JP7143428B2 - 粒子状の物品を低温殺菌および／または滅菌する装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子線を用いて粒子状の物品を低温殺菌および／または滅菌する装置および方法に関する。

ここおよび以下では、とりわけ粒体および／または薄片から成る物品を粒子状と呼び、この場合、粒子は例えば球状、板状の形状または角張った形状を有していてよい。粉砕された粒子であってもよい。低温殺菌および／または滅菌により、例えば微生物を少なくとも大部分は死滅させるか、または無害化することができる。特に、有害な微生物の削減が少なくとも１オーダ、好適には少なくとも５オーダ、特に好適には少なくとも７オーダだけ達成され得る。

請求項１の上位概念に記載の装置は、例えば欧州特許第１０８０６２３号明細書から公知である。この装置は、種物を個別化して透明カーテンを形成することができる振動コンベヤを有している。次いでこのカーテンは、電子加速器により形成された、例えば種物を滅菌することができる電子場を通される。種物を電子加速器の出射窓から遮断するためには、格子が使用される。

米国特許第５８０１３８７号明細書からは、請求項１の上位概念に記載の別の装置が公知である。この発明による構成では、粒子状の物品が振動コンベヤにより水平空気流中に供給され、次いで電子線に晒される。処理ゾーンは、窓を備えた電子線源に対向して隔離されている。

欧州特許第０７０５５３１号明細書から公知の別の装置は、種物を調量装置（詳述せず）により処理室内へ導入し、種物は処理室内で垂直に電子線を通り落下する。線出射窓の冷却には、流入部および流出部を備えたノズルシステムを介して線出射窓の傍らを通過案内される冷却ガスが用いられる。

粒子状の物品を低温殺菌および／または滅菌する別の装置および方法が、本出願人のＰＣＴ国際特許出願である欧州特許出願第２０１７０７０８４２号明細書に開示されている。この装置は、電子線を発生させる少なくとも１つの電子源および物品を電子線により低温殺菌可能かつ／または滅菌可能な処理ゾーンを有している。

ＰＣＴ国際特許出願である欧州特許出願第２０１７０７０８４２号明細書に開示された装置は、処理ゾーンの領域に物品通路を有しており、物品通路内で物品は電子線により低温殺菌可能かつ／または滅菌可能である。この装置は、流体が通流可能な少なくとも１つの副通路を有しており、副通路は、電子源と物品通路との間に少なくとも部分的に延在しておりかつ物品通路から流体密に分離されている。副通路を通流する流体は、電子源および特に電子源の出射窓を冷却するために使用され得る。

電子源の出射窓の傍らに冷却流体が通過案内されると、とりわけ窓を包囲する空気ひいては出射窓も間接的に冷却される。つまり冷却は間接的に行われ、出射窓の周囲の流れ特性に左右される。

ＰＣＴ国際特許出願である欧州特許出願第２０１７０７０８４２号明細書にはさらに、電子源と物品通路との間に配置されており、電子線に対し少なくとも部分的に透過性の防護シートが記載されている。好適には、この防護シートは物品通路を副通路から隔離する。同様に好適には、副通路は、電子源と防護シートとの間に少なくとも部分的に配置されている。

つまり、副通路内の流体は防護シートの冷却に用いられるが、装置の運転に際して電子線に晒され、これにより加熱される場合がある。

さらに、粒子状の物品を低温殺菌および／または滅菌する装置に挿入するカセットが開示されている。

本発明の課題は、従来技術から周知の欠点を克服することにある。特に、出射窓の確実で直接的かつ／または可能な限り均一な冷却を可能にする装置および方法を提供しようとするものである。

この課題は、粒子状の物品を低温殺菌および／または滅菌する装置により解決される。この場合、「低温殺菌」もしくは「低温殺菌する」とは特に、５ｌｏｇ、好適には６ｌｏｇ、特に好適には７ｌｏｇ以上の細菌数の減少を意味する。「滅菌」もしくは「滅菌する」とは特に、完全な除菌を意味する。

当該装置は、電子線を発生させる少なくとも１つの電子源を有している。

少なくとも１つの電子源は、自体公知であってよい。当該装置は、１つまたは複数の電子源を有していてよい。複数の電子源が存在する場合、これらの電子源は互いに対向して位置しているか、または物品の流れ方向に対して相前後して配置されていてよい。

当該装置はさらに、電子線により物品を低温殺菌可能かつ／または滅菌可能な処理ゾーンを有している。

物品は、特に自由落下中に低温殺菌可能かつ／または滅菌可能である。物品の個々の粒子の飛行軌道が粒子の速度、粒子に作用する重力および場合により物品を包囲しているプロセスガスのみにより決定される場合に、物品は「自由落下中」であると言う。特に、物品の粒子は、所定の面上を滑って処理ゾーンを通るわけではない。プロセスガスは、例えば空気であってよい。ただしプロセスガスとして、オゾン形成を防ぐ、例えば窒素等のガスを使用することも考えられる。

さらに、当該装置が複数の処理ゾーンを有していることも、本発明の枠内で考えられる。このようにして、より効率的な低温殺菌および／または滅菌が達成され得る。択一的に、物品は同一の処理ゾーンを複数回通り、案内されてもよい。

当該装置は、処理ゾーンの領域内に配置された物品通路を有しており、物品通路内では、電子線により物品を低温殺菌可能かつ／または滅菌可能である。

電子線により、物品自体を処理するだけではなく、場合により物品を包囲し得るプロセスガスおよび／または物品と共に流動する、例えば埃等の別の粒子も処理することができる。

当該装置は、電子源と物品通路との間に配置された面状の防護部材を有している。防護部材は、電子線に対して少なくとも部分的に透過性になっている。防護部材は、特に金属、好適にはチタンを含んでおり、好適には金属から成っている。

防護部材は、物品が電子源に流入することを防ぎ、電子源、特にそれ自体は薄い、相応に傷付きやすいシートにより被覆された、電子源の出射窓を防護する。

本発明に基づき、当該装置は、防護部材を保持しかつ冷却流体が通流可能な中空室を備えた保持フレームを有している。

保持部は、防護部材と保持フレームとの間に、良好な熱伝導率を可能にする結合部が生じるように形成されている。防護部材は保持フレームと、特に直接に接触している。

防護部材は、保持フレーム内に締め込まれていてよいか、保持フレーム内に緊締されていてよいか、保持フレームに接着または溶接されていてよい。

好適には、保持フレームは当該装置に取外し可能に取り付けられており、これにより、防護部材を交換するために保持フレームを取り出すことができると共に、場合により、同様に交換することもできるようになっている。

特に防護部材が防護シートである場合には、圧力測定により、防護部材が損傷されていないかどうかを確認することができる。

保持フレームは、防護部材を少なくとも部分的に包囲している。好適には、保持フレームは防護部材の周の大部分を包囲しており、これにより、可能な限り均一に分散された熱交換が周にわたって可能になる。

中空室は、保持フレームに接してまたは保持フレームを通して冷却流体、つまり冷却ガスまたは冷却液を案内するために用いられる。中空室は、冷却流体と保持フレームとの間に良好な熱接触を生ぜしめることができるように配置されている。

保持フレームは、電子線内に位置しないように配置されていてよい。つまり、冷却流体は電子線の傍らを通過案内されるようになっており、これにより電子線に直接に晒されることはなく、直接に加熱されることもない。

好適には、保持フレームは、電子線に対して全くまたは極僅かにしか透過性でない材料から成っている。

冷却流体としては、プロセスガスを用いることができる。

中空室は、好適には処理ゾーンから流体密に分離されている。この場合、流体密に分離とは、流体が中空室から物品通路内へ流入する恐れも、物品および場合により物品を包囲し得るプロセスガスが物品通路から中空室内へ流入する恐れもない、ということを意味する。この場合、冷却流体は自由に選択可能であり、物品に合わせる必要はない。

中空室は、好適には少なくとも１つの流入部および少なくとも１つの流出部を除き、例えば管として、つまり保持フレームにより完全に包囲されていてよい実質的に筒状の中空体として、閉じられて形成されている。

中空室は、保持フレームに接触している管内に形成されていてもよい。

保持フレームを通流する冷却流体は、好適には防護部材と接触することはない。つまり、防護部材が振動させられる危険は生じないため、防護部材は、液体と、高速搬送される冷却流体とにより冷却され得る。高速搬送される冷却流体は、熱を素早く導出することができる。

好適には、中空室は、冷却流体が通流する冷却回路の一部であり、冷却回路内で、冷却流体は特に再冷却される。

当該装置は、冷却流体を防護部材および／または電子源に向かって圧送する少なくとも１つのポンプを有していてよい。

中空室は、周辺環境に対して部分的に開放されていてよい。中空室は、保持フレーム内に溝として形成されていてよい。

中空室は、例えば冷却流体を、各保持フレームおよび／または保持フレームの傍らを通過させて案内する、複数の案内薄板から形成されていてもよい。

冷却流体により、保持フレームは温度調整される。これにより、防護部材が冷却される。冷却は、流れ特性とは無関係に行われる。保持フレームと防護部材との間に良好な熱接触が保証されていると、冷却流体は中空室内で短い距離を進んでよく、ひいては冷却が迅速かつ効率的に行われる。

防護部材は、格子として形成されていてよく、好適には、防護部材は電子源に安全性をもたらすと共に比較的クリーニングし易い防護シートとして形成されている。

防護シートは、好適には例えばチタン、アルミニウム、金、銀または銅等の金属から成っている。金属は、合金であってもよい。いくつかの用途では、防護シートがコーティングされていてもよい。択一的に、防護シートはプラスチックから成ることも、本発明の枠内で考えられる。

保持フレームの冷却は、一方では防護部材の冷却を生ぜしめる。同時に、防護部材が他の方法で、例えば副通路を介して冷却される場合には、保持フレームが防護部材に熱を再供給する蓄熱体として働く、ということが防止される。

保持フレームの冷却は、好適には２００℃未満に保たれるべき保持フレームの表面冷却に役立ち、これにより、埃の自己発火のリスクを回避すると共に、埃の堆積を減少させることができる。

良好に冷却可能な防護部材は、防護部材を包囲する空間も共に冷却することができる。防護部材の耐用年数は、冷却により延長される。

本発明の１つの有利な改良では、当該装置は、流体が通流可能な少なくとも１つの副通路を有しており、副通路は、電子源と物品通路との間に少なくとも部分的に延在しておりかつ物品通路から流体密に分離されている。

副通路を通流する流体は、電子源および特に電子源の出射窓を冷却するために使用され得る。

択一的または追加的に、流体は、電子線に基づき生じるオゾンを導出するために使用され得る。前記冷却も、副通路からのオゾンの前記導出も、物品通路内の流体流に影響を及ぼすことはない。

この場合、流体密に分離とは、流体が副通路から物品通路内へ流入する恐れも、物品および場合により物品を包囲し得るプロセスガスが物品通路から副通路内へ流入する恐れもない、ということを意味する。これにより、物品による電子源、特に電子源の出射窓の損傷または汚染が防止される。流体は、液体または例えば空気等の気体であってよい。

中空室と副通路も、流体密に分離されていてよい。ただし、流体接続が生じていてもよく、これにより、副通路を通流する冷却流体は、中空室をも通流することになる。

特に、防護部材は物品通路を副通路から隔離する。この場合、副通路を通流する流体は、防護部材と接触することになり、防護部材の追加的な冷却に役立つことができる。

択一的または追加的に、副通路は、電子源と防護部材との間に少なくとも部分的に配置されていてよい。この場合、副通路を通流する流体は、一方では電子源の周囲ひいては電子源を冷却することができ、他方では防護部材の冷却に寄与することができる。

当該装置の１つの有利な改良では、防護部材、特に防護シートは、少なくとも１つの厚肉部を有している。好適には、防護部材は複数の厚肉部を有している。

厚肉部は、防護部材の主平面に沿って、物品流れ方向に対して実質的に垂直に延在している。

厚肉部は、防護部材が角の尖った物品の衝突にも耐えるように、防護部材を安定させる。

厚肉部はさらに、処理窓を規定するため、つまりより正確には、物品が電子線により低温殺菌および／または滅菌される処理ゾーンの領域を確定するために用いられてよい。

厚肉部を備えた防護シートは、シートおよび格子の利点を統合したものである。

当該装置は、電子源用および防護部材用の別個の冷却回路を有していてよく、冷却回路はそれぞれ、冷却流体を冷却するための冷却装置を有している。

有利には、当該装置は、互いに接続された２つの冷却回路を備えた１つの冷却装置を有しており、この場合、冷却流体は、第１の冷却回路を介して保持フレームに供給可能でありかつ第２の冷却回路を介して電子源に供給可能である。

特に良好な冷却は、当該装置が、防護部材をさらに冷却するために防護部材に向けられた少なくとも１つのファンを有している場合に達成され得る。

ファンにより移動させられる冷却ガスは、ファンから防護部材へ直接に案内されるか、または例えば副通路を介して防護部材へ案内されてよい。

特に有利には、当該装置は、カセットを収容するためのカセット収容部を有しており、この場合、カセットは少なくとも部分的に、物品通路および特に少なくとも１つの副通路を画定している。カセットには、保持フレームまたは保持フレーム用の取付け部が含まれていてよい。保持フレームは、カセットに取外し可能に取り付けられてよいかまたは取付け可能であってよい。

好適には、２つの防護部材用の保持フレームは、カセットに統合された構成部材でありかつ／またはカセットと一体に形成されている。

特に有利には、カセットには、物品通路全体が含まれており、カセットは特に、対向して位置する２つの防護部材用の保持フレームを有している。処理ゾーンは全体が、例えば保守または洗浄目的で取外し可能および／または交換可能である。

カセットは、好適には中空室を有しており、中空室は、連続する管として形成されておりかつ２つの防護部材およびカセットの冷却に用いられる。

カセット内には、防護部材がまだ損傷されていないかどうかを確認することができる圧力測定装置が配置されていてよい。

さらに有利には、電子源は、カセットから離反する方向に可動であるように、カセット収容部に対して相対的に可動に、特に旋回可能かつ／または移動可能に配置されている。このことは、カセットへのアプローチひいては防護部材へのアプローチをも簡単にする。その結果、防護部材が物品により汚染または損傷された場合には、防護部材をより容易に交換することができる。このためには、防護部材を例えば保持フレームと共にカセットから取り外す。

カセットは、好適には当該装置のカセット収容部内へ、物品流れ方向に対して横方向に挿入可能である。このために当該装置のカセット収容部は、カセットが滑動するようになっておりかつシールが設けられたガイドを備えたフレームを有していてよい。

カセットは、有利には中空室を冷却回路に接続するための接続管片を有している。

カセットには、有利には冷却回路に接続するための流体コネクタが装備されている。

本発明の別の態様は、電子線を発生させる少なくとも１つの電子源を有する、粒子状の物品を低温殺菌および／または滅菌する装置のカセット収容部内に挿入するカセットに関する。特に、上述した装置のことであってもよい。カセットは、当該装置の物品通路と、特に少なくとも１つの副通路とを少なくとも部分的に画定する画定面を有している。カセットは、防護部材用の少なくとも１つの保持フレームまたは少なくとも１つの保持フレーム用の取付け部を有している。カセットは、好適には上述したように形成されている。

カセットは、当該装置が処理ゾーンの領域に、内部で物品を電子線により低温殺菌可能および／または滅菌可能な物品通路を有しており、かつ当該装置が特に、電子源と物品通路との間に少なくとも部分的に延在しかつ物品通路から流体密に分離されている、流体が通流可能な少なくとも１つの副通路を有するように、カセット収容部に挿入可能である。この場合、カセットの画定面は、物品通路および特に少なくとも１つの副通路を少なくとも部分的に画定する。

本発明には、カセット収容部と、カセット収容部に挿入された、上述したようなカセットとを備えた、上述したような装置も含まれる。

この場合、物品は処理ゾーンの領域内で物品通路を通流し、物品通路内で物品は電子線により低温殺菌および／または滅菌されることになる。

この独立的な態様では、流体が、中空室と、特に少なくとも１つの副通路とを通流するようになっており、副通路は、電子源と物品通路との間に少なくとも部分的に延在しておりかつ物品通路から流体密に分離されている。既述のように、液体または気体であってよい前記流体により、電子線に基づき生じたオゾンを導出することができる。

択一的または追加的に、流体は、例えば接続された冷却回路内でまたは副通路の通流時に、電子源、特に出射窓を冷却するためにも使用され得る。

流体は、物品の流れ方向に対して平行にまたは反対方向に、副通路を通流してよい。流体としては、オゾン形成を防ぐ、例えば窒素等の気体が使用される。

副通路および／または中空室を通流する流体は、物品通路内を流れるプロセスガスと同じであってよいか、または異なっていてよい。ただし、流体の別の流れ方向も同様に、本発明の枠内で考えられる。

本願の枠内で、「下流側」および「上流側」という用語は、当該装置を規定通りに作動させた場合の、粒子状の物品の流れ方向に関する。したがって、当該装置が規定通りに作動している場合に物品が第２のユニットの後で第１のユニットを通過する場合には、第１のユニットを第２のユニットの下流側と言う。同様に、当該装置が規定通りに作動している場合に物品が第２のユニットの前に第１のユニットを通過する場合には、第１のユニットを第２のユニットの上流側と言う。

当該装置は、冒頭で既に述べた、本出願人のＰＣＴ国際特許出願である欧州特許出願第２０１７０７０８４２号明細書に開示された、以下の１つまたは複数の特徴を有していてもよい。

Ｉ． 粒子状の物品を低温殺菌および／または滅菌する装置であって、
－物品を搬送しかつ個別化するために励振可能な、好適には実質的に水平方向に向けられた第１の振動面と、
－電子線を発生させる少なくとも１つの電子源と、
－第１の振動面の下流側に配置されており、物品を特に自由落下中に電子線により低温殺菌可能かつ／または滅菌可能な処理ゾーンと
を有しており、
第１の振動面は複数の溝を有しており、溝内で物品を搬送可能でありかつ溝により物品を個別化可能である。

ＩＩ． 特徴コンビネーションＩ記載の装置において、当該装置は、第１の振動面の下流側および処理ゾーンの上流側に、傾斜した滑落面を有しており、滑落面は、物品が滑落面上で処理ゾーンに向かって滑落することができるように形成されかつ配置されている。

ＩＩＩ． 特徴コンビネーションＩＩ記載の装置において、滑落面は、少なくとも１つの溝、好適には複数の溝を有しており、溝は、物品が溝内で滑落しかつ個別化され得るように形成されかつ配置されている。

ＩＶ． 特徴コンビネーションＩＩおよびＩＩＩ記載の装置において、滑落面は、水平線に対して４５°～８５°、好適には５５°～７５°、特に好適には６０°～７０°の範囲内の角度で下方に向かって傾斜させられている。

Ｖ． 特徴コンビネーションＩからＩＶまでのいずれか１つに記載の装置において、当該装置は、第１の振動面の下流側および処理ゾーンの上流側、特に滑落面の上流側に、変向面を有しており、変向面は、物品が変向面上で変向され、第１の振動面から滑落面にかつ／または処理ゾーンに向かって滑落することができるように形成されかつ配置されている。

ＶＩ． 特徴コンビネーションＶ記載の装置において、変向面は、少なくとも１つの溝、好適には複数の溝を有しており、溝は、物品が溝内で滑落し得るように形成されかつ配置されている。

ＶＩＩ． 特徴コンビネーションＩからＶＩまでのいずれか１つに記載の装置において、当該装置は、第１の振動面の上流側に、実質的に平らな、かつ好適には実質的に水平方向に向けられた、励振可能な第２の振動面を有している。

ＶＩＩＩ． 粒子状の物品を低温殺菌および／または滅菌する装置であって、
－電子線を発生させる少なくとも１つの電子源と、
－物品を特に自由落下中に電子線により低温殺菌可能かつ／または滅菌可能な処理ゾーンと
を有しており、
特に特徴コンビネーションＩからＶＩＩまでのいずれか１つに記載の装置は、処理ゾーンの領域に物品通路を有しており、物品通路内で物品は電子線により低温殺菌可能かつ／または滅菌可能であり、
当該装置は、流体が通流可能な少なくとも１つの副通路を有しており、副通路は、電子源と物品通路との間に少なくとも部分的に延びておりかつ物品通路から流体密に分離されている。

ＩＸ． 特徴コンビネーションＸＩＩＩに記載の装置において、電子源と物品通路との間には、電子線に対して少なくとも部分的に透過性でありかつ特に金属から、好適にはチタンから成る防護シートが配置されている。

Ｘ． 特徴コンビネーションＩＸに記載の装置において、防護シートは、物品通路を副通路から隔離している。

ＸＩ． 特徴コンビネーションＩＸまたはＸに記載の装置において、副通路は、電子源と防護シートとの間に少なくとも部分的に配置されている。

ＸＩＩ． 特徴コンビネーションＩＸからＸＩまでのいずれか１つに記載の装置において、当該装置は、カセットを収容するためのカセット収容部を有しており、カセットは、物品通路および少なくとも１つの副通路を少なくとも部分的に画定していると共に、防護シートを収容するためのシート収容部を有しており、電子源は、カセットから離反する方向に可動であるように、カセット収容部に対して相対的に可動に、特に旋回可能かつ／または移動可能に配置されている。

ＸＩＩＩ． 特徴コンビネーションＸＩＩに記載の装置において、カセットは、カセット収容部に挿入されており、カセット収容部は、物品通路および少なくとも１つの副通路を少なくとも部分的に画定しておりかつ防護シートを収容するシート収容部を有している。

ＸＩＶ． 特徴コンビネーションＩからＸＩＩＩまでのいずれか１つに記載の装置において、当該装置は、処理ゾーンの下流側に、物品を包囲するプロセスガスを吸い取るための吸取り装置を有している。

ＸＶ． 特徴コンビネーションＩからＸＩＶまでのいずれか１つに記載の装置において、当該装置は処理ゾーンの下流側に、測定ユニットおよび放出ユニットを含む選別装置を有しており、測定ユニットおよび放出ユニットは、物品の個々の粒子が測定ユニットにより測定された粒子の少なくとも１つの特性に基づき放出ユニットにより放出可能であるように形成されている。

ＸＶＩ． 特徴コンビネーションＩからＸＶまでのいずれか１つに記載の装置において、当該装置は、物品に洗浄ガスを吹き付けるために処理ゾーンの下流側に配置された、少なくとも１つのガス出口開口を有している。

物品は例えば、例えばダイズ等の穀物、朝食用シリアル、スナック、例えばドライココナッツ等のナッツ、アーモンド、ピーナッツバター、カカオ豆、チョコレート、チョコレート液、チョコレートパウダー、チョコレートチップ、カカオ製品、豆果、コーヒー、例えばパンプキンシード等の種子、スパイス（例えば特にスライスしたターメリック等）、ブレンド茶、ドライフルーツ、ピスタチオ、ドライプロテイン製品、ベーカリー製品、砂糖、ジャガイモ製品、麺類、ベビーフード、乾燥卵製品、例えばダイズ豆等のダイズ製品、増粘剤、酵母、酵母エキス、ゼラチンまたは酵素等の食品であってよい。

択一的に、物品は、反芻動物、家禽、水生動物（特に魚）または家畜用の例えばペレット、飼料または混合飼料等のペットフードであってもよい。

しかしまた同様に、物品は例えば、例えば薄片またはペレットの形態の、例えばＰＥＴ等のプラスチックであることも、本発明の枠内で考えられる。

前記課題はさらに、上述したような装置を用いて粒子状の物品を低温殺菌および／または滅菌する方法により解決される。この方法には以下のステップが含まれる。

電子源により電子線を発生させるステップ。特に自由落下する物品を、処理ゾーン内で電子線により低温殺菌および／または滅菌するステップ。防護部材を冷却するために、冷却流体を、保持フレームの中空室を通して案内するステップ。

冷却流体は中空室内への流入時に、１５℃～４３℃の範囲内の、好適には２５℃の温度を有していてよい。とりわけ防護部材における凝縮を回避するために、温度は１５℃を上回っていることが望ましい。流出時の温度は、３０℃～５０℃の範囲内であり、好適には３６℃である。

有利には、冷却流体は２～６ｌ／ｍｉｎの範囲内、好適には４ｌ／ｍｉｎの体積流量でもって中空室を通されて案内される。

冷却流体は、特に空気、窒素または水であってよい。

当該方法はさらに、冒頭で既に述べた、本出願人のＰＣＴ国際特許出願である欧州特許出願第２０１７０７０８４２号明細書に開示された、以下の１つまたは複数の特徴を有していてよい。

ＸＶＩＩ． 粒子状の物品を、特に上で開示したような装置を用いて低温殺菌および／または滅菌する方法であって、以下のステップ、すなわち：
ａ）励振させられ、かつ物品が搬送されると共に個別化される複数の溝を有する、好適には実質的に水平方向に向けられた第１の振動面を介して物品を搬送しかつ個別化するステップ、
ｂ）電子線を発生させるステップ、
ｃ）処理ゾーン内で電子線により、特に自由落下中の物品を低温殺菌および／または滅菌するステップ
を含む。

ＸＶＩＩＩ． 粒子状の物品を、特に上で開示したような装置を用いて低温殺菌および／または滅菌する方法であって、以下のステップ、すなわち：
ｂ）電子線を発生させるステップ、
ｃ）処理ゾーン内で電子線により、特に自由落下中の物品を低温殺菌および／または滅菌するステップ
を含み、
特に特徴コンビネーションＸＶＩＩに記載の方法では、
物品は処理ゾーンの領域内で物品通路を通流し、物品通路内で物品は電子線により低温殺菌および／または滅菌され、
流体が、電子源と物品通路との間に少なくとも部分的に延びておりかつ物品通路から流体密に分離された少なくとも１つの副通路を通流することを特徴とする。

ＸＩＸ． 特徴コンビネーションＸＶＩＩＩに記載の方法において、防護シートは、物品通路を副通路から隔離している。

ＸＸ． 特徴コンビネーションＸＶＩＩＩまたはＸＩＸに記載の方法において、副通路は、電子源と防護シートとの間に少なくとも部分的に配置されている。

ＸＸＩ． 特徴コンビネーションＸＶＩＩからＸＸまでのいずれか１つに記載の方法において、物品を包囲するプロセスガスは、低温殺菌および／または滅菌後に、特に低温殺菌および／または滅菌中の物品の速度の１～３倍、好適には１～１．５倍の吸取り速度で吸い取られる。

以下に、本発明を複数の実施例および複数の図面に基づき、より詳しく説明する。同じ機能を有する要素には、それぞれ同じ符号を付してある。

本発明による装置の概略側面図である。 本発明による装置の処理ゾーンの側面図である。 本発明による装置の本発明によるカセットの第１の例を詳細に示す斜視断面図である。 本発明による装置の本発明によるカセットの第２の例を詳細に示す斜視断面図である。 本発明による装置の本発明によるカセットの第３の例を示す第１の斜視図である。 本発明による装置の本発明によるカセットの第３の例を示す別の斜視図である。 本発明による装置の本発明によるカセットの第３の例を示す断面図である。

図１に示す装置１０は、例えばスパイス、ゴマ、アーモンドまたは皮を剥いたピスタチオ等の粒子状の物品を低温殺菌および／または滅菌するために設けられている。装置１０は、物品を第２の振動面１４上に調量することができる調量装置１３を有している。この第２の振動面１４を介して、物品の処理量を制御することができ、既に事前個別化が行われてもよい。

装置１０は第２の振動面１４の下流側に、水平に向けられた第１の振動面１１を有している。これにより、物品をさらに下流側に運んで個別化することができるようになっている。

装置１０は第１の振動面１１の下流側に、変向面１５を有している。変向面１５は、物品が変向面１５において変向されると共に第１の振動面１１から滑落面１６に向かって滑落することができるように形成されかつ配置されている。変向面１５は、物品の粒子が重力の作用に基づいてのみ落下する際の放物線軌道上で実質的に下流側に案内されるように、物品および第１の振動面１１に合わせられている。

装置１０はさらに下流側に、処理ゾーン１９を有している。そこで物品は自由落下しながら、互いに対向して位置する２つの電子源２０から生ぜしめられる電子線により低温殺菌および／または滅菌される。

装置１０はさらに、物品を包囲するプロセスガスを下流側で処理ゾーン１９から吸い取ることができる、吸取り装置２５を有している。

この装置１０を用いて粒子状の物品を低温殺菌および／または滅菌するためには、以下のステップが実施される。すなわち：
第２の振動面１４を介して物品の処理量を制御し、かつ事前個別化を行う。別のステップにおいて、電子源２０から電子線を生ぜしめる。その場合別のステップにおいて、処理ゾーン１９内で電子線により、自由落下中の物品の低温殺菌および／または滅菌を行う。

スパイスの場合、物品は有利には１ｍ／ｓ～５ｍ／ｓ、好適には２ｍ／ｓ～４ｍ／ｓ、特に好適には２ｍ／ｓ～３ｍ／ｓの範囲内の、例えば２．５ｍ／ｓの速度で処理ゾーン１９を通り、移動する。この速度は、滑落面１６の長さおよび傾斜角度および長さに基づき調整可能である。

物品の速度が高くなる程、達成可能な処理量も多くなる。自由落下の場合、速度は処理量とは無関係であり、例えば同一速度において１００ｋｇ／ｈ～１０００ｋｇ／ｈの範囲内の処理量が達成され得る。

処理量は、振動面１１，１４の振動ならびに変向面１５および滑落面１６の寸法および向きに左右され得る。さらに、物品の速度上昇に伴い、粒子と電子源２０または防護部材２３との衝突の確率が低下する。しかしまた他方では、物品が十分に長く電子線内に残留して低温殺菌および／または滅菌され得るようにするために、速度は極度に大きく選択されてはならない。

電子線の電子は、８０ｋｅＶ～３００ｋｅＶ、好適には１４０ｋｅＶ～２８０ｋｅＶ、特に好適には１８０ｋｅＶ～２６０ｋｅＶの範囲内の、例えば２５０ｋｅＶのエネルギを有している。より低い電子エネルギは、十分な低温殺菌および／または滅菌を生ぜしめないと考えられる。より高い電子エネルギによっても、大幅に高度な低温殺菌および／または滅菌を達成することはできなかった。

処理ゾーン１９において電子線は、１０^１５ｓ^－１・ｃｍ^－２～２．７７・１０^１５ｓ^－１・ｃｍ^－２の範囲内にある平均電流密度を有している。物品は、５ｍｓ～２５ｍｓの範囲内にあってよい、例えば１５ｍｓであってよい処理時間の間、電子線に晒（曝露）される。それというのも、十分な低温殺菌および／または滅菌のためには、ある程度の最短処理時間が必要だからである。極度に長い処理時間は、低温殺菌および／または滅菌の程度を大幅に向上させることはないということが判っており、さらに処理量も低下させてしまうと考えられる。

これにより物品は、１ｋＧｙ～４５ｋＧｙ、好適には８ｋＧｙ～３０ｋＧｙ、特に好適には１０ｋＧｙ～１６ｋＧｙの範囲内の、例えば１２ｋＧｙであってよい放射線量に晒される。

物品を包囲するプロセスガスは、処理ゾーン１９内での低温殺菌および／または滅菌後に吸取り装置２５により、低温殺菌および／または滅菌中の物品の速度の１～１．５倍の好適な吸取り速度で吸い取られる。

装置１０はさらに冷却装置１３０を有しており、冷却装置１３０は２つの冷却回路に冷却流体を供給する。一方の冷却回路１３２は、電子源２０に冷却流体を供給し、別の冷却回路１３１は、電子源２０から処理ゾーン１９を隔てる防護部材２３に冷却流体を供給する。

図２には、処理ゾーン１９が詳細図で示されている。処理ゾーン１９の領域において、装置１０は各電子源２０の出射窓３２の間に配置されたカセット２４を有している。カセット２４は、カセット収容部３７内に挿入されている。カセット２４は、電子線に対して部分的に透過性になっている、チタン製の各１つの防護部材２３のための、２つの保持フレーム１２０（図３参照）を有している。カセット２４は、防護フィルム２３と共に物品通路２１を画定する、複数の画定面３８（図３参照）を有しており、物品通路２１内で電子線により、物品を低温殺菌および／または滅菌することができる。

さらに、装置１０は処理ゾーン１９の領域に２つの副通路２２を有している。これらの副通路２２は運転位置において、図３に示すカセット２４の画定面３８、防護フィルム２３および電子源２０の出射窓３２により画定されひいては物品通路２１と電子源２０との間に延在している。

物品通路２１は、とりわけ防護部材により副通路２２から流体密に分離されている。

流入開口３０を介して、物品の流れ方向に対して平行な副通路２２を通流可能な空気が導入され得る。下流側において、空気は流出開口３１から再び流出することができるようになっている。この空気流は、一方では電子線により生ぜしめられるオゾンの導出を可能にし、かつ他方では電子源２０および特に電子源２０の出射窓３２の冷却を可能にする。

図３に示す、カセット２４の第１の例のさらに詳細な斜視断面図では、物品通路２１、２つの副通路２２および２つの防護部材２３が認められる。

物品通路２１は、２つの防護部材２３により副通路２２から流体密に分離されている。

防護部材２３は、保持フレーム１２０内に締め込まれている。

カセット２４の、物品通路２１とは反対の側にはそれぞれ凹部３４が形成されており、凹部３４は、装置１０の運転位置では電子源２０の出射窓３２により閉じられるようになっており、かつ電子線を通すことができるようになっている。

保持フレーム１２０は、冷却流体が通流可能な中空室１２１を有している。中空室１２１は、完全に保持フレーム１２０の内部に位置している。

中空室１２１は、冷却流体が通流する別個の冷却回路１３１（図１参照）の一部である。冷却回路１３１は、電子源２０をも冷却する同一の冷却装置１３０に属していてよい（図１参照）。

中空室１２１は、例えば液体の冷却流体を案内することができるのに対し、副通路２２を通流するのは気体である。

図４に示す、カセット２４の第２の例の斜視図にもやはり、物品通路２１、２つの副通路２２および２つの防護部材２３が認められる。

中空室１２１は、副通路２２に対して開いている。これにより、副通路２２を通流する冷却流体が、保持フレーム１２０を特に効果的に冷却するようになっている。副通路２２および中空室１２１は、冷却回路１３１（図１参照）の一部であってよい。

本例では、防護部材２３は複数の厚肉部１２２を有しており、厚肉部１２２は、防護部材２３の主平面に沿って、物品流れ方向Ｒに対して実質的に垂直に延在している。厚肉部１２２は、防護部材２３を変形に対して安定させる。

図５には、本発明による装置１０の本発明によるカセット１２４の第３の例を示す第１の斜視図が示されている。

カセット１２４は、物品流れ方向Ｒに対して横方向の方向Ｓに沿って、装置１０（図１参照）のカセット収容部（詳細には図示せず）内へ挿入可能であり、このために、把持板１２７に取り付けられた把持部１２６を有している。

カセット１２４には、物品通路２１および２つの副通路２２が形成されている。

カセット１２４は、一体の構成部材としてさらに、２つの防護部材（詳細には図示せず）を保持する２つの保持フレーム１２０を有している。

カセット１２４ひいては保持フレーム１２０は、冷却液を案内するための中空室１２１（図２参照）を有している。中空室１２１は、連続する管の形態で形成されており、液体を導入しかつ導出するために、それぞれ接続管片１２５に接続している。接続管片１２５は、冷却回路１３１（図１参照）に対する接続部を形成することができる流体コネクタとして形成されている。

図６には、本発明による装置の本発明によるカセット１２４の第３の例を示す、同じ斜視図が示されている。この図には、把持板１２７（図５参照）は図示されていない。これにより、中空室１２１が見えている。防護部材（詳細には図示せず）用の保持フレーム１２０を同時に形成するカセット１２４を、中空室１２１が溝として蛇行して通っている。

把持板１２７（図５参照）がねじ締結または溶接されると、中空室１２１は閉じられた管の状態になる。

図７には、本発明による装置の本発明によるカセット１２４の第３の例が断面図で示されている。

中空室１２１は閉じられた管として、接続管片１２５からカセット１２４の下部領域１２８を通り、把持板１２７の傍らを通過して再び戻る。接続管片１２５と把持板１２７との間の経路において第１の保持フレーム１２０が冷却され、把持板１２７から接続管片１２５に戻る経路において、中空室１２１は第２の保持フレーム１２０を貫通して延びている。

Claims (16)

1. 粒子状の物品を低温殺菌および／または滅菌する装置（１０）であって、
   －電子線を発生させる少なくとも２つの電子源（２０）、
   －自由落下中の物品を、前記電子線により低温殺菌可能かつ／または滅菌可能な処理ゾーン（１９）、
   －物品を、前記電子線により低温殺菌可能かつ／または滅菌可能な、前記処理ゾーン（１９）の領域内に配置された物品通路（２１）であって、前記自由落下中の物品に対して互いに反対の側に前記少なくとも２つの電子源（２０）が配置されている、物品通路（２１）、
   －前記電子源（２０）と前記物品通路（２１）との間に配置されており、前記電子線に対して少なくとも部分的に透過性でありかつ金属から成る、面状の防護部材（２３）
   を有する装置（１０）において、
   当該装置（１０）は、前記防護部材（２３）を保持しかつ冷却流体が通流可能な中空室（１２１）を備えた保持フレーム（１２０）を有しており、
   前記防護部材（２３）は、防護フィルム（２３）として形成されており、
   前記装置（１０）は、前記防護部材（２３）をさらに冷却するために該防護部材（２３）に向けられた、少なくとも１つのファン（１２３）を有しており、
   当該装置（１０）は、カセット収容部（３７）と、２つの前記保持フレーム（１２０）を備えたカセット（２４）とを有しており、前記カセット（２４）は、前記処理ゾーン（１９）の領域において、前記カセット収容部（３７）内に挿入されるように構成されている、
   ことを特徴とする、装置（１０）。
2. 前記中空室（１２１）は、閉じられた管として形成されている、請求項１記載の装置（１０）。
3. 当該装置（１０）は、流体が通流可能な少なくとも１つの副通路（２２）を有しており、該副通路（２２）は、前記電子源（２０）と前記物品通路（２１）との間に少なくとも部分的に延在しておりかつ該物品通路（２１）から流体密に分離されている、請求項１または２記載の装置（１０）。
4. 前記防護部材（２３）は、前記物品通路（２１）を前記副通路（２２）から隔離している、請求項３記載の装置（１０）。
5. 前記副通路（２２）は、前記電子源（２０）と前記防護部材（２３）との間に少なくとも部分的に配置されている、請求項３または４記載の装置（１０）。
6. 前記防護部材（２３）、すなわち、前記防護フィルム（２３）は、少なくとも１つの厚肉部（１２２）を有しており、該厚肉部（１２２）は、前記防護部材（２３）の主平面に沿って、物品流れ方向（Ｒ）に対して実質的に垂直に延在している、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置（１０）。
7. 当該装置（１０）は、互いに接続された２つの冷却回路（１３１，１３２）を備えた１つの冷却装置（１３０）を有しており、冷却流体は、第１の冷却回路（１３１）を介して前記保持フレーム（１２０）に供給可能でありかつ第２の冷却回路（１３２）を介して前記電子源（２０）に供給可能である、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置（１０）。
8. 前記保持フレーム（１２０）は、前記カセット（２４）に統合された構成部材である、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置（１０）。
9. 前記カセット（２４）には、前記物品通路（２１）の全体が含まれている、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置（１０）。
10. 前記保持フレーム（１２０）は、前記カセット（２４）に取外し可能に取り付けられているまたは取付け可能である、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置（１０）。
11. 前記カセット（２４）は圧力測定装置を有している、請求項１から１０までのいずれか１項記載の装置（１０）。
12. 前記電子源（２０）は、前記カセット（２４）から離反する方向に可動であるように、前記カセット収容部（３７）に対して相対的に可動である、請求項１から１１までのいずれか１項記載の装置（１０）。
13. 前記カセット（２４）は、中空室（１２１）を有しており、該中空室（１２１）は、連続する管として形成されておりかつ２つの前記防護部材（２３）および前記カセット（２４）の冷却に用いられる、請求項１から１２までのいずれか１項記載の装置（１０）。
14. 請求項１から１３までのいずれか１項記載の装置（１０）を用いて粒子状の物品を低温殺菌および／または滅菌する方法であって、以下のステップ、すなわち：
    ａ）前記電子源（２０）により電子線を発生させるステップ、
    ｂ）前記処理ゾーン（１９）内で前記電子線により、物品を低温殺菌および／または滅菌するステップ、
    ｃ）前記保持フレーム（１２０）の前記中空室（１２１）に冷却流体を通して案内し、前記防護部材（２３）を冷却するステップ
    を含む、方法。
15. 前記冷却流体は、前記中空室（１２１）内への流入時に、１５℃～４３℃の範囲内の温度を有している、請求項１４記載の方法。
16. 前記冷却流体は、３ｌ／ｍｉｎ～５ｌ／ｍｉｎの範囲内の体積流量でもって前記中空室（１２１）内を通されて案内される、請求項１４または１５記載の方法。

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