JP7060567B2 - 充填システム、その浄化方法、および製造方法 - Google Patents
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Description
本開示は、内容物を容器に充填する充填システム、その充填システムの洗浄や殺菌による浄化方法、および製造方法に関する。
飲料等の製品液（内容物）を容器に充填する充填システムは、回転駆動される回転体と、製品液を貯留する貯留槽と、貯留槽に接続された複数の配管および充填バルブとを備えている。かかる充填システムは、回転体に供給される容器を搬送しつつ、回転体の回転に追従する充填バルブにより製品液を容器に充填する。
典型的な充填システムは、特許文献１に記載されているように、製品液が充填された容器を密封する密封機を含んで構成され、無菌環境下で充填や密封を行うためのチャンバを備えている。充填機や密封機が配置されるチャンバの内側は、大気圧に対して陽圧に管理される。
典型的な充填システムは、特許文献１に記載されているように、製品液が充填された容器を密封する密封機を含んで構成され、無菌環境下で充填や密封を行うためのチャンバを備えている。充填機や密封機が配置されるチャンバの内側は、大気圧に対して陽圧に管理される。
製品液が流れる配管や弁、充填ノズル等、容器への製品液の供給に用いられる供給経路の内側は、定期的にあるいは製品の液種を切り替える際に、洗浄や殺菌の処理が行われる。製品液の供給経路の洗浄は、ＣＩＰ（Cleaning in Place）と称され、当該供給経路の殺菌は、ＳＩＰ（Sterilization in Place）と称される。これらＣＩＰ、ＳＩＰはそれぞれ、定置洗浄、定置殺菌とも称される。
ＣＩＰは、洗浄用の薬液等の供給源から貯留槽を通じて上記供給経路に洗浄液を供給し、洗浄液を回収しながら行われる。同様に、ＳＩＰは、貯留槽を通じて上記供給経路に蒸気、または熱水、あるいは殺菌用の液を供給し、蒸気や殺菌液等を回収しながら行われる。ＣＩＰおよびＳＩＰの処理中は、充填バルブの吐出部が塞がれ、充填バルブから戻り用の経路を通じて蒸気や液が回収される。
一方、充填バルブや配管の外側、チャンバの内壁等、充填や密封の環境に対しても、洗浄や殺菌の処理が適時に行われる。環境の洗浄は、ＣＯＰ（Cleaning out of Place）と称され、環境の殺菌は、ＳＯＰ（Sterilization out of Place）と称される。
ＣＯＰおよびＳＯＰは、チャンバの天井や壁に設置された配管に洗浄用あるいは殺菌用の薬液や熱水等を供給し、チャンバ内で充填機や密封機を回転駆動させながら、チャンバ内に薬液や熱水等をノズルから供給することにより行われる。
ＣＯＰおよびＳＯＰは、チャンバの天井や壁に設置された配管に洗浄用あるいは殺菌用の薬液や熱水等を供給し、チャンバ内で充填機や密封機を回転駆動させながら、チャンバ内に薬液や熱水等をノズルから供給することにより行われる。
特許文献１に係る充填システムの定置洗浄（ＣＩＰ）あるいは定置殺菌（ＳＩＰ）を実施するにあたっては、製品液に代えて供給配管に供給された洗浄や殺菌用の媒体を充填バルブから回収するため、当該媒体の戻り経路を所定位置に固定された回収用の配管に接続する。これは、ＣＩＰおよびＳＩＰのいずれも、充填機を回転させないで行われるためである。ＣＩＰあるいはＳＩＰを実施した後、製品の製造を再開するにあたり、媒体回収用の配管は取り外される。
また、ＣＩＰあるいはＳＩＰの実施後、充填システムの環境洗浄（ＣＯＰ）または環境殺菌（ＳＯＰ）を実施する場合も、洗浄や殺菌の効果を十分に得るために充填機を回転させながらＣＯＰおよびＳＯＰが行われるため、媒体回収用の配管は取り外される。
また、ＣＩＰあるいはＳＩＰの実施後、充填システムの環境洗浄（ＣＯＰ）または環境殺菌（ＳＯＰ）を実施する場合も、洗浄や殺菌の効果を十分に得るために充填機を回転させながらＣＯＰおよびＳＯＰが行われるため、媒体回収用の配管は取り外される。
充填システムの洗浄や殺菌を実施している間は、製品製造が停止されている非生産時間に相当する。したがって、生産効率向上のため、媒体回収用の配管の取り付けや取り外しの作業を含め、洗浄や殺菌の処理に要する時間の短縮が要望されている。
以上より、本発明は、生産効率を向上させることが可能な充填システム、その洗浄や殺菌による浄化方法、および浄化のステップを含む製造方法を提供することを目的とする。
以上より、本発明は、生産効率を向上させることが可能な充填システム、その洗浄や殺菌による浄化方法、および浄化のステップを含む製造方法を提供することを目的とする。
本開示に係る充填システムは、回転体に支持された容器に内容物を充填する充填システムであって、回転駆動される回転体と、容器への内容物の供給に用いられる供給経路と、供給経路に導入される浄化媒体を供給経路から回収する回収経路と、回転体の回転に連動する回転部、および固定部を含むロータリージョイントと、を備える。回転部は、供給経路に連通する第１経路と、回収経路に連通する第２経路と、を含む。固定部は、第１経路に連通する第１ポートと、第２経路に連通する第２ポートと、を含む。
本開示に係る充填システムの浄化方法は、回転体に支持された容器に内容物を充填する充填システムを浄化する方法であって、容器への内容物の供給に用いられる供給経路に内部浄化媒体を供給し、供給経路から回収経路に内部浄化媒体を回収する内部浄化ステップと、充填システムの少なくとも回転体を覆うチャンバにより形成された環境区画にノズルから環境浄化媒体を供給する環境浄化ステップと、を備える。
内部浄化ステップおよび環境浄化ステップでは、回転体を回転駆動させながら、内部浄化媒体の供給および回収と、容器に内容物を充填する充填バルブを備えた充填機に対する環境浄化媒体の供給と、が並行して行われる。
内部浄化ステップおよび環境浄化ステップでは、回転体を回転駆動させながら、内部浄化媒体の供給および回収と、容器に内容物を充填する充填バルブを備えた充填機に対する環境浄化媒体の供給と、が並行して行われる。
本開示に係る製造方法は、上述の浄化方法における内部浄化ステップおよび環境浄化ステップと、容器に内容物が充填されてなる製品を製造するステップと、を備える。
本開示によれば、ロータリージョイントを介して供給経路および回収経路をそれぞれ位置が固定された配管に接続することができるため、製造時と同様に、回転体を回転駆動させながら内部浄化を行うことができる。また、製品の製造、内部浄化、環境浄化を適時に行いながら生産を継続する間に亘り、供給経路および回収経路に接続する配管の取り付け、取り外しの作業が必要ない。
回転体を回転駆動させながら内部浄化を行うことができることから、内部洗浄のステップに並行して、回転体を回転させながらノズルから環境区画に浄化媒体を供給する環境浄化のステップをも実施することが可能である。内部浄化と環境浄化とが並行して行われることにより、充填システムの浄化に要する時間を短縮することができる。
その上、回転体を回転させて環境浄化および内部浄化が並行して行われることで、環境浄化媒体と内部浄化媒体との熱の授受により、浄化媒体や配管の加熱や冷却の作用を得ることができる。
その上、回転体を回転させて環境浄化および内部浄化が並行して行われることで、環境浄化媒体と内部浄化媒体との熱の授受により、浄化媒体や配管の加熱や冷却の作用を得ることができる。
以下、添付図面を参照しながら、実施形態について説明する。
図１および図２に示す充填システム１は、無菌環境下で、回転式の搬送装置により容器２（図２）を搬送しつつ、容器２への内容物の充填および容器２の密封を行う。充填システム１は、容器２に内容物が充填されてなる製品の製造ライン（図示しない）を構成している。
図１および図２に示す充填システム１は、無菌環境下で、回転式の搬送装置により容器２（図２）を搬送しつつ、容器２への内容物の充填および容器２の密封を行う。充填システム１は、容器２に内容物が充填されてなる製品の製造ライン（図示しない）を構成している。
本実施形態では、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂製や金属製のボトル状の容器２に、内容物として、飲料等の製品液が充填される。その後、容器２の口部に図示しない蓋を装着することで容器２が密封される。
容器２は、ボトル状に限らず、缶や袋等の適宜な形態であってよく、適宜な方法で密封される。また、容器２に充填される内容物は、液状のほか、ゾルや粉体であってもよい。
容器２は、ボトル状に限らず、缶や袋等の適宜な形態であってよく、適宜な方法で密封される。また、容器２に充填される内容物は、液状のほか、ゾルや粉体であってもよい。
〔充填システムの概略構成および浄化について〕
充填システム１は、例えば、図１に示すように、充填機３および密封機４を含む充填装置５と、製造ラインの上流から充填装置５へと容器２を供給する供給部６と、充填装置５から製造ラインの下流へと容器２を排出する排出部７と、チャンバ８と、給気ユニット９とを備えている。
充填システム１は、例えば、図１に示すように、充填機３および密封機４を含む充填装置５と、製造ラインの上流から充填装置５へと容器２を供給する供給部６と、充填装置５から製造ラインの下流へと容器２を排出する排出部７と、チャンバ８と、給気ユニット９とを備えている。
充填システム１は、それぞれの中心軸の周りに回転する複数の回転体１１～１３，３１，１４～１６を含む回転式の搬送機構により容器２を搬送しつつ、充填および密封の処理を行う。
図示しないブロー成形機から気密シャッタ１８を介して供給部６に導入された容器２は、チャンバ８の内部の無菌環境下で充填および密封の処理がなされた後、排出部７によりコンベヤ１９へと排出される。コンベヤ１９は、コンベヤカバー１９１により覆われている。
図示しないブロー成形機から気密シャッタ１８を介して供給部６に導入された容器２は、チャンバ８の内部の無菌環境下で充填および密封の処理がなされた後、排出部７によりコンベヤ１９へと排出される。コンベヤ１９は、コンベヤカバー１９１により覆われている。
チャンバ８は、供給部６、充填装置５、および排出部７を覆っている。チャンバ８の内部には、給気ユニット９のフィルターを通過した清浄な空気が送り込まれる。そうしてチャンバ８の内部が大気圧に対して陽圧に維持されることで、チャンバ８の内部への外部からの異物の侵入を防ぐことができる。このチャンバ８の内側に区画された環境区画２０（網掛けパターンにより示す）に対して、適宜に、洗浄および殺菌が行われることで、無菌環境における充填処理を実現することができる。
後述するように、環境区画２０の洗浄および殺菌と、製品液が直接接触する配管や充填バルブ等（供給経路）の内部の洗浄および殺菌とを適時に行うことができる。
環境区画２０の洗浄・殺菌、および製品液の供給経路の洗浄・殺菌は、定期的に、あるいは、製造する製品の切り替わり時等のタイミングで、製品の液種等に応じて選択的に行うことができる。
環境区画２０の洗浄・殺菌、および製品液の供給経路の洗浄・殺菌は、定期的に、あるいは、製造する製品の切り替わり時等のタイミングで、製品の液種等に応じて選択的に行うことができる。
本明細書において、充填システム１の洗浄および殺菌のいずれか一方または両方のことを「浄化」と定義する。また、浄化に用いられる液体や気体等のことを「浄化媒体」と定義する。
上記の浄化の定義に基づいて、例えば、環境区画２０の洗浄あるいは殺菌は、「環境浄化」と称するものとする。つまり、環境洗浄（ＣＯＰ；Cleaning out of Place）および環境殺菌（ＳＯＰ；Sterilization out of Place）のいずれも「環境浄化」に相当する。
また、製品液の供給経路の洗浄あるいは殺菌は、「内部浄化」と称するものとする。つまり、ＣＩＰ（Cleaning in Place）およびＳＩＰ（Sterilization in Place）のいずれも「内部浄化」に相当する。
チャンバ８は、適宜に分割して構成することができ、例えば、第１チャンバ８１と第２チャンバ８２とからなる。第２チャンバ８２の内部は、壁８２１により仕切られていてもよい。容器２が通過する壁８２１の開口部や、各チャンバ８１，８２の壁に形成された容器２の出入口は、例えば、清浄な空気を吹き付けること等によって、チャンバ８内に異物が入らないようにシールされている。
環境区画２０の浄化を行うため、充填システム１には、環境浄化に用いる薬液や蒸気等の浄化媒体をチャンバ８の内部に供給する配管およびノズルが設けられている。例えば、チャンバ８の天井や壁等に設置された配管に設けられた複数のノズル（例えば図２の噴射ノズルＮ１，Ｎ２）から、充填機３や密封機４に向けて浄化媒体が散布される。環境浄化に用いられる浄化媒体は、例えば、過酢酸（Ｃ２Ｈ４Ｏ３）や過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、または水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の水溶液、オゾンを含む水、あるいは、熱水、蒸気である。環境媒体には、洗浄や殺菌に適した温度、圧力が与えられる。
ノズルから環境区画２０に供給された浄化媒体が、充填機３や密封機４等の装置の他、チャンバ８の天井や壁面の全体に行き渡ることにより、環境区画２０を全体に亘り浄化することができる。
ここで、必ずしも環境区画２０の領域全体に対して環境浄化を一度に行う必要はなく、第１、第２チャンバ８１，８２毎、あるいは、壁８２１により区画された領域毎に環境浄化を行うことができる。
ノズルから環境区画２０に供給された浄化媒体が、充填機３や密封機４等の装置の他、チャンバ８の天井や壁面の全体に行き渡ることにより、環境区画２０を全体に亘り浄化することができる。
ここで、必ずしも環境区画２０の領域全体に対して環境浄化を一度に行う必要はなく、第１、第２チャンバ８１，８２毎、あるいは、壁８２１により区画された領域毎に環境浄化を行うことができる。
環境浄化を行う際には、浄化対象の領域内にある充填機３や密封機４等の回転体を回転駆動させる。ノズルに対して回転体を回転させることで、ノズルから吐出された浄化媒体を装置全体に均一に接触させて、装置全体に亘り洗浄や殺菌の効果を得ることができる。
〔充填機の構成〕
図２は、充填機３の側面図である。充填機３は、回転体３１に支持されつつ搬送される複数の容器２にそれぞれ、回転体３１の回転に追従する充填バルブ３２から製品液を充填する。
充填機３は、駆動装置３３により回転駆動される回転体３１と、回転体３１を支持する支持体３１１およびボールベアリング３１２と、支持部材３５により回転体３１に支持され、製品液を貯留するタンク３６と、ロータリージョイント４０，３７と、水封シール３８と、制御盤３９とを備えている。
図２は、充填機３の側面図である。充填機３は、回転体３１に支持されつつ搬送される複数の容器２にそれぞれ、回転体３１の回転に追従する充填バルブ３２から製品液を充填する。
充填機３は、駆動装置３３により回転駆動される回転体３１と、回転体３１を支持する支持体３１１およびボールベアリング３１２と、支持部材３５により回転体３１に支持され、製品液を貯留するタンク３６と、ロータリージョイント４０，３７と、水封シール３８と、制御盤３９とを備えている。
充填機３の周囲には、環境浄化時に浄化媒体を噴射する噴射ノズルＮ１，Ｎ２が設置されている。噴射ノズルＮ１，Ｎ２は、チャンバ８の壁等の部材に支持されている配管から導入される浄化媒体を充填機３に向けて噴射する。
水封シール３８は、搬送される容器２およびその近傍の領域を清浄に保つため、充填システム１における複数の箇所に設けられている。水封シール３８により、容器２およびその近傍の領域が、駆動装置３３やボールベアリング３１２が配置されている領域に対して封止されている。
円板状の回転体３１は、支持体３１１およびボールベアリング３１２により、上下方向に沿った軸線Ｘを中心に回転可能に支持されている。ベース３４に設置された駆動装置３３により、ボールベアリング３１２の外輪３１２Ａが内輪３１２Ｂに対して駆動されることで、支持体３１１および回転体３１が回転する。駆動装置３３は、モータおよび減速機構を含んで構成されている。
回転体３１には、容器２を把持する複数のグリッパ３１３と、容器２に製品液を充填するノズルを有した複数の充填バルブ３２と、容器２に充填される液を計量するための計量器３１４と、充填バルブ３２のノズルの吐出部を内部浄化時に閉塞する閉塞装置３１５とが設けられている。
閉塞装置３１５は、詳しい図示を省略するが、充填バルブ３２のノズルの吐出部に被せる蓋と、エアシリンダおよびカムを含み、蓋の昇降および回転の動作が可能な駆動機構とを備えている。閉塞装置３１５の蓋により吐出部が閉塞されると、充填バルブ３２に内蔵された図示しない弁が作動する。その弁と蓋によって流路がノズル側から回収経路Ｒ２側へと切り替えられることにより、充填バルブ３２のノズルと回収経路Ｒ２とが連通する。
閉塞装置３１５は、詳しい図示を省略するが、充填バルブ３２のノズルの吐出部に被せる蓋と、エアシリンダおよびカムを含み、蓋の昇降および回転の動作が可能な駆動機構とを備えている。閉塞装置３１５の蓋により吐出部が閉塞されると、充填バルブ３２に内蔵された図示しない弁が作動する。その弁と蓋によって流路がノズル側から回収経路Ｒ２側へと切り替えられることにより、充填バルブ３２のノズルと回収経路Ｒ２とが連通する。
タンク３６は、ロータリージョイント４０の内部の経路ＲＲ１（図３）を通じて導入される製品液を貯留する。タンク３６内の雰囲気（液面よりも上方の気相）は、充填に必要な圧力を製品液に与えるため、大気圧に対して加圧されることが好ましい。
本実施形態のタンク３６内は、ロータリージョイント４０の内部の別の経路ＲＲ３（図３）を通じて無菌化された空気が送り込まれることで、大気圧に対して加圧されている。
本実施形態のタンク３６内は、ロータリージョイント４０の内部の別の経路ＲＲ３（図３）を通じて無菌化された空気が送り込まれることで、大気圧に対して加圧されている。
製品液が炭酸ガスを含有する場合は、充填に必要な圧力の付与に加え、製品液からの炭酸ガスの放出を抑制するため、空気に代えて炭酸ガス（二酸化炭素）を用いてタンク３６内が加圧されることが好ましい。
タンク３６に貯留されている製品液は、タンク３６の底部から放射状に設けられている複数の充填配管３６１を通じて各充填バルブ３２へと分配される。
タンク３６には、圧力計３６２、温度計３６３、および液位計３６４が設けられている。制御盤３９により、これらの計器の計測値に基づいて、タンク３６内の液位、圧力、温度が適切に制御される。
タンク３６には、圧力計３６２、温度計３６３、および液位計３６４が設けられている。制御盤３９により、これらの計器の計測値に基づいて、タンク３６内の液位、圧力、温度が適切に制御される。
制御盤３９や計器等の作動に必要な電線（図示しない）は、タンク３６よりも上方に設置されたロータリージョイント３７を介して外部の端子に接続されている。
〔充填機の供給経路および回収経路等〕
図３に示すように、充填機３には、製品液や浄化媒体を供給、回収するための配管Ａ１，Ａ２、およびタンク３６内を加圧するための配管Ａ３が接続される。
図３に示すように、充填機３には、製品液や浄化媒体を供給、回収するための配管Ａ１，Ａ２、およびタンク３６内を加圧するための配管Ａ３が接続される。
充填機３は、製造時に容器２への製品液の供給に用いられる供給経路Ｒ１と、内部浄化時に供給経路Ｒ１に導入される浄化媒体を供給経路Ｒ１から回収する回収経路Ｒ２と、タンク３６内の加圧のため無菌化された気体をタンク３６に送る加圧用経路Ｒ３とを備えている。
供給経路Ｒ１は、回転体３１の下側に設置されたロータリージョイント４０から上方へタンク３６まで延びた導入配管３０１と、タンク３６と、充填配管３６１と、充填バルブ３２とを含んで構成されている。
回収経路Ｒ２は、充填バルブ３２からロータリージョイント４０まで軸線Ｘに向けて放射状に延びた複数の回収配管３０２を含んで構成されている。
加圧用経路Ｒ３は、ロータリージョイント４０からタンク３６まで延びた加圧用配管３０３を含んで構成されている。この加圧用経路Ｒ３は、内部浄化時には浄化媒体を回収する回収経路Ｒ２として機能する。
回収経路Ｒ２は、充填バルブ３２からロータリージョイント４０まで軸線Ｘに向けて放射状に延びた複数の回収配管３０２を含んで構成されている。
加圧用経路Ｒ３は、ロータリージョイント４０からタンク３６まで延びた加圧用配管３０３を含んで構成されている。この加圧用経路Ｒ３は、内部浄化時には浄化媒体を回収する回収経路Ｒ２として機能する。
〔ロータリージョイント〕
図３および図４に示すように、ロータリージョイント４０は、充填機３の周囲の所定の位置に設置されている配管Ａ１，Ａ２，Ａ３を接続可能な複数のポートＰ１～Ｐ３を備えている。
図３および図４に示すように、ロータリージョイント４０は、充填機３の周囲の所定の位置に設置されている配管Ａ１，Ａ２，Ａ３を接続可能な複数のポートＰ１～Ｐ３を備えている。
配管Ａ１～Ａ３が、ロータリージョイント４０を介して充填機３に備わる経路と接続されていることで、回転体３１を回転させながら、外部の配管からの製品液や加圧用ガス、浄化媒体の供給および回収が可能となる。
本実施形態のポートＰ１～Ｐ３は、配管Ａ１～Ａ３との接続のために固定部４２に設けられた接続用配管に相当する。ポートＰ１～Ｐ３は、必ずしも接続用配管である必要はなく、ロータリージョイント４０の固定部４２に形成された孔等の開口であってもよい。
ロータリージョイント４０は、図３に示すように、回転体３１およびタンク３６と結合した回転部４１と、ボルト等により組み付けられる複数の部材からなり、ポートＰ１～Ｐ３を有した固定部４２と、固定部４２に回転部４１を回転可能に支持する軸受４３，４４（ボールベアリング）と、回転部４１と固定部４２との摺動箇所の封止に用いられる環状のシールＳＬ１，ＳＬ２１，ＳＬ２２，ＳＬ３１，ＳＬ３２とを備えている。
第１シールとしてのメカニカルシールＳＬ１は、第１ポートＰ１の近傍で固定部４２と回転部４１との間を封止する。ゴム系材料を用いて形成された、第２シールとしてのゴムシールＳＬ２１，ＳＬ２２は、第２ポートＰ２の近傍で固定部４２と回転部４１との間を封止する。第３シールとしてのメカニカルシールＳＬ３１，ＳＬ３２は、第３ポートＰ３の近傍で固定部４２と回転部４１との間を封止する。
本明細書における「メカニカルシール」は、JIS B2405:2003に基づいて次の基本構造を備えたものを言うものとする。
その基本構造は、シール端面の摩耗に従い、ばねなどによって軸方向に動くことができるシールリングと、動かないメイティングリングからなり、軸にほぼ垂直な相対的に回転するシール端面において流体の漏れを制限する働きをする。
上記基本構造において、
シール端面：メイティングリングとシールリング（又はその働きをする部品）とが互いに密接して擦れ合う面。
メイティングリング：シール端面をもつ環で、シール端面が摩耗しても軸方向に動かないもの。
シールリング：シール端面をもつ環で、シール端面の摩耗に従い、ばねなどによって軸方向に動くことができるもの。
上記基本構造は、アンバランス回転メカニカルシール、バランス回転メカニカルシール、バランス静止メカニカルシール、およびカートリッジ式メカニカルシールのいずれにも共通である。
その基本構造は、シール端面の摩耗に従い、ばねなどによって軸方向に動くことができるシールリングと、動かないメイティングリングからなり、軸にほぼ垂直な相対的に回転するシール端面において流体の漏れを制限する働きをする。
上記基本構造において、
シール端面：メイティングリングとシールリング（又はその働きをする部品）とが互いに密接して擦れ合う面。
メイティングリング：シール端面をもつ環で、シール端面が摩耗しても軸方向に動かないもの。
シールリング：シール端面をもつ環で、シール端面の摩耗に従い、ばねなどによって軸方向に動くことができるもの。
上記基本構造は、アンバランス回転メカニカルシール、バランス回転メカニカルシール、バランス静止メカニカルシール、およびカートリッジ式メカニカルシールのいずれにも共通である。
本実施形態のロータリージョイント４０のように、回転部４１と固定部４２との摺動箇所のシールＳＬ１，ＳＬ２１，ＳＬ２２，ＳＬ３１，ＳＬ３２およびケーシング（固定部４２）を含んだ構造は、スタッフィングボックス（stuffing box）とも称される。
回転部４１は、回転体３１の回転に連動して軸線Ｘ周りに回転可能な、横断面が円形の部材であり、固定部４２に対して回転可能である。
回転部４１の下端から上端近傍までの範囲は、固定部４２により包囲されている。
回転部４１の下端から上端近傍までの範囲は、固定部４２により包囲されている。
回転部４１には、供給経路Ｒ１に連通する第１経路ＲＲ１と、回収経路Ｒ２に連通する第２経路ＲＲ２と、加圧用経路Ｒ３に連通する第３経路ＲＲ３とが形成されている。
第１～第３経路ＲＲ１～ＲＲ３は、ポートＰ１～Ｐ３とそれぞれ対応している。
製造時には第１経路ＲＲ１および第３経路ＲＲ３のみが使用される。第２経路ＲＲ２は、内部浄化時に使用される。
第１～第３経路ＲＲ１～ＲＲ３は、ポートＰ１～Ｐ３とそれぞれ対応している。
製造時には第１経路ＲＲ１および第３経路ＲＲ３のみが使用される。第２経路ＲＲ２は、内部浄化時に使用される。
（第１経路について）
第１経路ＲＲ１は、回転部４１の下端から上端まで軸線Ｘ上を貫通しているため、回転部４１の下端および上端において鉛直方向に開口している。
第１経路ＲＲ１の下側の開口４５１（入口）は、第１ポートＰ１と連通している。第１ポートＰ１は、固定部４２の下端に位置する部材４２１を上下方向に貫通している。
第１経路ＲＲ１の上側の開口４５２（出口）は、固定部４２から露出した回転部４１の上端部に位置しており、供給経路Ｒ１と接続される。
第１経路ＲＲ１は、回転部４１の下端から上端まで軸線Ｘ上を貫通しているため、回転部４１の下端および上端において鉛直方向に開口している。
第１経路ＲＲ１の下側の開口４５１（入口）は、第１ポートＰ１と連通している。第１ポートＰ１は、固定部４２の下端に位置する部材４２１を上下方向に貫通している。
第１経路ＲＲ１の上側の開口４５２（出口）は、固定部４２から露出した回転部４１の上端部に位置しており、供給経路Ｒ１と接続される。
第１経路ＲＲ１の下側の開口４５１が位置する回転部４１の下端と、第１ポートＰ１が形成された部材４２１との間は、製品液への摩耗粉の混入を避けるため、ゴムシールと比べて耐摩耗性が高いメカニカルシールＳＬ１により摺動可能に封止されている。
メカニカルシールＳＬ１は、セラミック、金属等の必要な耐摩耗性を備えた材料から形成することができる。
メカニカルシールＳＬ１は、セラミック、金属等の必要な耐摩耗性を備えた材料から形成することができる。
製品液が流れる第１経路ＲＲ１を無菌状態に確実に維持するため、メカニカルシールＳＬ１に供給される液体が流通するシール構造５１が固定部４２に設けられていることが好ましい。シール構造５１およびメカニカルシールＳＬ１によれば、回転部４１と固定部４２との摺動箇所を二重に封止できるため、製品液の無菌状態を保護する観点から好ましい。さらに、シール構造５１は、メカニカルシールＳＬ１の潤滑の役割を担う。
シール構造５１に用いられる液体としては、例えば、無菌状態の水を用いることができる。以下では、シール構造５１および後述するシール構造５２に用いられる液体のことを「シール液」と称するものとする。
シール構造５１に用いられる液体としては、例えば、無菌状態の水を用いることができる。以下では、シール構造５１および後述するシール構造５２に用いられる液体のことを「シール液」と称するものとする。
シール構造５１は、メカニカルシールＳＬ１の外周にシール液経路５１１を円環状に区画する壁体５１２と、シール液経路５１１にシール液が流入可能な流入ポートＰ５０１と、シール液経路５１１からシール液が流出可能な流出ポートＰ５０２とを含んでいる。壁体５１２と回転部４１との間はゴムシール５１３により封止され、壁体５１２と部材４２１との間はゴムシール５１４により封止されている。
製品液が外部に漏れるのを防止するため、シール液の圧力は、第１経路ＲＲ１を流れる製品液の圧力に対して低く設定されている。
製品液が外部に漏れるのを防止するため、シール液の圧力は、第１経路ＲＲ１を流れる製品液の圧力に対して低く設定されている。
（第２経路について）
第２経路ＲＲ２は、軸線Ｘに対して平行な直線部ｒｒ２に対して両端で屈曲し、上下方向に離れた位置でそれぞれ固定部４２の側面に開口している。
第２経路ＲＲ２の上側の開口４６１（入口）は、固定部４２から露出した回転部４１の上端部に位置しており、回収経路Ｒ２と接続される。
第２経路ＲＲ２の下側の開口４６２（出口）は、固定部４２の部材４２２により形成された平面視で環状の連通経路４２２Ａを介して第２ポートＰ２と連通している。
第２経路ＲＲ２は、軸線Ｘに対して平行な直線部ｒｒ２に対して両端で屈曲し、上下方向に離れた位置でそれぞれ固定部４２の側面に開口している。
第２経路ＲＲ２の上側の開口４６１（入口）は、固定部４２から露出した回転部４１の上端部に位置しており、回収経路Ｒ２と接続される。
第２経路ＲＲ２の下側の開口４６２（出口）は、固定部４２の部材４２２により形成された平面視で環状の連通経路４２２Ａを介して第２ポートＰ２と連通している。
製品液が接触する配管等の内側を浄化する内部浄化時には、製品液に代えて浄化媒体を供給経路Ｒ１に供給する。この浄化媒体は、閉塞装置３１５（図２）および図示しない弁により充填バルブ３２の内部の流路が回収経路Ｒ２と連通することにより、充填バルブ３２から回収経路Ｒ２へと回収される。
内部浄化時は、浄化媒体を供給経路Ｒ１と回収経路Ｒ２とに循環させる回路が形成される。この循環回路は、典型的には、第１経路ＲＲ１と、供給経路Ｒ１と、回収経路Ｒ２と、第２経路ＲＲ２と、第１ポートＰ１および第２ポートＰ２にそれぞれ接続される外部の配管（配管Ａ１および配管Ａ２を含む）と、浄化媒体を貯留する図示しないタンクおよびポンプとを含んでいる。
内部浄化時は、浄化媒体を供給経路Ｒ１と回収経路Ｒ２とに循環させる回路が形成される。この循環回路は、典型的には、第１経路ＲＲ１と、供給経路Ｒ１と、回収経路Ｒ２と、第２経路ＲＲ２と、第１ポートＰ１および第２ポートＰ２にそれぞれ接続される外部の配管（配管Ａ１および配管Ａ２を含む）と、浄化媒体を貯留する図示しないタンクおよびポンプとを含んでいる。
第２経路ＲＲ２の下側の開口４６２が形成された回転部４１の外周部と、部材４２２の内周部との間は、ゴム材料を用いて環状に形成されたゴムシールＳＬ２１，ＳＬ２２により封止されている。ゴムシールＳＬ２１は、部材４２２における連通経路４２２Ａの上側に配置され、ゴムシールＳＬ２２は、部材４２２における連通経路４２２Ａの下側に配置されている。
製造時に製品液や製品液と直接接触するガスを供給する第１経路ＲＲ１および第３経路ＲＲ３と比べれば、内部浄化用の第２経路ＲＲ２に要求される清浄度が低いため、第２経路ＲＲ２および第２ポートＰ２に係る摺動箇所には、ゴムシールＳＬ２１，ＳＬ２２で足りる。ゴムシールＳＬ２１，ＳＬ２２を採用することで、メカニカルシールを採用する場合と比べて、部材コストを抑えることができる。
（第３経路について）
第３経路ＲＲ３は、第２経路ＲＲ２の下側の開口４６２よりも下方の位置から、回転部４１の上端部まで延びる直線部ｒｒ３に対して両端で屈曲し、固定部４２の側面に開口している。
第３経路ＲＲ３の下側の開口４７１は、固定部４２の部材により形成された平面視で円環状の連通経路４２３Ａを介して、上下方向に２つ並んだ第３ポートＰ３１，Ｐ３２と連通している。これら第３ポートＰ３１，Ｐ３２を第３ポートＰ３と総称する。なお、第３ポートＰ３は、固定部４２に１つだけ設けられていてもよい。
第３経路ＲＲ３の上側の開口４７２は、加圧用経路Ｒ３と接続される。
第３経路ＲＲ３は、第２経路ＲＲ２の下側の開口４６２よりも下方の位置から、回転部４１の上端部まで延びる直線部ｒｒ３に対して両端で屈曲し、固定部４２の側面に開口している。
第３経路ＲＲ３の下側の開口４７１は、固定部４２の部材により形成された平面視で円環状の連通経路４２３Ａを介して、上下方向に２つ並んだ第３ポートＰ３１，Ｐ３２と連通している。これら第３ポートＰ３１，Ｐ３２を第３ポートＰ３と総称する。なお、第３ポートＰ３は、固定部４２に１つだけ設けられていてもよい。
第３経路ＲＲ３の上側の開口４７２は、加圧用経路Ｒ３と接続される。
第３経路ＲＲ３の下側の開口４７１が形成された回転部４１の外周部と、固定部４２の内周部との間は、加圧用ガスへの摩耗粉の混入を避けるため、ゴムシールと比べて耐摩耗性が高いメカニカルシールＳＬ３１，ＳＬ３２により摺動可能に封止されている。
メカニカルシールＳＬ３１，ＳＬ３２も、上述のメカニカルシールＳＬ１と同様に、セラミック、金属等の必要な耐摩耗性を備えた材料から形成することができる。
メカニカルシールＳＬ３１，ＳＬ３２も、上述のメカニカルシールＳＬ１と同様に、セラミック、金属等の必要な耐摩耗性を備えた材料から形成することができる。
加圧用ガスは、タンク３６内で製品液に接触する。その加圧用ガスが流れる第３経路ＲＲ３を無菌状態に確実に維持するため、メカニカルシールＳＬ３１，ＳＬ３２に対しても、液体を用いたシール構造５２が設けられることが好ましい。
シール構造５２は、メカニカルシールＳＬ３１，ＳＬ３２の内周部と回転部４１の外周部との間または回転部４１に形成されたシール液経路５２１と、シール液経路５２１にシール液が流入可能な流入ポートＰ５０３と、シール液経路５２１からシール液が流出可能な流出ポートＰ５０４とを含んでいる。シール構造５２には、シール液の漏れを防ぐための複数のゴムシールが使用されている。
シール構造５２は、メカニカルシールＳＬ３１，ＳＬ３２の内周部と回転部４１の外周部との間または回転部４１に形成されたシール液経路５２１と、シール液経路５２１にシール液が流入可能な流入ポートＰ５０３と、シール液経路５２１からシール液が流出可能な流出ポートＰ５０４とを含んでいる。シール構造５２には、シール液の漏れを防ぐための複数のゴムシールが使用されている。
本実施形態では、シール構造５１およびシール構造５２のそれぞれの経路と、外部の配管と、ポンプとを含んで、シール液を循環させる回路が構成されている。
シール構造５１の流入ポートＰ５０１から流入したシール液は、シール液経路５１１によりメカニカルシールＳＬ１に供給され、流出ポートＰ５０２から外部の配管に流出する。さらに、シール液は、シール構造５２の流入ポートＰ５０３に流入し、シール液経路５２１によりメカニカルシールＳＬ３１，ＳＬ３２に供給され、流出ポートＰ５０４から外部へと流出する。流出ポートＰ５０４から流出して回収されたシール液は、流入ポートＰ５０１からシール液経路５１１へと戻される。
シール構造５１の流入ポートＰ５０１から流入したシール液は、シール液経路５１１によりメカニカルシールＳＬ１に供給され、流出ポートＰ５０２から外部の配管に流出する。さらに、シール液は、シール構造５２の流入ポートＰ５０３に流入し、シール液経路５２１によりメカニカルシールＳＬ３１，ＳＬ３２に供給され、流出ポートＰ５０４から外部へと流出する。流出ポートＰ５０４から流出して回収されたシール液は、流入ポートＰ５０１からシール液経路５１１へと戻される。
〔製造時〕
図３および図４を参照し、製品の製造時における充填システム１の作用を説明する。
図３、図５，図７、および図９において、製品液の流れを白抜きの矢印で示し、タンク３６の加圧用ガスの流れを破線の矢印で示し、シール液の流れを一点鎖線の矢印で示している。また、図５では、内部洗浄に用いる洗浄液の流れを実線の矢印で示し、図７では、内部殺菌に用いる蒸気の流れを破線の白抜き矢印で示している。さらに、図９では、内部洗浄・殺菌に用いる浄化媒体の流れを黒塗りの矢印で示している。
図３および図４を参照し、製品の製造時における充填システム１の作用を説明する。
図３、図５，図７、および図９において、製品液の流れを白抜きの矢印で示し、タンク３６の加圧用ガスの流れを破線の矢印で示し、シール液の流れを一点鎖線の矢印で示している。また、図５では、内部洗浄に用いる洗浄液の流れを実線の矢印で示し、図７では、内部殺菌に用いる蒸気の流れを破線の白抜き矢印で示している。さらに、図９では、内部洗浄・殺菌に用いる浄化媒体の流れを黒塗りの矢印で示している。
製造時は、図１に示す回転体１１～１３，３１，１４～１６およびコンベヤ１９を駆動して容器２の搬送を行いながら、充填機３の回転体３１（図２）に支持された容器２へ、回転体３１に設けられた充填バルブ３２から製品液を充填する。
製造時は、充填バルブ３２と回収経路Ｒ２とが連通していないため、回収経路Ｒ２、第２経路ＲＲ２、および第２ポートＰ２に接続された配管Ａ２には液体が流れない。
製造時は、充填バルブ３２と回収経路Ｒ２とが連通していないため、回収経路Ｒ２、第２経路ＲＲ２、および第２ポートＰ２に接続された配管Ａ２には液体が流れない。
製造時には、ロータリージョイント４０のポートＰ１，Ｐ３，Ｐ５０１を通じて、製品液の供給、加圧用ガスの供給、およびシール液の供給を行う。
製品液は、第１供給源ＳＲ１（図４）から第１配管Ａ１を通じてロータリージョイント４０の第１ポートＰ１に導入される。第１ポートＰ１に導入された製品液は、第１経路ＲＲ１および供給経路Ｒ１の導入配管３０１を通じてタンク３６の底部へと導入される。そして、タンク３６から充填配管３６１を通じて充填バルブ３２に至り、充填バルブ３２により容器２へと充填される。
製品液は、第１供給源ＳＲ１（図４）から第１配管Ａ１を通じてロータリージョイント４０の第１ポートＰ１に導入される。第１ポートＰ１に導入された製品液は、第１経路ＲＲ１および供給経路Ｒ１の導入配管３０１を通じてタンク３６の底部へと導入される。そして、タンク３６から充填配管３６１を通じて充填バルブ３２に至り、充填バルブ３２により容器２へと充填される。
また、製造時には、加圧用ガスが、圧縮ガスの供給源である第３供給源ＳＲ３（図４）から第３配管Ａ３（Ａ３１，Ａ３２）を通じてロータリージョイント４０の第３ポートＰ３（Ｐ３１，Ｐ３２）に導入される。加圧用ガスは、第３経路ＲＲ３および加圧用経路Ｒ３（加圧用配管３０３）を通じてタンク３６内の気相部へと導入される。
さらに、シール液が流入ポートＰ５０１に導入され、シール構造５１，５２のシール液経路５１１，５２１を流れることで、メカニカルシールＳＬ１，ＳＬ３１，ＳＬ３２に供給される。
さらに、シール液が流入ポートＰ５０１に導入され、シール構造５１，５２のシール液経路５１１，５２１を流れることで、メカニカルシールＳＬ１，ＳＬ３１，ＳＬ３２に供給される。
製造中は、制御盤３９により、製品液および加圧用ガスのそれぞれのタンク３６への供給が制御された状態で、充填バルブ３２の開閉制御が行われることにより、容器２に規定量の製品液が充填される。
〔内部浄化〕
次に、図５～図１０を参照し、内部浄化の一例を示す。ここでは、浄化媒体として過酢酸や過酸化水素等の水溶液である洗浄液を用いて内部洗浄（ＣＩＰ）を行う例（図５および図６）と、浄化媒体として蒸気（水蒸気）を用いて内部殺菌（ＳＩＰ）を行う例（図７および図８）と、特定の浄化媒体を用いて洗浄および殺菌を一度に行う例（図９および図１０）とを順に説明する。
本例に限らず、内部洗浄に用いる浄化媒体としては、洗浄の目的に適合する他の液体等、例えば無菌状態の水を用いることもできる。また、内部殺菌に用いる浄化媒体としては、殺菌の目的に適合する適宜な液体や気体等、例えば、熱水や、オゾンを含む水を用いることもできる。
内部洗浄用の媒体には洗浄に適した温度が与えられ、内部殺菌用の媒体には殺菌に適した温度が与えられる。
次に、図５～図１０を参照し、内部浄化の一例を示す。ここでは、浄化媒体として過酢酸や過酸化水素等の水溶液である洗浄液を用いて内部洗浄（ＣＩＰ）を行う例（図５および図６）と、浄化媒体として蒸気（水蒸気）を用いて内部殺菌（ＳＩＰ）を行う例（図７および図８）と、特定の浄化媒体を用いて洗浄および殺菌を一度に行う例（図９および図１０）とを順に説明する。
本例に限らず、内部洗浄に用いる浄化媒体としては、洗浄の目的に適合する他の液体等、例えば無菌状態の水を用いることもできる。また、内部殺菌に用いる浄化媒体としては、殺菌の目的に適合する適宜な液体や気体等、例えば、熱水や、オゾンを含む水を用いることもできる。
内部洗浄用の媒体には洗浄に適した温度が与えられ、内部殺菌用の媒体には殺菌に適した温度が与えられる。
（内部洗浄（ＣＩＰ））
図５および図６に示す内部洗浄時には、充填機３への容器２の供給を停止し、閉塞装置３１５（図２）を作動させて充填バルブ３２に回収経路Ｒ２を連通させた状態で、ロータリージョイント４０のポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ５０１を通じて、洗浄液の供給および回収、およびシール液の供給を行う。メカニカルシールＳＬ１，ＳＬ３１，ＳＬ３２へのシール液の供給は、製造時と同様である。
内部洗浄時には、製品液に代えて洗浄液が、第２供給源ＳＲ２（図６）から第１配管Ａ１を通じて第１ポートＰ１に導入される。
第１ポートＰ１に導入された洗浄液は、第１経路ＲＲ１、および供給経路Ｒ１の導入配管３０１を通じてタンク３６へと導入される。
なお、シール液として、供給経路Ｒ１に導入される液と同様の洗浄液を用いることも許容される。
図５および図６に示す内部洗浄時には、充填機３への容器２の供給を停止し、閉塞装置３１５（図２）を作動させて充填バルブ３２に回収経路Ｒ２を連通させた状態で、ロータリージョイント４０のポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ５０１を通じて、洗浄液の供給および回収、およびシール液の供給を行う。メカニカルシールＳＬ１，ＳＬ３１，ＳＬ３２へのシール液の供給は、製造時と同様である。
内部洗浄時には、製品液に代えて洗浄液が、第２供給源ＳＲ２（図６）から第１配管Ａ１を通じて第１ポートＰ１に導入される。
第１ポートＰ１に導入された洗浄液は、第１経路ＲＲ１、および供給経路Ｒ１の導入配管３０１を通じてタンク３６へと導入される。
なお、シール液として、供給経路Ｒ１に導入される液と同様の洗浄液を用いることも許容される。
内部洗浄時には、タンク３６の内部に洗浄液が満たされており、タンク３６の洗浄液が充填配管３６１および加圧用配管３０３からそれぞれ流出する。そのため、タンク３６から充填配管３６１および充填バルブ３２を経由した洗浄液が回収配管３０２を通じてロータリージョイント４０の第２経路ＲＲ２に回収されるとともに、タンク３６の洗浄液が加圧用配管３０３を通じて第３経路ＲＲ３に回収されることとなる。
第２経路ＲＲ２に回収された洗浄液は、第２ポートＰ２を通じて第２配管Ａ２へと流出し、第３経路ＲＲ３に回収された洗浄液は、第３ポートＰ３（Ｐ３１，Ｐ３２）を通じて第３配管Ａ３１，Ａ３２へと流出する。第２配管Ａ２および第３配管Ａ３１，Ａ３２へと流出した洗浄液は、第２供給源ＳＲ２へと戻り、第２供給源ＳＲ２から、第１配管Ａ１および第１ポートＰ１を通じて供給経路Ｒ１へと導入される。
第２経路ＲＲ２に回収された洗浄液は、第２ポートＰ２を通じて第２配管Ａ２へと流出し、第３経路ＲＲ３に回収された洗浄液は、第３ポートＰ３（Ｐ３１，Ｐ３２）を通じて第３配管Ａ３１，Ａ３２へと流出する。第２配管Ａ２および第３配管Ａ３１，Ａ３２へと流出した洗浄液は、第２供給源ＳＲ２へと戻り、第２供給源ＳＲ２から、第１配管Ａ１および第１ポートＰ１を通じて供給経路Ｒ１へと導入される。
供給経路Ｒ１、回収経路Ｒ２、および加圧用経路Ｒ３に洗浄液を所定時間循環させることにより、導入配管３０１、タンク３６、充填配管３６１、充填バルブ３２、および加圧用配管３０３の全体に亘り洗浄することができる。
洗浄液を用いた内部洗浄を終えた後、必要に応じて、無菌状態の水を第１ポートＰ１から供給経路Ｒ１へと供給することにより、供給経路Ｒ１、回収経路Ｒ２、および加圧用経路Ｒ３のすすぎを行うことができる。
内部洗浄の終了後は、製造を再開したり、内部殺菌に移行したりすることができる。
洗浄液を用いた内部洗浄を終えた後、必要に応じて、無菌状態の水を第１ポートＰ１から供給経路Ｒ１へと供給することにより、供給経路Ｒ１、回収経路Ｒ２、および加圧用経路Ｒ３のすすぎを行うことができる。
内部洗浄の終了後は、製造を再開したり、内部殺菌に移行したりすることができる。
上述したように、供給経路Ｒ１および回収経路Ｒ２がそれぞれロータリージョイント４０を介して配管Ａ１，Ａ２に接続されているため、製造時と同様に、回転体３１を回転駆動させながら内部洗浄を行うことができる。また、製品の製造、ＣＩＰ、ＣＯＰ、ＳＩＰ、ＳＯＰを適時に行いながら生産を継続する間に亘り、配管Ａ１～Ａ３の取り付け、取り外しの作業が必要ない。
回転体３１を回転駆動させながら内部洗浄を行えることから、図１１Ａに一例を示すように、内部洗浄のステップ（ＣＩＰ）に並行して、回転体３１を回転させながらノズルＮ１，Ｎ２等から環境区画２０に浄化媒体を供給する環境浄化のステップ（ＣＯＰ，ＳＯＰの少なくとも一方）をも実施することが可能である。環境区画２０の充填機３が配置されている領域では、ノズルＮ１，Ｎ２や、図示されていない他のノズルから、環境浄化用の媒体が、充填機３の外側から充填バルブ３２等に向けて吐出される。
内部浄化と環境浄化とが並行して行われることにより、充填システム１の浄化に要する時間を短縮することができる。
内部浄化と環境浄化とが並行して行われることにより、充填システム１の浄化に要する時間を短縮することができる。
ところで、内部浄化や環境浄化に用いられる液体は、洗浄や殺菌の効果を高めるため、配管に設けられたヒーター等により加熱される場合がある。上述のようにＣＩＰの実施に並行して環境浄化が行われると、配管等を介して、ＣＩＰに用いる液体と、環境浄化に用いる液体とが熱を授受する。そのため、例えば、加熱された過酢酸水溶液を環境浄化に使用し、環境浄化と内部浄化とが同時に行われることにより、環境浄化の媒体である過酢酸水溶液からの放熱によって、配管および配管内部に供給されている洗浄液の温度を上昇させることができる。そうすると、図１２を参照して後述するように浄化媒体を昇温させて行われる内部浄化のステップに要する時間を短縮することができるし、内部浄化の媒体を必ずしもヒーター等を用いて加熱しなくとも、必要な温度にまで到達させることができるので、加熱に必要な設備をなくし、電力消費を抑えることができる。回転体３１を回転させて環境浄化および内部浄化が並行して行われると、環境浄化媒体の配管外表面への供給により、配管と、配管を流れる内部浄化媒体とを均一に昇温させることができる。
上記とは逆に、加熱された媒体を内部浄化に用いる場合も、環境浄化と内部浄化とが並行して行われることにより、環境浄化媒体の昇温に寄与することができる。
内部浄化と環境浄化とを並行して行う場合、必ずしもこれらが同時に開始し、同時に終了する必要はない。同時に開始したとしても、内部浄化および環境浄化のそれぞれの所要時間に応じて、通常は、内部浄化の終了と環境浄化の終了とが前後する。
また、内部浄化と環境浄化とが並行して行われるばかりでなく、内部浄化および環境浄化のうち先行する一方の媒体を他方の媒体を用いた浄化のための予熱に使うこともできる。例えば、加熱された媒体を用いて環境浄化を先行させ、環境浄化の終了に続いて内部浄化を開始することによっても、配管からの放熱により、内部浄化媒体を必要な温度にまで上昇させることができる。
その他、内部浄化媒体と環境浄化媒体との熱の授受は、吸熱による冷却にも利用することができる。
例えば、ＳＯＰおよびＣＩＰ後に製造を再開するにあたり、充填機３の配管を常温程度にまで冷却する必要がある場合は、ＳＯＰにおけるすすぎ時に、冷却された無菌水を使用することにより、配管の温度、および配管を流れる内部浄化媒体の温度を迅速に低下させることができる。
例えば、ＳＯＰおよびＣＩＰ後に製造を再開するにあたり、充填機３の配管を常温程度にまで冷却する必要がある場合は、ＳＯＰにおけるすすぎ時に、冷却された無菌水を使用することにより、配管の温度、および配管を流れる内部浄化媒体の温度を迅速に低下させることができる。
（内部殺菌（ＳＩＰ））
上述したように、内部洗浄の終了後に、内部殺菌に移行することもできる。
なお、製品液の種類等によって、内部洗浄の必要がない場合は、製品製造から直接内部殺菌に移行することができる。
図７および図８に示す内部殺菌時には、閉塞装置３１５（図２）を作動させて充填バルブ３２に回収経路Ｒ２を連通させた状態で、ロータリージョイント４０のポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ５０１を通じて、浄化媒体の供給および回収を行う。内部殺菌時には、シール液の経路も含めて、充填機３内部の経路全体を殺菌する必要があるため、シール構造５１，５２にも浄化媒体が供給される。
上述したように、内部洗浄の終了後に、内部殺菌に移行することもできる。
なお、製品液の種類等によって、内部洗浄の必要がない場合は、製品製造から直接内部殺菌に移行することができる。
図７および図８に示す内部殺菌時には、閉塞装置３１５（図２）を作動させて充填バルブ３２に回収経路Ｒ２を連通させた状態で、ロータリージョイント４０のポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ５０１を通じて、浄化媒体の供給および回収を行う。内部殺菌時には、シール液の経路も含めて、充填機３内部の経路全体を殺菌する必要があるため、シール構造５１，５２にも浄化媒体が供給される。
内部殺菌時には、内部殺菌に適した浄化媒体、ここでは水蒸気が、第４供給源ＳＲ４（図８）から第１配管Ａ１を通じて第１ポートＰ１に導入される。その蒸気は、第１経路ＲＲ１および導入配管３０１を通じてタンク３６へと導入される。
本例では、シール構造５１，５２にも水蒸気が供給される。シール構造５１，５２に供給される浄化媒体と、第１ポートＰ１に導入される浄化媒体とは相違していてもよい。
シール構造５１，５２に蒸気が供給される場合は、メカニカルシールＳＬ１，ＳＬ３１，ＳＬ３２に対して内周側および外周側のいずれからも液体が供給されない。この場合は、回転体３１の回転を停止させて内部殺菌を行うとよい。シール構造５１，５２に蒸気が供給される場合は、浄化媒体として蒸気のみを使用することで、薬剤を使用する場合に対してコストを抑えながらＳＩＰを行うことができる。
一方、シール構造５１，５２に過酢酸や過酸化水素の水溶液等の液体が供給される場合は、メカニカルシールＳＬ１，ＳＬ３１，ＳＬ３２に液体が供給されるため、回転体３１を回転させながら内部殺菌を行うことができる。
シール構造５１，５２に蒸気が供給される場合は、メカニカルシールＳＬ１，ＳＬ３１，ＳＬ３２に対して内周側および外周側のいずれからも液体が供給されない。この場合は、回転体３１の回転を停止させて内部殺菌を行うとよい。シール構造５１，５２に蒸気が供給される場合は、浄化媒体として蒸気のみを使用することで、薬剤を使用する場合に対してコストを抑えながらＳＩＰを行うことができる。
一方、シール構造５１，５２に過酢酸や過酸化水素の水溶液等の液体が供給される場合は、メカニカルシールＳＬ１，ＳＬ３１，ＳＬ３２に液体が供給されるため、回転体３１を回転させながら内部殺菌を行うことができる。
内部殺菌時には、タンク３６の内部に蒸気が満たされ、タンク３６から充填配管３６１および加圧用配管３０３へと蒸気が流出する。そのため、充填バルブ３２を経由した蒸気が回収配管３０２を通じて第２経路ＲＲ２に回収されるとともに、加圧用配管３０３を通じて第３経路ＲＲ３にも蒸気が回収されることとなる。
蒸気は、第２ポートＰ２を通じて第２配管Ａ２へと流出するとともに、第３ポートＰ３（Ｐ３１，Ｐ３２）を通じて第３配管Ａ３（Ａ３１，Ａ３２）へと流出する。その後、第４供給源ＳＲ４により、第１配管Ａ１および第１ポートＰ１を通じて供給経路Ｒ１へと戻される。
蒸気は、第２ポートＰ２を通じて第２配管Ａ２へと流出するとともに、第３ポートＰ３（Ｐ３１，Ｐ３２）を通じて第３配管Ａ３（Ａ３１，Ａ３２）へと流出する。その後、第４供給源ＳＲ４により、第１配管Ａ１および第１ポートＰ１を通じて供給経路Ｒ１へと戻される。
供給経路Ｒ１、回収経路Ｒ２、および加圧用経路Ｒ３に蒸気を所定時間循環させることにより、導入配管３０１、タンク３６、充填配管３６１、充填バルブ３２、および加圧用配管３０３の全体に亘り殺菌することができる。
内部殺菌に水蒸気を用いる場合は、すすぎは必要ないが、内部殺菌に薬剤を用いる場合は、無菌水を用いて供給経路Ｒ１、回収経路Ｒ２、および加圧用経路Ｒ３のすすぎを行うことが好ましい。
内部殺菌に水蒸気を用いる場合は、すすぎは必要ないが、内部殺菌に薬剤を用いる場合は、無菌水を用いて供給経路Ｒ１、回収経路Ｒ２、および加圧用経路Ｒ３のすすぎを行うことが好ましい。
（内部洗浄・殺菌（ＣＳＩＰ））
内部浄化の媒体として、下記に示すアルカリ性液を用いることにより、洗浄および殺菌を同時に、一つのステップにより行うことができるので、非生産時間の短縮に寄与できる。
当該ステップ（以下、ＣＳＩＰステップ）に用いるアルカリ性液は、水等の溶媒に、溶質のアルカリ成分として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、次亜塩素酸ナトリウム等の塩素化アルカリ等のうち所望のものを含む。水酸化ナトリウムあるいは水酸化カリウムを含む場合の濃度は、０．１～１０質量％であることが好ましい。次亜塩素酸ナトリウムを含む場合の塩酸濃度は、１００～３，０００ｐｐｍであることが好ましい。
内部浄化の媒体として、下記に示すアルカリ性液を用いることにより、洗浄および殺菌を同時に、一つのステップにより行うことができるので、非生産時間の短縮に寄与できる。
当該ステップ（以下、ＣＳＩＰステップ）に用いるアルカリ性液は、水等の溶媒に、溶質のアルカリ成分として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、次亜塩素酸ナトリウム等の塩素化アルカリ等のうち所望のものを含む。水酸化ナトリウムあるいは水酸化カリウムを含む場合の濃度は、０．１～１０質量％であることが好ましい。次亜塩素酸ナトリウムを含む場合の塩酸濃度は、１００～３，０００ｐｐｍであることが好ましい。
また、アルカリ性液は、クエン酸、コハク酸、グルコン酸などの有機酸、またはリン酸及びこれらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、エチレンジアミン四酢酸などのアルカノールアミン塩等のヒドロキシカルボン酸化合物などの金属イオン封鎖剤、また、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類などの非イオン系界面活性剤、クメンスルホン酸ナトリウムなどの可溶化剤、ポリアクリル酸などの酸系高分子またはこれらの金属塩、腐食抑制剤、防腐剤、酸化防止剤、分散剤、消泡剤などを含んでも構わない。これらを溶解する水は純水、イオン交換水、蒸留水、水道水などが使用される。また、次亜塩素酸塩、過酸化水素、過酢酸、過炭酸ナトリウム、二酸化チオ尿素等の各種漂白剤を含んでも構わない。
ＣＳＩＰステップに用いるアルカリ性液は、ヒーター等を用いて例えば５０～１５０℃に加熱されることが好ましい。アルカリ性液には、温度に応じて適切な圧力が付与される。
図９および図１０に示すように、ＣＳＩＰステップを行う際には、上述した内部洗浄時および内部殺菌時と同様に、充填バルブ３２に回収経路Ｒ２を連通させた状態で、ロータリージョイント４０のポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３を通じて、浄化媒体としてのアルカリ性液の供給および回収を行う。アルカリ性液は、第５供給源ＳＲ５から第１ポートＰ１に供給される。
充填機３内部の経路全体を殺菌する必要があるため、シール構造５１，５２にも、第４供給源ＳＲ４からポートＰ５０１を通じて浄化媒体としての蒸気が供給される。図９および図１０に示す例では、薬剤に対して低コストであり、かつすすぎが不要な蒸気をシール構造５１，５２に供給している。但し、シール構造５１，５２にもアルカリ性液を供給することが許容される。
充填機３内部の経路全体を殺菌する必要があるため、シール構造５１，５２にも、第４供給源ＳＲ４からポートＰ５０１を通じて浄化媒体としての蒸気が供給される。図９および図１０に示す例では、薬剤に対して低コストであり、かつすすぎが不要な蒸気をシール構造５１，５２に供給している。但し、シール構造５１，５２にもアルカリ性液を供給することが許容される。
供給経路Ｒ１、回収経路Ｒ２、および加圧用経路Ｒ３を通じてアルカリ性液を所定時間、例えば、５～１２０分間程度循環させることにより、導入配管３０１、タンク３６、充填配管３６１、充填バルブ３２、および加圧用配管３０３の全体に亘り洗浄および殺菌を一度に行うことができる。
また、シール構造５１，５２に蒸気を循環させることにより、シール液経路５１１，５２１の洗浄および殺菌も一度に行うことができる。
なお、アルカリ性液を用いる内部浄化の実施に加え、他の浄化媒体を用いた内部浄化を実施することも妨げられない。
また、シール構造５１，５２に蒸気を循環させることにより、シール液経路５１１，５２１の洗浄および殺菌も一度に行うことができる。
なお、アルカリ性液を用いる内部浄化の実施に加え、他の浄化媒体を用いた内部浄化を実施することも妨げられない。
ＣＳＩＰステップを終えた後、必要に応じて、無菌状態の水を第１ポートＰ１から供給経路Ｒ１へと供給することにより、供給経路Ｒ１、回収経路Ｒ２、および加圧用経路Ｒ３のすすぎを行うことができる。
ＣＳＩＰステップも、回転体３１を回転駆動させながら実施することができる。そのため、図１１Ｂに示すように、ＣＳＩＰステップに並行して、回転体３１を回転させながらノズルＮ１，Ｎ２等から環境区画２０に浄化媒体を供給する環境浄化のステップ（ＣＯＰ，ＳＯＰの少なくとも一方）をも実施することが可能である。
したがって、ＣＳＩＰステップによれば、ＣＩＰステップおよびＳＩＰステップを順に行う必要がなく、ＣＩＰおよびＳＩＰを一度に行えることによる非生産時間の短縮効果に加えて、内部浄化と環境浄化とが並行して行われることによる非生産時間の短縮効果をも得ることができる。
つまり、飲料や医薬等の製品製造には製造設備の内部の浄化および環境の浄化が不可欠であるところ、製造に要する全体の時間において非生産時間が占める割合を減らし、生産効率をより一層向上させることができる。
さらに、回転体３１を回転させながらＣＳＩＰと環境浄化とを並行して行えることにより、ＣＳＩＰに用いるアルカリ性液と、アルカリ性液が流れる配管と、環境浄化媒体とに関し、熱の授受による加熱および冷却の作用を得ることができる。
したがって、ＣＳＩＰステップによれば、ＣＩＰステップおよびＳＩＰステップを順に行う必要がなく、ＣＩＰおよびＳＩＰを一度に行えることによる非生産時間の短縮効果に加えて、内部浄化と環境浄化とが並行して行われることによる非生産時間の短縮効果をも得ることができる。
つまり、飲料や医薬等の製品製造には製造設備の内部の浄化および環境の浄化が不可欠であるところ、製造に要する全体の時間において非生産時間が占める割合を減らし、生産効率をより一層向上させることができる。
さらに、回転体３１を回転させながらＣＳＩＰと環境浄化とを並行して行えることにより、ＣＳＩＰに用いるアルカリ性液と、アルカリ性液が流れる配管と、環境浄化媒体とに関し、熱の授受による加熱および冷却の作用を得ることができる。
〔並行浄化による液温制御〕
図１２を参照し、内部浄化と環境浄化とを並行して行う場合の内部温度の制御の一例について説明する。ここでは、ＳＩＰとＣＯＰとが並行して行われる。
図１２のグラフの縦軸は、浄化媒体としての液（ＳＩＰ液）が流れる経路（例えば供給経路Ｒ１）のＳＩＰ時の温度を示す内部温度である。ＳＩＰ時の内部温度の既定値Ｔｓは、浄化媒体としての液（ＣＯＰ液）が供給される環境区画２０内のＣＯＰ時の温度（環境温度）の既定値Ｔｃよりも高いものとする。
図１２を参照し、内部浄化と環境浄化とを並行して行う場合の内部温度の制御の一例について説明する。ここでは、ＳＩＰとＣＯＰとが並行して行われる。
図１２のグラフの縦軸は、浄化媒体としての液（ＳＩＰ液）が流れる経路（例えば供給経路Ｒ１）のＳＩＰ時の温度を示す内部温度である。ＳＩＰ時の内部温度の既定値Ｔｓは、浄化媒体としての液（ＣＯＰ液）が供給される環境区画２０内のＣＯＰ時の温度（環境温度）の既定値Ｔｃよりも高いものとする。
図１２に示す破線は、ＣＯＰと並行しないでＳＩＰステップＳ０’を行った場合における内部温度の変化を示している。破線で示すように、ＳＩＰの開始後、ＳＩＰ液の温度を上昇させる液温制御により、昇温したＳＩＰ液が供給経路Ｒ１等に供給されることで、内部温度が上昇して規定温度Ｔｓに到達したならば、必要な保持時間ｔ１に亘り内部温度を制御により規定温度Ｔｓに保ちつつ供給経路Ｒ１等の殺菌を行う。保持時間ｔ１が経過したならば、ＳＩＰ液の温度を低下させる液温制御により、内部温度が例えば常温まで低下する。
図１２に示す実線は、ＳＩＰとＣＯＰとを並行して行った場合のＳＩＰ液の温度変化を示している。この場合、ＣＯＰを行うステップは、環境温度を規定温度Ｔｃに上昇させる第１のＣＯＰステップＳ１と、環境温度を例えば常温まで低下させる第２のＣＯＰステップＳ２とからなる。
図１２に示すように、ＳＩＰのステップＳ０に対し並行して、ＣＯＰのステップＳ１，Ｓ２が順次行われる。
ここでは、第１のＣＯＰステップＳ１と、ＳＩＰのステップＳ０とを同時に開始する。ステップＳ１とステップＳ０とが並行して行われると、ノズルＮ１，Ｎ２等から噴射される昇温したＣＯＰ液の熱によって、内部温度の増加率が、ＣＯＰが並行して行われない場合（破線で示す）と比べて大きくなるので、内部温度を規定温度Ｔｓに早期に到達させることができる。
ＣＯＰは、環境温度が規定温度Ｔｃ付近に達した時点で中断される。つまり、第１のＣＯＰステップＳ１が終了する。
ここでは、第１のＣＯＰステップＳ１と、ＳＩＰのステップＳ０とを同時に開始する。ステップＳ１とステップＳ０とが並行して行われると、ノズルＮ１，Ｎ２等から噴射される昇温したＣＯＰ液の熱によって、内部温度の増加率が、ＣＯＰが並行して行われない場合（破線で示す）と比べて大きくなるので、内部温度を規定温度Ｔｓに早期に到達させることができる。
ＣＯＰは、環境温度が規定温度Ｔｃ付近に達した時点で中断される。つまり、第１のＣＯＰステップＳ１が終了する。
内部温度が規定温度Ｔｓに到達したならば、保持時間ｔ１に亘り内部温度を規定温度Ｔｓに保ちながらＳＩＰを継続する。保持時間ｔ１の終了に伴い、内部温度を低下させるための液温制御に移行する。それと同時に、ＣＯＰ（第２のＣＯＰステップＳ２）を再開する。第２のＣＯＰステップＳ２には、第１のＣＯＰステップＳ１におけるＣＯＰ液の温度域に対して低い温度のＣＯＰ液が用いられるため、内部温度は、ノズルＮ１，Ｎ２等から噴射されるＣＯＰ液により冷却されることによっても低下する。そのため、内部温度を例えば常温まで早期に到達させることができる。なお、第１のＣＯＰステップＳ１の終了から保持時間ｔ１の終了までの間にＣＯＰ液の温度を十分に低下させておくことで、ＣＯＰ液による冷却効果を高めることができる。
以上で述べた制御によれば、ＣＯＰ液を昇温させるＣＯＰと並行してＳＩＰが行われることにより、ＳＩＰステップＳ０に要する時間をＳＩＰステップＳ０’の所要時間に対して短縮して生産効率を向上させることができる。
以上で述べた制御によれば、ＣＯＰ液を昇温させるＣＯＰと並行してＳＩＰが行われることにより、ＳＩＰステップＳ０に要する時間をＳＩＰステップＳ０’の所要時間に対して短縮して生産効率を向上させることができる。
上記以外にも、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
製造時にタンク３６内の気相の加圧が行われない、あるいは、タンク３６内の加圧がロータリージョイント４０を経由しない別の経路を通じて行われる場合は、ロータリージョイント４０が、第３ポートＰ３および第３経路ＲＲ３を備えている必要がない。
また、ロータリージョイント４０にメカニカルシールＳＬ１，ＳＬ３１，ＳＬ３２が用いられない場合は、シール構造５１，５２を備えている必要がない。
製造時にタンク３６内の気相の加圧が行われない、あるいは、タンク３６内の加圧がロータリージョイント４０を経由しない別の経路を通じて行われる場合は、ロータリージョイント４０が、第３ポートＰ３および第３経路ＲＲ３を備えている必要がない。
また、ロータリージョイント４０にメカニカルシールＳＬ１，ＳＬ３１，ＳＬ３２が用いられない場合は、シール構造５１，５２を備えている必要がない。
１ 充填システム
２ 容器
３ 充填機
４ 密封機
５ 充填装置
６ 供給部
７ 排出部
８ チャンバ
９ 給気ユニット
１１～１３，３１，１４～１６ 回転体
１８ 気密シャッタ
１９ コンベヤ
２０ 環境区画
３１ 回転体
３２ 充填バルブ
３３ 駆動装置
３４ ベース
３５ 支持部材
３６ タンク
３７ ロータリージョイント
３８ 水封シール
３９ 制御盤
４０ ロータリージョイント
４１ 回転部
４２ 固定部
４３，４４ 軸受
５１ 第１シール構造
５２ 第２シール構造
８１ 第１チャンバ
８２ 第２チャンバ
１９１ コンベヤカバー
３０１ 導入配管
３０２ 回収配管
３０３ 加圧用配管
３１１ 支持体
３１２ ボールベアリング
３１２Ａ 外輪
３１２Ｂ 内輪
３１３ グリッパ
３１４ 計量器
３１５ 閉塞装置
３６１ 充填配管
３６２ 圧力計
３６３ 温度計
３６４ 液位計
４２１，４２２ 部材
４２２Ａ，４２３Ａ 連通経路
４５１，４５２，４６１，４６２，４７１，４７２ 開口
５１１，５２１ シール液経路
５１２ 壁体
５１３，５１４ ゴムシール
８２１ 壁
Ａ１ 第１配管
Ａ２ 第２配管
Ａ３，Ａ３１，Ａ３２ 第３配管
Ｎ１，Ｎ２ 噴射ノズル
Ｐ１ 第１ポート
Ｐ２ 第２ポート
Ｐ３，Ｐ３１，Ｐ３２ 第３ポート
Ｐ５０１，Ｐ５０３ 流入ポート
Ｐ５０２，Ｐ５０４ 流出ポート
Ｒ１ 供給経路
Ｒ２ 回収経路
Ｒ３ 加圧用経路
ＲＲ１ 第１経路
ＲＲ２ 第２経路
ＲＲ３ 第３経路
ＳＬ１ メカニカルシール（第１シール）
ＳＬ２１，ＳＬ２２ ゴムシール（第２シール）
ＳＬ３１，ＳＬ３２ メカニカルシール（第３シール）
ＳＲ１ 第１供給源
ＳＲ２ 第２供給源
ＳＲ３ 第３供給源
ＳＲ４ 第４供給源
ＳＲ５ 第５供給源
Ｘ 軸線
ｒｒ２ 直線部
ｒｒ３ 直線部
２ 容器
３ 充填機
４ 密封機
５ 充填装置
６ 供給部
７ 排出部
８ チャンバ
９ 給気ユニット
１１～１３，３１，１４～１６ 回転体
１８ 気密シャッタ
１９ コンベヤ
２０ 環境区画
３１ 回転体
３２ 充填バルブ
３３ 駆動装置
３４ ベース
３５ 支持部材
３６ タンク
３７ ロータリージョイント
３８ 水封シール
３９ 制御盤
４０ ロータリージョイント
４１ 回転部
４２ 固定部
４３，４４ 軸受
５１ 第１シール構造
５２ 第２シール構造
８１ 第１チャンバ
８２ 第２チャンバ
１９１ コンベヤカバー
３０１ 導入配管
３０２ 回収配管
３０３ 加圧用配管
３１１ 支持体
３１２ ボールベアリング
３１２Ａ 外輪
３１２Ｂ 内輪
３１３ グリッパ
３１４ 計量器
３１５ 閉塞装置
３６１ 充填配管
３６２ 圧力計
３６３ 温度計
３６４ 液位計
４２１，４２２ 部材
４２２Ａ，４２３Ａ 連通経路
４５１，４５２，４６１，４６２，４７１，４７２ 開口
５１１，５２１ シール液経路
５１２ 壁体
５１３，５１４ ゴムシール
８２１ 壁
Ａ１ 第１配管
Ａ２ 第２配管
Ａ３，Ａ３１，Ａ３２ 第３配管
Ｎ１，Ｎ２ 噴射ノズル
Ｐ１ 第１ポート
Ｐ２ 第２ポート
Ｐ３，Ｐ３１，Ｐ３２ 第３ポート
Ｐ５０１，Ｐ５０３ 流入ポート
Ｐ５０２，Ｐ５０４ 流出ポート
Ｒ１ 供給経路
Ｒ２ 回収経路
Ｒ３ 加圧用経路
ＲＲ１ 第１経路
ＲＲ２ 第２経路
ＲＲ３ 第３経路
ＳＬ１ メカニカルシール（第１シール）
ＳＬ２１，ＳＬ２２ ゴムシール（第２シール）
ＳＬ３１，ＳＬ３２ メカニカルシール（第３シール）
ＳＲ１ 第１供給源
ＳＲ２ 第２供給源
ＳＲ３ 第３供給源
ＳＲ４ 第４供給源
ＳＲ５ 第５供給源
Ｘ 軸線
ｒｒ２ 直線部
ｒｒ３ 直線部
Claims (19)
- 回転体に支持された容器に内容物を充填する充填システムであって、
回転駆動される前記回転体と、
前記容器への前記内容物の供給に用いられる供給経路と、
前記供給経路に導入される内部浄化媒体を前記供給経路から回収する回収経路と、
前記回転体の回転に連動する回転部、および固定部を含むロータリージョイントと、
前記回転体を覆い、浄化の対象としての環境区画を形成するチャンバと、
所定の経路を通じて導入される環境浄化媒体を前記環境区画に供給するノズルと、を備え、
前記回転部は、
前記供給経路に連通する第１経路と、
前記回収経路に連通する第２経路と、を含み、
前記固定部は、
前記第１経路に連通する第１ポートと、
前記第２経路に連通する第２ポートと、を含み、
前記内部浄化媒体の前記供給経路への供給および前記回収経路による回収を行う内部浄化と、前記環境区画に前記ノズルから前記環境浄化媒体を供給する環境浄化とが可能に構成され、
前記内部浄化時に前記内部浄化媒体を昇温により到達させる温度として、所定の第１温度が設定され、
前記環境浄化時に前記環境浄化媒体を昇温により到達させる温度として、前記第１温度よりも低い第２温度が設定され、
前記充填システムによる生産を停止して前記充填システムの前記内部浄化および前記環境浄化を並行して行う際には、
前記回転体を回転駆動させながら、前記内部浄化と前記環境浄化とが並行して行われる間に前記環境浄化媒体から前記内部浄化媒体へと放熱させ、前記環境浄化媒体が前記第２温度付近に達した時点で前記環境浄化を中断する、
充填システム。 - 前記環境浄化の中断後も前記内部浄化を継続して行い、前記内部浄化媒体が前記第１温度に達した状態で所定の保持時間が経過することによる前記内部浄化の終了に伴い、前記環境浄化を再開する、
請求項１に記載の充填システム。 - 前記環境浄化の再開後における前記第２温度は、前記環境浄化の中断前における前記第２温度よりも低い、
請求項２に記載の充填システム。 - 前記供給経路の一部であり、前記第１経路を通じて導入される前記内容物を貯留するタンクと、
前記タンク内の雰囲気の加圧に用いられる気体を前記タンクに送る加圧用経路と、を備え、
前記回転部は、前記加圧用経路に連通する第３経路を含み、
前記固定部は、前記第３経路に連通する第３ポートを含む、
請求項１から３のいずれか一項に記載の充填システム。 - 前記第１ポートの近傍で前記固定部と前記回転部との間を封止する第１シールと、
前記第２ポートの近傍で前記固定部と前記回転部との間を封止する第２シールと、を備え、
前記第１シールおよび前記第２シールのうち少なくとも前記第１シールは、メカニカルシールに該当する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の充填システム。 - 前記第２シールは、ゴム系材料を用いて形成されている、
請求項５に記載の充填システム。 - 前記固定部は、
前記メカニカルシールにシール液を供給可能なシール液経路と、
前記シール液経路に前記シール液が流入可能な流入ポートと、
前記シール液経路から前記シール液が流出可能な流出ポートと、を含む、
請求項５または６に記載の充填システム。 - 前記供給経路の一部であり、前記第１経路を通じて導入される前記内容物を貯留するタンクと、
前記タンク内の雰囲気の加圧に用いられる気体を前記タンクに送る加圧用経路と、を備え、
前記回転部は、前記加圧用経路に連通する第３経路を含み、
前記固定部は、前記第３経路に連通する第３ポートを含み、
前記充填システムは、
前記第３ポートの近傍で前記固定部と前記回転部との間を封止する第３シールをさらに備え、
前記第１シール、前記第２シール、および前記第３シールのうち少なくとも前記第１シールおよび前記第３シールは、メカニカルシールに該当する、
請求項５から７のいずれか一項に記載の充填システム。 - 前記内部浄化媒体として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、および次亜塩素酸ナトリウムのいずれか一つを含んだアルカリ性液が用いられる、
請求項１から８のいずれか一項に記載の充填システム。 - 回転体に支持された容器に内容物を充填する充填システムを浄化する方法であって、
前記容器への前記内容物の供給に用いられる供給経路に内部浄化媒体を供給し、前記供給経路から回収経路に前記内部浄化媒体を回収する内部浄化ステップと、
前記充填システムの少なくとも前記回転体を覆うチャンバにより形成された環境区画にノズルから環境浄化媒体を供給する環境浄化ステップと、を備え、
前記内部浄化ステップにおいて前記内部浄化媒体を昇温により到達させる温度として、所定の第１温度が設定され、
前記環境浄化ステップにおいて前記環境浄化媒体を昇温により到達させる温度として、前記第１温度よりも低い第２温度が設定され、
前記充填システムによる生産を停止して前記内部浄化ステップおよび前記環境浄化ステップを並行して行う際には、
前記回転体を回転駆動させながら、前記内部浄化媒体の供給および回収と、前記容器に前記内容物を充填する充填バルブを備えた充填機に対する前記環境浄化媒体の供給と、が並行して行われる間に前記環境浄化媒体から前記内部浄化媒体へと放熱させ、前記環境浄化媒体が前記第２温度付近に達した時点で前記環境浄化ステップを中断する、
充填システムの浄化方法。 - 前記環境浄化ステップの中断後も前記内部浄化ステップを継続して行い、前記内部浄化媒体が前記第１温度に達した状態で所定の保持時間が経過することによる浄化終了に伴い、前記環境浄化ステップを再開する、
請求項１０に記載の充填システムの浄化方法。 - 前記環境浄化ステップの再開後における前記第２温度は、前記環境浄化ステップの中断前における前記第２温度よりも低い、
請求項１１に記載の充填システムの浄化方法。 - 前記内部浄化媒体として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、および次亜塩素酸ナトリウムのいずれか一つを含んだアルカリ性液を用いる、
請求項１０から１２のいずれか一項に記載の充填システムの浄化方法。 - 前記充填システムは、
前記回転体の回転に連動する回転部、および固定部を含むロータリージョイントを備え、
前記内部浄化ステップでは、
前記ロータリージョイントを介して前記供給経路へ前記内部浄化媒体が導入され、
前記ロータリージョイントを介して前記回収経路から前記内部浄化媒体が回収される、
請求項１０から１３のいずれか一項に記載の充填システムの浄化方法。 - 前記充填システムは、
前記供給経路と連通し、前記ロータリージョイントを介して導入される前記内容物を貯留するタンクと、
前記タンク内の雰囲気の加圧に用いられる気体を前記タンクに送る加圧用経路と、を備え、
前記内部浄化ステップでは、
前記タンクから前記加圧用経路および前記ロータリージョイントを介して前記内部浄化媒体が回収される、
請求項１４に記載の充填システムの浄化方法。 - 前記回転部は、
前記供給経路に連通する第１経路と、
前記回収経路に連通する第２経路と、を含み、
前記固定部は、
前記第１経路に連通する第１ポートと、
前記第２経路に連通する第２ポートと、を含み、
前記第１ポートの近傍で前記固定部と前記回転部との間を封止する第１シールと、
前記第２ポートの近傍で前記固定部と前記回転部との間を封止する第２シールと、のうち少なくとも前記第１シールには、メカニカルシールが用いられる、
請求項１４に記載の充填システムの浄化方法。 - 前記充填システムは、
前記供給経路と連通し、前記ロータリージョイントを介して導入される前記内容物を貯留するタンクと、
前記タンク内の雰囲気の加圧に用いられる気体を前記タンクに送る加圧用経路と、を備え、
前記回転部は、前記加圧用経路に連通する第３経路を含み、
前記固定部は、前記第３経路に連通する第３ポートを含み、
前記第１シール、前記第２シール、および、前記第３ポートの近傍で前記固定部と前記回転部との間を封止する第３シールのうち少なくとも前記第１シールおよび前記第３シールには、メカニカルシールが用いられる、
請求項１６に記載の充填システムの浄化方法。 - 前記内部浄化ステップとして、
前記回転体を回転駆動させながら、前記内部浄化媒体としての液の供給および回収を実施すること、および、
前記回転体の回転が停止した状態で、前記内部浄化媒体としての蒸気の供給および回収を実施すること、のいずれかを選択可能である、
請求項１０から１７のいずれか一項に記載の充填システムの浄化方法。 - 請求項１０から１８のいずれか一項に記載の浄化方法における前記内部浄化ステップおよび前記環境浄化ステップと、
前記容器に前記内容物が充填されてなる製品を製造するステップと、を備える、
製造方法。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006161954A (ja) | 2004-12-07 | 2006-06-22 | Nippon Pillar Packing Co Ltd | メカニカルシール及びメカニカルシール装置 |
| JP2007302325A (ja) | 2006-05-15 | 2007-11-22 | Mitsubishi Heavy Industries Food & Packaging Machinery Co Ltd | 液体の無菌充填装置及び無菌充填方法 |
| JP2008222258A (ja) | 2007-03-12 | 2008-09-25 | Mitsubishi Heavy Industries Food & Packaging Machinery Co Ltd | 充填装置 |
| JP2010042833A (ja) | 2008-08-12 | 2010-02-25 | Mitsubishi Heavy Industries Food & Packaging Machinery Co Ltd | 炭酸飲料用無菌充填装置 |
| JP2011106593A (ja) | 2009-11-18 | 2011-06-02 | Mitsubishi Heavy Industries Food & Packaging Machinery Co Ltd | ロータリージョイントの軸受結露防止装置 |
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