JP2964037B1 - 液体の連続殺菌装置及び液体の連続殺菌方法 - Google Patents

液体の連続殺菌装置及び液体の連続殺菌方法

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Abstract

【要約】 【課題】 芽胞菌等の耐熱性且つ耐圧性の細菌を、低温
若しくは高温保持時間を短時間にして有効に殺菌する。 【解決手段】 加圧容器１内には液体を殺菌するための
通電ユニット９が配置され、この通電ユニット９の上端
部は液体の供給口３に接続され、下端部は冷却水７にて
冷却される貯留部１０に接続され、この貯留部１０に溜
められた殺菌処理が終了した液体は配管１１を介して前
記取出口４から容器１外に取り出される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、飲料水、ジュース
やビール等の液体飲料或いは産業用水等の液体を殺菌す
るための殺菌装置及びその方法に関し、特に、かかる液
体を連続的に供給しながら殺菌処理することの可能な液
体の連続殺菌装置とその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、飲料水等の殺菌には、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
法が行われてきたが、十分な効果が得られなかったり、
必要な成分まで分解してしまう等の不具合がある。
【０００３】そこで、交流電圧を狭い電極間に印加し、
これにより得られる高電界により殺菌を行う方法が注目
されており、この方法に関する提案を本発明者は特願平
１０−４０１３３号として行っている。上記提案の内容
は、絶縁材からなる壁体に液体流路の一部をなす開口部
を形成し、この開口部に交流電圧が印加される少なくと
も一対の電極線を当該開口部を横切るように張設したも
のである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した高電界中を液
体が通過する殺菌方法は、多くの菌に有効であるが、耐
熱性且つ耐圧性の菌、例えば芽胞菌等に対しては、更に
有効な殺菌方法が望まれる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、電界効果を併
用することで、高温となる時間を極力短くし、ビタミン
Ｃ等の成分を破壊することなく、しかも効果的に殺菌を
行える液体の連続殺菌装置及び液体の連続殺菌方法を提
供することを目的として成したものである。
【０００６】上記目的を達成するため、本発明に係る液
体の連続殺菌装置は、液体の供給口と液体の取出口を設
けた加圧容器と、この加圧容器内に配設される通電ユニ
ットとを備え、前記通電ユニットには液体の供給口から
供給された液体が流れる流路が形成され、この流路には
交流電源に接続される少なくとも一対の電極が臨んだ構
成とした。一対の電極に電圧を印加することで、液体が
流れる流路に電界が形成され、液体中の菌は電界により
連続的に殺菌される。
【０００７】通電による抵抗加熱で液体は高温となるの
で、加圧容器内に高温となった液体を冷却する冷却手段
を設けることで、ビタミン等の熱に弱い成分の破壊を防
ぐことが好ましい。
【０００８】また、通電ユニットにて殺菌された液体は
そのまま加圧容器から取り出してもよいが、一旦貯留部
に溜め、冷却してから取り出すようにしてもよい。貯留
部を設けた構成とした場合、貯留部において１００℃以
下に冷却された液体が一杯になると、貯留部の蓋に組み
込まれたレベルセンサが液体の取出口の先に設置した電
磁弁を開き、圧力差を利用して、貯留部内の液体を配管
を介して液体の取出口から容器外に取出し、更に容器外
に設けた二次冷却部で所定の温度まで冷却する。
【０００９】また、前記通電ユニットの構成としては、
複数の絶縁体を積層するとともに、絶縁体間に電極を挟
持した構成が考えられる。このようにすることで、液体
は複数回殺菌箇所を通過することになるので、殺菌効果
が高まる。
【００１０】一方、上記の連続殺菌装置を用いた殺菌方
法は、印加電界を５ｋＶ／ｃｍ以上、加圧容器内の圧力
を０．２ＭＰa以上とする。印加電界を５ｋＶ／ｃｍ未
満では、芽胞菌等の耐熱性且つ耐圧性の細菌を低温若し
くは短い加熱時間内で有効に殺菌することができない。
また、通電殺菌で液体（水）が加熱され、１２０℃程度
まで昇温するが、その際の沸騰を抑制するためには、１
２０℃における飽和水蒸気圧以上、具体的には加圧容器
内の圧力を０．２ＭＰa以上としておく必要がある。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を添
付図面に基いて説明する。ここで、図１は本発明に係る
液体の連続殺菌装置の全体図であり、連続殺菌装置はガ
ラス製の加圧容器１の上部開口を蓋体２にて気密に閉塞
し、この蓋体２には殺菌する液体の供給口３、液体の取
出口４、冷却水入口５及び冷却水出口６を設けている。
【００１２】加圧容器１内には半分ほど冷却水７が入れ
られ、この冷却水７を冷やすために冷媒（例えば５℃程
度の水）が通る冷却コイル８が加圧容器１内に配置され
ている。この冷却コイル８は一端が前記冷却水入口５に
接続され他端が前記冷却水出口６に接続される。
【００１３】また、加圧容器１内には液体を殺菌するた
めの通電ユニット９が配置され、この通電ユニット９の
上端部は前記液体の供給口３に接続され、下端部は冷却
水７にて冷却される貯留部１０に接続されている。尚、
貯留部１０を設けずに例えばコイル状パイプを介して直
接通電ユニット９の下端部から殺菌済の液体を取り出す
ようにしてもよい。
【００１４】貯留部１０の蓋には開口１０ａが形成さ
れ、この開口１０ａを介して貯留部１０内は加圧容器１
内と同圧となっている。加圧容器１内の圧力は通電殺菌
による処理液体の温度上昇によって処理液体が沸騰する
ことがない圧力とされている。本実施例の場合には、
０．２ＭＰa〜０．５ＭＰaとしている。そして、加圧容
器１内の圧力が容器１外の圧力（大気圧）よりも大きい
ので、この圧力差を利用して貯留部１０に溜められた殺
菌処理が終了した液体は、液体の取出口４の先に設置し
た電磁弁を開くことで、配管１１を介して容器１外に取
り出され、更に容器１外に設けた図示しない二次冷却部
で所定の温度まで冷却される。
【００１５】尚、通電ユニット９を通過する液体は通電
によって温度が上昇するので、熱電対１２によって殺菌
処理が終了した液体の温度を測定するようにしている。
【００１６】次に図２乃至図６に基づいて通電ユニット
９の構造を説明する。通電ユニット９は上部絶縁体１
２、中間絶縁体１３…及び下部絶縁体１４を積層して構
成されている。これら上部絶縁体１２、中間絶縁体１３
…及び下部絶縁体１４は何れもテフロンを材料とした板
状をなしている。具体的な寸法を示せば、縦３０ｍｍ、
横３０ｍｍ、厚さ３ｍｍとする。
【００１７】図４に示すように、上部絶縁体１２の中央
部には段付き穴１５が形成され、この段付き穴１５に前
記液体の供給口３に接続されるジョイント１６が装着さ
れ、また中間絶縁体１３は複数枚用いられ、図５に示す
ように、各中間絶縁体１３の上面には幅３ｍｍ、深さ
０．５ｍｍの溝１７が形成され、更に溝１７の中間部即
ち中間絶縁体１３の中央部には３ｍｍ×１ｍｍの流路１
８が形成され、更に図６に示すように、下部絶縁体１４
にも前記流路１８につながる流路１９が形成され、更に
この流路１９につながる雌テーパ部２０が下面側に形成
されている。
【００１８】そして、図３に示すように、中間絶縁体１
３の溝１７に交流電源に接続される板状チタニウム電極
２１，２２をセットし、このチタニウム電極２１，２２
を絶縁体間で挟持する。チタニウム電極２１，２２の形
状は、例えば長さ２５ｍｍ、幅３ｍｍ、厚さ１ｍｍで両
端の上下の角を丸く面取りしたものとする。
【００１９】また、チタニウム電極２１，２２の上下方
向の間隔は６ｍｍ程度とし、更に対向する電極２１，２
２の先端の隙間（ｄ）については、１ｍｍ以下好ましく
は０．２ｍｍ以下とする。
【００２０】尚、一対の電極の間隙（ｄ：ｍｍ）と印加
電圧（Ｈ：ボルト）との関係は、２００≦Ｈ／ｄ≦２０
００となる条件、好ましくは４００≦Ｈ／ｄ≦１６００
となる条件で殺菌する。Ｈ／ｄが２００（ボルト／ｍ
ｍ）未満では充分な殺菌効果を発揮できず、また印加電
圧は高いほど殺菌効果が高いと考えられるが、２０００
（ボルト／ｍｍ）以上にした場合には、例えば、ビール
等を殺菌するとビールの温度が高くなってしまう。
【００２１】図７は本発明による殺菌方法と従来の殺菌
方法による芽胞菌に対する殺菌効果を比較したグラフ、
図８は本発明による殺菌方法と従来の殺菌方法によるビ
タミンＣに対する損傷割合を比較したグラフである。図
７から、本発明に係る加圧通電殺菌法による殺菌が芽胞
菌に対しては、従来のマイクロ波加熱殺菌及び温浴加熱
殺菌に比較して、大幅に殺菌効果が高くなっていること
が分る。また、図８から、本発明に係る加圧通電殺菌法
によれば、殺菌に伴うビタミンＣの損傷が極めて少ない
ことが分る。
【００２２】ところで、図７に示した実験では、印加電
界を１１．５ｋＶ／ｃｍとしたが、好ましい殺菌条件と
しては、印加電界は５ｋＶ／ｃｍ以上であれば極めて効
果的であり、また殺菌温度と時間は、細菌の種類によっ
て異なるが１３０℃以下、１０秒以下がビタミンＣの損
傷を考慮した場合有効である。
【００２３】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
芽胞菌等の耐熱性且つ耐圧性の細菌を、低温若しくは高
温保持時間を短時間にして有効に殺菌することができ
る。したがって、ビタミンＣ等の熱によって破壊されや
すい成分の損傷を防止しつつ、殺菌が行え、フルーツジ
ュース等の殺菌に極めて効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液体の連続殺菌装置の全体図
【図２】通電ユニットの一部分解斜視図
【図３】通電ユニットの縦断面図
【図４】（ａ）は通電ユニットの最上部を構成する絶縁
体の平面図、（ｂ）は同絶縁体の側面図
【図５】（ａ）は通電ユニットの中間部を構成する絶縁
体の平面図、（ｂ）は同絶縁体の側面図
【図６】（ａ）は通電ユニットの最下部を構成する絶縁
体の平面図、（ｂ）は同絶縁体の側面図
【図７】本発明による殺菌方法と従来の殺菌方法による
芽胞菌に対する殺菌効果を比較したグラフ
【図８】本発明による殺菌方法と従来の殺菌方法による
ビタミンＣに対する損傷割合を比較したグラフ
【符号の説明】
１…加圧容器、２…蓋体、３…液体の供給口、４…液体
の取出口、５…冷却水入口、６…冷却水出口、７…冷却
水、８…冷却コイル、９…通電ユニット、１０…貯留
部、１１…配管、１２…上部絶縁体、１３…中間絶縁
体、１４…下部絶縁体、１５…段付き穴、１６…ジョイ
ント、１７…溝、１８，１９…流路、２０…雌テーパ
部、２１，２２…電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) A61L 2/02 A23L 3/005 A23L 3/32 C02F 1/48

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液体の供給口と液体の取出口を設けた加
    圧容器と、この加圧容器内に配設される通電ユニットと
    を備え、前記通電ユニットには液体の供給口から供給さ
    れた液体が流れる流路が形成され、この流路には交流電
    源に接続される少なくとも一対の電極が臨んでいること
    を特徴とする液体の連続殺菌装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の液体の連続殺菌装置に
    おいて、前記加圧容器内には高電界中を流れることで高
    温となった液体を冷却する冷却手段が設けられているこ
    とを特徴とする液体の連続殺菌装置。
  3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の液体の
    連続殺菌装置において、前記通電ユニットは複数の絶縁
    体を積層するとともに、絶縁体間に電極を挟持した構成
    としたことを特徴とする液体の連続殺菌装置。
  4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３に記載の液体の連
    続殺菌装置において、前記加圧容器内には通電ユニット
    によって殺菌された液体を一時的に貯留する貯留部が設
    けられていることを特徴とする液体の連続殺菌装置。
  5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４に記載した液体の
    連続殺菌装置を利用した液体の殺菌方法であって、印加
    電界を５ｋＶ／ｃｍ以上、加圧容器内の圧力を０．２Ｍ
    Ｐa以上としたことを特徴とする液体の連続殺菌方法。
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