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WO2018002112A1 - Verfahren und vorrichtung zur behandlung von eiern von geflügel mit elektronenstrahlen für eine sterilisation der kalkschale - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur behandlung von eiern von geflügel mit elektronenstrahlen für eine sterilisation der kalkschale Download PDF

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Publication number
WO2018002112A1
WO2018002112A1 PCT/EP2017/065951 EP2017065951W WO2018002112A1 WO 2018002112 A1 WO2018002112 A1 WO 2018002112A1 EP 2017065951 W EP2017065951 W EP 2017065951W WO 2018002112 A1 WO2018002112 A1 WO 2018002112A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
eggs
electron beam
egg
dose
electron
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/065951
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sven Meissner
Björn Fischer
Original Assignee
Evonta-Technology Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Evonta-Technology Gmbh filed Critical Evonta-Technology Gmbh
Priority to BR112018077166-0A priority Critical patent/BR112018077166B1/pt
Priority to RU2019100081A priority patent/RU2748497C2/ru
Priority to JP2018567908A priority patent/JP2019527046A/ja
Priority to CN201780052622.0A priority patent/CN109788745B/zh
Priority to US16/314,353 priority patent/US11291191B2/en
Priority to EP17734053.6A priority patent/EP3478057A1/de
Priority to MX2018016305A priority patent/MX2018016305A/es
Priority to CA3028861A priority patent/CA3028861C/en
Publication of WO2018002112A1 publication Critical patent/WO2018002112A1/de

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    • A61L2/02Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
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    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
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    • G21K5/00Irradiation devices
    • G21K5/10Irradiation devices with provision for relative movement of beam source and object to be irradiated

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for treating eggs of poultry with electron beams for sterilization of the calcareous shell.
  • Eggs from poultry can be eggs for consumption, industrial eggs and hatching eggs.
  • SPF eggs for the vaccine industry (Specific Pathogen Free) in accordance with the pamphlets S. Cadirci: Desinfection of hatching eggs by formaldehyde funi- cation - a review, Arch. Geerielk. 73 (2), p.
  • the physical process of electron beam sterilization is currently used in the food industry mainly for the treatment of outer packaging, poultry meat or raw material. On the one hand, it involves the inactivation of poultry pathogens and the modification of certain food constituents (albumin). In order to achieve the greatest possible depth of action, relatively high acceleration voltages in the MeV range are used.
  • the invention is therefore based on the object of specifying methods and apparatus for treating eggs of poultry with electron beams for sterilization of the calcareous shell, which are designed so that a reduction in the electron dose gradient caused by different distances between the hatching eggs and the electron beam source becomes possible.
  • the electron irradiation of the egg should be uniform over the whole egg.
  • Eggs of poultry to be treated with electron beams may optionally be used for eggs for consumption, industrial eggs and hatching eggs as well as eggs for other purposes and industrial sectors.
  • a first device for treating eggs of poultry with electron beams for sterilization of the calcareous shell, using one of the aforementioned methods comprises at least
  • an electron beam source for emitting an electron beam, through the beam path of which the eggs are treated with electrons in a treatment space
  • an element for adjusting the dose of electrons incident on the calcareous shell is arranged in a dose target area between the electron beam source and the stored egg or eggs, so that in a predetermined dose target range, a reduced distribution of the dose of the electrons for irradiation of the calcareous shell comprising the egg the eggs is reached.
  • the dose setting element may be an electron aperture.
  • the dose setting element may be a steel sheet, a rod, a rhombus, an aluminum circle or a lozenge with a gap.
  • the first device may comprise the following units and lines:
  • an egg height correction unit to compensate for different levels during egg irradiation, for irradiation with the same dose of electrons
  • the central control unit for signaling and for operating supply via lines to the drive units, via a line with the height scanning device, via a line to the transport system, via a line with the recontamination unit, via a line with the arrangements for further processes and is in communication with the altitude correction unit via a cable.
  • an electron beam source for emitting an electron beam, through the beam path of which the eggs are treated with electrons in the treatment space
  • the second apparatus for treating eggs of poultry with electron beams for sterilization of the calcareous shell may further comprise the following units and conduits:
  • an egg height correction unit to compensate for different levels during egg irradiation, for irradiation with the same dose of electrons
  • the central control unit for signaling and service supply via the lines with the drive units, via the line with the height sensing device, via the line with the transport system, via the line with the recontamination unit, via the line with the arrangements for further processes and communicates with the height correction unit via the line.
  • the central control unit is also at least one line
  • At least one transport system with at least one egg at least one egg
  • At least one electron beam source for emitting an electron beam bundle, through whose beam path the eggs are treated with electrons in a treatment space
  • a combined third device comprising two identically constructed first devices, wherein between the two first devices a pivoting device is arranged which communicate with the connecting transport system, wherein in the pivoting device the first device arranged upstream of the pivoting device is in zero position.
  • Eggs are pivoted in an angular-degree position, for example in a 180-degree position, so that in each case the opposite side of the egg after the first irradiation with electrons and after passing through the pivoting device in the angle-degree position, eg 180-degree position pivoted receives a second irradiation by means of the pivoting device downstream first device.
  • Said electron aperture serves for local electron dose reduction in the electron beam treatment of hatching eggs.
  • Fig. 1 is a schematic representation of the first device according to the invention for treating eggs of poultry with electron beams for sterilization of the calcareous shell with eggs firmly positioned eggs in the form of hatching eggs on a transport system for performing a sterilization of the lime shells of hatching eggs in zero-degree position with a optional final recontamination unit for treated hatching eggs,
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an egg which is treated with electron beams standing in a vertical pole position with a predetermined direction of movement
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an egg-jet treating egg in a horizontal pole position for a given direction of movement
  • FIG. 4 shows a schematic cross-section of a section through the lime shell, in particular pores with disease-causing germs contained therein
  • 5 shows a schematic cross-section of a section through the lime shell according to FIG. 4 with electrons and secondary electrons and the formation of the ionization of oxygen to ozone within the lime shell
  • FIG. 4 shows a schematic cross-section of a section through the lime shell according to FIG. 4 with electrons and secondary electrons and the formation of the ionization of oxygen to ozone within the lime shell
  • FIG. 6 shows a schematic representation of the irradiation of a hatching egg with a dose strip surrounding the egg for checking the distribution of the electron dose around the hatching egg
  • FIG. 7 shows a location / dose curve on a dose strip wound around the brooder egg after a brood egg irradiated with electrons
  • Fig. 8 shows a location / dose curve on a dose-wound strip wound around the egg as shown in Fig. 7 after an electron-irradiated brooder egg of increased dose rate, e.g. from 30 kGy to 45 kGy, so that the opposite side of the egg is in the dose target range,
  • an electron-irradiated brooder egg of increased dose rate e.g. from 30 kGy to 45 kGy
  • FIG. 10 shows a dose / dose curve of a dose strip wound around the incubation using an electron-irradiated filter element and a hatching egg underneath,
  • 1 1 is a schematic representation of a second device according to the invention for treating eggs of poultry with electron beams for a
  • Fig. 13 is a longitudinal section horizontally in the direction of the axis of the two poles of Bruteies for point representation
  • Fig. 14 is a schematic black-box view of a third device according to the invention with held hatching eggs in zero-degree position and in an angular-degree position, eg pivoted 180-degree position on a transport system with a pivoting device.
  • the disclosure is to be performed on an embodiment with eggs in the form of hatching eggs 42, 43.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a first device 20, 201 (according to FIG. 14) for treating eggs in the form of hatching eggs 42 with electron beams for sterilizing the calcareous shell 22 of the hatching eggs 42, wherein a first device 20, 201 at least includes:
  • an electron beam source 2 for emitting an electron beam 14, through the beam path of which in the treatment space 53 the hatching eggs 42 are treated with electrons 31.
  • an element 4 for adjusting the dose 21 (according to FIG. 10) of electrons 31 impinging on the calcareous shell 22 is arranged in a dose target area 18 between the electron beam source 2 and the stored incubator (s) 42, so that in a predetermined Dose target area 18, a brute egg 42 comprehensive, reduced distribution of the dose 21 of the electron 31 for irradiation of the calcareous shell 22 of the hatching eggs 42 is achieved.
  • the dose setting element 4 may be an electron shutter.
  • the first device 20, 201 (the latter according to FIG. 14) for treating eggs 42 of poultry with electron beams 31 for sterilizing the calcareous shell 22 thus contains the following units and lines in FIG. 1:
  • a central control unit 1 an electron beam generator / source 2
  • FIG. 1 is a schematic representation of the inventive device 20, 201 (of FIG. 14) with fixed hatching eggs 42 on a transport system 5 for performing a sterilization of the calcareous shells 22 of hatching eggs 42 in zero-degree position with an optional final recontamination unit 13 for the calcareous sterilized treated hatching eggs 42.
  • the number of viable microorganisms on or in the calcareous shell 22 of hatching eggs 42, 43 can be reduced to zero by means of the described devices 20, 201 and 30 for treatment with accelerating electrons 31. Since this may result in a disadvantage for the later hatching chick, a targeted and controlled recontamination of the calcareous shell 22 with microorganisms known type and amount, such. done with lactic acid bacteria. This is with a recontamination unit 13, e.g. in the form of a spray arrangement, as shown in Figs. 1 and 1 1, possible.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a brooding egg 42 treated with an electron beam bundle 14 standing in a vertical pole position with a predetermined direction of movement 44.
  • FIG. 3 schematically illustrates a brooding egg 43 which is treated with an electron beam 14 and which is indicated horizontally in a horizontal pole position at a predetermined direction of movement 44.
  • FIG. 4 shows a schematic cross-section of a section through the calcareous shell 22; in particular, possible cavities are indicated as pores 23 with disease-causing germs located therein.
  • FIG. 5 shows a schematic cross-section of a section through the calcareous shell 22 according to FIG. 4 with irradiating electrons 31 and secondary electrons 33 generated by scattering effects 32 and a formation of the ionization 35 of oxygen to germicidal ozone within the calcareous shell 22, wherein the secondary electrons 33 be held by absorption 34 in the calcareous shell 22.
  • FIG. 6 shows a schematic representation of the irradiation of a hatching egg 42, 43 with a dose strip 17 surrounding the hatching egg 42, 43 for testing the distribution of the electron dose 19, 20 around the hatching egg 42, 43.
  • FIG. 7 shows a location / dose curve on a dose strip 17 wound around the brooding egg 42, 43 after the irradiation with electrons 31.
  • Fig. 8 shows a location / dose curve on a dose-wound strip wound around the egg as shown in Fig. 7 after an electron-irradiated hatching egg with increased dose rate, e.g. from 30 kGy to 45 kGy, so that the opposite side of the egg is in the dose target range.
  • the dose target area 18 is located far above the dose 20 reduced on the opposite side.
  • the dose target area 18 should be lowered by reducing the acceleration voltage and / or the electron current from the electron beam source.
  • the increased maximum dose on the facing side will be reduced with the element 4.
  • the points 16 and 17 of the respective ends of the dose strip 17 then also indicate irradiation with electrons.
  • a dose target range 18 is achieved, which reaches a nearly equal dose via the calcareous shell 22 and cuts off the original maximum dose.
  • FIG. 9 shows a location / dose curve on a dose strip 17 of an electron dose-reducing filter element 4 for electron dose reduction in the local irradiation area of the hatching egg 42, 43, wherein the dose profile of the element shows the excessive dose on the facing side the dose 21 is weakened.
  • the dose setting element 4 may be a steel sheet, a rod, a rhombus, an aluminum circle.
  • the element 4 is a rhombus with a gap.
  • FIG. 10 shows the result of the two dose modifications, namely on the one hand the dose increase on the facing side and on the other hand the dose reduction according to FIG. 9 through the element 4, so that the dose profile 21 in FIG. 10 results, and one located in the dose target range 18 Local / dose curve 21 of a dose strip 17 wound around the Brutei 42 using a filter element / electron shield 4 irradiated with electrons 31 and a brooding egg 42 underneath.
  • FIG. 11 shows a schematic representation of a second device 30 according to the invention with hatching eggs 43 held by rollers 47, 48 on a transport system 5 equipped with rollers 47, 48 with an optional final recontamination unit 13 for the treated hatching eggs 43.
  • the second device 30 for treatment of hatching eggs of poultry with electron beams 31 for sterilization of the calcareous shell 22 thus contains according to FIG. 1 1 the following units and lines, which largely correspond to the elements of the first device 20:
  • rollers 47, 48 or with a system of several roller pairs 47, 48,
  • the central control unit 1 is in Fig. 1 and Fig. 1 1 also at least with a line 54 or with cable lines with
  • FIG. 12 shows a cross section perpendicular to the pole axis of the brooding egg 43 and FIG. 13 shows a longitudinal section horizontally in the direction of the polar axis of the brooder 43.
  • a brooding round 43 in the form of a round body is guided through an electron beam 14 a uniform and all-round irradiation of the surface is achieved.
  • a rotational movement is performed while the Brutei 43 is in the beam path 14.
  • Rotation changes the speed of points on the surface of the hatching boat 43, depending on the distance of the surface point due to the rotation. This rate is used directly in formula (I):
  • Istrahi an electron beam current
  • FIG. 14 is a schematic black box representation of a combined, third inventive device 50 with held hatching eggs 42 in zero-degree position according to the pivoting device upstream first device 20 and in a pivoted, for example, 180-degree position according to one of Swivel device locally downstream first device 201 shown with the same structure as the device 20 on a transport system 5 with the pivoting device 49.
  • the eggs lying in the pivoting device 49 the eggs lying in zero-degree position hatching eggs 42 are pivoted in an angular-degree position, for example, 180-degree position and then on the opposite 180 ° side is irradiated with electrons 31 by means of the downstream first device 201.
  • the eggs 42 can be pivoted to another predetermined angle.
  • the method for treating hatching eggs 42, 43 with an electron beam bundle 14 for sterilizing the calcareous shells 22 of the hatching eggs 42, 43 comprises the following steps:
  • Electron beam wherein as a result of each rolled by a predetermined angle of rotation Bruteies 43, the calcareous shell 22 is irradiated comprehensively, or
  • the eggs 42, 43 of poultry to be treated with electron beams 31 may be table eggs, industrial eggs and preferably hatching eggs.
  • the invention thus also relates to a method and a device for shadowing (according to FIG. 8, FIG. 9, FIG. 10) or for the local reduction of the electron dose in the treatment of hatching eggs 42, 43 by means of accelerated electrons 31 for the purpose of sterilization (killing or passivating microorganisms such as bacteria, viruses and fungi).
  • the electron filter / the electron aperture 4 or a barrier element of adapted geometry and adapted material between the electron beam source 2 and the treated Brutei 42, 43 is positioned.
  • the local electron dose increase caused by the egg shape can be reduced at the areas of the treated ice 42, 43 located closest to the electron beam source 2 become. This allows an increase in the electron energy.
  • the average range of the accelerated electrons 31 increases, so that even further away eiareles can be exposed to sufficiently high electron doses. As a result, this leads to a reduction in the dose gradient between the nearest and farthest calcareous shell areas 16-17 to the electron beam source 2.
  • oxygen atoms 35 present in the microporous calcareous shell 22 are ionized and thus generate ozone which, for example, penetrates into the nucleic acid core of viruses through the protein coat and damages the RNA thereof. This will make them inactive or dying.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von Eiern von Geflügel mit einem Elektronenstrahlenbundel für eine Sterilisation der Kalkschale, mit folgenden Schritten: Bewegen mindestens eines Eies durch den Strahlengang einer Elektronenstrahlquelle, Bestrahlung der Eier, wobei die Kalkschale mit unterschiedlicher Dosis bestrahlt wird, durch folgende Schritte gekennzeichnet Durchführen einer alle Bereiche der Kalkschale des Eies umfassenden Bestrahlung mittels des Elektronenstrahlenbündels, wobei in den Strahlengang des Elektronenstrahlenbündels ein Element zur Verteilung der Bestrahlung über alle Bereiche der Kalkschale eingesetzt wird, wobei infolge der in einem vorgegebenen Dosiszielbereich eingestellten Dosis die Kalkschale umfassend bestrahlt wird, oder Durchführung einer Bestrahlung eines rollenden/gerollten Eies mittels der Elektronenstrahlquelle im Strahlengang des Elektronenstrahlenbündels, oder Durchführung einer Bestrahlung der gehalterten Eier mittels der Elektronenstrahlquelle im Strahlengang des Elektronenstrahlenbündels in einer Null-Grad-Lage der einen Seite in einer einer Schwenkeinrichtung vorgeordneten Vorrichtung.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Eiern von Geflügel mit Elektronenstrahlen für eine Sterilisation der Kalkschale
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von Eiern von Geflügel mit Elektronenstrahlen für eine Sterilisation der Kalkschale. Eier von Geflügel können Konsumeier, Industrieeier und auch Bruteier sein. Zum Beispiel werden in der industriellen Geflügelproduktion sowie im Bereich der Produktion von SPF-Eiern für die Impfstoffindustrie (Specific Pathogen Free) gemäß den Druckschrifen S. Cadirci: Desinfection of hatching eggs by formaldehyde funiga- tion - a review, Arch. Geflügelk. 73 (2), S. 1 16.123, 2009, ISSB 0003-9098, Verlag Eugen Ulmer, Stuttgart; Trenner, Profe: Die konsequente Anwendung der Dampfdes- infektion zur Unterbrechung von Infektionsketten, 21. Kongress der Deutschen Vete- rinärmedizinschen Gesellschaft e.V., Bad Nauheim, 21. bis 24. März 1995, Aktuelle Forschung, Teil 2, S. 461 -465; TRGS 513: Begasung mit Ethylendioxid und Formaldehyd in Sterilisations- und Desinfektionsanlagen, Ausgabe Juni 1996 (BArbBI. Heft 6/1996, s. 53-58) zuletzt geändert und ergänzt im Februar 2000 (BArbBI. Heft 2/2000, s. 80) Bruteier vor Beginn des Brutprozesses sterilisiert, um eine unkontrollierte Keimvermehrung während des Brütens verbunden mit Schlupfeinbußen sowie eine Belastung des schlüpfenden Kükens zu vermeiden.
Das derzeit am weitesten verbreiteten Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Bruteiern zur Keimreduktion ist die Begasung mit Formaldehyd. Dazu wird zum Bei- spiel beim sogenannten Trockenverfahren Paraformaldehydpulver erhitzt. Das entstehende Gas wird in der Begasungskammer so verteilt, dass sich eine möglichst homogene Konzentration pro Kubikmeter Raumluft einstellt und für ca. 20 Minuten auf die Bruteier einwirkt. Im Anschluss an die Behandlung wird die Kammer nach außen ins Freie entlüftet. Das Verfahren ist aufgrund seiner toxischen und kanzerogenen Wirkung auf die Umwelt als äußerst kritisch zu bewerten. Zudem kann eine Überdosierung zu einer signifikanten Beeinträchtigung des Schlupferfolgs führen. Ein weiterer großer Nach- teil der Formaldehydbegasung ist die Beschränkung auf eine rein oberflächliche Behandlung. Keime, die sich weit innerhalb der mikroporösen Kalkschale befinden, können nicht abgetötet werden.
Alternative Ansätze zur Bruteidesinfektion, wie die Behandlung mittels Peressigsäure oder verschiedenen Fruchtsäuren, konnten sich bisher nicht durchsetzen. Aufwendi- ge physikalische Behandlungsverfahren wie die Ozon- oder Plasmabehandlung scheitern bisher an der praktischen Umsetzbarkeit bzw. Wirtschaftlichkeit.
Das physikalische Verfahren der Elektronenstrahlsterilisation wird im Lebensmittelbereich derzeit vor allem zur Behandlung von Umverpackungen, Geflügelfleisch oder Roheimasse verwendet. Dabei geht es einerseits um die Inaktivierung von Geflügel- pathogenen sowie um die Modifikation bestimmter Lebensmittelbestandteile (Album- en). Um eine möglichst große Wirktiefe zu erreichen wird mit vergleichsweise hohen Beschleunigungsspannungen im MeV-Bereich gearbeitet.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Eiern von Geflügel mit Elektronenstrahlen für eine Sterilisation der Kalkschale anzugeben, die derart geeignet ausgebildet sind, dass eine Reduzierung des durch unterschiedliche Abstände der Bruteier zur Elektronenstrahlquelle verursachten Elektronendosisgradienten möglich wird. Außerdem soll die Elektronenbestrahlung des Eies gleichmäßig über das ganze Ei erfolgen.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 3, 6, 8 gelöst.
Das Verfahren zur Behandlung von Eiern von Geflügel mit Elektronenstrahlen für eine Sterilisation der Kalkschale
weist folgende Schritte auf: - Bewegen mindestens eines Eies durch den Strahlengang einer Elektro- nenstrahlquelle,
- Bestrahlung der Eier mit einem Elektronenstrahlenbündel aus der Elektro- nenstrahlquelle, wobei die Kalkschale mit unterschiedlicher Dosis bestrahlt wird.
wobei gemäß dem Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1
folgende Schritte durchgeführt werden:
- Durchführen einer alle Bereiche der Kalkschale des Eies umfassenden Bestrahlung mittels des Elektronenstrahlenbündels, wobei in den Strahlengang des Elektronenstrahlenbündels ein Element zur Verteilung der Bestrahlung über alle Bereiche der Kalkschale eingesetzt wird, wobei infolge der in einem vorgegebenen Dosiszielbereich eingestellten Dosis die Kalkschale umfassend bestrahlt wird,
oder
- Durchführung einer Bestrahlung eines rollenden Eies durch die Elektronen- Strahlquelle im Strahlengang des Elektronenstrahlenbündels, wobei infolge des jeweils um einen vorgegebenen Drehwinkel gerollten Eies die Kalkschale umfassend gleichmäßig bestrahlt wird,
oder
- Durchführung einer Bestrahlung der gehalterten Eier in einer Null-Grad-Lage der einen Seite in einer einer Schwenkeinrichtung vorgeordneten Vorrichtung, Schwenken der gehalterten Eier in eine zur Null-Grad-Lage geschwenkte Winkel-Grad-Lage, z.B. in eine 180-Grad-Lage durch die Schwenkeinrichtung und Durchführung einer nochmaligen Bestrahlung von der erreichten Seite des Eies mittels einer der Schwenkeinrichtung nachgeordneten Vorrichtung, die analog zur vorgeordneten Vorrichtung aufgebaut ist, wobei infolge des geschwenkten Eies die Kalkschale umfassend bestrahlt wird. Als mit Elektronenstrahlen zu behandelnde Eier von Geflügel können wahlweise Konsumeier, Industrieeier und auch Bruteier sowie Eier für andere Zwecke und Industriebereiche in Betracht kommen.
In dem Verfahren können im Wesentlichen folgende Verfahrensschritte für die mit den Elektronen durchzuführende Behandlung von Eiern durchgeführt werden
- Abtasten A der Höhe des Eies,
- Einfahrt B in den abgeschirmten Bereich durch eine Schleuse,
- Behandlung C mit entsprechender Höhenkorrektureinheit,
- Ausfahrt D aus einem abgeschirmten Bereich durch eine Schleuse und
- optionale Rekontanimation E der Eier und Weitergabe des Eies an nachfolgende Prozessschritte.
Eine erste Vorrichtung zur Behandlung von Eiern von Geflügel mit Elektronenstrah- len für eine Sterilisation der Kalkschale, unter Nutzung eines der vorgenannten Verfahren umfasst zumindest
- ein Transportsystem mit mindestens einem Ei,
- eine Elektronenstrahlenquelle zur Emission eines Elektronenstrahlenbündels, durch dessen Strahlengang die Eier mit Elektronen in einem Behandlungs- räum behandelnd geführt werden,
wobei gemäß dem Kennzeichenteil des Patentanspruchs 3
ein Element zur Einstellung der Dosis von auf die Kalkschale auftreffenden Elektronen in einem Dosiszielbereich zwischen der Elektronenstrahlenquelle und dem/den gelagerten Ei/ern angeordnet ist, so dass in einem vorgegebenen Dosiszielbereich eine das Ei umfassende, reduzierte Verteilung der Dosis der Elektronen zur Bestrahlung der Kalkschale der Eier erreicht wird.
Das Element zur Einstellung der Dosis kann eine Elektronenblende darstellen. Das Element zur Einstellung der Dosis kann ein Stahlblech, ein Stab, eine Raute, ein Kreis aus Aluminium oder eine Raute mit Lücke sein.
Die erste Vorrichtung kann folgende Einheiten und Leitungen aufweisen:
- eine zentrale Steuereinheit,
- ein Elektronenstrahlgenerator/-quelle,
- eine Abschirmeinrichtung um die Behandlungseinheit,
- die Elektronenblende,
- ein Transportsystem mit Eier arretierenden Positionshaltern,
- ein Tunnel zur Zu- und Abführung oder ein System von Shuttern (Verschlüssen),
- mehrere Antriebseinheiten für die Shutter,
- eine Höhenabtasteinrichtung,
- eine Höhenkorrektureinheit für die Eier, um unterschiedliche Höhen bzw. Eigrößen während der Bestrahlung auszugleichen, zur Bestrahlung mit gleicher Dosis an Elektronen,
- eine Hochspannungsversorgungseinheit,
- ein Kühlsystem für den Elektronenstrahlgenerator,
- eine Ozonabsaugungseinheit für den Behandlungsraum,
- optional eine Rekontanimationseinheit der Eier,
- das Elektronenstrahlenbündel aus dem Elektronenstrahlgenerator zur Bestrahlung der Eier in einem Behandlungsraum,
wobei die zentrale Steuereinheit zur Signalgebung und zur Betriebsversorgung über Leitungen mit den Antriebseinheiten, über eine Leitung mit der Höhenabtasteinrich- tung, über eine Leitung mit dem Transportsystem, über eine Leitung mit der Rekon- taminationseinheit, über eine Leitung mit den Anordnungen für weiterführende Prozesse und über eine Leitung mit der Höhenkorrektureinheit in Verbindung steht. Eine zweite Vorrichtung zur Behandlung von Eiern von Geflügel mit Elektronenstrahlen für eine Sterilisation der Kalkschale, unter Nutzung eines der genannten Verfahren,
umfasst zumindest
- ein Transportsystem mit mindestens einem Ei,
- eine Elektronenstrahlenquelle zur Emission eines Elektronenstrahlenbündels, durch dessen Strahlengang die Eier mit Elektronen im Behandlungsraum behandelnd geführt werden,
wobei gemäß dem Kennzeichenteil des Patentanspruchs 6
das Transportsystem abstandsdefinierte Rollen aufweist, auf denen die Eier bewegt werden, wobei die mittels Rollen gehaltenen Eier durch den Strahlengang des Elektronenstrahlenbündels derart gerollt werden, dass umfangsgemaß die Bestrahlung allseitig und weitgehend gleichmäßig erfolgt. Die zweite Vorrichtung zur Behandlung von Eiern von Geflügel mit Elektronenstrahlen für eine Sterilisation der Kalkschale kann des Weiteren folgende Einheiten und Leitungen aufweisen:
- eine zentrale Steuereinheit,
- ein Elektronenstrahlgenerator/-quelle,
- eine Abschirmeinrichtung um die Behandlungseinheit/um den Behandlungsraum,
- ein Transportsystem mit Rollen,
- ein Tunnel zur Zu- und Abführung oder ein System mit mehreren Shuttern,
- mehrere Antriebseinheiten für die Shutter,
- eine Höhenabtasteinrichtung,
- eine Höhenkorrektureinheit für die Eier, um unterschiedliche Höhen bzw. Eigrößen während der Bestrahlung auszugleichen, zur Bestrahlung mit gleicher Dosis an Elektronen,
- eine Hochspannungsversorgungseinheit,
- ein Kühlsystem für den Elektronenstrahlgenerator, - eine Ozonabsaugungseinheit für den Behandlungsraum,
- optional eine Rekontanimationseinheit der Eier,
- das Elektronenstrahlenbündel aus dem Elektronenstrahlgenerator im Behandlungsraum der Behandlungseinheit,
wobei die zentrale Steuereinheit zur Signalgebung und zur Betriebsversorgung über die Leitungen mit den Antriebseinheiten, über die Leitung mit der Höhenabtastein- richtung, über die Leitung mit dem Transportsystem, über die Leitung mit der Rekon- taminationseinheit, über die Leitung mit den Anordnungen für weiterführende Prozesse und über die Leitung mit der Höhenkorrektureinheit in Verbindung steht.
Die zentrale Steuereinheit steht ebenfalls zumindest mit einer Leitung mit
- der Hochspannungsversorgungseinheit,
- dem Kühlsystem für den Elektronenstrahlgenerator und
- der Ozonabsaugungseinheit für den Behandlungsraum
in Verbindung.
Eine dritte Vorrichtung zur Behandlung von Eiern von Geflügel mit Elektronenstrahlen für eine Sterilisation der Kalkschale, unter Nutzung eines der genannten Verfahren,
umfasst zumindest
- zumindest ein Transportsystem mit mindestens einem Ei,
- zumindest eine Elektronenstrahlenquelle zur Emission eines Elektronenstrah- lenbündels, durch dessen Strahlengang die Eier mit Elektronen in einem Behandlungsraum behandelnd geführt werden,
wobei gemäß dem Kennzeichenteil des Patentanspruchs 8
eine kombinierte, zwei gleichartig aufgebaute erste Vorrichtungen enthaltende dritte Vorrichtung vorgesehen ist, wobei zwischen den beiden ersten Vorrichtungen eine Schwenkeinrichtung angeordnet ist, die mit dem verbindenden Transportsystem miteinander in Verbindung stehen, wobei in der Schwenkeinrichtung die in der der Schwenkeinrichtung vorgeordnete erste Vorrichtung in Null-Grad-Lage gehaltenen Eier in eine Winkel-Grad-Lage, z.B. in eine 180-Grad-Lage geschwenkt werden, so dass jeweils die Gegenseite des Eies nach der ersten Bestrahlung mit Elektronen und nach Durchlauf durch die Schwenkeinrichtung hindurch in die Winkel-Grad- Lage, z.B. die 180-Grad-Lage verschwenkt eine zweite Bestrahlung mittels der der Schwenkeinrichtung nachgeordneten ersten Vorrichtung erhält.
Die genannte Elektronenblende dient zur lokalen Elektronendosisreduktion bei der Elektronenstrahlbehandlung von Bruteiern. Weiterbildungen der Erfindung und weitere Ausgestaltungen werden in weiteren Unteransprüchen dargelegt.
Die Erfindung wird mittels Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen ersten Vorrichtung zur Behandlung von Eiern von Geflügel mit Elektronenstrahlen für eine Sterilisation der Kalkschale mit fest positionierten Eiern in Form von Bruteiern auf einem Transportsystem zur Durchführung einer Sterilisation der Kalkschalen von Bruteiern in Null-Grad-Lage mit einer optionalen abschließenden Rekon- taminationseinheit für die behandelten Bruteier,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines mit Elektronenstrahlen behandelnden Eies stehend in senkrechter Pollage bei vorgegebener Bewegungsrichtung, Fig. 3 eine schematische Darstellung eine mit Elektronenstrahlen behandelnden Eies liegend in horizontaler Pollage bei vorgegebener Bewegungsrichtung, Fig. 4 einen schematischen Querschnitt eines Ausschnittes durch die Kalkschale, insbesondere Poren mit darin befindlichen krankheitserregenden Keimen, Fig. 5 einen schematischen Querschnitt eines Ausschnitts durch die Kalkschale gemäß Fig. 4 mit Elektronen und Sekundärelektronen sowie die Ausbildung der Ionisation von Sauerstoff zu Ozon innerhalb der Kalkschale,
Fig. 6 eine schematische Darstellung der Bestrahlung eines Bruteies mit einem das Ei umgebenden Dosisstreifen zur Prüfung der Verteilung der Elektronendosis rund um das Brutei,
Fig. 7 eine Orts/Dosis-Kurve auf einem um das Brutei gewickelten Dosisstreifen nach einem mit Elektronen bestrahlten Brutei,
Fig. 8 eine Orts/Dosis-Kurve auf einem um das Brutei gewickelten Dosisstreifen gemäß Fig. 7 nach einem mit Elektronen bestrahlten Brutei mit erhöhter Dosisleistung, z.B. von 30 kGy auf 45 kGy, damit die abgewandte Seite des Eies im Dosiszielbereich liegt,
Fig. 9 eine Orts/Dosis-Kurve auf einem Dosisstreifens eines mit Elektronen durchstrahlten Filterelements zur Elektronendosisreduktion im lokalen Bestrah- lungsbereich des Bruteies,
Fig. 10 eine im Dosiszielbereich befindliche Orts/Dosis-Kurve eines um das Brutei gewickelten Dosisstreifens unter Einsatz eines mit Elektronen durchstrahlten Filterelements und eines darunter befindlichen Bruteies,
Fig. 1 1 eine schematische Darstellung einer zweiten erfindungsgemäßen Vorrich- tung zur Behandlung von Eiern von Geflügel mit Elektronenstrahlen für eine
Sterilisation der Kalkschale mittels Rollen gehaltenen Eiern, z.B. Bruteiern auf einem mit Rollen ausgestatteten Transportsystem mit einer optionalen abschließenden Rekontaminationseinheit für die behandelten Bruteier,
Fig. 12 einen Querschnitt senkrecht zur Achse der beiden Pole des Bruteies zur Ro- tationsdarstellung,
Fig. 13 einen Längsschnitt horizontal in Richtung zur Achse der beiden Pole des Bruteies zur Punktdarstellung
und Fig. 14 eine schematische Black-Box-Darstellung einer dritten erfindungsgemäßen Vorrichtung mit gehaltenen Bruteiern in Null-Grad-Lage und in einer Winkel- Grad-Lage, z.B. geschwenkten 180-Grad-Lage auf einem Transportsystem mit einer Schwenkeinrichtung.
Die Offenbarung soll an einem Ausführungsbeispiel mit Eiern in Form von Bruteiern 42, 43 ausgeführt werden.
In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer ersten Vorrichtung 20, 201 (gemäß Fig. 14) zur Behandlung von Eiern in Form von Bruteiern 42 mit Elektronenstrahlen für eine Sterilisation der Kalkschale 22 der Bruteier 42 gezeigt, wobei eine erste Vorrichtung 20, 201 zumindest umfasst:
- ein Transportsystem 5 mit mindestens einem Brutei 42,
- eine Elektronenstrahlquelle 2 zur Emission eines Elektronenstrahlenbündels 14, durch dessen Strahlengang in dem Behandlungsraum 53 die Bruteier 42 mit Elek- tronen 31 behandelnd geführt werden.
Erfindungsgemäß ist ein Element 4 zur Einstellung der Dosis 21 (gemäß Fig. 10) von auf die Kalkschale 22 auftreffenden Elektronen 31 in einem Dosiszielbereich 18 zwischen der Elektronenstrahlenquelle 2 und dem/den gelagerten Brutei/ern 42 ange- ordnet, so dass in einem vorgegebenen Dosiszielbereich 18 eine das Brutei 42 umfassende, reduzierte Verteilung der Dosis 21 der Elektronen 31 zur Bestrahlung der Kalkschale 22 der Bruteier 42 erreicht wird.
Das Element 4 zur Einstellung der Dosis 21 kann eine Elektronenblende darstellen.
Die erste Vorrichtung 20, 201 (letztere gemäß Fig. 14) zur Behandlung von Eiern 42 von Geflügel mit Elektronenstrahlen 31 für eine Sterilisation der Kalkschale 22 enthält somit in Fig. 1 folgende Einheiten und Leitungen:
- eine zentrale Steuereinheit 1 , - einen Elektronenstrahlgenerator/-quelle 2,
- eine Abschirmeinrichtung 3 um die Behandlungseinheit 53,
- die Elektronenblende 4,
- ein Transportsystem 5 mit Eier 42 arretierenden Positionshaltern 51 , 52,
- einen Tunnel 6 zur Zu- und Abführung oder ein System von Shuttern (Verschlüssen),
- mehrere Antriebseinheiten 7 für die Shutter,
- eine Hohenabtasteinrichtung 8,
- eine Höhenkorrektureinheit 9,
- eine Hochspannungsversorgungseinheit 10,
- ein Kühlsystem 1 1 für den Elektronenstrahlgenerator 2,
- eine Ozonabsaugungseinheit 12 für den Behandlungsraum,
- eine Rekontanimationseinheit 13 der Eier 42, 43,
- ein Elektronenstrahlenbündel 14 aus dem Elektronenstrahlgenerator 2, wobei die zentrale Steuereinheit 1 in Fig. 1 und in Fig. 1 1 über die Leitungen 36 mit den Antriebseinheiten 7, über die Leitung 37 mit der Hohenabtasteinrichtung 8, über die Leitung 38 mit dem Transportsystem 5, über die Leitung 39 mit der Rekontamina- tionseinheit 13, über die Leitung 40 mit den Anordnungen für weiterführende Prozesse und über die Leitung 41 mit der Höhenkorrektureinheit 9 in Verbindung steht.
In Fig. 1 und Fig. 1 1 werden folgende Verfahrensschritte für die Behandlung angegeben:
- Abtasten A der Höhe des Bruteies 42, 43,
- Einfahrt B in den abgeschirmten Bereich durch Schleuse 45,
- Behandlung C mit entsprechender Höhenkorrektureinheit 9,
- Ausfahrt D aus einem abgeschirmten Bereich durch Schleuse 46 und
- optionale Rekontanimation E der Bruteier 42, 43 und Weitergabe des Bruteies 42, 43 an nachfolgende Prozessschritte. In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 20, 201 (gemäß Fig. 14) mit fest positionierten Bruteiern 42 auf einem Transportsystem 5 zur Durchführung einer Sterilisation der Kalkschalen 22 von Bruteiern 42 in Null- Grad-Lage mit einer optionalen abschließenden Rekontaminationseinheit 13 für die kalkschalensterilisierten, behandelten Bruteier 42 angegeben.
Wie die Praxis zeigt, kann die Anzahl lebensfähiger Miroorganismen auf bzw. in der Kalkschale 22 von Bruteiern 42, 43 mit Hilfe der beschriebenen Vorrichtungen 20, 201 und 30 zur Behandlung mit beschleunigen Elektronen 31 auf Null reduziert wer- den. Da sich dadurch unter Umständen ein Nachteil für das später schlüpfende Küken ergibt, kann eine gezielte und kontrollierte Rekontamination der Kalkschale 22 mit Mikroorganismen bekannte Art und Menge, wie z.B. mit Milchsäurebakterien erfolgen. Das ist mit einer Rekontaminationseinheit 13 z.B. in Form einer Sprühanordnung, wie in den Fig. 1 und Fig. 1 1 gezeigt sind, möglich.
Die Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines mit einem Elektronenstrahlen- bündel 14 behandelnden Bruteies 42 stehend in senkrechter Pollage bei vorgegebener Bewegungsrichtung 44.
Die Fig. 3 stellt schematisch ein mit einem Elektronenstrahlenbündel 14 behandelndes Brutei 43 dar, das liegend in horizontaler Pollage bei vorgegebener Bewegungs- rich- tung 44 angegeben ist.
In Fig. 4 ist ein schematischer Querschnitt eines Ausschnittes durch die Kalkschale 22 gezeigt, insbesondere sind mögliche Hohlräume als Poren 23 mit darin befindlichen krankheitserregenden Keimen angegeben.
Folgende Elemente gehören im Wesentlichen zu einer Kalkschale 22:
- Poren 23, - die Kutikula 24,
- eine Pallisadenschicht 25,
- eine Mamillarschicht 26,
- eine äußere Schalenmembran 27,
- eine innere Schalenmembran 28 und
- ein Film 29.
Die Fig. 5 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Ausschnitts durch die Kalkschale 22 hindurch gemäß Fig. 4 mit bestrahlenden Elektronen 31 und durch Streueffekte 32 erzeugte Sekundärelektronen 33 sowie eine Ausbildung der Ionisation 35 von Sauerstoff zu keimtötendem Ozon innerhalb der Kalkschale 22, wobei die Sekundärelektronen 33 durch Absorption 34 in der Kalkschale 22 gehalten werden.
Die Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung der Bestrahlung eines Bruteies 42, 43 mit einem das Brutei 42, 43 umgebenden Dosisstreifen 17 zur Prüfung der Verteilung der Elektronendosis 19, 20 rund um das Brutei 42, 43.
Zur Prüfung zeigt die Fig. 7 eine Orts/Dosis-Kurve auf einem um das Brutei 42, 43 gewickelten Dosisstreifen 17 nach der Bestrahlung mit Elektronen 31.
Die Fig. 8 zeigt eine Orts/Dosis-Kurve auf einem um das Brutei gewickelten Dosisstreifen gemäß Fig. 7 nach einem mit Elektronen bestrahlten Brutei mit erhöhter Dosisleistung, z.B. von 30 kGy auf 45 kGy, damit die abgewandte Seite des Eies im Dosiszielbereich liegt.
Im Wesentlichen soll es Aufgabe der Dosisstreifen 17 sein, eine fast gleichmäßige Bestrahlung der Kalkschale 22 rund um das Ei 42, 43 zu erreichen. Dabei befindet sich der Dosiszielbereich 18 weit oberhalb der auf der abgewandten Seite verringerten Dosis 20. Es soll der Dosiszielbereich 18 abgesenkt werden durch Verringerung der Beschleunigungsspannung und/oder des Elektronenstroms aus der Elektronen- Strahlquelle. Gleichzeitig wird mit dem Element 4 das erhöhte Dosismaximum auf der zugewandten Seite verringert werden. Die Punkte 16 und 17 der jeweiligen Enden des Dosisstreifens 17 zeigen danach auch eine Bestrahlung mit Elektronen an. Somit wird ein Dosiszielbereich 18 erreicht, der über die Kalkschale 22 eine nahezu gleiche Dosis erreicht und das ursprüngliche Dosismaximum abschneidet.
In Fig. 9 ist eine Orts/Dosis-Kurve auf einem Dosisstreifens 17 eines mit Elektronen 31 durchstrahlten Filterelements 4 zur Elektronendosisreduktion im lokalen Bestrah- lungsbereich des Bruteies 42, 43 dargestellt, wobei mit dem Dosisverlauf des Elements die überhöhte Dosis auf der zugewandten Seite auf die Dosis 21 abgeschwächt wird. D
Das Element 4 zur Einstellung der Dosis 21 kann ein Stahlblech, ein Stab, eine Raute, ein Kreis aus Aluminium sein. In Fig.8 ist das Element 4 eine Raute mit Lücke.
Diese Nivellierung auf die Dosis 21 ist ersichtlich in Fig. 10.
Die Fig. 10 zeigt das Ergebnis der beiden Dosismodifizierungen, nämlich einerseits die Dosiserhöhung auf der zugewandten Seite und andererseits die Dosisverringerung gemäß Fig. 9 durch das Element 4, so dass sich der Dosisverlauf 21 in Fig. 10 ergibt, und eine im Dosiszielbereich 18 befindliche Orts/Dosis-Kurve 21 eines um das Brutei 42 gewickelten Dosisstreifens 17 unter Einsatz eines mit Elektronen 31 durchstrahlten Filterelements/einer Elektronenblende 4 und eines darunter befindlichen Bruteies 42.
Fig. 1 1 gibt eine schematische Darstellung einer zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung 30 mit mittels Rollen 47, 48 gehaltenen Bruteiern 43 auf einem mit den Rollen 47, 48 ausgestatteten Transportsystem 5 mit einer optionalen abschließenden Rekontaminationseinheit 13 für die behandelten Bruteier 43. Die zweite Vorrichtung 30 zur Behandlung von Bruteiern von Geflügel mit Elektronenstrahlen 31 für eine Sterilisation der Kalkschale 22 enthält somit gemäß Fig. 1 1 folgende Einheiten und Leitungen, die weitgehend den Elementen der ersten Vorrichtung 20 entsprechen:
- eine zentrale Steuereinheit 1 ,
- einen Elektronenstrahlgenerator/-quelle 2,
- eine Abschirmeinrichtung 3 um die Behandlungseinheit,
- ein Transportsystem 5 mit Rollen 47, 48 oder mit einem System von mehreren Rollenpaaren 47, 48,
- einen Tunnel 6 zur Zu- und Abführung oder ein System mit Shuttern (Verschlüssen),
- mehrere Antriebseinheiten 7 für die Shutter,
- eine Hohenabtasteinrichtung 8,
- eine Höhenkorrektureinheit 9 für unterschiedlich große Eier 43,
- eine Hochspannungsversorgungseinheit 10,
- ein Kühlsystem 1 1 für den Elektronenstrahlgenerator 2,
- eine Ozonabsaugungseinheit 12 für den Behandlungsraum,
- eine Rekontanimationseinheit 13 der Bruteier 43,
- ein Elektronenstrahlenbündel 14 aus dem Elektronenstrahlgenerator 2 zur Be- handlung der Eier 43 im Behandlungsraum 53,
wobei die zentrale Steuereinheit 1 in Fig. 1 und in Fig. 1 1 über die Leitungen 36 mit den Antriebseinheiten 7, über die Leitung 37 mit der Hohenabtasteinrichtung 8, über die Leitung 38 mit dem Transportsystem 5, über die Leitung 39 mit der Rekontamina- tionseinheit 13, über die Leitung 40 mit den Anordnungen für weiterführende Prozes- se und über die Leitung 41 mit der Höhenkorrektureinheit 9 in Verbindung steht.
Die zentrale Steuereinheit 1 steht in Fig. 1 und Fig. 1 1 ebenfalls zumindest mit einer Leitung 54 oder mit Leitungskabeln mit
- der Hochspannungsversorgungseinheit 10,
- dem Kühlsystem 1 1 für den Elektronenstrahlgenerator 2 und - der Ozonabsaugungseinheit 12 für den Behandlungsraum 53
- in Verbindung.
Mit der Hohenabtasteinrichtung 8 wird die Größe/die Höhe der vorbeibewegten Eier 42, 43 abgetastet, wobei die erhaltenen und weitergeleiteten Signale über die Steu- ereinheit 1 ausgewertet und an die Höhenkorrektureinheit 9 geleitet werden, die die im Behandlungsraum 53 zwischenzeitlich ankommenden Eier 42, 43 nivelliert einstellt, so dass es für unterschiedlich große Eier 43 keine Dosisprobleme, sondern eingestellte gleiche Bestrahlungsdosen 21 gibt. Fig. 12 zeigt einen Querschnitt senkrecht zur Polachse des Bruteies 43 und Fig. 13 zeigt einen Längsschnitt horizontal in Richtung zur Polachse des Bruteies 43. In Fig. 12 wird ein Brutei 43 in Form eines runden Körpers durch ein Elektronenstrahlen- bündel 14 geführt, wobei eine gleichmäßige und allseitige Bestrahlung der Oberfläche erreicht wird. Dabei wird eine Rotationsbewegung vollführt, während sich das Brutei 43 im Strahlengang 14 befindet. Eine Rotation ändert die Geschwindigkeit von Punkten auf der Oberfläche des Bruteies 43, abhängig vom Abstand des Oberflächenpunktes aufgrund der Rotation. Diese Geschwindigkeit wird direkt in der Formel (I) verwendet:
D = k Istrahl/V (I), wobei
D = eine resultierende Dosis,
k = eine bautechnische Konstante (beinhaltet auch den Abstand) ,
Istrahi = ein Elektronenstrahlstrom und
v = eine Geschwindigkeit des betrachteten Punktes
sind.
Es erschließt sich daraus, dass ein achsennaher Punkt auf der Oberfläche eine höhere Dosis erfährt als ein achsenferner Punkt. Die indirekte Proportionalität D ~ 1/v lässt sich mit einer Translationsbewegung des Bruteies 43 orthogonal zum Elektro- nenstrahlenbündel 14 und orthogonal zur Rotationsachse beeinflussen. Die Figuren 12 und 13 veranschaulichen dies. Hierbei zeigt die Darstellung der drei Pfeile der Rotationsrichtung, dass unterschiedliche Achsabstände bei gleichem Drehwinkel unterschiedliche Wegstrecken und damit unterschiedliche Geschwindigkeiten nach sich ziehen. In Fig. 14 ist eine schematische Black-Box-Darstellung einer kombinierten, dritten erfindungsgemäßen Vorrichtung 50 mit gehaltenen Bruteiern 42 in Null-Grad-Lage gemäß der einer Schwenkeinrichtung vorgeordneten ersten Vorrichtung 20 und in einer geschwenkten z.B. 180-Grad-Lage gemäß einer der Schwenkeinrichtung örtlich nachgeordneten ersten Vorrichtung 201 mit dem gleichen Aufbau wie die Vorrichtung 20 auf einem Transportsystem 5 mit der Schwenkeinrichtung 49 gezeigt. Nach der ersten Bestrahlung mit Elektronen 31 werden bei Durchlauf der Eier in der Schwenkeinrichtung 49 die in Null-Grad-Lage befindlichen Bruteier 42 in eine Winkel-Grad- Lage, z.B. 180-Grad-Lage verschwenkt und anschließend auf der entgegengesetzten 180°-Seite mit Elektronen 31 mittels der nachgeordneten ersten Vorrichtung 201 be- strahlt. Statt der Drehung der Eier 42 um einen Winkel von 180° können die Eier 42 um einen anderen vorgegebenen Winkel geschwenkt werden.
Das Verfahren zur Behandlung von Bruteiern 42, 43 mit einem Elektronenstrahlen- bündel 14 für eine Sterilisation der Kalkschalen 22 der Bruteier 42, 43 weist folgende Schritte auf:
- Bewegen mindestens eines Bruteies 42, 43 durch den Strahlengang 14 einer Elektronenstrahlquelle 2,
- Bestrahlung der Bruteier 42, 43 mit einem Elektronenstrahlenbündel 14 aus der Elektronenstrahlquelle 42, wobei die Kalkschale 22 mit unter- schiedlicher Dosis bestrahlt wird.
Erfindungsgemäß können folgende Schritte durchgeführt werden:
- Durchführen einer alle Bereiche der Kalkschale 22 des Bruteies 42 umfassenden Bestrahlung mittels des Elektronenstrahlenbündels 14, wobei in den Strahlengang des Elektronenstrahlenbündels 14 ein Element 4 zur Verteilung der Be- Strahlung über alle Bereiche der Kalkschale 22 eingesetzt wird, wobei infolge der in einem vorgegebenen Dosiszielbereich 18 eingestellten Dosis die Kalkschale 22 umfassend bestrahlt wird,
oder
- Durchführung einer Bestrahlung eines auf dem Transportsystem rollenden oder gerollten Bruteies 43 mittels der Elektronenstrahlquelle 2 im Strahlengang 14 des
Elektronenstrahlenbündels, wobei infolge des jeweils um einen vorgegebenen Drehwinkel gerollten Bruteies 43 die Kalkschale 22 umfassend bestrahlt wird, oder
- Durchführung einer Bestrahlung der gehalterten Bruteier 42 in einer Null-Grad- Lage der einen Seite in einer ersten Vorrichtung 20, Schwenken der gehalterten
Bruteier 42 in eine zur Null-Grad-Lage geschwenkte Winkel-Grad-Lage, z.B. 180- Grad-Lage durch eine Schwenkeinrichtung 49 und Durchführung einer nochmaligen Bestrahlung von der anderen erreichten Seite des Bruteies 42 mittels einer zweiten Vorrichtung 201 , die analog zur ersten Vorrichtung 20 aufgebaut ist, wo- bei infolge des geschwenkten Bruteies 43 die Kalkschale 22 umfassend bestrahlt wird.
Die mit Elektronenstrahlen 31 zu behandelnden Eier 42, 43 von Geflügel können Konsumeier, Industrieeier und vorzugsweise Bruteier sein.
Die Erfindung betrifft somit auch ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abschattung (gemäß Fig.8, Fig. 9, Fig. 10) beziehungsweise zur lokalen Reduzierung der Elektronendosis bei der Behandlung von Bruteiern 42, 43 mittels beschleunigter Elektronen 31 zum Zweck der Sterilisation (Abtöten bzw. Passivieren von Mikroorganismen wie Bakterien, Viren und Pilzen). Dazu wird beispielsweise das Elektronenfilter/die Elektronenblende 4 beziehungsweise ein Barriereelement angepasster Geometrie und angepassten Materials zwischen der Elektronenstrahlquelle 2 und dem behandelten Brutei 42, 43 positioniert. Mit Hilfe eines solchen Elements 4 kann die durch die Eiform verursachte, lokale Elektronendosiserhohung an den am nächsten an der Elek- tronenstrahlquelle 2 befindlichen Arealen des behandelten Eis 42, 43 reduziert werden. Damit ist eine Erhöhung der Elektronenenergie möglich. Die mittlere Reichweite der beschleunigten Elektronen 31 steigt, so dass auch weiter entfernt liegende Eiareale mit ausreichend hohen Elektronendosen beaufschlagt werden können. Im Ergebnis führt dies zu einer Reduzierung des Dosisgradienten zwischen dem am nächsten und am weitesten entfernt liegenden Kalkschalenareal 16 - 17 zur Elektro- nenstrahlquelle 2.
Um eine Schädigung des Bruteiinneren beziehungsweise des sich entwickelnden Embryos zu vermeiden, werden für die Hygienisierung der Kalkschale 22 von Bruteiern 42, 43 geringere Elektronenenergien mit geringeren resultierenden Eindringtie- fen verwendet. Dabei dringen die beschleunigten Elektronen 31 in Abhängigkeit von ihrer Energie in die Kalkschale 22 ein und werden inelastisch durch Streueffekte 32 gestreut. Durch diesen Prozess wird ein Teil der Energie in der Kalkschale 22 deponiert, was zu einer Zerstörung bzw. Passivierung der an diesem Ort befindlichen Mikroorganismen führt. Außerdem werden Sekundärelektronen 33 erzeugt, die weiter in die Kalkschale 22 vordringen können und ihrerseits Bakterien, Viren und Pilze abtöten. Zusätzlich zu den genannten Effekten werden in der mikroporösen Kalkschale 22 befindliche Sauerstoffatome 35 ionisiert und damit Ozon generiert, welches zum Beispiel durch den Protein-Mantel in den Nukleinsäure-Kern von Viren eindringt und deren RNS schädigt. Dadurch werden diese inaktiv oder sterben ab.
Anstelle der Bruteier 42, 43 können nach den gleichen Verfahren und in den gleichen Vorrichtungen Industrieeier und Konsumeier behandelt werden.
Bezugszeichenliste
1 Zentrale Steuereinheit
2 Elektronenstrahlgenerator in der Behandlungseinheit
3 Abschirmungseinrichtung um die Behandlungseinheit
4 Element/Elektronenblende
5 Transportsystem mit Positionshaltern/Transportsystem mit Rollen
6 Tunnel zur Zu- und Abführung/System von Shuttern
7 Antriebseinheiten für die Shutter
8 Höhenabtasteinrichtung
9 Höhenkorrektureinheit
10 Hochspannungsversorgungseinheit
1 1 Kühlsystem für Elektronenstrahlgenerator
12 Ozonabsaugungseinheit für Behandlungsraum
13 Rekontanimationseinheit der Eier
14 Elektronenstrahlenbündel
15 Anfang des Dosisstreifens
16 Ende des Dosisstreifens
17 Dosisstreifen
18 Dosiszielbereich
19 Erhöhte Dosis auf zugewandter Seite
20 Erste Vorrichtung mit fest positionierten Eiern in Null-Grad-Lage 201 Erste Vorrichtung mit fest positionierten Eiern in Winkel-Grad-Lage
21 Gemessene Dosis im Dosiszielbereich
22 Kalkschale
23 Poren
24 Kutikula
25 Pallisadenschicht
26 Mamillarschicht
27 Äußere Schalenmembran
28 Innere Schalenmembran 29 Film
30 Zweite Vorrichtung mit eingestellt gerollten Eiern
31 Primärelektron
32 Streueffekte
33 Sekundärelektron
34 Absorption
35 Ionisation von Sauerstoff und Bildung von Ozon
36 Erste Leitung
37 Zweite Leitung
38 Dritte Leitung
39 Vierte Leitung
40 Fünfte Leitung
41 Sechste Leitung
42 Ei/Brutei
43 Ei/Brutei
44 Bewegungsrichtung
45 Schleuse
46 Schleuse
47 Erste Rolle
48 Zweite Rolle
49 Schwenkeinrichtung
50 dritte Vorrichtung mit Schwenkeinrichtung
51 Erster Positionshalter
52 Zweiter Positionshalter
53 Behandlungsraum/Behandlungseinheit
54 Elektrische Leitung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Behandlung von Eiern (42, 43) von Geflügel mit einem Elektronen- strahlenbündel (14) für eine Sterilisation der Kalkschale (22),
mit folgenden Schritten:
- Bewegen mindestens eines Eies (42, 43) durch den Strahlengang (14) einer Elektronenstrahlquelle (2),
- Bestrahlung der Eier (42, 43) mit einem Elektronenstrahlenbündel (14) aus der Elektronenstrahlquelle (2), wobei die Kalkschale (22) mit unterschiedli- eher Dosis bestrahlt wird,
durch folgende Schritte gekennzeichnet
- Durchführen einer alle Bereiche der Kalkschale (22) des Eies (42, 43) umfassenden Bestrahlung mittels des Elektronenstrahlenbündels (14), wobei in den Strahlengang des Elektronenstrahlenbündels (14) ein Element (4) zur Vertei- lung der Bestrahlung über alle Bereiche der Kalkschale (22) eingesetzt wird, wobei infolge der in einem vorgegebenen Dosiszielbereich (18) eingestellten Dosis die Kalkschale (22) umfassend bestrahlt wird,
oder
- Durchführung einer Bestrahlung eines rollenden/gerollten Eies (43) mittels der Elektronenstrahlquelle (2) im Strahlengang (14) des Elektronenstrahlenbündels, wobei infolge des jeweils vorgegebenen Drehwinkels gerollten Eies (43) die Kalkschale (22) umfassend gleichmäßig bestrahlt wird,
oder
- Durchführung einer Bestrahlung von gehalterten Eiern (42) mittels der Elekt- ronenstrahlquelle (2) im Strahlengang (14) des Elektronenstrahlenbündels in einer Null-Grad-Lage der einen Seite in einer einer Schwenkeinrichtung (49) vorgeordneten Vorrichtung (20), Schwenken der gehalterten Eier (42) in eine zur Null-Grad-Lage geschwenkte Winkel-Grad-Lage durch die Schwenkeinrichtung (49) und Durchführung einer nochmaligen Bestrahlung von einer an- deren erreichten Seite des Eies (42) mittels einer der Schwenkeinrichtung (49) nachgeordneten Vorrichtung (201 ), die analog zur vorgeordneten Vorrichtung (20) aufgebaut ist, wobei infolge des geschwenkten Eies (43) die Kalkschale (22) bestrahlt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet dadurch,
dass der Dosiszielbereich (20) durch eine Variierung der Beschleunigungsspannung und/oder des Elektronenstroms (31 ) der Elektronenstrahlquelle (2) über eine zentrale Steuereinheit (1 ) eingestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet dadurch,
dass folgende Verfahrensschritte für die Behandlung durchgeführt werden:
- Abtasten A der Höhe des Eies (42, 43),
- Einfahrt B in den abgeschirmten Bereich durch eine Schleuse (45),
- Behandlung C mit entsprechender Höhenkorrektureinheit (8) bei unterschiedlich groß ausgebildeten Eiern (42, 43),
- Ausfahrt D aus einem abgeschirmten Bereich durch eine Schleuse (46) und
- optionale Rekontanimation E der Eier (42, 43) und Weitergabe des Eies (42, 43) an nachfolgende Prozessschritte.
Verfahren nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet dadurch,
dass als Eier (42, 43) von Geflügel wahlweise Konsumeier, Industrieeier und auch Bruteier behandelt werden.
Vorrichtung (20) zur Behandlung von Eiern (42) mit Elektronenstrahlen (14) für eine Sterilisation der Kalkschale (22) der Eier (42), unter Nutzung eines der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4,
wobei die Vorrichtung (20) zumindest umfasst: - ein Transportsystem (5) mit mindestens einem Ei (42),
- eine Elektronenstrahlquelle (2) zur Emission eines Elektronenstrahlenbündels (14), durch dessen Strahlengang die Eier (42) mit Elektronen (31 ) behandelnd geführt werden,
gekennzeichnet dadurch,
dass ein Element (4) zur Einstellung der Dosis (21 ) von auf die Kalkschale (22) auftreffenden Elektronen (31 ) in einem Dosiszielbereich (18) zwischen der Elektronenstrahlquelle (2) und dem/den gelagerten Ei/ern (42) angeordnet ist, so dass in einem vorgegebenen Dosiszielbereich (18) eine das Ei (42) umfassende, reduzierte Verteilung der Dosis (21 ) der Elektronen (31 ) zur Bestrahlung der Kalkschale (22) der Eier (42) erreicht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5,
gekennzeichnet dadurch,
dass das Element (4) zur Einstellung der Dosis (21 ) eine Elektronenblende darstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
gekennzeichnet dadurch,
dass das Element (4) zur Einstellung der Dosis (21 ) ein Stahlblech, ein Stab, eine Raute, ein Kreis aus Aluminium oder eine Raute mit Lücke ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 7,
gekennzeichnet dadurch,
dass folgende Einheiten und Leitungen zumindest vorhanden sind:
- die zentrale Steuereinheit (1 ),
- ein Elektronenstrahlgenerator/eine Elektronenstrahlquelle (2),
- eine Abschirmeinrichtung (3) um die Behandlungseinheit (53) herum,
- ein Transportsystem (5) zumindest mit Eier (42) arretierenden Positionshaltern (51 , 52), - ein Tunnel (6) zur Zu- und Abführung oder ein System von Shuttern,
- mehrere Antriebseinheiten (7) für die Shutter,
- eine Hohenabtasteinrichtung (8),
- eine Höhenkorrektureinheit (9) zur Nivellierung von unterschiedlich groß ausgebildete Eier (42),
- eine Hochspannungsversorgungseinheit (10),
- ein Kühlsystem (1 1 ) für den Elektronenstrahlgenerator (2),
- eine Ozonabsaugungseinheit (12) für den Behandlungsraum (53),
- optional eine Rekontanimationseinheit (13) der Eier (42),
- das Elektronenstrahlenbündel (14) aus dem Elektronenstrahlgenerator (2), wobei die zentrale Steuereinheit (1 ) zur Signalgebung und optional zur Betriebsversorgung über die Leitungen (36) mit den Antriebseinheiten (7), über die Leitung (37) mit der Hohenabtasteinrichtung (8), über die Leitung (38) mit dem Transportsystem (5), über die Leitung (39) mit der Rekontaminationseinheit (13), über die Leitung (40) mit den Anordnungen für weiterführende Prozesse und über die Leitung (41 ) mit der Höhenkorrektureinheit (9) in Verbindung steht.
Vorrichtung (30) zur Behandlung von Eiern (43) mit Elektronenstrahlen (31 ) für eine Sterilisation der Kalkschale (22) der Eier (43), unter Nutzung eines der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4,
wobei die Vorrichtung (30) zumindest umfasst:
- ein Transportsystem (5) mit mindestens einem Ei (43),
- eine Elektronenstrahlquelle (2) zur Emission eines Elektronenstrahlenbündels (14), durch dessen Strahlengang die Eier (43) mit Elektronen (31 ) behandelnd geführt werden,
gekennzeichnet dadurch,
dass das Transportsystem (5) abstandsdefinierte Rollen (47, 48) oder Paare von Rollen (47, 48) aufweist, auf denen die Eier (43) bewegt werden, wobei die mittels Rollen (47, 48) gehaltenen Eier (43) durch den Strahlengang (14) des Elekt- ronenstrahlenbündels derart gerollt werden, dass eiumfangsgemäß die Bestrahlung mit Elektronen (31 ) allseitig erfolgt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
gekennzeichnet dadurch,
dass folgende Einheiten und Leitungen zumindest vorhanden sind:
- eine zentrale Steuereinheit (1 ),
- ein Elektronenstrahlgenerator/eine Elektronenstrahlquelle (2),
- eine Abschirmeinrichtung (3) um die Behandlungseinheit (53),
- ein Transportsystem (5) mit Rollen (47, 48) oder einem System von Rollen
(47,48),
- ein Tunnel (6) zur Zu- und Abführung oder ein System mit mehreren Shuttern,
- mehrere Antriebseinheiten (7) für die Shutter,
- eine Hohenabtasteinrichtung (8),
- eine Höhenkorrektureinheit (9) zur Nivellierung von unterschiedlich groß ausgebildeten Eiern (43),
- eine Hochspannungsversorgungseinheit (10),
- ein Kühlsystem (1 1 ) für den Elektronenstrahlgenerator (2),
- eine Ozonabsaugungseinheit (12) für den Behandlungsraum (53),
- optional eine Rekontanimationseinheit (13) der Eier (42, 43),
- das Elektronenstrahlenbündel (14) aus dem Elektronenstrahlgenerator (2), wobei die zentrale Steuereinheit (1 ) zur Signalgebung und optional zur Betriebsversorgung über die Leitungen (36) mit den Antriebseinheiten (7), über die Leitung (37) mit der Hohenabtasteinrichtung (8), über die Leitung (38) mit dem Transportsystem (5), über die Leitung (39) mit der Rekontaminationseinheit (13), über die Leitung (40) mit den Anordnungen für weiterführende Prozesse und über die Leitung (41 ) mit der Höhenkorrektureinheit (9) in Verbindung steht.
1 1. Vorrichtung (50) zur Behandlung von Eiern (42) mit Elektronenstrahlen (31 ) für eine Sterilisation der Kalkschale (22), unter Nutzung eines der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4,
wobei die Vorrichtung (50) zumindest umfasst:
- zumindest ein Transportsystem (5) mit mindestens einem Ei (42),
- zumindest eine Elektronenstrahlquelle (2) zur Emission eines Elektronenstrah- lenbündels (14), durch dessen Strahlengang die Eier (42) mit Elektronen (31 ) behandelnd geführt werden,
gekennzeichnet dadurch,
dass eine kombinierte, zwei gleich aufgebaute erste Vorrichtungen (20, 201 ) enthaltende, einer Schwenkeinrichtung (49) vorgeordneten Vorrichtung (50) vorgesehen ist, wobei zwischen den beiden ersten Vorrichtungen (20, 201 ) eine Schwenkeinrichtung (49) angeordnet ist, die mit dem verbindenden Transportsystem (5) miteinander in Verbindung steht, wobei in der Schwenkeinrichtung (49) die in der vorgeordneten Vorrichtung (20) in Null-Grad-Lage gehaltenen Eier
(42) in eine Winkel-Grad-Lage geschwenkt werden, so dass jeweils die andere erreichte Seite des Eies (42) nach der ersten Bestrahlung mit Elektronen (31 ) und nach Durchlauf durch die Schwenkeinrichtung (49) hindurch in die Winkel- Grad-Lage verschwenkt eine zweite Bestrahlung mit Elektronen (31 ) mittels der nachgeordneten ersten Vorrichtung (201 ) erhält.
12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 1 1 ,
gekennzeichnet dadurch,
dass die behandelten Eier (42, 43) von Geflügel wahlweise Konsumeier, Indust- rieeier und auch Bruteier sind.
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