JP2001321137A - Device and method for sterilizing grain - Google Patents
Device and method for sterilizing grainInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】麦、米、豆、そばなどの穀物
や胡椒など香辛料は殺菌しないで販売されることが多
い。しかし輸入された穀物や長期保存するための穀物は
殺菌処理されることもある。また加熱されないで食用に
なる穀粉の場合も殺菌される事がある。穀物のような不
定形小型で全面を処理しなければならない粉粒体を殺菌
することは難しかった。本発明は、麦、米、豆、そばと
いった穀物や、胡椒など香辛料の粉粒体（粒状体）を電
子線によって殺菌する粒状物の殺菌方法とそのための粒
状物殺菌装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION Grains such as wheat, rice, beans, buckwheat, and spices such as pepper are often sold without sterilization. However, imported grains and grains for long-term storage may be sterilized. Flour that can be eaten without heating may also be sterilized. It has been difficult to sterilize granules such as cereals that need to be processed in whole and small in size. The present invention relates to a method for disinfecting granules (granules) of grains such as wheat, rice, beans, buckwheat, and spices such as pepper with an electron beam, and to a granule sterilizing apparatus therefor.
【０００２】電子線照射装置は、真空中で電子線を発生
させ照射窓から大気中に取り出し固体の被処理物に照射
して例えば高分子の架橋、樹脂硬化、塗膜硬化などの効
果を生じさせるようにした装置である。このような目的
には電子線照射装置はすでに多用されている。さらに別
異の作用として殺菌作用がある。この性質を生かして電
子線は医療用器具の殺菌に用いられる。ピンセット、
鋏、チューブ、ガーゼなど医療用の器具、材料に電子線
を照射することによって殺菌するという処理については
既に実績がある。An electron beam irradiator generates an electron beam in a vacuum, takes it out of the irradiation window into the atmosphere, and irradiates the solid object to produce effects such as polymer crosslinking, resin curing, and coating film curing. It is a device that is adapted to be used. For such purposes, electron beam irradiation apparatuses are already widely used. Another effect is a bactericidal effect. By taking advantage of this property, electron beams are used for sterilizing medical instruments. tweezers,
There is already a track record of sterilizing medical devices and materials such as scissors, tubes, and gauze by irradiating them with electron beams.
【０００３】被処理物はこのように定型固体のものが殆
どであった。定型の固体が対象になるから、無端周回コ
ンベアによって電子線照射装置の筐体の内部を搬送し、
電子線照射窓の直下を通る時に電子線照射を受けるよう
になっていた。有形物であるからコンベアによって運ぶ
ことができた。これらの対象物は電子線によって品質が
劣化しないので電子線の侵入深さはかなり深くても良か
った。定型固体以外にも電子線処理は有効なはずであ
る。しかし殆ど実績がない。それは表面全体に電子線を
当てるのが極めて難しいからである。多くの提案がなさ
れているが、いずれも難点があり殆ど実施されていな
い。As described above, most of the objects to be treated are those of a fixed solid. Since the target is a fixed solid, the inside of the case of the electron beam irradiation device is transported by an endless orbiting conveyor,
When passing directly below the electron beam irradiation window, an electron beam was received. Since it was a tangible object, it could be carried by a conveyor. Since the quality of these objects is not deteriorated by the electron beam, the penetration depth of the electron beam may be considerably deep. Electron beam treatment should be effective in addition to fixed solids. However, there is almost no experience. This is because it is extremely difficult to apply an electron beam to the entire surface. Although many proposals have been made, none of them have been implemented due to their difficulties.
【０００４】穀物などの電子線殺菌が実用化されないの
には理由がある。相反する二つの難しい条件が課される
からである。一つは粒状物表面の全体に電子線を当てな
ければならないということである。表面全体に雑菌がつ
いている可能性があるから殺菌を完全に行うためには表
面の全体に電子線を当てる必要がある。もう一つは内部
まで電子線が浸透してはいけないということである。穀
物などの内部まで電子線が届くと蛋白・脂質等の成分が
変質し風味が落ち品質が劣化する。だから表面で減衰す
るような弱い電子線でなければならない。前者の条件だ
けなら粉粒体を貫通するような強力な電子線を照射すれ
ば良い。しかし後者の条件があるから貫通するような電
子線は禁止される。つまり粉粒体の表面だけに弱い電子
線を均等に当てるという難しいことが要求される。There is a reason why electron beam sterilization of grains and the like has not been put to practical use. This is because two conflicting difficult conditions are imposed. One is that the entire surface of the particle must be exposed to the electron beam. Since it is possible that various bacteria may be present on the entire surface, it is necessary to irradiate the entire surface with an electron beam for complete sterilization. Another is that the electron beam must not penetrate inside. When an electron beam reaches the interior of a grain or the like, components such as proteins and lipids are altered, the flavor is reduced, and the quality is deteriorated. Therefore, it must be a weak electron beam that attenuates on the surface. Under the former condition alone, it is sufficient to irradiate a strong electron beam that penetrates the granular material. However, because of the latter condition, penetrating electron beams are prohibited. In other words, it is required that it is difficult to uniformly apply a weak electron beam only to the surface of the granular material.
【０００５】[0005]
【従来の技術】粒状物を電子線によって殺菌しようとす
る場合電子線は表面で減衰するものでなければならな
い。もし電子線が内部まで透過した場合には穀物などの
品質劣化を招くからである。それで透過力の低い低エネ
ルギーの電子線を照射するということになる。透過力が
小さいので表面の全体に電子線を当てるようにしなけれ
ばならない。これが難しい。2. Description of the Prior Art When sterilizing particulate matter with an electron beam, the electron beam must be attenuated on the surface. This is because if the electron beam penetrates inside, the quality of grains and the like is deteriorated. This means that a low-energy electron beam having low transmission power is irradiated. Due to the low penetrating power, the electron beam must be applied to the entire surface. This is difficult.
【０００６】電子線は照射窓から一方向に出るだけであ
る。電子線は直進する平行ビームである。粒状物の上面
には電子線が当たるが裏側は影になって当たらない。半
分しか電子線が当たらない。どうしても影の部分が残
る。これではいけない。表面全体に透過力の弱い電子線
を当てるようにしなければならない。The electron beam only exits from the irradiation window in one direction. An electron beam is a parallel beam that goes straight. The electron beam hits the upper surface of the granular material, but the back side is not shadowed. Only half of the beam is hit. Inevitably the shadow will remain. This should not be. The entire surface must be exposed to an electron beam with low transmission power.
【０００７】表面全体に電子線を当てるためのいくつか
の試みがなされているが、いずれも未だ充分でない。 ａ：特開平１０−２１５７６５号は、振動器と振盪器の
上にトレー戴置台を置き、その上に電子線照射装置を設
けた穀物殺菌装置を提案している。玄米、小麦、小豆、
大豆などの殺菌のため、ソフトエレクトロンを照射す
る。振動器は縦方向の振動をトレーに与える。振盪器は
横方向の振動を与える。トレーの中にある穀物は振盪と
振動のために飛び上がり、跳ね上がり、躍り上がる。な
んども回転して様々の面が照射窓の方を向く。長い間照
射処理を続ける事によって穀物の全ての面に電子線が照
射されるから全面が殺菌されるのである。この発明は、
振盪（横方向）と振動（縦方向）とを組み合わせるとこ
ろに工夫の妙が存在する。Several attempts have been made to irradiate the entire surface with an electron beam, none of which is yet satisfactory. a: Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-215765 proposes a grain sterilizer in which a tray mounting table is placed on a vibrator and a shaker, and an electron beam irradiation device is provided thereon. Brown rice, wheat, red beans,
Irradiate soft electrons to sterilize soybeans. The vibrator imparts longitudinal vibration to the tray. The shaker provides lateral vibration. The grain in the tray jumps, bouncing and jumping due to shaking and shaking. Various rotations turn various surfaces toward the irradiation window. By continuing the irradiation treatment for a long time, all surfaces of the grain are irradiated with the electron beam, so that the entire surface is sterilized. The present invention
There is an ingenuity in combining shaking (horizontal direction) and vibration (vertical direction).
【０００８】穀物をトレーの上に１層に並ぶようにし例
えば１６０〜２３０ｋｅＶのソフトエレクトロンを４μ
Ａで照射する。照射時間は１時間程度である。これによ
ると初め１０４〜１０7個／ｇの生菌があったものが、
１０個／ｇ以下に減少するとある。しかし処理量が問題
である。バッチ処理であって一回の処理に約１時間掛か
る。穀物を重ならないように収容する必要があるから処
理量はトレイの底面積に依存する。玄米の場合は、１０
〜７０ｇであり、好ましくは２０〜４０ｇ程度である、
と述べている。トレイを大きくすれば一回の処理量は増
えるがそれも限界がある。この装置の１時間当たりの処
理能力は大体５０ｇ程度である。もちろん粒径によって
これは異なるわけで、大豆、小豆などの場合は米の場合
と処理能力が相違する。The grains are arranged in a single layer on a tray, and for example, soft electrons of 160 to 230 keV are applied to 4 μm.
Irradiate with A. The irradiation time is about one hour. According to this, at first there were 10 4 to 10 7 viable bacteria / g,
It is said to be reduced to 10 pieces / g or less. However, throughput is a problem. It is a batch process and one process takes about one hour. Since the grains need to be accommodated without overlapping, the throughput depends on the bottom area of the tray. 10 for brown rice
７０70 g, preferably about 20-40 g,
It has said. Increasing the size of the tray increases the amount of processing at one time, but it also has its limits. The throughput of this apparatus is about 50 g per hour. Of course, this depends on the particle size. Soybeans, red beans and the like have different processing capacities than rice.
【０００９】ｂ：特開平１−１９２３６２号は「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。B: Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-192362 discloses that "a powder floating chamber which is erected in a room surrounded by a shielding wall and blows gas upward from below to float powder, and opposes the powder floating chamber. A radiation processing device for powders provided with a radiation irradiation device. "
Has been proposed. It proposes a novel device for sterilizing powders such as flour and spices by radiation (γ-rays, X-rays, electron beams). If the powder is conveyed by the conveyor, irradiation unevenness occurs in the surface layer and the inner layer, which is not desirable.
Radiation such as radiation, X-rays, and electron beams is applied. Vertically "stand" a duct with a vertical part in the room,
The pump pumps air and powder from below, so that it rises from the bottom up, and radiates radiation from the side to the powder sealed in the duct. The powder that has been irradiated is discharged upward through a filter. Radiation is applied to the powder that rises from the bottom up, so that the radiation hits the entire surface of the powder and irradiation unevenness (irradiation dose non-uniformity) does not occur.
【００１０】ｃ：特開平８−５２２０１号はコンクリー
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一緒に引き出され、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。C: Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-52201 discloses a processing chamber having a thick wall of concrete, in which a slightly inclined pipe is provided.
A perforated plate is provided in parallel with the middle of the pipe, air is blown under the perforated plate, the powder is dropped on the perforated plate, and the powder is lifted up by the air ejected from a number of fine holes, and is tilted downward (4 degrees to 10 degrees). Degree) Carry powder (air slide conveyor)
An electron beam is exposed from the side along the way.
The powder and air are withdrawn from the outlet at the end, and the cyclone separates the powder and air. The powder is sowed by air and pneumatically transported obliquely downward, so that the powder rotates and the electron beam hits all surfaces.
【００１１】ｄ：特開平１１−５２１００号は、二つの
電子線照射装置を対向して設け、間に穀物を薄い幕状に
して落下させ両方から２００ｋｅＶ以下の電子線を当て
るようにしている。薄い幕状にするので１層を保ちなが
ら落下する。両方から同時に電子線を当てるから穀物全
面が電子線を浴びる。D: Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-52100 discloses a method in which two electron beam irradiation devices are provided to face each other, and the grain is dropped in the form of a thin curtain, and an electron beam of 200 keV or less is applied from both. Since it is a thin curtain, it falls while keeping one layer. Since the electron beam is applied from both at the same time, the whole grain surface is exposed to the electron beam.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】穀物、香辛料など無定
型の対象物を電子線処理しようとする提案はいずれも難
点がある。ａ：特開平１０−２１５７６５号の場合、バ
ッチ処理なので、照射の度毎に、入れ替えをしなければ
ならない。手間が掛かり、非効率的である。それに何よ
り時間当たりの処理量が少ない。３０ｃｍ×９ｃｍの底
面積のトレイを使っても１時間の処理で５０ｇ程度しか
殺菌処理できない。バッチ処理であってトレイは動かな
いのであるから電子線照射窓の面積も３０ｃｍ×９ｃｍ
以上必要である。それだけの電子線照射装置を使いなが
ら、１時間５０ｇの穀物しか処理できず高コスト、非能
率になる。例えば１０ｋｇの米を殺菌するには２００時
間も掛かってしまう。All proposals for treating amorphous objects such as grains and spices with an electron beam have drawbacks. a: In the case of Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-215765, since it is a batch process, it has to be replaced every time of irradiation. It is laborious and inefficient. Besides, the throughput per hour is small. Even if a tray having a bottom area of 30 cm × 9 cm is used, only about 50 g can be sterilized in one hour. The area of the electron beam irradiation window is also 30cm x 9cm because the tray does not move because of batch processing.
It is necessary. With such an electron beam irradiation device, only 50 g of grain can be processed for one hour, resulting in high cost and inefficiency. For example, it takes 200 hours to sterilize 10 kg of rice.
【００１３】ｂ：特開平１−１９２３６２号の場合、空
気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〜５
ｍｍ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。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
も電荷と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ｂ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。B: In the case of JP-A-1-192362, the air flow is only an upward flow. The powder is pneumatically transported inside the tube, and γ-rays, X-rays, and electron beams are irradiated from outside the tube. The first problem with this device is that the radiation loss becomes too great as the radiation passes through the tube wall. In the case of a duct for pneumatic transportation, 2 mm to 5 even for plastic
A thickness of about mm is required. Even a metal tube needs a thickness of about 1 mm. In such cases, high energy gamma rays without mass or charge may be able to penetrate the tube wall. X-rays also have no charge and no mass, so they can be transmitted through the tube wall.
However, an electron beam is a beam of electrons and has both mass and charge.
It is difficult for an electron beam to pass through a tube wall of 2 mm to 5 mm. I can hardly get through. Therefore, method b can be used for γ-rays but not for electron beams. Although the electron beam can barely pass through a window foil of several μm to several tens of μm, it is almost impossible to pass through a wall as large as several mm.
【００１４】ｃ：特開平８−５２２０１号は全体を厚い
コンクリートの壁で囲まなくてはいけない構造である。
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
もつ装置である。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。そのため大規模高コストの処理装
置になってしまう。また高エネルギーの電子線を用いる
から穀物の場合は電子線が貫通してしまい品質劣化を招
く。C: Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-52201 has a structure in which the whole must be surrounded by a thick concrete wall.
The concrete wall has a thickness more than twice the height of the air slide conveyor. An air slide conveyor, powder inlet, powder outlet, air supply port,
All of the electron beam generation acceleration irradiation devices are accommodated. This equipment has extremely heavy armor that completely surrounds a large processing room with concrete. Heavy walls prevent radiation leakage. The construction cost is extremely high because it requires high safety but requires thick concrete walls. A large installation area will be required. This results in a large-scale and high-cost processing apparatus. In addition, since a high energy electron beam is used, in the case of grains, the electron beam penetrates, causing quality deterioration.
【００１５】ｄ：特開平１１−５２１００号は層状に落
下する穀物に両側から電子線を浴びせるために二つの電
子線照射装置を必要とする。高価な装置を二つも使うか
ら高コストの殺菌装置になる。コスト高のために未だに
実施されていない。D: Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-52100 requires two electron beam irradiation devices in order to expose the grains falling in layers from both sides to electron beams. The use of two expensive devices results in a high-cost sterilizer. Not yet implemented due to high cost.
【００１６】電子線によって穀物や香辛料など粒状物を
殺菌できるような装置を提供することが本発明の第１の
目的である。低エネルギーの電子線によって粒状物の全
面を電子線処理できる装置を提供することが本発明の第
２の目的である。低コストで穀物などを安全に殺菌でき
る方法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、比重の粉粒物に対応できる制御性に優れた殺
菌方法を提供することが本発明の第４の目的である。It is a first object of the present invention to provide an apparatus capable of sterilizing particulates such as grains and spices with an electron beam. It is a second object of the present invention to provide an apparatus capable of treating the entire surface of a granular material with a low energy electron beam. It is a third object of the present invention to provide a method that can safely sterilize grains and the like at low cost. It is a fourth object of the present invention to provide a sterilization method having excellent controllability and capable of coping with various forms and specific gravities.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明は、穀物や香辛料
など粒状物を、表面に凹凸を有し振動する傾斜回転促進
板に載せ、振動によって粒状物に回転を与え、板の端か
ら回転した状態で自由落下させ、回転しながら落下する
粒状物に一方から電子線を照射するようにする。回転し
ながら自由落下させるから一方からの電子線照射によっ
て全面に電子線を当てることができる。According to the present invention, a granular material such as a grain or a spice is placed on an inclined rotation accelerating plate having an uneven surface and vibrating, and the granular material is rotated by the vibration to rotate from the end of the plate. In this state, the particles are allowed to fall freely, and the particles falling while rotating are irradiated with an electron beam from one side. The electron beam can be applied to the entire surface by irradiating the electron beam from one side because it falls freely while rotating.
【００１８】回転促進板の傾斜角Θは１５゜〜６０゜の
間で調整可能である。回転促進板の凹凸は三角形断面、
矩形断面、半円断面など任意である。深さｄは０．２ｍ
ｍ〜２ｍｍ、繰り返し（空間周期）ｓは５ｍｍ〜２０ｍ
ｍ程度である。これは対象物の粒径によって適宜選択す
る。回転促進板の振動の振幅ａは例えば１．５ｍｍ〜３
ｍｍ程度とすると良い。回転促進板の振動数は１Ｈｚ〜
１００Ｈｚ程度の低周波であってよい。回転促進板終端
から電子線照射装置の照射窓までの垂直距離ｈは短い方
が良い。垂直距離ｈが長いと自由落下距離が長く落下速
度ｗが大きくなりすぎるからである。電子線照射窓の高
さＨは、自由落下する粒状物が一回転するに必要な距離
以上とする。電子線照射窓の幅Ｂは回転促進板の幅程度
でよい。電子線照射方向は鉛直線に直角であっても良い
が（水平）、水平からΦだけ傾いていてもよい。電子線
がΦだけ水平から傾いていると電子線の実効高さがＨｓ
ｅｃΦに増えるのでより有利である。The inclination angle Θ of the rotation promoting plate is adjustable between 15 ° and 60 °. The unevenness of the rotation promoting plate has a triangular cross section,
Any shape such as a rectangular cross section and a semicircular cross section is possible. The depth d is 0.2m
m to 2 mm, repetition (spatial period) s is 5 mm to 20 m
m. This is appropriately selected depending on the particle size of the object. The amplitude a of the vibration of the rotation promoting plate is, for example, 1.5 mm to 3 mm.
mm. The frequency of the rotation promoting plate is 1Hz ~
A low frequency of about 100 Hz may be used. The shorter the vertical distance h from the end of the rotation promoting plate to the irradiation window of the electron beam irradiation device, the better. This is because if the vertical distance h is long, the free fall distance is long and the drop speed w becomes too large. The height H of the electron beam irradiation window is set to be equal to or longer than a distance required for the free-falling granular material to make one rotation. The width B of the electron beam irradiation window may be about the width of the rotation promoting plate. The electron beam irradiation direction may be perpendicular to the vertical line (horizontal), but may be inclined by Φ from the horizontal. If the electron beam is inclined by Φ from the horizontal, the effective height of the electron beam becomes Hs
It is more advantageous because it increases to ecΦ.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】図１によって本発明の実施例に係
る粒状物殺菌装置を説明する。これは傾斜した回転促進
板１とその下方に設けた電子線照射装置２よりなる。こ
こに示したものは非走査型（エリア型）の電子線照射装
置である。走査型の電子線照射装置に本発明を適用する
ことはできるが、この実施例では非走査型の電子線照射
装置２を用いている。エリア型電子線照射装置は公知で
あるから内部構造の図示を省略する。蛇行するカソード
フィラメントが円筒形の真空チャンバ３の内部に設けて
あり真空チャンバ３の一方が照射窓４になっている。フ
ィラメントは負に、チャンバが正になるように高い電圧
がかかっている。照射窓４にはＴｉ、Ａｌなどの薄い窓
箔５が貼ってある。チャンバ３の内部は真空であり、外
部は大気圧であるので窓箔５が必要である。フィラメン
トには抵抗加熱電流が流れておりフィラメントは負にバ
イアスされているからフィラメントから熱電子が出る。
フィラメントと照射窓４の間で加速された電子線６が照
射窓４から引き出される。電子線６はこの例では水平に
引き出されるが水平に対して傾斜（傾斜角Φ）していて
もよい。照射窓４はこの例では矩形状である。照射窓４
の実効的な高さＨ、幅Ｂは対象となる粒状物形態や処理
量によって適当に決定する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A granular material sterilizing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. It comprises an inclined rotation facilitating plate 1 and an electron beam irradiation device 2 provided below it. What is shown here is a non-scanning type (area type) electron beam irradiation apparatus. The present invention can be applied to a scanning type electron beam irradiation apparatus, but in this embodiment, a non-scanning type electron beam irradiation apparatus 2 is used. Since the area type electron beam irradiation apparatus is publicly known, the illustration of the internal structure is omitted. A meandering cathode filament is provided inside a cylindrical vacuum chamber 3, and one of the vacuum chambers 3 is an irradiation window 4. The filament is negatively energized so that the chamber is positive. A thin window foil 5 made of Ti, Al, or the like is attached to the irradiation window 4. Since the inside of the chamber 3 is under vacuum and the outside is under atmospheric pressure, the window foil 5 is necessary. Since a resistance heating current flows through the filament and the filament is negatively biased, thermoelectrons are emitted from the filament.
The electron beam 6 accelerated between the filament and the irradiation window 4 is extracted from the irradiation window 4. In this example, the electron beam 6 is drawn horizontally, but may be inclined (inclination angle Φ) with respect to the horizontal. The irradiation window 4 is rectangular in this example. Irradiation window 4
The effective height H and width B of are determined appropriately depending on the form of the target granular material and the throughput.
【００２０】電子線照射装置２のすぐ上に傾斜した回転
促進板１がある。これは対象物である穀物、香辛料に回
転モーメントを与えて自由落下させるための機構であ
る。回転力を与えるために傾斜面を転がすようになって
いる。直径の大きい粒状物なら平坦な表面でも転がるが
直径の小さいものであると滑るだけなので、回転促進板
１の表面には凹凸７を設ける。平行段々溝の凹凸であっ
てもよいし凹部または凸部が千鳥状に分布するような凹
凸であってもよい。凹凸の断面は三角形断面、矩形断
面、半円断面など任意である。深さｄは０．２ｍｍ〜２
ｍｍ、繰り返しｓは５ｍｍ〜２０ｍｍ程度である。対象
となる粒状物によって適当な凹凸形状、寸法、分布を決
める。上方から粒状物８を回転促進板１に落下させる。
傾斜しているから粒状物８は回転促進板１を転がる。振
動機構（図示しない）によって回転促進板１に振動を加
える。振動させるので粒径の小さい粒状物も落下点から
終端９まで前進する。単に滑り落ちるのではなくて凹凸
７にひっかかりながら粒状物８が回転促進板１上を転が
る。終端９から粒状物８が回転しながら落下する。粒状
物８が落下する途中で電子線照射装置２からの電子線６
を浴びる。粒状物８は回転しているから電子線６は粒状
物８の全表面に照射される。表面の全体に低エネルギー
の電子線が当たるから表面近傍が殺菌処理される。殺菌
された粒状物８は直下にあるホッパ（図示しない）から
外部に排出される。[0021] Immediately above the electron beam irradiation device 2 is a rotation promoting plate 1 that is inclined. This is a mechanism for giving a rotating moment to a grain or spice as an object to drop freely. In order to apply a rotating force, the inclined surface is rolled. Granular matter having a large diameter rolls on a flat surface but only slides if the diameter is small, so that irregularities 7 are provided on the surface of the rotation promoting plate 1. Irregularities of parallel step grooves may be used, or irregularities such that concave portions or convex portions are distributed in a staggered manner. The cross section of the unevenness is arbitrary such as a triangular cross section, a rectangular cross section, and a semicircular cross section. Depth d is 0.2mm-2
mm and repetition s are about 5 mm to 20 mm. An appropriate uneven shape, size, and distribution are determined depending on the target granular material. The granular material 8 is dropped onto the rotation promoting plate 1 from above.
Because of the inclination, the granular material 8 rolls on the rotation promoting plate 1. Vibration is applied to the rotation promoting plate 1 by a vibration mechanism (not shown). Due to the vibration, the granular material having a small particle diameter also advances from the drop point to the terminal end 9. The granular material 8 rolls on the rotation promoting plate 1 while catching on the unevenness 7 instead of simply sliding down. The granular material 8 falls from the terminal end 9 while rotating. While the granular material 8 is falling, the electron beam 6 from the electron beam
Take a bath. Since the granular material 8 is rotating, the electron beam 6 is applied to the entire surface of the granular material 8. Since the entire surface is irradiated with a low energy electron beam, the vicinity of the surface is sterilized. The sterilized granular material 8 is discharged to the outside from a hopper (not shown) located immediately below.
【００２１】粒状物８に電子線６が照射される雰囲気は
空気でも良いが、窒素の方がより適している。電子線が
金属等に当たるとＸ線が出る。雰囲気が空気の場合、Ｘ
線が酸素をオゾンに変える。オゾンの臭気が食品に付く
と風味を損なう場合がある。窒素雰囲気だとオゾンが発
生せずそのような問題がない。電子線照射装置２と回転
促進板１の全体は金属製の縦長筐体（図示しない）に囲
まれており、上から窒素雰囲気にすることができるよう
になっている。The atmosphere in which the particle 8 is irradiated with the electron beam 6 may be air, but nitrogen is more suitable. X-rays are emitted when an electron beam hits a metal or the like. If the atmosphere is air, X
The lines convert oxygen to ozone. If the odor of ozone adheres to food, the flavor may be impaired. In a nitrogen atmosphere, ozone is not generated and there is no such problem. The entire electron beam irradiation device 2 and the rotation promoting plate 1 are surrounded by a vertically long metal case (not shown) so that a nitrogen atmosphere can be formed from above.
【００２２】回転促進板１は斜面になっていて粒状物を
転がし回転モーメントを与える作用がある。回転促進板
１の役割は粒状物に回転を与える事に尽きる。回転のた
めに、照射窓４を上から下へ通過する間に粒状物の全て
の表面が一度は必ず照射窓４の方を向く。だから全部の
面が電子線照射を受けることができる。回転しているか
ら前述のｄ装置のように二つの電子線照射装置を用いる
必要がない。The rotation-promoting plate 1 is inclined and has the effect of rolling the granular material to give a rotational moment. The role of the rotation promoting plate 1 is merely to impart rotation to the granular material. Due to the rotation, the entire surface of the granules always faces the irradiation window 4 at least once while passing through the irradiation window 4 from top to bottom. Therefore, all surfaces can be irradiated with the electron beam. Since it is rotating, there is no need to use two electron beam irradiation devices as in the above-described d device.
【００２３】だから回転促進板１は傾斜していることが
必要である。対象によって最適の傾斜角Θは異なる。だ
から１５゜〜６０゜の範囲で可変とする。傾斜している
だけで粒状物が回転することもある。しかし物によって
は傾斜面に留まることもある。その場合は振動によって
強制的に粒状物を下方へ送る必要がある。Therefore, the rotation promoting plate 1 needs to be inclined. The optimum inclination angle 異 な る differs depending on the object. Therefore, it is variable in the range of 15 ° to 60 °. The granular material may rotate simply because of the inclination. However, some objects may remain on the inclined surface. In this case, it is necessary to forcibly send the granular material downward by vibration.
【００２４】振動機の機構は任意である。例えば、重心
が偏心したウェイトをモータで回転させることによって
振動を発生することができる。あるいは電磁コイルによ
って板バネを吸引して振動を発生させるものもある。振
幅は粒状物の直径の２倍程度とする。例えば１．５ｍｍ
〜３ｍｍ程度である。周波数は１〜１００Ｈｚ程度であ
る。このように傾斜角、振動振幅、周波数などパラメー
タが多いので制御性がよく、どのような粒状物をも処理
することができる。The mechanism of the vibrator is optional. For example, vibration can be generated by rotating a weight whose eccentricity is eccentric by a motor. Alternatively, there is a type in which a leaf spring is attracted by an electromagnetic coil to generate vibration. The amplitude is about twice the diameter of the granular material. For example 1.5mm
About 3 mm. The frequency is about 1 to 100 Hz. Since there are many parameters such as the inclination angle, the vibration amplitude, and the frequency, the controllability is good and any granular material can be processed.
【００２５】図２によって、回転促進板による回転賦与
能力と、電子線照射装置の照射窓高さＨの関係について
説明する。回転促進板の傾斜角をΘとする。回転促進板
の終端辺をｘ軸とし、終端辺の中点を原点Ｏとする。原
点Ｏから下向きにｚ軸を取る。水平方向であって回転促
進板の流れの方向にｙ軸をとる。電子線照射装置の照射
窓の高さをＨとする。電子線の高さ方向の分布中点と回
転促進板の終端の高さ方向の距離をｈとする。電子線の
水平に対する傾きをΦとする。つまり電子線は、ｚ＝ｈ
−ＨｓｅｃΦ／２からｚ＝ｈ＋ＨｓｅｃΦ／２までの範
囲で自由落下する粒状物に当たる。Referring to FIG. 2, the relationship between the rotation imparting ability of the rotation promoting plate and the irradiation window height H of the electron beam irradiation device will be described. The angle of inclination of the rotation promoting plate is defined as Θ. The terminal side of the rotation promoting plate is defined as the x-axis, and the middle point of the terminal side is defined as the origin O. Take the z-axis downward from the origin O. The y-axis is in the horizontal direction and in the direction of flow of the rotation promoting plate. Let H be the height of the irradiation window of the electron beam irradiation device. The distance between the distribution midpoint of the electron beam in the height direction and the end of the rotation promoting plate in the height direction is defined as h. Let Φ be the inclination of the electron beam with respect to the horizontal. That is, the electron beam is z = h
The particles fall freely within a range from −HsecΦ / 2 to z = h + HsecΦ / 2.
【００２６】振動する回転促進板の上を転がる粒状物は
時に跳ね上がり、時に転がる。ある特定の粒状物が始端
近くのＴ点で板面に接触し、以後滑らずＯまで進行した
とする。その距離をｑとする。これは回転促進板の全長
より当然に短い。またｑは確率変数であるがここでは定
数として考察する。粒状物を簡単のために半径ｒの球形
と仮定する。粒状物の質量をｍとする。粒状物の慣性モ
ーメントをＩとしｘ軸周りの角速度をωとする。粒状物
が回転することによる運動エネルギーはＩω2／２であ
る。粒状物が直線速度を得る事による運動エネルギーは
ｍ（ｖ2＋ｗ2）／２である。但しｖはｙ方向の速度、ｗ
はｚ方向の速度である。ｘ方向の速度ｕは０と仮定す
る。ｕ＝０でなくても以下の考察には影響しない。Granules that roll on a vibrating rotation-promoting plate sometimes jump up and sometimes roll. It is assumed that a specific granular material comes into contact with the plate surface at a point T near the starting end, and thereafter proceeds to O without slipping. The distance is defined as q. This is naturally shorter than the entire length of the rotation promoting plate. Although q is a random variable, it is considered here as a constant. The particles are assumed to be spherical with radius r for simplicity. Let the mass of the granular material be m. Let I be the moment of inertia of the granular material, and let ω be the angular velocity about the x-axis. Kinetic energy due to the particulates is rotated is I [omega] 2/2. The kinetic energy by which the granular material obtains a linear velocity is m (v 2 + w 2 ) / 2. Where v is the velocity in the y direction, w
Is the velocity in the z direction. Assume that the velocity u in the x direction is zero. Even if u = 0, the following considerations are not affected.
【００２７】初期位置Ｔにおいて、ｖ＝０，ｗ＝０、ω
＝０である。そのような点として、回転促進板の上に初
期位置Ｔを想定したのである。終端位置Ｏにおいて、転
がりのために速度ｖ，ｗ，回転角速度ωを持つにいた
る。これら運動エネルギーの源泉になったものは位置エ
ネルギーである。これはｍｇｑsinΘである。ｇは重力
加速度である。回転促進板の終端において、 ｍｇｑsinΘ＝Ｉω2／２＋ｍ（ｖ2＋ｗ2）／２ （１） ｖ＝ｗcotΘ （２） ｗsecΘ＝ωｒ （３） が成り立つ。（２）は傾斜の方向によって決まる速度の
比率を規定する。（３）は滑りがないときの転がりωと
速度の間に成り立つ関係を示す。At the initial position T, v = 0, w = 0, ω
= 0. As such a point, an initial position T was assumed on the rotation promoting plate. At the end position O, the vehicle has the speeds v and w and the rotational angular speed ω for rolling. The source of these kinetic energies is potential energy. This is mgqsinΘ. g is the gravitational acceleration. At the end of the rotation promoting plate, mgqsinΘ = Iω 2/2 + m (v 2 + w 2) / 2 (1) v = wcotΘ (2) wsecΘ = ωr (3) is satisfied. (2) defines the ratio of the speed determined by the direction of inclination. (3) shows the relationship that holds between rolling ω and speed when there is no slip.
【００２８】[0028]
【数１】 (Equation 1)
【００２９】というように回転角速度ωが求められる。
窒素雰囲気であるから窒素との摩擦損失があるがそれは
無視して電子線照射位置までこの回転が維持されるとす
ると、この粒状物が１回転するに要する時間τはThus, the rotational angular velocity ω is obtained.
Assuming that this rotation is maintained up to the electron beam irradiation position ignoring the friction loss with nitrogen because of the nitrogen atmosphere, the time τ required for this granular material to make one rotation is τ
【００３０】τ＝２π／ω （５） である。回転促進板から電子線照射位置中点までの距離
がｈであるから、その近傍での自由落下の速度Ｗは、近
似的にΤ = 2π / ω (5) Since the distance from the rotation promoting plate to the midpoint of the electron beam irradiation position is h, the free fall speed W in the vicinity is approximately
【００３１】Ｗ＝（２ｇｈ）1/2 （６） である。照射窓の高さはＨであるから、これを粒状物が
通過する時間Ｔは Ｔ＝Ｈ／Ｗ （７） である。 Ｔ＞τ （８） であれば、粒状物が照射窓を通る間に少なくともｘ軸周
りに１回転することになる。W = (2gh) 1/2 (6) Since the height of the irradiation window is H, the time T through which the granular material passes is T = H / W (7). If T> τ (8), the granular material will make at least one rotation around the x-axis while passing through the irradiation window.
【００３２】[0032]
【数２】 (Equation 2)
【００３３】つまりこのような照射窓の高さＨがあれば
良いということである。さらに仮定を進めて、粒状物が
半径ｒで一様な密度を持つとすると、慣性モーメントＩ
は Ｉ＝０．４ｍｒ2 （１０） であるから、That is, the height H of the irradiation window is sufficient. Further assuming that the granular material has a uniform density with a radius r, the moment of inertia I
Since I = 0.4 mr 2 (10),
【００３４】[0034]
【数３】 (Equation 3)
【００３５】ということになる。粒状物の半径ｒが大き
いほど窓を大きくするか、傾斜角Θを増やすか、電子線
照射装置までの距離ｈを小さくしなければならないとい
うことになる。照射窓の高さＨは１０ｃｍ〜２０ｃｍに
できるし、ｈは１ｍ以下にできる。概算であるが、Ｈ＝
２０ｃｍ、ｈ＝４０ｃｍ、粒状物の半径ｒ＝１ｍｍ、転
がり長さｑ＝１０ｃｍならば、高さＨの電子線を通る間
に粒状物は約６回程度回転することになる。That is to say. The larger the radius r of the granular material, the larger the window, the greater the inclination angle 傾斜, or the shorter the distance h to the electron beam irradiation device. The height H of the irradiation window can be 10 cm to 20 cm, and h can be 1 m or less. As a rough estimate, H =
If the particle size is 20 cm, h = 40 cm, the radius r of the granular material is 1 mm, and the rolling length q is 10 cm, the granular material rotates about six times while passing through the electron beam having the height H.
【００３６】[0036]
【発明の効果】本発明は、粒状物に低エネルギーの電子
線を当てて殺菌するので内部まで電子線が入らず穀物や
香辛料の品質を損なわない。粒状物に回転を与えて自由
落下させ、その途中で電子線を当てるから全面に電子線
が照射される。電子線照射装置を二つ設ける必要がない
のでｄ装置より低コストの処理法となる。ｄ装置は装置
コストのため実現されていないが本発明はより実現容易
である。粉粒物を連続的に送り、連続的に処理できるか
らバッチ処理のａ装置に比較して処理量が著しく増大す
る。回転促進板の傾斜角、凹凸の深さ、周期、振動機構
による振幅、周波数などパラメータをたくさん持つので
制御性がよく、任意の粒状物を好適に処理する事ができ
る。According to the present invention, since the granular material is sterilized by applying a low energy electron beam, the electron beam does not enter the inside and the quality of grains and spices is not impaired. The granular material is rotated freely to fall, and the electron beam is applied on the way, so that the entire surface is irradiated with the electron beam. Since there is no need to provide two electron beam irradiation devices, the processing method is lower in cost than the d device. The d device is not realized due to the cost of the device, but the present invention is easier to realize. Since the granular material can be continuously fed and continuously processed, the processing amount is significantly increased as compared with the apparatus a for batch processing. Since there are many parameters such as the inclination angle of the rotation promoting plate, the depth of irregularities, the period, the amplitude and frequency of the vibration mechanism, the controllability is good, and any granular material can be suitably processed.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明の粒状物殺菌装置の概略斜視図。FIG. 1 is a schematic perspective view of a granular material sterilizing apparatus of the present invention.
【図２】粒状物が回転モーメントをもって自由落下する
場合の速度と回転との関係を説明するための図。FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between speed and rotation when a granular material freely falls with a rotational moment.
１ 回転促進板 ２ 電子線照射装置 ３ 真空チャンバ ４ 照射窓 ５ 窓箔 ６ 電子線 ７ 凹凸 ８ 粒状物 ９ 回転促進板終端 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotation promotion plate 2 Electron beam irradiation device 3 Vacuum chamber 4 Irradiation window 5 Window foil 6 Electron beam 7 Irregularity 8 Granular material 9 Rotation promotion plate end
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ａ２３Ｂ 9/00 Ａ２３Ｂ 9/00 Ａ２３Ｌ 1/20 Ａ２３Ｌ 1/20 Ｂ (72)発明者 本井 博文 東京都中央区日本橋小網町19番12号日清製 粉株式会社食品開発研究所内 (72)発明者 吉見 匡司 埼玉県入間郡大井町鶴ヶ岡５丁目３番１号 日清製粉株式会社生産技術研究所内 (72)発明者 加藤 健治 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 (72)発明者 錦見 敏朗 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 (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） 4B020 LC07 LG01 LG09 LP30 4B021 LA44 LP10 LT03 LW07 LW09 4B047 LB10 LE07 LP11 4B069 AA02 HA18 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) // A23B 9/00 A23B 9/00 A23L 1/20 A23L 1/20 B (72) Inventor Hirofumi Motoi Nisshin Seifun Flour Co., Ltd., 19-12 Nihonbashi Koami-cho, Chuo-ku, Tokyo (72) Inventor Masaji Yoshimi 5-3-1 Tsurugaoka, Oimachi, Iruma-gun, Saitama Prefecture Nisshin Seifun KK Production Within the Technical Research Institute (72) Inventor Kenji Kato Inside Nisshin High Voltage, 47, Umezu Takaune-cho, Ukyo-ku, Kyoto, Kyoto Prefecture (72) Inventor Mutsumi Mizutani F-term (reference) 4B020 LC07 LG01 LG09, 47 Nisshin High Voltage, Umezu Takaune-cho, Ukyo-ku, Kyoto-shi, Kyoto LP30 4B021 LA44 LP10 LT03 LW07 LW09 4B047 LB10 LE07 LP11 4B069 AA02 HA18
Claims (2)
転促進板と、回転促進板を振動させる振動機構と、回転
促進板の直下に設けられ回転促進板端から回転しつつ落
下する粒状物に電子線を当てる一つの電子線発生装置と
を含むことを特徴とする粒状物殺菌装置。1. A rotation promotion plate provided with an uneven surface and provided at an angle, a vibration mechanism for vibrating the rotation promotion plate, and a rotation promotion plate provided immediately below the rotation promotion plate and falling while rotating from an end of the rotation promotion plate. An apparatus for generating an electron beam which applies an electron beam to the granular material.
板に、粒状物を連続的に供給し、回転促進板によって粒
状物に回転を与え、回転促進板の終端から回転した状態
で自由落下させ、回転しながら落下する粒状物に一方か
ら電子線を照射する事を特徴とする粒状物殺菌方法。2. The method according to claim 1, wherein the granular material is continuously supplied to an inclined rotation promoting plate having an uneven surface and vibrating, and the granular material is rotated by the rotation promoting plate. A method for sterilizing a granular material, comprising irradiating an electron beam from one side to the granular material that falls while rotating and falls.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000143153A JP2001321137A (en) | 2000-05-16 | 2000-05-16 | Device and method for sterilizing grain |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019526327A (en) * | 2016-08-20 | 2019-09-19 | ビューラー・アクチエンゲゼルシャフトＢｕｅｈｌｅｒ ＡＧ | Apparatus and method for sterilizing and / or sterilizing granular articles and cartridge |
| WO2023000040A1 (en) * | 2021-07-23 | 2023-01-26 | Animal Control Technologies (Australia) Pty Ltd | Irradiation of grain or seeds |
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