JPH06261720A - カートンを滅菌するための装置 - Google Patents
カートンを滅菌するための装置Info
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- JPH06261720A JPH06261720A JP5244803A JP24480393A JPH06261720A JP H06261720 A JPH06261720 A JP H06261720A JP 5244803 A JP5244803 A JP 5244803A JP 24480393 A JP24480393 A JP 24480393A JP H06261720 A JPH06261720 A JP H06261720A
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- lamp
- carton
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J65/00—Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
- H01J65/04—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels
- H01J65/042—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field
- H01J65/044—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field the field being produced by a separate microwave unit
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
- B65B55/00—Preserving, protecting or purifying packages or package contents in association with packaging
- B65B55/02—Sterilising, e.g. of complete packages
- B65B55/04—Sterilising wrappers or receptacles prior to, or during, packaging
- B65B55/08—Sterilising wrappers or receptacles prior to, or during, packaging by irradiation
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- Closing Of Containers (AREA)
- Cereal-Derived Products (AREA)
- Making Paper Articles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 予備成形されたカートンの内部を、充填前に
滅菌するための装置の効率を実質的に向上させることで
ある。 【構成】 コンベアと整合した細長いハウジングと、ハ
ウジングに設けられた反射器と、反射器によって少なく
とも部分的に包囲された紫外線ランプとを含み、反射器
は、ランプからコンベア上のカートンの底部の方へ光を
差し向けるための放物線形状と、ハウジングに設けられ
ていて、反射器を冷却してランプから出る光を最適にす
るための冷却装置とを有することを特徴とする。
滅菌するための装置の効率を実質的に向上させることで
ある。 【構成】 コンベアと整合した細長いハウジングと、ハ
ウジングに設けられた反射器と、反射器によって少なく
とも部分的に包囲された紫外線ランプとを含み、反射器
は、ランプからコンベア上のカートンの底部の方へ光を
差し向けるための放物線形状と、ハウジングに設けられ
ていて、反射器を冷却してランプから出る光を最適にす
るための冷却装置とを有することを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カートンに食品を充填
し密封するための方法及び装置に関し、より詳細には、
充填前にカートンの内部を滅菌するための方法及び装置
に関する。
し密封するための方法及び装置に関し、より詳細には、
充填前にカートンの内部を滅菌するための方法及び装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ミルクやジュースは典型的には、内容物
の保存期間を延ばすために冷凍状態下で滅菌されたカー
トン内に詰められている。ミルクやジュースが無菌の包
装状態で詰められるとき、内容物は、傷むことなしに室
温でかなりの時間貯蔵することができる。これらの包装
処理は両方とも、充填前にカートンの内部を効果的に滅
菌することを必要とする。ミルクやジュースを収容する
無菌の包装は、室温でかなりの時間貯蔵することができ
る。何故ならば、通常傷みの原因となる細菌が、包装の
プロセスにおいて殺菌されてしまうからである。無菌状
態でミルクやジュースを充填するために、種々の方法及
び装置が開発されてきた。例えば、米国特許第４，３７
５，１４５号は、コンベアを備えた無菌包装機を開示し
ているが、予備成形されたカートンが紫外線殺菌ランプ
の下をコンベアで前進してカートンの内容物を紫外線の
放射に曝す。さらに、紫外線ランプの下を過ぎる前に、
カートンの内部に、過酸化水素のような殺菌液を噴霧し
てもよい。高光度のランプを使用すると、安全のため即
ちカートンの過熱を阻止するため、シャッタ装置を備え
ることが必要となる。通常の作動の際、紫外線ランプは
充填機内に収納され、オペレータが紫外線に曝されるの
を阻止する。充填機が動かなくなったり、或いは何らか
の理由でオペレータが充填機のドアを開けなければなら
ない場合には、紫外線の暴露量を最少にする機構にしな
ければならない。紫外線光は、消したり遮断したりでき
る。紫外線光を消すと長い始動時間が必要となるが、紫
外線光を遮断すると、オペレータを保護し且つ始動時の
時間ロスがなくなる。
の保存期間を延ばすために冷凍状態下で滅菌されたカー
トン内に詰められている。ミルクやジュースが無菌の包
装状態で詰められるとき、内容物は、傷むことなしに室
温でかなりの時間貯蔵することができる。これらの包装
処理は両方とも、充填前にカートンの内部を効果的に滅
菌することを必要とする。ミルクやジュースを収容する
無菌の包装は、室温でかなりの時間貯蔵することができ
る。何故ならば、通常傷みの原因となる細菌が、包装の
プロセスにおいて殺菌されてしまうからである。無菌状
態でミルクやジュースを充填するために、種々の方法及
び装置が開発されてきた。例えば、米国特許第４，３７
５，１４５号は、コンベアを備えた無菌包装機を開示し
ているが、予備成形されたカートンが紫外線殺菌ランプ
の下をコンベアで前進してカートンの内容物を紫外線の
放射に曝す。さらに、紫外線ランプの下を過ぎる前に、
カートンの内部に、過酸化水素のような殺菌液を噴霧し
てもよい。高光度のランプを使用すると、安全のため即
ちカートンの過熱を阻止するため、シャッタ装置を備え
ることが必要となる。通常の作動の際、紫外線ランプは
充填機内に収納され、オペレータが紫外線に曝されるの
を阻止する。充填機が動かなくなったり、或いは何らか
の理由でオペレータが充填機のドアを開けなければなら
ない場合には、紫外線の暴露量を最少にする機構にしな
ければならない。紫外線光は、消したり遮断したりでき
る。紫外線光を消すと長い始動時間が必要となるが、紫
外線光を遮断すると、オペレータを保護し且つ始動時の
時間ロスがなくなる。
【０００３】米国特許第４，２８９，７２８号は、過酸
化水素溶液を加え次いで紫外線を放射することによっ
て、食品コンテナ等の表面を滅菌するための方法を開示
している。この特許は、紫外線放射のピーク光度が２５
４ｎｍの波長で生ずることを示している。過酸化水素溶
液の濃度は１０重量パーセント以下であり、過酸化水素
溶液は、放射の際又は放射に引き続いて加熱される。紫
外線の滅菌を用いる最近のカートンの技術は、使用でき
る紫外線ランプの光度が低いことによって制限される。
０．１〜１Ｗ／cm2 の紫外線出力は、以前は、包装の滅
菌用としては高光度源とみなされていた（モーンデル，
１９７７年）。０．１〜１Ｗ／cm2 の低出力ランプは、
対流で冷却することができ、ランプに近接した平らな面
を滅菌するのに効果的である。中程度の圧力の高出力水
銀紫外線ランプの領域における最近の発展は、光の出力
を、電球の１インチ長さ当たり５０〜２５０ワット（１
７〜８５ワット／cm2）に増大させた。この型のランプ
は、中程度の圧力の水銀を収容し且つ両端に電極を備え
た長い円筒形の石英ガラス管を有する。これらのランプ
は電力消費量が大きいので、ランプの過熱を防ぐため
に、かつ、一時的にランプを停止した後の再始動を可能
にするために、冷却装置を利用することが必要である。
冷却装置は一般に、ランプを取り囲む石英の套管から構
成されており、ランプを通って空気又は水が循環してい
る。
化水素溶液を加え次いで紫外線を放射することによっ
て、食品コンテナ等の表面を滅菌するための方法を開示
している。この特許は、紫外線放射のピーク光度が２５
４ｎｍの波長で生ずることを示している。過酸化水素溶
液の濃度は１０重量パーセント以下であり、過酸化水素
溶液は、放射の際又は放射に引き続いて加熱される。紫
外線の滅菌を用いる最近のカートンの技術は、使用でき
る紫外線ランプの光度が低いことによって制限される。
０．１〜１Ｗ／cm2 の紫外線出力は、以前は、包装の滅
菌用としては高光度源とみなされていた（モーンデル，
１９７７年）。０．１〜１Ｗ／cm2 の低出力ランプは、
対流で冷却することができ、ランプに近接した平らな面
を滅菌するのに効果的である。中程度の圧力の高出力水
銀紫外線ランプの領域における最近の発展は、光の出力
を、電球の１インチ長さ当たり５０〜２５０ワット（１
７〜８５ワット／cm2）に増大させた。この型のランプ
は、中程度の圧力の水銀を収容し且つ両端に電極を備え
た長い円筒形の石英ガラス管を有する。これらのランプ
は電力消費量が大きいので、ランプの過熱を防ぐため
に、かつ、一時的にランプを停止した後の再始動を可能
にするために、冷却装置を利用することが必要である。
冷却装置は一般に、ランプを取り囲む石英の套管から構
成されており、ランプを通って空気又は水が循環してい
る。
【０００４】紫外線殺菌は、平らなフィルムの滅菌には
適しているが、紫外線光と関連した幾何学的・物理的な
拘束のため、予備成形された角度付き容器に適用するに
は制限があるものと見なされてきた（モーンデル，１９
７７年）。切妻頂部のカートンのような予備成形された
容器の上方に近接して簡単な紫外線ランプを置いた場合
には、幾つかの理由のため、滅菌の効果は著しく制限さ
れる。カートンに入る全光束は、カートンの開口（典型
的な切妻頂部のカートンの場合には、５５×５５mm、７
０×７０mm、９５×９５mm）を通って差し向けられる光
に限定される。紫外線ランプから出た光は、光源からの
距離の２乗につれて光度が減少する。かくして、カート
ンの深さが増加するにつれて、光度は著しく減少する。
紫外線光でカートンを滅菌する場合の別の課題として、
光がカートンの頂部に入り、カートンの側面と実質的に
平行な底部の方へ放射することである。側面に当たる光
の殺菌効果は、入射角度が小さいため、極めて小さくな
る。かくして、カートンの側面は、特に背の高いカート
ンの場合には、滅菌するのが最も困難な面である。カー
トンがコンベア上に位置決めされるとき、カートンの２
つの側面はランプの軸線と平行な面内にあり、他の２つ
の側面はランプの軸線を横断している。ランプが細長い
ので、放射は、カートンの平行な側面に当たる入射角度
よりも大きな入射角度で、カートンの横方向の側面に当
たる。７０×７０×２５０mmの矩形のカートンの中央上
方に単一の紫外線ランプが設けられている場合には、カ
ートン底部での有効光度は、源からの距離の最大光度の
１３．０パーセントまで減少する。ランプの軸線に対し
て横方向のカートンの側面は、電球の長さ全体から光を
受け入れる。平行なカートンに対向した側面のランプ反
射器から生ずる光は、最大の入射角度を有しており、か
くして、ランプの光度の２７パーセントと等しい光度を
有する。
適しているが、紫外線光と関連した幾何学的・物理的な
拘束のため、予備成形された角度付き容器に適用するに
は制限があるものと見なされてきた（モーンデル，１９
７７年）。切妻頂部のカートンのような予備成形された
容器の上方に近接して簡単な紫外線ランプを置いた場合
には、幾つかの理由のため、滅菌の効果は著しく制限さ
れる。カートンに入る全光束は、カートンの開口（典型
的な切妻頂部のカートンの場合には、５５×５５mm、７
０×７０mm、９５×９５mm）を通って差し向けられる光
に限定される。紫外線ランプから出た光は、光源からの
距離の２乗につれて光度が減少する。かくして、カート
ンの深さが増加するにつれて、光度は著しく減少する。
紫外線光でカートンを滅菌する場合の別の課題として、
光がカートンの頂部に入り、カートンの側面と実質的に
平行な底部の方へ放射することである。側面に当たる光
の殺菌効果は、入射角度が小さいため、極めて小さくな
る。かくして、カートンの側面は、特に背の高いカート
ンの場合には、滅菌するのが最も困難な面である。カー
トンがコンベア上に位置決めされるとき、カートンの２
つの側面はランプの軸線と平行な面内にあり、他の２つ
の側面はランプの軸線を横断している。ランプが細長い
ので、放射は、カートンの平行な側面に当たる入射角度
よりも大きな入射角度で、カートンの横方向の側面に当
たる。７０×７０×２５０mmの矩形のカートンの中央上
方に単一の紫外線ランプが設けられている場合には、カ
ートン底部での有効光度は、源からの距離の最大光度の
１３．０パーセントまで減少する。ランプの軸線に対し
て横方向のカートンの側面は、電球の長さ全体から光を
受け入れる。平行なカートンに対向した側面のランプ反
射器から生ずる光は、最大の入射角度を有しており、か
くして、ランプの光度の２７パーセントと等しい光度を
有する。
【０００５】円筒形の紫外線光装置の典型的な構成は、
シャッタ付きの反射ハウジングに置かれた水冷スリーブ
内の単一の鏡付きランプを有する。この構成は、平らな
面や浅いカートンの滅菌には適しているが、光度は電球
からの距離が増大するにつれて急激に減少するので、背
の高いカートンを滅菌するのには適当ではない。従来の
方法や装置は平らなフィルムに対しては満足すべき結果
を提供するが、予備成形されたカートンを滅菌するには
効果的ではない。
シャッタ付きの反射ハウジングに置かれた水冷スリーブ
内の単一の鏡付きランプを有する。この構成は、平らな
面や浅いカートンの滅菌には適しているが、光度は電球
からの距離が増大するにつれて急激に減少するので、背
の高いカートンを滅菌するのには適当ではない。従来の
方法や装置は平らなフィルムに対しては満足すべき結果
を提供するが、予備成形されたカートンを滅菌するには
効果的ではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、予備成形さ
れたカートンの内部を、充填前に滅菌するための装置の
効率を実質的に向上させることである。
れたカートンの内部を、充填前に滅菌するための装置の
効率を実質的に向上させることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的は、細長い半放
物線反射器の冷却面に、熱の放射によって冷却される紫
外線ランプを利用することによって、本発明の好適な実
施例に従って達成される。半放物線反射器の形状、及び
放物線反射器の２つの部分の焦点に対する紫外線ランプ
の位置は、従来の方法及び装置によって得られるよりも
かなり大きな紫外線放射を、カートンの底部に提供す
る。反射器に対する紫外線ランプの位置、及び反射器背
部での冷却空気流は、ランプの作動温度を制御し、より
効果的な表面殺菌が達成される。本発明の重要な特徴
は、カートンの側面に紫外線光を差し向ける、２つの半
放物線反射器を使用することである。半放物線反射器の
焦点にランプの紫外線アークを位置決めすると、カート
ンの側面への入射角度が大きく、かつ、カートンの側面
と底部における紫外線光度の大きな紫外線光が得られ
る。紫外線ランプのために熱がこもるので、ランプは、
アルミニウム反射器を使用した放射で冷却される。反射
器の温度を均一に維持してランプの温度を維持するため
に、反射器の背部を冷却するのに空気が循環される。ア
ルミニウム面は、殺菌力のある波長の光を効果的に反射
し、ランプを冷却するのに十分な放射熱を効果的に吸収
する。冷却装置は、ランプの温度を実質的に一定に維持
する放熱子となる。ランプ温度を一定に維持すること
は、紫外線光の出力を最大にするのに必要であり、これ
により、製造中断後の再始動時間を最少にし且つランプ
の寿命を延ばす。
物線反射器の冷却面に、熱の放射によって冷却される紫
外線ランプを利用することによって、本発明の好適な実
施例に従って達成される。半放物線反射器の形状、及び
放物線反射器の２つの部分の焦点に対する紫外線ランプ
の位置は、従来の方法及び装置によって得られるよりも
かなり大きな紫外線放射を、カートンの底部に提供す
る。反射器に対する紫外線ランプの位置、及び反射器背
部での冷却空気流は、ランプの作動温度を制御し、より
効果的な表面殺菌が達成される。本発明の重要な特徴
は、カートンの側面に紫外線光を差し向ける、２つの半
放物線反射器を使用することである。半放物線反射器の
焦点にランプの紫外線アークを位置決めすると、カート
ンの側面への入射角度が大きく、かつ、カートンの側面
と底部における紫外線光度の大きな紫外線光が得られ
る。紫外線ランプのために熱がこもるので、ランプは、
アルミニウム反射器を使用した放射で冷却される。反射
器の温度を均一に維持してランプの温度を維持するため
に、反射器の背部を冷却するのに空気が循環される。ア
ルミニウム面は、殺菌力のある波長の光を効果的に反射
し、ランプを冷却するのに十分な放射熱を効果的に吸収
する。冷却装置は、ランプの温度を実質的に一定に維持
する放熱子となる。ランプ温度を一定に維持すること
は、紫外線光の出力を最大にするのに必要であり、これ
により、製造中断後の再始動時間を最少にし且つランプ
の寿命を延ばす。
【０００８】コンベアが動かなくなったとき、或いはオ
ペレータが充填機構のドアを開けたときにランプ組立体
からの紫外線光を制限するために、水冷シャッタが利用
されている。オペレータが紫外線光に曝されず且つラン
プの直下で停止したカートンの過熱を防ぐという安全上
理由のため、シャッタが必要とされる。光の遮断は熱量
を増加させるが、ランプの過熱を防止するため冷却装置
によって熱を除去しなければならない。過剰な熱は、空
冷装置とシャッタの水冷装置によって除去される。停止
が長期間になる場合には、ランプの電力を半分にして温
度の上昇を最少にする。ランプ電力を半分に設定する
と、長い始動時間を必要とすることなしに、光を発生さ
せることができる。
ペレータが充填機構のドアを開けたときにランプ組立体
からの紫外線光を制限するために、水冷シャッタが利用
されている。オペレータが紫外線光に曝されず且つラン
プの直下で停止したカートンの過熱を防ぐという安全上
理由のため、シャッタが必要とされる。光の遮断は熱量
を増加させるが、ランプの過熱を防止するため冷却装置
によって熱を除去しなければならない。過剰な熱は、空
冷装置とシャッタの水冷装置によって除去される。停止
が長期間になる場合には、ランプの電力を半分にして温
度の上昇を最少にする。ランプ電力を半分に設定する
と、長い始動時間を必要とすることなしに、光を発生さ
せることができる。
【０００９】
【実施例】ミルクやジュース用の容器の普通の形態は、
切妻頂部の容器として知られている。容器は内側と外側
がプラスチックでコーティングされた板紙の支持体を有
しており、カートンの頂部を切妻形状に閉鎖し密封する
ことができる。図１を参照すると、カートン２は代表的
には、ヒートシールされた矩形底部を有しており、この
矩形底部は、図１で見て右方へ段階的に前進するコンベ
ア４上に置かれる。カートン２は互いに等距離隔てて置
かれ、カートンは、コンベアの段階的な前進の際、２つ
の位置を進む。コンベアの各々の段階的な前進の間は、
カートンは処理のため不動の状態にある。カートンはま
ず紫外線ランプの下を通過し、カートン２の内部の側面
と底面を紫外線光に曝す。次のステーションのところ
で、カートンは、充填機構８によって充填される。次い
で、カートンは閉鎖密封ステーション１０を通過し、そ
こでカートンは閉鎖される。カートンの頂部周囲に熱が
加えられ、次いで頂部は、頂部をヒートシールするクラ
ンプジョーの間を通過する。次いで、密封されたカート
ンは、コンベア４で運ばれる。
切妻頂部の容器として知られている。容器は内側と外側
がプラスチックでコーティングされた板紙の支持体を有
しており、カートンの頂部を切妻形状に閉鎖し密封する
ことができる。図１を参照すると、カートン２は代表的
には、ヒートシールされた矩形底部を有しており、この
矩形底部は、図１で見て右方へ段階的に前進するコンベ
ア４上に置かれる。カートン２は互いに等距離隔てて置
かれ、カートンは、コンベアの段階的な前進の際、２つ
の位置を進む。コンベアの各々の段階的な前進の間は、
カートンは処理のため不動の状態にある。カートンはま
ず紫外線ランプの下を通過し、カートン２の内部の側面
と底面を紫外線光に曝す。次のステーションのところ
で、カートンは、充填機構８によって充填される。次い
で、カートンは閉鎖密封ステーション１０を通過し、そ
こでカートンは閉鎖される。カートンの頂部周囲に熱が
加えられ、次いで頂部は、頂部をヒートシールするクラ
ンプジョーの間を通過する。次いで、密封されたカート
ンは、コンベア４で運ばれる。
【００１０】紫外線ランプは好適には、中程度の圧力の
水銀ランプである。ランプ本体は、石英管の形態であ
る。電極は、管の各端でガラスに密封されている。管に
は、アルゴンのような不活性ガスが充填されている。少
量の水銀が管内にある。中程度の圧力の作動圧力は好適
には、１００〜１００００トルである。ランプは、華氏
１１００度〜１５００度（摂氏５９３度〜８１６度）で
作動する。電極間に高電位が加えられるとき、水銀は全
て蒸発し電極間にアークが発生して２２０ｎｍ以上（好
適には、２４０〜３７０ｎｍ）の波長の紫外線放射をも
たらす。ランプからの放射を２２０ｎｍ以上の波長に制
限することによって、オゾンの形成が回避される。本発
明の装置に使用するのに適したランプは、米国ケンタッ
キー州エルランガーのアクイニクス社から市販されてい
る。ランプ組立体６は、紫外線ランプが取付けられるハ
ウジング１２を有する（図２）。ハウジングは、入口管
１４と出口管１６とを有しており、これらの管は、ハウ
ジング１２の内部と連通している。エアポンプ１８が、
弁２０を介して空気を入口管１４に供給し、ハウジング
１２に空気を流入させ出口管１６と排気弁２２を介して
空気を流出させる。エアポンプ１８は好適には、フィル
タと、入口管１４に流入する空気の温度を調整する温度
コントローラとを有する。ケーブル２６を介して紫外線
ランプに電力を供給するために、適当な電源２４が設け
られている。
水銀ランプである。ランプ本体は、石英管の形態であ
る。電極は、管の各端でガラスに密封されている。管に
は、アルゴンのような不活性ガスが充填されている。少
量の水銀が管内にある。中程度の圧力の作動圧力は好適
には、１００〜１００００トルである。ランプは、華氏
１１００度〜１５００度（摂氏５９３度〜８１６度）で
作動する。電極間に高電位が加えられるとき、水銀は全
て蒸発し電極間にアークが発生して２２０ｎｍ以上（好
適には、２４０〜３７０ｎｍ）の波長の紫外線放射をも
たらす。ランプからの放射を２２０ｎｍ以上の波長に制
限することによって、オゾンの形成が回避される。本発
明の装置に使用するのに適したランプは、米国ケンタッ
キー州エルランガーのアクイニクス社から市販されてい
る。ランプ組立体６は、紫外線ランプが取付けられるハ
ウジング１２を有する（図２）。ハウジングは、入口管
１４と出口管１６とを有しており、これらの管は、ハウ
ジング１２の内部と連通している。エアポンプ１８が、
弁２０を介して空気を入口管１４に供給し、ハウジング
１２に空気を流入させ出口管１６と排気弁２２を介して
空気を流出させる。エアポンプ１８は好適には、フィル
タと、入口管１４に流入する空気の温度を調整する温度
コントローラとを有する。ケーブル２６を介して紫外線
ランプに電力を供給するために、適当な電源２４が設け
られている。
【００１１】図３を参照すると、ハウジング１２は、対
向端壁３０、３２を備えた外側シェル２８を有する。出
口管１６は、シェル２８の中央の開口に固定されてい
る。端壁３６、３８を備えた内側シェル３４が、外側シ
ェル２８の内部に取付けられている。入口管１４は、エ
アポンプ１８から内側シェル３４の内部に空気を直接通
すように、外側シェル２８の開口を貫通し内側シェル３
４の開口に固定されている。入口管１４は又、内側シェ
ル３４と外側シェル２８との間に適当な間隙を形成する
シェル３４のスペーサとして役立つ。複数のリブプレー
ト４０が、内側ハウジング３４とハウジング３４の各端
に取付けられている。端部材４２、４４は、２つの端部
材の間に延びた紫外線ランプ管４６の取付具となる。上
述のように、ランプ４６は各端に電極を有しており、こ
れらの電極に、各端の絶縁ワイヤ４８を介して電源２４
から電流が供給される。リブプレート４０と端部材４
２、４４は、反射器５２を受け入れる凹部５０を有して
いる。反射器５２の対向端は、端部材４２、４４を受け
入れる。図４に示すように、リブプレート４０は、リブ
プレート４０の対向端が外側シェル２８の内壁に係合す
るように、シェル３４の側面のスロットを通って外方に
延びている。バフルプレート５４が、リブプレート４０
及び端部材４２、４４に固定されている。バフルプレー
ト５４は、反射器５０との間の空間に入口管１４からの
空気を流入させるため、中央線に沿って複数のスロット
５６を有している。
向端壁３０、３２を備えた外側シェル２８を有する。出
口管１６は、シェル２８の中央の開口に固定されてい
る。端壁３６、３８を備えた内側シェル３４が、外側シ
ェル２８の内部に取付けられている。入口管１４は、エ
アポンプ１８から内側シェル３４の内部に空気を直接通
すように、外側シェル２８の開口を貫通し内側シェル３
４の開口に固定されている。入口管１４は又、内側シェ
ル３４と外側シェル２８との間に適当な間隙を形成する
シェル３４のスペーサとして役立つ。複数のリブプレー
ト４０が、内側ハウジング３４とハウジング３４の各端
に取付けられている。端部材４２、４４は、２つの端部
材の間に延びた紫外線ランプ管４６の取付具となる。上
述のように、ランプ４６は各端に電極を有しており、こ
れらの電極に、各端の絶縁ワイヤ４８を介して電源２４
から電流が供給される。リブプレート４０と端部材４
２、４４は、反射器５２を受け入れる凹部５０を有して
いる。反射器５２の対向端は、端部材４２、４４を受け
入れる。図４に示すように、リブプレート４０は、リブ
プレート４０の対向端が外側シェル２８の内壁に係合す
るように、シェル３４の側面のスロットを通って外方に
延びている。バフルプレート５４が、リブプレート４０
及び端部材４２、４４に固定されている。バフルプレー
ト５４は、反射器５０との間の空間に入口管１４からの
空気を流入させるため、中央線に沿って複数のスロット
５６を有している。
【００１２】シェル２８の下端は、透明な石英板６０が
固定された取付け板５８によって閉鎖されている。石英
板６０は、２２０ｎｍ以上の範囲において紫外線光に対
して透明である。この分光透過帯は、光によるオゾンの
形成を阻止する。取付け板５８は、ランプからの放射が
石英板６０を通過し石英板の下に位置するカートン２に
到達することができるように、中央開口を有する（図
３）。紫外線ランプ４６は、カートン２の内部に紫外線
光を最適に集中させるように、反射器５２に対して適所
に端部材４２、４４に取付けられている。図７に示すよ
うに、管４６の端は、端部材４２の孔を通って延びたセ
ラミックのグロメット６２に取付けられている。反射器
５２と紫外線ランプ４６の関係は、本発明の重要な部分
をなす。焦点のところに光源を備えた半放物線形の円筒
形反射器は、放物線の軸線と平行な光帯を作り出す。円
筒形の電球については、放物線形の円筒形反射器は、放
物線の軸線と平行な帯をなして光の焦点を合わせる。光
度は、距離が離れるにつれて線形に減少し、かくして、
電球からの一定距離のところでの滅菌に対して一層満足
すべきものとなる。放物線の円筒形反射器は、光束を最
適にするため、放物線の焦点のところ又はその付近にラ
ンプを置くように設計しなければならない。このような
反射器の設計は、電球の寸法、放物線の焦点のところへ
の電球の配置、切妻頂部の形状のカートンによる幾何学
的な制限を考慮しなければならない。放物線の円筒形反
射器の形状は、焦点がランプのところにある放物線によ
って構成される。放物線の式は、ｙ＝ｘ2 ／４ａである
（ここで、ａは放物線の頂点から焦点までの距離であ
る）。かくして、電球の半径は、ａが最少寸法である。
直径５０mmの冷却用套管を備えた普通の中程度の圧力の
ランプは、最低限、図３に示すような放物線の反射器を
必要とする。焦点距離は放物線の寸法を示しており、そ
の結果、滅菌にとって最適下限の形状になる。何故なら
ば、光が容器の側面と平行であり、光の大部分がカート
ンの下方で焦点合わせされず、光束がレンズとして作用
する石英の冷却用套管によって曲げられるからである。
これらの課題を解決するために、本発明に従って、焦点
距離を減少させ光を囲む冷却用套管を除去することが必
要である。
固定された取付け板５８によって閉鎖されている。石英
板６０は、２２０ｎｍ以上の範囲において紫外線光に対
して透明である。この分光透過帯は、光によるオゾンの
形成を阻止する。取付け板５８は、ランプからの放射が
石英板６０を通過し石英板の下に位置するカートン２に
到達することができるように、中央開口を有する（図
３）。紫外線ランプ４６は、カートン２の内部に紫外線
光を最適に集中させるように、反射器５２に対して適所
に端部材４２、４４に取付けられている。図７に示すよ
うに、管４６の端は、端部材４２の孔を通って延びたセ
ラミックのグロメット６２に取付けられている。反射器
５２と紫外線ランプ４６の関係は、本発明の重要な部分
をなす。焦点のところに光源を備えた半放物線形の円筒
形反射器は、放物線の軸線と平行な光帯を作り出す。円
筒形の電球については、放物線形の円筒形反射器は、放
物線の軸線と平行な帯をなして光の焦点を合わせる。光
度は、距離が離れるにつれて線形に減少し、かくして、
電球からの一定距離のところでの滅菌に対して一層満足
すべきものとなる。放物線の円筒形反射器は、光束を最
適にするため、放物線の焦点のところ又はその付近にラ
ンプを置くように設計しなければならない。このような
反射器の設計は、電球の寸法、放物線の焦点のところへ
の電球の配置、切妻頂部の形状のカートンによる幾何学
的な制限を考慮しなければならない。放物線の円筒形反
射器の形状は、焦点がランプのところにある放物線によ
って構成される。放物線の式は、ｙ＝ｘ2 ／４ａである
（ここで、ａは放物線の頂点から焦点までの距離であ
る）。かくして、電球の半径は、ａが最少寸法である。
直径５０mmの冷却用套管を備えた普通の中程度の圧力の
ランプは、最低限、図３に示すような放物線の反射器を
必要とする。焦点距離は放物線の寸法を示しており、そ
の結果、滅菌にとって最適下限の形状になる。何故なら
ば、光が容器の側面と平行であり、光の大部分がカート
ンの下方で焦点合わせされず、光束がレンズとして作用
する石英の冷却用套管によって曲げられるからである。
これらの課題を解決するために、本発明に従って、焦点
距離を減少させ光を囲む冷却用套管を除去することが必
要である。
【００１３】図７に示すように、反射器５２は、その外
面が着座する湾曲縁部６６を有する凹部６４に受け入れ
られる。図８は、ランプと、反射器と、滅菌すべきカー
トンの間の関係を概略的に示した図である。紫外線ラン
プ４６は、付勢されたとき、管４６の両端の間に延びた
アークを有する。アークによる熱のため、アークの中心
は、管の中心に対して垂直方向上方に略３mm移動され
る。図８では、アークの中心は参照符号６８で示されて
いる。反射器５２は、図８において実線で示した形状を
有する。好適な実施例では、反射器５２の頂点とアーク
６８との距離は、１５．５mmである。反射器５２は、式
ｙ＝ｘ2 ／４ａ（ａは放物線の頂点から焦点までの距
離）によって定められる放物線形状を有する。反射器５
２は実際には、共通焦点７０を有する２つの放物曲線か
らなる。図８において参照符号７２で示した反射器５２
の右側は、鎖線で示した実際上の形状７４と中央軸線７
６とを有する。反射器５２の左側７８は、中央軸線８０
を備えた放物線形状を有する。表面７８の実際上の連続
部は、図８において鎖線で示されている。従って、反射
器５２の放物線形状は、２つの側面７２、７８の複合体
であり、１クォート入りの容器（７０mm×７０mm×２４
０mm）の場合には、軸線７６と８０とのなす角度αが２
６度であるように、垂直から１３度回転される。放物線
反射器の回転角度は、ランプに対するカートンの幾何学
によって許容される範囲の最大角度による各カートンの
寸法に応じて決定される。反射器５２の頂点７０は、２
つの側面を連続した曲線にするように形作られている。
側面７２、７８を回転させる場合には、両方の側面の焦
点が同じ位置６８にとどまることが重要である。
面が着座する湾曲縁部６６を有する凹部６４に受け入れ
られる。図８は、ランプと、反射器と、滅菌すべきカー
トンの間の関係を概略的に示した図である。紫外線ラン
プ４６は、付勢されたとき、管４６の両端の間に延びた
アークを有する。アークによる熱のため、アークの中心
は、管の中心に対して垂直方向上方に略３mm移動され
る。図８では、アークの中心は参照符号６８で示されて
いる。反射器５２は、図８において実線で示した形状を
有する。好適な実施例では、反射器５２の頂点とアーク
６８との距離は、１５．５mmである。反射器５２は、式
ｙ＝ｘ2 ／４ａ（ａは放物線の頂点から焦点までの距
離）によって定められる放物線形状を有する。反射器５
２は実際には、共通焦点７０を有する２つの放物曲線か
らなる。図８において参照符号７２で示した反射器５２
の右側は、鎖線で示した実際上の形状７４と中央軸線７
６とを有する。反射器５２の左側７８は、中央軸線８０
を備えた放物線形状を有する。表面７８の実際上の連続
部は、図８において鎖線で示されている。従って、反射
器５２の放物線形状は、２つの側面７２、７８の複合体
であり、１クォート入りの容器（７０mm×７０mm×２４
０mm）の場合には、軸線７６と８０とのなす角度αが２
６度であるように、垂直から１３度回転される。放物線
反射器の回転角度は、ランプに対するカートンの幾何学
によって許容される範囲の最大角度による各カートンの
寸法に応じて決定される。反射器５２の頂点７０は、２
つの側面を連続した曲線にするように形作られている。
側面７２、７８を回転させる場合には、両方の側面の焦
点が同じ位置６８にとどまることが重要である。
【００１４】放物線の特徴は、放物線の表面に当たる、
焦点６８から出る光が、中央軸線と平行な方向に反射さ
れることである。図８で見ることができるように、特別
な充填機に使用できるカートンの高さは、充填するカー
トンの容量に応じて変化する。１クォート、１リットル
又は０．５ガロンのような背の高いカートンは、紫外線
滅菌が困難であるような高さを有する。紫外線光がカー
トンと反射器の幾何学によって許容される最大角度でカ
ートンの側壁に当たることが特に重要である。１クォー
ト入りの容器（７０mm×７０mm×２４０mm）について
は、角度は、紫外線光から最適な効果を得るために、１
３度以上とすべきである。高さ幅比が２．０以上の容器
については、本発明のランプの構成により、滅菌が著し
く改良される。本発明の重要な特徴は、紫外線ランプ管
の周囲の放物線反射器の構成である。普通の据付けで
は、管は通常、華氏１１００度〜１５００度（摂氏５９
３度〜８１６度）の温度で作動し、管と反射器を保護す
るために、紫外線ランプは、保護石英スリーブと、スリ
ーブ内を循環する、水又は空気のような冷却媒体内に収
納される。保護スリーブを取り外した場合には、放物線
反射器によって捕捉される光の量は増大し、スリーブに
よる光の散乱は除去される。スリーブを取り外すことに
よって、放物線反射器は、深い放物線をなした反射器に
接近して焦点を配置することによって、電球から最大の
光量を収集するように設計することができる。深い放物
線は光の出力の２７０度程度を捕捉すると同時に、殺菌
するのが最も難しいカートン領域に光を差し向ける。本
発明によれば、紫外線ランプは、摂氏７５度で空冷反射
器を冷却子として利用する放射伝熱によって冷却され
る。さらに、過酸化水素がカートン内にあるとき、紫外
線光は、紫外線の殺菌効果を高める過酸化水素のイオン
基を作り出す。過酸化水素がない場合には、波長が２２
０〜３００ｎｍの紫外線光は、効果的な殺菌作用をもた
らす。
焦点６８から出る光が、中央軸線と平行な方向に反射さ
れることである。図８で見ることができるように、特別
な充填機に使用できるカートンの高さは、充填するカー
トンの容量に応じて変化する。１クォート、１リットル
又は０．５ガロンのような背の高いカートンは、紫外線
滅菌が困難であるような高さを有する。紫外線光がカー
トンと反射器の幾何学によって許容される最大角度でカ
ートンの側壁に当たることが特に重要である。１クォー
ト入りの容器（７０mm×７０mm×２４０mm）について
は、角度は、紫外線光から最適な効果を得るために、１
３度以上とすべきである。高さ幅比が２．０以上の容器
については、本発明のランプの構成により、滅菌が著し
く改良される。本発明の重要な特徴は、紫外線ランプ管
の周囲の放物線反射器の構成である。普通の据付けで
は、管は通常、華氏１１００度〜１５００度（摂氏５９
３度〜８１６度）の温度で作動し、管と反射器を保護す
るために、紫外線ランプは、保護石英スリーブと、スリ
ーブ内を循環する、水又は空気のような冷却媒体内に収
納される。保護スリーブを取り外した場合には、放物線
反射器によって捕捉される光の量は増大し、スリーブに
よる光の散乱は除去される。スリーブを取り外すことに
よって、放物線反射器は、深い放物線をなした反射器に
接近して焦点を配置することによって、電球から最大の
光量を収集するように設計することができる。深い放物
線は光の出力の２７０度程度を捕捉すると同時に、殺菌
するのが最も難しいカートン領域に光を差し向ける。本
発明によれば、紫外線ランプは、摂氏７５度で空冷反射
器を冷却子として利用する放射伝熱によって冷却され
る。さらに、過酸化水素がカートン内にあるとき、紫外
線光は、紫外線の殺菌効果を高める過酸化水素のイオン
基を作り出す。過酸化水素がない場合には、波長が２２
０〜３００ｎｍの紫外線光は、効果的な殺菌作用をもた
らす。
【００１５】本発明の別の特徴は、ランプを適当な温度
に維持するのに、放射伝熱を使用していることである。
紫外線光を反射し、かつ、他の波長の熱を吸収して適当
なランプ温度を維持するのに、アルミニウム反射器が使
用されている。反射器上を通る空気量を制御することに
よって反射器の温度を制御することができ、反射器の温
度は、空気出口の熱電対によって監視される。反射器の
温度は、最も温度の高いランプの直上位置に冷たい空気
を導入することによって、均一に保持される。次いで、
空気は反射器の残部の上を流れ、反射器の表面全体での
均一な分布を維持する。ハウジングの一定温度を摂氏５
００〜１０００度に維持することによって、ランプを連
続して点灯させることができ、過熱が回避される。さら
に、ランプを遮断するか或いはランプを消すことによっ
て、滅菌が中断される。ランプを消した場合には、放射
冷却が電球の長さ全体にわたって水銀の小滴を均等に分
布させるので、容易に再始動させることができる。套管
を利用した通常の冷却の結果、冷却剤が套管に入る箇所
に水銀の集中が形成される。水銀のかかる不均一な分布
は、紫外線の光度を十分にするのに必要な始動時間を著
しく遅延させる。オペレータを保護するために、かつ、
滅菌処理を一時的に停止する必要がある場合にカートン
の損傷を防ぐために、シャッタ組立体が設けられてい
る。図５及び図６に示されているように、ハウジング１
２は、シャッタ板９０を受け入れるための横方向スロッ
ト８８を有する。シャッタ板９０は、機械フレームに取
付けられたシリンダ９２によって往復動するように取付
けられている。適当なコントローラによってシリンダ９
２を作動させて、シャッタ板９０を図６で見て左方に移
動させてハウジング１２からの放射を阻止することがで
きる。さらなる安全装置として、ハウジング１２の両側
面にパネル９４を取付けてもよい。シャッタが閉鎖され
たとき、ハウジング内の熱は増大し、ランプの過熱を阻
止するため、入口管１４と出口管１６を通る空気流を増
大させる必要がある。また、１／２程度までランプの電
力を減少させることによって、熱の発生を減少させるこ
とができる。これにより、長い始動時間を必要とせず
に、ランプを稼働させることができる。
に維持するのに、放射伝熱を使用していることである。
紫外線光を反射し、かつ、他の波長の熱を吸収して適当
なランプ温度を維持するのに、アルミニウム反射器が使
用されている。反射器上を通る空気量を制御することに
よって反射器の温度を制御することができ、反射器の温
度は、空気出口の熱電対によって監視される。反射器の
温度は、最も温度の高いランプの直上位置に冷たい空気
を導入することによって、均一に保持される。次いで、
空気は反射器の残部の上を流れ、反射器の表面全体での
均一な分布を維持する。ハウジングの一定温度を摂氏５
００〜１０００度に維持することによって、ランプを連
続して点灯させることができ、過熱が回避される。さら
に、ランプを遮断するか或いはランプを消すことによっ
て、滅菌が中断される。ランプを消した場合には、放射
冷却が電球の長さ全体にわたって水銀の小滴を均等に分
布させるので、容易に再始動させることができる。套管
を利用した通常の冷却の結果、冷却剤が套管に入る箇所
に水銀の集中が形成される。水銀のかかる不均一な分布
は、紫外線の光度を十分にするのに必要な始動時間を著
しく遅延させる。オペレータを保護するために、かつ、
滅菌処理を一時的に停止する必要がある場合にカートン
の損傷を防ぐために、シャッタ組立体が設けられてい
る。図５及び図６に示されているように、ハウジング１
２は、シャッタ板９０を受け入れるための横方向スロッ
ト８８を有する。シャッタ板９０は、機械フレームに取
付けられたシリンダ９２によって往復動するように取付
けられている。適当なコントローラによってシリンダ９
２を作動させて、シャッタ板９０を図６で見て左方に移
動させてハウジング１２からの放射を阻止することがで
きる。さらなる安全装置として、ハウジング１２の両側
面にパネル９４を取付けてもよい。シャッタが閉鎖され
たとき、ハウジング内の熱は増大し、ランプの過熱を阻
止するため、入口管１４と出口管１６を通る空気流を増
大させる必要がある。また、１／２程度までランプの電
力を減少させることによって、熱の発生を減少させるこ
とができる。これにより、長い始動時間を必要とせず
に、ランプを稼働させることができる。
【図１】本発明による紫外線殺菌機構をもった充填機の
概略図である。
概略図である。
【図２】紫外線殺菌装置の端面図である。
【図３】図２の線３−３における紫外線殺菌装置の横断
面図である。
面図である。
【図４】図３の線４−４における紫外線殺菌装置の横断
面図である。
面図である。
【図５】紫外線殺菌装置の部分横断面平面図である。
【図６】図５の線６−６における紫外線殺菌装置の横断
面図である。
面図である。
【図７】端部材と反射器組立体の詳細斜視図である。
【図８】カートンに関連したランプと反射器の概略図で
ある。
ある。
フロントページの続き (72)発明者 テランス エフ マンリー アメリカ合衆国 ミネソタ州 55102 セ ントポール ジューノ アベニュー 976
Claims (10)
- 【請求項１】板紙のカートンに充填しこれを閉鎖し密封
するための装置であって、カートンがコンベア上で支持
され前記装置を通って前進し、コンベアの上方に設けら
れ且つカートンへの充填前にコンベア上のカートンの内
部に紫外線光を差し向けるように位置決めされた紫外線
ランプを備えた装置において、 コンベアと整合した細長いハウジングと、ハウジングに
設けられた反射器と、該反射器によって少なくとも部分
的に包囲された管状紫外線ランプとを含み、前記反射器
は、ランプからコンベア上のカートンの底部の方へ光を
差し向けるための放物線形状と、ハウジングに設けられ
ていて、反射器を冷却してランプから出る光を最適にす
るための冷却装置とを有することを特徴とする装置。 - 【請求項２】反射器は２つの放物線の側面を有してお
り、各反射器の垂直軸線は、互いに約１３度変位してお
り、前記２つの側面は、ランプの光のアークの中央に焦
点を有していることを特徴とする請求項１に記載の装
置。 - 【請求項３】反射器は、光源に曝される内面とハウジン
グの内部に曝される外面がシート材料で形成されてお
り、冷却装置は、反射器の内面上の流体の冷却を行うた
めの構造を有していることを特徴とする請求項１に記載
の装置。 - 【請求項４】反射器はアルミニウム薄板で形成されてい
ることを特徴とする請求項１乃至３に記載の装置。 - 【請求項５】管状の紫外線ランプは、光のアークがラン
プの長さ方向に且つカートンが置かれているコンベアの
経路と実質的に平行に延びた状態でハウジングに取付け
られていることを特徴とする請求項１に記載の装置。 - 【請求項６】反射器は、頂点に沿って互いに接合され
た、第１及び第２の放物線の側面を有することを特徴と
する請求項１、２又は５に記載の装置。 - 【請求項７】ハウジングは、外側シェルと内側シェルと
を有しており、外側シェルは対向した端壁を、内側シェ
ルも又、対向した端壁を有しており、反射器は、内側シ
ェルに取付けられており、冷却装置は、反射器と接触し
て内側シェルへの、及び内側シェルから外側シェルへの
流体の冷却を行うように構成されていることを特徴とす
る請求項１に記載の装置。 - 【請求項８】紫外線ランプは中程度の圧力の水銀ランプ
であることを特徴とする請求項７に記載の装置。 - 【請求項９】反射器は、中央軸線と焦点とを各々備えた
第１及び第２の放物線反射面を有しており、第１の放物
線反射面の中央軸線は、第２の放物線反射面の中央軸線
と鋭角をなして交差しており、第１の放物線反射面の焦
点と第２の放物線反射面の焦点とは、管状の紫外線ラン
プの光のアークと一致することを特徴とする請求項１に
記載の装置。 - 【請求項１０】前記鋭角は約１３度であることを特徴と
する請求項９に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/955,259 US5326542A (en) | 1992-10-01 | 1992-10-01 | Method and apparatus for sterilizing cartons |
| US07/955259 | 1992-10-01 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06261720A true JPH06261720A (ja) | 1994-09-20 |
| JP2889094B2 JP2889094B2 (ja) | 1999-05-10 |
Family
ID=25496584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5244803A Expired - Lifetime JP2889094B2 (ja) | 1992-10-01 | 1993-09-30 | カートンを滅菌するための装置 |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5326542A (ja) |
| EP (1) | EP0591001B1 (ja) |
| JP (1) | JP2889094B2 (ja) |
| AT (1) | ATE160741T1 (ja) |
| AU (1) | AU665275B2 (ja) |
| CA (1) | CA2107033A1 (ja) |
| CZ (1) | CZ285529B6 (ja) |
| DE (1) | DE69315527T2 (ja) |
| DK (1) | DK0591001T3 (ja) |
| ES (1) | ES2112399T3 (ja) |
| FI (1) | FI934280A (ja) |
| NO (1) | NO302463B1 (ja) |
| RU (1) | RU2118173C1 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2014084139A (ja) * | 2012-10-23 | 2014-05-12 | Suntory Holdings Ltd | 殺菌装置 |
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| JP2021171625A (ja) * | 2020-04-26 | 2021-11-01 | 同方威視技術股▲分▼有限公司 | トレイ消毒装置 |
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| US5626821A (en) * | 1990-01-12 | 1997-05-06 | Hitachi, Ltd. | Cash transaction machine |
| US5374814A (en) * | 1990-01-12 | 1994-12-20 | Hitachi, Ltd. | Cash transaction machine and method with money disinfection |
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| US5730934A (en) * | 1996-10-11 | 1998-03-24 | Tetra Laval Holdings & Finance S.A. | Method and apparatus for sterilizing packaging TRX-349 |
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