JP4955924B2 - 液体の充填物を無菌状態で充填するための設備 - Google Patents

Description

本発明は、液体の充填物をびん等の容器内に無菌状態で充填するための設備に関する。例えば、非常に敏感な飲料、例えば乳製品、果汁のような飲料を充填する場合や、しかしながら医薬製品等を充填する場合には、液体の充填物を無菌状態で、即ちクリーンルーム条件（例えば、クリーンルームクラス１００）の下でびん等の容器内に充填し、次にこれらの容器を更にクリーンルーム条件の下で閉鎖することがしばしば必要である。更に、本発明は、例えば、ワイン、ビール又はフルーツショルレのような衛生学及び微生物学上敏感な製品を細菌の少ない空気条件の下で充填することにも関する。

無菌状態での充填をするため、ハウジング内に、外に向かって閉鎖され、かつ濾過されて無菌状態の空気を供給されるクリーンルーム又はクリーンルーム領域が構成され、これを経て、容器又はびんのための搬送区間が延在し、この搬送区間に、その場合、クリーンルーム領域内に、リンス装置、充填機械並びに閉栓機械が送り方向に連続的に設けられている設備が基本的に公知である。通常、このクリーンルーム領域は、安全領域によって取り囲まれており、この安全領域では、その場合、特に、充填すべき空の容器を供給するための、もしくは充填されて閉鎖された容器を排出するためのゲート又は通路が設けられている。
このような構成は、特許文献１〜５から公知である。
独国特許出願公開第１９５ ２０ ９２５号明細書 独国特許出願公開第１０２ １３ ３４３号明細書 独国特許出願公開第１９７ ３１ ７９６号明細書 国際公開第０１／３４４７７号パンフレット 欧州特許出願公開第０２ ５０ ５９６号明細書

本発明の課題は、無菌状態の空気を供給すべき空間の容積を可能な限り、しかも特に調製及び運転コストを低減するために小さく維持することを可能にする無菌状態での充填をするための設備を提供することである。

この課題は、特許請求項１に応じて形成されている設備によって解決される。本発明の発展構成は、下位の請求項の対象である。

本発明による設備では、極端な場合、無菌状態での生産のために必要なクリーンルーム条件（例えば、クリーンルームクラス１００）が遵守されなければならないクリーンルーム又はクリーンルーム領域は、単に、充填機械、閉栓機械、及び場合によっては充填機械に先行する、例えば容器の浄化及び／又は殺菌するための処理機械の場所の必要量によって設定されている空間容積によって設定されているに過ぎない。特に充填機械は、しかしながらまた好ましくはこの充填機械に先行する処理機械も、それぞれの機械の回転するロータを取り囲むその中空シリンダ状のシールドでもって、クリーンルーム領域の上の制限部又はカバーにまで達し、そこの空気流出口に直接接続するか、又はこの空気流出口を構成し、従って、機械の上のデッドスペースを回避することによって、クリーンルーム領域の全体容積が小さく保たれる。本発明の非常に有利な別の形成では、中空シリンダ状のシールドが、クリーンルーム領域の上の制限部又はカバーを経て延在するように構成されている。

更に、本発明では、例えば充填機械及び／又は別の処理機械のシールドが、その内部空間によって還気ガイドとして使用される。即ち、この場合、空気ガイドは、濾過されて無菌状態の清浄な空気が、例えばカバー領域内にある少なくとも１つのフィルタ装置を介してクリーンルーム領域に供給され、クリーンルームの床の領域内でそれぞれのシールドの内部空間内に流入し、このシールド内で上に向かって空気流出口へと流れるように形成されている。この形成は、例えば、充填機械及び／又は別の処理機械に対する介入、例えば修理及び整備作業を、それぞれのシールド内で上から実施することができ、これによりシールドの外側の本来の無菌状態の領域内で、クリーンルーム条件が失われることがないという利点も有する。

本発明を、以下で実施例の図を基にして詳細に説明する。

図１〜３に一般的に１で表示された設備は、液体の充填物、例えば敏感な及び／又は容易に傷み易い充填物、例えば乳製品、果汁等をクリーンルーム条件の下で容器又はびん２に無菌状態で充填するため、又は医薬製品等を充填するために使用される。

設備１は、本質的に１つの外側のハウジング３から成り、このハウジングは、外に向かって本質的に緊密に閉鎖された内部空間を包囲し、この内部空間は、通行可能な中間床４（中間カバー）によって上下の領域に分割されている。上の領域は、設備１の概要の大部分にわたって、出入り用ドア５．１を有するいわゆるプリナム５（天井室又は中間室）、並びにこのプリナム５から垂直な中間壁６によって分離されて補助室７を構成する。プリナム５も、補助室７も、これらの空間を、人員が直立を保って、例えば修理及び／又は整備作業をするために通行可能であるような高さを備えている。

中間床４の下の空間は、密閉された窓８．１を有する垂直な壁８によって特に人員用ゲート９並びに図１の図ではプリナム５の下に存在する無菌状態の空間１０に分割されており、後者自身は、設備１内で使用される機械を包囲する分離又は絶縁壁１１によって、内側のクリーンルーム領域１０．１と外側の安全領域１０．２に分割されている。分離又は絶縁壁１１は、例えば少なくとも部分的にガラス壁として形成されており、従って、クリーンルーム部分１０．１内に収容された機械は、安全領域１０．２から可視であり、従って、特にこの機械の規則正しい作業方式を監視することができる。

図示された実施形の場合、クリーンルーム領域１０．１内には、特に既に清掃されたびん２を殺菌するためのリンス装置１２と、殺菌されたびん２を充填物で充填するための充填機械１３と、びんを閉鎖するための閉栓機械１４と、並びにリンス装置１２と充填機械１３と閉栓機械１４の間でびん２を搬送するための搬送装置とが設けられている。リンス装置１２、充填機械１３及び閉栓機械１４は、それぞれ、回転するロータを有する回転構造様式の機械である。

空のびん２は、図１〜３の矢印ａに応じて、搬送機によって安全領域１０．２を介し、壁部１１内の開口部又はゲートを経てリンス装置１２に供給される。充填されて閉鎖されたびんは、図１〜３の矢印ｂに応じて搬送機によって壁部１１内の開口部又はゲートを経て先ず安全領域１０．２内に送られ、そこからハウジング３から搬出される。

壁部１１は、中間床４の下側の領域内でも安全領域に対して気密にクリーンルーム領域１０．１を閉鎖する。床１５の領域内で、壁部１１内に、クリーンルーム領域１０．１から安全領域１０．２へ空気が流通するための開口部１６が設けられている。

リンス装置１２と充填機械１３は、該当する機械もしくはそのロータを包囲するそれぞれ１つのシールド壁または中空シリンダ状のシールド１２．１もしくは１３．１を備えている。これらのシールドは、それぞれ本質的に１つの中空シリンダを構成し、この中空シリンダは、その軸が、垂直な機械軸と同軸に位置し、機械の上側並びに下側が開放している。機械は、通常の方式では足部１７で床１５上に立っているので、それぞれのシールド１２．１もしくは１３．１の下縁部もしくはそこの下の開口部は、床１５から間隔を置いており、従って、この床と、それぞれのシールド１２．１及び１３．１の下縁部との間には、それぞれの機械を取り囲む空間からシールド１２．１もしくは１３．１の内部空間へと空気が流入するための環状開口部が構成されている。上端部の領域内で、シールド１２．１及び１３．１は、中間床４を密閉されて通るように案内されており、そこで例えばグリッド１２．２もしくは１３．２でカバーされ、しかも、それぞれのカバー１２．１もしくは１３．１の内部空間からプリナム５への空気の流動が可能であるが、しかしながらまた、中間床４は、シールド１２．１及び１３．１の領域内でも通行可能である。

クリーンルーム領域１０．１内には、付加的な中間壁１８及び１９が、しかも、中間壁１８は、リンス装置１２と充填機械１３の間に、中間壁１９は、充填機械１３と閉栓機械１４の間に設けられている。これらの中間壁は、図示された実施形では、それぞれ床１５の通気口を構成する。これらの中間壁は、更に、個々のセクション間のびんの搬送を可能にするために開口部を有する。

中間床４内には、フィルタによって無菌状態の空気を発生させるための複数のフィルタ装置２０〜２３が設けられている。これらのフィルタ装置２０〜２３は、濾過のために使用されるばかりでなく、空気の加熱又は冷却のためにも使用することができる。フィルタ及び送風機に加えて、このような適用例では、熱交換器によって構成される加熱もしくは冷却要素が使用可能である。

フィルタ装置２０を介して、空気は、補助室７から吸入及び濾過され、即ち無菌状態の空気として人員用ゲート９内に導入される。床１５の領域内で、人員用ゲート９は、垂直な空気通路２４に合流する空気流出口を備え、この空気流出口を介して、空気は、人員用ゲート９から逆に補助室７内に流れることができる。

フィルタ装置２１によって、空気は、プリナム５から吸入及び濾過され、即ち無菌状態の空気として、大部分は、クリーンルーム領域１０．１の閉栓機械１４が占める部分に吹き込まれ、部分的には、閉栓機械１４の中空シリンダ状のシールド１４．１内にも吹き込まれ、従って、閉栓機械の作業もしくは閉鎖領域は、常に無菌状態の空気の影響を受けている。フィルタ装置２１から供給される濾過されて無菌状態の空気の少量部分は、安全領域１０．２内に達する。

フィルタ装置２２から、プリナム５からの空気が吸入され、同じ部分が、分離壁１８の両側で濾過され、即ち無菌状態の空気としてクリーンルーム領域１０．１のリンス装置１２並びに充填機械１３が占める部分内に導入される。フィルタ装置２３から、同様にプリナム５からの空気が吸入され、クリーンルーム領域１０．１のリンス装置１２が占める部分に導入され、しかも、フィルタ装置２３が発生させる空気流の少なくとも一部分が、分離壁１１の内側に沿って下に向かって流れ、この場合、ゲート開口部のエアカーテンも構成し、このゲート開口部において、充填すべきびん２が直立して安全領域１０．２からクリーンルーム領域１０．１もしくはリンス装置１２に送られるという方式で導入される。濾過されて無菌状態の空気から成る同様のエアカーテンは、ゲート開口部においても構成されており、このゲート開口部において、充填されて閉鎖されたびん２がクリーンルーム領域１０．１から安全領域１０．２内に達する。

空気流を特徴付ける矢印によって図示されているように、フィルタ装置２１〜２３によって発生させられた空気流の大部分は、シールド１２．１及び１３．１の内部空間を介して上に向かって進行し、そこでそれぞれのシールドの上側で再び元のプリナム５内に達する。フィルタ装置２１〜２３によって発生させられた空気流の一部分は、開口部１６によってもクリーンルーム領域１０．１から安全領域１０．２に流れ、フィルタ装置２１から直接安全領域１０．２内に導入される無菌状態の空気が、中間床４内に設けられた脱気開口部２５を介してプリナム５内に戻るのと同じように達する。

図示された実施形の場合、フィルタ装置２１，２２及び２３は、最適な空気の分配のために中間床４の下側に分配通路２１．１，２２．１もしくは２３．１を備えている。

フィルタ装置２０〜２３によって構成される空気循環システムを介して、これらの装置によって供給される空間は、所定の基準温度に、例えば約２０〜２２℃の範囲内にある空間又は空気温度に、また例えば７０％以下か７０％に等しい所定の空気相対湿度に保たれる。

２６で、図１では外側の空調機器が表示されており、この空調機器は、特にフィルタ段及び空調段を備え、この空調機器を介して、プリナム５及び補助室７は、予め濾過されて空調された、即ち好ましくは２０℃から２２℃の範囲内にある温度と７０％以下か７０％に等しい空気相対湿度とに調節された新鮮空気を供給される。

空調機器２６並びに更には個々のフィルタ装置２０，２１，２２及び２３は、無菌状態の空間１０内の空気圧力が、それぞれの場合に、大気圧及び更にはプリナム５、補助室７、人員用ゲート９等のような無菌状態の空間１０に隣接する別の空間内の空気圧力よりも高いように調整されている。更に、外側の空調機器２６並びにフィルタ装置２０は、プリナム５、補助室７、並びに更には人員用ゲート９、及びこれらに隣接する空間内の圧力が、ハウジング３の外の大気圧以上にあるように調整されている。空調機器２６は、特にクリーンルーム内への入れ物及び蓋の搬入及び搬出のための開口部によって生じる空気損失を補償する。

設備１は、クリーンルーム１０．１内で、無菌状態の生産のために必要なクリーンルームクラス１００（約３５０００パーティクル／空気１Ｍ３）が達成されているように設計されている。設備１の利点は、特に、本来の無菌状態の空間１０が、比較的小さい容積を備え、これにより、調製及び運転コストが、特に空調及び空気の浄化のためのコストも、著しく縮小する点にある。しかしながらまた、本質的な利点は、場合によっては生じる運転障害が生じた場合、シールド１２．１及び１３．１の内部空間が作業可能である、即ちリンス装置１２及び充填装置１３における介入及び整備作業を行なうことができ、しかも上のカバー１２．２もしくは１３．２を介してプリナム５から行なうことができる点にもある。リンス装置１２及び充填機械１３を取り囲む領域から空気流をシールド１２．１及び１３．１を経て上に向かって特別に案内することによって、シールドの外側の空間１０内では、即ち本来の無菌領域内では、クリーンルーム１００の条件が、リンス装置１２及び充填機械１３における介入及び整備作業が行なわれる場合であっても維持できる。

図２は、図１の設備１を変更した正面図に示す。この図には、操作員のためのもう１つの作業又は滞在空間２７が図示されている。同様にフィルタ装置２０を介して補助室７から濾過されて無菌状態の空気を供給されるこの空間２７は、人員用ゲート９を介して到達可能である。空間２７からもしくは相応のドアを介して、必要な場合には、空間１０は到達可能である。空間２７を同様に空間１０から分離する分離壁８内には、更にまた少なくとも１つの点検窓８．１が設けられている。

図３は、いくらか変更した形で設備１Ａの平面図を示す。この場合、特徴は、安全領域１０．２が、クリーンルーム領域１０．１を完全に包囲するのではなく、この安全領域１０．２が、クリーンルーム領域１０．１の周囲の小さい部分にしか接続していない点に、即ち、クリーンルーム領域１０．１を包囲する壁１１が、１つの分離壁を安全領域１０．２とクリーンルーム領域１０．１の間に構成するばかりでなく、その長さの大部分が、クリーンルーム領域１０．１を直接環境に向かって気密に遮断する。この形成は、本質的に無菌状態で温度を調整された空気を供給されなければならない空間容積を、可能な限り小さくし、これにより運転コストを低く保つことができるようにするために寄与する。

図３に図示されているように、この実施形の場合、安全領域１０．２は、この平面図において何度もｚ又はジグザグの形に曲げられており、複数の部分１０．２．１〜１０．２．４から成り、これらの部分は、それぞれ直角に互いに接続し、その際、びん２のための入口は部分１０．２．１に、また充填されたびんのための出口は部分１０．２．４に設けられており、入口及び出口でのびん２の送り方向（矢印ａ及びｂ）は、互いに直角に延在する。

図４は、別の可能な実施形として、ハウジング３が簡略化されて形成されており、プリナム５と中間床４の下に存在する無菌状態の空間１０とを備えるに過ぎない設備１Ａを示す。無菌状態の空間１０の周壁は、この実施形の場合、クリーンルーム領域１０．１を包囲する壁部１１によって構成されている。

安全領域１０．２並びに例えば人員用ゲート９又は空間２７のような別の空間は、存在しない。設備１の、特にリンス装置１２、充填装置１３及び閉栓装置１４の作業方式は、壁１１内の窓によって光学的に監視することができる。設備１Ａは、充填場内での使用のために適している。

図５は、図１と同様の図２に、別の可能な実施形として、クリーンルーム領域１０．１だけしか存在しない、即ち、ハウジングが、このクリーンルーム領域１０．１を包囲する壁部１１、中間床４及び下の床１５に限定されていることによって、設備１Ａとは更に付加的に相異する設備１Ｂを示す。充填場内での設置のために設定され、このために適しているこの実施形の場合も、クリーンルーム領域１０．１は、外に向かってほぼ気密に閉鎖されている。フィルタ装置２１〜２３を介して、外気が、濾過されてクリーンルーム領域１０．１内に無菌状態の空気として吹き込まれる。空気の流動は、更にまたシールド１２．１及び１３．１の内部空間を経て上に向かって行なわれ、その際、空気は、これらのシールドの上側で生産又は充填場内に流出する。後者は、例えば図示されてない空調及びフィルタ装置を介して空調されている。

本発明を、前段で実施例に沿って説明した。多くの変更並びに変形例が、これにより本発明を支援する思想から離れることなく可能であることが分かる。

簡略図に、液体の充填物をびん等の容器内に無菌状態で充填するための本発明による設備の正面図を示す。 簡略図に、図１の設備の正面図を、異なった断面で示す。 図１の設備と同様に無菌状態で充填するための設備の平面図を示す。 図１と同様の図に、本発明による設備の別の可能な実施形を示す。 図１と同様の図に、本発明による設備の別の可能な実施形を示す。

１，１Ａ，１Ｂ 設備
２ びん
３ ハウジング
４ 中間床
５ プリナム
５．１ ドア
６ 垂直な中間壁
７ 補助室
８ 分離壁
８．１ 窓
９ 人員用ゲート
１０ 無菌状態の空間
１０．１ クリーンルーム
１０．２ 安全空間
１０．２．１，１０．２．２ 安全空間の部分
１０．２．３，１０．２．４ 安全空間の部分
１１ 分離壁
１２ リンス装置
１２．１ シールド
１２．２ 上のカバー
１３ 充填機械
１３．１ シールド
１３．２ 上のカバー
１４ 閉栓機械
１４．１ シールド
１５ 床
１６ 通気口
１７ 足部要素
１８，１９ 中間壁
２０〜２３ エアフィルタ装置
２１．１，２２．１，２３．１ 空気分配通路
２４ 垂直な空気通路
２５ 開口部
２６ 空調装置
２７ 空間
ａ 供給される空のびん２の送り方向
ｂ 充填されて閉鎖されたびん２の送り方向

Claims (17)

1. 外に向かって少なくとも１つの壁部（１１）によって気密又はほぼ気密に閉鎖された１つのクリーンルーム領域（１０．１）と、少なくとも１つの充填機械（１３）及び容器（２）の搬送方向にこの充填機械に続く、クリーンルーム領域（１０．１）内で充填された容器を閉鎖するためにクリーンルーム領域内に存在する１つの閉栓機械（１４）と、濾過されて無菌状態の空気をクリーンルーム領域（１０．１）内に導入するための少なくとも１つのフィルタ装置（２１，２２，２３）と、並びにクリーンルーム領域（１０．１）を上部で制限する中間床（４）の領域内の少なくとも１つの空気流出口として形成されたグリッド頂部カバー（１２．２，１３．２）とを有する、改善された衛生的な空気条件の下で充填するため及び／又は液体の充填物をびん（２）等の容器内に無菌状態で充填するための設備において、
   充填機械（１３）及び／又は閉栓機械（１４）もしくは充填機械（１３）のロータ及び／又は閉栓機械（１４）のロータを少なくとも部分的に包囲するシールド（１３．１）が、前記少なくとも１つの空気流出口と接続している又はこの空気流出口を構成する還気ガイドを構成しており、前記還気ガイドは、無菌の空気が中間床（４）の領域内にあるフィルタ装置（２１，２２，２３）を経て、クリーンルーム領域内へ供給され、クリーンルームの底の領域内にあるそれぞれのシールドの内部空間に流入し、そしてシールドの上方へ流れ、空気流出口を経てプリナムの中への流れを形成することを特徴とする設備。
2. クリーンルーム領域（１０．１）内で容器（２）の送り方向に閉栓機械（１４）に先行する、容器（２）の付加的な浄化及び／又は殺菌をするための容器（２）のための少なくとも１つの付加的な処理機械であるリンス装置（１２）が設けられていること、またこの処理機械の回転するロータを包囲するシールド（１２．１）が、その内部空間によって同様に前記少なくとも１つの空気流出口と接続している還気ガイドを構成することを特徴とする請求項１に記載の設備。
3. クリーンルーム領域（１０．１）が、少なくとも１つの分離又は中間壁（１８，１９）によって、充填機械（１３）、閉栓機械（１４）、並びに付加的な処理機械であるリンス装置（１２）をそれぞれ分離して収容する部分空間に分割されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の設備。
4. 部分空間を互いに分離する中間又は分離壁（１８，１９）が、搬送区間のための流通口を、並びにクリーンルーム領域の床（１５）の領域内の通気口（１６）を備えることを特徴とする請求項３に記載の設備。
5. クリーンルーム領域（１０．１）のそれぞれの部分空間が、別々に少なくとも１つのフィルタ装置（２１〜２３）を介して無菌状態の空気を供給されることを特徴とする請求項３又は４に記載の設備。
6. クリーンルーム領域（１０．１）を包囲する壁部（１１）が、クリーンルーム領域（１０．１）を安全領域（１０．２）から分離し、この安全領域が、同様に少なくとも１つのフィルタ装置（２１〜２３）を介して濾過されて無菌状態の空気を供給されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の設備。
7. 安全領域（１０．２）が、プリナムに空気流出口を有する外側の空調機器（２６）を備え、この空調機器はフィルタ段と空調段を有し、プリナムに、濾過されて空調された新鮮な空気が供給され、クリーンルーム内への容器および蓋の搬入および搬出のための開口部によって生じる空気損失を補償することを特徴とする請求項６に記載の設備。
8. 安全領域（１０．２）が、クリーンルーム領域（１０．１）の周囲の一部分に沿ってのみ延在することを特徴とする請求項６に記載の設備。
9. クリーンルーム領域（１０．１）を包囲する壁部（１１）が、少なくとも部分領域内で、ガラス又はガラス状の合成物質から構成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の設備。
10. シールド（１２．１，１３．１）が、それぞれ垂直な機械軸を包囲する壁によって構成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の設備。
11. シールド（１２．１，１３．１）が、中空シリンダ状に形成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の設備。
12. 設備のハウジング（３）内に構成された人員用ゲート（９）、及び／又は設備のハウジング（３）内に構成された、外に向かって閉鎖された付加的な空間（２７）、並びに少なくとも１つの別のフィルタ装置（２０）、並びに人員用ゲート（９）及び／又は別の空間（２７）の床領域内の少なくとも１つの別の空気流出口（２４）が設けられていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の設備。
13. 少なくとも無菌状態の空気をクリーンルーム領域（１０．１）及び／又は安全領域（１０．２）に供給するためのフィルタ装置（２１〜２３）は、その吸気口が、外に向かって閉鎖された中間室又はプリナム（５）内に配設されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載の設備。
14. クリーンルーム領域（１０．１）及び／又は安全領域（１０．２）の少なくとも１つの空気流出口が、プリナム（５）に合流することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載の設備。
15. 少なくとも１つのフィルタ装置（２１，２２，２３）は、その吸気口が、その環境と接続していることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１つに記載の設備。
16. 少なくとも１つのフィルタ装置が、フィルタに加えて、モータによって駆動される少なくとも１つの送風機を備え、更に空気の冷却又は加熱をするために空気が流通可能な熱交換器も備えることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１つに記載の設備。
17. シールド（１２．１，１３．１）が、少なくとも部分的に透明な材料から構成されていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１つに記載の設備。

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