JP2005218686A - 乾燥滅菌機 - Google Patents

Abstract

【課題】バイアルやアンプル等のガラス製容器１を所定温度以上に加熱して滅菌するとともに、放射温度計４０、４２、４４のメンテナンスを容易にする。
【解決手段】缶体４内に容器１を複数列で搬送する搬送コンベヤ２が配置されている。この搬送コンベヤ２上の容器１に熱風を吹き付ける熱風供給手段６と、缶体４の壁面４ｃ、４ｄ、１８に取付けられ、加熱された容器１から発生する赤外線を透過させる窓３４、３６、３８と、缶体４の外部に設置され、前記加熱された容器１から発生しする赤外線を感知してこの容器１の温度を測定する放射温度計４０、４２、４４を備えている。放射温度計４０、４２、４４が缶体４の外部に設置されているので、動作の確認や修理、交換等が容易であり、メンテナンス性に優れている。
【選択図】図２

Description

本発明は、バイアル、アンプル、シリンジなどの医薬品用容器やその他のガラス容器を加熱して乾燥滅菌する乾燥滅菌機に係り、特に、加熱された容器の温度を測定する温度計を備えた乾燥滅菌機に関するものである。

バイアルやアンプル等の医薬品用のガラス容器を乾燥滅菌する乾燥滅菌機では、缶体内を走行する搬送コンベヤ上の容器に上方から熱風を吹き付けて加熱することにより滅菌を行っている。前記容器を完全に滅菌するためには、所定の温度まで加熱する必要があり、容器に吹き付ける熱風の温度、風速、内部圧力および搬送コンベヤの走行速度等を調整して容器を所定温度まで加熱している。そして、実際の運転時には、前記熱風の温度や風速等のパラメータを測定しつつ、予め求めた実験データと比較して容器が所定の温度まで加熱されたかどうかを判定している。しかしながら、前記熱風の温度や風速等のパラメータを管理するだけでは、容器が実際に所定の温度に到達しているか否かを判断することができない。そこで、缶体内で加熱された容器の温度を直接測定するようにした乾燥滅菌機が提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

前記特許文献１に記載された乾燥滅菌機（この特許文献１の発明の名称は高熱滅菌方法である）には、入口領域、乾燥・加熱・滅菌領域、冷却領域および出口領域が設けられており、滅菌される容器は、前記乾燥・加熱・滅菌領域を構成する輻射炉内を輸送ベルトに載って通過する。輻射炉内のガラス容器の滅菌温度は、輻射炉の側壁に組み込まれている輻射高温計によって連続的に測定、監視するようになっている。

また、特許文献２に記載された乾燥滅菌機（この特許文献２では熱負荷可能な包装容器を滅菌するための装置と呼んでいる）は、容器を搬送ベルトによって案内するトンネル形状の炉を有しており、この炉の前壁内に熱放射測定器が配置され、かつ、炉のＩＲ−放射器の上側に鏡が配置されている。前記鏡が容器から上方へ放出される熱放射を熱放射測定器へ変向するようになっており、この熱放射測定器によって、搬送される容器が必要な滅菌温度に加熱されるかどうかを検査する。
特公平６−４９０５７号公報（第２−３頁、図２） 特開平５−１３２０３９号公報（第２−３頁、図１）

前記各特許文献に記載された乾燥滅菌機は、炉の壁面に直接放射温度計を組み込んで使用している。ところが放射温度計やそれに接続される電線は耐熱温度が低いため、そのままの状態で直接組み付けて使用することは不可能である。これらの温度計を断熱材を介して組み付けることは可能であるが、放射温度計は正常に作動しているか否かをチェックするために、年に１回程度は動作確認の検査を行う必要があり、その場合には放射温度計を脱着しなければならない。しかしながら断熱材を介して放射温度計を取り付けた構成では脱着に時間がかかるため、メンテナンス性が悪いという問題がある。

本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、缶体内で乾燥滅菌される容器の温度を正確に測定することができ、しかも、放射温度計の動作確認のための検査や、修理、交換等を容易に行うことができ、メンテナンス性に優れた乾燥滅菌機を提供することを目的とするものである。

請求項１に記載した発明は、缶体内に設けられ、ガラス製の容器を搬送する搬送コンベヤと、この搬送コンベヤ上の容器に熱風を吹き付けて加熱する熱風供給手段とを備えた乾燥滅菌機において、缶体の外部に、特定の波長域の赤外線を検出可能な放射温度計を配置するとともに、加熱された容器から発生する赤外線のうち、前記放射温度計が検出する波長域の赤外線を透過可能な材料から形成した窓を缶体に取付け、前記放射温度計で容器の温度を測定することを特徴とするものである。

また、請求項２に記載した発明は、前記容器が、バイアル、アンプル、シリンジなどの医薬品用容器であることを特徴とするものである。

さらに、請求項３に記載した発明は、前記窓を形成する材料が、フッ化バリウムまたはフッ化カルシウムであることを特徴とするものである。

請求項４に記載した発明は、前記容器を所定区間加熱する加熱領域を有するとともに、前記放射温度計が、加熱領域の終端に位置する容器の温度を測定することを特徴とするものである。

請求項５に記載した発明は、前記容器が搬送コンベヤ上を複数列で搬送されるとともに、前記放射温度計を複数設け、複数の容器の温度を測定することを特徴とするものである。

本発明の乾燥滅菌機は、缶体内で乾燥滅菌されている容器の温度を正確に測定することができ、しかも、放射温度計の動作確認の検査や、修理、交換等が極めて容易であり、メンテナンス性に優れている。

乾燥滅菌機の缶体の外部に、特定の波長域の赤外線を検出可能な放射温度計を配置するとともに、加熱された容器から発生する赤外線のうち、前記放射温度計が検出する波長域の赤外線を透過可能な材料から形成した窓を缶体に取り付けるという簡単な構成で、容器の温度を正確に測定し、かつメンテナンスを容易にするという目的を達成した。

以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。図１は本発明の一実施例に係る乾燥滅菌機の縦断面図、図２はこの乾燥滅菌機の加熱領域の横断面図、図３は図２の要部（窓の取付け構造）を拡大して示す断面図である。乾燥滅菌機には、多数の容器１を複数列で前後左右互いに密着した状態で連続的に搬送する搬送コンベヤ２が配置されており、缶体４の一端（図１の左端）に形成された開口部（容器入口）４ａから搬入された容器１が、缶体４内を搬送される間に、加熱領域Ａにおいて加熱、滅菌された後、冷却領域Ｂで冷却され、缶体４の他端（図１の右端）に形成された開口部（容器出口）４ｂから外部に排出されて次の工程に送られる。

前記缶体４の内部には、上流部に加熱領域Ａが、そして下流側に冷却領域Ｂが設けられている。加熱領域Ａには、前記搬送コンベヤ２によって搬送されている容器１に熱風を吹き付けて加熱する熱風供給手段６が設けられている。この熱風供給手段６は、前記搬送コンベヤ２の上方に、下方を向けて配置された熱風吹き出し口８と、この熱風吹き出し口８から吹き出されるエアを加熱するヒーター１０と、これら熱風吹き出し口８とヒーター１０との間に設けられて熱風を循環させるブロア１２とを備えている。前記熱風吹き出し口８はその内部にＨＥＰＡフィルタ１４が装着されており、前記搬送コンベヤ２上の容器１に吹き付けられる熱風を浄化するようになっている。

缶体４は、一方の側壁４ｃ（図２の右側）側に、前記搬送コンベヤ２が設置されている中央の空間１６と内部隔壁１８によって区画された還流通路２０を有しており、前記熱風吹き出し口８から下方に向けて中央空間１６内に吹き出された熱風は、搬送コンベヤ２上の容器１に吹き付けられてこれら容器１を加熱した後、搬送コンベヤ２の上面の容器搬送側２ａ、および下面のリターン側２ｂを通り抜けて中央空間１６の底部に達し、さらに、内部隔壁１８の下端から前記還流通路２０に入り、再びヒーター１０で加熱されて前記吹き出し口８に送られる。

前記加熱領域Ａの下流側に位置する冷却領域Ｂには、二台の冷風供給手段２２、２４が配置されている。これら冷風供給手段２２、２４は、前記加熱領域Ａの熱風供給手段６の吹き出し口８と同様に内部にＨＥＰＡフィルタ２６、２８が取り付けられた冷風吹き出し口３０、３２と、これら吹き出し口３０、３２にエアを送る給気用ブロアおよび缶体４の内部の空気を排出する排気用ブロアが設けられており、外気を取り込んで容器１に吹き付け、温められた空気を外に排出するようになっている。この実施例では、二台の冷風供給手段２２、２４が配置されており、前記加熱領域Ａのほぼ２倍の区間に亘って容器１に冷風を吹き付けて冷却するようになっている。

缶体４の両側側壁４ｃ、４ｄおよび内部隔壁１８には、特定の波長域の赤外線を透過可能な材料であるフッ化系の結晶体からなる窓３４、３６、３８が設けられている。これらの窓３４、３６、３８は、加熱領域Ａの下流端（図１に符号Ｓで示す位置）付近に設けられており、かつ、搬送コンベヤ２によって搬送されている容器１の上面よりもやや上方に位置している。

缶体４の両側壁４ｃ、４ｄの窓３４、３６が形成されている部分の外側に放射温度計４０、４２、４４が設置されている。これら放射温度計４０、４２、４４は、特定の波長域の赤外線を測定波長域として設定し、物質が発生する赤外線のうち、測定波長域の赤外線を検出し、その強さに応じて温度に変換することによりその物質の温度を測定する。この実施例では、放射温度計４０、４２、４４が測定する波長は４．８〜５．２μｍに設定されている。なお、放射温度計の測定する波長は、放射温度計の種類、物質の性質、測定する温度、物質の置かれている状況等によって適宜設定されるもので、前記波長に限定されないことはいうまでもない。

前記３台の放射温度計４０、４２、４４は、加熱領域Ａの終端に位置する容器１の天面を測定するように配置され、さらに、９列で搬送されている容器１のうち、一番外側の列と中央の列の容器１（１ａ、１ｂ、１ｃ）の温度を測定できるように、前記各列の方向を向けて配置されている。この実施例では、一方の側壁４ｃ側に設けられた還流通路２０により熱風を循環させているため、缶体４の幅方向で熱風の風量が異なり、それが原因で幅方向の位置により若干温度差が生じるため、９列で搬送される容器１の中央と両端の３カ所で温度を測定するようにしているが、必ずしも３カ所の容器１（１ａ、１ｂ、１ｃ）の温度を測定する必要はなく、搬送する容器１の列数、熱風供給手段６の能力、缶体４内部の熱風の循環状態等各種状況により、容器１の検出位置、個数を適宜設定することができる。また、測定する個所は容器１の天面以外でも良い。例えば、搬送コンベヤ２上を前後に間隔を開けるように容器１を搬送し、容器１の底面付近を測定することも可能である。

前記窓３４、３６、３８の取付構造について図３により説明する。なお、この実施例では、図２に示すように、３カ所の壁面（左右両側の側壁４ｃ、４ｄおよび内部隔壁１８）にそれぞれ窓３４、３６、３８が取り付けられているが、取付構造はいずれも同一なので一カ所（図２の左側の側壁４ｄの窓３６）についてだけ説明する。内部に断熱材４６が収容された側壁４ｄに長方形の取付け孔４８が形成され、この取付け孔４８の内周側に、内部に断熱材５０を包み込んだ取付部材５２が固定されている。取付部材５２は、側壁４ｄの内部側（図３の右側）が厚く、外側が薄くなっており、その間に段部５０ａが形成されている。この取付部材５２の外側に位置する薄い部分（図３の左側の部分）に、フッ化系の結晶体からなる窓３６が挿入されている。さらに、この窓３６の外側から取付枠５４がはめ込まれ、前記取付部材５２に固定されている。この取付枠５４の内側側面と取付部材５２の段部５０ａとの間に、前記フッ化系の結晶体からなる窓３６が挟持されて固定されている。また、取付枠５４の外面側（図３の左側）の前記壁面４ｄとの間にシール材５６が装着されて缶体４の内部の気密を保持している。

前記窓３４、３６、３８を構成する材料として、この実施例ではフッ化カルシウムＣａＦ２を用いている。フッ化カルシウムを材料とする窓は、大体０．１３〜８μｍの波長の赤外線を透過させる。なお、バイアルやアンプル等のガラス容器１の温度を放射温度計で測定する場合、一般的に測定波長は４．８μｍ以上が適しているが、通常のガラスは２．５μｍ以上の波長の赤外線を吸収してしまうので、窓３４、３６、３８に通常のガラスを採用しても赤外線は放射温度計まで到達しない。そこで、本実施例ではフッ化カルシウムを材料とする窓３４、３６、３８を使用している。なお、窓３４、３６、３８の材料はフッ化カルシウムに限るものではなく、フッ化バリウムＢａＦ２等を用いてもよい。このフッ化バリウムによって形成された窓は、大体０．１８〜１２μｍの波長の赤外線を透過させるので、前記ガラス容器１の温度を測定するのに適している。その他、前記フッ化系の材料以外でも、２．５μｍ以上の波長の赤外線を透過させる材料であれば窓３４、３６、３８として用いることができる。

この乾燥滅菌機で滅菌されるバイアルあるいはアンプル等のガラス容器１は、放射温度計４０、４２、４４により測定された温度が３００℃以上になるまで加熱される。これら放射温度計４０、４２、４４によって測定した温度が３００℃未満の容器１が検出された場合には、作業者は搬送コンベヤ２を停止させて検出された容器１を加熱領域Ａから排出しないようにするとともに、熱風の温度や風速等のパラメータをチェックして、以後の運転を判断する。なお、容器１の温度が３００℃に到達したことを確認するまで搬送コンベヤ２を停止させる制御を行っても良い。

以上の構成にかかる乾燥滅菌機の作動について説明する。缶体４の外部の搬送手段によって搬送されてきた容器１は、缶体４の容器入口４ａから缶体４内に搬入され、搬送コンベヤ２上に載せられて搬送される。この実施例では、容器１は搬送コンベヤ２上に９列に整列され前後左右に接触した状態で搬送される。

缶体４の内部の上流側には熱風供給手段６が設けられている。この熱風供給手段６は、ヒーター１０で加熱したエアを、ブロア１２の作動によってＨＥＰＡフィルター１４に送って浄化した後、熱風吹き出し口８から吹き出し、前記搬送コンベヤ２上の容器１に吹き付ける。熱風吹き出し口８から吹き出された熱風は、容器１に吹き付けられた後、搬送コンベヤ２の上面の容器搬送側２ａおよび下面のリターン側２ｂを通り抜けて、下側から還流通路２０に入り、再びヒーター１０に戻って加熱された後、熱風吹き出し口８から吹き出されて循環する。容器１は搬送コンベヤ２によって搬送されつつ熱風が吹き付けられて次第に加熱される。

容器１が加熱領域Ａの終端部（図１中に符号Ｓで示す位置）に到達すると、この位置Ｓの、搬送コンベヤ２上の両端と中央に位置している容器１（１ａ、１ｂ、１ｃ）に向けて配置されている放射温度計４０、４２、４４によって温度が測定される。加熱された容器１（１ａ、１ｂ、１ｃ）から放射される赤外線は、前記フッ化カルシウムの窓３８、３４、３６を透過し、放射温度計４０、４２、４４の赤外線センサによって検出される。バイアルやアンプル等のガラス容器１から放射される赤外線は、大体０．１３〜８μｍの波長を透過させるフッ化カルシウム製の窓３４、３６、３８を透過し、４．８〜５．２μｍの波長を測定するように設定されている放射温度計４０、４２、４４によって検出されて温度が測定される。通常のガラス窓の場合には、２μｍ以下の短波長の場合には透過率が高いが、それよりも高い波長域では透過率が低く、特に５μｍ以上の波長域ではほとんど不透明であり、前記設定の放射温度計４０、４２、４４では測定することが不可能であるが、本実施例装置では、フッ化カルシウム製の窓３４、３６、３８を使用しているので、加熱された容器１の温度を正確に測定することができる。しかも、放射温度計４０、４２、４４が缶体２の外部に独立して設置されているので、動作確認の検査等が容易であり、メンテナンス性に優れている。

この実施例では、放射温度計４０、４２、４４によって測定された容器１の温度が３００℃を超えている場合には、必要な滅菌が行われたと判断して、搬送コンベヤ２はそのまま容器１を冷却領域Ｂに搬送し、冷却を行う。冷却領域Ｂには、二台の冷風供給手段２２、２４が設けられており、冷風吹き出し口３０、３２から容器１に冷風を吹き付けて所定の温度まで冷却する。冷却された容器１は缶体４の容器出口４ｂから外部に排出されて次の工程に送られる。

また、測定された容器１の温度が３００℃に到達していない場合には、搬送コンベヤ２を停止させて熱風の温度、風速等のパラメータを確認する。この場合には、前述のように、容器１の温度が３００℃を越えるのを確認するまで搬送コンベヤ２を停止させる制御を行っても良く、あるいは、熱風供給手段６から供給される熱風の温度を上昇させることも可能である。

前記構成の乾燥滅菌機では、熱風の温度や風速、内部圧力等のパラメータを所定間隔毎に検出しているので、これらのデータを記録しておく。また、放射温度計４０、４２、４４も所定間隔毎に温度を検出しているので、その温度も記録しておく。このように記録されたデータは生産品質を保証するために活用することも可能である。

なお、前記実施例では、還流通路２０側に設置された放射温度計４０は２枚の窓３４、３８を透過して容器１の温度を測定し、他側（図２の左側）の放射温度計４２、４４は一枚の窓３６を透過して容器１の温度を測定するようにしている。窓の枚数は特に限定されるものではなく、一枚でも複数枚であっても良い。但し、窓の枚数によって赤外線の透過率が変化するが、この場合には放射温度計４０、４２、４４において補正演算処理を行うことにより正確な温度を測定することができる。また、前記実施例では、３台の放射温度計４０、４２、４４を定位置に固定して常に同一位置の容器１（１ａ、１ｂ、１ｃ）の温度を測定するようにしているが、これら放射温度計４０、４２、４４に駆動手段を連結して搬送方向または幅方向に移動させ、あるいはこれら両方向に移動させるようにしても良い。

乾燥滅菌機の全体の構成を示す縦断面図である。（実施例１） この乾燥滅菌機の加熱領域の横断面図である。 図２の要部を拡大して示す断面図である。

符号の説明

Ａ 加熱領域
１ 容器
２ 搬送コンベヤ
４ 缶体
６ 熱風供給手段
３４ 窓
３６ 窓
３８ 窓
４０ 放射温度計
４２ 放射温度計
４４ 放射温度計

Claims (5)

1. 缶体内に設けられ、ガラス製の容器を搬送する搬送コンベヤと、この搬送コンベヤ上の容器に熱風を吹き付けて加熱する熱風供給手段とを備えた乾燥滅菌機において、
   缶体の外部に、特定の波長域の赤外線を検出可能な放射温度計を配置するとともに、加熱された容器から発生する赤外線のうち、前記放射温度計が検出する波長域の赤外線を透過可能な材料から形成した窓を缶体に取付け、前記放射温度計で容器の温度を測定することを特徴とする乾燥滅菌機。
2. 前記容器は、バイアル、アンプル、シリンジなどの医薬品用容器であることを特徴とする請求項１に記載の乾燥滅菌機。
3. 前記窓を形成する材料が、フッ化バリウムまたはフッ化カルシウムであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の乾燥滅菌機。
4. 前記容器を所定区間加熱する加熱領域を有するとともに、前記放射温度計は、加熱領域の終端に位置する容器の温度を測定することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の乾燥滅菌機。
5. 前記容器は搬送コンベヤ上を複数列で搬送されるとともに、前記放射温度計を複数設け、複数の容器の温度を測定することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の乾燥滅菌機。

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