JP2013138643A - 液体状食品殺菌装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体状食品の品質を阻害することなく、的確に雑菌を除菌することができる液体状食品殺菌装置を提供する。
【解決手段】液体状食品を収容する容器（61）と、前記容器（61）に収容される液体状食品の液中において放電を生起して水酸ラジカルを生成するための電極対（64,65）と、前記電極対（64,65）に直流電圧を印加して放電を生起させる電源部（70）と、前記容器（61）内に生じた過酸化水素を超音波の印加によって水酸ラジカルに分解する超音波発生部（94）と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、容器内部の雑菌を除菌できる液体状食品殺菌装置に関する。

健康面から液体状食品の安全性の確保について要求が高まっており、特に液体状食品中での雑菌の増殖が重要な問題である。液体状食品中の雑菌の増殖は、雑菌が病原性を有するものであれば人体に有害であるし、病原性がなくとも、液体状食品に異味異臭を付加したり、混濁したりする場合がある。

液体状食品の殺菌には、煮沸により加熱して殺菌する方法や、殺菌剤を投入して殺菌する方法等、種々の殺菌方法が知られている。中でも、電気を利用した水の殺菌装置として、特許文献１に記載されている高電圧パルスを用いる殺菌装置がある。この殺菌装置は、絶縁材からなる壁体に液体流路の一部をなす開口部が形成され、この開口部に交流電圧が印加される電極線が当該開口部を横切るように張設されている。

特許２８４８５９１号

しかし、上述の技術では、電気伝導率の高い液体状食品については、交流電圧を印加することが困難であるため、液体状食品の殺菌が不十分である。また、電気伝導率の低い液体状食品については、殺菌は可能であるものの殺菌処理温度が上昇するため、液体状食品の品質を阻害する可能性がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、液体状食品の品質を阻害することなく、的確に雑菌を除菌することができる液体状食品殺菌装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、液体状食品を収容する容器（61）と、前記容器（61）に収容される液体状食品の液中において放電を生起して水酸ラジカルを生成するための電極対（64,64A,64B,64C,65,65A,65B,65C）と、前記電極対（64,64A,64B,64C,65,65A,65B,65C）に電圧を印加して放電を生起させる電源部（70,70A,70B,70C）と、前記容器（61）内に生じた過酸化水素を超音波の印加によって水酸ラジカルに分解する超音波発生部（94）と、を備えていることを特徴とする。ここで、液体状食品とは、液体状態の食品であり、特に限定されるものではないが、例えば飲料水、清涼飲料水、ジュース、牛乳等の飲料のみならず、醤油、つゆ、タレ、ソース等の調味料が含まれそれらを希釈したスープ類等も包含する概念である。

第１の発明では、放電によって発生した水酸ラジカルは、放電に伴う熱によって容器（61）内を対流して液体状食品の液中で拡散され、液中に含まれる被処理成分を酸化分解して液体状食品を浄化する。

また、第１の発明では、放電による液体状食品の浄化と、放電により生じた過酸化水素を超音波で分解して水酸ラジカルを発生させることによる液体状食品の浄化とを組み合わせて、液体状食品を効果的に浄化することができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記容器（61）内の過酸化水素濃度を検知する過酸化水素濃度センサ（300）と、前記過酸化水素濃度センサ（300）によって検知される前記容器（61）内の過酸化水素濃度が０．５ｐｐｍ以下になるように前記電源部（70）の電極対（64,65）に対する印加電圧を制御する放電制御部（420）と、を備えることを特徴とする。

第２の発明では、放電制御部（420）により、過酸化水素濃度センサ（300）にて検知される容器（61）内の過酸化水素濃度を０．５ｐｐｍ以下に制御するため、過剰な過酸化水素の発生による害を避けて安全に液体状食品を浄化する。

第３の発明は、第１の発明において、前記容器（61）内の過酸化水素濃度を検知する過酸化水素濃度センサ（300）と、前記過酸化水素濃度センサ（300）によって検知される前記容器（61）内の過酸化水素濃度と、前記容器（61）内に収容される液体状食品を殺菌するために必要な基準殺菌濃度との差を算出し、その殺菌濃度差に対応させた時間だけ放電を行うように前記電源部（70）の電極対（64,65）に対する印加電圧を制御する放電制御部（420）と、を備えることを特徴とする。

第３の発明では、放電制御部（420）により、容器（61）内に収容される液体状食品を殺菌するために必要な殺菌濃度を算出し、その殺菌濃度に対応させた時間だけ放電を行うため、不要な殺菌処理を避けて最短時間で殺菌処理を行うことができる。

第４の発明は、第１の発明において、前記電極対（64,64A,64B,64C,65,65A,65B,65C）に印加する電圧のオン又はオフを制御する第１制御部（1）と、前記超音波発生部（94）の動作を制御する第２制御部（5）とをさらに備え、前記第１制御部（1）及び前記第２制御部（5）は、前記容器（61）内の過酸化水素の濃度が所定の上限値を超えないように、前記電極対（64,64A,64B,64C,65,65A,65B,65C）に印加する電圧のオン又はオフ及び前記超音波発生部（94）の動作をそれぞれ制御することを特徴とする。

第４の発明では、容器（61）内の過酸化水素の濃度が上限値以下に抑えられるので、過剰な過酸化水素の発生による害を避けて安全に液体状食品を浄化できる。

第５の発明は、第４の発明において、前記容器（61）内の過酸化水素の濃度をモニタするセンサ（7）をさらに備え、前記第１制御部（1）は、前記センサ（7）によるモニタ結果に応じて前記電極対（64,64A,64B,64C,65,65A,65B,65C）に印加する電圧のオン又はオフを制御し、前記第２制御部（5）は、前記センサ（7）によるモニタ結果に応じて前記超音波発生部（94）の動作を制御することを特徴とする。

第６の発明は、第５の発明において、少なくとも前記容器（61）内の過酸化水素の濃度が前記上限値を越えた場合には、前記第１制御部（1）が、前記電極対（64,64A,64B,64C,65,65A,65B,65C）に印加する電圧をオフにして前記放電を停止させるとともに、前記第２制御部（5）が、前記超音波発生部（94）を動作させることを特徴とする。

第７の発明は、第４乃至第６の発明の何れか１つにおいて、前記第２制御部（5）は、前記容器（61）内の過酸化水素の濃度が前記上限値より低い所定の下限値を超える期間中、前記超音波発生部（94）をオン状態にすることを特徴とする。

第７の発明では、超音波発生部（94）は、容器（61）内の過酸化水素濃度が下限値以上である場合にオン状態にされるので、容器（61）内の過酸化水素から効率的且つ継続的に水酸ラジカルを生成することができる。

第８の発明は、第１の発明において、前記電極対（64,64A,64B,64C,65,65A,65B,65C）に印加する電圧のオン又はオフの制御、及び前記超音波発生部（94）の動作の制御を行う制御部をさらに備え、前記制御部は、前記容器（61）内の過酸化水素の濃度が所定の上限値を超えないように、前記電極対（64,64A,64B,64C,65,65A,65B,65C）に印加する電圧のオン又はオフ、及び前記超音波発生部（94）の動作を制御することを特徴とする。

第９の発明は、第８の発明において、前記制御部は、前記容器（61）内の過酸化水素の濃度が所定の上限値を超えた場合には、前記電極対（64,64A,64B,64C,65,65A,65B,65C）に印加する電圧をオフにして前記放電を停止させ、前記容器（61）内の過酸化水素の濃度が前記上限値より低い所定の下限値を超える期間中、前記超音波発生部（94）をオン状態にすることを特徴とする。

第１０の発明は、第１乃至第９の何れかの発明において、前記容器（61）は銅又は鉄を含有する材質にて構成されていることを特徴とする。

第１０の発明では、前記容器（61）の内壁から銅イオンや鉄イオンが容器（61）の内部へ供給される。過酸化水素を含む水中において、銅イオンや鉄イオンが共存する条件下では、いわゆるフェントン反応（Fenton反応）により、銅イオンや鉄イオンが触媒的に作用して、水酸ラジカルが生成される。よって、容器（61）の液中では、水酸ラジカルの生成量が増大し、有害物質の分解効率が向上する。

第１１の発明は、第１乃至第１０の何れかの発明において、前記電極対（64,65）のうちの一方は前記容器（61）の底部に配置されていることを特徴とする。

第１１の発明では、活性種や過酸化水素を放電に伴う熱によって容器（61）内を効率よく対流させることができる。

第１２の発明は、第１乃至第１０の何れかの発明において、前記容器（61）に収容される液体状食品の液中に泡を吐出する吐出手段（119）と、前記吐出手段（119）に気体を送る送出手段（99）とをさらに備え、前記電極対（64B,65B）は、板状であって、互いに対向するよう配置されており、前記電源（70B）は、前記電極対（64B,65B）にパルス電圧を印加し、前記吐出手段（119）は、前記電極対（64B,65B）の間であって、前記容器（61）の底部に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、放電によって水酸ラジカルを生成して液体状食品の除菌を行うため、液体状食品の電気伝導率に係わらず、的確に除菌することができ、しかも発生するガスは酸素ガスであり、殺菌剤等の添加物を含有させることはないので、安全に除菌することができる。更に、高電界を用いる場合のように激しい温度上昇もないため、液体状食品の温度上昇に伴う劣化を避けることができる。

また、本発明では、放電による液体状食品の浄化と、過酸化水素の存在下での超音波照射による液体状食品の浄化とを適切に組み合わせることにより、放電のみを用いて液体状食品を浄化する場合に比べて高い浄化能力を発揮させつつ、容器（61）内の過酸化水素濃度の増加を抑えることが可能となる。

第２の発明によれば、過酸化水素の過剰発生に伴う害悪の発生を抑制して安全に被処理成分の酸化分解を行うことができる。

第３の発明によれば、液体状食品の殺菌に必要な殺菌濃度を算出し、その殺菌濃度に対応させた時間だけ放電を行うから最短時間で殺菌処理が可能となる。

第４の発明によれば、容器（61）内の過酸化水素の濃度が上限値以下に抑えられるので、安全に被処理成分の酸化分解を行うことができる。

第５の発明によれば、第１制御部（1）及び第２制御部（5）が、容器（61）内の過酸化水素濃度に応じて放電の制御及び超音波照射の制御をそれぞれ行うので、容器（61）内の過酸化水素濃度が所望の範囲内になるよう制御しつつ、浄化処理を行うことができる。

第６の発明によれば、容器（61）内の過酸化水素の濃度が上限値を超えた場合に放電を停止させて過酸化水素の生成を停止させるので、容器（61）内の過酸化水素濃度を上限値以下にすることができ、安全に被処理成分の酸化分解を行うことができる。

第７の発明によれば、容器（61）内の過酸化水素濃度を下限値以上に制御することができるので、超音波を照射した場合に水酸ラジカルを効率良く発生させることが可能となる。

第８の発明によれば、容器（61）内の過酸化水素の濃度が上限値を超えないように制御されるので、安全に被処理成分の酸化分解を行うことができる。

第９の発明によれば、容器（61）内の過酸化水素濃度を下限値以上に制御することができるので、超音波を照射した場合に水酸ラジカルを効率良く発生させることが可能となる。

第１０の発明によれば、過酸化水素の存在下に鉄イオン又は銅イオンを供給することで、フェントン反応を利用して多量の水酸ラジカルを発生できる。従って、この水酸ラジカルを用いて液中の有害物質等を効果的に除去できる。

第１１の発明によれば、活性種や過酸化水素を容器（61）内に効率よく対流させることにより的確に水中の有害物質等を除去できる。

第１２の発明によれば、電極対（64B,65B）にパルス電圧を印加する場合であっても放電を生起させることができるので、液体状食品の液中で水酸ラジカルを効率的に発生させ、超音波照射と組み合わせることでより高い浄化効果を得ることができる。

図１は、実施形態１に係る液体状食品殺菌装置の構成図である。 図２は、実施形態１に係る放電ユニットの全体構成図であり、浄化動作を開始する前の状態を示すものである。 図３は、実施形態１に係る絶縁ケーシングの斜視図である。 図４（ａ）、（ｂ）は、実施形態１に係る超音波発生部の具体例を示す拡大断面図である。 図５は、実施形態１に係る放電ユニットの全体構成図であり、浄化動作を開始して気泡が形成された状態を示すものである。 図６は、実施形態１に係る液体状食品殺菌装置による浄化処理の基本サイクルを示す図である。 図７は、実施形態１に係る液体状食品殺菌装置により容器内の過酸化水素濃度のフィードバック制御を行う場合の運転制御の一例を示すタイムチャートである。 図８は、実施形態１に係る液体状食品殺菌装置により容器内の過酸化水素濃度のフィードフォワード制御を行う場合の運転制御の変形例を示すタイムチャートである。 図９は、実施形態２に係る放電ユニットの全体構成図である。 図１０は、実施形態２に係る絶縁ケーシングの斜視図である。 図１１は、実施形態３に係る放電ユニットの全体構成図であり、浄化動作を開始する前の状態を示すものである。 図１２は、実施形態３に係る放電ユニットの全体構成図であり、浄化動作を開始して気泡が形成された状態を示すものである。 図１３は、実施形態３の変形例に係る絶縁ケーシングの蓋部の平面図である。 図１４は、実施形態４に係る液体状食品殺菌装置の構成図である。 図１５は、実施形態４に係る容器内の過酸化水素濃度制御のフローチャートである。 図１６は、実施形態４に係る容器内の放電時間制御のフローチャートである。 図１７は、実施形態５に係る液体状食品殺菌装置の構成図である。 図１８は、実施形態６に係る液体状食品殺菌装置の構成図である。 図１９は、実施形態７に係る液体状食品殺菌装置の構成図である。

以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態について具体的に説明するが、当該実施形態は本発明の原理の理解を容易にするためのものであり、本発明の範囲は、下記の実施形態に限られるものではなく、当業者が以下の実施形態の構成を適宜置換した他の実施形態も、本発明の範囲に含まれる。

《実施形態１》
図１は本発明の実施形態１における液体状食品殺菌装置（900）の構成図である。液体状食品殺菌装置（900）は、密閉型の容器状に形成されて液体状食品を収容する容器（61）と、容器（61）に収容される液体状食品の液中において放電を生起する電極対（64,65）と、電極対（64,65）に電圧を印加する電源部（高電圧発生部）（70）と、容器（61）に収容される液体状食品の液中に生じた過酸化水素を超音波の印加によって水酸ラジカルに分解する超音波発生部（94）と、を備える。

容器（61）の形状は、特に限定されるものではなく、例えば、角柱形、円錐形、球形、楕円球形、円筒形等の種々の形態が可能であるが、後述するように発生した水酸ラジカルを放電に伴う熱によって容器（61）内を対流させて拡散を促進させるために、例えば球形や楕円球形のように容器（61）内にて円滑な対流が起こりやすい形状が好ましい。

また、容器（61）の天井面（61a）には、容器（61）内に液体状食品を入れるための口部が設けられており、該口部の密閉及び開放を行うことのできる蓋（69）にて密栓される。容器（61）は銅を含有する材質で構成されており、容器（61）の内壁から銅イオンを生成することで銅イオンを供給する。

液体状食品殺菌装置（900）は、液体状食品の液中での放電によって液中に水酸ラジカル等の浄化成分を生成し、この浄化成分によって液体状食品の浄化を行うものである。また、水酸ラジカル同士の結合により生じた過酸化水素を超音波の印加により分解して水酸ラジカルに戻すことにより、浄化能力を向上させている。図２に示されるように、液体状食品殺菌装置（900）は、容器（61）の底部に放電ユニット（62）及び超音波発生部（94）を設置されている。尚、図２において、図１に示す構成要素の一部の図示を省略している。

具体的には、図１に示すように、液体状食品殺菌装置（900）は、高電圧発生部(70)に接続された放電波形発生部（3）と、電極対（64,65）に印加する電圧のオン又はオフを制御する制御部(1)と、増幅器（9）を介して超音波発生部（94）に所定の周波数の交流電圧を供給する超音波波形発生部（8）と、超音波波形発生部（8）を介して超音波発生部（94）の動作を制御する制御部（5）と、容器（61）内の過酸化水素濃度をモニタするセンサ（7）とを備えている。なお、図示しないが、センサ（7）のモニタ結果に基づいて制御部（1,5）を制御する中央演算装置（ＣＰＵ）が設けられていてもよい。制御部（1,5）による放電ユニット（62）及び超音波発生部（94）の制御方法については、後に説明する。なお、後述のいわゆるフィードフォワード制御を行う場合、センサ（7）は必ずしも設けられなくてもよい。

放電ユニット（62）は、第一電極（64）及び第ニ電極（65）と、この電極対（64,65）に電圧を印加する高電圧発生部（70）と、第一電極（64）を内部に収容する絶縁ケーシング（71）とを備えている。

電極対（64,65）は、放電を生起するためのものである。電極対（64,65）の一方の電極である第一電極（64）は、絶縁ケーシング（71）の内部に配置されている。第一電極（64）は、絶縁ケーシング（71）の底面を介して容器（61）の底部に配置されている。第一電極（64）を容器（61）の底部に配置することにより、後述するように発生した水酸ラジカルを放電に伴う熱によって容器（61）内を対流させて拡散を促進させるためである。第一電極（64）は、上下に扁平な板状に形成されている。第一電極（64）は、高電圧発生部（70）の正極側に接続されている。第一電極（64）は、例えばステンレス、銅等の導電性の金属材料で構成されている。電極対（64,65）の他方の電極である対向電極（65）は、絶縁ケーシング（71）の外部に配置されている。第ニ電極（65）は、第一電極（64）の上方に設けられている。第ニ電極（65）は、上下に扁平な板状であって、且つ上下に複数の貫通孔（66）を有するメッシュ形状ないしパンチングメタル形状に構成されている。第ニ電極（65）は、第一電極（64）と略平行に配設されている。第ニ電極（65）は、高電圧発生部（70）の負極側に接続されている。第ニ電極（65）は、例えばステンレス、真鍮等の導電性の金属材料で構成されている。

高電圧発生部（70）は、電極対（64,65）に所定の直流電圧を印加する直流電源で構成されている。即ち、高電圧発生部（70）は、電極対（64,65）に対して瞬時的に高電圧を繰り返し印加するようなパルス電源ではなく、電極対（64,65）に対して常に数キロボルトの直流電圧を印加する。高電圧発生部（70）のうち、第ニ電極（65）が接続される負極側は、アースと接続されている。また、高電圧発生部（70）には、電極対（64,65）の放電電力を一定に制御する定電力制御部が設けられている（図示省略）。

絶縁ケーシング（71）は、例えばセラミックス等の絶縁材料で構成されている。絶縁ケーシング（71）は、一面（上面）が開放された容器状のケース本体（72）と、該ケース本体（72）の上方の開放部を閉塞する板状の蓋部（73）とを有している。

ケース本体（72）は、角型筒状の側壁部（72a）と、該側壁部（72a）の底面を閉塞する底部（72b）とを有している。第一電極（64）は、底部（72b）の上側に敷設されている。絶縁ケーシング（71）では、蓋部（73）と底部（72b）との間の上下方向の距離が、第一電極（64）の厚さよりも長くなっている。つまり、第一電極（64）と蓋部（73）との間には、所定の間隔が確保されている。これにより、絶縁ケーシング（71）の内部では、第一電極（64）とケース本体（72）と蓋部（73）との間に空間（S）が形成される。

図２及び図３に示すように、絶縁ケーシング（71）の蓋部（73）には、該蓋部（73）を厚さ方向に貫通する１つの開口（74）が形成されている。この開口（74）により、第一電極（64）と第ニ電極（65）との間の電界の形成が許容されている。蓋部（73）の開口（74）の内径は、０．０２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが好ましい。

以上のように、絶縁ケーシング（71）は、電極対（64,65）のうちの一方の電極（第一電極（64））のみを内部に収容し、且つ電極対（64,65）の間の電流経路の電流密度を上昇させる電流密度集中部を成す開口（74）を有する絶縁部材を構成している。

加えて、絶縁ケーシング（71）の開口（74）内では、電流経路の電流密度が集中することで、水がジュール熱によって気化して気泡（B）が形成される。つまり、絶縁ケーシング（71）の開口（74）は、該開口（74）に気相部を成す気泡（B）を形成する気相形成部として機能する。

また、図１に示すように、超音波発生部（94）は、板状の圧電セラミックス（95）と、間に圧電セラミックス（95）を挟むように設けられた一対の金属板（96a,96b）とで構成される。超音波発生部（94）を封入するケース（97）は密閉され、容器（61）の底部に配置されている。

金属板（96a,96b）には、増幅器（9）によって増幅された超音波波形発生部（8）の出力信号（交流電圧）が供給される。これにより、超音波発生部（94）は任意の周波数の超音波を容器（61）内に照射する。ただし、過酸化水素を分解して水酸ラジカルを効率良く発生させるためには、超音波の周波数が、１００ｋＨｚ以上程度であれば特に好ましい。

なお、超音波発生部（94）は、容器（61）内の液体に超音波を照射できる範囲で任意の位置に設置されていてもよい。例えば、図４（ａ）に示すように、超音波発生部（94）が容器（61）の底部外側に設置されていてもよい。超音波発生部（94）が容器（61）の底部外側に設置されている場合、超音波は容器（61）の壁面を介して容器（61）内に伝達される。

また、超音波発生部（94）の構成は、図１に示す例に限られない。例えば、図４（ｂ）に示すように、金属ケース（97a）の上部と金属板（96）とで板状の圧電セラミックス（95）を挟み、両者の間に交流電圧を供給する構成であってもよい。

以上のように構成された本実施形態に係る液体状食品殺菌装置（900）について、以下その使用態様を説明する。

殺菌対象となる液体状食品を容器（61）内に収容させる。後述するように発生した水酸ラジカルを放電に伴う熱によって容器（61）内を対流させて拡散を促進させやすくするために、液体状食品は容器（61）の底から所定の高さを有するように収容させることが好ましい。

本実施形態の液体状食品殺菌装置（900）の殺菌開始時には、図２に示すように、絶縁ケーシング（71）の内の空間（S）が浸水した状態となっている。高電圧発生部（70）から電極対（64,65）に所定の直流電圧（例えば１ｋＶ）が印加されると、電極対（64,65）の間に電界が形成される。この際、第一電極（64）の周囲は、絶縁ケーシング（71）で覆われている。このため、電極対（64,65）の間での漏れ電流が抑制されとともに、開口（74）内の電流経路の電流密度が集中した状態となる。

開口（74）内の電流密度が上昇すると、開口（74）内のジュール熱が大きくなる。その結果、絶縁ケーシング（71）では、開口（74）の近傍において、水の気化が促進されて気泡（B）が形成される。この気泡（B）は、図５に示すように、開口（74）のほぼ全域を覆う状態となり、第ニ電極（65）に導通する負極側の水と、正極側の第一電極（64）との間に気泡（B）が介在する。従って、この状態では、気泡（B）が、第一電極（64）と第ニ電極（65）との間での水を介した導電を阻止する抵抗として機能する。これにより、第一電極（64）と第ニ電極（65）との間の漏れ電流が抑制され、電極対（64,65）間では、所望とする電位差が保たれることになる。すると、気泡（B）内では、絶縁破壊に伴い放電が発生する。

以上のようにして、気泡（B）で放電が行われると、容器（61）内の液中では、水酸ラジカル等の活性種や過酸化水素等が生成される。水酸ラジカル等の活性種や過酸化水素は、放電に伴う熱によって容器（61）内を対流する。これにより、液中での活性種や過酸化水素の拡散が促される。また、気泡（B）で放電が行われると、この放電に伴ってこの気泡（B）でイオン風を生成し易くなる。よって、容器（61）内では、このイオン風を利用して、活性種や過酸化水素の拡散効果を更に向上できる。また、高電界を用いる場合のように激しい温度上昇もないため、液体状食品の温度上昇に伴う劣化を避けることができる。

また、上述したように、容器（61）内には、容器（61）の内壁から析出した銅イオンが供給される。過酸化水素と銅イオンの存在下では、フェントン反応により、銅イオンが触媒的に作用して水酸ラジカルの生成が促進される。これにより、水酸ラジカルによる液体の浄化効率が向上する。加えて、銅イオンは菌の繁殖を抑制する効果があるため、液中での殺菌作用も高くなる。

以上のようにして、液中に拡散した水酸ラジカル等の活性種は、液体状食品の電気伝導率を問わずに液中に含まれる被処理成分（例えばアンモニア等）を酸化分解して液体の浄化に利用される。また、液中に拡散した過酸化水素は、液体の殺菌に利用される。これにより、本実施形態の液体状食品殺菌装置（900）では、液体状食品の清浄度が保たれる。

図６は、本実施形態の液体状食品殺菌装置（900）による浄化処理の基本サイクルを示す図である。同図に示すように、容器（61）に収容される液体状食品は、まず、電極対（64,65）間に生起される放電によって浄化される。この際には、放電によって液体中に水酸ラジカル等の活性種が生成し、有機物等の分解や殺菌などが行われる（図６中のステップSt1、St2）。水酸ラジカルは短時間で過酸化水素に変化する（ステップSt3）。

次に、超音波発生部（94）から液体状食品へと超音波を伝搬させ、液体状食品中の過酸化水素を分解し、水酸ラジカルに変化させる（ステップSt4）。超音波照射により発生した水酸ラジカルは、再度過酸化水素に変化する。ただし、除菌等、液体状食品の浄化に使われた水酸ラジカルは水に変化するので、放電を停止して超音波照射のみを行った場合には、過酸化水素の濃度は低下してゆくことになる。

次に、放電と超音波処理とを組み合わせた本実施形態の液体状食品殺菌装置（900）の運転制御の具体例について説明する。図７は、容器（61）内の過酸化水素の濃度を用いてフィードバック制御を行う場合の運転制御の一例を示すタイムチャートである。以下の方法では、容器（61）内の過酸化水素はセンサ（7）によって検知される。

この方法において、まず容器（61）内に液体状食品が収容された状態で運転を開始する。制御部（1）は、電極対(64,65)間に所定の電圧を印加させ、放電を生起させる。この際、超音波発生部（94）はオフ状態にしておく。これにより、容器（61）内が浄化されるとともに、容器（61）内の過酸化水素の濃度が上昇する。

次いで、容器（61）内の過酸化水素濃度があらかじめ設定された下限値を超えた場合、制御部（1）は電極対（64,65）への電圧供給を継続させ、制御部(5)は、超音波発生部（94）をオン状態にして容器（61）内に超音波を照射させる。これにより、放電により生成された水酸ラジカルと、過酸化水素から生成された水酸ラジカルとによって、容器（61）内の液体状食品が浄化される。放電によって生成される過酸化水素の量は超音波によって分解される過酸化水素の量よりも多いので、この期間中も容器（61）内の過酸化水素の濃度は上昇する。

次に、容器（61）内の過酸化水素濃度があらかじめ設定された上限値を超えた場合、制御部（1）は電極対（64,65）への電圧供給を停止し、放電を停止させる。制御部（5）は、引き続き超音波発生部（94）をオン状態にして容器（61）内に超音波を照射させる。これにより、過酸化水素から生成された水酸ラジカルによって容器（61）内の液体状食品が浄化される。この期間中、超音波によって過酸化水素が分解されるので、容器（61）内の過酸化水素の濃度は減少する。

次いで、容器（61）内の過酸化水素濃度が上述の下限値を下回った時点で、制御部（1）は電極対（64,65）への電圧供給を再開する。これにより、容器（61）内の過酸化水素の濃度は再び上昇する。これ以後、同様に超音波照射のみを行う期間と超音波照射と放電とを組み合わせる期間とを繰り返すことで、容器（61）内の過酸化水素濃度を下限値以上、且つ上限値以下の範囲に制御しつつ、容器（61）内の液体状食品を浄化する。

−実施形態１の効果−
以上の方法において、制御部（1）は、動作開始後に容器（61）内の過酸化水素濃度が上限値に達するまでは放電を生起させて水酸ラジカルを発生させ、容器（61）内の液体状食品を浄化することができる。また、制御部（5）は、容器（61）内の過酸化水素濃度が所定の下限値を超える期間中に超音波発生部（94）をオン状態にする、言い換えれば、過酸化水素濃度が所定の下限値を下回る期間中には超音波発生部（94）をオフ状態にする。つまり、容器（61）内に十分な過酸化水素が存在する場合に超音波によって水酸ラジカルを発生させているので、容器（61）内の液体状食品を効果的に浄化することができる。さらに、十分な濃度の過酸化水素の存在下で超音波を継続的に照射することで、継続的に水酸ラジカルを生成することができるので、強い浄化能力を所定の期間中維持することができる。

さらに、上述の方法によれば、容器（61）内の過酸化水素の濃度を上限値以下に抑えることができるので、安全に被処理成分の酸化分解を行うことができる。

本実施形態の液体状食品殺菌装置（900）によれば、上述のように、放電と超音波照射とを組み合わせることで、容器（61）内の過酸化水素濃度を上昇させずに浄化能力の向上を図ることが可能になる。

また、図１では、電極対（64,65）に印加する電圧のオン又はオフを制御する制御部（1）と、超音波発生部（94）の動作を制御する制御部（5）とを別個に設けたが、１つの制御部で電極対（64,65）に印加する電圧のオン又はオフと超音波発生部（94）の動作とを制御することもできる。

なお、本実施形態の液体状食品殺菌装置（900）では、放電及び超音波照射によって生じる水酸ラジカルによって、液体状食品の浄化処理と同時に容器（61）内に繁殖する細菌等を効果的に殺菌することもできる。

《実施形態１の変形例》
以下、実施形態１の液体状食品殺菌装置（900）の運転動作の変形例について説明する。

図８は、過酸化水素の濃度変化の測定値を用いてフィードフォワード制御を行う場合の運転制御の一例を示すタイムチャートである。

ここで用いられる液体状食品殺菌装置（900）には、必ずしもセンサ（7）が設けられていなくてもよい。ただし、放電のみを行った場合に容器（61）内の過酸化水素濃度が０から下限値に達するまでに要する時間Ｔ１、放電と超音波照射とを同時に行った場合に容器（61）内の過酸化水素濃度が下限値から上限値になるまでに要する時間Ｔ２、超音波照射のみを行った場合に容器（61）内の過酸化水素濃度が上限値から下限値に達するのに要する時間Ｔ３を、それぞれあらかじめ測定しておき、それらの測定データを制御部（1,5）内部又は外部に設けられたメモリ（図示せず）に記憶させておく。制御部（1,5）は測定データに基づいて以下の制御を行う。制御部（1,5）の内部又は外部には、時間をカウントするタイマを設けておく。

本変形例に係る方法において、まず制御部（1）は、電極対(64,65)間に所定の電圧を印加させ、放電を生起させる。この際、超音波発生部（94）はオフ状態にしておく。これにより、液体状食品が浄化されるとともに、容器（61）内の過酸化水素の濃度が上昇する。

次いで、運転開始から時間Ｔ１が経過した時点で、制御部（1）は電極対（64,65）への電圧供給を継続させ、制御部(5)は、超音波発生部（94）をオン状態にして容器（61）内に超音波を照射させる。これにより、放電により生成された水酸ラジカルと、過酸化水素から生成された水酸ラジカルとによって、液体状食品が浄化される。この期間中も容器（61）内の過酸化水素の濃度は上昇する。

次に、時間Ｔ２が経過した時点で、制御部（1）は電極対（64,65）への電圧供給を停止し、放電を停止させる。制御部（5）は、引き続き超音波発生部（94）をオン状態にして容器（61）内に超音波を照射させる。これにより、過酸化水素から生成された水酸ラジカルによって液体状食品が浄化される。この期間中、容器（61）内の過酸化水素の濃度は減少する。

次いで、さらに時間Ｔ３が経過した時点で、制御部（1）は電極対（64,65）への電圧供給を再開し、この状態を時間Ｔ２の間継続する。これにより、容器（61）内の過酸化水素の濃度は再び上昇する。これ以後、同様に超音波照射のみを行う期間（時間Ｔ３）と超音波照射と放電とを組み合わせる期間（時間Ｔ２）とを繰り返すことで、容器（61）内の過酸化水素濃度を下限値以上且つ上限値以下の範囲に制御しつつ、液体状食品を浄化する。

以上の方法によっても容器（61）内の過酸化水素の濃度を下限値以上、且つ上限値以下の範囲に制御しつつ、液体状食品を浄化することができる。なお、これは運転動作の一変形例であって、他の方法によっても液体状食品の浄化を行うことができる。

《実施形態２》
上述の実施形態１では、絶縁ケーシング（71）の蓋部（73）に１つの開口（74）が形成されている。しかしながら、例えば図９及び図１０に示すように、絶縁ケーシング（71）の蓋部（73）に複数の開口（74）を形成してもよい。ここで、絶縁ケーシング（71）の蓋部（73）が、略正方形板状に形成され、この蓋部（73）に複数の開口（74）が等間隔を置きながら碁盤目状に配列されている。一方、第一電極（64）及び第ニ電極（65）は、全ての開口（74）に跨るような正方形板状に形成されている。

実施形態２においても、各開口（74）が、電界密度集中部、及び気相形成部として機能する。これにより、高電圧発生部（70）から電極対（64,65）に直流電圧が印加されると、各開口（74）の電流密度が上昇し、各開口（74）で気泡（B）が形成される。その結果、各気泡（B）でそれぞれ放電が生起され、水酸ラジカル等の活性種や、過酸化水素が生成される。

《実施形態３》
実施形態３に係る液体状食品殺菌装置（900）は、上述した実施形態１と放電ユニット（62）の構成が異なるものである。以下には、前記実施形態１と異なる点を主として説明する。

図１１に示すように、実施形態３の放電ユニット（62）は、容器（61）の外側から内部に向かって挿入されて固定される、いわゆるフランジユニット式に構成されている。また、実施形態３の放電ユニット（62）は、第一電極（64）と第ニ電極（65）と絶縁ケーシング（71）とが一体的に組立てられている。

実施形態３の絶縁ケーシング（71）は、大略の外形が円筒状に形成されている。絶縁ケーシング（71）は、ケース本体（72）と蓋部（73）とを有している。

実施形態３のケース本体（72）は、例えばガラス質又は樹脂製の絶縁材料で構成されている。ケース本体（72）は、円筒状の基部（76）と、該基部（76）から容器（61）側に向かって突出する筒状壁部（77）と、該筒状壁部（77）の外縁部から更に容器（61）側に向かって突出する環状凸部（78）とを有している。また、ケース本体（72）には、環状凸部（78）の先端側に先端筒部（79）が一体に形成されている。基部（76）の軸心部には、円柱状の挿入口（76a）が軸方向に延びて貫通形成されている。筒状壁部（77）の内側には、挿入口（76a）と同軸となり、且つ挿入口（76a）よりも大径となる円柱状の空間（S）が形成されている。

実施形態３の蓋部（73）は、略円板状に形成されて環状凸部（78）の内側に嵌合している。蓋部（73）は、例えばセラミックス材料で構成されている。蓋部（73）の軸心には、実施形態１と同様、蓋部（73）を上下に貫通する円形状の１つの開口（74）が形成されている。

第一電極（64）は、軸直角断面が円形状となる縦長の棒状の電極で構成されている。第一電極（64）は、基部（76）の挿入口（76a）に嵌合している。これにより、第一電極（64）は、絶縁ケーシング（71）の内部に収容されている。実施形態３では、第一電極（64）のうち容器（61）とは反対側の端部が、容器（61）の外部に露出される状態となる。このため、容器（61）の外部に配置される高電圧発生部（70）と、第一電極（64）とを電気配線によって容易に接続することができる。

第一電極（64）のうち容器（61）側の端部（64a）は、絶縁ケーシング（71）の内部の空間（S）に臨んでいる。なお、図１１に示す例では、第一電極（64）の端部（64a）が、挿入口（76a）の開口面よりも上側（容器（61）側）に突出しているが、この端部（64a）の先端面を挿入口（76a）の開口面と略面一としてもよいし、端部（64a）を挿入口（76a）の開口面よりも下側に陥没させてもよい。また、第一電極（64）は、実施形態１と同様、開口（74）を有する蓋部（73）との間に所定の間隔が確保されている。

第ニ電極（65）は、円筒状の電極本体（65a）と、該電極本体（65a）から径方向外方へ突出する鍔部（65b）とを有している。電極本体（65a）は、絶縁ケーシング（71）のケース本体（72）に外嵌している。鍔部（65b）は、容器（61）の壁部に固定されて放電ユニット（62）を保持する固定部を構成している。放電ユニット（62）が容器（61）に固定された状態では、第ニ電極（65）の電極本体（65a）の一部が浸水された状態となる。

第ニ電極（65）は、電極本体（65a）よりも小径の内側筒部（65c）と、該内側筒部（65c）と電極本体（65a）との間に亘って形成される連接部（65d）とを有している。内側筒部（65c）及び連接部（65d）は、容器（61）内の液中に浸漬している。内側筒部（65c）は、その内部に円柱空間（67）を形成している。内側筒部（65c）の軸方向の一端は、蓋部（73）と当接して該蓋部（73）を保持する保持部を構成している。また、電極本体（65a）と内側筒部（65c）と連接部（65d）の間には、ケース本体（72）の先端筒部（79）が内嵌している。内側筒部（65c）の軸方向の他端側には、円柱空間（67）を覆うようにメッシュ状の漏電防止材（68）が設けられている。この漏電防止材（68）は、第ニ電極（65）と接触することで、実質的にアースされている。これにより、漏電防止材（68）は、容器（61）の内部の空間（液中）のうち、円柱空間（67）の内側から外側への漏電を防止している。

第ニ電極（65）は、電極本体（65a）の一部が容器（61）の外部に露出される状態となる。このため、高電圧発生部（70）と第ニ電極（65）とを電気配線によって容易に接続することができる。

実施形態３の液体状食品殺菌装置（900）においても、容器（61）内の液体状食品の浄化がなされる。

液体状食品の殺菌の開始時には、図１１に示すように、絶縁ケーシング（71）の内の空間（S）が浸水した状態となっている。高電圧発生部（70）から電極対（64,65）に所定の直流電圧（例えば１ｋＶ）が印加されると、開口（74）の内部の電流密度が上昇していく。

図１１に示す状態から、電極対（64,65）へ更に直流電圧が継続して印加されると、開口（74）内の水が気化されて気泡（B）が形成される（図１２を参照）。この状態では、気泡（B）が開口（74）のほぼ全域を覆う状態となり、円柱空間（67）内の負極側の液体と、第一電極（64）との間に気泡（B）の抵抗が付与される。これにより、第一電極（64）と第ニ電極（65）との間の電位差が保たれ、気泡（B）で放電が発生する。その結果、液中では、水酸ラジカルや過酸化水素を生成され、これらの成分が液体状食品の浄化に利用される。

なお、前記実施形態３では、円板状の蓋部（73）の軸心に１つの開口（74）を形成しているが、この蓋部（73）に複数の開口（74）を形成してもよい。図１３に示す例では、蓋部（73）の軸心を中心とする仮想ピッチ円上に、５つの開口（74）が等間隔置きに配列されている。このように蓋部（73）に複数の開口（74）を形成することで、各開口（74）の近傍でそれぞれ放電を生起させることができる。

《実施形態４》
次に、上述の実施形態１〜３と異なり、本実施形態４では容器（61）内の過酸化水素濃度が制御される。

図１４に示すように、実施形態４に係る液体状食品殺菌装置（900）では、容器（61）内の過酸化水素濃度を検知する過酸化水素濃度センサ（300）と、放電制御部（420）とを備える。放電制御部（420）は、容器（61）内の過酸化水素濃度が０．５ｐｐｍ以下になるように高電圧発生部（70）の電極対（64,65）に対する印加電圧を制御する。

過酸化水素濃度センサ（300）は、容器（61）内の過酸化水素濃度を検知できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば過酸化水素濃度を吸光によって検知する吸光センサや、バイオセンサ等を用いることができる。

放電制御部（420）はスイッチング部（410）に接続されており、スイッチング部（410）は電極対（64,65）間の電界形成回路の開閉を行うことで電極対（64,65）間の電界形成の停止又は開始を行い、これにより容器（61）内の過酸化水素濃度が０．５ｐｐｍ以下に制御できるように構成されている。容器（61）内の過酸化水素濃度が０．５ｐｐｍよりも多くなると人体に害が発生する可能性があり得るからであり、過酸化水素濃度は０．５ｐｐｍ以下であっても十分な殺菌効果が得られ、人体に無害であることが判明している。なお、容器（61）内の過酸化水素濃度が例えば０．０１ｐｐｍよりも少ないと、容器（61）内に収容された液体状食品の殺菌が不十分となる可能性があり得るため、容器（61）内の過酸化水素濃度は０．０１ｐｐｍ以上とすることが好ましい。

以上のように構成された本実施形態４に係る液体状食品殺菌装置（900）について、以下その使用態様を説明する。

図１５は、本実施形態４に係る容器（61）内の過酸化水素濃度の制御フローチャートである。

まず、高電圧発生部（70）から電極対（64,65）へ直流電圧が印加されて電極対（64,65）間に電界が形成され、気泡が第一電極（64）と第ニ電極（65）との間で抵抗として機能し、気泡内で絶縁破壊に伴い放電が発生する（S101）。

次に、放電制御部（420）は、過酸化水素濃度センサ（300）にて検知した容器（61）内の過酸化水素濃度が最大濃度である０．５ｐｐｍに到達しているか否かを判断する（S102）。

そして、放電制御部（420）は、容器（61）内の過酸化水素濃度が最大濃度に到達していない場合は、S101にもどり継続して放電を行う。一方、容器（61）内の過酸化水素濃度が最大濃度に到達している場合は、放電を停止する（S103）。これにより、安全且つ的確に容器（61）内の液体状食品の殺菌が可能となる。

次に、放電制御部（420）の変形例を説明する。放電制御部（420）は、過酸化水素濃度センサ（300）によって検知される容器（61）内の過酸化水素濃度と、容器（61）内に収容される液体状食品を殺菌するために必要な基準殺菌濃度との差を算出し、その殺菌濃度差に対応させた時間だけ放電を行うように高電圧発生部（70）の電極対（64,65）に対する印加電圧を制御する。

即ち、液体状食品を最終的に殺菌するために必要な予め定められている基準殺菌濃度と、過酸化水素濃度センサ（300）にて検知した現在の容器（61）内の過酸化水素濃度との殺菌濃度差を求め、殺菌に不足している殺菌濃度を算出する。そして放電制御部（420）は、殺菌に不足している殺菌濃度に対応して基準殺菌濃度に到達するまで放電を行うように制御する。ここで、液体状食品を最終的に殺菌するために必要な基準殺菌濃度は一律に定めることも可能であるし、また、個々の液体状食品毎に定めることも可能である。

以上のように構成された液体状食品殺菌装置（900）について、以下その使用態様を説明する。

図１６は、放電制御部（420）の変形例に係る放電制御のフローチャートである。

まず、高電圧発生部（70）から電極対（64,65）へ直流電圧が印加されて電極対（64,65）間に電界が形成され、気泡が第一電極（64）と第ニ電極（65）との間で抵抗として機能し、気泡内で絶縁破壊に伴い放電が発生する（S201）。

次に、放電制御部（420）は、液体状食品を最終的に殺菌するための基準殺菌濃度と現在の容器（61）内の過酸化水素濃度との差を求める（S202）。そして、この基準殺菌濃度と現在の過酸化水素濃度との差を求め（S203）、差がない場合は放電を停止する（S204）。

一方、基準殺菌濃度と現在の過酸化水素濃度との差がある場合は、放電制御部（420）は、殺菌に不足している殺菌濃度に対応した時間だけ放電を行うように制御する（S205）。容器（61）内に収容される液体状食品を殺菌するために不足している殺菌濃度を算出し、その殺菌濃度に対応させた時間だけ放電を行うため、不要な放電を避けることができ、放電停止までを最短にすることができる。

尚、上述した各実施形態では、高電圧発生部（70）の正極に第一電極（64）を接続し、高電圧発生部（70）の負極に第ニ電極（65）を接続している。しかしながら、高電圧発生部（70）の負極に第一電極（64）を接続し、高電圧発生部（70）の正極に第ニ電極（65）を接続することで、電極対（64,65）の間で、いわゆるマイナス放電を行うようにしてもよい。

《実施形態５》
図１７は、実施形態５に係る液体状食品殺菌装置（900）を示す構成図である。同図では、実施形態１に係る液体状食品殺菌装置（900）と同様の構成については図１と同じ符号を付している。また、放電波形発生部（3）、制御部（1,5）、増幅器（9）及びセンサ（7）は図１７では図示を省略しているが、実際には本実施形態の液体状食品殺菌装置（900）に設けられている。以下では、主に実施形態１と異なる点について説明する。

本実施形態の液体状食品殺菌装置（900）は、容器（61）と、容器（61）内に配置された電極対（64A,65A）と、電極対（64A,65A）に接続された高電圧発生部（電源部）（70A）と、容器（61）の底部に設置された超音波発生部（94）とを備えている。

電極（64A）は絶縁ケーシング（71A）の内部に収納され、電極（65A）は絶縁ケーシング（71B）の内部に収納されている。電極（64A）及び電極（65A）は、それぞれ扁平な板状に形成されている。また、電極（64A）及び電極（65A）は耐腐食性の高い導電性の金属材料で構成されている。高電圧発生部（70A）は、数キロボルト程度の電圧を電極対（64A,65A）に供給する。

絶縁ケーシング（71A,71B）は、例えばセラミックス等の絶縁材料で構成されており、図１に示す絶縁ケーシング（71）と同様の構成を有している。

すなわち、絶縁ケーシング（71A）は、一面（図１７では右側の面）が開放された容器状のケース本体（180A）と、該ケース本体（180A）の上記開放部を閉塞する板状の蓋部（73A）とを有している。また、絶縁ケーシング（71B）は、一面（図１７では左側の面）が開放された容器状のケース本体（180B）と、該ケース本体（180B）の上記開放部を閉塞する板状の蓋部（73B）とを有している。

絶縁ケーシング（71A）の蓋部（73A）には、該蓋部（73A）を厚さ方向に貫通する１つの開口（74A）が形成されている。絶縁ケーシング（71B）の蓋部（73B）にも、該蓋部（73B）を厚さ方向に貫通する１つの開口（74B）が形成されている。これらの開口（74A,74B）により、電極（64A）と電極（65A）との間の電界の形成が許容されている。開口（74A,74B）の内径は、０．０２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが好ましい。以上のような開口（74A,74B）は、電極対（64A,65A）の間の電流経路の電流密度を上昇させる電流密度集中部を構成する。

絶縁ケーシング（71A,71B）は、容器（61）内の互いに対向する側面に、蓋部（73A,73B）同士が対向するように設置されている。言い換えれば、電極（64A）と電極（65A）とは互いに対向するよう配置されている。

絶縁ケーシング（71A,71B）の開口（74A,74B）内では、電流経路の電流密度が上昇することで、液体がジュール熱によって気化して気泡が形成される。つまり、絶縁ケーシング（71A,71B）の開口（74A,74B）は、該開口（74A,74B）に気相部としての気泡を形成する気相形成部として機能する。この構成により、電圧が電極対（64A,65A）に供給された場合に電極対（64A,65A）間の気泡内に放電を生起させることができる。

なお、超音波発生部（94）の具体的な構成は実施形態１と同様である。

本実施形態の液体状食品殺菌装置（900）を、例えば図７、図８に示す方法で運転することにより、容器（61）内の過酸化水素の濃度を所定の範囲内に保持しつつ、容器（61）内の液体状食品を効果的に浄化することができる。

《実施形態６》
図１８は、実施形態６に係る液体状食品殺菌装置（900）を示す構成図である。同図では、実施形態１に係る液体状食品殺菌装置（900）と同様の構成については図１と同じ符号を付している。また、放電波形発生部（3）、制御部（1,5）、増幅器（9）及びセンサ（7）は、図１８では図示を省略しているが、実際には本実施形態の液体状食品殺菌装置（900）に設けられている。以下では、主に実施形態１と異なる点について説明する。

本実施形態の液体状食品殺菌装置（900）は、容器（61）と、容器（61）内に配置された電極対（64B,65B）と、電極対（64B,65B）に接続された高電圧発生部（電源部）（70B）と、容器（61）の底部に設置された超音波発生部（94）とを備えている。

本実施形態の液体状食品殺菌装置（900）においては、第一電極（64B）及び第二電極（65B）がそれぞれ高電圧発生部（70B）の正極側及び負極側にそれぞれ接続され、高電圧発生部（70B）から電極対（64B,65B）に高電圧のパルス電圧が供給される。

また、第一電極（64B）を囲む絶縁ケーシング(71)は設けられない。第一電極（64B）及び第二電極（65B）は共に板状であり、容器（61）内の側面に、互いに対向するように設置される。

さらに、本実施形態の液体状食品殺菌装置（900）には、例えば容器（61）の底部など、少なくとも電極対（64B,65B）の間であって、電極対（64B,65B）よりも低い位置に設けられたノズル（吐出手段）（119）と、ノズル（119）に空気等の気体を送るエアポンプ（送出手段）（99）とが設けられている。エアポンプ（99）によって容器（61）内の気体は、ノズル（119）を介して循環される。ただし、エアポンプ（99）によって容器（61）内に外部から気体を供給してもよい。

超音波発生部（94）の構成は実施形態１と同様であり、容器（61）の底部に設置されていてもよいが、容器（61）内の液体状食品に超音波を照射できる限りにおいて任意の位置に設置可能である。

本実施形態では、少なくとも放電処理を行う期間中、ノズル（119）から液体状食品の液体中へと泡が吐出される。該液中に泡が存在する状態で電極対（64B,65B）にパルス電圧を供給することにより、泡の内部で放電が生起され、水酸ラジカルが生成する。

本実施形態の液体状食品殺菌装置（900）では、実施形態１と基本的に同じ方法、すなわち図７又は図８に示す方法で、放電と超音波照射とを組み合わせた液体状食品の浄化が行われる。ただし、図７又は図８に示す放電処理の期間中は、高電圧発生部（70B）から電極対（64B,65B）へとパルス電圧が間欠的に供給され、電極対（64B,65B）間に間欠的に放電が生起される。

以上の構成及び方法によれば、電極対（64B,65B）間にパルス放電を発生させる場合でも効率良く水酸ラジカルを発生させることができるので、超音波照射と組み合わせることで、過酸化水素濃度を上昇させずに、高い浄化能力を発揮することができる。

《実施形態７》
図１９は、実施形態７に係る液体状食品殺菌装置（900）を示す構成図である。同図では、実施形態１と同様の構成については図１と同じ符号を付している。また、放電波形発生部（3）、制御部（1,5）、増幅器（9）及びセンサ（7）は、図１９では図示を省略しているが、実際には本実施形態の液体状食品殺菌装置（900）に設けられている。以下では、主に実施形態１と異なる点について説明する。

本実施形態の液体状食品殺菌装置（900）は、容器（61）と、容器（61）内に配置された電極対（64C,65C）と、電極対（64C,65C）に接続された高電圧発生部（電源部）（70C）と、容器（61）の底部に設置された超音波発生部（94）とを備えている。

電極（64C）と電極（65C）とは、それぞれ容器（61）内の側面に、互いに対向するように設置されている。

電極（64C）は、少なくとも１つの導電部（164）と、導電部（164）を囲む絶縁部（165）とを有している。

電極（65C）は、少なくとも１つの導電部（166）と、導電部（166）を囲む絶縁部（167）とを有している。

以上のように、電極（64C）における導電部（164）の露出面、及び電極（65C）における導電部（166）の露出面の面積は小さいので、電圧を電極対（64C,65C）に供給した場合には導電部（164,166）の表面で電流密度の集中部が形成される。そのため、導電部（164,166）の表面では水分がジュール熱によって気化して気泡が形成される。この泡によって導電部（164,166）の露出面が覆われた状態で高電圧発生部（70C）からの電圧供給を継続することにより、泡の内部で放電が生起される。

なお、超音波発生部（94）の具体的な構成は実施形態１と同様である。

本実施形態の液体状食品殺菌装置（900）を、図７又は図８に示す方法で運転することにより、容器（61）内の過酸化水素の濃度を所定の範囲内に保持しつつ、容器（61）内の液体状食品を効果的に浄化することができる。

以上の構成によっても、電極対（64C,65C）間での放電と、超音波照射と組み合わせることで、過酸化水素濃度を上昇させずに、高い浄化能力を発揮することができる。

《その他の実施形態》
上述した各実施形態の高電圧発生部（70,70A,70B,70C）には、放電電力を一定に制御する定電力制御部を用いている。しかしながら、定電力制御部に代えて、放電電流を一定に制御する定電流制御部を設けることもできる。この定電流制御を行うと、導電率によらず放電が安定するため、スパークの発生も未然に回避できる。

また、上述した各実施形態では、容器（61）の材質は銅を含有する材質で構成されていた。しかしながら、容器（61）の材質は鉄を含有する材質で構成することもできる。鉄イオンも銅イオンと同様、過酸化水素の存在下でフェントン反応を促進させるため、水酸ラジカルの生成量を増大できる。また、例えば銅片や鉄片を容器（61）内に浸漬することで、これらを鉄イオンや銅イオンのイオン供給部とすることもできる。

以上の各実施形態において、各部材の形状、配置、材質等、あるいは液体状食品殺菌装置の運転方法は本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以上の各実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、液体状食品の雑菌の除去について有用である。

1,5 制御部
3 放電波形発生部
7 センサ
8 超音波波形発生部
9 増幅器
61 容器
62 放電ユニット
64,64A,64B,64C 電極（第一電極）
65,65A,65B,65C 電極（第ニ電極）
66 貫通孔
70,70A,70B,70C 電源部（高電圧発生部）
71,71A,71B 絶縁ケーシング
72 ケース本体
73,73A,73B 蓋部
74,74A,74B 開口
94 超音波発生部
99 エアポンプ
119 ノズル
180A,180B ケース本体
300 過酸化水素濃度センサ
410 スイッチング部
420 放電制御部
900 液体状食品殺菌装置

Claims (12)

1. 液体状食品を収容する容器（61）と、
   前記容器（61）に収容される液体状食品の液中において放電を生起して水酸ラジカルを生成するための電極対（64,64A,64B,64C,65,65A,65B,65C）と、
   前記電極対（64,64A,64B,64C,65,65A,65B,65C）に直流電圧を印加して放電を生起させる電源部（70,70A,70B,70C）と、
   前記容器（61）内に生じた過酸化水素を超音波の印加によって水酸ラジカルに分解する超音波発生部（94）と、を備えていることを特徴とする液体状食品殺菌装置。
2. 請求項１において、
   前記容器（61）内の過酸化水素濃度を検知する過酸化水素濃度センサ（300）と、
   前記過酸化水素濃度センサ（300）によって検知される前記容器（61）内の過酸化水素濃度が０．５ｐｐｍ以下になるように前記高電圧発生部（70）の電極対（64,65）に対する印加電圧を制御する放電制御部（420）と、を備えることを特徴とする液体状食品殺菌装置。
3. 請求項１において、
   前記容器（61）内の過酸化水素濃度を検知する過酸化水素濃度センサ（300）と、
   前記過酸化水素濃度センサ（300）によって検知される前記容器（61）内の過酸化水素濃度と、前記容器（61）内に収容される液体状食品を殺菌するために必要な基準殺菌濃度との差を算出し、その殺菌濃度差に対応させた時間だけ放電を行うように前記高電圧発生部（70）の電極対（64,65）に対する印加電圧を制御する放電制御部（420）と、を備えることを特徴とする液体状食品殺菌装置。
4. 請求項１において、
   前記電極対（64,64A,64B,64C,65,65A,65B,65C）に印加する電圧のオン又はオフを制御する第１制御部（1）と、
   前記超音波発生部（94）の動作を制御する第２制御部（5）とをさらに備え、
   前記第１制御部（1）及び前記第２制御部（5）は、前記容器（61）内の過酸化水素の濃度が所定の上限値を超えないように、前記電極対（64,64A,64B,64C,65,65A,65B,65C）に印加する電圧のオン又はオフ及び前記超音波発生部（94）の動作をそれぞれ制御することを特徴とする液体状食品殺菌装置。
5. 請求項４において、
   前記容器（61）内の過酸化水素の濃度をモニタするセンサ（7）をさらに備え、
   前記第１制御部（1）は、前記センサ（7）によるモニタ結果に応じて前記電極対（64,64A,64B,64C,65,65A,65B,65C）に印加する電圧のオン又はオフを制御し、
   前記第２制御部（5）は、前記センサ（7）によるモニタ結果に応じて前記超音波発生部（94）の動作を制御することを特徴とする液体状食品殺菌装置。
6. 請求項５において、
   少なくとも前記容器（61）内の過酸化水素の濃度が前記上限値を越えた場合には、前記第１制御部（1）が、前記電極対（64,64A,64B,64C,65,65A,65B,65C）に印加する電圧をオフにして前記放電を停止させるとともに、前記第２制御部（5）が、前記超音波発生部（94）を動作させることを特徴とする液体状食品殺菌装置。
7. 請求項４乃至６の何れか１つにおいて、
   前記第２制御部（5）は、前記容器（61）内の過酸化水素の濃度が前記上限値より低い所定の下限値を超える期間中、前記超音波発生部（94）をオン状態にすることを特徴とする液体状食品殺菌装置。
8. 請求項１において、
   前記電極対（64,64A,64B,64C,65,65A,65B,65C）に印加する電圧のオン又はオフの制御、及び前記超音波発生部（94）の動作の制御を行う制御部をさらに備え、
   前記制御部は、前記容器（61）内の過酸化水素の濃度が所定の上限値を超えないように、前記電極対（64,64A,64B,64C,65,65A,65B,65C）に印加する電圧のオン又はオフ、及び前記超音波発生部（94）の動作を制御することを特徴とする液体状食品殺菌装置。
9. 請求項８において、
   前記制御部は、前記容器（61）内の過酸化水素の濃度が所定の上限値を超えた場合には、前記電極対（64,64A,64B,64C,65,65A,65B,65C）に印加する電圧をオフにして前記放電を停止させ、前記容器（61）内の過酸化水素の濃度が前記上限値より低い所定の下限値を超える期間中、前記超音波発生部（94）をオン状態にすることを特徴とする液体状食品殺菌装置。
10. 請求項１乃至９のいずれか１つにおいて、
    前記容器（61）は銅又は鉄を含有する材質にて構成されていることを特徴とする液体状食品殺菌装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか１つにおいて、
    前記電極対（64,65）のうちの一方は前記容器（61）の底部に配置されていることを特徴とする液体状食品殺菌装置。
12. 請求項１乃至１０のいずれか１つにおいて、
    前記容器（61）に収容される液体状食品の液中に泡を吐出する吐出手段（119）と、
    前記吐出手段（119）に気体を送る送出手段（99）とをさらに備え、
    前記電極対（64B,65B）は、板状であって、互いに対向するよう配置されており、
    前記電源（70B）は、前記電極対（64B,65B）にパルス電圧を印加し、
    前記吐出手段（119）は、前記電極対（64B,65B）の間であって、前記容器（61）の底部に配置されていることを特徴とする液体状食品殺菌装置。

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