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