KR20050085610A - 살균 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

용기(8) 제조시의 살균을 위한 장치(1)는 기체 살균제로 살균을 하기 위해 적용되며, 이 살균제는 살균 처리 동안 기체 상태로 유지된다. 이 장치(1)는 가열 영역(2), 살균 영역(3), 및 배기 영역(4)을 포함하며, 장치(1) 외부의 주변 온도를 검출하기 위한 주변 온도 센서(27)와, 살균 영역(3) 내의 살균제의 농도를 측정하기 위한 농도 미터(29), 및 주변 온도 센서(27)로 측정된 온도와 농도 미터(29)로 측정된 농도에 기초하여 살균 영역(3) 내에 유입된 살균제의 양을 제어하기 위한 제 1 제어 유닛을 더 포함한다. 용기(8) 제조시의 용기(8)의 살균을 위한 방법이 또한 개시된다.

Description

살균 제어 장치 및 방법{CONTROL OF STERILIZATION DEVICE AND METHOD}
본 발명은 용기 제조시 살균을 위한 장치에 관한 것으로, 살균 처리 동안 기체 상태를 유지하는 기체 살균제로 살균하는데 적용되며, 상기 장치는 가열 영역, 살균 영역, 및 배기 영역을 포함한다. 또한, 본 발명은 용기 제조시, 용기를 살균하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 용기는 개방 단부와 폐쇄 단부를 가지며, 기체 살균제가 사용되는데, 이 살균제는 살균 처리 동안 기체상태로 유지된다.
(종래 기술)
상술한 것과 같은 종류의 장치 및 방법은 본 기술 분야에 알려져 있는 것으로, 예를들어 US 5,258,162호 등에 나타나 있다. 여기에서, 용기들은 여러 영역들로 분할된 하우징을 통과한다. 제 1 영역에서는, 용기들을 가열하기 위하여 뜨거운 공기가 유입된다. 제 2 영역에서는, 가열된 용기들을 살균하기 위하여 기체 상태의 과산화 수소가 유입된다. 최종 제 3 영역에서는, 용기들이 무균의 내용물로 채워진다. 위 3개 영역들은 모두 하나의 하우징 내에 포함되며, 물리적으로 서로 분리되어 있지는 않다. 따라서, 상이한 영역들 사이의 흐름을 제어하기가 어려울 것이다.
EP-A-394,743호에는 목적물을 살균하기 위한 다른 장치 및 방법이 개시되어 있다. 여기에 서술된 장치 및 방법에서는, 수직으로 교체 가능한 후드(hood)가 살균될 대상 위에 놓인다. 부의 압력이 상기 후드에서 발생되어, 살균 가스가 유입된다. 교체 가능한 후드가 필요한 것이 상기 장치를 다소 복잡하게 만든다.
본 발명의 목적은 기본적으로 상술한 타입 그러나 보다 안전한 살균 처리가 가능한 용기 살균용 장치를 제공하는 것으로, 특히 상이한 영역들 내 및 그 영역들 사이의 가스 흐름에 대한 제어를 향상시킬 수 있는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 용기의 가열에 대한 제어를 향상 시킬 수 있는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 또한, 종래 기술의 방법에 비해 향상된 용기의 살균 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 살균이 실행되는 상이한 영역들 내와 그 영역들 사이의 공기 및 가스의 흐름을 보다 잘 제어하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 살균 장치의 원리를 나타내는 블럭도 이다.
도 2는 살균 장치에 대한 투시도 이다.
본 발명에 따르면, 이와같은 목적들은 개론적으로 거론된 종류의 장치에 의하여 달성되며, 이는 청구범위 제 1항의 특징들로서 제시되어 있다. 진보된 장치에 대한 바람직한 실시예들은 종속 청구범위 제 2항 내지 19항에 정의되어 있다.
상술한 목적들은 또한, 청구범위 제 20항에 정의된 방법에 의하여 달성되며, 그 바람직한 변형예들은 청구범위 제 21항 내지 35항에 정의되어 있다.
용기 제조시의 살균을 위한 진보된 장치는 장치 외부의 주변 온도를 검출하기 위한 주변 온도 센서와, 살균 영역 내의 살균제의 농도를 측정하기 위한 농도 미터, 및 주변 온도 센서로 측정된 온도와 농도 미터로 측정된 농도에 기초하여 살균 영역 내에 유입된 살균제의 양을 제어하기 위한 제 1 제어 유닛을 포함한다. 이들 수단에 의하여 살균 처리에 대한 향상된 제어를 달성할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 상기 장치는 살균 영역 내의 압력을 가열 영역 및 배기 영역 내의 압력 보다 높게 유지하기 위한 수단을 포함한다. 따라서, 어떠한 공기 및 가스의 누출도 다른 방향이 아닌 살균 영역에서 주변 영역으로 향하는 것을 보증할 수 있다.
한 실시예로서, 가열, 살균 및 배기 영역은 용기의 이동을 위한 개구를 갖는 칸막이에 의해 서로 분리된다. 이로써 각 영역 내의 상태를 제어하기가 쉽게 된다.
상기 장치는 기체 과산화 수소의 형태로 된 기체 살균제로 살균하는데 양호하게 적용된다. 과산화 수소는 유용하고 신뢰성 있는 살균제 이다.
상기 장치는 용기를 채우기 전에 용기를 살균하는데 양호하게 적용되며, 이 용기는 개방 단부와 폐쇄 단부를 가진다. 용기를 채우기 전에 용기를 살균하는 것이 편리한데, 그 이유는 무균 내용물의 무균 상태를 유지할 수 있도록 만들어 주기 때문이다.
가열 영역은 용기를 살균 영역 내에서 사용되는 살균제의 이슬점 이상의 온도로 가열하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 이로써, 살균제가 용기 상에 응축되지 않도록 보장할 수 있다.
하나의 실시예로서, 배기 영역은 살균 후에 살균 영역에서 사용된 살균제를 용기로부터 배출시키기 위한 수단을 포함한다. 이로써, 충전 전에 용기 내에 살균제가 남아있지 않도록 보장할 수 있다.
상기 장치는 기체 살균제가 기본적으로 용기의 개방 단부에서 폐쇄 단부를 향하는 방향으로 흐르도록, 살균 영역 내의 기체 살균제의 흐름을 제어하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다. 이로써, 용기가 다시 오염되는 위험을 감소 시킨다.
기체 살균제의 흐름을 제어하기 위한 수단은 살균 영역의 상단부에 기체 살균제를 유입시키고, 이 기체 살균제를 살균 영역의 하단부로 배출시키되, 기본적으로 상단에서 하단으로의 기체 살균제의 흐름을 유지하도록 배열되는 것이 바람직 하다. 이에 의하여, 폐쇄 단부를 밑면으로 기립된 용기의 개방 단부에서 폐쇄 단부로의 흐름을 유지하는 안정된 방법이 제공된다.
상기 장치는 배출 공기가 기본적으로 용기의 개방 단부에서 폐쇄 단부 쪽으로 향하는 방향으로 흐르도록, 배기 영역 내의 배출 공기의 흐름을 제어하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다. 이에 따라서, 살균된 용기가 다시 오염되는 위험을 경감할 수 있다.
배출 공기의 흐름을 제어하기 위한 수단은 배기 영역의 상단부로 배출 공기를 유입시키고, 이 배출 공기를 배기 영역의 하단부로 배출시키되, 기본적으로 상단에서 하단으로의 배출 공기의 흐름을 유지하도록 배열된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 장치는 장치 외부의 주변 온도를 검출하기 위한 주변 온도 센서를 포함한다. 이로써, 가열 영역 내의 가열이 주변 온도를 기초로 제어될 수 있다.
상기 장치는 대안적으로 또는 부가적으로, 가열 영역으로 진입하는 용기의 온도를 검출하기 위한 용기 가열 온도 센서를 포함할 수 있다. 이 센서는 또한 가열을 제어하기 위해 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 장치는 살균 영역으로 진입하기 전에 용기의 온도를 검출하기 위한 진입 온도 센서를 포함한다. 이것은 가열 영역 내에서 가열을 제어할 수 있게 하는 다른 방법이다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 장치는 용기의 온도를 기초로하여 가열 영역 내의 가열을 제어하기 위한 피드백 회로를 포함한다. 이와같은 방법으로, 정확한 온도에서의 가열이 보장되며, 용기의 과도한 가열을 피할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 상기 장치는 살균 영역에서의 응축을 검출하기 위한 응측 검출기를 더 포함한다. 따라서, 응축된 용기를 표기 또는 폐기 가능하다.
본 발명의 장치는 장치의 내부를 살균하는데 양호하게 적용될 수 있다. 따라서, 장치 내의 살균 조건이 간단한 방법으로 보장될 수 있다.
장치 그 자체를 살균하기 위하여, 상기 장치는 장치 내부를 가열하기 위한 수단을 포함하는 것이 바람직 하며, 이로써 효과적인 살균이 이루어진다.
본 진보된 장치는 기체 살균제를 발생하기 위한 유니트를 포함할 수 있으며, 따라서 이 장치를 자체로서 자가 동작 가능하게 할 수 있다.
상기 장치는 배기된 용기를 충전하기 위한 충전 영역, 및 충전 영역 내의 압력을 배기 영역 내의 압력 보다 높게 유지시키기 위한 수단을 더 포함할 수 있다. 이에 의하여, 상기 장치 내에서 공기 및 가스의 흐름에 대한 추가의 제어가 가능해 진다.
개방 단부와 폐쇄 단부를 갖는 용기를 제조시, 이 용기를 살균하기 위한 본 발명에 따른 방법에 있어서, 가스 살균제는 살균 처리 동안 기체 상태로 사용되며, 이 상태로 유지된다. 살균이 수행되는 살균 영역 내의 주변 온도와 살균제의 농도가 측정되어, 상기 살균 영역으로 유입되는 살균제의 양을 제어하기 위하여 사용되며, 이는 살균 처리에 대한 제어를 향상시킬 수 있게 해준다.
상기 방법에 대한 바람직한 변형예에 있어서, 양의 압력이 살균이 수행되는 살균 영역 내에서 유지된다.
기체 과산화 수소는 살균제로서 잘 이용되는데, 이것은 널리 알려지고 신뢰성이 있는 살균제이다.
상기 방법의 다른 변형예에 있어서, 상기 용기는 가열 영역을 통과하는데, 이 가열 영역에서 용기가 살균제의 이슬점 이상의 온도로 가열된다. 이에 따라, 살균제가 상기 용기 상에 응축되지 않음을 보장할 수 있다.
가열된 용기는 가열 영역과 살균 영역을 분리시키는 칸막이의 개구를 통해 살균 영역 측을 통과할 수 있는데, 이 가열 영역에서 용기는 기체 살균제 하에 놓이게 된다. 상기 용기는 살균 영역에 진입하기 위해 칸막이를 통과해야 하므로, 살균을 위한 조건을 제어하기가 용이하다.
이와 유사하게, 살균된 용기는 살균 영역과 배기 영역을 분리시키는 칸막이의 개구를 통해 배기 영역 측을 통과할 수 있는데, 이 배기 영역에서 용기는 살균제를 배출시키기 위하여 뜨거운 살균 공기 하에 놓이게 된다. 따라서, 용기는 살균 및 배기 동안, 분명히 다른 조건에 놓여질 수 있다.
살균 영역 내에서 기체 살균제는 기본적으로 용기의 개방 단부에서 폐쇄 단부로 양호하게 흐른다. 따라서, 용기가 다시 오염될 위험이 줄어들 수 있다.
기체 살균제는 기본적으로 상단에서 하단으로의 살균제의 흐름이 유지되도록, 살균 영역의 상단부에 유입되어 살균 영역의 하단부로 배출될 수 있다. 이는 폐쇄 단부를 밑면으로 기립된 용기를 위한 적절한 흐름을 유지시키는 간단한 방법이다.
상기 방법의 하나의 변형예로서, 배기 영역 내의 배출 공기는 기본적으로 용기의 개방 단부에서 폐쇄 단부로 흐른다. 이것은 살균 영역에서의 경우와 마찬가지로, 용기가 다시 오염되는 위험을 감소시킨다.
배출 공기는 배기 영역의 상단부에 유입되어 배기 영역의 하단부로 양호하게 배출되는데, 이는 기본적으로 상단에서 하단으로의 공기 흐름을 유지하기 위한 것이다. 이 방법은 폐쇄 단부를 밑면으로 기립된 용기를 위한 적절한 흐름을 확보하는 간단한 방법이다.
상기 방법의 바람직한 변형예에 있어서, 액체 살균체를 뜨거운 공기에 부가함으로써 기체 살균제가 생성된다. 따라서, 가스 살균제로 살균 처리가 간단하고 신뢰성 있게 제공될 수 있다.
살균 영역 내의 주변 온도 및 살균제의 농도는 살균 영역에 유입되는 살균제의 양을 제어하기 위하여 측정될 수 있다.
주변 온도가 측정되어 가열 영역 내의 가열을 제어하기 위하여 사용될 수 있으며, 이에 따라, 살균 처리에 대한 제어를 향상시킬 수 있다.
상기 방법의 변형예로서, 가열 영역에 진입하는 용기의 온도가 측정되어 가열 영역 내의 가열을 제어하는데 사용된다. 이와같은 방법은 살균 처리를 위한 조건을 제어하는 대안적인 또는 부가적인 방법이다.
또한, 살균 영역을 통과하기 직전의 용기 온도가 측정되어, 가열 영역 내의 가열을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 이는 살균 처리를 위한 조건을 제어하는 또 다른 편리한 방법이다.
본 발명의 방법에 대한 하나의 변형예로서, 기체 살균제의 발생을 위한 온도 및 공기의 흐름은 살균 영역의 응축에 대한 검출을 기초로 제어되는데, 이로써 응축을 쉽게 회피할 수 있다.
배기된 용기를 충전하기 위한 충전 영역 내에서는 배기 영역 내의 압력 보다 높은 압력이 양호하게 유지된다. 따라서, 상이한 영역들 사이의 흐름 제어가 향상될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조로 하여 보다 상세하게 설명될 것이며, 이들 도면은 현재의 본발명의 바람직한 실시예를 예시하고 있다.
도 1을 참조하면, 살균 장치(1)는 가열 영역(2), 살균 영역(3), 배기 영역(4), 및 배기 영역과 연결된 충전 영역(5)을 구비한다. 도 2로부터 알 수 있듯이, 영역 2 내지 5는 칸막이(6, 7)에 의하여 서로 분리된다. 각 칸막이(6, 7)에는 개구(6a, 7a)가 존재한다. 용기(8)는 영역 2 내지 5를 통과하는 컨베이어 벨트(10) 위의 홀더(holder: 9) 내에 배열된다. 용기(8)는 위쪽으로 개방된 하단부(12)를 갖고, 폐쇄된 상단부(11)를 바닥으로 하여 기립되어 있다.
가열 영역(2) 내에는 상부(14)에 뜨거운 살균 공기를 유입하기 위한 노즐(13)이 존재한다. 가열 영역(2)의 하부(15)에는 뜨거운 공기가 빠져 나가는 배출구(16)가 존재한다.
이와 유사하게, 기체 과산화 수소를 유입하기 위한 노즐(17)이 살균 영역(3)의 상부(18)에 존재한다. 살균 영역의 하부(19)에는 과산화 수소를 배출하기 위한 배출구(20)가 존재한다.
배기 영역(4)은 또한 뜨거운 살균 공기를 유입하기 위한 노즐(21)이 상부(22)에 존재한다. 배기 영역(4)의 하부(23)에는 뜨거운 공기를 배출하기 위한 배출구(24)가 존재한다.
살균 장치는 살균에 이용되는 기체 과산화 수소를 발생시키기 위한 가스 발생 유니트(25)를 구비한다.
가열, 살균 및 배기 영역(2-4)과 유사한 방식으로, 충전 영역(5)은 충전 영역의 상부(27)에 살균 공기를 유입하기 위한 노즐(26)을 구비한다.
장치(1)에는 살균 영역(3)에서 빠져나온 과산화 수소를 분해(degrade)하기 위한 촉매 유니트(28)가 더 구비되어 있다.
이제, 이 장치(1)에서 용기가 처리되는 방법을 설명한다. 홀더(9) 중의 하나에서 폐쇄 단부(11)를 바닥으로 하여 기립한 용기(8)는 컨베이어 벨트(10)에 의하여 가열 영역(2)으로 운반된다. 이곳에서, 약 140℃의 온도를 갖는 살균 공기가 노즐(13)에 의하여 상부(14)로 유입된다. 이와같은 방법으로, 용기(8)는 살균 영역(3)에서 사용될 기체 살균제의 이슬점 이상의 온도로 가열된다. 따라서, 과산화 수소가 용기(8) 상에 확실히 응축되지 않도록 할 수 있다. 용기(8)가 가열되는 온도는 살균 가스 내의 과산화 수소의 내용에 달려 있으나, 이는 통산 약 70℃ 정도이다.
가열 공기는 가열 영역(2)의 상부(14)에 유입되어 하부(15)의 배출구(16)를 통해 빠져 나가기 때문에, 가열 영역(2)의 상부에서 하부로의 기본적인 공기 흐름이 확보된다. 따라서, 공기가 개방 단부(11)에서 폐쇄 단부(12)로 용기(8)를 통해흐르는 것이 또한 보장된다. 이러한 일 방향의 공기 흐름은 입자 및 미생물이 가열 영역(2) 내에서 소용돌이 치는 위험을 감소시킨다.
가열 영역(2) 내에서의 가열은 용기 가열온도 센서(31), 예를들어 IR 온도 센서에 의하여 용기(8) 내부에서 측정된 온도를 기초로 제어된다. 이러한 용기 가열온도 센서(31)는 또한 가열을 위한 안전 장치를 제공하는 피드백 회로에 사용될 수 있다. 만약, 예를들어 용기를 운반하는 컨베이어 벨트(10)가 정지되면, 가열 영역(2) 내의 연속적인 가열로, 예를들어 용기(8) 위의 플라스틱 뚜껑이 녹을 수 있다. 그러므로, 미리 결정된 높은 온도가 내부 온도센서에 의하여 측정되면, 뜨거운 공기는 분기로(shunt)를 통해 바이패스되어, 가열 영역 내에서 더이상 온도를 상승시키지 않을 것이다. 미리 결정된 낮은 온도가 측정되면, 가열 영역(2) 내의 가열이 재개된다. 상기 미리 결정된 높은 그리고 낮은 온도 레벨은 용기의 물질 특성과 살균 가스의 과산화 수소 내용물을 기초로하여 결정된다.
가열된 용기(8)는 컨베이어 벨트(10)에 의하여 칸막이 내의 개구(6a) 또는 반 개구벽(6)을 통해 살균 영역(3)으로 이동된다. 여기에서, 용기는 노즐(17)을 통해 상부(18)에 약 95℃의 온도로 유입되는 기체 과산화 수소에 놓여지게 된다. 수소 가스는 하부(19)의 배출구(20)를 통해 빠져나오고, 따라서 일방향의 가스 흐름이 살균 영역(3)의 상부에서 하부로 유지된다. 이것은 또한 용기(8)를 통과하는 흐름이 개방 단부(12)에서 폐쇄 단부(11)로 향하는 것을 의미하고, 이로써 용기(8)가 다시 오염되는 위험을 줄여준다.
또한, 정확한 살균이 용기(8)의 내부 및 외부 양쪽에서 이루어 질 수 있다. 용기(8)의 내부에 대한 살균은 용기(8)내에 이후 충전되는 무균 내용물의 무균 상태를 유지하기 위하여 필수적이다. 용기 외부의 무균 상태는 용기(8)의 관리성을 향상시키는데, 그 이유는 내부를 오염시키는 입자 또는 미생물이 용기 외부에 존재할 위험이 없이도, 용기(8)의 충전 동안 용기(8)가 주입 노즐을 향해, 그리고 주입 노즐로부터 멀어지도록 이동하기 위해 수직으로 교체 될 수 있기 때문이다.
기체 과산화 수소는 양의 압력이 살균 영역(3) 내에 유지될 수 있는 속도로 유입 및 배출된다. 따라서, 살균 영역(3)과 주위의 가열 및 배기 영역(2, 4) 사이의 가스 및 공기의 어떠한 유출도 확실히 살균 영역(3)에서 주위의 영역(2, 4)으로 향하도록 할 수 있다. 이는 정확한 살균을 위한 조건을 향상시킨다. 살균 영역(3)을 떠나는 가스의 약 20%는 가열 및 배기 영역(2, 4)으로 스며들며, 나머지 80%는 배출구(20)를 통해 빠져나갈 것이다.
살균 영역(3)에서 사용되는 살균 가스는 액체 과산화 수소를 뜨거운 살균 공기에 부가함으로써, 가스 발생 유니트(25) 내에서 발생된다. 살균제의 소망의 과산화 수소 농도는 공기에 첨가되는 액체 과산화 수소의 비율을 조정함으로써 조정될 수 있다. 도시된 실시예에서, 약 35%의 과산화 수소를 함유하는 살균 가스가 용기를 살균하는데 사용된다.
살균 영역(3)의 하부(19)의 배출구(20)를 통해 빠져나온 가스는 장치(1)의 배기 시스템을 통해 배기되기 전에, 가스로부터 과산화 수소를 제거하기 위하여 촉매 유니트(26)를 통과한다.
용기(8)가 살균 영역(3)에 진입하기 전에 과산화 수소 가스의 이슬점 이상으로 가열된다는 사실은 과산화 수소가 용기(8)에 응축되지 않음을 보장하는 것이다. 그러므로, 배기 영역(4)에서 배기를 통해 용기로부터 과산화 수소를 제거하는 것이 편리해 진다. 이것은 식용 내용물로 충전될 용기(8) 상에 과산화 수소가 많이 잔존할 위험 없이, 난해한 기하학적 구조, 예를들어 틈이나 작은 구멍을 갖는 용기에서 조차 신뢰성 있는 살균이 가능하도록 해준다.
살균된 용기(8)는 칸막이의 개구(7a) 또는 반 개구벽(7)을 통해 배기 영역(4)으로 이동한다. 배기 영역(4)에서, 살균 공기가 상부(22)의 노즐(21)을 통해 약 70℃의 온도로 유입된다. 배출 공기는 용기(8) 내부 또는 용기 면에 잔존하는 과산화 수소를 배출시킨다. 상기 배출은 용이한 것인데, 이는 용기(8)의 가열에 의해 용기 면의 과산화 수소의 응축이 제거되었다는 사실로부터 알 수 있다.
이제 막 살균되고 기본적으로 과산화 수소가 잔존하지 않는 용기(8)는 충전 영역(5)을 통과하는데, 이 영역에서 무균 내용물, 예를들어 우유, 쥬스 또는 토마토 페이스트 등이 충전된다. 기본적으로 상부에서 하부로의 공기흐름을 확보하여, 용기(8)가 다시 오염될 위험을 최소화 하기 위해, 살균 공기가 충전 영역(5) 상부(27)의 노즐(26)을 통해 유입된다. 공기 흐름이 다른 방향이 아닌 충전 영역(5)에서부터 바깥쪽으로 향하도록, 충전 영역(5) 내에서는 양의 압력이 유지된다.
충전된 용기(8)는 이후 바닥면을 밀봉 및 접기 위하여 운반된다.
위 상이한 영역(2-5) 사이의 칸막이에 의하여 각각의 분리된 영역(2-5) 내의 조건과, 각 영역(2-5) 사이의 흐름을 제어 가능하다.
제품의 생산이 종료되거나, 새로운 제품 생산을 시작하려고 할때, 상기 장치 자체가 살균될 필요가 있다. 이때 뜨거운 살균 공기가 가열 영역(2)의 노즐(13)을 통해 유입되고, 장치(1) 내부가 약 35℃로 가열된다. 내부가 적정 온도에 도달하면, 기체 과산화 수소가 살균 영역(3)의 노즐(17)을 통해 전체 장치 안으로 유입된다. 위 흐름의 패턴은 기계 살균, 즉 장치(1) 내부를 살균하는 동안에는 용기를 살균하는 동안에 비해 다르게 될 것인데, 그 이유는 내부 전체가 가열되고 살균되어야 하기 때문이다. 용기의 살균과 마찬가지로, 살균 가스는 과산화 수소의 제거를 위하여 촉매 유니트(26)를 통과하여 빠져나간다.
본 발명의 장치에서의 살균 처리는 3개의 제어 루프에 의하여 제어된다. 제 1 제어 루프에서, 주변 온도 센서(27)는 장치(1) 외부의 온도를 측정하고, 상대 습도 센서(28)는 장치 외부의 상대 습도를 측정한다. 농도 미터(29)는 살균 영역(3) 내의 과산화 수소의 농도를 측정한다. 제 1 제어 유니트(30)는 주변 온도 센서(27), 상대 습도 센서(28) 및 농도 미터(29)로 부터 신호를 수신하고, 살균 가스의 발생에 첨가되는 과산화 수소의 양을 조절한다. 기계의 살균 동안에, 온도 센서(27), 상대 습도 센서(28) 및 농도 미터(29)로부터의 데이터는 가스 발생 유니트(25)의 공기 스트림에 부가되는 과산화 수소의 양을 조절하기 위하여 사용된다. 이와같은 방법으로, 최적의 조건이 기계의 살균을 위해 달성될 수 있다. 용기의 살균 동안, 기계의 살균시에 비하여 살균 가스의 과산화 수소의 농도가 평균적으로 상당히 높은 경우, 장치(1) 외부의 상대 습도는 중요하지 않고, 따라서 주변 온도 센서(27)와 농도 미터(29) 만이 가스 발생 유니트(25)에 부가되는 과산화 수소의 양을 조절하기 위하여 사용된다. 이와같은 방식으로, 최상 효율의 가스가 용기 살균을 위하여 제어될 수 있다.
제 2 제어 루프에 있어서, 용기 시작 온도 센서(31)가 장치에 진입하기 전의 용기(8)의 온도를 측정하기 위하여 사용되며, 용기 가열 온도 센서(32)가 가열 영역(2)을 떠나기 직전의 용기(8)의 온도를 측정하기 위하여 사용된다. 위 두개의 온도 센서(31, 32)로부터의 신호는 제 2 제어 유니트(33)로 전송되는데, 이 유니트는 용기(8)를 살균 가스의 이슬점 이상의 필요 온도로 가열하기 위하여, 가열 영역(2)에 유입되는 뜨거운 공기의 온도를 조절한다. 따라서, 용기가 살균 영역(3)에 진입하기 전에 용기(8)의 알맞은 온도를 확보할 수 있다.
제 3 제어 루프에서, 응축 검출기(34)는 살균 영역(3) 내의 발생 가능한 응축을 검출한다. 응축 검출기(34)로부터의 신호는 제 3 제어 유니트(35)로 전송된다. 만일 응축이 검출되면, 신호가 제 3 제어 유니트(35)로부터 전송되어 가스 발생 유니트(25) 내의 뜨거운 공기의 온도 및/또는 흐름을 제어하기 위해 사용된다. 따라서, 살균 가스 및/또는 과산화 수소 함유물의 온도는, 응축을 피하도록 제어될 수 있다. 또한, 응축이 검출될 때에는 해당 용기를 표기하거나 폐기할 수 있다.
당업자라면, 부속 청구항에 정의된 발명의 영역내에서 상술한 발명에 대한 다수의 변형이 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다.
예를들어, 상술한 3개의 제어 루프 중에서 제 1 제어 루프만이 사용되거나, 제 1 제어 루프를 2개의 다른 제어 루프 중 하나와 조합하여 사용할 수 있다.
이 제 1 제어 루프에는 또한, 제 1 제어 유니트(30)에 연결된 가스 발생 유니트로의 공기 흐름을 측정하는 플로우 미터(도시 안됨)가 추가될 수 있다. 가스 발생 유니트(25)로의 공기 흐름, 그에 따른 살균 챔버(3)로의 공기 흐름이 감소되면(예를들어, 공기 덕트 내의 필터가 막히는 경우), 살균 가스 내의 과산화 수소의 농도와, 이후 살균 챔버(3) 내의 과산화 수소의 농도가 상승될 것이다. 제 1 제어 루프는 이와같은 경우에, 가스 발생에 부가되는 과산화 수소의 양을 하향 조정하려고 할 것이다. 그러나, 이경우 가스의 흐름이 너무 작아져서 용기의 모든 부분들에 살균 가스가 도달되지 못하는 결과를 초래할 수 있다. 그러므로, 제 1 제어 유니트(30)는 미리 결정된 낮은 레벨의 흐름에서 경보를 울리도록 구성될 수 있으며, 이는 단순히 살균 가스에 부가되는 과산화 수소의 양을 낮추는 대신, 낮은 흐름이 수정될 수 있도록 하기 위함이다. 이와 유사하게, 경보 신호가 미리 결정된 높은 레벨의 흐름에서 전송될 수 있다.
가열 영역(2)의 가열을 제어하는 다른 수단들이 또한 사용될 수 있는데, 주변 온도 센서(27)가 장치(1) 외부의 온도를 결정하기 위하여 사용될 수 있다. 용기(8) 내 물질의 특성에 대한 지식을 가지고, 노즐(13)을 통해 유입되는 뜨거운 공기에 필요한 온도 및 흐름을 계산할 수 있으며, 이는 또한, 보다 향상된 제어와 안전한 특성을 제공하기 위하여, 상술한 용기 가열 온도 센서(32)와 조합하여 사용할 수 있다.
용기 가열 온도 센서(32)는 살균 영역(3)에 진입하기 직전에 용기(8)의 온도를 측정하기 위하여, 용기를 잡고 있는 홀더(9) 내에 배치될 수 있다. 이 용기 가열 온도 센서(32)는 안전 분기로를 제어하기 위한 것 뿐 아니라, 가열 공기의 온도 및 흐름을 제어하기 위하여 사용될 수 있다. 이 센서는 또한 보다 향상된 가열의 제어를 위하여, 이전에 설명한 온도 센서들 중 하나 또는 양쪽과 조합될 수 있다.
기체 상태로 살균에 적당하다면, 과산화 수소 이외의 살균제가 또한 사용될 수 있다.

Claims (35)

  1. 살균 처리 동안 기체 상태로 유지되는 기체 살균제로 살균하는데 적용되며, 가열 영역(2)과, 살균 영역(3), 및 배기 영역(4)을 포함하는 용기(8) 제조시의 살균을 위한 장치에 있어서,
    상기 장치(1) 외부의 주변 온도를 검출하기 위한 주변 온도 센서(27)와,
    상기 살균 영역(3) 내의 살균제의 농도를 측정하기 위한 농도 미터(29), 및
    상기 주변 온도 센서(27)에 의하여 측정된 온도와, 상기 농도 미터(29)에 의해 측정된 농도에 기초하여, 상기 살균 영역(3) 내에 유입되는 살균제의 양을 제어하기 위한 제 1 제어 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 제조시의 살균을 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 영역(2)에 진입하는 용기(8)의 온도를 검출하기 위한 용기 시작 온도 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 제조시의 살균을 위한 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 살균 영역(3)으로 진입하기 전의 용기(8)의 온도를 검출하기 위한 용기 가열 온도 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 제조시의 살균을 위한 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용기(8)의 온도를 기초로 하여 상기 가열 영역(2) 내의 가열을 제어하기 위한 피드백 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 제조시의 살균을 위한 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 살균 영역(3) 내의 응축을 검출하기 위한 응축 검출기(34)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 제조시의 살균을 위한 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 살균 영역(3) 내의 압력을 상기 가열 영역(2) 및 배기 영역(4) 내의 압력 보다 높게 유지하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 제조시의 살균을 위한 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열 영역, 살균 영역, 및 배기 영역(2, 3, 4)은 상기 용기(8)가 통과하기 위한 개구(6a, 7a)를 갖는 칸막이(6, 7)에 의하여 상호 분리되는 것을 특징으로 하는 용기 제조시의 살균을 위한 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 기체 과산화 수소의 형태로 된 기체 살균제로 살균하는데 적용되는 것을 특징으로 하는 용기 제조시의 살균을 위한 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 용기(8)의 충전 이전에 용기(8)를 살균하기 위하여 적용되며, 상기 용기(8)는 개방 단부(11)와 폐쇄 단부(12)를 갖는 것을 특징으로 하는 용기 제조시의 살균을 위한 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 가열 영역(2)은 상기 살균 영역(3)에 사용되는 살균제의 이슬점 이상의 온도로 상기 용기(8)를 가열하기 위한 수단(13)을 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 제조시의 살균을 위한 장치.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 배기 영역(4)은 살균후 살균 영역(3)에 사용된 살균제를 용기(8)로부터 배출하기 위한 수단(21, 24)을 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 제조시의 살균을 위한 장치.
  12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기체 살균제가 기본적으로 상기 용기(8)의 개방 단부(11)에서 상기 용기(8)의 폐쇄 단부(12)를 향하는 방향으로 흐르도록, 상기 살균 영역(3) 내의 기체 살균제의 흐름을 제어하기 위한 수단(17, 20)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 제조시의 살균을 위한 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 기체 살균제의 흐름을 제어하기 위한 수단(17, 20)은 상기 기체 살균제를 상기 살균 영역(3)의 상부(18)로 유입시키고, 상기 살균 영역(3)의 하부(19)로 상기 기체 살균제를 배출시키도록 배열되고, 기본적으로 상부에서 하부로의 기체 살균제의 흐름을 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 용기 제조시의 살균을 위한 장치.
  14. 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    배출 공기가 기본적으로 상기 용기(8)의 개방 단부(11)에서 상기 용기(8)의 폐쇄 단부(12)를 향하는 방향으로 흐르도록, 상기 배기 영역(4) 내의 배출 공기의 흐름을 제어하기 위한 수단(21, 24)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 제조시의 살균을 위한 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 배출 공기의 흐름을 제어하기 위한 수단(21, 24)은 상기 배출 공기를 상기 배기 영역(4)의 상부(22)로 유입시키고, 상기 배기 영역(4)의 하부(23)로 상기 배출 공기를 배출시키도록 배열되고, 기본적으로 상부에서 하부로의 배출 공기의 흐름을 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 용기 제조시의 살균을 위한 장치.
  16. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 그 자체(1)를 내부적으로 살균하기 위해 적용되는 것을 특징으로 하는 용기 제조시의 살균을 위한 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 장치(1)의 내부를 가열하기 위한 수단(13)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 제조시의 살균을 위한 장치.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기체 살균제를 발생시키기 위한 유니트(25)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 제조시의 살균을 위한 장치.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용기(8)를 충전하기 위한 충전 영역(5), 및 상기 충전 영역(5) 내의 압력을 상기 배기 영역(4) 내의 압력 보다 높게 유지하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 제조시의 살균을 위한 장치.
  20. 용기(8)의 제조시에 용기(8)를 살균하는 방법으로서, 상기 용기(8)는 개방 단부(11)와 폐쇄 단부(12)를 갖고, 살균 처리 동안에 기체 살균제가 기체 상태로 사용되고 유지되는 상기 용기의 제조시에 용기를 살균하는 방법에 있어서,
    주변 온도 및 살균이 수행되는 살균 영역(3) 내의 살균제의 농도가 측정되는 단계, 및
    상기 주변 온도 및 살균제의 농도가 상기 살균 영역(3) 내에 유입되는 살균제의 양을 제어하는 데 사용되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용기의 제조시에 용기를 살균하는 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 주변 온도는 용기(8)의 가열이 수행되는 가열 영역(2) 내의 가열을 제어하기 위하여 측정 및 사용되는 것을 특징으로 하는 용기의 제조시에 용기를 살균하는 방법.
  22. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
    상기 가열 영역(2)으로 진입하는 용기(8)의 온도가 상기 가열 영역(2) 내의 가열을 제어하기 위하여 측정 및 사용되는 것을 특징으로 하는 용기의 제조시에 용기를 살균하는 방법.
  23. 제 20 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 살균 영역(3)을 통과하기 직전의 용기(8)의 온도가 상기 가열 영역(2) 내의 가열을 제어하기 위하여 측정 및 사용되는 것을 특징으로 하는 용기의 제조시에 용기를 살균하는 방법.
  24. 제 20 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    양의 압력이 살균이 수행되는 살균 영역(3) 내에서 유지되는 것을 특징으로 하는 용기의 제조시에 용기를 살균하는 방법.
  25. 제 20 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용기(8)는 상기 살균제의 이슬점 이상의 온도로 가열되는 상기 가열 영역(2)을 통과하는 것을 특징으로 하는 용기의 제조시에 용기를 살균하는 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 가열된 용기(8)는 상기 가열 영역(2)과 살균 영역(3)을 분리시키는 칸막이(6)의 개구(6a)를 통해, 상기 살균 영역(3)으로 통과되어, 상기 살균 영역에서 기체 살균제에 노출되는 것을 특징으로 하는 용기의 제조시에 용기를 살균하는 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 살균된 용기(8)는 상기 살균 영역(3)과 배기 영역(4)을 분리시키는 칸막이(7)의 개구(7a)를 통해, 상기 배기 영역(4)으로 통과되어, 상기 배기 영역에서, 상기 살균제를 배출시키기 위한 뜨거운 살균 공기에 노출되는 것을 특징으로 하는 용기의 제조시에 용기를 살균하는 방법.
  28. 제 26 항 또는 제 27 항에 있어서,
    상기 살균 영역(3) 내의 기체 살균제는 기본적으로 상기 용기(8)의 개방 단부(11)에서 상기 용기(8)의 폐쇄 단부(12)를 향하는 방향으로 흐르는 것을 특징으로 하는 용기의 제조시에 용기를 살균하는 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 기체 살균제는 기본적으로 상부에서 하부로의 살균제의 흐름이 유지되도록, 상기 살균 영역(3)의 상부(18)에 유입되어 상기 살균 영역(3)의 하부(19)에서 배출되는 것을 특징으로 하는 용기의 제조시에 용기를 살균하는 방법.
  30. 제 27 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배기 영역(4) 내의 배출 공기는 기본적으로 용기(8)의 개방 단부(11)에서 용기(8)의 폐쇄 단부(12)를 향하는 방향으로 흐르는 것을 특징으로 하는 용기의 제조시에 용기를 살균하는 방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 배출 공기는 기본적으로 상부에서 하부로의 공기 흐름이 유지되도록, 상기 배기 영역(4)의 상부(22)에 유입되어 상기 배기 영역(4)의 하부(23)에서 배출되는 것을 특징으로 하는 용기의 제조시에 용기를 살균하는 방법.
  32. 제 20 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기체 살균제는 액체 살균제를 뜨거운 공기에 부가함으로써 발생되는 것을 특징으로 하는 용기의 제조시에 용기를 살균하는 방법.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 기체 살균제를 발생하기 위한 공기의 온도와 흐름은 살균 영역(3) 내의 응축에 대한 검출을 토대로 제어되는 것을 특징으로 하는 용기의 제조시에 용기를 살균하는 방법.
  34. 제 20 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서,
    기체 과산화 수소가 살균제로 사용되는 것을 특징으로 하는 용기의 제조시에 용기를 살균하는 방법.
  35. 제 27 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서,
    배기된 용기를 충전하기 위하여 충전 영역 내의 압력이 배기 영역(4) 내의 압력 보다 높게 유지되는 것을 특징으로 하는 용기의 제조시에 용기를 살균하는 방법.
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