置３８は、滅菌室２４に設けられたエア加熱装置と同じ構成であるので、同一の符号を付し、説明は省略する。本実施形態の冷却第１冷却室５０及び第２冷却室５２では、冷却装置などは設けられていないため、自然冷却で薬品瓶１０が冷却される。ただし、各冷却室５０、５２には冷風を送風する冷却装置を設けてもよい。

このように、各冷却室５０、５２にもエア加熱装置３８を設けることによって、冷却室５０、５２に薬品瓶１０が搬送されてくる前に、冷却室５０、５２内を自己滅菌することができる。すなわち、あらかじめ冷却室５０、５２内を滅菌しておくことにより、冷却時における薬品瓶１０の汚染を防止できる。

また、入口部Ａと予備加熱室３４との間、加熱室３３と滅菌室２４との間、滅菌室２４と第１冷却室５０との間、第１冷却室５０と第２冷却室５２との間、及び第２冷却室５２と出口部Ｅとの間には、開閉可能なシャッター５４が設けられている。各シャッター５４が開いているときは、ネットコンベア２５が動いて薬品瓶１０を次のエリアに移動させることができる。各シャッター５４が閉じているときは、互いの内部空気が流通することがないようにしている。すなわち、滅菌中及び冷却中においては、各シャッター５４は閉じておくように制御される。なお、滅菌中及び冷却中において、各シャッター５４が薬品瓶１０が通過できる程度に開いていてもよい。

図２に、本実施形態の乾熱滅菌装置２０の制御系のブロック図を示す。
乾熱滅菌装置２０には、各構成の動作制御を実行する制御部５６が設けられている。
制御部５６は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等から構成されている。制御部５６は、ＲＯＭ等の記憶装置に記憶された動作プログラムを読み出して実行する。
制御部５６は、動作プログラムに基づいて、ネットコンベア２５、各赤外線ヒータ３２、各シャッター５４、各エア加熱装置３８の動作を制御して滅菌工程を実行する。

以下、乾熱滅菌装置２０の動作の一例を説明する。
まず、滅菌工程開始前に、制御部５６は、乾熱滅菌装置２０内の全赤外線ヒータ３２をオンにするとともに、全てのエア加熱装置３８を動作させて加熱エリアＢ、滅菌エリアＣ、冷却エリアＤ内の自己滅菌を行う。自己滅菌は、例えば、２８０℃で４０分間、各エリアを加熱することで行われる。このときシャッター５４は開いている状態でよい。

自己滅菌が終了すると、制御部５６は、全赤外線ヒータ３２をオフにし、全エア加熱装置３８をオフにする。次に、制御部５６はネットコンベア２５を動作させて薬品瓶１０を滅菌装置２０内に送り込む。このとき、ネットコンベア２５は、薬品瓶１０の洗浄装置（図示せず）等に連結され、洗浄装置から自動的に洗浄後の薬品瓶１０が移送されてくるようにしてもよい。

ネットコンベア２５が動作して薬品瓶１０の移送中は、制御部５６は、必ず各シャッター５４を開けるようにしている。
そして、所定数の最初の薬品瓶１０が予備加熱室３４内に移送されると、制御部５６は、ネットコンベア２５の動作を停止し、シャッター５４を閉じ、予備加熱室３４の赤外線ヒータ３２を作動させて加熱を開始する。

制御部５６は、所定時間予備加熱室３４内で薬品瓶１０を加熱した後、予備加熱室３４内の赤外線ヒータ３２をオフにし、シャッター５４を開け、ネットコンベア２５を所定距離動作させることによって、予備加熱室３４内の予備加熱済みの薬品瓶を加熱室３３へ搬送する。
このとき、ネットコンベア２５に薬品瓶１０が連続して配置されていれば、予備加熱室３４内に新たな薬品瓶１０が移送される。
次に、制御部５６は、ネットコンベア２５の動作を停止し、シャッター５４を閉じ、予備加熱室３４及び加熱室３３の赤外線ヒータ３２を作動させて加熱を開始する。

赤外線ヒータ３２による加熱温度は、薬品瓶１０の温度が滅菌室２４における滅菌温度まで上昇させるとよい。
あるいは、赤外線ヒータ３２による加熱温度は、薬品瓶１０の温度を滅菌室２４における滅菌温度よりも高くし、滅菌室２４においては薬品瓶１０の温度を下げた状態で滅菌温度を維持するようにしてもよい。

加熱エリアＢにおける加熱終了後、制御部５６は、シャッター５４を開け、ネットコンベア２５を動作させて加熱室３３から滅菌室２４へ加熱後の薬品瓶１０を送り込む。このとき、未滅菌の薬品瓶１０が連続してネットコンベア２５の上流側に配置されていれば、未滅菌の薬品瓶１０が予備加熱室３４に、予備加熱済みの薬品瓶１０が加熱室３３内に移送される。

滅菌室２４に加熱後の薬品瓶１０が送り込まれた後、制御部５６は、エア加熱装置３８を動作させるとともに、滅菌室２４の両端のシャッター５４を閉じ、滅菌室２４内の加熱エアが外に漏れないようにする。
滅菌工程は、自己滅菌と同様に２８０℃で４０分間加熱を行うようにするとよい。滅菌工程中、制御部５６は、ヒータ４４及びファン３６を制御して滅菌室２４内の温度調整を実行する。

滅菌工程終了の際、制御部５６は、エア加熱装置３８をオフにするとともに、滅菌室２４の両端のシャッター５４を開く。
そして、制御部５６は、ネットコンベア２５を動作させて、滅菌室２４で滅菌された薬品瓶１０を冷却エリアＤの第１冷却室５０に送り込む。
このとき、加熱エリアＢにて加熱された薬品瓶１０が連続して滅菌室２４に送り込まれる。また、未加熱の薬品瓶１０が加熱エリアＢに送り込まれる。

そして、所定数の滅菌済みの薬品瓶１０が第１冷却室５０に移送され、加熱済みの薬品瓶１０が滅菌室２４内に移送されると、制御部５６は、ネットコンベア２５の動作を停止し、各シャッター５４を閉じ、滅菌室２４のエア加熱装置３８を作動させて次の薬品瓶１０の滅菌を開始する。また、制御部５６は、予備加熱室３４及び加熱室３３の赤外線ヒータ３２を作動させ、加熱を開始する。

なお、第１冷却室５０内における冷却時には、制御部５６は、第１冷却室５０のファン３６を駆動して第１冷却室５０の除塵を行う。このとき、当然に第１冷却室５０のヒータ４４はオンさせないように制御する。

そして、滅菌工程終了の際、制御部５６は、エア加熱装置３８をオフにするとともに、滅菌室２４の両端のシャッター５４を開く。
そして、制御部５６は、ネットコンベア２５を動作させて、滅菌室２４で滅菌された薬品瓶１０を冷却エリアＤの第１冷却室５０に送り込む。第１冷却室５０で冷却された薬品瓶１０は、第２冷却室５２に送り込まれる。このとき、加熱エリアＢにて加熱された薬品瓶１０が連続して滅菌室２４に送り込まれる。また、未加熱の薬品瓶１０が加熱エリアＢに送り込まれる。

そして、所定数の滅菌済みの薬品瓶１０が第１冷却室５０に移送され、第１冷却室５０の薬品瓶１０が第２冷却室５２に移送され、加熱済みの薬品瓶１０が滅菌室２４内に移送されると、制御部５６は、ネットコンベア２５の動作を停止し、各シャッター５４を閉じ、滅菌室２４のエア加熱装置３８を作動させて次の薬品瓶１０の滅菌を開始する。

第２冷却室５２内における冷却時には、制御部５６は、第２冷却室５２のファン３６を駆動して第２冷却室５２の除塵を行う。このとき、当然に第２冷却室５２のヒータ４４はオンさせないように制御する。第２冷却室５２においては、薬品瓶１０が最終的に４０℃程度の温度まで下がればよい。
このように、冷却室を２段階に設けることにより、薬品瓶１０が急激に冷えることによるヒートショックを防止することができる。

上述してきた動作は、シャッター５４を閉じて予備加熱、加熱、滅菌、冷却を行うものであった。次に、シャッター５４を開けた状態で各工程を連続して行う動作について説明する。
まず、滅菌工程開始前に、制御部５６は、乾熱滅菌装置２０内の全赤外線ヒータ３２をオンにするとともに、全てのエア加熱装置３８を動作させて加熱エリアＢ、滅菌エリアＣ、冷却エリアＤ内の自己滅菌を行う。この自己滅菌は、上述した動作の場合と同様であって、例えば、２８０℃で４０分間、各エリアを加熱することで行われ、シャッター５４は開いている状態でよい。

自己滅菌が終了すると、制御部５６は、全エア加熱装置３８をオフにして各冷却室５０、５２の温度が室温程度にまで低下するまで、所定時間待機する。
自己滅菌終了から所定時間経過して各冷却室５０、５２の温度が低下したところで、制御部５６はネットコンベア２５を動作させて薬品瓶１０を滅菌装置２０内に送り込む。このとき、ネットコンベア２５は、薬品瓶１０の洗浄装置（図示せず）等に連結され、洗浄装置から自動的に洗浄後の薬品瓶１０が移送されてくるようにしてもよい。

制御部５６は、各シャッター５４を、滅菌対象となる薬品瓶１０が通過できる程度の開度で開いているように制御する。また、制御部５６は、ネットコンベア２５を所定のスピードで常時動いているように制御する。

制御部５６は、ネットコンベア２５の動作開始と同時か、又は動作開始前に予備加熱室３４の赤外線ヒータ３２、加熱室３３の赤外線ヒータ３２、滅菌室２４のエア加熱装置３８を作動させる。
ネットコンベア２５が常時作動し、シャッター５４が常時開いていることによって、ネットコンベア２５によって移送される薬品瓶１０は、止まることなく連続して加熱エリアＢ、滅菌エリアＣ、冷却エリアＤを移動する。

この動作により、薬品瓶１０は、まず予備加熱室３４において赤外線ヒータ３２で予備過熱され、次に加熱室３３に移動して同様に赤外線ヒータ３２で加熱される。
そして加熱された薬品瓶１０は連続して滅菌室２４内に進入し、加熱エアによって加熱されて滅菌される。滅菌工程は、自己滅菌と同様に２８０℃で４０分間加熱を行うようにするとよい。滅菌工程中、制御部５６は、ヒータ４４及びファン３６を制御して滅菌室２４内の温度調整を実行する。

滅菌された薬品瓶１０は、連続して第１冷却室５０に進入し、自然冷却又は図示しない冷却装置により冷却される。そして第１冷却室５０から出た薬品瓶１０は、連続して第２冷却室５２に進入し、自然冷却又は図示しない冷却装置により冷却される。
このとき、制御部５６は、第１冷却室５０及び第２冷却室５２のファン３６を駆動して第１冷却室５０及び第２冷却室５２の除塵を行う。
薬品瓶１０は、第２冷却室５２から出口部Ｅに出る際に４０℃程度の温度まで下がればよい。

このように、予備加熱、加熱、滅菌、冷却の各工程を連続して行う場合、１つの薬品瓶１０に対して各工程が十分に行える時間となるよう、制御部５６はネットコンベア２５の動作を制御する。

上述してきた実施形態では、加熱エリアＢにおいて予備加熱室３４と加熱室３３の２つの加熱室を設けているが、加熱室の数はこれに限られることはなく、加熱エリアＢには１つの加熱室のみを設けてもよいし、３つ以上の加熱室を設けてもよい。
また、冷却エリアＤにおいて、第１冷却室５０と第２冷却室の２つの冷却室を設けているが、冷却室の数はこれに限られることはなく、冷却エリアＤには１つの冷却室を設けてもよいし、３つ以上の冷却室を設けてもよい。

なお、上述してきた実施形態では、滅菌対象物としてガラス製の薬品瓶を例として挙げたが、滅菌対象物としてはガラス製の薬品瓶に限定するものではなく、他の物を滅菌対象物としてもよい。

１０薬品瓶
２０乾熱滅菌装置
２１筐体
２４滅菌室
２５ネットコンベア（搬送装置）
２８隔壁
３２赤外線ヒータ
３３加熱室
３４予備加熱
３６ファン
３８エア加熱装置
４０吸気口
４１縦配管
４２排気口
４４ヒータ
４６防塵フィルタ
５０第１冷却室
５２第２冷却室
５４シャッター
５６制御部
Ａ入口部
Ｂ加熱エリア
Ｃ滅菌エリア
Ｄ冷却エリア
Ｅ出口部

Claims

滅菌対象物を搬送する搬送装置と、
前記搬送装置によって搬送されてくる滅菌対象物を滅菌するための滅菌室と、
前記滅菌室内の空気を加熱するエア加熱装置と、
前記搬送装置によって前記滅菌室から出てくる滅菌後の滅菌対象物を冷却する冷却室と、
前記滅菌室よりも搬送方向の上流側に配置され、滅菌室へ導入される前の滅菌対象物を加熱する加熱室と、
加熱室内の滅菌対象物を加熱する赤外線を発生させる赤外線ヒータと、を具備し、
前記滅菌室は、上流側の前記加熱室と下流側の冷却室との間を隔壁によって閉塞した空間として設けられ、
前記冷却室は、滅菌対象物を段階的に冷却するために、互いに隔壁によって閉塞された複数の冷却室が設けられており、各冷却室には、それぞれ前記エア加熱装置が設けられており、
各前記エア加熱装置は、前記搬送装置よりも下方に配置された給気口と、給気口の下部に連結されて上方に向かって延び、中途部にエアを加熱するヒータが設けられた縦配管と、縦配管の上端部に設けられたファンと、ファンから下方に向けて径が徐々に広がる四角錘状に形成された排気口と、排気口の下方に設けられた防塵フィルタと、を有し、
各前記冷却室に滅菌対象物が搬送される前に各前記冷却室内のエア加熱装置によって各前記冷却室内を予め自己滅菌するように制御し、各前記冷却室における滅菌対象物の冷却時には、前記エア加熱装置のヒータをオンさせずにファンを駆動させて冷却室内の除塵を行うように制御する制御部が設けられていることを特徴とする乾熱滅菌装置。
前記加熱室は複数設けられており、滅菌対象物を段階的に加熱することを特徴とする請求項１記載の乾熱滅菌装置。