JP2022113597A - 無菌充填機及び無菌充填方法 - Google Patents

Abstract

【課題】黒カビと芽胞菌の両方に対して高い殺菌能力を有し、かつ製造（充填）能力が高い、バックインボックスの内袋の無菌充填機、並びに無菌充填方法を提供することを目的とする。【課題を解決するための手段】本開示におけるバックインボックスの内袋１０の無菌充填機２０は、内容物を充填する工程の前に、注出口１３及びキャップ１４を殺菌するための深紫外線照射ステーション４０と、蒸気吹き付けステーション５０とを備えている。【選択図】図２

Description

本開示は、牛乳、クリーム、ジュース、酒及び清涼飲料水等の液状食品、若しくは液状薬品又は固形物を含む液状食品等を注出口付きバッグインボックスの内袋に、無菌充填するための無菌充填機及び無菌充填方法に関する。

従来、液体の大型容器としては一斗缶等の缶が多く使用されていたが、使用済みの容器の廃棄のための輸送や処理が煩雑であるために、内容物が充填されたプラスチックフィルムからなる袋を段ボールにより外装する、廃棄処理しやすいバッグインボックス（以降、ＢＩＢと呼ぶことがある。）の使用が広まっている。内容物が菌等により腐敗や変敗する物である場合、ＢＩＢの内袋の内部に内容物を充填してから加熱殺菌することは、内容物の容量が大容量であることが多く困難である。そこで、長期保存を行う腐敗しやすい内容物については、予めＢＩＢの内袋を殺菌し、その殺菌されたＢＩＢの内袋に殺菌した内容物を無菌雰囲気で充填する無菌充填が採用されている。無菌充填は、牛乳、クリーム、果汁、果肉入り果汁等の内容物を長期保存する場合に用いられることが多い。

ＢＩＢの内袋への無菌充填方法としては、まずは、ＢＩＢの内袋の注出口を有する袋をキャップにより密封し、エチレンオキサイドガスやγ線照射等によりＢＩＢの内袋の内部を殺菌し、殺菌された内袋を無菌ＢＩＢ充填機に供給する。そして、注出口及びキャップの外側を次亜塩素酸ナトリウム溶液、過酢酸溶液又は過酸化水素溶液等の液状殺菌剤により殺菌した後、無菌ＢＩＢ充填機の無菌チャンバー内でキャップを取り外して、注出口と充填ノズルを嵌合させて、充填ノズルから内袋の内部に内容物を規定量充填し、注出口から充填ノズルを取り外し、注出口をキャップにより密封する。

また、無菌チャンバーを使用しないで、注出口を殺菌して、バッグ容器に流体製品を充填する充填方法および充填装置が提案されている（特許文献１）。この技術は一箇所の作業ステーションにて、順次、注出口のスチーム殺菌、注出口の開封、充填、注出口の封鎖、温水洗浄、エアーフラッシング、温水洗浄、スチームフラッシングの工程を行う充填方法および充填装置である。

ただし、特許文献１の無菌充填方法および無菌充填装置では、一箇所のみ作業ステーションがあり、その作業ステーションで複数の工程が実施されるので、タクトタイムが長くなり、生産能力を上げることが難しい。

特開２００６－１８８２５１号公報

しかしながら、従来の無菌充填方法及び無菌充填機よりも、殺菌能力が高く、または生産能力が高い無菌充填方法および無菌充填機が望まれていた。

上記の課題の少なくとも一つを解決するために、本開示の無菌充填機及び無菌充填方法は開示されるものである。即ち、本開示の無菌充填機及び無菌充填方法は、ＢＩＢの無菌充填製品の生産（充填）能力を高くすることができ、また殺菌能力を高めることができる。

本開示の無菌充填機は、
バッグインボックスの内袋１０の連続袋を搬送する搬送装置が設けられ、
前記搬送装置により搬送される前記バッグインボックスの内袋１０の前記注出口１３及び前記キャップ１４を取り囲むチャンバー２１が設けられ、
前記チャンバー２１内に、少なくとも前記注出口１３及び前記キャップ１４に発光ダイオードから深紫外線を照射する深紫外線照射ステーション４０と、前記注出口１３及び前記キャップ１４に蒸気を吹き付ける蒸気吹き付けステーション５０が設けられ、
前記深紫外線照射ステーション４０及び／又は前記蒸気吹き付けステーション５０の、前記バッグインボックスの内袋１０の排出側に、前記キャップ１４を前記注出口１３から離脱させ、前記注出口１３から内容物を充填し、前記内容物を充填後に前記キャップ１４を前記注出口１３に装着する充填ステーション６０が設けられ、
前記チャンバー２１内を陽圧に保持する無菌陽圧エア供給部２２が設けられている。

また、本開示の無菌充填機２０は、
前記無菌充填機２０の前記バッグインボックスの内袋１０の供給側から順に、少なくとも前記深紫外線照射ステーション４０と、前記蒸気吹き付けステーション５０とが備えられていてもよい。

また、本開示の無菌充填機２０は、
前記無菌充填機２０の前記バッグインボックスの内袋１０の供給側から順に、少なくとも前記蒸気吹き付けステーション５０と、前記深紫外線照射ステーション４０が備えられていてもよい。

本開示の無菌充填方法は、
バッグインボックスの内袋１０の連続袋を搬送する搬送装置が設けられ、
前記搬送装置により搬送される前記バッグインボックスの内袋１０の前記注出口１３及び前記キャップ１４を取り囲むチャンバー２１が設けられ、
前記チャンバー２１内に、少なくとも前記注出口１３及び前記キャップ１４に発光ダイオードから深紫外線を照射する深紫外線照射工程と、前記注出口１３及び前記キャップ１４に蒸気を吹き付ける蒸気吹き付け工程があり、
前記深紫外線照射工程及び／又は前記蒸気吹き付け工程の、前記バッグインボックスの内袋１０の排出側に、前記キャップ１４を前記注出口１３から離脱させ、前記注出口１３から内容物を充填し、前記内容物を充填後に前記キャップ１４を前記注出口１３に装着する充填工程を有する。

また、本開示の無菌充填方法は、
少なくとも順に、前記深紫外線照射工程と、蒸気吹き付け工程があってもよい。

また、本開示の無菌充填方法は、
少なくとも順に、前記蒸気吹き付け工程と、前記深紫外線照射工程があってもよい。

本開示の無菌充填機及び無菌充填方法では、ＢＩＢの内袋の生産（充填）能力を高くすることができ、また殺菌能力を高めることができる。

充填前のＢＩＢの内袋の斜視図である。 図１Ａに記載の断面Ａ－Ａの断面図である。 無菌充填機の側面図である。 注出口固定板が注出口を挟む状態を示す側面図である。 注出口固定板が注出口から離脱した状態を示す側面図である。 注出口固定板が注出口を挟む状態を示す平面図である。 注出口固定板が注出口から離脱した状態を示す平面図である。 搬送用リテーナーの配置を示す平面図である。 図４Ａに記載の断面Ｂ－Ｂの拡大断面図である。 注出口用深紫外線照射装置が下降している状態を示す側面図である。 注出口用深紫外線照射装置が上昇している状態を示す側面図である。 図５Ａに記載のＣ部の拡大図である。 吸引排気口の一の実施形態を示す側面図である。 吸引排気口の他の実施形態を示す側面図である。 吸引排気口の排気孔の形状の例示である。 吸引排気する工程を示す図である。 袋部深紫外線が照射されていない状態を示す平面図である。 袋部深紫外線が照射されている状態を示す平面図である。 図７Ａに記載の断面Ｄ－Ｄの断面図である。 排気区画の説明図である。 第一の実施形態の無菌充填機の構成の説明図である。 第二の実施形態の無菌充填機の構成の説明図である。 第三の実施形態の無菌充填機の構成の説明図である。 第四の実施形態の無菌充填機の構成の説明図である。 第五の実施形態の無菌充填機の構成の説明図である。 第六の実施形態の無菌充填機の構成の説明図である。

以下、本開示について図面を用いながら説明する。但し、本開示はこれら具体的に例示された形態や、各種の具体的に記載された構造に限定されるものではない。
なお、各図においては、分かり易くする為に、部材の大きさや比率を変更または誇張して記載することがある。また、見やすさの為に説明上不要な部分や繰り返しとなる符号は省略することがある。

本開示の実施形態に係る無菌充填機２０により内容物が充填されるＢＩＢの内袋１０とは、その斜視図である図１、及び断面図である図２のように、少なくとも二枚の柔軟性プラスチックフィルム１１の周縁をヒートシールしてなる。二枚の柔軟性プラスチックフィルム１１はヒートシールされることにより、ヒートシール部１２で接着され、袋状に形成される。ＢＩＢの内袋１０は、上側プラスチックフィルム１１ａと下側プラスチックフィルム１１ｂにより形成される。上側プラスチックフィルム１１ａと下側プラスチックフィルム１１ｂとがヒートシールされる際には、上記の２枚のフィルム間のエアをできる限り排除して行う。ＢＩＢの内袋１０がγ線や電子線等（以下、放射線と記載することがある。）の照射により殺菌される際に、ＢＩＢの内袋１０の内部に酸素が多く存在すると、ＢＩＢの内袋１０の最内層を構成するポリエチレン等が酸素と反応して異臭を発生したり、酸素により内容物が酸化したりする虞れがあるからである。

柔軟性プラスチックフィルム１１とは、二軸延伸ポリプロピレンフィルム、二軸延伸ナイロンフィルム、二軸延伸ポリエステルフィルム、二軸延伸エチレン－ビニルアルコール共重合体フィルム等の延伸フィルムなどがある。また、延伸フィルムにアルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素等を蒸着したフィルム、アルミニウム箔等のヒートシール性を有していないフィルムの１種以上と、ポリエチレンフィルムをラミネートしたものなどでもよい。さらに、ポリエチレンフィルム単体、若しくはナイロン又はエチレン－ビニルアルコール共重合体のようなバリア性を有する樹脂とポリエチレンとの共押し出しフィルムなどでもよい。また、ＢＩＢの内袋１０の上側プラスチックフィルム１１ａ及び下側プラスチックフィルム１１ｂは１枚以上のプラスチックフィルムからなる。ヒートシールによる接着面は通常ポリエチレンが用いられる。ヒートシールは、加熱板を用いる直接加熱によるヒートシール、超音波シール、層としてアルミニウム箔を含む場合の高周波シール等である。

ＢＩＢの内袋１０の上側プラスチックフィルム１１ａ又は下側プラスチックフィルム１１ｂは２枚以上であっても構わない。例えば、二軸延伸ナイロンフィルム１５μｍ、アルミニウム箔７μｍ、ポリエチレン５０μｍを順次ラミネートしたフィルムと、ポリエチレンフィルム８０μｍとが２枚重ねられて上側プラスチックフィルム１１ａとし、下側プラスチックフィルム１１ｂも同様として２枚重ね、８０μｍのポリエチレンフィルムを内側としてヒートシールにより袋を形成する。この場合は、ヒートシール部１２は４枚のフィルムが接着されているが、非ヒートシール部では４枚のフィルムは各々接着されていない。このように上側プラスチックフィルム１１ａと下側プラスチックフィルム１１ｂとが、ヒートシール部１２でヒートシールにより接着されるようにして、各々２枚以上とすることで、輸送時における、柔軟性プラスチックフィルム１１の外面と、外装であるダンボールとの擦れや、揺れによる内容物の移動による柔軟性プラスチックフィルム１１の屈曲により発生するピンホールに起因する、内容物の漏れリスクを低減することができる。

ポリエチレンは密度が低いほど耐ピンホール性に優れる傾向があるが、滑り性が劣るため、ポリエチレンフィルムは多層構成として、密度の低いポリエチレン層の外側に密度の高いポリエチレン層を設けてもよい。

図１Ｂに示すように、上側プラスチックフィルム１１ａには孔が設けられ、注出口１３が内側から接着され、注出口１３を密封するためにキャップ１４が嵌合される。キャップ１４は嵌合タイプではなく、スクリュータイプでも構わない。キャップ１４は注出口１３を密封することができれば、どのような形状でも構わない。

注出口１３及びキャップ１４は、ポリエチレン等の樹脂が射出成形又は圧縮成形等されることにより得られる。注出口１３のフランジ１３ａは柔軟性プラスチックフィルム１１の内側面とヒートシールされるため、ポリエチレンが好ましい。また、注出口１３の内面にはキャップ１４が嵌合される。嵌合面は菌等が侵入しない程度の密着性が求められる。
そこで、注出口１３を構成するポリエチレンの密度よりも、キャップ１４を構成するポリエチレンの密度を高くしてもよい。注出口１３が拡げられるように嵌合することで高い密着性が得られる。また、逆にキャップ１４を構成するポリエチレンの密度よりも注出口１３を構成するポリエチレンの密度を高くし、キャップ１４が圧縮されるように嵌合することで高い密着性を得てもよい。

注出口１３の側面には、例えば、ＢＩＢの内袋１０を搬送する際に、後述するガイドレールとなる袋部遮蔽板３４の端部が挿入される第一注出口溝１３ｂや、ＢＩＢの内袋１０を搬送する際に位置決めを行うために、後述する注出口固定板３２又は搬送用リテーナー３５が挿入される第二注出口溝１３ｃが設けられる。注出口溝は必要に応じて３本以上設けられてもよい。

ＢＩＢの内袋１０は、注出口１３にキャップ１４が嵌合されて密封された状態で、γ線や電子線等の照射により内部が殺菌される。その内部が殺菌されたＢＩＢの内袋１０が無菌充填機２０に供給される。無菌充填機２０に供給されたＢＩＢの内袋１０は、殺菌工程により注出口１３及びキャップ１４の外面が殺菌される。

＜第一の実施形態＞
＜無菌充填機＞
予め内部が放射線により殺菌されたＢＩＢの内袋１０は、図２に示される無菌充填機２０に供給される。ＢＩＢの内袋１０は１袋ごと供給されるのではなく、複数が連結された連続袋として供給される。内容物が充填されて、無菌充填機２０から排出された後に断裁され、一袋の製品形態となる。

無菌充填機２０には、注出口１３及びキャップ１４が外気に曝されないように、チャンバー２１が設けられている。また、チャンバー２１は、無菌充填機２０の後述するステーションの全体を含むように設けられている。チャンバー２１の内部に外気から菌等が侵入しないように、チャンバー２１には無菌陽圧エア供給部２２が設けられ、そこから無菌陽圧エアが供給されて、陽圧に保持される。無菌陽圧エアは、一例としてブロワ等の圧空エア源からの圧空エアを無菌フィルタに通すことにより得られる。圧空エア源と無菌フィルタとの間に加熱装置を設け、チャンバー内殺菌時において無菌陽圧エアを加熱してチャンバー２１に供給してもよい。

チャンバー２１は少なくとも、搬送されるＢＩＢの内袋１０の注出口１３及びキャップ１４を取り囲む。ＢＩＢの内袋１０の全体を取り囲んでも構わないが、注出口１３及びキャップ１４を含むＢＩＢの内袋１０の一部を取り囲んでもよい。

チャンバー２１は遮蔽構造となっているが、チャンバー２１の内部が視認できるように、一部はガラス又はプラスチックのような透明部材により遮蔽されてもよい。また、トラブル発生時に、チャンバー２１の内部を操作できるように、開閉できるような扉構造を設けてもよい。さらに、扉を開閉することなくトラブルを解消できるように、外気を透さない手袋（ゴム手袋等）を備えてもよい。

図２は、本開示の一実施形態の無菌充填機２０であり、それぞれのステーション（工程）が示されている。図２の左側からＢＩＢの内袋１０の連続袋が供給され、各種工程を経た後、右側から排出される。
なお、ＢＩＢの内袋１０の連続袋が供給される側を上流側又は供給側と呼び、ＢＩＢの内袋１０が排出される側を下流側又は排出側と呼ぶことがある。
チャンバー２１の供給側には、少なくとも注出口１３及びキャップ１４が通過できる大きさの切り欠きが設けられており、その切り欠きを供給部２３とする。
また、チャンバー２１の排出側には、少なくとも注出口１３及びキャップ１４が通過できる大きさの切り欠きが設けられており、その切り欠きを排出部２４とする。

本実施形態の無菌充填機２０は、上流側から順次に、深紫外線照射ステーション４０と、排気ステーション９０と、蒸気吹き付けステーション５０と、冷却ステーション８０と、充填ステーション６０とが設けられている。各ステーションの間には、図６Ｄに示すように、少なくとも注出口１３及びキャップ１４が通過できる大きさの切り欠きが設けられた仕切り板３１により、区画されている。

また、注出口１３が供給部２３から排出部２４まで、それぞれのステーションを通過する軌跡に相当する部分には、間隙部３８が設けられている。その間隙部３８の両側縁部には、一対の袋部遮蔽板３４が設けられている。

袋部遮蔽板３４は、供給部２３から排出部２４まで連なる硬質の板材からなり、固定されており動かない。注出口１３が袋部遮蔽板３４の端部を摺動するので、袋部遮蔽板３４の材質は、ステンレス鋼、テフロン（登録商標）、超高密度ポリエチレンなどでもよい。あるいは、金属板に摩耗性や滑り性を向上させる表面処理を施工した部材でもよい。

袋部遮蔽板３４は、チャンバー２１とＢＩＢの内袋１０の上側プラスチックフィルム１１ａと間を部分的に遮蔽している。
さらに、袋部遮蔽板３４の下側には、袋部遮蔽板３４とＢＩＢの内袋１０の上側プラスチックフィルム１１ａの間に形成される空間を吸引排気する吸引排気口２５が設けられており、その空間に存在する汚染物が、チャンバー２１の内部に浸入しにくくなっている。

また、本実施形態の無菌充填機２０には、各ステーションに順次、ＢＩＢの内袋１０の連続袋を送り込むための、搬送装置が備えられている。

＜深紫外線照射ステーション＞
ＢＩＢの内袋１０は、まず初めに、無菌充填機２０の供給部２３に隣接している深紫外線照射ステーション４０に供給される。

深紫外線照射ステーション４０には、注出口用深紫外線照射装置４１が設けられている。注出口用深紫外線照射装置４１は、少なくとも注出口１３及びキャップ１４の外面を殺菌するために１個は必要であるが、複数設けてもよい。

深紫外線とは、一般的には２５５ｎｍ～３５０ｎｍの波長の紫外線であるが、いわゆるＵＶＣの波長範囲は２００ｎｍ～２８０ｎｍと言われている。このＵＶＣの波長範囲で、殺菌に適した深紫外線は２６５ｎｍ付近である。本開示の実施形態に係る注出口用深紫外線照射装置４１は２６５ｎｍを含む２５０ｎｍ～２９５ｎｍの範囲の深紫外線を照射できることが適当である。

従来、紫外線殺菌には水銀ランプから発光する深紫外線が使用され、主に２５３．７ｎｍの波長に発光ピークを有する水銀ランプが使用されてきた。しかし、水銀ランプは水銀を使用すること、発熱が大きいという欠点を有している。そこで近年、水銀ランプに代わる深紫外線発光源として発光ダイオードが研究されてきた。発光ダイオードは水銀ランプに比べ出力が低いという欠点があったが、改良され殺菌用発光源として使用可能な出力レベルとなった。

本実施形態の無菌充填機２０には、殺菌に使用する深紫外線源として発光ダイオードを使用し、その発光ダイオードを備えた注出口用深紫外線照射装置４１が設けられる。注出口１３及びキャップ１４の外面に深紫外線を照射するために、注出口１３及びキャップ１４を覆うような形状の注出口用深紫外線照射装置４１の内側に、発光ダイオードは備えられる。

発光ダイオードは、殺菌に最適と言われる２６５ｎｍ付近の波長を発光ピークとして有するものが適している。
しかし、２６５ｎｍよりも殺菌効率が劣るが、２８５ｎｍの波長の深紫外線を発光する発光ダイオードであっても、発光量が多ければ殺菌効果は高い。したがって、２５０ｎｍ～２９５ｎｍの深紫外線を発光する発光ダイオードが注出口用深紫外線照射装置４１に備わることがこの好ましい。
注出口用深紫外線照射装置４１は１個以上の発光ダイオードを備えるが、注出口１３及びキャップ１４の外面を万遍なく殺菌するためには、複数の発光ダイオードが備えられてもよい。

発光ダイオードは水銀ランプよりも小型であるため、注出口用深紫外線照射装置４１が備えるには好適である。また、発光ダイオードは水銀ランプに比べ発熱が少なく、発光ダイオードから照射される深紫外線による殺菌は、耐熱性の低いポリエチレンのような樹脂成形品に適した殺菌手段であり、注出口１３及びキャップ１４が変形することない温度範囲でその外面を殺菌することができる。

図２に示すように、深紫外線照射ステーション４０において、注出口１３及びキャップ１４の外面が、注出口用深紫外線照射装置４１により殺菌される。深紫外線照射ステーション４０では、図５Ａに示すように、水平方向の断面が円形である注出口１３及びキャップ１４の形状に合わせて、水平方向の断面が円形である注出口用深紫外線照射装置４１が降下して、注出口１３及びキャップ１４を覆う。その後に、注出口用深紫外線照射装置４１の内面に備えられる発光ダイオードから深紫外線が、注出口１３及びキャップ１４の外面に照射されて、殺菌が行われる。

注出口用深紫外線照射装置４１の下端は、後述する袋部遮蔽板３４に接しても構わない。また他の方法として、半円形の切り込みを設けた一対の注出口遮蔽板４２が、図５Ａのように注出口１３を挟みこみ、注出口用深紫外線照射装置４１の下端が注出口遮蔽板４２に接するように、注出口用深紫外線照射装置４１が下降する。そして、注出口１３及びキャップ１４が覆われた後に、注出口１３及びキャップ１４に深紫外線が照射される。
深紫外線は人間に当たると悪影響を及ぼす虞があるため、有害レベルの強度を有する深紫外線が外部に漏れないようにするためである。注出口遮蔽板４２は、後述する図３Ａの注出口固定板３２としてもよい。

注出口用深紫外線照射装置４１の内面が金属面又は金属蒸着面とされることで、注出口用深紫外線照射装置４１の内面に設けられる発光ダイオードから照射される深紫外線が、注出口用深紫外線照射装置４１の内部で反射し、効率的に注出口１３及びキャップ１４に照射されるようにしてもよい。

深紫外線が外部に漏れないように、図５Ｃ（図５Ａに記載のＣ部の拡大図である。）に示すように、注出口用深紫外線照射装置４１と接する注出口遮蔽板４２に凸部を設けて、これと注出口用深紫外線照射装置４１の下端に設ける凹部が組み合わさるようにしてもよい。図５Ｃでは、凸部及び凹部をそれぞれ２箇所としているが、１箇所でもよく、３箇所以上でもよい。注出口用深紫外線照射装置４１の下端と注出口遮蔽板４２が、上記のような形状で組み合わされることで、深紫外線の外部への漏洩を減らすことができる。

深紫外線が照射されて殺菌されるのは、注出口１３及びキャップ１４であり、ＢＩＢの内袋１０の他の部分は積極的に殺菌されない。そこで、深紫外線が照射される注出口１３及びキャップ１４が移動する軌跡の領域以外である、ＢＩＢの内袋１０の上側プラスチックフィルム１１ａの領域が、袋部遮蔽板３４により遮蔽される。そして、ＢＩＢの内袋１０の上側プラスチックフィルム１１ａに付着している菌等が、注出口１３及びキャップ１４に転移することを減少させる。

また、図６Ａに示すように袋部遮蔽板３４の端部が、注出口１３の第一注出口溝１３ｂに、注出口１３の搬送方向に対して両側縁部がわから挿入され、注出口１３は袋部遮蔽板３４の端部をガイドレールとして搬送される。

図６Ｄに示すように、注出口１３及びキャップ１４が移動する軌跡の領域以外の領域において、注出口１３を挟むように設けられる一対の袋部遮蔽板３４により、注出口１３とＢＩＢの内袋１０の上側プラスチックフィルム１１ａとが遮蔽される。しかし、注出口１３及びキャップ１４が移動する領域は開放状態となる。

ここで、図６Ａに示すように、袋部遮蔽板３４と、ＢＩＢの内袋１０の上側プラスチックフィルム１１ａとの間に形成される空間が吸引排気されて、ＢＩＢの内袋１０の上側プラスチックフィルム１１ａに付着している菌等が排出されることによっても、注出口１３及びキャップ１４が菌等により汚染されることを減少させる。さらに、袋部遮蔽板３４とＢＩＢの内袋１０の上側プラスチックフィルム１１ａとの間に形成される空間が吸引排気される吸引排気装置（不図示）が設けられる。

図６Ａは、吸引排気口２５が注出口１３の側面に対向して設けられている。図６Ｂは、吸引排気口２５が注出口１３に対して上側から下側に向かって、外方に離れるように傾斜して設けられている。ＢＩＢの内袋１０の上側プラスチックフィルム１１ａとなす角度が４５°以上であることが有効である。４５°未満で吸引排気口２５を設けると、吸引排気の対象となるバッグインボックスの内袋１０の上側プラスチックフィルム１１ａの領域が無駄に広くなるため、４５°以上とされることが適切である。

ＢＩＢの内袋１０に対し垂直、或いは上述の適切な角度で設けられる吸引排気口２５には、等間隔に吸引孔２６が設けられる。吸引孔２６の形状は、円、長穴、楕円等、特に問われない。開孔位置も吸引孔２６を設ける板の上中下に満遍なく開孔しても、下部のみ、上部のみ等であっても、特に問われない。

吸引孔２６の大きさは、円形の場合はφ１～４ｍｍ、長孔及び長方形形状の場合は、縦、横共に２～４ｍｍの範囲が好ましい。開孔の数、吸引量は、チャンバー２１の大きさにより陽圧エア量が異なるため、陽圧度を維持し、かつ吸引排気口２５の吸引力が失われない範囲で適宜調整される。

吸引排気口２５の形状は、図６Ｃに例示するように、各種の形状でも構わない。吸引排気口２５は図６Ｄに示すように、チャンバー２１の供給部２３から排出部２４まで連続して設けられる。吸引排気口２５には、図示されない吸引排気装置が接続され、袋部遮蔽板３４とＢＩＢの内袋１０の上側プラスチックフィルム１１ａとの間に形成される空間が吸引排気される。

上述のように、袋部遮蔽板３４とＢＩＢの内袋１０の上側プラスチックフィルム１１ａとの間に形成される空間が吸引排気される方法ばかりではなく、注出口１３及びキャップ１４が移動するために開放状態となる部分を積極的に殺菌する方法も取り得るために、以下にその方法について説明する。

図７Ａに示すように、袋部遮蔽板３４で覆われない上側プラスチックフィルム１１ａの部分（以下、剥き出し部１５とする。）を、図７Ｂに示すように、袋部用深紫外線照射装置４３が剥き出し部１５を覆い、その後に、袋部用深紫外線照射装置４３の下側に設けられた発光ダイオードから、剥き出し部１５に深紫外線が照射されて、ＢＩＢの内袋１０の上側プラスチックフィルム１１ａが殺菌される。

図７Ａは、袋部用深紫外線照射装置４３が、剥き出し部１５を覆っていない状態であり、ＢＩＢの内袋１０が搬送されている状態を示している。図７Ｂでは、ＢＩＢの内袋１０の搬送が停止され、袋部用深紫外線照射装置４３が剥き出し部１５を覆っている状態を示している。そして、袋部用深紫外線照射装置４３の下側に設けられる発光ダイオードから深紫外線が、ＢＩＢの内袋１０の上側プラスチックフィルム１１ａに照射されている状態を示している。

また、図７Ｂに記載の断面Ｄ－Ｄの断面図である図７Ｃのように、ＢＩＢの内袋１０の搬送が停止されたとき、袋部用深紫外線照射装置４３は、ＢＩＢの内袋１０の搬送方向に対して直交するように移動して、注出口１３及びキャップ１４を挟みこむ。

図７Ｃに示すように、袋部用深紫外線照射装置４３が注出口１３及びキャップ１４を挟み込んだときに、注出口用深紫外線照射装置４１が下降して、注出口１３及びキャップ１４に深紫外線を照射してもよい。

袋部用深紫外線照射装置４３は図７Ｂに示されるように、少なくとも隣り合う２個の注出口１３を挟むようにしなければならない。剥き出し部１５の全ての面に深紫外線を照射するためである。

剥き出し部１５の全ての面に深紫外線が照射される場合であっても、袋部遮蔽板３４とＢＩＢの内袋１０の上側プラスチックフィルム１１ａとの間に形成される空間が、吸引排気されてもよい。ＢＩＢの内袋１０の上側プラスチックフィルム１１ａに深紫外線が照射されることと、袋部遮蔽板３４とＢＩＢの内袋１０上側プラスチックフィルム１１ａとの間に形成される空間の吸引排気が併用されることによって、剥き出し部１５の殺菌がより効果的に行われる。

＜排気ステーション＞
ＢＩＢの内袋１０は、深紫外線照射ステーション４０の次のステーションである、排気ステーション９０に搬送される。このステーションでは、ＢＩＢの内袋１０へは、何ら作業がされない。
排気ステーション９０は、さらに次のステーションである蒸気吹き付けステーション５０と、深紫外線照射ステーション４０とに空間を設けることを目的としている。

詳しくは後述するが、蒸気吹き付けステーション５０では、注出口１３及びキャップ１４が蒸気殺菌されるので、蒸気吹き付けステーション５０の内部は湿気で充満している。
一方、深紫外線照射ステーション４０には、注出口用深紫外線照射装置４１、及び袋部用深紫外線照射装置４３などの電気機器があり、それらの電気機器は湿気を嫌う。

したがって、蒸気吹き付けステーション５０から上流側に漏れる湿気が、深紫外線照射ステーション４０に到達することは望ましくない。さらに、漏れた湿気が、深紫外線照射ステーション４０の内部で、注出口１３及びキャップ１４に結露すると、その結露が深紫外線を遮蔽することによる殺菌不良が生じる虞がある。
そのため、深紫外線照射ステーション４０と蒸気吹き付けステーション５０との間に、排気ステーション９０が設けられることにより、蒸気吹き付けステーション５０の湿気が深紫外線照射ステーション４０に到達することが減少して、上述したトラブルを回避できる。

＜蒸気吹き付けステーション＞
ＢＩＢの内袋１０は、排気ステーション９０の次のステーションである、蒸気吹き付けステーション５０に搬送される。

図２に示すように、蒸気吹き付けステーション５０には、蒸気吹き付けノズル５１が設けられる。注出口１３及びキャップ１４の外面を殺菌するために、蒸気吹き付けノズル５１は少なくとも１本必要であるが、複数設けてもよい。

なお、本実施形態で殺菌に使用する蒸気は、大気に開放された蒸気である。過熱蒸気は用いられないので、過熱状態を保持するための密閉チャンバーは不要である。そのため、チャンバーの構造が簡単であり、注出口１３及びキャップ１４のチャンバーへの出し入れと、チャンバーを密閉する作業時間を削減できる。それゆえ、この工程がＢＩＢの内袋１０の充填製品の製造能力の大きな律速とはならないで済む。

また、蒸気の殺菌温度が比較的に低いため、注出口１３及びキャップ１４の材料である樹脂の融点は比較的低温で良く、例示としてポリエチレンでもよく、融点が１００℃以上の樹脂であれば使用できる
一方、蒸気による殺菌温度では、芽胞を形成した耐熱性菌（以後、芽胞菌）の殺菌能力が不充分となる虞がある。しかしながら、上述した深紫外線照射による殺菌方法と併用されるので、本実施形態の無菌充填機は、芽胞菌に対する充分な殺菌能力を有する。

蒸気吹き付けノズル５１は、昇降することにより注出口１３及びキャップ１４を囲うような先端チャンバー５３を有する。蒸気吹き付けノズル５１の上部に位置する蒸気供給部５２より蒸気が供給され、その蒸気は先端チャンバー５３の内側に設けられた蒸気孔から、注出口１３及びキャップ１４に向かって吹き付けられる。先端チャンバー５３は、中空の二重構造であり、その内部を蒸気が通過する。

先端チャンバー５３の断面は、注出口１３及びキャップ１４の外形に合わせた円形が好ましい。特に、注出口１３及びキャップ１４を収納する先端チャンバー５３の空洞は、注出口１３及びキャップ１４と適切な距離を有する形状が望ましい。これは、蒸気が注出口１３及びキャップ１４の外面に、均一に吹きかけられるようにするためである。

注出口１３及びキャップ１４を囲むように、蒸気吹き付けノズル５１が下降してから、蒸気が注出口１３及びキャップ１４に吹き付けられる。なお、蒸気は蒸気吹き付けノズル５１が下降している時のみ蒸気が噴き出してもよく、ＢＩＢの内袋１０の充填作業中は常時、蒸気が噴き出していてもよい。

なお、蒸気殺菌の作業中に、注出口１３及びキャップ１４の温度を上昇させるためには、蒸気が流れ続ける必要がある。そのためには、先端チャンバー５３の孔から噴き出した蒸気は、注出口１３及びキャップ１４に接触するか、若しくは近傍を通過した後に排出される。その排出経路を設けるために、注出口固定板３２と先端チャンバー５３との間に、適切なすき間が設けられる位置に、蒸気吹き付けノズル５１が下降して、停止してもよい。あるいは、先端チャンバー５３の下面部に切り欠きが設けられてもよい。または、注出口固定板３２に孔が設けられてもよい。

＜冷却ステーション＞
ＢＩＢの内袋１０は、蒸気吹き付けステーション５０の次のステーションである、冷却ステーション８０に搬送される。

冷却ステーション８０にて、蒸気殺菌により高温となった注出口１３及びキャップ１４は、冷却される。冷却工程は高温になり膨張した注出口１３及びキャップ１４を常温の形状に復帰させるためである。膨張した状態でＢＩＢの内袋１０に内容物を充填し、注出口１３とキャップ１４とを嵌合させる場合、嵌合による密着が不十分となり、密封性が損なわれる虞がある。

冷却工程は、無菌水、次亜塩素酸ナトリウム溶液又は無菌エアを注出口１３及びキャップ１４に吹き付けてもよい。このために、注出口１３及びキャップ１４に無菌水、次亜塩素酸ナトリウム溶液又は無菌エアを吹き付けるノズルと、ノズルに無菌水、次亜塩素酸ナトリウム溶液又は無菌エアを供給する供給装置とが設けられる。無菌水、次亜塩素酸ナトリウム溶液又は無菌エアは常温ではなく冷却されてもよい。この場合、供給装置には無菌水、次亜塩素酸ナトリウム溶液又は無菌エアを冷却する冷却装置が設けられる。

＜充填ステーション＞
ＢＩＢの内袋１０は、冷却ステーション８０の次のステーションである、充填ステーション６０に搬送される。

充填ステーション６０では、キャップ１４が注出口１３から離脱して、注出口１３から殺菌された内容物がＢＩＢの内袋１０の内部に充填される。そして内容物の充填後に、キャップ１４が注出口１３に装着される。これらの充填工程を行うために、充填ステーション６０にはキャップ１４を注出口１３から離脱させ、注出口１３から内容物を充填し、内容物を充填後にキャップ１４を注出口１３に装着する充填装置６１が設けられる。

キャップ１４が装着されて密封されたＢＩＢの内袋１０は、チャンバー２１の排出部２４から排出された後に、ＢＩＢの内袋１０の連続袋に予め設けられたミシン目部がカッターで切断されて、一袋の製品形態となり、段ボール箱に梱包される。

充填ステーション６０の無菌陽圧エア供給部２２は、充填装置６１の近傍から無菌陽圧エアを供給することが好ましい。充填ステーション６０において、キャップ１４が注出口１３から離脱され、内容物が注出口１３から充填されるので、充填を行う箇所が、最も菌等による汚染を防止しなければならない箇所である。それゆえ、菌等の混入を防ぐために、充填装置６１の近傍から無菌陽圧エアを供給してもよい。

充填ステーション６０は、上述のようにもっとも汚染を防止する必要があるステーションであることから、各ステーションの区画陽圧の高さと比較して、充填ステーション６０の区画陽圧が最も高くてもよい。

各ステーションで供給される無菌陽圧エアは、無菌充填機２０のＢＩＢの内袋１０の供給部２３、及び排出部２４から排気される。さらに、チャンバー２１が陽圧に保持される程度に、チャンバー２１に排気口部３３を適宜に設けて、図示はしていない排気装置により排気してもよい。

＜搬送装置＞
チャンバー２１に供給され、各ステーションを経るＢＩＢの内袋１０は、搬送装置により搬送される。ＢＩＢの内袋１０の連続袋の搬送は、チャンバー２１の内部で、ＢＩＢの内袋１０の進行方向の両側縁部がチャックで挟まれて搬送される。チャックは、ＢＩＢの内袋１０と同速度で運転される水平方向に回転する無端ベルトに、等間隔で複数設けられる。
すなわち、ＢＩＢの内袋１０の搬送装置とは、ＢＩＢの内袋１０と同速度で運転されて、ＢＩＢの内袋１０の進行方向の両側端部を挟むチャックを備える、水平方向に回転する無端ベルトである。無端ベルトはＢＩＢの内袋１０の両側端部がわに各々１列で、合わせて２列設けられ、同速度で運転される。
搬送装置はチャンバー２１のＢＩＢの内袋１０の供給部２３から、その排出部２４まで設けられるが、搬送装置はチャンバー２１の外部に設けられてもよい。

搬送されるＢＩＢの内袋１０の下側には、平板が設けられ、この平板の上をＢＩＢの内袋１０の下側プラスチックフィルム１１ｂの外面が滑って、ＢＩＢの内袋１０は移動する。内容物が充填される充填ステーション６０では、ＢＩＢの内袋１０の下側に、ＢＩＢの内袋１０の搬送方向に対して直交するように多数のローラー（不図示）が設けられ、内容物が充填されたＢＩＢの内袋１０は、回転する多数のローラー上を移動する。ローラーは下流方向に向かい下方向に傾斜するように設けられ、内容物が充填されたＢＩＢの内袋１０が、自重により移動するようにしてもよい。

搬送されるＢＩＢの内袋１０に対して各工程が施されるが、各工程で停止するＢＩＢの内袋１０の注出口１３及びキャップ１４の位置が規制されなければならない。そのために、ＢＩＢの内袋１０の搬送が停止されたとき、図３Ａに示すように、注出口１３を固定するための注出口固定板３２が、ＢＩＢの内袋１０の進行方向に対して直交方向から注出口１３を挟む。なお図３Ａは、ＢＩＢの内袋１０の供給部２３側から排出部２４の方向を観察する図である。図３Ａは、注出口固定板３２の端部が注出口１３の第二注出口溝１３ｃに挿入されることにより、注出口１３が固定された状態を示す。このように、注出口１３及びキャップ１４が固定された状態で各工程が行われる。

図３Ｂは、工程が終了し、注出口固定板３２が注出口１３から離脱した状態を示し、この後に、ＢＩＢの内袋１０は搬送される。図３Ｃは、注出口固定板３２が注出口１３を固定している状態を平面図として示す。図３Ｄは、注出口固定板３２が注出口１３から離脱している状態を平面図として示す。
ＢＩＢの内袋１０は、進行方向に平行に設けられる袋部遮蔽板３４の端部が、注出口１３の第一注出口溝１３ｂに挿入されることで、幅方向に対しては位置規制されながら搬送される。

ＢＩＢの内袋１０の搬送方法として、ＢＩＢの内袋１０の両側縁部をチャックにより挟んで搬送する方法を述べたが、他の方法として、注出口１３を搬送用リテーナー３５により挟んで搬送する方法を図４Ａに示す。４分割された搬送用リテーナー３５が注出口１３を挟んでＢＩＢの内袋１０を搬送する。搬送用リテーナー３５は無端ベルトに設けられる。さらに、一の搬送用リテーナー３５と、次の注出口１３を挟む搬送用リテーナー３５の間には、注出口１３と次の注出口１３との間のＢＩＢの内袋１０の領域を遮蔽するために複数枚の移動遮蔽板３６が設けられる。

図４Ｂ（図４Ａに記載の断面Ｂ－Ｂの拡大断面図である。）に示すように、搬送用リテーナー３５の端部が注出口１３の第二注出口溝１３ｃに挿入されることで、搬送用リテーナー３５が注出口１３を固定する。図４Ａに示すように、搬送用リテーナー３５はＢＩＢの内袋１０の進行方向に対して平行な回転する２式の無端ベルトに設けられる。

チャンバー２１は少なくとも注出口１３及びキャップ１４を遮蔽するが、注出口１３を挟まない領域（ＢＩＢの内袋１０の供給部２３付近、及び排出部２４付近)でも、搬送用リテーナー３５が移動する領域を含めて遮蔽することが好ましい。理由は、注出口１３を挟まない領域の搬送用リテーナー３５がチャンバー２１の外気に曝されると、搬送用リテーナー３５及び無端ベルトに菌等が付着し、その後に搬送用リテーナー３５から注出口１３に菌等が転移する虞れがあるためである。

図４Ａ、図４Ｂに示すように、注出口１３とＢＩＢの内袋１０の上側プラスチックフィルム１１ａとは、搬送用リテーナー３５及び移動遮蔽板３６により遮蔽されるため、搬送用リテーナー３５及び移動遮蔽板３６と、ＢＩＢの内袋１０の上側プラスチックフィルム１１ａとの間に形成される空間が吸引排気されなくてもよい。
しかし、搬送用リテーナー３５や移動遮蔽板３６は、それらに隣接する搬送用リテーナー３５や移動遮蔽板３６の間に隙間が生じており、密閉されない虞もあるため、吸引排気してもよい。

＜チャンバーの区画陽圧＞
チャンバー２１は、外気から菌等の侵入を防ぐために、大気圧より高い陽圧となっている。チャンバーの無菌性を保持するためには、区画された各ステーションの陽圧の高さに差をつけてもよい。
図９に、本実施形態の無菌充填機の構成の説明図を示し、各ステーションの区画陽圧ＰＰの陽圧指標Ｐの高さを説明する。

陽圧指標Ｐの高さをＰ１からＰ４で示す。小さい方から順にＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４とし、隣り合う陽圧指標Ｐの高さは同じ高さを含まない。例えばＰ１とＰ２であれば、Ｐ１＜Ｐ２であり、Ｐ１≦Ｐ２とはしない。陽圧指標Ｐの関係を不等号で示すと、Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３＜Ｐ４＜Ｐ５である。なお、それぞれの陽圧指標Ｐの高さを割愛することもあり、例えば、Ｐ１、Ｐ２，Ｐ４が存在する場合などがあるが、陽圧指標Ｐの大きさは、添え字の大きさの順番とする。

各ステーションの区画陽圧ＰＰを示す。
深紫外線照射ステーション４０の区画陽圧：ＰＰｕｖ
排気ステーション９０の区画陽圧：ＰＰｅｘ
蒸気吹き付けステーション５０の区画陽圧：ＰＰｓｔ
冷却ステーション８０の区画陽圧：ＰＰｃｏ
充填ステーションの区画陽圧：ＰＰｆｉ
本実施形態には現れないが、後述される区画陽圧ＰＰを以下に示す。
排気区画３７の区画陽圧：ＰＰｅｓ
乾燥ステーション７０の区画陽圧：ＰＰｄｒ

また、チャンバー２１に設けられる排気口部３３は、各ステーション及び各排気区画３７に必要に応じて設けられる。したがって、各ステーション及び各排気区画３７に設けられなくてもよい。あるいは、１箇所もしくは２箇所以上に設けられてもよい。

各ステーションに供給される無菌陽圧エアは、最終的にはチャンバー２１の供給部２３及び排出部２４から排気される。あるいは、チャンバー２１の下部に存在する、ＢＩＢの内袋１０と、袋部遮蔽板３４との隙間から排出されてもよい。

さらに、一のステーションの区画陽圧ＰＰが、その上流側ステーションの区画陽圧ＰＰ及び下流側ステーションの区画陽圧ＰＰの両方よりも低い場合は、上流側ステーション及び下流側ステーションへは、無菌陽圧エアが排気されない。その場合は、一のステーションに排気口部３３が設けられて、その排気口部３３から、無菌陽圧エアが排気されてもよい。

各ステーションの区画陽圧ＰＰの高さについて説明する。なお、以下に説明する区画陽圧ＰＰの陽圧指標Ｐの高さは一例であり、無菌状態の維持機能を満たせば、他の態様でも構わない。

充填ステーション６０の区画陽圧ＰＰｆｉは、充填ステーション６０が最も汚染を避けるべきであることから、区画陽圧は最も高い陽圧指標Ｐ４とする。
他のステーションの区画陽圧ＰＰは、上流側から、深紫外線照射ステーション４０の区画陽圧ＰＰｕｖは陽圧指標Ｐ２とし、排気ステーション９０の区画陽圧ＰＰｅｘは陽圧指標Ｐ２とし、蒸気吹き付けステーション５０の区画陽圧ＰＰｓｔは陽圧指標Ｐ２とし、冷却ステーション８０の区画陽圧ＰＰｃｏは陽圧指標Ｐ３とする。

排気ステーション９０には、排気口部３３が設けられる。排気口部３３の区画陽圧は、ほぼ大気圧であるが、若干大気圧より高くてもよい。また、排気ステーション９０の区画陽圧ＰＰｅｘの陽圧指標Ｐ１よりは低い。

排気ステーション９０の区画陽圧ＰＰｅｘの陽圧指標Ｐ１は、その上流側の深紫外線照射ステーション４０の区画陽圧ＰＰｕｖの陽圧指標Ｐ２、及び下流側の蒸気吹き付けステーション５０の区画陽圧ＰＰｓｔの陽圧指標Ｐ２よりも小さい。これは、蒸気吹き付けステーション５０で生じる湿気が、深紫外線照射ステーション４０に流れ込まずに、排気ステーション９０から排気されるためである。

深紫外線照射ステーション４０の区画陽圧ＰＰｕｖの陽圧指標Ｐ２は、下流側の排気ステーション９０の区画陽圧ＰＰｕｖの陽圧指標Ｐ１よりも大きければよく、過剰に高くする必要はない。過剰に高くすると、無菌陽圧エアを製造するエネルギーが無駄になる。他のステーションの陽圧無菌エアも、過剰に高くすると、エネルギーの無駄になるため、必要充分の高さの区画陽圧が適宜に選定される。

蒸気吹き付けステーション５０の区画陽圧ＰＰｓｔの陽圧指標Ｐ２は、その上流側の排気ステーション９０の区画陽圧ＰＰｓｔの陽圧指標Ｐ１よりも高い。これは、蒸気ステーション吹き付け５０の湿気が、排気ステーション９０に流れるようにするためである。
さらに、蒸気吹き付けステーション５０の区画陽圧ＰＰｓｔの陽圧指標Ｐ２は、その下流側の冷却ステーション８０の区画陽圧ＰＰｃｏの陽圧指標Ｐ３よりも小さい。これは、蒸気吹き付けステーション５０の高温の湿気が、冷却ステーション８０に流れ込まないようにして、冷却効果が低下しないようにするためである。

冷却ステーション８０の区画陽圧ＰＰｃｏの陽圧指標Ｐ３は、その下流側の充填ステーション６０の区画陽圧ＰＰｆｉの陽圧指標Ｐ４よりも低い。これは、充填ステーション６０に、冷却ステーション８０のエアが流れないようにするためである。
さらに、冷却ステーション８０の区画陽圧ＰＰｃｏの陽圧指標Ｐ３は、その上流側の蒸気吹き付けステーション５０の区画陽圧ＰＰｓｔの陽圧指標Ｐ２よりも高い。これは、上述したように蒸気吹き付けステーション５０の高温の湿気が、冷却ステーション８０に流れ込まないようにして、冷却効果が低下しないようにするためである。

各ステーションの区画陽圧ＰＰの陽圧指標Ｐについて、一例を説明した。しかしながら、チャンバー２１の無菌状態の維持機能が確保されるならば、他の区画陽圧の設定でもよい。以降に例示する区画陽圧の設定についても同様である。

なお、陽圧指標Ｐ１からＰ４は、１Ｐａから６００Ｐａの間で適切に設定される。望ましくは１０Ｐａから１００Ｐａの間で設定される。一例としてＰ１＝１０Ｐａ、Ｐ２＝２０Ｐａ、Ｐ３＝３０Ｐａ、Ｐ４＝５０Ｐａが例示される。

＜第二の実施形態＞
本実施形態は、第一の実施形態のチャンバー２１から、排気ステーション９０を削減して、深紫外線照射ステーション４０と蒸気吹き付けステーション５０とが直接に接続されている。

蒸気吹き付けステーション５０で生じる湿気が、深紫外線照射ステーション４０に流れ込まないように、深紫外線照射ステーション４０と、蒸気吹き付けステーション５０との間に、排気区画３７が設けられている。図８に示すように、その排気区画３７には、排気口部３３が設けられている。なお、排気区画３７は、独立したステーションではないため、その位置にてＢＩＢの内袋１０の注出口１３及びキャップ１４は停止しない

図１０に、第二の実施形態の無菌充填機の構成の説明図を示す。区画陽圧の説明のために、深紫外線照射ステーション４０と蒸気吹き付けステーション５０との間に、排気区画３７は記載されているが、実際には深紫外線照射ステーション４０と蒸気吹き付けステーション５０とは隣接している。深紫外線照射ステーション４０と蒸気吹き付けステーション５０との間の上部に、排気機能として排気区画３７が設けられている。排気区画３７に設けられる排気口部３３の区画陽圧は、ほぼ大気圧であるが、若干大気圧より高くてもよい。また、排気区画３７の区画陽圧ＰＰｅｓの陽圧指標Ｐ１よりは低い。

排気区画３７の区画陽圧ＰＰｅｓの陽圧指標はＰ１であり、その上流側である深紫外線照射ステーション４０の区画陽圧ＰＰｕｖの陽圧指標Ｐ２、及びその下流側である蒸気吹き付けステーション５０の区画陽圧ＰＰｓｔの陽圧指標Ｐ２より低い。このようにすることで、蒸気吹き付けステーション５０で生じる湿気が、深紫外線照射ステーション４０に流れ込まない。

＜第三の実施形態＞
本実施形態は、第一の実施形態のチャンバー２１から、冷却ステーション８０を削減して、蒸気吹き付けステーション５０と充填ステーション６０とが直接に接続されている。

蒸気吹き付けステーション５０での蒸気殺菌条件（温度、時間等）によっては、積極的な冷却作業をしなくても、充填ができる。また、注出口の材質によっては、冷却作業をしなくても、充填ができる。したがって上記のように、冷却ステーション８０が不要な場合は、装置の小型化、コストダウンのために、冷却ステーション８０を設けなくてもよい。

但し、蒸気吹き付けステーション５０で生じる湿気が、充填ステーション６０に流れ込まないように、蒸気吹き付けステーション５０と、充填ステーション６０との間に、排気区画３７が設けられている。その排気区画３７には、排気口部３３が設けられている。排気区画３７の説明は、第二の実施形態で説明した図８と同様であるために、割愛する。

図１１に、第三の実施形態の無菌充填機の構成の説明図を示す。区画陽圧の説明のために、蒸気吹き付けステーション５０と充填ステーション６０との間に、排気区画３７は記載されているが、実際には蒸気吹き付けステーション５０と充填ステーション６０とは隣接している。蒸気吹き付けステーション５０と充填ステーション６０との間の上部に、排気機能として排気区画３７が設けられている。排気区画３７に設けられる排気口部３３の区画陽圧は、ほぼ大気圧であるが、若干大気圧より高くてもよい。また、排気区画３７の区画陽圧ＰＰｅｓの陽圧指標Ｐ１よりは低い。

排気区画３７の区画陽圧ＰＰｅｓの陽圧指標はＰ１であり、その上流側である蒸気吹き付けステーション５０の区画陽圧ＰＰｓｔの陽圧指標Ｐ２、及びその下流側である充填ステーション６０の区画陽圧ＰＰｆｉの陽圧指標Ｐ３より低い。

充填ステーション６０がもっとも防汚性を要する工程であるため、区画陽圧ＰＰｆｉはチャンバー２１の各ステーションのうちで、最も高い。また、充填ステーション６０の陽圧の多くは、排出部２４から排気される。また一部は、隣接する上流側の排気区画３７から排出される。このようにすることで、蒸気吹き付けステーション５０で生じる湿気が、充填ステーション６０に流れ込まない。

蒸気吹き付けステーション５０の区画陽圧ＰＰｓｔの陽圧指標Ｐ２と、充填ステーション６０の区画陽圧ＰＰｆｉの陽圧指標Ｐ３を比較すると、充填ステーション６０の区画陽圧ＰＰｆｉのほうが高い。これは、蒸気吹き付けステーション５０で生じた湿気が、排気区画３７で排出しきれない場合でも、充填ステーション６０には流れ込まないようにするためである。

＜第四の実施形態＞
本実施形態は、第一の実施形態のチャンバー２１から、排気ステーション９０と、冷却ステーション８０とが削減されている。深紫外線照射ステーション４０と、蒸気吹き付けステーション５０と、充填ステーション６０とが、上流側から順次に直接に接続されている。
なお、排気ステーション９０が削減される理由は、上述の第二の実施形態にて説明し、冷却ステーション８０が削減される理由は、上述の第三の実施形態にて説明しているので、ここでは割愛する。

蒸気吹き付けステーション５０で生じる湿気が、深紫外線照射ステーション４０に流れ込まないように、深紫外線照射ステーション４０と、蒸気吹き付けステーション５０との間に、第一排気区画３７１が設けられている。なお、本実施形態では、排気区画３７が２箇所に設けられるために、上記の第一排気区画３７１と、後述する第二排気区画３７２とに区分するが、それらの作用、効果、構造は同一である。第一排気区画３７１には、排気口部３３が設けられている。

また、蒸気吹き付けステーション５０で生じる湿気が、充填ステーション６０に流れ込まないように、蒸気吹き付けステーション５０と、充填ステーション６０との間に、第二排気区画３７２が設けられている。第二排気区画３７２には、排気口部３３が設けられている。
各々の排気区画３７の構造、効果については、第二の実施形態と第三の実施形態で説明しているので、割愛する。

図１２に、第四の実施形態の無菌充填機の構成の説明図を示す。区画陽圧ＰＰの説明のために、深紫外線照射ステーション４０と蒸気吹き付けステーション５０との間に、第一排気区画３７１が記載されているが、実際には深紫外線照射ステーション４０と蒸気吹き付けステーション５０とは隣接している。深紫外線照射ステーション４０と蒸気吹き付けステーション５０との間の上部に、排気機能として第一排気区画３７１が設けられている。第一排気区画３７１に設けられる排気口部３３の区画陽圧ＰＰは、ほぼ大気圧であるが、若干大気圧より高くてもよい。また、第一排気区画３７１の区画陽圧ＰＰｅｓ１の陽圧指標Ｐ１よりは低い。

また、蒸気吹き付けステーション５０と充填ステーション６０との間に、第二排気区画３７２が記載されているが、実際には蒸気吹き付けステーション５０と充填ステーション６０とは隣接している。蒸気吹き付けステーション５０と充填ステーション６０との間の上部に、排気機能として第二排気区画３７２が設けられている。第二排気区画３７２に設けられる排気口部３３の区画陽圧は、ほぼ大気圧であるが、若干大気圧より高くてもよい。また、第二排気区画３７２の区画陽圧ＰＰｅｓ２の陽圧指標Ｐ１よりは低い。

蒸気吹き付けステーション５０の上流側の第一排気区画３７１の区画陽圧ＰＰｅｓ１の陽圧指標Ｐ１は、蒸気吹き付けステーション５０の区画陽圧ＰＰｓｔの陽圧指標Ｐ２より低いので、蒸気吹き付けステーション５０で生じた湿気は、第一排気区画３７１へ流れ込む。

また、蒸気吹き付けステーション５０の下流の第二排気区画３７２の区画陽圧ＰＰｅｓ２の陽圧指標Ｐ１は、蒸気吹き付けステーション５０の区画陽圧ＰＰｓｔの陽圧指標Ｐ２より低いので、蒸気吹き付けステーション５０で生じた湿気は、第二排気区画３７２へ流れ込む。

なお、上流の第一排気区画３７１の陽圧指標Ｐ１と、下流の第二排気区画３７２の陽圧指標Ｐ１は、同じ高さでなくてもよい。

深紫外線照射ステーション４０の下流の第一排気区画３７１の区画陽圧ＰＰｅｓ１の陽圧指標Ｐ１は、深紫外線照射ステーション４０の区画陽圧ＰＰｕｖの陽圧指標Ｐ２より低いので、深紫外線照射ステーション４０のエアは、大部分が供給部２３に流れ、一部は第一排気区画３７１に流れる。

充填ステーション６０の上流の第二排気区画３７２の区画陽圧ＰＰｅｓ２の陽圧指標Ｐ１は、充填ステーション６０の区画陽圧ＰＰｆｉの陽圧指標Ｐ３より低いので、充填ステーション６０のエアは、大部分が排出部２４に流れ、一部が第二排気区画３７２に流れる。

蒸気吹き付けステーション５０の区画陽圧ＰＰｓｔの陽圧指標Ｐ２と、充填ステーション６０の区画陽圧ＰＰｆｉの陽圧指標Ｐ３を比較すると、充填ステーション６０の区画陽圧ＰＰｆｉのほうが高い。これは、蒸気吹き付けステーション５０で生じた湿気が、第二排気区画３７２で排気しきれない場合でも、充填ステーション６０には流れ込まないようにするためである。

＜第五の実施形態＞
本実施形態の無菌充填機２０は、蒸気吹き付けステーション５０と、深紫外線照射ステーション４０との、上流側からの順番が、第一の実施形態から第四の実施形態とは異なっている。
図１３に、本実施形態の無菌充填機の構成の説明図を示す。各ステーションの配置が、上流側から、蒸気吹き付けステーション５０、乾燥ステーション７０、深紫外線照射ステーション４０、充填ステーション６０となっている。

このように蒸気吹き付けステーション５０が、深紫外線照射ステーション４０の上流側に位置する効果としては、ＢＩＢの内袋１０の注出口１３及びキャップ１４に汚れが付着している場合に、蒸気による洗浄効果が期待できる。その結果、深紫外線照射による殺菌の際に、汚れにより深紫外線が遮蔽されて、その遮蔽された箇所の殺菌不良を防止できる。
さらに、次の乾燥ステーション７０で、注出口１３及びキャップ１４に付着する可能性がある結露が乾燥されるので、結露により深紫外線が遮蔽されて、その遮蔽された箇所の殺菌不良を防止できる。

乾燥ステーション７０では、図示はしていない無菌エアを圧空源とするホットエアが、吹き付けられて乾燥させてもよく、常温の圧空エアが結露に吹き付けられて、結露が吹き飛ばされてもよい。

さらに蒸気殺菌の条件（温度、時間等）によっては、乾燥ステーション７０では何ら操作をせずに、滞留時間中に乾燥させてもよい。乾燥ステーション７０内は、そこに備えられた排気口部３３から陽圧が排気されるので、エアの流れがあり、そのエアの流れで、結露の乾燥は促進される。

なお、図示はしないが第一の実施形態と同様に、深紫外線照射ステーション４０と充填ステーション６０との間に、排気区画３７を設けてもよい。そのようにすることにより、充填ステーション６０の湿気が、深紫外線照射ステーション４０に到達しにくくなる。

排気口部３３の区画陽圧の陽圧指標は、大気圧よりも高いが、排気口部３３が設けられる乾燥ステーション７０の区画陽圧ＰＰｄｒの陽圧指標Ｐ１よりも低い。

乾燥ステーション７０の区画陽圧ＰＰｄｒの陽圧指標Ｐ１は、その上流側の蒸気吹き付けステーション５０の区画陽圧ＰＰｓｔの陽圧指標Ｐ２、及び下流側の深紫外線照射ステーション４０の区画陽圧ＰＰｕｖの陽圧指標Ｐ２よりも小さい。これは、蒸気吹き付けステーション５０の湿気を含む空気が深紫外線照射ステーション４０に流れ込まずに、乾燥ステーション７０から排気されるようにするためである。

充填ステーション６０の区画陽圧ＰＰｆｉの陽圧指標Ｐ３は、充填ステーション６０が最も汚染を避けるべきであることから、最も高い。

＜第六の実施形態＞
本実施形態は、第五の実施形態のチャンバー２１から、乾燥ステーション７０を削減して、蒸気吹き付けステーション５０と深紫外線照射ステーション４０とが直接に接続されている。

蒸気吹き付けステーション５０での蒸気殺菌条件（温度、時間等）によっては、乾燥ステーション７０がなくても、深紫外線照射による殺菌に支障がない。また、ＢＩＢの内袋１０の注出口１３及びキャップ１４の搬送中に、無菌圧縮エアを吹き付けて、蒸気による結露を吹き飛ばしてもよい。上記のように、機能的に乾燥ステーション７０が不要な場合は、装置の小型化、コストダウンのために、乾燥ステーション７０を設けなくてもよい。

蒸気吹き付けステーション５０で生じる湿気が、深紫外線照射ステーション４０に流れ込まないように、深紫外線照射ステーション４０と、蒸気吹き付けステーション５０との間に、排気区画３７が設けられている。排気区画３７の説明は、第二の実施形態で説明しているので、割愛する。

図１４に、第六の実施形態の無菌充填機の構成の説明図を示す。区画陽圧の説明のために、蒸気吹き付けステーション５０と深紫外線照射ステーション４０との間に、排気区画３７は記載されているが、実際には蒸気吹き付けステーション５０と深紫外線照射ステーション４０とは隣接している。蒸気吹き付けステーション５０と深紫外線照射ステーション４０との間の上部に、排気機能として排気区画３７が設けられている。排気区画３７に設けられる排気口部３３の区画陽圧は、ほぼ大気圧であるが、若干大気圧より高くてもよい。また、排気区画３７の区画陽圧ＰＰｅｓの陽圧指標Ｐ１よりは低い。

本開示は上記に説明したように構成されるが、上記の実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨の範囲内において種々変更可能である。

これまでは、無菌充填機について説明してきたが、無菌充填方法については、上記で説明した内容と同様であるので、説明は割愛する。

以下、本開示を実施例によりさらに詳細に説明するが、本開示はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。

＜殺菌テスト＞
本開示の第一の実施形態の無菌充填機２０を用いて、黒カビと芽胞菌の殺菌テストを行った。

蒸気吹き付けステーション５０における、蒸気殺菌の条件は、以下の通りであった。
蒸気噴射温度：１００℃ （開放蒸気）
蒸気噴射時間：３秒
上記元圧：０．０２ＭＰａ、０．０５ＭＰａ の２基準

深紫外線照射ステーション４０における、深紫外線殺菌の条件は、以下の通りであった。
注出口用深紫外線照射装置 日機装株式会社製 型式ＶＭ０３０３Ｆ
波長 ２８０ｎｍ
ＬＥＤ個数 ９個
駆動電圧 ６３Ｖ

黒カビのバイオロジカルインジケータは、以下の通りである。
菌種 黒カビ Ａ．Ｂｒａｓｉｌｉｅｎｓｉｓ ＮＢＲＣ９４５５
付着菌数 ７．４×１０、７．４×１０²、７．４×１０³、７．４×１０⁴、
７．４×１０⁵ の５基準
付着箇所 ＢＩＢの内袋１０の注出口１３

芽胞菌のバイオロジカルインジケータは、以下の通りである。
菌種 芽胞菌 Ｂ．ａｔｒｏｐｈａｅｕｓ ＡＴＣＣ９３７２
付着菌数 ３．５×１０、３．５×１０²、３．５×１０³、３．５×１０⁴、
の４基準
付着箇所 ＢＩＢの内袋１０の注出口１３

菌が付着されたＢＩＢの内袋１０は、深紫外線照射ステーション４０での深紫外線照射による殺菌工程と、蒸気吹き付けステーション５０での蒸気殺菌工程の両方を施された。
ＢＩＢの内袋１０は、充填容量５リットルの連続袋とし、内容物は水とした。殺菌テスト回数は、各水準ごとに、ｎ＝３とした。

蒸気吹き付けにおける黒カビを指標とした殺菌テストの結果を表１に示す。また、深紫外線照射における芽胞菌を指標とした殺菌テストの結果を表２に示す。表の中の○は殺菌が良好であることを示し、●は殺菌が不良であることを示す。ＬＲＶは、殺菌能力の対数減少値を示す。

表１より、本実施例の無菌充填機２０は、蒸気元圧０．０２Ｍｐａ以上、蒸気噴射時間３秒以上の条件で、黒カビにおいて、ＬＲＶ６以上の殺菌能力を有することが分かった。
また表２より、本実施例の無菌充填機２０は、深紫外線照射時間３秒以上の条件で、芽胞菌において、ＬＲＶ５以上の殺菌能力を有することが分かった。

なお、本実施例の無菌充填機の充填能力は毎分６袋であり、タクトタイムは１０秒である。充填時間が３秒より長い場合、蒸気殺菌工程及び深紫外線照射工程が、律速にならないことが分かった。

第二の実施形態から第六の実施形態の無菌充填機２０においても、上記と同様の殺菌テストを実施した。その結果、第二の実施形態から第六の実施形態の無菌充填機２０はいずれも、黒カビに対してはＬＲＶ６以上の殺菌能力を有することが分かった。さらに、芽胞菌において、ＬＲＶ５以上の殺菌能力を有することが分かった。

＜比較例１＞
第一の実施形態の無菌充填機２０において、深紫外線照射ステーション４０での深紫外線照射殺菌工程を停止し、蒸気吹き付けステーション５０での蒸気殺菌工程のみの殺菌工程とした。
実施例と同様に、黒カビと芽胞菌の両方の殺菌テストを行った結果、黒カビの殺菌結果は良好であったが、芽胞菌の殺菌結果において殺菌不良が生じた。

＜比較例２＞
第一の実施形態の無菌充填機２０において、蒸気吹き付けステーション５０での蒸気殺菌工程の殺菌工程停止し、深紫外線照射ステーション４０での深紫外線照射殺菌工程のみとした。
実施例と同様に、黒カビと芽胞菌の両方の殺菌テストを行った結果、芽胞菌の殺菌結果は良好であったが、黒カビの殺菌結果において殺菌不良が生じた。

１０ バッグインボックス（ＢＩＢ）の内袋
１１ 柔軟性プラスチックフィルム
１１ａ 上側プラスチックフィルム
１１ｂ 下側プラスチックフィルム
１２ ヒートシール部
１３ 注出口
１３ａ フランジ
１３ｂ 第一注出口溝
１３ｃ 第二注出口溝
１４ キャップ
１５ 剥き出し部
２０ 無菌充填機
２１ チャンバー
２２ 無菌陽圧エア供給部
２３ ＢＩＢの供給部
２４ ＢＩＢの排出部
２５ 吸引排気口
２６ 吸引孔
３１ 仕切り板
３２ 注出口固定板
３３ 排気口部
３４ 袋部遮蔽板
３５ 搬送用リテーナー
３６ 移動遮蔽板
３７ 排気区画
３７１ 第一排気区画
３７２ 第二排気区画
３８ 間隙部
４０ 深紫外線照射ステーション
４１ 注出口用深紫外線照射装置
４２ 注出口遮蔽板
４３ 袋部用深紫外線照射装置
５０ 蒸気吹き付けステーション
５１ 蒸気吹き付けノズル
５２ 蒸気供給部
５３ 蒸気吹き付けノズルの先端チャンバー
６０ 充填ステーション
６１ 充填装置
７０ 乾燥ステーション
８０ 冷却ステーション
９０ 排気ステーション

ＰＰ 区画陽圧
ＰＰｃｏ 冷却ステーションの区画陽圧
ＰＰｄｒ 乾燥ステーションの区画陽圧
ＰＰｆｉ 充填ステーションの区画陽圧
ＰＰｅｘ 排気ステーションの区画陽圧
ＰＰｅｓ 排気区画の区画陽圧
ＰＰｅｓ１ 第一排気区画の区画陽圧
ＰＰｅｓ２ 第二排気区画の区画陽圧
ＰＰｓｔ 蒸気吹き付けステーションの区画陽圧
ＰＰｕｖ 深紫外線照射ステーションの区画陽圧

Ｐ 陽圧指標
Ｐ１ 最も低い陽圧指標
Ｐ２ やや低い陽圧指標
Ｐ３ やや高い陽圧指標
Ｐ４ 最も高い陽圧指標

Claims (6)

1. バッグインボックスの内袋の連続袋を搬送する搬送装置が設けられ、
   前記搬送装置により搬送される前記バッグインボックスの内袋の前記注出口及び前記キャップを取り囲むチャンバーが設けられ、
   前記チャンバー内に、少なくとも前記注出口及び前記キャップに発光ダイオードから深紫外線を照射する深紫外線照射ステーションと、前記注出口及び前記キャップに蒸気を吹き付ける蒸気吹き付けステーションが設けられ、
   前記深紫外線照射ステーション及び／又は前記蒸気吹き付けステーションの、前記バッグインボックスの内袋の排出側に、前記キャップを前記注出口から離脱させ、前記注出口から内容物を充填し、前記内容物を充填後に前記キャップを前記注出口に装着する充填ステーションが設けられ、
   前記チャンバー内を陽圧に保持する無菌陽圧エア供給部が設けられる無菌充填機。
2. 前記無菌充填機の前記バッグインボックスの内袋の供給側から順に、少なくとも前記深紫外線照射ステーションと、前記蒸気吹き付けステーションが備えられる請求項１に記載の無菌充填機。
3. 前記無菌充填機の前記バッグインボックスの内袋の供給側から順に、少なくとも前記蒸気吹き付けステーションと、前記深紫外線照射ステーションが備えられる請求項１に記載の無菌充填機。
4. バッグインボックスの内袋の連続袋を搬送する搬送装置が設けられ、
   前記搬送装置により搬送される前記バッグインボックスの内袋の前記注出口及び前記キャップを取り囲むチャンバーが設けられ、
   前記チャンバー内に、少なくとも前記注出口及び前記キャップに発光ダイオードから深紫外線を照射する深紫外線照射工程と、前記注出口及び前記キャップに蒸気を吹き付ける蒸気吹き付け工程があり、
   前記深紫外線照射工程及び／又は前記蒸気吹き付け工程の、前記バッグインボックスの内袋の排出側に、前記キャップを前記注出口から離脱させ、前記注出口から内容物を充填し、前記内容物を充填後に前記キャップを前記注出口に装着する充填工程がある無菌充填方法。
5. 少なくとも順に、前記深紫外線照射工程と、蒸気吹き付け工程がある請求項４に記載の無菌充填方法。
6. 少なくとも順に、前記蒸気吹き付け工程と、前記深紫外線照射工程がある請求項４に記載の無菌充填方法。
   

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