JP2009504527A - パッケージを殺菌する方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、充填機においてパッケージの充填およびシールが行われる前に、一部形成されて充填の準備をされたパッケージの内部にガスまたはガス混合物を供給する方法に関する。この方法は、ガスまたはガス混合物が所定時に、パッケージの内壁面に関して半径方向外側および内側を流れる流れとして供給され、この流れは開口と交差するパッケージの幾何学的主軸に対して角度を与えられて、その流れがパッケージの内壁面によって定められるので、螺旋状の渦流が形成されるように積極的に制御されることを特徴とする。

Description

本発明は、充填機において充填の準備をされたパッケージである少なくとも一部形成されたパッケージを殺菌する方法および装置に関するものである。用語「殺菌」は、以下の説明において、殺菌後のパッケージが商業上の殺菌状態にあると示される殺菌レベルに達することを意味するように使用される。

さらに正確には、本発明は、そのようなパッケージの充填前の段階で、無菌充填する前に充填機においてパッケージを処理し殺菌する方法に関するものである。パッケージは開口端および閉口端を有する。本発明による方法を実行する最初の状況は、そのようなパッケージの充填前に、パッケージの開口端から高温空気を導入するように供給してパッケージを加熱し、その後の殺菌段階においてパッケージ壁面に殺菌ガスが凝縮するのを防止するようになすことに関する。この方法を実行する他のやり方は、一旦パッケージに殺菌ガスを付与したならば、無菌空気を供給することである。この目的は、殺菌ガスを換気することである。さらに詳しくは、本発明は、パッケージの開口端へ任意のガスを、したがって殺菌ガスを供給し、また開口端から排除する方法に関するものである。

本発明はさらに、より広い関係において、前記充填機におけるパッケージのガス殺菌を実現するために含まれる装置に関するものであり、この装置はその広い関係において一方では加熱区画を含み、また他方では殺菌区画またはそれらの組合せ、さらには換気区画を含む。殺菌剤は殺菌段階の全体を通して気体状態に保持されるようになされ、また、極めて高い度合いで再使用されるようになされる。このグループに属するパッケージの製造および殺菌のための装置および方法の一形式をさらに詳細に説明するために、公開された国際特許出願ＷＯ２００４／０５４８８３が参照される。

前記形式の充填機では、ガス殺菌段階において殺菌ガスを各パッケージの開口端の中央へ供給するようになされる方法がこれまで用いられてきた。プロセス工学の理由から、充填機での必然的な動きに拘わらずに、殺菌ガス流は一定に保持することが許されている。これは、チューブ充填形式または円形コンベヤ（ｃａｒｏｕｓｅｌ）充填形式のような異なる形式の充填機にこの関連技術を適用することができるという状況に関係している。或る場合において、既に公知の方法で幾つかの例においてこの形式のパッケージに供給される殺菌ガスが殺菌剤供給装置にとって容易にアクセスし難い位置のパッケージの小さな面積部分やポケットに対して届かないというリスクが僅かながらあるということが立証されている。これは、特に長さと主軸方向の横断面積との間の比が比較的大きいパッケージに言えることである。供給される殺菌ガスの質量流量を高度に一定に保持することによって、パッケージのそのような小さな面積部分やポケットに殺菌ガスを届かせることができると、これまで長いことみなされてきた。しかしながら、上述した全ての例において、単にこの方法によるだけでは所定の殺菌レベルに達することができないというリスクのあることがはっきりした。

本発明の１つの目的は、無菌状態のもとで充填準備の整ったパッケージに充填を行う前に、従来技術に比較してかなり少ないガス質量流量の供給ガスまたはガス混合気によって前記パッケージ内部を所定の殺菌レベルにガス殺菌するプロセスを実行するように優先的に制御することが最良と考える方法を開示することである。

さらに詳しくは、本発明の１つの目的は、特に開示された例において、供給ガスの質量流量が従来技術に比較して著しく減少されるのと同時に、殺菌が不完全となるリスクを排除する方法を開示することである。

本発明のさらに他の目的は、供給殺菌ガスをかなり高いレベルで再使用する方法を実現することである。

本発明のさらに他の目的は、一方ではその後にパッケージに充填される製品の寿命を良好に保証できるようにする観点から、再感染または汚染が生じるリスクの低下を実現し、また他方では、殺菌に関するガス質量流量の減少、したがってプロセスの経済性の向上を実現して、特に供給殺菌ガスに関する再使用にかなりの改善を可能にする装置を開示することである。この結果、無菌室内における殺菌ガスの意図しない拡散をこれまで以上に制限することができる。前記室は、一方では高温空気を供給するユニットを含み、また他方では、殺菌剤を供給および排除するユニットを、さらにパッケージの充填前にパッケージの殺菌ガスの換気を行うユニットをも含む。

本発明によれば、本明細書の冒頭に開示した形式の方法であって、各々のパッケージに供給されるそれぞれのガス流、特にガス状殺菌剤が、パッケージに関して定められる半径方向外側および内側の両方を流れる流れとして供給されることで上述の目的を達成する方法が提供される。この流れは開口と直角に交差するパッケージの幾何学的主軸に対して角度を与えられ、パッケージの内壁面によって角度が定められるので、螺旋状の渦流が形成される。形成された渦流は、パッケージのあらゆるポケットおよび隅部にまで届くようにする非常に良好な働きを有する。このように形成された渦流は、流出経路をなんとか見出さねばならない結果として、中央領域のガス圧力が低いことから中央にリターン・フローを形成する。これによりガス速度は、使用されるガスの種類に関係なく低下される。本発明に固有の利点は、処理室内の渦流を積極的に排除できるということである。さらに、本発明によれば、この方法を実行させるための装置であって、各々のガス流のためのノズルを含み、パッケージの幾何学的主軸のうちの開口と交差する上述した１つの主軸を含む平面に対して方向を定められた（角度を与えられた）少なくとも１つのガス供給手段を含み、そのガス供給手段からの流れは、パッケージの内壁面に衝突したときに、半径方向内側および外側の両方に形成される螺旋流として展開されて保持される。ガスが供給されたときに最高の配分状態を達成するためには、これまでの試行によれば供給手段が約十数の孔を含み、それらの孔の各々が共通線として開口と直角に交差する対称軸線を有するパッケージに対称な２つの平面の各々に対して８゜未満の角度を形成するように角度を与えられるべきことが示されている。これは、さらに正確に述べれば、核孔が僅かに円周方向の第１の方向と、僅かながらパッケージの中央へ向かう第２の方向とに向けられることを意味する。

これにより、下部領域を含めてパッケージの内側のあらゆるポケットおよび隅にまで届く螺旋流が形成されるという利点のみならず、供給されたガスは極めて穏やかに制御された方法で、螺旋流と反対の方向へ向かってパッケージの中央またはその付近を流れる流れとしてパッケージから流出するという利点を得られることになる。このことは、同時にまた、例えば本発明によるガス供給装置の中央に関連させて出口を配置することで、供給ガスの再使用を簡単に実行できるようにすることを暗示する。

本発明は、添付図面に示された一実施例を参照して、以下に非常に詳細に説明される。

図１に示された横断面図は、本発明の基本的な機能を示している。一連の同じパッケージの１つであって、この例では開口底部を有するパッケージ１が、例えば４つのパッケージ１を一度に割出す順次割出し式のベルトに沿って機械方向ＭＤに走行している。パッケージが少なくとも実質的に通過するこれらの段階は、パッケージを約７０℃に加熱するための段階、過酸化水素ガスまたは他の殺菌ガスでパッケージを殺菌するための段階、および無菌空気で殺菌ガスを換気するための段階である。これに関連して、これらの段階は、完全に単作用段階である必要はなく、望まれるならば、例えば機械方向に進むにつれて加熱段階が次第に殺菌段階と混在され、殺菌ガス孔の個数が次第に増大するように混在程度が増大するようにできることが認識されねばならない。方法をそのように変更することによって、一時的な長く、したがって一層有効な殺菌作用に関する好ましい効果を達成できることになる。

これらの段階を通過した後に個々のパッケージ１に充填が行われ、引続きシール作業が行われる。本発明による装置３における図１に示された通路２に高温空気、殺菌ガスまたは無菌換気空気の何れが供給されるかに関わらず、共通線としてパッケージ開口と直角に交差する対称軸線Ｈを有する対称な両平面に対して８゜以下の角度を形成するように通路２の下端に角度を与えられて、僅かに円周方向の第１の方向および僅かながらパッケージの中央へ向かう第２の方向へ向けて角度を与えられる結果として生じた流れが、パッケージ内を下方へ向けて角度を与えられて流れるガス流に最良と考えられる螺旋状の渦流形状を与えることが確認できるであろう。さらに、ガスが供給されたときにパッケージ１の「底部」での最良の流れ分配を達成するために、通路本数は、実験でも示されているように、パッケージの容積またはパッケージの開口端に関連する周長に適合されねばならない。すなわち、容積／周長が大きくなればなるほど、通路本数も増大する。本明細書に図示した実施例では、説明した装置３の上部領域に沿って等間隔に配置された１０本の通路２を含んでいる。再び述べるが、媒体として水を使用して実施した実験では、この構造により通路２を経て給送された媒体がパッケージ１内の実質的に中央を上昇する流れとしてパッケージから流出し、その上部領域４において中央の戻り通路５へ流入できるようにされていることを指摘することは価値がある。図中上部に点線で示されるように、通路５は符号６で示されるように真っ直ぐ上方へ排出する。これにより望まれる作用は供給ガスの量に応じて改良された加熱、改良された殺菌、または改良された換気のいずれかとして達成される。

図２はガス供給組立体８を示しており、この組立体は本発明による装置３をガス供給組立体８と一体化した複合状態で含んでいる。組立体８は中央のガス入口連結部１０を有する入口室９と、組立体を充填機（図示せず）に取付けるためのプレート１１とを有している。図２に関連して図３は組立体８の斜視分解図である。したがって、装置３はここでも斜視図で示されており、そのためにさまざまな構成部品、とりわけ通路２は明白となる。上述したように通路２の本数が１０本であるという事実は、その本数が周長によって決まるので一致している。

最後に、図４は、製造において走行されているときに組立体８がとる状態と同じ状態の中央断面図として組立体８を示している。図１と比較すれば、この図面は図１における基本的概略で示されているパターンと同じ仮想パターンを示している。

以下に、この装置の基本的作動の簡単な説明が与えられる。望まれる種類のガスの供給は、中央の入口連結部１０において連続的に行われる。これにおいて、供給されたガスはまず入口室９を充満し、通路２を経てパッケージ１へ導かれる流れが均等で一定した圧力を保持できるようになされる。通路２は上述したように斜めに傾斜されており（相互に直角な２つの対称面に対して８゜未満）、これによりパッケージの内周面１４に沿って螺旋ガス流１３が生じる。このガス流がパッケージ１の底部１５に達すると、その流れはパッケージの中央部分の圧力が低いことからその部分からパッケージを流出しようとする。したがって、供給されたガスの、管理された状態でパッケージからの流出するリターン・フローが形成される。このリターン・フローがパッケージ１の底部開口に達すると、その流れは戻り通路５に受入れられる。その通路の上部は、パッケージの外周面を経て排出されるようにするために、約１８０゜ほど転向される。本発明は質量流量をかなり減少させ、これによりこの流れはパッケージ側方および下方の境界領域に乱流を生じさせる潜在的なリスクはもはやない。

本発明の昨日を示す明瞭にする図面としての本発明による装置の断面図である。 本発明による実際の装置の斜視図である。 同じその斜視分解図である。 下方に位置する殺菌すべきパッケージとともに当該装置の中心を通る断面図である。

符号の説明

１ パッケージ
２ 通路
３ 装置
４ 上部領域
５ 通路
６ 上部
８ ガス供給組立体
９ 入口室
１０ 入口連結部
１１ プレート
１３ 螺旋状のガス流
１４ 内周面
１５ 底部

Claims (13)

1. 充填機における装置において、パッケージの充填およびシールが行われる前に、少なくとも一部形成されて充填の準備をされたパッケージ内部にガスまたはガス混合物を供給する方法であって、ガスまたはガス混合物が所定時に、パッケージの内壁面に関して半径方向外側および内側を流れる流れとして供給され、この流れは開口と交差するパッケージの幾何学的主軸に対して角度を与えられて、その流れがパッケージの内壁面によって定められるので、螺旋状の渦流が形成されるように積極的に制御されることを特徴とする方法。
2. パッケージの内部には、一方では無菌の高温空気流が、また他方では殺菌ガス流が、さらには無菌空気流が、各々のパッケージ開口端を経て順次に供給されることを特徴とする請求項１に記載された方法。
3. 機械方向（ＭＤ）へ進むにつれてガス殺菌剤が最初に供給される高温空気流に徐々に混入されることを特徴とする請求項１に記載された方法。
4. パッケージ内部を流れる流れの半径方向の制限は各々のパッケージの中央領域を流れるリターン・フローによって定められることを特徴とする請求項１に記載された方法。
5. 流れは開口端あたり２つ以上の通路（２）によって供給されることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載された方法。
6. 通路（２）は、そこからの流れ方向が、共通線としてパッケージの開口と直角に交差する対称軸線（Ｈ）を有するパッケージに対称な両平面の外側を下方へ向かうように角度を与えられる、すなわち、僅かに円周方向の第１の方向および僅かながらパッケージの中央へ向かう第２の方向へ向けて角度を与えられることを特徴とする請求項４に記載された方法。
7. 通路（２）は第１の方向および第２の方向のそれぞれにおいて８゜以下の角度を与えられることを特徴とする請求項６に記載された方法。
8. ノズルからの流れが時間経過にわたって一定に保持されることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載された方法。
9. 供給されたガス流は少なくとも殺菌剤だけを含んでなる場合には再使用できるように再循環され、これにおいて出口（６）がそれぞれのパッケージの口部中央に備えられることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載された方法。
10. パッケージの充填およびシールが行われる前に、パッケージ（１）の内部にガスまたはガス混合物を供給するための充填機における装置であって、ガスまたはガス混合物を流すためのノズル（３）を含み、このノズルはガスまたはガス混合物が流れる少なくとも１つの通路（２）を含み、この通路から流出する流れがパッケージの内壁面に衝突したときに半径方向の内側および外側の両側に形成される流れを展開するとともに、積極的に付勢される螺旋渦流を形成するように、通路はパッケージの開口と直角に交差するパッケージの１つの幾何学的主軸（Ｈ）を含む少なくとも１つの平面に対して角度を付されていることを特徴とする装置。
11. 通路の流れ方向が共通線としてパッケージの開口と直角に交差する対称軸線（Ｈ）を有するパッケージに対称な何れかの平面と平行な平面の外側を下方へ向かうように通路（２）が角度を与えられ、また、僅かに円周方向の第１の方向および僅かながらパッケージの中央へ向かう第２の方向へ通路（２）が向けられていることを特徴とする請求項１０に記載された装置。
12. 通路（２）の角度がそれぞれの方向において８゜以下であることを特徴とする請求項１１に記載された装置。
13. それぞれのパッケージ（１）の口部に関連させて中央に配置された出口（６）の形態をしたガス再循環手段を含むことを特徴とする請求項１０から請求項１２までのいずれか一項に記載された装置。

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