JP2003028998A - Small quantity particle batch process system used for electron beam irradiation apparatus - Google Patents

Small quantity particle batch process system used for electron beam irradiation apparatus

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JP2003028998A
JP2003028998A JP2001215152A JP2001215152A JP2003028998A JP 2003028998 A JP2003028998 A JP 2003028998A JP 2001215152 A JP2001215152 A JP 2001215152A JP 2001215152 A JP2001215152 A JP 2001215152A JP 2003028998 A JP2003028998 A JP 2003028998A
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JP
Japan
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electron beam
beam irradiation
cylindrical diaphragm
processed
stirring
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Application number
JP2001215152A
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Japanese (ja)
Inventor
Mutsumi Mizutani
睦 水谷
Shuichi Taniguchi
周一 谷口
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Nissin High Voltage Co Ltd
Original Assignee
Nissin High Voltage Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small processing apparatus capable of automatic operation for sterilizing with electron beam, particle such as grains. SOLUTION: A rotary valve is attached to a hopper which throws particle to be processed in an X-ray shielding body (box), and inside the X-ray shield (box), a carriage mechanism, stirring mechanism and electron beam irradiation device are placed, and an outlet is provided next to the stirring mechanism. A constant amount of particles to be processed is put in the box from the rotary valve, and carried with the carriage mechanism to the stirring mechanism, and a cylindrical vibration plate 16 is vibrated in horizontal directions here to cause the particles to turn and to irradiate with electron beam. After the processing, the particle is extracted from the outlet by inclining the cylindrical plate 16.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、穀物などの細かい
粒状物を電子線によって殺菌するための装置に関する。
電子線照射装置というのは真空チャンバの内部で熱電子
を発生し高電圧によって加速し、照射窓から電子線を大
気中へ取り出して被処理物に照射するようにした装置で
ある。そのため電子線照射装置は、真空チャンバ、フィ
ラメント、フィラメント電源、加速用高圧電源、加速
管、照射窓、搬送装置、遮蔽機構などを有する。加速電
圧の相違によって2種類の電子線照射装置が製作され
る。 【0002】加速電圧3MeV〜500keVの高電圧
である場合は加速距離を長くしなければならないから加
速管が長くてそれに続いて走査管が設けられる。走査管
というのは下が広がった三角形状の真空容器であって上
部にコイルが設けられる。コイルに交番電流を流して交
番磁界を形成しビームを左右前後に振るような作用をも
っている。加速電圧が高いとビームが細く絞られるが走
査管によって左右方向・前後方向に走査されることによ
って被処理物に広く電子線を照射することができるよう
になっている。 【0003】500keVよりも加速電圧が低い場合
は、加速管というものも不要でフィラメントと照射窓の
間で加速すれば良い。それで円筒形の真空チャンバの内
部にフィラメントを設け熱電子を真空チャンバ開口部で
ある照射窓との間で加速し照射窓を通して電子線を引き
出すようになっている。これは非走査型(エリア型)と
いっている。エネルギーが低いので加速電源は小さくて
すみ、走査しないので走査管もない。走査型よりも小型
の装置にすることができる。 【0004】いずれの装置においても照射窓にはチタ
ン、Alなどの金属窓箔が張られている。窓箔は真空と
大気を遮断する作用がある。窓箔の上下には大気圧がか
かっている。電子線は窓箔を通るとき多大のパワーを失
う。それによって窓箔は加熱される。熱を除去するため
に冷却水、冷却風によって窓箔は冷却される。電子線照
射の目的や、対象物の様態、エアパス(空気中での飛距
離)などによって適当な加速電圧を決める。 【0005】電子線照射装置の真空側高圧側の装置は以
上のようなものであるが、照射窓より下の大気圧側で
は、被処理物を運ぶ搬送機構や、搬送機構を囲む筐体
(遮蔽機構)などがある。筐体で囲む必要があるのは電
子線によってX線が発生するからである。X線を防止す
るために厚い金属製の遮蔽構造物(筐体)が必要であ
る。X線が入口や出口から漏れないように遮蔽物を内部
に設けて幾重にもX線を遮断するようにしている。 【0006】さらにX線が空気中の酸素を酸化してオゾ
ンを生成する。オゾン臭が被処理物に付いては困るとい
う場合は、酸素を排除するために窒素ガスや希ガスを照
射窓の下流側から上流側へ向けて流すようにする。そう
するとオゾンができないから被処理物にオゾン臭が付着
するという問題は解消される。筐体の内部を搬送機構が
被処理物を運ぶ。被処理物は入口−照射窓−出口という
経路を搬送機構によって搬送される。 【0007】従来は、電線被覆の架橋反応、塗膜硬化、
印刷物表面の強化、医療機器の殺菌など被処理物が定型
の固体であった。定型固体であって電子線を照射すべき
面が決まっているから、無端周回コンベヤを搬送機構と
して、被処理物をその上に乗せて運び照射窓で一面的な
電子線照射を浴びせるようにしたものでよかった。 【0008】 【従来の技術】電子線を照射して穀物などの粒状物を殺
菌するには表面層だけを薄く電子線処理しなければなら
ない。電子線が穀物の内部まで貫通すると内部のタンパ
ク質などの品質が劣化してしまい風味が落ちる。それで
粒状物の場合は電子線エネルギーを低くして表面だけに
電子線を当てなければならない。穀物などの微小の粒体
の殺菌ということが目的になると、無端周回コンベヤの
ような粒状物を転動回転できない静的な搬送機構では役
に立たない。 【0009】電子線は一方から照射されるから、搬送機
構自身が被処理物を転がしたり舞い上げたりして回転さ
せ、全ての表面が電子線の照射方向を向くようにしむけ
なければならない。しかしこれが容易でない。被処理物
を振動させながら送るようにした振動コンベヤを用いる
というのが一つの候補である。それは連続的に処理を行
うことができる。もう一つはバッチ処理に向いたもので
撹拌用の容器を電子線照射装置の照射窓と被処理物の供
給部分の間に進退可能に設けた。可動撹拌容器である。 【0010】(1)特開平11−337700号「電子
線照射装置」は本出願人の手になるものであるが、被処
理物投入ホッパと、搬送路と被処理物排出ホッパを含む
経路を金属筒状の密封空間として、これに振動機構を取
り付け、金属筒を斜め上下方向に振動させることによっ
て、粒体を舞い上げ転動させ回転させながら前進させる
ようにした電子線照射装置を提案している。振動コンベ
ヤ自体はよく知られているが、それを電子線照射装置の
内部に入れるという構造はそれまでなかったものであ
る。振動コンベヤの振動が斜め上下であって非対称の振
動をするから振動コンベヤトラフがたとえ水平であって
も粒体物は舞い上がり転がりながら前進する。 【0011】動的な搬送形態であって前へ被処理物を送
るというだけでなくて回転させて電子線が全面に当たる
ようにするという好都合の作用がある。また筒状の金属
製のトラフを密封して窒素ガスを流すようにできるから
オゾンが発生しないようにすることもできる。被処理物
投入ホッパと被処理物排出ホッパから窒素ガスが漏れる
が投入排出の速度を調整することによって窒素ガスの圧
力をも調整することができる。これは連続搬送できるか
ら連続処理に向いており大量の処理に好適である。 【0012】(2)特開2000−106855「粒体
の転動装置および殺菌方法」というのは連続処理ではな
くてバッチ処理に向く構造のものを提案している。大き
い円形皿形状の金属容器のまん中に回転軸を立て回転軸
に4本の細い撹拌腕を取り付けて撹拌腕をゆっくりと回
転させるようになっている。皿状金属容器に穀物のよう
な粒状体被処理物を入れる。モータによって回転軸を回
転させると撹拌腕が穀物被処理物の上を掠ってゆくから
被処理物がかき混ぜられ、時に反転し回転することもあ
る。 【0013】外部(起点)から電子線照射装置の照射窓
直下(終点)に致るレールを設けて、レールの上に上記
の皿状の撹拌容器を乗せて、起点(被処理物を投入し排
出する地点)と終点(照射窓の直下)の間を往復できる
ようにする。外部で撹拌容器に粒状の被処理物を入れ
て、レール上を走行させて電子線照射装置の照射窓直下
へ送り撹拌腕を回転させながら電子線を当てる。すると
撹拌腕によって被処理物が時に回転するから全面に電子
線が当たるというようになる。これはバッチ処理になる
から少量の処理に向いている。 【0014】 【発明が解決しようとする課題】粒状物を回転させて表
面の全体に電子線を万遍なく当てるという目的のための
2つの従来例を述べた。振動コンベヤを用いる従来例
(1)は連続的に被処理物に電子線を照射できて大量処
理に向いている。しかし振動コンベヤを電子線照射装置
の遮蔽機構の内部に内蔵する構造であるから電子線照射
装置の全体が大がかりなものになってしまう。大型装置
であるから装置コストが多大である。運転のためのコス
トも嵩み、被処理物が少量の場合の処理には向かない。
結果として穀物などを殺菌するのに使う場合、処理コス
トが高くなりすぎるという欠点があった。 【0015】撹拌容器に被処理物を入れて電子線照射装
置の照射窓の下へ送り込み、撹拌腕を回転させながら電
子線を照射するという従来例(2)のものは小型の装置
であって装置コストを低減できる。処理量が少ない場合
にもコスト高にならない、という利点がある。しかしな
がら、手動で被処理物を容器に入れて、手動で被処理物
を容器から取り出すので、自動化できない。容器を電子
線照射装置に挿入するのも引き出すのも作業員が行うか
ら煩労な動作となる。また殺菌済みの被処理物を取り出
すのに人間が関与するから、その時に新たに汚染される
という可能性もある。 【0016】装置コストを低減でき、被処理物の容器へ
の投入、排除を自動化できるようにした装置を提供する
事が本発明の第1の目的である。少量の処理においても
処理コストが増大しないようした低コスト処理の可能な
装置を提供することが本発明の第2の目的である。被処
理物である粒状物を定量ずつ切り出して、自動的に撹拌
容器へ供給し、定量処理して回収できるようにした装置
を提供することが本発明の第3の目的である。 【0017】 【課題を解決するための手段】本発明の電子線照射装置
のバッチ処理装置は、電子線照射装置の筐体の被処理物
投入口にロータリバルブを設置し、筐体の内部に粒体被
処理物を搬送する搬送機構と搬送機構に続き電子線照射
窓の直下に設けられた撹拌機構とを設け、撹拌機構から
被処理物を筐体の外部へ自動的に取り出す機構を備えて
いる。 【0018】ロータリバルブを通って被処理物が定量ず
つ、筐体の内部へ導入される。被処理物は搬送機構によ
って筐体の内部を進み撹拌機構へ送られる。撹拌機構で
粒状物が転動回転しながら電子線が照射されるようにな
っている。電子線処理が終った被処理物は筐体の外部へ
取り出される。 【0019】 【発明の実施の形態】撹拌機構としては円筒振動板を左
右に動かして粒体を左右に転動回転させるようにする。
従来例(2)のように皿型容器を回転する棒によって表
面を掻くだけのものよりも転動回転が活発になる。処理
が終わると撹拌機構の円筒振動板を傾けて排出口へ粒体
を流し込むようにすることができる。円筒振動板の前傾
姿勢、水平姿勢を保持する機構はエアシリンダを例えば
用いることができる。油圧シリンダでもよい。モータ出
力を減速回転して円筒振動板を動かすようにすることも
できる。撹拌機構について、照射窓の直下で円筒振動板
が左右に振動するということにすれば、エアパルス(電
子線の空気中での飛距離)を短くすることができる。従
来例(2)よりもエアパルスを短くでき電子線エネルギ
ー損失を少なくできる。搬送機構としては電磁フィーダ
ー、無端周回コンベヤ、振動コンベヤなど様々の搬送機
構を利用できる。粒体を手動で撹拌容器に投入し、撹拌
容器を電子線照射装置内部へ装入し処理後は手動で搬出
するという従来例(2)は搬入のたびに空気を窒素に置
換する必要があったが、自動的に粒体を投入、搬送、排
出するから空気が筐体に入らず、空気置換の必要がな
い。投入ホッパに設けたロータリバルブで一定量ずつ計
量するので品質の一定したバッチ殺菌システムを実現す
ることができる。 【0020】 【実施例】図1は本発明の実施例にかかる電子線照射装
置の撹拌装置の縦断側面図、図2は同じものの縦断正面
図である。箱型のX線遮蔽体1は、X線が外部へもれな
いように装置の全体を覆う厚い金属の筐体である。X線
遮蔽体1の内部上方に電子線を発生するエリア型(非走
査型)の電子線照射装置2が収容される。エリア型電子
線照射装置2は円筒形の真空チャンバの内部に円筒形の
シールド3を有する。シールド3の内部に複数本のフィ
ラメント4をもつ。フィラメント4にはフィラメント電
源によって交流電流が流れる。同時にフィラメント4に
は加速電圧となる負の高電圧が掛かっている。 【0021】真空チャンバの直下は開口部となりそれが
照射窓5となる。照射窓5には窓箔6が張ってある。フ
ィラメント4に負電圧をかけ通電加熱して熱電子を発生
させる。熱電子は負電圧と大地電圧の間で加速される。
加速されてビーム状の電子線7となり、照射窓5の窓箔
6を通過して大気中に出る。 【0022】X線遮蔽体1の上部には粒状の被処理物を
投入するための逆円錐形の投入ホッパ8が設けられる。
投入ホッパ8の円錐の頂点あたりにはロータリバルブ9
が設けられる。これは幾つかの隔室をもつ円盤が回転し
ており粒状物を一定量ずつ通過させる。これによって定
量性が確保される。ロータリバルブ9に続いて被処理物
の供給管10がX線遮蔽体1の上壁を貫いて縦に設けら
れる。 【0023】供給管10の下端の開口部の直下から横に
伸びる電磁フィーダー11が設置される。これは交番磁
界の作用で平板の搬送面12を振動させて、その上に乗
っている物体を一方向へと搬送するものである。これは
単に被処理物を供給管10から電子線照射装置の照射窓
の近傍に設ける撹拌機構へ搬送するだけのものである。
被処理物を回転擾乱撹拌する必要はない。だから電磁フ
ィーダーに限定されない。搬送機構は無端周回コンベヤ
であっても良い。 【0024】搬送機構の終端部であって電子線照射装置
2の照射窓5の直下に当たる部位に、撹拌機構14が設
けられる。それは粒体13である被処理物を転動させ表
面の全体に電子線を当てるための機構である。撹拌機構
14は箱型容器形状の下枠15と、その上方に設けられ
る円筒振動板16とを含む。円筒振動板16は軸受(図
示しない)によって支持され左右へ繰り返し移動できる
ようになっている。円筒の曲率中心を中心とする大がか
りな運動である。そのような運動を許容するために円筒
形の一部をなす形状になっている。円筒振動板16のす
ぐ下には下腕17があり、継ぎ手18、19が下腕17
に固着される。継ぎ手18、19が前記の軸受を支持し
ており、軸受が円筒振動板16の左右振動を案内する。 【0025】下腕17の後端部は枢結ピン20によって
下枠15に回転自在に支持される。下腕17の前端部は
可動の支持点21となっている。エアシリンダ22のロ
ッド23の先端が支持点21にピンによって取り付けら
れる。エアシリンダ22の尾部はピン24によって下枠
15の一部に固定される。 【0026】エアシリンダ22のロッド23が伸長して
いるときは、図1において実線によって示すように、円
筒振動板16は水平姿勢をとる。 【0027】円筒振動板16はモータ25と、ラックピ
ニオン機構26によって左右に繰り返し振動するように
なっている。つまり円筒振動板16の裏面には彎曲した
ラックが取り付けてあり、それにピニオンが噛合してい
る。モータ25の回転が減速されてピニオンを回転する
ようになっている。モータ25が正逆に回転することに
よって円筒振動板16も左右に移動することになる。 【0028】円筒振動板16の曲率半径をRとして、ラ
ックのモジュールをmとする。円筒振動板16の広がり
の中心角をΘとすると、ラックの歯数Mは、M=ΘR/
mによって与えられる。ピニオンのモジュールはmであ
り、ラックのモジュールと同一である。ピニオンの歯数
をzとすると、ピニオンとラックの組み合わせによる減
速比は、mz/2πRである。モータとピニオンの間に
減速機構があるが、その減速比を1/rとすると、全体
としての減速比は、mz/2πRrとなる。 【0029】円筒振動板16を振動させるのは粒体を撹
拌するのが目的ではない。そうではなくて粒体を転動回
転させて全ての表面が電子線の方向を向くチャンスを与
えることである。 【0030】図示していないが、筐体1の内部には窒素
ガスや希ガスを供給するガス配管が設けられる。照射窓
5の近傍にガス配管の出口を設けて窒素やArなどのガ
スを電子線照射物へと吹き付ける。X線によってオゾン
が発生するのを防止するためである。それとは別に円筒
振動板16を冷却するための冷却機構(水冷、風冷)が
設けられるが図示を略した。 【0031】エアシリンダ22のロッド23が縮退して
いるときは、図1において一点鎖線によって示すよう
に、円筒振動板16は前傾した状態となる。前傾した円
筒振動板16のすぐ前に被処理物の排出口27が設けら
れる。円筒振動板16を前傾させると、円筒振動板16
に乗っていた粒体13は転がって排出口27から外部へ
取り出されるようになっている。 【0032】以上の構成においてその作用を述べる。殺
菌すべき粒状(穀物)被処理物13を投入ホッパ8へ投
入する。ロータリバルブ9が回転して定量ずつ供給管1
0へ供給する。これが筐体(X線遮蔽体)1の内部へ入
り、電磁フィーダー11の搬送面12に落下する。電磁
フィーダーの振動によって粒体13(被処理物)は前進
する。そして撹拌機構14の円筒振動板16に至る。一
回分の粒体13が円筒振動板16に乗ると、電子線照射
装置2のフィラメント4を点灯して電子線7を発生させ
る。電子線7は真空チャンバを走行し、照射窓5の窓箔
6を通過して円筒振動板16の上にある粒体13に当た
る。円筒振動板16はモータ25とラックピニオン26
の作用によって、円筒面の曲率中心を中心とした左右振
動運動を行う。円筒振動板16は水平姿勢を保持してい
るから粒体は前後には殆ど動かないが左右に動く。 【0033】図3は円筒振動板16の平面図であって、
固定中心線mより左にずれている状態を示す。粒体は左
に運ばれるが左半分が右向き傾斜面になるから粒体は右
へと転がる。図4は固定中心線より右にずれている状態
を示す。粒体は右に持ってゆかれるが、右半分は左向き
の傾斜面となるから粒体は左に転がり始める。このよう
に円筒振動板16が左右に動くと、その反対側へ粒体1
3は転がろうとする。円筒振動板16の動きとともに、
粒体13は転がったり飛び跳ねたりするので上を向いて
いる表面が変化する。そのために粒体の表面に薄く万遍
なく電子線が当たり殺菌処理される。 【0034】一定の時間が済むと、電子線照射を中止す
る。円筒振動板の左右振動も中止する。エアシリンダ2
2のロッド23を縮退させる。円筒振動板16の前端が
下がり図1の一点鎖線のような傾斜姿勢になる。殺菌処
理された粒体13が滑り落ちて、排出口27を通り筐体
1(X線遮蔽体)の外部へ取り出される。 【0035】一回分の処理が終わったので、ロータリバ
ルブ9を作動させ、次の一回分の粒体13を電磁フィー
ダー11の上へ落下させる。以下の処理は前回と全く同
じである。そのようなバッチ殺菌処理をくりかえすよう
にする。 【0036】 【発明の効果】本発明は粒体を転動させ回転させながら
電子線を浴びせるようにすることができる。麦などの穀
物の電子線による殺菌処理を行うことができる。ロータ
リバルブによって一定量ずつバッチ処理するようにして
いる。処理量や処理時間が一定するので殺菌処理の効果
が一定になる。電子線エネルギーは低くて良いので小型
の電子線照射装置を使用できる。振動コンベヤを使う従
来例(1)のように大型の装置とはならない。より小型
安価で使いやすい装置となる。 【0037】それでいて撹拌棒で粒体を間欠的にひっく
り返そうとする従来例(2)よりも粒体の転動の能力に
優れているから処理時間は短くてよい。従来例(2)の
ように撹拌容器をレールに乗せて引き出したり押し込ん
だり手動操作すると煩労であるし、そのたびに空気を窒
素置換しなければならず非能率である。本発明は手動操
作でなく、たびたび窒素置換しなくてよい。粒体の供
給、処理、排出を自動的に行うことができる。作業能率
がよい。作業者が手作業すると粒体が汚染される可能性
があるが本発明は人手を用いないから汚染の心配はな
い。その点でも従来例(2)より優れたものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for sterilizing fine particles such as grains with an electron beam.
An electron beam irradiation apparatus is an apparatus that generates thermoelectrons inside a vacuum chamber, accelerates the electrons by a high voltage, takes out an electron beam from the irradiation window to the atmosphere, and irradiates the object to be processed. Therefore, the electron beam irradiation apparatus has a vacuum chamber, a filament, a filament power supply, a high-voltage power supply for acceleration, an acceleration tube, an irradiation window, a transfer device, a shielding mechanism, and the like. Two types of electron beam irradiation devices are manufactured according to the difference in acceleration voltage. When the accelerating voltage is as high as 3 MeV to 500 keV, the accelerating distance must be increased, so that the accelerating tube is long and a scanning tube is provided following the accelerating tube. The scanning tube is a triangular-shaped vacuum vessel with a widened lower part, and a coil is provided on the upper part. An alternating current is applied to the coil to form an alternating magnetic field, which has the effect of oscillating the beam left, right, front and back. When the acceleration voltage is high, the beam is narrowed narrowly, but the object to be processed can be widely irradiated with the electron beam by being scanned in the left-right direction and the front-back direction by the scanning tube. When the accelerating voltage is lower than 500 keV, an accelerating tube is not required, and the accelerating may be performed between the filament and the irradiation window. Thus, a filament is provided inside the cylindrical vacuum chamber, and thermoelectrons are accelerated between the irradiation window which is an opening of the vacuum chamber, and an electron beam is extracted through the irradiation window. This is called a non-scanning type (area type). Since the energy is low, the accelerating power supply can be small, and there is no scanning tube because scanning is not performed. The device can be smaller than the scanning type. [0004] In any of the apparatuses, a metal window foil made of titanium, Al, or the like is provided on the irradiation window. Window foil has the function of blocking the vacuum and the atmosphere. Atmospheric pressure is applied above and below the window foil. Electron beams lose a great deal of power as they pass through the window foil. The window foil is thereby heated. The window foil is cooled by cooling water and cooling air to remove heat. An appropriate acceleration voltage is determined according to the purpose of the electron beam irradiation, the state of the target object, the air path (flying distance in the air), and the like. The apparatus on the vacuum side and the high pressure side of the electron beam irradiation apparatus is as described above. On the atmospheric pressure side below the irradiation window, a transport mechanism for transporting an object to be processed and a housing (a casing) surrounding the transport mechanism. Shielding mechanism). It is necessary to enclose the case because an X-ray is generated by the electron beam. A thick metal shielding structure (housing) is required to prevent X-rays. Shields are provided inside so as to prevent X-rays from leaking from the entrance and the exit, so that the X-rays are blocked in multiple layers. [0006] Further, X-rays oxidize oxygen in the air to produce ozone. If the ozone odor does not adhere to the object, a nitrogen gas or a rare gas is flowed from the downstream side to the upstream side of the irradiation window in order to eliminate oxygen. Then, since ozone cannot be generated, the problem that an ozone odor adheres to the object to be treated is solved. A transport mechanism transports the workpiece inside the housing. The object to be processed is transported by a transport mechanism along a route of an entrance, an irradiation window, and an exit. Conventionally, the crosslinking reaction of the electric wire coating, the curing of the coating film,
The object to be processed, such as the strengthening of the printed matter surface and the sterilization of medical equipment, was a fixed solid. Since the surface to be irradiated with an electron beam is fixed in a fixed form, the endless conveyor is used as a transport mechanism, and the object to be processed is placed on it and transported so that it can be exposed to one-sided electron beam irradiation through the irradiation window. Things were good. [0008] In order to sterilize grains such as grains by irradiating an electron beam, only the surface layer must be thinly treated with an electron beam. When the electron beam penetrates into the grain, the quality of proteins and the like inside the grain deteriorates, and the flavor drops. Therefore, in the case of particulate matter, the electron beam energy must be lowered and the electron beam must be applied only to the surface. If the purpose is to sterilize microscopic particles such as grains, a static transport mechanism such as an endless conveyor that cannot roll and rotate the particles is useless. Since the electron beam is irradiated from one side, the transport mechanism itself must roll and spin the object to be processed so that all surfaces face the electron beam irradiation direction. But this is not easy. One candidate is to use a vibrating conveyor that feeds a workpiece while vibrating it. It can process continuously. The other is suitable for batch processing, and a stirring vessel is provided between the irradiation window of the electron beam irradiation apparatus and the supply portion of the object to be processed so as to be able to move forward and backward. It is a movable stirring vessel. (1) Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-337700 "Electron Beam Irradiation Apparatus", which is available to the applicant of the present invention, has a path including a workpiece input hopper, a transport path and a workpiece discharge hopper. We proposed an electron beam irradiator that attaches a vibration mechanism to the metal cylinder as a sealed space, vibrates the metal cylinder obliquely up and down, so that the particles can be raised, rolled, and advanced while rotating. ing. The vibrating conveyor itself is well known, but there has never been a structure in which it is inserted into an electron beam irradiation device. Since the vibration of the vibrating conveyor is obliquely up and down and asymmetrically vibrated, even if the vibrating conveyor trough is horizontal, the granular material soars and moves forward while rolling. This is a dynamic transport mode, and has an advantageous effect that not only the object to be processed is sent to the front but also the electron beam hits the entire surface by rotating. In addition, since a tubular metal trough can be sealed to allow nitrogen gas to flow, ozone can be prevented from being generated. Nitrogen gas leaks from the processing object input hopper and the processing object discharge hopper, but the pressure of the nitrogen gas can be adjusted by adjusting the charging and discharging speed. This is suitable for continuous processing because it can be continuously transported, and is suitable for large-volume processing. (2) Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-106855, entitled "Rolling device and sterilizing method for granules", proposes a structure suitable for batch processing instead of continuous processing. A rotating shaft is set up in the middle of a large circular dish-shaped metal container, and four thin stirring arms are attached to the rotating shaft to slowly rotate the stirring arm. A granular object to be treated, such as grain, is placed in a dish-shaped metal container. When the rotating shaft is rotated by the motor, the stirring arm rakes on the grain processing object, so that the processing object is stirred, and sometimes it is reversed and rotated. A rail is provided from the outside (starting point) directly below the irradiation window (end point) of the electron beam irradiation apparatus, and the above-mentioned dish-shaped stirring vessel is placed on the rail, and the starting point (the object to be treated is charged). It is possible to reciprocate between the discharge point) and the end point (just below the irradiation window). Externally, a granular object to be treated is put in a stirring vessel, and is run on a rail to be sent directly below an irradiation window of an electron beam irradiation apparatus, and is irradiated with an electron beam while rotating a stirring arm. Then, the object to be processed is sometimes rotated by the stirring arm, so that the entire surface is irradiated with the electron beam. Since this is a batch process, it is suitable for a small amount of processing. [0014] Two conventional examples have been described for the purpose of rotating a granular material and uniformly applying an electron beam to the entire surface. The conventional example (1) using a vibrating conveyor is capable of continuously irradiating an object to be processed with an electron beam and is suitable for mass processing. However, since the vibrating conveyor is built in the shielding mechanism of the electron beam irradiation device, the entire electron beam irradiation device becomes large. Since it is a large-sized device, the device cost is large. The cost for operation is also high, and it is not suitable for processing when the amount of the object to be processed is small.
As a result, when used for sterilizing grains and the like, there is a disadvantage that the processing cost becomes too high. The prior art (2), in which an object to be treated is put in a stirring vessel, is fed under an irradiation window of an electron beam irradiation device, and emits an electron beam while rotating a stirring arm, is a small device. Equipment cost can be reduced. There is an advantage that the cost does not increase even when the processing amount is small. However, since the object to be processed is manually put into the container and the object to be processed is manually removed from the container, automation cannot be performed. The operation of inserting and extracting the container into and from the electron beam irradiation apparatus is performed by a worker, which is a troublesome operation. In addition, since humans are involved in removing the sterilized object, there is a possibility that the object will be newly contaminated at that time. It is a first object of the present invention to provide an apparatus capable of reducing the apparatus cost and automating the charging and removing of the object to be processed into and from the container. It is a second object of the present invention to provide an apparatus capable of performing low-cost processing so that processing cost does not increase even in a small amount of processing. It is a third object of the present invention to provide an apparatus which cuts out a granular material as an object to be treated by a fixed amount and automatically supplies the cut-out object to a stirring vessel so as to be able to carry out a quantitative treatment and recover. According to the present invention, there is provided a batch processing apparatus for an electron beam irradiation apparatus, in which a rotary valve is installed at a workpiece input port of a housing of the electron beam irradiation apparatus, and a rotary valve is provided inside the housing. A transport mechanism that transports the granular workpiece and a stirring mechanism that is provided immediately below the electron beam irradiation window following the transport mechanism are provided, and a mechanism that automatically removes the workpiece from the stirring mechanism to the outside of the housing is provided. ing. The objects to be processed are introduced into the housing by a fixed amount through the rotary valve. The object to be processed advances inside the housing by the transport mechanism and is sent to the stirring mechanism. The electron beam is irradiated while the granular material rolls and rotates by the stirring mechanism. The processed object after the electron beam processing is taken out of the housing. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As a stirring mechanism, a cylindrical vibrating plate is moved right and left to roll and rotate a granular material left and right.
The rolling rotation becomes more active than in the conventional example (2), in which the stick rotating the dish-shaped container scratches the surface. When the treatment is over, the cylindrical diaphragm of the stirring mechanism can be tilted to flow the granules into the discharge port. An air cylinder, for example, can be used as a mechanism for holding the cylindrical diaphragm in the forwardly inclined posture and the horizontal posture. A hydraulic cylinder may be used. It is also possible to move the cylindrical diaphragm by rotating the motor output at a reduced speed. With respect to the stirring mechanism, if the cylindrical diaphragm vibrates right and left just below the irradiation window, the air pulse (the flight distance of the electron beam in the air) can be shortened. The air pulse can be shortened and the electron beam energy loss can be reduced as compared with the conventional example (2). As the transport mechanism, various transport mechanisms such as an electromagnetic feeder, an endless orbiting conveyor, and a vibrating conveyor can be used. In the conventional example (2) in which the granules are manually charged into a stirring vessel, the stirring vessel is charged into the electron beam irradiation apparatus, and then manually carried out after the treatment, the air needs to be replaced with nitrogen every time the carrying-in is performed. However, since the granules are automatically charged, transported, and discharged, no air enters the housing, and there is no need for air replacement. Since a fixed amount is measured by a rotary valve provided in the charging hopper, a batch sterilization system with constant quality can be realized. FIG. 1 is a vertical sectional side view of a stirring device of an electron beam irradiation apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a vertical sectional front view of the same. The box-shaped X-ray shield 1 is a thick metal casing that covers the entire device so that X-rays do not leak to the outside. An area type (non-scanning type) electron beam irradiation device 2 that generates an electron beam is accommodated above the inside of the X-ray shield 1. The area type electron beam irradiation apparatus 2 has a cylindrical shield 3 inside a cylindrical vacuum chamber. The shield 3 has a plurality of filaments 4 inside. An alternating current flows through the filament 4 by a filament power supply. At the same time, a negative high voltage serving as an acceleration voltage is applied to the filament 4. An opening directly below the vacuum chamber becomes an irradiation window 5. A window foil 6 is provided on the irradiation window 5. A negative voltage is applied to the filament 4 to heat the filament 4 to generate thermoelectrons. Thermoelectrons are accelerated between negative and ground voltages.
The electron beam 7 is accelerated to become a beam-like electron beam 7 and passes through the window foil 6 of the irradiation window 5 and exits to the atmosphere. On the upper part of the X-ray shield 1, an inverted conical input hopper 8 for inputting a granular object to be processed is provided.
A rotary valve 9 is provided near the top of the cone of the input hopper 8.
Is provided. This means that a disk with several compartments is rotating and passes a certain amount of granular material. This ensures quantitativeness. Subsequent to the rotary valve 9, a supply pipe 10 for an object to be processed is provided vertically through the upper wall of the X-ray shield 1. An electromagnetic feeder 11 is provided which extends laterally from immediately below the opening at the lower end of the supply pipe 10. This is to vibrate the flat transport surface 12 by the action of the alternating magnetic field, and transport the object on it in one direction. This simply transports the object from the supply pipe 10 to a stirring mechanism provided near the irradiation window of the electron beam irradiation apparatus.
It is not necessary to agitate the workpiece by rotational disturbance. So it is not limited to electromagnetic feeders. The transport mechanism may be an endless orbiting conveyor. A stirring mechanism 14 is provided at the end of the transport mechanism, which is located immediately below the irradiation window 5 of the electron beam irradiation apparatus 2. It is a mechanism for rolling the object to be processed, which is the granules 13, and for irradiating the entire surface with an electron beam. The stirring mechanism 14 includes a box-shaped lower frame 15 and a cylindrical diaphragm 16 provided above the lower frame 15. The cylindrical diaphragm 16 is supported by bearings (not shown) and can be repeatedly moved right and left. This is a large motion centered on the center of curvature of the cylinder. The shape is part of a cylinder to allow such movement. Immediately below the cylindrical diaphragm 16 is a lower arm 17, and joints 18 and 19 are connected to the lower arm 17.
To be fixed. The joints 18 and 19 support the bearing, and the bearing guides the left-right vibration of the cylindrical diaphragm 16. The rear end of the lower arm 17 is rotatably supported on the lower frame 15 by a pivot pin 20. The front end of the lower arm 17 is a movable support point 21. The tip of the rod 23 of the air cylinder 22 is attached to the support point 21 by a pin. The tail of the air cylinder 22 is fixed to a part of the lower frame 15 by a pin 24. When the rod 23 of the air cylinder 22 is extended, the cylindrical diaphragm 16 assumes a horizontal posture as shown by a solid line in FIG. The cylindrical diaphragm 16 vibrates left and right repeatedly by a motor 25 and a rack and pinion mechanism 26. That is, a curved rack is attached to the back surface of the cylindrical diaphragm 16, and the pinion is engaged with the rack. The rotation of the motor 25 is reduced to rotate the pinion. When the motor 25 rotates in the forward and reverse directions, the cylindrical diaphragm 16 also moves left and right. The radius of curvature of the cylindrical diaphragm 16 is R, and the module of the rack is m. Assuming that the central angle of the spread of the cylindrical diaphragm 16 is Θ, the number M of teeth of the rack is M = ΘR /
given by m. The module of the pinion is m and is the same as the module of the rack. Assuming that the number of teeth of the pinion is z, the reduction ratio by the combination of the pinion and the rack is mz / 2πR. There is a speed reduction mechanism between the motor and the pinion. If the speed reduction ratio is 1 / r, the overall speed reduction ratio is mz / 2πRr. The purpose of vibrating the cylindrical diaphragm 16 is not to stir the granules. Instead, it is to roll the granules to give a chance that all surfaces face the direction of the electron beam. Although not shown, a gas pipe for supplying a nitrogen gas or a rare gas is provided inside the housing 1. An outlet of a gas pipe is provided near the irradiation window 5, and a gas such as nitrogen or Ar is blown to the electron beam irradiation object. This is to prevent ozone from being generated by X-rays. Separately, a cooling mechanism (water cooling, air cooling) for cooling the cylindrical diaphragm 16 is provided, but is not shown. When the rod 23 of the air cylinder 22 is retracted, the cylindrical diaphragm 16 is inclined forward as shown by the dashed line in FIG. A discharge port 27 for the object to be processed is provided immediately in front of the forwardly inclined cylindrical diaphragm 16. When the cylindrical diaphragm 16 is tilted forward, the cylindrical diaphragm 16
The particles 13 on the rolls are rolled and taken out from the discharge port 27 to the outside. The operation of the above configuration will be described. A granular (grain) material 13 to be sterilized is charged into the charging hopper 8. Rotary valve 9 rotates and feed pipe 1
0. This enters the inside of the housing (X-ray shield) 1 and falls on the transport surface 12 of the electromagnetic feeder 11. The granular material 13 (object to be processed) moves forward by the vibration of the electromagnetic feeder. Then, it reaches the cylindrical diaphragm 16 of the stirring mechanism 14. When a single granular material 13 rides on the cylindrical diaphragm 16, the filament 4 of the electron beam irradiation device 2 is turned on to generate the electron beam 7. The electron beam 7 travels through the vacuum chamber, passes through the window foil 6 of the irradiation window 5, and hits the granules 13 on the cylindrical diaphragm 16. The cylindrical diaphragm 16 includes a motor 25 and a rack and pinion 26.
Performs a left-right vibration motion about the center of curvature of the cylindrical surface. Since the cylindrical diaphragm 16 holds the horizontal posture, the particles hardly move back and forth but move right and left. FIG. 3 is a plan view of the cylindrical diaphragm 16.
This shows a state in which it is shifted to the left from the fixed center line m. The granules are carried to the left, but the left half is inclined rightward, so the granules roll to the right. FIG. 4 shows a state shifted to the right from the fixed center line. The granules are moved to the right, but the right half becomes a left-facing slope, and the granules begin to roll to the left. When the cylindrical diaphragm 16 moves left and right in this manner, the particles 1 move in the opposite direction.
3 tries to roll. With the movement of the cylindrical diaphragm 16,
Since the granules 13 roll or jump, the surface facing upward changes. Therefore, the electron beam hits the surface of the granules thinly and uniformly, and is sterilized. After a certain period of time, the electron beam irradiation is stopped. The horizontal vibration of the cylindrical diaphragm is also stopped. Air cylinder 2
The second rod 23 is retracted. The front end of the cylindrical diaphragm 16 is lowered to assume an inclined posture as shown by a dashed line in FIG. The sterilized particles 13 slide down and are taken out of the housing 1 (X-ray shield) through the outlet 27. When the processing for one time is completed, the rotary valve 9 is operated to drop the next time for the granules 13 onto the electromagnetic feeder 11. The following processing is exactly the same as the previous processing. Such a batch sterilization process is repeated. According to the present invention, the particles can be exposed to an electron beam while rolling and rotating the particles. Sterilization treatment of grains such as wheat with an electron beam can be performed. Batch processing is performed by a fixed amount by a rotary valve. Since the processing amount and the processing time are constant, the effect of the sterilization treatment is constant. Since the electron beam energy may be low, a small electron beam irradiation device can be used. It is not a large device as in the conventional example (1) using a vibrating conveyor. The device is smaller, cheaper and easier to use. However, the processing time may be shorter because the rolling performance of the granules is superior to that of the conventional example (2) in which the granules are intermittently turned over with a stirring rod. As in the conventional example (2), it is troublesome to put the stirring container on a rail, pull it out, push it in, or manually operate it. In each case, the air must be replaced with nitrogen, which is inefficient. The present invention does not require manual operation and often does not require nitrogen replacement. The supply, processing and discharge of the granules can be performed automatically. Good work efficiency. There is a possibility that the particles will be contaminated if an operator works manually. However, since the present invention uses no manual operation, there is no concern about the contamination. This is also superior to the conventional example (2).

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施例にかかる電子線照射装置に使用
するバッチ処理装置の縦断側面図。 【図2】本発明の実施例にかかる電子線照射装置に使用
するバッチ処理装置の縦断正面図。 【図3】本発明のバッチ処理装置において、円筒振動板
が左によっている場合の円筒振動板の平面図。 【図4】本発明のバッチ処理装置において、円筒振動板
が右によっている場合の円筒振動板の平面図。 【符号の説明】 1 X線遮蔽体 2 電子線照射装置 3 シールド 4 フィラメント 5 照射窓 6 窓箔 7 電子線 8 投入ホッパ 9 ロータリバルブ 10 供給管 11 電磁フィーダー 12 搬送面 13 粒体(被処理物) 14 撹拌機構 15 下枠 16 円筒振動板 17 下腕 18 継ぎ手 19 継ぎ手 20 枢結ピン 21 支持点 22 エアシリンダ 23 ロッド 24 ピン 25 モータ 26 ラックピニオン機構 27 排出口
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a vertical side view of a batch processing apparatus used for an electron beam irradiation apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a vertical sectional front view of a batch processing apparatus used in the electron beam irradiation apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a plan view of the cylindrical diaphragm when the cylindrical diaphragm is on the left in the batch processing apparatus of the present invention. FIG. 4 is a plan view of the cylindrical diaphragm in the case where the cylindrical diaphragm is on the right in the batch processing apparatus of the present invention. [Description of Signs] 1 X-ray shield 2 Electron beam irradiation device 3 Shield 4 Filament 5 Irradiation window 6 Window foil 7 Electron beam 8 Input hopper 9 Rotary valve 10 Supply pipe 11 Electromagnetic feeder 12 Transfer surface 13 Granules (object to be processed) 14) Stirring mechanism 15 Lower frame 16 Cylindrical diaphragm 17 Lower arm 18 Joint 19 Joint 20 Pivot pin 21 Support point 22 Air cylinder 23 Rod 24 Pin 25 Motor 26 Rack and pinion mechanism 27 Discharge port

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 電子線を発生する電子線照射装置2と、
電子線照射装置の電子線照射窓5の下に設けられた円筒
振動板16を左右に振動させることによって粒体を転動
させる撹拌機構と、粒体状の被処理物を投入すべき投入
ホッパ8と、投入ホッパに設けられるロータリバルブ9
と、ロータリバルブを通過した粒体状被処理物を撹拌機
構14まで搬送する搬送機構と、円筒振動板16を水平
姿勢あるいは前傾姿勢で保持する機構と、円筒振動板1
6が前傾したときに粒体が円筒振動板16から流れ込む
位置に設けた排出口27と、電子線照射装置、搬送機
構、撹拌機構を内部に収容するX線遮蔽体1よりなるこ
とを特徴とする電子線照射装置に使用する粒体少量バッ
チ処理システム。
Claims: 1. An electron beam irradiation device 2 for generating an electron beam,
A stirring mechanism for rolling the granules by vibrating a cylindrical diaphragm 16 provided below the electron beam irradiation window 5 of the electron beam irradiation device to the left and right, and a charging hopper for charging a granular object to be processed. 8 and a rotary valve 9 provided in the charging hopper
A transport mechanism for transporting the granular workpiece that has passed through the rotary valve to the stirring mechanism 14, a mechanism for holding the cylindrical diaphragm 16 in a horizontal posture or a forward inclined posture, and a cylindrical diaphragm 1
It comprises a discharge port 27 provided at a position where the granular material flows from the cylindrical diaphragm 16 when the particle 6 is tilted forward, and an X-ray shield 1 which houses therein an electron beam irradiation device, a transport mechanism, and a stirring mechanism. A small batch processing system for use in electron beam irradiation equipment.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2021090687A (en) * 2019-12-12 2021-06-17 国立大学法人佐賀大学 Plasma sterilizer

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