JP2000254486A

JP2000254486A - 電子線照射装置と電子線照射方法及び被処理物

Info

Publication number: JP2000254486A
Application number: JP11061327A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kato; 健治加藤; Toshiro Nishikimi; 敏朗錦見; Mutsumi Mizutani; 睦水谷
Original assignee: Nissin High Voltage Co Ltd
Current assignee: Nissin High Voltage Co Ltd
Priority date: 1999-03-09
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 2000-09-19

Abstract

(57)【要約】【目的】有毒なガスを用いないで粉粒体の食材を殺菌
する装置を与えること。【構成】粉粒体の投入口と搬送路と被処理物の排出口
と搬送路の始端と上部と下部に設けた多孔板を有し、始
端、上部、下部の多孔板の穴から流量を独立に制御でき
る機構によって３方向に気体を吹き込む事によって粉粒
体を浮上させて運搬する搬送機構と、搬送機構を包囲す
る筐体と、筐体の外部に固定され電子線を発生し加速す
る電子線発生機構とを含み、搬送機構において粉粒体を
気体によって浮遊状態にし混合撹拌しながら電子線を照
射するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、不定形或いはいび
つ形状の固体や、粉粒体に電子線を照射する方法と装置
に関する。その目的は、樹脂硬化、塗膜硬化、殺菌など
である。例えば茶葉、米、麦、大豆、小豆などの食品を
殺菌したいという場合などである。さらにプラスチック
のペレットなどに被膜塗布して硬化させたいという場合
もある。

【０００２】このような不定形固体、粉粒体に電子線を
照射するという目的自体が新規である。これらの不定形
固体は、電子線照射以外の何らかの方法によって処理さ
れているからである。国内産の茶葉、穀物などは殺菌さ
れない場合が多い。国内産の作物であって収穫から消費
までの時間が短くて保存期間に変質するおそれが少ない
からである。しかし、輸入された穀物、豆類は殺菌され
ることが多い。細菌などによって汚染されている可能性
があるからである。国内産の農産物でも保存期間の長い
ものは殺菌処理されることもある。本発明はその目的に
応えるものである。

【０００３】

【従来の技術】食品の殺菌は従来化学的な手段によって
なされていた。穀類の場合は、エチレンオキサイドガス
（ＥＯＧ）や臭化メチルなどのガスでいぶすようにす
る。燻蒸法は有毒のガスの殺菌作用によって食品を殺菌
するものである。殺菌作用があるガスが粉粒体の周囲に
接触し、表面から内部に浸透して表面や表面近くにある
細菌を死滅させる。流動性のあるガスを使うので粉粒体
の全面に接触し全面を処理できる。その点は好都合であ
る。しかし、有毒のガスであるから処理自体危険であ
る。また食品にこれらのガスが残留してはいけない。処
理後これらのガスが残らず、許容残留濃度以下にしなけ
ればならない。許容濃度以下であっても食品にガス殺菌
を用いるということに抵抗感が高まりつつある。それに
これらのガスによって殺菌処理すると変質するものもあ
る。匂い、味などが劣化する場合もある。

【０００４】茶葉の場合は殺菌処理しないことも多い
が、殺菌が必要な場合もある。その場合加熱水蒸気によ
って殺菌される。加熱水蒸気が茶葉の全面に接触し、こ
れを加熱して細菌を死滅させる。化学ガスを使わないか
ら臭気が残留しない。しかし、加熱によって成分が変動
したり、色合いが変化することもある。加熱が茶葉の品
質に影響を及ぼすこともあり、最上の方法とは言えな
い。

【０００５】本発明は、茶葉、穀物などの不定形の食品
などを電子線によって殺菌する方法と装置を提供するこ
とを目的の一つとする。この発明は、ペレット状プラス
チックの硬化処理、塗膜硬化処理にも利用する事ができ
る。だから、電子線照射によるプラスチックの硬化、塗
膜硬化も本発明の目的の一つである。

【０００６】電子線照射装置は、真空中で加速された電
子線を窓箔を通して大気中に取り出し、定形固体の被処
理物に照射して、高分子架橋、塗膜硬化、殺菌などの処
理を行う物である。電子線照射装置は、真空中で負にバ
イアスされたフィラメントを加熱し、熱電子を発生させ
る熱電子発生部分、電子に電圧をかけて加速する部分、
照射窓部分、被処理物を大気中で搬送する部分などから
なる重厚な装置である。この発明は搬送系の発明に関す
るが、全体の関連を明らかにするため電子線照射装置の
全体を簡単に説明する。

【０００７】熱電子発生部分は負電圧が印加されたフィ
ラメントに通電して熱電子を発生する。加速部分は高電
圧を印加して電子線を加速するものであるが、加速電圧
は目的によって異なる。ＭｅＶ以上に加速する場合もあ
るが、ＭｅＶ以下〜数百ｋｅＶのこともある。ビーム電
流も目的によって異なる。電子線照射装置にはビームを
走査する走査型のものと、ビームを走査しない非走査型
のものがある。走査型の装置は細い電子線ビームを交番
磁界によって右に左に振って広い範囲に電子線を分配す
るものである。走査型のものは、加速や走査に充分な距
離を必要とするので大型の装置となる。これは加速エネ
ルギーの高いものに適する装置である。非走査型（エリ
ア型）は蛇行型フィラメントから断面積の大きい電子線
を発生させ、そのまま加速するだけで走査しない。非走
査型は走査のための距離を不要とするから小型の装置と
なる。電子線エネルギーも低いものが多い。

【０００８】電子線を発生し加速する部分は真空であ
る。被処理物は大気圧中にある。照射窓というのは真空
と大気を仕切る部分である。矩形の窓枠にＴｉ、Ａｌな
どの箔を張ったものである。窓箔は真空と大気を分離す
るために不可欠である。窓箔には大気圧×面積に等しい
力が掛かる。窓箔は幾つもの桟によって押さえ破損しな
いようにしている。電子線が窓箔を通過する時にエネル
ギー損失があり窓箔はその熱で加熱される。その熱をと
るため、風冷、水冷などの手段で窓箔が冷却される。窓
箔の上が電子線発生加速部であり、下方が搬送部であ
る。搬送部は無端周回コンベアと、これを囲み入口、出
口を有する重い筐体よりなる。入口から固体被処理物を
搬入する。コンベアに乗せられて被処理物は照射窓の直
下に至り、ここで電子線を浴びる。コンベアに運ばれて
被処理物は出口から排出される。搬送機構の全体を重い
金属板の筐体によって包囲するのは、電子線が被処理物
やコンベアに当たることによってＸ線が発生するからで
ある。有害なＸ線が出るので箱で囲む必要がある。

【０００９】搬送機構の雰囲気は空気であることもある
が、窒素、アルゴンのこともある。空気の場合は、Ｘ線
によって酸素がオゾンに変化して、環境や被処理物に影
響を及ぼすこともある。雰囲気が空気の場合はオゾンを
排出するための送気系排気系を設け、外部にオゾンが出
ないようにする。外部に出なくてもオゾン自体が被処理
物と反応するような場合は、空気を使ってはならない。
その場合は窒素とかアルゴンガスを雰囲気とする。

【００１０】以上のような電子線照射装置で定形の被処
理物を処理するということはこれまでにも頻繁に行われ
ている。コンベアで定形被処理物が運ばれて、窓箔に向
かう面だけに電子線が照射される。

【００１１】ところが、このような装置では、不定形の
粉体や粒状物（粉粒体）を処理するのは難しい。穀物な
どの場合は先に述べたように臭化メチルやエチレンオキ
サイドによる化学的殺菌法が有力で電子線処理がなされ
るという事はなかった。

【００１２】その理由は粉粒体の全体に電子線を等しく
当てるということが難しいからである。例えば豆のよう
に厚みのあるものであるとコンベア上でひっくり返らな
いから全厚みを貫通する程に高いエネルギーの電子線を
当てる必要がある。豆や麦、米のような場合表面だけを
殺菌すればよいのであるが、一方の面だけが上を向き、
他方の面は電子線に対して影になるから、全体を貫通す
る高エネルギー電子線が必要になるのである。豆が一層
だけならいいが、何層にも積み重なっている場合は数ｍ
ｍ〜数十ｍｍの厚みを貫通する電子線が必要になる。

【００１３】粉体の場合はコンベアによって搬送し上か
ら電子線を当てることができようが、粉体の厚みが数ｍ
ｍ〜数十ｍｍとばらつくので、最も厚い部分をも貫通で
きるエネルギーを電子線に与える必要がある。被処理物
の物性にもよるが、数ｍｍ〜数十ｍｍの厚みを貫通する
電子線はＭｅＶ程度の高エネルギーが必要になる。この
ような高エネルギー電子線を当てる装置となると大型で
高価額の装置にならざるをえない。

【００１４】問題はそれだけではない、食品の場合電子
線が内部を貫通すると、化学結合を切断したりするので
風味、品質が落ちるということがある。穀物などの殺菌
であれば表面近くだけに電子線が当たれば良い。反面内
部に電子線が入らないようにしたい。そのためには被処
理物が回転して全ての面が電子線照射方向を向くように
すればよい。しかし、被処理物を回転させるような搬送
機構は存在しない。そのような訳で、不定形の被処理物
を電子線照射装置で処理するということはいまだに実施
されていない、といってよい。

【００１５】実施はされていないが、思いつき程度の提
案は幾つかなされている。特開平１−１９２３６２号「粉体の放射線処理装置」
発明者和田誠一、石原正和、神山典之、出願人三菱化工
機株式会社は「遮蔽壁で包囲した室内に立設され下方か
ら上方へ気体を送風して粉体を浮遊させる粉体浮遊室
と、該粉体浮遊室に対向して放射線照射装置を設けた粉
体の放射線処理装置。」を提案している。これは小麦
粉、香辛料などの粉体を放射線（γ線、Ｘ線、電子線）
によって殺菌する新規な装置を提案している。コンベア
によって粉体を運ぶと、表層と内層で照射ムラが生じて
望ましくないから、気体によって粉体を浮遊させて運
び、浮遊状態の粉体にγ線、Ｘ線、電子線などの放射線
を当てるというものである。室内に垂直部分を持つダク
トを縦に「立設」して、下側からポンプで空気と粉体を
送り込み下から上へと舞い上げておき、ダクトで密封さ
れた粉体に横から放射線を当てる。放射線照射を受けた
粉体は上方でフィルタを通り外部に排出される。下から
上へ舞い上がる粉体に放射線を当てるから粉体の全面に
放射線があたり、照射ムラ（照射量不均一）が起こらな
い、という。

【００１６】特開平８−５２２０１号「粉体の電子線
殺菌装置」発明者和田誠一、石原正和、栗原英雄、特許
出願人三菱化工機株式会社はコンクリートの厚い壁をも
つ処理室に、少し傾斜した管部を設け、管部の半ばに平
行に多孔板を設けその下に空気を吹き込み、多孔板の上
に粉体を落とし込み、沢山の微細孔から噴出する空気に
よって粉体を持ち上げて斜め下向きに（４度〜１０度）
粉体を運び（エアスライドコンベア）その途中で横から
電子線を浴びせるようになっている。粉体と空気は終端
の排出口から共通に引き出され、サイクロンによって粉
体と空気が分離されるようになっている。粉体を空気で
舞上げて斜め下向きに空気輸送するから粉体は回転し、
全ての面に電子線が当たるようになっている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】粉粒体のような不定形
で全面を処理しなければならない被処理物を殺菌する場
合、従来はエチレンオキサイドや臭化メチルガスと接触
させていた。しかし、これらのガスは殺菌作用があるだ
けに有毒である。食品などの場合ガスが残留すると人体
に有害である。ガスとの接触によって風味、品質が劣化
することもある。有毒のガスは殺菌のために利用しにく
いという環境になりつつある。加熱水蒸気を使った殺菌
も、茶葉の香りや風味を損なう恐れがある。

【００１８】これらの方法と全く違う電子線照射によっ
て殺菌処理できれば、そのような問題は無くなるはずで
ある。しかし、電子線照射装置によって粉粒体を殺菌処
理する装置は未だ実際には利用されていない。いろいろ
な理由がある。まず大型の装置が必要になるだろうとい
うことである。被処理物をコンベアで静的に運んでいる
のでは、底部にまで電子線を貫通させる必要がある。そ
のため高いエネルギーが必要である。高いエネルギーの
電子線を発生させるには大型装置が必要である。高価格
になるし、据え付け面積も広く、コスト高になる。それ
に内部まで電子線が貫通すると品質を損なうという愁い
がある。粉粒体である被処理物を回転撹拌して、全面に
電子線を当てるようにすればいちばん良い。しかし、こ
れが難しいのである。粉粒体をコンベアで運びつつ回転
撹拌するのは困難である。

【００１９】空気で粉体を輸送しつつ放射線を照射する
の場合、空気の流れは上昇流だけである。管の内部に
粉体を空気輸送し、管の外部からγ線、Ｘ線、電子線を
照射する。この装置の第１の問題は、放射線が管壁を通
過するときに放射線の損失が大きくなりすぎるというこ
とである。空気輸送の為のダクトの場合プラスチックで
も２ｍｍ〜５ｍｍ程度の厚みは必要である。金属管でも
１ｍｍ程度の厚みは要るだろう。そのような場合質量も
電荷もなくエネルギーの高いγ線は管壁を透過できるか
もしれない。Ｘ線も電荷質量がないので管壁をまあまあ
透過できよう。しかし、電子線は電子のビームであり質
量と電荷がある。２ｍｍ〜５ｍｍの管壁を電子線が通り
抜けるのは難しい。殆ど通り抜けできない。だからの
方法はγ線には使えるが、電子線には利用できない。電
子線は数μｍ〜数十μｍの窓箔をかろうじて通過できる
が、数ｍｍもある壁を抜ける事は不可能に近い。

【００２０】底部の多孔板から空気を噴出して粉体を舞
い上げるエアスライドコンベアによって粉体を搬送する
は側方から電子線を照射する。これはコンベア管に設
けた多孔板の下に空気を送り込み、粉体を舞い上げるも
のであるから制御性が悪い。粉体といっても嵩比重、粒
子径、組成、粘度などがまちまちである。は多孔板下
へ送給する空気量を調整するだけであるから、多様な性
質、比重の粉体に対応する事は難しい。空気流分布を自
在に調整できないということだけではない。

【００２１】は全体を厚いコンクリートの壁で囲まな
くてはいけない構造である。図１によると、コンクリー
ト壁は、エアスライドコンベアの高さの２倍以上の厚み
を持っている。壁で仕切られた内部にエアスライドコン
ベア、粉体入り口、粉体出口、エア送給口、電子線発生
加速照射装置が全部収容されている。広い処理室を完全
にコンクリートで囲んだ極めて重厚な装甲を持つ装置で
ある。重厚な壁が放射線の漏れを防いでいる。安全性は
高いが、分厚いコンクリート壁が必要であるので建設費
は極めて高い。据え付け面積も広大なものが要求される
であろう。そのため高コストの処理装置になってしま
う。そのようなコスト高では、従来の臭化メチルやエチ
レンオキサイドガスを利用する化学的処理法には取って
替わることはできない。

【００２２】電子線によって粉体、粒状体を殺菌できる
ような装置を提供する事が本発明の第１の目的である。
低エネルギーの電子線によって不定形、粉体、粒状物の
全面を電子線処理できる装置を提供する事が本発明の第
２の目的である。粉粒体を回転させながら運ぶことので
きる搬送機構を備えた電子線照射装置を提供することが
本発明の第３の目的である。多様な形態、比重の粉粒体
に対応できる制御性に優れた電子線照射装置を提供する
ことが本発明の第４の目的である。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明の電子線照射装置
は、粉粒体の投入口と搬送路と被処理物の排出口と搬送
路の始端と上部と下部に設けた多孔板を有し、始端、上
部、下部の多孔板の穴から流量を独立に制御できる機構
によって３方向に気体を吹き込む事によって粉粒体を浮
上させて運搬する搬送機構と、搬送機構を包囲する筐体
と、筐体の外部に固定され電子線を発生し加速する電子
線発生機構とを含み、搬送機構において粉粒体を気体に
よって浮遊状態にし、混合撹拌しながら電子線を照射す
るようにした。

【００２４】多孔板が搬送路の少なくとも３方（始端、
上部、下部）にあって、独立に制御できる機構によって
３方の多孔板から気体を吹き込む搬送機構を持つという
ところが重要である。始端の多孔板から吹き込まれる気
体は主に搬送速度を決める。単位時間あたりの処理量が
多いときは始端流入量を増やす。処理量が少ないときは
始端流入量を減らす。下部から吹き込まれる気体は被処
理物である粉粒体を持ち上げる作用がある。嵩比重の大
きい対象物に対しては下部流入気体量を増やす。嵩比重
の小さい対象物に対しては下部流入気体量を減らす。上
部から吹き込む気体は粉粒体の飛散を防ぐものである。
上部流入気体と下部流入気体の分布と流量を調整する
と、粉粒体を搬送路の空間に浮いた状態で、壁面に接触
することなく運ぶことができる。

【００２５】３方から吹き込まれる気体の流量を独立に
制御するため、ブロワー自体を３つ独立に設けることが
できる。ブロワーは共通であっても分岐した３方向の配
管系に独立の流量制御弁を取り付けるようにしてもよ
い。さらに搬送路が長い場合、上部多孔板、下部多孔板
が長くなり場所によって圧力が不均一になる恐れがあ
る。その場合は下部気体用、上部気体用のブロワー自体
を複数にすることもできる。下部気体供給系だけで、上
流部用、中流部用、下流部用とするとかである。上部気
体供給系でも同様である。搬送路の進行方向をｚ方向、
電子線の方向を−ｙ方向とする。始端多孔板から吹き込
むガス流はｚ方向に流れる。上部から吹き込むガス流は
−ｙ方向に流れる。下部から吹き込むガスは＋ｙ方向に
流れる。

【００２６】３方から気体を吹き込むから上下（ｙ方
向）に薄く側方に（ｘ方向）は広がった形態で前方（ｚ
方向）に進行する。搬送路の途中に照射窓が近接して設
けてある。照射窓の上には電子線を発生させ加速する電
子線発生加速機構が設けてある。電子線は照射窓を経て
搬送路の一部に照射される。照射窓直下を通過する粉粒
体は電子線を浴びる。

【００２７】粉粒体が空中に浮遊しながら搬送されるか
ら微視的には粉粒体の粒子が常時回転している。照射窓
の直下で電子線を浴びるときも粒子が回転するので粒子
の全面に電子線が当たる。殺菌の場合は表面近くだけに
電子線があたればよいのであるから極めて好都合であ
る。食品の場合は殺菌が目的であるから、粒子を回転さ
せて全面に電子線を当てることのできる本発明は有効で
ある。

【００２８】食品以外にプラスチックのペレットのよう
な粒状物にも有効である。柔軟なペレット自体の電子線
による硬化処理に利用できる。またペレット表面に塗膜
を形成したときにおいて電子線照射による塗膜硬化処理
にも使うことができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】電子線照射装置は非走査型であっ
ても走査型であってもよい。電子線加速エネルギーは目
的によるが、粉粒体の表面の殺菌が目的であれば低エネ
ルギーでよい。その場合は非走査型の装置で充分であ
る。非走査型（エリア型）の場合、筐体に直接に照射窓
を設け、その上に電子線発生加速部を取り付ける。フィ
ラメントと照射窓の間で電子線が加速される。

【００３０】殺菌が目的としても対象物の種類や処理量
などによってビーム電流、加速電圧は異なる。例えば加
速電圧は５０ｋｅＶ〜５００ｋｅＶ程度である。ビーム
電流は数ｍＡ〜５００ｍＡ程度とする。処理量は１時間
あたり数ｔ〜１０ｔである。

【００３１】搬送路の最初にある投入ホッパより粉粒体
である被処理物が投入される。投入された被処理物は、
始端（ｚ方向）、下方（＋ｙ方向）、上方（−ｙ方向）
より導入された気体によって混合撹拌されつつ搬送され
る。その途中の照射窓下において電子線照射を受ける。

【００３２】浮遊搬送のために使用する気体は、例えば
空気である。排出口では空気と被処理物が混合されて出
るからサイクロンなどによって固気分離する。空気の場
合は循環使用してもよいし、循環利用しなくてもよい。
浮遊搬送気体として空気を使う時はフィルタでゴミを除
き、湿度も適当に調整する必要がある。空気の場合は、
電子線によって発生するＸ線のためにオゾンが出る。オ
ゾン臭が被処理物について品質、風味を損ねるという場
合もある。その場合空気は使用しない方が良い。

【００３３】空気の使用が、被処理物に望ましくない影
響を与えるときは、窒素やアルゴンなどの不活性な気体
を使用する。窒素やアルゴンであるとオゾンが生じな
い。オゾン臭が食品、食材に付着するということはな
い。窒素、アルゴンなどのガスを使う場合は、気体を循
環使用することが好ましい。

【００３４】三方向から導入される気体の主な役割は１．前端流入気体（＋ｚ方向）…搬送用２．下方流入気体（＋ｙ方向）…浮遊混合撹拌３．上方流入気体（−ｙ方向）…飛散防止である。それぞれに独立の送風装置（ブロワー）を設け
るか、独立の流量制御弁を設ける。ここでは流量制御弁
によって制御する場合を述べる。

【００３５】三系統独立の流量制御弁を調整する事によ
り、搬送速度、揚力（浮遊力）、飛散防止力などを変え
る事ができる。多様な被処理物の搬送状態を実現できる
ので適用性が広い。例えば搬送速度（照射エリアでの滞
留時間）や混合撹拌の状態を容易に制御することができ
る。

【００３６】さらに制御性を向上させる必要がある場合
は、各気体導入部への経路を増加させることが好まし
い。つまり下部流入気体導入部を複数個設けるとか、上
部流入気体導入部を複数個設けるのである。

【００３７】搬送量を増加させるために、ケーシングを
出口に向けて下方に幾分傾斜させて搬送路を設置しても
良い。

【００３８】

【実施例】図面によって本発明の実施例にかかる電子線
照射装置を説明する。図１は全体構造の縦断面図を示
す。図２は搬送路の断面図、図３は照射窓の部分の搬送
路の断面図である。これは非走査型（エリア型）のもの
を示すが、走査型の電子線照射装置にも適用する事がで
きる。円筒形の真空チャンバ１の内部は真空に引く事が
できる。真空チャンバ１の中には円筒形のシールド電極
２があり、その中心部には蛇行するフィラメント３（カ
ソード）が設けられる。フィラメント３に通電し加熱す
る。フィラメント３は負に、電極２は正にバイアスさ
れ、フィラメント３から熱電子が放出される。真空チャ
ンバ１の端は開口しており、これが照射窓４となってい
る。照射窓４は薄い窓箔５が張られている。窓箔５はチ
タン、アルミの箔である。数十μｍ程度の薄いもので電
子線が透過できるようになっている。窓箔５の４辺は窓
箔フランジ６と窓箔押さえ７によって押さえられる。

【００３９】電子線はフィラメント３とシールド電極２
の間で適当なエネルギーに加速される。加速された電子
ｅは照射窓４の窓箔５を通って筐体８の内部に入る。金
属板よりなる筐体８は搬送機構９の全体を包囲してい
る。筐体８は中央に開口部があって、ここに電子線加速
機構の照射窓４がある。被処理物を搬送する機構を厚い
金属の筐体によって囲むのは電子線照射装置では普通に
行われることである。電子線照射によってＸ線が発生す
るので、これが外部に漏れないように筐体８によって囲
むのである。

【００４０】通常の定形固体を処理する場合搬送機構は
無端周回コンベアであるが、本発明は無端周回コンベア
を用いない。本発明は、気体によって粉粒体を浮遊搬送
する。本発明の第１の特徴は搬送機構９にある。搬送路
１０は横に長い矩形状の空間となっている。搬送路１０
の前端には投入ホッパ１１の下端が連続している。搬送
路１０の後端（終端）には排出ホッパ１２が続いてい
る。被処理物は投入ホッパ１１から供給され、搬送路１
０を前から（上流側）後ろへ（下流側）へ通り抜けて、
排出ホッパ１２から外部へ取り出される。

【００４１】搬送路１０は金属によって仕切られた空間
である。搬送路底板１３と搬送路上板１４、搬送路前板
１５、搬送路後板１６、搬送路側板１７、１８よりなる
直方体の区切られた搬送路となっている。しかもその一
部は多孔板との２重壁になっている。搬送路底板１３の
すぐ上にはこれと平行な下多孔板２０が固定される。下
多孔板２０はパンチングメタル、メッシュなどで構成で
きる。板状であるが微小な穴を多数有する。搬送路上板
１４のすぐ下にはこれに平行に上多孔板２１が取り付け
られる。これもパンチングメタルや網目である。搬送路
前板１５の直前にも前多孔板２２がある。搬送路底板１
３と下多孔板２０の間は気体が流通できる下気体室２３
となっている。ここへ外部から搬送用の気体が送り込ま
れ、多孔板２０の夥しい穴から搬送路の内部に向けて噴
出する。これは上向きの流れを作る。上向き流は被処理
物である粉粒体を浮遊させる作用がある。搬送路上板１
４と上多孔板２１の間も気体が流通できる上気体室２４
となっている。ここへ導入された気体は下向きの流れと
なって搬送路に吹き込まれる。下向き流は粉粒体の飛散
を防止する作用がある。

【００４２】搬送路前板１５の直前には前多孔板２２が
設けられる。搬送路前板１５と前多孔板２２の間は前気
体室２５となっており、外部から搬送用気体が導入され
る。前多孔板２２の穴を通り抜けた気体は前向きの流れ
（ｚ方向）となり粉粒体を運ぶ作用がある。このように
３面に気体を噴出するような機構が設けられる。

【００４３】搬送路側板１７、１８は図２、図３に示す
ように気体室を持たない。だから搬送路と直交する方向
（ｘ方向，−ｘ方向）には積極的なガス流が形成されな
い。だから粉粒体は上下方向（ｙ方向）には薄く、横方
向（ｘ方向）には広がった分布になる。薄い層になって
粉粒体Ｈが運ばれ、照射窓４の直下に至る。ここで電子
線ｅを浴びて殺菌などの処理を受ける。電子線の方向は
定まった一方向である（−ｙ方向）。粉体の微粒子、粒
子それぞれは自由に空間を浮遊しているからランダムに
回転する。であるから粒子の全ての面は電子線の照射方
向を向く時がある。その時に表面に電子線を浴びる。だ
から粒子の全面に電子線がほぼ等しく当たることにな
る。上方からの気体流と下方からの気体流のバランスに
よって偏平に広がった帯状の粉流となるから全ての粒子
がほぼ等しく効率よく電子線を浴びるようになる。つま
り、ひとつひとつの粒子の表面の電子線量が平均化さ
れ、全ての粒子についても電子線照射量が平均化され
る。２様の意味において照射量が均一に近くなる。理想
的な電子線処理が実現できる。帯状に粉体を保持するに
は、下降流、上昇流、推進流の３つの気体流のバランス
が重要である。そのために３種類の気体流は独自に制御
できるようにしている。

【００４４】ブロワー３０は搬送用気体（空気、窒素、
アルゴン）に圧力を掛け、搬送機構９に気体を供給する
ものである。ブロワー３０からの気体の流量を独立に制
御するため流量制御弁３１、３２、３３が設けられる。
ブロワー３０と第１流量制御弁３１は配管３４によって
連結される。ブロワー３０と第２流量制御弁３２は配管
３６によって連結される。ブロワー３０と第３流量制御
弁３３は配管３８によって結合される。

【００４５】第１流量制御弁３１につながる配管３５は
下気体室２３に連絡している。第２流量制御弁３２につ
ながる配管３７は上気体室２４に連絡する。第３流量制
御弁３３につながる配管３９は前気体室２５に続いてい
る。ブロワー３０によって賦性された気体の一部は、配
管３４、第１流量制御弁３１、配管３５を経て下気体室
２３に入り上向き流となって搬送路１０に進入する。上
向き流は被処理物を持ち上げる（揚力）作用がある。ブ
ロワー３０によって賦性された気体の他の一部は、配管
３６、第２流量制御弁３２、配管３７を経て上気体室２
４に入り、下向き流となって搬送路１０に進入する。下
向き流は粉粒体の飛散防止作用がある。

【００４６】ブロワー３０によって賦性された気体の残
りは、配管３８、第３流量制御弁３３、配管３９を経て
前気体室２５に入り、前向き流となって搬送路１０に進
入する。前向き流は粉粒体の搬送の速度を制御する。

【００４７】この図では上昇流気体配管３５、下降流気
体配管３７、推進流気体配管３９がそこぞれに気体室２
３、２４、２５につながるのは１箇所のように書いてあ
るが、これに限らない。気体室内部での圧力が不均一に
なる場合は、気体室２３、２４に入る入口管を複数にし
てもよい。上気体室２４、下気体室２３は流れ方向に長
いから、２箇所或いは３箇所の流入口を設けると有効で
あろう。気体室２３、２４での圧力が均一になれば穴か
ら吹き出す流量も流れ方向にそってほぼ一定になって、
上下の気体流のバランスを保ちつつ粉粒体を流すことが
できる。

【００４８】照射窓４はＴｉ、Ａｌ箔があるが、そのさ
らに下に上多孔板２１がある。これの穴を通った電子線
のみが有効である。板面に衝突した電子線は熱損失にな
る。窓箔だけでなく多孔板２１も加熱される。多孔板２
１、２０、搬送路底板１３を冷却する機構が設けられ
る。ここでは冷却機構は図示を略している。

【００４９】以上の構成において作用を述べる。投入ホ
ッパ１１から粉粒体Ｈが投入される。重力によって次第
に下降した粉粒体Ｈは、搬送路１０に入る。これが前気
体室２５からの気体によって前方（ｚ方向）に賦勢され
る。下からの上昇流の揚力と上からの下降流の抑制力を
受けて、搬送路１０を浮遊しながら進行する。照射窓４
の下にくると電子線ｅを浴びる。自由に回転し全面均一
に電子線を受ける。電子線処理を終えた粉粒体はさらに
進んで排出ホッパ１２から外部へ取り出される。

【００５０】

【発明の効果】エチレンオキサイドや臭化メチルガスの
食品への使用は制限される方向にあり、将来的には禁止
される可能性が濃い。本発明は、茶葉、麦、米、豆など
粉粒体の食品などを有毒ガスを使わないで殺菌できる。
残留ガスがなく衛生的に優れた有望な殺菌方法である。
しかも粉粒体を浮遊させながら搬送し、自由な運動を許
す状態で電子線を当てるから被処理物の全表面に電子線
を照射できる。表層のみに電子線が当たれば良いのであ
るから、全面一様に浅く電子線を照射できる本発明は最
適の処理法である。

【００５１】被処理物が回転しないと全体を貫通するほ
どの高エネルギー電子線を使わなければならない。穀
物、豆類などの全体を電子線が貫通する程のエネルギー
を与えるには大型の装置となる。ところが本発明は被処
理物が自由回転するから貫通エネルギーは不要で表層だ
けに浸透する程度の低エネルギー電子線でよい。エネル
ギーが低いので装置全体を小型にすることができる。こ
れによって処理コストを下げることができる。

【００５２】粒子が自由に浮遊してランダムに回転し電
子線を受けるから粒子間でも電子線照射量が一定にな
る。粒子間で照射ムラができない。まことに優れた方法
である。

【００５３】気体搬送は微妙なバランスが必要である。
ただに上昇流を使うだけでは粉体が舞い上がるだけで一
様流にならない。本発明は、少なくとも３方向から独立
制御できる気体流を供給するから、対象によって最適の
条件を与えることができる。制御性が高いので、さまざ
まの粉粒体に対して適用できる。適用範囲が広い。全表
面から電子線を当てることができ、貫通レベルの高エネ
ルギーが不要になる。設備小型化、低価額化が可能とな
る。

【００５４】３方向流の微妙なバランスによって、被処
理物のかけら、カスまで搬送され尽くすのでコンタミが
発生しない。食材の殺菌の他に、樹脂ペレットの硬化、
塗膜硬化などにも利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る電子線照射装置の中央縦
断正面図。

【図２】図１の装置の搬送路の部分の縦断側面図。

【図３】図１の装置の照射窓を含む搬送路部分の縦断側
面図。

【符号の説明】

１真空チャンバ２シールド電極３フィラメント４照射窓５窓箔６窓箔フランジ７窓箔押さえ８筐体９搬送機構１０搬送路１１投入ホッパ１２排出ホッパ１３搬送路底板１４搬送路上板１５搬送路前板１６搬送路後板１７、１８搬送路側板２０下多孔板２１上多孔板２２前多孔板２３下気体室２４上気体室２５前気体室３０ブロワー３１第１流量制御弁３２第２流量制御弁３３第３流量制御弁３４配管３５配管３６配管３７配管３８配管３９配管Ｈ粉粒体ｅ電子線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者水谷睦京都府京都市右京区梅津高畝町47番地日新ハイボルテージ株式会社内Ｆターム(参考） 4C058 AA21 BB06 EE22 EE23 KK03 4G075 AA22 AA30 AA61 BB10 CA03 CA39 EB31 EC02 ED11 FB02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉粒体の投入口と搬送路と被処理物の排
出口と搬送路の始端と上部と下部に設けた多孔板を有
し、始端、上部、下部の多孔板の穴から流量を独立に制
御できる機構によって、少なくとも３方向に気体を吹き
込む事によって粉粒体を浮上させて運搬する搬送機構
と、搬送機構を包囲する筐体と、筐体の外部に固定され
電子線を発生し加速する電子線発生機構とを含み、搬送
機構において粉粒体を気体によって浮遊状態にし混合撹
拌しながら電子線を照射するようにしたことを特徴とす
る電子線照射装置。
【請求項２】筐体に囲まれた搬送路の中で少なくとも
３方向からの気体流によって粉粒体を浮遊させて搬送
し、搬送の途中で電子線を照射することによって、粉粒
体を電子線処理することを特徴とする電子線照射方法。
【請求項３】筐体に囲まれた搬送路の中で少なくとも
３方向からの気体流によって浮遊搬送され、搬送の途中
で電子線照射を受けたことを特徴とする被処理物。