JP3730850B2 - Particle transport mechanism in electron beam irradiation equipment - Google Patents

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  • Jigging Conveyors (AREA)
  • Food Preservation Except Freezing, Refrigeration, And Drying (AREA)
  • Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は工業用電子線照射装置、試験用電子線照射装置などに関する。電子線照射装置は、真空中でフィラメントから熱電子を発生し電子線とし加速電極によって加速して窓箔を通して大気中に出し被処理物に電子線を照射する装置である。電線被覆などの高分子の架橋などに利用される。印刷物や塗料の被膜のキュアにも用いられる。医療用材料器具の殺菌にも利用される。加速エネルギーは数MeV〜数百keVの広範囲にわたる。被処理物と目的によって適切な加速エネルギーが決まる。エネルギーによって装置の方式が変わる。
【0002】
より高いエネルギーを与える装置は、走査型電子線照射装置といい細いビームを左右前後つまり二次元的にスキャンする。走査のために電磁コイルがあって磁場によってビームを左右にふる。左右だけでなく前後にも振ることもある。ビームが左右に振れるから真空を維持する空間も下広がりの三角形状の管によって形成する。三角形状の管のことを走査管と呼ぶ。走査管の下端の開口部を照射窓という。照射窓には真空と大気を分ける窓箔が張られている。
【0003】
窓箔はTi、Alの薄い箔である。窓箔の上は真空、下は大気圧である。300keV程度がエネルギーの境目で、それ以下の加速エネルギーの場合は非走査型(エリア形)の電子線照射装置を用いる事が多い。面積の広いフィラメントから広範囲に熱電子を発生しフィラメントとアノードの間で加速する。初めから広い面積のビームを生ずるようにしてあるから走査する必要がない。走査しないからフィラメントから照射窓までの距離を短くコンパクトにできる。
【0004】
走査型でも非走査型でも照射窓の下には被処理物に電子線照射するための閉じた空間が設けられる。なぜ閉じた空間なのか?電子線が被処理物に当たると架橋反応、殺菌作用、キュア作用などの有用な作用を行ってくれるのであるが、なにぶん高エネルギーの電子線が物質に当たるからX線が大量に発生するのである。有害な放射線であるX線を外部に漏れないよう遮断する必要がある。そのために閉じられた空間が必要である。厚いコンクリートや厚い鉛板で照射室が形成される。空間の中で電子線照射がなされるから人手によって被処理物を運ぶというようなことはできない。
【0005】
被処理物を照射窓の下へ運び寄り、また運び去るためには自動搬送機構が必要になる。周回コンベヤなどの搬送機構が照射室の内部に設けられる。これは照射室の入口と出口を結ぶ搬送装置であって照射窓の直下を通過するようになっている。搬送機構は上下に折れ曲がり幾つもの金属板の開口部を通過するようになっている。それはX線が外部に漏れるの防ぐための工夫である。X線が直進して外部に出てはいけない。それはもちろんである。さらに少なくとも3回反射しないと外部に至らないように搬送機構や照射室の構造が工夫されている。
【0006】
【従来の技術】
電子線照射装置において被処理物を運ぶために用いる搬送装置は、電子線により発生するオゾンおよびX線の影響を色濃く受ける。そのため材質や構造に制約がでてくる。材質としてはオゾンによる錆の影響を受けにくいステンレススチールを使用することが多い。電子線のエネルギーを受け加熱される。温度上昇を抑えるため冷却しなければならない。そのためゴム材や板材の搬送では、従来ステンレススチールのメッシュコンベヤやスチールコンベヤを用いてきた。そして照射窓の近傍で冷却風を吹き込みコンベヤを冷却するようになっていた。
【0007】
以上に述べた物は電線とか板材とかゴム製品とか有形固体が被処理物になるものであった。ところが近年になって穀物、香辛料などの不定形の食品を電子線で殺菌処理しようという試みがなされるようになってきた。食品、食材は通常殺菌処理はしないのであるが、輸入された食材や生で食べる食品、長く保存する食品などの場合は殺菌処理が必要なものもある。従来、穀物、香辛料など粒状の食材の殺菌には臭化メチル、エチレンオキサイドなどの殺菌ガスが用いられていた。これらのガスによって粒状食品をいぶすことによって殺菌する。食品食材は表面だけを殺菌すればよいのである。これらの有毒のガスが表面に接触することによって表面を殺菌できる。ガス殺菌はしかしガス自体が有毒であるし残留ガスが食品に付着する可能性もある。そこで、より安全な電子線による殺菌法が試みられる。これは未だ試行錯誤の状況にある。食品の電子線殺菌はなお実用化されていない。
【0008】
粒状食材への電子線照射には解決を待っている様々の問題がある。ここでは搬送機構を問題にする。被処理物が粒体の場合、メッシュコンベヤは使用できない。メッシュから粒体が漏れるからである。粒体搬送にはスチールコンベヤ叉は電磁フィーダー(振動フィーダー)が考えられる。スチールコンベヤというのは表面が平滑平坦のスチール薄板の周回コンベヤである。薄板であるからベルトと同じように容易に彎曲してローラを廻りこむことができるのである。電磁フィーダーというのは斜め板あるいは水平板を斜め上下に非対称振動させることによって被処理物を前進させるものである。モータや電磁振動子によって搬送板を振動させて被処理物を運ぶので電磁フィーダーという。振動させて送るから振動コンベヤともいう。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
電子線を粒体に照射するため、粒体を完全に透過する高い加速エネルギーで照射する場合は単に搬送するだけでよい。しかし食品殺菌の場合は、粒体に電子線が貫通するのは不適当である。内部に電子線が通ると化学反応を誘起して風味が落ちるし変質する可能性があるからである。食品食材の場合、粒体表面だけに電子線を薄く当てる必要がある。粒体を完全に透過しない低い加速エネルギーで照射する場合、照射の影になる部分が残る。影部分は電子線は照射されない。しかし全面に電子線を当てないと殺菌されたことにならない。粒体の全面に電子線照射しなければいけない。全表面に照射が行われるよう、粒体を回転させながら照射を行う必要がある。
【0010】
しかし、そのような搬送機構はいずれも未だ実現されていない。幾つかの提案がなされているが帯に短したすきに流しといった状況にある。実現していないが食品粒体搬送の問題を明らかにする意味もあるので従来技術を次に概観する。
【0011】
(1) 特開平10−215765号「穀物の殺菌方法およびそれに用いる穀物回動装置」は、振動器と振盪器の上にトレー戴置台を置き、その上に電子線照射装置を設けた穀物殺菌装置を提案する。玄米、小麦、小豆、大豆などの穀物をトレーに薄く入れる。振動器は縦方向に振動し、振盪器は横方向に振動する。小麦は飛び上がり、跳ね上がり、踊り上がり、弾ける。だから電子線が全面に当たる。電子線エネルギーは低い。160kV〜230kVの低い加速電圧の電子線である。約1時間で処理を終える。1回の処理で数十gの穀物を殺菌できる。
【0012】
(2) 特願平10−142873号「電子線照射装置」は、水冷された平坦表面の振動コンベヤに穀物を乗せて振動によって運びながら弱い電子線を当てるようにした電子線照射装置を提案している。振動コンベヤは運ぶ力もあるが被処理物を転がす能力もある。穀物は振動によって転がり飛び上がりストンと落ちて一方向に進む。飛び上がるからコロコロと転がり全ての面に電子線が当たるようになっている。弱い電子線とするのは穀物の表面だけに当たるようにするためである。ソフトエレクトロンと呼ぶこともある。
【0013】
(3) 特開平1−192362号「粉体の放射線処理装置」は、小麦粉、香辛料など粉粒体状食品を放射線によって殺菌するための装置を提案する。放射線というのは、γ線、X線、電子線の3種類の放射線を意味している。気体によって被処理物を運びながら放射線を浴びせるというものである。「遮蔽壁で包囲した室内に立設され下方から上方へ気体を送風して粉体を浮遊させる粉体浮遊室と、該粉体浮遊室に対向して放射線照射装置を設けた粉体の放射線処理装置。」である。
強い風力によって粉体を吹き上げておき、浮遊した状態で放射線を浴びせるから穀物の全ての表面に放射線が当たる。
【0014】
(4) 特開平8−52201号「粉体の電子線殺菌装置」は、コンクリートの厚い壁をもつ巨大な処理室に少し傾斜した管部を設け、管部の半ばに軸方向平行に多孔板を設け、その下から空気を吹き込み、多孔板の上から粉体被処理物を投入して、被処理物を空気で持ち上げて斜め下向きに被処理物を運びつつ横から電子線を浴びせるようにしている。大量の空気とともに運ばれた被処理物はサイクロンによって空気と分離されて粉体だけ回収される。空気で舞い上げるので被処理物の全面に電子線が当たる。
【0015】
(5) 特願平11−61327号「電子線照射装置と電子線照射方法及び被処理物」は、横型の搬送空間の下部と上部に横方向に延びる多孔板を、前端部に縦の多孔板を設け、下多孔板から気体を吹き上げ、上多孔板から気体を吹き下げ、前多孔板から気体を吹き送るようにして粉体の被処理物を気体輸送する。気体輸送しながら電子線を照射するという巧みな物である。前多孔板からの気体が推進力を与える。下多孔板から吹き上げる気体が揚力を賦与する。上多孔板から吹き下げる気体が拡散を押さえるというわけである。微妙なバランスが要求される難しい機構である。気体搬送であってコンベヤなどを使わないから粉粒体を回転照射するという課題は解決されている。
【0016】
(6) 特願平11−114312号「電子線照射装置と粒状体殺菌方法」は、多数の突起凹凸のある振動コンベヤによって穀物を搬送する。突起や凹凸によって穀物の粒子をひっくり返し転がし弾き返す。全ての表面が上を向く確率があり、全面に薄く電子線が照射されるから表面を殺菌することができる。
様々のこれまで提案されている技術を一瞥してきた。本発明の目的は、粒体の全表面に等しく電子線照射が行われるような搬送機構を与えることである。つまり粒状物を回転させながら全面が電子線照射方向を向くように仕向ける搬送機構を与えることが本発明の目的である。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明は粒体搬送のために振動コンベヤ(電磁フィーダー)を利用する。搬送板は、小孔を持つ階段を一部又は全部に有し、階段裏側に吹き出し気体用ダクトを設け、小孔から気体を吹き上げ、階段を振動させ、粒体を回転させ飛び上がらせて一方向に搬送するようになっている。
【0018】
つまり、本発明の搬送機構は、
(1)搬送板を振動させることによって被処理物を移動させる電磁フィーダーを用いること、
(2)搬送板の照射窓直下の一部、あるいは全部に階段を設けたこと、
(3)階段には吹き出し気体用ダクトを設けたこと、
(4)階段には小孔を穿ち、吹き出し気体用ダクトからの気体を小孔から吹き出させるようにしたこと、などの特徴を有する。
【0019】
粒体であるから平坦平滑のコンベヤで運ぶことは可能であるが、それでは一面にしか電子線が当たらない。粒体の全面に電子線を当てるためには粒体を転動回転させなければならない。粒体転動させるため動きの静かな周回コンベヤより振動コンベヤを用いる方が適している。それだけではなかなか回転しないから搬送板に階段を設けて転げ落ちることによって回転する契機を与えようとする。階段を転げ落ちるだけでは向きが変わらないという事もあり得る。だから階段面から気体を吹き出して粒体を舞い上げるようにしている。つまり本発明は粒体を回転させるために三つの異なる手段を用いている。風による舞上げ、階段による転がし、振動コンベヤによる跳ね上げの三つである。舞い上げ、跳ね上げ、転がしでどのような形状の粒体でも一度は電子線方向を向くように仕向けることができるのである。
【0020】
搬送板に於ける階段の位置は照射窓直下を含むようにする。照射窓直下で電子線を受けるのだから、ここで回転しておれば良いのである。もちろん搬送板の全体に階段があっても良い。ダクトは搬送板のすぐ下に設ける。ここから吹き出し用気体を階段小孔へ導く。振動コンベヤは実質的には動かないからダクトを設ける事ができる。階段の1段の奥行きは例えば0.5〜2cm程度(好ましくは1cm程度)で、高さは2mm〜1cm程度である。小孔はスリット状としてもよい。スリット状の場合、幅は0.5mm長さは20mm〜30mmの程度である。
【0021】
搬送板は水平でもよいが傾斜を付けて前進しやすいようにもできる。傾斜角は5度〜10度程度とする。水平であっても振動の非対称性で粒体を前進させることは可能である。
【0022】
被処理物は小麦、米、大麦、香辛料、胡椒などの粒状食品食材である。電子線エネルギーは100keV〜200keVの低エネルギーである。表面だけを殺菌し内部まで入らないためである。低エネルギーの電子線照射装置はより安価であり好都合である。
【0023】
【発明の実施の形態】
図面によって、本発明の電子線照射装置の実施形態を説明する。図1は電磁フィーダー(振動コンベヤ)の搬送板の部分の平面図である。図2はその縦断面図である。搬送板1は、一部に階段部2を持っている。階段部は搬送板の全体でも一部でもよいが電子線照射装置の照射窓9の直下には、必ず階段部2が存在するようにする。階段の一段の奥行きは1cm程度であり高さは2mm〜10mm程度である。横板7が恒に水平である必要はない。
【0024】
階段部2のすぐ裏側には吹き出し気体ダクト3が設けられる。搬送板1の始端には粒体6を搬送板1の上に投入する粒体投入機構4が設けられる。この例では走査型の電子線照射装置の走査管5の一部だけを図示している。実際には、高圧電源、加速管、フィラメント、走査コイル、走査管、照射室、などがあるが省略している。走査管5の下端が照射窓9である。また本発明は走査型でなくエリア型の電子線照射装置にも適用できる。低エネルギーの電子線を使った方がよいので、むしろエリア型電子線照射装置により適していると言えよう。
【0025】
搬送板1の階段部2の横板7の一部に小孔8が穿孔される。小孔8はスリット状であっても丸孔であってもよい。ダクトには気体をここへ導くためのホースが付属しているが、ここでは図示を略した。吹き出し気体は窒素や希ガスとする。ダクト3に導かれた気体は、小孔8から階段部2の上方へ吹き出るようになっている。搬送板1は両側に枠10、10を上流側に枠11を持つ。粒体を搬送するから後ろや横からこぼれないように枠で囲っている。
【0026】
図3は階段に千鳥状にスリット状の小孔8を開けたものを示している。スリット長さは20mm〜30mm、幅は0.5mm〜1mm程度である。ここから吹き上げる風によって粒体を舞い上げる。電磁フィーダーであるから搬送板1の下にモータや振動機構があって前斜め方向に振幅を持つ非対称振動を搬送板1に与えている。搬送板1は水平であっても非対称振動によって粒体を前進させることができる。また搬送速度を速くするには、図2のように搬送板1を前傾させるようにしても良い。粒状物6は傾斜面を転がることができる。前傾の傾斜角θは、5度〜10度程度である。0度でも良いというのは先に述べたとおりである。当然0〜5度でもよいが、このような低傾斜であると傾斜による前進効果は少ない。θは粒体の種類によって適当な角度を選ぶことができる。
【0027】
これらの搬送機構はX線遮蔽用の壁や容器の内部にあるが、壁や容器は図示していない。照射室(図示しない)の一端にある粒体投入機構4に食品食材など被処理物である粒体6を導く。粒体6はここを滑り落ちて照射室内部の搬送板1の始端に落下する。電磁フィーダーは前斜め方向に振幅を持つ振動を発生しているから、粒状物(粒体)6は搬送板1の上を左向けに進行する。傾斜面を粒体がはね上げられ転がりながら進んでゆく。階段部2では粒体6が段を落ちることによって回転する。横板7の小孔8から吹き出す風力によって粒体が舞い上がる。舞い上がることによって回転する。気体は粒体回転以外に搬送板を冷却するという効果もある。
【0028】
つまり階段部では、三様の異なる契機によって粒体が回転する。
1.振動コンベヤによる振動によってたたき上げられ回転する、
2.階段をこぼれ落ちることによって回転する、
3.ガスによって吹き上げられ舞い上がって回転する。
このように三つの手段によって粒体を回転させたところに本発明の斬新な工夫が存する。
【0029】
階段部2の直上には電子線照射装置の照射窓9がある。ここで粒体被処理物は電子線照射を受ける。100keV〜300keV程度の弱い電子線で表面だけにしか当たらないが粒体が舞い上がり、転がり、こぼれ落ちるので回転し全面に電子線が当たるように巧みな設計がなされている。食品の殺菌であれば表面だけを殺菌すればよく、電子線殺菌の場合は表面だけに電子線を当てるというのが難しいのであるが、ここでは三様の手段で回転力を与えている。
【0030】
図4のように粒体は飛ばされ転がり舞い上がりながら照射部直下を通過するから全ての表面に電子線が当たる。粒体の一面だけに電子線が当たるという不都合なことはない。
搬送板は金属板例えばステンレススチールの板とする。X線、オゾンによって変質しない。
【0031】
【発明の効果】
電子線によって食品食材を殺菌処理したいという場合、全面に電子線を当てることが不可能であったから、粒体表面のみの照射処理が必要な場合でも、粒体の裏面にも加速電子が届くよう従来は、高いエネルギーの電子線を当てて粒体を完全に透過するようにしていた。
【0032】
この発明は、振動コンベヤによって弾き上げて粒体を回転させ、気体によって粒体を巻き上げ回転させる、階段をこぼれ落ちることによって回転力を与える。回転転動擾乱揺動を起こさせる契機に満ちている。
【0033】
この発明により粒体を回転させながら照射できるので、粒体表面部に必要な加速エネルギーで電子線照射すれば良い。低エネルギーの加速器で照射ができる。低エネルギーの装置は高エネルギーの装置より安価であり小規模になる。また消費電力も少ない。だから照射コストを下げることができる。それに内部に電子線が入るとタンパク質や脂質が変質して風味が落ち商品価値が低下するものも多い。本発明は首尾よく表面だけに低エネルギー電子線を当てるから風味劣化、品質低下の恐れがない。どのような粒状食品にも適用する事ができる。つまり粒体内部への照射が望ましくない物にも照射可能となる。内部非照射の要件が満足されない限り食品には利用できないが本発明によってそれが可能となる。
【0034】
吹き付ける気体として、酸素を含まない窒素ガスなどを利用すれば、オゾンの発生が抑えられ、錆を抑える。それだけでなくオゾン臭が粒体に移る可能性がなくなる。意義ある発明である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電磁フィーダーの搬送板の平面図。
【図2】本発明の電磁フィーダーの断面図。
【図3】本発明の搬送板の階段部の一部平面図。
【図4】本発明の搬送板階段部での粒体の転動の状態を示す断面図。
【符号の説明】
1 搬送板
2 階段部
3 ダクト
4 粒体投入機構
5 走査管
6 粒体
7 横板
8 小孔
9 照射窓
10 枠
11 枠
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an industrial electron beam irradiation apparatus, a test electron beam irradiation apparatus, and the like. The electron beam irradiation apparatus is an apparatus that generates thermoelectrons from a filament in a vacuum, accelerates them with an accelerating electrode, emits them into the atmosphere through a window foil, and irradiates the workpiece with an electron beam. Used for cross-linking of polymers such as wire coating. It is also used for curing printed and paint films. It is also used to sterilize medical equipment. The acceleration energy ranges from several MeV to several hundred keV. The appropriate acceleration energy is determined by the object to be processed and the purpose. The system of the device changes depending on the energy.
[0002]
An apparatus that gives higher energy is called a scanning electron beam irradiation apparatus, and scans a thin beam in the left-right direction, that is, two-dimensionally. There is an electromagnetic coil for scanning, and the beam is moved left and right by a magnetic field. It may be swung not only from side to side but also back and forth. Since the beam swings to the left and right, the space for maintaining the vacuum is also formed by a triangular tube that extends downward. A triangular tube is called a scanning tube. The opening at the lower end of the scanning tube is called an irradiation window. The irradiation window is covered with a window foil that separates vacuum and air.
[0003]
The window foil is a thin foil of Ti and Al. Above the window foil is vacuum and below is atmospheric pressure. In the case where the energy boundary is about 300 keV and the acceleration energy is less than that, a non-scanning (area type) electron beam irradiation apparatus is often used. Thermal electrons are generated from a wide area filament over a wide area and accelerated between the filament and the anode. Since a beam with a large area is generated from the beginning, it is not necessary to scan. Since scanning is not performed, the distance from the filament to the irradiation window can be made short and compact.
[0004]
A closed space for irradiating an object to be processed with an electron beam is provided under the irradiation window in both the scanning type and the non-scanning type. Why is it a closed space? When an electron beam hits an object to be treated, it performs useful actions such as a crosslinking reaction, a bactericidal action, and a curing action. However, since a high-energy electron beam hits a substance, a large amount of X-rays are generated. It is necessary to block X-rays, which are harmful radiation, from leaking outside. For this purpose, a closed space is required. The irradiation chamber is made of thick concrete or a thick lead plate. Since the electron beam irradiation is performed in the space, it is not possible to carry the workpiece by hand.
[0005]
An automatic transport mechanism is required to bring the workpiece under the irradiation window and to carry it away. A transport mechanism such as a circular conveyor is provided inside the irradiation chamber. This is a transfer device that connects the entrance and exit of the irradiation chamber and passes directly under the irradiation window. The transport mechanism is bent up and down so as to pass through several metal plate openings. It is a device for preventing X-rays from leaking outside. X-rays should not go straight outside. Of course. Furthermore, the structure of the transfer mechanism and the irradiation chamber is devised so that it does not reach the outside unless it is reflected at least three times.
[0006]
[Prior art]
A transport device used to transport an object to be processed in the electron beam irradiation device is strongly affected by ozone and X-rays generated by the electron beam. Therefore, there are restrictions on the material and structure. As the material, stainless steel is often used which is not easily affected by ozone rust. Heated by the energy of the electron beam. It must be cooled to suppress the temperature rise. For this reason, stainless steel mesh conveyors and steel conveyors have been used to transport rubber and plate materials. And cooling air was blown in the vicinity of the irradiation window to cool the conveyor.
[0007]
In the above-mentioned items, electric wires, plate materials, rubber products, and tangible solids are to be processed. However, in recent years, attempts have been made to sterilize irregular shaped foods such as grains and spices with an electron beam. Foods and foods are usually not sterilized, but some imported foods, raw foods, foods that are stored for a long time, etc. need to be sterilized. Conventionally, sterilizing gases such as methyl bromide and ethylene oxide have been used for sterilizing granular foods such as grains and spices. Sterilize by sucking granular food with these gases. Food ingredients need only be sterilized on the surface. The surface can be sterilized by contact of these toxic gases with the surface. Gas sterilization, however, is toxic in itself and residual gases can adhere to food. Therefore, a safer sterilization method using an electron beam is attempted. This is still a trial and error situation. E-beam sterilization of food has not yet been put into practical use.
[0008]
There are various problems waiting to be solved for electron beam irradiation of granular foods. Here, the transport mechanism is a problem. The mesh conveyor cannot be used when the workpiece is granular. This is because the particles leak from the mesh. A steel conveyor or an electromagnetic feeder (vibration feeder) can be considered for conveying the particles. A steel conveyor is a circular conveyor of steel sheets with a smooth and flat surface. Since it is a thin plate, it can be easily folded and wrapped around the roller in the same way as a belt. The electromagnetic feeder advances the object to be processed by asymmetrically vibrating an oblique plate or a horizontal plate up and down. This is called an electromagnetic feeder because the substrate is vibrated by a motor or electromagnetic vibrator to carry the workpiece. It is also called a vibrating conveyor because it vibrates and sends.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In order to irradiate the particles with an electron beam, the particles need only be transported when irradiated with high acceleration energy that completely penetrates the particles. However, in the case of food sterilization, it is inappropriate for the electron beam to penetrate the granules. This is because when an electron beam passes through the inside, a chemical reaction is induced and the flavor may be lowered or altered. In the case of food ingredients, it is necessary to apply an electron beam thinly only to the particle surface. When irradiating with a low acceleration energy that does not completely pass through the grains, a portion that becomes a shadow of irradiation remains. The shadow part is not irradiated with an electron beam. However, it is not sterilized unless an electron beam is applied to the entire surface. The entire surface of the particles must be irradiated with an electron beam. It is necessary to perform irradiation while rotating the particles so that the entire surface is irradiated.
[0010]
However, none of such a transport mechanism has been realized yet. Several proposals have been made, but the situation is such as a sink that is short to the belt. Although it has not been realized, it also has the meaning of clarifying the problem of transporting food granules, so the prior art will be reviewed next.
[0011]
(1) Japanese Patent Laid-Open No. 10-215765 “Crystal sterilization method and grain rotation device used therefor” is a grain sterilization method in which a tray mounting table is placed on a vibrator and a shaker, and an electron beam irradiation device is provided thereon. Propose the device. Thinly put grains such as brown rice, wheat, red beans, and soybeans in the tray. The vibrator vibrates longitudinally and the shaker vibrates laterally. Wheat jumps, jumps, dances and plays. So the electron beam hits the whole surface. Electron beam energy is low. It is an electron beam with a low acceleration voltage of 160 kV to 230 kV. The process is completed in about 1 hour. Dozens of grams of grain can be sterilized by one treatment.
[0012]
(2) Japanese Patent Application No. 10-142873 “Electron Beam Irradiation Device” proposes an electron beam irradiation device in which grains are placed on a water-cooled flat-surface vibration conveyor and a weak electron beam is applied while being carried by vibration. ing. Vibratory conveyors have the ability to carry workpieces but also roll workpieces. Grain rolls by vibration, jumps up, falls down and moves in one direction. Because it jumps up, it rolls and rolls so that all surfaces hit the electron beam. The weak electron beam is used to hit only the grain surface. Sometimes called soft electrons.
[0013]
(3) Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-192362 “Powder Radiation Processing Device” proposes a device for sterilizing granular foods such as wheat flour and spices by radiation. Radiation means three types of radiation: γ-rays, X-rays, and electron beams. The object is exposed to radiation while carrying the object to be treated by gas. “Powder radiation chamber that is installed in a room surrounded by a shielding wall and blows gas from below to float the powder, and radiation irradiation device is provided opposite to the powder suspension chamber. Processing device. "
The powder is blown up by a strong wind and exposed to radiation in a floating state, so that all the grains are exposed to radiation.
[0014]
(4) Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-52201 “Powder Electron Beam Sterilizer” provides a slightly inclined tube part in a huge processing chamber with a thick concrete wall, and a perforated plate parallel to the axial direction in the middle of the tube part Air is blown from below, the powder workpiece is introduced from above the perforated plate, the workpiece is lifted with air, and the workpiece is carried obliquely downward and exposed to an electron beam from the side. ing. The object to be treated, which is carried along with a large amount of air, is separated from the air by a cyclone and only the powder is recovered. Because it soars with air, an electron beam hits the entire surface of the workpiece.
[0015]
(5) Japanese Patent Application No. 11-61327 “Electron Beam Irradiation Device, Electron Beam Irradiation Method, and Object to be Processed” has a porous plate extending in the horizontal direction at the lower and upper portions of the horizontal transfer space, and a vertical hole at the front end. A plate is provided, gas is blown up from the lower perforated plate, gas is blown down from the upper perforated plate, and gas is transported from the front perforated plate to transport the powder to be processed by gas. It is a skillful object that irradiates an electron beam while transporting gas. The gas from the front perforated plate gives the driving force. The gas blown up from the lower porous plate gives lift. The gas blown down from the upper perforated plate suppresses diffusion. It is a difficult mechanism that requires delicate balance. Since it is a gas transfer and does not use a conveyor, the problem of rotating and irradiating powder particles has been solved.
[0016]
(6) Japanese Patent Application No. 11-114312 “Electron Beam Irradiation Device and Granular Body Sterilization Method” transports grains by a vibrating conveyor having a large number of projections and depressions. The grain particles are flipped over and flipped by protrusions and bumps. There is a probability that all surfaces face upward, and the entire surface is thinly irradiated with an electron beam, so that the surface can be sterilized.
We have glanced at various technologies that have been proposed so far. An object of the present invention is to provide a transport mechanism in which electron beam irradiation is equally performed on the entire surface of a granule. That is, it is an object of the present invention to provide a transport mechanism that turns a granular material so that the entire surface faces the electron beam irradiation direction.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The present invention utilizes a vibrating conveyor (electromagnetic feeder) for conveying the particles. The transport plate has a staircase with a small hole in part or in whole, a blowout gas duct is provided on the back side of the staircase, the gas is blown from the small hole, the staircase is vibrated, and the particles are rotated and jumped in one direction. It is designed to be transported.
[0018]
That is, the transport mechanism of the present invention is
(1) Use an electromagnetic feeder that moves the object to be processed by vibrating the conveying plate;
(2) A staircase was provided in part or all of the transport plate directly under the irradiation window.
(3) The staircase is provided with a duct for blowing gas,
(4) The staircase has a feature that a small hole is formed so that the gas from the blowing gas duct is blown out from the small hole.
[0019]
Since it is a granule, it can be transported by a flat and smooth conveyor, but in that case, the electron beam hits only one side. In order to irradiate an electron beam on the entire surface of the particle, the particle must be rolled and rotated. It is more suitable to use a vibrating conveyor than a circular conveyor that moves quietly for rolling particles. Since it does not rotate easily by itself, an attempt is made to provide an opportunity for rotation by providing a staircase on the transport plate and rolling it down. It is possible that the direction does not change just by falling down the stairs. Therefore, gas is blown out from the staircase so that the particles rise. That is, the present invention uses three different means to rotate the granules. There are three types: wind-up by wind, rolling by stairs, and spring-up by vibrating conveyor. Any shape of particles can be directed once in the direction of the electron beam by soaring, flipping up, or rolling.
[0020]
The position of the stairs on the transport plate should include the area directly under the irradiation window. Since it receives an electron beam directly under the irradiation window, it only needs to rotate here. Of course, there may be stairs on the entire transport plate. The duct is provided directly under the transport plate. From here, the blowing gas is guided to the staircase small hole. Since the vibratory conveyor does not substantially move, a duct can be provided. The depth of one step of the stairs is, for example, about 0.5 to 2 cm (preferably about 1 cm), and the height is about 2 mm to 1 cm. The small holes may be slit-shaped. In the case of a slit shape, the width is about 0.5 mm and the length is about 20 mm to 30 mm.
[0021]
The transport plate may be horizontal, but can be inclined to facilitate advancement. The inclination angle is about 5 to 10 degrees. Even in the horizontal direction, it is possible to advance the particles with vibration asymmetry.
[0022]
The objects to be processed are granular food ingredients such as wheat, rice, barley, spices and pepper. The electron beam energy is a low energy of 100 keV to 200 keV. This is because only the surface is sterilized and does not enter the interior. Low energy electron beam irradiation devices are cheaper and more convenient.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of an electron beam irradiation apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of a conveyance plate portion of an electromagnetic feeder (vibrating conveyor). FIG. 2 is a longitudinal sectional view thereof. The conveyance plate 1 has a stepped portion 2 in part. The staircase portion may be the whole or a part of the transport plate, but the staircase portion 2 is always present immediately below the irradiation window 9 of the electron beam irradiation apparatus. The depth of one step of the stairs is about 1 cm and the height is about 2 mm to 10 mm. It is not necessary for the horizontal plate 7 to be always horizontal.
[0024]
A blowout gas duct 3 is provided immediately behind the staircase 2. At the start end of the transport plate 1, a granule input mechanism 4 that inputs the particles 6 onto the transport plate 1 is provided. In this example, only a part of the scanning tube 5 of the scanning electron beam irradiation apparatus is illustrated. Actually, there are a high-voltage power source, an acceleration tube, a filament, a scanning coil, a scanning tube, an irradiation chamber, etc., but they are omitted. The lower end of the scanning tube 5 is an irradiation window 9. The present invention can also be applied to an area type electron beam irradiation apparatus instead of a scanning type. Since it is better to use a low energy electron beam, it can be said that it is more suitable for an area type electron beam irradiation apparatus.
[0025]
A small hole 8 is formed in a part of the horizontal plate 7 of the staircase portion 2 of the conveying plate 1. The small hole 8 may be a slit or a round hole. The duct is provided with a hose for guiding gas here, but the illustration is omitted here. The blowing gas is nitrogen or a rare gas. The gas guided to the duct 3 is blown out from the small hole 8 to above the stepped portion 2. The conveyance plate 1 has frames 10 and 10 on both sides and a frame 11 on the upstream side. Since the particles are transported, they are surrounded by a frame so that they do not spill from the back or side.
[0026]
FIG. 3 shows a staircase having slits 8 formed in a staggered manner. The slit length is about 20 mm to 30 mm, and the width is about 0.5 mm to 1 mm. The particles are soared by the wind blowing from here. Since it is an electromagnetic feeder, there are a motor and a vibration mechanism under the conveying plate 1, and asymmetric vibration having an amplitude in the front oblique direction is given to the conveying plate 1. Even if the conveying plate 1 is horizontal, the particles can be advanced by asymmetric vibration. In order to increase the transport speed, the transport plate 1 may be tilted forward as shown in FIG. The granular material 6 can roll on an inclined surface. The forward tilt angle θ is about 5 to 10 degrees. As described above, it may be 0 degree. Of course, the angle may be 0 to 5 degrees, but if it is such a low inclination, the forward effect by the inclination is small. An appropriate angle of θ can be selected depending on the type of grain.
[0027]
These transport mechanisms are inside X-ray shielding walls and containers, but the walls and containers are not shown. A granule 6 which is an object to be processed such as a food ingredient is guided to a granule input mechanism 4 at one end of an irradiation chamber (not shown). The granule 6 slides down here and falls to the start end of the conveying plate 1 in the irradiation chamber. Since the electromagnetic feeder generates a vibration having an amplitude in the front oblique direction, the granular material (particles) 6 travels leftward on the conveying plate 1. The particles are pushed up on the inclined surface and move while rolling. In the staircase portion 2, the granule 6 rotates as it falls down the step. The particles are swollen by the wind force blown from the small holes 8 in the horizontal plate 7. Rotate by soaring. The gas also has an effect of cooling the conveying plate in addition to the rotation of the particles.
[0028]
That is, in the staircase, the particles rotate by three different triggers.
1. It is picked up and rotated by vibration from a vibrating conveyor,
2. Rotating by spilling down the stairs,
3. It is blown up by gas, soars and rotates.
Thus, the novel device of the present invention exists where the particles are rotated by three means.
[0029]
There is an irradiation window 9 of the electron beam irradiation device immediately above the staircase portion 2. Here, the granular object is subjected to electron beam irradiation. A weak electron beam of about 100 keV to 300 keV hits only the surface, but the particles are soared, rolled, and spilled, so that they are rotated so that they rotate and hit the entire surface. In the case of sterilization of food, only the surface needs to be sterilized. In the case of electron beam sterilization, it is difficult to irradiate only the surface with an electron beam, but here, rotational force is given by three means.
[0030]
As shown in FIG. 4, the particles are blown and rolled up and pass directly under the irradiated part, so that the electron beam hits all surfaces. There is no inconvenience that an electron beam hits only one side of a grain.
The conveying plate is a metal plate such as a stainless steel plate. It is not altered by X-rays or ozone.
[0031]
【The invention's effect】
If you want to sterilize food ingredients with an electron beam, it is impossible to irradiate the entire surface with an electron beam, so even if only the particle surface needs to be irradiated, accelerated electrons will reach the back of the particle. Conventionally, a high energy electron beam was applied to completely pass through the particles.
[0032]
The present invention applies rotational force by spilling down a staircase, which is spun up by a vibrating conveyor to rotate the particles and rolls up and rotates the particles with gas. It is full of opportunities to cause rotational rolling disturbance fluctuation.
[0033]
Since irradiation can be performed while rotating the particles according to the present invention, the surface of the particles may be irradiated with an electron beam with the necessary acceleration energy. Irradiation is possible with a low energy accelerator. Low energy devices are cheaper and smaller than high energy devices. In addition, power consumption is low. Therefore, the irradiation cost can be reduced. In addition, when an electron beam enters inside, many proteins and lipids are altered and the flavor is lowered, resulting in a decrease in commercial value. Since the present invention successfully applies a low energy electron beam only to the surface, there is no risk of flavor deterioration and quality deterioration. It can be applied to any granular food. In other words, it is possible to irradiate an object for which irradiation inside the granule is not desirable. Although not applicable to foods unless the requirement of internal non-irradiation is met, this is possible with the present invention.
[0034]
If nitrogen gas that does not contain oxygen is used as the gas to be blown, the generation of ozone is suppressed and rust is suppressed. Not only that, but there is no possibility of the ozone smell moving into the particles. It is a meaningful invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a conveyance plate of an electromagnetic feeder according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the electromagnetic feeder of the present invention.
FIG. 3 is a partial plan view of a staircase portion of a transport plate according to the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a rolling state of a granular material at a conveying plate staircase according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Conveyance plate 2 Staircase 3 Duct 4 Granule throwing mechanism 5 Scanning tube 6 Granule 7 Horizontal plate 8 Small hole 9 Irradiation window 10 Frame 11 Frame

Claims (1)

真空中で熱電子を発生し加速し被処理物を搬送機構によって搬送しつつ搬送物に電子線を照射する電子線照射装置において、被処理物が粒体であって、搬送機構を振動フィーダーとし、振動フィーダーの搬送板の一部又は全体に小孔を有する階段部を形成し、階段部の下部には吹き出し気体用ダクトを設け、搬送板を振動させて粒体を転がしながら前進させ、階段を転げ落ちることによって粒体を回転させ、階段小孔から吹き上げる気体によって粒体を舞い上げて回転させ、回転している粒体被処理物に電子線を照射するようにしたことを特徴とする電子線照射装置における粒体搬送機構。In an electron beam irradiation apparatus that generates and accelerates thermoelectrons in a vacuum and transports an object to be processed by a transport mechanism while irradiating the object with an electron beam, the object to be processed is a granule, and the transport mechanism is a vibration feeder. A step part having a small hole is formed in a part or the whole of the conveying plate of the vibration feeder, a duct for blowing gas is provided at the lower part of the step part, and the conveying plate is vibrated to advance the particles while rolling the stairs. Electrons characterized in that the particles are rotated by rolling down the particles, the particles are swirled and rotated by the gas blown from the staircase hole, and the rotating particle object is irradiated with an electron beam. Particle transport mechanism in a beam irradiation device.
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