(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージ容器（２）を殺菌するための殺菌装置（１０）であって、
−複数の殺菌デバイス（５０）を支持するための第１カルーセル（２０）であって、前記殺菌デバイス（５０）が、電子ビーム照射によって前記パッケージ容器（２）の内部を殺菌するように構成された、第１カルーセルと、
−前記パッケージ容器（２）を移送するための移送システムであって、前記第１カルーセル（２０）と同軸の第２カルーセル（４０）を備える、移送システムと、
を備え、
−前記第１カルーセル（２０）が、第１回転軸（２８）を備え、
−前記第２カルーセル（４０）が、前記第１回転軸（２８）と同軸の別個の第２回転軸（４４）を備えることを特徴とする殺菌装置。
【請求項２】
当該殺菌装置（１０）が、前記第１カルーセル（２０）を回転させるための第１駆動デバイス（３２）を備えることを特徴とする請求項１に記載の殺菌装置。
【請求項３】
前記第１駆動デバイス（３２）が、前記第１及び第２回転軸（２８、４４）を同期駆動させるために、動作接続によって前記第２回転軸（４４）に連結されていることを特徴とする請求項２に記載の殺菌装置。
【請求項４】
当該殺菌装置（１０）が、前記第２カルーセル（４０）を回転させるための第２駆動デバイス（４６）を備えることを特徴とする請求項２に記載の殺菌装置。
【請求項５】
当該殺菌装置（１０）が、前記第１カルーセル（２０）と前記第２カルーセル（４０）との回転移動を同期させるための同期手段を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の殺菌装置。
【請求項６】
前記第１カルーセル（２０）が、前記回転軸（２８）の端部分に近接して前記回転軸（２８）に取り付けられた担持プレート（２２）を備え、
複数の前記殺菌デバイス（５０）が、前記担持プレート（２２）に取り付けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の殺菌装置。
【請求項７】
前記第１回転軸（２８）が、前記殺菌デバイス（５０）のための少なくとも１つのユーティリティを受けるための内部チャネル（３０）を有する中空軸として構成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の殺菌装置。
【請求項８】
前記第１回転軸（２８）のうち前記第２回転軸（４４）を向く端部分に近接して配設された分配チャンバ（３４）をさらに備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の殺菌装置。
【請求項９】
前記第２カルーセルに対向する第１側（２３）及び前記第１側（２３）とは反対側の第２側（２４）を備えた担持プレート（２２）をさらに備え、
前記分配チャンバ（３４）が、前記担持プレートの前記第１側（２３）に配設されており、
複数の前記殺菌デバイス（５０）が、前記担持プレート（２２）の前記第２側（２４）に備え付けられていることを特徴とする請求項８に記載の殺菌装置。
【請求項１０】
少なくとも１つのユーティリティを前記殺菌デバイス（５０）に分配するための分配デバイス（３６）であって、前記分配チャンバ（３４）内に配設されている、分配デバイスをさらに備えることを特徴とする請求項８または９に記載の殺菌装置。
【請求項１１】
前記分配デバイス（３６）が、自在軸受を有することを特徴とする請求項１０に記載の殺菌装置。
【請求項１２】
前記分配チャンバ（３４）が、前記第２側（２４）に向けて少なくとも１つの開口部を備えることを特徴とする請求項９に記載の殺菌装置。
【請求項１３】
前記分配チャンバ（３４）が、Ｘ線に対する、放射線遮蔽体（３５）を備えることを特徴とする請求項８から１２のいずれか１項に記載の殺菌装置。
【請求項１４】
少なくとも１つの第２殺菌デバイス（７０）が、前記パッケージ容器（２）の外面を殺菌するために、前記第１カルーセル（２０）と前記第２カルーセル（４０）との間に配設されていることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の殺菌装置。
【請求項１５】
前記第２殺菌デバイス（７０）が、前記第１回転軸（２８）と前記第２回転軸（４４）との間で少なくとも部分的に延在していることを特徴とする請求項１４に記載の殺菌装置。
【請求項１６】
前記第２殺菌デバイス（７０）の長手方向軸は、前記第１回転軸（２８）及び前記第２回転軸（４４）の回転軸の長手方向軸に向けて６０度から８０度の間の角度を有する請求項１４または１５に記載の殺菌装置。
【請求項１７】
複数のパッケージ容器（２）を殺菌するための方法であって、
−電子ビーム照射によって前記パッケージ容器（２）の内部を殺菌するように構成された複数の殺菌デバイス（５０）を支持する第１カルーセル（２０）を回転させるステップと、
−前記第１カルーセル（２０）と同軸の第２カルーセル（４０）を備える移送システムを用いて、前記パッケージ容器（２）を移送するステップと、
を備え、
−前記第１カルーセル（２０）が、第１回転軸（２８）を備え、
−前記第２カルーセル（４０）が、前記第１回転軸（２８）と同軸である別個の第２回転軸（４４）を備え、
−前記第１カルーセル（２０）が、前記第１回転軸を回転させるために前記第１回転軸（２８）に接続された第１駆動デバイス（３２）を用いて、回転されることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、殺菌装置及びパッケージ容器を殺菌するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品産業において、液体及び部分液体食品をパッケージ容器内に詰めることは、一般的な方法である。このようなパッケージ容器は、例えば、ＰＥＴのようなプラスチック材料で形成され得る、または、ラミネート加工した紙パック材料で形成され得る。後者に関して、一般的なタイプのラミネート加工した紙パック材料は、紙または板紙のコア層と例えばポリマー材料またはアルミニウム箔の１以上のバリア層とを備える紙パック材料である。次第に一般化しているパッケージタイプは、充填機械内で製造された「紙パックボトル」であり、この充填機械において、上述したパッケージラミネートのパッケージブランクは、スリーブとして形成されて封止される。上記スリーブは、一端部において閉じられ、この一端部において、熱可塑性材料は、スリーブの端部分に直接射出成形される。パッケージラミネートシートは、パッケージラミネートのマガジンリールから切断され得る。
【０００３】
パッケージ容器に食品を充填する前に、特に充填を環境温度で行う場合には、パッケージ容器を殺菌する必要がある。殺菌は、例えば菌類、バクテリア、ウイルス及び胞子のような伝染性物質を含む微生物を排除するまたは殺す処理を示す用語であり、これら微生物は、パッケージ材料の表面にまたは製品内に存在し得る。（食品）充填産業において、これは、一般的に、無菌充填と称され、すなわち、殺菌したパッケージ容器内に殺菌した製品を詰める、すなわち、製品及びパッケージ容器双方に生きている細菌及び微生物がなく、それにより、製品の新鮮さを特別な冷却要件なく保存し得る、すなわち、それにより、パッケージ容器を環境温度で保管してもパッケージ容器内の無菌を維持し得る。これに関して、用語「商業的に殺菌した」は、同様に、一般的に使用されており、一般的に、製造、流通及び保管中に食品を保持する可能性がある通常の非冷蔵保管状態において食品内で成長できる微生物がないことを意味する。本願において、用語「殺菌した」は、少なくとも商業的に殺菌した状態を示す。
【０００４】
パッケージ容器を殺菌する従来の方法は、特に好ましくは気相にある過酸化水素水を用いた、化学殺菌である。しかしながら、この処理は、化学物質の残留物が容器の表面に残り得るという欠点を有する。
【０００５】
パッケージ容器を殺菌する別の公知の方法は、特に電子ビームを用いた、放射を介したものである。特許文献１は、容器内部を殺菌するために容器内に挿入されるように構成された複数の殺菌デバイスを備える殺菌機械を説明している。容器及び殺菌デバイスは、共通回転支持構造体に配列されており、この回転支持構造体は、相互に位置合わせした位置で容器及び殺菌デバイスを保持し、これらを円状経路に沿って回転させる。容器は、殺菌デバイスに対して上昇させられ、それにより、ロッド状の殺菌素子は、容器内部を殺菌するために容器それぞれ内に挿入される。パッケージ容器を殺菌するための別の例の殺菌デバイスは、本特許出願人によって出願された国際出願である特許文献２で説明されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２３７１３９７号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第２９３５０２２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
それにもかかわらず、特に安全でかつ経済的な殺菌をすることが可能な改善した殺菌装置及びパッケージ容器を殺菌するための方法を提供することへの必要性が依然としてある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願は、請求項１にかかる殺菌装置及び請求項１７にかかるパッケージ容器を殺菌するための方法を提案する。本発明の形態及びいくつかの態様は、特に添付の図面に関連して、独立請求項及び以下の説明に規定される。
【０００９】
添付の図面に関連して、本発明をさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態にかかる発明の殺菌装置を示す斜視図である。
【図２】カルーセルの共通回転軸を通る平面で切断した、第２実施形態にかかる発明の殺菌装置を示す斜視図である。
【図３】図２の上側カルーセルを詳細に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
同一のまたは対応する構成要素には、全ての図面において、同じ参照符号が付されている。技術的に可能である限り、さまざまな実施形態に関連して説明した特徴を組み合わせ得る。いくつかの横断面には、一点鎖線が設けられている。これは、横断面が機構を通って形成されているが機構内部を詳細には示していないことを示すためである。
【００１２】
パッケージ容器を殺菌するための本発明にかかる殺菌装置は、複数の殺菌デバイスを支持するための第１カルーセルであって、殺菌デバイスが電子ビーム照射によってパッケージ容器内部を殺菌するように構成された、第１カルーセルと、パッケージ容器を移送するための移送システムであって、第１カルーセルと同軸の第２カルーセルを備える、移送システムと、を備える。第１カルーセルは、第１回転軸を備え、第２カルーセルは、第１回転軸から離間した第２回転軸を備える。一実施形態において、両軸は、共通回転軸を共有し得る。
【００１３】
用語「カルーセル」は、例えばコンベアチェーンまたはプレート、ベルト、ホイールなど、任意のタイプの可動デバイスを含む。カルーセルの軌道に沿う移動は、純粋な回転移動であり得るが、これに限定されない。この移動は、同様に、並進移動または回転及び並進移動の組み合わせであり得る。
【００１４】
用語「パッケージ容器」は、液体または固体の食品のための容器に限定されないが、利便性の目的のみで使用される。一般的に、殺菌させる必要がある容器は、この目的に適し、この用語の分類に入っており、限定されないが、医薬のための、医療デバイスのための、液体、半液体または固体の食品のための、生物由来物質または有機物を保管するための、容器を含む。
【００１５】
用語「殺菌」は、本明細書において、殺菌される対象物の表面を殺菌すること、かつ／または、−対象物が内部部品を収容する場合には−上記内部部品を殺菌すること、を意味する。
【００１６】
対象物の表面は、対象物の内面、内部及び対象物の外面または部品であり得る。パッケージ容器の内面は、食品、または一般的に容器内に充填される材料と接触する表面である。本発明によれば、複数の殺菌デバイスは、内面及び容器の内部を殺菌するように構成されている。さらなる実施形態において、殺菌デバイスは、同様に、容器の外面の一部を殺菌するように構成されている。
【００１７】
本発明の基礎的な考えは、殺菌デバイス及びパッケージ容器それぞれのための別個のかつ／または分離したカルーセルを設けることである。第１カルーセルは、殺菌デバイスを支持することを意図しており、第２カルーセルは、好ましくは円状経路に沿ってパッケージ容器を移送するための移送システムの一部である。容器の内部殺菌は、円状経路に沿った容器の移送中に行う。第２カルーセルは、例えば、容器を直接保持する、または、好ましくは円状経路に沿って、チェーンまたはベルトコンベアのような容器コンベアを案内する。
【００１８】
カルーセルそれぞれは、固定した態様で軸に接続された回転ホイールまたはプレートを備え得、それにより、ホイールまたはプレートと軸とは、共に回転する。第１回転軸は、第１カルーセルのホイールまたはプレートを回転させるための駆動軸であり得、第２回転軸は、好ましくは、第２カルーセルのホイールまたはプレートを回転させるための駆動軸である。
【００１９】
別個の駆動軸を有する別個のカルーセルは、公知の単一の駆動軸を有する複合カルーセルと比較して、動作のより大きな柔軟性及び殺菌機械内で入手可能な空間のより良好な利用を可能とする。カルーセルが単一の共通駆動軸によって相互接続されていないので、カルーセルを互いに独立して動作させることが一般的に可能である。このような配置により、他方のプレートに対して一方のプレートを調整することが可能となる。さらに、カルーセル間に、特に第１及び第２回転軸間に、追加の自由空間が生じ、この自由空間は、機械の小型化を改善し得るかつ／または機械内の構成部材の配置を改善し得る。
【００２０】
殺菌デバイスは、好ましくは、パッケージ容器の開口した頂部または底部を通して、殺菌されるパッケージ容器それぞれ内に少なくとも部分的に挿入されるように構成されている。一実施形態において、殺菌デバイスは、第１及び第２回転軸によって画成された共通回転軸回りで殺菌デバイス及びパッケージ容器を回転させている間に、ほぼ垂直移動に沿って容器内に挿入される。本発明によれば、好ましくは、第１カルーセルは、上側カルーセルであり、第２カルーセルは、下側カルーセルである。
【００２１】
本発明の一実施形態において、殺菌装置は、第１カルーセルを回転させるための第１駆動デバイスを備える。第１駆動デバイスは、第１駆動軸（第１回転軸）を回転させるように構成されており、回転駆動体、より好ましくは電気モータであり得る。第１駆動デバイスは、特に殺菌デバイスのうち第２回転軸とは反対側において、不動フレーム素子に配設され得る。より好ましくは、駆動デバイスは、殺菌デバイスの上方にある平面に配設されている。
【００２２】
一実施形態によれば、第１駆動デバイスは、第１及び第２カルーセルを駆動して回転させるように構成されている。このために、第１駆動デバイスは、第１及び第２回転軸と動作可能に接続されている。例えば、第１駆動デバイスは、第１及び第２軸とほぼ平行であるがこれら軸から離間して配設された第３軸を備え得る。上記軸は、連結手段によって、すなわちコンベアベルト、バンド、Ｖベルト、チェーン、歯車駆動体、曲がり歯傘歯車、スリーブまたはトーションクラッチなどによって、第１及び／または第２軸に連結され得る。
【００２３】
いずれかの軸への動作接続は、同様に、第１カルーセルの回転または移動を第１カルーセルとまたはその逆で同期させるための同期デバイスを備え得る。
【００２４】
本発明の別の形態において、殺菌機械は、第２カルーセルを回転させるための第２駆動デバイスを備える。第２駆動デバイスは、第２駆動軸（第２回転軸）を回転させるように構成されており、特に、回転駆動体、より好ましくは電気モータであり得る。第２駆動デバイスは、特にパッケージ容器のうち第１回転軸とは反対側において、不動フレーム素子に配設され得る。より好ましくは、モータは、パッケージ容器の搬送経路の下方にある平面に配設されている。本発明のこのような概念において、殺菌機械は、第１カルーセル及び第２カルーセルを駆動させるための別個の駆動デバイスを備え、第１駆動デバイスは、第１回転軸を回転させるように構成されており、第２駆動デバイスは、第２回転軸を回転させるように構成されている。
【００２５】
一実施形態において、第２駆動デバイスは、第２カルーセルを独立して駆動させるように構成されている。すなわち、第２駆動デバイスは、第１駆動デバイスとは独立して動作され得、それにより、例えば、第１カルーセルが静止している一方で（殺菌デバイスを有する）第２カルーセルを回転させることが可能である。この実施形態の利点は、容器の移動に中断が生じた場合に、殺菌デバイスによるパッケージ容器の過熱を効果的に防止できることである。特に、一般的にかつ好ましくは連続的に動作されている殺菌デバイスの動作を停止させる必要がない。
【００２６】
殺菌する目的で、すなわち、殺菌装置の通常動作中に、殺菌装置は、第１カルーセル及び第２カルーセルの回転移動を同期させるための同期デバイスを備え得る。同期デバイスは、第１及び第２カルーセルの速度を同期させ、相対的な固定位置を維持するように構成されており、それにより、パッケージ容器及び殺菌デバイスの長手方向軸を位置合わせする。すなわち、パッケージ容器それぞれの長手方向軸は、殺菌デバイスのうちの１つの長手方向軸と位置合わせされている。パッケージ容器及び殺菌デバイスは、好ましくは、これらそれぞれの長手方向軸を互いに位置合わせした状態で、殺菌経路に沿って移送される。殺菌経路は、少なくとも部分的に円状である。
【００２７】
同期デバイスは、好ましくは、好ましくは制御ユニットを介してかつ／または操作者によって、スイッチを入り切りする、すなわち運転及び運転停止させるように構成されている。通常動作において、同期デバイスは、パッケージ容器の位置を殺菌デバイスの位置と位置合わせして維持するために使用され、制御ユニットによって制御され得、この制御ユニットは、位置を測定するためのセンサと、フィードバックループを用いてこのような位置合わせを達成する計算ユニットと、を備える。パッケージ容器を移送する移送システムに意図しない中断が生じた場合に同期を停止し得、それにより、同期デバイスは、移送システムの休止時間中、すなわちパッケージ容器の停止中であっても回転し続け得る。同期デバイスを制御するための制御ユニットは、好ましくは、殺菌デバイスが動作中に殺菌デバイスが停止されることを防止するように構成されている、すなわち、殺菌デバイスは、停止するか、回転し続ける。
【００２８】
カルーセルの同期を中断する可能性を提供するために、好ましくは、−カルーセル−第１及び第２カルーセルの同期した移動ために、非恒久的なかつ／または強制的な同期、特に非恒久的なかつ／または固定した機械的接続がある。
【００２９】
殺菌デバイスを独立して回転させることにより、同様に、殺菌機械を始動させる前に及び／または中断中に、殺菌デバイスを試験することが可能となる。このような試験は、例えば、パッケージ容器が移動していない間に殺菌デバイスに配列された不動センサデバイスに沿って殺菌デバイスを進めることによって、なされ得る。
【００３０】
本発明の別の実施形態において、第１回転軸は、殺菌デバイスのための少なくとも１つのユーティリティ線を受けるための内部チャネルを有する中空軸として構成されており、分配チャンバは、第２回転軸を向く端部に配設されている。
【００３１】
分配チャンバは、筐体と、ユーティリティ線のための少なくとも１つの出口開口部と、を備え得る。この実施形態によれば、殺菌デバイスを例えば電気システム及び／または冷却システム及び／またはデータ通信システムなどのユーティリティシステムに容易に接続することが可能になる。ユーティリティ線または供給線は、第１カルーセルの中央回転軸を通して、特に分配チャンバを介して、殺菌デバイスからユーティリティシステムまで経路付けられる。
【００３２】
ユーティリティ線は、電流のための１以上のワイヤのような電気接続部または冷媒のための接続、すなわちパイプを備え得る。１以上のユーティリティ線は、軸の一端部にあるユーティリティシステムに、及び、殺菌デバイスに、連結されている。軸を通して経路付けられた複数の別個のユーティリティ線があり得、これら線それぞれは、複数の殺菌デバイスのうちの１つに割り当てられている。あるいは、共通ユーティリティ線、すなわち軸を通して経路付けられた冷媒のためのものがあり得る。このような共通ユーティリティ線は、分配チャンバで分かれ得、別個の殺菌デバイスに供給する。
【００３３】
別の実施形態において、少なくとも１つのユーティリティを殺菌デバイスに分配するための分配デバイスは、分配チャンバ内に配設されている。分配デバイスは、軸からのユーティリティ線に接続され得る。分配チャンバは、好ましくは、分配チャンバを取り囲んでおり、それにより、分配チャンバは、殺菌チャンバから、または、電子が殺菌デバイスから出るかつ殺菌を行う領域から、分けられる。
【００３４】
一実施形態において、分配チャンバは、殺菌領域に向けて、第１回転軸の内部チャネルを閉鎖して覆い、それにより、チャネルから殺菌領域に非殺菌要素（ゴミなど）が導入されることを基本的に防止する。分配デバイスは、特に、電気／電力及び／または冷却流体のようなユーティリティを殺菌デバイスそれぞれに分配するように構成され得る。同様に、データ通信は、殺菌デバイスと制御ユニットとの間でデータを伝送するために分配デバイスを利用し得る。
【００３５】
特有の実施形態において、分配チャンバの筐体は、担持プレートの第１側において分配チャンバに取り囲まれている。それにより、第１回転軸のチャネル及び／または分配チャンバの内部は、担持プレートの第１側において殺菌領域に直接接続されていない。
【００３６】
本発明のさらに別の実施形態において、分配デバイスは、自在軸受を有する。自在軸受は、分配デバイスの２つの構成要素間にある回転接続部を備えており、ユーティリティシステムからのユーティリティ線のための少なくとも１つの入力接続部と、殺菌デバイスそれぞれへのユーティリティ線のための１以上の出力接続部と、を有する。自在軸受は、出力接続部に対する入力接続部の回転移動を可能とする。したがって、第１回転軸のチャネルを通して経路付けられた少なくとも１つのユーティリティ線は、不動であり得る一方で、殺菌デバイスへのユーティリティ線は、回転し得る。
【００３７】
本発明の別の実施形態において、第１カルーセルは、回転担持プレートを備え、この回転担持プレートは、殺菌デバイスを担持する。一実施形態において、殺菌デバイスは、第２カルーセルを向く第１側において担持プレートに取り付けられ得る。
【００３８】
あるいは、分配チャンバは、第２カルーセルを向く担持プレートの第１側に配設されており、殺菌デバイスは、担持プレートの第２側に少なくとも部分的に配設されている。例えば、殺菌デバイスそれぞれの第１部分は、第１側に配設され得、第２部分は、第１側とは反対側の担持プレートの第２側に配設される。この配置により、担持プレートは、分配チャンバを殺菌デバイスの一部から分離し、そうでなければ分配チャンバによって占められるデバイスのための追加の空間を使用することが可能となる。
【００３９】
したがって、担持プレートのうち非殺菌領域とみなされる第２側は、殺菌デバイスのためのユーティリティ線を受ける。上述した特有の実施形態において、殺菌デバイスは、好ましくは、担持プレートに取り付けられており、それにより、殺菌デバイスは、担持プレートを通って延在し、電子出口窓は、担持プレートの第１側に配設され、殺菌デバイスの給電デバイス、特に高圧給電デバイスは、第２側に配設される。ユーティリティ線に接続するための接続インタフェースは、好ましくは、担持プレートの第２側に配設されている。殺菌デバイスの接続インタフェースは、例えば、電気インタフェース及び／または冷却流体のためのインタフェースを有し得る。
【００４０】
別の実施形態において、分配チャンバは、カップ状であるかつ／または円錐状を有する。分配チャンバの小径部分は、好ましくは、第２カルーセルを向き、分配チャンバの大径部分は、好ましくは、第１カルーセル、特に担持プレートを向く。分配チャンバの大径部分は、好ましくは、第１回転軸の外径よりも大きい直径を有する。
【００４１】
担持プレートには、好ましくは、分配チャンバの内部と担持プレートの第２側との間の接続を形成する１以上の貫通孔が設けられている。少なくとも１つの貫通孔は、好ましくは、第１回転軸の外周と担持プレートに接触する分配チャンバ筐体の内周との間にある担持プレートの直径部分に位置する。あるいは、分配チャンバは、担持プレートの位置に位置合わせした位置において開口部または貫通孔を備え得る。この配置により、ユーティリティ線は、第１回転軸を通って担持プレートの第１側へ、そしてユーティリティ線を殺菌デバイスに接続し得る第２側に戻るように、容易に経路付けられ得る。
【００４２】
分配チャンバには、特にＸ線に対する、放射線遮蔽体が設けられ得る。以下において、用語「Ｘ線」は、装置の動作中に発生した全ての種類の電磁波及び電磁放射線を含み、限定されないが電子衝突放射線を含む。分配チャンバの筐体は、例えば、鉛、タングステン、鋼鉄またはこれらの合金のような遮蔽材料から構成され得る。遮蔽体は、殺菌デバイスの動作中において、放射線からの分配素子のような分配チャンバ内に配設された構成要素の保護を提供する。また、放射線遮蔽体は、同様に、特に放射線遮蔽体が円錐状を有している場合に、給電デバイスの効果的な放射線保護を提供し得る。
【００４３】
別の実施形態において、少なくとも１つの固定した第２殺菌デバイスは、特にパッケージ容器の外面を殺菌するために、第１カルーセルと第２カルーセルとの間に配設されている。第２殺菌デバイスは、特に、パッケージ容器の搬送経路に沿って配設されており、パッケージ容器の入口点または出口点に沿って、第２カルーセルにまたは第２カルーセルから延在する。１以上の実施形態において、２つの第２殺菌デバイスは、それらの電子出口窓が互いを向く状態で配設されている。それら電子出口窓は、互いから距離をあけて配設されており、それにより、パッケージ容器のための間隙は、電子出口窓間に形成される。それらの電子雲は、間隙を満たす均一な電子雲を形成する。パッケージ容器は、間隙内に移送され、それにより、容器の外面を殺菌する。１以上の実施形態において、１つのみの第２殺菌デバイスを設け、パッケージ容器は、外面全体の殺菌を得るために、電子出口窓を通過するときに容器自身の軸回りに回転される。第２殺菌デバイスは、不動であり得る。
【００４４】
一実施形態において、少なくとも１つの第２殺菌デバイスは、内部殺菌と少なくとも部分的に重なって、パッケージ容器の外部殺菌を実行するように構成されている。これは、少なくとも１つの第２殺菌デバイスの領域であって対象物を殺菌する領域が、対象物を複数の第１殺菌デバイスによって殺菌する領域と少なくとも部分的に重なっていること、を意味する。したがって、第２殺菌デバイスは、第１カルーセルと第２カルーセルとの間で少なくとも部分的に延在し、同様に、第１回転軸と第２回転軸との間で少なくとも部分的に延在し得る。このような実施形態において、少なくとも１つの第２殺菌デバイスは、第１及び第２軸間の空間に少なくとも部分的に配設されている。
【００４５】
内部及び外部を同時に殺菌することは、第２殺菌デバイスが第１殺菌デバイスの殺菌雲と少なくとも部分的に重なる殺菌電子雲を形成するように構成されているという点で、実現され得る。
【００４６】
第２殺菌デバイスは、好ましくは、第１及び／または第２回転軸の回転軸に対して、例えば４５°から９０°の間、より詳しくは６０°から８０°の間など、傾斜した長手方向軸を有する。一実施形態では、回転軸をほぼ横切る。
【００４７】
本発明の別の態様は、複数のパッケージ容器を殺菌するための方法に関し、この方法は、電子ビーム照射によってパッケージ容器の内部を殺菌するように構成された複数の殺菌デバイスを支持する第１カルーセルを回転させるステップと、第１カルーセルと同軸の第２カルーセルを備える移送システムを用いて、パッケージ容器を移送するステップと、を備え、第１カルーセルは、第１回転軸を備え、第２カルーセルは、第１回転軸と同軸である別個の第２回転軸を備え、第１カルーセルは、第１回転軸を回転させるために第１回転軸に接続された第１駆動デバイスを用いて、回転される。方法は、特に、本発明の殺菌機械において行われ得、それに関して述べた効果及び利点をもたらす。
【００４８】
図２は、本発明の第１実施形態を示す。殺菌装置１０は、上側支持素子１６及び下側支持素子１８を有するフレーム（図示略）を備える。第１カルーセル２０は、図示した実施形態において上側カルーセルであり、上側支持素子１６によって支持されている。第２カルーセル４０は、下側カルーセルであり、下側支持素子１８によって支持されている。上側カルーセル２０及び下側カルーセル４０は、垂直軸である共通回転軸４回りに回転可能である。
【００４９】
第１カルーセル２０は、回転担持プレート２２を備えており、この回転担持プレートは、複数の第１殺菌デバイス５０を支持しており、これら第１殺菌デバイスは、電子線照射によってパッケージ容器２の内部を殺菌するように構成されている。第１殺菌デバイス５０は、好ましくは円形プレートである担持プレート２２の外周部に配設されている。第１カルーセル２０は、第１回転軸２８をさらに備える。軸２８は、固定した態様で、第１側において担持プレート２２に接続されており、他側において軸の筐体を用いて支持素子１６に連結されている。このため、第１回転軸２８は、回転可能な態様で、上側支持素子１６によって支持されている。
【００５０】
第１回転軸２８は、駆動シャフトとも称され得、回転する態様で、第１駆動デバイス３２によって駆動される。第１駆動デバイス３２は、歯を有する搬送バンド１４によって軸２８に連結されており、この搬送バンドは、軸２８に取り付けられた歯付ホイールを掴む。したがって、担持プレート２２は、第１駆動デバイス３２の動作を介して回転され得る。第１駆動デバイス３２は、フレームの上側支持素子１６に備え付けられている。
【００５１】
第２カルーセル４０は、円状移送経路に沿ってパッケージ容器２を案内する及び／または移送するための回転ホイールまたはプレート４２を備えており、それにより、容器それぞれは、容器を移送経路に沿って移送している間に殺菌デバイス５０のうちの１つと位置合わせされ得る。ホイール４２は、回転担持体または案内ホイール４２であり得る。ホイールは、例えば、パッケージ容器２を直接保持し得る、または、この実施形態におけるように、パッケージ容器２を搬送する及び／または保持するコンベア１２と係合し得る。
【００５２】
第２回転軸４４は、固定した態様で、ホイール４２に接続されている。第２回転軸４４は、第２駆動軸と称され得、回転する態様で、第２駆動デバイス４６によって駆動される。第２駆動デバイスは、第１駆動デバイスと同様の態様で第２軸４４に接続されている。したがって、第２駆動デバイスを駆動することによって、案内ホイール４２を回転させ得る。第２駆動デバイス４６は、フレームの下側支持素子１８に備え付けられている。第２回転軸４４は、下側支持素子１８によって回転可能な態様で支持されている。図２からわかり得るように、両駆動デバイスは、外側を向くようにプレートに各別に備え付けられている。
【００５３】
この実施形態において、第１回転軸２８及び第２回転軸４４は、互いに同軸であり、共通回転軸４回りに回転する。担持プレート２２は、第１回転軸２８の下端部分に接続されており、ホイール４２は、第２回転軸４４の上端部分に接続されている。軸２８、４４は、間隙によって離間されている。軸２８、４４間の距離は、少なくともパッケージ容器２の高さ、好ましくはパッケージ容器２の高さの少なくとも２倍に相当する。第１カルーセル２０及び第２カルーセル４０は、駆動デバイス３２及び４６それぞれによって互いに独立して駆動され得る。
【００５４】
殺菌装置１０は、第１カルーセル２０の回転移動を第２カルーセル４０の回転移動にまたはその逆に同期させるための同期デバイス（図示略）をさらに備える。このような同期デバイスは、例えば、機械的同期デバイスであり得る。しかしながら、同期デバイスは、好ましくは、制御ユニットを備えており、この制御ユニットは、位置合わせにおける偏差を測定する。この測定は、例えば、殺菌素子及び容器の位置を直接的にまたは間接的に用いて、第１及び第２カルーセル間の位置を測定することによって、なされ得る。一例において、センサは、ホイール４２及びプレート２２にある連続的に測定する位置マーカであり、これら位置を規定位置と比較する。上記測定の結果として生じた偏差は、処理するために制御ユニットに送られる。あるいはまたはさらに、回転速度を測定し得る。
【００５５】
制御ユニットは、１以上のフィードバックループを備え、偏差を比較して第１及び第２駆動デバイス３２、４６の動作を同期させる。動作中に、一のデバイスは、加速し得または減速し得、それにより、殺菌デバイス及び容器の位置が再び揃うまで、測定される偏差を減少させる。
【００５６】
さらに、同期デバイスは、動作停止されるように構成されており、それにより、第１カルーセル２０及び第２カルーセル４０を互いに独立して駆動させることを可能とする。したがって、第１カルーセル２０及び第２カルーセル４０は、同期した態様で、または同期していない態様で、選択的に駆動され得る。特に、同様に、一方のカルーセルのみ、すなわち第１カルーセル２０のみ及び／または第２カルーセル４０のみ駆動させることができる。
【００５７】
以下において、図３を参照して第１殺菌デバイス５０のうちの１つを説明する。第１殺菌デバイス５０は、同じ態様でほぼ構成されており、それにより、以下の説明は、他の第１殺菌デバイス５０にも適用される。第１殺菌デバイス５０は、電子ビームを放出するための電子ビーム放射器５２と、電子ビーム放射器５２に高圧電力を供給するように構成された給電デバイス６６と、を備える。電子ビーム放射器５２は、密封真空チャンバ５４と、電子ビームを発生させるために真空チャンバ５４内に配設された電子ビーム発生器５６と、真空チャンバ５４の長手方向端部にある電子出口窓５８と、を備える。
【００５８】
真空チャンバ５４は、細長い、特にほぼ筒状の形状を有する筐体６０を有する。筐体６０は、小横断面を有する第１筐体部分６２と、大横断面を有する第２筐体部分６４と、を備える。電子ビーム発生器５６は、加熱可能フィラメント及び／またはカソードを備えており、第２筐体部分６４内に配設されている。筒状の第１筐体部分６２は、棒状として説明され得、電子ビーム発生器５６と電子出口窓５８との間に電子加速領域を形成するように構成されている。電子出口窓５８は、第１筐体部分６２の端面に位置する。第２筐体部分６４は、給電デバイス６６に接続するためのインタフェースを有する。電子ビーム放射器５２の第２筐体部分６４と給電デバイス６６とは、互いに直接接続されており、第１回転軸２８の周囲に分布されている。
【００５９】
使用中において、フィラメントを加熱することによって電子ビームを発生させる。フィラメントを通して電流を供給すると、フィラメントの電気抵抗は、２０００℃のオーダーの温度までフィラメントを加熱させる。この加熱により、フィラメントが電子を放出させられる。カソードとアノードを構成する電子出口窓５８との間の電位差を用いて電子を電子出口窓に向けて加速させる。その後、電子は、電子出口窓５８を通過し、ターゲット領域、すなわちこの場合においてパッケージ容器２の内側に向かい続ける。特に、電子は、エネルギー損失散乱効果に起因して出口窓５８の周りに電子雲を発生させる。
【００６０】
カソードと電子出口窓５８との間の電位は、例えば、カソード及びフィラメントを給電デバイス６６に接続することによって、及び、電子出口窓５８を有する筐体６０を接地することによって、形成される。フィラメントは、同様に、フィラメントを通して電流を供給するために給電デバイス６６に接続される。カソードと電子出口窓５８との間の電圧は、７５ｋＶから１５０ｋＶのオーダーであり得る。
【００６１】
担持プレート２２は、回転軸４の周囲に等間隔で配列された複数の備付穴部を有する。電子ビーム放射器５２は、備付穴部を通過し、それにより、出口窓５８を有する第１筐体部分６２は、担持プレート２２の第１側２３である下側に突出する。第２筐体部分６４は、給電デバイス６６と同様に、担持プレート２２の第２側２４である上側に配設されている。別の実施形態において、担持プレート２２は、同様に、第２筐体部分６４を受けるのに適した備付穴部を有し得、それにより、上側にある給電デバイス６６をビーム放射器５２から分離する。このような実施形態において、担持プレート２２は、同様に、遮蔽材料を有しており、放射線が上側の上方の領域に放射されることを防止する。担持プレート２２は、鋼鉄または別の適切な安定材料であり、動作中に発生する機械的力に耐える。
【００６２】
殺菌サイクル中において、殺菌デバイス５０の第１筐体部分６２は、パッケージ容器２の内部を殺菌するために、パッケージ容器の開口部を通してパッケージ容器２内に挿入される。
【００６３】
図１に示すように、昇降デバイス４８（部分的にのみ示す）は、垂直方向に沿って第１殺菌デバイス５０に向けて及び第１殺菌デバイスから離間するようにパッケージ容器２を移動させるように設けられている。殺菌デバイス５０は、パッケージ容器２が案内ホイール４２と共に移動している間、パッケージ容器２内に挿入される。案内ホイール４２は、担持ホイール２２と同期して回転する。パッケージ容器２それぞれは、第１殺菌デバイス５０と共に同期して移動され、それにより、第１殺菌デバイス５０の長手方向軸をパッケージ容器２の長手方向軸と位置合わせしたままとする。
【００６４】
容器２が垂直移動している間、容器２の内面は、容器２の遠端へ下までして殺菌される。放射電子は、エネルギー損失散乱効果に起因して電子雲を出口窓５８の周りに発生させる。上記雲を通過してある期間にわたってそこにいる容器２の表面部分ごとに、殺菌する。したがって、電子ビーム放射器５２は、容器２の内部の内面だけではなく外面の一部、特に容器２の開口部近傍も殺菌し得る。
【００６５】
容器の表面の一部が電子ビーム放射器５２によって発生した電子雲内にあるままとしなければならない期間（殺菌時間）は、微生物物質すべてを排除するのに十分に高くなければならない。すなわち、容器のうち殺菌される部分それぞれは、十分に高い放射線量まで曝されなければならない。このような放射線量（及び対応する殺菌時間）は、とりわけ、電子ビーム放射器５２とパッケージ容器２との間の移動速度、電子電圧、電子電流、ガス組成、容器内及び容器周囲での密度、ビーム放射器と容器との間の直径または距離、容器の形状、並びに、電子窓を通る電子の分布、に依存し得る。
【００６６】
第１回転軸２８は、軸に沿って長手方向に延在するチャネル３０を有する中空軸として構成されている。第１回転軸２８は、担持プレート２２の第２側２４、すなわちこの場合において上側に配置されている。給電デバイス６６は、同様に、担持プレート２２の第２側２４、すなわち第１回転軸２８と同じ側に配設されている。チャネル３０は、担持プレート２２の第１側２３、すなわち下側と連通する。担持プレート２２は、第１回転軸２８と同軸の中央貫通孔を有する。
【００６７】
分配チャンバ３４は、第１回転軸２８の長手方向端部において、特に第１回転軸２８の下で、担持プレート２２の第１側２３に配設されている。分配チャンバ３４は、ほぼカップ状の筐体を備えており、この筐体は、好ましくは、担持プレート２２の第１側２３においてチャネル３０を完全に閉鎖する。すなわち、チャネル３０と担持プレート２２の第１側２３に延在する殺菌領域との間には、接続がない。分配チャンバ３４は、チャネル３０に向かう第１開口部と、特に第１回転軸２８の径方向外側の領域において担持プレート２２の第２側２４に向かう少なくとも１つの第２開口部と、を有する。担持プレート２２は、第１回転軸２８を囲む領域において複数の貫通孔２６を有しており、それにより、分配チャンバ３４の内部と担持プレート２２の第２側２４との間に経路を設ける。分配チャンバ３４は、チャネル３０から第１側２３を通して担持プレート２２の第２側２４まで経路を設け、第１側２３に沿う経路は、好ましくは、分配チャンバ３４の筐体によって完全に閉鎖されている。
【００６８】
分配チャンバ３４は、第１殺菌デバイス５０への電気及び／または冷却流体のような少なくとも１つのユーティリティを分配するための分配デバイス３６を収容する。分配デバイス３６は、少なくとも１つのユーティリティを非回転ユーティリティ線から回転している殺菌デバイス５０に分配するために、自在軸受を備える。ユーティリティ、特に電気を分配することは、同様に、少なくとも１つのスリップリングを用いて実現され得る。特に、分配デバイス３６を保護するために、分配チャンバ３４の筐体には、電子ビーム放射器５２によって発生したＸ線に対する、放射線遮蔽体３５が設けられ得る。放射線遮蔽体３５は、例えば鉛、タングステンまたはこれらの合金のような材料を用いるなど、一般的に公知の態様でなされる。
【００６９】
第１殺菌デバイス５０は、連続的に動作される、すなわち、電子放射は、殺菌サイクル間で停止されない、すなわち、電子放射は、同じ殺菌デバイス５０によって殺菌されている２つのパッケージ容器２間でも、動作し続ける。本発明の好ましい実施形態において、殺菌機械は、安全ユニットを備えており、この安全ユニットは、第１殺菌デバイス５０を動作させ続けているならば、第２カルーセル４９が静止状態にあっても、第１殺菌デバイス５０と共に第１カルーセル２０を回転させ続ける。すなわち、安全デバイスは、第１殺菌デバイスが動作している間に第１カルーセル２０が静止することを防止し、それにより、パッケージ容器２の過熱を防止する。
【００７０】
図１に示すように、殺菌装置１０は、複数の回転する第１殺菌デバイス５０に加えて、少なくとも１つの第２の不動殺菌デバイス７０を備える。第１殺菌デバイス５０は、主として、内部殺菌のために使用され、少なくとも１つの第２殺菌デバイス７０は、パッケージ容器２の部分的外部殺菌のために使用される。第２殺菌デバイス７０は、好ましくは、パッケージ容器２の外部及び内部の殺菌を同時に行う場合に重なっている殺菌領域が設けられるように配設されている。殺菌デバイス７０は、それぞれが矩形状出口窓を有する２つのビーム放射器を備える。第２殺菌デバイス７０は、パッケージ容器２の搬送経路に沿って配設されている。両放射器の出口窓は、互いに向き合っており、パッケージ容器は、出口窓間の領域を通過している。不動殺菌デバイス７０の両放射器は、平坦面に対して若干傾けられており、または、傾斜されており、これは、これら出口窓が互いに平行ではなく垂直面から傾けられていることを意味する。さらに、第２殺菌デバイスの長手方向軸は、容器２の長手方向軸を横切らない。その結果、第２殺菌デバイス７０の放射器の長手方向軸は、回転軸４または容器２の長手方向軸に向けて約４５°から約９０°、好ましくは６０°から８０°の間の角度を有し得る。その結果、容器が殺菌デバイス７０の放射器によって対象とされた領域に入ると、容器２の開口部に近接する外面をまず殺菌する。外面のうち容器２の遠端に近接する部分は、両放射器の領域を通過するときに殺菌される。
【００７１】
この配置によって、容器２の内部及び内面をまず殺菌する。容器が第２殺菌デバイス７０に入る領域において、第１殺菌デバイス及び第２殺菌デバイスのうちの一方によって、共通の電子雲及び無菌または殺菌領域を発生させる。
【００７２】
本発明の殺菌装置１０は、好ましくは、液体または部分液体食品をパッケージ容器２内に充填するための充填機械の上流側に配設されている。パッケージ容器２は、例えばベルトまたはチェーンを備えるコンベア１２を用いて搬送される。殺菌機械１０の出口において、パッケージ容器は、殺菌されており、充填する準備が整う。
【００７３】
本発明にかかるデバイスは、充填機械の照射チャンバ内に配設され得る。充填機械は、内容物をパッケージ容器内に充填するための少なくとも１つの充填ステーションと、充填後に開口部を封止するための少なくとも１つのステーションと、を備える。本発明は、例えば本出願人によって出願された特許文献２で説明されているような殺菌デバイスに適用され得る。パッケージ容器の内部殺菌中に、パッケージ容器と放射器との間で相対移動を形成する。複数の放射器は、回転するように構成されたカルーセルなどに設けられている。パッケージ容器は、例えばコンベアを介して搬送されており、カルーセルに到達し、（回転している）放射器のうちの１つに取り付けられる。カルーセルが１回転のうちの少なくとも一部分をしている間、パッケージ容器の内部表面の殺菌を行う。そして、パッケージ容器を適切な放射器からまたはカルーセルからそれぞれ取り外し、充填して封止するために無菌チャンバ内に移送される。無菌チャンバの入口は、パッケージ容器の外面殺菌をするための放射器を有し得る。
【符号の説明】
【００７４】
２  パッケージ容器
４  回転軸
１０  殺菌機械
１２  コンベア
１４  ベルト
１６  上側支持素子
１８  下側支持素子
２０  第１カルーセル
２２  担持プレート
２３  第１側
２４  第２側
２６  貫通孔
２８  第１回転軸
３０  チャネル
３２  第１駆動デバイス
３４  分配チャンバ
３５  放射線遮蔽体
３６  分配デバイス
４０  第２カルーセル
４２  案内ホイール
４４  第２回転軸
４６  第２駆動デバイス
４８  昇降デバイス
５０  第１殺菌デバイス
５２  電子ビーム放射器
５４  真空チャンバ
５６  電子ビーム発生器
５８  電子出口窓
６０  筐体
６２  第１筐体部分
６４  第２筐体部分
６６  給電デバイス
７０  第２殺菌デバイス
【図１】
0006563944.tif 000002
【図２】
0006563944.tif 000003
【図３】
0006563944.tif 000004