Способ и устройство обработки яиц птицы при помощи лучей электронов для стерилизации известковой оболочки Российский патент 2021 года по МПК A01K43/00 A01K45/00 A23B5/15 

Область техники

Изобретение относится к способу и устройству обработки яиц птицы с использованием лучей электронов для стерилизации известковой оболочки. Яйцами птицы могут быть яйца для потребления человеком, яйца промышленного назначения, а также инкубационные яйца.

Уровень техники

Например, в промышленном птицеводстве, а также в области производства СПФ-яиц (яйца без специфических патогенных контаминантов) для производства вакцины согласно публикациям S. Cadirci: Disinfection of hatching eggs by formaldehyde funigation - a review, Arch. 73 (2), стр. 1-16.123, 2009, ISSB 0003-9098, издатель Eugen Ulmer, Штуттгарт, Треннер, Профе: Die konsequente Anwendung der Dampfdesinfektion zur Unterbrechung von Infektionsketten, 21. Конгресс Немецкого ветеринарно-медицинского общества, Бад Наухайм, 21 - 24 марта 1995, текущее исследование, часть 2, стр. 461-465; TRGS 513: Begasung mit Ethylendioxid and Formaldehyd in Sterilisations- and Desinfektionsanlagen, выпуск: июнь 1996 (BArbBI. Heft 6/1996, s. 53-58) с последними поправками и дополнениями от февраля 2000 г. (BArbBI. issue 2/2000, p.80), инкубационные яйца стерилизуют до начала процесса вылупления с целью предотвратить неконтролируемое распространение микробов во время вылупления, которое связано с выделениями при вылуплении, а также со стрессом птенца при вылуплении.

Наиболее распространенным в настоящее время методом обработки поверхности инкубационных яиц для уничтожения бактерий является фумигация формальдегидом. Для этого, например, порошок параформальдегида нагревают так называемым "сухим способом". Полученный газ распределяют в газовой камере таким образом, что возникает как можно более однородная концентрация на кубический метр окружающего воздуха и воздействует на инкубационные яйца в течение примерно 20 минут. После обработки газ, находящийся в камере, выпускают во внешнюю среду. Этот метод получил крайне критическую оценку из-за токсического и канцерогенного воздействия на окружающую среду. Кроме того, передозировка может существенно навредить успешному вылуплению. Другим существенным недостатком фумигации формальдегидом является ее ограниченность исключительно поверхностной обработкой. Микробы, находящиеся глубоко в микропористой известковой оболочке, не могут быть уничтожены.

Альтернативные подходы к дезинфекции инкубационных яиц, такие как обработка с использованием перуксусной кислоты или различных фруктовых кислот, к настоящему моменту не получили распространения. Сложные способы физической обработки, такие как обработка озоном или плазмой, до сего времени заканчивались неудачами, связанными с практической осуществимостью или, соответственно, экономической эффективностью.

Физический метод электронно-лучевой стерилизации используется в настоящее время в области пищевых продуктов, прежде всего, для обработки наружной упаковки, мяса птицы или сырой яичной массы. Целью является, с одной стороны, подавление активности патогенных контаминантов в птице, а также модификация некоторых компонентов пищевых продуктов (белка). Для достижения максимально возможной эффективной глубины процедуру выполняют при сравнительно высоких ускоряющих напряжениях в диапазоне МэВ.

Таким образом, целью настоящего изобретения является определение способа и устройства обработки яиц птицы пучками электронов для стерилизации известковой оболочки, которое соответственно исполнено таким образом, что возможно уменьшение градиента дозы электронов, вызываемого различием расстояний между инкубационным яйцом и источником электронного излучения. Кроме того, облучение яйца электронами должно выполняться равномерно по всей поверхности яйца.

Раскрытие изобретения

Данная цель достигается за счет признаков пунктов формулы 1, 3, 6, 8.

Способ обработки яиц птицы пучками электронов для стерилизации известковой оболочки включает в себя следующие этапы:

- перемещение по меньшей мере одного яйца по траектории луча источника электронного излучения,

- облучение яиц с использованием пучка электронов от источника электронного излучения, посредством чего известковую оболочку облучают с изменяющейся дозой,

при этом согласно отличительной части п. 1 формулы изобретения реализуются следующие этапы:

- выполняют облучение, охватывающее всю поверхность известковой оболочки яйца, при помощи пучка электронов, при этом элемент вводят в траекторию пучка электронов, чтобы распределить облучение по всей области известковой оболочки, при этом за счет дозы, установленной в пределах заданного целевого диапазона доз, известковая оболочка полностью облучается,

или

- с помощью источника электронного излучения выполняют облучение яйца, катящегося по траектории пучка электронов, и при этом благодаря соответствующему предварительно заданному углу поворота катящегося яйца известковая оболочка облучается равномерно и по всей своей площади,

или

- проводят облучение яиц, установленных в положение с нулевым градусом на одной стороне, в устройстве, расположенном в восходящем направлении относительно поворотного устройства, поворачивают удерживаемые яйца в положение с углом поворота относительно положения с нулевым углом, например, в положение с углом поворота 180 градусов, с помощью поворотного устройства и выполняют еще одно облучение - стороны яйца, открытой в результате поворота - с помощью устройства нисходящего направления относительно поворотного устройства, причем указанное устройство нисходящего направления выполнено аналогично устройству восходящего направления, расположенному перед поворотным устройством, причем благодаря поворачиваемому яйцу известковая оболочка облучается по всей своей поверхности. Рассматриваемые здесь яйца птицы, подлежащие обработке лучами электронов, могут представлять собой яйца для потребления человеком, яйца промышленного назначения, инкубационные яйца, а также яйца для других целей и промышленных областей.

В заявленном здесь способе могут быть по существу реализованы следующие этапы обработки яиц с помощью электронов:

- определение А высоты яйца (42, 43),

- перемещение B в экранированную область через окно (45),

- обработка С при помощи соответствующего блока корректировки высоты (8),

- перемещение D из экранированной области через окно (46) и

- опциональное повторное загрязнение Е яиц (42, 43) и перенос яйца (42, 43) для последующих этапов процесса.

Первое устройство обработки яиц птицы лучами электронов для стерилизации известковой оболочки с использованием одного из вышеупомянутых способов, по меньшей мере, содержит:

- систему транспортирования, содержащую, по меньшей мере, одно яйцо;

- источник электронного излучения для излучения пучка электронов, по траектории которого размещают яйца так, что они обрабатываются электронами в зоне обработки, причем согласно отличительной части пункта 3 формулы изобретения <sic. 5>

для задания дозы электронов, достигающих известковой оболочки в целевом диапазоне доз, элемент располагают между источником электронного излучения и удерживаемым яйцом/яйцами так, что в заранее определенном целевом диапазоне доз достигается сокращенное распределение дозы электронов с охватом всего яйца при облучении известковой оболочки яиц.

Элементом для задания дозы электронов может быть электронная решетка. Элемент для задания дозы может быть выполнен в виде стального листа, стержня, ромба, круга из алюминия или ромба с зазором.

Первое устройство может содержать следующие узлы и каналы:

- центральный блок управления,

- генератор электронного излучения / источник электронного излучения,

- экранирующее устройство с охватом блока обработки по периметру,

- электронную решетку,

- систему транспортирования, включающую зажимные устройства для фиксации положения яйца,

- туннель для доставки и вывоза или систему затворов,

- множество приводных блоков для затворов, - устройство измерения высоты,

- блок корректировки высоты для яиц, чтобы компенсировать разницу высот или, соответственно, размеры яиц во время облучения для обеспечения одной и той же дозы электронов,

- высоковольтный блок питания,

- систему охлаждения генератора электронного излучения,

- отсасыватель озона для зоны обработки,

- блок повторного заражения яиц (опционально),

- пучок электронов от генератора электронного излучения для облучения яиц в зоне обработки,

причем для сигнализации и для оперативной подачи команд центральный блок управления соединен по каналам с приводными блоками, по каналу с устройством измерения высоты, по каналу с системой транспортирования, по каналу с устройством повторного заражения, по каналу со структурами для последующих процессов и по каналу с блоком корректировки высоты.

Второе устройство обработки яиц птицы лучами электронов для стерилизации известковой оболочки с использованием одного из упомянутых выше способов, которое, по меньшей мере, содержит:

- систему транспортирования, содержащую, по меньшей мере, одно яйцо;

- источник электронного излучения для излучения пучка электронов, по траектории которого размещают яйца так, что они обрабатываются электронами в зоне обработки, причем согласно отличительной части пункта 6 формулы изобретения <sic. 9>

транспортная система имеет ролики с определенным пространственным разнесением, по которым перемещаются яйца, причем яйца, удерживаемые с помощью роликов, катятся по траектории пучка электронов таким образом, что по отношению к окружности яйца облучение выполняется со всех его сторон и в значительной степени равномерно.

Второе устройство обработки яиц птицы лучами электронов для стерилизации известковой оболочки может дополнительно иметь следующие узлы и каналы:

- центральный блок управления,

- генератор электронного излучения / источник электронного излучения,

- экранирующее устройство, охватывающее по периметру блок обработки / зону обработки,

- систему транспортирования, оснащенную роликами,

- туннель для доставки и вывоза или система из множества затворов,

- множество приводных блоков для затворов, - устройство измерения высоты,

- блок корректировки высоты для яиц, чтобы компенсировать разницу высот или, соответственно, размеры яиц во время облучения для обеспечения одной и той же дозы электронов,

- высоковольтный блок питания,

- систему охлаждения генератора электронного излучения,

- отсасыватель озона для зоны обработки,

- опциональный блок повторного заражения яиц,

- пучок электронов от генератора электронного излучения для облучения яиц в зоне обработки,

причем для сигнализации и оперативной передачи команд центральный блок управления соединен по каналам с приводными линиями, по каналу с устройством измерения высоты, по каналу с системой транспортирования, по каналу с устройством повторного заражения, по каналу со структурами для последующих процессов и по каналу с блоком корректировки высоты.

Центральный блок управления аналогичным образом соединен по меньшей мере одним каналом с:

- блоком высоковольтного питания,

- системой охлаждения генератора электронного излучения и

- отсасывателем озона для зоны обработки.

Третье устройство обработки яиц птицы лучами электронов для стерилизации известковой оболочки с использованием одного из упомянутых выше способов содержит, по меньшей мере,

- по меньшей мере, одну систему транспортирования с по меньшей мере одним яйцом,

- по меньшей мере, один источник электронного излучения для излучения пучка электронов, по траектории которого проводят яйца так, что они обрабатываются электронами в зоне обработки,

причем согласно отличительной части п. 8 формулы изобретения <sic. 11>

предложено совмещенное третье устройство, включающее в себя два сконструированных одинаковым образом первых устройства (причем между двумя первыми устройствами расположено поворотное устройство), которые объединены посредством соединительной системы транспортирования, причем в поворотном устройстве яйца, удерживаемые в положении нуля градусов в первом устройстве, расположенном в восходящем направлении относительно поворотного устройства, поворачиваются в угловое положение, например в положение 180 градусов, так что в любом случае противоположная сторона яйца получает после первого облучения электронами, а также после прохождения через поворотное устройство, будучи в угловом положении, например, в положении, равном 180 градусам, второе облучение посредством первого устройства, расположенного в нисходящем направлении относительно поворотного устройства.

Указанная электронная решетка служит для локального уменьшения дозы электронов при обработке инкубационных яиц лучом электронов. Дополнительное раскрытие изобретения и дополнительные варианты осуществления представлены в дополнительных зависимых пунктах формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Изобретение будет раскрыто с помощью примеров вариантов осуществления со ссылками на чертежи:

на фигуре 1 представлено схематическое изображение первого устройства в соответствии с настоящим изобретением, предназначенного для обработки яиц птицы лучами электронов с целью стерилизации известковой оболочки, причем яйца, например, инкубационные яйца, зафиксированы на системе транспортирования для проведения стерилизации известковой оболочки инкубационных яиц в положении нуля градусов с опциональным устройством финального повторного заражения обработанных инкубационных яиц,

на фигуре 2 показано схематическое изображение яйца, подвергаемого обработке лучами электронов, находящегося в положении с вертикальным расположением полюсов с заданным направлением движения,

на фигуре 3 показано схематическое изображение яйца, подвергаемого обработке лучами электронов, находящегося в положении с горизонтальным расположением полюсов с заданным направлением движения,

на фигуре 4 показано схематическое поперечное сечение с детализацией прохождения через известковую оболочку, в частности, показаны поры с расположенными в них патогенными микробами,

на фигуре 5 показано схематическое поперечное сечение с детализацией прохождения через известковую оболочку в соответствии с фигурой 4 с изображением электронов и вторичных электронов, а также хода процесса ионизации с превращением кислорода в озон внутри известковой оболочки,

на фигуре 6 показано схематическое изображение облучения инкубационного яйца с использованием дозировочной полоски, охватывающей яйцо по периметру, для анализа распределения дозы электронов по периметру инкубационного яйца,

на фигуре 7 показана кривая расположения/дозы на дозировочной полоске, которой обернуто по периметру инкубационное яйцо, применительно к инкубационному яйцу, облученному электронами,

на фигуре 8 показана кривая расположения/дозы на дозировочной полоске, которой обернуто по периметру инкубационное яйцо согласно фигуре 7, применительно к инкубационному яйцу, облученному электронами, с повышенной мощностью дозы, например, от 30 кГр до 45 кГр, при которой удаленная сторона яйца находится в целевом диапазоне доз,

на фигуре 9 показана кривая расположения/дозы на дозировочной полоске фильтрующего элемента, через который пропускают излучение электронов, с целью понижения дозы электронов в локальной области облучения инкубационного яйца,

на фигуре 10 представлена кривая расположения/дозы в целевом диапазоне доз дозировочной полоски, которой обернуто по периметру инкубационное яйцо, при использовании фильтрующего элемента, через который пропускают излучение электронов, и инкубационного яйца, расположенного снизу,

на фигуре 11 показано схематическое изображение второго устройства в соответствии с настоящим изобретением, предназначенного для обработки яиц птицы лучами электронов с целью стерилизации известковой оболочки удерживаемых роликами яиц, например, инкубационных яиц, на системе транспортирования, оснащенной роликами, с опциональным блоком финального повторного заражения обработанных инкубационных яиц,

на фигуре 12 показано поперечное сечение по оси, перпендикулярной оси двух полюсов инкубационного яйца, для представления вращательного движения,

на фигуре 13 показан продольный разрез в горизонтальном направлении относительно оси двух полюсов инкубационного яйца, соотносимый с точечным представлением

и на фигуре 14 приведено схематическое изображение в виде черного ящика третьего устройства согласно изобретению с удерживаемыми инкубационными яйцами в положении с нулевым градусом и в угловом положении, например, с поворотом на 180 градусов, в системе транспортирования с поворотным устройством.

Изобретение будет раскрыто на примере варианта осуществления с яйцами в виде инкубационных яиц 42, 43.

Описание

Фигура 1 представляет собой схематическое изображение первого устройства 20, 201 (согласно фигуре 14) для обработки яиц в виде инкубационных яиц 42 при помощи лучей электронов с целью стерилизации известковой оболочки 22 инкубационных яиц 42, причем первое устройство 20, 201, по меньшей мере содержит:

- систему 5 транспортирования с по меньшей мере одним инкубационным яйцом 42,

- источник 2 электронного излучения для излучения пучка 14 электронов, по траектории которого проводят инкубационные яйца 42 в зоне 53 обработки так, что происходит их обработка электронами 31.

В соответствии с настоящим изобретением для задания дозы 21 (согласно фигуре 10) электронов 31, попадающих на известковую оболочку 22, в целевом диапазоне 18 доз между источником 2 электронного излучения и удерживаемым инкубационным яйцом (яйцами) 42 располагают элемент 4 с тем, чтобы в предварительно заданном целевом диапазоне 18 доз обеспечить пониженное распределение, охватывающее инкубационное яйцо 42, дозы 21 электронов 31 для облучения известковой оболочки 22 инкубационных яиц 42.

Элементом 4 для задания дозы 21 может быть электронная решетка.

Первое устройство 20, 201 (последнее согласно фигуре 14) для обработки яиц 42 птицы посредством лучей 31 электронов с целью стерилизации известковой оболочки 22 содержит следующие узлы и каналы, показанные на фигуре 1:

- центральный блок 1 управления,

- генератор электронного излучения / источник 2 электронного излучения,

- экранирующее устройство 3 с охватом блока обработки 53 по периметру,

- электронную решетку 4,

- систему 5 транспортирования, включающую зажимные устройства 51, 52 для фиксации положения яиц 42,

- туннель 6 для доставки и вывоза или система затворов,

- множество приводных блоков 7 для затворов,

- устройство 8 измерения высоты,

- блок 9 корректировки высоты,

- высоковольтный блок 10 питания,

- систему 11 охлаждения генератора 2 электронного излучения,

- отсасыватель 12 озона для зоны обработки,

- блок 13 повторного заражения яиц 42, 43,

- пучок 14 электронов от генератора 2 электронного излучения, причем центральный блок 1 управления согласно фигуре 1 и фигуре 11 соединен посредством каналов 36 с приводными блоками 7, посредством канала 37 с устройством 8 измерения высоты, посредством канала 38 с системой 5 транспортирования, посредством канала 39 с блоком 13 повторного заражения, посредством канала 40 со структурами для последующих процессов и посредством канала 41 с блоком 9 корректировки высоты.

Фигура 1 и фигура 11 иллюстрируют следующие этапы технологического процесса обработки:

- определение А высоты инкубационного яйца 42, 43,

- перемещение B в экранированную область через окно 45,

- обработка С при помощи соответствующего блока 9 корректировки высоты,

- перемещение D из экранированной области через окно 46 и

- опциональное повторное загрязнение Е инкубационных яиц 42, 43 и перенос инкубационного яйца 42, 43 для последующих этапов процесса.

На фигуре 1 представлено схематическое изображение устройства 20, 201 согласно настоящему изобретению (согласно фигуре 14), содержащее инкубационные яйца 42, зафиксированные на системе 5 транспортирования для проведения стерилизации известковой оболочки 22 инкубационных яиц 42 в положении нуля градусов с опциональным устройством финального повторного заражения 13 стерилизованной известковой оболочки обработанных инкубационных яиц 42.

Как показывает практика, число жизнеспособных микроорганизмов на или соответственно в известковой оболочке 22 инкубационных яиц 42, 43 может быть снижено до нулевого значения с помощью описанных устройств 20, 201 и 30, предназначенных для обработки ускоренными электронами 31. Вследствие недостатка, заключающегося в возможном более позднем вылуплении птенцов после такой обработки, может иметь место целенаправленное и контролируемое повторное заражение известковой оболочки 22 микроорганизмами известного типа и в известном количестве - такими как, например, лактобациллы. Это возможно при помощи блока 13 повторного заражения, например, выполненного в виде распылительного устройства, как показано на фигуре 1 и фигуре 11.

На фигуре 2 показано схематическое изображение инкубационного яйца 43, подвергаемого обработке пучком 14 электронов, причем яйцо находятся в положении с вертикальным расположением полюсов с предварительно заданным направлением движения 44.

На фигуре 3 показано схематическое изображение инкубационного яйца 43, подвергаемого обработке пучком 14 электронов, причем яйцо находятся в положении с горизонтальным расположением полюсов с предварительно заданным направлением движения 44.

На фигуре 3 показано схематическое поперечное сечение с детализацией прохождения через известковую оболочку 22, в частности показаны поры 23, которые являются возможными полостями, содержащими в себе патогенные микробы.

Следующие элементы по существу относятся к известковой оболочке 22:

- поры 23,

- надскорлупная оболочка 24,

- внешний слой 25,

- мамиллярный слой 26,

- надскорлупная пленка 27,

- подскорлупная оболочка 28 и

- пленка 29.

На фигуре 5 показано схематическое поперечное сечение с детализацией прохождения через известковую оболочку 22 согласно фигуре 4 с облучающими электронами 31 и вторичными электронами 33, образованными в результате эффектов рассеяния 32, а также с процессом ионизации 35 кислорода с образованием противомикробного озона внутри известковой оболочки 22, причем вторичные электроды 33 содержатся в известковой оболочке 22 благодаря абсорбции 34.

На фигуре 6 показано схематическое изображение облучения инкубационного яйца 42, 43 с использованием дозировочной полоски 17, охватывающей по периметру инкубационное яйцо 42, 43 и предназначенной для анализа распределения дозы 19, 20 электронов на поверхности инкубационного яйца 42, 43.

Для анализа на фигуре 7 показана кривая расположения/дозы на дозировочной полоске 17, которой обернуто инкубационное яйцо 42, 43, после облучения электронами 31.

На фигуре 8 показана кривая расположения/дозы на дозировочной полоске, которой обернуто инкубационное яйцо согласно фигуре 7, применительно к инкубационному яйцу, облученному электронами с повышенной мощностью дозы, например, от 30 кГр до 45 кГр, при которой удаленная сторона яйца находится в целевом диапазоне доз.

По существу, целью дозировочной полоски 17 должно быть обеспечение практически равномерного облучения известковой оболочки 22 яйца 42, 43. Тем самым целевой диапазон 18 доз значительно превышает пониженную дозу 20 <sic. 21> на удаленной стороне. Целевой диапазон 18 доз следует понижать посредством понижения ускоряющего напряжения и/или электронного тока из источника электронного излучения. В то же время, при помощи элемента 4 достигается понижение повышенной максимальной дозы на лицевой стороне. Точки 16 и 17 <sic. 15> на соответствующих концах дозировочной полоски 17 также показывают, соответственно, облучение электронами. Тем самым достигается целевой диапазон 18 доз, который обеспечивает практически равномерное распределение дозы по поверхности известковой оболочки 22 и понижает изначальное максимальное значение дозы.

На фигуре 9 показана кривая расположения/дозы на дозировочной полоске 17 фильтрующего элемента 4, через который пропускают излучение электронов 31 и который предназначен для понижения дозы электронов в локальной области облучения инкубационного яйца 42, 43, причем с помощью дозировочной полоски в составе элемента чрезмерно высокая доза, приходящаяся на переднюю часть, понижается до дозы 21.

D

Элемент 4 задания дозы 21 может быть выполнен в виде стального листа, стержня, ромба, круга из алюминия. Элемент 4, изображенный на фигуре 8, выполнен в виде ромба с зазором.

Распределение дозы 21 показано на фигуре 10.

На фигуре 10 показан результат двух изменений дозы, а именно: с одной стороны, выполнено повышение дозы для лицевой стороны и, с другой стороны, выполнено понижение дозы согласно фигуре 10 посредством элемента 4 таким образом, что получается курс дозы 21 согласно фигуре 10 и кривая расположения/дозы, находящаяся в целевом диапазоне 18 доз дозировочной полоски 17, которой обернуто инкубационное яйцо 42, при использовании фильтрующего элемента, через который пропускают излучение электронов 31 / электронной решетки 4 и инкубационного яйца 42, расположенного снизу,

На фигуре 11 показано схематическое изображение второго устройства 30 в соответствии с настоящим изобретением с инкубационными яйцами 43, удерживаемыми роликами 47, 48, на системе 5 транспортирования, оснащенной роликами 47, 48, с опциональным блоком финального повторного заражения 13 обработанных инкубационных яиц 43. Таким образом, второе устройство 30 для обработки инкубационных яиц птиц с использованием лучей 31 электронов с целью стерилизации известковой оболочки 22 содержит согласно фигуре 11 следующие узлы и каналы, которые по большей части соответствуют элементам первого устройства 20:

- центральный блок 1 управления,

- генератор электронного излучения / источник 2 электронного излучения,

- экранирующее устройство 3 с охватом блока обработки по периметру,

- систему 5 транспортирования, оснащенную роликами 47, 48, или систему, оснащенную множеством роликовых пар 47, 48,

- туннель 6 для доставки и вывоза или система затворов,

- множество приводных блоков 7 для затворов,

- устройство 8 измерения высоты,

- блок корректировки высоты 9 для яиц 43 разных размеров,

- высоковольтный блок 10 питания,

- систему 11 охлаждения генератора 2 электронного излучения,

- отсасыватель 12 озона для зоны обработки,

- блок 13 повторного заражения инкубационных яиц 43,

- пучок 14 электронов из генератора 2 электронного излучения для обработки яиц 43 в зоне обработки 53,

причем центральный блок 1 управления согласно фигуре 1 и фигуре 11 соединен посредством каналов 36 с приводными блоками 7, посредством канала 37 с устройством 8 измерения высоты, посредством канала 38 с системой 5 транспортирования, посредством канала 39 с блоком 13 повторного загрязнения, посредством канала 40 со структурами для последующих процессов и посредством канала 41 с блоком 9 корректировки высоты.

Центральный блок 1 управления, изображенный на фигуре 1 и фигуре 11 аналогичным образом соединен, по меньшей мере, с каналом 54 или посредством кабелей с:

- высоковольтным блоком 10 питания,

- систему 11 охлаждения генератора 2 электронного излучения и

- отсасывателем озона 12 для зоны обработки 53.

С помощью устройства 8 измерения высоты определяется размер/высота яиц 42, 43, прошедших через устройство, причем принимаемые и отправляемые сигналы анализируются блоком 1 управления и передаются в блок 9 корректировки высоты, который регулирует путем выравнивания яйца 42, 43, попадающих тем временем в зону 53 обработки, так что не возникают проблемы с дозой для яиц 43 разного размера, но вместо этого для них выполняется регулировка с получением одинаковых доз 21 облучения. На фигуре 12 показано поперечное сечение в плоскости, вертикальной по отношению к полюсной оси инкубационного яйца 43, и на фигуре 13 показано продольное сечение в плоскости, горизонтальной по отношению к полюсной оси инкубационного яйца 43. Изображенное на фигуре 12 инкубационное яйцо 43 в виде круглого тела перемещается через пучок электронов 14, при этом достигается равномерное облучение поверхности со всех сторон. Затем осуществляется вращательное движение, когда инкубационное яйцо 43 находится на траектории луча 14. В результате вращения изменяется скорость точек на поверхности инкубационного яйца 43 в зависимости от пространственного удаления точки поверхности, исходя из вращения. Эта скорость непосредственно используется в формуле (I):

где D = полученная доза,

k = константа, определенная методом структурных расчетов (включая пространственное удаление),

Istrahi = ток луча электронов

v=скорость наблюдаемой точки.

На основании этого можно сделать вывод, что точка, расположенная вблизи оси на поверхности, получает более высокую дозу, чем точка, находящаяся на удалении от оси. На косвенную пропорциональность D ~ 1/v может влиять поступательное движение инкубационного яйца 43 в направлении, перпендикулярном направлению пучка 14 электронов и перпендикулярной оси вращения. Это иллюстрируется фигурами 12 и 13. Таким образом, изображение трех стрелок вращательного движения показывает, что различающиеся между собой пространственные разнесения осей с одинаковым углом поворота приводят к различным расстояниям и, следовательно, к различным скоростям. На фигуре 14 представлено в виде схемы черного ящика совмещенное третье устройство 50 согласно изобретению с удерживаемыми в положении нулевого градуса инкубационными яйцами 42 в соответствии с первым устройством 20, расположенным в восходящем направлении относительно поворотного устройства, в повернутом, например, на 180 градусов, положении, в соответствии с первым устройством 201, локально расположенным в нисходящем направлении относительно поворотного устройства, с той же конструкцией, что и устройство 20, в системе 5 транспортирования с поворотным устройством 49. После первого облучения электронами 31 во время прохождения яиц в поворотном устройстве 49 инкубационные яйца 42, расположенные в положении нуля градусов, поворачиваются в угловое положение, например, в положение 180 градусов, и затем облучаются электронами 31 на противоположной стороне, т.е. с поворотом на 180°, с помощью первого устройства 201, расположенного в нисходящем направлении. Вместо поворота яиц 42 на 180°, яйца 42 могут быть повернуты на другой предварительно заданный угол.

Способ обработки инкубационных яиц 42, 43 пучком 14 электронов для стерилизации известковой оболочки 22 инкубационных яиц 42, 43 содержит следующие шаги:

- по меньшей мере одно инкубационное яйцо 42, 43 перемещают по траектории 14 луча источника 2 электронного излучения,

- облучают инкубационные яйца 42, 43 с использованием пучка 14 электронов от источника 42 электронного излучения <sic. 2>, посредством чего известковую оболочку 22 облучают с изменяющейся дозой. Согласно настоящему изобретению возможно выполнение следующих шагов:

- выполняют облучение, охватывающее всю поверхность известковой оболочки 22 инкубационного яйца 42, при помощи пучка 14 электронов, при этом элемент 4 вводят в траекторию пучка 14 электронов, чтобы распределить облучение по всем участкам известковой оболочки 22, при этом за счет дозы, установленной в пределах заданного целевого диапазона 18 доз, известковая оболочка 22 полностью облучается,

или

- с помощью источника 2 электронного излучения выполняют облучение яйца 43, катящегося или катимого по траектории 14 пучка электронов, при этом благодаря соответствующему предварительно заданному углу поворота катимого яйца 43 известковая оболочка 22 облучается по всей своей площади,

или

- проводят облучение яиц 42, установленных в положение с нулевым градусом на одной стороне, в первом устройстве 20, поворачивают удерживаемые яйца 42 в положение с углом поворота относительно положения с нулевым углом, например, в положение с углом поворота 180 градусов, с помощью поворотного устройства 49 и выполняют еще одно облучение - стороны яйца 42, открытой в результате поворота - с помощью второго устройства 201, аналогичного по конструкции первому устройству, причем благодаря поворачиваемому инкубационному яйцу 43 известковая оболочка 22 облучается по всей своей поверхности.

Яйца 42, 43 птицы, подлежащие обработке лучами 31 электронов, могут представлять собой яйца для потребления человеком, яйца промышленного назначения и предпочтительно инкубационные яйца.

Таким образом, изобретение также относится к способу и устройству затенения (согласно фигуре 8, фигуре 9, фигуре 10) или, соответственно, для локального уменьшения дозы электронов во время обработки инкубационных яиц 42, 43 с помощью ускоренных электронов 31 для целей стерилизации (уничтожения или, соответственно, пассивации микроорганизмов, таких как бактерии, вирусы и грибки). Для этой цели, например, электронный фильтр / электронная решетка 4 или аналогичный барьерный элемент с адаптированной геометрией и изготовленный из адаптированных материалов помещают между источником 2 электронного излучения и обрабатываемым инкубационным яйцом 42, 43. С помощью такого элемента 4 локальное увеличение дозы электронов, вызванное формой яйца, может быть уменьшено по отношению к областям обрабатываемого яйца 42, 43, расположенным максимально близко к источнику 2 электронного излучения. Тем самым возможно увеличение энергии электронов. За счет увеличения среднего диапазона ускоренных электронов 31 возможно облучение достаточно высокими дозами электронов удаленных областей яйца. В результате это приводит к уменьшению градиента дозы между областями 16-17 известковой оболочки, расположенными ближе всего и дальше всего относительно источника 2 электронного излучения.

Чтобы предотвратить повреждение внутренностей инкубационного яйца или, соответственно, развивающегося зародыша, для дезинфекции известковой оболочки 22 инкубационных яиц 42, 43 используются более низкие энергии электронов с меньшей глубиной проникновения. Ускоренные электроны 31 тем самым проникают в известковую оболочку 22 в зависимости от их энергии и неупруго рассеиваются посредством эффектов 32 рассеяния. В результате этого процесса часть энергии остается в известковой оболочке 22, что приводит к разрушению или, соответственно, пассивации находящихся в ней микроорганизмов. Кроме того, происходит образование вторичных электронов 33, которые могут проникать дальше в известковую оболочку 22 и, со своей стороны, убивать бактерии, вирусы и грибок. В дополнение к упомянутым эффектам атомы кислорода, расположенные в микропористой известковой оболочке 22, ионизируются и тем самым образуется озон, который проникает, например, через белковый слой в ядро нуклеиновой кислоты вирусов и повреждает их рибонуклеиновую кислоту (РНК). Таким образом происходит их инактивация или вымирание. Вместо инкубационных яиц 42, 43 можно обрабатывать яйца для промышленных целей и яйца для потребления человеком в соответствии с тем же способом и в тех же устройствах.

Перечень числовых обозначений

1 центральный блок управления

2 генератор электронного излучения в блоке обработки

3 экранирующее устройство с охватом блока обработки по периметру

4 элемент / электронная решетка

5 система транспортирования с зажимными устройствами для фиксации положения / система транспортирования с роликами

6 туннель для доставки и вывоза / система затворов,

7 приводные блоки для затворов

8 устройство измерения высоты

9 блок корректировки высоты

10 блок высоковольтного питания

11 система охлаждения генератора электронного излучения

12 отсасыватель озона для зоны обработки

13 блок повторного заражения для яиц

14 пучок электронов

15 начало дозировочной полоски

16 конец дозировочной полоски

17 дозировочная полоска

18 целевой диапазон доз

19 повышенная доза для лицевой стороны

20 первое устройство, содержащее яйца, зафиксированные в положении нуля градусов

201 первое устройство, содержащее яйца, зафиксированные в положении угла в градусах

21 измеренная доза в целевом диапазоне доз

22 известковая оболочка

23 поры

24 надскорлупная оболочка

25 внешний слой

26 мамиллярный слой

27 надскорлупная пленка

28 подскорлупная оболочка

29 пленка

30 второе устройство, содержащее яйца, катящиеся предварительно заданным образом

31 первичный электрон

32 эффекты рассеяния

33 вторичный электрон

34 абсорбция

35 ионизация кислорода и формирование озона

36 первый канал

37 второй канал

38 третий канал

39 четвертый канал

40 пятый канал

41 шестой канал

42 яйцо/ инкубационное яйцо

43 яйцо/ инкубационное яйцо

44 направление движения

45 окно

46 окно

47 первый ролик

48 второй ролик

49 поворотное устройство

50 третье устройство с поворотным устройством

51 первое зажимное устройство для фиксации положения

52 второе зажимное устройство для фиксации положения

53 зона обработки/ блок обработки

54 электрический канал

Изобретение относится к способу и устройству для обработки инкубационных яиц. Способ включает перемещение по меньшей мере одного яйца по траектории луча источника электронного излучения, облучение инкубационных яиц с использованием пучка электронов от источника электронного излучения, причем пучок электронов включает первичные электроны и известковую оболочку облучают с изменяющейся дозой. Выполняют облучение, охватывающее всю поверхность известковой оболочки инкубационного яйца с использованием пучка электронов, причем используют первичные электроны с энергией электронов, которая обеспечивает удерживание вторичных электронов, генерируемых рассеянием первичных электронов, в известковой оболочке посредством адсорбции. Группа изобретений обеспечивает обработку инкубационных яиц для стерилизации известковой оболочки, при которой предотвращается повреждение развивающегося зародыша. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Способ обработки инкубационных яиц с использованием пучка электронов для стерилизации известковой оболочки, в котором предотвращается повреждение развивающегося зародыша,

включающий следующие шаги: - перемещение по меньшей мере одного инкубационного яйца по траектории луча источника электронного излучения, - облучение инкубационных яиц с использованием пучка электронов от источника электронного излучения, причем пучок электронов включает первичные электроны, известковую оболочку облучают с изменяющейся дозой, характеризующееся следующими шагами: - выполняют облучение, охватывающее всю поверхность известковой оболочки инкубационного яйца с использованием пучка электронов, при котором элемент вводят в траекторию пучка электронов, чтобы распределить облучение по всем областям известковой оболочки, причем за счет дозы, установленной в пределах заданного целевого диапазона доз, известковая оболочка полностью облучается, или - с помощью источника электронного излучения выполняют облучение инкубационного яйца, катящегося/катимого по траектории пучка электронов, и при этом благодаря соответствующему предварительно заданному углу поворота катящегося инкубационного яйца известковая оболочка облучается равномерно и по всей своей площади, или - при помощи источника электронного излучения проводят облучение инкубационных яиц, удерживаемых на траектории пучка электронов в положении с нулевым градусом на одной стороне, в устройстве, расположенном в восходящем направлении относительно поворотного устройства, поворачивают удерживаемые инкубационные яйца в положение с углом поворота относительно положения с нулевым углом с помощью поворотного устройства и выполняют еще одно облучение - стороны инкубационного яйца, открытой в результате поворота - с помощью устройства нисходящего направления относительно поворотного устройства, причем указанное устройство нисходящего направления выполнено аналогично устройству, расположенному перед поворотным устройством, при этом благодаря повернутому инкубационному яйцу облучается известковая оболочка, причем используют первичные электроны с энергией электронов, которая обеспечивает удерживание вторичных электронов, генерируемых рассеянием первичных электронов, в известковой оболочке посредством адсорбции.

2. Способ по п.1, в котором целевой диапазон доз задается путем изменения ускоряющего напряжения и/или электронного тока источника электронного излучения посредством центрального блока управления.

3. Способ по п.1, в котором для обработки выполняются следующие шаги способа: - определение А высоты инкубационного яйца, - перемещение B в экранированную область через окно, - обработка C при помощи соответствующего блока корректировки высоты, в случае инкубационных яиц разного размера, - перемещение D из экранированной области через окно и - опциональное повторное заражение E инкубационных яиц и перенос инкубационного яйца для последующих этапов процесса.

4. Устройство для обработки инкубационных яиц лучами электронов для стерилизации известковой оболочки инкубационных яиц, в котором предотвращается повреждение развивающегося зародыша, с использованием одного из способов, заявленных в пп.1-3, причем устройство по меньшей мере содержит:

- систему транспортирования, содержащую по меньшей мере одно инкубационное яйцо; - источник электронного излучения для излучения пучка электронов, включающего первичные электроны, по траектории которого размещают инкубационные яйца так, что они обрабатываются электронами, причем используют первичные электроны с энергией электронов, которая обеспечивает удерживание вторичных электронов, генерируемых рассеянием первичных электронов, в известковой оболочке посредством адсорбции, для задания дозы электронов, достигающих известковой оболочки в целевом диапазоне доз, элемент располагают между источником электронного излучения и удерживаемым инкубационным яйцом/яйцами так, что в заранее определенном целевом диапазоне доз достигается сокращенное распределение дозы электронов с охватом всего инкубационного яйца при облучении известковой оболочки инкубационных яиц.

5. Устройство по п.4, в котором элемент для задания дозы представляет собой электронную решетку.

6. Устройство по п.4, в котором элемент для задания дозы выполнен в виде стального листа, стержня, ромба, круга из алюминия или ромба с зазором.

7. Устройство по п.4, в котором имеются по меньшей мере следующие блоки и каналы: - центральный блок управления, - генератор электронного излучения/источник электронного излучения, - экранирующее устройство с охватом блока обработки по периметру, - система транспортирования с по меньшей мере зажимными устройствами, фиксирующими инкубационные яйца на месте, - туннель для доставки и отправки или система затворов, - множество приводных блоков для затворов, - устройство измерения высоты, - блок корректировки высоты для выравнивания инкубационных яиц разных размеров, - высоковольтный блок питания, - система охлаждения генератора электронного излучения, - отсасыватель озона для зоны обработки, - опциональный блок повторного заражения инкубационных яиц, - пучок электронов от генератора электронного излучения, причем для сигнализации и выборочно для оперативной передачи команд центральный блок управления соединен посредством каналов с приводными блоками, посредством канала с устройством измерения высоты, посредством канала с системой транспортирования, посредством канала с блоком повторного заражения, посредством канала со структурами для последующих процессов и посредством канала с блоком корректировки высоты.

8. Устройство для обработки инкубационных яиц лучами электронов для стерилизации известковой оболочки инкубационных яиц с использованием одного из способов, заявленных в пп.1-3, причем устройство по меньшей мере содержит: - систему транспортирования, содержащую по меньшей мере одно инкубационное яйцо, - источник электронного излучения для излучения пучка электронов, по траектории которого проводят инкубационные яйца так, что они обрабатываются электронами, причем система транспортирования имеет ролики с определенным пространственным разнесением или пары роликов, по которым перемещаются инкубационные яйца, причем инкубационные яйца, удерживаемые с помощью роликов, катятся по траектории пучка электронов таким образом, что по отношению к окружности инкубационного яйца облучение электронами выполняется со всех сторон.

9. Устройство по п.8, в котором имеются по меньшей мере следующие блоки и каналы: - центральный блок управления, - генератор/источник электронного излучения, - экранирующее устройство по периметру блока обработки, - система транспортирования с роликами или система роликов, - туннель для доставки и вывоза или система из множества затворов, - множество приводных блоков для затворов, - устройство определения высоты, - блок корректировки высоты для выравнивания инкубационных яиц разного размера, - высоковольтный блок питания, - система охлаждения для генератора электронного излучения, - отсасыватель озона для области обработки, - опциональный блок повторного заражения для инкубационных яиц, - пучок электронов от генератора электронного излучения, причем для сигнализации и выборочно для оперативной передачи команд центральный блок соединен по каналам с приводными блоками, по каналу с устройством определения высоты, по каналу с системой транспортирования, по каналу с системой повторного заражения, по каналу со структурами для последующих технологических процессов и по каналу с блоком корректировки высоты.

10. Устройство для обработки инкубационных яиц лучами электронов для стерилизации известковой оболочки с использованием одного из способов, заявленных в пп.1-3, причем устройство по меньшей мере содержит:

- по меньшей мере одну систему транспортирования с по меньшей мере одним инкубационным яйцом, - по меньшей мере один источник электронного излучения для излучения пучка электронов, по траектории которого проводят инкубационные яйца так, что они обрабатываются электронами, в которой обеспечено наличие комбинированного устройства, содержащего два первых устройства, аналогичных по своей конструкции и расположенных в восходящем направлении относительно поворотного устройства, причем поворотное устройство расположено между двумя первыми устройствами и соединено с ними посредством соединительной системы транспортирования, причем в поворотном устройстве инкубационные яйца, удерживаемые в положении нуля градусов в устройстве восходящего направления, поворачиваются в угловое положение так, что в любом случае противоположная сторона инкубационного яйца получает после первого облучения электронами, а также после прохождения через поворотное устройство, будучи в угловом положении, второе облучение посредством первого устройства, расположенного в нисходящем направлении.