JPS60251089A - 液体の充填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、液体の充填装置に関する。

従来技術 たとえば薬液などの液体の定量充填装置として、第２図
に示すようなものまたは第４図に示すようなものなどが
知られている。

第２図の場合、液体の中間タンク（１）と充填部（２）
のノズル（３）との間に配置された配管（４）に第３図
のようなプランジャポンプ（５）が設けられており、ポ
ンプ（５）が１回作動する度に、一定量の液体がタンク
（１）からノズル（３）に送られ、充填部（２）を移動
する容器（６）に充填される。ところが、この装置では
、１回の充填量はポンプ（５）の吐出量によって決るた
め、充填量を変える場合、通常は、プランジャ（７〉の
ストロークを手動で調整し、充ＩＩ４量を大きく変える
ような場合にはポンプ（５）を交換する必要がある。そ
して、□ポンプ（５）の吐出量の調整によって充填量が
間接的に設定されるため、充填量の設定はかなり面倒で
あり、しかも実際の充填量のばらつきはかなり大きい。

また、毎回の充填量を監視することが不可能であり、手
動による抜取り検査を行なって、ポンプ（５）の吐出量
を調整し直したりする必要がある。さらに、プランジャ
ポンプ（５）を使用しているので、装置の洗浄および滅
菌を行なうとぎにはこれを分解する必要があり、インラ
インでの洗浄、滅菌は不可能である。

第４図の場合、液体の中間タンク（圧力タンク）（８）
と充填部（９）のノズル（１０）との間に配置された配
管（１１）に液体溜め（１２）が設けられており、液体
溜め（１２）とノズル（１０）の間にバルブ（１３）が
設けられている。第５゛図および第６図に詳細に示すよ
うに、バルブ（１３）の部分の配管（１１）はシリコー
ンチューブなどの可撓性チューブ（１４）よりなり、バ
ルブ（１３）はチューブ（１４）を挾んで対向状に配置
された固定部材（１５）と移動部材（１６）とからなる
。

そして、第５図のように移動部材（１６）が固定部材（
１５）から離れることによりバルブ（１３）が開き、第
６図のように移動部材（１６）と固定部材（１５）でチ
ューブ（１４）を挾んで押潰すことによりバルブ（１３
）が閉じる。また、バルブ（１３）の開いている時間（
開時間）は、バルブ制御装置（１７）により制御される
。タンク（８）は圧力制御装置（１８）を介して圧縮空
気源（１９）に接続され、配管（１１）のタンク（８）
側の部分には圧力検出器（２０）が設けられており、圧
力制御装置（１８）により、タンク（８）出口の液圧が
一定になるように、タンク（８）内の空気圧が制御され
る。そして、バルブ（１３）が開いている間、この空気
圧により、一定量の液体がタンク（８）からノズルク１
０）に送られ、充填部（９）の容器（２１）に充填され
る。この装置では、１回の充填量は液圧とバルブ（１３
）の開時間によって決るため、これらの調整によって充
填量を変えることができる。ところが、液圧およびバル
ブ（１３）の開時間の調整によって充填量が間接的に設
定されるため、充填量の設定はかなり面倒であり、しか
も実際の充Ｉｌｌのばらつきはかなり大きい。また、毎
回の充填量を監視することが不可能であり、手動による
抜取り検査を行なって、液圧およびバルブ（１３）の開
時間を調整し直したりする必要がある。さらに、ポンプ
などを使用していないので、装置のインラインでの洗浄
は可能であるが、バルブ（１３）の部分に耐圧性の低い
可撓性チューブ（１４）を使用しているので、インライ
ンでの蒸気滅菌は不可能である。

発明の目的 この発明は、上記の問題を解決し、充填量の設定が容易
で、全数の充ｗＡ量の監視、インラインでの洗浄および
蒸気滅菌が可能な精度の良い液体の充填装置を提供する
ことを目的とする。

発明の構成 この発明による液体の充填装置は、液体充填用配管に流
量検出器が設けられ、この配管の先端部に流量検出器の
出力に基いて開閉制御される充填バルブが設けられてい
るものである。

実　施　例 第１図は無菌室に設置された薬液の充填装置を示し、こ
の装置は第４図の従来例と同様の中間タンク（圧力タン
ク）（３０）を備えている。

タンク（３０）の上部には、下端がタンク（３０）内の
上部内壁面に面する薬液導入管（３１）と、下端がタン
ク（３０）内の上部中央に位置する流体噴出管（３２）
とが設けられており、隣の準無菌室に設置された薬液の
無菌濾過装置（図示略）の二次側配管（３３）に第１の
切換バルブ（３４〉を介して薬液導入管（３１）と流体
噴出管（３２）が並列に接続されている。また、タンク
（３０）の上部には、圧力検出器（３５）が設りられる
とともに、圧力調整装置（３６）を介して圧縮空気源（
３７）が接続されており、タンク（３０）の底部には、
液圧によってタンク（３０）内の液面の高さを検出する
液位検出器（３８）が設けられている。

タンク（３０）の底に薬液送出管（３９〉が接続されて
おり、この管（３９）には、第２の切換バルブ（４０）
を介して充填用配管（４１）が接続されるとともに、第
３９切換バルブ（４２）を介して第１の流体排出管（４
３）が接続されている。

充填用配管（４１）の先端は充填部（４４）まで導かれ
ており、その先端寄りの部分には質量流量計（流量検出
器＞（４５）が設シブられている。また、この配管（４
１）の先端部には流量計（４５）の出力に基いて開閉制
御される充填バルブ（４６）が設けられ、このバルブ（
４６）の下端には充填針（４７〉が着脱自在に取付けら
れている。充填部（４４）の近くに第２の流体排出管（
４８）の一端部が配置されており、第１と第２の流体排
出管（４３）　（４８）は１本に合流して流体排出用主
管（４９）に接続されている。なお、第２の排出’！（
４８）の充填部（４４）側の先端は、通常は、蓋（５０
）によって密閉されている。

充填部（４４）には、容器（５１）の移送装置（５２）
、２組の充填監視用光検出器（５３）　（５４）、不良
品溜め（５５）などが設けられている。

上記の充填装置および無菌濾過装置にはマイクロコンピ
ュータを使用してこれら全体を制御する制御装置（５６
）が設けられており、この制御装置（５６）にはＣＲＴ
（５７）およびプリンタ（５８）が設けられている。ま
た、圧力調整装置（３６）、各検出器（３５）　（３８
５（’４５）　（５３）（５４）、各バルブ（３４）　
（４０）、　（，４２）　（４６）、図示しない無菌濾
過装置の他の検出器およびバルブなどがそれぞれ制御装
置（５６）に接続されており、薬液の充填、インライン
での装置の洗浄および蒸気滅菌が自動的に行なわれる。

薬液の充填を行なう場合、これに先立ち、１回の充填量
（重石）がＣＲＴ（５７）のキーボードを使用して設定
され、これが制御装置＜５６）に記憶されている。薬液
の充填は無菌濾過と並行して行なわれ、充填中、第１の
バルブ（３４）によって二次側配管（３３）と薬液導入
管（３１）が連通させられるとともに二次側配管（３３
）と流体噴出管（３２）の間が遮断され、第２のバルブ
（４０）は開いて、第３のバルブ（４２）は閉じている
。また、充填中、無菌濾過Ｌ１１ｉ置の二次側配管（３
３）から第１のバルブ（３４）および薬液導入管（３１
）を通ってタンク（３０）内に供給される無菌濾過後の
薬液の液位が一定になるように、液位検出器（３８）の
出力に基いて、無菌濾過装置の一次側配管に設置された
薬液導入開閉バルブ（図示略）が自動操作されるととも
に、タンク（３０）内の空気圧が一定になるように、圧
力検出器（３５）の出力に基いて圧力調整装置（３６）
が自動操作される。そして、次のように流量計（４５）
の出力に基いて充填バルブ（４６）の開閉を制御するこ
とにより、移送装置（５２）によって充填部（４４）を
移動する容器（５１）に次々に薬液が設定量ずつ充填さ
れる。すなわち、充填バルブ（４６）が開くと、空気圧
により、タンク（３０）内の薬液は流量計（４５）およ
び充填バルブ（４６）を通って充填針（４７）に送られ
、この下に移動してきた容器（５１）に充填される。

充填中、制御装置（５６）は流量計（４５）の出力を監
視しており、充填バルブ（４６）が開いてから流量計（
４５）を通過する薬液の重量が設定量に達したときに充
填バルブ（４６）を自動的に閉じる。これにより、１つ
の容器（５１）に設定量分の薬液が充填され、このよう
な操作を繰返すことにより、次々と充填針（４７）の下
を通過する容器（５１）に自動的に薬液が設定量ずつ充
填される。このとき、流量計（４５）で検出された質量
流量に基いて充填バルブ（４６）が制御されるので、毎
回の充填部を全容器（５１）について監視していること
になり、従来のような抜取り検査が不要である。そして
、１回の充填量が質量流量計（４５）を通過する重量に
よって直接設定され、しかもこの検出器（４５）の出力
に基いて充填バルブ（４６）が制御されているので、実
際の充填量が液体の物性（温度、粘度、比重、密度など
）に影響されることがなく、容器（５１）間の充填量の
ばらつきも非常に小さい。実験により、たとえば０．５
〜１０ＩＩｌｌの小容量の充填において容器（５１）間
の充填量のばらつきは数ｍｇであり、従来のものに比べ
て充填精度が飛躍的に向上することが確められている。

また、充填中、第１の光センサ（５３）により、充填針
（４７）から薬液が吐出されたかどうかが監視され、第
２の光センサ（５４）により、容器（５１）内に薬液が
充填されたかどうかが監視されている。そして、薬液が
確実に容器（５１）内に充填された良品は移送装置（５
２）によって次の工程に移され、薬液が容器（５１）内
に充填されなかった不良品は不良品溜め（５５）に排除
される。

インラインでの装置の蒸気滅菌は、通常、充填の前に蒸
気を使用して行なわれ、インラインでの装置の洗浄は、
通常、充填の後に蒸、留水、温水、洗剤などを使用して
行なわれる。滅菌および洗浄には、それぞれ、無菌濾過
装置とタンク（３０）だけの滅菌または洗浄を行なう場
合と、無菌濾過装置と充填装置の全体の滅菌または洗浄
を行なう場合とがある。そして、前者の場合は、無菌濾
過装置から二次側配管（３３）、第１のバルブ（３４）
、薬液導入管（３１）および流体噴出管（３２）、タン
ク（３０）、薬液送出管（３９）、第３のバルブ（４２
）ならびに第１の排出管（４３）を通って排出用主管（
４９）に蒸気または蒸留水などが流れるように各バルブ
が操作され、後者の場合は、蓋（５０）を取外した第２
の排出管（４８）の先端部を下から充填針（４７）に被
せて充填バルブ（４６）に密閉状に連結固定し、無菌濾
過装置から二次側配管（３３）、第１のバルブ（３４）
、薬液導入管（３１）および流体噴出管（３２）、タン
ク（３０）、薬液送出管（３９）、第２のバルブ（４０
）、充填用配管（４１）および流量計（４５）、充填バ
ルブ（４Ｂ）、充填針（４７）ならびに第２の排出管（
４８）を通って排出用主管（４９）に蒸気または蒸留水
などが流れるように各バルブが操作される。

上記の薬液の充填、インラインでの装置の洗浄および蒸
気滅菌は、制御装置（５６）により、自動的に切換えて
連続的に行なわれる。そして、制御装置（５６）のプリ
ンタ（５８）には、全容器（５１）の充填結果、統計的
演算処理結果および洗浄、蒸気滅菌の記録などが出力さ
れ、ＣＲＴ（５７）には、工程の推移や異常警報などが
出力される。

上記実施例では、１個の流量検出器に対して充填バルブ
が１個だけ設けられているが、１個の流量検出器で複数
個の充填バルブを制御することもできる。

充填装置は、必ずしも上記実施例のように無菌濾過装置
に直結されたものでなくてもよい。

また、この発明は、薬液以外の液体にももちろん適用で
きる。

発明の効果 この発明の液体の充填装置によれば、液体充填用配管（
４１）に流量検出器（４５）が設けられ、この配管（４
１）の先端部に流量検出器（４５）の出力に基いて開閉
制御される充填バルブ（４６）が設けられているので、
流量検出器（４５）を通過する液体の流量によって１回
の充填量を直接設定することができ、したがって、充填
量の設定がきわめて容易であり、充填量の設定値が大き
く変っても部品を交換するような必要が全くない。そし
て、流量検出器（４５）で検出された流量にもとづいて
充填バルブ（４６）が制御されるので、毎回の充填量を
全数について監視していることになり、従来のような抜
取り検査が不要である。また、１回の充填量が流量検出
器（４５）を通過する流量によって直接設定され、しか
もこの検出器（４５）の出力に基いて充填バルブ（４６
）が制御されるので、実際の充填量のばらつきも非常に
小さい。また、液体充填用配管（４１）に流量検出器（
４５）と充填バルブ（４６）が設けられただけのもので
あるから、インラインでの装置の洗浄および蒸気滅菌を
可能にすることができ、しかも既存の充填機などにもそ
のまま組込んで使用することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す充填装置の管系統図、
第２図は従来例を示す充填装置の管系統図、第３図は第
２図のプランジャポンプの部分の拡大垂直断面図、第４
図は他の従来例を示す充填装置の管系統図、第５図およ
び第６図はそれぞれ第４図のバルブの開状態および閉状
態を示す拡大垂直断面図である。 （４１）・・・充填用配管、（４５）・・・質量流量計
（流量検出器）、（４６）・・・充填バルブ。 第２図 ム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液体充填用配管（４１）に流量検出器（４５）が設けら
   れ、この配管（４１）の先端部に流量検出器（４５）の
   出力に基いて開閉制御される充填バルブ（４６）が設け
   られている液体の充填装置。