(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填の用意の整った容器（２）の内側又はシートもしくはウェブ状の容器用包装材料を滅菌するための方法であって、滅菌効果が少なくとも一本のガス流（９）と接触させた電子線（４）により達成されることを特徴とし、
ここで前記ガスは垂直状のチューブ（８）から噴出される不活性ガスであり、前記電子線（４）は前記チューブ（８）と概ね平行に設けられた電子銃（１）から放射され、前記容器（２）又は前記包装材料は概ね水平な回転プレート（５）の上に配置され、前記電子線（４）の進行方向は、互いに向き合うように配置することで間に場が発生する複数の屈折プレート（７）によりコントロールされ、前記回転プレート（５）に対する前記電子銃（１）の相対位置を当該回転プレート（５）の軸線に沿って上下させると均一な電子線照射が全方向において達成され、それ故当該電子線（４）は当該容器（２）内又は当該包装材料内の全ての地点に達することができる、流動性製品の包装を滅菌するための方法。
【請求項２】
前記ガス流（９）を前記容器（２）又は包装材料に断続的に加えることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ガス流（９）が前記電子線（４）の飛程を伸ばす目的でヘリウムから成ることを特徴とする、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記屈折プレート（７）が磁石より成ることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記電子銃（１）がチューブの形状にデザインされていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記滅菌効果が、前記電子線（４）を前記容器（２）の内側全体に行き渡らせることにより達成される、請求項１〜５のいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は充填の用意の整った容器を滅菌するための方法に関する。より詳しくは、本発明はかかる容器の内側又は容器となることを目的とするシートもしくはウェブ状の包装材料を滅菌するための方法に関する。
食品を充填の用意の整った容器に加えるとき、同様にして滅菌した製品を滅菌条件下で無菌的に加えることができ、次いで容器がシールされるように容器が滅菌されていることが必要である。充填製品が微生物により再感染される危険性を最少限にするため、容器の滅菌及び注目の滅菌充填材料の添加は可能な限り密接させて行われるべきである。
ボウル又はカンの形態の充填の用意の整った容器は現状スチーム、スチーム／凝縮液又は過酸化水素によって滅菌されている。しかしながら、浸漬紙又はカードボード層から製造された容器はその機械的強度特性を急激に失うものであり、従って容器は滅菌工程の際に液体又は水分に曝露されたときに簡単に軟弱化且つめんどうなものとなる。過酸化水素による化学滅菌を利用するとき、例えば３％の溶液を容器の内面全体にスプレーし、次いで過酸化物を約20分間反応させる。過酸化水素は経時的に水及び酸素に変換するが、その他のタイプの化学滅菌を使用したときと同じように残留物が残りうる問題がある。
電磁線も、照射量及びエネルギーに依存して、微生物及びウィルスを異なる態様で害しうる。しかしながら、このタイプの滅菌の実用的な利用は放射線が透過する能力及び適当な放射線源の入手性により制約されている。
電子の滅菌効果は長い間知られてきた。電子に対する曝露は周知の滅菌方法であり、そして殺傷の奥にあるメカニズムが徹底的に研究されている。しかしながら、包装材料に透過する電子の能力は、むろん少なくではあるが放射線エネルギーに依存する。電子銃が比較的薄い容器を外側から滅菌する目的で食品容器のために開発され、そしてかかる滅菌方法はここ何年もの間包装産業内での更なる用途のために考慮されてきた。
しかしながら、今日まで、このタイプの滅菌に関わる問題は設備の容積の大きさであり、なぜなら大容量を有する電子銃は１〜５ｍ3までの空間を占めるであろうからである。更に、この設備は商業的に許容されるには高価すぎてしまい、その費用はユニット当り５百万SEKと概算されている。これは電子銃を基礎とする商業的な滅菌設備の製造を不可能なものとする。
現存の電子銃に関わるその他の問題はそれらが約150kV以上の如き高電圧で作動する点にある。Ｘ線は二次作用として発生するため、電子銃を利用するとき、個人を保護するために適切に密閉された鉛シールドを利用しなければならない。従って、例えば酪農業の如きにおいて食品を製造するとき、鉛を含む設備が回避できうることは非常に有利であろう。
従って、充填の用意の整った容器の滅菌に関して現状の上記の問題が回避できうることが所望される。同時に、滅菌段階が滅菌工程のサイクル時間を節約する迅速な滅菌方法が必要とされる。
本発明の目的は上述の種類の方法であって、充填の用意の整った容器の滅菌を、迅速、安価、且つ簡単な態様が可能にする方法を提供する。
この目的を達成するため、本発明に係る方法は請求項１記載の特徴を有する。
本発明をより詳しく説明するため、下記の添付図面を参照する。ここで：
図１は本発明の好適な態様に従って滅菌された容器の断面を模式的に示し、そして
図２は本発明の別の態様に従って滅菌された容器の断面を模式的に示す。
本発明に係る方法はこの度入手可能となった安価で小型の電子銃により有用となる。かかる電子銃は米国出願US-A-5,414,267号に記載されている。この銃はチューブとして構築され、それは直径約４cm、そして長さ約15cmである。
かかる電子銃１は、本発明と従って滅菌すべき容器２の中に降ろした状態で図１に模式的に示す。充填の用意の整った容器は、本発明との関連において例えばボウル、カプセル、スリーブ又はチューブの形状であり、そしてこの容器は好ましくは食品のために使用されることを意図する。
窓３が電子銃１の一端に配置され、そして今回は狭いスリットとしてデザインされている。電子流４は電子銃から窓を通り、本発明に係る放射線を介する滅菌の目的を達成する。他方、放射線を可能な限り分散させるためにチューブとしてデザインされた複数の窓を電子銃の外側に配置してよい。
容器２はプレート５の上に、好ましくは吸着手段により配置され、プレート５は回転可能であり、且つ上下に並進できる。これらの運動は直線上である必要はなく、しかし好ましくは電子流４の均一なコントロールが達成されるよう特定のサイクルに従う。電子銃１の位置を似たようにして変えることも可能である。しかしながら、この銃には高圧端末６が施されているため、これはあまり好ましくない。
電子銃を容器の中に降ろしたときにスイッチオンにし、そして銃を引き抜いたときにスイッチオフにする。これに関連して、同量のエネルギーが全体に供されるように可能な限り均一な電子線照射量が容器の内側に到達することが重要である。好ましくは、電子線４は複数の屈折プレート７によりコントロールされ、その間には場（例えば磁場又は電場）が発生し、均質な放射線が銃を容器の中に対称的に降ろしたときにどの方向においても達成される。従って、この線は例えば電磁的に、容器内の任意の地点へと移動できる。これとの関連で、電子線の屈折のために特に強力な磁場は必要とされず、なぜならこれらは低エネルギー性であり、そして電子は40〜80kVのインターバル内で作動する前記電子銃によりややゆっくりと移動するからである。プレート５を回転させるとき、２枚の屈折プレート７は好ましくは電子線４両側上で互いに対して対立して配置させる。互いに対立して配列させた２枚の追加の屈折プレートにより、電子線は容器の内面全体を通りすぎることができ、従ってプレート５の回転は不要となりうる。
電子線は電子の加速度を変えることにより更にコントロールでき、変化した線強度及びエネルギーが達成される。このことは線が個々の容器内で様々な到達点を有することをもたらす。更に、この設備は様々なタイプの容器に使用できうる。
電子線のコントロールは、電子線の外側の上に配置された追加の窓であって、容器の窓及びその底が同時に電子銃由来の電子に曝露されうるように配置した窓によっても達成できうる。
更に、電子曝露による滅菌は、電子が曝露材料を若干透過するという長所を有する。即ち、一定の深さの効果が奏される。これは有利であり、なぜなら使用される包装材料が完全に平滑な表層を有することはめったにないからである。
本発明に従って、電子銃はこのようにして作動され、そして銃全体は容器内にその内側を滅菌する目的で降ろされ、次いで銃は容器から引き抜かれ、そして作動停止される。かかる滅菌工程のデザインにより、短いサイクル時間で迅速な滅菌方法が成し遂げられる。過酸化水素等による滅菌と比べ、滅菌時間は有意に短く、即ち１秒未満であり、そして残留に関わる問題は回避される。この短い滅菌時間と電子銃の使用する負荷電圧との組合せは、滅菌のために必要とされる有意に低いエネルギーを供し、これは滅菌費用を劇的に削減する。
更に、１又は複数のチューブ８が本発明に従って電子銃１に隣接配置されてよく、そのチューブを通じてガス流９が滅菌工程を左右する目的で容器に供給されうる。例えばヘリウムを例えば短いジェット型式で添加してよく、電子の飛程は、ガスを添加せずに達成されるものよりも約５倍長いものが達成される。このガスのごく一部は角の如き滅菌が達成されにくい箇所に分布される。これは電子線によりこのような箇所において高度な滅菌が達成されることをもたらす。
その代わりに、又は同時に、例えば別のチューブを介して純酸素を添加することにより一重項酸素を発生することができ、その滅菌効果は生物材料の殺傷効果を有する極端に反応性の過酸化ラジカルの形成により劇的に増大する。従って滅菌効果は電子線が容器の表面に衝突する領域において空気を純酸素（又はその他のガス混合物）に置換することにより増大しうる。かかるフリーラジカルはガス分子が電子銃由来の電子と衝突したときに発生する。
更なる滅菌効果が、本発明に従い、電子線を介する放射線により得られ、なぜなら一定の包装材料は電子線に曝露したときに味の劣化の問題を引き起こすからである。本発明のこの態様を図２に示す。充填材料の後損傷を避けるため、これとの関係で電子銃を電子線10が容器２を直接担わないようにして配置する。その代わり、ガス流11を電子線10を横切るようにして、好ましくはそれと直交するようにして、電子線と容器の開口部との間で終端するチューブ12を介し、容器に付加する。この場合、ガス流11は、容易に電離でき、そして好ましくは酸素であるガスより成る。
この態様において、電子線はイオン発生器として使用され、即ち電子は使用するガス混合物中の電子から発せられ、活性イオンが形成される。このような活性イオンは本質的に材料に対して滅菌効果を及ぼしうる。また、本発明のこの態様において、電子は上記で電子に関して説明したのと同じようにして磁場で屈折しうる。
本発明の別の態様において、この容器はウェブ形状の包装材料から形成され、その配慮される内側は上記に対応する態様で滅菌される。複数の電子銃が平らな包装ウェブの上方に列をなして配置され、そしてこのウェブは好ましくは放射線に連続式に曝露される。
１又は複数個の電子銃が容器の外側に配置されていてもよい。これは平らなウェブ及び充填の用意の整った容器に適応できる。
本発明に係る滅菌方法は滅菌チャンバーの中で、好ましくは大気圧より高い圧力で実施すべきであるが、常圧も利用できうる。
更なる利点が本発明に係る放射線滅菌により得られる。電子銃からの電子は当然に常に遅くなる事実により、Ｘ線が二次作用として発生するであろう。これらのＸ線は長いレンジを有し、そして滅菌チャンバー内の現存の設備はその作用を介して滅菌されるであろう。滅菌チャンバーが対称的にデザインされているなら、それは前記二次放射線に連続曝露されるであろう。従って、滅菌チャンバーを清浄に保つことより成る追加の問題がなくなり、そしてこのことは滅菌費用が更に節約できることをもたらす。
ところで、電圧が40〜80kVのインターバル内にあるその他の電子銃との対比における低電圧の利用は、Ｘ線を低エネルギー性とし、鉛防御等が省略できうることをもたらす。ステンレススチールはスタッフを低負荷電圧で保護するのに十分でありうる。
【図１】
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【図２】
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