KR101712712B1 - 분립체 살균 장치 - Google Patents

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Abstract

다량의 분립체를 불균일없이 균등하면서 효율적으로 살균하는 것이 가능한 분립체 살균 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 분립체 살균 장치(1)는, 분립체가 도입되는 도입구(29), 이 도입구(29)로부터 도입된 분립체류(W1)에 살균성 전자파를 쏘여 살균 처리하기 위한 살균 처리 공간(37), 및 이 살균 처리 공간(37)에서 살균 처리된 분립체를 배출하기 위한 배출구(31)를 갖는 살균용 수송관(23)과, 도입구(29)로부터 배출구(31)를 향하여 살균 처리 공간(37) 내를 흘러 분립체류(W1)를 도입구(29)부터 배출구(31)까지 수송하기 위한 공기류를 발생시키는 기류 발생 장치(9)와, 이 기류 발생 장치(9)에 의해 발생된 공기류가 살균용 수송관(23) 내에서 흐르는 방향을 조정하는 기류 조정 부재(39)를 구비하고 있다.

Description

분립체 살균 장치 {PARTICULATE BODY STERILIZATION DEVICE}
본 발명은 식품, 식품 첨가물, 의약품 등의 분립물에 자외선 등을 조사하여 살균하는 분립체 살균 장치에 관한 것이다.
종래부터 세균, 곰팡이, 효모 등을 살균하는 방법으로서, 에틸렌옥시드, 오존 등의 가스를 사용하는 방법, 방사선을 사용하는 방법, 가열에 의한 방법, 자외선을 사용한 방법이 알려져 있으며, 살균 대상물의 성상이나 요구되는 살균 정도에 맞추어 적당한 살균 방법이 선택 채용되고 있었다.
식품이나 식품 첨가물 등의 살균을 행하는 경우, 특히 살균 방법의 선택에는 주의할 필요가 있다. 예를 들어, 에틸렌옥시드나 오존 등의 가스나 방사선을 사용하여 식품 등의 살균을 행하고자 하여도 안전성 확보의 관점에서 가스나 방사선의 사용이 금지되어 있거나, 또는 사용에 대하여 일정한 제한이 있는 경우가 있다. 가열에 의한 살균을 행하는 경우에는, 분립 형상 식품 등을 구성하는 단백질이 변성되어 버리는 경우가 있고, 또한 습열 살균을 행하는 경우에는, 살균 대상물이 습기를 흡수하여 변성되어 버리는 경우가 있다. 또한, 가열에 의한 살균에서는, 내열성균(아포균 등)에 대한 살균 효과가 불충분한 경우가 있다.
한편, 자외선에 의한 살균은 상술한 문제점은 없지만, 다량의 분립체를 불균일없이 균등하게 살균하는 것이 용이하지 않다고 하는 문제가 있다. 트레이 등의 위에 두껍게 적재된 분립체에 자외선을 조사하여도 표층부에만 자외선이 닿으므로 표층부의 살균밖에 행할 수 없고, 벌크 형상으로 존재하는 내부 분립체의 살균을 행할 수 없기 때문이다. 그로 인해, 자외선에 의한 살균은 물 살균, 공기 살균, 식품 포장재 등의 표면 살균의 용도에 한정되어 사용되고 있었다.
최근에는 상술한 분립체를 자외선 살균할 때의 문제를 해소하여 다량의 분립체를 효율적으로 살균하기 위한 다양한 방법이 제안되어 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는 회전축 방향으로 경사지게 설치된 회전체와, 회전체 내의 회전축의 위치에 설치된 자외선 램프를 구비한 분체물 살균 장치가 기재되어 있다. 이 분체물 살균 장치는 살균 대상물의 분체를 회전체의 높은 쪽의 일단부로부터 연속 투입하고, 투입된 살균 대상물을 회전체 내에서 기계적으로 교반하면서 살균 대상물에 자외선을 조사하도록 되어 있다.
특허문헌 2에는 나선 형상의 블레이드를 갖는 스크류 컨베이어와, 자외선 램프 등의 살균성 복사선의 발생원을 구비한 살균 장치가 기재되어 있다. 스크류 컨베이어는 자외선 투과성 재료로 만들어진 파이프 부분의 내측에 나선 형상의 블레이드를 형성한 것이며, 자외선 램프는 파이프 부분의 외측에 배치되어 있다. 이 살균 장치는 살균 대상물의 분립체를 스크류 컨베이어의 개시 단부측에 연속 투입하고, 스크류에 의해 살균 대상물을 교반하면서 살균 대상물에 자외선을 조사하도록 되어 있다.
특허문헌 3에는 원통 용기와, 그 저부 내측의 중앙에 설치된 소용돌이류 임펠러와, 원통 용기 내의 소용돌이류 임펠러 상방의 공간에 설치된 복수의 자외선 램프를 구비한 분립체 자외선 살균 장치가 개시되어 있다. 소용돌이류 임펠러는, 상방을 향하여 흐르는 공기류(소용돌이류)를 만들어 낼 수 있도록 되어 있다. 그리고, 분립체 자외선 살균 장치는, 살균 대상물의 분립체를 소용돌이류 임펠러의 상방에 투입하고, 소용돌이류 임펠러가 만들어 낸 소용돌이류에 의해 살균 대상물을 공간 내에 분산시키면서, 살균 대상물에 자외선을 조사하여 살균하도록 되어 있다.
또한, 특허문헌 4에는 원통 형상의 케이싱과, 케이싱 내측에 배치되어, 케이싱의 축을 따라 나선 형상으로 연장되는 반송관과, 반송관에 자외선 살균 램프를 조사하는 자외선 램프를 구비한 자외선 살균 장치가 기재되어 있다. 반송관은 자외선 투과 재료로 형성되어 있어, 자외선 램프로부터 조사된 자외선을 관 내에 투과할 수 있도록 되어 있다. 그리고, 자외선 살균 장치는 살균 대상물인 분체를 반송관에 연속 투입하고, 에어에 의해 살균 대상물을 반송관 내에서 반송하면서 살균 대상물에 자외선을 조사하도록 되어 있다. 또한, 반송관의 표면 및 반송관 내에서 반송되는 분체가 대전되는 것을 방지하기 위하여 반송관은 접지 접속되어 있다.
일본 특허 공개 제2005-318816호 공보 일본 특허 공개 평5-57001호 공보 일본 특허 공개 제2000-116758호 공보 일본 특허 공개 평10-127737호 공보
그러나, 특허문헌 1, 2에 기재된 각 살균 장치는 벌크 형상으로 존재하는 분립체를 기계적으로 교반하도록 구성되어 있으므로, 분립체를 충분히 교반하기 위하여 장시간의 교반 작업을 행할 필요가 있었다.
또한, 특허문헌 3에 기재된 분립체 자외선 살균 장치를 사용한 경우, 한번의 작업으로 일정량의 분립체를 분립체 자외선 살균 장치에 투입하고, 투입한 분립체를 살균한 후, 살균한 분립체를 모아 분립체 자외선 살균 장치로부터 반출하는 배치 작업을 행할 필요가 있다. 따라서, 특허문헌 3의 분립체 자외선 살균 장치는 분립체를 연속적으로 처리할 수 없어 작업 효율이 낮다고 하는 문제가 있었다. 또한, 일반적으로 자외선에 의한 살균 효과는 살균 대상물과 자외선원의 거리의 2승의 역수에 비례하기 때문에, 모든 살균 대상물과 자외선원의 거리를 균일하게 유지하는 것이 바람직하다. 그러나, 특허문헌 3의 분립체 자외선 살균 장치에서는, 비교적 넓은 공간 내에 분립체를 살포하면서 자외선을 조사하기 때문에, 분립체와 자외선원의 거리를 균일하게 유지할 수 없어 분립체를 균일하게 살균할 수 없다고 하는 문제가 있었다. 또한, 특허문헌 3에 기재된 분립체 자외선 살균 장치에서는, 소용돌이류 임펠러에 의해 발생되는 소용돌이류의 원심력에 의해 원통 용기의 측벽 근방에 분립체의 농도가 높은 영역이 형성된다. 그리고, 농도가 높은 영역은 자외선 램프로부터 가장 먼 위치에 형성되기 때문에, 농도가 높은 영역에서의 살균 효과가 낮아져 버린다. 또한, 농도가 높은 영역과 자외선 램프의 사이에는 농도가 낮은 영역이 형성되기 때문에, 이 농도가 낮은 영역이 자외선을 차단해 버려 농도가 높은 영역의 살균 효과를 더 낮추어 버린다. 또한, 특허문헌 3에 기재된 분립체 자외선 살균 장치의 소용돌이류 임펠러는 모터와 접속된 회전 샤프트를 구비하고 있으며, 소용돌이류 임펠러의 회전 샤프트는 원통 용기를 관통하여 모터와 접속되어 있다. 그리고, 원통 용기의 밀봉성을 확보하기 위하여, 회전 샤프트가 관통하고 있는 부분에 메커니컬 시일 등을 설치할 필요가 있으나, 이러한 시일 구조를 설치하면, 회전 샤프트의 간극에 분립체가 침입하여 회전 샤프트와 시일 구조의 사이의 마찰열에 의해 분립체가 변성되어 버리거나, 마찰에 의해 부품이 손상되어 버리거나 하는 경우가 있어, 분립체에 이물이 혼입되는 문제나, 설비 안전상의 문제가 발생하기 쉽다.
특허문헌 4에 기재된 자외선 살균 장치를 사용한 경우, 분체류가 반송관 내를 통과할 때, 관벽 근방을 흐르는 분체는 자외선을 받기 쉽지만, 중심을 흐르는 분체는 자외선을 받기 어렵기 때문에, 분체를 불균일없이 균등하게 살균하는 것이 어렵다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 다량의 분립체를 불균일없이 균등하게, 또한 효율적으로 살균하는 것이 가능한 분립체 살균 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 분립체가 도입되는 도입구, 이 도입구로부터 도입된 분립체에 살균성 전자파를 쏘여 살균 처리하기 위한 살균 처리 공간, 및 이 살균 처리 공간에서 살균 처리된 분립체를 배출하기 위한 배출구를 갖는 살균용 수송관과, 도입구로부터 배출구를 향하여 살균 처리 공간 내를 흘러 분립체를 도입구부터 배출구까지 수송하기 위한 공기류를 발생시키는 기류 발생 장치와, 이 기류 발생 장치에 의해 발생된 공기류가 살균용 수송관 내에서 흐르는 방향을 조정하는 기류 조정 구조를 구비하고 있다.
이렇게 구성된 본 발명에 따르면, 기류 조정 기구에 의해, 살균용 수송관의 축방향으로 연장되는 살균 처리 공간 내를 흐르는 공기류의 방향을 조정할 수 있다. 그리고, 공기류의 방향을 조정함으로써, 공기류를 타고 수송되고 있는 분립체의 수송 경로를 조정할 수 있고, 이에 의해 살균 처리 공간 내에 체류하는 시간을 조정할 수 있다. 이에 의해, 살균 처리 공간 내에서 이동하는 분립체에 대하여, 장시간에 걸쳐 살균성 전자파를 쏘일 수 있어 분립체를 균일하게 살균 처리할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 분립체를 도입구로부터 살균용 수송관 내에 도입하고, 또한 살균 처리한 분립체를 배출구로부터 배출하면서 살균 처리 공간 내에서 살균 처리를 행할 수 있다. 이에 의해, 살균 처리를 연속적으로 행할 수 있어 살균 처리를 효율적으로 행할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 바람직하게는 살균용 수송관은 살균 처리 공간 내를 흐르는 분립체, 및 당해 살균용 수송관의 대전을 억제하기 위한 대전 억제 구조를 갖고 있다.
이렇게 구성된 본 발명에 따르면, 대전 억제 구조에 의해, 살균 처리 공간 내를 흐르는 분립체 및 살균용 수송관의 대전을 억제할 수 있고, 이에 의해 살균 처리 공간 내에서 분진 폭발이 일어나는 것을 방지할 수 있다. 이 경우에 있어서, 대전 억제 구조는 살균용 수송관 표면의 대전량을 4kV 이하로 억제하는 것이 바람직하다. 또한, 이 경우에 있어서, 대전 억제 구조는 살균용 수송관의 내측에 설치되고, 접지 전위에 접지된 도전체를 구비하고 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 바람직하게는 기류 조정 구조는 기류 발생 장치에 의해 발생된 공기류가 도입구를 통과한 후, 살균용 수송관의 내주면의 접선 방향으로 흐르도록 공기류의 방향을 조정한다.
이렇게 구성된 본 발명에 따르면, 공기류가 도입구로부터 살균용 수송관 내에 유입된 후, 공기류를 살균용 수송관의 내주면을 따라 흘릴 수 있다. 이에 의해, 공기류를 살균용 수송관의 내주면을 따라 살균 처리 공간 내를 나선 형상으로 선회시키면서 배출구의 방향으로 흘릴 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 바람직하게는 기류 조정 구조는 살균 처리 공간 내에 배치되어, 도입구측으로부터 배출구측을 향하여 연장되는 나선 형상의 홈이 형성된 조정 부재이다.
이 경우에 있어서, 조정 부재의 홈은, 공기류의 축방향 속도를 당해 조정 부재의 홈에 들어갔을 때보다도 감속시키고, 또한 홈으로부터 나오는 공기류를 살균용 수송관의 내주면을 따르는 방향으로 흐르게 하도록 형상 결정되어 있다.
이렇게 구성된 본 발명에 따르면, 살균용 처리 공간 내에 배치된 조정 부재에 의해, 공기류의 축방향 속도를 당해 조정 부재의 홈에 들어갔을 때보다도 감속시키며, 또한 살균용 수송관의 내주면을 따르는 방향을 향할 수 있다. 그리고, 조정 부재를 사용하여 공기류의 축방향 속도를 감속시켜 조정 부재의 홈으로부터 살균 처리 공간 내에 방출함으로써, 공기류의 나선 간격을 조정 부재의 홈에 유입하였을 때보다도 좁게 할 수 있다. 그리고, 공기류를, 간격이 좁은 나선 형상으로 함으로써, 공기류가 살균 처리 공간 내에 체류하는 시간을 길게 할 수 있다. 이에 의해, 공기류에 실려 있는 분립체가 살균 처리 공간 내에 체류하는 시간을 길게 할 수 있어, 분립체의 살균 처리 효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 바람직하게는 살균용 수송관 내에는 살균용 수송관의 축방향으로 연장되는 봉 부재가 배치되고, 상기 봉 부재의 외주면은 경면 마무리되어 있다.
이렇게 구성된 본 발명에 따르면, 살균용 수송관의 외부로부터 조사된 살균성 전자파를 봉 부재의 외주면에 의해 난반사하지 않고, 선택적으로 봉 부재의 직경 방향으로 반사할 수 있다. 이에 의해, 보다 효율적으로 분립체를 살균 처리할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 바람직하게는 봉 부재의 적어도 외표면은 도전체로 형성되어 있고, 상기 도전체는 접지 전위에 접지되어 있다.
이렇게 구성된 본 발명에 따르면, 봉 부재에 의해 살균 처리 공간 내를 흐르는 분립체 및 살균용 수송관의 대전을 억제할 수 있고, 이에 의해 살균 처리 공간 내에서 분진 폭발이 일어나는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 바람직하게는 살균성 전자파는 자외선이다.
이상과 같이, 본 발명에 따르면, 다량의 분립체를 불균일없이 균등하면서 효율적으로 살균할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 분립체 살균 장치를 도시하는 정면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 살균 처리부를 도시하는 평면도이다.
도 3은 도 2의 III-III 단면의 단면도이다.
도 4는 도 3의 IV-IV 단면의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 따른 살균용 수송관의 내부 구조를 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 따른 조정 부재를 도시하는 3면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태에 따른 조정 부재의 홈을 흐르는 분립체류의 변위, 속도 및 가속도를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태에 따른 살균용 수송관의 내부 구조의 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태에 따른 살균용 수송관의 내부 구조의 또 다른 변형예를 도시하는 단면도이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 따른 분립체 살균 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 분립체 살균 장치를 도시하는 정면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 분립체 살균 장치(1)는 살균 처리해야 할 분립체(W)를 공급하기 위한 분립체 공급부(3)와, 분립체 공급부(3)로부터 공급된 분립체(W)를 살균 처리하는 살균 처리부(5)와, 살균 처리한 분립체(W)를 회수하는 분립체 회수부(7)와, 분립체 공급부(3), 살균 처리부(5) 및 분립체 회수부(7) 내에 분립체(W)를 반송하기 위한 기류를 발생시키는 기류 발생부(9)를 구비하고 있으며, 각 부가 이 순서로 소정의 수송관을 통하여 연결되어 있다.
분립체 공급부(3)는 살균 대상물의 분립체(W)가 투입되어 있는 주 호퍼(11)와, 주 호퍼(11)에 수용되어 있는 분립체(W)를 정량적으로 보조 호퍼(13)에 공급하는 정량 공급 장치(15)를 구비하고 있다. 보조 호퍼(13)에는 제균용 HEPA 필터(High Efficiency Particulate Air Filter)(17)가 설치되어 있어, 기류 발생부(9)에서 발생되는 흡인력에 의해 HEPA 필터(17)를 통하여 보조 호퍼(13) 내에 공기를 도입할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 보조 호퍼(13) 내에는 분립체(W)의 막힘을 방지하기 위한 전자 진동기(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 그리고, 주 호퍼(11) 내로부터 보조 호퍼(13)에 반입된 분립체(W)는, 분립체 공급부(3)와 살균 처리부(5)의 사이에서 연장되는 반입용 수송관(19)을 통하여 살균 처리부(5)에 반입된다. 반입용 수송관(19) 내에 들어간 분립체(W)는, 기류 발생부(9)로부터의 흡인력에 의해 발생하는 공기의 흐름을 타고 반입용 수송관(19) 내에서 확산되어, 분립체류(W1)로서 살균 처리부(5)에 흐른다.
반입용 수송관(19)은 보조 호퍼(13)와 살균 처리부(5)를 연결하는 관체이며, 그 일단부에는 HEPA 필터(21)가 설치되어 있다. 그리고, 반입용 수송관(19)은, 기류 발생부(9)의 흡인력에 의해, 보조 호퍼(13)보다도 상류측에 있어서 HEPA 필터(21)를 통하여 외기를 도입하고, 하류측을 향하여 흐르게 하도록 되어 있다.
또한, 주 호퍼(11)의 입구 부근에 탈착 가능한 제균 필터를 설치하여, 주 호퍼(11) 내에 잡균이 인입하는 것을 방지하도록 하여도 된다. 주 호퍼(11)의 입구 부근에 필터를 설치함으로써, 공기를 흡인하는 경우나 토출하는 경우에도 보다 효과적으로 이물이나 균의 혼입을 방지할 수 있다.
분립체(W)를 운반하기 위하여 사용하는 기체의 종류는 공기에 한정되지 않고, 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들어, 분립체(W)를 운반하기 위하여 사용하는 기체로서는, 용이하게 사용 가능한 공기 외에 질소, 아르곤 등도 사용할 수 있다.
본 실시 형태에서의 분립체(W)는 분체와 입체를 포함한다. 여기서, 분체란 가장 긴 직경이 1mm 이하인 입자의 집합체이며, 그 형태는 한정되지 않는다. 또한, 입체란 과립 형상, 펠릿 형상, 칩 형상, 섬유 형상 및 플레이크 형상 등의 형태를 포함하는 것이며, 특별히 크기는 한정되지 않고, 반입용 수송관(19) 내에서 반송할 수 있는 것이면 어떠한 것이라도 된다.
또한, 분립체(W)의 종류나 조성도 특별히 한정되는 것은 아니다. 분립체(W)로서는, 예를 들어 밀가루, 쌀가루, 콩가루, 전분, 커피 분말ㆍ과립, 분말 유제품, 건조 야채, 건조 해초, 건조 프루츠, 동결 건조한 식품 등의 분립 형상의 식품; 천연물로부터 얻어지는 분립 형상의 건강 식품; 소금, 설탕, 조미료, 향신료 등의 고형 조미료; 구아 검, 카라기난, 펙틴, 로커스트 빈 검, 아라비아 검, 크산탄 검, 타라 검, 카라야 검, 한천, 글루코만난, 타마린드 시드 검, 사일륨 시드 검 등의 식품 첨가물; 분립 형상의 의약품; 분립 형상의 의약부외품; 쌀, 밀, 콩, 야채, 후추 등의 종자 등이 있다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 살균 처리부를 도시하는 평면도이고, 도 3은 도 2의 III-III 단면의 단면도이고, 도 4는 도 3의 IV-IV 단면의 단면도이다. 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 살균 처리부(5)는, 반입용 수송관(19)으로부터 보내진 분립체류(W1)가 통과하는 살균용 수송관(23)과, 살균용 수송관(23)의 외부로부터 살균용 수송관(23)을 향하여 자외선을 조사하는, 복수의 자외선 조사 램프(25)를 구비하고 있다. 살균용 수송관(23)은, 일단부가 반입용 수송관(19)과 연결되어 있고, 타단부가 반출용 수송관(27)과 연결된, 직선으로 연장되는 관상체로 형성되어 있다. 살균용 수송관(23)은, 일단부로부터 타단부에 걸쳐 거의 동일한 직경을 갖는 원형 단면을 갖고 있다. 또한, 살균용 수송관(23)은, 일단부측에 분립체류(W1)를 받아들이는 도입구(29)를 구비하고, 타단부측에 분립체류(W1)를 배출하는 배출구(31)를 구비하고 있다. 그리고, 살균용 수송관(23)의 배출구(31)는, 반출용 수송관(27)을 통하여 분립체 회수부(7)에 연결되어 있다. 살균용 수송관(23)은, 자외선 조사 램프(25)로부터 조사된 자외선을 투과하는 재료로 형성되어 있으며, 살균용 수송관(23)으로서는, 예를 들어 석영 유리관, 자외선 투과성 불소 수지관, 테플론(등록 상표)관 등을 사용할 수 있다. 또한, 살균용 수송관(23)으로서 석영 유리관을 채용하는 경우에는, 자외선 투과율 70％ 이상의 석영 유리관을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 살균용 수송관(23)을 도전체로 형성하고, 접지 전위에 접지하도록 하여도 된다. 이에 의해, 분립체(W) 및 살균용 수송관(23)의 대전을 억제할 수 있다. 살균용 수송관(23)의 관 내부의 용량이나 두께는, 분립체 살균 장치(1)의 규모 등에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 특히, 살균용 수송관(23)의 두께는, 흡인에 의한 부압, 혹은 토출 기체에 의한 가압에 대하여 기계적 강도를 확보할 수 있도록 설정될 필요가 있다.
또한, 살균용 수송관(23)은 거의 수직 방향으로 연장되어 있으며, 그 일단부(하단부)에는 거의 수평 방향으로 연장되는 반입용 수송관(19)이 연결되어 있다. 이에 의해, 반입용 수송관(19)으로부터 반입된 분립체류(W1)가, 살균용 수송관(23)의 일단부로부터 살균용 수송관(23) 내부에 반입되도록 되어 있다. 그리고, 반입용 수송관(19)은, 살균용 수송관(23)의 수평 단면의 접선 방향으로 연장되도록 살균용 수송관(23)에 연결되어 있으며, 반입용 수송관(19)과 살균용 수송관(23)은, 이들 연결부를 상면에서 보았을 때(도 4), 반입용 수송관(19)의 내벽이 살균용 수송관(23)의 내주면과 원활하게 연속되도록 연결되어 있다. 그리고, 반입용 수송관(19)과 살균용 수송관(23)에 의해, 기류가 도입구(29)에 들어간 후에 분립체류(W1)의 방향을 살균용 수송관(23)의 내주면의 접선 방향으로 조정한다. 이에 의해, 반입용 수송관(19) 내로부터 살균용 수송관(23) 내에 분립체류(W1)가 흐를 때, 다량의 분립체(W)를 포함하는 분립체류(W1)는 살균용 수송관의 수평 단면의 접선 방향으로 흐른다. 그리고, 분립체류(W1)는 살균용 수송관(23)의 배출구(31)측으로부터의 흡입력과, 수평 단면의 접선 방향으로의 추진력의 합력에 의해, 살균용 수송관(19)의 내주면을 따라 나선 형상으로 선회하면서 상승한다.
또한, 살균용 수송관(23)의 주위에는, 복수의 자외선 조사 램프(25)가 배치되어 있다. 복수의 자외선 조사 램프(25)는, 예를 들어 살균용 수송관(23)과 평행하게 연장되는 직관형의 램프이며, 살균용 수송관(23)과 동심 형상의 고리를 형성하도록 살균용 수송관(23)의 주위에 등간격으로 배열되어 있다. 자외선 조사 램프(25)로서는 일반적인 저압 수은 살균등, 중압 수은 살균등 등을 사용할 수 있다. 자외선 조사 램프(25)의 형상 및 개수는, 분립체 살균 장치(1)의 규모 등에 따라 분립체(W)를 충분히 살균 처리할 수 있도록 적절하게 선택된다. 또한, 자외선을 조사하는 강도도 분립체 살균 장치(1)의 규모, 살균 처리 대상이 되는 분립체(W)의 종류나 양 등에 따라 적절하게 선택할 수 있다.
또한, 살균용 수송관(23)은, 그 내부에 살균용 수송관(23)과 동심 형상으로 배치된 봉 부재(33)를 갖고 있다.
도 5는 살균용 수송관의 내부 구조를 도시하는 단면도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 봉 부재(33)는 살균용 수송관(23)과 거의 동일한 길이를 가지며, 살균용 수송관(23)의 전체 길이에 걸쳐 연장되도록 살균용 수송관(23)의 내부에 배치되어 있다. 이 봉 부재(33)는, 살균용 수송관(23)의 내경보다도 작은 직경을 갖는 원통 형상 부재 또는 원기둥 형상 부재이며, 지지 부재(35)에 의해 살균용 수송관(23)의 내주면으로부터 이격된 위치에 보유 지지되어 있다. 그리고, 봉 부재(33)를 살균용 수송관(23) 내부에 배치함으로써, 살균용 수송관(23)의 내주면과 봉 부재(33)의 외주면의 사이에 원통 형상의 살균 처리 공간(37)을 형성하고 있다. 봉 부재(33)는 금속 등의 도전체로 형성하는 것이 바람직하며, 예를 들어 지지 부재(35)를 통하여 접지 전위에 접지되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 분립체(W) 및 살균용 수송관(23)의 대전을 억제할 수 있다. 또한, 봉 부재(33)의 외주면은 경면 마무리되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 자외선 조사 램프(25)로부터 조사된 자외선을 난반사시키지 않고, 봉 부재(33)의 직경 방향으로 선택적으로 반사할 수 있어, 보다 효율적으로 분립체(W)를 살균 처리할 수 있다.
또한, 봉 부재(33)는 1개의 부재로 형성되어도 되고, 몇가지 부재를 연결시켜 형성하여도 된다. 살균용 수송관(23) 내의 원통 형상의 살균 처리 공간(37) 내의 기류의 방향을 조정하기 위한 조정 부재(39)는, 1개의 봉 부재의 한 부분 또는 복수 부분에 설치되어도 된다. 그리고, 본 실시 형태에서는 봉 부재(33)는 3개의 원통 형상 부재 또는 원기둥 형상 부재(33a, 33b, 33c)를 연결하여 형성되어 있다. 그리고, 각 원통 형상 부재 또는 원기둥 형상 부재(33a, 33b, 33c)의 연결부는, 살균용 수송관(23) 내의 원통 형상의 살균 처리 공간(37) 내의 기류의 방향을 조정하기 위한 조정 부재(39)에 의해 연결되어 있다.
도 6은 조정 부재를 도시하는 3면도이다. 조정 부재(39)는, 분립체류(W1)가 반입용 수송관(19)으로부터 살균용 수송관(23)에 유입되었을 때 발생하는 나선 형상의 기류의 방향을 조정함으로써 나선의 폭을 좁게 하고, 이에 의해 살균용 수송관 내에서의 기류의 체류 시간을 길게 한다. 조정 부재(39)는, 살균용 수송관(23)의 내경과 거의 동일한 외경을 갖는 원기둥 형상체의 외주면에, 소정 형상의 나선 형상의 홈(41)을 절단하여 형성되어 있다. 조정 부재(39)는 금속 등의 도전체로 형성되어 있고, 조정 부재(39)는, 예를 들어 나사못을 사용하여 봉 부재(33)를 구성하는 원통 형상 부재 또는 원기둥 형상 부재(33a, 33b, 33c)의 단부에 고정되어 있으며, 이에 의해, 인접하는 원통 형상 부재 또는 원기둥 형상 부재(33a, 33b, 33c)끼리 일체 보유 지지하도록 되어 있다. 이에 의해, 조정 부재(39)에 의해서도 분립체(W) 및 살균용 수송관(23)의 대전을 억제할 수 있다. 그리고, 조정 부재(39)를 살균용 수송관(23) 내에 배치함으로써, 살균용 수송관(23) 내의 원통 형상의 살균 처리 공간(37)은 실질적으로 조정 부재(39)에 의해 분단되고, 분단된 공간끼리는 조정 부재(39)에 형성된 홈(41)에 의해서만 연결되어 있다.
이어서, 조정 부재(39)의 홈(41)의 형상에 대하여 상세하게 설명한다.
홈(41)은, 조정 부재(39)의 외주부를 따라 원기둥 형상의 조정 부재(39)의 주위를 2주하는 하나의 나선 형상을 갖고 있다. 이 홈(41)은 기류의 축방향 속도를 감속시킴으로써, 나선 형상의 기류의 간격을 좁게 하고, 살균 처리 공간(37) 내에서의 선회 횟수를 증가시키도록 형상 결정되어 있다. 또한, 홈(41)은, 그 내부에서 기류의 축방향 속도 및 축방향 가속도를, 일단 증가시키고 나서 감소시키도록 형상 결정되어 있으며, 이에 의해, 홈(41) 내에서 분립체(W)가 체류ㆍ축적되는 것을 방지할 수 있도록 되어 있다. 구체적으로는, 조정 부재(39)는 저면에 형성된 입구(41a)와, 정상면에 형성된 출구(41b)를 구비하고 있으며, 살균 처리 공간(37) 내를 나선 형상으로 선회하면서 상승해 온 기류를 홈(41)의 입구(41a)로부터 유입시킨다. 이 입구(41a)는 조정 부재(39)의 저면에 형성된 대략 환상의 개구이며, 도 6에 도시한 바와 같이, 조정 부재(39)의 홈(41)의 입구(41a)를 개시점으로 한 조정 부재(39)의 축 주위의 각도의 0도 부근을 제외하고 개구되어 있다. 따라서, 입구(41a)는 살균 처리 공간(37)의 수평 단면과 거의 동일한 크기를 갖고 있으며, 다량의 기류가 도입되도록 되어 있다. 한편으로, 홈(41)의 출구(41b)는 조정 부재(39)의 정상면에 형성된 반환상의 개구이며, 도 6에 도시한 바와 같이, 180도(540도)부터 360도(720도)에 걸쳐 개구되어 있다. 따라서, 출구(41b)의 면적은 입구(41a)보다 작다. 홈(41)은 입구(41a)로부터 홈으로 들어간 직후(360도부터 450도)에 걸쳐 급격하게 좁아져 있으며, 거기에서부터 잠시(540도 부근까지) 대략 수평 방향으로 연장되어 있다. 이에 의해, 홈(41) 내에 유입된 기류를 수직 방향으로 감속시켜 수직 방향 속도를 거의 제로로 하고, 또한 수평 방향으로 가속시킨다. 그리고, 출구(41b) 부근(540도 이후)에서는, 홈(41)의 저면이 상향으로 경사져 있으며, 이에 의해 기류를 수직 방향으로 약간 가속시킨다. 이때의 수직 방향 속도는 기류가 홈(41) 내에 유입되었을 때보다도 느리게 되어 있다. 이에 의해, 홈(41)으로부터 살균 처리 공간(37) 내에 방출된 기류는, 조정 부재(39)에 유입되었을 때보다도 좁은 간격의 나선 형상으로 선회하면서 살균 처리 공간 내(37)를 상승한다.
도 1로 복귀하여, 분립체 회수부(7)는, 주 수용부(43)를 갖는 주 회수부(45)와, 보조 수용부(47)를 갖는 보조 회수부(49)를 구비하고 있다. 주 회수부(45)는 살균용 수송관(23)으로부터 보내진 분립체류(W1)를 분립체(W)와 공기로 분리하고, 분립체(W)를 주 수용부(43)로 회수하여 공기를 후단의 보조 회수부(49)로 보낸다. 분립체류(W1)에 포함되는 분립체(W)는, 그 대부분이 주 수용부(43)에 회수되지만, 일부 미세한 분립체(W)는 전부 회수되지 못하고 공기 중에 잔류하므로, 다시 보조 회수부(49)를 사용하여 미세한 분립체(W)를 분리하고, 보조 수용부(47)에 수용한다. 또한, 보조 회수부(49)의 하류측에는 기류 발생부(9)가 연결되어 있다.
기류 발생부(9)는 공기를 흡인하는 블로워에 의해 구성되어 있으며, 분립체 공급부(3), 살균 처리부(5) 및 분립체 회수부(7) 내에 상류측으로부터 하류측을 향하여 흐르는 기류를 발생시킨다. 그리고, 기류 발생부(9)는 분립체 회수부(7)의 최하류에 있는 보조 회수부(49) 내의 공기를 집진용 에어 필터(51)를 통하여 외부로 배출한다.
본 실시 형태에서는 기류 발생부(9)로서 블로워를 예시하고 있지만, 본 발명에 따르면, 반송 경로의 최하류에 블로워를 설치하여 공기를 흡인함으로써 분립체(W)를 반송하여도 되고, 반송 경로의 최상류에 공기를 토출하는 장치를 설치하여 공기 등을 보내옴으로써 분립체(W)를 반송하도록 하여도 된다.
이어서, 분립체 살균 장치(1)의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.
분립체(W)가 분립체 공급부(3)에 투입되면, 기류 발생 장치(9)의 흡인력에 의해, 공기 중에 분립체(W)가 확산된 분립체류(W1)가 반입용 수송관(19)을 통하여 살균용 수송관(23)의 도입구(29)로 보내진다. 반입용 수송관(19)은, 살균용 수송관(23)의 수평 단면의 접선 방향으로 연장되도록 살균용 수송관(23)에 연결되어 있으므로, 살균용 수송관(23)의 도입구(29)로부터 살균용 수송관(23) 내에 유입된 분립체류(W1)는, 나선 형상으로 원통 형상의 살균 처리 공간(37) 내에서 선회하면서 배출구(31)의 방향을 향하여 흘러 조정 부재(39)의 상류측에 도달한다. 이어서, 분립체류(W1)가 조정 부재(39) 내를 흐를 때의 작용에 대하여 상세하게 설명한다.
도 7은 조정 부재의 홈을 흐르는 분립체류(W1)의 변위, 속도 및 가속도를 나타내는 그래프이다. 동 그래프에 있어서, 변위 s는 분립체류(W1)의 조정 부재 내에서의 축방향의 변위를 나타내고, 속도 v는 분립체류(W1)의 축방향의 속도를 나타내고, 가속도 a는 분립체류(W1)의 축방향의 가속도를 나타내고, 각도 θ는 조정 부재의 나선 형상 유로의 입구를 개시점으로 한 조정 부재의 축 주위의 각도를 나타낸다.
도 7에 도시한 바와 같이, 조정 부재(39)를 흐르는 분립체류(W1)가 홈(41) 내로 들어갈 때(각도 θ=0도)에는, 거의 수평 방향으로 흘러 분립체류(W1)의 축방향의 속도 v 및 가속도 a는 거의 제로이다. 그 후, 분립체류(W1)가 조정 부재(39)의 주위를 반주 이상할 때까지(각도 θ=225도) 속도 v가 완만하게 계속해서 증가한다. 그리고, 가속도 a는 연속적이면서 원활하게 제로부터 일단 최대값까지 증가하고, 다시 제로로 복귀되도록 변화한다. 그 후, 분립체류(W1)가 조정 부재(39)의 주위를 1주 이상하여 속도 v가 거의 제로가 될 때까지 속도 v가 계속해서 감소한다(각도 θ=450도). 이 사이에도 가속도 a는 연속적이면서 원활하게 제로부터 일단 최대값까지 증가하고, 다시 제로로 복귀되도록 변화한다. 이에 의해 홈(41) 내에서의 분립체(W)의 체류, 축적을 방지할 수 있다. 그 후, 분립체류(W1)는, 축방향의 속도 v가 거의 제로의 상태에서 조정 부재(39) 내를 4분의 1주만큼 흐른다(각도 θ=540도). 그 후, 분립체류(W1)가 홈(41)을 나올 때까지 가속도 a 및 속도 v는 약간 계속해서 증가하여 조정 부재(39)의 출구로부터 원통 형상의 살균 처리 공간(37) 내로 유출된다. 이렇게 조정 부재(39)에 의해 기류의 축방향 속도를 감속시킬 수 있고, 나선 형상의 기류의 간격을 좁게 하여 살균 처리 공간(37) 내에서의 선회 횟수를 증가시킬 수 있다.
그리고, 원통 형상의 살균 처리 공간(37)으로 방출된 분립체류(W1)는, 자외선 조사 램프(25)로부터 조사된 자외선을 받아 살균 처리된다. 이때 분립체류(W1)는 조정 부재(39)를 통과함으로써 이상적인 나선류로 되어 있고, 살균 처리 공간(37) 내를 이동하는 분립체(W)가 공기 중에 치우침없이 양호하게 확산시키므로, 개개의 분립체(W)에 자외선이 닿기 쉽다. 또한, 봉 부재(33)의 존재에 의해 살균 처리 공간(37)이 원통 형상으로 되어 있어 자외선 조사에 대하여 분립체류(W1)의 두께가 얇고 대략 균일하게 되어 있으며, 봉 부재(33)의 표면이 자외선을 반사 가능하게 경면 마무리되어 있음으로써 분립체(W)에 대한 자외선의 조사가 다면적으로 행해짐으로써, 개개의 분립체(W)가 균등하면서 효과적으로 자외선을 받을 수 있어 효율적으로 살균 처리가 행해진다.
원통 형상의 살균 처리 공간(37) 내를 흐르는 분립체류(W1)가 살균 처리 공간(37) 내에서 상승하면, 분립체류(W1)의 주위 방향의 속도가 느려져 나선의 간격이 확대되지만, 이윽고 다음 조정 부재(39)에 도달하고, 다시 조정 부재(39)를 통과함으로써 다시 나선의 간격이 좁은 이상적인 나선류로 조정된다. 따라서, 축방향으로 적당한 간격을 두고 복수의 조정 부재(39)를 배치함으로써, 살균용 수송관(23) 내의 어느 위치에 있어서도 분립체류(W1)가 이상적인 나선류로 되어 효율적으로 살균을 행할 수 있다.
또한, 봉 부재(33)는 금속 등의 도체로 구성되며, 접지 전위에 접지되어 있다. 따라서, 살균용 수송관(23)의 내측을 흐르는 분립체류(W1) 및 살균용 수송관(23)의 대전을 억제할 수 있어, 분진 폭발로 이어지는 연면 방전이 발생하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
그리고, 살균용 수송관(23)을 통과함으로써 살균 처리된 분립체류(W1)는 후단의 분립체 회수부(7)로 보내져, 분립체류(W1)로부터 상품이 되는 분립체(W)가 분리 회수된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 분립체 살균 장치(1)는, 살균 대상의 분립체(W)가 분립체 공급부(3)에 투입되고, 살균 처리된 분립체(W)가 분립체 회수부(7)에서 회수될 때까지의 동안, 분립체(W)가 밀폐 공간 내에서 계속적으로 반송되어 살균 처리할 수 있다. 이에 의해, 분립체(W)가 분립체 살균 장치(1) 외부로 비산하거나 외부로부터 이물이 혼입되거나 할 우려가 없으며, 또한 분립체(W)의 취급이 용이해진다. 또한, 분립체(W)를 반송함에 있어서 스크류 컨베이어 등을 사용하는 경우와 비교하여 구동부가 적으므로 보다 안전성을 높일 수 있다.
또한, 반입용 수송관(19)과 살균용 수송관(23)을 접선 방향으로 접속하고, 살균용 수송관(23) 내에 복수의 조정 부재(39)를 설치함으로써, 살균용 수송관(23)에 유입된 분립체류(W1)의 살균 처리 공간(37) 내에서의 체류 시간을 증가시킬 수 있고, 이에 의해 자외선 조사 램프(25)의 자외선을 개개의 분립체(W)에 치우침없이 조사할 수 있어 살균 처리를 보다 효과적으로 행할 수 있다.
또한, 여기에서는 살균용 수송관(23)과 봉 부재(33)에 의해 원통 형상의 살균 처리 공간(37)을 형성하고, 분립체류(W1)가 원통 형상의 살균 처리 공간(37) 내를 통과시키는 구조로 되어 있으며, 또한 분립체는 원심력에 의해 살균 수송관(23)의 내벽을 따라 이동하므로, 개개의 분립체(W)와 자외선 조사 램프(25)의 거리 변동을 작게 할 수 있다. 또한, 봉 부재(33)의 표면을 경면 마무리로 하고, 자외선을 선택적으로 봉 부재의 직경 방향으로 반사시킬 수 있으므로, 분립체(W)에 대한 자외선의 조사 효율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 분립체(W)를 보다 균일하면서 효율적으로 살균 처리할 수 있다.
또한, 살균용 수송관(23)으로서 부도체인 석영 유리관을 사용하고 있지만, 금속제의 봉 부재(33)를 접지 전위에 접지한 구조에 의해 분립체류(W1) 및 살균용 수송관(23)의 대전을 확실하게 억제할 수 있으므로, 유리관 표면으로부터의 연면 방전을 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 분립체 살균 장치(1)는 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 조정 부재(39)의 홈(41)의 형상은, 도시한 형상과 상이한 형상이어도 되며, 살균용 반송관(23)의 중심축 주위를 나선 형상으로 주회하고, 내부를 통과하는 분립체류(W1)를 축방향으로 감속시킬 수 있으면 된다.
또한, 조정 부재(39)의 수는, 분립체류(W1)의 나선 형상의 흐름을 계속시키기 위하여 필요한 수만큼 설치하면 되며, 살균용 수송관(23)의 길이 등에 따라 적절하게 증감시킬 수 있다. 살균용 수송관(23)의 길이가 짧은 경우, 반입용 수송관(19)을 살균용 수송관(23)의 수평 단면의 접선 방향으로 연장되도록 접속하고, 분립체류(W1)를 나선 형상으로 흘릴 수 있는 구조로 되어 있으면, 조정 부재(39)를 사용하지 않아도 된다. 또한, 조정 부재(39)를 살균용 수송관(23)의 도입구(29) 부근에 형성함으로써, 반입용 수송관(19)과 살균용 수송관(23)의 접속 방향을 살균용 수송관(23)의 수평 단면의 접선 방향으로 할 필요가 없어진다.
도 8은 살균용 수송관의 내부 구조의 변형예를 도시하는 단면도이다.
살균용 수송관(23)을 부도체로 형성한 경우에는, 도 8에 도시한 바와 같이 살균용 수송관(23)의 내부에 띠 형상의 도전체(53)를 권취하여 설치하고, 이 도전체(53)를 접지 전위에 접지하여도 된다. 이 경우, 도전체(53)를 나선 형상으로 배치하고, 각각의 권취 사이에 간격을 형성함으로써, 자외선이 통과하는 간극을 확보할 수 있다.
도 9는 살균용 수송관의 내부 구조의 또 다른 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 도 5의 접지 구조와 도 8의 접지 구조를 병용함으로써, 대전 억제 성능을 더 향상시킬 수 있다.
어느 경우에 있어서도, 분립체류(W1) 및 살균용 수송관(23)의 대전을 억제하기 위한 대전 억제 구조는, 살균용 수송관(23) 표면의 대전량을 4kV 이하로 억제하는 것이 바람직하며, 바람직하게는 3kV 이하, 더욱 바람직하게는 2kV 이하로 하는 것이 좋다.
또한, 본 발명의 분립체 공급 장치 및 분립체 회수부의 구성에 대해서도 상술한 구성에 한정되지 않고, 살균 대상물이 되는 분립체의 종류나 성상에 따라 공지된 정량 공급 장치, 사이클론 등을 자유롭게 조합할 수 있다.
본 발명의 분립체 살균 장치에 사용하는 자외선 발생원은 제한되는 것은 아니지만, 일반적으로는 저압 수은 살균등이나 중압 수은 살균등을 사용할 수 있다. 이외에, 자외선 발생원으로서 약전리 저온 플라즈마를 사용한 자외선원(예를 들어, WO2009/123258호에 개시된 장치)이나 발광 다이오드나 외부 전극 희가스 램프 등을 이용한 자외선원 등도 이용 가능하다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 기류 조정 구조로서 반입용 수송관(19)과 살균용 수송관(23)의 접합부의 구조 및 조정 부재(39)를 예로 들었지만, 기류 조정 기구로서는 살균용 수송관 내의 기류의 방향을 조정할 수 있는 구조이면 어떠한 것이어도 되며, 예를 들어 일본 특허 공개 평08-108935호 공보에 기재된, 관의 외부로부터 기류의 방향을 조정하는 구조를 사용하는 것도 가능하다.
<실시예>
이어서, 상기의 분립체 살균 장치를 시험 제작하고, 실제로 각종 분립체에 대하여 살균 처리하는 실험(실험 1 내지 실험 7)을 행한 내용과 결과에 대하여 설명한다.
우선, 시험 제작한 분립체 살균 장치의 주요 부재의 재료나 치수 등에 대하여 설명한다. 살균 처리부의 살균용 수송관은, 다음 중 어느 하나를 채용하였다.
1) 자외선 투과율 85％의 석영 유리제이며, 외경이 65mm, 내경이 58mm, 두께가 3.5mm인 원통관
2) 자외선 투과 타입의 불소 수지제이며, 내경이 58mm, 두께가 0.4mm인 원통관 자외선 투과율(환산 계산값 70％)의 원통관
살균용 수송관 내측의 원기둥 형상의 봉 부재는 금속제이며, 외경이 38mm이었다. 그리고, 살균용 수송관과 봉 부재의 사이에는, 두께 약 10mm의 원통 형상의 공간이 형성되어 있었다.
자외선 조사 램프로서는 약 254nm의 파장을 중심으로 한 자외선을 발광하는 것을 사용하고, 그 유효 발광 길이는 약 900mm이었다. 또한, 자외선 조사 램프의 외주부터 봉 부재의 외주면까지의 거리, 즉 자외선 조사 램프부터 분립체류(W1)까지의 최장 거리가 약 20mm로 되어 있었다. 그리고, 서로 인접하는 3개의 자외선 조사 램프의 자외선이 살균용 수송관에 조사되고, 또한 자외선이 석영 유리를 투과할 때 약 15％ 감쇠하므로, 봉 부재의 외주면에서의 자외선 조도는 약 17mW/cm2가 된다. 그러나, 봉 부재의 외주면으로부터의 반사광을 고려하면, 실제의 자외선 조도는 약 17mW/cm2보다 높은 것을 알 수 있다.
살균용 수송관 내측에 설치된 2개의 조정 부재는, 직경이 약 57mm인 원기둥 형상의 금속재이며, 그 홈의 깊이는 깊이 약 9.5mm이었다. 또한, 분립체류(W1) 및 살균용 수송관의 대전을 억제하는 접지 구조로서, 도 9에 도시하는 접지 구조를 채용하였다.
이어서, 분립체에 잔존하는 균수의 평가 방법에 대하여 설명한다. 일반 생균수에 대한 평가 방법은, 분립체 1g을 생리 식염수 99mL에 희석 분산한 후, 1mL를 채취하여 표준 한천 배지에 혼합 희석하고, 36℃에서 48시간 배양하여 발생한 콜로니수를 카운트하고, 당해 콜로니수를 100배하여 1g당 균수로 하였다.
아포균수에 대해서는, 이하의 평가 방법을 채용하였다. 우선, 내열성균수에 대해서는 분립체 1g을 생리 식염수 99mL에 희석 분산하고, 본 희석액 5mL를 채취하여 표준 한천 배지에 혼합 희석하여 비등수욕 중에서 10분간 가열 처리를 행한 후, 36℃에서 48시간 배양하여 발생한 콜로니수를 카운트하고, 당해 콜로니수를 20배하여 1g당 균수로 하였다.
또한, 호기성 고온균에 대해서는 분립체 1g을 증류수 99mL에 희석 분산하고, 본 희석액 10mL를 채취하여 덱스트로오스 트립톤 한천 배지에 혼합 희석하여 비등수욕 중에서 20분간 가열 처리를 행한 후, 55℃에서 48시간 배양하여 발생한 콜로니수를 카운트하고, 당해 콜로니수를 10배하여 1g당 균수로 하였다. 또한, 내열성 호산성균수에 대해서는 분립체 2g을 생리 식염수 198mL에 희석 분산하고, 본 희석액으로서 희황산을 사용하여 pH3.6 내지 3.8로 조정하고, 75℃ 수욕 중에서 10분간 가열 처리한다. 그 후, 희황산을 사용하여 pH3.6 내지 3.8로 조정한 200mL의 포테이토 덱스트로오스 한천 배지와 혼합 희석하였다. 그리고, 본 혼합 희석액을 20mL씩 멸균 샤알레에 투입하여 49 내지 51℃에서 5일간 배양하여 발생한 콜로니수를 카운트하였다. 이 조작을 5회 반복하여 실시하고, 발생한 모든 콜로니수를 합계하여 10g당 균수로 하였다.
우선, 살균용 수송관으로서 석영 유리관을 사용하여 실험 1 내지 5를 행하였다.
(1) 실험 1
식품 첨가물(증점 안정제)의 구아 검(MRC 폴리사카라이드사제: RG500 평균 입경 82㎛)의 분립체를 15kg 살균 대상물로서 분립체 살균 장치(1)에 투입하고, 살균 처리 속도 15kg/시간, 배기 풍량 0.52m3/분의 조건에서 살균 처리를 행하여 살균 전후의 일반 생균수 및 내열성균수의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 살균용 수송관(23)의 석영 유리 표면의 대전은, 본 살균 시간을 경과하여 1kV 이하의 낮은 전압으로 억제되었다. 가령 4kV를 초과하는 높은 전압이 발생하면 분진 폭발로 이어지는 연면 방전이 발생할 가능성이 있지만, 1kV 이하이면 전혀 문제가 되지 않는다.
Figure 112014042619911-pct00001
(2) 실험 2
식품 첨가물(증점 안정제)의 카라기난(MRC 폴리사카라이드사제: MV220: 평균 입경 54㎛) 10kg을 살균 대상물로서 분립체 살균 장치(1)에 투입하고, 살균 처리 속도 20kg/시간, 배기 풍량 0.52m3/분의 조건에서 살균 처리를 행하여 살균 전후의 일반 생균수와 호기성 고온 균수의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 2에 나타낸다. 또한, 살균용 수송관(23)의 석영 유리 표면의 대전은, 본 살균 시간을 경과하여 1kV 이하의 낮은 전압으로 억제할 수 있었다.
Figure 112014042619911-pct00002
(3) 실험 3
식품 첨가물(증점 안정제)의 펙틴의 분립체(다이스코사제 펙틴: 85㎛) 15kg을 분립체 살균 장치(1)에 투입하고, 살균 처리 속도 15kg/시간, 배기 풍량 0.52m3/분의 조건에서 살균 처리를 행하여 살균 전후의 내열성 호산성균수의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 3에 나타낸다. 또한, 살균용 수송관(23)의 석영 유리 표면의 대전은, 본 살균 시간을 경과하여 1kV 이하의 낮은 전압으로 억제할 수 있었다.
Figure 112014042619911-pct00003
이상과 같이 어느 실험에 있어서도 양호한 살균율로 되는 결과가 얻어지고, 분립체 살균 장치의 각 부의 자외선 조사량이나 살균용 수송관 등의 설정을 최적화함으로써 살균 성능을 더 향상시키는 것도 가능하다.
(4) 실험 4
식품 분체로서 시판 중인 밀가루, 상신분, 콩가루를 1kg 살균 대상물로서 분립체 살균 장치(1)에 투입하고, 살균 처리 속도 15kg/시간, 배기 풍량 0.52m3/분의 조건에서 살균 처리를 행하여 살균 전후의 일반 생균수의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 4에 나타낸다. 또한, 살균용 수송관(23)의 석영 유리 표면의 최대 대전은, 밀가루 2.0kV, 상신분 1.5kV, 콩가루 1.3kV의 낮은 전압으로 억제되었다. 가령 4kV를 초과하는 높은 전압이 발생하면 분진 폭발로 이어지는 연면 방전이 발생할 가능성이 있지만, 2kV 이하이면 전혀 문제가 되지 않는다.
Figure 112014042619911-pct00004
(5) 실험 5
식품 입상체, 플레이크 형상물로서 시판 중인 씻지 않은 쌀, 녹차 1kg을 살균 대상물로서 분립체 살균 장치(1)에 투입하고, 살균 처리 속도 15kg/시간, 배기 풍량 0.52m3/분의 조건에서 살균 처리를 행하여 살균 전후의 일반 생균수의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 4에 나타낸다. 또한, 살균용 수송관(23)의 석영 유리 표면의 최대 대전은, 씻지 않은 쌀에서는 없고, 녹차 0.5kV의 입상체 및 플레이크 형상물로 인해 가령 연면 방전이 발생하여도 분진 폭발로 이어질 우려는 없지만, 낮은 전압으로 억제되었다.
Figure 112014042619911-pct00005
이어서, 살균용 수송관으로서 석영 유리관으로부터 불소 수지(두께 0.4mm)관으로 변경하여 실험 6 내지 7을 행하였다.
(6) 실험 6
식품 첨가물(증점 안정제)의 카라기난(MRC 폴리사카라이드사제: MV220: 평균 입경 52㎛) 10kg을 살균 대상물로서 분립체 살균 장치(1)에 투입하고, 살균 처리 속도 15kg/시간, 배기 풍량 0.57m3/분의 조건에서 살균 처리를 행하여 살균 전후의 일반 생균수와 내열성균수의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 6에 나타낸다. 또한, 살균용 수송관(23)의 불소 수지 표면의 대전은, 본 살균 시간을 경과하여 0.6 내지 2kV의 낮은 전압으로 억제할 수 있었다.
Figure 112014042619911-pct00006
(7) 실험 7
식품 분말로서 시판 중인 밀가루 1kg을 살균 대상물로서 분립체 살균 장치(1)에 투입하고, 살균 처리 속도 15kg/시간, 배기 풍량 0.60m3/분의 조건에서 살균 처리를 행하여 살균 전후의 일반 생균수의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 7에 나타낸다. 또한, 살균용 수송관(23)의 불소 수지 표면의 대전은, 본 살균 시간을 경과하여 0.2 내지 1.2kV의 낮은 전압으로 억제할 수 있었다.
Figure 112014042619911-pct00007
1: 분립체 살균 장치
3: 분립체 공급부
5: 살균 처리부
7: 분립체 회수부
9: 기류 발생부
19: 반입용 수송관
23: 살균용 수송관
25: 자외선 조사 램프
29: 도입구
31: 배출구
33: 봉 부재
37: 살균 처리 공간
39: 조정 부재
41: 홈

Claims (10)

  1. 분립체가 도입되는 도입구, 이 도입구로부터 도입된 분립체에 살균성 전자파를 쏘여 살균 처리하기 위한 살균 처리 공간, 및 이 살균 처리 공간에서 살균 처리된 상기 분립체를 배출하기 위한 배출구를 갖는 살균용 수송관과,
    상기 도입구로부터 상기 배출구를 향하여 상기 살균 처리 공간 내를 흘러, 상기 분립체를 상기 도입구부터 상기 배출구까지 수송하기 위한 공기류를 발생시키는 기류 발생 장치와,
    이 기류 발생 장치에 의해 발생된 공기류가 상기 살균용 수송관 내에서 흐르는 방향을 조정하는 기류 조정 구조를 구비하고, 상기 기류 조정 구조는 상기 살균 처리 공간 내에 배치된 조정 부재이며, 상기 조정 부재는 상기 조정 부재의 상기 도입구 측으로부터 상기 조정 부재의 상기 배출구 측을 향하여 연장되는 나선형 홈을 가지고 있고, 또한 홈으로부터 나온 상기 공기류를 살균용 수송관의 내주면에 따른 방향으로 흐르도록 공기류의 방향을 조정하고,
    대전 억제 구조로서, 상기 살균용 수송관의 내측에 설치되고, 접지 전위에 접지된 도전체를 구비하고 있는, 분립체 살균 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 대전 억제 구조는, 상기 살균 처리 공간 내를 흐르는 분립체 및 살균용 수송관의 대전을 억제하기 위한 것인, 분립체 살균 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 대전 억제 구조는 살균용 수송관 표면의 대전량을 4kV 이하로 억제하는, 분립체 살균 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 기류 조정 구조는, 상기 기류 발생 장치에 의해 발생된 공기류가 상기 도입구를 통과한 후에, 상기 살균용 수송관의 내주면의 접선 방향으로 흐르도록 공기류의 방향을 조정하는, 분립체 살균 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 조정 부재의 홈은, 공기류의 축방향 속도를 당해 조정 부재의 홈에 들어갔을 때보다도 감속시키도록 형상 결정되어 있는, 분립체 살균 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 살균용 수송관 내에는 살균용 수송관의 축방향으로 연장되는 봉 부재가 배치되고, 상기 봉 부재의 외주면은 경면 마무리되어 있는, 분립체 살균 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 봉 부재의 적어도 외표면은 도전체로 형성되어 있고, 상기 도전체는 접지 전위에 접지되어 있는, 분립체 살균 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 살균성 전자파는 자외선인, 분립체 살균 장치.
  10. 삭제
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