JP2000295981A - 高電圧を利用した殺菌装置 - Google Patents

高電圧を利用した殺菌装置

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JP2000295981A
JP2000295981A JP11105240A JP10524099A JP2000295981A JP 2000295981 A JP2000295981 A JP 2000295981A JP 11105240 A JP11105240 A JP 11105240A JP 10524099 A JP10524099 A JP 10524099A JP 2000295981 A JP2000295981 A JP 2000295981A
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JP
Japan
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electrode
high voltage
electrodes
side electrode
sterilized
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JP11105240A
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English (en)
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Hidetoshi Hasegawa
秀翁 長谷川
Koji Takeda
宏治 武田
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Bio Oriented Technology Research Advancement Institution
Sanyo Electric Co Ltd
Sasaki Co Ltd
Original Assignee
Bio Oriented Technology Research Advancement Institution
Sanyo Electric Co Ltd
Sasaki Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/4608Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods using electrical discharges
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00Specific treatment goals
    • C02F2303/04Disinfection

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  • Food Preservation Except Freezing, Refrigeration, And Drying (AREA)
  • Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 殺菌対象物が本来有する品質を損なわずに、
各種菌を常温、常圧下で容易に効率よく殺菌して低菌数
にすることができ、前処理や後処理が不要であり、安全
性が高く、オゾン層破壊の問題がない殺菌装置を提供す
る。 【解決手段】 高電圧を発生する電源部と、発生した高
電圧を印加する放電側電極と接地側電極を有する処理装
置とを備え、前記処理装置の前記電極間に殺菌対象物を
介在させて、前記電極間でパルスストリーマ放電を発生
させることにより殺菌する殺菌装置であって、前記放電
側電極が所定の間隔を置いて多数配設された針状電極か
らなり、前記接地側電極が平板状電極からなる殺菌装置
により課題を解決できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、食品、医薬品、
漢方薬品、化粧品、飼料、肥料などの固型物全般に適用
可能であって、特に加熱不適な食品や玄米などの穀類に
は最適に適用できる高電圧を利用した殺菌装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来、食品の殺菌方法としては加熱殺菌
が一般的に行われている。しかし加熱殺菌では、成分、
香り、味、色等の変質、有効成分の逸散等を伴い、食品
そのものの品質を低下させる問題があった。食品を過熱
水蒸気に接触させて殺菌する方法(特公昭63−509
84号公報)が提案されているが、香り成分の飛散や水
蒸気の食品への浸透などによる品質の変化や劣化が起こ
り易いなどの問題があった。米の殺菌・殺虫には臭化メ
チルによるくん蒸が行われてきた。しかし、臭化メチル
は、引火しやすく危険物に指定されていることや、劇物
にも指定され、皮膚に触れると水泡を生じるなど安全性
に問題がある上、その高いオゾン破壊の潜在性により大
気中に放出されて地球上空のオゾン層に到達すると、オ
ゾン層を破壊する問題がある。一方、オゾンによる殺菌
も行われてるが、殺菌効果が不満足であるという問題が
あり、また、カビの増加を抑えるため、低温貯蔵(例え
ば、15℃、70〜75%RH)が行われているが、長
期低温貯蔵ではカビの増加が懸念される。
【0003】本発明者等は、先に高交流電圧あるいは高
電圧をパルス的に印加した放電側電極と接地側電極間に
殺菌対象物を介在させて、常温、常圧下、前記電極間で
パルスストリーマ放電を発生させることにより芽胞菌な
どを含む各種菌を殺菌する装置および方法を提案した
(特願平10−77816号明細書)。この場合、前記
放電側電極と接地側電極はいずれも平板状電極を用いる
のが主流である。しかし、平板状電極を用いると、電極
の表面積が大きくなるために高電圧を発生する電源部の
容量を大きくする必要があり、また両平板状電極は絶対
平行であることが必要であり、平行が保たれないと部分
的に放電が集中する問題があった。一方、前記放電側電
極として1つの針状電極を用い、前記接地側電極として
平板状電極を用いる場合があるが、この場合は前記電極
間に介在された殺菌対象物の広範囲にわたる殺菌ができ
ず殺菌むらがでる問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】玄米などの穀類の貯蔵
中、微生物、特にカビなどが増加すると、最悪時には、
商品価値を消失させ、食用不適となる。また、米などに
付着している芽胞菌は、炊飯時にさえ死滅することは期
待できない。一方、食品の中には加熱殺菌が不適なもの
があり、例えば、日本人の主食の米は加熱殺菌も薬剤処
理も適さない。
【0005】本発明の目的は、電極間で部分的に放電が
集中することがなく、電極間に介在させた食品、医薬
品、漢方薬品、化粧品、飼料、肥料などの殺菌対象物を
品質を損なうことなく均一に常温、常圧下で容易に効率
よく殺菌でき、米などに付着している芽胞菌などを含む
各種菌も殺菌でき、前処理および/または後処理が不要
であり、安全性が高く、オゾン層破壊の問題がない殺菌
装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、従来の問
題を解決するために鋭意研究した結果、放電側電極とし
て所定の間隔を置いて多数配設された針状電極を用い、
接地側電極として平板状電極を用いることにより課題を
解決できることを見出し、この発明を完成するに到っ
た。
【0007】上記課題を解決するため請求項1の発明
は、高電圧を発生する電源部と、発生した高電圧を印加
する放電側電極と接地側電極を有する処理装置とを備
え、前記処理装置の前記電極間に殺菌対象物を介在させ
て、前記電極間でパルスストリーマ放電を発生させるこ
とにより殺菌する殺菌装置であって、前記放電側電極が
所定の間隔を置いて多数配設された針状電極からなり、
前記接地側電極が平板状電極からなることを特徴とする
高電圧を利用した殺菌装置に関する。
【0008】請求項2の発明は、請求項1記載の高電圧
を利用した殺菌装置において、前記針状電極が10mm
から80mm未満の範囲から選ばれる一定の間隔を置い
て多数配設されていることを特徴とする。
【0009】請求項3の発明は、請求項1あるいは請求
項2記載の高電圧を利用した殺菌装置において、殺菌対
象物が玄米などの穀類であることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明においては、前記電極間で
パルスストリーマ放電を発生させることにより各種菌を
殺菌する。所定の間隔を置いて多数配設された針状電極
からなる放電側電極に、立ち上がり時間数10nS(ナ
ノ秒)、持続時間1μS(マイクロ秒)程度以下のパル
ス高電圧を印加すると、放電側電極から線状に伸びるス
トリーマー放電が発生し、電極間の広い範囲をプラズマ
化でき、前記電極間に介在させた殺菌対象物を殺菌でき
る。直流電圧印加時のコロナ放電では放電側電極のごく
近傍が発光するのみであるが、パルスストリーマ放電で
ははるかに広い領域をプラズマ化できる。これは、パル
スストリーマ放電では直流コロナ放電でのスパーク電圧
より高い電圧が瞬間的に印加でき高電界領域を広くでき
ること、また直流コロナではイオン空間電荷により放電
側電極近傍の電離域の電界強度が低下するため放電が抑
制されるが、パルスストリーマ放電では電圧の立ち上が
りが急峻なため空間電荷電界による放電抑制がわずかで
あることなどによるものと考えられる。
【0011】以下、図面を参照して本発明の一実施形態
について説明する。図1は、本実施形態における高電圧
を利用した殺菌装置の概要を示す構成図である。図1に
おいて、本発明の殺菌装置1は、高電圧を発生する電源
部2と、発生した高電圧を印加する放電側電極となる一
定の間隔dを置いて多数配設された針状電極(図2参
照。例えばステンレス製針状電極で先端が0.5mmφ
と非常に細いもの)3と、接地側電極となる平板状電極
4を有する処理装置5とを備えている。電源部2におい
て、電源21(AC200V、50Hz)から入力され
た電圧をスライダック22および高電圧トランス23に
て昇圧し、全波整流ブリッジ24にて整流する。その
後、抵抗25にて電流値を下げ、コンデンサ26を充電
する。コンデンサ26に充電された電気エネルギーは、
ギャップ27を通して瞬間的に放電され、パルス電圧と
なって処理槽5の針状電極3と平板状電極4間に印加さ
れる。28は抵抗、29は接地手段である。
【0012】図2は、図1に示した針状電極3と平板状
電極4の説明図である。処理装置5中の平板状電極4の
上にセラミック板(Al23 )6が配設されており、
針状電極3と平板状電極4上のセラミック板6との間に
殺菌対象物(例えば、玄米などの穀類)を介在させて殺
菌する。針状電極3と平板状電極4との間隔は特に限定
されないが、通常10mm〜50mmである。
【0013】本発明の殺菌装置1において、電源部2に
おいて発生した高電圧は、パルス電圧(例えば、エネル
ギー波を1秒間に約100回発生させる)となって処理
槽5の針状電極3と平板状電極4間に印加され、常温、
常圧下、針状電極3と平板状電極4間でパルスストリー
マ放電を発生させることにより両電極間に介在させた殺
菌対象物の殺菌が行われる。
【0014】本発明においては、針状電極3は多数の針
状電極を所定の一定の間隔dを置いて配設することが肝
要である。前記のように多数の針状電極を用いる替わり
に1つの針状電極を用いた場合は針状電極3と平板状電
極4間に介在させた殺菌対象物を広範囲にわたって殺菌
ができず殺菌むらがでる。
【0015】本発明においては、針状電極3と平板状電
極4間に介在させた殺菌対象物を広範囲にわたって均一
に殺菌できるように、針状電極を多数、所定の間隔dを
置いて配設する。印加電圧、パルス数、投入エネルギー
(cal/cm3 )、電界強度などが殺菌対象物の種
類、形態、菌の種類、形態などによって異なるので間隔
dは特に限定されず、殺菌対象物が本来有する香味、風
味、薬効、性能、分散性などの品質を損なわない範囲に
おいて充分に殺菌できるように、適宜選定して決めるの
が好ましい。
【0016】しかし、針状電極の間隔dは通常は、10
mmから80mm未満、好ましくは20mmから60m
m、特に好ましくは25mmから30mmの範囲から選
ばれることが望ましい。針状電極の間隔dが10mm未
満であると殺菌対象物の殺菌はできるが電源部2の容量
を大きくしなければならず不経済となる。一方、針状電
極の間隔dが80mm以上であると針状電極3と平板状
電極4間に介在させた殺菌対象物を広範囲にわたって均
一に殺菌ができず殺菌むらがでる。
【0017】一般的には、印加電圧、パルス数、投入エ
ネルギー、電界強度ともに大きい方が殺菌に有効であ
り、またパルス数よりも印加電圧が高い方が有効であ
り、同一投入エネルギーにおいては電界強度が高い方が
有効である。
【0018】また、処理槽5中における殺菌処理時間、
殺菌対象物の処理量、湿度などの殺菌条件も、殺菌対象
物の種類、形態、菌の種類、形態などによって異なるの
で適宜選定して決めるのが好ましく特に限定されない。
【0019】図3は本発明の他の実施形態における高電
圧を利用した殺菌装置の概要を示す構成図である。図3
において、本発明の殺菌装置1Aの処理装置5Aは、高
電圧を発生する電源部2と、発生した高電圧を印加する
多数の針状電極を所定の間隔dを置いて配設した図示し
ない針状電極3と、図示しないセラミック板6および平
板状電極4を設けた電極部分7を備えている。図示しな
い平板状電極4は接地手段41によって接地されてい
る。21は電源(AC200V、50Hz)である。上
述した殺菌装置1Aを作動させ、殺菌対象物(玄米)8
を処理装置5Aの上部の入口51から内部に供給する
と、殺菌対象物(玄米)8は電極部分7に入り図示しな
い針状電極3と平板状電極4間でパルスストリーマ放電
により殺菌される。殺菌された殺菌対象物(玄米)9
は、処理装置5Aの下部の出口52から外部へ排出され
て、容器10へ入れられる。このようにして殺菌対象物
(玄米)8を常温、常圧下で連続的に均一に容易に殺菌
することができる。
【0020】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸
脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。
【0021】
【発明の効果】高電圧を発生する電源部と、発生した高
電圧を印加する放電側電極と接地側電極を有する処理装
置とを備え、前記処理装置の前記電極間に殺菌対象物を
介在させて、前記電極間でパルスストリーマ放電を発生
させることにより殺菌する殺菌装置であって、前記放電
側電極が所定の間隔を置いて多数配設された針状電極か
らなり、前記接地側電極が平板状電極からなる本発明の
殺菌装置は、電極間で部分的に放電が集中することがな
く、電極間に介在させた食品、医薬品、漢方薬品、化粧
品、飼料、肥料などの殺菌対象物を品質を損なうことな
く均一に常温、常圧下で容易に効率よく殺菌でき、前処
理および/または後処理が不要であり、安全性が高く、
オゾン層破壊の問題がない。
【0022】前記針状電極が10mmから80mm未満
の範囲から選ばれる一定の間隔を置いて多数配設された
本発明の殺菌装置は、より均一に殺菌できる。
【0023】玄米などの穀類の貯蔵中、微生物、特にカ
ビなどが増加すると、最悪時には、商品価値を消失さ
せ、食用不適となり、また、芽胞菌は、炊飯時にさえ死
滅することは期待できないが、本発明の殺菌装置により
玄米などの穀類を常温、常圧下で容易に均一に殺菌で
き、米などに付着している芽胞菌なども殺菌できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の高電圧を利用した殺菌装置の概要を
示す構成図である。
【図2】 図1に示した本発明の殺菌装置の針状電極と
平板状電極の断面説明図である。
【図3】 本発明の高電圧を利用した他の殺菌装置の概
要を示す構成図である。
【符号の説明】
d 間隔 1、1A 殺菌装置 2 高電圧を発生する電源部 3 放電側電極(針状電極) 4 接地側電極(平板状電極) 5、5A 処理装置 6 セラミック板 7 電極部分 8 殺菌対象物

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高電圧を発生する電源部と、発生した高
    電圧を印加する放電側電極と接地側電極を有する処理装
    置とを備え、前記処理装置の前記電極間に殺菌対象物を
    介在させて、前記電極間でパルスストリーマ放電を発生
    させることにより殺菌する殺菌装置であって、前記放電
    側電極が所定の間隔を置いて多数配設された針状電極か
    らなり、前記接地側電極が平板状電極からなることを特
    徴とする高電圧を利用した殺菌装置。
  2. 【請求項2】 前記針状電極が10mmから80mm未
    満の範囲から選ばれる一定の間隔を置いて多数配設され
    ていることを特徴とする請求項1記載の高電圧を利用し
    た殺菌装置。
  3. 【請求項3】 殺菌対象物が玄米などの穀類であること
    を特徴とする請求項1あるいは請求項2記載の高電圧を
    利用した殺菌装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100451588B1 (ko) * 2002-05-07 2004-10-11 이한준 고전장을 이용한 미질개량장치
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US8241580B2 (en) 2006-12-27 2012-08-14 Ngk Insulators, Ltd. Plasma processing methods for inactivating toxins
JP2020081227A (ja) * 2018-11-21 2020-06-04 矢崎エナジーシステム株式会社 作物の放電殺菌方法および放電殺菌装置

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