WO2020158149A1 - 殺菌装置および殺菌方法 - Google Patents

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WO2020158149A1
WO2020158149A1 PCT/JP2019/046674 JP2019046674W WO2020158149A1 WO 2020158149 A1 WO2020158149 A1 WO 2020158149A1 JP 2019046674 W JP2019046674 W JP 2019046674W WO 2020158149 A1 WO2020158149 A1 WO 2020158149A1
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WO
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electron beam
food
irradiation
window
chamber
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/046674
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English (en)
French (fr)
Inventor
憲昭 片岡
大吾 河原
関口　正之
Original Assignee
地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L3/00—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs
    • A23L3/26—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs by irradiation without heating
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23B—PRESERVING, e.g. BY CANNING, MEAT, FISH, EGGS, FRUIT, VEGETABLES, EDIBLE SEEDS; CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES; THE PRESERVED, RIPENED, OR CANNED PRODUCTS
    • A23B5/00—Preservation of eggs or egg products
    • A23B5/015—Preserving by irradiation or electric treatment without heating effect

Definitions

  • the present invention relates to a sterilizing apparatus and a sterilizing method, and particularly to a technique effective for surface sterilizing a food having a shell or an outer skin covering an edible portion.
  • micropores pores
  • Salmonella enter the micropores easily, which may contaminate the surface of the washed eggs.
  • Non-Patent Document 1 electron beam irradiation in which a filament arranged in a vacuum chamber is heated to generate an electron beam, which is taken out into the atmosphere through a window foil of an irradiation window provided in an irradiation unit and irradiated to a container.
  • a device is disclosed. Then, the container is held and conveyed by the container holding part of the container conveying device, and passes in front of the irradiation window.
  • the irradiation of the electron beam is temporarily interrupted when a spark occurs, but the length of the irradiation window in the container transfer direction is made larger than the distance that the container is transferred within the interrupted time. doing.
  • Non-Patent Document 2 a sample tray, a tray mounting table, a vibrator and a shaker arranged in series below the sample tray, and vibration and shaking generated from the vibrator and the shaker are transmitted to the tray mounting table.
  • a grain rotating device equipped with a transmission, a power switch for operating the vibrator and the shaker, switches for operating these, and a speed controller for vibration and shaking. According to this device, the surface of the rotating grain can be irradiated with a low energy electron beam to sterilize the grain.
  • the bactericidal effect is limited to the surface of the egg, and there is a possibility that the inside (for example, the inside of the micropores in the egg shell) cannot be sufficiently sterilized. In addition, if the surface of the egg is dirty, there is a risk of poor sterilization.
  • An object of the present invention is to sterilize a food having a shell or an outer skin that covers an edible portion, irradiating the entire surface with an electron beam more uniformly, and imparting a sterilizing effect by the electron beam to the entire surface and sterilization.
  • a food having a shell or an outer skin that covers the edible portion while irradiating the entire surface of the edible portion with an electron beam, it is possible to reduce the influence of the braking X-rays generated by the irradiation of the electron beam on the edible portion. It is an object of the present invention to provide a sterilizing apparatus and a sterilizing method capable of suppressing the dose of X-rays irradiated to the eye so as to be low so as to satisfy the standard defined by law.
  • the sterilizer of the present invention is a sterilizer that sterilizes only a surface portion of a food having an edible portion and a surface portion such as a shell or a skin covering the edible portion by irradiating with an electron beam.
  • an electron beam irradiation unit that irradiates the food with an electron beam
  • a conveyance unit that conveys the food while rotating the food so that the food passes through the irradiation region of the electron beam from the electron beam irradiation unit, Have.
  • the electron beam irradiation unit has a chamber, a filament disposed in the chamber, and a window provided in the chamber, and electrons emitted by passing a current through the filament are accelerated by an accelerating voltage.
  • the electron beam is emitted by passing through the foil provided on the window.
  • the transport unit has a plurality of axially supported rollers, the food is transported while rotating in the rotation direction of the rollers, the angle ⁇ formed by the window and the shaft of the roller in plan view is , 0° ⁇ 90°.
  • the sterilizing method of the present invention is a sterilizing method of sterilizing a food having an edible portion and a surface portion such as a shell or a shell covering the edible portion by irradiating with an electron beam.
  • the electron beam is emitted by transporting while rotating.
  • the electron beam is more uniformly irradiated on the entire surface, and the sterilizing effect by the electron beam is applied on the entire surface.
  • a food having a shell or an outer skin that covers the edible portion while irradiating the entire surface of the edible portion with an electron beam, it is possible to reduce the influence of the braking X-rays generated by the irradiation of the electron beam on the edible portion. It is possible to keep the dose of X-rays radiated to the eye low so as to meet the standards specified by laws and regulations.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the electron beam irradiation device of the first embodiment.
  • FIG. FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of a carrying section used in the electron beam irradiation apparatus of the first embodiment.
  • It is a cross-sectional schematic diagram of a conveyance part.
  • It is a cross-sectional schematic diagram of a conveyance part.
  • It is a figure which shows the sterilization method of Embodiment 1 typically.
  • It is a top view which shows a mode of the raw egg which passes under the irradiation window part.
  • It is a figure which shows the structure of a raw egg.
  • It is a figure which shows the formation process of an irradiation sample.
  • FIG. 11 is a top view showing a state of a raw egg passing under the irradiation window portion of Application Example 1.
  • FIG. 11 is a top view showing a state of a raw egg passing under the irradiation window portion of application example 2. It is a figure which shows the model of the electron beam and bremsstrahlung for an egg of SS size. It is a figure which shows other sterilization methods typically.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the electron beam irradiation apparatus of this embodiment.
  • the electron beam irradiation device (sterilization device) shown in FIG. 1 includes an electron beam generation unit 10 and an irradiation chamber 20.
  • the electron beam is applied to an object to be treated (object to be irradiated, for example, raw egg) 40 arranged in the irradiation chamber 20 through an irradiation window portion (irradiation window) 30 provided in the electron beam generator 10.
  • the object 40 to be processed is arranged and conveyed on the conveyor 21 such as a conveyor.
  • the workpiece 40 is transported while rotating on the transport unit 21.
  • the entire surface of the object 40 is irradiated with the electron beam more uniformly, and the sterilizing effect of the electron beam is imparted over the entire surface.
  • the electron beam generator 10 has a terminal 12 for generating an electron beam in the chamber and a space (acceleration space) for accelerating the electron beam generated at the terminal 12.
  • the space (acceleration space) of the electron beam generator 10 is controlled by the vacuum exhaust system 28 from 10 ⁇ 3 to prevent the electrons from colliding with gas molecules to lose energy and the filament 12a from being oxidized.
  • the vacuum is maintained at about 10 ⁇ 5 Pa.
  • the terminal 12 has a linear filament 12a that emits thermoelectrons, and a grid 12c that controls thermoelectrons generated in the filament 12a.
  • the electron beam generator 10 includes a heating power supply (not shown) for heating the filament 12a to generate thermoelectrons, and a control DC power supply (for applying voltage between the filament 12a and the grid 12c). (Not shown), and an acceleration DC power supply 16c for applying a voltage (acceleration voltage) between the grid 12c and the window foil 32 provided on the irradiation window section 30.
  • the irradiation chamber 20 includes an irradiation space for irradiating an object (object to be processed) 40 with an electron beam.
  • the workpiece 40 is transported in the irradiation chamber 20 by a transport unit 21 such as a conveyor in the front direction from the depth of the paper in FIG. 1, for example.
  • a beam collector 24 is provided in the irradiation chamber 20.
  • the beam collector 24 absorbs an electron beam penetrating the object 40 to be processed.
  • the periphery of the electron beam generator 10 and the irradiation chamber 20 is surrounded by a lead shielding plate so that X-rays that are secondarily generated during electron beam irradiation do not leak outside.
  • the inside of the irradiation chamber 20 is set to an atmosphere such as an inert gas or the atmosphere according to the processing content.
  • the irradiation atmosphere in the irradiation chamber 20 is set to the atmosphere (oxygen-containing atmosphere), and the object to be processed is sterilized by an electron beam.
  • electron beam irradiation produces ozone from oxygen, and then reacts with nitrogen in the atmosphere to produce knox. Since Knox corrodes the metal foil (window foil 32), the blower 29 sends dry air into the irradiation chamber 20 to control the production of Knox.
  • the irradiation window portion (irradiation window) 30 includes a window foil 32 made of a metal foil and a window frame portion 34 made of copper.
  • the window frame portion 34 is for supporting the window foil 32.
  • the window frame 34 has a rectangular (rectangular) opening. The width of the opening is, for example, about 1 cm, and the long side direction is arranged in the direction orthogonal to the transport direction.
  • a cooling flow path (not shown) is formed inside in order to cool the window foil 32 whose temperature rises due to the irradiation of the electron beam.
  • the window frame 34 is detachably attached to the irradiation opening of the electron beam generator 10.
  • the window foil 32 is detachably attached to the lower surface of the window frame 34.
  • a metal foil such as an aluminum foil or a titanium (Ti) foil is used.
  • the filament 12a when the filament 12a is heated by a current from the heating power source, the filament 12a emits thermoelectrons, and the emitted thermoelectrons are applied between the filament 12a and the grid 12c. It is pulled in all directions by the control voltage of the control DC power supply. Of these, only those that have passed through the grid 12c are effectively extracted as electron beams. Then, the electron beam extracted from the grid 12c is accelerated in the acceleration space by the acceleration voltage of the acceleration DC power supply 16c applied between the grid 12c and the window foil 32, and then penetrates through the window foil 32 and is irradiated. The object to be processed is irradiated while being rotated in the irradiation chamber 20 below the window 30.
  • the current value due to the flow of the electron beam extracted from the grid 12c is called the beam current. The larger the beam current, the larger the amount of electron beam.
  • the acceleration voltage, the beam current, the conveying speed (irradiation time) of the object to be processed, the distance between the electron beam irradiation unit and the object to be processed are set to predetermined values, and the object to be processed is irradiated with the electron beam. Is irradiated.
  • the energy given to the electron beam depends on the acceleration voltage. That is, the higher the accelerating voltage is set, the larger the kinetic energy obtained by the electron beam becomes, and as a result, the electron beam can reach a deep position from the surface of the object to be processed. Therefore, the penetration depth of the electron beam into the object to be processed can be adjusted by changing the setting value of the acceleration voltage.
  • the amount of energy received by an object to be processed when it is irradiated with an electron beam is represented by a value called absorbed dose (sometimes simply referred to as dose).
  • the absorbed dose received by the object to be processed is, for example, proportional to the beam current and inversely proportional to the transport speed of the object to be processed. Therefore, the absorbed dose of the electron beam can be adjusted by changing the irradiation conditions such as the beam current and the transport speed of the object to be processed.
  • the beam current is a current value due to the flow of the electron beam extracted from the grid 12c.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a carrying section used in the electron beam irradiation apparatus (sterilizer) of the present embodiment
  • FIGS. 3 and 4 are schematic cross-sectional views of the carrying section in the Y direction and the X direction, respectively. It is a figure.
  • the transport unit 21 has a plurality of rollers 21a extending in the Y direction orthogonal to the transport direction (here, the X direction).
  • the roller 21a has a plurality of lanes L.
  • the roller 21a has a shaft 21d and a truncated cone member 21c arranged at both ends of the shaft 21d in the lane L, and a space (gap) 21b is provided between the truncated cone members 21c.
  • the truncated cone member 21c is arranged so as to taper toward the space (gap) 21b.
  • the object to be processed (raw egg here) 40 is mounted in each lane L so as to straddle the truncated cone members 21c on both sides of the space (gap) 21b.
  • the object to be treated (here, raw egg) 40 rotates.
  • the shaft 21d of the roller is rotatably connected to a chain or a belt (not shown), and the chain is moved in the transport direction (here, the X direction, see the arrow of the broken line) so that the object to be processed is processed.
  • the object (here, raw egg) 40 is conveyed in the X direction while rotating.
  • an electron beam irradiation apparatus as shown in FIG. 1, by irradiating an electron beam to a food item 40 having a shell or an outer coat that covers the edible portion, the surface of the food item can be sterilized. It can be carried out.
  • FIG. 5 is a figure which shows the sterilization method of this Embodiment typically.
  • FIG. 6 is a top view showing a raw egg passing under the irradiation window (irradiation window).
  • an electron beam EB is irradiated from an irradiation window portion (irradiation window) 30.
  • sterilization with a certain depth from the surface of the egg shell for example, sterilization of Salmonella
  • the rectangular (rectangular) opening of the irradiation window portion (irradiation window) 30 extends in the Y direction, and the roller shaft 21d also extends in the Y direction. (Fig. 6).
  • Example 1 Hereinafter, the sterilization treatment of raw eggs using the electron beam irradiation apparatus (sterilization apparatus) and the sterilization method of the present embodiment will be described more specifically using examples.
  • a simulated egg sample (raw egg simulated sample, irradiated sample) incorporating an RCD film dosimeter or TLD element was prepared and irradiated with an electron beam while rotating.
  • FIG. 7 is a diagram showing the structure of a raw egg. As shown in FIG. 7, the raw egg has an egg shell 4, an egg yolk 1 and an egg white 2 inside thereof. Egg yolk 1 and egg white 2 are connected by kalaza 3. There is a cuticle layer 5 on the outside of the eggshell 4 and an eggshell membrane 7 on the inner wall of the eggshell 4. The egg shell 4 is provided with a plurality of pores 6. The cuticle layer 5 can be removed by washing. In addition, there is an air chamber at the blunt end of the raw egg.
  • FIG. 8 is a diagram showing a process of forming an irradiation sample.
  • the TLD element has a sharp end portion (P1), a blunt end portion (P2), a central portion (P4), and one end portion (P3) of the irradiation sample (raw egg simulated sample, simulated sample). ) And the other end of the body (P5).
  • the body is the outer circumference of the raw egg (irradiated sample) in the minor axis direction.
  • 2% agar CD was poured into the inside of the egg shell on the sharp end to solidify. Further, 2% agar CD was poured inside the blunt-end egg shell to solidify. The sample on the sharp end side and the sample on the blunt end side were combined to obtain an irradiation sample (raw egg simulated sample, simulated sample). An RCD film dosimeter was wound around the body (Round) of the irradiated sample, and further, RCD film dosimeters were placed at the blunt end (Bottom) and the sharp end (Top) (FIG. 8(d)).
  • Electron Beam Irradiation Device An electron beam with an accelerating voltage of 80 kV and a current of 0.1 mA was irradiated using a low energy electron accelerator (Iwasaki Denki: Eye Compact EB). A roller (see FIGS. 3 and 4) was arranged below the irradiation window (irradiation window) of the low energy electron accelerator, and the electron beam was irradiated while rotating the irradiated sample.
  • a low energy electron accelerator Iwasaki Denki: Eye Compact EB
  • FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the distance between the irradiation window portion and the irradiation sample and the dose.
  • FIG. 9A is a top view showing the arrangement of the irradiation window (irradiation window) and the RCD film dosimeter
  • FIG. 9B is a graph showing the dose in the irradiation region measured by the RCD film dosimeter. Is.
  • the vertical axis of FIG. 9B is the dose (kGy), and the horizontal axis is the position (cm) of the rectangular RCD film dosimeter.
  • a rectangular RCD film dosimeter was arranged in a direction orthogonal to the extending direction of the rectangular irradiation window (irradiation window).
  • FIG. 9B as the distance between the irradiation window (irradiation window) and the rectangular RCD film dosimeter increases, the peak of the graph becomes smaller and the graph becomes gentler.
  • the distance between the irradiation window (irradiation window) and the irradiation sample is set to 3 cm so that the dose variation is relatively small and the entire object is irradiated with the electron beam.
  • the distance between the irradiation window (irradiation window) and the irradiated sample is preferably about 2 cm to 4 cm.
  • FIG. 10 is a diagram (graph) showing the measurement result of the RCD film dose (surface dose) in the case of the comparative example in which the irradiation sample is not rotated.
  • the horizontal axis represents the angle [°] and the vertical axis represents the dose [kGy].
  • an RCD film dosimeter was placed around the upper half of the body of the irradiated sample for measurement (see FIG. 10).
  • Fig. 11 shows the measurement results of the RCD film dose when the irradiated sample was passed while rotating and was passed under the irradiation window (irradiation window).
  • the numerical values surrounded by squares indicate the position of the RCD film dosimeter, and the other numerical values 0 to 4 indicate the dose intensity [kGy].
  • the distance between the irradiation window and the irradiation sample was 3 cm
  • the conveyance speed was 2 m/min
  • the rotation speed was 1.7 rotations/second.
  • the body part (Round) is irradiated with the electron beam more uniformly than in the comparative example.
  • the RCD film dose surface dose
  • the maximum value was 47 times the minimum value
  • the maximum value was 1.5 times the minimum value.
  • Irradiation with 1 kGy electron beam reduces Salmonella to 1/10000, and irradiation with 3 kGy electron beam reduces Salmonella to below the detection limit.
  • the measurement result of the TLD dose (internal dose) when the irradiation sample is rotated is P1:7.4 mGy, P2:9.0 mGy, P3:11.3 mGy, P4:9.0 mGy, P5:10.6 mGy. Met.
  • the raw egg is used as an example of the object to be processed 40, but the object to be processed (object to be irradiated) is an edible portion and a surface portion (for example, a shell or an outer skin) covering the edible portion.
  • a surface portion for example, a shell or an outer skin
  • Any food having the following can be used, and the sterilization apparatus and the sterilization method of the present embodiment can be suitably used for sterilization treatment of such food.
  • Such foods include eggs, fruits, shellfish, etc.
  • fruits include mandarin oranges, lemons, grapefruits, apples, pears, grapes, peaches, and the like.
  • crustaceans include shrimp and crab.
  • Lemon and grapefruit have irregularities (holes) on the surface and are suitable for use with the sterilization method of the present embodiment.
  • a substantially spherical or elliptic spherical shape such as a mandarin orange or a lemon, or a cylindrical shape is easy to rotate and is suitable for using the sterilization method of the present embodiment.
  • the object 40 to be processed is hung below a hanging member 50 such as a rod or a string.
  • a hanging member 50 such as a rod or a string.
  • the accelerating voltage is set to 80 kV in the above embodiment, the accelerating voltage can be adjusted within a range of 80 kV or more and 150 kV or less, for example.
  • the surface dose is set to about 3 kGy in the above embodiment, the surface dose can be adjusted in the range of 0.1 kGy or more and 10 kGy or less.
  • the rotation speed of the food which is the object to be treated, be 0.3 to 2.5 rotations/second.
  • the food to be processed is conveyed at a speed of 0.1 m/min to 3 m/min.
  • the rectangular (rectangular) opening of the irradiation window section (irradiation window) 30 extends in the Y direction, and the roller shaft 21d also extends in the Y direction.
  • the extending direction (Y direction) of the rectangular (rectangular) opening of the irradiation window (irradiation window) 30 is defined as the blunt end (Bottom) and the sharp end (Top) of the raw egg. ) Is connected to the direction (Y direction).
  • the electron beam is emitted obliquely to the direction orthogonal to the rotation direction of the food product in plan view. That is, the rectangular (rectangular) opening of the irradiation window (irradiation window) 30 is arranged obliquely with respect to the extending direction (Y direction) of the roller shaft 21d.
  • the extending direction of the rectangular (rectangular) opening of the irradiation window portion (irradiation window) 30 and the extending direction (Y direction) of the roller shaft 21d exceed 0°. , Intersect at an angle in the range of 90° or less.
  • the irradiation window portion (irradiation window) 30 is obliquely arranged, it is the same as the case of the first embodiment (FIG. 1, etc.).
  • the first embodiment except that the object to be treated (object to be irradiated, for example, raw egg) 40 is irradiated with the electron beam EB from the irradiation window portion (irradiation window) 30 arranged obliquely. It is similar to the case of.
  • FIG. 12 is a top view showing a raw egg passing under the irradiation window (irradiation window). As shown in FIG. 12, an angle ⁇ formed between the extending direction of the rectangular (rectangular) opening of the irradiation window portion (irradiation window) 30 and the extending direction (Y direction) of the roller shaft 21d is 0° ⁇ 90°. "D" indicates the transport direction.
  • the direction in which the rectangular (rectangular) opening of the irradiation window (irradiation window) 30 is connected to the blunt end (Bottom) and the sharp end (Top) of the raw egg (object 40) By arranging it obliquely with respect to the (Y direction), it is possible to increase the dose of the electron beam applied to the end portions (blunt end portion (Bottom) and sharp end portion (Top)) of the raw egg.
  • Example 2 Similar to the case of Example 1, an irradiation sample incorporating a TLD element and an irradiation sample incorporating an RCD film dosimeter were prepared (see FIGS. 8C and 8D).
  • An electron beam with an accelerating voltage of 80 kV and a current of 0.1 mA was irradiated using a low energy electron accelerator (Iwasaki Denki: Eye Compact EB).
  • a roller (see FIGS. 3 and 4) was arranged below the irradiation window (irradiation window) of the low energy electron accelerator, and the electron beam was irradiated while rotating the irradiated sample.
  • the eggs were sterilized at 0°, 30° and 60°. The case of 0° corresponds to the case of Embodiment 1 and Example 1 described above.
  • the doses at the blunt end (Bottom) and the sharp end (Top) are the averages of two points respectively, and the blunt end (Bottom) is the average of 0.86 kGy and 1.27 kGy. Yes, the sharp edge (Top) is the average of 0.55 kGy and 0.75 kGy.
  • FIG. 13 to 15 show the RCD film dose (surface dose) and TLD dose (internal dose) when an electron beam is emitted from an obliquely arranged irradiation window (irradiation window) while transporting the irradiated sample while rotating.
  • (a) is a diagram (photograph) showing the state of inclination
  • (b) is a graph showing the RCD film dose (surface dose)
  • (c) is the TLD dose (internal dose). It is a table.
  • all internal doses are 100 mGy or less, and for example, the standard of 100 mGy is met.
  • the angle ( ⁇ ) between the irradiation window (irradiation window) and the axis of the raw egg (direction connecting the blunt end (Bottom) and the sharp end (Top)) is 0° ⁇ 90°. 0° ⁇ 60° is preferable, and the vicinity of 30° is more preferable, for example, 20° or more and 40° or less.
  • the irradiation window portion (irradiation window) 30 is arranged horizontally in FIG. 12, the irradiation window portion (irradiation window) 30 may be provided with an inclination in the vertical direction (Z direction).
  • Z direction the vertical direction
  • the end of the irradiation window portion (irradiation window) on the left side of the drawing may be arranged higher than the end of the irradiation window portion (irradiation window) on the right side of the drawing.
  • FIG. 16 is a top view showing a state of a raw egg passing under the irradiation window portion (irradiation window) of this application example.
  • the electron beam may be irradiated from two irradiation window portions (irradiation windows).
  • irradiation window portions (irradiation windows) 30a and 30b are arranged, and in the irradiation window portion (irradiation window) 30a, the end of the irradiation window portion on the left side in the drawing is the irradiation on the right side in the drawing.
  • FIG. 17 is a top view showing a state of raw eggs passing under the irradiation window portion (irradiation window) of this application example.
  • 32a is a window foil provided on the irradiation window section 30a
  • 32b is a window foil provided on the irradiation window section 30b.
  • FIG. 18 is a diagram showing a model of electron beams and braking X-rays for an SS size egg.
  • FIG. 18A is an electron beam model
  • FIG. 18B is a braking X-ray model.
  • Table 1 shows the comparison data of the average absorbed dose in the edible part for each egg size.
  • the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
  • the other food such as mandarin orange
  • the “processing condition” described in the first embodiment can be applied.
  • (Appendix) By irradiating with an electron beam, a sterilizer for sterilizing food having an edible portion and a surface portion covering the edible portion, An electron beam irradiation unit that irradiates the food with an electron beam, As the food passes through the irradiation area of the electron beam from the electron beam irradiation unit, a conveyance unit that conveys the food while rotating the food, A sterilizer.
  • the electron beam irradiation unit has a chamber, a filament arranged in the chamber, and a window provided in the chamber, and electrons emitted by passing a current through the filament are accelerated by an acceleration voltage.
  • the said accelerating voltage is a sterilizer which is 80 kV or more and 150 kV or less.
  • Appendix 4 In the sterilizer according to appendix 1, The sterilizing apparatus, wherein the food is an egg wash.
  • Appendix 5 In the sterilizer according to appendix 4, A sterilizer that sterilizes Salmonella in eggshells.
  • a sterilizer for sterilizing food having an edible portion and a surface portion covering the edible portion
  • An electron beam irradiation unit that irradiates the food with an electron beam
  • a conveyance unit that conveys the food while rotating the food
  • the electron beam irradiation unit has a chamber, a filament arranged in the chamber, and a window provided in the chamber, and electrons emitted by passing a current through the filament are accelerated by an acceleration voltage.
  • the electron beam is irradiated by passing through the foil provided on the window,
  • the transport unit has a plurality of rollers that are axially supported, the food is transported while rotating in the rotation direction of the rollers,
  • the sterilizer according to claim 1 wherein an angle ⁇ formed by the window and the axis of the roller in a plan view is 0° ⁇ 90°.
  • Appendix 7 In the sterilizer according to appendix 6, The sterilization apparatus, wherein an angle ⁇ formed by the window and the shaft of the roller in a plan view is 20° ⁇ 40°.
  • a sterilization method of irradiating an electron beam while rotating the food In the sterilization method described in appendix 8, A sterilization method of irradiating the electron beam while transporting the food while rotating it.
  • a sterilization method comprising irradiating an electron beam obliquely with respect to a direction orthogonal to the rotation direction of the food in a plan view.
  • the electron beam is a device having a chamber, a filament arranged in the chamber, and a window provided in the chamber, and electrons emitted by passing a current through the filament are accelerated by an accelerating voltage. Illuminated by passing through the foil provided on the window, The food is conveyed while rotating in the rotation direction of the rollers by a conveyor having a plurality of pivotally supported rollers, The sterilization method, wherein an angle ⁇ formed by the window and the shaft of the roller in a plan view is 0° ⁇ 90°.

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  • Food Preservation Except Freezing, Refrigeration, And Drying (AREA)
  • Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)

Abstract

可食部を覆う殻や外皮を有する食品について、その表面の全体においてより均一に電子線を照射し、その表面の全体において電子線による殺菌効果を付与する殺菌装置を提供する。電子線を照射することにより、可食部と前記可食部を覆う表面部とを有する食品（被処理物４０）を殺菌する殺菌装置であり、電子線を前記食品に照射する電子線発生部１０と、前記電子線照射部からの電子線の照射領域内を前記食品が通過するよう、前記食品を回転させつつ搬送する搬送部２１と、を有する。そして、電子線発生部は、チャンバーと、フィラメントと、ウィンドウと、を有し、前記フィラメントに電流を流すことにより放出された電子が加速電圧により加速されウィンドウに設けられた箔を通過することにより電子線が照射される。また、搬送部は、軸支されたローラを複数有し、前記食品は、前記ローラの回転方向に回転しつつ、搬送される。

Description

殺菌装置および殺菌方法
　本発明は、殺菌装置および殺菌方法に関し、特に、可食部を覆う殻や外皮を有する食品の表面殺菌処理に有効な技術に関するものである。
　鶏卵は、洗浄により卵殻表面のクチクラ層が除去され、卵殻中の微小孔（気孔）が開放状態となる。このため微小孔中にサルモネラ菌などの微生物が侵入し易く、洗卵の表面が汚染される恐れがある。
　このような汚染に対し、薬剤殺菌（湿式殺菌）が行われている。しかしながら、薬剤殺菌では、残留薬剤の影響が懸念される。例えば、残留薬剤による匂いなど、風味の低下が生じ得る。また、廃液による環境汚染が懸念される。
　このため、ドライかつ非熱的処理（乾式殺菌）である紫外線を用いた処理が実用化されている。また、ドライかつ非熱的処理（乾式殺菌）である放射線を用いた処理が研究されている。
　例えば、非特許文献１には、真空チャンバー内に配置されたフィラメントを加熱して電子線を発生させ、照射部に設けた照射窓の窓箔を通して大気中に取り出して容器に照射する電子線照射装置が開示されている。そして、容器は容器搬送装置の容器保持部に保持されて搬送され、照射窓の前方を通過する。この電子線照射装置において、スパークが発生すると電子線の照射が一時中断されるが、その中断している時間内に容器が搬送される距離よりも、照射窓の容器搬送方向における長さを大きくしている。
　また、非特許文献２には、試料トレー、トレー載置台、その下方に直列状に配設した振動器および振盪器、該振動器および振盪器から発生する振動と振盪を前記トレー載置台に伝える伝動具、前記振動器と振盪器を作動させるための電源スイッチとこれらの作動用スイッチ並びに振動と振盪のスピードコントローラーを具備した穀物回動装置が開示されている。そして、この装置によれば、回動している穀物の表面に低エネルギーの電子線を照射し、穀物を殺菌することができる。
特開２００８－２３９１８１号公報 特開平１０－２１５７６５号公報
　前述したように、食品を殺菌する方法には、大きく分けて湿式殺菌、乾式殺菌がある。例えば、鶏卵の表面のみを滅菌する場合には、次亜塩素酸を用いた湿式殺菌が行われる。しかしながら、このような殺菌方法では、前述したように残留薬剤や廃液の問題がある。
　また、紫外線を用いた処理（乾式殺菌）においては、殺菌効果が鶏卵の表面に限定され、その内部（例えば、卵殻中の微小孔の内部）の殺菌までは十分に行えない恐れがある。また、鶏卵の表面に汚れが付着している場合には、殺菌不良となる恐れがある。
　これに対し、電子線を用いた処理（乾式殺菌）においては、鶏卵の表面だけでなく、卵殻の一定深さまでの殺菌が可能である。また、鶏卵の表面の汚れを透過して殺菌を行うことができるため、有用である。
　しかしながら、電子線の照射の際、鶏卵の表面の全体に均一に電子線を照射することは困難であり、また、鶏卵の表面の全体に殺菌効果を及ぼすため電子線の照射強度を大きくすると、電子線の照射に伴い生じる制動Ｘ線の線量が大きくなり、鶏卵の内部線量が高くなってしまう。
　本発明の目的は、可食部を覆う殻や外皮を有する食品について、その表面の全体においてより均一に電子線を照射し、その表面の全体において電子線による殺菌効果を付与する殺菌装置および殺菌方法を提供することにある。また、可食部を覆う殻や外皮を有する食品について、その表面の全体において電子線を照射しつつ、電子線の照射に伴い生じる制動Ｘ線の可食部に対する影響を低減し、可食部に照射されるＸ線の線量を法令などに規定される基準を満たすように低く抑えることができる殺菌装置および殺菌方法を提供することにある。
　（１）本発明の殺菌装置は、電子線を照射することにより、可食部と前記可食部を覆う殻や外皮等の表面部を有する食品のうち、表面部のみを殺菌する殺菌装置であって、電子線を前記食品に照射する電子線照射部と、前記電子線照射部からの電子線の照射領域内を前記食品が通過するよう、前記食品を回転させつつ搬送する搬送部と、を有する。そして、前記電子線照射部は、チャンバーと前記チャンバー内に配置されたフィラメントと、前記チャンバーに設けられたウィンドウとを有し、前記フィラメントに電流を流すことにより放出された電子が加速電圧により加速されウィンドウに設けられた箔を通過することにより電子線が照射される。また、前記搬送部は、軸支されたローラを複数有し、前記食品は、前記ローラの回転方向に回転しつつ、搬送され、平面視における前記ウィンドウと前記ローラの軸とのなす角θは、０°＜θ≦９０°である。
　（２）本発明の殺菌方法は、電子線を照射することにより、可食部と前記可食部を覆う殻や外皮等の表面部を有する食品を殺菌する殺菌方法であって、前記食品を回転させつつ搬送することで、電子線を照射する。
　本発明の殺菌装置または殺菌方法によれば、可食部を覆う殻や外皮を有する食品について、その表面の全体においてより均一に電子線を照射し、その表面の全体において電子線による殺菌効果を付与することができる。また、可食部を覆う殻や外皮を有する食品について、その表面の全体において電子線を照射しつつ、電子線の照射に伴い生じる制動Ｘ線の可食部に対する影響を低減し、可食部に照射されるＸ線の線量を法令などに規定される基準を満たすように低く抑えることができる。
実施の形態１の電子線照射装置を示す断面模式図である。 実施の形態１の電子線照射装置に用いられる搬送部の構成を示す斜視図である。 搬送部の断面模式図である。 搬送部の断面模式図である。 実施の形態１の殺菌方法を模式的に示す図である。 照射窓部の下方を通過する生卵の様子を示す上面図である。 生卵の構成を示す図である。 照射試料の形成工程を示す図である。 照射窓部と照射試料との間隔と線量の関係を示す図である。 照射試料を回転させていない比較例の場合のＲＣＤフィルム線量の測定結果を示す図である。 照射試料を回転しながら搬送しつつ、照射窓部の下を通過させた場合のＲＣＤフィルム線量の測定結果を示す図である。 照射窓部の下方を通過する生卵の様子を示す上面図である。 照射試料を回転しながら搬送しつつ、照射窓部から電子線を照射した場合のＲＣＤフィルム線量およびＴＬＤ線量を示す図である。 照射試料を回転しながら搬送しつつ、斜めに配置した照射窓部から電子線を照射した場合のＲＣＤフィルム線量およびＴＬＤ線量を示す図である。 照射試料を回転しながら搬送しつつ、斜めに配置した照射窓部から電子線を照射した場合のＲＣＤフィルム線量およびＴＬＤ線量を示す図である。 応用例１の照射窓部の下方を通過する生卵の様子を示す上面図である。 応用例２の照射窓部の下方を通過する生卵の様子を示す上面図である。 ＳＳサイズの卵に対する電子線と制動Ｘ線のモデルを示す図である。 他の殺菌方法を模式的に示す図である。
　（実施の形態１）
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明においてＡ～Ｂは、Ａ以上Ｂ以下を示す（実施の形態２等についても同様）。
　図１は、本実施の形態の電子線照射装置を示す断面模式図である。
　図１に示す電子線照射装置（殺菌装置）は、電子線発生部１０と、照射室２０とを備える。電子線は、電子線発生部１０に設けられた照射窓部（照射ウィンドウ）３０を介して照射室２０に配置された被処理物（被照射物、例えば、生卵）４０に照射される。被処理物４０は、コンベアのような搬送部２１上に配置され、搬送される。ここで、本実施の形態において、被処理物４０は搬送部２１上で回転しながら搬送される。このように、回転しながら搬送される被処理物４０に、電子線を照射することにより、その表面の全体においてより均一に電子線を照射し、その表面の全体において電子線による殺菌効果を付与することができ、結果として、電子線の照射に伴い生じる制動Ｘ線の可食部に対する影響を小さくすることができる。
　電子線発生部１０は、チャンバー内に電子線を発生するターミナル１２と、ターミナル１２で発生した電子線を加速する空間（加速空間）とを有する。また、電子線発生部１０の空間（加速空間）は、電子が気体分子と衝突してエネルギーを失うことを防ぐため、およびフィラメント１２ａの酸化を防止するため、真空排気システム２８により１０－３～１０－５Ｐａ程度の真空に保たれている。ターミナル１２は、熱電子を放出する線状のフィラメント１２ａと、フィラメント１２ａで発生した熱電子をコントロールするグリッド１２ｃとを有する。
　また、電子線発生部１０は、フィラメント１２ａを加熱して熱電子を発生させるための加熱用電源（図示せず）と、フィラメント１２ａとグリッド１２ｃとの間に電圧を印加する制御用直流電源（図示せず）と、グリッド１２ｃと照射窓部３０に設けられた窓箔３２との間に電圧（加速電圧）を印加する加速用直流電源１６ｃとを備えている。
　照射室２０は、電子線を被処理物（被照射物）４０に照射する照射空間を含むものである。被処理物４０は照射室２０内をコンベアのような搬送部２１により、例えば、図１において、紙面奥行きから手前方向に搬送される。また、照射室２０内には、ビームコレクタ２４を設けている。このビームコレクタ２４は、被処理物４０を突き抜けた電子線を吸収するものである。なお、電子線発生部１０および照射室２０の周囲は電子線照射時に二次的に発生するＸ線が外部へ漏出しないように、鉛遮蔽板により囲まれている。
　また、照射室２０内は、処理内容に応じて不活性ガスや大気等の雰囲気とされる。殺菌処理（滅菌処理）を行う場合には、照射室２０内の照射雰囲気を大気（酸素のある雰囲気）にしておき、電子線によって被処理物を殺菌する。この場合、電子線照射で酸素からオゾンが生成され、その後、大気中の窒素と反応し、ノックスが生成する。ノックスは金属箔（窓箔３２）を腐食するため、照射室２０内に送風機２９から乾燥空気を送ることでノックスの生成を制御することができる。
　照射窓部（照射ウィンドウ）３０は、金属箔からなる窓箔３２と、銅よりなる窓枠部３４とを備えている。窓枠部３４は窓箔３２を支持するためのものである。窓枠部３４は、長方形状（矩形状）の開口部が形成されている。開口部の幅は、例えば、１ｃｍ程度であり、その長辺方向は、搬送方向と直交する方向に配置されている。
　また、照射窓部３０においては、電子線の照射により温度が上昇する窓箔３２を冷却するために、内部に冷却用の流路（図示せず）が形成されている。窓枠部３４は、電子線発生部１０の照射用開口部に着脱自在に取着される。窓箔３２は、窓枠部３４の下面に、着脱自在に密着される。窓箔３２としては、アルミ箔、チタン（Ｔｉ）箔などの金属箔が使用される。
　本実施の形態の電子線照射装置では、加熱用電源によりフィラメント１２ａに電流を通じて加熱すると、フィラメント１２ａが熱電子を放出し、放出された熱電子はフィラメント１２ａとグリッド１２ｃとの間に印加された制御用直流電源の制御電圧により四方八方に引き寄せられる。このうち、グリッド１２ｃを通過したものだけが電子線として有効に取り出される。そして、このグリッド１２ｃから取り出された電子線は、グリッド１２ｃと窓箔３２との間に印加された加速用直流電源１６ｃの加速電圧により加速空間で加速された後、窓箔３２を突き抜け、照射窓部３０下方の照射室２０内を回転しながら搬送される被処理物に照射される。なお、グリッド１２ｃから取り出された電子線の流れによる電流値はビーム電流と称される。このビーム電流が大きいほど、電子線の量が多くなる。
　電子線照射装置では、加速電圧、ビーム電流、被処理物の搬送速度（照射時間）、電子線照射部と被処理物との距離等を所定の値に設定して、被処理物に電子線を照射する処理が行われる。電子線に与えられるエネルギーは加速電圧によって決まる。すなわち、加速電圧を高く設定する程、電子線の得る運動エネルギーが大きくなり、その結果、電子線は被処理物の表面から深い位置まで到達することができるようになる。このため、加速電圧の設定値を変えることにより、被処理物に対する電子線の浸透深さを調整することができる。
　なお、被処理物に電子線が照射されるときに被処理物が受けるエネルギーの量は吸収線量（単に、線量と言う場合もある）という値で表される。この被処理物が受ける吸収線量は、例えば、ビーム電流に比例し、被処理物の搬送速度に反比例する。このため、例えば、ビーム電流や被処理物の搬送速度などの照射条件を変えることにより、電子線の吸収線量を調整することができる。前述したように、ビーム電流とは、グリッド１２ｃから取り出された電子線の流れによる電流値である。
　図２は、本実施の形態の電子線照射装置（殺菌装置）に用いられる搬送部の構成を示す斜視図であり、図３および図４は、それぞれ搬送部のＹ方向、Ｘ方向の断面模式図である。
　図２～図４に示すように、搬送部２１は、搬送方向（ここでは、Ｘ方向）と直交するＹ方向に延在する複数のローラ２１ａを有している。ローラ２１ａは、複数のレーンＬを有する。ローラ２１ａは、軸２１ｄと、レーンＬにおいて、軸２１ｄの両端に配置された円錐台部材２１ｃとを有し、円錐台部材２１ｃ間はスペース（隙間）２１ｂとなっている。円錐台部材２１ｃは、スペース（隙間）２１ｂに向かって先細となるように配置されている。
　被処理物（ここでは、生卵）４０は、各レーンＬにおいて、スペース（隙間）２１ｂの両側の円錐台部材２１ｃに跨るように搭載される。円錐台部材２１ｃが軸２１ｄを中心に、回転することで、被処理物（ここでは、生卵）４０が回転する。また、ローラの軸２１ｄは、チェーンまたはベルト（図示せず）に回転可能に連結されており、このチェーンが搬送方向（ここでは、Ｘ方向、破線の矢印参照）に移動することにより、被処理物（ここでは、生卵）４０が回転しつつ、Ｘ方向に搬送される。
　よって、図１に示すような電子線照射装置を用いて、被処理物４０である、可食部を覆う殻や外皮を有する食品に電子線を照射することにより、食品の表面の殺菌処理を行うことができる。
　ここで、被処理物に電子線が照射される際、被処理物４０、窓箔３２、窓枠部３４、搬送部２１、鉛遮蔽板などから二次的にＸ線が発生する。これは、制動Ｘ線とも呼ばれる。図５は、本実施の形態の殺菌方法を模式的に示す図である。図６は、照射窓部（照射ウィンドウ）の下方を通過する生卵の様子を示す上面図である。
　図５および図６に示すように、卵黄１と卵白２とを有する生卵（被処理物４０）を回転させながらその卵殻に、照射窓部（照射ウィンドウ）３０から電子線ＥＢを照射することにより、卵殻の表面から一定の深さの殺菌（例えば、サルモネラ菌の殺菌）を行うことができる。なお、本実施の形態においては、照射窓部（照射ウィンドウ）３０の長方形状（矩形状）の開口部はＹ方向に延在しており、ローラの軸２１ｄもＹ方向に延在している（図６）。
　また、卵黄１と卵白２とを有する生卵（被処理物４０）を回転させながらその卵殻に、照射窓部（照射ウィンドウ）３０から電子線ＥＢを照射することにより、卵殻の内部の可食部（卵黄１と卵白２）におけるＸ線（制動Ｘ線）ＸＬの吸収線量を局所的に増加させることなく、例えば、法令などに規定される基準（例えば、０．１Ｇｙ＝１００ｍＧｙ）を満たすように低くすることができる。
　［実施例１］
　以下に、本実施の形態の電子線照射装置（殺菌装置）および殺菌方法を用いた生卵の殺菌処理について実施例を用いてさらに具体的に説明する。
　表面及び内部の吸収線量を評価するため、ＲＣＤフィルム線量計またはＴＬＤ素子を組み込んだ卵の模擬試料（生卵模擬サンプル、照射試料）を作製し、回転させながら電子線を照射した。
　１．生卵の形状
　図７は、生卵の構成を示す図である。図７に示すように、生卵は、卵殻４と、その内部の卵黄１と卵白２とを有する。卵黄１と卵白２とはカラザ３により繋がっている。卵殻４の外側にはクチクラ層５があり、卵殻４の内壁には卵殻膜７がある。卵殻４には、気孔６が複数設けられている。クチクラ層５は、洗浄により除去され得る。また、生卵の鈍端部には、気室がある。
　２．照射試料の作製
　照射試料（生卵模擬サンプル、模擬試料）は、次のようにして作成した。図８は、照射試料の形成工程を示す図である。
　まず、表面を洗浄した生卵（洗卵、Ｍサイズ）を準備した。生卵を割り、中身および卵殻膜を取り除き、乾燥することで、鈍端側の卵殻および鋭端側の卵殻を得た。鋭端側の卵殻の内側に、ポリエチレンフィルムで密封をしたＴＬＤ素子（ＴＬＤ１００：Thermo Fisher Scientic社製）を配置した後、２％の寒天ＣＤを流し固化した（図８（ａ）、（ｂ））。また、同様に、鈍端側の卵殻の内側に、ポリエチレンフィルムで密封をしたＴＬＤ素子（ＴＬＤ１００：Thermo Fisher Scientic社製）を配置した後、２％の寒天ＣＤを流し固化した。鋭端側の試料と、鈍端側の試料とを組み合わせ、照射試料（生卵模擬サンプル、模擬試料）とした。ＴＬＤ素子は、図８（ｃ）に示すとおり、照射試料（生卵模擬サンプル、模擬試料）の鋭端部（Ｐ１）、鈍端部（Ｐ２）、中央部（Ｐ４）、胴部一端（Ｐ３）、胴部他端（Ｐ５）である。胴部とは、生卵（照射試料）の短径方向の外周である。
　また、鋭端側の卵殻の内側に、２％の寒天ＣＤを流し固化した。さらに、鈍端側の卵殻の内側に、２％の寒天ＣＤを流し固化した。鋭端側の試料と、鈍端側の試料とを組み合わせ、照射試料（生卵模擬サンプル、模擬試料）とした。照射試料の胴部（Ｒｏｕｎｄ）にＲＣＤフィルム線量計を巻き、さらに、鈍端部（Ｂｏｔｔｏｍ）および鋭端部（Ｔｏｐ）にＲＣＤフィルム線量計を配置した（図８（ｄ））。
　３．電子線照射装置
　低エネルギー電子加速器（岩崎電機製：アイ・コンパクトＥＢ）を用いて加速電圧８０ｋＶ、電流０．１ｍＡの電子線を照射した。低エネルギー電子加速器の照射窓部（照射ウィンドウ）の下方にはローラ（図３、図４参照）を配置し、照射試料を回転させながら電子線を照射した。
　４．照射窓部（照射ウィンドウ）と照射試料との間隔（距離）
　照射窓部（照射ウィンドウ）と照射領域（ステージ）に配置されたＲＣＤフィルム線量計との間隔を変えた場合に線量の変化を調べた。図９は、照射窓部と照射試料との間隔と線量の関係を示す図である。図９（ａ）は、照射窓部（照射ウィンドウ）とＲＣＤフィルム線量計との配置を示す上面図であり、図９（ｂ）は、ＲＣＤフィルム線量計により測定した照射領域の線量を示すグラフである。図９（ｂ）の縦軸は線量（ｋＧｙ）であり、横軸は矩形状のＲＣＤフィルム線量計の位置（ｃｍ）である。
　図９（ａ）に示すように、矩形状の照射窓部（照射ウィンドウ）の延在方向と直交する方向に、矩形状のＲＣＤフィルム線量計を配置した。図９（ｂ）に示すように、照射窓部（照射ウィンドウ）と矩形状のＲＣＤフィルム線量計との間隔が大きくなるにしたがって、グラフのピークが小さくなり、かつ、グラフが緩やかとなる。線量のばらつきが比較的小さく、被処理物の全体に電子線が照射されるよう、本実施例においては、照射窓部（照射ウィンドウ）と照射試料との間隔を３ｃｍとした。この照射窓部（照射ウィンドウ）と照射試料との間隔は、２ｃｍ～４ｃｍ程度とすることが好ましい。
　なお、比較例として、照射試料を回転させずに電子線を照射したものについても同様に評価した。
　図１０は、照射試料を回転させていない比較例の場合のＲＣＤフィルム線量（表面線量）の測定結果を示す図（グラフ）である。横軸は、角度［°］であり、縦軸は線量［ｋＧｙ］である。比較例においては、照射試料の胴部の上側の半周にＲＣＤフィルム線量計を配置して測定した（図１０参照）。
　図１０に示すように、照射試料を回転させていない場合においては、表面線量のばらつきが大きく、照射試料の上部にしか十分な線量が確保できていないことが分かる。
　照射試料を回転しながら搬送しつつ、照射窓部（照射ウィンドウ）の下を通過させた場合のＲＣＤフィルム線量の測定結果を図１１に示す。図１１において、四角で囲んだ数値は、ＲＣＤフィルム線量計の位置を示し、それ以外の数値０～４は線量の強度［ｋＧｙ］を示す。この実施例においては、照射窓部と照射試料との間隔を３ｃｍ、搬送速度２ｍ／分、回転速度１．７回転／秒とした。
　図１１に示すように、胴部（Ｒｏｕｎｄ）において、比較例の場合より均一に電子線が照射されていることが分かる。図１１において、ＲＣＤフィルム線量（表面線量）は、３．４ｋＧｙ～２．２ｋＧｙであった。例えば、比較例（図１０）の場合は、最高値が最低値の４７倍であるのに対し、本実施例（図１１）においては、最高値が最低値の１．５倍であった。
　なお、１ｋＧｙの電子線の照射で、サルモネラ菌は、１／１００００に減少し、３ｋＧｙの電子線の照射で、サルモネラ菌は、検出限界以下まで減少する。
　このように、生卵を回転させながら電子線を照射することで、生卵の表面に均一に電子線を照射することができた。また、照射試料を回転させた場合のＴＬＤ線量（内部線量）の測定結果は、Ｐ１：７．４ｍＧｙ、Ｐ２：９．０ｍＧｙ、Ｐ３：１１．３ｍＧｙ、Ｐ４：９．０ｍＧｙ、Ｐ５：１０．６ｍＧｙであった。
　このように、生卵を回転させることで、表面線量および内部線量のばらつきを抑制することができる。これにより、殺菌に要する十分な表面線量を維持しつつ、内部線量を十分低く抑えることができる。例えば、上記内部線量は、食品に対する検査等で許容されている内部線量の基準値である０．１Ｇｙ（＝１００ｍＧｙ）を十分下回るものであり、生卵の表面において殺菌を行いつつ、内部線量を基準値以下に抑えることができる。
　（応用例）
　上記実施例においては、被処理物４０として生卵を例に説明したが、被処理物（被照射物）としては、可食部とこの可食部を覆う表面部（例えば、殻や外皮）とを有する食品であればよく、本実施の形態の殺菌装置や殺菌方法は、このような食品の殺菌処理に好適に用いることができる。
　このような食品としては、卵の他、果物、甲殻類などがある。例えば、果物としては、みかん、レモン、グレープフルーツ、りんご、なし、ぶどう、もも、などが挙げられる。また、甲殻類としては、エビやカニなどが挙げられる。レモンやグレープフルーツは、表面に凹凸（穴）があり、本実施の形態の殺菌方法を用いて好適である。
　また、特に、みかんやレモンなど、略球状、楕円球状の形状物、また、円筒状の形状物は、回転させやすく、本実施の形態の殺菌方法を用いて好適である。また、ぶどう、エビ、カニなど、回転させ難いものについては、例えば、図１９に示すように被処理物４０を、例えば、棒や紐などの吊り下げ部材５０の下方に吊り下げた状態で、吊り下げ部材５０を軸回転させることで、被処理物４０を回転させながら搬送し、側部から電子線ＥＢを照射することで殺菌処理を行うことができる。図１９は、他の殺菌方法を模式的に示す図である。
　（処理条件についてのまとめ）
　上記実施例においては、加速電圧を８０ｋＶとしたが、加速電圧は、例えば、８０ｋＶ以上、１５０ｋＶ以下の範囲で調整することが可能である。
　また、上記実施例においては、表面線量を３ｋＧｙ程度としたが、表面線量は、０．１ｋＧｙ以上１０ｋＧｙ以下の範囲で調整することが可能である。
　内部線量としては、食品に対する検査等で許容されている内部線量の基準値である０．１Ｇｙ（＝１００ｍＧｙ）以下とすることが好ましい。
　食品への衝撃を考慮し、被処理物である食品の回転速度は、０．３回転／秒～２．５回転／秒とすることが好ましい。
　殺菌速度を考慮し、被処理物である食品の搬送速度は、０．１ｍ／分～３ｍ／分とすることが好ましい。
　（実施の形態２）
　実施の形態１（例えば、図６）においては、照射窓部（照射ウィンドウ）３０の長方形状（矩形状）の開口部はＹ方向に延在しており、ローラの軸２１ｄもＹ方向に延在している。別の言い方をすれば、照射窓部（照射ウィンドウ）３０の長方形状（矩形状）の開口部の延在方向（Ｙ方向）を、生卵の鈍端部（Ｂｏｔｔｏｍ）および鋭端部（Ｔｏｐ）を結んだ方向（Ｙ方向）と一致させている。
　本実施の形態においては、食品の回転方向と平面視において直交する方向に対し斜めに電子線を照射する。即ち、照射窓部（照射ウィンドウ）３０の長方形状（矩形状）の開口部を、ローラの軸２１ｄの延在方向（Ｙ方向）に対して斜めに配置している。別の言い方をすれば、照射窓部（照射ウィンドウ）３０の長方形状（矩形状）の開口部の延在方向と、ローラの軸２１ｄの延在方向（Ｙ方向）とが０°を超えて、９０°以下の範囲の角度で交差している。
　なお、照射窓部（照射ウィンドウ）３０を斜めに配置する以外は、実施の形態１（図１等）の場合と同様である。また、殺菌方法についても、電子線ＥＢが斜めに配置された照射窓部（照射ウィンドウ）３０から被処理物（被照射物、例えば、生卵）４０に照射されること以外は実施の形態１の場合と同様である。
　図１２は、照射窓部（照射ウィンドウ）の下方を通過する生卵の様子を示す上面図である。図１２に示すように、照射窓部（照射ウィンドウ）３０の長方形状（矩形状）の開口部の延在方向と、ローラの軸２１ｄの延在方向（Ｙ方向）とのなす角θが、０°＜θ≦９０°である。“ｄ”は、搬送方向を示す。
　このように、照射窓部（照射ウィンドウ）３０の長方形状（矩形状）の開口部を、生卵（被処理物４０）の鈍端部（Ｂｏｔｔｏｍ）および鋭端部（Ｔｏｐ）を結んだ方向（Ｙ方向）に対し、斜めに配置することで、生卵の端部（鈍端部（Ｂｏｔｔｏｍ）、鋭端部（Ｔｏｐ））に照射される電子線の線量を増加させることができる。
　［実施例２］
　実施例１の場合と同様に、ＴＬＤ素子を組み込んだ照射試料およびＲＣＤフィルム線量計を組み込んだ照射試料を作製した（図８（ｃ）、図８（ｄ）参照）。
　低エネルギー電子加速器（岩崎電機製：アイ・コンパクトＥＢ）を用いて加速電圧８０ｋＶ、電流０．１ｍＡの電子線を照射した。低エネルギー電子加速器の照射窓部（照射ウィンドウ）の下方にはローラ（図３、図４参照）を配置し、照射試料を回転させながら電子線を照射した。
　ここで、本実施例においては、照射窓部（照射ウィンドウ）３０の長方形状（矩形状）の開口部の延在方向と、ローラの軸２１ｄの延在方向（Ｙ方向）とのなす角θを、０°、３０°、６０°として、卵の殺菌処理を行った。０°の場合は、上記実施の形態１および実施例１の場合と対応する。以下の図１３において、鈍端部（Ｂｏｔｔｏｍ）および鋭端部（Ｔｏｐ）の線量は、それぞれ２か所の平均であり、鈍端部（Ｂｏｔｔｏｍ）は、０．８６ｋＧｙと１．２７ｋＧｙの平均であり、鋭端部（Ｔｏｐ）は、０．５５ｋＧｙと０．７５ｋＧｙの平均である。
　照射試料を回転しながら搬送しつつ、斜めに配置した照射窓部（照射ウィンドウ）から電子線を照射した場合のＲＣＤフィルム線量（表面線量）およびＴＬＤ線量（内部線量）を図１３～図１５に示す。図１３はθ＝０°の場合、図１４はθ＝３０°の場合、図１５はθ＝６０°の場合である。これらの図において、（ａ）は傾斜の様子を示す図（写真）であり、（ｂ）はＲＣＤフィルム線量（表面線量）を示すグラフであり、（ｃ）はＴＬＤ線量（内部線量）を示す表である。
　図１３と図１４の対比、図１３と図１５の対比から、照射窓部（照射ウィンドウ）と、生卵の軸（鈍端部（Ｂｏｔｔｏｍ）および鋭端部（Ｔｏｐ）を結んだ方向）との間に角度（θ）を付けることにより生卵の端部の表面線量が向上していることが分かる。
　また、内部線量については、すべて１００ｍＧｙ以下であり、例えば、１００ｍＧｙの基準をクリアしている。
　このように、照射窓部（照射ウィンドウ）と、生卵の軸（鈍端部（Ｂｏｔｔｏｍ）および鋭端部（Ｔｏｐ）を結んだ方向）との間に角度（θ）を付けることにより、生卵の胴部と端部との表面線量の差を小さくすることができ、より均一に電子線を照射することができる。
　照射窓部（照射ウィンドウ）と、生卵の軸（鈍端部（Ｂｏｔｔｏｍ）および鋭端部（Ｔｏｐ）を結んだ方向）との間に角度（θ）は、０°＜θ≦９０°であり、０°＜θ≦６０°が好ましく、３０°近傍、例えば、２０°以上４０°以下がより好ましい。
　（応用例１）
　図１２においては、照射窓部（照射ウィンドウ）３０を水平に配置しているが、照射窓部（照射ウィンドウ）３０に上下方向（Ｚ方向）の傾斜を設けてもよい。例えば、図１６に示すように、図中左側の照射窓部（照射ウィンドウ）の端部が図中右側の照射窓部（照射ウィンドウ）の端部より高く配置されていてもよい。図１６は、本応用例の照射窓部（照射ウィンドウ）の下方を通過する生卵の様子を示す上面図である。
　（応用例２）
　上記図１６においては、照射窓部（照射ウィンドウ）３０を１つとしたが、２つの照射窓部（照射ウィンドウ）から電子線を照射してもよい。例えば、図１７に示すように、照射窓部（照射ウィンドウ）３０ａ、３０ｂを配置し、照射窓部（照射ウィンドウ）３０ａにおいては、図中左側の照射窓部の端部が図中右側の照射窓部の端部より低く配置され、照射窓部（照射ウィンドウ）３０ｂにおいては、図中左側の照射窓部の端部が図中右側の照射窓部の端部より高く配置されている。図１７は、本応用例の照射窓部（照射ウィンドウ）の下方を通過する生卵の様子を示す上面図である。３２ａは、照射窓部３０ａに設けられた窓箔であり、３２ｂは、照射窓部３０ｂに設けられた窓箔である。
　（実施の形態３）
　本実施の形態においては、粒子・重イオン輸送計算コードＰＨＩＴＳ（Ｖｅｒｓｉｏｎ３．０２）を用いた電子線のモデルおよび制動Ｘ線のモデルについて説明する。
　粒子・重イオン輸送計算コードＰＨＩＴＳ（Ｖｅｒｓｉｏｎ３．０２）を用いて、重量を基準としてＳＳ～ＬＬサイズの卵モデルを作成した。卵殻（主成分：ＣａＣＯ３）は気孔を持つので密度を２．０、可食部の密度は水と同等、雰囲気は標準空気と設定し、加速電圧８０ｋＶの電子線で卵に照射した際の電子線及び制動Ｘ線の線量分布をシミュレーションにより評価した。なお、図１８は、ＳＳサイズの卵に対する電子線と制動Ｘ線のモデルを示す図である。図１８（ａ）は電子線のモデルであり、図１８（ｂ）は制動Ｘ線のモデルである。
　表１に、各卵のサイズにおける可食部の平均吸収線量の比較データを示す。卵のサイズが大きい程、可食部の吸収線量が大きくなり、最大の増加線量は１６％であった。そのため、ＳＳ～ＬＬサイズの卵をランダムに殺菌する時には内部線量を２０％ほど安全側（過大）に見積もることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 　以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、実施の形態２において、実施の形態１で説明した他の食品（みかんなど）を適用することができ、また、実施の形態１で説明した“処理条件”を適用することができる。
（付記）
［付記１］
　電子線を照射することにより、可食部と前記可食部を覆う表面部とを有する食品を殺菌する殺菌装置であって、
　電子線を前記食品に照射する電子線照射部と、
　前記電子線照射部からの電子線の照射領域内を前記食品が通過するよう、前記食品を回転させつつ搬送する搬送部と、
を有する、殺菌装置。
［付記２］
　付記１記載の殺菌装置において、
　前記電子線照射部は、チャンバーと、前記チャンバー内に配置されたフィラメントと、前記チャンバーに設けられたウィンドウと、を有し、前記フィラメントに電流を流すことにより放出された電子が加速電圧により加速されウィンドウに設けられた箔を通過することにより電子線が照射される、殺菌装置。
［付記３］
　付記２記載の殺菌装置において、
　前記加速電圧は、８０ｋＶ以上、１５０ｋＶ以下である、殺菌装置。
［付記４］
　付記１記載の殺菌装置において、
　前記食品は、洗卵である、殺菌装置。
［付記５］
　付記４記載の殺菌装置において、
　卵殻のサルモネラ菌を殺菌する、殺菌装置。
［付記６］
　電子線を照射することにより、可食部と前記可食部を覆う表面部とを有する食品を殺菌する殺菌装置であって、
　電子線を前記食品に照射する電子線照射部と、
　前記電子線照射部からの電子線の照射領域内を前記食品が通過するよう、前記食品を回転させつつ搬送する搬送部と、
を有し、
　前記電子線照射部は、チャンバーと、前記チャンバー内に配置されたフィラメントと、前記チャンバーに設けられたウィンドウと、を有し、前記フィラメントに電流を流すことにより放出された電子が加速電圧により加速されウィンドウに設けられた箔を通過することにより電子線が照射され、
　前記搬送部は、軸支されたローラを複数有し、前記食品は、前記ローラの回転方向に回転しつつ、搬送され、
　前記ウィンドウと前記ローラの軸との平面視におけるなす角θは、０°＜θ≦９０°である、殺菌装置。
［付記７］
　付記６記載の殺菌装置において、
　前記ウィンドウと前記ローラの軸との平面視におけるなす角θは、２０°≦θ≦４０°である、殺菌装置。
［付記８］
　電子線を照射することにより、可食部と前記可食部を覆う表面部とを有する食品を殺菌する殺菌方法であって、
　前記食品を回転させつつ、電子線を照射する、殺菌方法。
［付記９］
　付記８記載の殺菌方法において、
　前記食品を回転させつつ搬送しながら、前記電子線を照射する、殺菌方法。
［付記９］
　付記８記載の殺菌方法において、
　前記食品の回転方向と平面視において直交する方向に対し斜めに電子線を照射する、殺菌方法。
［付記１０］
　付記９記載の殺菌方法において、
　前記電子線は、チャンバーと、前記チャンバー内に配置されたフィラメントと、前記チャンバーに設けられたウィンドウと、を有する装置において、前記フィラメントに電流を流すことにより放出された電子が加速電圧により加速されウィンドウに設けられた箔を通過することにより照射され、
　前記食品は、軸支されたローラを複数有する搬送部により、前記ローラの回転方向に回転しつつ、搬送され、
　前記ウィンドウと前記ローラの軸との平面視におけるなす角θは、０°＜θ≦９０°である、殺菌方法。
［付記１１］
　付記８記載の殺菌方法において、
　前記食品の回転速度は、０．３回転／秒～２．５回転／秒である、殺菌方法。
［付記１２］
　付記８記載の殺菌方法において、
　前記食品の搬送速度は、０．１ｍ／分～３ｍ／分である、殺菌方法。
［付記１３］
　付記１０記載の殺菌方法において、
　前記加速電圧は、８０ｋＶ以上、１５０ｋＶ以下である、殺菌方法。
［付記１４］
　付記８記載の殺菌方法において、
　食品の表面線量が、０．１ｋＧｙ以上１０ｋＧｙ以下である、殺菌方法。
［付記１５］
　付記８記載の殺菌方法において、
　食品の可食部のＸ線の線量が、０．１Ｇｙ以下である、殺菌方法。
１　卵黄
２　卵白
３　カラザ
４　卵殻
５　クチクラ層
６　気孔
７　卵殻膜
１０　電子線発生部
１２　ターミナル
１２ａ　フィラメント
１２ｃ　グリッド
１６ｃ　加速用直流電源
２０　照射室
２１　搬送部
２１ａ　ローラ
２１ｂ　スペース（隙間）
２１ｃ　円錐台部材
２１ｄ　軸
２４　ビームコレクタ
２８　真空排気システム
２９　送風機
３０　照射窓部
３０ａ　照射窓部
３０ｂ　照射窓部
３２　窓箔
３４　窓枠部
４０　被処理物
５０　吊り下げ部材
ＣＤ　寒天
ＥＢ　電子線
Ｌ　レーン
ＸＬ　制動Ｘ線

Claims (13)

  1. 　電子線を照射することにより、可食部と前記可食部を覆う表面部とを有する食品を殺菌する殺菌装置であって、
    　電子線を前記食品に照射する電子線照射部と、
    　前記電子線照射部からの電子線の照射領域内を前記食品が通過するよう、前記食品を回転させつつ搬送する搬送部と、
    を有する、殺菌装置。
  2. 　請求項１記載の殺菌装置において、
    　前記電子線照射部は、チャンバーと、前記チャンバー内に配置されたフィラメントと、前記チャンバーに設けられたウィンドウと、を有し、前記フィラメントに電流を流すことにより放出された電子が加速電圧により加速されウィンドウに設けられた箔を通過することにより電子線が照射される、殺菌装置。
  3. 　請求項１記載の殺菌装置において、
    　前記搬送部は、軸支されたローラを複数有し、前記食品は、前記ローラの回転方向に回転しつつ、搬送される、殺菌装置。
  4. 　請求項３記載の殺菌装置において、
    　前記食品の回転速度は、０．３回転／秒～２．５回転／秒である、殺菌装置。
  5. 　請求項１または３に記載の殺菌装置において、
    　前記食品の搬送速度は、０．１ｍ／分～３ｍ／分である、殺菌装置。
  6. 　請求項１記載の殺菌装置において、
    　食品の表面線量が、０．１ｋＧｙ以上１０ｋＧｙ以下である、殺菌装置。
  7. 　請求項６記載の殺菌装置において、
    　食品の可食部のＸ線の線量が、０．１Ｇｙ以下である、殺菌装置。
  8. 　請求項１記載の殺菌装置において、
    　前記食品は、生卵である、殺菌装置。
  9. 　電子線を照射することにより、可食部と前記可食部を覆う表面部とを有する食品を殺菌する殺菌装置であって、
    　電子線を前記食品に照射する電子線照射部と、
    　前記電子線照射部からの電子線の照射領域内を前記食品が通過するよう、前記食品を回転させつつ搬送する搬送部と、
    を有し、
    　前記電子線照射部は、チャンバーと、前記チャンバー内に配置されたフィラメントと、前記チャンバーに設けられたウィンドウと、を有し、前記フィラメントに電流を流すことにより放出された電子が加速電圧により加速されウィンドウに設けられた箔を通過することにより電子線が照射され、
    　前記搬送部は、軸支されたローラを複数有し、前記食品は、前記ローラの回転方向に回転しつつ、搬送され、
    　前記ウィンドウと前記ローラの軸との平面視におけるなす角θは、０°＜θ≦９０°である、殺菌装置。
  10. 　電子線を照射することにより、可食部と前記可食部を覆う表面部とを有する食品を殺菌する殺菌方法であって、
    　前記食品を回転させつつ、電子線を照射する、殺菌方法。
  11. 　請求項１０記載の殺菌方法において、
    　前記食品を回転させつつ搬送しながら、前記電子線を照射する、殺菌方法。
  12. 　請求項１０記載の殺菌方法において、
    　前記食品の回転方向と平面視において直交する方向に対し斜めに電子線を照射する、殺菌方法。
  13. 　請求項１０記載の殺菌方法において、
    　前記電子線は、チャンバーと、前記チャンバー内に配置されたフィラメントと、前記チャンバーに設けられたウィンドウと、を有する装置において、前記フィラメントに電流を流すことにより放出された電子が加速電圧により加速されウィンドウに設けられた箔を通過することにより照射され、
    　前記食品は、軸支されたローラを複数有する搬送部により、前記ローラの回転方向に回転しつつ、搬送され、
    　前記ウィンドウと前記ローラの軸との平面視におけるなす角θは、０°＜θ≦９０°である、殺菌方法。
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