(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線光を吸収するが可視波長領域からの光を吸収しない殺菌剤を含む気相媒体を製造し、該気相媒体中の殺菌剤の濃度および該気相媒体の質を連続的に監視して調整する方法にして、
前記殺菌剤を含む液相媒体（１０１）を蒸発装置によって蒸発させて前記気相媒体を製造する段階と、
前記気相媒体が、該気相媒体による殺菌を行うための殺菌空間（１１６）に流入するまでに、該気相媒体中の煙霧質および／または液滴を、吸光法、光散乱法及び音響法から選択された方法によって、検出する検出段階と、
紫外線光と可視波長領域からの光とを共に吸収する前記煙霧質および／または液滴の存在下で、２２０ｎｍと３２０ｎｍとの間の１つ以上の第１波長の紫外線光を吸収する物質の気相媒体中の濃度を連続的に測定する濃度測定段階と、
前記検出段階および濃度測定段階で検出および測定して得た値を計算機で計算して、前記蒸発装置の機能を連続的に監視して調整する計算機出力信号に変換する計算段階とを含む方法において、
前記濃度測定段階が、
ａ）紫外線スペクトルおよび可視スペクトルからの光を含み、前記第１波長および３８５ｎｍ以上の第２波長を有する光を放出する光源（１１）を設ける段階と、
ｂ）光源からの光を、前記殺菌剤と、煙霧質および／または液滴とを含む気相媒体のサンプル（４０）を通し、所定の長さ（Ｌ）の測定距離に沿って通過させる段階と、
ｃ）前記サンプルを通過した第１および第２波長のそれぞれの光の強度を測定する段階と、
ｄ）光源からの光を、前記殺菌剤を含まない気相媒体の基準サンプル（４０’）を通して、所定の長さ（Ｌ）の前記測定距離に沿って通過させる段階と、
ｅ）基準サンプルを通過した第１および第２波長のそれぞれの光の強度を測定する段階と、
ｆ）前記段階ｃ）およびｅ）で測定した光の強度に基づき、サンプルを通過した第１波長の光の強度と基準サンプルを通過した第１波長の光の強度とのそれぞれを表す第１出力信号と、サンプルを通過した第２波長の光の強度と基準サンプルを通過した第２波長の光の強度とのそれぞれを表す第２出力信号とを生成する段階と、
を含み、前記計算段階が、
ｇ）ベール・ランバートの関係式を使用して、第１出力信号の相互間の相対的値に基づき、第１波長の紫外線光を吸収する前記物質の濃度を決定する段階と、
ｈ）第２出力信号に基づき、前記段階ｇ）で決定した濃度を補正し、それによってサンプル中に存在する煙霧質および／または液滴の影響を解消する段階と、
を含み、
また前記方法は、
ｉ）前記サンプルおよび基準サンプルを通過していない前記光源からの光の強度を、前記段階ｃ）およびｅ）における測定と同時に、前記第１および前記第２波長のそれぞれで検出する段階、
を含み、前記計算段階が、
ｊ）前記段階ｈ）において補正した濃度の値の、光源から放出された光の強度の変動によって生じた誤差を、前記段階ｉ）において検出した光の強度の変動に基づいて前記計算機によって補正する段階を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記検出段階で煙霧質が検出された気相媒体を、該気相媒体が前記殺菌空間（１１６）に流入する前に、吹き出し弁（１１５）によって除去する段階を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
煙霧質および／または小滴をフィルタ（１１４）によって気相媒体から除去する段階を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
第１波長の紫外線光を吸収する前記物質の濃度を連続的に測定するのと同時に、煙霧質および／または小滴を吸光分光分析によって検出することを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
殺菌剤が過酸化水素である、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
気相媒体が空気および／または水蒸気を含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
殺菌剤を含む気相媒体を製造し、該気相媒体中の殺菌剤の濃度および該気相媒体の質を連続的に監視して調整するシステム（１００）であって、
前記殺菌剤を含む液相媒体（１０１）を蒸発させて前記気相媒体を製造する蒸発装置（１１１）と、
前記気相媒体による殺菌を行うための殺菌空間（１１６）と、
前記気相媒体が殺菌空間（１１６）に流入するまでに該気相媒体中の煙霧質および／または液滴を、吸光法、光散乱法及び音響法から選択された方法によって、検出する検出装置と、
濃度測定装置（１１３）と、
蒸発装置の機能を連続的に監視して調整するために、前記検出装置および濃度測定装置からの信号を処理して計算機出力信号に変換する計算機（１１７）とを備え、
前記濃度測定装置（１１３）が、前記殺菌剤と、煙霧質および／または液滴とを含む気相媒体中の、２２０ｎｍと３２０ｎｍとの間の１つ以上の第１波長の紫外線光を吸収する物質の気相媒体中の濃度を連続的に測定するようになっているシステムにおいて、
前記濃度測定装置（１１３）は、
ａ）紫外線スペクトルおよび可視スペクトルからの光を含み、前記第１波長および３８５ｎｍ以上の第２波長を有する光を放出する光源（１１）と、
ｂ）光源からの光を、前記殺菌剤と、煙霧質および／または液滴とを含む気相媒体のサンプル（４０）と、殺菌剤を含まない気相媒体の基準サンプル（４０’）とのそれぞれを通して所定長さ（Ｌ）の測定距離に沿って通過させる装置と、
ｃ）前記測定距離に沿って前記サンプル（４０）および基準サンプル（４０’）を通過した紫外線光の強度を測定し、前記サンプル（４０）を通過した前記第１波長の紫外線光の強度と、前記基準サンプル（４０’）を通過した前記第１波長の紫外線光の強度とのそれぞれを表す第１出力信号を生成する第１検出器（１４）と、
ｄ）前記測定距離に沿って前記サンプル（４０）および基準サンプル（４０’）を通過した光の強度を測定し、前記サンプル（４０）を通過した前記第２波長の光の強度と、前記基準サンプル（４０’）を通過した前記第２波長の光の強度とのそれぞれを表す第２出力信号を生成する第２検出器（１９）と、
を含み、
ｅ）前記計算機は、ベール・ランバートの関係式を使用することにより、前記第１検出器（１４）によって生成された第１出力信号の相互間の相対的値、および前記第２検出器（１９）によって生成された第２出力信号の相互間の相対的値に基づいて第１波長における紫外線光を吸収する前記物質の濃度を計算するようになっており、
前記システムが、前記光源から放出される光の強度の変動を補償するために、さらに、
ｆ）第１検出器における測定と同時に、サンプルを通過する前の前記第１波長の紫外線光の強度を測定する少なくとも１つの第３検出器（２６）と、
ｇ）第２検出器における測定と同時に、サンプルを通過する前の前記第２波長の光の強度を測定する少なくとも１つの第４検出器（３３）と、を備え、
ｈ）前記計算機は、該計算機によって段階ｅ）で計算した前記濃度の、光源から放出された光の強度の変動によって生じる誤差を、前記第３検出器（２６）および前記第４検出器（３３）からの出力信号に基づいて補正するようになっていることを特徴とするシステム。
【請求項８】
前記検出装置によって煙霧質が検出された気相媒体を、該気相媒体が前記殺菌空間（１１６）に流入する前に、除去するための吹き出し弁（１１５）を含むことを特徴とする、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
気相媒体中の煙霧質および／または小滴を除去するためのフィルタ（１１４）を含むことを特徴とする、請求項７または８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記検出装置が、前記濃度測定装置に含まれていて、吸光分光分析によって煙霧質および／または液滴の検出を行うようになっていることを特徴とする、請求項７から９のいずれか１項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、殺菌剤を含む気相媒体を製造し、液相殺菌媒体の濃度および質を調整監視する方法に関する。
【０００２】
本発明は、殺菌剤を含む気相媒体を製造し、気相殺菌媒体の濃度および質を調整監視するシステムにも関する。
【０００３】
本発明は、特に、該方法およびシステムを、気相殺菌媒体を使用する梱包および充填機、パッケージ、または放送材料の用途に具体化することに関する。
【０００４】
（背景技術）
食品を包装するプロセスでは、食品を依然として新鮮に維持し、バクテリアに感染せずに長い輸送運搬距離および長距離流通を可能にする、高品質で保存寿命が長い食品を実現できるため、バクテリアおよび他の微生物を低レベルに維持することが非常に重要である。包装すべき食品のタイプに応じて、殺菌段階の重要性に多少の差はある。特に無菌乳製品、つまり常温で長期保存する乳製品に関しては、パッケージを充填して密封する前に食品およびパッケージを完全に殺菌し、食品および包装材が再汚染される危険性を排除することが最も重要である。これは、包装容器の充填を実行する部分では、包装およぶ充填機も無菌状態を維持しなければならないことを意味する。
【０００５】
今日の食品包装プロセス（本明細書では「食品」という用語は、全てのタイプの固定および液体の食品、つまりジュース、牛乳、および他の飲料も意味するよう解釈される）では、包装材料または既製充填容器は、往々にして流体、つまり液相または気相殺菌剤との直接接触によって殺菌される。包装プロセスは往々にして、「成形封入」タイプの連続的高速プロセス、つまりウェブの形態またはシートの形態の包装材料が機械を通して連続的に供給され、速効作用の殺菌剤の液体溶液または気相媒体を通過することによって殺菌され、殺菌空気によって乾燥または換気され、例えばコップ、ブランクまたは管など、包装および封入すべき食品で充填するために所望の幾何学的形状に形成されるプロセスである。様々な形成方法によって製造される瓶およびコップも、その目的とする製品内容物で充填する前に、同じ方法で殺菌する必要がある。直接接触段階は、容器全体または包装材料を液相殺菌剤に浸漬するか、包装材料、容器の壁または包装および充填機の殺菌空間の表面に殺菌剤を噴霧または被覆することによって、あるいは気相殺菌剤の流れに直接接触させることによって実行することができる。殺菌剤は、通常、高速包装プロセスにおいて容器の充填および封入の前に実行されるので、殺菌物質または殺菌剤を迅速に乾燥させ、食品で充填する前に包装材料から除去できることが非常に重要である。他方で、包装材料に存在する全ての微生物を効果的かつ迅速に駆除できるため、溶液または気体中に十分な殺菌剤があることも、非常に重要である。したがって、合理的かつ十分な殺菌のために考慮に入れることが不可欠なこれらのパラメータは、液相または気相媒体中の殺菌剤の濃度、殺菌媒体の温度、さらに包装材料の温度、および殺菌媒体と包装材料との接触時間である。これらのパラメータは、包装材料から殺菌媒体を乾燥または換気するために必要な時間、および全体として見た包装および充填プロセスの望ましい速度との釣合をとらねばならない。食品包装で最も一般的に使用される殺菌剤は過酸化水素である。というのは、これは比較的経済的で、細菌および微生物を迅速に駆逐し、食品産業で使用することが当局から許可され、それにより包装産業の今日のニーズに適合するからである。
【０００６】
液相媒体ではなく気相媒体で殺菌する極めて重要な利点は、気体の方が軽量で、それぞれ包装容器または充填機の隅および割れ目により確実に浸透することである。これは、往々にして困難な幾何学的形状で組み合わされた多くの部品を含む充填および包装機の殺菌では、特に重要である。
【０００７】
気相媒体による殺菌は、様々な方法で実行することができる。殺菌剤の蒸気の気相媒体を殺菌すべき空間に導入し、殺菌しようとする容器または機械部品に気体が凝結できるようにすることが、非常に一般的である。しかし、凝結法は、機械と容器双方の部品を乾燥させ、凝結した蒸気を換気するという余分なステップが必要である。特に、特定タイプのプラスチック、例えば特にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、過酸化水素は表面に吸着し、換気／乾燥が困難である。これは、残りの量の殺菌剤、多くは過酸化水素が包装容器中にある危険性を増大させる。このような殺菌剤の残滓は、容器の内容物に悪影響を及ぼすことがあり、当局は、このような残滓の超過してはならない量の限界を設定している。小さいポケットや割れ目がある機械の空間にも、残留量の殺菌剤は適切ではない。というのは、例えばこれが内容物と包装容器との両方にはね掛かることがあるからである。
【０００８】
代替法によると、殺菌しようとする容器または機械の部品と同様に、媒体が機械または容器の部品それぞれの表面に凝結せず、気相に維持されるようなレベルまで気相媒体を加熱する。この方法は、気相殺菌媒体が到達する前に殺菌表面を加熱する必要がある一方、凝結殺菌に先だって多くの用途で好ましい。特に包装容器または充填機の隅や割れ目の表面から凝結物を除去するのが困難な場合は、そうである。このプロセスによると、包装容器または充填機は、殺菌処理の間、所定の時間だけ、特定の温度、特定の予め決定された流量、および特定の露点の気相殺菌媒体に暴露される。確実かつ効果的な殺菌効果を実現するため、これらのパラメータを監視しなければならない。気相媒体の露点は、凝結が生じるためには気体をここまで冷却しなければならないという温度である。この温度は、気体中の殺菌剤の含有量によって決定され、様々な殺菌表面の様々な環境に合わせて使用するよう適用することができる。したがって、気相媒体および殺菌表面は、それぞれ、気体の露点に到達せず、したがって表面の凝結を回避することが可能な最低温度に維持しなければならない。
【０００９】
この後者の非凝結法によると、気体が良質であること、つまり完全に気化し、可能な限り小滴および煙霧質がないことが特に重要である。このような小滴および煙霧質が存在すると、気体が殺菌表面に衝突した時に部分的に凝結し、気相媒体の流れの下流に例えば過酸化水素および安定剤の残滓が残る危険が増大する。さらに、多くの場合、これは気体中の殺菌剤濃度の正確な測定を妨げる。
【００１０】
したがって、気化プロセスおよびその監視には厳格な要件が課せられる。完全な気化を達成するために、相互に関連する複数の異なるパラメータを設け、それと同時に気相殺菌剤の濃度を、任意の最低レベルと最高レベルの間で一定に維持しなければならない。気化プロセス中に相互作用するパラメータは、例えば圧力、温度、流量および混合比、つまり殺菌剤と気体、通常は過酸化水素および空気および水蒸気との濃度である。
【００１１】
出願人の知る限り、信頼性の高いプロセスで、高品質かつ均一な濃度の完全に気化した殺菌気体を実現するシステムとして認知されたものは、現在ない。今日市販されている既知の気化器は全て、多少は満足できる程度に機能するが、濃度が一様で煙霧質がほぼない殺菌気体、好ましくは過酸化水素の連続的生成を保証できるものはない。
【００１２】
これまで、水性媒体中の殺菌剤、特に過酸化水素の濃度は、殺菌剤と水との混合に基づいておおまかに推定するのみで、その後に時代遅れの実験室の方法で散発的に測定するだけであった。その結果、殺菌剤は、多少経験則に基づいてプロセスに投入され、所望の濃度範囲内にあるものとして、おおまかに推定されるだけである。気相殺菌媒体の場合は、濃度が往々にして比較的低く、約５〜２０ｇ／ｍ3の桁であるので、濃度を慎重に監視調整することが、さらに重要であり、気体が殺菌区域に留まる時間を可能な限り短縮するよう滞留時間を最適化する。
【００１３】
したがって、本発明の１つの目的は、以上で概説した問題を回避または軽減する気相殺菌媒体製造法を実現することである。
【００１４】
本発明のさらなる目的は、気相媒体が連続的に一定の予め決定された濃度、および最小量の小滴および煙霧質を有するよう調整監視して、気相殺菌媒体を製造する方法を実現することである。
【００１５】
（発明の概要）
以上およびその他の目的は、添付請求項１に記載された方法によって本発明により達成される。
【００１６】
本発明による方法の好ましく有利な実施形態には、さらに、添付従属請求項２から９に記載された特徴的機能が与えられている。
【００１７】
本発明の別の態様によると、本発明による方法を具体化するシステムおよび装置が実現される。
【００１８】
１つのこのようなシステムが、添付請求項１０にて本発明により画定される。
【００１９】
本発明によるシステムの好ましく有利な実施形態には、さらに、添付従属請求項１１から１５に記載された特徴的機能が与えられている。
【００２０】
したがって、本発明による方法は、上述した殺菌剤を含む液相媒体を気化する段階と、気相媒体中の煙霧質および小滴を検出する段階と、気相媒体中の殺菌剤濃度を連続的に測定する段階と、上述した検出器および測定装置からの測定信号を計算し、気化器の機能を連続的に調整監視するための出力信号に変換することにより、これを連続的に処理する段階とを含む。
【００２１】
気化のために、従来のタイプの気化器を使用する。一般的タイプの気化器は、液相殺菌剤を暖気流とともに気化室に噴霧し、これが小滴を分散させて細かく分離するよう機能する。気化は、噴霧体と気体の混合物が加熱器要素を通過し、これが混合気を加熱して、その液体分をほぼ全部気化する際に実行される。別のタイプは、小滴が気化し、調整された加熱気流と混合するよう、小滴を高温の金属表面に直接噴霧することによって機能する。気化器は任意の既知の設計および構造、管または板状の熱交換器による気化、暖気との混合、異なる設計のノズルなどによるものでよい。
【００２２】
煙霧質は、例えば吸光分光分析または光散乱法によって検出することができる。この目的には、例えば超音波などに基づく音響法によって作用する非光学的検出器も想定可能である。吸光法を使用して、気体中の煙霧質および小滴を検出することが好ましい。
【００２３】
気体中の殺菌剤の濃度は、様々な光学的または非光学的方法を使用して、多少正確に決定することができる。非光学的方法のうち、伝導測定法または電気化学的測定法などがそれである。気相殺菌媒体の濃度は、吸光分光分析で測定することが好ましい。というのは、この方法は必要とされる高レベルの正確さを提供し、さらに煙霧質および他の邪魔な物質の検出と自動的に組み合わせて、それが測定結果に及ぼす作用を補償することができるからである。
【００２４】
煙霧質検出器および濃度メータからの測定信号を計算機ユニットに入力し、ここで気化器の様々なパラメータを調整する方法を制御する出力信号を獲得するため、計算および変換が実行される。計算機ユニットは、マイクロプロセッサまたはいわゆるＣＰＵユニットを備えることが適切である。
【００２５】
本発明の好ましい実施形態によると、方法は、殺菌表面に到達しないとよいような気体を短期間に除去できる段階も含み、その間、気体が適正な濃度を有し、この場合も完全に気化する、つまり煙霧質および小滴がなくなるよう、気化器の機能を調整する。このような段階は、吹き出し弁および「廃棄気体」の受け容器に接続された吹き出し弁導管を利用して実行すると適切であり、導管は、濃度値が基準値から過度に逸脱するか、気化した気体中に煙霧質が検出された場合に接続することができる。
【００２６】
本発明の別の好ましい実施形態によると、気相媒体から小滴および煙霧質を連続的に除去する段階も含まれる。これは、小滴を分解して、細かく分離することができ、それと同時に完全に気化するよう加熱される、何らかのタイプの高温フィルタを使用して実行することが適切である。
【００２７】
本発明のさらなる好ましい実施形態によると、煙霧質は、殺菌剤の濃度測定と同じ段階、および同じ装置で検出される。このような装置は、以下に従った紫外線吸収分光分析に基づく計量装置であることが好ましい。
【００２８】
吸光分光分析、特に紫外線吸収分光分析は、サンプル媒体中の吸光性物質または薬剤の定量分析を実行するのに非常に適している。というのは、物質の吸光性はその濃度に直接依存するからである。つまり、物質の濃度は、光度検出器の出力信号から描いたピークの高さと反比例する。さらに、吸光法は、比較的簡単に実行され、時間がかからず確実で、再現可能かつ正確である。
【００２９】
溶液または気相中の全物質は、電磁スペクトル中の様々な特徴的波長の放射線を吸収する。特に、大部分の物質はスペクトルの紫外線領域の紫外線を吸収する。
【００３０】
紫外線は約１０から約４００ｎｍに渡る範囲であり、可視光線は約４００から約７５０ｎｍに渡る範囲であることが通常理解される。紫外線領域は紫外線Ａ、紫外線Ｂおよび紫外線Ｃスペクトルに分割される。紫外線Ａは約３２０から約４００ｎｍに、紫外線Ｂは約２８０から約３２０ｎｍ、紫外線Ｃは約２００から約２８０ｎｍに渡る範囲である。化学的紫外線分析は、通常、１６０ｎｍ未満の波長で実行される。しかし、２２０ｎｍより短い波長では、無酸素状態で、つまり空気または水のない状態で分析を実行する必要がある。そうしないと、酸素の吸収が測定結果を混乱させ、照射すると酸素が分離して、オゾンを形成する（これも測定を混乱させる）からである。
【００３１】
従来通りの吸光分析法、特に紫外線吸収によると、測定すべき物質または薬剤が媒体中に溶解または気化し、その媒体は、物質または薬剤自体より同じ特徴的波長における吸収がはるかに少ない。即適すべき薬剤を含むサンプル媒体中を通過できる光の強度を、同じ特徴的波長で、被験薬剤を含まない媒体の基準サンプル中を通過できる光と同様に検出する。ベール・ランバートの法則に従い、薬剤の濃度計算に、光強度を表す２つの出力信号を使用する。
0004897180.tif 000002
【００３２】
ここでｌおよびｌ0は、サンプルおよび基準サンプルそれぞれを通過できる光の強度、εは所定の温度にて特定の媒体中での特定波長における特定の物質または薬剤の吸収係数、Ｌは測定すべきサンプルの測定距離の長さ、Ｃはサンプル中の物質の濃度である。測定距離の長さ、つまり測定セルを使用した場合、その長さは、定量化可能な定数であり、様々な物質および媒体の吸収係数εは、様々な波長でよく知られ、記録されているので、光強度ｌおよびｌ0を連続的に測定し、それによって媒体中の物質または薬剤の濃度も連続的に測定することができる。ベール・ランバートの法則は、全ての単色光、つまり狭いスペクトル帯幅を有する特定の波長の光に適用される。
【００３３】
校正は、例えば発散して基準サンプルを通過できる光を測定することによって実行してもよい。通常、このような基準測定は、サンプル媒体を含む同じ容器または測定セルにおいて、測定すべき物質または薬剤を含まない気相または液相媒体で測定セルを定期的にフラッシュするか、あるいは別の同一の測定セルにて基準サンプルを測定することにより実行することができる。しかし、２つの異なる測定セルによる測定の欠点は、両方の測定が厳密に同じ条件で実行されたか、確認が困難なことである。
【００３４】
しかし、全てのタイプの気相殺菌媒体で小滴または煙霧質が形成されることがあり、これも測定結果を混乱させる。
【００３５】
日本特許出願ＪＰ−Ａ−０１２４４３４１号は、流体媒体が塩素、二酸化硫黄または酸化窒素などの邪魔な吸光性物質も含む場合、２つの波長における吸収を測定することにより、流体媒体中のオゾン濃度を測定する方法および計器について記載している。１つの実施形態によると、第１波長は２５４ｎｍであり、この波長ではオゾンと他の物質との両方が光を吸収し、第２波長は１８４．９ｎｍで、この波長では他の物質のみが光を吸収する。しかし、１８４．９ｎｍの波長における測定は、サンプル媒体のタイプを、空気も水も湿気も含まないような媒体に制限する。というのは、このような短い波長では、酸素が紫外線照射に反応し、したがってその作用でオゾンが形成されるからである。これは、測定すべき物質がオゾンと同じ波長領域で光を吸収する場合、必然的に測定を混乱させる。
【００３６】
第２の実施形態によると、第１波長は２５４ｎｍで、第２波長は４３６または５４６ｎｍであるか、両方の波長を第２および第３波長として測定する。
【００３７】
二重波長法、つまり２つの異なる波長で光の吸収を測定する方法は、それでも特定の測定用途で所望の正確さが獲得されているか保証しない。サンプル媒体を通って伝達される光の要件を満たす光源は、異なる時点で同じ量の光を送出しない。通常、光強度は光源の寿命とともに減少するが、それに加えて強度は電気系および現在の電源の変動とともに変動する。日本特許出願ＪＰ−Ａ−０１２４４３４１号は、既知の方法により、ランプの放射の変動を補償するため、１つの波長のみを測定する場合は、サンプルを通過する前に、ランプから直接放射される光の強度を測定することも可能であることを開示する。
【００３８】
しかし、日本特許出願ＪＰ−Ａ−０１２４４３４１号では、ランプから放射される光強度の変動は、異なる波長で測定することにより解消されると仮定している。強度の偏差が両方の波長で恐らく同じであるからである。
【００３９】
しかしこれは真実ではなく、高い正確さが必要ではなく、２つの波長が狭いスペクトル帯から選択された、つまり相互に比較的近くにある場合という特定の目的にしか想定することができない。媒体中の物質または薬剤の濃度を正確に決定するためには、第１波長、さらに第２波長においてランプの変動を補償することが必要であることを出願人は発見した。そのためには、±３％、好ましくは２％という高い正確さで濃度を決定することが望ましい。
【００４０】
吸光分光分析を使用して液相または気相媒体中の異なる物質の濃度を測定することは一般に知られているが、吸光法を使用して食品包装用の包装材料を殺菌するプロセスに関連して、殺菌媒体中の殺菌剤の濃度を測定することは、これまで知られていない。包装材料の殺菌に使用するタイプの殺菌媒体で、吸光分光分析を使用し、十分な正確さで例えば過酸化水素などの物質の濃度を測定する方法または計器は、今日の市場では入手不可能である。
【００４１】
さらに、気体が所定の濃度を維持し、煙霧質および小滴がほぼ完全にない状態であるよう、連続的に調整監視される気相殺菌媒体製造システムは、これまでない。
【００４２】
請求項５および６で記載するよう、第１波長を紫外線スペクトルから、第２波長を可視スペクトルから選択することにより、例えば埃の粒子または凝結小滴、煙霧質などの邪魔な物質からの邪魔な吸収を、可能な限り最も効率的な方法で補償することが可能である。測定すべき物質は、往々にして、例えば過酸化水素などの広い帯域で紫外線を吸収する物質であるが、これは可視スペクトルでの光吸収が非常に少ないか、全くない。これに対して、上述したタイプの邪魔な物質は、紫外線領域と可視領域でほぼ同じ量の光を吸収する。
【００４３】
１つまたは複数の第１波長を約２２０ｎｍと約３２０ｎｍの間から選択することが好ましい。この領域は、可視スペクトルから十分に離れ、往々にして使用される広帯域吸収物質は、この波長領域に吸収の最大値を有するからである。物質または薬剤が十分な量および強度の吸収を有する波長で測定することにより、正確度を上昇させることができる。光源が、どの波長で十分に高い強度の光を放出するかも、非常に重要である。市販されている中で最も好ましい光源は、２５４ｎｍで、より厳密には２５３．７ｎｍで強力な光を放出する低圧水銀灯である。したがって、最も好ましい第１波長は約２５４ｎｍで選択される。より穏やかな別の光放射が約３１３ｎｍにあり、これも特定の用途には好ましい。
【００４４】
１つまたは複数の第２波長は、好ましくは約３８５ｎｍ以上の波長で、より好ましくは約４００ｎｍと約７００ｎｍの間の波長から、最も好ましくは約４３６ｎｍおよび／または約５４６ｎｍで測定する。
【００４５】
請求項７で定義したような好ましい方法によると、測定サンプルと同じ流体媒体を含むが、測定すべき物質または薬剤はない、または非常に少ない基準サンプルで測定することにより、校正を実行する。第１波長および第２波長にて、サンプルおよび基準サンプルを通過した光の強度を測定し、獲得した値をベール・ランバートの関係式に使用することにより、各波長でサンプルの吸光度を決定することができる。
【００４６】
以上で説明したように、校正測定は、基準サンプルのみを含む、別ではあるが同じ測定セルで、あるいは同じ基準セルで別の時点にて実行することができる。後者の方法が好ましい。この方が、サンプル流の違い、および２つの異なる測定セル・ウィンドウ間の違いについて、信頼性が高いからである。
【００４７】
この方法は、可視スペクトルでの光吸収がない、または非常に少ない広帯域紫外線吸収物質で、特によく機能する。請求項８に記載されたように、過酸化水素は、このように広い帯域の紫外線吸収特性を有するので、本発明による方法でこの物質の濃度を測定できるので、最も適切である。過酸化水素は、食品および包装産業で最も広く使用されている殺菌剤でもある。
【００４８】
食品包装産業では、殺菌剤は、水、湿気および／または空気を含む流体、液相または気相媒体で覆われることが最も多い。請求項９で定義したような１つの好ましい実施形態によると、媒体は空気と殺菌剤の蒸気との混合物である。空気と水蒸気は、環境面からも食品衛生の面からも無害な媒体であるので、これが好ましい。
【００４９】
気相過酸化水素の吸光測定では、第１波長は約２５４ｎｍから選択することが、最も有利である。測定距離の長さは、気相過酸化水素の吸光度測定におけるサンプル媒体中の濃度に応じて、約１０から約２５０ｍｍであることが好ましい。
【００５０】
上述したように、光源は約２２０ｎｍと約３２０ｎｍの間の波長の光を、別の波長の光として、または約３８５ｎｍ以上の領域の第２波長として発散するタイプであると有利である。このような波長の光源は低圧水銀灯であることが最も好ましい。
【００５１】
本発明による１つの好ましいシステムは、光源を含む濃度決定装置、測定距離（Ｌ）検出器出力信号を生成する検出器の形態の測定器、およびベール・ランバートの関係式を出力信号に当てはめることにより、高い正確さで実際の濃度を計算する計算機ユニットを備える。校正測定は、測定サンプルと同じ媒体を含むが、測定すべき物質または薬剤は非常に少ない基準サンプルを通過した光を検出する検出器を利用して実行され、検出器は、第１および第２波長それぞれで光強度を測定するようになっている。第１および第２波長でサンプルおよび基準サンプルを通過した光の強度を測定し、獲得した値をベール・ランバートの関係式に使用することにより、第１および第２波長それぞれでサンプルの吸光度を決定することができる。
【００５２】
気相媒体中の過酸化水素の濃度決定では、測定距離の長さは約１０から約２５０ｍｍであることが好ましく、第１および第３検出器は、約２５４ｎｍで光強度を測定するようになっている。
【００５３】
本発明により、気相媒体を製造し、その濃度および気体の質を監視する方法およびシステムは、食品包装産業で包装および充填機および包装材料の殺菌に使用するのに特に適切である。というのは、殺菌媒体中に邪魔な吸光性物質が存在しても、高い正確度で濃度を測定することができるからであり、このような方法で、より確実に殺菌され、殺菌したパッケージに（殺菌剤の過剰により）殺菌剤が残留する危険性が低下し、殺菌剤がより効率的に使用され、それと同時に殺菌表面に殺菌媒体の凝結がないことが保証される。
【００５４】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
本発明による方法および装置のさらなる利点および好ましい特徴的機能について、特に添付図面に関して以下の説明で明らかにする。
【００５５】
本発明を、以下では方法およびシステムについて特に説明するが、本発明はその最も広い保護範囲において、この実際的用途に排他的に制限されるものではなく、添付請求の範囲で定義されたような本発明による方法を具体化するために想定できる他の多くの装置から例として選択されたものであることが認識される。
【００５６】
図面を参照すると、図１は、気化装置１１１を備えるシステム１００ａを示す。殺菌溶液１０１の流れを暖気１０２の流れとともに気化器内に噴霧する。気化器内で生成される蒸気は、気体の凝結を防止するためにさらに加熱された気体の導管を通って案内され、気体の質を検証する煙霧質検出器１１２を通過する。その後、気体はさらに、気相殺菌媒体の濃度を連続的に測定する濃度メータ１１３に案内される。１つの好ましい実施形態によると、煙霧質フィルタ１１４は、必要に応じて気化装置の直後にシステムに接続するか、ほぼ煙霧質のない気体を保証するため、常に永久的に接続することができる。別の好ましい実施形態によると、システムは、低品質の気体が、濃度メータまたは殺菌表面および殺菌空間１１６を通過することなく、システムを出るよう案内できるよう、煙霧質検出器１１２の後に配置された、煙霧質を含むことが判明している気体の吹き出し弁および吹き出し弁導管１１５を有する。煙霧質検出器および濃度メータ１１３それぞれの出力信号は計算機ユニット１１７に伝達され、これは一方で気相殺菌媒体の濃度を計算し、他方で気体の濃度値、存在し得る煙霧質の含有量、気体の温度、圧力および流量を満足できる殺菌を実行できるよう気体に維持される所定の基準値と比較する。次に、１つまたは複数の調整器信号が、その関数、つまり流量、混合比、温度および圧力を制御するパラメータを補正するため、計算機および調整器ユニットから気化器装置へと戻される。主に、気体濃度は、気化器内の液相殺菌剤および暖気の流れを調節することによって調整される。実際の過酸化水素は、濃度メータおよび殺菌空間まで導管を通って下る途上で消滅し、分解されるので、実際の濃度は常に理論値より低い。次に、濃度メータからの実際値を基準値と比較することにより、気化器装置への流れを自動的かつ連続的に調整し、それによりメータおよび殺菌空間でも基準値を達成することができる。
【００５７】
図１ｂは、本発明によるより好ましいシステム１００ｂを示す。
【００５８】
気相殺菌媒体は気化器装置１１１内で生成される。液相殺菌溶液１０１の流れを暖気１０２の流れとともに気化器内に噴霧する。気化器内で生成される蒸気は、気体が凝結するのを防止するため、さらに加熱気体の導管を通して、煙霧質を検出して気相殺菌媒体の濃度１１２ｂを連続測定する複合装置に案内される。好ましい実施形態によると、煙霧質フィルタ１１４は、必要に応じて気化装置の直後にシステムに接続するか、あるいはほぼ煙霧質のない気体を確保するよう常に永続的に接続してもよい。別の好ましい実施形態によると、システムは、低品質の気体を、殺菌表面および殺菌空間を通過せずにシステムから外へと案内できるよう、煙霧質検出器および濃度メータ１１２ｂの後に配置された、煙霧質を含むと判断した気体のための吹き出し弁および吹き出し弁導管１１５を有する。煙霧質検出器および濃度メータ１１２ｂからの出力信号は計算機ユニット１１７に伝送され、ここで気相殺菌媒体の濃度を計算し、さらに気体の濃度、煙霧質含有量、さらに気体の温度、圧力および流量の値を、満足な殺菌を実行できるために気体が維持すべき所定の基準値と比較する。次に、１つまたは複数の調整器信号を、その機能、つまり流量、混合比、温度および圧力を制御するパラメータを補正するため、計算機および調整器ユニットから気化器装置１１１に伝送する。したがって、システム１００ｂは、煙霧質検出器と濃度メータを組み合わせて、同じ装置および方法の同じ段階にする。
【００５９】
図２および図３はそれぞれ、好ましくは本発明によるシステムに含まれ、煙霧質検出器としても機能する濃度メータの設計および構造の変形を示す。
【００６０】
紫外線スペクトルに広い吸収帯を有するが、３８５ｎｍより長い波長の光吸収がゼロに近い物質の濃度を、本発明による方法およびシステムを使用して測定調整することができるので、特に有利である。このような物質の典型的な一つが過酸化水素である。
【００６１】
適切な波長の光を提供するために、１つまたは複数の光源（１１）を設ける。
【００６２】
本発明による好ましい光源は、比較的短い紫外線波長から、紫外線Ｂおよび紫外線Ｃ、つまり約２２０から約３２０ｎｍから広がる波長の光、さらに約３８５ｎｍより長い可視波長領域からの光を生成するような光源である。このような光源の例は、広いスペクトルの光を与えるガス放出タイプのランプ、例えばキセノン灯または代替的に高圧または低圧水銀灯である。しかし、本発明の好ましい実施形態により、紫外線レーザ装置を使用してもよい。例えば、１つまたは複数のレーザ・ダイオードから１つまたは複数の所定の波長の紫外線光を提供することが可能である。可視スペクトルからの光を与えるため、可視光の追加の光源を提供しなければならない。
【００６３】
他の波長の光については、他の周知の光源を使用してもよい。
【００６４】
最も好ましい光源は、今日市販されているタイプの低圧水銀灯である。最小帯域幅で高輝度の所定の波長で紫外線領域からのスペクトル線、さらに可視スペクトルからの光を与えられるからである。適切な紫外線波長は約２５４ｎｍ、さらに厳密には２５３．７ｎｍであり、約３１３ｎｍに別の顕著なスペクトル線が見える。紫外線光源の光線から他の波長の光も除去することができる。所望に応じて、例えば低圧水銀灯の場合のように、ランプから放射される光を、すなわち少なくとも２つの異なる光源（１１、１１’）、または同じ１つの光源（１１）からの紫外線光および可視光コリメーティング・レンズ（１）で光線の路に沿ってセンタリングすることができる。
【００６５】
測定すべき気体または液相サンプルを含む測定セルまたは監視空間は、石英ガラスまたは同様の光学的にうまく機能する透明な材料の窓（１２’）を有する。測定すべきサンプル媒体は、測定セルを通って流れる間に測定することが好ましい。過酸化水素などの紫外線照射から影響を受ける可能性がある物質の場合は、流れるサンプル媒体中の濃度を測定することが望ましい。
【００６６】
気相殺菌媒体を使用する包装および充填機では、測定装置は、気体流を殺菌ゾーンに搬送する導管の周囲に構築すると有利である。導管の壁には、導管の壁の外側にある光源からの光が通過して気体流に入れるため、例えば石英ガラスなどで作成した窓（１２）を設け、さらに反対側の導管壁にある窓（１２’）を通して個々の光検出器に向かう。これで恐らく、通常の導管の外側に配置され、測定セルにサンプル媒体を提供する別個のループ内にある別個の測定セルが必要なくなる。サンプル媒体の流で直接測定することにより、充填機に設置時に装置の構造を単純化することができる。測定セルを通して測定する代わりに、光吸収は、このような手段により測定空間を通して測定することができる。２つの石英ガラス窓間の距離が、測定距離の長さ（Ｌ）となる。特に、高温の気相媒体を伴う場合、別個のループは、測定空間の窓に生じる凝結小滴という形で問題を生じる。殺菌装置では、測定空間を殺菌室自体で構成してもよい。石英の窓などを、室の反対側の壁に配置してもよい。
【００６７】
サンプル媒体（４０）、つまり殺菌媒体、または殺菌剤（４０’）を含まない、またはこれが非常に少ない基準媒体は、光が殺菌剤に作用できるような速度で測定セルを流れる。
【００６８】
媒体は、本発明による光吸収の測定を妨害しない任意の液相または気相媒体でよい。通常、殺菌媒体は水または無菌空気または空気を含む高温蒸気に基づく。しかし、例えば窒素などの純粋な不活性ガス、または包装した製品に対して有害でないか、包装プロセス環境で安全性の危険として作用しない殺菌溶液など、他の代替媒体も想定可能である。測定すべき物質または薬剤が２つの波長で十分な量の光を吸収するよう、第１および第２波長を選択することが好ましい。適切な媒体は、測定すべき薬剤と同じ波長で光の吸収が非常に少ない、または光を吸収しないことが好ましい。
【００６９】
測定セルまたはサンプル媒体を通る測定距離、つまり光がサンプル媒体を通過する距離の長さ（Ｌ）は、所望の測定範囲、つまり測定を実行する濃度範囲、特定の媒体および特定の測定波長に従い選択することができる。
【００７０】
測定距離（Ｌ）は、光源が配置される第１端、および測定空間の光源とは反対側にあり、サンプル媒体を通過した光を検出する装置が配置された第２端を有する。
【００７１】
したがって、サンプル媒体を通過した光の検出および測定のため、第１および第２検出器（１４、１９）を、測定セルの両側で測定距離の第２端に配置する。第１検出器（１４）は、少なくとも１つの所定の第１波長で紫外線光を検出するようになっていることが好ましい。好ましくは２２０〜３２０ｎｍの波長を測定するようになっている任意の標準的検出器が適切であり、例えば紫外線感受性のフォトダイオードである。
【００７２】
サンプルを通過する光を、選択された所定の測定波長に制限し、このような手段によって他の拡散波長からの邪魔な光が検出器に入るのを防止するため、光学フィルタ（１）を光線路に沿って第１検出器（１４）の前に配置すると有利である。このような紫外線光の光学フィルタは、帯域フィルタ・タイプであると有利である。光源がレーザ・ダイオードなどの１つの独特な波長のみ、または独特な波長領域のみの光を放射する場合、光学フィルタを省略してよい。検出器が、必要なスペクトル感受性範囲を有する場合も、光学フィルタが不必要である。
【００７３】
第２検出器（１９）は、可視スペクトルからの所定の第２波長または波長領域、つまり約３８５ｎｍより長い波長、より好ましくは約４００ｎｍから約７００ｎｍの範囲内の光を検出するような構成であることが好ましい。第２検出器（１９）は、フォトダイオードであることが適切で、全ての紫外線光を遮断し、可視光のみを通過できるようにするため、可視「カットオフ」または「カットオン」フィルタ・タイプの光学フィルタ（１８）を有する。特に、低圧水銀灯の使用時には、４３６ｎｍおよび／または５４６ｎｍの光を測定するような構成である第２検出器が好ましい。これらの波長に明快に画定されたスペクトル線を生成するからである。
【００７４】
光源から伝送された光は、例えば水銀灯の場合のように、紫外線スペクトルと可視スペクトルとの両方（図２参照）を含む幾つかの異なる波長の光を含む、１本の光束として、サンプル媒体を透過することができる。様々な波長の光は、２つ以上の光源から発生させ、既知の光学装置（鏡、反射器）を利用して１本の共通光束にまとめてもよい。あるいは（図３参照）、光は、２つの別個の光束として伝送してもよく、一方の光束は第１検出器によって所定の第１紫外線波長を測定し、別の光束は第２検出器を利用して所定の第２可視波長または波長領域を測定するためのものである。後者の場合は、光線が同じ媒体の異なる部分を、あるいは異なる測定セルを通過することさえあり、妨害物質の量が異なることがある（埃、煙霧室、小滴、粒子など）という不確実性が生じる。第１の場合、つまり１本の光束を提供する１つまたは複数の光源が、本発明では好ましい。２つの別個の波長の光を検出するため、光がサンプル媒体を通過したら、主要光線を２本の光線に分割してよい。これは、検出器（１４、１９）および適宜、光学フィルタ（１３、１８）の前で光線路に沿って測定距離の第２端に配置したビーム・スプリッタ（１６）によって、によって実現することが好ましい。このようなビーム・スプリッタは、鏡またはいわゆるビーム・スプリッタ・キューブ、または光の一部を通過させ、光の他の部分を反射するよう設計された他のタイプの光学窓でよい。
【００７５】
したがって、ビーム・スプリッタ（１６）は光線を２本の別個の光線（２０、２１〜に分割し、このような手段によって第１および第２検出器それぞれに光を提供する。光を第１検出器（１４）に提供する第１光線（２０）は、検出器に入る光を所定の第１波長に制限するため、検出器に到達する前に第１光学フィルタ（１３）を通過することが好ましい。同様に、第２光線（２１）は、第２検出器（１９）に入る光を所定の第２波長に制限するため、第２光学フィルタ（１８）を通過することが好ましい。
【００７６】
したがって、光源からの光線を、長さ（Ｌ）の測定距離に沿って、測定すべき薬剤、さらに邪魔な物質を含む液相媒体（４０）を有するサンプルを通して配向することにより、第１波長でサンプル媒体（４０）を通過した光（２０）の強度を検出することが可能であり、測定すべき薬剤を含まない、または非常に少ない基準サンプル（４０’）を通して同じ長さ（Ｌ）の測定距離に沿って光源からの光を配向し、次に、基準サンプル（４０’）を通して第１波長で通過することができた光（２０’）の強度を検出して、サンプルおよび基準サンプルそれぞれを通過することができた光の強度の差を示す第１検出器出力信号（１５、１５’）が生成される。ベール・ランバートの関係式を出力信号の相対値に当てはめることにより、吸光剤の濃度を正常に決定することができる。本発明によると、薬剤の実際の濃度は、サンプル（４０）中の不純物の影響を排除するため、第２波長での同じ測定から対応する第２検出器出力信号（２２、２２’）を使用することにより、補正して決定される。
【００７７】
同様の検出器出力信号（１５、２２）が、ディジタル信号に変換するために変換器に伝送され、さらにベール・ランバートの関係式に従い濃度を計算し、評価するため、計算機ユニット（３６）へと転送される。適宜、出力信号は、液相または気相媒体への薬剤の投与量を制御するため、さらに自動濃度調整器システムへの出力信号を実現するよう処理することができる。ベール・ランバートの関係式を当てはめられるよう、サンプル媒体、さらに基準サンプルつまり測定すべき薬剤がない、または実質的にないサンプルであるを通過した光を測定する。前述したように、これは１つの同じ測定セル内でサンプルから基準サンプルへ含有物を時々変更することにより実行することが好ましい。あるいは、基準サンプルを液相または気相媒体（サンプル剤がない）のみで別個の測定セルにて測定してもよい。最高の信頼性と正確さが得られるので、第１のケースが好ましい。
【００７８】
計算機ユニットの計算は以下の通りに実行することが好ましい。
【００７９】
１）従来、濃度はベール・ランバートの関係式を利用して決定している。つまり下式の通りである。
0004897180.tif 000003
ここでｌuv(0)は基準サンプル、つまり媒体Ｕ（４０’）のみを第１の所定の紫外線波長で通過することができた紫外線光の強度（第１検出器出力信号１５’）、ｌuvはサンプル媒体、つまり測定すべき薬剤および邪魔な物質（４０）を含む媒体を第１所定紫外線波長で通過することができた光の強度（第１検出器出力信号１５）である。
【００８０】
２）しかし、本発明によると、透過光の強度は、埃および他の多少の固体粒子など、液相または気相媒体中の不純物によっても変動する。したがって、関係式ｌuv(0)／ｌuvは関係式（ｌvis(0)／ｌvis）で補正しなければならず、ここでｌvis(0)は基準サンプル、つまり媒体（４０’）のみを第２所定可視波長で通過することができた光の強度（第２検出器出力信号２２’）、ｌvisはサンプル媒体、つまり測定すべき薬剤および邪魔な物質を含む媒体を第２所定可視波長で通過することができた光の強度（第２検出器出力信号２２）である。
【００８１】
したがって、下式が当てはまる。
0004897180.tif 000004
ここで第２項は、基準サンプルの校正および測定に基づき決定され、次に一定値として計算機ユニットに保存することができる。このように、関係式（ｌvis／ｌuv）を連続的に測定する。
【００８２】
３）本発明によると、ランプから伝送されるが、サンプル媒体を通過していない光の強度も測定し、検出器出力信号としてデータ処理ユニットに渡す。その意図は、ランプから伝送された光の強度がランプの寿命とともに、およびランプへの電流電源の変動により、やがて変化するという事実を補償することである。このような測定は、ランプの品質に応じて、必要であると判明することもあるが、濃度測定値の所望の正確さに関する要件および測定の使用およびその目的に応じて必要なこともある。包装材料、食品包装用のパッケージまたは機器の殺菌の濃度測定に最も望ましいことが判明した。
【００８３】
４）したがって、関係式（ｌuv(0)／ｌuv）は、ｌuvref(0)／ｌuvrefの関係式で調節するとよく、ここでｌuvref(0)は、基準サンプルの測定時点で第１所定紫外線波長にて光源から伝送された紫外線光の強度（第３検出器出力信号２９’）、およびｌuvrefは、サンプル媒体の測定時点で第１所定紫外線波長にて光源から伝送された光の強度（第３検出器出力信号２９）である。
【００８４】
特定の目的のためには、光源から伝送された光の強度は、様々な波長で経時変化もすると仮定することができる。しかし、このような仮定は、大部分の光源で真実ではなく、濃度計算の正確さを低下させてしまう。低圧水銀灯を使用し、濃度測定に高い正確さ、例えば±３％、好ましくは±２％の要件がある場合、このような仮定は推奨されない。この場合も、言うまでもなくこれは測定の状況および意図に依存する。特に、温度変化など、測定装置の周囲の環境変化も、様々な波長でランプの機能および光強度に様々な影響を与える。したがって、様々な波長における光強度間の関係は、周囲温度の変化とともに変化する。温度変動は、包装および充填機の環境では普通にあることである。
【００８５】
５）したがって、測定の正確さを改善するため、光源から伝送された光の強度は、第１および第２所定波長で測定するとよい。したがって、関係式（ｌuv(0)／ｌuv）はさらに、関係式（ｌvisref(0)／ｌvisref）で調節するとよく、ここでｌvisref(0)は、基準サンプル測定時点で第２所定にて光源から伝送された光の強度（第４検出器出力信号３５’）、ｌvisrefは、サンプル媒体測定時点で第２所定波長にて光源から伝送された光の強度（第４検出器出力信号３５）である。
【００８６】
６）したがって、濃度は下式のように計算することができる。
0004897180.tif 000005
ここで第２項は、基準サンプルの校正および測定に基づき決定され、一定値として計算機ユニットに保存することができる。したがって、ｌuvref、ｌuv、ｌvisおよびｌvisrefのみを連続的に測定する必要がある。
【００８７】
この好ましい実施形態による濃度測定の正確さは±３％、好ましくは±２％であり、これは包装材料の殺菌のプロセスにおいて望ましい。
【００８８】
周囲圧力および温度の変動のため、補償および補正の計算を実行するとよい。
【００８９】
したがって、図２を参照すると、装置は、さらに、第２ビーム・スプリッタ（２３）、および第３光学フィルタ（２５）および第３検出器（２６）を含む第３検出器装置（２４）を含み、ビーム・スプリッタ（２３）は光源からの光を第１光線（２７）と第３光線（２８）に分割し、光源（１１）と測定距離（Ｌ）の第１端との間に配置され、主要光線（２７）はサンプル媒体を通して測定距離に沿って配向され、第３検出器装置（２４）は、上述した第１波長で紫外線光を測定するよう設計され、第３光線（２８）に沿って配置され、このような手段によって、上述した第１波長で光源から通過することができた光の強度の変動を補償するため、基準出力信号（２９）それぞれｌuvref(0)およびｌuvrefに対応する）を提供する。第３光学フィルタおよび検出器は、第１光学フィルタ（１３）および検出器（１４）と同一であることが好ましい。次に、装置はさらに第３ビーム・スプリッタ（３０）、および第４光学フィルタ（２３）および第４検出器（３３）を含む第４検出器装置（３１）を含み、第３ビーム・スプリッタは第３光線（２８）から第４光線（３４）を分割し、第２ビーム・スプリッタ（２３）と第３および第４検出器装置の間に配置され、第４検出器装置（３１）は、第２波長の光を測定するよう設計され、第４光線（３４）に沿って配置されて、第２波長で光源から通過することができた光の強度の変動を補償するため、基準出力信号（３５）（それぞれｌvisref(0)およびｌvisrefに対応する）を提供する。
【００９０】
第４光学フィルタおよび検出器は、第２光学フィルタ（１８）および検出器（１９）と同一であることが好ましい。したがって、第３および第４検出器出力信号（２９；３５）が獲得され、これは特定の時点においてランプから放出される光の強度を表す。
【００９１】
代替装置では、対応する現象では同じ参照番号を使用する図３による２つの別個であるが同一の測定空間（１２）を通して、２本の光線を配向する。
【００９２】
図３では、光源（１１）、あるいは適宜、光源（１１、１１’）が２本の主要光線（２０、２１）を生成し、これはそれぞれ測定セル（１２）または異なる測定空間を通して伝送されるが、双方ともサンプル媒体を含み、同じ長さの測定距離（Ｌ）である。第１測定セルの測定距離の第２端に、光線（２０）に沿って、第１波長で通過できる光の強度を検出する第１検出器（１４）を配置する。通常、光は、検出される光を第１波長のみの光に制限するため、第１光学フィルタ（１３）を通過する。それに応じて、第２測定セルの測定距離の第２端に、光線（２１）に沿って、第２波長で通過できる光の強度を検出する第２検出器（１９）を配置する。通常、光は、検出される光を第２波長のみの光に制限するため、第２光学フィルタ（１８）を通過する。
【００９３】
本発明の好ましい実施形態によると、装置は、さらに、第２ビーム・スプリッタ（２３）、および第３光学フィルタ（２５）および第３検出器（２６）を含む第３検出器装置（２４）を含み、ビーム・スプリッタ（２３）は光源からの光を主要光線（２０）と第２光線（２８）に分割し、光源（１１）と測定距離（Ｌ）の第１端との間に配置され、主要光線（２０）は、測定距離に沿ってサンプル媒体を通して配向され、第３検出器装置（２４）は、上述した第１波長で紫外線光を測定するよう設計され、第３光線（２８）に沿って配置され、このような手段により、上述した第１波長で光源から通過できる光の強度の変動を補償するため、基準出力信号（２９）を提供する。第３光学フィルタおよび検出器は、第１光学フィルタ（１３）および検出器（１４）と同一であることが好ましい。次に、装置は、さらに、第２ビーム・スプリッタ（３０）、および第４光学フィルタ（３２）および第４検出器（３３）を含む第４検出器装置（３１）を含み、第２ビーム・スプリッタ（３０）は、第２光線（２１）から第４光線（３４）を分割し、光源（１１）と第２測定セルの間に配置され、第４検出器装置（３１）は、第２波長で光を測定するよう設計されて、第４光線（３４）に沿って配置され、このような手段により、第２波長で光源から通過できる光の強度の変動を補償するため、基準出力信号（３５）を提供する。第４光学フィルタおよび検出器は、第２光学フィルタ（１８）および検出器（１９）と同一であることが好ましい。したがって、第３および第４検出器出力信号（２９；３５）が獲得され、これは特定の時点においてランプから放出される光の強度を表す。
【００９４】
上述したような両方のケースでは、基準測定は、別個の光線に沿って追加の別個の測定セルで実行するか、好ましくはサンプル媒体（４０）を基準媒体（４０’）で一時的に置換することにより、同じ測定セルで実行することができる。
【００９５】
濃度測定の感度範囲は、サンプル中の測定距離の長さ、つまり測定セルまたは測定空間（Ｌ）の長さの変動によって変更することができる。濃度が低いと測定距離を長くする必要があり、その逆もある。気相の過酸化水素を測定するため、約１０から約２５０ｍｍ、好ましくは５０〜１５０ｍｍ、最も好ましくは２５〜１００ｍｍなど、より長い測定距離が必要である。濃度測定の検出限界は約０．０２重量％であるか、気相媒体で０．２ｇ／m3と表現する。
【００９６】
気相媒体中の濃度を直線的に測定する場合、つまり気体流内または機械の殺菌室内で配向する場合は、使用する測定距離（Ｌ）を長くすると有利である。
【００９７】
低濃度の過酸化水素を測定するには、２５４ｎｍという水銀灯の放出波長が、気／液相でも水性溶液中でも非常に適切である。この波長で良好に機能する検出器は、２５４ｎｍで検出するようになっているフォトダイオードである。
【００９８】
約１７０ｍｇ／ｌまでの気相または水蒸気中の過酸化水素濃度は、２５４ｎｍで測定することが好ましく、測定距離の長さは約２５から約１００ｍｍである。
【００９９】
したがって、本発明は、正確さおよび信頼性を改善して、気相殺菌媒体を製造する最適の方法およびシステムを実現する。また、気化器装置の機能を、したがって気相媒体の濃度および質を自動的かつ連続的に調整する、自動的で連続的な方法およびシステムが実現される。
【０１００】
一方が紫外線領域にあり、他方がスペクトルの可視領域から選択することが好ましい２つの異なる波長にて、（３８５ｎｍより長い波長で適切な水銀灯で）光吸収を比較することにより、埃の粒子、汚れ、煙霧質などの邪魔な物質を検出し、その邪魔な効果を補償することができる。また、光源から放出されたが、まだ測定サンプルを通過していない光の強度を測定することにより、サンプルを通過できる光の吸収度測定と同時に、各測定波長で、実際の濃度を、より高い正確さで決定することができる。
【０１０１】
本発明による方法およびシステムは、包装材料および様々な包装または充填機の殺菌に適用可能であることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  例えば過酸化水素などの殺菌剤を含む気相媒体を製造する、本発明の１つの好ましい実施形態によるシステムを概略的に示す。
【図２】  吸光性物質の濃度を監視する装置を概略的に示し、装置は、本発明の１つの好ましい実施形態により気相殺菌媒体を製造するシステムに含まれることが好ましい。
【図３】  吸光性物質の濃度を監視する装置を概略的に示し、装置は、本発明の１つの好ましい実施形態により気相殺菌媒体を製造するシステムに含まれることが好ましい。
【図１ａ】
0004897180.tif 000006
【図１ｂ】
0004897180.tif 000007
【図２】
0004897180.tif 000008
【図３】
0004897180.tif 000009