SE532977C2 - Styrmetod för en anordning för elektronstrålesterilisering och en anordning för utförande av nämnda metod - Google Patents
Styrmetod för en anordning för elektronstrålesterilisering och en anordning för utförande av nämnda metodInfo
- Publication number
- SE532977C2 SE532977C2 SE0802102A SE0802102A SE532977C2 SE 532977 C2 SE532977 C2 SE 532977C2 SE 0802102 A SE0802102 A SE 0802102A SE 0802102 A SE0802102 A SE 0802102A SE 532977 C2 SE532977 C2 SE 532977C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- electron
- filament
- grid
- electron beam
- sterilizing
- Prior art date
Links
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 title claims description 42
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 title claims description 29
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 title claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 22
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 7
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 230000005653 Brownian motion process Effects 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005537 brownian motion Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000011101 paper laminate Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K5/00—Irradiation devices
- G21K5/04—Irradiation devices with beam-forming means
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
- A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
- A61L2/08—Radiation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
- A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
- A61L2/08—Radiation
- A61L2/087—Particle radiation, e.g. electron-beam, alpha or beta radiation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
- A61L2/24—Apparatus using programmed or automatic operation
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J3/00—Details of electron-optical or ion-optical arrangements or of ion traps common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J3/02—Electron guns
- H01J3/027—Construction of the gun or parts thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J3/00—Details of electron-optical or ion-optical arrangements or of ion traps common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J3/08—Arrangements for controlling intensity of ray or beam
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J33/00—Discharge tubes with provision for emergence of electrons or ions from the vessel; Lenard tubes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2202/00—Aspects relating to methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects
- A61L2202/10—Apparatus features
- A61L2202/18—Aseptic storing means
- A61L2202/181—Flexible packaging means, e.g. permeable membranes, paper
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
Description
:i a: in w d »i 2 forpackningslarninat kan steriliseras med hjälp av ovanstående elektronbestrålning.
En omedelbar fråga som uppkommer med detta förfarande är vad som händer vid ett stillestånd. Om inga åtgärder vidtas vid stilleständet kommer detta att leda till att samma yta av banan blir bestrålad under en for lång tidsperiod, vilket oundvikligen leder till en forstöring av materialet som kan leda till materialfel eller smakavvikelseproblem.
Den allmänna iden, liksom specifika utforingsformer av ovanstående, beskrivs i WO04/1 10868 av föreliggande sökande.
Föreliggande uppfinning kan också användas i en steriliseringsanordning med elektroristrålar for sterilisering av enskilda forpackningsbehållare, vilket ger en extra fordel.
Sammanfattning av uppfinningen Ett syfte med föreliggande uppfinning är att eliminera eller minska ovanstående problem genom att erbjuda en förbättrad steriliseiingsanordning med elektronstrålar och en styrrnetod for densamma enligt de oberoende kraven.
Föredragna uttöringsforiner definieras i de oberoende kraven. Nedan avser termen "strålfonn" strålintensitetsprofilen (strålprofilen) i en riktning vinkelrätt mot framforingsriktningen.
Kort ritningsbeskrivning Fig. 1 är en tvärsnittsvy i ett plan vinkelrätt mot en anordning for elektronstrålesterilisering som utformats for att bestråla en materialbana.
Fig. 2 är en tvärsnittsvy i ett plan parallellt med en längsriktning av en anordning for elektronstrålesterilisering enligt en forsta utforingsform av uppfinningen som utformats for att bestråla en materialbana.
Fig. 3 är ett schematiskt flödesscheina som illustrerar metoden enligt uppfinningen enligt en forsta utforingsform.
F ig. 4 är ett schematiskt tvärsnitt av en steiiliseringsanordning enligt en forsta utforingsform av föreliggande uppfinning.
Fig. 7-9 är delvyer liknande dern i Fig. 4-6 som visar olika arbetssätt för en steriliseringsanordning enligt en andra utfóringsforrn av föreliggande uppfinning.
Beskrivning av utfóringsforrner En kort beskrivning av elektronstrålesterilisering kommer att ges nedan med hänvisning till Fig. 1. Fig. 1 visar en anordning får elektronstrålesterilisering 2, eller emitter, anordnad inpassat med en bana av ett törpackningslarninat 3.
Steriliseringsanordningen 2 arbetar i princip som en elektronkanon och innefattar i allmänhet en elektronstrålegenerator 6, som är kopplad till en högspärmingskälla 8.
Generatorn 6 har en glödtråd 10, som åstadkommer de fria elektronema, och glödtråden är ansluten till en energikälla 12 for detta ändamål. Glödtråden 10 är i allmänhet gjord av wolfram och dess huvudsakliga funktion är att när den värms upp till en förhöjd temperatur, såsom i storleksordningen 2 000°C, emittera ett moln av elektroner e".
Det finns ett galler 14 intill glödtråden 10 och genom att påfóra eller inte påfóra en positiv eller negativ spänning på gallret 14 med hjälp av en gallerstyrenhet 16, kommer de elektroner som frigjorts vid glödtråden 10 att komma ut genom gallret 14, eller inte. De nämnda komponenterna är belägna i en vakuumkammare 15.
Katodhöljet 28 kommer att fungera som en strålfonnare och påverka elektronema på ett positivt sätt. I princip är de flesta komponenterna i anordningen huvudsakligen passiva strålforrnare i det avseendet att de är utformade fór att inte negativt påverka elektronemas väg. Av detta skäl har referensnumret 28 använts fór några ytterligare komponenter i Fi g. 2. 1 princip har katodhöljet och dess fältfonnande element två ändamål: för det första är formen och särskilt radien utformade så att fältstyrkan inte blir for stor och, for det andra, är formen och geometrin på de upphöjda elementen 128 utformade for en optimal strålprofil.
Det bör också noteras att vägen för elektronema från glödtråden 10 till utgångsfónstret 18 såsom den visas i Fig. 1 bara skall anses vara illustrativ, varför den inte återspeglar de verkliga elektronvägarna.
Vid utgångsänden på anordningen 2 är ett utgångsfónster 18 anordnat och på deras väg till utgångstönstret accelereras elektronema i ett högspäriningsfált.
Potentialskillnaden i högspäriningsfáltet är i allmänhet under 300 kV och för ändarnålen i det beskrivna användningsområdet kommer den att vara i storleksordningen 70-200 kV, vilket ger upphov till en kinetisk energi på 70-200 keV for varje elektron i elektronstrålen 20, innan de passerar utgångstönstret. För 4 andra tillämpningar kan emellertid den övre gränsen vara högre och, med en annan utformning, kan också den nedre gränsen vara lägre, och dessa exempel på värden skall alltså inte anses vara begränsande för föreliggande uppfinning.
Utgångsfönstret 18 är i allmänhet en metallfolie såsom titan, med en tjocklek på 4- 12 um som stöds av ett stödnät 19 gjort av aluminium eller koppar eller något annat lämpligt material. Stödnätet förhindrar att folien kollapsar som en följd av vakuumet inuti anordningen. Dessutom tjänstgör stödnätet som en värmefálla eller ett kylelement, på så sätt att det transporterar bort värme från folien. Aluminium har en tendens att brytas ner när det utsätts lör betingelsema under en produktionsprocess, varför koppar är det föredragna alternativet för den beskrivna tillämpningen, men andra altemativ är möjliga.
Fig. 2 är en tvärsnittsvy i ett plan parallellt med en längsriktning av en anordning för elektronstrålesterilisering enligt en första utföringsform av uppfinningen, anordnad för att bestråla en materialbana. För att underlätta förståelsen har samma referensnummer använts som i F ig. 1.
När elektronema väl lämnat genom utgångsfönstret 18, kommer de att ha ett optimalt arbetsavstånd (i detta fall en arbetsradie) på 5 - 50 mm, i luft vid normalt tryck och temperatur och rör sig med en Brownsk rörelse. Några specifika exempel innefattar 5 mm för en spänning på 76 kV och 17 mm för en spänning på 80-82 kV, med ett steriliseringsdjup på ca 10 lim i polyetylen. Genom att förändra atmosfären i omgivningen runt emittern kan man förändra arbetsavståndet. Om man minskar trycket med 50 %, kommer i princip arbetsavstândet att fördubblas och om man byter ut gasen från luft till kväve eller helium kommer arbetsavståndet också att påverkas. Att skapa en syrefri atmosfär medför också att det inte sker någon ozonbildning.
Vid sterilisering av en bana 3 kan man tänka sig två anordningar för elektronstrålesteiilisering anordnade i linje med varandra, "fönster-mot-fönster", så att de steriliserar motsatta sidor av banan. På detta sätt skapas en kontinuerlig steriliseringszon på båda sidor av banan 3, vilket möjliggör en fullständig kontroll av banans sterilisering. Vissa praktiska aspekter diskuteras mera grundligt i den tidigare nämnda WO04/110868, av samma sökande.
Med styrmetoden enligt uppfinningen är spänningen på högspänningsenheten 8 kopplad till elektronstrålegeneratorn för att styra elektronemissionen från glödtråden 10. Istället för att fullständigt avlägsna spänningen under t... , 121,3 än fi? “ »J “al 5 stilleståndsperioder, sänks bara strömmen genom glödtråden 10 till en nivå där det nära nog inte sker någon produktion av elektroner. Genom att göra på detta sätt uppnår man flera fördelar: för det första kan emissionen av elektroner styras med metoden enligt uppfinningen utan att man fullständigt avbryter spänningstillförseln till elektronsträlegeneratorn, eller att man avbryter accelerationsspänningen, eller utför någon annan åtgärd för att avbryta emissionen av elektroner under ett stillestånd. För det andra är inte ökningen av spänningen eller trådtemperaturen dramatisk när elektronernissionen skall återupptas och är barai storleksordningen några få 100 K snarare än i storleksordningen 1 000 K. Detta gör övergången från ingen emission till emission snabb. Inte heller blir påfrestningarna på glödtråden 10 lika stor som den skulle ha blivit. Styrmetoden enligt uppfinningen kan också användas om emissionen av elektroner skall ändras snabbt, såsom kommer att beskrivas med hänvisning till Fig. 3.
Ett exempel på det ovanstående är att en trådterriperatur på 2 200 K ger upphov till en lämplig emission av elektroner, medan en trådtemperatur på 1 850 K minskar emissionen till en procent av det tidigare värdet, vilket kommer att vara tillräckligt för ändamålen med uppfinningen. En minskning till ännu lägre temperaturer kommer att minska emissionen ytterligare.
Detta tillvägagångssätt kan lämpligen kombineras med en styrning av gallerspänningen, vilket kommer att beskrivas i anslutning till andra utföringsformer med hänvisning till Fig. 4-10.
I ovanstående och nedanstående beskrivning har liknande komponenter åtminstone två siffror gemensamma i referensnumren.
Metoden enligt uppfinningen kan också användas för en steriliseringsanordning för förpackningsbehållare, vilket förklaras noggrannare med hänvisning till Fig. 4-10 nedan. Detta avser en andra variant av uppfinningen där man använder möjligheten att snabbt stänga av och sätta på anordningen. Först ges här en viss bakgrund när det gäller detta användningsområde av uppfinningen.
Fig. 4 illustrerar en anordning för elektronstrålesterilisering 102 som har en annan konstruktion än anordningen i Fi g. 1, även om den har motsvarande huvudkomponenter: en elektronstråleernitter i form av en glödtråd 110, ett galler 114 och ett accelerationsutrymme som leder till ett utgångsfónster 118. I Fig. 4 visas också en "strålforrnare" 128. Genom att påverka det elektriska fältet mellan l-.j l 111,1 NJ ÉÛ “kl ”ml 6 glödtråden och fönstret med strålforrnaren 128, kan elektronstrålen kollimateras (eller fokuseras/defokuseras) på lämpligt sätt. Funktionen för strålforrnaren 128 är välkänd gammal teknik och flera olika varianter är möjliga. Sammanfattningsvis är strålforrnarens syfte att forma det fält som accelererar elektronema, eller på annat sätt leda elektronemas väg. Strålforrnaren kan innehålla flera komponenter anordnade före och utefter elektronemas väg. Anordningen enligt Fig. 4 är utformad för införing i ett objekt som skall steriliseras, såsom en RTF (ready-to- fill) fyllningsklar förpackningsbehållare (ej visad).
Huvudskillnaden mellan anordningen enligt Fig. 4 och en anordning enligt känd teknik är att gallret 1 14 innefattar minst två operationella delar. I den visade utföringsforrnen finns det ett radiellt inre galler 1 14b (i det följande det inre gallret) och ett radiellt yttre galler 114a (i det följande det yttre gallret). Gallren 114a, ll4b är individuellt styrbara med hjälp av en spänning. Detta betyder att en variabel spänning kan påföras endera, eller båda, gallren 114a, l 14b, fór att åstadkomma en föredragen strålkonfiguration, t.ex. en föredragen strålprofil.
Genom att styra den spänning som påförs det inre gallret ll4b och det yttre gallret 114a är det, i den visade utíöringsformen, möjligt att skapa en strålforrn med liten radie genom att förhindra att elektroner passerar genom det yttre gallret 114a (se Fig. 7), en ringformad strålforrn (en munkformad proñl) genom att förhindra att elektroner passerar genom det inre gallret ll4b (se Fig. 6), eller en cylindrisk strålforrn (huvudsakligen homogen), genom att tillåta passage genom båda gallren (se Fig. S). Strålvägarna för elektronema visas med de heldragria linjerna 120. Det bör noteras att den spänning som påförs gallret l 14a, ll4b inte är särskilt hög, i storleksordningen +/- 100 V. Iden visade utföringsformen används en spänning på -30 till -40 V för att effektivt blockera passagen av elektroner. För den utföringsforrn som beskrivs med hänvisning till Fig. 2 bör motsvarande spänning vara ca -l 50 V. Genom att pâföra en högre spänning (-80 V för utföringsfonnen enligt Fig. 2) kan elektroner tillåtas att passera gallret. Detta betyder att en omkoppling mellan olika strålformslägen kan genomföras snabbt, i princip lika snabbt som spänningsomkopplingen kan göras, vilket gör anordningen mycket mångsidig. Dessutom är anordningen enligt uppfinningen utrymmeseffektiv så att en stor steriliseringskapacitet kan uppnås på ett begränsat utrymme.
Gallret 114 är gjort av vilket lämpligt elektriskt ledande och bearbetningsbart material som helst, i allmänhet en metall. I den visade utföringsformen används rostfritt stål. Formen på gallret 114 anpassas till den önskade formen på den Élilš” erhållna strålen och i allmänhet är gallret en metallplatta försedd med hål, eller ett metalltrådsnät genom vilken elektronerna kan passera. Den fasta delen av gallret 114 har till ändamål att generera ett elektriskt fält med lämpliga egenskaper och har också det ändamålet att justera strömmen från glödtrådama l 10 genom att styra den elektriska fältstyrkan på dess yta. Hålen kan vara cirkulära, ovala, slitsformade, hexagonala (så att det uppkommer en vaxkakeform) etc. Hålen bör inte vara så stora att en hög elektrisk fáltgradient når glödtråden, eftersom detta skulle störa det avsedda ändamålet med gallret.
Med konceptet enligt uppfinningen erbjuds en alternativ metod for att styra anordningen. Fi g. 8-10 illustrerar utforingsfonner av anordningen vari glödtråden 210 innefattar minst två individuellt styrbara delar, en radiellt inre glödtråd 2lOb och en radiellt yttre glödtråd 2l0a. Figurerna är delvyer som visar glödtrådarna 2l0a,b, gallret 214 och ett forsta område av strålvägen. Denna utforingsfonn möjliggör styming av strålfornien och strålströmmen genom styrning av glödtrådarna 21 Oa, 21 Ob, på liknande sätt som sker med de två gallren ll4a, l l4b i den tidigare utforingsforrnen. Fig. 8 illustrerar hur den yttre glödtråden 2l0a är aktiverad for en ringfonnad strålforrn, Fig. 9 hur den inre glödtråden 21 Ob är aktiverad for en strålfonn med liten radie och Fig. 10 hur båda glödtrådama 2lOa, 2lOb är aktiverade for en fullt, cylindrisk form. Strålvägarna for elektronerna illustreras med de heldragna linjema 220. Glödtrådarna 2l0a och 2lOb kan styras med hjälp av metoden enligt uppfinningen så att glödtrådarna snabbt kan sättas på och stängas av, vilket samtidigt minimerar slitaget på glödtrådarna. lngångsvärdet for styrning av glödtråden kan i detta fall vara läget av anordningen relativt ett objekt som skall steriliseras.
I en annan utforingsfonn (ej visad) har anordningen i Fig. 8-10 förändrats så att gallret tagits bort. I denna utforingsform styrs emissionen av elektroner enbart genom styrning av glödtrådarna. Andra utforingsformer kan modifieras så att man använder två glödtrådar, men så att endast ett galler täcker båda, eller bara en av glödtrådarna.
I ytterligare utforingsforrner kan de två tidigare utforingsforrnerna kombineras så att anordningen innehåller två eller flera galler och två eller flera glödtrådar, for att uppnå ännu bättre styrbarhet.
I en annan utforingsforrn kan glödtrådarna utformas, med hänsyn till deras längd och diameter, på så sätt att om de ansluts i diameter, de kan värmas upp till optimal t”. 1.3 'bf-l till “ul 'MJ 8 emission med samma ström. I detta fall är bara en energitillfórsel till de anslutna glödtrådarna nödvändig. I ytterligare en annan utföringsfonn används bara ett galler. Gallret har två koncentriska sektioner som vardera täcker en glödtråd och t.ex. har den yttre sektionen en lägre genomsläpplighet än den inre sektionen.
Följaktligen kommer båda strålarna att vara på då det inte finns någon gallerspänning (bred stråle). Med ökande negativ gallerspänning kommer den yttre strålen att blockeras först, medan den inre fortfarande är aktiv (smal stråle). Senare kommer också den inre strålen att blockeras (strålen av). Med ett sådant arrangemang kan omkopplingen och strömstyrningsfunktionerna göras med bara en gallerspänningsenhet.
Strömstyrningen kan uppnås genom utformningen av glödtråden och genom tråduppvännningsströmmen. En mycket snabb finjustering av emissionsströmmen kan göras genom styrning av gallerspänningen. Detta kan göras i båda fallen, d.v.s. både fór den totala strâlen och enbart för den inre strålen.
Egenskaperna for de ovan beskrivna utföringsforrnema kan kombineras av fackmän och fördelarna med en egenskap i en viss utföringsforrn kan förväntas ge samma eller liknande fördelar i en annan utföringsforrn.
Det bör återigen påpekas att denna variant av uppfinningen inte är begränsad till två glödtrådar (eller galler). Antalet individuellt operationella glödtrådar kan varieras inom de fysiska begränsningarna fór anordningen för att uppnå lämpliga egenskaper för den erhållna elektronstrålen. Ett särskilt exempel är att en gradvis skittning från yttre glödtrådar till glödtrådar skulle kunna ge upphov till en mera homogen bestrålning av en sluttande innervägg i en förpackning såsom ett skulderparti. Ju större sluttande vägg desto större antal glödtrådar.
Vid användning kommer dessa utföringsformer att användas för samma ändamål och i princip på samma sätt. Möjligheten att snabbt variera strålfomien gör det möjligt att välja lämpliga strålformer för olika delar av förpackningen.
Alltefiersom anordningen förs in i eller ut ur förpackningen justeras strålformen för att sterilisera den särskilda del av förpackningen som anordningen passerar. När anordningen t.ex. passerar stommen på förpackningen kan en ringformad strålform användas genom aktivering av det yttre gallret och/eller den yttre glödtråden. När anordningen när skulderpartiet kopplas strålformen om till en homogen profil genom aktivering av båda gallren och/eller glödtrådarna. För sterilisering av halsen och öppningsanordningen används det inre gallret och/eller den inre glödtråden. På 9 detta sätt kan man uppnå en adekvat sterilisering i alla positioner utan någon överexponering. Övergången mellan olika strålprofiler kan genomföras mycket snabbt, varför steriliseringsanordningen kan arbeta utan att påverka flödet i produktionslinjen.
Det är också möjligt att använda alternativa utformningar för gallren och glödtrådama, som avviker från den cirkulära symmetri som illustreras i utföringsfonnema. Utforrnningama kan lämplig varieras för att överensstämma med den önskade strålforrneii och sålunda variera med formen på den förpackning som skall steriliseras. Även om den tekniska funktionen för anordningar för elektronstrålesterilisering i princip kan anses vara känd, kommer funktionen för en anordning enligt den utföringsforrn som illustreras i Fig. 8-10 att beskrivas mera detaljerat nedan.
Före steriliseringen anbringas högspänningsfaltet. En negativ spänning på ca -40 V anbringas på det yttre och det inre gallret för att förhindra att fiia elektroner passerar genom gallret. En ström leds genom glödtråden för att värma den till ca 1 600°C, varvid produktionen av fiia elektroner år försumbar. Anordningen förs in i den förpackning som skall steriliseras. Ett alternativ är att hålla anordningen stationär och trä förpackningen över anordningen. Ett annat altemativ är att förflytta både anordningen och förpackningen.
Allteftersom anordningen förs in i förpackningen sätts gallrets potential till ett högre värde (som fortfarande kan vara negativt) och den spänning som påförs den yttre glödtråden sätts till en sådan nivå att temperaturen stiger till ca 2 200°C vilket gör att en ringformad stråle av elektroner emitteras från utgångsfönstret och steriliserar ínnerväggarna på stommen till förpackningen. Allteftersom anordningen när ryggdelen av förpackningen bringas potentialen på den yttre glödtråden till standby-läget, medan spänning påförs den inre glödtråden och följaktligen stiger temperaturen på glödtråden vilket ger upphov till stråle med liten radie för sterilisering av lockdelen. Det bör noteras att det kan finnas en viss överlappning så att båda glödtrådarna kan vara i ett ON~läge under en viss tidsperiod om detta är nödvändigt, tex. för att sterilisera den avsmalnande övre delen på flaskan. Båda glödtrådama kan vara i ett ON-läge under införingen av anordningen och producera en helt cylindrisk stråle istället för en ringforrnad stråle. Allteftersom anordningen dras ur, reverseras ovanstående process. I en l .i :in M* LD “al “al 10 alternativ steriliseringsprocess är anordningen bara aktiv under antingen införingen eller utdragningen. Ovanstående kan också användas i kombination med den gallerstyming som beskrivits tidigare. På detta sätt kan uppfinningens koncept användas vid modulering av utgångssträlen.
Vid användning kommer anordningen enligt uppfinningen att vara anordnad i en bestrålningskarnmare, d.v.s. ett hölje som skyddar omgivningen från bestrålning.
De förpackningar som skall steriliseras förs in i bestrålningskarnmaren på ett sådant sätt att ett läckage av strålning förhindras i enlighet med praxis vid utformning av strålningsutrustning. Detta kan uppnås med hjälp av en sluss, den inre utformningen av bestrålningskarnmaren och funktionen däri, eller genom att bara tillåta att förpackningar kommer in när anordningen inuti bestrålningskammaren inte ernitterar elektroner.
Typen av förpackningar kan väljas valfritt, men anordningen är särskilt lämplig för sterilisering av förpackningar med en produktkontaktyta (inre yta) innehållande en polymer. En RTF-förpackning innefattar i allmänhet en bas gjord av en papperslaininathylsa försedd med en plasttopp. Anordningen kan emellertid också användas för sterilisering av andra produkter såsom medicinsk utrustning.
Egenskaperna och kännetecknen för steriliseringsanordningen enligt uppfinningen gör den mycket anpassningsbar, varför skräddarsydda lösningar för förpackningar med olika former förenklas så att varje yta av förpackningen kan bli föremål för en lämplig stråldos.
Claims (9)
1. Anordning för elektronstrålesterilisering innefattande: - en elektrongenererande glödtråd, - en gallerelektrod ansluten till en spänningskälla, - en strålforrnare, - ett utgångsfönster, - en högspänningskälla som kan skapa en högspänningspotential mellan den elektrongenererande glödtråden och utgångsfönstret, för accelerering av elektroner, - en högspärmingskälla för att driva ström genom den elektrongenererande glödtråden, - en styrenhet för styrning av driften av anordningen för elektronstrålesterilisering, k ä n n e t e c k n a d av att anordningen för elektronstrålesterilisering har åtminstone tre drifilâgen: - ett OFF-läge där det inte finns någon drivström genom den elektrongenererande glödtråden, - ett ON-läge där den elektrongenererande glödtråden hålls vid en temperatur över emissionstemperaturen för att generera elektroner för sterilisering och - ett standby-läge, mellan OFF-läget och ON-läget, där den elektron- genererande glödtråden hålls vid en förutbestämd temperatur just under emissionstemperaturen, van/id styrenheten har förmågan att styra anordningen till att inta standby-läget.
2. Steriliseringsanordning enligt krav 1, som dessutom innefattar en gallerelektrod ansluten till en spänningskälla.
3. Steriliseringsanordning enligt krav l eller 2, varvid standby-läget kan intas som svar på en stilleståndsprocedur, en Startup-procedur eller som ett steg i ett förfarande för modulering av utgångsstrålen.
4. Anordning enligt något av de föregående kraven, varvid skillnaden i trådtemperatur mellan ON-läget och standby-läget är mindre än 600 K, företrädesvis mindre än 400 K. f “i m in »n ”Nå 12
5. Steriliseringsanordriing enligt något av de föregående kraven, vari den elektron- genererande glödtråden och/eller gallerelektroden innehåller minst två operationella delar för förändring av strömmen och/eller profilen på en utgående elektronstråle.
6. Steriliseringsanordning enligt krav 3, vari glödtråden och/eller gallret innehåller två operationella delar: en radiellt inre del och en radiellt yttre del.
7. Steriliseringsanordning enligt något av de föregående kraven, varvid anordningen är utformad för sterilisering av banor av förpackningslaminat.
8. Steriliseringsanordning enligt något av de föregående kraven, varvid anordningen är utformad för sterilisering av en förpackning, företrädesvis en förpackning som har en produktkontaktyta innefattande en polymer.
9. Metod för handhavande av en anordning för elektronstrålesterilisering enligt något av de föregående kraven, varvid metoden innefattar steget att; med användning av styrenheten styra anordningen att inta standby-läget genom justering av strömmen genom glödtråden. lO. Metod enligt krav 9, varvid steget med att styra anordningen att inta standby- läget genomförs som svar på någon av händelsema i gruppen bestående av: - ett stillestånd som sammanhänger med det objekt som steriliseras, - att en avstängningsprocedur initierats, - att en uppstartningsprocedur initierats, - att anordningen bringas att arbeta så att den modulerar utgångselektronstrålen mellan ON-läget och standby-läget. ll. Metod enligt krav 10, varvid steget med att inta standby-läget innefattar det ytterligare steget med att minska en potential påförd gallret för att förhindra elektroner från att passera gallret.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0802102A SE0802102A2 (sv) | 2008-10-07 | 2008-10-07 | Styrmetod för en anordning för elektronstrålesterilisering och en anordning för utförande av nämnda metod |
EP09778729A EP2332148A1 (en) | 2008-10-07 | 2009-09-25 | Control method for electron beam sterilizing device and device performing said method |
US13/122,914 US8772743B2 (en) | 2008-10-07 | 2009-09-25 | Control method for electron beam sterilizing device and device performing said method |
JP2011530392A JP2012504981A (ja) | 2008-10-07 | 2009-09-25 | 電子ビーム殺菌デバイスの制御方法及びその方法を実施するデバイス |
PCT/EP2009/006942 WO2010040454A1 (en) | 2008-10-07 | 2009-09-25 | Control method for electron beam sterilizing device and device performing said method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0802102A SE0802102A2 (sv) | 2008-10-07 | 2008-10-07 | Styrmetod för en anordning för elektronstrålesterilisering och en anordning för utförande av nämnda metod |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE0802102A1 SE0802102A1 (sv) | 2010-04-08 |
SE532977C2 true SE532977C2 (sv) | 2010-06-01 |
SE0802102A2 SE0802102A2 (sv) | 2010-07-20 |
Family
ID=41364809
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE0802102A SE0802102A2 (sv) | 2008-10-07 | 2008-10-07 | Styrmetod för en anordning för elektronstrålesterilisering och en anordning för utförande av nämnda metod |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8772743B2 (sv) |
EP (1) | EP2332148A1 (sv) |
JP (1) | JP2012504981A (sv) |
SE (1) | SE0802102A2 (sv) |
WO (1) | WO2010040454A1 (sv) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE0802101A2 (sv) * | 2008-10-07 | 2010-07-20 | Tetra Laval Holdings & Finance | Omkopplingsbar anordning för elektronstrålesterilisering |
WO2011005307A2 (en) * | 2009-07-07 | 2011-01-13 | Advanced Electron Beams | Method and apparatus for ebeam treatment of webs and products made therefrom |
US9142377B2 (en) * | 2011-07-04 | 2015-09-22 | Tetra Laval Holdings & Finance S.A. | Cathode housing suspension of an electron beam device |
CN103620695B (zh) * | 2011-07-04 | 2017-08-01 | 利乐拉瓦尔集团及财务有限公司 | 电子束装置 |
CN107068513B (zh) * | 2011-07-04 | 2019-03-08 | 利乐拉瓦尔集团及财务有限公司 | 一种电子束装置、吸气器片和制造装配有所述吸气器片的电子束装置的方法 |
CN103620696B (zh) * | 2011-07-04 | 2016-08-17 | 利乐拉瓦尔集团及财务有限公司 | 电子束装置和制造所述电子束装置的方法 |
EP2889044B1 (en) * | 2013-12-30 | 2016-09-14 | Tetra Laval Holdings & Finance S.A. | Electron beam sterilization unit for processing food packaging material |
WO2016079032A1 (en) | 2014-11-18 | 2016-05-26 | Tetra Laval Holdings & Finance S.A. | Low voltage electron beam dosimeter device and method |
US9812282B2 (en) * | 2015-11-26 | 2017-11-07 | Mevex Corporation | System and method for irradiating a product |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01183046A (ja) | 1988-01-06 | 1989-07-20 | Fujitsu Ltd | 熱電子陰極型電子銃 |
US5254911A (en) * | 1991-11-22 | 1993-10-19 | Energy Sciences Inc. | Parallel filament electron gun |
US5401973A (en) * | 1992-12-04 | 1995-03-28 | Atomic Energy Of Canada Limited | Industrial material processing electron linear accelerator |
US5396074A (en) * | 1993-03-19 | 1995-03-07 | The Titan Corporation | Irradiation system utilizing conveyor-transported article carriers |
US5378899A (en) * | 1993-10-07 | 1995-01-03 | Kimber; Eugene L. | Ion implantation target charge control system |
JPH08211200A (ja) | 1995-02-03 | 1996-08-20 | Nissin High Voltage Co Ltd | 照射幅可変の非走査型電子線照射装置 |
JPH09304599A (ja) | 1996-05-15 | 1997-11-28 | Nissin High Voltage Co Ltd | 電子線照射装置における電子流制御装置 |
US6407492B1 (en) * | 1997-01-02 | 2002-06-18 | Advanced Electron Beams, Inc. | Electron beam accelerator |
JP4808879B2 (ja) | 1999-07-09 | 2011-11-02 | アドバンスト・エレクトロン・ビームズ・インコーポレーテッド | 電子加速器及び電子を加速する方法 |
SE514967C2 (sv) * | 1999-09-17 | 2001-05-21 | Tetra Laval Holdings & Finance | System för övervakning och styrning vid sterilisering av ett föremål |
US20030001108A1 (en) * | 1999-11-05 | 2003-01-02 | Energy Sciences, Inc. | Particle beam processing apparatus and materials treatable using the apparatus |
US6630774B2 (en) * | 2001-03-21 | 2003-10-07 | Advanced Electron Beams, Inc. | Electron beam emitter |
SE526700C2 (sv) | 2003-06-19 | 2005-10-25 | Tetra Laval Holdings & Finance | Anordning och förfarande för sterilisering av en materialbana med elektronbestrålning |
JP4140464B2 (ja) | 2003-06-30 | 2008-08-27 | 岩崎電気株式会社 | 電子線照射装置及び電子線放出管 |
SE0302024D0 (sv) * | 2003-07-08 | 2003-07-08 | Tetra Laval Holdings & Finance | Device and method for sterilization |
JP2007010533A (ja) | 2005-07-01 | 2007-01-18 | Nhv Corporation | 電子線照射装置 |
EP1991993B2 (en) | 2006-02-14 | 2017-01-25 | Hitachi Zosen Corporation | Electron beam emitter |
-
2008
- 2008-10-07 SE SE0802102A patent/SE0802102A2/sv unknown
-
2009
- 2009-09-25 US US13/122,914 patent/US8772743B2/en active Active
- 2009-09-25 EP EP09778729A patent/EP2332148A1/en not_active Withdrawn
- 2009-09-25 WO PCT/EP2009/006942 patent/WO2010040454A1/en active Application Filing
- 2009-09-25 JP JP2011530392A patent/JP2012504981A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2332148A1 (en) | 2011-06-15 |
JP2012504981A (ja) | 2012-03-01 |
US8772743B2 (en) | 2014-07-08 |
SE0802102A1 (sv) | 2010-04-08 |
WO2010040454A1 (en) | 2010-04-15 |
US20110198513A1 (en) | 2011-08-18 |
SE0802102A2 (sv) | 2010-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SE532977C2 (sv) | Styrmetod för en anordning för elektronstrålesterilisering och en anordning för utförande av nämnda metod | |
JP5774156B2 (ja) | 電子ビーム照射器および電子ビーム発生方法 | |
JP6554192B2 (ja) | 電子線により包装容器を無菌化するための装置および方法 | |
SE0802101A1 (sv) | Omkopplingsbar anordning för elektronstrålesterilisering | |
TWI375640B (en) | Method of sterilizing packages | |
JP2007532899A (ja) | 高エネルギー電子用の改良型ソース | |
AR027173A1 (es) | Aparato para distribuir un material volatil al aire ambiente, y suministro de relleno de un material volatil | |
WO2012122045A2 (en) | Plasma apparatus for biological decontamination and sterilization and method for use | |
JP2013502684A (ja) | 集束電界放出のためのカーボンナノチューブ配列 | |
JP2008145291A (ja) | 電子ビーム照射装置 | |
KR102274231B1 (ko) | 오존 프리 소독용 대기압 플라즈마 처리시스템 | |
JP6897355B2 (ja) | 電子線照射装置 | |
JP2018529595A (ja) | 包装材料シートを殺菌するための装置及び方法並びに充填機 | |
SE530018C2 (sv) | Metod att sterilisera förpackningar med elektronstrålebestrålning | |
JP2017505738A (ja) | 包装容器を殺菌するためのデバイスおよび方法 | |
KR200491318Y1 (ko) | 플라즈마 가습기 | |
JP2013519085A (ja) | 金属箔の皺を減らすための組立体及び方法 | |
JP2018503565A (ja) | 滅菌対象物に対して相対的に移動する外面滅菌エミッタを有する電子線滅菌システム | |
KR101361719B1 (ko) | 펄스 운전을 이용한 이온빔 조사량 조절방법 | |
JP5510830B2 (ja) | 電荷中和装置 | |
JP2019131299A (ja) | パッケージング材料を殺菌するための方法及びパッケージング容器の製造方法 | |
JP2019002783A (ja) | 電子線照射装置 | |
RU2691405C2 (ru) | Генератор пучка электронов и устройство электронно-лучевой стерилизации | |
JP2018143581A (ja) | オゾン除菌消臭器 |