JP2002102313A - 殺菌装置及び殺菌方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 殺菌対象物に電界を均一に印加できる殺菌効
果の高い殺菌装置を提供する。 【解決手段】 アース線２４で接地された無端ベルト２
１と、この無端ベルト２１の上面に略平行をなすように
対向配置された複数の電界印加電極３０と、電界印加電
極３０における無端ベルト２１と対向する方向以外の周
囲を取り囲む電界絶縁遮断カバー５０とを備えてなり、
電界印加電極３０に高電圧を印加して電界印加電極３０
と無端ベルト２１との間に高電圧電界を発生させるよう
にした。このため、電界印加電極３０と無端ベルト２１
との間に略均一な電界を発生させることができ、対象物
を確実に殺菌することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は殺菌装置及び殺菌
方法に関し、さらに詳しくは、高電圧パルスを対象物に
印加する殺菌装置及び殺菌方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の殺菌方法としては、図６に示すよ
うな特許第２６５１７４０号公報に開示されたものが知
られている。図６に示す殺菌方法では、被処理物が液体
である。この被処理液１を収容する被処理液収容容器２
の少なくとも底部は、導電性金属であるステンレスで形
成されている。そして、被処理液１表面の上方５ｍｍの
位置に、針状電極３が配置されている。このような状態
で、被処理液収容容器２の底部を接地して、針状電極３
に高電圧パルスを印加して殺菌を行っている。

【０００３】また、他の殺菌方法としては、特開平１１
−１８７８７２号公報に開示されたものが知られてい
る。この殺菌方法は、被処理物をコロナ放電中に曝すこ
とにより、殺菌を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者で
は、針状電極３から印加される電界において漏洩エネル
ギーが大きく、被処理液１の表面での電界エネルギーに
ばらつきが発生するという問題点があった。このため、
殺菌効果にばらつきが発生する。また、針状電極３を被
処理液１の上方に配置し、治具や操作者により保持した
状態で、高電圧パルスを印加するため、殺菌装置全体に
安全対策を講じる必要があった。しかし、被処理液収容
容器２の底部のステンレス部分に電界が及ぶようにする
ため、高電圧パルスを過大なエネルギーで印加する必要
があり、安全対策が図りにくいという問題点があった。
さらに、この殺菌方法では、対象物である被処理液１に
対する電界強度の調整が困難であるという問題点があっ
た。

【０００５】一方、後者では、コロナ放電において、放
電と放電停止とを制御することが困難であった。加え
て、放電条件を変えて各種の対象物に適した殺菌を行う
ことも困難である。

【０００６】そこで、本発明は、対象物に電界を均一に
印加できる殺菌効果の高い殺菌装置及び殺菌方法を提供
することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
殺菌装置であって、殺菌対象物が載置される接地された
導電性板と、該導電性板に略平行をなすように対向配置
された電界印加電極と、該電界印加電極における前記導
電性板と対向する方向以外の周囲を取り囲む電界絶縁遮
断カバーと、備えてなり、前記電界印加電極に高電圧を
印加して当該電界印加電極と前記導電性板との間に高電
圧電界を発生させることを特徴としている。

【０００８】このような構成の請求項１記載の殺菌装置
では、導電性板と電界印加電極とが略平行をなすように
配置され、且つ電界絶縁遮断カバーによって電界が電界
印加電極の側方に回り込んで形成されるのを防止するた
め、リークの発生による電界の乱れが無く導電性板と電
界印加電極との間に均一な電界を形成することができ、
導電性板上に載置された殺菌対象物に対して確実に高電
圧電界を印加することができる。このため、殺菌対象物
を確実に殺菌処理することが可能となる。

【０００９】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の殺菌装置であって、前記導電性板は無端ベルトであ
り、前記電界印加電極は、該無端ベルトの搬送方向に沿
って、複数が間欠的に配置されていることを特徴として
いる。

【００１０】したがって、請求項２記載の発明では、殺
菌対象物を無端ベルトで連続的に搬送することができる
ため、効率的且つ連続的に殺菌処理を行うことができ
る。

【００１１】さらに、請求項３記載の発明は、請求項１
又は請求項２に記載の殺菌装置であって、前記電界印加
電極は、前記導電性板に対して相対的に昇降可能である
ことを特徴としている。

【００１２】したがって、請求項３記載の発明では、導
電性板に対して電界印加電極を昇降させることにより、
電界強度や殺菌対象物の特性に応じた殺菌条件や、殺菌
対象物の大きさ（高さ）などに応じて、適正な電極位置
を適宜変更することが可能となり、各種の殺菌対象物に
対応できる殺菌装置とすることができる。

【００１３】また、請求項４記載の発明は、請求項１乃
至請求項３のいずれかに記載の殺菌装置であって、前記
電界絶縁遮断カバーは、絶縁性樹脂でなることを特徴と
している。

【００１４】したがって、請求項４記載の発明では、電
界絶縁遮断カバーが樹脂でなるため、電界印加電極の形
状に応じて容易に成形することができると共に、装置自
体の重量を小さくすることができる。

【００１５】さらに、請求項５記載の発明は、請求項３
又は請求項４に記載の殺菌装置であって、前記電界印加
電極に印加される電圧は一定に設定され、前記電界印加
電極を前記導電性板に対して相対的に昇降動することに
より、各電界印加電極とこれと対向する導電性板間の電
界強度がそれぞれ調整可能とされていることを特徴とし
ている。

【００１６】したがって、請求項５記載の殺菌装置で
は、電界印加電極側の電圧制御が容易となり、例えば商
用周波数交流電源を用いて一定の高電圧を生成すること
ができ、装置の汎用性を高めることができると共に、各
電界印加電極とこれと対向する導電性板間の電界強度が
殺菌対象物の状態に応じてそれぞれ調整することが可能
になる。

【００１７】請求項６記載の発明は、殺菌方法であっ
て、リークの発生による電界の乱れが無く接地された導
電性板上に殺菌対象物を配置し、前記導電性板に略平行
をなすように電界印加電極を対向配置させると共に、該
電界印加電極における前記導電性板と対向する方向以外
の周囲を取り囲むように電界絶縁遮断カバーを配置さ
せ、前記電界印加電極に高電圧を印加して当該電界印加
電極と前記導電性板との間に高電圧電界を発生させるこ
とを特徴としている。

【００１８】このような請求項６記載の殺菌方法では、
電界印加電極と導電性板との間に発生させる電界を略均
一化することができ、ばらつきのない確実な殺菌処理が
可能になる。また、電界絶縁遮断カバーで電界印加電極
の側方や上方の周囲を取り囲むことで、電界が導電性板
と電界印加電極との間に効率的に形成されるため、電気
エネルギーを効率的に利用することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る殺菌装置及び
殺菌方法の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明す
る。

【００２０】図１は、本実施形態の殺菌装置１０の構成
を示す断面説明図である。この殺菌装置１０は、コンベ
ヤ２０と、このコンベヤ２０の上方にコンベヤ搬送方向
に沿って配置された複数の電界印加電極３０と、それぞ
れの電界印加電極３０を昇降駆動する複数の昇降駆動装
置４０と、電界印加電極３０を覆う電界絶縁遮断カバー
５０と、それぞれの電界印加電極３０が接続される電圧
制御部６０と、それぞれの昇降駆動装置４０を制御する
電極昇降制御部７０とを備えて大略構成されている。

【００２１】コンベヤ２０は、図１に示すように、例え
ばステンレス（ＳＵＳ）などの導電性を有する無端ベル
ト２１が、少なくとも一対のローラ２２、２３に張設さ
れている。また、これらローラ２２、２３の少なくとも
一方が、図示しない回転駆動装置で回転駆動されるよう
になっている。なお、コンベヤ２０は、図２に示すよう
に、複数の支柱２５によって所定の高さを保持するよう
に設定されている。さらに、無端ベルト２１は、摺接す
るアース線２４でアースされている。このような無端ベ
ルト２１の上面には、殺菌処理が施される対象物が載置
・搬送されるようになっている。

【００２２】電界印加電極３０は、無端ベルト２１の上
面に対向するようにコンベヤ搬送方向に沿って配置され
た電極板３１と、上下方向に沿って昇降駆動され且つ電
極板３１に一体的に設けられた昇降ロッド３２とからな
る。電極板３１の幅寸法は、無端ベルト２１の幅寸法と
略同程度に設定されている。また、互いに隣接する電極
板３１同士は、所定の間隔を隔てて配置されている。さ
らに、電極板３１は、図３に示すように、例えばステン
レスでなる金属板３１Ａの表面全体に、例えばフッ素樹
脂でなる絶縁蒸着膜３１Ｂがコーティングされ、絶縁蒸
着膜３１Ｂの外側に例えばフッ素樹脂でなる絶縁シート
３１Ｃが真空で圧着されてなる。また、これら電極板３
１は、電界絶縁遮断カバー５０で取り囲まれている。

【００２３】なお、絶縁蒸着膜３１Ｂの一例として、例
えばテフロン（登録商標）加工による絶縁膜が使用でき
る。もちろん、絶縁が確保できればテフロン加工に制限
されない。

【００２４】電界絶縁遮断カバー５０は、図１及び図２
に示すように、容器状の電界絶縁遮断カバー５０がその
開口部を下方に向けて、装置固定カバー１１に固定され
ている。このような構造に対して、電界印加電極３０に
おける昇降ロッド３２が、下方から電界絶縁遮断カバー
５０と装置固定カバー１１を貫通して昇降動作可能に設
定されている。すなわち、電界印加電極３０の電極板３
１は、電界絶縁遮断カバー５０により、無端ベルト２１
と対向する方向以外が取り囲まれている。また、装置固
定カバー１１より上側に貫通して突出する昇降ロッド３
２は、昇降駆動装置４０によって昇降駆動されるように
なっている。このため、昇降ロッド３２が昇降駆動され
ることにより、電極板３１が無端ベルト２１の上面に対
して相対的に上下移動可能になっている。このように電
極板３１が昇降動作を行っても、電極板３１の側方及び
上方が電界絶縁遮断カバー５０で覆われているため、電
極板３１へ電圧が印加されたときに、側方へ電場が形成
される（いわゆるリーク）のが防止され、アースされた
無端ベルト２１の上面へ向けて電界が略均一に印加され
るようになっている。

【００２５】電圧制御部６０は、それぞれの電界印加電
極３０の昇降ロッド３２の上端部に配線６１を介して接
続されている。この電圧制御部６０は、図示しないが、
商用周波数の交流電源が１次側に接続され、２次側が１
極封鎖された変圧器を構成している。このようにして生
成された所定の高電圧をそれぞれの電極板３１へ印加す
るようになっている。

【００２６】また、電極昇降制御部７０は、装置固定カ
バー１１の上に配設されたそれぞれの昇降駆動装置４０
に、配線７１を介して接続されている。この電極昇降制
御部７０では、昇降駆動装置４０での昇降駆動動作を制
御している。

【００２７】なお、本実施形態では、電圧制御部６０と
電極昇降制御部７０と図示しないコンベヤ駆動装置と
が、制御盤８０に接続されている。制御盤８０は、図示
しない制御回路や操作部が設けられている。そして、こ
の制御盤８０では、殺菌の対象物の大きさ、高さ、材質
などの情報に応じて、電圧制御部６０での２次側の電圧
の設定や、電極昇降制御部７０での昇降状態の制御、並
びにコンベヤ２０で搬送される対象物の搬送速度の制御
を行うようになっている。このため、無端ベルト２１の
上に載置されて搬送される、殺菌処理が施される対象物
の種類に応じて殺菌装置１０の設定を適宜変更すること
が可能となっている。

【００２８】次に、このような殺菌装置１０により殺菌
処理が施される対象物の搬送形態について説明する。例
えば、食品などの対象物９７を無包装で搬送する場合に
は、図４に示すような無包装用トレー９０を用いること
で、効率的な殺菌処理を行うことが可能となる。この無
包装用トレー９０は、絶縁性樹脂でなる容器状のトレー
本体９１の内側底部と外側底部とに、それぞれ導電性薄
膜シート９２、９３がラミネート若しくは蒸着されてな
る。そして、導電性薄膜シート９２、９３同士は、所定
位置でトレー本体９１を貫通して電気的に接続されてい
る。図４中符号９４は、導電性薄膜シート９２、９３同
士を接続するスルーホール部を示している。このため、
トレー本体９１内側の導電性薄膜シート９２上に配置さ
れた対象物９７は、無端ベルト２１と導通する導電性薄
膜シート９２と電極板３１との間に配置されて、確実に
電場に曝されるようになっている。

【００２９】また、図５は包装用トレー９０Ａを示して
いる。この包装用トレー９０Ａの構成は、上記した無包
装用トレー９０に略近似した構成を有する。この包装用
トレー９０Ａでは、無包装用トレー９０と同様に、絶縁
性樹脂でなる容器状のトレー本体９１の内側底部と外側
底部とに、それぞれ導電性薄膜シート９２、９３がラミ
ネート若しくは蒸着されてなる。そして、導電性薄膜シ
ート９２、９３同士は、所定位置に形成されたスルーホ
ール部９４で、電気的に接続されている。さらに、これ
らの構造物全体は、薄い合成樹脂シートでなる包装袋９
５で覆われている。そして、無端ベルト２１に載置する
場合に、導電性材料でなるアース用治具９６が装着され
るようになっている。このアース用治具９６は、無端ベ
ルト２１に接触する接触板部９６Ａと、包装袋９５を貫
通して導電性薄膜シート９３に接触するための導電性突
起９６Ｂとを有する。

【００３０】このような構成により、トレー本体９１内
側の導電性薄膜シート９２上に配置された対象物９７
は、導電性薄膜シート９２が導通する導電性薄膜シート
９３が、アース用治具９６を介して無端ベルト２１に接
続されるため、平行に配置される導電性薄膜シート９２
と電極板３１との間に形成される電場に確実に曝されて
効率的な殺菌処理が施されるようになっている。

【００３１】上記した殺菌装置１０では、食品などの殺
菌対象物に対して高電圧電界を瞬間的に印加することに
より、微生物の細胞膜に物理的な破壊を与えて殺菌、減
菌することが可能となる。なお、殺菌効果は、電界強度
（印加電圧／電極間距離）や印加時間（印加回数）に比
例し、殺菌を施す対象物によって適正な値がある。ま
た、この適正値は、対象物の電気的性質や電極板３１の
面積などを加味することによって決定することができ
る。加えて、この電界強度や印加時間などの適正値は、
殺菌処理を行う前の生菌数、殺菌処理後の生菌残存数を
測定して決定することができる。

【００３２】なお、このような殺菌装置１０を用いて、
高電圧電界を印加して殺菌を行う方法について説明す
る。まず、微生物を含む対象物を高電圧電界に曝して、
微生物の細胞膜に可逆的破壊を生じさせて電気穿孔現象
を発生させる。ここで、細胞膜の破壊が開始する時点の
電位差を臨界電圧という。電位差は、微生物の細胞直径
と電界強度に比例する。この後に、微生物細胞の形質転
換が発生し、微生物の細胞膜を可逆的破壊から不可逆的
破壊へ移行進展させる。この結果、微生物の細胞膜機能
の消失により微生物が細胞不活性化されて殺菌処理が終
了する。ここで、臨界電圧は、微生物の種類に関係なく
細胞の直径に関係し、直径の大きな細胞は臨界電圧が低
いため殺菌が容易であり、直径の小さい細胞は臨界電圧
が高く殺菌が難しくなる。

【００３３】本実施形態の殺菌装置１０においては、高
電圧電界の印加の際の温度は関係なく、対象物を劣化さ
せない範囲の温度での殺菌処理が可能となる。

【００３４】このような構成の殺菌装置１０では、電界
印加電極３０に印加する高電圧は電圧制御部６０で生成
される。そして、この高電圧の電圧値は、予め対象物の
種類などの特性に応じて設定しておく。また、電圧値を
一定に保持しておいて、対象物の特性に応じて、電極板
３１と無端ベルト２１との間の距離（電極板３１の高
さ）を適宜制御することで電界強度を調整する構成とし
てもよい。また、電極板３１を配置する間隔や搬送速度
は、対象物に与えたい電圧パルスの波形に応じて適宜変
更が可能である。

【００３５】さらに、本実施形態では、電界印加電極３
０の電極板３１を絶縁樹脂コーティングに加え、絶縁樹
脂シートの真空加工を施したことにより、絶縁性の面で
格段に向上し、使用環境における安全性を向上させるこ
とができる。なお、電界印加電極３０に起因する電磁波
などの発生に対しては、例えばフッ素樹脂などの絶縁樹
脂シートを補強して付加することにより、対処すること
が可能となり、より安全性を向上することができる。

【００３６】また、本実施形態では、電界絶縁遮断カバ
ー５０で、電極板３１を囲むようにしたため、電界印加
に際して安全性を高めると共に、電気エネルギーの無駄
を小さくし、対象物に印加する電界の利用効率を高める
ことができる。このため、使用電流と電圧とを低減する
ことが可能となる。

【００３７】さらに、本実施形態では、無包装用トレー
９０や包装用トレー９０Ａなどの容器を用いることによ
り対象物９７の搬送効率を高めることができる。同時
に、これらのトレーにアース機能を持たせていることに
より、電気エネルギーの利用効率を高めることができ
る。

【００３８】また、本実施形態では、電極板３１と無駄
ベルト２１とを略平行に配置することにより、対象物に
及ぼす電界の影響（殺菌効果）にばらつきが発生するの
を防止することができ、確実な殺菌処理を行うことが可
能となる。この結果、殺菌処理が施されれた対象物の黴
抵抗力や防腐力を高めることができる。

【００３９】以上、実施形態について説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、本発明構成の要旨
に付随する各種の変更が可能である。例えば、上記した
実施形態では、導電性板として無端ベルト２１を適用し
たが、単一の導電性板を固定配置した構成としてもよ
い。また、上記した実施形態では、複数の電界印加電極
３０を間欠的に配置したが、単一の電界印加電極を配置
した構成としても勿論よい。

【００４０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１記載の発明によれば、導電性板と電界印加電極との間
に均一な電界を形成することができ、導電性板上に載置
された殺菌対象物に対して確実に高電圧電界を印加する
ことができる。このため、請求項１記載の発明によれ
ば、殺菌対象物を確実に殺菌処理する効果がある。

【００４１】請求項２記載の発明によれば、殺菌対象物
を無端ベルトで連続的に搬送することができるため、効
率的且つ連続的に殺菌処理を行う効果がある。

【００４２】請求項３記載の発明によれば、導電性板に
対して電界印加電極を昇降動させることにより、電界強
度や殺菌対象物の特性に応じた殺菌条件や、殺菌対象物
の大きさ（高さ）などに応じて、適正な電極位置を適宜
変更することが可能となり、各種の殺菌対象物に対応で
きる殺菌装置を実現することができる。

【００４３】請求項４記載の発明によれば、電界絶縁遮
断カバーが樹脂でなるため、電界印加電極の形状に応じ
て容易に成形することができると共に、装置自体の重量
を小さくする効果がある。

【００４４】請求項５記載の発明によれば、電界印加電
極側の電圧制御が容易となり、例えば商用周波数交流電
源を用いて一定の高電圧を生成することができ、装置の
汎用性を高める効果がある。また、各電界印加電極とこ
れと対向する導電性板間の電界強度を殺菌対象物の状態
に応じてそれぞれ適宜の状態に調整することができる。

【００４５】請求項６記載の発明によれば、電界印加電
極と導電性板との間に発生させる電界を略均一化するこ
とができ、ばらつきのない確実な殺菌処理が可能にな
る。また、電界絶縁遮断カバーで電界印加電極の側方や
上方の周囲を取り囲むことで、電界が導電性板と電界印
加電極との間に効率的に形成されるため、電気エネルギ
ーを効率的に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る殺菌装置の実施形態を示す断面説
明図である。

【図２】実施形態の殺菌装置の幅方向における断面図で
ある。

【図３】実施形態における電極板の断面図である。

【図４】実施形態に用いる無包装用トレーの断面図であ
る。

【図５】実施形態に用いる包装用トレーの断面図であ
る。

【図６】従来の殺菌方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ 殺菌装置 ２０ コンベヤ ２１ 無端ベルト（導電性板） ２４ アース線 ３０ 電界印加電極 ３１ 電極板 ３２ 昇降ロッド ４０ 昇降駆動装置 ５０ 電界絶縁遮断カバー ９７ 対象物（殺菌対象物）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 殺菌対象物が載置される接地された導電
   性板と、 該導電性板に略平行をなすように対向配置された電界印
   加電極と、 該電界印加電極における前記導電性板と対向する方向以
   外の周囲を取り囲む電界絶縁遮断カバーと、を備えてな
   り、 前記電界印加電極に高電圧を印加して当該電界印加電極
   と前記導電性板との間に高電圧電界を発生させることを
   特徴とする殺菌装置。
2. 【請求項２】 前記導電性板は無端ベルトであり、前記
   電界印加電極は、該無端ベルトの搬送方向に沿って、複
   数が間欠的に配置されていることを特徴とする請求項１
   記載の殺菌装置。
3. 【請求項３】 前記電界印加電極は、前記導電性板に対
   して相対的に昇降可能であることを特徴とする請求項１
   又は請求項２に記載の殺菌装置。
4. 【請求項４】 前記電界絶縁遮断カバーは、絶縁性樹脂
   でなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれ
   かに記載の殺菌装置。
5. 【請求項５】 前記電界印加電極に印加される電圧は一
   定に設定され、前記電界印加電極を前記導電性板に対し
   て相対的に昇降動することにより、各電界印加電極とこ
   れと対向する導電性板間の電界強度がそれぞれ調整可能
   とされていることを特徴とする請求項３又は請求項４に
   記載の殺菌装置。
6. 【請求項６】 接地された導電性板上に殺菌対象物を配
   置し、前記導電性板に略平行をなすように電界印加電極
   を対向配置させると共に、該電界印加電極における前記
   導電性板と対向する方向以外の周囲を取り囲むように電
   界絶縁遮断カバーを配置させ、前記電界印加電極に高電
   圧を印加して当該電界印加電極と前記導電性板との間に
   高電圧電界を発生させることを特徴とする殺菌方法。