TWI602589B - E-beam sterilization device and electron beam sterilization method - Google Patents

E-beam sterilization device and electron beam sterilization method Download PDF

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TWI602589B
TWI602589B TW105117076A TW105117076A TWI602589B TW I602589 B TWI602589 B TW I602589B TW 105117076 A TW105117076 A TW 105117076A TW 105117076 A TW105117076 A TW 105117076A TW I602589 B TWI602589 B TW I602589B
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Kenji Mizukawa
Atsushi Ueda
Atsushi Tsuo
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Mitsubishi Heavy Industries Mechatronics Systems Ltd
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Description

電子束殺菌裝置及電子束殺菌方法
本發明係關於一種對於藉由電子束將填充食品、飲料、醫藥品等之容器及其他殺菌對象物進行殺菌較佳之電子束殺菌裝置及電子束殺菌方法。
於將食品、飲料、醫藥品等之填充物填充於容器之前,進行容器或稱為預成形坯之容器之預備成形體之殺菌。
對於容器或預成形坯之殺菌,向來使用過醋酸、過氧化氫等藥液或紫外線照射,但近年來,正在研究利用較紫外線殺菌能力更強之電子束照射之殺菌技術。
為了確實地進行利用電子束照射之殺菌,有必要對容器之整體均等地照射電子束。然而,若於搬送以稱為夾持器之保持具或維持以夾持器夾著之狀態之容器之過程中照射電子束,則電子束對被保持之部分之照射不足。於容器為塑膠瓶之情形時,通常,安裝蓋之頸部(或頭部)係以夾持器保持,故隱蔽於夾持器之部位之線量不足,且有未照射到電子束之部位。
因此,專利文獻1提出藉由於夾持器設置供電子束通過之通路,而補足對由夾持器而隱蔽之部位之線量。
又,專利文獻2係於預成形坯之半側面藉由第1外表面照射裝置(42)照射電子束,且於預成形坯之其餘之半側面藉由第2外表面照射裝置(43)照射電子束。預成形坯係自藉由第1外表面照射裝置照射電 子束之區域轉移至藉由第2外表面照射裝置照射電子束之區域時,進行藉由夾持器之預成形坯之交接。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2013-133111號公報(圖3)
[專利文獻2]日本專利特開2015-030516號公報(圖2、圖3)
根據專利文獻1之提案,對通過通路之電子束照射之範圍雖可補充電子束之線量,但於除此以外之部位未照射電子束。
又,專利文獻2之提案係使用稱為星形輪之旋轉體而搬送預成形坯,故於交接側之夾持器、及被交接側之夾持器之兩者中,預成形坯係於旋轉體之圓周方向之兩端由夾持器固持。因此,即使每半側面地對預成形坯進行殺菌處理,亦有電子束無法到達夾持器之固持部分之虞。
若使電子束之殺菌對象物即容器相對於夾持器繞軸線旋轉,則可消除由夾持器隱蔽之部位,但由於必須具備用以使容器旋轉之機構,故會導致裝置之成本提高,且裝置之佔有空間變得較廣。
因此本發明之目的在於提供一種無需設置使殺菌對象物旋轉之機構即可消除因夾持器所致之電子束之未照射區域之電子束殺菌裝置。
本發明之電子束殺菌裝置之特徵在於包含:第一夾持器,其係於接收殺菌對象物後,一面固持殺菌對象物一面搬送至換夾位置;第二夾持器,其係於自上述第一夾持器接收殺菌對象物後,一面固持殺菌對象物一邊朝向下游搬送;及電子束照射部,其對通過包含換夾位 置與換夾位置之前後之照射區域之殺菌對象物,照射電子束。
根據本發明,對於因換夾之前已由夾持器固持故未照射到電子束之部位,亦可於換夾之後照射電子束,故不會產生未照射到電子束之部位。
於本發明中,較佳為第一夾持器及第二夾持器係各自一面固持特定數量之殺菌對象物,一面於直線狀之搬送路徑搬送。
如此,藉由批次處理對殺菌對象物進行殺菌,且於直線狀之搬送路徑上搬送,藉此,與使用星形輪之旋轉式之搬送裝置相比,可將裝置構成簡化。又,根據本發明,只要於將藉由夾持器固持之預成形坯於直線狀之搬送路徑上搬送之過程中照射電子束便足夠,故無需設置使預成形坯繞軸線旋轉之機構。
又,於本發明中,較佳為第一夾持器及第二夾持器係各自固持排成一行之特定數量之殺菌對象物,且第一夾持器及第二夾持器之一者或兩者於與複數個殺菌對象物所排列之方向正交之方向相對接近,藉此於換夾位置,進行將殺菌對象物自第一夾持器換夾至第二夾持器之。
如此,若將排成一行之殺菌對象物設為藉由第一夾持器及第二夾持器進行換夾者,則與將殺菌對象物排成複數行之情形相比,可將用於換夾之第一夾持器及第二夾持器之構成簡化。
於本發明中,較佳為第一夾持器與第二夾持器係於彼此不同之位置固持殺菌對象物。
若如此般,對於因換夾之前已由夾持器固持故未照射到電子束之部位,亦可於換夾之後照射電子束,故不會產生經過換夾之前後未照射到電子束之部位。
於本發明中,較佳為將電子束照射部之電子束之照射區域設為減壓氣氛。
由於電子束會在空氣中散射、衰減,故有無法使電子束到達必要之部位之虞。因此,藉由將照射區域設為減壓氣氛,可使電子束到達至例如容器之底端,充分地享受殺菌之效果。
於將照射區域設為減壓氣氛之情形時,較佳為電子束照射部可包含:前室,其包含接收位置,該接收位置以第一夾持器接收特定數量之殺菌對象物;照射室,其於將以第一夾持器搬送之殺菌對象物換夾至第二夾持器之過程中,對殺菌對象物照射電子束;後室,其藉由第二夾持器搬送於照射室中經照射電子束之殺菌對象物;及電子束產生裝置,其於照射室中照射電子束;照射室係真空度高於前室及後室。
第二夾持器可於自照射室將殺菌對象物搬送至後室之過程中,或於將殺菌對象物搬送至後室後,擴大固持殺菌對象物之間距。
例如,於殺菌對象物為預成形坯之情形時,於自後室搬送後之處,成形為較預成形坯更大尺寸之容器,而配合該容器之尺寸,於搬送後之時點將固持殺菌對象物之間距擴大。
於本發明中,可將殺菌對象物設為具備口部、及與口部相連且收容內容物之收容空間之容器、或容器之預備形成體。且,該殺菌對象物係以口部朝向鉛直方向上方之直立之狀態、或其相反之倒立之狀態,由第一夾持器及第二夾持器固持。於該情形時,電子線照射部包含:第一電子束產生裝置,其係對殺菌對象物,自鉛直方向之上方朝向下方而照射上述電子束;與第二電子束產生裝置,其係對殺菌對象物,自鉛直方向之下方朝向上方照射電子束;藉此,可對容器或容器之預備成形體之外周面及內周面均等地照射電子束。
又,於殺菌對象物為容器、或容器之預備成形體之情形時,第一夾持器係在周圍之三處固持口部,第二夾持器係在不與第一夾持器干涉之口部之周圍之三處進行支持,藉此固持殺菌對象物。
如此,藉由採用第一夾持器及第二夾持器之所謂三點支持之構造,可減少將殺菌對象物隱蔽之部位。此種三點支持之構造雖難以應用於使用星形輪之旋轉式之搬送裝置之夾持器,但可容易地應用於在直線狀之搬送路徑上移動之夾持器。
本發明提供一種電子束殺菌方法,其特徵在於包含:接收殺菌對象物後,藉由第一夾持器將殺菌對象物一面固持一面搬送至換夾位置之步驟;自第一夾持器接收殺菌對象物後,藉由第二夾持器一面固持上述殺菌對象物、一面朝向下游搬送之步驟;及對通過包含換夾位置與換夾位置之前後之照射區域之殺菌對象物照射電子束之電子束照射步驟。
於本發明之電子束殺菌方法中,可應用上述之電子束殺菌裝置之較佳之機構。
根據本發明,對於換夾之前未照射到電子束之部位,亦可於換夾之後照射電子束,故不會產生未照射到電子束之部位。又,只要於將藉由夾持器固持之預成形坯於直線狀之搬送路徑移動之過程中照射電子束便足夠,故無需設置使預成形坯繞軸線旋轉之機構。
1‧‧‧吹塑成形裝置
10‧‧‧搬入部
11‧‧‧旋轉體
13‧‧‧搬送帶
15‧‧‧搬送機構
20‧‧‧殺菌部
21‧‧‧前室
23‧‧‧照射室
24‧‧‧電子束產生裝置
25‧‧‧後室
27‧‧‧第一搬送機構
29‧‧‧第二搬送機構
31‧‧‧第三搬送機構
40‧‧‧成形部
41‧‧‧成形用模具
42‧‧‧模具要素
43‧‧‧成形用模具
44‧‧‧模具要素
45‧‧‧第四搬送機構
60‧‧‧控制部
100‧‧‧夾持器
101‧‧‧臂
102‧‧‧臂
103‧‧‧搖動軸
104‧‧‧搖動軸
105‧‧‧固持爪
106‧‧‧固持爪
107‧‧‧固持爪
200‧‧‧夾持器
201‧‧‧臂
202‧‧‧臂
203‧‧‧搖動軸
204‧‧‧搖動軸
205‧‧‧固持爪
206‧‧‧固持爪
207‧‧‧固持爪
208‧‧‧凸輪銷
209‧‧‧凸輪銷
211‧‧‧驅動凸輪
214‧‧‧凸輪槽
215‧‧‧凸輪槽
24A‧‧‧上部照射部
24B‧‧‧下部照射部
27A‧‧‧導軌
27B‧‧‧移行台車
27C‧‧‧夾持器群
29A‧‧‧導軌
29B‧‧‧移行台車
29C‧‧‧夾持器群
31A‧‧‧導軌
31B‧‧‧移行台車
31C‧‧‧夾持器群
45A‧‧‧導軌
45B‧‧‧移行台車
45C‧‧‧夾持器群
124A‧‧‧出射面
124B‧‧‧出射面
201A‧‧‧上部臂
201B‧‧‧下部臂
202A‧‧‧上部臂
202B‧‧‧下部臂
B‧‧‧容器
EA‧‧‧電子束照射區域
EB‧‧‧電子束
F‧‧‧搬送方向
G‧‧‧夾持器
L‧‧‧下游
L1‧‧‧第一路徑
L2‧‧‧第二路徑
P21‧‧‧位置
P22‧‧‧位置
P23‧‧‧位置
P24‧‧‧位置
P25‧‧‧位置
P26‧‧‧位置
P41‧‧‧位置
P42‧‧‧位置
P43‧‧‧位置
PF‧‧‧預成形坯
PF1‧‧‧口部
PF2‧‧‧底部
PF3‧‧‧頸環
R‧‧‧順時針
U‧‧‧上游
V‧‧‧鉛直方向
W‧‧‧寬度方向
圖1係顯示本實施形態之吹塑成形裝置,(a)係顯示其概略構成之俯視圖,(b)係將預成形坯及容器之搬送路徑與(a)對應而顯示之俯視圖。
圖2係顯示圖1之吹塑成形裝置之殺菌部之主要構成,且(a)係自搬送方向F觀察之圖,(b)係自寬度方向W觀察之圖。
圖3(a)~(c)係顯示圖1之吹塑成形裝置之動作之圖。
圖4(a)~(d)係顯示接著圖3之吹塑成形裝置之動作之圖。
圖5(a)~(d)係顯示接著圖4之吹塑成形裝置之動作之圖。
圖6(a)~(d)係顯示接著圖5之吹塑成形裝置之動作之圖。
圖7係顯示於本實施形態中較佳之夾持器,(a)係顯示下固持類型之夾持器,(b)係顯示上固持類型之夾持器之圖。
圖8(a)~(c)係顯示圖7之夾持器之預成形坯PF之換夾之過程之圖。
以下,對將本發明之電子束殺菌裝置及電子束殺菌方法應用於吹塑成形裝置1之例進行說明,該吹塑成形裝置1係將自上游連續搬送之試驗管狀之預成形坯PF吹塑成形而使塑膠製之容器B成形者。
吹塑成形裝置1係如圖1所示般,具備:搬入部10,其搬入經加熱至特定溫度以供吹塑成形之預成形坯PF;殺菌部20,其藉由對以搬入部10搬入之預成形坯PF照射電子束而進行殺菌;成形部40,其將於殺菌部20經殺菌之預成形坯PF成形為容器B;及控制部60,其控制搬入部10、殺菌部20及成形部40之動作。
吹塑成形裝置1之特徵在於,可於殺菌部20中對預成形坯PF之內周面及外周面之全體無遺漏地照射電子束。以下說明吹塑成形裝置1之各構成。
另,於圖1中,預成形坯PF及容器B係沿著搬送方向F搬送,又,於本實施形態中,上游U及下游L係以預成形坯PF或容器B之搬送方向F為基準而定義。又,將與搬送方向F正交之方向稱為寬度方向W。進而,通過搬入部10、殺菌部20及成形部40,預成形坯PF係如圖2所示般,設為其口部(PF1)配置於鉛直方向之上側之直立狀態進行搬送及處理者。自預成形坯PF成形之容器B亦相同。
[搬入部10]
搬入部10係將已藉由省略圖示之加熱裝置加熱至於成形部40中適於成形之溫度之預成形坯PF搬入至殺菌部20。
搬入部10係如圖1所示般,具備例如:順時針旋轉(R)之旋轉體11;環狀之搬送機構即搬送帶13,其一端捲掛於旋轉體11,另一端捲掛於省略圖示之旋轉體;及搬送機構15,其接收以搬送帶13搬送至特定位置之預成形坯PF,且搬送至殺菌部20。
藉由使旋轉體11旋轉,將加熱後之預成形坯PF藉由搬送帶13搬送。搬送機構15係於搬送帶13之搬送路徑上之特定位置等待,於特定位置,自搬送帶13接收特定根數之預成形坯PF。搬送機構15一接收預成形坯PF,便維持固持著特定根數之預成形坯PF之狀態而搬送至殺菌部20。如此,搬送機構15具備固持預成形坯PF之機構(夾持器)、與搬送夾持器之搬送機構。該搬送機構(搬送機構15)係於自搬送帶13接收預成形坯PF之位置與將預成形坯PF交接至殺菌部20之位置之間直線地往復移動。將搬送機構15往復移動之路徑及其延長線上設為第1路徑L1。
[殺菌部20]
殺菌部20係對被搬入之預成形坯PF於自大氣壓減壓之狀態下照射電子束,而將其內周面及外周面進行殺菌。
殺菌部20係如圖1所示般,具備:前室21,其供預成形坯PF搬入;照射室23,其係於下游L之側與前室21鄰接,且對被搬入之預成形坯PF照射電子束;及後室25,其搬送於照射室23中照射電子束後之預成形坯PF。
於前室21、照射室23及後室25之間,設置有用於供預成形坯PF通過之省略圖示之開關門。
前室21、照射室23及後室25係藉由省略圖示之真空泵予以減壓,將各者維持於期望之真空度。於殺菌部20進行預成形坯PF之殺菌時,將照射室23之真空度控制為較高,將前室21及後室25控制為真空度較照射室23低。此處,殺菌部20具備前室21、照射室23及後室25三 個腔室,係為了縮短將照射室23減壓至期望之真空度所需之時間。即,若於照射室23之上游U之側設置前室21,且預先將該處設為某種程度之真空度,則即使打開前室21與照射室23之間之開關門,亦可將照射室23之真空度至少保持為前室21之真空度。如此一來,無需設置前室21,與在將照射室23大氣開放並搬入預成形坯PF後自大氣壓減壓至期望之真空度之情況相比,可縮短減壓至期望之真空度之時間。關於照射室23與後室25亦相同。不過,雖然於減壓氣氛下照射電子束、及設置前室21、照射室23及後室25為本發明之較佳之實施形態,但並非限定本發明之要素。
殺菌部20係如圖1所示般,包含搬送預成形坯PF之第一搬送機構27、第二搬送機構29、及第三搬送機構31。
第一搬送機構27係跨及前室21與照射室23而設置。第一搬送機構27係如圖1(a)、(b)所示般,於前室21之內部之位置P21自搬入部10之搬送機構15接收預成形坯PF,且將預成形坯PF搬送至照射室23之內部之位置P23。另,位置P21、位置P23等係於圖1(b)顯示。
第一搬送機構27係如圖1(a)、(b)所示般,包含:直線狀之導軌27A,其係跨及前室21與照射室23而鋪設;移行台車27B,其係沿著導軌27A即搬送方向F,於位置P22與位置P23之間往復移動;及夾持器群27C,其搭載於移行台車27B而與移行台車27B一同往復移動。被夾持器群27C固持之預成形坯PF係於第2路徑L2上搬送。
與本發明之第一夾持器對應之夾持器群27C係於搬送方向F並列配置與一次搬送之預成形坯PF之數量對應之夾持器G。本實施形態之夾持器G只要可確實地固持預成形坯PF之任一部位,則其形態為任意。
夾持器群27C可相對於移行台車27B,於寬度方向W進退移動。該進退係指自第二路徑L2朝向第一路徑L1之移動、與自第一路徑L1 朝向第二路徑L2之移動。夾持器群27C之進退係為了接收來自搬送機構15之預成形坯PF、及向照射室23之第2搬送機構29交接預成形坯PF而進行。該進退動作可為夾持器群29C進退而接近於夾持器群27C之方式,亦可為夾持器群27C與夾持器群29C兩者進退而接近之方式。
固持於夾持器群27C之複數個預成形坯PF係如圖1(b)所示般,沿著搬送方向F而於直線上並列為一行而配置,或,複數個預成形坯PF係其口部PF1被夾持器G固持,且如圖2所示般,並排排列於鉛直方向(V)之相同高度。
接著,第二搬送機構29係如圖1(a)、(b)所示般,跨及照射室23與後室25而設置。第二搬送機構29係如圖1(a)、(b)所示般,於照射室23之內部之位置P23自第一搬送機構27之夾持器群27C接收預成形坯PF,且將預成形坯PF搬送至後室25之內部之位置P25。位置P23係與本發明之換夾之位置對應。
第二搬送機構29係如圖1(a)所示般,具備:直線狀之導軌29A,其跨及照射室23與後室25而鋪設;移行台車29B,其係沿著導軌29A而於位置P24與位置P25之間往復運動;及夾持器群29C,其係搭載於移行台車29B而與移行台車29B一同往復移動。固持於與本發明之第二夾持器對應之夾持器群29C之預成形坯PF係沿著搬送方向F於第一路徑L1搬送。
第三搬送機構31係如圖1(a)所示般,跨及後室25與成形部40而設置。第三搬送機構31係如圖1(a)、(b)所示般,於後室25之內部之位置P26自第二搬送機構29之夾持器群29C接收預成形坯PF,且將預成形坯PF搬送至成形部40之位置P41。
第三搬送機構31係如圖1(a)所示般,具備:直線狀之導軌31A,其跨及後室25與成形部40而鋪設;移行台車31B,其沿著導軌31A而於位置26與位置41之間往復移動;及夾持器群31C,其搭載於移行台 車31B而與移行台車31B一同往復運動。固持於夾持器群31C之預成形坯PF係沿著搬送方向F而於第二路徑L2搬送。
第二搬送機構29及第三搬送機構31搬送預成形坯PF之位置雖然不同,但由於進行與第一搬送機構27相同之動作,故省略以下之說明。
殺菌部20係如圖1(a)所示般,於照射室23之內部具備電子束產生裝置24。
電子束產生裝置24係如圖2所示般,具備:上部照射部24A,其自預成形坯PF之上方照射電子束EB;與下部照射部24B,其自預成形坯PF之下方照射電子束EB。上部照射部24A係主要以將預成形坯PF之內周面進行殺菌為目的而設置,下部照射部24B係主要以將預成形坯PF之外周面進行殺菌為目的而設置。為了使自上部照射部24A照射之電子束EB可進入至預成形坯PF之內部,且到達至其底面,故將照射室23之內部減壓至特定之真空度。
上部照射部24A係如圖2(a)、(b)所示般,其照射電子束EB之出射面124A係朝向鉛直方向V之下方,且與水平方向H平行。又,下部照射部24B係其照射電子束EB之出射面124B朝向鉛直方向V之上方,且與水平方向H平行。另,於圖2(a)顯示2根預成形坯PF,其雖為預成形坯PF,但顯示為於自圖中之左側朝向右側之寬度方向W移動。
上部照射部24A及下部照射部24B只要照射電子束EB之方向不同,可具有相同之規格,亦可為例如將自上述照射部24A出射之電子束EB之強度設為較下部照射部24B強般具有不同之規格。
自上部照射部24A及下部照射部24B照射電子束EB之區域(電子束照射區域EA)係如圖2(b)所示般,關於預成形坯PF之搬送方向F,設定為較一次處理、即批次處理之根數之預成形坯PF所排列之距離更長。因此,只要將批次處理之預成形坯PF進行定位而搬送至電子束照射區 域EA,則其後即使不使預成形坯PF或上部照射部24A及下部照射部24B移動,亦可將批次處理對象之全部的預成形坯PF進行殺菌。
又,如圖2(a)所示般,關於電子束照射區域EA之寬度方向W,設定為較自第一搬送機構27向第二搬送機構29交接預成形坯PF之距離更長。
如上所述,根據殺菌部20,於從自第一搬送機構27向第二搬送機構29交接預成形坯PF之夾持器群27C換夾為夾持器群29C之位置及其前後,可對所要批次處理之預成形坯PF持續照射電子束EB。
又,於殺菌部20中,批次處理之預成形坯PF係如圖2(a)、(b)所示般,其自上部照射部24A之出射面124A至各部位之距離相等,且自下部照射部24B之出射面124A至各部位之距離相等。該距離為一定係指例如自出射面124A至複數個預成形坯PF之各者的口部PF1之距離相等,且自出射面124B至複數個預成形坯PF之各者底部PF2之距離相等地,自出射面124A或出射面124B至預成形坯PF之相同部位之距離相等。
基於上述,於殺菌部20中,所要批次處理之預成形坯PF之各者之各部位係自電子束產生裝置24均等地受到電子束EB照射。
[成形部40]
成形部40係將於殺菌部20實施電子束照射之殺菌處理後之預成形坯PF成形為容器B。
成形部40係如圖1(a)所示般,具備:一對成形用模具41與成形用模具43,其供已加熱至成形所需之適當溫度之預成形坯PF插入。成形部40係於保持於成形用模具41、43之預成形坯PF之內部,自省略圖示之供給源噴吹吹塑成形用之氣體而延伸吹塑成形為容器B。
成形用模具41、43各自具備與一次處理之數量之預成形坯PF或容器B對應之模具構件42、44。成形用模具41、43係進行彼此接近或 分離之進退動作,於接近後之鄰近狀態下進行延伸吹塑成形。
成形部40係如圖1(a)所示般,具備第四搬送機構45。
第四搬送機構45係跨及成形部40與較成形部40更下游L之特定區域而設置。第四搬送機構45接收於位置P41成形之容器B,且將容器B搬送至較成形部40更下游之位置P43。
第四搬送機構45具備:直線狀之導軌45A,其係跨及成形部40與較其更下游之位置P43而鋪設;移行台車45B,其係沿著導軌45A而於位置P42與位置P43之間往復移動;及夾持器群45C,其搭載於移行台車45B而與移行台車45B一同往復移動。
[吹塑成形裝置1之動作]
接著,參照圖3~圖6,對吹塑成形裝置1之動作進行說明。
藉由搬入部10之搬送帶13被搬送至特定位置之預成形坯PF(圖3(a))係被搬送機構15固持,而搬送至殺菌室20之前室21。將該等複數個預成形坯PF設為第一群。搬送機構15將第一群之預成形坯PF搬送至於位置P21待機之移行台車27B之前(圖3(b))。該搬送係沿著第一路徑L1進行。
第一搬送機構27係其待機之夾持器群27C朝向搬送機構15前進,由夾持器群27C接收搬送機構15所保持之預成形坯PF(圖3(c))。
夾持器群27C一接收預成形坯PF,第一搬送機構27便後退至原位即位置P22(圖4(a))後,移行台車27B將第一群之預成形坯PF搬送至照射室23之位置P23(圖4(b))。由於位置P23係含在受到來自構成電子束產生裝置24之上部照射部24A及下部照射部24B之電子束EB照射之電子束照射區域EA內,故被搬送至位置P23之預成形坯PF於該時點已經過殺菌處理。
若預成形坯PF移動至位置P23,則於位置P24待機之第二搬送機構29之移行台車29B與夾持器群29C,一同朝向放置於第二路徑L2之 預成形坯PF前進。如此,第二搬送機構29藉由使夾持器群29C動作而固持預成形坯PF(圖4(c))。若解除第一搬送機構27之夾持器群27C之固持,則第二搬送機構29維持藉由夾持器群29C固持預成形坯PF之狀態,而後退至第一路徑L1上之原位P24(圖4(d))。
由於位置P24亦位於電子束照射區域EA,故搬送至位置P24之預成形坯PF係跨及於自第一路徑L1向第二路徑L2移動之間,接受電子束之照射而進行殺菌處理。
接著,第二搬送機構29之移行台車29B係維持以夾持器群29C固持第一群之預成形坯PF之狀態,移動至位置P25(圖5(a))。於該移動之過程中,夾持器群29C彼此之間隔擴大。此係與於成形部40中將預成形坯PF成形為其徑較該間隔更大之容器B對應。該擴張之間隔係以相鄰之容器B彼此不干涉之方式,以容器B之徑為基準而決定。
移行台車29B若移動至位置P25,則朝向於位置P26待機之第三搬送機構31之移行台車31B前進,且自夾持器群29C向移行台車31B之夾持器群31C交接預成形坯PF(圖5(b))。
若夾持器群31C接收預成形坯PF,則移行台車31B自位置P26移動至成形部40之位置P41(圖5(c))。藉由該移動,預成形坯PF係自殺菌部20之後室25退出,而供吹塑成形。
若預成形坯PF被搬送至成形部40之成形用模具41及成形用模具43之間之位置P41,則成形用模具41及成形用模具43之各者朝向放置於第一路徑L1上之預成形坯PF前進,以特定之狀態保持預成形坯PF後,進行吹塑成形(圖5(d))。此時,第四搬送機構45之移行台車45B與成形用模具41一同前進,以夾持器群45C與夾持器群31C固持預成形坯PF。
吹塑成形一結束,成形用模具41及成形用模具43便各自返回原位(圖6(a))。
固持容器B之移行台車45B將容器B搬送至下游側之位置P43後,將容器B交接至省略圖示之搬送機構,其後,返回至成形用模具41之前之位置P42(圖6(b)、(c))。移行台車45B係於該位置,等待將後續之第二群預成形坯PF被搬送至位置P41(圖6(d))。
[吹塑成形裝置1之效果]
吹塑成形裝置1之殺菌部20係於伴隨著夾持器群29C之交接之換夾過程中及其前後,將以夾持器群27C固持之預成形坯PF置於電子束照射區域EA。
因此,根據本實施形態,即便是在換夾之前由於被夾持器群27C固持而未照射到電子束之部位,於換夾之後亦可照射電子束,故不會產生經過換夾之前後而未被電子束照射之部位。且本實施形態只要對藉由交接相關之夾持器群27C及夾持器群29C於直線上被搬送之預成形坯PF照射電子束即可,故無需設置使預成形坯PF繞軸線旋轉之機構。
接著,吹塑成形裝置1係於殺菌部20中,由夾持器群27C與夾持器群29C之各者一面固持特定數量之預成形坯PF,一面於直線上之搬送路徑搬送。
殺菌部20雖必須具備用以防止電子束及因電子束之照射產生之X射線向外部洩露之遮蔽構造,但與利用星形輪之旋轉式之搬送裝置相比,可將遮蔽之構造簡化。
接著,吹塑成形裝置1係由夾持器群27C及夾持器群29C固持排成一行之特定數量之預成形坯PF,且藉由使複數個預成形坯PF於與排成一行之方向正交之方向相對地接近,而於換夾位置中,進行自夾持器群27C向夾持器群29C之預成形坯PF之換夾。
如此,本實施形態由於將批次式之夾持器群27C、夾持器群29C於直線上移動,故與使用藉由星形輪之旋轉式之搬送裝置相比,可將 搬送機構簡化。
接著,殺菌部20中,將包含電子束照射區域EA之照射室23設為減壓氣氛。
因此,尤其自上部照射部24A照射之電子束EB可進入至預成形坯PF之內部而到達至其底部PF2之內周面,故可無遺漏地將預成形坯PF之內周面進行殺菌。
接著,於殺菌部20中,夾持器群29C係於自照射室23將預成形坯PF搬送至後室25之過程中,擴大預成形坯PF之固持間距。
因此,通過殺菌部20後無需設置擴大預成形坯PF之固持間距之空間,故根據本實施形態,可實現省空間之吹塑成形裝置1。
本實施形態之預成形坯PF係以其口部PF1朝鉛直方向上方之直立之狀態,以夾持器群27C及夾持器群29C固持且搬送,且於殺菌部20中具備:上部照射部24A,其對預成形坯PF,自鉛直方向之上方向下方照射電子束EB;與下部照射部24B,其對預成形坯PF,自鉛直方向之下方向上方照射電子束。
因此,可於預成形坯PF之外周面及內周面均等地照射電子束。另,即使以預成形坯PF之口部朝下之倒立之狀態處理,亦可發揮相同之效果。
以上已說明本發明之較佳之實施形態,但除此以外,只要於不脫離本發明之主旨,可取捨選擇於上述實施之形態中舉出之構成,或適當變更為其他之構成。
作為其一例,參照圖7及圖8,說明對於消除未照射到電子束之區域較佳之夾持器G。
此處說明之夾持器G係如圖7及圖8所示般,例如將構成夾持器群27C之夾持器G設為夾持器100,將構成夾持器群29C之夾持器G設為夾持器200。即,夾持器100與夾持器200係成對,於殺菌部20中,將 固持於夾持器100之預成形坯PF交接至夾持器200,藉此進行預成形坯PF之換夾。
夾持器100係如圖7(a)所示般,具備將預成形坯PF固持於頸環PF3之下側、且空開間隔而配置之一對臂101、102。臂101、102係設置為可各自以搖動軸103、104為中心而開閉運動。如圖7(a)及圖8(a)所示般,臂101於其前端側具備兩個固持爪105、106,且臂102於其前端側具備一個固持爪107。
夾持器100係以搖動軸103、104為鉛直方向之下側、且固持爪105、106、107為鉛直方向之上側之方式配置,且固持配置於臂101與臂102之間之預成形坯PF。該固持係如圖7(a)及圖8(a)所示般,以預成形坯PF為基準,自一側以固持爪105、106固持,自另一側以固持爪107固持。三個固持爪105、106、107係如圖8(a)、(b)所示般,於預成形坯PF之圓周方向以均等之角度配置。
夾持器200係如圖7(b)所示般,具備於頸環PF3之上側固持預成形坯PF、且空開間隔而配置之一對臂201、202。臂201、202係於長度方向之中央附近彎曲,且設為能夠以設置於該彎曲之部分之搖動軸203、204為中心而開閉運動。
臂201係於較搖動軸203更上側之上部臂201A,於其前端部固定凸輪銷208,於較搖動軸203更下側之下部臂201B之前端部具備固持爪205。又,臂202係於較搖動軸204更上側之上部臂202A,於其前端部固定凸輪銷209,於較搖動軸204更下側之下部臂202B之前端部具備兩個固持爪206、207。夾持器200係以搖動軸203、204為鉛直方向之上側、且固持爪105、106、107為鉛直方向之下側之方式配置,且固持配置於臂201與臂202之間之預成形坯PF。
夾持器200係如圖7(b)所示般,具備驅動凸輪211。驅動凸輪211藉由升降,經由臂201與臂202之開閉動作,而進行預成形坯PF之固持 及釋放。
驅動凸輪211具備凸輪板212、與形成於凸輪板212之一對凸輪槽214、215。凸輪板212藉由省略圖示之致動器進行升降運動。於凸輪槽214、215,分別插入有上部臂201A之凸輪銷208、及下部臂202B之凸輪銷209。
於驅動凸輪211位於最上位(圖7(b)之左側)時,藉由下部臂201B之固持爪205與下部臂202B之固持爪206、207,固持預成形坯PF,於位於最下位(圖7(b)之右側)時,釋放預成形坯PF之固持。
該固持係如圖7(a)及圖8(b)所示般,以預成形坯PF為中心,自一側以固持爪205固持,自另一側以固持爪206、207固持。三個固持爪205、206、207係如圖8(b)、(c)所示般,於預成形坯PF之圓周方向具有均等之角度而配置。
以預成形坯PF為基準,夾持器100之固持爪105與夾持器200之兩個固持爪205、206配置於相同側,且於固持爪205、206之間配置固持爪105。又,夾持器100之固持爪106、107係與夾持器200之固持爪207配置於相同側,且於固持爪106、107之間配置固持爪207。
因此,夾持器100之固持爪105、106、107與夾持器200之固持爪205、206、207係如圖8(b)所示般,不必緩衝,而可進行預成形坯PF之換夾。且,夾持器100之固持爪105、106、107與夾持器200之固持爪205、206、207係固持預成形坯PF之不同位置,故於換夾之前後不會固持相同位置。因此,若使用夾持器100及夾持器200,則經過換夾之前後,可將未照射到電子束之部位抑制為最小。又,夾持器100及夾持器200各自採用三點支持之構造,故可減少隱蔽預成形坯PF之部位。此種三點支持之構造雖難以應用於使用星形輪之旋轉式之搬送裝置之夾持器,但可容易地應用於在直線狀之搬送路徑上移動之夾持器。
本實施形態係揭示將預成形坯PF吹塑成形而將容器B成形之吹塑成形裝置1之例,但本發明之應用對象為任意。例如,可取代預成形坯PF而改為對將吹塑成形之容器B殺菌應用本發明,又,亦可對預成形坯PF與容器B以外之殺菌對象物、且一面藉由夾持器固持一面搬送者應用本發明。
又,本發明係只要使藉由殺菌對象物夾持器進行換夾之區域及其前後之區域位於電子束之照射下即可。即,本實施形態係揭示將殺菌對象物即預成形坯PF沿著直線狀之搬送路徑搬送之例,但本發明可應用於例如藉由稱為星形輪之旋轉體而搬送殺菌對象物者。又,本實施形態係對預設根數之每個預成形坯PF採用殺菌處理之批次處理,但本發明可應用於例如將藉由星形輪搬送之殺菌對象物連續進行殺菌處理者。另,藉由星形輪之搬送具有可將每單位時間可處理之殺菌對象物之數量設為較多之優點。
1‧‧‧吹塑成形裝置
10‧‧‧搬入部
11‧‧‧旋轉體
13‧‧‧搬送帶
15‧‧‧搬送機構
20‧‧‧殺菌部
21‧‧‧前室
23‧‧‧照射室
24‧‧‧電子束產生裝置
25‧‧‧後室
27‧‧‧第一搬送機構
29‧‧‧第二搬送機構
31‧‧‧第三搬送機構
40‧‧‧成形部
41‧‧‧成形用模具
42‧‧‧模具要素
43‧‧‧成形用模具
44‧‧‧模具要素
45‧‧‧第四搬送機構
60‧‧‧控制部
27A‧‧‧導軌
27B‧‧‧移行台車
27C‧‧‧夾持器群
29A‧‧‧導軌
29B‧‧‧移行台車
29C‧‧‧夾持器群
31A‧‧‧導軌
31B‧‧‧移行台車
31C‧‧‧夾持器群
45A‧‧‧導軌
45B‧‧‧移行台車
45C‧‧‧夾持器群
B‧‧‧容器
EA‧‧‧電子束照射區域
F‧‧‧搬送方向
L‧‧‧下游
L1‧‧‧第一路徑
L2‧‧‧第二路徑
P21‧‧‧位置
P22‧‧‧位置
P23‧‧‧位置
P24‧‧‧位置
P25‧‧‧位置
P26‧‧‧位置
P41‧‧‧位置
P42‧‧‧位置
P43‧‧‧位置
PF‧‧‧預成形坯
R‧‧‧順時針
U‧‧‧上游
W‧‧‧寬度方向

Claims (17)

  1. 一種電子束殺菌裝置,其包含:第一夾持器,其係於接收殺菌對象物後,一面固持上述殺菌對象物一面搬送至換夾位置;第二夾持器,其係於自上述第一夾持器接收上述殺菌對象物後,一面固持上述殺菌對象物一邊朝向下游搬送;及電子束照射部,其對通過包含上述換夾位置與上述換夾位置之前後之照射區域之上述殺菌對象物,照射電子束。
  2. 如請求項1之電子束殺菌裝置,其中上述第一夾持器及上述第二夾持器係各自一面固持特定數量之上述殺菌對象物,一面於直線狀之搬送路徑移動。
  3. 如請求項1或2之電子束殺菌裝置,其中上述第一夾持器及上述第二夾持器係各自固持排成一行之特定數量之上述殺菌對象物,且上述第一夾持器及上述第二夾持器之一者或兩者,於與複數個上述殺菌對象物所排列之方向正交之方向上相對地接近,藉此於上述換夾位置,將上述殺菌對象物自上述第一夾持器換夾至上述第二夾持器。
  4. 如請求項1或2之電子束殺菌裝置,其中上述第一夾持器與上述第二夾持器係於彼此不同之位置固持上述殺菌對象物。
  5. 如請求項1或2之電子束殺菌裝置,其中上述電子束照射部之上述電子束之上述照射區域係設為減壓狀態。
  6. 如請求項4之電子束殺菌裝置,其中 上述電子束照射部包含:前室,其以上述第一夾持器接收特定數量之上述殺菌對象物;照射室,其於將以上述第一夾持器搬送之上述殺菌對象物換夾至上述第二夾持器之過程中,對上述殺菌對象物照射上述電子束;後室,其藉由上述第二夾持器搬送於上述照射室中照射上述電子束後之上述殺菌對象物;及電子束產生裝置,其係於上述照射室中照射上述電子束;且上述照射室係真空度高於上述前室及上述後室。
  7. 如請求項6之電子束殺菌裝置,其中上述第二夾持器係於自上述照射室將上述殺菌對象物搬送至上述後室之過程中,或於將上述殺菌對象物搬送至上述後室後,擴大固持上述殺菌對象物之間距。
  8. 如請求項1或2之電子束殺菌裝置,其中上述殺菌對象物係包含口部、及與上述口部相連並收容內容物之收容空間之容器,或上述容器之預備成形體,且上述殺菌對象物係以上述口部朝向鉛直方向上方之直立之狀態、或其相反之倒立之狀態,由上述第一夾持器及上述第二夾持器固持;且上述電子束照射部包含:第一電子束產生裝置,其係對上述殺菌對象物,自鉛直方向之上方朝向下方照射上述電子束;及第二電子束產生裝置,其係對上述殺菌對象物,自鉛直方向之下方朝向上方照射上述電子束。
  9. 如請求項1之電子束殺菌裝置,其中 上述第一夾持器及上述第二夾持器係各自一面固持特定數量之上述殺菌對象物,一面自上游往下游而於直線狀之搬送路徑移動;上述第一夾持器及上述第二夾持器之一者或兩者,於與上述搬送路徑之方向正交之方向上相對地接近,藉此於上述換夾位置,將上述殺菌對象物自上述第一夾持器換夾至上述第二夾持器。
  10. 一種殺菌方法,其包含:接收殺菌對象物後,藉由第一夾持器將上述殺菌對象物一面固持,一面搬送至換夾位置之步驟;自上述第一夾持器接收上述殺菌對象物後,藉由上述第二夾持器一面固持上述殺菌對象物,一面朝向下游搬送之步驟;及對通過包含上述換夾位置與上述換夾位置之前後之照射區域之上述殺菌對象物,照射電子束之電子束照射步驟。
  11. 如請求項10之電子束殺菌方法,其中上述第一夾持器及上述第二夾持器係各自一面固持特定數量之上述殺菌對象物,一面於直線狀之搬送路徑移動。
  12. 如請求項10或11之電子束殺菌方法,其中上述第一夾持器及上述第二夾持器,係各自固持排成一行之特定數量之上述殺菌對象物,且上述第一夾持器及上述第二夾持器之一者或兩者,相對地朝與複數個上述殺菌對象物所排列之方向正交之方向接近,藉此於上述換夾位置,將上述殺菌對象物自上述第一夾持器換夾至上述第二夾持器。
  13. 如請求項10或11之電子束殺菌方法,其中上述第一夾持器與上述第二夾持器係於彼此不同之位置固持 上述殺菌對象物。
  14. 如請求項10或11之電子束殺菌方法,其中將上述電子束之上述照射區域設為減壓狀態。
  15. 如請求項13之電子束殺菌方法,其包含:前室,其以第一夾持器接收特定數量之上述殺菌對象物;照射室,其於將以上述第一夾持器搬送之上述殺菌對象物換夾至上述第二夾持器之過程中,對上述殺菌對象物照射上述電子束;後室,其藉由上述第二夾持器搬送於上述照射室中照射上述電子束後之上述殺菌對象物;及電子束產生裝置,其於上述照射室中照射上述電子束;且上述照射室係真空度高於上述前室及上述後室。
  16. 如請求項15之電子束殺菌方法,其中上述第二夾持器係於自上述照射室將上述殺菌對象物搬送至上述後室之過程中,或於將上述殺菌對象物搬送至上述後室後,擴大固持上述殺菌對象物之間距。
  17. 如請求項10或11之電子束殺菌方法,其中上述殺菌對象物係包含口部、及與上述口部相連並收容內容物之收容空間之容器,或上述容器之預備成形體;且上述殺菌對象物係以上述口部朝向鉛直方向上方之直立之狀態、或其相反之倒立之狀態,由上述第一夾持器及上述第二夾持器固持;且上述電子束係對上述殺菌對象物,自鉛直方向之上方朝向下方照射,且自鉛直方向之下方朝向上方照射。
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