(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒状の被照射体を、筒状に構成された被照射体通路内の周辺部分に分布させた状態で、この筒状被照射体通路に沿って移動させつつ、この筒状被照射体通路の外側の全周方向から前記の粒状の被照射体に電子線を照射するとともに前記の粒状の被照射体は前記の被照射体内の軸の回りに回転させられることを特徴とする粒状被照射体の殺菌方法。
【請求項２】
粒状の被照射体を、筒状に構成された被照射体通路内の周辺部分に分布させた状態で、この筒状被照射体通路に沿って移動させつつ、この筒状被照射体通路の外側の全周方向から前記の粒状の被照射体に電子線を照射するとともに前記の粒状の被照射体は前記の筒状被照射体通路内において螺旋状に移動することを特徴とする粒状被照射体の殺菌方法。
【請求項３】
前記の粒状の被照射体は、前記の被照射体内の軸の回りに回転させられることを特徴とする請求項２に記載した粒状被照射体の殺菌方法。
【請求項４】
粒状の被照射体を通過させる為の被照射体通路と、この被照射体通路内で前記の被照射体に含まれる軸の回りに前記の被照射体を回転させる被照射体回転手段と、前記の被照射体通路を取り囲んで設けられており真空領域を構成する真空容器と、この真空容器の内部で前記の被照射体通路を取り囲んで設けられており電子を放出する陰極と、前記の真空容器の内部で前記の被照射体通路を取り囲んで設けられており前記の陰極から放出された電子を加速する電子加速手段と、前記の被照射体通路を取り囲んで設けられており前記の電子加速手段によって加速された電子を前記の真空容器の外部に透過させる電子透過窓とを含んで構成されていることを特徴とする粒状被照射体殺菌装置。
【請求項５】
前記の電子透過窓を透過した電子の進行方向と前記の被照射体通路との成す角度を大きくする様に作用する電子集中手段を含んで構成されていることを特徴とする請求項４に記載した粒状被照射体殺菌装置。
【請求項６】
前記の陰極から前記の電子透過窓に至る電子軌道がコーン状であることを特徴とする請求項４又は請求項５のいずれか１項に記載した粒状被照射体殺菌装置。
【請求項７】
前記の電子透過窓に前記の被照射体又は前記の被照射体に含まれる異物が接触するのを防止する機能を有する被照射体接触防止手段を含んで構成されていることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか１項に記載した粒状被照射体殺菌装置。
【請求項８】
前記の被照射体接触防止手段は、前記の電子透過窓と前記の被照射体通路との間に於いて、前記の被照射体の幅よりも狭い開口の穴又はスリットを有する部分を含んで構成されていることを特徴とする請求項７に記載した粒状被照射体殺菌装置。
【請求項９】
前記の被照射体接触防止手段は、前記の電子透過窓と前記の被照射体通路との間に於いて、前記の電子を透過する箔を有する部分を含んで構成されていることを特徴とする請求項７又は請求項８のいずれか１項に記載した粒状被照射体殺菌装置。
【請求項１０】
前記の被照射体接触防止手段は、前記の電子透過窓と前記の被照射体通路との間に於いて、開口部分を有する回転体を含んで構成されていることを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか１項に記載した粒状被照射体殺菌装置。
【請求項１１】
前記の被照射体接触防止手段は、前記の被照射体又は前記の被照射体に含まれる異物を前記の被照射体通路に押し戻す方向に流体を流す機構を含んでいることを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載した粒状被照射体殺菌装置。
【請求項１２】
前記の被照射体回転手段はガス噴出口から圧縮ガスを噴出する機構を含んで構成されていることを特徴とする請求項４から請求項１１のいずれか１項に記載した粒状被照射体殺菌装置。
【請求項１３】
前記の被照射体通路内で前記の被照射体を螺旋状に移動させる手段を設けたことを特徴とする請求項４から請求項１２のいずれか１項に記載した粒状被照射体殺菌装置。
【請求項１４】
前記の被照射体通路を構成する表面の内の少なくとも１個の表面から放出した流体を前記の被照射体に吹き付けて前記の被照射体を回転させるるように構成されていることを特徴とする請求項４から請求項１３のいずれか１項に記載した粒状被照射体殺菌装置。
【請求項１５】
前記の電子透過窓は、前記の被照射体通路内に在る前記の被照射体からその進行方向に見えないように構成されたことを特徴とする請求項４から請求項１４のいずれか１項に記載した粒状被照射体殺菌装置。
【請求項１６】
前記の粒状の被照射体は、電子線を照射される位置において、鉛直上方から鉛直下方に移動させられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載した粒状被照射体の殺菌方法。
【請求項１７】
前記の粒状の被照射体は穀物であることを特徴とする請求項１、又は請求項２、又は請求項３、又は請求項１６のいずれか１項に記載した粒状被照射体の殺菌方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、粒状の物体、特に穀物、を筒状の通路内の周辺部分で移動させながら通路の全周方向から比較的低エネルギーの電子を粒状の物体に照射する事によって粒状の物体の表面に付着した細菌を殺菌する方法、及び、これに用いる粒状被照射体殺菌装置であって、特に、穀物の表面のみに万遍無く低エネルギーの電子線を照射して、穀物の内部に電子線を到達させないことで品質の劣化を防止した状態で、穀物の表面をより完全に殺菌するとともに、殺菌処理速度を増した殺菌方法及び殺菌装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
粒状物体の内で粒径が小さなものは所謂粉体として扱われているが、粒状物体であることには変わりなく、粒径が電子の飛程よりも大きなものは所謂粒状物体として扱うことができる。公開特許公報、特開平１−１９２３６２号には粉体としての粒状物体を気体によって浮遊状態に保持して電子線などの放射線を照射して小麦粉、香辛料など食品の滅菌、殺菌を行う装置が開示されている。更に、公開特許公報、特開平８−５２２０１号には粉体としての粒状物体を粉体搬送室内において下方から流入した気体によって浮上させ、流動化させた状態で電子線を粒子全体に万遍無く照射して均一に殺菌する装置が開示されている。この装置では透過力が弱い電子線による殺菌効果ムラを防止する旨の記述があり、浮上させられ、流動化させられた粒子が回転しながら移動していることを示唆している。
これらいずれの場合も、殺菌処理速度が小さいことは明らかである。
【０００３】
又、公開特許公報、特開平１０−２１５７６５号には、穀物である粒状物体を縦方向及び横方向に同時に振動させることによって回動させながら、穀物である粒状物体の表面に低エネルギーの電子線を均一に照射することによって均一に殺菌する方法が開示されている。照射する電子線のエネルギーが、玄米や小麦などに対しては１６０〜２５０ｋｅＶであり、籾や殻付蕎麦豆類などに対しては２００〜２５０ｋｅＶである「ソフトエレクトロン」を照射することで、これらの穀物の表面に付着している微生物を効率良く殺菌することが出来、穀物の内部には電子線が到達せず、穀物の品質を低下させない旨が開示されている。この方法も、殺菌処理速度が小さいことは明らかである。
【０００４】
公開特許公報、特開平１１−５２１００号には、多数の顆粒状物としての粒状物体を薄膜状に広げて落下させながら、その両側から２００ｋｅＶ以下のエネルギーの平面状に分布する電子線を照射することによって顆粒状物を殺菌する装置が開示されている。この装置では、多数の顆粒状物を薄膜状に広げて落下させることによって、電子線が照射されない陰の部分が生じるのを防止して、多数の顆粒状物の全体に万遍無く電子線を照射することができる旨の記述がある。また、顆粒状物を単層（換言すれば一列）又はそれに近い状態で落下させるものが好ましい旨の記述もある。これは、粒状の被照射体の処理能力を増そうとすると装置の幅が大きくなり、装置全体が大きくなることを意味している。
【０００５】
公開特許公報、特開平１１−１０１９００号には、粉体又は粒体をケーシング内のスクリューコンベヤによって攪拌しつつ連続的に移送しながら平面状に分布する低エネルギーの電子線を照射することによって処理能力を増した電子線照射装置が提案されている。この方法では、殺菌処理速度は増加することが考えられるが、粒状の被照射体が重なる部分も生じるので低エネルギーの電子線によって各粒状被照射体の全表面を完全に殺菌するのは極めて困難である。
【０００６】
公開特許公報、特開平１１−１０９１００号には脱穀前後の麦、小麦、そば、その他、香辛料などの、球よりも細長い粒状の被照射体を、上下２段に構成された２台のコンベアによって移動させながら、平面状に分布する低エネルギーの電子線を上方から照射することによって殺菌する装置が提案されている。この提案では、２台のコンベアを反対方向に作動させて、同一の電子線照射装置によって粒状の被照射体に往復２回の電子線照射をしようとしている。これは、電子線が一方向から照射されるために被照射体の全表面を均一に照射するのが困難であることを解決しようとした苦肉の策であり、装置が複雑で大きくなることを避けられない。
【０００７】
公開特許公報、特開２０００−２５４４８６号には、茶葉、米、麦、大豆、小豆などの食品、その他の粒状の被照射体を、搬送路において上方向と下方向と横方向の３方向から気体を吹き込むことによって浮上させて運搬しながら、この粒状の被照射体に低エネルギーの平面状に分布する電子線を照射する方法が提案されている。この方法では、粒状の被照射体を浮上させて運搬する為に、３方向の気体の流量や流速を絶えず独立に調節する必要があり、装置が複雑になるだけでなく、安定な動作が困難で、均一な殺菌を続けることが困難である。また、処理速度を増すことが難しい。
【０００８】
公開特許公報、特開２０００−３０４９００号には、麦、米、豆、そば、胡椒といった穀物や、香辛料などの粒状体を、振動板表面に凹凸を有し水平に又は傾斜して設けられた振動コンベアで搬送することによってこれらの粒状の被照射体を回転させながら搬送した状態で、低エネルギーの平面状に分布する電子線を照射する方法が提案されている。この装置も複雑であるだけでなく、これらの粒状の被照射体の表面を完全に均一に照射しようとすると処理速度を高めることが困難となる。
【０００９】
上記の従来例は、いずれの場合も粒状の被照射体の全表面にわたって完全に且つ均一に低エネルギーの電子線を照射しようとすると処理速度を大きくすることが出来ず、反対に処理速度を増した場合には照射ムラができるという相反する問題があった。この原因は、従来使われてきた電子線照射装置が一方向から平面状に分布した電子線を放出するものしか存在しなかったことに原因している。本発明では、円周方向から均一に電子ビームを照射できる電子線照射装置を開発し、これを使って円周上に薄い層を成して分布しながら移動する粒状の被照射体に外周方向から均一に電子線を照射することによって上記の相反する問題を解決している。
【０００１０】
次に、従来使用されてきた電子線照射装置について述べる。従来の電子線照射装置は、例えば、特開平１１−１９１９０号に記載されているように、固定されたドラム管状の真空容器の中に直線状の金属フィラメントを取付け、これを通電加熱することによって放出される熱電子を５００ｋＶ以下の電圧で加速し、薄い金属箔で出来た平板状の電子透過窓を透過させて、大気中にある被照射体に電子線を照射するようになっている。従来の電子線照射装置の概略の横断面図を図１０に示している。図１０において、１００１は真空容器であり、１００３は電子銃構造体であり、１００２は電子銃構造体１００３等を支持するターミナルであり、１００４は陰極フィラメントであり、１００５はグリッドであり、１００６は電子を透過させる電子透過窓である。陰極フィラメント１００４から放出された電子がグリッド１００５に印加された電位差で加速され、更に電子透過窓１００６との間に印加された５００ｋＶ以下の電位差で加速されて電子透過窓１００６を透過する。透過した電子線Ｂ０１は照射室内において矢印１００９の方向から矢印１０１０の方向に移動する被照射体１０１１に照射される。この装置は大型であり、電子線の照射方向が一定となっているのでシート状の被照射体に電子線を照射する場合には適するが、粒状の形状をした物体に電子線を照射するのには適さない。この電子線照射装置を用いた粒状物体の殺菌装置では、上述した二律相反の問題が生じることを避けることが出来なかった。また、電子透過窓は粒状の被照射体通路の表面と対面しており、被照射体の衝突や被照射体に含まれる異物の飛来等によって電子透過窓が破損して信頼性が無いと言う問題があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
解決しようとする課題は、粒状の形状を有する被照射体の内部を変質させることなく、粒状の被照射体の全表面にわたって均一に電子線を照射して、粒状の被照射体の全表面を完全に殺菌でき、且つ、殺菌処理速度が大きくて、信頼性が高く、広い設置場所を要しない粒状物体の殺菌方法及びそれに用いる粒状物体殺菌装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明では、筒状の被照射体通路を取り囲んで設けられており高真空状態に維持された真空容器内に設けられた環状の陰極から放出された電子を、前記の筒状の被照射体通路を取り囲んで設けられた電子通過孔を有する環状の陽極との間で加速してコーン状の軌道で走行させた後に、前記の筒状の被照射体通路を取り囲んで設けられた環状の電子透過窓を透過させ、透過した電子を前記の筒状の被照射体通路の全周方向から前記の筒状の被照射体通路内に向かう方向に偏向させる電子集中手段と、粒状の被照射体を前記の筒状の被照射体通路内で回転させながら移動させる被照射体回転手段とを用いることにより、被照射体通路内を回転しながら通過する粒状の被照射体の全表面に万遍無く電子を衝突させて、被照射体の全表面を完全に能率よく殺菌する方法と、それに使う殺菌装置を提案している。
【００１３】
上記の電子集中手段の一つとして前記の筒状の被照射体通路と同軸的に配設した磁石を用いることにより、筒状の被照射体通路に平行な磁束密度成分と筒状の被照射体通路の中心軸に向かう磁束密度成分とを有する空間を形成し、この空間に電子を走行させて、これらの磁束密度成分と電子との相互作用により、電子が、走行するに従って筒状の被照射体通路の中心軸の回りでの強い回転力を受けるとともに筒状の被照射体通路の中心軸に近づくようになっている。
【００１４】
前記の粒状の被照射体は、前記の筒状の被照射体通路に於いて螺旋状の被照射体ガイドを有する回転移送器によって前記の筒状の被照射体通路内を螺旋状に移動しながら鉛直下方に移動させられるとともに、螺旋状の被照射体ガイドの間にある多数のガス噴出口から高速度で圧縮ガスを噴出する被照射体回転手段によって自らに含まれる軸の回りに高速度で回転させられる。このような被照射体回転手段によって、粒状の被照射体は自転と公転の両方の回転をしながら前記の筒状の被照射体通路を鉛直下方に移動させられるが、この筒状の被照射体通路の外周から均一に電子線が照射されるので、この粒状の被照射体の表面は低エネルギーの電子線によって均一に処理される。被照射体の表面層の密度がおよそ１ｇ／ｃｍ３とすると、照射された電子線はおよそ０．１ｍｍよりも深くは進入しないので、被照射体の内部に影響を与えない。
【００１５】
前記の電子透過窓は、前記の被照射体通路を環状に取り囲むように設けられており、電子透過窓の表面は被照射体通路の外表面と角度を有しており、電子透過窓から出てくる輻射熱が被照射体に到達し難くなっている。更に、被照射体の進行方向からは電子透過窓が見えないようになっており、被照射体に含まれる微粒子等が電子透過窓に到達しないようになっている。また、前記の被照射体通路と前記の電子透過窓との間に被照射体接触防止手段としての被照射体隔壁があり、被照射体が電子透過窓に到達できないようになっている。被照射体隔壁は、スリット又は穴を有しており、電子線はこれらを通って通過できるが被照射体及びそれに含まれる異物は通過できないようになっている。また、被照射体に流体が含まれている場合にはスリットを有するファンなどの回転体を被照射体接触防止手段として設ける事により、この流体が電子透過窓に到達するのが防止される。
【００１６】
本発明の請求項１に係わる粒状被照射体の殺菌方法は、粒状の被照射体を、筒状に構成された被照射体通路内の周辺部分に分布させた状態で、この筒状被照射体通路に沿って移動させつつ、この筒状被照射体通路の外側の全周方向から前記の粒状の被照射体に電子線を照射するとともに前記の粒状の被照射体は前記の被照射体内の軸の回りに回転させられることを特徴とする方法である。本発明を採用することによって、粒状の被照射体を、筒状被照射体通路の実質的に全周囲にわたって薄く、実質的に均等に、整列させた状態で全周囲方向から同時に低エネルギーの電子線を照射するようになり、前記の粒状の被照射体は前記の被照射体内の軸の回りに回転させられるので、粒状の被照射体の重なりが生じない状態で小さなスペースに於いて高速度で粒状の被照射体の表面を均一に殺菌することができる。筒状被照射体通路の外側の全周方向から同時に電子線を照射する電子照射源を採用すること以外に、粒状の被照射体の移動又は回転の速度に比べて格段に早く筒状被照射体通路の外側に於いて電子照射源を周回移動させる方法を採用することも同様の効果を得られ、本発明に含まれる。電子線を照射する瞬間に被照射体の移動を停止して、電子線の照射後に被照射体を移動させることを繰り返すようにした場合も、マクロ的に見れば被照射体を移動させつつ電子線を照射していることに該当するので本発明に含まれる。
【００１７】
本発明の請求項２に係わる粒状被照射体の殺菌方法は、粒状の被照射体を、筒状に構成された被照射体通路内の周辺部分に分布させた状態で、この筒状被照射体通路に沿って移動させつつ、この筒状被照射体通路の外側の全周方向から前記の粒状の被照射体に電子線を照射するとともに前記の粒状の被照射体は前記の筒状被照射体通路内において螺旋状に移動することを特徴とする方法である。本発明を採用することによって、粒状の被照射体が前記の筒状被照射体通路内の周辺部分を螺旋状に移動するので電子線が照射される環状の領域を長い距離にわたって移動することになり、粒状の被照射体の表面をより完全に照射することができるようになる。
【００１８】
本発明の請求項３に係わる粒状被照射体の殺菌方法は、請求項２に記載した方法において、前記の粒状の被照射体は、前記の被照射体内の軸の回りに回転させられることを特徴とする方法である。本発明を採用することによって、粒状の被照射体が前記の筒状被照射体通路内の周辺部分で被照射体内の軸の回りに強制的に、自らの移動速度よりも速い速度で、回転させられながら低エネルギーの電子線が照射されるので、結果的に粒状の被照射体の全表面に、より確実に、より均一に電子線を照射する事ができる。
【００１９】
本発明の請求項４に係わる粒状被照射体殺菌装置は、粒状の被照射体を通過させる為の被照射体通路と、この被照射体通路内で前記の被照射体に含まれる軸の回りに前記の被照射体を回転させる被照射体回転手段と、前記の被照射体通路を取り囲んで設けられており真空領域を構成する真空容器と、この真空容器の内部で前記の被照射体通路を取り囲んで設けられており電子を放出する陰極と、前記の真空容器の内部で前記の被照射体通路を取り囲んで設けられており前記の陰極から放出された電子を加速する電子加速手段と、前記の被照射体通路を取り囲んで設けられており前記の電子加速手段によって加速された電子を前記の真空容器の外部に透過させる電子透過窓とを含んで構成されていることを特徴とする装置である。本発明を採用することによって、高速度で移動する粒状の被照射体を、粒状の被照射体に含まれる軸の回りに高速で回転させながら被照射体の全周囲を均一に低エネルギーの電子線で照射処理して均一に殺菌できる粒状被照射体殺菌装置を実現できた。
【００２０】
本発明の請求項５に係わる粒状被照射体殺菌装置は、請求項４に記載した装置において、前記の電子透過窓を透過した電子の進行方向と前記の被照射体通路との成す角度を大きくする様に作用する電子集中手段を含んで構成されていることを特徴とする装置である。この発明を採用することによって、電子透過窓を透過した電子が被照射体通路に対して垂直に近づいた状態で被照射体に向かって進行するので被照射体への照射効率を高めることができるとともに、電子透過窓から輻射される熱が被照射体に到達する割合を減少することができるようになった。電子集中手段は、電子透過窓に対向した状態で被照射体通路と同軸的に設けられた同軸形状の磁石によって容易に実現することができる。
【００２１】
本発明の請求項６に係わる粒状被照射体殺菌装置は、請求項４又は請求項５のいずれか１項に記載した装置において、前記の陰極から前記の電子透過窓に至る電子軌道がコーン状であることを特徴とする装置である。本発明を採用することによって、電子の運動エネルギーが低い部分が遠方に位置するので、電子透過窓に至るまでの電子軌道が前記の電子集中手段としての磁石の影響を受け難いだけでなく、前記の陰極が比較的小型であり、全体がコンパクトでありながら、被照射体に全周方向から電子線を照射できる粒状被照射体殺菌装置を実現できた。また、陽極の電子通過孔を通過した電子の軌道が長くなっているので、陰極と陽極の間で放電が発生した場合でも前記の電子透過窓が放電の直撃から保護されており、信頼性が高い粒状被照射体殺菌装置を提供することができる。
【００２２】
本発明の請求項７に係わる粒状被照射体殺菌装置は、請求項４から請求項６のいずれか１項に記載した装置において、前記の電子透過窓に前記の被照射体又は前記の被照射体に含まれる異物が接触するのを防止する機能を有する被照射体接触防止手段を含んで構成されていることを特徴とする装置である。被照射体接触防止手段によって、前記の粒状の被照射体又は被照射体に含まれる異物が飛び跳ねた場合にも粒状の被照射体が前記の電子透過窓と接触することが防止されているので、電子透過窓が損傷を受けることがないだけでなく、被照射体が高温度の電子透過窓によって過熱されることもないようになっている。この発明を採用することによって、多数の粒状の被照射体に信頼性良く電子線が照射できる粒状被照射体殺菌装置を実現できた。他の目的をもって設けられたものであっても、結果的に前記の被照射体又は被照射体に含まれる異物が前記の電子透過窓に接触するのを防止する機能を持っておれば本発明の被照射体接触防止手段に該当する。
【００２３】
本発明の請求項８に係わる粒状被照射体殺菌装置は、請求項７に記載した装置において、前記の被照射体接触防止手段は、前記の電子透過窓と前記の被照射体通路との間に於いて、前記の被照射体の幅よりも狭い開口の穴又はスリットを有する部分を含んで構成されていることを特徴とする装置である。本発明を採用することによって、簡単な構造で、電子が被照射体通路内に到達するが前記の被照射体が前記の電子透過窓に到達しないようにした被照射体接触防止手段を容易に実現することができる。
【００２４】
本発明の請求項９に係わる粒状被照射体殺菌装置は、請求項７又は請求項８のいずれか１項に記載した装置において、前記の被照射体接触防止手段は、前記の電子透過窓と前記の被照射体通路との間に於いて、前記の電子を透過する箔を有する部分を含んで構成されていることを特徴とする装置である。本発明を採用することによって、簡単な構造で、電子が被照射体通路内に到達するが前記の被照射体又はこれに混入した異物が前記の電子透過窓に到達するのを防ぐ被照射体接触防止手段を実現することができるようになった。特に、被照射体が流体又は微粉を含んだ粒状物体である場合には、この箔によって流体又は微粉の流れを阻止できるようになっている。
【００２５】
本発明の請求項１０に係わる粒状被照射体殺菌装置は、請求項７から請求項９のいずれか１項に記載した装置において、前記の被照射体接触防止手段は、前記の電子透過窓と前記の被照射体通路との間に於いて、開口部分を有する回転体を含んで構成されていることを特徴とする装置である。本発明を採用することによって、簡単な構造で、電子が被照射体通路内に到達するが前記の被照射体が前記の電子透過窓に到達しないようにした被照射体接触防止手段を実現することができるとともに、回転部分による流体の吹き付けの冷却効果によって構造体の温度上昇を防止することができる。特に、被照射体が流体又は微粉を含んだ粒状物体である場合には、この回転体の作用で圧力を生じさせることによって、これらの流体又は微粉を前記の被照射体通路に押し戻すことができるようになっている。
【００２６】
本発明の請求項１１に係わる粒状被照射体殺菌装置は、請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載した装置において、前記の被照射体接触防止手段は、前記の被照射体を前記の被照射体通路に押し戻す方向に流体を流す機構を含んでいることを特徴とする装置である。本発明を採用することによって、被照射体の中に微細な粉状の異物が混入している場合や、被照射体が流体を含んでいる場合にも、これらの物質が前記の電子透過窓に到達するのを防止でき、電子透過窓の信頼性を高めた粒状被照射体殺菌装置を実現させることができた。
【００２７】
本発明の請求項１２に係わる粒状被照射体殺菌装置は、請求項４から請求項１１のいずれか１項に記載した装置において、前記の被照射体回転手段はガス噴出口から圧縮ガスを噴出する機構を含んで構成されていることを特徴とする装置である。本発明を採用することによって、高速度で移動する粒状の被照射体を、粒状の被照射体に含まれる軸の回りに高速で回転させながら被照射体の全周囲を均一に低エネルギーの電子線で照射処理して均一に殺菌できる粒状被照射体殺菌装置を実現できた。
【００２８】
本発明の請求項１３に係わる粒状被照射体殺菌装置は、請求項４から請求項１２のいずれか１項に記載した装置において、前記の被照射体通路内で前記の被照射体を螺旋状に移動させる手段を設けたことを特徴とする装置である。本発明を採用することによって、簡単な構造で、粒状の被照射体を前記の被照射体通路の電子線照射領域内に於いて長い距離を移動させることが出来、高速度に且つ均一に電子線照射処理を行う事ができる粒状被照射体殺菌装置を実現できた。
【００２９】
本発明の請求項１４に係わる粒状被照射体殺菌装置は、請求項４から請求項１３のいずれか１項に記載した装置において、前記の被照射体通路を構成する表面の内の少なくとも１個の表面から放出した流体を前記の被照射体に吹き付けて前記の被照射体を回転させるるように構成されていることを特徴とする装置である。本発明を採用することによって、被照射体通路壁の穴から高圧ガスを吹き付けて粒状の被照射体を前記の被照射体通路の周囲において高速度で自転させることが出来、被照射体の全周囲にわたって均一に電子線照射処理を行う事ができる粒状被照射体殺菌装置を実現できた。
【００３０】
本発明の請求項１５に係わる粒状被照射体殺菌装置は、請求項４から請求項１４のいずれか１項に記載した装置において、前記の電子透過窓は、前記の被照射体通路内に在る前記の被照射体からその進行方向に見えないように構成されたことを特徴とする装置である。本発明を採用することによって、被照射体及びこれに含まれる異物と電子線透過窓の相互作用が防止されて電子線透過窓の信頼性を高めるとともに、電子線透過窓から放射される熱が被照射体に到達する割合を減少させた粒状被照射体殺菌装置を実現できた。
【００３１】
本発明の請求項１６に係わる粒状被照射体の殺菌方法は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載した方法において、前記の粒状の被照射体は、電子線を照射される位置において、鉛直上方から鉛直下方に移動させられることを特徴とする方法である。本発明を採用することによって、粒状の被照射体は前記の被照射体通路の中心軸と同じ方向に重力加速度を置けるので前記の被照射体通路の中心軸に対して軸対称な分布をしながら移動することにより、より均一に電子線を照射されるようになり、より均一な殺菌を行える方法を実現できた。
【００３２】
本発明の請求項１７に係わる粒状被照射体の殺菌方法は、請求項１、又は請求項２、又は請求項３、又は請求項１６のいずれか１項に記載した方法において、前記の粒状の被照射体は穀物であることを特徴とする方法である。穀物は風味を損なわずに表面に付着した細菌を死滅させることが重要であり、本発明の殺菌方法を採用することによって、処理速度を十分に高めた状態で、より完全に目的が達成されるようになった。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態である粒状物体の殺菌方法を模式的に表した簡略化した平面図と斜視図であり、図２は本発明の一実施形態である粒状被照射体殺菌装置に用いる電子線照射装置の縦断面図であり、図３は図２の一部分を拡大しており、本発明の作用を説明する為の断面図、図４は図２のＡＡ’の矢印方向から見た横断面図で、本発明の作用を説明する為の図面、図５は本発明で使用される電子線照射装置の主要構成要素である電子集中手段としての電磁石の構造と磁束の分布の例を表す断面図、図６から図８までは本発明で使用される電子線照射装置の原理を説明する原理図、図９は他の変形した実施形態を示す縦断面図、図１０は従来の粒状被照射体殺菌装置に用いられている電子線照射装置を示す横断面図である。同じ部分は同じ番号を付与している。これらの図に於いて、簡略化の為に断面のハッチングは部分的に省略している。
【００３４】
図１において、（ａ）は簡略化した平面図であり、（ｂ）は簡略化した斜視図である。図１に示すように、粒状の被照射体１００は、被照射体搬入路３０から被照射体通路内の螺旋状の空間１５５内に導入され、被照射体移送路の方向３１に沿って中心軸の回りで螺旋状に周回しながら鉛直下方に移動させられる。粒状の被照射体１００は、後述するように、図示しない被照射体回転手段によって粒状の被照射体１００内に含まれる軸の回りで回転させられつつ移動して、電子線が照射される照射室空間１１１に到達する。照射室空間１１１は、被照射体通路内の螺旋状の空間１５５を全周にわたって取り囲むように配設されており、この内部に於いて、被照射体通路内の螺旋状の空間１５５の外周部分から均一に螺旋状の空間１５５に向かって、電子軌道７０１で示されるように、電子線が照射される。この照射室空間１１１は大気圧又は不活性ガス等で満たされた状態になっている。被照射体通路内の螺旋状の空間１５５内で前記の照射室空間１１１に到達した粒状の被照射体１００は自転しながら螺旋状の空間１５５内を移動するので、結果的に円周方向に長い距離に渡って電子線を受けることになり、各被照射体の全表面が均一に殺菌される。殺菌された粒状の被照射体１００は前記の螺旋状の空間１５５内を更に移動して被照射体搬出路３２から搬出される。粒状の被照射体１００は、被照射体通路内の周辺部分に整列状態で分布しているので、高速度で移動させても十分均一に電子線を照射されることになり、処理速度を増した状態で均一な殺菌が行われる。粒状の被照射体１００は円周に沿って分布しているので装置の設置スペースは小さくできる。次に、本発明の粒状被照射体殺菌装置に使われる電子線照射装置について説明する。
【００３５】
図２において、１は真空容器であり、排気管１６に接続された図示しない真空ポンプによって排気されて常時１０−４〜１０−６Ｐａ程度の真空度に保たれた真空空間１０１を形成している。真空空間１０１内において真空容器１の壁に絶縁筒１３が取り付けられており、絶縁筒１３の他端には環状の電子銃取付台１４が固定されている。電子銃取付台１４には環状の取付金具１７を介して環状の陰極２と環状の集束電極３が同軸状に取り付けられている。環状の陰極２はバリウム含浸型カソードであり、内部に取り付けられたヒーターによって加熱されて熱電子を放出する。環状の陰極２及び図示しないヒーターには高電圧リード線１５から−１００ｋＶ程度の負の高電圧が印加される。高電圧リード線１５は図示しない高電圧端子を介して外部の図示しない高電圧電源に接続されている。集束電極３は陰極２に対して正のバイアス電圧が印加でき、このバイアス電圧は前記の高電圧電源によって可変でき、電子の分布状態を制御できるるようになっている。
【００３６】
前記の陰極２に対向した位置に環状の電子通過孔４０１を形成する陽極構体４と陽極リング５が同軸状に設けられており、前記の陰極２と組み合わせて電子加速手段を形成している。陽極構体４の一部である平板部４０２は真空容器１の一部分を形成している。陽極構体４の中心位置には、陽極構体４を貫通した状態で大気圧になった被照射体通路１０が設けられている。図２に示した陽極構体４の平板部４０２には被照射体通路１０の周りに放射状に設けられた多数の窪み４０５があり、その一部は前記の電子通過孔４０１と繋がっており電子通路４０６を形成している。前記の個々の窪み４０５の間には図示しない隔壁があり、機械的強度を保っている。窪み４０５の近傍には冷却水路が設けられており、強制冷却されるようになっている。
【００３７】
図２に示すように、前記の平板部４０２の表面に電子透過窓構体６が取り付けられている。電子透過窓構体６の中央には貫通した穴があり、被照射体通路１０の一部を形成している。前記の平板部４０２と電子透過窓構体６との間はＯ―リングなどによって気密に接続されている。電子透過窓構体６には被照射体通路１０の周りに放射状に設けられた多数の窪み６０１と、これと連通した部分を有する環状の溝６０２が設けられている。これらの近傍に環状の冷却水路６０３が設けられており、強制冷却されるようになっている。個々の窪み６０１の間には図示しない隔壁があり、機械的強度を保つようになっている。図２に示すように、電子透過窓構体６の環状溝６０２の端部には環状の電子透過窓７が電子ビーム溶接等により気密に取り付けられており、真空容器１の一部を形成して真空空間１０１を高真空状態に保っている。電子透過窓７は、厚みが１０μｍ程度のチタニューム箔で出来ており、１００ｋｅＶのエネルギーを持って入射した電子のおよそ５０％を透過することができる。
【００３８】
図２に示すように、電子透過窓７の外側にはアルミニューム等の原子番号が鉄よりも小さい材質で出来た照射室壁１１があり、前記の被照射体通路１０よりも大きな半径を有する照射室空間１１１を形成している。前記の電子透過窓７の外側表面に対向した位置において、電子集中手段としての電磁石８が照射室壁１１の外側に取り付けられている。電磁石８は、被照射体通路１０と同軸的に設けられた環状の第１の磁極８０２と、これと同軸的に設けられており、第１の磁極８０２よりも大きな径を持った環状の第２の磁極８０１と、この間に巻かれたコイル８０３と、第２の磁極８０１の先端部分設けられた半径がより小さい磁極８０４とを有しており、電子集中手段を構成している。
【００３９】
電磁石８によって生じる磁束８０５の分布の例を図５に示している。図５に示すように、前記の第１の磁極８０２、第２の磁極８０１の形状により、電子透過窓７に近い側にコーン状に広がった磁束分布を呈している。前記の第１の磁極８０２の内径は電子透過窓７の内径よりも大きくないようになっており、第２の磁極８０１の内径は電子透過窓７の外径よりも大きくなっている。
【００４０】
図２に示すように、電磁石８の外側には遮蔽体１２が設けられており、Ｘ線の遮蔽をしている。被照射体通路１０は装置全体を貫通しており、この被照射体通路１０の内部に被照射体回転移送器１５０が回転自在に配設されており、図示しない軸受によって回転自在に支承されるとともに、図示しない回転駆動機構によって回転させられるようになっている。この被照射体回転移送器１５０は回転円筒１５１と、この回転円筒１５１の表面に取り付けられた螺旋状の薄板で出来た被照射体ガイド１５２と、回転円筒１５１に設けられた多数のガス噴出口１５３を含んでいる。回転円筒１５１の内側には圧縮空気や圧縮窒素などのガスが供給されており、前記のガス噴出口１５３から高速度で外側の被照射体通路１０内に噴出される。粒状の被照射体１００は被照射体通路１０の通路内壁１５４と、回転円筒１５１の外表面と、被照射体ガイド１５２とで囲まれた螺旋状の空間１５５内に閉じ込められた状態で転がりながら鉛直下方に移送される。この螺旋状の空間１５５にある粒状の被照射体１００には前記のガス噴出口１５３から高速度で噴出されたガスが衝突して、粒状の被照射体に含まれる軸の回りに高速度で回転させられるようになっている。これらは、被照射体回転手段を構成しており、被照射体１００は高速度で自転しながら螺旋状に公転して鉛直下方に移送される。
【００４１】
図２の一部分を拡大した縦断面を図３に示しており、図２のＡＡ’から見た横断面図の主要部を図４に表している。図２から図４に示すように、前記の照射室空間１１１と前記の被照射体通路１０の間には被照射体隔壁１５６があり、粒状の被照射体１００が前記の電子透過窓７に接触しない様になっている。被照射体隔壁１５６は中心軸Ｚに平行な多数のスリット１５７を有しており、照射室空間１１１と前記の被照射体通路１０の間の開口率は８０％以上になっているので、照射室空間１１１から飛来する電子は大部分が被照射体通路１０内に進入して、回転しながら通過する被照射体１００の表面に吸収される。一部の電子が被照射体隔壁１５６に吸収されて熱に変わるが、被照射体隔壁１５６の熱伝導と前記の高圧ガスの吹き付けによる強制冷却効果で温度上昇が低く抑えられている。高圧ガスの吹き付けによって被照射体１００は被照射体隔壁１５６に接触するが、被照射体隔壁１５６の温度が低く成っており被照射体１００を変質させることは無いようにしている。又、環状の電子透過窓７の表面は被照射体通路１０の表面と直交して配設されているので、電子透過窓７が電子の吸収によって高温度になっても、その輻射熱が被照射体１００に至り難くなっている。被照射体１００に与えられる熱は少量であり、被照射体１００は高圧ガスの吹き付けによって高速回転するとともに冷却されるので温度上昇は低く抑えられる。
【００４２】
以下において、電子透過窓７を透過した電子を被照射体通路１０内に集中させる電子集中手段の作用について図３から図８を参照して述べる。表面の法線が被照射体通路１０の中心軸と一致した状態で同軸的に配設された環状の電子透過窓７を拡大して図６に模式的に示している。ここで、Ｚ軸は被照射体通路１０の中心軸と一致しており、図２の下側が正の座標になっており、Ｒ軸は半径方向を表している。図６に示すように任意の点の座標を円柱座標（ｒ、θ、ｚ）で表す。電子透過窓７上の点Ｐ１（ｒ１、θ１、ｚ１）において、半径方向に角度φ０だけＺ軸に対して傾斜して、真空領域に在る環状の溝６０２から電子が入射した場合を考える。入射した電子は電子透過窓７内でエネルギーを減少するとともに散乱されて図６に示すように点Ｐ１（ｒ１、θ１、ｚ１）とＺ軸を含む平面内、及びこれと直交する面の方向に立体的に広がった指向性を持つ速度分布を有して電子透過窓７の外側の大気圧領域である照射室空間１１１に進入する。
【００４３】
図６の点Ｐ１（ｒ１、θ１、ｚ１）とＺ軸を含む平面における断面図を図７−ａに、これと直角な方向の断面図を図７−ｂに模式的に示している。図７−ａの角度φ１はＲＺ平面内における電子の散乱角度を示しており、半径方向散乱角と呼ぶ。図７−ｂにおける角度φ２はＲＺ平面に垂直な面内における電子の散乱角度を示しており、横方向散乱角と呼ぶ。１００ｋｅＶの運動エネルギーを持って初速度ｖｉで角度φ０だけ傾斜して電子透過窓７に入射した電子は、２０ｋｅＶ程度のエネルギーを減少させて透過した電子の初速度が幾分減少する。これをｖ０とすると、透過電子のＲ、θ、Ｚ方向の速度成分ｖｒ、ｖθ、ｖｚは、それぞれ、ｖｒ＝ｖ０・ｓｉｎ（φ１−φ０）・ｃｏｓ（φ２）、ｖθ＝−ｖ０・ｃｏｓ（φ１−φ０）・ｓｉｎ（φ２）、ｖｚ＝ｖ０・ｃｏｓ（φ１−φ０）・ｃｏｓ（φ２）で表される。
【００４４】
環状の電子透過窓７の外側には電子集中手段としての前記の電磁石８が、その中心軸がＺ軸に一致するように設けられており、電子透過窓７の内側の近傍及び外側では図５に示すように半径方向の磁束密度成分Ｂｒ，Ｚ軸方向の磁束密度成分Ｂｚをもった磁束８０５が存在するので、この領域に入った電子は概略ｅ（ｖｚＢｒ−ｖｒＢｚ）の中心軸の回りの回転力を与えられることになる。ここで、ｖｚとｖｒは電子のＺ方向速度成分とＲ方向速度成分を、ｅは素電荷をそれぞれ表している。電子が電磁石８に近づくに従って強い回転力を与えるように磁束密度の各成分Ｂｒ，Ｂｚの空間分布を与えておくと、電子は電磁石８に近づくにつれて強い正方向回転力を受けてＺ軸の周りで正方向に回転しようとする。図８−ａには、Ｚ軸の回りで正方向回転している電子が磁束密度成分、Ｂｒ，Ｂｚによって受ける力の方向を模式的に示している。この場合には電子は正方向に回転しながらＺ軸方向に減速される方向の力Ｆｚと、半径が縮小する方向の力Ｆｒを受けることになる。図８−ｂには、Ｚ軸の回りで負方向に回転している電子が磁束密度成分、Ｂｒ，Ｂｚによって受ける力Ｆｚ，Ｆｒを示している。この場合には電子はＺ軸の回りで負方向に回転しながらＺ軸方向に加速される方向の力Ｆｚと、Ｒ軸の方向に発散される方向の力Ｆｒを受けることになる。電子透過窓７を透過した直後の電子のθ方向速度ｖθが図７−ｂにおける負方向である場合には正方向回転が強調され、電子はＺ軸方向に向かう力を受けながらＺ軸に近づいてゆく。θ方向速度ｖθの影響でＺ軸から逸れた軌道となるが、この電子の軌道は、磁束密度成分、Ｂｒ，Ｂｚがゼロの場合に比べてＺ軸への最近接距離が小さくなっている。この様子を模式的に図３、図４に示している。
【００４５】
図３は、−１００ｋＶの電圧が印加された環状の陰極２から放出されて、およそ−１００ｋＶが印加された集束電極３によって均一な電子密度をもって集束されて、環状の電子通過孔４０１を形成して接地電位に設定された陽極構体４、陽極リング５から成る電子加速手段によって加速された電子ビーム７０１がコーン状の軌道で走行し、環状の電子透過窓７を透過しておよそ８０ｋｅＶの運動エネルギーをもって横方向散乱角φ２、半径方向散乱角φ１で散乱された電子の軌道をＲＺ平面に投影して模式的に表している。電子透過窓７上の点Ｐ１（ｒ１、θ１、ｚ１）において透過した電子が半径方向散乱角φ１で散乱された電子は、電子集中手段としての前記の電磁石８が無い場合には、大気中における散乱の影響を無視すると、破線７０２’で表すように直線的に進行して被照射体１００に到達しない。しかるに、前記の電磁石８がある場合には、上記の電子は磁束密度成分、Ｂｒ、Ｂｚによって偏向されて、実線で表した軌道７０２で示す様に、被照射体通路１０と成す角度が大きくなって走行するので、被照射体１００に到達する電子の割合が増加している。
【００４６】
図４において、真空領域に在る環状の溝６０２を通って電子透過窓７に近づいてくる電子の軌道の代表例が７０１に示されている。環状陰極２の平均半径の部分から走行して点Ｐ１（ｒ１、θ１、ｚ１）において電子透過窓７に入射して半径方向散乱角φ１と横方向散乱角φ２とをもって散乱された電子の軌道を模式的に７０２に示している。これらの電子軌道７０２は前記の電磁石８が無い場合、つまり磁束密度Ｂが０の場合には、大気中における散乱の影響を無視すると、大略直線状に進行するので被照射体に到達しない。しかしながら、図４から判るように、電磁石８の磁束密度Ｂが最適な値に設定された場合には、前記の電子集中手段の効果によって電子軌道が７０２に示される様に被照射体１００に向かって曲げられて、被照射体１００に照射されるようになる。このように、電磁石８を設けることによって電子軌道のＺ軸への最近接距離が小さくできるので被照射体通路１０の外周表面に垂直に近づいた角度で接近し、被照射体１００への電子の命中率は向上する。一方、θ方向の初速度ｖθが図７−ｂにおける正方向である場合にも前記の磁束密度に起因する正方向回転力が電子の進行とともに大きくなり、電子は正方向回転を行うようになって上記と同様の集中効果を生じることになる。上記の説明では大気中における散乱の影響を無視しているが、大気中での散乱を考慮しても同様の集中効果を生じることは明らかである。
【００４７】
以上において代表的な動作条件での電子軌道の説明を行ったが、半径方向散乱角φ１が異なった場合や透過電子のエネルギーが異なった場合などについても同様な効果があるので、本発明の電子集中手段としての電磁石８を設けることによって、電子透過窓７を透過した電子の被照射体１００への命中率が全体として改善され、電子透過窓７における電子密度を高めることなく被照射体１００に多量の電子を照射することができる電子線照射装置と、これを使った粒状被照射体殺菌装置を実現できる。
【００４８】
上述のように、電子集中手段の例である電磁石８の電子集中効果により、電子透過窓７を透過した電子がＲＺ平面の方向にも、Ｒθ平面の方向にも被照射体１００に近づく様に偏向されるので、被照射体１００に照射される電子の数は合計で３倍程度以上増加することが実験によって確かめられている。図４に示したように、被照射体通路１０の全周囲から同様に集中された電子が多数の被照射体１００に照射される。多数の粒状の被照射体１００は前述のように高速度で自転しながら螺旋状の軌道で被照射体通路１０の外周領域をＺ軸の方向に移動するので、個々の被照射体１００の全表面に均一に電子線が照射される。照射される電子の運動エネルギーは８０ｋｅＶ程度と低い為に被照射体１００の表面のみで吸収され、深部には到達しない。また、電子透過窓７の表面の法線は被照射体通路１０の中心軸Ｚと平行になっているので、電子透過窓７からの輻射熱は被照射体１００に到達し難くなっている。
【実施例】
次に、本発明の粒状被照射体殺菌装置に用いる電子線照射装置の作用及び効果について実施例を用いて更に説明する。被照射体通路の内径は１０ｃｍであり、電子透過窓７は、厚みが１０μｍ、外径が１６ｃｍで内径１２ｃｍのチタニュームの環状薄膜で構成されており、表面積は８８ｃｍ２であり、電子がこの表面に均一に広がって入射する場合について述べる。このような薄膜に信頼性を保って許容される電子入射密度は通常２０Ｗ／ｃｍ２程度であるので、本実施例で許容される入力は１７６０Ｗである。入射電子のエネルギーが１００ｋｅＶである場合には、１７．６ｍＡの電流に相当する。入射した電子のおよそ５０％が電子透過窓７で吸収され、残りのおよそ５０％程度がおよそ８０ｋｅＶの運動エネルギーをもって透過する。透過した電子のパワーは７０４Ｗである。被照射体１００が半径２．５ｍｍの球形であり、密度が１．２ｇ／ｃｍ３であるとすると、電子線が進入する深さはおよそ４０μｍであるので、電子線が照射される部分の１個当りの体積は０．００３１ｃｍ３であり、この部分の質量は０．００３７ｇである。前記の電子集中手段としての電磁石８を用いない場合において、透過した電子のパワーの８％が被照射体１００に命中するものとし、被照射体１個当りに２ｋＧｙの線量を照射する必要がある場合には、１分間に３５ｋｇの被照射体を処理できることになる。
【００４９】
電子集中手段としての電磁石８によって適当な磁束密度を与えて被照射体１００への命中率をおよそ３倍改善すると、被照射体１００の処理速度は１分間に１０５ｋｇに改善される。この電子線照射装置１台の全長はおよそ５０ｃｍであるので直列に装置を接続して使用すると被照射体１００の照射線量はそれだけ増強できる。例えば、５台を直列に接続すると、装置の全長は２．５ｍになるが、被照射体１００の照射線量は２０ｋＧｙに増強され、十分な照射線量を得ることができる。更に、処理速度を高める必要があれば、電子透過窓７の面積を大きくして電子透過窓７に入射する電子の分布を広げ、電子透過窓７における電子密度を小さく保った状態で電子透過窓７を透過させ、透過した電子を前記の電子集中手段で被写体に命中させることによって容易に達成できる。電子の分布を広げることは、例えば電子分散手段としての集束電極３のバイアス電圧を高めることによって容易に実現できる。電子透過窓７の少なくとも一方の面に放射状のフィンを設けて電子透過窓をよりよく冷却することによって更に処理速度を増すことができる。また、上記の電子線照射装置を並列に稼動させることによって処理速度は際限なく増加させることができる。この場合、個々の電子線照射装置がコンパクトであるので設置スペースも過大にならず、安価な施設で本発明の粒状被照射体殺菌装置を稼動させることができる。
【００５０】
上記の実施形態及び実施例では、電子銃は環状の陰極２を有しており、その中心軸は被照射体通路１０の中心軸と同心状に取り付けられているが、直径が４ｍｍ程度の円形の陰極を多数個環状に配列して構成しても良いことは勿論である。この場合には既存の陰極を採用できるメリットが生じる。電子銃の集束電極３も同様に多数個に分割されて配設されても良いことは勿論である。電子透過窓７も、多数に分割されたセグメントで環状に構成されていても良いことは勿論である。
【００５１】
照射室空間１１１には不活性ガスの導入口１１２と排出口１１３とがあり、電子透過窓７に不活性ガスを吹き付けて強制冷却するようになっている。この不活性ガスは高速度で被照射体通路１０の方向に移動する様になっているので、被照射体通路１０から微紛や流体が飛来した場合にも、これらを押し戻す作用があり、前記の被照射体接触防止手段の一つとして作用している。電子透過窓７を透過した電子が照射室空間１１１の壁１１に衝突した場合にＸ線の発生を少なくする様にアルミニユームの様な原子番号が鉄よりも小さい物質で作られている。
【００５２】
次に、変形された実施形態について図９を用いて説明する。図９において、被照射体接触防止手段としてスリット１５７を有する円筒ファン状構造体を採用しており、羽根１５８が角度を持って照射室空間１１１内において被照射体通路１０の周囲に回転自在に取り付けられている。図示しない回転駆動機構によって矢印１５９の方向に高速度で回転される為に、電子線透過窓７から吹き付ける不活性ガスが高圧力で被照射体通路１０内に吹き付けられる。被照射体１００内に微細な粒子や流体が含まれる場合に、このガス圧によってこれらの微細な粒子や流体は被照射体通路１０内に押し戻されるので、電子透過窓７の信頼性が向上する。この被照射体接触防止手段を採用すると、被照射体１００が有毒ガスのような流体を含んでいても、被照射体１００が電子透過窓７に到達するのが防止され、本発明の電子線照射装置は有効である。又、回転部分によって被照射体が損傷を受ける可能性がある場合には、図２に示したスリット付きの固定構造体の周囲に図９に示した回転構造体を取り付けることや、電子線を透過させるが被照射体を通過しない薄膜を内側に併設することによって解決される。
【００５３】
本発明を実施形態及び実施例に関連して説明したが、本発明は、ここに例示した実施形態及び実施例の構造及び形態に限定されるものではなく、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、いろいろな実施形態が可能であり、いろいろな変更及び改変を加えることができることを理解されたい。例えば、電子集中手段としての電磁石８は永久磁石に替えても良いことは勿論である。更に、図２に示す本実施形態では電子透過窓７を円形の平板状に構成して作りやすくしているが、これをコーン状に構成しても良いことは当然である。前記の被照射体接触防止手段としての構造体は網状のものであっても良いことは当然である。前記の被照射体接触防止手段としての回転体は前記の電子透過窓に平行に設けても良いことは当然である。被照射体接触防止手段は同種又は異種のものを複数個採用しても良い。又、被照射体を水平方向に移動させるように構成しても良いことは当然である。図２、図３、図４、図９に示す例では、回転円筒１５１等によって対向する方向から飛来する電子線が妨げられているが、回転円筒１５１等を金網などの透過性のあるものに変えると、被照射体１００の両側から電子線が照射されることになり、照射線量の均一性が更に向上する。この場合、この部分は必ずしも回転する必要が無く、被照射体移送器１５０を廃止して被照射体を自然落下させても良い。本発明に於いて、筒状被照射体通路は、断面が楕円の場合や方形の場合などのように円形以外の場合も含んでいる。被照射体通路の周方向に於いて電子線の照射が部分的に又は間欠的に欠落している場合でも、実質的に被照射体通路の全周方向からの電子線の照射とみなせるので、本発明に含まれるのは当然である。本発明では、殺菌は広義の意味で用いており、いわゆる滅菌の意味も含まれている。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の粒状被照射体の殺菌方法又は粒状被照射体殺菌装置を採用すると、穀物などの粒状の形状を有する物体の表面部分だけに電子線を均一に照射して、内部を変質することなく、この粒状物体の表面を完全に殺菌できるとともに殺菌処理速度を大きくすることができる。本発明の粒状被照射体殺菌装置はコンパクトであり、小さな設置スペースにおいて並列又は直列に接続して稼動させることによって、処理速度はいくらでも増すことができる。更に、電子透過窓が被照射体の進行方向から見えないようになっているとともに、被照射体や被照射体に含まれる異物が電子線透過窓に近づかないようになっているので装置の信頼性が極めて高くなっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である粒状物体の殺菌方法を模式的に表した簡略化した平面図と斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態である粒状被照射体殺菌装置に含まれる電子線照射装置の縦断面図である。
【図３】本発明の実施形態の縦断面図である図２の一部分を拡大した図面である。
【図４】本発明の実施形態の縦断面図である図２のＡＡ’の矢印方向から見た横断面図である。
【図５】本発明の主要構成要素ある電子集中手段としての電磁石の構造と磁束の分布を表す断面図である。
【図６】本発明の原理を説明する原理図であり、電子透過窓における電子の散乱を模式的に示している。
【図７】本発明の原理を説明する原理図であり、電子透過窓における電子の散乱の角度関係を示している。
【図８】本発明の原理を説明する原理図であり、周回運動する電子に磁束密度が及ぼす効果を示している。
【図９】本発明の変形した実施形態である粒状被照射体殺菌装置の一部を表す横断面図である。
【図１０】従来の粒状被照射体殺菌装置に使われる電子線照射装置の概略横断面図である。
【符号の説明】
１          真空容器
２          陰極
３          集束電極
４          陽極構体
５          陽極リング
６          電子透過窓構体
７          電子透過窓
８          電磁石
９          電子線のコーン状の電子軌道の延長線と被照射体通路１０の中心線との交点
１０        被照射体通路
１１        照射室壁
１２        遮蔽体
１３        絶縁筒
１４        電子銃取付台
１５        高電圧リード線
１６        排気管
１７        取付金具
３０        被照射体搬入路
３１        被照射体移送路の方向
３２        被照射体搬出路
１００      被照射体
１０１      真空空間
１１１      照射室空間
１１２      ガスの導入口
１１３      ガスの排出口
１５０      被照射体回転移送器
１５１      回転円筒
１５２      被照射体ガイド
１５３      ガス噴出口
１５４      被照射体通路内壁
１５５      螺旋状の空間
１５６      被照射体隔壁
１５７      スリット
１５８      羽根
４０１      電子通過孔
４０２      陽極構体４の一部である平板部
４０５      放射状に設けられた多数の窪み
４０６      電子通路
６０１      放射状に設けられた多数の窪み
６０２      環状の溝
６０３      冷却水路
７０１      電子軌道
７０２      電子軌道
７０２’    電子軌道
８０１      環状の第２の磁極
８０２      環状の第１の磁極
８０３      コイル
８０４      磁極
８０５      等磁位曲線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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