JP2012085850A

JP2012085850A - 紫外線殺菌装置

Info

Publication number: JP2012085850A
Application number: JP2010235453A
Authority: JP
Inventors: Yoji Nishio; 陽次西尾; Yasumasa Ito; 泰昌伊藤
Original assignee: Shikoku Kakoki Co Ltd
Current assignee: Shikoku Kakoki Co Ltd
Priority date: 2010-10-20
Filing date: 2010-10-20
Publication date: 2012-05-10
Anticipated expiration: 2030-10-20
Also published as: JP5596492B2

Abstract

【課題】石英ガラス等の紫外線透過板の破損を高い精度で検出することができる紫外線殺菌装置を提供すること。
【解決手段】紫外線ランプ１１と、紫外線ランプ１１を包囲するハウジング１２と、ハウジング１２に設けられた、対向する紫外線透過板１６，１７の間に密閉空間１９を形成して構成された紫外線透過部１３と、紫外線透過部１３の密閉空間１９に所定圧のエアーを導入して紫外線透過部１３の密閉空間１９を陽圧状態に保持するエアー供給手段と紫外線透過部１３の密閉空間１９及びエアー供給手段の間に設けられた、エアーの流れを検出するフローセンサとを備えた紫外線殺菌装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、食品包装材料等を殺菌するための紫外線殺菌装置に関する。

食品業界においては、賞味期限の延長などを目的として、紫外線（ＵＶ）ランプ装置を用いた殺菌方法が用いられている。かかる紫外線ランプ装置においては、ハウジング内に設けられたランプと外部とを遮断するために、一般に、特定の波長の紫外線（２５４ｎｍ）を透過する石英ガラスが使用されている。他方、産業界全体においては、近年、製造者責任の観点より様々な面で安全性への要求が増し、ガラスの破損による異物混入の恐れがあるとしてガラス製品の使用さえ許可されないケースもでてきているが、現状では、紫外線ランプ装置の機能を満足すべく石英ガラスの使用が強く求められており、何らかの安全性確保の方法が必要とされている。

上記のような背景の中、石英ガラス割れ検出の方法としていくつかの方法が知られているが、各装置とも、一長一短があり、更なる改良と差別化が求められている。例えば、ハウジング内部を冷却用ガスにより中圧（約０．１Ｍｐ）に保持し、圧力の低下を検出することにより、ガラスの割れを監視する方法が提案されている(特許文献１参照)。しかしながら、この方法では、小さな破損（ひび割れ）の検出には限界があり、また、ランプ交換等のメンテナンス作業が必要なハウジング自体を密閉とするため、パッキン類の隙間からリークする場合もあり、どこからリークしているのか発見するのが困難であり、確実にガラスの割れを検出できるというものではなかった。

また、石英ガラス端部（紫外線の有効部分以外の部分）に配線を特殊な樹脂にて接着し、その線に通電を行ない、ガラス破損時に断線を検出する方法も提案されているが（特許文献２参照）、高圧殺菌装置においては実績がなく、また、電気線が完全に断裂しないと検出できず、ひび割れ位置や破損程度によっては、ガラスの割れを検出できない場合もあり、確実性が低いものであった。また、石英ガラス全面を網羅して配線することは、非常に困難であり、現実的でない。

さらに、テフロン（登録商標）系の特殊ポリマーフィルムを石英ガラスの下側に配置し、石英ガラスやＵＶランプの破損時の異物落下を防止する方法も提案されているが（特許文献３参照）、高圧水銀タイプの紫外線ランプにおいては、高熱に曝されるため寿命が短く、また、紫外線の透過性が石英ガラス単体の場合に比して大きく低下するという問題があった。

特許第３９６３４８０号公報特開２００１−９７３１９号公報特表２００５−５１９８１６号公報

本発明の課題は、石英ガラス等の紫外線透過板の破損を高い精度で検出することができる紫外線殺菌装置を提供することにある。

本発明者らは、まずペットボトルを用いた穴開け予備試験により、従来の圧力検出方式が小さな破損に対して検出精度が低いことを確認すると共に、エアーのリークを検出する方式（エアーフロー検出方式）が、従来の圧力検出方式に比して精度が高いという知見を得た。この知見に基づき、さらに検討した結果、紫外線透過板を２枚用いて該紫外線透過板の間に密閉空間を形成し、該密閉空間に微圧エアーを導入又は該密閉空間からエアーを吸引して、フローセンサによりエアーの流れを検出することにより、確実に紫外線透過板の破損を検出できることを見い出し、本発明を完成するに至った。すなわち、密閉状態が保持されている間は、エアーの流れはないが、紫外線透過板の一部が破損した場合に密閉空間からエアーが漏出又は密閉空間に外部からエアーが流入することから、エアーに流れが生じ、このエアーの流れを検出することにより、正確かつ確実に紫外線透過板の破損の検出が可能となることを見い出した。

すなわち、本発明は、（１）紫外線ランプと、該紫外線ランプを包囲するハウジングと、該ハウジングに設けられた、対向する紫外線透過板の間に密閉空間を形成して構成された紫外線透過部と、該紫外線透過部の密閉空間に所定圧のエアーを導入又は該密閉空間からエアーを吸引して、密閉空間を陽圧又は陰圧状態に保持するエアー調整手段と、前記紫外線透過部の密閉空間及びエアー調整手段の間に設けられた、エアーの流れを検出するフローセンサと、を備えたことを特徴とする紫外線殺菌装置や、（２）エアー調整手段が、所定圧のエアーを導入して紫外線透過部の密閉空間を陽圧状態に保持するエアー供給手段であることを特徴とする前記（１）記載の紫外線殺菌装置や、（３）紫外線透過部は、紫外線ランプ側の紫外線透過板に比して、他方の紫外線透過板が厚いことを特徴とする前記（１）又は（２）記載の紫外線殺菌装置や、（４）対向する紫外線透過板の間隔が、１〜３０ｍｍであることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれか記載の紫外線殺菌装置や、（５）紫外線透過板が、石英ガラスであることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれか記載の紫外線殺菌装置や、（６）紫外線ランプが、高圧紫外線ランプであることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれか記載の紫外線殺菌装置に関する。

本発明の紫外線殺菌装置によれば、石英ガラス等の紫外線透過板の破損を高い精度で検出することができる。

本発明の紫外線殺菌装置の概略断面図（正面）である。本発明の紫外線殺菌装置の概略断面図（側面）である。

本発明の紫外線殺菌装置としては、紫外線ランプと、該紫外線ランプを包囲するハウジングと、該ハウジングに設けられた、対向する紫外線透過板の間に密閉空間を形成して構成された紫外線透過部と、該紫外線透過部の密閉空間に所定圧のエアーを導入又は該密閉空間からエアーを吸引して、密閉空間を陽圧又は陰圧状態に保持するエアー調整手段と、前記紫外線透過部の密閉空間及びエアー調整手段の間に設けられた、エアーの流れを検出するフローセンサとを備えた装置であれば特に制限されるものではなく、本発明の装置によれば、圧力検出方式では検出が困難な紫外線透過板の小さな破損を検出することができる。

エアー調整手段としては、所定圧のエアーを導入して紫外線透過部の密閉空間を陽圧状態に保持するエアー供給手段や、エアーを吸引して紫外線透過部の密閉空間を陰圧状態に保持するエアー吸引手段（真空吸引手段）を例示することができる。前者の場合、比較的高価な減圧装置を使用することなく、紫外線透過板の破損を検出することができるのでコスト的に有利である。他方、後者の場合、破損片が殺菌対象物側に流出することを抑制することができる点で有利である。なお、エアーとは、空気のみならず、不活性ガス等を含む気体全般を意味する。

紫外線透過部の密閉空間を陽圧状態とする場合、大気圧に対して１０〜５０ＫＰａ程度加圧することが好ましく、紫外線透過板として石英ガラスを用いる場合には、ガラス強度上１０〜３０ＫＰａ程度加圧することがより好ましい。本発明のエアーフロー検出方式では、微圧であっても小さな破損の検出を行うことができる。

紫外線ランプとしては、紫外線透過部の紫外線透過度や殺菌対象物の必要紫外線量等を考慮して適宜公知の紫外線ランプを使用することができる。具体的には、低圧〜高圧の紫外線ランプを用いることができ、より高い殺菌効果を得たい場合には、高圧紫外線ランプを用いることが好ましい。高圧紫外線ランプとしては、常用されているものを使用することができ、例えば、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプを使用することができる。

対向する紫外線透過板としては、紫外線を透過できるものであれば特に制限されるものではなく、石英ガラスの他に特表２００５−５１９８１６号公報（特許文献３）記載のもの等を例示することができ、紫外線透過度が高い点から、石英ガラスが好ましい。また、対向する紫外線透過板は、紫外線ランプ側の紫外線透過板に比して、他方（殺菌対象物側）の紫外線透過板が厚いことが好ましい。これにより、紫外線ランプ側の紫外線透過板が先に破損する可能性が高いことから、外部側（殺菌対象物側）に飛散することを防止することができる。紫外線ランプ側の紫外線透過板の厚さとしては、例えば１〜５ｍｍ程度であり、殺菌対象物側の紫外線透過板の厚さとしては、例えば３〜７ｍｍ程度である。また、対向する紫外線透過板の間隔としては、１〜３０ｍｍであることが好ましく、３〜２０ｍｍであることがより好ましく、５〜１５ｍｍであることがさらに好ましい。

フローセンサは、エアーの流れが生じた場合にかかるエアーの流れを検出することができるものであれば特に制限されるものではなく、微量のエアーの流れを検出できるセンサであることが好ましく、例えば、最小検出量が０．０５〜０．５Ｌ／ｍｉｎ程度のセンサを用いることが好ましい。具体的には、例えば、最小検出流量が０．２Ｌ／ｍｉｎのフローセンサを用いる場合、通常はかかる最小検出流量に設定し、０．２Ｌ／ｍｉｎ以上のエアーの流れが生じた場合に検知できるようにする。

以下、図面を参照しつつ本発明の装置を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図１及び図２は、本発明の紫外線殺菌装置の概略断面図である。

図１及び図２に示すように、本発明の紫外線殺菌装置１０は、１灯式の紫外線ランプ１１と、紫外線ランプ１１を包囲するハウジング１２と、ハウジング１２の一面に設けられた紫外線透過部１３とを備えており、紫外線ランプ１１の下方で、その長手方向に、ゲーブルトップ型の包装容器１４がその上部を開放した状態で搬送される。

紫外線ランプ１１は、例えば高圧水銀灯であって、大型の反射板１５によって高い照度を維持し、包装容器１４の底部まで確実に殺菌できるようになっている。また、紫外線透過部１３は、１０ｍｍ程度の間隔をあけて配設された対向する２枚の石英ガラス１６，１７を備えている。かかる２枚の石英ガラス１６，１７は、周部に介在するスペーサー１８と共に密閉空間１９を形成している。紫外線ランプ１１側の石英ガラス１６は、３ｍｍ程度の厚さであって、他方の石英ガラス１７は、５ｍｍ程度の厚さとなっている。石英ガラス１７の方を厚く構成して破損の可能性を低減させることにより、包装容器１４へのガラス破片の飛散を防止することができる。

また、紫外線透過部１３の密閉空間１９には、エアー源からレギュレータで制御（減圧）されたエアーが電磁弁を開放することにより供給され、密閉空間１９内は所定の陽圧状態に保持される。さらに、このエアー源から密閉空間１９の間の配管２０には、エアーの流れを検出するフローセンサが設けられており、エアーの流れが所定値以上になった場合に検知できるようになっている。すなわち、密閉空間１９の密閉状態が保持されている間は、配管２０内にエアーの流れはないが、石英ガラス１６，１７の一部が破損した場合には、密閉空間１９からエアーが漏出すると共に配管２０内にエアーの流れが生じ、このエアーの流れを検知する。本発明のエアーフロー検出方式によれば、圧力変化検出方式よりも正確かつ確実に石英ガラス１６，１７の破損の検出を行うことができる。なお、レギュレータの下流には、圧力スイッチを設け、レギュレータの不具合等による圧力異常を検知してエアー供給を遮断する。

本発明の紫外線殺菌装置は、例えば、食品包装材料等を殺菌するために用いることができる。

１０紫外線殺菌装置
１１紫外線ランプ
１２ハウジング
１３紫外線透過部
１４包装容器
１５反射板
１６，１７石英ガラス
１８スペーサー
１９密閉空間
２０配管

Claims

紫外線ランプと、
該紫外線ランプを包囲するハウジングと、
該ハウジングに設けられた、対向する紫外線透過板の間に密閉空間を形成して構成された紫外線透過部と、
該紫外線透過部の密閉空間に所定圧のエアーを導入又は該密閉空間からエアーを吸引して、密閉空間を陽圧又は陰圧状態に保持するエアー調整手段と、
前記紫外線透過部の密閉空間及びエアー調整手段の間に設けられた、エアーの流れを検出するフローセンサと、
を備えたことを特徴とする紫外線殺菌装置。
エアー調整手段が、所定圧のエアーを導入して紫外線透過部の密閉空間を陽圧状態に保持するエアー供給手段であることを特徴とする請求項１記載の紫外線殺菌装置。
紫外線透過部は、紫外線ランプ側の紫外線透過板に比して、他方の紫外線透過板が厚いことを特徴とする請求項１又は２記載の紫外線殺菌装置。
対向する紫外線透過板の間隔が、１〜３０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の紫外線殺菌装置。
紫外線透過板が、石英ガラスであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の紫外線殺菌装置。
紫外線ランプが、高圧紫外線ランプであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載の紫外線殺菌装置。