JP6370200B2 - 電子線滅菌装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送される食品や薬液等の容器の内面に電子線を照射して殺菌する電子線滅菌装置に関する。

従来、この種の電子線滅菌装置としては、例えば図１０に示すように、電子線を容器１０１に照射して容器１０１の内部を滅菌する滅菌室１０２と、この滅菌室１０２を覆って放射線を遮蔽する遮蔽カバー体１０３と、遮蔽カバー体１０３に形成された開口部１０４から上部が突出した回転体１０５とを具備するものがある。

回転体１０５は、容器１０１を保持する昇降自在な複数のクランプ装置１０６と、回転テーブル１０７と、回転テーブル１０７に設けられた複数の電子線照射器１０８と、電子線照射器１０８を覆う回転遮蔽カバー１０９とを有している。電子線照射器１０８は、クランプ装置１０６で保持された容器１０１に電子線を照射するものであって、ノズル部１１０を有している。尚、電子線はノズル部１１０の下端の射出口から照射される。

回転遮蔽カバー１０９は回転テーブル１０７の上面に設けられている。また、遮蔽カバー体１０３の上部には開口部１０４が形成され、回転体１０５の上部すなわち回転遮蔽カバー１０９が開口部１０４から上方へ露出している。

これによると、回転体１０５が回転し、容器１０１を保持したクランプ装置１０６が上昇することにより、容器１０１が上昇して、電子線照射器１０８のノズル部１１０が容器１０１内に挿入され、電子線がノズル部１１０の射出口から照射され、容器１０１の内部が滅菌される。

また、滅菌室１０２内で電子線が回転体１０５等のステンレス製等の金属部材に衝突すると、Ｘ線等の放射線が発生するが、このような放射線は遮蔽カバー体１０３で遮蔽される。

尚、上記のような電子線滅菌装置１００は例えば下記特許文献１に記載されている。

特開２０１３−８６８２２

しかしながら上記の従来形式では、滅菌室１０２内で発生した放射線が遮蔽カバー体１０３の開口部１０４と回転遮蔽カバー１０９との隙間１１２から外部に漏れる虞がある。
本発明は、滅菌室内で発生した放射線を確実に遮蔽することができる電子線滅菌装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明における電子線滅菌装置は、電子線を容器に照射して容器の少なくとも一部を滅菌する滅菌室と、この滅菌室を覆って放射線を遮蔽する遮蔽カバー体と、遮蔽カバー体に形成された開口部から上部が露出した回転体とを具備し、
遮蔽カバー体は回転体の上部を覆う固定遮蔽カバーを有し、
固定遮蔽カバーと回転体の上部との間に気送空間が形成され、
回転体と固定遮蔽カバーとの間に、回転体から固定遮蔽カバー側に突出する回転環状遮蔽板と、遮蔽カバー体から回転体側に突出する固定環状遮蔽板とを有し、
回転環状遮蔽板と固定環状遮蔽板とは遮蔽隙間をあけて互いに対向し、
回転環状遮蔽板と固定環状遮蔽板とによって放射線を遮蔽する遮蔽ラップ部が形成されているものである。

これによると、滅菌室内において、回転体が回転し、電子線が容器に照射されて容器が滅菌される。滅菌室内に発生した放射線は遮蔽カバー体で遮蔽される。また、滅菌室内の放射線は遮蔽ラップ部で遮蔽されるため、滅菌室内から遮蔽ラップ部を経て気送空間に侵入する放射線の量が大幅に減少する。さらに、気送空間に侵入した放射線は遮蔽カバー体の固定遮蔽カバーで遮蔽されるため、放射線を確実に遮蔽することができる。

本第２発明における電子線滅菌装置は、回転体は、周方向に沿って複数の電子線照射器が配置された回転テーブルと、回転テーブルの上面で電子線照射器を覆う回転遮蔽カバーを具備し、
回転遮蔽カバーは、遮蔽カバー体の開口部から露出して、固定遮蔽カバーで覆われ、
滅菌室において、電子線照射器から回転テーブルを介して突出するノズル部を容器に挿入し、ノズル部から電子線を照射して少なくとも容器の内面を滅菌するように構成されたものである。

本第３発明における電子線滅菌装置は、回転環状遮蔽板内および固定環状遮蔽板内に内装した遮蔽材の厚みを、固定遮蔽カバー内に内装した遮蔽材の厚みより厚くしたものである。

これによると、滅菌室内から遮蔽ラップ部を経て気送空間に侵入する放射線の量が大幅に減少する。
本第４発明における電子線滅菌装置は、固定遮蔽カバーに、気送空間から遮蔽隙間を通って滅菌室に掃気用気体を送る給気口が設けられているものである。

これによると、掃気用気体を給気口から固定遮蔽カバー内に供給することにより、掃気用気体が、気送空間を流れ、遮蔽隙間を通って滅菌室内に流入する。滅菌処理の際、電子線が容器に照射されることによって滅菌室内にオゾンが発生するが、上記のように掃気用気体が給気口から気送空間を経て滅菌室内に流れるため、滅菌室内のオゾンが遮蔽隙間を通って固定遮蔽カバーと回転体の上部との間に侵入するのを防止することができる。

以上のように本発明によると、滅菌室内に発生した放射線は遮蔽ラップ部で遮蔽されるため、滅菌室内から遮蔽ラップ部を経て気送空間に侵入する放射線の量が大幅に減少する。さらに、気送空間に侵入した放射線は遮蔽カバー体の固定遮蔽カバーで遮蔽されるため、放射線を確実に遮蔽することができる。

本発明の実施の形態における電子線滅菌装置の縦断面図である。 同、電子線滅菌装置で滅菌されるペットボトルの図である。 同、電子線滅菌装置の複数の室の配置を模式的に示す概略平面図である。 同、電子線滅菌装置のクランプ装置と昇降装置と開閉機構との断面図である。 図１におけるＸ−Ｘ矢視図である。 同、電子線滅菌装置のクランプ装置の平面図である。 同、電子線滅菌装置の遮蔽ラップ部の拡大断面図である。 図７におけるＸ−Ｘ矢視図である。 同、電子線滅菌装置で滅菌されるプリフォーム体の図である。 従来の電子線滅菌装置の縦断面図である。

以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態では、図１，図２に示すように、１はペットボトル２（容器の一例）に電子線を照射して滅菌する電子線滅菌装置である。尚、ペットボトル２は、試験管形状（上端が開口した縦断面Ｕ字形状）のプリフォーム体をブロー成型することにより形成されるものである。

図３に示すように、電子線滅菌装置１は、４つの室５〜８と、これらの室５〜８を覆って放射線を遮蔽する遮蔽カバー体１０とを有している。各室５〜８は、ペットボトル２の搬送経路の上流側から順に、外部から供給されたペットボトル２の外面に電子線を照射して滅菌する外面滅菌室５と、ペットボトル２の内面に電子線を照射して滅菌する内面滅菌室６と、ペットボトル２に電子線が照射されることにより発生する放射線を遮蔽する遮蔽室７と、滅菌が不十分なペットボトル２（以下、単に不良品という）を排出する選別室８とである。これら各室５〜８はそれぞれ仕切壁１２で仕切られている。各仕切壁１２には連通口１３が形成され、互いに隣接する各室５〜８は連通口１３を介して連通している。

外面滅菌室５は、外部からペットボトル２を導入する導入部１５と、導入されたペットボトル２を搬送する搬送部１６と、搬送部１６で搬送されているペットボトル２の外面に電子線を照射する外面用電子線照射装置１７とを有している。

図１，図４に示すように、内面滅菌室６では、複数の電子線照射器１９のノズル部２０に対して、クランプ装置２１（保持装置の一例）に保持されたペットボトル２が上下方向へ移動され、ノズル部２０が口部２２を介してペットボトル２に挿入され、ノズル部２０の射出口２３から照射された電子線によってペットボトル２の内面が滅菌される。

内面滅菌室６には回転体２５が設けられており、回転体２５は、回転駆動装置２６によって、鉛直方向の回転軸心２７の周りに回転駆動される。回転体２５は、上部回転テーブル２９（回転テーブルの一例）と、下部回転テーブル３０と、上部回転テーブル２９と下部回転テーブル３０との間に設けられた中間部回転テーブル３１と、回転軸心２７に沿って設けられた上下一対の円筒形状の第１および第２回転軸３２，３３と、回転遮蔽カバー３４（回転体の上部の一例）と、上部回転テーブル２９と中間部回転テーブル３１との間に設けられた円形状の遮蔽筒３５と、中間部回転テーブル３０の下面に設けられた円形状の取付筒３９と、取付筒３９の下端部に設けられたリング形状の取付テーブル４２とを有している。

第１および第２回転軸３２，３３内には固定軸３６が挿通されており、固定軸３６は底フレーム板３７に設けられている。尚、第１および第２回転軸３２，３３はそれぞれ、軸受３８を介して、固定軸３６に回転自在に支持されている。

図１，図５に示すように、上部回転テーブル２９は円盤形状の部材である。各電子線照射器１９は、ノズル部２０を下方に突出した状態で、上部回転テーブル２９の外周部に一定角度おきに配置されている。

回転遮蔽カバー３４は、上部回転テーブル２９の上面に設けられており、全ての電子線照射器１９を覆っている。
遮蔽カバー体１０は、カバー本体部４０と、固定遮蔽カバー４１と、カバー本体部４０を支持する支持フレーム４５とを有している。カバー本体部４０は、各室５〜８の上方を覆う上部カバー板４３を有しており、支持フレーム４５に着脱自在に取り付けられている。尚、支持フレーム４５は、上端部に、遮蔽カバー体１０の内側へ突入する横板形状の天フレーム４５ａを有している。また、内面滅菌室６において、上部カバー板４３には、円形状の開口部４４が形成されている。

回転遮蔽カバー３４は、下方から開口部４４に挿入されて、上部カバー板４３の上方に露出しており、固定遮蔽カバー４１で覆われている。尚、回転遮蔽カバー３４は、上部回転テーブル２９に設けられた円筒状の胴カバー部３４ａと、胴カバー部３４ａの上端を閉じる円板状の天カバー部３４ｂとを有している。

内面滅菌室６は上部回転テーブル２９の下方に形成されている。クランプ装置２１は、内面滅菌室６内において、中間部回転テーブル３１の外周部に設けられ、電子線照射器１９のノズル部２０の下方に対向して配置されている。また、図１，図４に示すように、中間部回転テーブル３１の外周部には、クランプ装置２１を昇降させる複数の昇降装置４６と、開閉機構４７とが設けられている。

図６に示すように、クランプ装置２１は、一対の開閉自在なクランプアーム４９ａ，４９ｂと、両クランプアーム４９ａ，４９ｂを閉方向へ付勢するばね５０（付勢部材の一例）とを有している。また、開閉機構４７は両クランプアーム４９ａ，４９ｂを開閉するものである。

図１に示すように、下部回転テーブル３０は、円盤形状の部材であって、支持部材５２を介して底フレーム板３７上に回転自在に支持されている。
下部回転テーブル３０には、各電子線照射器１９に電力を供給する複数の電源装置５５が設けられている。各電子線照射器１９と各電源装置５５とがそれぞれ電源ケーブル５６で接続されている。

また、取付テーブル４２の外周にはリングギヤ５３が全周にわたり設けられている。回転駆動装置２６は、リングギヤ５３に噛み合う駆動歯車５４と、モータ７７と、モータ７７の回転を駆動歯車５４に伝える伝達機構７８とを有している。尚、伝達機構７８は、一対のスプロケット７９，８０と、これらスプロケット７９，８０間に巻回されたチェン８１とを有している。また、駆動歯車５４とモータ７７とは支持フレーム４５の天フレーム４５ａに設けられている。

図３に示すように、回転体２５の一方の隣には、外面滅菌室５から搬送されてきたペットボトル２を受け取って回転体２５のクランプ装置２１に渡すための転向旋回テーブル５８が設けられている。さらに、回転体２５の他方の隣には、回転体２５からペットボトル２を受け取る無菌旋回テーブル５９が設けられている。

これら各旋回テーブル５８，５９はそれぞれ、回転体２５と同様に、鉛直方向の回転軸心２７の周りに回転駆動される。回転体２５と同様に、各旋回テーブル５８，５９にもそれぞれ、複数のクランプ装置２１が設けられている。回転体２５と各旋回テーブル５８，５９とがそれぞれ回転しながら、ペットボトル２を、転向旋回テーブル５８のクランプ装置２１から回転体２５のクランプ装置２１に受け渡しすることと、回転体２５のクランプ装置２１から無菌旋回テーブル５９のクランプ装置２１に受け渡しすることとが可能である。

図１，図５に示すように、固定遮蔽カバー４１は、カバー本体部４０の上部カバー板４３に設けられた四角筒状の胴カバー部４１ａと、胴カバー部４１ａの上端を閉じる四角板状の天カバー部４１ｂとを有している。また、固定遮蔽カバー４１と回転遮蔽カバー３４との間には気送空間６２が形成されている。

図１，図５，図７，図８に示すように、上部回転テーブル２９の外周部には、一定幅で固定遮蔽カバー４１の側（すなわち外周側）へ突出した回転環状遮蔽板６４が全周にわたり設けられている。また、遮蔽カバー体１０のカバー本体部４０の上部カバー板４３には、回転体２５の回転遮蔽カバー３４の側（すなわち内周側）へ突出した固定環状遮蔽板６５が全周にわたり設けられている。尚、固定環状遮蔽板６５は、回転遮蔽カバー３４の下端部を取り囲んでおり、内周が開口部４４に面している。

固定環状遮蔽板６５は回転環状遮蔽板６４の上方に位置し、回転環状遮蔽板６４と固定環状遮蔽板６５とは、遮蔽隙間６６をあけて、上下方向において互いに対向している。
遮蔽隙間６６は、回転環状遮蔽板６４と固定環状遮蔽板６５との間に、全周にわたり形成されており、内面滅菌室６と気送空間６２とに連通している。回転環状遮蔽板６４と固定環状遮蔽板６５とによって放射線を遮蔽する遮蔽ラップ部６７が形成されている。

遮蔽カバー体１０のカバー本体部４０と固定遮蔽カバー４１と固定環状遮蔽板６５および回転体２５の上部回転テーブル２９と回転環状遮蔽板６４とはそれぞれステンレス等の耐腐食性金属製である。また、カバー本体部４０と固定遮蔽カバー４１と回転環状遮蔽板６４と固定環状遮蔽板６５とはそれぞれ、内部に放射線を遮蔽するための鉛等からなる遮蔽材６９，７０，７１，７２を有している。同様に、支持フレーム４５の天フレーム４５ａの内部にも遮蔽材が設けられている。

このうち、回転環状遮蔽板６４および固定環状遮蔽板６５に内装された遮蔽材７１，７２の厚みＴは固定遮蔽カバー４１に内装された遮蔽材７０の厚みｔよりも分厚い。
図１，図３に示すように、固定遮蔽カバー４１の天カバー部４１ｂには、気送空間６２から遮蔽隙間６６を通って内面滅菌室６に陽圧（すなわち１気圧以上）の清浄な空気Ｇ（掃気用気体の一例）を送る給気口７４が設けられている。

以下、上記構成における作用を説明する。
モータ７７が駆動することにより、モータ７７の回転が伝達機構７８を介して取付テーブル４２のリングギヤ５３に伝達され、回転体２５が回転する。図３に示すように、転向旋回テーブル５８と回転体２５および無菌旋回テーブル５９がそれぞれ回転し、ペットボトル２が外面滅菌室５内に導入されて搬送されながら、電子線が外面用電子線照射装置１７からペットボトル２の外面に照射され、これにより、ペットボトル２の外面が滅菌される。尚、回転体２５の回転と一体に、回転遮蔽カバー３４とクランプ装置２１と昇降装置４６と開閉機構４７と電子線照射器１９と電源装置５５と電源ケーブル５６等が回転する。

その後、ペットボトル２は、外面滅菌室５から内面滅菌室６の転向旋回テーブル５８のクランプ装置２１に保持され、転向旋回テーブル５８のクランプ装置２１から回転体２５のクランプ装置２１に渡される。この際、図６に示すように、開閉機構４７により、転向旋回テーブル５８の両クランプアーム４９ａ，４９ｂが閉状態から開くとともに、回転体２５の両クランプアーム４９ａ，４９ｂが開状態から閉じることにより、ペットボトル２が回転体２５のクランプ装置２１で保持される。

そして、図１の仮想線および図４の仮想線で示すように、昇降装置４６によって両クランプアーム４９ａ，４９ｂが下限位置Ａから上限位置Ｂへ上昇し、両クランプアーム４９ａ，４９ｂで保持されているペットボトル２が上限位置Ｂまで上昇し、電子線照射器１９のノズル部２０が口部２２を介してペットボトル２に挿入され、ノズル部２０の射出口２３から照射された電子線によってペットボトル２の内部が滅菌される。

その後、図１の実線および図４の実線で示すように、昇降装置４６によって両クランプアーム４９ａ，４９ｂが上限位置Ｂから下限位置Ａへ下降する。これにより、両クランプアーム４９ａ，４９ｂで保持されているペットボトル２が下限位置Ａまで下降し、電子線照射器１９のノズル部２０がペットボトル２から上方へ離脱する。

その後、図３に示すように、ペットボトル２は回転体２５のクランプ装置２１から無菌旋回テーブル５９のクランプ装置２１に渡される。この際、開閉機構４７により、回転体２５の両クランプアーム４９ａ，４９ｂが閉状態から開くとともに、無菌旋回テーブル５９の両クランプアーム４９ａ，４９ｂが開状態から閉じることにより、ペットボトル２が無菌旋回テーブル５９のクランプ装置２１で保持される。

このような滅菌処理中において、外面滅菌室５内および内面滅菌室６内に発生した放射線は遮蔽カバー体１０で遮蔽される。
また、図１，図７に示すように、内面滅菌室６内の放射線は遮蔽ラップ部６７で遮蔽されるため、内面滅菌室６内から遮蔽ラップ部６７を経て気送空間６２に侵入する放射線の量が大幅に減少する。さらに、気送空間６２に侵入した放射線は固定遮蔽カバー４１で遮蔽されるため、放射線を確実に遮蔽することができる。

また、電子線照射器１９のノズル部２０から照射された電子線が空気中の酸素と反応して、オゾンが内面滅菌室６内に発生する。このようなオゾンについての対応策として、図１，図７に示すように、陽圧の清浄な空気Ｇ（以下、掃気用空気Ｇという）を給気口７４に供給する。これにより、給気口７４から固定遮蔽カバー４１内に供給された掃気用空気Ｇは、気送空間６２を流れ、遮蔽隙間６６を通って内面滅菌室６内に流入し、内面滅菌室６内を流れた後、連通口１３を通って隣りの外面滅菌室５へ流れ込む。

これにより、内面滅菌室６内のオゾンが掃気用空気Ｇと共に外面滅菌室５へ流出するため、内面滅菌室６内に発生したオゾンが遮蔽隙間６６を通って気送空間６２に侵入（流入）し滞留するのを防止することができる。

上記実施の形態では、掃気用気体の一例として、清浄な空気Ｇを用いたが、窒素ガス等の不活性ガス等を用いてもよい。
上記実施の形態では、容器の一例として、図２に示すように、ペットボトル２を挙げたが、ペットボトル２に限定されるものではなく、例えば、図９に示すように、ブロー成型を行う前のプリフォーム体８６であってもよく、或いは、袋等であってもよい。

上記実施の形態では、図１，図４に示すように、電子線照射器１９を上下方向において固定し、昇降装置４６によってペットボトル２を昇降させることで、電子線照射器１９のノズル部２０をペットボトル２に挿脱している。しかしながら、ペットボトル２を上下方向において固定し、昇降装置４６で電子線照射器１９を昇降させることにより、電子線照射器１９のノズル部２０をペットボトル２に挿脱してもよい。また、昇降装置４６でペットボトル２と電子線照射器１９との両者を昇降させることにより、電子線照射器１９のノズル部２０をペットボトル２に挿脱してもよい。

上記実施の形態の電子線滅菌装置１では、外面滅菌室５においてペットボトル２の外面を滅菌し、内面滅菌室６においてペットボトル２の内面を滅菌しているが、ペットボトル２の外面と内面とのいずれか片面のみを滅菌してもよい。

上記実施の形態では、給気口７４から固定遮蔽カバー４１内に供給された掃気用空気Ｇが、気送空間６２を流れ、遮蔽隙間６６を通って内面滅菌室６内に流入し、内面滅菌室６内を流れた後、連通口１３を通って隣りの外面滅菌室５へ流れ込むように構成しているが、カバー本体部４０に排気口を形成し、内面滅菌室６内を流れた掃気用空気Ｇが排気口から排出されるように構成してもよい。

１ 電子線滅菌装置
２ ペットボトル（容器）
６ 内面滅菌室
１０ 遮蔽カバー体
１９ 電子線照射器
２０ ノズル部
２５ 回転体
２９ 上部回転テーブル（回転テーブル）
３４ 回転遮蔽カバー
４１ 固定遮蔽カバー
４４ 開口部
６２ 気送空間
６４ 回転環状遮蔽板
６５ 固定環状遮蔽板
６６ 遮蔽隙間
６７ 遮蔽ラップ部
７０〜７２ 遮蔽材
７４ 給気口
８６ プリフォーム体（容器）
Ｇ 清浄な空気（掃気用気体）
Ｔ，ｔ 遮蔽材の厚み

Claims (4)

1. 電子線を容器に照射して容器の少なくとも一部を滅菌する滅菌室と、この滅菌室を覆って放射線を遮蔽する遮蔽カバー体と、遮蔽カバー体に形成された開口部から上部が露出した回転体とを具備し、
   遮蔽カバー体は回転体の上部を覆う固定遮蔽カバーを有し、
   固定遮蔽カバーと回転体の上部との間に気送空間が形成され、
   回転体と固定遮蔽カバーとの間に、回転体から固定遮蔽カバー側に突出する回転環状遮蔽板と、遮蔽カバー体から回転体側に突出する固定環状遮蔽板とを有し、
   回転環状遮蔽板と固定環状遮蔽板とは遮蔽隙間をあけて互いに対向し、
   回転環状遮蔽板と固定環状遮蔽板とによって放射線を遮蔽する遮蔽ラップ部が形成されていることを特徴とする電子線滅菌装置。
2. 回転体は、周方向に沿って複数の電子線照射器が配置された回転テーブルと、回転テーブルの上面で電子線照射器を覆う回転遮蔽カバーを具備し、
   回転遮蔽カバーは、遮蔽カバー体の開口部から露出して、固定遮蔽カバーで覆われ、
   滅菌室において、電子線照射器から回転テーブルを介して突出するノズル部を容器に挿入し、ノズル部から電子線を照射して少なくとも容器の内面を滅菌するように構成された
   ことを特徴とする請求項１記載の電子線滅菌装置。
3. 回転環状遮蔽板内および固定環状遮蔽板内に内装した遮蔽材の厚みを、固定遮蔽カバー内に内装した遮蔽材の厚みより厚くした
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子線滅菌装置。
4. 固定遮蔽カバーに、気送空間から遮蔽隙間を通って滅菌室に掃気用気体を送る給気口が設けられている
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電子線滅菌装置。

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