JP2015182792A

JP2015182792A - 容器に対する殺菌処理システム

Info

Publication number: JP2015182792A
Application number: JP2014061226A
Authority: JP
Inventors: 勝之小暮; Katsuyuki Kogure
Original assignee: Iwasaki Denki KK
Current assignee: Iwasaki Denki KK
Priority date: 2014-03-25
Filing date: 2014-03-25
Publication date: 2015-10-22
Anticipated expiration: 2034-03-25
Also published as: JP6337556B2

Abstract

【課題】本発明は、容器の形状に依存すること無く、容器の殺菌処理面を確実に光照射できる殺菌処理システムを提供することを目的とする。
【解決手段】この殺菌処理システムは、一方向に搬送する搬送コンベアと、前記搬送コンベア上に配置された殺菌処理対象である容器と、前記搬送コンベアの上方で、搬送方向に直交するように配置され、ランプ軸線を対称軸とする紫外線を閃光照射するランプと、前記ランプの前記搬送コンベアとは反対側で、該ランプを覆うように配置され、前記対称軸を含む垂直面を対称面とする反射板とを備えた殺菌処理システムにおいて、
前記容器が前記ランプの真下にある位置に移動して来た時、前記搬送コンベアは停止して、該容器は、該ランプにより閃光照射され、前記閃光照射の際、前記反射板が、所定範囲内で移動して紫外光線の向きを変化させている。
【選択図】図３Ａ

Description

本発明は、容器に対する殺菌処理システムに関する。更に具体的には、キセノンフラッシュランプを利用した、例えば、食品容器に対する殺菌処理システムに関する。

食品の製造・加工メーカーでは、食品容器を確実に殺菌処理することが重要である。消費者ニーズの多様化により、食品の低塩化、保存料の廃止、賞味期限の延長等により、食品容器に対する確実な殺菌処理が求められている。

現在、加熱処理、薬剤による殺菌に代わり、非加熱・非接触で殺菌が可能な殺菌技術の開発が進められている。このような、非加熱・非接触の殺菌技術として、閃光パルス殺菌が注目されている。

閃光パルス殺菌処理システムには、キセノンフラッシュランプが使用されている。キセノンフラッシュランプの発光には、殺菌に有効な波長200〜300ｎｍの紫外線を豊富に含んでいる。

キセノンフラッシュランプを利用した閃光殺菌処理システムは、殺菌効果が強力であり、発光のパルス制御が容易であり、非接触のため残留物が発生せず、極めて短時間のパスル照射のため被処理対象への影響が少ない等の効果を有している。その反面、閃光殺菌処理システムは、光が照射出来る部分しか殺菌できないという問題がある。

本発明者等は、本願で説明する光照射に関する食品容器の形状の影響に注目し、パルス照射方法を制御する発明に関して、先行技術文献を検索・調査したが、見つけることが出来なかった。

閃光殺菌処理システムは、被処理対象に確実に光照射できる限りは、強力な殺菌効果を有している。しかし、実際の食品の製造・加工メーカーの現場を想定すると、被処理対象である食品容器の形状により、食品容器の殺菌処理面において光照射に強弱（照度分布のムラ）があることが判明した。

従って、本発明は、容器の形状に依存すること無く、容器の殺菌処理面を確実に光照射できる殺菌処理システムを提供することを目的とする。

上記目的に鑑みて、本発明に係る殺菌処理システムは、一方向に搬送する搬送コンベアと、前記搬送コンベア上に配置された殺菌処理対象である容器と、前記搬送コンベアの上方で、搬送方向に直交するように配置され、ランプ軸線を対称軸とする紫外線を閃光照射するランプと、前記ランプの前記搬送コンベアとは反対側で、該ランプを覆うように配置され、前記対称軸を含む垂直面を対称面とする反射板とを備えた殺菌処理システムであって、前記容器が前記ランプの真下にある位置に移動して来た時、前記搬送コンベアは停止して、該容器は、該ランプにより閃光照射され、前記閃光照射の際、前記反射板が、所定範囲内で移動して紫外光線の向きを変化させている。

更に、上記殺菌処理システムでは、前記反射板は、前記対称軸に垂直な断面で見てランプ対向面が凹部に形成された湾曲形状であり、前記閃光照射の際、前記反射板が、ランプ軸線の周りを所定範囲内で回転して紫外光線の向きを変化させていてもよい。

更に、上記殺菌処理システムでは、前記反射板は、前記対称軸に垂直な断面で見て２つに分割され、２つの反射板は、ランプ対向面が凹部に形成された湾曲形状に配置され、
前記閃光照射の際、前記２つの反射板は、各々上端部を枢動軸として下端部が所定範囲内で狭くなったり、拡がったりして紫外光線の向きを変化させていてもよい。

更に、上記殺菌処理システムでは、前記反射板は、前記対称軸に垂直な断面で見て２つに分割され、２つの反射板は、ランプ対向面が凹部に形成された湾曲形状に配置され、
前記閃光照射の際、前記２つの反射板は、ランプ軸線の周りを所定範囲内で夫々回転して紫外光線の向きを変化させる動作と、各々上端部を枢動軸として下端部が所定範囲内で狭くなったり、拡がったりして紫外光線の向きを変化させる動作とを行っていてもよい。

更に、上記殺菌処理システムでは、前記ランプは、キセノンフラッシュランプであってよい。

本発明によれば、容器の形状に依存すること無く、容器の殺菌処理面を確実に光照射できる殺菌処理システムを提供することが出来る。

図１は、食品容器の殺菌処理システムの概要を説明する図である。図２は、従来の殺菌処理システムにおける、パルス照射のタイミングを説明する図である。図３Ａは、第１実施形態に係る殺菌処理システムを説明する図であり、発光管、反射板、容器及び紫外光線の状況を示す図である。図３Ｂは、反射板を、ランプの軸線の周りに所定範囲で回転させる機構の一例を示す図である。図４Ａは、第２実施形態に係る殺菌処理システムを説明する図であり、発光管、反射板、容器及び紫外光線の状況を示す図である。図４Ｂは、図４Ｂは、左右の反射板を、鳥が羽ばたくように各枢動軸の周りに所定範囲で夫々回転させる機構の一例を示す図である。

以下、本発明に係る容器に対する殺菌処理システムの実施形態に関し、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図中、同じ要素に対しては同じ参照符号を付して、重複する説明を省略する。

（殺菌処理システム）
図１は、食品容器の殺菌処理システム１０の概要を説明する図である。搬送コンベア１２の上に、殺菌処理対象の容器８が乗せられて矢印方向に運ばれてくる。紫外線照射器６の内部には、容器８を光照射して殺菌処理するランプ２が備えられている。ランプ２には、ランプからの発光を有効利用するために、ランプ２を覆うように反射板４が備えられている。ランプ２は、代表的には、直管状のキセノンフラッシュランプであり、ランプ軸線を対称軸（中心軸）とする形状である。反射板４は、この対称軸を含む垂直面を対称面とする形状である。

一般に、複数個の容器８が、搬送コンベア１２の幅方向に複数個整列し、搬送コンベア１２の走行方向に間隔Ｌごとに乗せられている。容器８は、代表的には、食品容器である。その他、人体に取り込まれる薬品等の容器である。

搬送コンベア１２に乗せられ、搬送コンベアの幅方向に整列した容器８が、ランプ２の真下に来ると、搬送コンベア１２は一旦停止し、ランプ２からの紫外光線のパルス照射により殺菌処理される。その後、再始動して矢印方向に移動して、次工程の食品充填工程に進む。このように、搬送コンベア１２は、整列した容器８の列の間隔Ｌを進むごとに停止し、殺菌処理するタクト搬送を行っている。

このような殺菌処理システム１０の一例として、ヨーグルト充填機がある。ヨーグルト充填機の殺菌処理システムは、停止、搬送を繰り返すタクト搬送で、停止0.75秒、移動1.05秒、移動距離178ｍｍである。従って、搬送速度は、170ｍｍ／ｓｅｃとなる。

（従来の殺菌処理システム）
図２は、従来の殺菌処理システム１００における、パルス照射の状況を容器８の中心軸を含む断面で説明する図である。搬送コンベア１２に乗せられた容器８がランプ２の丁度真下に来た時点で搬送コンベア１２は一旦停止し、ランプ２からの紫外線発光２Ｌを所定回数パルス発光して容器内部の殺菌処理が行われる。典型的には、パルス発光回数は、10パルス程度である。図１を参照しながら説明したように、搬送コンベア１２は、容器８の配列間隔Ｌだけ進むごとに停止し、殺菌処理を行っている。

このとき、容器８の内面（被照射面）の照射強度分布を測定したところ、照射強度に強弱があることが判明した。即ち、図２に示す断面図で見て容器内面の右側側面８Ｒ、左側側面８Ｌ及び底面８Ｂに照射強度が比較的弱い箇所（照度分布のムラ）があることが判明した。

殺菌処理システム１００では、照射光の当たり難い側面下端部で照度が高くなるように、紫外光線の反射光の焦点ｆが容器内で結ぶように調整されている。その結果、容器８内面の下端部以外の側面では照度が低くなることが判明した。なお、照度の高低は、光線の密集度により判別できる。

更に、右側側面８Ｒと左側側面８Ｌに関しては、紫外光線の入射角度が大きいことが考えられる。底面８Ｂに関しては、ランプ２からの直射光線は直接入射するが、反射板４からの反射光線はランプ２が邪魔して利用出来ない箇所があることが考えられる。

従来の殺菌処理システム１００でも、生菌数はゼロと見なせるレベルにあり食品衛生上問題は無い。しかし、食品の衛生管理は、念には念を入れて行う必要がある。

本実施形態に係る殺菌処理システムは、この照射強度の強弱（照度分布のムラ）の問題を解決して、一層確実な殺菌処理を可能にしたものである。

［本実施形態に係る殺菌処理システム］
本実施形態では、図２に示す容器８の紫外光線の焦点位置ｆを左右に移動した状態で照射を行ったり（第１実施形態）、上下に移動した状態で照射を行ったり（第２実施形態）、或いは左右の移動と上下の移動を組み合わせたり（第３実施形態）している。これにより、下端部以外の側面にも照度の高い部分を作り、照度ムラを無くしている。

（第１実施形態）
図３Ａは、第１実施形態に係る殺菌処理システム１０−１を説明する図であり、ランプの対称軸に垂直な断面で見た発光管２、反射板４−１、容器８及び紫外光線２Ｌの状況を示す図である。この殺菌処理システム１０−１の特徴は、所定範囲で反射板４−１をランプ２の対称軸の周りに左右に回転させて、紫外光線の焦点位置ｆを容器８の内部で左右に振りながら光照射を行っている。

図３Ａの（Ａ）は、図２の従来技術と同じ照射状態である。（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）の間では、ランプ２と容器８の位置関係は変わらないが、反射板４−１の向きが変化することにより、紫外光線２Ｌと焦点ｆ１の位置が変化している。

図３Ａの（Ｂ）に示すように、反射板４−１をランプ２の軸線の周りに、所定範囲で時計方向に回転させると、焦点ｆ１の位置は、容器８の左側内周側面８Ｌに接近する。この状態で紫外線照射を行うと、焦点ｆ１から近い左側内周側面８Ｌは、光線密度が高くなり、下端部以外の部分も強い反射光で照射することが出来る。

次に、図３Ａの（Ｃ）に示すように、反射板４−１をランプ２の対称軸の周りに、所定範囲で反時計方法に回転させると、焦点ｆ１の位置は、容器８の右側内周側面８Ｒに接近する。この状態で紫外線照射を行うと、焦点ｆ１から近い右側内周側面８Ｒは、光線密度が高くなり、下端部以外の部分も強い反射光で照射することが出来る。

反射板４−１を、ランプ２の軸線の周りに所定範囲で回転させる機構は、任意のものであってよい。例えば、図３Ｂに示すように、ランプ軸線の位置に、従動歯車１１の中心の反射板支持軸１４を位置決めし、この従動歯車１１を、時計方向及び反時計方向に所定範囲で回転する原動歯車１６で駆動してもよい。その他、任意の駆動機構を利用することが出来る。

（第２実施形態）
図４Ａは、第２実施形態に係る殺菌処理システム１０−２を説明する図であり、ランプの対称軸に垂直な断面で見た発光管２、反射板４−２、容器８及び紫外光線２Ｌの状況を示す図である。この殺菌処理システム１０−２の特徴は、反射板４−２を２つに分割し、左右の反射板４−２Ｒ，４−２Ｌを、各反射板の上端部を枢動軸（ピボット）として，この周りに所定範囲で回転させながら光照射を行っている。

図４Ａの（Ａ）は、図２の従来技術と同じ照射状態である。（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）の間では、ランプ２と容器８の位置関係は変わらないが、反射板４−２が左右に二分割され、各反射板４−２Ｒ，４−２Ｌの向きが変化することにより、紫外光線２Ｌと焦点ｆ２の位置が変化している。

図４Ａの（Ｂ）に示すように、右側反射板４−２Ｒを、上端部の枢動軸１８Ｒの周りに所定範囲で時計方向に回転させると共に、左側反射板４−２Ｌを、上端部の枢動軸１８Ｌの周りに所定範囲で反時計方向に回転させる。即ち、左右の反射板４−２Ｒ，４−２Ｌは、あたかも鳥が翼を閉じた状態になる。この状態では、焦点ｆ２の位置は、容器８で下方に移動している。この状態で紫外線照射を行うと、容器８の底部内周面８Ｂの中央付近の光線密度が高くなり、強い反射光で照射することが出来る。

次に、図４Ａの（Ｃ）に示すように、右側反射板４−２Ｒを、上端部の枢動軸１８Ｒの周りに所定範囲で反時計方向に回転させると共に、左側反射板４−２Ｌを、上端部の枢動軸１８Ｌの周りに所定範囲で時計方向に回転させる。即ち、左右の反射板４−２Ｒ，４−２Ｌは、あたかも鳥が翼を拡げた状態になる。この状態では、焦点ｆ２の位置は、容器８で上方に移動している。この状態で紫外線照射を行うと、容器８の底部内周面８Ｂの周辺部及び左右の内周側面の下部分の光線密度が高くなり、強い反射光で照射することが出来る。

左右の反射板４−２Ｒ，４−２Ｌを、鳥が羽ばたくように各枢動軸１８Ｒ，１８Ｌの周りに所定範囲で夫々回転させる機構は、任意のものであってよい。例えば、図４Ｂに示すように、２個の同形の従動歯車２０Ｒ，２０Ｌと、同形の変換歯車２４とを用意し、夫々の中心軸２０Ｒ、２０Ｌを反射板支持軸兼枢動軸として、各反射板４−２Ｒ，４−２Ｌの上端部を固定する。２個の従動歯車２０Ｒ，２０Ｌを、変換歯車２４を介して駆動歯車２２で駆動することにより実現してもよい。その他、任意の駆動機構を利用することが出来る。

（第３実施形態）
第３実施形態は、図示していないが、第１実施形態と第２実施形態の組み合わせである。時系列に、第１実施形態、次に第２実施形態、更に、これを繰り返す方法でもよい。

即ち、第２実施形態で説明したように、反射板４は、ランプ対称面を切断面とすると、２つに分割され、２つの反射板４−２Ｒ，４−２Ｌは、ランプ対向面が凹部に形成された湾曲形状に配置され、ランプ２が閃光照射する際、２つの反射板は、ランプ軸線の周りを所定範囲内で夫々回転して紫外光線の向きを変化させる第１の動作（第１実施形態）と、２つの反射板４−２Ｒ，４−２Ｌは、各々上端部を枢動軸１８Ｌ，１８Ｒとして下端部が所定範囲内で狭くなったり、拡がったりして紫外光線の向きを変化させる第２の動作（第２実施形態）とを、時系列で行っている。更に、第１の動作と第２の動作を繰り返してもよい。
或いは、第１実施形態と第２実施形態を同時に行ってもよい。

（結び）
以上、本発明に係る容器に対する殺菌処理システムの実施形態に関し説明したが、これらは例示であって、本発明の範囲を何等限定するものではない。本実施形態に対して当業者が容易に成し得る追加、削除、変更、改良等は、本発明の範囲内である。本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲の記載によって定められる。

２：ランプ，キセノンフラッシュランプ，発光管、２Ｌ：紫外光線、紫外線発光、４：反射板、４Ｒ：右側反射板、４Ｌ：左側反射板、６：紫外線照射器、８：容器、８Ｂ：底部内周面、８Ｌ：容器左側内周側面、８Ｒ：容器右側内周側面、１０：殺菌処理システム、１１：従動歯車、１２：搬送コンベア、１４：従動歯車、１４：反射板支持軸、１６：原動歯車、１８Ｒ，１８Ｌ：枢動軸、２０Ｒ，２０Ｌ：従動歯車、２２：駆動歯車、２４：変換歯車、１００：殺菌処理システム、
Ｌ：配列間隔、ｆ，ｆ１，ｆ２：焦点、

Claims

一方向に搬送する搬送コンベアと、
前記搬送コンベア上に配置された殺菌処理対象である容器と、
前記搬送コンベアの上方で、搬送方向に直交するように配置され、ランプ軸線を対称軸とする紫外線を閃光照射するランプと、
前記ランプの前記搬送コンベアとは反対側で、該ランプを覆うように配置され、前記対称軸を含む垂直面を対称面とする反射板とを備えた殺菌処理システムにおいて、
前記容器が前記ランプの真下にある位置に移動して来た時、前記搬送コンベアは停止して、該容器は、該ランプにより閃光照射され、
前記閃光照射の際、前記反射板が、所定範囲内で移動して紫外光線の向きを変化させている、殺菌処理システム。
請求項１に記載の殺菌処理システムにおいて、
前記反射板は、前記対称軸に垂直な断面で見てランプ対向面が凹部に形成された湾曲形状であり、
前記閃光照射の際、前記反射板が、ランプ軸線の周りを所定範囲内で回転して紫外光線の向きを変化させている、殺菌処理システム。
請求項１に記載の殺菌処理システムにおいて、
前記反射板は、前記対称軸に垂直な断面で見て２つに分割され、２つの反射板は、ランプ対向面が凹部に形成された湾曲形状に配置され、
前記閃光照射の際、前記２つの反射板は、各々上端部を枢動軸として下端部が所定範囲内で狭くなったり、拡がったりして紫外光線の向きを変化させている、殺菌処理システム。
請求項１に記載の殺菌処理システムにおいて、
前記反射板は、前記対称軸に垂直な断面で見て２つに分割され、２つの反射板は、ランプ対向面が凹部に形成された湾曲形状に配置され、
前記閃光照射の際、前記２つの反射板は、ランプ軸線の周りを所定範囲内で夫々回転して紫外光線の向きを変化させる動作と、各々上端部を枢動軸として下端部が所定範囲内で狭くなったり、拡がったりして紫外光線の向きを変化させる動作とを行う、殺菌処理システム
請求項１〜４いずれか一項記載の殺菌処理システムにおいて、
前記ランプは、キセノンフラッシュランプである、殺菌処理システム。