JP7181645B2 - 殺菌処理装置、および殺菌処理システム - Google Patents

Description

本開示は、殺菌処理装置、および殺菌処理システムに関する。特に、本開示は、液体食品を電圧で殺菌する殺菌処理装置、および殺菌処理システムに関する。

非特許文献１には、高電圧を印加した２つの電極の間に液体食品を循環させることで液体食品に殺菌処理を行う殺菌処理装置が記載されている。

電気学会論文誌A,Vol.137,No.12,pp.678－pp.684 (2017)「パルス電界による野菜飲料内の酵素に影響を与えない非加熱殺菌処理装置の開発」

非特許文献１に記載の殺菌処理装置では、高電圧が電極の一定箇所に印加され続けるため、電極が消耗し易いという問題がある。また、このような殺菌処理装置では、印加電圧によって電極にジュール熱が発生するが、この熱による液体食品の温度の上昇（すなわち液体食品の劣化）を抑制する必要がある。

本開示の目的は、発熱を抑制しつつ印加電圧による消耗を抑制できる回転電極を用いた殺菌処理装置、および、この殺菌処理装置を用いた殺菌処理システムを提供することである。

本開示の一態様の殺菌処理装置は、第１回転電極及び第２回転電極と、電極格納容器と、を備える。前記第１回転電極及び第２回転電極は、他の電極との間に印加された電圧によって液体食品を殺菌する回転電極で構成され、互いの間に前記電圧が印加される。前記回転電極は、回転電極本体と、冷却流路と、を備える。前記回転電極本体は、回転可能に支持され、駆動源によって回転可能である。前記冷却流路は、前記回転電極本体の内部に設けられ、冷媒が流れる。前記電極格納容器は、前記第１回転電極及び前記第２回転電極を回転可能に支持した状態で格納する内部格納部を有する。前記電極格納容器は、導入部と、排出部と、を有する。前記導入部は、前記内部格納部に前記液体食品を導入する。前記排出部は、前記内部格納部を流れた前記液体食品を前記内部格納部から排出する。

本開示の一態様の殺菌処理システムは、前記殺菌処理装置と、電圧発生装置と、貯留槽と、第２ポンプと、を備える。前記電圧発生装置は、前記第１回転電極と前記第２回転電極との間に電圧を印加する。前記貯留槽は、前記液体食品を貯留する。前記第２ポンプは、前記貯留槽内の前記液体食品を前記導入部に流入させる。

本開示によれば、発熱を抑制しつつ印加電圧による消耗を抑制できる、という利点がある。

図１は、本実施形態に係る殺菌処理装置の全体概略図である。 図２は、電極格納容器の断面図である。 図３は、図２のＸ１－Ｘ１線断面図である。 図４は、冷却水連結部を冷却水が流れる方向から見た正面図である。 図５は、図４のＸ２－Ｘ２線断面図である。 図６は、本実施形態に係る殺菌処理システムの全体概略図である。 図７は、本実施形態の回転電極を用いた際の印加電圧波形の測定結果を示す図である。 図８Ａは、本実施形態の回転電極を用いた時の殺菌処理直後と殺菌処理後の印加電圧波形（電界強度４０ｋＶ／ｃｍ）の測定結果を示す図である。図８Ｂは、本実施形態の回転電極を用いた時の殺菌処理直後と殺菌処理後の印加電圧波形（電界強度５０ｋＶ／ｃｍ）の測定結果を示す図である。 図９は、比較例の平行平板電極を用いた際の電極間の発熱による電圧変化の様子を示す図である。 図１０は、図６に示す第１チラーの水槽内の冷却水の温度の測定結果を示す図である。 図１１は、図６に示す第２チラーの水槽内の冷却水の温度の測定結果を示す図である。 図１２は、図６に示す処理液の温度の測定結果を示す図である。 図１３は、殺菌処理を行った際の殺菌処理時間と生存率の関係を示す図である。 図１４は、比較例の平行平板電極を用いた際の色素変化（光透過率）の測定結果を示す図である。 図１５Ａは、本実施形態の回転電極を用いた際の色素変化（光透過率）の測定結果（電界強度４５ｋＶ／ｃｍ、繰り返し数２００ｐｐｓ）を示す図である。図１５Ｂは、本実施形態の回転電極を用いた際の色素変化（光透過率）の測定結果（電界強度５０ｋＶ／ｃｍ、繰り返し数１５０ｐｐｓ）を示す図である。 図１６は、変形例の殺菌処理システムの全体概略図である。

以下、本開示の実施形態に係る回転電極、殺菌処理装置及び殺菌処理システムについて、図面を参照して詳細に説明する。ただし、下記の実施形態において説明する各図は模式的な図であり、各構成要素の大きさ及び厚さのそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。なお、以下の実施形態で説明する構成は、本開示の一例にすぎない。本開示は、以下の実施形態に限定されず、本開示の効果を奏することができれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

（１）殺菌処理システムの全体構成
図１を参照して殺菌処理装置１の全体構成を説明する。

図１に示すように、殺菌処理装置１は、液体食品に電圧を印加することで、液体食品を殺菌処理する装置である。液体食品は、食品を液状又はゲル状にしたものである。液体食品は、粘着性を有していてもよい。食品は、生鮮食品（生で食べられる食品）を含むが、生鮮食品に限定されない。液体食品の例としては、例えば野菜ジュース及び牛乳である。

殺菌処理装置１は、２つの回転電極２Ａ，２Ｂと、電極格納容器３と、冷却水連結部４Ａ～４Ｄと、モータ５Ａ，５Ｂ（第１駆動源、第２駆動源）と、絶縁ベルト６Ａ，６Ｂと、接触部材７Ａ，７Ｂと、ポンプ２７（第１ポンプ）とを備える。

回転電極２Ａ，２Ｂはそれぞれ、他方の回転電極２Ｂ，２Ａとの間に印加される電圧によって液体食品を殺菌処理する殺菌処理電極である。回転電極２Ａ，２Ｂは、回転電極本体２１と冷却流路２２とを有する。以下の説明では、回転電極２Ａの回転電極本体２１及び冷却流路２２を回転電極本体２１Ａ及び冷却流路２２Ａと記載し、回転電極２Ｂの回転電極本体２１及び冷却流路２２を回転電極本体２１Ｂ及び冷却流路２２Ｂと記載する場合がある。

回転電極本体２１は、回転可能に支持され、駆動源（モータ５Ａ，５Ｂ）によって回転可能である。回転電極本体２１は、導電性を有する部材（例えば金属、具体的にはステンレス）によって形成されている。すなわち、回転電極本体２１は、導電性を有する。回転電極本体２１は、例えば回転対称な形状である。回転電極本体２１の中心軸が回転軸になっている。回転電極本体２１の内部には、冷却流路２２が設けられている。冷却流路２２は、冷媒（例えば冷却水）が流れる部分であり、回転電極本体２１の内部において、回転電極本体２１の回転軸に沿って真っ直ぐに延びている。冷却流路２２の両端はそれぞれ、回転電極本体２１の両側の端面の中央において開口している。

回転電極２Ａ，２Ｂはそれぞれ、回転電極本体２１に設けられる一対の回転軸部材２３，２４を更に有する。以下の説明では、回転電極２Ａの一対の回転軸部材２３，２４を回転軸部材２３Ａ，２４Ａと記載し、回転電極２Ｂの一対の回転軸部材２３，２４を回転軸部材２３Ｂ，２４Ｂと記載する場合がある。

一対の回転軸部材２３，２４は、導電性を有する部材（例えば金属、具体的にはステンレス）によって形成されている。すなわち、一対の回転軸部材２３，２４は、導電性を有する。回転軸部材２３，２４は、円筒状である。回転軸部材２３，２４の内部には、軸側冷却流路２３１，２４１が設けられている。軸側冷却流路２３１，２４１は、回転軸部材２３，２４の長手方向（筒軸方向）に沿って貫通している。

一対の回転軸部材２３，２４はそれぞれ、回転電極本体２１の両端面の各々の中心に設けられている。一対の回転軸部材２３，２４は、回転電極本体２１の両端面において、回転電極本体２１の回転軸に沿って外側に突出している。すなわち、一対の回転軸部材２３，２４は、回転電極本体２１の両端面において回転電極本体２１と同心状に設けられている。一対の回転軸部材２３，２４の軸側冷却流路２３１，２４１はそれぞれ、回転電極本体２１の冷却流路２２の両端開口と繋がっている。すなわち、回転電極本体２１の冷却流路２２と、一対の回転軸部材２３，２４の各々の軸側冷却流路２３１，２４１とは、一本の冷却流路を構成している。

電極格納容器３は、２つの回転電極本体２１を回転可能に格納する部材である。電極格納容器３は、絶縁性を有する部材（例えば樹脂、具体的にはジュラコン）によって形成されている。電極格納容器３は、例えば直方体形であり、内部に２つの回転電極本体２１を収容する内部格納部３０を有する。

また、電極格納容器３は、４つの貫通孔３３～３６と、導入部３１と、排出部３２とを有する。貫通孔３３，３４は、一方の回転電極２Ａの一対の回転軸部材２３Ａ，２４Ａを貫通させる貫通孔である。貫通孔３５，３６は、他方の回転電極２Ｂの一対の回転軸部材２３Ｂ，２４Ｂを貫通させる貫通孔である。貫通孔３３，３５は、電極格納容器３の側面３ａに設けられており、貫通孔３４，３６は、電極格納容器３において側面３ｂに設けられている。側面３ｂは、電極格納容器３において側面３ａ側とは反対側の側面である。

回転電極２Ａにおいて、回転電極本体２１Ａは、電極格納容器３の内部（内部格納部３０）に回転可能に格納されており、一対の回転軸部材２３Ａ，２４Ａは、貫通孔３３，３４を回転可能に貫通して、電極格納容器３の内部から外部に突出している。回転電極２Ｂにおいて、回転電極本体２１Ｂは、電極格納容器３の内部（内部格納部３０）に回転可能に格納されており、一対の回転軸部材２３Ｂ，２４Ｂは、貫通孔３５，３６を回転可能に貫通して、電極格納容器３の内部から外部に突出している。すなわち、各回転電極２Ａ，２Ｂは、貫通孔３３～３６によって回転可能に支持されており、回転軸部材２３Ａ，２４Ａ，２３Ｂ，２４Ｂを回転させることで、電極格納容器３内の回転電極本体２１Ａ，２１Ｂを回転させることが可能である。電極格納容器３内において、２つの回転電極本体２１Ａ，２１Ｂ（の回転軸）は、互いに平行に配置されており、また、２つの回転電極本体２１Ａ，２１Ｂは、互いに近接（例えば２つの回転電極２Ａ，２Ｂの各々の外周面の間の隙間４ｍｍ）して配置されている。

導入部３１は、液体食品を電極格納容器３の外部から内部に導入する部分である。導入部３１は、電極格納容器３の内部（内部格納部３０）と外部とを貫通する貫通孔である。排出部３２は、液体食品を電極格納容器３の内部から外部に排出する部分である。排出部３２は、電極格納容器３の内部（内部格納部３０）と外部とを貫通する貫通孔である。導入部３１及び排出部３２は、電極格納容器３の複数の側面のうち、２つの回転電極２Ａ，２Ｂが並ぶ方向の両側の側面３ｃ，３ｄに設けられている。これにより、導入部３１に導入された液体食品は、電極格納容器３の内部において、一方の回転電極本体２１Ａ側から２つの回転電極本体２１Ａ，２１Ｂの間を通って他方の回転電極本体２１Ｂ側に流れて排出部３２から外部に排出される。導入部３１及及び排出部３２にはそれぞれ、液体食品が流れるホースが接続可能な接続部１１（例えばニップル）が接続されている。

冷却水連結部４Ａ～４Ｄはそれぞれ、回転軸部材２３Ａ，２４Ａ，２３Ｂ，３４Ｂの端部に回転可能に連結されている。冷却水連結部４Ａ～４Ｄはそれぞれ、連結された回転軸部材２３Ａ，２４Ａ，２３Ｂ，２４Ｂの軸側冷却流路２３１，２４１への冷却水（冷媒）の供給、又は軸側冷却流路２３１，２４１からの冷却水の排出を行う。各冷却水連結部４Ａ～４Ｄは、床又は地面などに固定部品９で固定されている。

冷却水連結部４Ａ～４Ｄの内部には、冷却水が流れる冷却流路４１が設けられている。冷却流路４１は、冷却水連結部４Ａ～４Ｄの内部を真っ直ぐに延びて貫通している。冷却水連結部４Ａ～４Ｄの冷却流路４１の一端は、連結された回転軸部材２３Ａ，２４Ａ，２３Ｂ，２４Ｂの軸側冷却流路２３１，２４１と繋ながっている。また、冷却水連結部４Ａ～４Ｄは、冷却水が流れるホース１３，１４が接続可能な接続部４２（例えばニップル）を備える。接続部４２は、冷却水連結部４Ａ～４Ｄの外面において、冷却流路４１の他端に連結するように設けられている。

本実施形態では、２つの回転電極２Ａ，２Ｂの冷却流路２２Ａ，２２Ｂには、例えば、互いに同じ側から冷却水が供給され、互いに同じ側から冷却水が排出される。このため、同じ側の２つの冷却水連結部（例えば４Ａ，４Ｃ）の接続部４２から冷却水が供給される。そして、同じ側の２つの冷却水連結部（例えば４Ｂ，４Ｄ）の接続部４２から冷却水が排水される。

接触部材７Ａ，７Ｂは、高電圧発生装置１０１の出力電圧を回転電極２Ａ，２Ｂの間に印加させるための部材である。接触部材７Ａ，７Ｂはそれぞれ、回転電極２Ａ，２Ｂに電気的に接触するように配置される。高電圧発生装置１０１は、例えば電界強度４０～５０ｋＶ／ｃｍの高電圧が出力可能な装置である。接触部材７Ａ，７Ｂは、導電性を有する部材（例えば金属）によって、例えば弾性片状に形成されている。一方の接触部材７Ａは、一方の回転電極２Ａの一方の回転軸部材（例えば２４Ａ）に接触しており、他方の接触部材７Ｂは、他方の回転電極２Ｂの一方の回転軸部材（例えば２４Ｂ）に接触している。一方の接触部材７Ａに高電圧発生装置１０１の出力電圧が印加され、他方の接触部材７Ｂは接地される。これにより、高電圧発生装置１０１の出力電圧が、２つの回転電極２Ａ，２Ｂの回転電極本体２１Ａ，２１Ｂの間に印加され、この印加電圧によって２つの回転電極本体２１Ａ，２１Ｂの間を流れる液体食品が殺菌される。

モータ５Ａ，５Ｂはそれぞれ、回転電極２Ａ，２Ｂを回転させる駆動源である。モータ５Ａ，５Ｂは、回転軸部材５１を有する。モータ５Ａの回転軸部材５１と回転電極２Ａの一方の回転軸部材（例えば２３Ａ）との間には、絶縁ベルト６Ａが渡されている。より詳細には、モータ５Ａの回転軸部材５１及び回転電極２Ａの回転軸部材２３Ａにはそれぞれ、プーリー５２Ａ，２３Ａａが設けられており、プーリー５２Ａ，２３Ａａ間に、絶縁ベルト６Ａが渡されている。モータ５Ｂの回転軸部材５１と回転電極２Ｂの一方の回転軸部材（例えば２３Ｂ）との間には、絶縁ベルト６Ｂが渡されている。より詳細には、モータ５Ｂの回転軸部材５１及び回転電極２Ｂの回転軸部材２３Ｂにはそれぞれ、プーリー５２Ｂ，２３Ｂａが設けられており、プーリー５２Ｂ，２３Ｂａ間に、絶縁ベルト６Ｂが渡されている。モータ５Ａ，５Ｂが回転軸部材５１を回転させることで、その回転力が絶縁ベルト６Ａ，６Ｂを回転させて、回転電極２Ａ，２Ｂの回転軸部材２３Ａ，２３Ｂが回転する。この結果、モータ５Ａ，５Ｂによって回転電極２Ａ，２Ｂの回転電極本体２１Ａ，２１Ｂが回転する。本実施形態では、モータ５Ａ，５Ｂによって、各回転電極２Ａ，２Ｂは、互いに逆方向に回転するが、互いに同じ方向に回転してもよい。

絶縁ベルト６Ａ，６Ｂは、モータ５Ａ，５Ｂの回転軸部材５１と回転電極２Ａ，２Ｂの回転軸部材（例えば２３Ａ，２３Ｂ）との間（より詳細にはプーリー５２Ａ，５２Ｂとプーリー２３Ａａ，２３Ｂａとの間）に渡されて、モータ５Ａ，５Ｂの回転軸部材５１の回転を回転電極２Ａ，２Ｂの回転軸部材２３Ａ，２３Ｂに伝達する部材である。絶縁ベルト６Ａ，６Ｂは、無端ベルトである。絶縁ベルト６Ａ，６Ｂは、絶縁性を有する部材（例えばゴム）で形成されている。

ポンプ２７は、冷却水を２つの回転電極２Ａ，２Ｂの冷却流路２２Ａ，２２Ｂに供給する。より詳細には、ポンプ２７の吐出部は、ホース１３を介して２つの冷却水連結部４Ａ，４Ｃの接続部４２に接続されている。ポンプ２７から吐出された冷却水は、２つの冷却水連結部４Ａ，４Ｃの接続部４２から冷却水連結部４Ａ，４Ｃを通って回転電極２Ａ，２Ｂの冷却流路２２Ａ，２２Ｂに供給される。

（２）動作説明
この殺菌処理装置１は、２つのモータ５Ａ，５Ｂが回転駆動することで、２つの回転電極２Ａ，２Ｂが回転する。また、ポンプ２７によって２つの冷却水連結部４Ａ，４Ｃに冷却水が供給されることで、２つの回転電極２Ａ，２Ｂの各々の冷却流路２２Ａ，２２Ｂ内に冷却水が流れて回転電極本体２１Ａ，２１Ｂが冷却される。また、高電圧発生装置１０１によって接触部材７Ａに高電圧が印加される。これにより、２つの回転電極本体２１Ａ，２１Ｂの間に高電圧が印加される。この状態で、導入部３１に液体食品が導入される。これにより、液体食品が導入部３１から電極格納容器３の内部格納部３０内を流れて２つの回転電極本体２１Ａ，２１Ｂの間を通って排出部３２から外部に排出される。その際、液体食品は、２つの回転電極本体２１Ａ，２１Ｂの間を流れるときに、２つの回転電極本体２１Ａ，２１Ｂの間の印加電圧に晒されることで殺菌される。そして、殺菌された液体食品は、排出部３２から外部に排出される。

この殺菌処理装置１では、回転電極本体２１Ａ，２１Ｂが回転するため、回転電極本体２１Ａ，２１Ｂの間に印加される電圧が回転電極本体２１Ａ，２１Ｂの一定箇所に印加され続けることを抑制できる。これにより、印加電圧による回転電極本体２１Ａ，２１Ｂの消耗を抑制できる。この摩耗の抑制によって、回転電極本体２１Ａ，２１Ｂの摩耗箇所に液状食品に含まれる固形物が蓄積することも抑制できる。また、回転電極２Ａ，２Ｂの回転によって、２つの回転電極２Ａ，２Ｂの間に高電圧が印加されても、液体食品内に含まれる固形物が帯電して２つの回転電極２Ａ，２Ｂ間に吸着することを抑制できる。

また、回転電極本体２１Ａ，２１Ｂは、内部の冷却流路２２Ａ，２２Ｂを流れる冷却水によって内部に発生するジュール熱を吸収する。このため、回転電極本体２１Ａ，２１Ｂの温度上昇を抑制できる。これにより、液体食品が回転電極本体２１Ａ，２１Ｂで殺菌されるときに加熱されることを抑制できる。また、２つの回転電極２Ａ，２Ｂ間に高電圧が印加される場合でも、回転電極２Ａ，２Ｂの発熱を抑制して回転電極２Ａ，２Ｂを長時間連続して使用することができる。

（３）回転電極の詳細
図２を参照して、回転電極２Ａの構造について詳しく説明する。回転電極２Ｂの構造は、回転電極２Ａの構造と同じであるため、回転電極２Ｂの構造の説明は省略する。

上述のように、回転電極２Ａは、回転電極本体２１Ａと一対の回転軸部材２３Ａ，２４Ａとを備える。回転電極本体２１は、基部２１１と、一対の連結部２１２とを有する。

基部２１１は、殺菌処理電極として機能する部分であり、例えば円板状である。一対の連結部２１２は、一対の回転軸部材２３，２４が連結される部分であり、例えば円筒状である。一対の連結部２１２は、基部２１１の両側の主面の中央において、基部２１１の両側から突出するように設けられている。つまり、基部２１１の直径は、連結部２１２の直径よりも大きい。一対の連結部２１２は、基部２１１に同心状に設けられている。回転電極２Ａの冷却流路２２は、基部２１１及び一対の連結部２１２に渡って延びている。

回転電極２Ａの冷却流路２２Ａは、冷媒貯留部２１８と、一対の空洞部２１９とで構成されている。

冷媒貯留部２１８は、基部２１１の内部に設けられている。冷媒貯留部２１８は、冷却流路２２を流れる冷媒を基部２１１の内部に一時的に貯める部分である。冷媒貯留部２１８は、基部２１１の内部の全体に広がるように形成されている。本実施形態では、冷媒貯留部２１８は、基部２１１の形状（円板状）に合わせて円板状に形成されている。一対の空洞部２１９は、一対の連結部２１２の内部に設けられている。空洞部２１９は、例えば円筒状である。一対の空洞部２１９の各々の端部は、冷媒貯留部２１８の両側に繋がっている。円板形の冷媒貯留部２１８の直径は、円筒状の空洞部２１９の直径よりも大きい。

冷却流路２２を流れる冷媒は、冷媒貯留部２１８の内部に流入して冷媒貯留部２１８内を一時的に貯まってから冷媒貯留部２１８から流出する。このように、基部２１１の内部に冷媒貯留部２１８が設けられることで、冷媒によって基部２１１全体を効果的に冷却できる。

連結部２１２の先端面の中央には、回転軸部材２３Ａ，２４Ａの端部が挿入可能な挿入孔２１３が設けられている。挿入孔２１３は、回転電極本体２１内の冷却流路２２と繋がっている。

また、挿入孔２１３の内周面には、周方向に沿って環状の凹溝が設けられており、この凹溝には、冷却水の漏れを防止するための環状の防水弾性部材（Ｏリング）２１５が設けられている。

また、連結部２１２の外周面には、挿入孔２１３に挿入された回転軸部材２３，２４を固定するための止めねじ２１６がねじ込まれるねじ孔が設けられている。このねじ孔は、連結部２１２の外周面から挿入孔２１３まで達して挿入孔２１３と繋がっている。つまり、回転軸部材２３，２４の端部が連結部２１２の挿入孔２１３に挿入された状態で、止めねじ２１６がねじ孔にねじ込まれて、止めねじ２１６の先端部が回転軸部材２３，２４に押し付けられる。これにより、回転軸部材２３，２４が連結部２１２の挿入孔２１３から抜けないように連結部２１２に固定される。その際、挿入孔２１３と回転軸部材２３，２４との間に防水弾性部材２１５が挟まることで、挿入孔２１３と回転軸部材２３，２４との隙間から冷却水が外部に漏れることが防止される。また、止めねじ２１６の頭部の裏面と連結部２１２の凹部の底面との間には、防水弾性部材２１７（例えばＯリング）が挟み込まれている。これにより、止めねじ２１６がねじ込まれるねじ孔から冷却水が漏れることが防止される。

（４）電極格納容器の詳細
次に図２及び図３を参照して、電極格納容器３の構造について詳しく説明する。

電極格納容器３は、上述のように、回転電極本体２１Ａ，２１Ｂを格納する内部格納部３０を有する。より詳細には、内部格納部３０は、第１格納部３０１と、第２格納部３０２と、１つ以上（例えば１つ）の連結路３０３とを有する。第１格納部３０１は、回転電極本体２１Ａを格納する格納部であり、回転電極本体２１Ａの形状と同形で一回り大きい形状をしている。第２格納部３０２は、回転電極本体２１Ｂを格納する格納部であり、回転電極本体２１Ｂの形状と同形で一回り大きい形状をしている。

より詳細には、第１格納部３０１は、基部格納部３０１ａと、一対の連結部格納部３０１ｂ，３０１ｃとを有する。基部格納部３０１ａは、基部２１１を格納する部分であり、基部２１１と同形で一回り大きい形状をしている。連結部格納部３０１ｂ，３０１ｃはそれぞれ、一対の連結部２１２の各々を格納する部分であり、連結部２１２と同形で一回り大きい形状をしている。一対の連結部格納部３０１ｂ，３０１ｃは、基部格納部３０１ａの両側に連結している。第２格納部３０２は、第１格納部３０１と同じ構造であり、基部格納部３０２ａと、一対の連結部格納部３０２ｂ，３０２ｃとを有する。第１格納部３０１と第２格納部３０２は、互いの中心軸が平行になるように横に並んで配置されている。

連結路３０３は、第１格納部３０１と第２格納部３０２とを繋げる部分である。より詳細には、連結路３０３は、基部格納部３０１ａ，３０２ａの間を貫通して基部格納部３０１ａ，３０２ａを繋げる。連結路３０３は、基部格納部３０１ａの基部格納部３０２ａ側の端部と、基部格納部３０２ａの基部格納部３０１ａ側の端部との間を貫通している。連結路３０３が複数備えられる場合は、複数の連結路３０３は、第１格納部３０１及び第２格納部３０２の各々の中心軸に沿って（すなわち図２の紙面上の上下方向に）互いに間隔を空けて設けられる。

電極格納容器３は、上述のように、４つの貫通孔３３～３６と、導入部３１と、排出部３２と、２つの接続部１１とを有する。

貫通孔３３は、電極格納容器３の側面３ａと連結部格納部３０１ｂの端面との間を貫通している。貫通孔３４は、電極格納容器３の側面３ｂと連結部格納部３０１ｃの端面との間を貫通している。貫通孔３５は、電極格納容器３の側面３ａと連結部格納部３０２ｂの端面との間を貫通している。貫通孔３６は、電極格納容器３の側面３ｂと連結部格納部３０２ｃの端面との間を貫通している。

電極格納容器３の側面３ａにおける貫通孔３３，３５の外周には、その貫通孔３３，３５を貫通する回転軸部材２３Ａ，２３Ｂを回転可能に支持する軸受け６１Ａ，６１Ｃ（例えばボールベアリング）が設けられている。電極格納容器３の側面３ｂにおける貫通孔３４，３６の外周には、その貫通孔３４，３６を貫通する回転軸部材２４Ａ，２４Ｂを回転可能に支持する軸受け６１Ｂ，６１Ｄ（例えばボールベアリング）が設けられている。

また、貫通孔３３～３６の内周面には、周方向に沿って環状の凹溝が設けられており、その凹溝には、液体食品の漏れを防止するための環状の防水弾性部材６２（Ｏリング）が設けられている。

導入部３１は、電極格納容器３の側面３ｃと基部格納部３０１ａの外周面との間を貫通するように設けられている。排出部３２は、電極格納容器３の側面３ｄと基部格納部３０２ａの外周面との間を貫通するように設けられている。導入部３１は、電極格納容器３の側面３ａの上部に配置されており、排出部３２は、電極格納容器３の側面３ｄの下部に配置されている（図３参照）。導入部３１及び排出部３２にはそれぞれ、接続部１１が設けられている。

回転電極本体２１Ａが第１格納部３０１に格納された状態では、基部２１１及び一対の連結部２１２はそれぞれ、基部格納部３０１ａ及び一対の連結部格納部３０１ｂ，３０１ｃの内部に配置される。この状態で、回転電極本体２１Ａの外表面と第１格納部３０１の内表面との間には、液体食品が流れる隙間Ｓ１が確保される。また、一対の回転軸部材２３Ａ，２４Ａはそれぞれ、貫通孔３３、３４を貫通して外部に突出する。このとき、回転軸部材２３Ａ、２４Ａは、軸受け６１Ａ，６１Ｂで回転可能に支持される。また、貫通孔３３，３４と回転軸部材２３Ａ，２４Ａとの間に防水弾性部材６２が挟まることで、貫通孔３３，３４と回転軸部材２３Ａ，２４Ａとの隙間から液体食品が外部に漏れることが防止される。

回転電極本体２１Ｂが第２格納部３０２に格納された状態も、回転電極本体２１Ａが第１格納部３０１に格納された状態と同じである。回転電極本体２１Ａ，２１Ｂがそれぞれ第１格納部３０１及び第２格納部３０２に格納された状態で、回転電極本体２１Ａ，２１Ｂの各々の外周面の間の隙間の幅Ｄ１は、例えば４ｍｍ程度である。

食品が接続部１１から導入部３１を通って第１格納部３０１に導入される。導入された液体食品は、第１格納部３０１と回転電極本体２１Ａとの間の隙間Ｓ１を流れて、連結路３０３を通って第２格納部３０２に流れる。このとき（すなわち液体食品が連結路３０３を流れるとき）、液体食品は、２つの回転電極本体２１Ａ，２１Ｂ（より詳細には２つの回転電極本体２１Ａ，２１Ｂの各々の基部２１１）の間に印加された電圧によって殺菌される。そして、第２格納部３０２に流れた液体食品は、第２格納部３０２と回転電極本体２１Ｂとの間の隙間Ｓ２を流れて、排出部３２を通って接続部１１から外部に排出される。

この電極格納容器３では、導入部３１から第１格納部３０１に導入された液体食品は、回転電極本体２１Ａの回転によって連結路３０３の方に流れるように押し流される（図３参照）。また、連結路３０３から第２格納部３０２に流れた液体食品は、回転電極本体２１Ｂの回転によって排出部３２の方に流れるように押し流される（図３参照）。これにより、効率良く、液体食品が導入部３１から第１格納部３０１に流れて第２格納部３０２から排出部３２に流れて外部に排出される。

電極格納容器３は、複数のブロック（第１ブロック７０、第２ブロック７１及び第３ブロック７２）に分割されて構成されている。

第１ブロック７０は、第１格納部３０１の基部格納部３０１ａ及び一方の連結部格納部３０１ｂと、第２格納部３０２の基部格納部３０２ａ及び一方の連結部格納部３０２ｂとを含む部分であり、電極格納容器３の中央部分を構成する。第１ブロック７０の一方の主面７０ｔには、第１嵌合孔７０ａ及び第２嵌合孔７０ｂが設けられている。第１嵌合孔７０ａは、円筒状であり、第１格納部３０１の基部格納部３０１ａと繋がっており、回転電極本体２１Ａを第１格納部３０１に格納するときの回転電極本体２１Ａの通り道として機能する。第２嵌合孔７０ｂは、第２格納部３０２の基部格納部３０２ａと繋がっており、回転電極本体２１Ｂを第２格納部３０２に格納するときの回転電極本体２１Ｂの通り道として機能する。

また、第１ブロック７０の他方の主面７０ｓには、２つの連結部格納部３０１ｂ，３０２ｂの側面が開口しており、その開口の外周には、環状の凹溝が設けられており、その凹溝には、環状の防水弾性部材７０ｅ，７０ｆ（例えばＯリング）が設けられている。

第２ブロック７１は、２つの貫通孔３４，３６と、第１格納部３０１の他方の連結部格納部３０１ｃと、第２格納部３０２の他方の連結部格納部３０２ｃと、軸受け６１Ｂ，６１Ｄとを含む部分であり、電極格納容器３の一端部を構成する。第２ブロック７１は、第２ブロック本体７１１と、２つの嵌合ブロック７１２，７１３と、２つの軸受けブロック７１４，７１５とを有する。

第２ブロック本体７１１は、２つの貫通孔３４，３６を含む部分であり、例えば平板状である。第２ブロック本体７１１の外側の主面には、段付き孔７１１ａ，７１１ｂが設けられている。段付き孔７１１ａ，７１１ｂは、軸受けブロック７１４，７１５の後述の嵌合凸部７１４ｂ，７１５ｂが嵌り合う部分である。

嵌合ブロック７１２は、第１格納部３０１の連結部格納部３０１ｃを含む部分であり、円環状である。また、嵌合ブロック７１２は、第１ブロック７０の第１嵌合孔７０ａに嵌り合う部分である。嵌合ブロック７１３は、第２格納部３０２の連結部格納部３０２ｃを含む部分であり、円環状である。また、嵌合ブロック７１３は、第１ブロック７０の第２嵌合孔７０ｂに嵌り合う部分である。２つの嵌合ブロック７１２，７１３はそれぞれ、第２ブロック本体７１１の内側の主面７１ａにねじで固定されている。嵌合ブロック７１２，７１３における外周面と内側主面との間の角部には、周方向に沿って環状の凹溝が設けられており、この凹溝には、液体食品の漏れを防止するための環状の防水弾性部材７０ｃ，７０ｄ（Ｏリング）が設けられている。この防水弾性部材７０ｃによって、第２ブロック本体７１１の内側主面７１ａと第１ブロック７０の外側主面７０ｔとの間から第１格納部３０１内の液体食品が外部に漏れることが防止される。また、この防水弾性部材７０ｄによって、第２ブロック本体７１１の内側主面７１ａと第１ブロック７０の外側主面７０ｔとの間から第２格納部３０２内の液体食品が外部に漏れることが防止される。

２つの軸受けブロック７１４，７１５はそれぞれ、軸受け６１Ｂ，６１Ｄを含む部分であり、例えば円板状である。軸受けブロック７１４，７１５はそれぞれ、円板状の軸受けブロック本体７１４ａ，７１５ａと、嵌合凸部７１４ｂ，７１５ｂとを有する。軸受けブロック本体７１４ａ，７１５ａは、例えば円板状である。軸受けブロック本体７１４ａ，７１５ａの外側主面には、凹部が設けられており、凹部に軸受け６１Ｂ，６１Ｄが嵌め込まれている。軸受けブロック７１４，７１５の内側主面には、嵌合凸部７１４ｂ，７１５ｂが設けられている。嵌合凸部７１４ｂ，７１５ｂは、第２ブロック本体７１１の外側主面の段付き孔７１１ａ，７１１ｂに嵌り合う部分である。

軸受けブロック７１４，７１５は、ねじで、第２ブロック本体７１１の外側主面に固定される。この状態で、軸受けブロック７１４，７１５の嵌合凸部７１４ｂ，７１５ｂは、第２ブロック本体７１１の段付き孔７１１ａ，７１１ｂに嵌り合う。この状態で、嵌合凸部７１４ｂ，７１５ｂの先端面の縁部と、段付き孔７１１ａ，７１１ｂの奥側（内側）の底面の周縁との間に隙間（凹溝）が形成され、その隙間に環状の防水弾性部材６２（例えばＯリング）が配置される。

第２ブロック７１は、ねじで、第１ブロック７０の外側主面７０ｔに固定される。この状態で、第２ブロック７１の嵌合ブロック７１２は、第１ブロック７０の第１嵌合孔７０ａに嵌り合い、第２ブロック７１の嵌合ブロック７１３は、第１ブロック７０の第２嵌合孔７０ｂに嵌り合う。この状態で、防水弾性部材７０ｃによって、第２ブロック７１の内側主面７１ａと第１ブロック７０の外側主面７０ｔとの間から第１格納部３０１内の液体食品が外部に漏れることが防止される。また、この防水弾性部材７０ｄによって、第２ブロック７１の内側主面７１ａと第１ブロック７０の外側主面７０ｔとの間から第２格納部３０２内の液体食品が外部に漏れることが防止される。

第３ブロック７２は、２つの貫通孔３３，３５と、軸受け６１Ａ，６１Ｃとを含む部分であり、電極格納容器３の他端部を構成する。第３ブロック７２は、第２ブロック７１において２つの嵌合ブロック７１２，７１３を省略した構造である。第３ブロック７２は、第３ブロック本体７２１と、２つの軸受けブロック７２２，７２３とを有する。

第３ブロック本体７２１は、２つの貫通孔３３，３５を含む部分であり、例えば平板状である。第３ブロック本体７２１の外側主面には、段付き孔７２１ａ，７２１ｂが設けられている。段付き孔７２１ａ，７２１ｂは、軸受けブロック７２２，７２３の後述の嵌合凸部７２２ｂ，７２３ｂが嵌り合う部分である。

軸受けブロック７２２，７２３はそれぞれ、軸受け６１Ａ，６１Ｃを含む部分であり、例えば円板状である。軸受けブロック７２２，７２３は、円板状の軸受けブロック本体７２２ａ，７２３ａと、嵌合凸部７２２ｂ，７２３ｂとを有する。軸受けブロック本体７２２ａ，７２３ａは、例えば円板状である。軸受けブロック本体７２２ａ，７２３ａの外側主面には、凹部が設けられており、凹部に軸受け６１Ａ，６１Ｃが嵌め込まれている。軸受けブロック７２２，７２３の内側主面には、嵌合凸部７２２ｂ，７２３ｂが設けられている。嵌合凸部７２２ｂ，７２３ｂは、第３ブロック本体７２１の外側主面の段付き孔７２１ａ，７２１ｂに嵌り合う部分である。

軸受けブロック７２２，７２３の嵌合凸部７２２ｂ，７２３ｂは、第３ブロック本体７２１の段付き孔７２１ａ，７２１ｂに嵌り合った状態では、嵌合凸部７２２ｂ，７２３ｂの先端面の縁部と、段付き孔７２１ａ，７２１ｂの底面の周縁との間に隙間（凹溝）が形成され、その隙間に環状の防水弾性部材６２（例えばＯリング）が配置される。

第３ブロック７２は、ねじで、第１ブロック７０の他方の主面７０ｓに固定される。この状態では、第３ブロック７２と第１ブロック７０との間に防水弾性部材７０ｅ，７０ｆが挟まれる。これにより、防水弾性部材７０ｅによって、第１ブロック７０の他方の主面７０ｓと第３ブロック７２の内側主面７２ａとの間の隙間から第１格納部３０１内の液体食品が漏れることが防止される。また、防水弾性部材７０ｆによって、第１ブロック７０の他方の主面７０ｓと第３ブロック７２の内側主面７２ａとの間の隙間から第２格納部３０２内の液体食品が漏れることが防止される。

（５）冷却水連結部の詳細
図４及び図５を参照して、冷却水連結部４Ａの構造について詳しく説明する。冷却水連結部４Ｂ～４Ｄの構造は、冷却水連結部４Ａの構造と同じであるため、冷却水連結部４Ｂ～４Ｄの構造の説明は省略する。

冷却水連結部４Ａは、筒状（例えば円筒状）である。冷却水連結部４Ａの内部には、上述のように、冷却流路４１が設けられている。冷却水連結部４Ａの一方の主面４ａには、凹部が設けられており、この凹部には、軸受け４３が嵌め込まれている。軸受け４３は、冷却水連結部４Ａに連結される回転軸部材２３Ａの端部を回転可能に支持する。上記の凹部の底面には、回転軸部材２３Ａが挿入される挿入孔４４が設けられている。挿入孔４４は、冷却水連結部４Ａ内の冷却流路４１の一端（開口）と繋がっている。挿入孔４４の内周面には、周方向に沿って環状の凹溝が設けられており、この凹溝には、冷却水の漏れを防止するための環状の防水弾性部材４５（例えばＯリング）が設けられている。冷却水連結部４Ａの他方の主面４ｂには、上述のように、接続部４２が接続されている。接続部４２は、冷却水連結部４Ａ内の冷却流路４１の他端（開口）と繋がっている。

この冷却水連結部４Ａでは、回転軸部材２３Ａの端部が冷却水連結部４Ａの挿入孔４４に挿入された状態では、回転軸部材２３Ａは、軸受け４３によって回転可能に支持される。また、挿入孔４４と回転軸部材２３Ａとの間に防水弾性部材４５が挟まることで、挿入孔４４と回転軸部材２３Ａとの隙間から冷却水が外部に漏れることが防止される。

冷却水連結部４Ａは、複数のブロック（ブロック本体４００と軸受けブロック４０１）に分割されて構成されている。

ブロック本体４００は、冷却流路４１と挿入孔４４の一部４４ａとを含む部分であり、筒状（例えば円筒状）である。ブロック本体４００の一方の主面には、段付き孔４００ａが設けられている。段付き孔４００ａは、軸受けブロック４０１の後述の嵌合凸部４０１ｂが嵌り合う部分である。段付き孔４００ａの奥側（内側）の底面には、挿入孔４４の一部４４ａが繋がっている。ブロック本体４００の他方の主面４ｂには、接続部４２が設けられている。

軸受けブロック４０１は、軸受け４３と挿入孔４４の残部４４ｂとを含む部分であり、例えば円板状である。

軸受けブロック４０１は、円板状の軸受けブロック本体４０１ａと、嵌合凸部４０１ｂとを有する。軸受けブロック本体４０１ａは、例えば円板状である。軸受けブロック本体４０１ａの外側主面には、凹部が設けられており、凹部に軸受け４３が嵌め込まれている。軸受けブロック４０１の内側主面には、嵌合凸部４０１ｂが設けられている。２段の嵌合凸部４０１ｂは、ブロック本体４００の外側主面の段付き孔４００ａに嵌り合う部分である。

軸受けブロック４０１の嵌合凸部４０１ｂがブロック本体４００の段付き孔４００ａに嵌り合った状態では、嵌合凸部４０１ｂの先端面の縁部と、段付き孔４００ａの底面の周縁との間に隙間（凹溝）が形成され、その隙間に環状の防水弾性部材４５（例えばＯリング）が配置される。

軸受けブロック４０１は、ブロック本体４００の一方の主面にねじで固定される。この状態で、ブロック本体４００の挿入孔４４の一部４４ａと軸受けブロック４０１の挿入孔４４の残部４４ｂとが繋がって挿入孔４４を構成する。また、嵌合凸部４０１ｂの先端面の縁部と、段付き孔４００ａの奥側（内側）の底面の周縁との間に隙間（凹溝）が形成され、その隙間に環状の防水弾性部材４５（例えばＯリング）が配置される。

（６）殺菌処理システム
図６を参照して、本実施形態に係る殺菌処理システム１００について説明する。

殺菌処理システム１００は、上述した殺菌処理装置１と、高電圧発生装置１０１（電圧発生装置）と、恒温槽１０２（貯留槽）と、ポンプ１０３（第２ポンプ）と、第１チラー１０４及び第２チラー１０５とを備える。

高電圧発生装置１０１は、殺菌処理装置１の２つの回転電極２Ａ，２Ｂの間に高電圧（例えば４０～５０ｋＶ／ｃｍ）を印加する。高電圧発生装置１０１は、接触部材７Ａ（図１参照）を介して回転軸部材２４Ａに高電圧を印加する。これにより、２つの回転電極２Ａ，２Ｂの間（より詳細には２つの回転電極本体２１Ａ，２１Ｂの間）に高電圧が印加される。

高電圧発生装置１０１は、２つの回転電極２Ａ，２Ｂの間に間欠的に電圧を印加する。より詳細には、高電圧発生装置１０１は、２つの回転電極２Ａ，２Ｂの間にパルス状の電圧を周期的に印加する。回転電極２Ａ，２Ｂは回転されるが、この回転電極２Ａ，２Ｂの回転と上記の間欠的な電圧印加とによって、回転電極２Ａ，２Ｂの一定箇所に電圧が印加され続けることを抑制できる。なお、高電圧発生装置１０１は、２つの回転電極２Ａ，２Ｂの間に連続的に電圧を印加してもよい。

恒温槽１０２は、液体食品である処理液を貯留する装置である。また、恒温槽１０２は、冷却水によって処理液を低温（例えば０℃）に保って冷却する。

ポンプ１０３は、恒温槽１０２内の処理液を殺菌処理装置１の導入部３１に供給する。

第１チラー１０４は、冷却水（例えば不凍液）で処理液を冷却する装置である。第１チラー１０４は、水槽と金属管とを有する。水槽には、冷却水が貯められており、金属管が浸されている。金属管は、比熱の高い金属によって形成されており、螺旋状に加工されている。処理液が金属管を流れることで、水槽内の冷却水によって処理液が冷却される。第２チラー１０５も第１チラー１０４と同様の構成であり、冷却水によって処理液を冷却する。

この殺菌処理システム１００では、高電圧発生装置１０１によって殺菌処理装置１の２つの回転電極２Ａ，２Ｂの間に高電圧が印加される。そして、殺菌処理装置１のモータ５Ａ，５Ｂによって２つの回転電極２Ａ，２Ｂが回転させられる。この状態で、恒温槽１０２内の処理液は、ポンプ１０３によって殺菌処理装置１に供給されて２つの回転電極２Ａ，２Ｂの間の印加電圧で殺菌処理されて殺菌処理装置１から排出される。排出された処理液は、第１チラー１０４に送られて冷却され、さらに第２チラー１０５に送られて冷却されて、恒温槽１０２に戻される。この処理液の循環が繰り返される。殺菌処理装置１では、高電圧によって殺菌処理が行われるため、ジュール熱が発生し易いことを考慮して２つのチラー（第１チラー１０４及び第２チラー１０５）で処理液が冷却される。

また、第１チラー１０４で冷却された冷却水は、第１チラー１０４から殺菌処理装置１に送られる。そして、殺菌処理装置１に送られた冷却水は、殺菌処理装置１で２つの回転電極２Ａ，２Ｂの冷却流路２２Ａ，２２Ｂに流されて、２つの回転電極２Ａ，２Ｂの冷却に用いられる。そして、殺菌処理装置１で用いられた冷却水は、恒温槽１０２に送られて処理液の冷却に用いられる。そして、恒温槽１０２で用いられた冷却水は、第１チラー１０４に戻される。このように冷却水が循環する。

（７）評価実験
図６の殺菌処理システム１００（すなわち本実施形態の殺菌処理装置１を含む殺菌処理システム）を動作させて評価実験を行った。また、比較例の殺菌処理装置を図６の殺菌処理システム１００と同じ殺菌処理システムの下で動作させて評価実験を行った。以下、動作条件、比較例の殺菌処理装置、及び各評価実験の結果について説明する。

（８）動作条件
図６の殺菌処理システム１００を下記の動作条件で動作させた。

モータ５Ａ，５Ｂの回転数は、１秒当たりの高電圧（２つの回転電極２Ａ，２Ｂ間に印加される電圧）の印加回数を考慮して設定される。本実施形態では、例えば、１秒あたり２００回高電圧を印加する。このため、回転電極２Ａ，２Ｂの外表面の或る箇所に高電圧が印加された後、５ｍｓ（ミリセカンド）の間に上記の箇所からずれた別の箇所に高電圧が印加されるように、モータ５Ａ，５Ｂの回転が調整される。つまり、本実施形態では、２つの回転電極２Ａ，２Ｂの間に印加する電圧は、間欠的に印加される。そして、回転電極２Ａ，２Ｂの外表面において同じ箇所に電圧（高電圧）が連続して印加されないように、モータ５Ａ，５Ｂの回転速度が調整されている。

上記を踏まえて、殺菌処理装置１の回転電極２Ａ，２Ｂを２０ｒｐｍ（回転毎分）とした。この回転数で回転させることで、１秒間に２００回（以下２００ｐｐｓ（パルス毎秒））高電圧を印加した場合においても、同様の部分に高電圧が印加されることを防ぐことが可能である。

恒温槽１０２の温度が冷却水により０℃程度になるように設定した。殺菌処理装置１において処理液を流す速さを２Ｌ（リットル）／ｍｉｎ（分）とし、処理液を１．５Ｌ（リットル）循環させるようにした。

高電圧発生装置１０１において、高電圧の印加条件は電界強度４０～５０ｋＶ／ｃｍ、高電圧の印加間隔１５０ｐｐｓ、２００ｐｐｓ、パルス幅２μｓとした。実験の際はこれらの印加条件で６０分間殺菌処理を行った。

（９）比較例の殺菌処理装置
比較例の殺菌処理装置は、殺菌処理装置１と比べて、２つの電極が回転しない点と、２つの電極が平行平板電極である点とが異なる以外は実質同じ構成である。なお、比較例の殺菌処理装置では、高電圧発生装置１０１の高電圧の印加条件は、電界強度４０ｋＶ／ｃｍ、高電圧の印加間隔１９１ｐｐｓ、パルス幅２μｓである。この印加条件で６０分間殺菌処理を行った。

（１０）実験結果
図７は、本実施形態の殺菌処理装置１の２つの回転電極２Ａ，２Ｂに印加した電圧波形を示す。２つの回転電極２Ａ，２Ｂの電極間には、１６ｋＶ、１８ｋＶ、２０ｋＶを加えており、回転電極２Ａ，２Ｂの間隔が４ｍｍで一定としているため、電界強度は４０ｋＶ／ｃｍ、４５ｋＶ／ｃｍ、５０ｋＶ／ｃｍの電界強度が加わっている。２つの回転電極２Ａ，２Ｂの間の高電圧の印加間隔は、電界強度４０ｋＶ／ｃｍ及び４５ｋＶ／ｃｍの時は２００ｐｐｓとし、５０ｋＶ／ｃｍの時は１５０ｐｐｓとした。図７において、波形Ａ１は、４０ｋＶ／ｃｍで２００ｐｐｓの電圧波形であり、波形Ａ２は、４５ｋＶ／ｃｍで２００ｐｐｓの電圧波形であり、波形Ａ３は、５０ｋＶ／ｃｍで１５０ｐｐｓの電圧波形である。

図８Ａ及び図８Ｂは、回転電極２Ａ，２Ｂを用いた際の処理開始直後の電圧波形Ｂ１と殺菌処理後の電圧波形Ｂ２を示している。図８Ａは電界強度４０ｋＶ／ｃｍを示し、図８Ｂは電界強度５０ｋＶ／ｃｍを示している。図８Ａ及び図８Ｂから殺菌処理前後で、波形に大きな歪みが発生していない。通常、回転電極２Ａ，２Ｂ間に何らかの変化があれば波形が歪むため、本実施形態の殺菌処理装置１では、回転電極２Ａ，２Ｂにおける温度上昇や電極の消耗等の変化はほとんど発生していない事が分かる。

図９は、比較例の殺菌処理装置を使用した際の処理開始直後の電圧波形Ｃ１と印加開始５分後の電圧波形Ｃ２である。電界強度５０ｋＶ／ｃｍを５分間加えたところ、電極の発熱により、電圧の低下が見られた。これにより、比較例の殺菌処理装置では、平行平板電極における温度上昇や電極の消耗が発生している事が分かる。なお、比較実験の際に６０分間印加した電圧波形は、印加開始５分後の電圧である。

高電圧を６０分間印加することで、図６の殺菌処理システム１００の処理液、第１チラー１０４及び第２チラー１０５の温度がどの程度上昇しているかを調査した。図１０は、第１チラー１０４の水槽内の温度を測定した結果を示す。図１１は、第２チラー１０５の水槽内の温度を測定した結果を示す。図１２は、処理液内の温度を測定した結果を示す。

図１０～図１２において、グラフＤ１は、４０ｋＶ／ｃｍで２００ｐｐｓの場合の温度の測定結果（本実施形態）である。グラフＤ２は、４５ｋＶ／ｃｍで２００ｐｐｓの場合の温度の測定結果（本実施形態）である。グラフＤ３は、５０ｋＶ／ｃｍで１５０ｐｐｓの場合の温度の測定結果（本実施形態）である。グラフＤ４は、４０ｋＶ／ｃｍで１９１ｐｐｓの場合の温度の測定結果（比較例）である。

図１０および図１１のチラー（第１チラー１０４及び第２チラー１０５）の温度上昇に関して、本実施形態の回転電極２Ａ，２Ｂを用いた場合（Ｄ１～Ｄ３）は、ほとんど温度が上昇していないのに対し、比較例の殺菌処理装置の電極（平行平板電極）を用いた場合（Ｄ４）は、時間経過とともに温度が上昇している傾向が観測された。図１２の処理液内の温度上昇に関しては、印加開始から１０分間は、本実施形態の回転電極（Ｄ１～Ｄ３）及び比較例の電極（平行平板電極）（Ｄ４）ともに時間経過の増加に伴い、温度も線形的に増加していた。しかし、１０分以降は、回転電極を用いた場合（Ｄ１～Ｄ３）、処理液内の温度がほとんど変化しない結果となった。

図１３は、殺菌処理を行った時の殺菌処理時間と生存率の関係を示す。グラフＤ１は、４０ｋＶ／ｃｍで２００ｐｐｓの場合の温度の測定結果（本実施形態）である。グラフＤ２は、４５ｋＶ／ｃｍで２００ｐｐｓの場合の温度の測定結果（本実施形態）である。グラフＤ３は、５０ｋＶ／ｃｍで１５０ｐｐｓの場合の温度の測定結果（本実施形態）である。グラフＤ４は、４０ｋＶ／ｃｍで１９１ｐｐｓの場合の温度の測定結果（比較例）である。

本実施形態の回転電極２Ａ，２Ｂを用いた際の高電圧印加条件は、電界強度４０ｋＶ／ｃｍから５０ｋＶ／ｃｍまでの範囲とし、繰り返し数１５０ｐｐｓ又は２００ｐｐｓに設定した。また、比較例の殺菌処理装置の電極（平行平板電極）を用いた際の高電圧印加条件は、電界強度４０ｋＶ／ｃｍ、繰り返し数１９１ｐｐｓに設定した。パルス幅は、本実施形態及び比較例ともに２μｓとした。図１３から全体的な傾向として、処理時間が増加する毎に指数関数的に菌数が減少していることが分かる。また、電極形状の違いにより殺菌率が大幅に変化することなく、回転電極でも問題なく殺菌が可能であった。

高電圧の印加により処理液の色素に変化があってはならない。そこで、処理液の色素変化の調査を行った。処理液の色素変化の測定は、紫外可視分光光度計を用いて、処理液の透過率を測定することで行った。実験で使用した処理液は青汁を用いた。図１４は、比較例の平行平板電極を用いた際の色素変化の調査結果を示す。図１４の測定では、電界強度４０ｋＶ／ｃｍで、繰り返し数１９１ｐｐｓである。図１５は、本実施形態の回転電極２Ａ，２Ｂを用いた際の色素変化の調査結果を示す。図１５Ａは、電界強度４５ｋＶ／ｃｍで、繰り返し数２００ｐｐｓの場合であり、図１５Ｂは、電界強度５０ｋＶ／ｃｍで、繰り返し数１５０ｐｐｓの場合である。図１４及び図１５において、グラフＥ１は、殺菌処理前の測定結果を示し、グラフＥ２は、殺菌処理後の測定結果を示す。

図１４から印加前後で透過率に大きな違いがみられた。この結果から、青汁内に含まれる葉緑素の一部が変質し、見た目が変化した恐れがあることが分かる。変質の原因として、図１２で示したように高電圧の印加により、電極が過熱され、青汁タンク内の温度が上昇したためと考えられる。これに対して、回転電極２Ａ，２Ｂを用いて殺菌処理を行ったところ、図１５Ａ及び図１５Ｂの結果から、印加前後で透過率に大きな違いがみられない事が分かる。これは、回転電極２Ａ，２Ｂでは、平行平板電極とは異なり、電極で青汁が十分冷却された状態で、殺菌処理が行われていたためと考えられる。従って、本実施形態の回転電極２Ａ，２Ｂを用いたパルス電界の印加では、青汁濃縮液の色素を損なうことなく殺菌可能であることが明らかとなった。

他の実験として、高電圧殺菌処理前後における青汁内に含まれる酵素（ＳＯＤ）の測定を行った。本実施形態の回転電極２Ａ，２Ｂを使用し、パルス電圧の印加条件は、電界強度４０ｋＶ／ｃｍ、繰り返し数２００ｐｐｓに設定して、殺菌処理を行った。ＳＯＤの測定にはＳＯＤ Ａｓｓａｙ Ｋｉｔ－ＷＳＴを使用した。測定結果として，パルス電圧印加前のＳＯＤ量が５１７２Ｕ／ｍＬであり、パルス電圧印加後のＳＯＤ量が５２６５Ｕ／ｍＬであったため、パルス電圧印加により酵素（ＳＯＤ）量の変化は見られなかった。これにより、本実施形態の回転電極２Ａ，２Ｂを用いたパルス電界の印加では、青汁内に含まれるＳＯＤを損なうことなく殺菌可能であることが明らかとなった。

（１１）主要な効果
本実施形態の回転電極２Ａ，２Ｂは、他の電極２Ｂ，２Ａとの間に印加された電圧によって液体食品を殺菌する回転電極である。回転電極２Ａ，２Ｂは、回転電極本体２１Ａ，２１Ｂと、冷却流路２２Ａ，２２Ｂとを備える。回転電極本体２１Ａ，２１Ｂは、回転可能に支持され、駆動源（例えばモータ５Ａ，５Ｂ）によって回転可能である。冷却流路２２Ａ，２２Ｂは、回転電極本体２１Ａ，２１Ｂの内部に設けられ、冷媒が流れる。

この構成によれば、回転電極２Ａ，２Ｂにおいて、発熱を抑制しつつ印加電圧による消耗を抑制できる。より詳細には、回転電極２Ａにおいては、回転電極本体２１Ａが回転されることで、回転電極本体２１Ａと他の電極２Ｂとの間の印加電圧が回転電極本体２１Ａの一定箇所に印加され続けることを回避できる。これにより、他の電極２Ｂと回転電極本体２１Ａとの間の印加電圧による回転電極本体２１Ａの消耗を抑制できる。また、回転電極２Ｂにおいては、回転電極本体２１Ｂが回転されることで、回転電極本体２１Ｂと他の電極２Ａとの間の印加電圧が回転電極本体２１Ｂの一定箇所に印加され続けることを回避できる。これにより、他の電極２Ａと回転電極本体２１Ｂとの間の印加電圧による回転電極本体２１Ｂの消耗を抑制できる。また、冷却流路２２Ａ，２２Ｂを流れる冷媒（例えば冷却水）によって回転電極本体２１Ａ，２１Ｂの発熱を抑制できる。これにより、回転電極２Ａ，２Ｂで発生する熱による液体食品の劣化を抑制できる。

また、冷却流路２２を流れる冷媒によって、回転電極本体２１が冷却されて回転電極本体２１の発熱が抑制される。このため、２つの回転電極２Ａ，２Ｂ間に高電圧が印加される場合でも、回転電極２Ａ，２Ｂの発熱を抑制して回転電極２Ａ，２Ｂを長時間連続して使用することができる。

また、回転電極２Ａ，２Ｂの回転によって回転電極２Ａ，２Ｂの消耗が抑制される。これにより、液体食品内に含まれる固形物が回転電極２Ａ，２Ｂの消耗箇所に蓄積されることを抑制できる。

また、回転電極２Ａ，２Ｂの回転によって、２つの回転電極２Ａ，２Ｂの間に高電圧が印加されても、液体食品内に含まれる固形物が帯電して２つの回転電極２Ａ，２Ｂ間に吸着することを抑制できる。

このように本実施形態では、液体食品（例えば液体生鮮食品）の殺菌において殺菌処理電極（回転電極２Ａ，２Ｂ）の消耗や液体食品の劣化を抑えることが可能となる。このため、長時間安定した殺菌処理を行うことが可能となる。また、液体食品内に固形物が含まれているものや水よりも粘度のある液体に対しても、効果的に殺菌することが可能である。

（１２）変形例
上記の実施形態の変形例を説明する。

（変形例１）
上記の実施形態では、２つの電極２Ａ，２Ｂの両方が回転電極であるが、２つの電極２Ａ，２Ｂのうち、一方の電極のみが回転電極で、他方の電極は回転しない電極であってもよい。

（変形例２）
上記の実施形態では、２つの回転電極２Ａ，２Ｂを備えるが、３つ以上の回転電極を備えてもよい。

（変形例３）
上記の実施形態において、回転電極本体２１の基部２１１の外周面及び両側主面に複数のフィンを設けてもよい。回転電極本体２１が回転したときに、上記の複数のフィンによって電極格納容器３内を流れる液体固体を効果的に送液できる。

（変形例４）
図１６に示すように、本変形例の殺菌処理システム１００Ａは、上記の実施形態の殺菌処理システム１００（図６）において、ポンプ１０６（第３ポンプ）を用いて、殺菌処理装置１の排出部３２から排出された処理液（液体食品）の一部が殺菌処理装置１の導入部３１に再導入される。すなわち、殺菌処理システム１００Ａは、ポンプ１０６を備える。また、本変形例の殺菌処理システム１００Ａでは、上記の実施形態の殺菌処理システム１００（図６）において、殺菌処理装置１の排出部３２から排出された処理液（液体食品）の一部が、チラー（第１チラー１０４及び第２チラー１０５）を介して恒温槽１０２に戻される代わりに、チラー（第１チラー１０４及び第２チラー１０５）を介さずに次の工程に送液される。このため、本変形例では、処理液を冷却するためのチラー（第１チラー１０４及び第２チラー１０５）が省略される。そして、恒温槽１０２内の冷却水は、チラーを介さずに殺菌処理装置１との間で循環される。

本変形例では、殺菌処理装置１から排出された処理液の一部を直接再び殺菌処理装置１に戻されて殺菌処理が繰り返し行われる。このため、短期間に集中して処理液に殺菌処理を行うことができ、処理液に対する殺菌効果を向上できる。また、殺菌処理装置１から排出された処理液の一部を殺菌処理装置１に直接戻すことで、図６の殺菌処理システム１００において殺菌処理装置１から排出された処理液をチラー１０４，１０５及び恒温槽１０２を介して殺菌処理装置１に戻る循環経路を省略できる。これにより、コストを削減できる。

（１３）態様
以上説明した実施形態から明らかなように、以下の態様を取り得る。

第１の態様の回転電極（２Ａ，２Ｂ）は、他の電極（２Ｂ，２Ａ）との間に印加された電圧によって液体食品を殺菌する回転電極である。回転電極（２Ａ，２Ｂ）は、回転電極本体（２１）と、冷却流路（２２）と、を備える。回転電極本体（２１）は、回転可能に支持され、駆動源（５Ａ，５Ｂ）によって回転可能である。冷却流路（２２）は、回転電極本体（２１）の内部に設けられ、冷媒が流れる。

この構成によれば、回転電極（２Ａ，２Ｂ）において、発熱を抑制しつつ印加電圧による消耗を抑制できる。より詳細には、回転電極本体（２１Ａ，２１Ｂ）が回転することで、回転電極本体（２１Ａ，２１Ｂ）と他の電極（２Ｂ，２Ａ）との間の印加電圧が回転電極本体（２１Ａ，２１Ｂ）の一定箇所に印加され続けることを回避できる。これにより、他の電極（２Ｂ，２Ａ）と回転電極本体（２１Ａ，２１Ｂ）との間の印加電圧による回転電極本体（２１Ａ，２１Ｂ）の消耗を抑制できる。また、冷却流路（２２）を流れる冷媒によって回転電極本体（２１）の発熱を抑制できる。

第２の態様の回転電極（２Ａ，２Ｂ）では、第１の態様において、冷却流路（２２）は、回転電極本体（２１）の内部において回転電極本体（２１）の回転軸に沿って延びている。

この構成によれば、冷却流路（２２）が回転電極本体（２１）の回転軸に沿って延びているため、冷却流路（２２）の直径を大きく形成し易い。これにより、回転電極本体（２１）の冷却能力を向上させ易い。

第３の態様の回転電極（２Ａ，２Ｂ）では、第１又は第２の態様において、冷却流路（２２）は、回転電極本体（２１）の内部に設けられ、冷媒を一時的に貯留可能な冷媒貯留部（２１８）を有する。

この構成によれば、冷媒貯留部（２１８）に貯留された冷媒によって回転電極本体（２１）を効果的に冷却できる。

第４の態様の回転電極（２Ａ，２Ｂ）は、第１～第３の態様のいずれか１つにおいて、回転電極本体（２１）に設けられた回転軸部材（２３，２４）を更に備える。

この構成によれば、回転軸部材（２３，２４）を回転させることで、回転電極本体（２１）を容易に回転させることができる。

第５の態様の回転電極（２Ａ，２Ｂ）では、第４の態様において、回転軸部材（２３，２４）の内部には、冷却流路（２２）と繋がる軸側冷却流路（２３１，２４１）が設けられている。

この構成によれば、軸側冷却流路（２３１，２４１）を用いることで、簡単な構造で、回転電極本体（２１）側の冷却流路（２２）に冷媒を供給することができる。

第６の態様の殺菌処理装置（１）は、第１回転電極（２Ａ）及び第２回転電極（２Ｂ）と、電極格納容器（３）と、を備える。第１回転電極（２Ａ）及び第２回転電極（２Ｂ）は、第１～第５の態様のいずれか１つの回転電極（２Ａ，２Ｂ）で構成され、互いの間に電圧が印加される。電極格納容器（３）は、第１回転電極（２Ａ）及び第２回転電極（２Ｂ）を回転可能に支持した状態で格納する内部格納部（３０）を有する。電極格納容器（３）は、導入部（３１）と、排出部（３２）と、を有する。導入部（３１）は、内部格納部（３０）に液体食品を導入する。排出部（３２）は、内部格納部（３０）を流れた液体食品を内部格納部（３０）から排出する。

この構成によれば、回転電極（２Ａ，２Ｂ）の上記の効果を有する殺菌処理装置（１）を提供できる。

第７の態様の殺菌処理装置（１）では、第６の態様において、内部格納部（３０）は、第１格納部（３０１）と、第２格納部（３０２）と、連結路（３０３）とを有する。第１格納部（３０１）は、第１回転電極（２Ａ）が格納され、導入部（３１）と繋がる。第２格納部（３０２）は、第２回転電極（２Ｂ）が格納され、排出部（３２）と繋がる。連結路（３０３）は、第１格納部（３０１）と第２格納部（３０２）とを繋ぐ。連結路（３０３）は、第１格納部（３０１）と第２格納部（３０２）との間に配置される。

この構成によれば、連結路（３０３）は、第１回転電極（２Ａ）と第２回転電極（２Ｂ）との間に印加される印加電圧が存在する領域に配置される。これにより、液体食品が連結路（３０３）を流れることで、効果的に液体食品を印加電圧で殺菌することができる。

第８の態様の殺菌処理装置（１）では、第６又は第７の殺菌処理装置（１）において、第１回転電極（２Ａ）は、電極格納容器（３）の外部に突出する第１回転軸部材（２３Ａ，２４Ａ）を有する。第２回転電極（２Ｂ）は、電極格納容器（３）の外部に突出する第２回転軸部材（２３Ｂ，２４Ｂ）を有する。殺菌処理装置（１）は、第１駆動源（５Ａ）と、第２駆動源（５Ｂ）と、を備える。第１駆動源（５Ａ）は、第１回転軸部材（２３Ａ，２４Ａ）を回転させる。第２駆動源（５Ｂ）は、第２回転軸部材（２３Ｂ，２４Ｂ）を回転させる。

この構成によれば、第１回転電極（２Ａ）及び第２回転電極（２Ｂ）を回転させる第１駆動源（５Ａ）及び第２駆動源（５Ｂ）を含む殺菌処理装置（１）を提供できる。

第９の態様の殺菌処理装置（１）は、第５～第８の態様のいずれか１つにおいて、第１回転電極（２Ａ）の冷却流路（２２Ａ）及び第２回転電極（２Ｂ）の冷却流路（２２Ｂ）の各々に冷媒を供給する第１ポンプ（２７）を更に備える。

この構成によれば、安定して冷媒を冷却流路（２２）に供給できる。

第１０の態様の殺菌処理システム（１００）は、第５～第９の態様のいずれか１つの殺菌処理装置（１）と、電圧発生装置（１０１）と、貯留槽（１０２）と、第２ポンプ（１０３）と、備える。電圧発生装置（１０１）は、第１回転電極（２Ａ）と第２回転電極（２Ｂ）との間に電圧を印加する。貯留槽（１０２）は、液体食品を貯留する。第２ポンプ（１０３）は、貯留槽（１０２）内の液体食品を導入部（３１）に流入させる。

この構成によれば、殺菌処理装置（１）の上記の効果を有する殺菌処理システム（１００）を提供できる。

第１１の態様の殺菌処理システム（１００Ａ）は、第１０の態様において、排出部（３２）から排出された液体食品の一部を導入部（３１）に再導入する第３ポンプ（１０６）を更に備える。

この構成によれば、液体食品に対して殺菌処理装置（１）による殺菌を短期間に繰り返して行うことができる。これにより、液体食品に対する殺菌効果を向上できる。

１ 殺菌処理装置
２Ａ，２Ｂ 回転電極
３ 電極格納容器
５Ａ モータ（第１駆動源）
５Ｂ モータ（第２駆動源）
２１ 回転電極本体
２２ 冷却流路
２３，２４ 回転軸部材
２７ 第１ポンプ
３０ 内部格納部
３１ 導入部
３２ 排出部
１００ 殺菌処理システム
１０１ 電圧発生装置（高電圧発生装置）
１０２ 恒温槽（貯留槽）
１０３ ポンプ（第２ポンプ）
１０６ ポンプ（第３ポンプ）
２１８ 冷媒貯留部
２３１，２４１ 軸側冷却流路
３０１ 第１格納部
３０２ 第２格納部
３０３ 連結路

Claims (10)

1. 他の電極との間に印加された電圧によって液体食品を殺菌する回転電極で構成され、互いの間に前記電圧が印加される第１回転電極及び第２回転電極と、
   前記第１回転電極及び前記第２回転電極を回転可能に支持した状態で格納する内部格納部を有する電極格納容器と、を備え、
   前記回転電極は、
   回転可能に支持され、駆動源によって回転可能な回転電極本体と、
   前記回転電極本体の内部に設けられ、冷媒が流れる冷却流路と、
   を備え、
   前記電極格納容器は、
   前記内部格納部に前記液体食品を導入する導入部と、
   前記内部格納部を流れた前記液体食品を前記内部格納部から排出する排出部と、を有する、
   殺菌処理装置。
2. 前記冷却流路は、前記回転電極本体の内部において前記回転電極本体の回転軸に沿って延びている、
   請求項１に記載の殺菌処理装置。
3. 前記冷却流路は、
   前記回転電極本体の内部に設けられ、前記冷媒を一時的に貯留可能な冷媒貯留部を有する、
   請求項１又は２に記載の殺菌処理装置。
4. 前記回転電極本体に設けられた回転軸部材を更に備える、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の殺菌処理装置。
5. 前記回転軸部材の内部には、前記冷却流路と繋がる軸側冷却流路が設けられている、
   請求項４に記載の殺菌処理装置。
6. 前記内部格納部は、
   前記第１回転電極が格納され、前記導入部と繋がる第１格納部と、
   前記第２回転電極が格納され、前記排出部と繋がる第２格納部と、
   前記第１格納部と前記第２格納部とを繋ぐ連結路とを有し、
   前記連結路は、前記第１格納部と前記第２格納部との間に配置される、
   請求項１～５のいずれか１項に記載の殺菌処理装置。
7. 前記第１回転電極は、前記電極格納容器の外部に突出する第１回転軸部材を有し、
   前記第２回転電極は、前記電極格納容器の外部に突出する第２回転軸部材を有し、
   前記第１回転軸部材を回転させる第１駆動源と、
   前記第２回転軸部材を回転させる第２駆動源と、を備える、
   請求項１～６のいずれか１項に記載の殺菌処理装置。
8. 前記第１回転電極の前記冷却流路及び前記第２回転電極の前記冷却流路の各々に前記冷媒を供給する第１ポンプを更に備える、
   請求項１～７のいずれか１項に記載の殺菌処理装置。
9. 請求項１～８のいずれか１項に記載の殺菌処理装置と、
   前記第１回転電極と前記第２回転電極との間に電圧を印加する電圧発生装置と、
   前記液体食品を貯留する貯留槽と、
   前記貯留槽内の前記液体食品を前記導入部に流入させる第２ポンプと、を備える、
   殺菌処理システム。
10. 前記排出部から排出された前記液体食品の一部を前記導入部に再導入する第３ポンプを更に備える、
    請求項９に記載の殺菌処理システム。

Images