JPH07506744A - レーザ処理による表面殺菌 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 レーザ処理による表面殺菌 本発明は、基質に付随する汚染生物の総数を減らす目的で基質を処理する方法、 詳しくは食品、繁殖材料、及び獣医・医療用物品の処理に関する。

現在、望ましくない汚染を妨げる目的で、植物材料、たとえば果物、野菜、穀物 の大規模な殺菌、殺虫処理が実施されている。この処理はしばしば環境的に望ま しくなく、製品の消費者に対して潜在的に危険で、ある種の寄生成長物、特に真 菌を根絶するのに幾分非効率である。同様に多数の動物製品は、汚染微生物の数 を所期の最終的用途に受け容れられるレベルまで減少させるために販売前に処理 しなければならない。たとえば、卵及び家禽製品はサルモネラ菌やリステリア菌 などの細菌を除去するために殺菌液中にしばしば漬ける。

こうした化学的処理に加えて、消毒、獣医、医療用製品には物理的殺菌処理が日 常的に施される。たとえば、マイクロ波を用いる殺菌がキノコ包装材の処理に適 用され、高圧水蒸気処理がオートクレーブ中での医療器具の処理の基礎となって いる。

これらの処理はすべて潜在的に危険であり、あるいは最適効果を達成するのにか なりの時間を要する。さらに、最終製品が食品または化学薬品である場合は、風 味、手触り、効力、たとえば種子では生育力など望ましい品質に損害を与えるよ うにその構造が改変されることがある。

米国特許第３８１７７０３号では、高出力レーザを使ってレーザ透過性液体を殺 菌している。使用される出力密度は少なくとも１０’Ｗ／ｃｍ”であり、１０’ 　〜１０”Ｗ／ｃｍ’であることが好ましい。この方法はワインなどの透明材料 に適用できるが、吸光性材料、特にレーザ光に実質上不透明なまたはレーザ光を 部分的に吸収する材料に適用するには全く不適当である。

本発明者等は今回、前記の方法の欠点をもたず、最終製品の所期の品質に影響を 与えず、また環境または生理的に害のある残渣を残さず、汚染生物を短期間に生 存不能にする、上記すべて及びその他の基質に適用できる新規な方法を提供した 。さらに、ある種の寄生物、たとえば真菌の成長の阻害などある種の用途では、 この方法は以前に使用されていた処理よりも効率が高い。

本発明は、熱レーザ効果を使用して汚染生物の温度をそれを生存不能にするのに 十分な時間、臨界レベルより高（上げる点で、既知のレーザ手法と異なる。この 温度は生物ごとに異なるが、多（の細菌や真菌では約４５℃である。水蒸気など の加熱媒体やマイクロ波などの放射線を使用すると、基質の温度が最終製品の使 用に不適当なレベルにまで上がってしまう。この方法では、表面の生物が前記の 生存不能レベルに加熱される間、任意選択でその表面を除き、基質は処理の影響 を受けない。

本発明は、その最も広い態様では、基質にレーザ放射線を当てることを含み、レ ーザ放射線の種類と量は、基質自体の所望の特性は実質上変化させずに基質上の 生物を生存不能にするように選択する、基質の表面に付随する汚染生物のレベル を下げる目的で、レーザ放射線を通さず、あるいはかなりの量を吸収せずにレー ザ放射線を透過させることができない基質を処理する方法を提供する。

本発明の第１の態様の好ましい方法では、基質表面の実質的部分が放射線にさら されるように、基質とレーザ放射線を互いに相対的に移動する。この基質の相対 移動には、基質たとえば食品材料のレーザ放射線に対する回転を含むことが好ま しく、転がりによる回転を含むことがより好ましい。したがって、従来のローラ 型コンベア・ベルト上で達成されるような諸要素の連続転がり運動が使用できる 。他の好都合な運動は下記のような本発明の装置を参照すれば例示されよう。

レーザ放射線は、基質の所望の特性を永久的に変化させずに生物を生存不能にす るために必要な加熱を達成することのできるどんな供給源から提供してもよい。

この供給源は、ＣＯ２レーザやＹＡＧレーザなどの赤外レーザとすると好都合で あるが、表面生物を加熱することのできるレーザなら何でもよく、したがって紫 外レーザも含まれる。使用する電力密度は１０５Ｗ　／　ｃ　ｍ　”未満とする が、１０’Ｗ／ａｍ２がより好ましく、１２０　Ｗ　／　ｃ　ｍ　’未満がもっ とも好ましい。本明細書の例では、１０〜Ｌ　２０　Ｗ　／　ｃ　ｍ　”程度、 好ましくは約３０Ｗ／ｃｍ’の電力密度が、基質の保全性などを保持しながら細 菌を根絶するのに、たとえば卵やジャガイモで細菌が成長し繁殖する能力をなく すのに最も効果のあることが判明している。こうしたレーザ源は、電力出力が約 １０〜２５０Ｗのレーザ放射線を発生することができるが、当業者には理解でき るように、特により弾力的な組成の基質上では他の出力も使用できる。

下記の例及び装置で使用される好都合なＹＡＧレーザ源ユニットは、ネオジムで ドープしたイツトリウム・アルミニウム・ガーネット（Ｎｄ　：　ＹＡＧ）であ る。ＣＯ，レーザとＹＡＧレーザは異なる波長の光を発生する。ＣＯ２は１０． ６μｍ１ＹＡＧは１．０６μｍである。照射される物体の吸収レベルが異なるた め、使用するレーザのタイプを１つずつ選ぶ必要がある。たとえば、塊茎（ジャ ガイモ）の処理に好ましいレーザはＮｄ：ＹＡＧレーザであるが、即用にはＣＯ ２レーザである。

これらのレーザはどちらもＣＷ（連続波）モードで好都合に動作するが、適当な レーザ源にはパルス波モードも適用できる。

ＣＷモードに適したレーザの例としては、米国カリフォルニア州の５ｙｎｒａｄ 　Ｉｎｃ、からＤ４８１５　（６０Ｗ）として市販のＣＯ２レーザと、英国Ｒｕ ｇｂｙの５ｐｅｃｌｒｏａ　ＬｓｔｅｒＳｙ＋ｌｅｍ＊からモデル５Ｌ９０１　 （９０Ｗ）として市販のＮｄ：ＹＡＧレーザがある。これらのレーザは、その最 大出力までの様々な出力で動作することができる。

レーザ放射線の構成は様々であるが、１つまたは複数の源から発散する扇形のビ ームとして提供するのが好都合である。これらのビームは基質の運搬経路の横か ら当てるのが好都合であるが、基質を動かさずに１つまたは複数の源から基質表 面のほぼ全体を照射するように基質を装着してもよい。

レーザ・ビームは様々な方法で発散させることができるが、特にＧｅｎ２＋ｚｌ 　５ｃｔｎＩｌｉｎＨ（米国）のＭ３スキャナなどの走査ミラーや、円筒形光学 系を使用するのが注目される。この走査ミラーは中心軸の周りを回転しながら、 ここに例示したレーザでは直径約５〜６ｍｍの、平行なビームを反射するのに使 用される。この動作は、所定の走査角と走査速度が得られるようにコンピュータ 制御することができる。円筒形光学系による方法では、物体を照射する前に光路 に光学系を置いて、ビームを偏向させ、それによって光学系の幾何形状によって 決まる角度で光を発散させる。

レーザ源と処理すべき基質との距離は様々である。この距離はもちろん、（ｉ） レーザから扇形発散機構までの距離と（ｉ　ｉ）扇形発散機構から物体までの距 離の２つの要素からなる。（ｉ）では、ビームは平行であり、反射によって扇形 発散機構に遠隔伝達することができる。この距離は数ｃｍから数十ｍの範囲であ り、この例では約５０ｃｍである。（ｉ　ｉ）では「扇形発散」機構からの距離 とそれによって与えられる発散角度によって、扇形発散ビームが占める面積が定 義される。基質物品が完全にレーザ光にさらされることが望ましい。好都合な発 散距離と発散角度は、約５０ｃｍ及び２０＠であるが、他の値も可能である。

基質物品及びそれを支えるすべての部品を装着するのに使用される処理装置の、 レーザ・エネルギーが当たる部分の構造は、熱の蓄積を避けることのできる材料 から作成される。したがって、適当なヒート・シンク・システムに連結された金 属の使用が、運搬用構造及び装着用構造を介する基質の間接的加熱を避けるため に推奨される。あるいは、基質表面またはその上の生物以外のものをビームが加 熱するのを避ける、可能なあらゆる措置を講じる。

基質に接触するすべての表面を適当に温度制御すると、比較的高い表面積／体積 比の生物、特に微生物を生存不能にし、かつ比較的低い表面積／体積比の基質は その所望の特性に対して実質上持続的効果をもたない温度に留めることが可能に なる。

温度制御の当業者なら適切な冷却機構を思いつくであろう。

どんな基材もその表面を本発明の方法で処理することができるが、他の処理で悪 影響を受ける基質が最も有利である。このために、殺菌の目的に使用される、プ ラスチック及びその他の熱や化学薬品の影響を受けやすい材料を処理するのが有 利である。しかし、最も適切な基質は、既知の処理によってその風味、手触り、 生存能力その他の所望の品質が影響を受ける、消費材料または繁殖材料である。

たとえばコンバイン収穫可能作物（種子及び穀粒）、野菜、根菜作物、果物、飼 料、鑑賞植物、嗜好品（茶、タバコ、コーヒー）、酪農製品はすべて植付は前ま たは収穫後に処理することができる。したがって、レーザ光を透過するがかなり の量を吸収する草木などの基質は損害なしに処理できる。

生存不能にすべきまたは根絶すべき生物は、細菌、真菌、藻類、ウィルスなどの 微生物が普通であり、それが最も効果が高い。卵はサルモネラ菌に感染しやすく 、この処理で成功が得られる基質の一例である。消費商品上で望ましくない真菌 寄生成長物の典型は、ジャガイモ上の真菌成長物である。

本発明はさらに、（ａ）レーザ放射源と、（ｂ）たとえば物品や要素などの基質 を操作する手段とを備え、操作手段によって操作される基質上に、基質の所望の 特性は変化しないままで、汚染生物を生存不能にするタイプ及び量のレーザ放射 線を当てるという、本発明の方法によって基質をレーザ処理するための装置を提 供する。

この装置は、好ましくは基質が放射線すなわちレーザ照射を通過するとき、その １つまたは複数の軸の周りで基質を回転させることを含めて、各要素の表面のか なりの部分を照射するために基質とレーザ放射線の相対運動を実施する手段を備 えることが好ましい。

基品は、物品として、たとえば植物材料の要素として、処理経路に沿って、通常 はコンベア・ベルト上、たとえば要素とレーザ放射線の相対運動の達成を助け、 諸要素を連続する処理ゾーンに運搬することのできる、ローラ會コンベア・ベル ト上を移送することが好ましい。他の経路、たとえばレーザ照射中を通過するレ ーザ透過壁によって部分的に画定される流体経路、基質のかなりの領域が所望の 効果を達成するのに適したレベルのレーザ光に当たるように基質をレーザ放射の 経路中で配向させ直す一連の偏向手段によって画定される経路などを提供するこ ともできる。個々の物品は、装着した場合に相対運動を行わず、１つまたは複数 のレーザ・ビームがその外面全体を実質上覆うように処理することができる。一 連のレーザ・ビームをそれぞれベルトに沿った受光点に通常は１つの源から発散 ユニットを経て発出する上記のような扇形ビームとして当てることが好ましい。

したがって本発明の装置は、処理すべき基質に適した形を取る。基質はこの外面 だけが処理され、レーザ照射がその中を通過することはできないので、レーザの 種類（Ｃ０２かＹＡＧか）と露出時間と出力レベルだけを、生存不能にすべき汚 染物質と装置によって多数の異なる製品が処理可能である。工場設定機械は、た とえば最大出力６０〜２５０Ｗの電源を使用することができる。必要な電力密度 は様々であり、例に示しである。基質に接触する装置の表面を冷却する機構は当 業者なら思いつ（であろうが、特定の装置の最終用途に合わせて調節すべきであ る。

コンベア・ベルト上の基質にレーザ放射線を当てる装置は、たとえば欧州特許第 ０２３１０２７号や英国特許第２１９５４３８号で知られるが、これらの装置は 検出用であり、本発明の目的には適していないことに留意されたい。具体的には 、レーザは熱効果を誘導するように構成されていず、基質の回転は行われない。

次に下記の例及び図を参照しながら本発明の方法及び装置について例示的に説明 する。これらの説明に照らせば、当業者なら他の実施例を思いつくであろう。

図面の簡単な説明 第１図は、ジャガイモや卵など比較的大きな基質物品の処理に適した、本発明に よって提供される装置の平面図である。

第２図は、レーザ源と縦方向に延びるコンベアφローラと基質物品の配置を示す 、第１図の装置のレーザ処理ユニットの内部の透視図である。第２Ａ図は、ロー ラの端部と、その上に載った基質物品の断面図である。

第３図は、ローラが物品の移動方向を横切っている、第２図の内部の一変形を示 す図である。第３Ａ図は、ローラの端部と、その上に載った基質物品の断面図で ある。

第４図は、ジャガイモの処理用に特に構成された、第１図の装置の一変形の平面 図である。第４Ａ図は、この装置のレーザ処理ユニットの内部の透視図である。

第５図は、粒状材料、たとえば丸のままの穀物などの流動性物質の処理に適した 、本発明の装置の断面図である。

例１：様々なレーザ光エネルギーを使用する卵殻の消毒人為的にＳ＊１ｍｏｎｅ ｌｌ＊　ｅ＋＋ｌ＊＋１ｌｉｄｉ＋菌と真菌＾＠ｐｅＢｉｌｌｓｔＩｗｍｉｌｓ １ｍｓの胞子で汚染させたニワトリの卵に、２つの個別供給源から様々なエネル ギー・レベルのレーザ光を当てた。処理後の汚染物質の残留レベルをめることに より、レーザの消毒効果を比較した。

ニワトリの卵７００個の鈍端の４ｃｍ’の領域をＳ＊１ｍｏｎｅｌ１８ｅ＋ｌｅ ＋１ｌｉｄｉ＋菌及び真菌Ａ＋ｐ６Ｂｉｌｌｕｔ　ｌ１ｍ１Ｈｓｌｉｓの胞子の 懸濁液で汚染させた。Ｓ、　ｅ＋１ｅｒｉｌｉｄ目の一夜ブロスを緩衝ペプトン 水で調製し、八　Ｉｗｍｉｌ＊１ｗｓを麦芽寒天プレート上で胞子形成が起こる まで成長させた。胞子懸濁液は最大回収希釈剤（ＭＲＤ）でプレートを洗浄して 調製した。各懸濁液１０μｍを接種用ループと２Ｘ２ｃｍのテンプレートを使っ て６卵の鈍端の４ａｍ”の領域に順に広げ、卵を室温で一夜放置した。

６卵を手で位置決めした後に汚染領域の上にレーザ・ビームを走査することによ り、汚染させた卵１００個からなるバッチ６組を消毒処理にかけた。各レーザ（ Ｃ０２源とイツトリウム・アルミニウム・ガーネット源）で３つのエネルギー・ レベルを適用した。レーザの出力設定と走査速度を変えることにより、卵の表面 に付与されるエネルギー・レベルを制御した。処理済みの卵及び未処理の１００ 個の対照卵上で生き残っている　Ｓ。

ｅ＋１ｅｒｉｌｉｄｉｓ及び＾、ｔｕｍｉｇ＊ｌａｓ胞子の数をめた。

ＭＲＭｌｏｍｌを入れた殺菌プラスチック・バッグに６卵を入れて、汚染された 表面をバッグの外から緩やかに２分間こすることにより、卵の表面から細菌と真 菌胞子を除去した。洗浄液及び適当な希釈液を１０倍ずつ希釈して、Ｓ、ｅｌｅ ｒｉｔｉｄ目のカウントのためＸＬＤ寒天（Ｏｘｏｉｄ　ＣＭ４６９　）上で培 養し、＾。

ＩｗｓｉＨｔ１ｗｓ真菌胞子のカウントのため０ＡＥＳ寒天で培養した。

ＸＬＤプレートを３７℃で４日間インキュベートして両方の生物の目に見えるコ ロニーをカウントし、卵１個当たりの生存生物の数を計算した。平均値を算出し 、ＭＩＮＩＴＡＢコンピュータ・ソフトウェア統計パッケージを使って結果を分 析した。

この結果を下記の表１と２に示す。

Ｃ３処理後に処理済みの卵１００個のうちの５７個からはＳ＊１ｍｏ、ｎｅｌｌ ＊菌は回収されなかった。二酸化炭素（ＣＯ２）レーザ源は、同様のエネルギー ・レベルでイツトリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）レーザ源よりも 有効であることが判明した。最高のエネルギー設定のとき、ＣＯ２レーザは、汚 染Ｓ＊ｌ５ｏｎξ１１菌の平均数を９９．７２％減らし、それより抵抗力の強い Ａ、ＩＩｌｓｉｇｓ＋＋ｕ胞子を８６．９％減らした。偏差データの分析から、 各処理の平均の差が５％レベルで有意であったが、各サンプル内の変動によるも のはなく、シたがってレーザ光を使って、基質上、特に卵殻上の細菌及び真菌胞 子を効果的に減らせることが立証された。

表　２ レーザ光を使用して卵の表面を消毒することの適否を、ヒョコ幼胚の初期発生に 対する効果を監視することによって決定される卵の内部に対する処理の効果に特 に注目して評価した。この評価では、幅５ｍｍのＣＯ２レーザ・ビームの経路内 に回転プラットフォームを使用して、個々の卵を鈍端を下にして載せた。

ブロイラー系統のメスニワトリ４５０羽から卵を得た。卵１５０個からなるバッ チ２組をレーザ消毒手順にかけてその表面を走査した。卵が丸１回転した後にビ ームを下げて、卵殻の周囲が処理されるように、５ｍｍのビームを順にステップ させた。表面に当たるレーザ・エネルギーのレベルは、前記に概略を示した実験 のレベルＣ２と０３に対応するものであった。表３に走査パラメータを示す。

処理卵と未処理卵１５０個を一夜放置した後、「ウェスタン」畔卵器でインキュ ベートした。未処理の対照卵と２つの処理済みバッチからの卵とをそれぞれ同数 ずつランダムに５個の瞬卵トレイのそれぞれに入れた。５日間インキュベートし た後にすべての卵を割って、胚の発育状態を鑑定評価した。この評価の結果を下 記の表４に示す。

表　４ したがって処理Ｃ２及びＯ３は、このように処理した卵から得られる生存胚の数 に著しい逆効果を与えないものと思われる。

例３：卵表面殺菌処理装置 第１図に示すように、いくつかのコンベア・ローラ（１）が装置の搬送方向に沿 って互いに平行に配列されており、その表面にはらせん形の把持要素（２）が、 回転したとき、上側陥隔凹（４）内の隣接するローラの間に置かれた物品（３） を前方に推し進めるように配置されている。これらの陥凹（４）は、本書ではレ ーンと呼ぶが、搬送経路の長さ全体にわたって取入れ部（５）、１ノーザ処理ユ ニツト（６）、取出し部を経て分類・包装部（７）へと延びる。ローラまたは少 なくとも把持要素は、ゴムなどの弾性材料製であり、物品が前方に動（とき、そ の移動方向を横切る軸の周りで回転させる。使用の際には、基質物品、たとえば 卵をレーンに置き、ローラをその縦軸の周りで回転させて、物品をレーザ処理ユ ニットを経て分類・包装部まで回転して推し進める。卵の前方移動速度と回転速 度は、表面出力密度が前記Ｃ３と等価になるように調節する。

第２図に示したレーザ処理ユニットの内部は、レーザ放射線をそれぞれのレンズ に向けるように装着された、好ましくはＣＯ７源からのレーザ光の２つの扇形ビ ーム（８）を有する。

このレーザ照射は、処理すべき物品が回転しながら前方に移動するとき、物品に 当たるか、ローラのどの部分にも実質上当たらないようにその平面がローラと平 行になった扇形ビーム（９）、（１０）として構成される。レーンを通過する放 射線はローラの下のヒート・シンク、たとえば無駄になったレーザ光を捕捉する ためにビームが発出する点に対向して置かれた吸光性材料のビーム・ストップに よって中和される。

コンベア機構の一変形を第３図に示す。いくつかの動力式ローラ（１１）が移動 方向を横切って配列され、物品、たとえば卵が隣接するローラの上面間の陥凹中 に保持される。ローラが回転するとき、卵を回転させ、以前は露出していなかっ た表面をレーザ光の扇形ビーム（９）、（１０）にさらさせる。ローラ自体はレ ーザ処理ユニット中を移動し、その中で物品を運搬する。この場合、ローラ自体 はユニット内に留まらず、したがって過熱の危険が避けられる。どちらの変形で も、扇形ビームの角度は約２０°で、物体から約５０ｃｍ離れている。

例４・レーザ光を使用したジャガイモ病原菌の抑制ジャガイモの種イモは、黒痣 病（Ｒｈｉ！ｏｃｌｏａｉ＊　＋ｏｌｒａｉｌ、炭痘病（Ｃｏ！１ｅｌｏｌ＋ｉ ｃｈｗｓ　ｃｏｃｃｏｄｅｓ　）　、銀痣病（ｌｌｅ１ｍｉｎｌｂｏｓｐｏ＋ｉ ｗｍ＋ｏｌｔｎｉ’）　、粉状癒癲病（Ｓｐｏｎｇｏｓｐｏ＋ｔ　５ｉｂｌｅ＋ ＋５ｎｆｆｉ１）　、皮斑疲（Ｐｏ１７ｓｃｙｔ＊Ｉｕｉ　ｐｗｔｌｏｌｓｎｓ ）　、壊［（Ｐｈｏｍ為１ｏｗｅＩｌｓ　）　、乾腐病（Ｆｗ＋＊＋ｉｗｓ　ｃ Ｉ＋ｍｌｅ＋＋ｍ）　、空胴病（Ｅ＋ｖｉｉｉｓ　ｃｓ＋ｏｌｏｗｏ＋＊＋＋ｐ 　１＋ｏｓｅｐｌｉｃ富）を含むいくつかの重要な病気の病原である。

子イモにおけるこれらの病気の管理は、種イモにおける病原体の抑制または殺菌 による所が大きい。より健全な作物を生産するために種イモに殺菌剤を塗布する 市場が広がっているが、大部分の製品は活性の範囲が狭く、またしばしば複数の 薬剤を塗布しなければならない。さらに殺菌剤に対する耐性の問題が深刻になり つつあり、新しい薬剤を合法的に使用するにはその前に英国で登録し承認を受け なければならない。ジャガイモに対する農薬の種類と使用量を減らし、これらの 病気を抑える代替方法を使用することをめる圧力が高まっている。

レーザ処理の評価のため、その表皮上に自然の病気が発生したイモを選択し、調 査対象で特定の病気に適した様々な方法によって生物の生存可能性を決定した。

イモの調査で判明したようにそれにはレーザ光照射後の病害の転移や生物の転移 など様々なものがある。

表皮の損傷を起こすエネルギー及び効果のないエネルギーを検出するため、イモ の表面を横切るレーザ移動速度を広い範囲で変えて、テストを行った。より小さ く定義された移動速度の範囲内で３つの電力レベル（Ｗ）を使ってこれらのパラ メータの相互作用をめた。３０Ｗが適切な電力レベルであると定義された。

表　５ Ｃ，ｃｏｅｃｏｄｅ＋を標識病原体として使用し、ジャガイモとビームの相対移 動速度を３０Ｗで６１２ｍｍ／ｓｅｃとした初期テストの結果、イモ表皮からは がした損傷片のほぼ５０％が、寒天プレートに移したとき、真菌成長物を発生し なかった。相対速度が２１４ｍｍ／ｓｅｅのとき、抑制は１００％であり、速度 が６１２ｍｍ／ｓｅｅより高い（たとえば１０１０ｍｍ／ｓｅｃまたはそれ以上 ）ときは抑制は不十分であった。

異なる出力レベルを使用したテストでは、標識病原体として使用したＲ、＋ｏｌ ｔｎｉの生存能力に差は見られなかった。照射時間がより長いとき、これの抑制 は十分であった。インキュベーション後のＰｅ＋＋１ｅｉｌｌｉａ＋＋発生のか なりの抑制も記録された。ジャガイモの側部中心と一列に並べた走査ミラーから ５０ｃｍ離れた様々な回転速度で回転する回転テーブルを使用して、それを垂直 移動で走査した。走査速度は、表では移動速度＝持続時間として示しである。ス ポット・サイズは直径５〜６ｍｍであった。

持続時間／移動速度。０＝ゼロ、５＝最長、１＝最短。５＝この試験は、上記の ものだけでな（Ｅ、ｃ、ｓｐｐ　ｒｌｒｏ＋ｅｐｌｉｃ＊の抑制にも有効なこと が判明した。こうした試験条件を使用すると、処理済みの表皮領域が壊死する傾 向があるが、副次的腐敗は起こらず、貯蔵及び消費のための使用に関して望まし い性質が保持させることを示している。ただし、少なくともＹＡＧでの実験では 、生物を抑制しながらこの効果を避けるようにパラメータを調節できることが判 明した。イモのローズアイ端の休眠の中断及び新芽の成長速度は、茎１本当りの 複葉の保持数の影響を受けなかった。

例５：ジャガイモなどほぼ球形の作物に適したレーザ処理装置ジャガイモなどほ ぼ球形の物体の処理に適した処理装置を第４図に示す。ローラ・コンベア（１２ ）が、レーザ処理ユニット（１３）を介して取入れホッパ（１４）分類スクリー ン（１５）、取出しテーブル（１６）、及びボックス・フィラー（１７）の間を 移動する。

第４Ａ図は、レーザ処理ユニット内部の構成を示したもので、３０ＷのＹＡＧレ ーザ源がコンベア上の物品から約５０ｃｍ離れた所にあり、走査ミラーまたは光 学系によって２０°のビーム（９）、（１０）に発散している。扇形ビームは両 方のローラ及びその上に載った物品（１８）に当たる。ローラ（１９）は移動方 向を横切って配置され、ユニットを通過するとき、物品を回転させてそのほぼ全 表面をビームにさらさせるように回転する。ローラ（１９）は金属製であり、し たがって陥凹中の隣接する上面の間に運搬される物品からの熱を速やかに伝導す ることができる。ローラの駆動は、コンベアからの経路に沿って駆動されるとき に支持体との接触によって受動的に行われ、あるいは各ローラに個別に作用する 駆動手段によって能動的に行われる。

例６：穀物などの流動性材料に適したレーザ処理装置丸のままの穀物などの流動 性材料をレーザ照射するのに適した、その上の汚染生物を生存不能にするための 処理方法を第５図に示す。第５図で、穀物（２４）がベルト・コンベア（２６） によって縦向きの筒状ハウジング（２５）に送られ、そこで塵ともみがらが抽出 装置（２６）によって上向きに誘導されて分離され、穀物は重力によって下のレ ーザ処理領域に落下する。

ヒート・シンクとして機能するのに適した材料製のデフレクタ手段（２７）が穀 物を順次転倒させてその方向を変え、前記のタイプのレーザ光の扇形ビーム（９ ）、（１０）が、ハウジングに沿っていくつかの点から穀物に衝突する。レーザ ・扇形ビームは穀物経路から５Ｑｃｍ離れた扇形発散機構からスロット（２８） を通ってハウジングに入る。これらすべての装置におけると同様に源自体も数ｃ ｍないし数ｍ離れているが、発散源から５Ｑｃｍ離れているのが好都合である。

他の、パラメータはすべて前述の通りでよい。

この場合、できるだけ多くの穀物をカバーするように、扇形ビーム形のビームを ある設定領域にわたって操作することが可能である。はぼすべての穀物表面の有 効な処理時間及びカックーを維持するため、いくつかの扇形ビームを使用し、穀 物がそれを通過してからコンベア（２９）に載るようにする。

補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）平成６年１０月２７０

Claims (28)

【特許請求の範囲】
1. １．基質の表面に付着する汚染生物のレベルを下げる目的で、レーザ放射線に実 質上不透明な、あるいはレーザ放射線を透過できず、そのかなりの量を吸収しな い基質を処理する方法であって、基質にレーザ放射線を当てることを含み、レー ザ放射線の種類と量が、基質自体の所望の特性は実質上変化させずに、基質表面 上の生物を生存不能にするように選択されることを特徴とする方法。
2. ２．基質が消費材料または繁殖材料あるいはその両方であり、汚染生物が徴生物 であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. ３．基質とレーザ放射線が、基質表面の大きな部分が放射線にさらされるように 相互に相対的に移動することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の方法 。
4. ４．基質の相対移動が、レーザ放射線に対する基質の回転を伴うことを特徴とす る、請求項３に記載の方法。
5. ５．レーザ放射線が赤外レーザ源によって提供されることを特徴とする、請求項 １から請求項４のいずれか一項に記載の方法。
6. ６．レーザ源が約１０〜２５０Ｗの出力でレーザ放射線を発生できることを特徴 とする、請求項５に記載の方法。
7. ７．レーザ源が連続波モードで動作することを特徴とする、請求項１から請求項 ６のいずれか一項に記載の方法。
8. ８．基質上のレーザ出力密度が１０〜２０Ｗ／ｃｍ２であることを特徴とする、 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の方法。
9. ９．基質上のレーザ出力密度が２０〜５０Ｗ／ｃｍ２であることを特徴とする、 請求項８に記載の方法。
10. １０．レーザ放射線が、１つまたは複数の源から発散する扇形ビームの形で提供 されることを特徴とする、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の方法。
11. １１．ビームが平行であり、発散される以前の直径が約５〜６ｍｍであることを 特徴とする、請求項９又は請求項１０に記載の方法。
12. １２．レーザ・ビームが処理すべき基質に向かって発散される距離が約５０ｃｍ であることを特徴とする、請求項９から請求項１１のいずれか一項に記載の方法 。
13. １３．基質の表面に付着する汚染生物のレベルを下げる目的で、レーザ放射線に 実質上不透明な、あるいはレーザ放射線を透過できず、そのかなりの量を吸収し ない基質を処理するための装置であって、（ａ）レーザ放射線源と、（ｂ）基質 を操作する手段とを備え、レーザ放射線を操作手段によって操作される基質に衝 突させ、その種類と量が、基質自体の所望の特性は実質上変化させずに、基質表 面上の生物を生存不能にするようなものであることを特徴とする装置。
14. １４．各要素の表面の大きな部分を照射するために、基質とレーザ放射線の相対 移動を実施する手段を備える、請求項１３に記載の装置。
15. １５．連続する処理ゾーンを次々に通過する処理経路を備える、請求項１３又は 請求項１４に記載の装置。
16. １６．基質がローラ・コンベア上の処理経路に沿って運搬され、前記コンベア・ ベルトが基質とレーザ放射線の相対移動を実施することを特徴とする、請求項１ ５に記載の装置。
17. １７．基質がレーザ放射線の経路中で向きを変えるように、経路が一連の偏向手 段によって規定されることを特徴とする、請求項１５に記載の装置。
18. １８．レーザ放射線が、出力１０〜２５０Ｗの熱レーザ源によって提供されるこ とを特徴とする、請求項１３から請求項１７のいずれか一項に記載の装置。
19. １９．レーザ源が赤外レーザ光を発生することを特徴とする、請求項１３から請 求項１８のいずれか一項に記載の装置。
20. ２０．レーザがＹＡＧレーザまたはＣＯ２レーザであることを特徴とする、請求 項１９に記載の装置。
21. ２１．基質に提供される出力密度が１０〜１２０Ｗ／ｃｍ２となるように装置が 構成されることを特徴とする、請求項１９又は２０に記載の装置。
22. ２２．基質に提供される出力密度が２０〜５０Ｗ／ｃｍ２となるように装置が構 成されることを特徴とする、請求項２１に記載の装置。
23. ２３．基質がレーザ光の衝突を受けるステーション中を運搬されるときに、その １つの軸の周りで回転させられることを特徴とする、請求項１３から請求項２２ のいずれか一項に記載の装置。
24. ２４．実質的に例３、５、６のいずれかに記載されている如き、請求項１３から 請求項２３のいずれか一項に記載の装置。
25. ２５．実費的に前記の例のいずれかに記載されている如き、請求項１から請求項 １２のいずれか一項に記載の方法。
26. ２６．基質の表面に付着する生物が、請求項１から請求項１２のいずれか一項ま たは請求の範囲第２４項に記載の処理を受けることによって生存不能にされるこ とを特徴とする、実質上レーザに不透明な基質。
27. ２７．基質の表面に付着する生物が、請求項１から請求項１２のいずれか一項又 は請求項２４に記載の処理を受けることによって生存不能にされることを特徴と する、レーザ光を透過せず、レーザ・エネルギーのかなりの量を吸収しない基質 。
28. ２８．さらに、基質が消費材料、種子または獣医・医療用のものであることを特 徴とする、請求項２６又は請求項２７に記載の基質。