JP5391301B2 - Food preservation method and food preservation apparatus using charged fine particle water - Google Patents
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本発明は帯電微粒子水による食品保存方法及び食品保存装置に関するものである。 The present invention relates to a food preservation method and a food preservation apparatus using charged fine particle water.
一般に果物や根菜のような野菜を保管した場合、時間の経過と共に黴や臭いが発生する。また水分の減少により新鮮さを失ってしまう。 In general, when vegetables such as fruits and root vegetables are stored, strawberries and odors develop over time. It also loses freshness due to the loss of moisture.
近年、食品を収納して保存する収納庫内にマイナスイオンを発生するイオン発生器を設け、イオン発生器で発生したO2 −、CO4 −等のマイナスイオンを収納庫内に供給する食品保存庫が提供されている(例えば、特許文献1参照)。かかる食品保存庫ではイオン発生器で発生したマイナスイオンで食品周囲に浮遊している細菌類や食品に付着している細菌類が殺菌され、また食品の酸化変質が抑制される。またイオン発生器以外に加湿器を有しており、加湿器で水の粒子を食品の表面に当てることで水分補給できるようになっている。 In recent years, an ion generator that generates negative ions is provided in a storage for storing and storing food, and negative ions such as O 2 − and CO 4 − generated by the ion generator are supplied to the storage. A warehouse is provided (see, for example, Patent Document 1). In such a food storage, bacteria floating around the food and bacteria adhering to the food are sterilized by negative ions generated by the ion generator, and oxidation deterioration of the food is suppressed. Moreover, it has a humidifier other than an ion generator, and it can be rehydrated by applying water particles to the surface of food with the humidifier.
上記のように食品の表面にマイナスイオンを当てることにより黴の発生や酸化による劣化を抑えることができ、また水の粒子を食品の表面に当てることで保湿して新鮮さを失わないようになっているが、マイナスイオンや水の粒子を当てたとき食品の表面にしか当らず、食品の表皮の内部までマイナスイオンや水の粒子が浸透しないために殺菌効果や酸化防止効果や保湿効果が充分ではなく、また活性種が作用してエチレンガスを除去できるものでなかった。 By applying negative ions to the surface of the food as described above, it is possible to suppress the generation of wrinkles and deterioration due to oxidation, and by applying water particles to the surface of the food, it is moisturized and does not lose its freshness. However, when negative ions or water particles are applied, it only hits the surface of the food, and the negative ions and water particles do not penetrate into the food epidermis. However, the active species did not act to remove ethylene gas.
本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、防黴、防臭、エチレンガスの除去及び保湿等の効果を充分に発揮できる帯電微粒子水による食品保存方法及び食品保存装置を提供することを課題とするものである。 The present invention has been invented in view of the above-mentioned conventional problems, and provides a food storage method and a food storage device using charged fine particle water that can sufficiently exhibit the effects of fouling prevention, deodorization, removal of ethylene gas, moisture retention, and the like. The issue is to provide.
上記課題を解決するために本発明の帯電微粒子水による食品保存方法は、電極を冷却して前記電極に結露水を生成するとともに前記電極に高電圧を印加することで前記電極に生成された結露水を直接静電霧化して、ナノメータサイズで且つ活性種を含む帯電微粒子水Mを生成し、この帯電微粒子水Mを食品収納庫4内に供給することを特徴とする。
Food preservation method according to the charged water particles of the present invention to solve the above problems have been generated in the electrode by applying a high voltage to the electrode to generate a dew condensation water to the electrode electrodes cooled directly electrostatically atomizing the condensate water to generate charged water particles M and including the active species in the nanometer size, and the charged water particles M and supplying the
また本発明の食品保存装置は、電極と、この電極に高電圧を印加して静電霧化を生じさせる電圧印加部3を備え、前記電極を冷却して前記電極に結露水を生成するとともに前記電圧印加部3により前記電極に高電圧を印加することで前記電極に生成された結露水を直接静電霧化して、ナノメータサイズで且つ活性種を含み、食品収納庫4内に供給するための帯電微粒子水Mを生成することを特徴とする。
The food storage device of the present invention, the electrodes and includes a
また前記活性種は、ヒドロキシラジカル又はスーパーオキサイドであることも好ましい。 The active species is also preferably a hydroxyl radical or superoxide.
上記構成により、ナノメータサイズで且つ活性種を含んだ帯電微粒子水Mを生成して食品Fに供給でき、帯電微粒子水Mが食品Fの表皮の細孔の内部まで浸透すると共に帯電微粒子水Mが表皮の細孔内部に浸透した状態で活性種が作用するものであって、食品Fの表皮の細孔内部で活性種が作用して殺菌をしたり消臭したりエチレンガスを除去したりできると共に食品Fの表皮の細孔内部で保湿でき、従来に比べて防黴、防臭、エチレンガスの除去及び保湿等の効果を充分に発揮できて食品Fを長期に亙って新鮮に保存できる。 With the above configuration, the charged fine particle water M having an active species including nanometer size can be generated and supplied to the food F. The charged fine particle water M penetrates into the pores of the skin of the food F and the charged fine particle water M The active species act in a state of permeating into the pores of the epidermis, and the active species can act inside the pores of the epidermis of food F to sterilize, deodorize, or remove ethylene gas. At the same time, the moisture can be kept inside the pores of the skin of the food F, and the effects of anti-fouling, deodorization, removal of ethylene gas, moisturizing, etc. can be fully exerted compared to the conventional one, and the food F can be stored fresh for a long time.
本発明は、活性種を含んだ帯電微粒子水を生成して食品に供給でき、帯電微粒子水が食品の表皮の細孔内部まで浸透すると共に帯電微粒子水が表皮の細孔内部に浸透した状態で活性種が作用するものであって、食品の表皮の細孔内部で活性種が作用して殺菌をしたり消臭したりエチレンガスを除去したりできると共に食品の表皮の細孔内部で保湿でき、従来に比べて防黴、防臭、エチレンガスの除去及び保湿等の効果を充分に発揮できて食品を長期に亙って新鮮に保存できるという効果がある。 In the present invention, charged fine particle water containing active species can be generated and supplied to food. The charged fine particle water penetrates into the pores of the epidermis of the food and the charged fine particle water penetrates into the pores of the epidermis. Active species act, and active species can act inside the pores of food epidermis to sterilize, deodorize, remove ethylene gas, and keep moisture inside the pores of food epidermis. Compared with the prior art, the effects of fouling prevention, deodorization, removal of ethylene gas, moisturizing, etc. can be fully exerted, and the food can be stored fresh for a long time.
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。キッチンに設ける収納庫4は本例の場合、床下収納庫であって、図1に示すようにキッチンのキッチンキャビネット8の手前の床下に設けてある。かかる収納庫4はキッチンキャビネット8内に設けられるものでも、キッチンのその他の部分に設けられるものでもよい。収納庫4内には収納庫4内に空気を循環させる空気循環ユニットBを内装してあり、空気循環ユニットB内には図2に示すようにダクト9を内装してあり、ダクト9の途中にはシロッコファンのようなファン5を内装してあり、ファン5を駆動することにより空気循環ユニットBの入口6から収納庫4内の空気を吸い込んで空気循環ユニットBの出口10から収納庫4内に吐出するようになっている。空気循環ユニットBの入口6にはフィルター7を設けてあり、空気循環ユニットBの出口10の近傍には食品保存装置としての静電霧化装置Aを内装してある。
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the accompanying drawings. In this example, the
静電霧化装置Aは、一対の電極として機能する水粒子放出部1及び対向電極2と、前記水粒子放出部1に水Wを供給するための水供給手段と、水粒子放出部1と対向電極2との間に高電圧を印加する電圧印加部3とを備えたもので、水粒子放出部1と対向電極2との間に高電圧を印加することで水粒子放出部1からナノメータサイズの帯電微粒子水(ミスト)Mを生成するものである。
The electrostatic atomizer A includes a water
図3に示す静電霧化装置Aの例では、液溜め部12と、下端が液溜め部12内に入れられて水Wに浸された多孔質材からなる棒状の搬送部13と、これらの搬送部13の保持及び水Wに対する電圧印加のための液印加電極14と、前記搬送部13の先端部の水粒子放出部1と対向する対向電極2と、上記液印加電極14と対向電極2との間に高電圧を印加する電圧印加部3とからなる。
In the example of the electrostatic atomizer A shown in FIG. 3, the
対向電極2と液印加電極14は共にカーボンのような導電材を混入した合成樹脂やステンレス鋼のような金属で形成してある。
Both the
搬送部13は多孔質材で棒状に形成するもので、本実施形態では粒径が2〜500μmのセラミック粒子からなり、その隙間の細孔が1〜250μmで連続気泡状に配置されるように形成してある。搬送部13の上端は針状に尖った水粒子放出部1となっており、搬送部13の上部が液印加電極14よりも上方に突出し、下部が液印加電極14から下方に突出して上記液溜め部12内に入れられた水Wと接触するようになっている。
The
対向電極2は接地してあり、液印加電極14に電圧印加部3を接続して高電圧を印加すると共に、多孔質材で形成されている搬送部13が毛細管現象により液溜め部12に入れてある水Wを吸い上げている時、搬送部13の上端の水粒子放出部1が液印加電極14側の実質的な電極として機能する。電圧印加部3としては、電界強度が500V/mm以上、特に700〜1200V/mmの電界強度を与えることができるものが好ましい。
The
そして、電圧印加部3より搬送部13と対向電極2との間に高電圧を印加することで、水粒子放出部1の水Wが高電圧により大きなエネルギーを受けて表面張力を超えて分裂を繰り返すという所謂レイリー分裂を起こしてナノメータサイズの粒子径の帯電微粒子水M(例えば10〜30ナノメータ)を発生させる静電霧化がなされ、この時、同時に生成された反応性に富む活性種(ヒドロキシラジカル、スーパーオキサイド等の脱臭・除菌の源となる物質)が分裂した帯電微粒子水Mに内包されるように含まれて空気中に飛び出す。このようにして水粒子放出部1から活性種を含んだナノメータサイズの帯電微粒子水Mを発生させるものである。
Then, by applying a high voltage between the
活性種は非常に反応性に富むため、悪臭成分の分解や黴発生の抑制に高い効果を発揮するが、その反応性が高いため単独で存在する場合には寿命が非常に短い。しかしながら、静電霧化装置Aにより得られるナノメータサイズの帯電微粒子水Mにおいては、活性種が水分子に包み込まれているように存在しているため寿命が長くなり、しかも、上記のようにナノメータサイズと非常に小さいので空気中に長時間浮遊すると共に拡散性が高く、空間の広い範囲において活性種(ヒドロキシラジカル、スーパーオキサイド等)により空気中の脱臭効果、黴や菌の除菌や繁殖の抑制効果を高めることができ、更に、帯電微粒子水Mはナノメータサイズと非常に小さいので、果物や野菜等の食品Fの表面の細孔内部に入り込むことが可能で食品Fの表面の付着臭の除去ができることとなる。以下、臭気とナノメータサイズの帯電微粒子水Mに含まれた活性種の脱臭反応式を示す。 Active species are extremely reactive, and thus have a high effect on the decomposition of malodorous components and the suppression of soot generation. However, when they are present alone, their lifetime is very short. However, in the nanometer-sized charged fine particle water M obtained by the electrostatic atomizer A, the active species exist as if encapsulated in water molecules, so that the lifetime is increased, and the nanometer as described above. Because it is very small in size, it floats in the air for a long time and has high diffusivity. In a wide range of space, active species (hydroxy radicals, superoxide, etc.) deodorize the air, disinfect and propagate bacteria and bacteria. The suppression effect can be enhanced, and furthermore, the charged fine particle water M is very small with nanometer size, so it can enter the pores on the surface of the food F such as fruits and vegetables, and the odor on the surface of the food F can be reduced. It can be removed. Hereinafter, the deodorization reaction formula of the active species contained in the odor and the nanometer-sized charged fine particle water M is shown.
アンモニア 2NH3+6・OH→N2+6H2O
アセトアルデヒド CH3CHO+6・OH+O2→2CO2+5H2O
酢酸 CH3COOH+4・OH+O2→2CO2+4H2O
メタンガス CH4+4・OH+O2→CO2+4H2O
一酸化炭素 CO+2・OH→CO2+H2O
一酸化窒素 2NO+4・OH→N2+2O2+2H2O
ホルムアルデヒド HCHO+4・OH→CO2+3H2O
なお、・OHはヒドロキシラジカルを示す。
Ammonia 2NH 3 + 6 · OH → N 2 + 6H 2 O
Acetaldehyde CH 3 CHO + 6 · OH + O 2 → 2CO 2 + 5H 2 O
Acetic acid CH 3 COOH + 4 · OH + O 2 → 2CO 2 + 4H 2 O
Methane gas CH 4 + 4 · OH + O 2 → CO 2 + 4H 2 O
Carbon monoxide CO + 2 · OH → CO 2 + H 2 O
Nitric
Here, .OH represents a hydroxy radical.
また上記ナノメータサイズの帯電微粒子水Mに含まれる活性種はエチレンガスも除去できる。この反応式を下記に示す。 The active species contained in the nanometer-sized charged fine particle water M can also remove ethylene gas. This reaction formula is shown below.
エチレンガス C2H4+12・OH→2CO2+8H2O
また図4に示す静電霧化装置Aの例では、ペルチェユニット16の放熱部16aと冷却部16bとを備えた水供給手段が設けてある。ペルチェユニット16は、熱伝導性の高いアルミナや窒化アルミニウム等からなる絶縁板Zの片面側に回路を形成してある一対のペルチェ回路板P(P1,P2)を、互いの回路側が向かい合うように対向させ、多数列設してある熱電素子Nを両ペルチェ回路板P(P1,P2)間で挟持すると共に隣接する熱電素子N同士を両側の回路で電気的に接続させ、ペルチェ入力リード線Lを介してペルチェユニット用電源20にてなされる熱電素子Nへの通電により一方のペルチェ回路板P1側から他方のペルチェ回路板P2側に向けて熱が移動するように設けたもので、前記一方のペルチェ回路板P1を冷却部16bに接続すると共にペルチェ回路板P2を放熱部16aに接続する。本例では図4に示すように、ペルチェ回路板P2を設けた絶縁板Zを放熱部16aとしての放熱フィンに接続すると共にペルチェ回路板P1を設けた絶縁板Zを後述する冷却部16bに接続するものである。
Ethylene gas C 2 H 4 + 12 · OH → 2CO 2 + 8H 2 O
Moreover, in the example of the electrostatic atomizer A shown in FIG. 4, the water supply means provided with the
冷却部16bは、内部に結露水からなる水Wを溜めることができる液溜め部12が形成されるように上方に開口する略皿状に形成してあり、この冷却部16bの内部上面に液印加電極14が設けてある。
The
液印加電極14は、上端部が水粒子放出部1となるもので、多孔質材で形成されるか微細孔や微細溝(図4の例では微細孔17)を有しており、その下端部の液溜め部12に貯水されている水Wを毛細管現象にて放電部となる上端部の水粒子放出部1まで搬送可能な搬送部13となるようにしてある。また、水粒子放出部1を金属で形成したり金属製の表面膜を形成したりして表面の熱伝導性を高く形成すると共に冷却部16bに熱的に接続されるように取り付けることで、水粒子放出部1の表面に直接水Wを結露させるようにしてもよい。また上端部が水粒子放出部1となる多孔質セラミック等からなる搬送部13に液印加電極14を設けてもよい。
The
また冷却部16bには図4に示すうようにオーバーフロー孔Oが設けてあり、液溜め部12に溜められた水Wが一定水位以上となった時に余剰水としてオーバーフロー孔Oを介して下部の余剰水貯水タンクTへ排出することができるようになっている。
As shown in FIG. 4, the cooling
収納庫4内に果物や野菜等の食品Fを収納して保存する。食品Fを保存するとき空気循環ユニットBのファン5が駆動されて空気循環ユニットBの入口6から収納庫4内の空気が吸い込まれ、空気循環ユニットBの出口10から空気が収納庫4内に吐出するように空気が循環する。このとき、静電霧化装置Aでは電圧印加部3にて水粒子放出部1と対向電極2との間に高電圧が印加され、ナノメータサイズの粒子径の帯電微粒子水Mを生成させる静電霧化が行なわれる。この静電霧化により生成された帯電微粒子水Mはファン5によって送風される空気と一緒に収納庫4内を循環し、食品Fに帯電微粒子水Mが付与される。この静電霧化装置Aによる静電霧化にて活性種を含んだナノメータサイズの帯電微粒子水Mを生成して食品Fに供給できる。このナノメータサイズの帯電微粒子水Mは食品Fの表皮の細孔の内部まで浸透すると共に帯電微粒子水Mが表皮の細孔内部に浸透した状態で活性種が作用するものであって、食品Fの表皮の細孔内部で活性種が作用して殺菌をしたり消臭したりエチレンガスを除去したりできると共に食品Fの表皮の細孔内部で保湿することができる。これにより、従来に比べて防黴、防臭、エチレンガスの除去及び保湿等の効果を充分に発揮できて食品Fを長期に亙って新鮮に保存できる。また静電霧化装置Aで静電霧化した帯電微粒子水Mが空気循環ユニットBのファン5による送風にて循環させることができるため静電霧化装置Aにて霧化した帯電微粒子水Mを収納庫4の隅々まで行き亙らせて食品Fに隈なく付与できる。
The
上記のように静電霧化装置Aにて水Wを静電霧化して帯電微粒子水Mを生成するが、図4に示すような静電霧化装置Aを用いると、ペルチェユニット16の冷却により結露させた結露水を静電霧化により帯電微粒子水Mを形成するための水Wとして用いることができる。これにより、収納庫4内から回収した結露水を利用して静電霧化装置Aにて帯電微粒子水Mを生成できるものであって、水Wを補給したりすることなく帯電微粒子水Mを生成できる。また上記のように空気循環ユニットBのファン5による送風にて循環する空気からペルチェユニット16による冷却にて結露させるために循環する空気の除湿ができる。これにより収納庫4内の除湿をすることができ、収納庫4内に収納した食品Fが高湿度により劣化するのを防止できる。
As described above, the electrostatic atomization device A electrostatically atomizes the water W to generate the charged fine particle water M. When the electrostatic atomization device A as shown in FIG. 4 is used, the
また空気循環ユニットBのファン5を駆動して空気を収納庫4内に循環させたとき、空気循環ユニットBの入口6に設けたフィルター7にて入口6から入った空気から塵埃等が除去される。このとき静電霧化装置Aがペルチェユニット16の冷却により結露水を回収する構造の場合、結露水に塵埃等が混じることがなく、静電霧化装置Aで静電霧化して帯電微粒子水Mを生成するときの弊害を生じることがない。
Also, when the
またこのフィルター7にエチレン除去触媒を内蔵させてあることが好ましい。このエチレン除去触媒はハニカム等の構造にしてある。フィルター7にエチレン除去触媒を内蔵させてあると、空気循環ユニットBの入口6から入る空気からエチレンガスを除去でき、食品Fのエチレンガスによる劣化を一層防止できる。このエチレン除去触媒の具体的な例としては、活性炭やゼオライトなどの多孔質体にエチレン酸化酵素であるエチレンモノオキシナーゼを添加したもの、パラジウム触媒、光触媒等がある。
Moreover, it is preferable that an ethylene removal catalyst is built in the
また本発明の食品収納庫の収納庫4内に食品Fを収納するとき、図5(a)に示すように収納庫4内で果物、野菜等の食品Fを単に積み重ねるように収納しても、図5(b)に示すように収納庫4内の空気循環ユニットBの上にスノコ21を介して果物、野菜等の食品Fを積み重ねるように収納してもよい。かかるスノコ21としては格子状のものでも網状のものでもよい。このようにスノコ21を介して食品Fを収納してあると、通気性を向上できる。
Further, when the food F is stored in the
また図6は空気循環ユニットBの他の例を示すものである。空気循環ユニットB内のダクト9に入口6から出口10に向けて順にフィルター7、ファン5、結露水生成装置18、静電霧化装置Aを内装してある。静電霧化装置Aは図3に示すものと基本的に同じである。ファン5と静電霧化装置Aとの間に設ける結露水生成装置18は集水板19とペルチェユニット16とで構成されており、ペルチェユニット16で冷却して結露させた水を集水板19にて集水して静電霧化装置Aの液溜め部12に溜めるようになっている。
FIG. 6 shows another example of the air circulation unit B. A
またフィルター7は第1フィルター7aと第2フィルター7bの二層構造となっている。第1フィルター7aは微細網目構造になっており、第2フィルター7bは活性炭若しくは酸化触媒を装填した構造になっている。ファン5を駆動して空気を循環させると、入口6から流入した空気は第1フィルター7a、第2フィルター7bを順に通過して浄化される。入口6から流入した空気が第1フィルター7aを通過することで空気中の埃や浮遊微粒子が除去され、第2フィルター7bを通過することで空気中の不快臭成分が除去される。これにより、塵埃や不快臭成分が除去された空気が結露水生成装置18に供給され、塵埃や不快成分が溶存しない結露水が結露水生成装置18にて形成され、清浄な水が静電霧化装置Aに供給されて静電霧化される。
The
上記第2フィルター7bには空気中の不快臭成分を除去する活性炭若しくは酸化触媒に加えてエチレンガスを除去するエチレン除去触媒も装填してあってもよい。
The
1 水粒子放出部
2 対向電極
3 電圧印加部
4 収納庫
5 ファン
6 入口
7 フィルター
A 静電霧化装置
B 空気循環ユニット
F 食品
M 帯電微粒子水
W 水
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