(57)【要約】【課題】粉体に対して低エネルギー電子線で無菌化効率を向上させること。【解決手段】空気流を搬送媒体として粉体流１５を搬送するダクト２と、ダクト２の中に電子線透過窓５を介して電子線を導入する電子線生成器１とから構成されている。加速された電子は、粉体化され粉体を構成する微粒子に効果的に侵入して貫通し、微粒子内に存在する微生物を効果的に殺戮する。搬送用の空気は、電子ビームに電子散乱性を与え、且つ、空気中の微生物も殺菌される。【選択図】　　　　　図１
2004105300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体を搬送媒体として粉体流を搬送するダクトと、
前記ダクトの中に電子線透過窓を介して電子線を導入する電子線生成器
とを具える殺菌装置。
【請求項２】
前記粉体流を噴流化するノズル
を更に具える請求項１の殺菌装置。
【請求項３】
気体を圧縮して気流を生成する圧縮機と、
前記粉体を供給する供給口と、
前記供給口に接続し圧縮気体と前記粉体を混合する混合室とを更に具え、
前記混合室は前記ノズルの上流側に配置されている
請求項２の殺菌装置。
【請求項４】
前記圧縮機は、前記電子線透過窓より上流側に配置されている
請求項３の殺菌装置。
【請求項５】
前記電子線透過窓が対向するダクト内対向面の側に電子線を反射する反射板が配置されている
請求項１〜４から選択される１請求項の殺菌装置。
【請求項６】
前記電子線照射器と前記電子線透過窓は、前記ダクトの両側に配置されている
請求項１〜４から選択される１請求項の殺菌装置。
【請求項７】
前記電子線照射器と前記電子線透過窓は、鏡面対称に配置されている
請求項６の殺菌装置。
【請求項８】
前記気体は不活性ガスである
請求項１〜７から選択される１請求項の殺菌装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、殺菌装置に関し、特に、粉体に付着し生存する微生物を殺戮する殺菌装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地球規模的にネットワーク化される市場に投入される医薬品、食料品のような人体内投入医学生理学的物質は、その量がますますに増大している。複雑にネット化される近未来の量産システムは、生産、管理、流通、販売の任意のプロセスで、人体内投入医学生理学的物質が無菌状態に一分の隙なしに保持されることが肝要である。そのような無菌状態の保持のためには、初期のプロセスで無菌化されることが重要である。ここで、無菌化は、人体内で増殖し人体に悪影響を与える物質の医学生理学的作用の無効化を意味する。ここで、菌は、カビ、その他の菌類を含む細菌、ウイルスのような自己増殖物質、他の細胞の作用を受けて自己増殖するタンパク質のような化学物質（広義の微生物）を意味する。
【０００３】
無菌化技術又は殺菌技術として、加熱殺菌、急冷殺菌、乾燥殺菌、水洗浄、化学薬品投入が知られている。これらの殺菌技術は、化学薬品、水、加熱・冷却用媒体が必須に用いられ、使用後の処理（例示：水排水）が困難であり、設備コストとランニングコストの増大を招いている。このような化学的処理技術に代わって、紫外線照射、γ線照射による物理的殺菌の技術が有望視されている。極めて低いエネルギー線である紫外線は、そのエネルギーの低さのため、殺菌能力に限界がある。一方、高エネルギー線であるγ線は、微生物透過性が高くそのエネルギーの高さの割には殺菌効果が弱く、殺菌のために使われずに透過する高エネルギー線は周囲環境を放射性物質に変える環境悪化効果が顕著に現れる。高エネルギー線発生装置は、その設備コストが顕著に大きい。電荷を持たない光粒子であるγ線は、減衰せずに物体を透過する。
【０００４】
電子線は、著しい殺菌効果を示すことが本発明者により改めて気づかれた。電子線を生成する電子線生成器のコストは、γ線生成器のコストに比べて桁外れに低い。γ線は、放射性物質、特に、コバルト６０により生成される。電子線は、電荷を持ち物質に対する透過性が低く、１個の電子は、微生物のＤＮＡを一撃で破壊する。そのような電子線のエネルギー（電子１個のエネルギー）は、３００ｋｅＶ以下であり得る。高エネルギー線は透過性が高いが、透過性が低い低エネルギー線はその微生物破壊効果が高い。
【０００５】
透過性が低い低エネルギー電子線は、厚い物体の中に浸透しない。低エネルギー（例示：３００ｋｅＶ以下）の電子線は、殺菌が強く求められ大量に市場に投入される小麦粉がその通常の流通過程におかれる状態の０．５ｍｍ以上の厚みの小麦粉層を貫通しない。そのエネルギーを高くすることにより、この厚みを大きくすることができるが、いずれにしても、ベルトコンベアで現実的に形成することができる厚さである数ｍｍは透過しない。ベルトコンベアの搬送面に０．５ｍｍ以下の厚さで小麦粉層を形成することは困難である。電子線により穀類に対して殺菌処理を行う技術は、最近の技術である（後掲公報参照）。
【０００６】
粉体に対して低エネルギー電子線で無菌化効率を向上させることが求められる。無菌化効率を向上させることができる状態の殺菌対象物質に対して低エネルギー電子線を適用することが特に望まれる。
【０００７】
【特許文献１】
日本国特許公開２０００−２５４４８６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、粉体に対して低エネルギー電子線で無菌化効率を向上させる技術を確立することができる殺菌装置を提供することにある。
本発明の他の課題は、無菌化効率を向上させることができる状態の殺菌対象物質に対して低エネルギー電子線が適用される殺菌装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
その課題を解決するための手段が、下記のように表現される。その表現中に現れる技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複数の形態又は複数の実施例のうちの少なくとも１つの実施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現されている技術的事項に付せられている参照番号、参照記号等に一致している。このような参照番号、参照記号は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このような対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されることを意味しない。
【００１０】
本発明による殺菌装置は、気流を搬送媒体として粉体流（１５）を搬送するダクト（２）と、ダクト（２）の中に電子線透過窓（５）を介して電子線を導入する電子線生成器（１）とから構成されている。加速された電子は、粉体化され粉体を構成する微粒子に効果的に侵入して貫通し、微粒子内に存在する微生物を効果的に殺戮する。搬送用の気流（例示：空気流、不活性ガス流）は、電子ビームに電子散乱性を与え、且つ、空気中の微生物も殺菌される。
【００１１】
粉体流（１５）を噴流化するノズル（１３）が効果的に追加される。気体を圧縮して気流を生成する圧縮機（８）と、粉体を供給する供給口（１１）と、供給口（１１）に接続し圧縮気体と粉体を混合する混合室（１２）とが追加されることが更に効果的である。混合室（１２）は、ノズル（１３）の上流側に配置されることが好ましい。圧縮機（８）は、電子線透過窓（５）より上流側に配置されていることが好ましい。
【００１２】
電子線透過窓（５）が対向するダクト内対向面の側に電子線を反射する反射板が配置されることは、エネルギー低減のために効果的である。電子線照射器（１）と電子線透過窓（５）は、ダクト（２）の両側に配置されることは、エネルギー低減のために更に効果的である。この場合には、電子線照射器（１）と電子線透過窓（５）は、鏡面対称に配置される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図に対応して、本発明による殺菌装置は、粉流ダクトに電子線照射器が併設されている。その電子線照射器１は、図１に示されるように、粉流ダクト２に電子線透過窓を介して結合している。電子線照射器１は、真空容器本体３と、真空容器本体３の中の真空室に電子を放出する電子離脱電極を有する電子離脱器４と、その真空室の中で電子離脱器４から離脱する電子をその真空室の中で加速して電子線を生成する加速電極（図示されず）とを構成している。その真空室は、電子線透過窓５を介して粉流ダクト２の中の粉体流路６に接続している。電子線透過窓５を形成する材料として、Ｔｉ薄膜が好適に例示される。そのＴｉ薄膜の薄さとして、０．１ｍｍ以下であることが必要であり、実際には１２μｍ程度の薄膜が用いられている。
【００１４】
粉体流生成器７は、粉流ダクト２の上流側末端部位に配置されている。粉体流生成器７は、エア圧縮供給器８と、エア圧縮供給器８に空気を導入するエア供給管９と、小麦粉供給管１１と、エア圧縮供給器８が圧縮して送出する高圧空気と小麦粉供給管１１から供給される小麦粉を混合する混合室１２と、混合室１２より下流側に配置される粉体流を噴流的に生成して粉流ダクト２の中に送出する粉体噴流生成ノズル１３とから構成されている。エア圧縮供給器８として、圧縮用送風フアンが好適に用いられ、多数の羽根ブレードにより構成される圧縮用タービン（過給機）が用いら得る。
【００１５】
粉体噴流生成ノズル１３の小麦流噴出口１４から噴出される小麦粉空気混合噴流は、小麦流噴出口１４から拡径的に噴出して円錐状小麦粉ビーム１５を形成する。電子線照射器１で生成され電子線透過窓５を透過する電子線は、円錐状小麦粉ビーム１５の中心線に対して概ね直交する向きに飛行し適正飛行距離（飛程）を有して円錐状小麦粉ビーム１５に入射する。
【００１６】
電子線透過窓５を透過した時点の電子線のエネルギーの最大値は、３００ｋｅＶより小さい。このような低エネルギー電子線は透過力が小さく、空気に衝突して散乱し、任意の一点で有効散乱範囲角度θを持って散乱的に空気層を透過する。このような散乱的透過は、現象としては、電子波の回折現象に類似している。小麦粉ビームである粉体流を形成する個々の粒子塊は、０．５ｍｍ以下に調整されていることが望ましい（小麦粉の個々の固体の直径は微小である。）。個々の粉体塊に衝突する１個の電子は、その粉体塊を透過する。１個の粉体塊を透過する無数の電子の１個は、その粉体に付着し含まれている微生物群のうちの１個の個体細胞を直撃する。粉体を搬送する空気の電子散乱性は、粉体流路６の特定体積領域の全局所点の通過の保証を強化する。散乱する電子は、あらゆる領域部分に均一分布的に浸透し全微生物を攻撃する。電子線透過窓５の対向面に向かって飛行する電子線は、エネルギー的に減衰し、ますますに非透過性を増大してより多くが粉体に吸収され、最後まで吸収されない電子線は電子線透過窓５の対向面にようやく到達する。
【００１７】
このような電子線の有効利用のためには、１点鎖線で示されるように、粉体流路６の中心面に対して鏡面対称に他の電子線照射器１を配置して追加することが好ましく、この追加は顕著に効果的である。電子線照射器１の追加は、２つの電子線照射器１の出力エネルギーを更に弱くすることができ（例示：半減）、装置コストを更に低減し、且つ、粉流ダクト２の周面に現れる電子を消去する消去技術又は電子線が放出するＸ線を遮蔽する遮蔽技術の装置負担を軽減することができる。
【００１８】
電子線照射器１の追加が実施されない場合には、電子線透過窓５の対向面に電子線を反射させる電子線反射板を粉流ダクト２の内面側に配置することが顕著に好ましい。電子線反射板で反射する電子線は、殺菌用電子線として粉体流路６の中に再度に浸透して再入射する。
【００１９】
空気流の使用は、電子線散乱性と粉体搬送性との両物性を同時に成立させる一石二鳥の効果を発揮する。空気中の微生物の殺菌が同時的に行われるので、空気利用の弊害の発生を未然に抑止する効果が更に追加的に発揮される。
【００２０】
３つの電子線照射器１が粉流ダクト２の周囲に等角度間隔で配置されることは好ましい。この場合には、粉流ダクト２は、その断面が正三角形又は円に形成される。エア圧縮供給器８は、下流側に配置されることが可能である。この場合、エア圧縮供給器８は吸引タービンとして構造化される。電子線ビームは、その断面が粉体流路６の中で円形又は矩形になるように、既述の電子離脱電極は、広域的グリッド電極又は格子状電極として形成され、電子線は電子線束状電子ビームに加速成形されることが可能である。
【００２１】
ダクト２が曲折され、特に、直角に曲げられ、流れ方向に対して真正面に対向する電子線透過窓から流れに逆行する向きに電子線を粉体流に照射すること、又は、流れ方向に対して後追いして流れに順行する向きに電子線透過窓から電子線を粉体流に照射することは、電子線をその飛程の全てで用いることができる点で顕著に有効である。
【００２２】
本発明による殺菌装置は、粉体が小麦粉に限られず、穀類一般に適用され得る。本発明による殺菌装置は、穀類一般に限られず、内服医薬品、医薬塗布剤、タンパク質（例示：コラーゲン）のような医学生理学活性物質、カルシウム粉体のような人体構成物質、グルタミン酸ソーダ、山椒粉のような調味料、微生物培養剤、液状化前の紛状中間製品（例示：コーヒー粉、きなこ）、その他の物質に適用され得る。搬送媒体は、空気に限られず、不活性ガス（例示：窒素ガス）の使用が有効である。
【００２３】
【発明の効果】
本発明による殺菌装置は、粉体付着微生物を効果的に殺戮し、且つ、装置コストが低減する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による殺菌装置の実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１…電子線照射器
２…ダクト
５…電子線透過窓
８…空気圧縮機
１１…供給口
１２…混合室
１３…ノズル
１５…粉体流
【図１】
2004105300.tif 000003