JPH04506151A - 圧送可能な食品の貯蔵期間を延長する高パルス化電圧システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 圧送可能な食品の貯蔵期間を延長する高パルス化電圧システム発明の背景 本発明は、流動性食品を保存するための方法および装置に関し、特に微生物の成 長媒質である酪農製品、果汁および液状卵製品などの腐敗し得る流動性食品の貯 蔵期間を延長する如き方法および装置に関する。本発明はまた、貯蔵期間（寿命 ）を延長した保存用液状食品に関する。

通常多岐にわたる微生物を含み、微生物にとって優れた培養媒質である乳製品、 天然果汁および液状卵製品の如き腐敗し易い流動性食品の保存に対して、実質的 な技術的努力が払われてきた。

主たる商業的用途を見出してきた実用的な保存方法は、微生物集団を不活性化あ るいは減少させる滅菌の如き熱処理を主として利用している。例えば、乳製品は 、これも部分的あるいは完全に不活性化される分解酵素系統を用いて、病原性バ クテリアおよび非病原性微生物の大部分を駆除するために、１５秒間少なくとも 約７２℃の最低温度（あるいは、相当の時間／温度関係）で良好に滅菌される。

しかし、このような方法で処理された製品は、依然として一般に非滅菌状態であ り、例え冷蔵温度でも貯蔵期間が限られる。液状食品の貯蔵期間は、全てのバク テリアおよび胞子の完全な駆除を達成するため無菌包装と関連して３秒間約９４ ℃から１秒間約１５０℃までの処理の如き「超高滅菌」あるいは［超高温度（Ｕ ＨＴ）Ｊの如きより高い熱処理プロセスによって実質的に延長され得る。

しかし、このような熱処理は、典型的には食品の風味に悪影響を及ぼし、食品の 蛋白成分を少なくとも部分的に変性させ、あるいは流動性食品の所要の特性に他 の悪影響を及ぼす。これもまたある短所を持つ液状食品の保存に対する他の試み は、化学的添加物あるいはイオン化放射の使用を含む。

１９世紀末期以来電流の殺菌効果もまた探求されており、米国特許第１．９００ ．５０９号、同第２．４２８，３２８号、同第２．４２８．３２９号および同第 ４，４５７．２２１号、およびドイツ国特許第１．９４６．２６７号および同第 ２．９０７．８８７号の如く、食品の処理のため電流を用いる様々な努力がなさ れてきた。低い電界強さによる低周波交流の致死効果は、直接電極への電流の印 加、ならびに電気抵抗媒体に流れる電流により生じるオーミック熱による電解化 学的生成物の形成に大きく関与してきた。米国特許第３，５９４．１１５号に記 載されるように、高電圧のアーク放電の致死効果もまた、電気流体衝槃波に関与 してきた。しかし、このような電解化学的生成物は流動食品においては望ましく なく、微生物を殺す衝繋波を生じる爆発的アーク放電の利用は長い貯蔵期間を持 つ食べられる液状食品の提供における広範囲な用途を見出せなかった。

更に最近になって、食品の保存技術とは別に、非栄養素媒質における微生物に対 する強い電界作用が、微生物の細胞膜および個々の細胞の透過性を可逆的または 不可逆的に増大させる機構として研究されてき１（Ｓａｆｅ等著「微生物に対す る高電界の有効、ＩＩｌ、赤血球および原形質体の溶菌（Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆ　 Ｈｉｇｈ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｆｉｅｌｄｓ　ｏｎ　Ｍｉｃｒｏ−ｏｒｇａｎｉ ｓｍｓ　ＩＩｌ、Ｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｅｒｙｔｈｒｏｃｙｔｅｓａｎｄ　Ｐｒｏ ｔｏｐｌａｓｔｓ）Ｊ　（Ｂｉｏｃｈｍｉｃａ　ｅｔ　Ｂｔ。

ｐｈｙｓｉｃａ　Ａｃｔａ、１６３．３７−４３頁、１９６８年）、Ｈｕｌｓｈ ｅｇｅｒ等著ｒＫｉｌｌｉｎｇ　ｏｒ　Ｂａｃｔｅｒｉａ　ｗｉｔｈＥｌｅｃｔ ｒｉｃ　Ｐｕ１ｓｅｓ　ｏｆ　Ｈｉｇｈ　ｆｉｅｌｄＳｔｒｅｎｇｔｈＪ　（Ｒ ａｄｉａｔ、Ｅｎｖｉｒｏｎ　Ｂｉｏｐｈｙｓ、２０．５３−６３頁、１９８１ 年）、Ｈｕｌｓｈｅｇｅｒ等著ｒＬｅｔｈａｌＥｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　Ｈｉｇｈ −Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｐｕ１ｓｅｓ　ｏｎ　Ｅ。

ｃｏｉｌ　Ｋ１２Ｊ　（Ｒａｄｔａｔ、Ｅｎｖｉｒｏｎ、Ｂｉｏｐｈｙｓ、１８ ％２８１−２８８．１９８０年）、Ｚｉｍｍｅｒｍａｎｎ等著［Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ　Ｅｘｔｅｒｎａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｆｔｅｌｄｓ　ｏｎＣｅｌｌ 　ＭｅｍｂｒａｎｃｅｓＪ　（ＢｉｏｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｔｓＬｒｙａｎｄ 　Ｂｉｏｅｎｅｒｇｅｔｊｃｓ、３．５８−６３頁、１９７６年）、Ｚｉｍｍｅ ｒｍａｎｎ等著ｒＥｌｅｃｔｒｉｃ　Ｆｉｅｌｄ−ＩｎｄｕｃｅｄＣｅｌｌ−ｔ ｏ−Ｃｅｌｌ　ＦｕｓｉｏｎＪ（Ｊ、　ＭｅｍｂｒａｎｅＢｉｏ、、６７．１６ ５−１８２頁、１９８２年）、Ｈｕｌｓｈｅｇｅｒ等著ｒＥｌｅｃｔｒｉｃ　Ｆ ｉｅｌｄ　Ｅ「〔ｅｃｔｓ　ｏｎ　Ｂａｃｔｅｒｉａａｎｄ　Ｙｅａｓｔ　Ｃｅ １ｌｓＪ　（Ｒａｄｉａｔ、ｅｎｖｉｒｏｎ。

Ｂｉｏｐｈｙｓ；　２２．１４９−１６２’Ｎ、１９８３年）、［Ｊ、Ｚｉｍ− ｍｅｒｍａｎｎ等著「Ｔｈｅ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｒ　ＤｒｕｇＣａｒ ｒｉｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍｓ；　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ＦｉｅｌｄＩｎｄｕｃｅ ｄ　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｉｎ　Ｃｅ１ｌ　ＭｅｍｂｒａｎｅｓＪ（Ｂｉｏｃｈｅｍ ｉｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｂｉｏｅｎｅｒｇｅｔｉｃｓ。

７．５５３−５７４頁、１９８０年）、Ｊａｃｏｂ等著ｒＭｆｃｒｏｂｉｏ−ｔ ｏｇｉｃａｌ　Ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ＥｌｅｃｔｒｉｃＦｉｅｌｄ 　Ｅｆｆｅｃｔｓ　Ｉｌ、　Ｉｎａｃｔｉｖａｔｉｏｎ　ｏｆＹｅａｓｔ　Ｃｅ １ｌｓ　ａｎｄ　Ｒｅｐａｉｒ　ｏｆ　Ｔｈｅｉｒ　Ｃｅ１ｌＥｎｖｅｌｏｐｅ Ｊ　（Ｚｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔ　ｆｕｒ　ＡｌｌｇｅｍｅｉｎｅＭｉｋｒｏｂｉ ｏｌｏｇｉｃ、２１，３．２２５−２３３頁、１９８１年）、Ｋｉｎｏｓｉｔａ ｓ、Ｊｒ、著ｒＦｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄＲｅｓｅａｌｉｎｇ　ｏｆ　Ｐｏｒ ｅｓ　ｏｆ　ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＳｉｚｅｓ　ｉｎ　Ｈｕｍａｎ　Ｅｒｙｔｈ ｒｏｃｙｔｅ　ＭｅｍｂｒａｎｅＪ（Ｎａｔｕｒｅ、２６８．４．４３８−４４ ０頁、１９７７年８月）、Ｎｅａｍａｎｎ等著ｒＧｅｎｅ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　 １ｎｔｏ　ＭｏｕｓｅＬｙｏｍａ　Ｃｅ１ｌｓ　ｂｙ　Ｅｌｅｃｔｒｏｐｏｒａ ｔｉｏｎ　１ｎＨｉ　ｇｈ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ＦｉｅｌｄｓＪ　（ＩＲＩ　Ｐ ｒｅｓｓＬｉｍｉｔｅｄ、０ｘｆｏｒｄ、Ｅｎｇｌａｎｄ、８４１−８４５頁） ）。細胞の透過性を可逆的に増大させるため高電界を印加することは、生きた細 胞の細胞融合を行って通常は排除される成分を生きた細胞内に誘導するために行 われてきた。非栄養素媒質における電界は、臨界電界レベル以上の電界強さに依 存する殺菌率および印加された高電圧パルス（複数または単数）の持続時間を以 て、微生物に対して直接的な致死効果を有する。

これらの研究は、細胞とその環境との間の半透過障壁としての膜機能の可逆的ま たは非可逆的損失の臨界効果の場として、細胞膜を前提とする。短い持続時間の 外部電界が、臨界電界値以上の印加される隔膜間電位を生じるものとし、この値 が隔膜の透過性の大きな増加を生じ得る。細胞の透過性における増加が、細胞内 容および周囲の媒質の浸透性の減少、細胞内容の交換または損失の相殺を防止す るため、細胞の溶出および非可逆的な破壊が非栄養素媒質における二次的機構と して起生じ得、これが細胞が自らを修復する能力を制限し、かつ媒質と細胞内部 との間の浸透圧の差により透過し得る細胞に悪影響を及ぼす。

先に述べた分割米国特許出願束０５１，８４１号および米国特許第４．６９５゜ ４７２号は、長い貯蔵期間を持つ流動食品を提供するための方法および装置に関 する。しかし、この種の改善された方法および装置１特に改善された性能および 効率を有するこのような方法および装置は望ましいものである。従って、本発明 の目的は、酪農製品、天然果汁、圧送可能な液状卵製品、ビール、ワイン、スー プ、シチュー、グレービー、粒状食品懸濁液あるいはスラリーおよび他の圧送可 能な食品の如き腐敗し易い圧送可能食品の貯蔵期間を延長するための方法および 装置を提供することにある。本発明の上記および他の目的については、以降の詳 細な説明および添付図面から明らかになるであろう。

（図面の簡単な説明） 図１は、本発明により非常に高い電界ストレスを圧送可能な食品に加えることが できる処理システムを用いて、腐敗し易い圧送可能な食品の貯蔵期間を延ばすた めの連続製品流処理システムの一実施例の概略図、図２は、図１のシステムにお いて使用することができる増強されたパルス安定性を生じるように設計された修 正同軸形状を有する細胞を処理するパルス化電界処理の一実施例の回転対称軸に 関する断面側面図、図３は、図１に示された形式の連続流処理システムにおいて 使用することができる２つの高電圧電極を分離する絶縁面上の長い追跡経路を持 つ同軸形状を有する図１の装置で使用可能な細胞処理用のパルス化電界処理の別 の実施例の回転対称軸に関する断面側面図、 図４は、試験装置に対する高電圧パルス生成回路の概略配線図と共に、腐敗し易 い液状食品に対して非常に高い電圧パルス化された電界を加えるように特に設計 された静的なパルス化電界バッチ処理試験セルの一実施例の回転対称軸に関する 概略断面図、 図５は、セル電極の両端に高電圧パルスを印加するため計算された電界分布の等 電位線を示す図４の高電圧バッチ処理セルの電界図、図６は、図４の試験セルに 対して高電圧パルスを印加するための高電圧電源およびパルス形成ネットワーク を示す概略図、図′ｌは、短絡された負荷で作動する図６のパルス形成ネットワ ークのオシロスコープ軌跡図、 図８は、図６のネットワークに対する２０オーム負荷に対する典型的なパルス形 成ネットワークの立ち上がり時間を示すオシロスコープ図、図９は、２０オーム 負荷を持つパルス形成ネットワークの立ち上がり時間を示すオシロスコープ図、 図１０は、１オーム−ｃｍ塩水に印加された図６のネットワーク出力の電圧対時 間の関係を示すオシロスコープ図、 図１１は、３００オーム−ｃｍ塩水に印加された図６のネットワーク出力の電圧 対時間の関係を示すオシロスコープ図、図１２は、林檎ジ、−スに印加された図 ６のネットワーク出力の電圧対時間の関係を示すオシロスコープ図、 図１３は、ミルクに印加された図６のネットワーク出力の電圧対時間の関係を示 すオシロスコープ図、 図１４は、濾過されないすレンジ・ジュースに印加された図６のネットワーク出 力の電圧対時間の関係を示すオシロスコープ図、図１５は、濾過されたオレンジ ・ジュースに印加された図６のネットワーク出力の電圧対時間の関係を示すオシ ロスコープ図、図１６は、脱イオン水に印加された図６のネットワーク出力の電 圧対時間の関係を示すオシロスコープ図、 図１７は、設計分析を定義するためのパルス化電界形態を示す概略図、図１８は 、パルス形成ネットワークを示す連続パルス生成システムの概略図、 図１９は、製品抵抗の関数としてのパルス化電界セルの抵抗を示すグラフ、図２ ０は、パルス化電界処理セルにおける製品抵抗率の関数としてのパルス形成ネッ トワークにより生じる電界を示すグラフ、図２１は、５分割パルス形成ネットワ ークにおける１、０オームの負荷により生じる電界波形を示すグラフ、 図２２は、３分割パルス形成ネットワークにおける１、６オーム負荷により生じ る電界波形を示すグラフ、 図２３は、３分割パルス形成ネットワークにおける１、０オーム負荷により生じ る電界波形を示すグラフ、 図２４は、流動試験のため構成された図２と類似の回転対称パルス化電界セルの 回転軸に関する断面図、 図２５は、パルス化電界セルの等電位グラフ、図２６は、パルス化電界セルの接 地電極における電界のグラフ、および図２７は、パルス化電界セルの高電圧電極 における電界のグラフである。

害旌例 一般に本発明によれば、全ての食品に非常に短い期間の超高電圧の電界パルスを 加えることにより、通常優れた細菌学的成長媒質である流動食品を保存するため の方法および装置が提供される。「圧送可能な（ｐｕｍｐａｂｌｅ）食品」とは 、食品が処理区間を流過するよう強制されるように粘性あるいは押出し能力を持 つ食べられる食品を意味する。製品としては、軟塊またはミートの乳濁液の如き 押出し可能製品、飲料、液状酪農製品、グレービー、ソースおよびスープの如き 流動製品、およびシチューの如き食品スラリーを含む粒状食品、およびスープ、 料理されたあるいは調理されない野菜または穀物のスラリーを含む粒状食品が含 まれる。製品の液相は、０℃以上の温度において、約１０００ポイズより小さな 、更に望ましくは約５００センチポイズより小さな粘性を有することが望ましい 。す１↓型的には、圧送可能な食品は、約２０乃至約９５重量％の範囲内の水、 および食品の全重量に基いて約４乃至約７５重量％の蛋白質、含水炭素および脂 肪およびその混合物からなるグループから選択された固体からなる。１食品の粘 性は、一般に、周囲温度（例えば、約２３℃）あるいは高められた処理温度（例 えば、６５℃）で最もよく決定される。「細菌学的成長媒質」とは、１０℃乃至 約３０℃の範囲内の温度で貯蔵して、固有の細菌学的集団を持ちあるいは試験生 物に接種された時、流動食品が、直接的な顕微鏡検査により時間の関数として検 出可能な如き生物学的内容または活動の増加、適当な二次媒質上のコロニー形成 単位、新陳代謝終了生成物の分析、生物学的な乾燥または湿潤重量を呈すること 、あるいは代謝活動または内容における増加の監視のための他の定性的または定 量的な分析方法論を意味する。例えば、このような条件下では、細菌学的成長媒 質である圧送可能な食品の微生物学的集団は、２日の期間で少なくとも２倍とな る。より低い導電性を呈する脱イオン食品も処理可能であるが、流動食品は少な くとも約０．０ＯＯ１，ｍｈｏ　ｃｍ−１の導電性を呈する。典型的には、圧送 可能な食品は、流動食品の全重量に基いて少なくとも約０．１０重量％の組合わ されたナト１戸ンムおよびカリウム成分を有する。更に詳細に以下に述べるよう に、粒状の調理された食品、水添加食品、未調理食品あるいは水軍添加食品の高 パルス化電界処理のためのスラリー剤として脱イオン水を使用できることが判る 。米国農務省の農業ハンドブック第４５６号（１９７５年）である「米国食品の 共通単位における栄養［（Ｎｕｔｒｉｔｉｖｅ　Ｖａｌｕｅｏｆ　Ａｍｅｒｉｃ ａｎ　Ｆｏｏｄｓ　ｉｎ　Ｃｏｍｍｏｎ　Ｕｎｉｔｓ）Ｊから得られた生物学的 成長媒質である典型的な流動食品の組成は下記の如（である。即ち、 １〜１へ　１彫　＜’ｒ＞　（ｎ％）　（、Ｕ司全乳（膝３．５％）　８７．４ 　３．４８　３．４８　４．９１　０．０５　０．１４４ヨ一グルト本本　８１ ０　３．４０　１．６８　５，２２　０．０５０　０．１４２生オレンジジ、− ス　８８．３　０．６８５　０．２Ｇ　１０．０　０．０００８　０．２グレー ブノユース　８２．９　０．００１　微量　０．１６６　０．００１９　Ｇ、１ １Ｓ生レモンジユース　９１．０　０．４１　０．２０　８．０　０．０００８ 　０．１４生グレープフルーフジユース　９ｔｌＯＱ、４８　０．０８　９．１ ８　０．０００８　０．１６林檎ジユース　８７．８　０．０８　微量　１１− ９　０−０００８　０．１０全生卵　７３，７　１２．８８　１１．５０　０． ９０　０．１２　０．１３新鮮卵白　８７．６　１０．８８　０．０２　０．７ ９　０．１５　０．１４スプリツトビー・スープ本　７０．７　６−９９　２． ６０　１６．９９　０．７７　０゜２２トマトス一プ本　８１．０　１．６Ｑ　 ２．１０　１２．６９　０．７９　０．１８７トマト・ケチャフプ　６８．６　 ２．０　０．５８８　２５．４　１．０４　Ｇ、３６２野菜ビーフ・スープ　９ １．９　２．０８　０．８９８　３．９　０．４２７　０．０６６註）＊濃縮− 商用 本末部分スキムミルりから 本発明は、短い制御されたパルス持続時間の超高電界パルスを用いることができ る圧送可能食品の保存処理のための方法および装置を目的とする。このような電 界は、本文において詳細に述べる高電界安定性設計の処理セルにより印加するこ とができる。このような方法および装置の種々の実施態様は、僅かに高い温度に おける電界処理の組合わされた利点のため保存措ｌおよび熱のため電界処理を用 いることができる。処理可能な食品は、清涼飲料の如き粘性の小さな製品、なら びに濃密な粘性の高い粒状および混合された液／粒状食品を含む。高い電界の使 用を容易にするガス抜き法および装置の使用は、以下本文に更に詳細に論述する 本方法および本装置の別の特質である。

明らかになるように、本発明によれば、全ての圧送可能な流動食品は少な（とも １つの非常に高い電界と電流の強い電気パルスを受け、また流動食品の少なくと も一部は高安定性電気パルス処理区間において複数の非常に高い電圧の電気パル スを受けることが望ましい１．この圧送可能食品は、このように広範囲の処理法 によって非常に高い電圧の短い期間のパルスを受ける。１つのこのような処理法 においては、液状食品が２つの電極間の処理区間に導入され、この電極はその間 に誘電トラッキングその他の破壊のない実質的に均等な電界を生じる形態を有す る。超高電圧パルスは、集中された伝送線回路、プルムライン（Ｂｌｕｍｌｅｉ ｎ）伝送回路および（または）容量性放電回路の如きパルス電界装置により、液 状食品を多数のパルス処理に曝すため電極に対して加え・られる。セルの両端の 有効電位を増加させるため、電界反転法もまた容量性放電システムおよびパルス 形成ネットワークにより使用される。このように、処理セルの両端に短いパルス 、例えば１つの極性の２０．０００キロポルト／　ｃ　ｍを短い期間（例えば、 ２μ秒）加え、その後短い期間（例えば、２μ秒）内に加えられた電位の急激な 反転が続くことにより、４０キロボルト／　ｃ　ｍに近づく有効電界がセルの両 端に生じる。もし液状食品が連続的に非常に高い電圧パルスが周期的に加えられ る処理区間内へ送られると同時に流動食品が処理区間から取出されるならば、処 理区間における液状食品の通過速度は、全ての圧送可能食品が処理区間内で少な くとも１つのパルスを受けるようにパルス処理速度と関連されねばならない。液 状食品は、以下において更に詳細に述べるように、このような複数の順次の処理 区間において処理を受けることができる。

本発明の装置の特徴によれば、圧送可能食品の保存のためのパルス化電界処理装 置が提供され、その構成は、電界処理チャンバ内の電極装置に隣接して配置され た液状食品との電気的接触を生じる第１の電極装置と、この第１の電極装置から 隔てられて、この第１の電極装置と第２の電極装置間で前記チャンバ内に配置さ れた液状食品と電気的な接触を生じる第２の電極装置とを含む電極処理チャンバ と、このチャンバの外部で前記第１の電極装置と第２の電極装置を分離する誘電 性の非導体スペーサを含み、前記チャンバ内の第１の電極装置と第２の電極装置 間の最小距離の少なくとも２倍、望ましくは少なくとも３倍の第１の電極装置と 第２の電極装置間の最小面経路長さを持つ固体の誘電性分離装置とからなってい る。電極はまた、（パルス化された電位の印加と同時に）電極のエツジにおける 電界強さが電極の表面上の平均電界の１乃至５倍を越えないように構成されるこ とが望ましい。このことは、本文において論述するように、小さな曲率半径の鋭 い縁部における望ましくない電界の強化を防止するため電極の縁部を丸める等に より、適正な電極設計によって達成することができる。

本装置は更に、処理される圧送可能食品を前記電界処理チャンバへ導入するため の流入管路装置と、前記処理チャンバを通過した食品を排出するための流出管路 装置と、少な（とも約０．０１パルス／秒、望ましくは少なくとも約２パルス、 ／秒の速度で高電圧パルスを前記第１および第２の電極装置に加えて、少な（と も約２５，０００ボルト／ｃｍ、更に望ましくは少なくとも約３５，０００ボル ト／　ｃ　ｍでその間にある圧送可能食品を介して前記電極間に電界を生じる装 置とを含む。本装置は更に、前記チャンバから前記流出管路装置へ送られる前に 、前記全ての流動食品が前記高電圧処理区間を通過する際に少なくとも１つのパ ルスを受ける如き速度で前記流入管路装置から食品を圧送する装置を含む。この 装置は、更に、処理チャンバへの装入前に、食品を少な（とも約４５℃、更に望 ましくは少なくとも約５５℃の所定の温度まで加熱する装置を含み、更に、前記 １つ以上の処理区間を通過した流動食品を約０乃至１０℃の範囲内の冷蔵温度に 冷却する装置も含む。

必要に応じて、前記第１および第２の電極装置は、パルス化電界の印加と同時に 、流動食品の直接の電気分解を防止するよう構成される。このため、参考のため 本文に引用される米国特許第４．６９５，４７２号に記載される如き導電性電極 との直接接触ではな（、イオン透過性隔膜を通る流動食品とのイオンによる電気 的接続が生じるように、この電極は、導電性の電解電極と、イオンが透過し得る 隔膜と、中間の電解質とを含む。

明らかになるように、本発明によれば、濃密な粘性液、溶液、スラリーおよび（ または）液体と固体粒子の混合物を含む圧送可能液体のパルス電界による処理の ための方法および装置が提供される。電界処理の信頼性、効率、範囲および容易 性は、特定の電気装置および設計原理により増強され拡張され、これは所定の保 存レベルを達成するため処理パルスの必要数あるいは所要数を減少させる短いパ ルス持続時間を用いて、約２５ｋＶ／ｃｍより大きな高出力電界の印加を可能に する。このような方法および装置は、改善された処理の経済性、装置の設計およ び工法におけるより大きな柔軟性、単一パルス処理の使用、電界処理に馴染む機 構および構造の範囲の拡張、および必要なエネルギの低減によるプロセス効率の 向−ヒをもたらし得る。

前掲の米国特許第４，６９５，４７２号の図６に記載された如き装置においては 、試験された液体に加えることができた最大電界は、約２０μ秒以上のパルス期 間に対してより高い電界の試験チャンバ内の電気的破壊の開始により約２０ｋ　 Ｖ　／　ｃ　ｍに制限される傾向があった。高出力電界においては、流動食品中 の電界および電流密度の均一性が、アー・りまたは電流フィラメントを生じる傾 向により時間の関数として低下する。しかし、これに加えて、このような破壊が 液体と２つの高電圧電極を分離する誘電性絶縁体間の境界面に生じた。

本発明によれば、均一な電界の生成をもたらし、かつ誘電体／液体の境界面を高 い電界から分離して２０ｋＶ／ｃｒｎより海かに高い電界を流動食品に加えるこ とができる処理チャンバ即ち区間を利用する高電圧電界処理方法および装置が提 供される。またこのような方法および装置によれば、パルスの持続時間は食品の 電気的な放電破壊を防止するように制御される。このように、約２５乃至約１０ ０ｋＶ／ｃｍ以上の範囲のパルス電界の如き非常に高い電界を液体および圧送可 能食品に対して成功裏に加えることができる。殺菌は電界の強さに大きく依存す るため、このような処理方法および装置は、細菌学的効果の著しい改善をもたら し、また処理により影響を受ける機構および構造の範囲を拡張することができ、 他の方法で処理の効率を増大する。

電気的破壊の能力即ち条件を最小限に抑えながら、処理区間に高い空間的に比較 的均一な電界を提供するように処理領域が設計されることが重要である。

これを達成するために、本発明の種々の装置の特質によれば、絶縁体表面に沿っ た電気的なトラッキング即ちフラッシュオーバーにより生じる破壊を避けるため 、適当な極性の電極を分離する絶縁体が高電界領域から除去される１、電界の強 化が電界を局部的に増加して電界の破壊をもたらす結果となり得るため、電極の 表面が電界の強化を最小限に抑えるように設計されることもまた重要である。。

本発明の連続流処理特性によれば、処理電極およびその間に画成される処理区間 が更に詳細に説明するように回転中心軸の周囲で回転対称的である。

更に、全ての液体または他の圧送可能食品が充分な処理を受けること、および液 体あるいは圧送可能食品が所要の細菌学的結果を得るため必要な完全処理以下の 処理を受けることが許されないことが重要である３、パルス反復率を連続流処理 チャンバ設計と関連付けることにより、このような処理規定の保証が可能である 。

明らかなように、２つの電極を分離する絶縁体面に沿って電気的破壊の可能性を 最小限に抑えるように設計される処理チャンバが本発明に従って提供される。。

絶縁体における電気的破壊の可能性は、（１）絶縁体を高い電界領域から取除く こと、（２）ｒ３点（即ち、電極と、絶縁体と、液体即ち圧送可能食品間の境界 面）」を高電界領域から取除くこと、（３）絶縁体の長さを増すこと、（４）絶 縁体を電界に対しである角度に置くこと、および（または）（５）電極の形状の 適当な設計により電界の強化を減少させる、ことにより最小限に抑えることがで きる。

電極が平行な板形状に指向される均一な高電界設計原理を取入れたバッチ処理チ ャンバ４００が、断面で図４に示される。このチャンバ４００は、静止する食品 に対する処理区間を画成する平行な円形の電極板４０２．４０４を有する。

液体および他の圧送可能食品を商業的に有効な方法で処理するため、食品をバッ チ条件下で処理することができるが、食品をパルス化された高電界が加えられる 処理領域を流すことが望ましい、。

しかし、流れる圧送可能食品の高い電界強さで処理することを可能にするよう設 計される高パルス化電界処理が大量処理のため望ましい。このようなシステム・ においては、食品の各要素が、高電界が加えられる同軸的に整合された電極によ り囲まれる処理領域に流れる。処理体積を制限しあるいはその間に流す外側の環 状の円筒電極により内部の円筒状電極が囲まれる同軸形状のチャンバにおいては 、円筒状の処理チャンバの各端部における電界の７リンジング（ｆｒｉｎｇｉｎ ｇ）即ち有効電界強さの情夫は重大な欠点となり得る。処理体積の長さがその直 径に比して非常に長くなければ、この構成は低い効率をもたらす結果となる。一 方、処理チャンバがその直径に比して非常に長ければ、パルス装置の設計におけ るやや低い抵抗を生じる問題があっても、圧送可能食品にｒｔする非常に低い電 気的抵抗を持つことになろう１、しかし、適当な設計技術を用いることにより、 高性能の同軸処理セル設計が提供されよう。

この点に関して、図２および図３に示されるパルス化電界処理セルは、高電圧の パルス処理のため有効である同軸状処理チャンバである。このような修正におい ては、流入ボートまたは流出ポートを含めることを除いて、同軸状の構成の一端 部が閉じられる。電界フリンジングはこの設計により低減され、材料の適当な選 択により更に減少することができる。更に、本設計は、渦流を最小限に抑えかつ 処理製品と未処理製品の領域間の混合を減少するため流動状および粒状食品の流 れパターンを制御するため使用できる諸特徴を取入れる。

圧送可能食品の高電界処理に関して本文に述べた設計原理は、これに限定するも のではないが放射状ディスク形状、球形状、楕円その他の非円形断面を持つ同心 筒を含む他の幾何学的構成で取入れることができる。このような高電界パルス処 理セルは、電気的破壊の電位を最小限に抑え、処理を最適化するため液状および 粒状の流れパターンを制御するように流動チャンネルの適正な輪郭を使用し、処 理チャンバから出る前に、圧送可能食品の全ての要素が電界処理領域を流過しな ければならないことを保証するため適当な形状を使用し、処理区間の終り付近の 領域における電界フリンジングによる効率の損失を最小限に抑えるように設計さ れた電極を使用するため、先に列記した電気的な設計原理を用いることができる 。

パルスの持続時間の制御は、本発明の重要な特徴である。本文に述べた如き高電 界処理チャンバの使用により提供される短いパルス持続時間を有する高電界の使 用は、圧送可能食品の処理の高い効率を生じるため利用することができる。この 点に関して、各パルスにおりる費やされた電気エネルギは、Ｗ＝Ｅ２ｒＶ／ｐ 但；ハＷはジュール単位の電気エネルギ、Ｅはボルト／ｃｍ弔位の電界、ｐはオ ームｃｍ単位の電気抵抗、「は秒ｉＢ位のパルス持続時間、Ｖはｃｍ”単位の処 理体積である。殺菌力は電界に対して非常に強い関数であり、パルス持続時間に 対して非常に弱い関数であるため、本文の開示に従って、積Ｅ”ｒが減少し、従 ってエネルギの消費が減少するが殺菌力は著しく増加するように、電界Ｅを増加 しパルス持続時間ｔを減少することが可能である。

更に、電気化学的効果は短いパルスおよび高い電界の使用によって最小限に抑え ることができる。この電気化学的効果（例えば、電気分解）は、伝送される電荷 に依存する。単位面積当たり伝送される電荷は、下式により与えられる。。

即ち、 Ｑ＝ｒｗ／ｐ 但し、Ｗは単位体積当たりの入力電気エネルギである。このため、パルスの持続 時間を短縮すると、例え一定の入力電気エネルギでも、電荷の移動および電気化 学的作用を減少させる。

望ましくは、パルスの持続時間は、３０ｋＶ／ｃｍを越えるパルス電界強さにお いて、約０．０１μ秒乃至約１０μ秒の範囲内にある。２５ｋＶ／ｃｍ以上、望 ましくは約３５ｋＶ／ｃｍの処理区間の電界パルス、および約１０ナノ秒乃至約 ２０μ秒、望ましくは約０．１乃至約１０μ秒の持続時間の範囲内のパルス持続 時間の多くのパルスを使用すると、プロセスの効率の著しい向上、プロセスの効 率および経済性の改善、および電解効果の減少をもたらす結果となることが予期 し得る。

本方法によれば、間に実質的に均一な電界処理区間を画成する第１の電極および 第２の電極を持つ長いトラッキング経路電極処理区間と、処理区間における第１ および第２の電極間の最低距離の少なくとも２倍の表面ルート距離だけ処理区間 の外側に第２の電極から第１の電極を分離する非導電性の誘電絶縁体とが提供さ れる。更に本方法によれば、圧送可能食品の全量が、長いトラッキング経路の電 極処理区間に導入されて、少なくとも２５，０００ポルト／ｃｍ。

望ましくは少なくとも約３５．０００ポルト／　ｃ　ｍの最小電界強さを持ち、 高い電界ストレスが加えられた圧送可能食品を提供するため約０．１μ秒乃至約 ２５μ秒の持続時間を持つ少なくとも１つの高ノルス電界を受ける１、全ての圧 送可能食品は、多（の食品保存システ１１において少なくとも１つの高電界パル ス、望ましくは少なくとも２つのパルスを受ける筈である。、パルス間の処理間 隔は、約１分より短い、望ましくは約１秒以下でなければならない。電界パルス の「持続時間」とは、電界が最小電界強さを越える時間長さを意味する。明らか なように、電気的ストレスを受けた全ての流動食品は少なくとも１回の多重パル ス処理を受けねばならない。

また、圧送可能食品は高電圧電界パルスと同時に、少なくとも約０．０１μ秒、 望ましくは約０．　１乃至約２５μ秒の範囲内の持続時間を持つ処理区間におけ る食品に対して均一な高電流密度のパルスを受けることも望ましい。典型的には 、約１乃至約１０００オーム−Ｃｍの範囲内の電気抵抗を持つ圧送可能な流動食 品の場合、長いトラッキング経路の高電圧電極の処理区間において電流パルスの ピーク電流密度は、少なくとも約５アンペア／ｃｍ２、更に望ましくは少なくと も約１５アンペア／ｃｍ２でなければならない。

電気的ストレスが与えられた圧送可能な流動食品は、実質的に無菌条件下に維持 されねばならず、また長い貯蔵期間を持つ包装食品を提供するため包装すること ができる。電気的にストレスが与えられた流動食品は、パルス電界処理を受けた 後無菌条件下に維持されて包装できることが望ましい。

高電界を処理チャンバ内に維持するためには、圧送可能食品が空隙のないことも また重要である。更に、電界処理条件下で気泡を生じる食品の能力が最小限に抑 えられることが望ましい。従って、高電界処理法は圧送可能食品中に吸収された 気体の制御を完全に含まねばならない。圧送可能食品中に吸収された気体の作用 は、圧送可能食品内に電気的な破壊を生じることである。これは、真空ポンプお よびガス抜き装置、あるいは圧送可能食品から懸濁分解されあるいは捕捉された 気体を取除く他の方法により、圧送可能食品をガス抜きすることにより避けるこ とができる。圧送可能食品中の電気的な破壊の可能性を最小限に抑えることに役 立つ別の試みは、圧送可能食品を圧力下に償いて処理を行うことである。圧送可 能食品に対して正圧を用いることは、高電界が加えられる時電気的破壊を招き得 る圧送可能食品中の気泡の形成を減じ、また一般に電気的破壊の可能性を減じる 。また、正圧の使用は、大気圧における沸点以上の温度での作動を可能にする。

約７０．３１ｋｇ／ａｍ３（１０００ｐｓ　ｉ）以上の圧力を処理チャンバにお いて使用することができる。。

本発明の種々の望ましい特徴によれば、流動食品が処理される温度は、処理され た食品の貯蔵期間を実質的に増加させるように制御することができる。。

この点に関して、全ての食品は少なくとも約４５ＩＣ（℃）の温度で、また更に 望ましくは米国特許第４．６９５，４７２号に記載の如き少なくとも約５５１０ で、少なくとも１つのこのような高電圧の均一な電界パルスを受ける。流動食品 を約６３乃至約７５１Ｃの範囲の如き滅菌温度でパルス電界処理に置（ことによ り、高温度におけるＵＨＴ処理の結果として生じる流動食品に対する悪影響もな （、実質的に改善された貯蔵期間の延長が、滅菌のみにより得られるもの以上に 達成可能である。しかし、滅菌温度（例えば、４５乃至６３１Ｃ）より低くても このような高められた温度で、食品の保存および貯蔵期間の延長における実質的 な相乗的な改善がもたらされる。更に、電界処理された液状食品を約１０１０よ り低い、望ましくは約０乃至約９ＩＣの範囲内の冷蔵温度まで急速に冷却するこ とにより、貯蔵期間の更に実質的な改善が得られ、本プロセスは更に有効なもの となる。前掲の米国特許第４，６９５．４７２号に記載されるように、望ましく は、食品は、電界処理の３０分以内、望ましくは３分以内に冷蔵温度まで冷却す べきである。高電圧電界処理された流動食品は、包装あるいは塊体貯蔵に先立ち 、連続流熱交換装置により急速に冷却することもできる。このように、細胞膜の 損傷を有する電気的に処理された組織は、細胞膜の修復が行われる前に不活性状 態に冷却することができ、これにより食品の貯蔵期間を強化すると考えられる。

電界処理は、少な（とも約２５キロボルト／　ｃ　ｍ、望ましくは約３５乃至約 １２０キロボルト／　ｃ　ｍの範囲内の電界強さを有するパルスを用いて行われ るのが最も望ましい。用途に応じて、即ち、特定の微生物の選択的な滅菌から混 合細菌集団の広範囲な滅菌に応じて、パルスの持続時間は約０．１乃至２５μ秒 の範囲、最も望ましくは５乃至１０μ秒間の値にあるのが最も望ましい。パルス 持続時間の変更は、処理される液状食品内部の熱を制御するために用いることが できる。例えば、長いパルス周期は、試料の温度を電気的な効果と共働的な温度 まで上げるため用いることができ、従って、処理を完了するため短い方形波パル スを迅速に送ることができる。

逐次電界（および同時に電流）パルスは同じ極性のものでよ（、あるいは順次交 番する極性でもよい。また、電界パルスはグラウンド電位に対してそれぞれ正お よび負の極性を有する電極間に、あるいは一方が略々グラウンド電位に維持され かつ他方がグラウンド電位に対して正または負の極性のパルスが与えられる電極 間に確立されることが望ましい。しかし、高電圧の電界パルスもまたその双方が グラウンド電位に対して正または負の電位にある電極間に与えることもできる。

電界処理前またはその間に加えられた熱は、電界処理または熱処理のみにより得 られるものよりも大きな流動食品における殺菌率を生じるため用いることができ る。使用される時間において微生物に対して強力ではあるが必ずしも致死的では ない温度への熱上昇は、処理中に受ける隔膜の損傷を拡げるものと考えられる。

このことは、隔膜の流動性即ち多孔性の増加により生じ得、所定の処理量当たり より大きな損傷、このような強力な温度上昇の細胞代謝に対する破壊的電界によ る損傷した微生物が修復を行う能力の低下、および（または）電界の隔膜の損傷 に対して２次的な浸透効果の増加を生じる。電界処理された流動食品を冷蔵温度 に急速に冷却することにより、電界が生じるセル隔膜の透過性の修復マタは減少 のための通常の細胞機構が遅らされ、これによりセルの損傷し易さを助長しかつ 電界処理から生残る残りのバクテリアまたは胞子の再生偉力を減少させるものと 考えられる。

微生物が適当な条件下で高電圧電界に曝されると、細胞の透過性が確立され、細 胞間のイオン流および浸透流が生じ得る３、この流れは、生物の隔膜が例外的に 弾性を持つ故に遮断され得、生じた隔膜間の穴が時間と共に再び閉じられて細胞 が生残る。電界処理によっては破壊されない透過性細胞は、生残るためにはその 隔膜を再封止し、活発な移動を再び確立し、その内部のイオンおよび流体成分を 再調整しなければならない、。

ミルク、天然果汁および天然液状卵製品の如き栄養媒質においては、処理時でも 活発に成長しつつある細胞は、適当な条件下で再生し得る。しかし、本発明によ れば、温度制御によって栄養媒質内で有効な処理が行われ得る。処理後の冷蔵温 度における培養は、電気的に処理された微生物の代謝レベルを減じ、従って回復 および修復を減じる傾向を有する。同様に、処理中の試料温度の上昇は、殺菌レ ベルを増加するために使用でき、冷却と同様に、例え上昇温度が直接的な露呈に より殺菌する温度より少なくても、熱がバクテリアの成長温度より高い温度にお いて細胞の代謝作用に影響を及ぼす。

例え処理温度がそれ自体で著しい貯蔵期間の延長を生じるに充分な高さでなくと も、処理されたバクテリアにストレスを与える上昇温度は殺菌を著しく強化する ことができ、処理により貯蔵期間の延長がもたらされる。更に、事後処理の培養 条件は、貯蔵期間の延長に更に著しい影響を及ぼす。処理後に室温で培養された 電気的に処理された液状食品は直ちに再生し始め得るが、冷蔵温度（４−９Ｉ　 Ｃ）で培養された試料は典型的に再生が止められる。これらの観察は、試料の処 理中あるいは処理後に生じる修復の程度と関連するものと考えられる。

本発明の色々な特徴について一般的に記述したが、本発明の種々の特徴による圧 送可能食品の均一な電界処理については、図１に略図的に示した処理システムに 関して更に詳細に説明する。図１に示されるように、非常に高い電界の食品処理 システムは、処理されるべき圧送可能食品の貯蔵部１００を含み、この食品は図 示された実施例においては、スープ、清涼飲料、流動酪農製品または液状卵製品 の如き流動食品である。本装置は更に、任意のインライン加熱装置１０２と、こ の装置と関連する適当な真空システム１０６を備えた脱気装置１０４と、以下本 文において更に詳細にに述べる如き、液状食品の電界処理が行われる非常に高い 電界安定化同軸構造の長い経路の均一電界処理セル１０８とを含む。この処理セ ルは、これと関連して、セル内の温度および電圧条件を監視する適当なセンサ計 器を備えたセル・モニター１１０を有する。セルに対する高電圧パルスは、高電 圧パルス発生器１１２により与えられ、これはインピーダンスが処理セルと適正 に整合された高電圧集中伝送線回路、処理セル１０８にｒ１シてインピーダンス が適正に整合されたプラムライン伝送線回路、図４に示した形式の放電回路にお ける如き容量性放電回路、あるいは３５，０００ボルトを越える高電圧パルスを 約０．５乃至約１０マイクロ秒の範囲の持続時間で生じる他の適当な高電圧放電 装置でよい。セル・モニター１１０からの温度および電圧情報は、データ入力ス トリームとして、高電圧パルス発生器１１２の動作を制御するシステム制御およ び分析マイクロプロセッサ１１４へ与えられる。このシステム制御および分析マ イクロプロセッサ１１４は、コンピュータ制御システムを備えた自動化された生 産ライン装置とインターフェースするようになっている生産ライン・インターフ ェース１１６が設けられている。励磁された電界処理システムは更に、熱交換器 １１８からの処理されたプロセス流を冷却するための任意の冷蔵装置１２０を含 み、無菌包装装置１２２に対して冷蔵された電界処理済みの食品の流れを生じる 。この包装装置１２２は、処理されたプロセス流を個々の滅菌された消費パッケ ージ１２４、または消費者へ供給されるまで冷蔵貯蔵装置１２６に貯蔵される滅 菌環体輸送容器に包装する。動作においては、図示された実施例では液状ミルク 、オレンジジュースの如き天然果汁、あるいは液状天然卵製品である処理される べき液状食品は、貯蔵部１００から熱エネルギが処理システム内に保存されるよ うに熱交換装置１１８へ圧送される。この点に関して、セル１０８を通過した処 理済み液状食品は、熱交換装置１１８により処理セル１０８内へ送られるべき液 状食品と熱交換関係に送られる。熱交換装置１１８から出た後、処理される流動 食品は加熱装置１０２により所定の温度へ加熱される。加熱が行われるならば、 このような加熱の程度は、パルス処理セル１０８内の所要の処理温度によって決 定される。電気的なセル処理もまた液状食品の温度を上昇させ得るため、加熱装 置１０２により行われる加熱の程度は、熱交換装置１１８の効率にある程度依存 し得る。典型的には、加熱装置１０２から出てくる圧送可能食品の温度は少な（ とも約４０ＩＣであり、またある場合には、少なくとも約５０１Ｃ以上となる。

加熱装置１０２からの加熱された食品流は、脱気装置１０４へ向けられる。。

装置１０４においては、処理セル１０８内の実質的に均一な電界の生成に悪影響 を及ぼすおそれがある分解された気体および（または）製品の気泡を取除くため 、食品液が少な（とも水銀柱的５１ｃｍ（約２０インチ）の真空条件に曝される 。

溶存気体を含むビール、清涼飲料および発泡ワインの如き圧送可能食品もまた処 理できるが、真空に曝されることにより悪影響を受けるおそれがある。このよう な製品は、気体が気泡を形成することな（溶液中に残って高電圧の処理電界の均 一性を損なう約７乃至１４０ｋｇ／ｃｍ１（約１００乃至約２０００ｐｓ　ｉ） の如き範囲内の圧力、少な（とも約：１　５ｋｇ／ａｍ３（５０ｐｓ　＋）の処 理セル内の大気圧より高い圧力の如き高められた圧力で処理することができる。

他の食品もまた、前の真空に曝しあるいは真空に曝さずに、大気圧より高い圧力 で処理することができる。

脱気された液状食品は、長い表面の経路の高安定電気パルス処理セル１０８を連 続的に通過させられ、その内部で約２乃至３マイクロ秒の範囲の持続時間に少な くとも約３５，０００ポルト／ｃｍの電界強さの少なくとも１つ、望ましくは少 なくとも２つの高電圧パルスを受ける。図示された実施例においては、少なくと も１つのパルスが約５０１０乃至約７０１０の範囲内の温度で送られる。

処理された液状食品は熱交換装置１１８へ戻され、ここでこの食品は流入する液 状食品により冷却されて、その後冷蔵装量１２０へ送られ、ここで約１０ＩＣよ り低い温度、望ましくは約５ＩＣより低い温度までそのパルス電界処理の約１分 内で冷却される。図示された実施例においては冷蔵装置を用いて略々即時食品を エネルギ効率的に冷却するが、食品はまた包装された後でも冷却することができ る。冷却され、電気的に処理された液状食品流は、その後入力流として無菌包装 装置１２２へ導入され、この装置は食品を滅菌された容器１２４内に包装する。

この包装された食品容器１２４は、消費者へ供給するまで適当な冷蔵貯蔵装置１ ２６冷により蔵条件下で保持される。このような貯蔵装置は、包装プラントにお ける冷蔵貯蔵装置、分配システムにおける冷蔵輸送装置、および流通倉庫、食料 品床あるいは他の消費者流通センターにおける冷蔵貯蔵装置を含む。電界パルス 処理により提供される延長された貯蔵期間特性の故に、このような冷蔵された貯 蔵品は、新鮮度を維持し処理された食品の品質を保持しながら、長期間にわたり 保存することができる。

図２に示されるのは、図１の装置における処理セル１０８として使用することが できる連続流の長誘電経路パルス処理セルの実施例２００である。

このセル２００は、絶縁体面上の長いトラッキング経路を提供し、電極領域を通 過する時食品の完全な処理を保証する修正された同軸形状で設計される。

略々尺度に忠実な図２に示されるように、セル２００は、セルの外部ハウジング を形成し、圧送可能食品を処理のためセル２００へ装入するための流入ポート２ ０４と、処理された食品をセルから取出すための流出ポー１−２０６とを有する 外側の金属電極２０２を含む。外側電極２０２は、ステンレス鋼の如き適当な不 活性の食品級の衛生金属、または研磨された熱分解炭素または高張力グラファイ トの如き非金属の不活性導体から作ることができ、一般にグラウンド電位に維持 される。セル２００は、更に、このような不活性金属または非金属導体から同様 に作られ、外側電極２０２と共に食品処理領域２１０を形成する最大径の中央体 部を有する内側の高電圧電極２０８を含む。この内側の高電圧電極２０８は、そ の近端部と遠端部にテーパ状面２１２．２１４を有する。

高電圧電極の各端部に配回されたこれらテーパ状面は、最小限の破壊で液状食品 流を案内し、渦流または食品の滞留淀みを減少し、対流その他の混合を減少し、 かつ電気的破壊を防止するように電界を制御する。電極２０８は、セラミックま たはプラスチック（例えば、ポリエチレンまたはポリプロピレン構造）でよい絶 縁体２１８により完全に包囲された金属接続ロッド２１６にてって高電圧パルス 発生装置に支持されて電気的に接続されている。絶縁体２１８の外端部における 高電圧ブラシ２２０が、電極を包囲する空気の破壊を防止し、セル内に高電圧を 導入するため使用される。高電圧電極２０８の端部における絶縁用（プラスチッ ク、セラミック等の）キャップ２２２もまた、食品流を制御し電極端部からの電 流を阻止するように設計される。電極端部の電流は、電極の効率をより低い電界 領域へのフリンジまたは勾配作用により低下させ、バクテリアの段効率殺菌作用 を生じない。

金属または炭素電極２０２．２０８は、図２に示されるように、処理される流動 食品と直接的に接触する電極を形成する１、シかし、電極２０２．２０８はまた 、米国特許第４，６９５，４７２号に記載される如きイオン導体構造でもよい。

食品処理領域２１０の電界方向に沿った厚さは、少なくとも約０．１ｃｍ、望ま しくは約０．５乃至約３ｃｍの範囲内にあることが望ましい。電極２０８の外壁 部の半径は、少なくとも約３　ｃ　ｍであることが望ましく、大容積の処理シス テムの場合少なくとも約１０ｃｍであることが望ましい。処理装置２００は、そ の長手方向軸心周囲で形状が回転対称であり、処理装置１０８を形成するため内 このような複数のセルの並列または直列で使用することができる。

動作においては、液状ミルクまたは天然果汁の如き処理されるべき流動食品は、 流入ポート２０４から挿入される間、１０マイクロ秒より短い期間（例えば、約 ２乃至約５マイクロ秒）少なくとも３５．０００　（例えば、３５．０００乃至 ４５．０００）ポルト／　ｃ　ｍの処理区ｍ１における電界強さを提供する高電 圧パルスが、処理領域２１０に流れる食品流速度と関連する速度でブツシュ２２ ０を介して金属電極２０８に反復的に加えられ、全ての食品が区間２１０内で少 なくとも１つの高電圧パルスを受け、また望ましくは広範囲の食品に対しては、 複数の、少な（とも２つのパルスが区間２１０に装入される食品の最も早（移動 する成分の移動時間中加えられるようにする。このため、矢印２２４は、パルス 間の区間２１０含む食品の最大移動距離を示す。食品は、処理区間２１０内で少 なくとも５５１Ｃ（例えば、６０〜７５ＩＣ）の温度にある。このように、全て の食品は、上昇した温度で少な（とも１つの高電界パルスを受ける。また、セル に流れる食品流を反転できることも判るであろう。

処理区間２０２から出ると、処理済み液状食品は、別の処理装置２００に対する 管路を形成する管路２１８によりこの区間がら送出される。処理管路２１８にお ける液状食品の長さは、セル間の電気的な伝達を制限するため処理セルの厚さに 比較してかなり長い。処理された食品は、冷却され、９１Ｃ以下の温度で３分以 内で無菌包装される。これは、優れた貯蔵期間および保存品質を有する。

セル２００間の冷却が存在しない場合、以降のセルは処理される液状食品の加熱 を考慮してより高い温度で作動し得る。食品の搬送が温度を上昇させる傾向があ るため、以降のセルにおいてはあるパルス電位に対してより高い電流が与えられ 、これが好都合にも処理食品の貯蔵期間を強化する。多重処理が要望されるなら ば、図１の処理装置１０８の如き高電界パルス処理装置を構成するため、複数の 、少なくとも２つの処理セル装置２００、更に望ましくは約３乃至１０個の装置 が使用できる。

処理装置においては、以降のセル装置への装入に先立ち１つのセル装置から出て くる液状食品のガス抜きを行うことが望ましい。従って、以−りのセルへ装入す るためのガス抜きされた処理流を生じるように出力流のガス抜きのため、例えば 、真空ガス抜き装置を流出管路２０６に設けることができる。

圧送可能食品の電界による処理のための連続流処理セルの別の実施例３００が図 ３に示される。このセル設計は、２つの高電圧電極を分離する絶縁体面上の長い トラッキング経路を有する修正された同軸状処理装置である。これにおいては、 セル３００は、流入ポート３０４および流出ポート３０６を持つ外側金属電極３ ０２を有する点でセル２００と類似している。内部の高電圧電極３０８が、電極 ３０２の内面を持つ食品処理区間３１０を形成し、面３１２が処理区間の端部で 電極３０２から離れるように湾曲して区間の縁部で電界強さを減じる。

長い面経路を持つ絶縁分離体３１８が金属電極結合ロッド３１６を覆って面の破 壊トラッキングを阻止する。セル３００に高電圧パルスを印加するために湾曲し たブッシング３２０が設けられる。

方法、装置および処理システムについて一般的に記述したが、図４の研究室規模 のパルス電界処理装置を用いた特定の液状食品の高電圧パルス電界処理の種々の 特徴についてこれから説明する。略々忠実な尺度で示される図４に示されるのは パルス電界処理用静的試験セル４００であり、回転対称のポリエチレン分離体４ ０６により試験チャンバ区間４０８を形成する２つの略々平行なステンレス鋼の 電極４０２．４０４を有する１、セル４００は、その回転中心軸の周囲で回転対 称をなし、電極４０２．４０４および絶縁分離体４０６の回転軸と直角をなす断 面の形状が円形を呈する９、 処理される液状食品は、電極４０２における小さな穴から装入されてチャンバ４ ０８を完全に充填する。図６に示される容量性パルス発生器６００により、電気 パルスがセルに印加され、この発生器は、セル４００内の液状食品のインピーダ ンス負荷（図６において、Ｚ　ｓａｍ、、ｌｅとして示される）を介してセル４ ００の各電極にパルスを指向するパルス形成ネットワーク６０４と共に、周知の 高電圧電源６０２を含む。

種々の導電性液体に対する電界破壊レベルを決定し、かつこの液体を処理するた め、２Ω、２２μｓのパルス形成ネットワーク（ＰＦＮ）および高電界調整チャ ンバを有する図４および図６に示される如き研究室の試験パルス発生器６００お よび試験セル４００が使用された。この装置は、塩水、林檎ジュース、ミルク、 濾過済みおよび未濾過オレンジ・ジュースおよび脱イオン水を試験して、これら 流動食品の電気的破壊が生じる電界強さおよびパルス持続時間の組合わせを決定 するため使用された。

本装置は、各パルス幅において実質的に平坦な頂部を持つ約２乃至約２０μｓの 可変パルス幅を持つように設計された。

処理される液状食品に対する典型的な設計負荷抵抗は、１００乃至１．０００Ω −Ｃｍの範囲内であり、結果として試験セル４００内に１乃至１０Ωの負荷、Ｚ サンプルを生じた。本装置は空気中で作動し、ｌＯΩ負荷に５ＱｋＶを送るよう に設計された。

図６に示されるように、本装置は、負荷における充電電圧の大部分を得るように ２Ω以下のインピーダンスを持つように選定された低インピーダンスのパルス形 成ネットワーク６０２を使用する。

パルス幅を変化させるためパルス形成ネットワークの段を減らすのではなく、回 路６０２は所要の時点でパルスを終丁してどのパルス幅でも同じ形状（方形波） を持つパルスを生じる切換え開閉器回路６０６を使用する１、望ましい最大パル ス幅は、例示した装置４００に対しては約ＩＯマイクロ秒であるが、実験データ からの有意義比較のため全てのパルス幅で同様な出力パルスを生じるために出力 パルスの平坦度を更に改善するため、２０マイクロ秒のパルス形成ネットワーク が選定された６゜パルス形成ネットに対しては、ワーク５つの同じ２層段と２路 の変換時間２０マイクロ秒とした。

パルス発生ネットワーク６００に対して選定された成分値は、１．２μＦのコン デンサＣと、４．８μＨの段インダクタンスしてあった４、これは、２２マイク ロ秒のパルス幅を生じた。

パルス形成ネットワークの構成要素は、コンデンサ、誘導子、バス素子、スイッ チ、トリガー発生器、および内部ダンプ回路を持つ高電圧電源からなっている。

コンデンサＣは、低インピーダンスであり比較的低損失のコンデンサであるＭａ ｘｅｌｌ　ＳＳシリーズのコンデンサであった。誘導子りは、約２００ｍｍ　（ ８インチ）の直径、約７０ｍｍ（３インチ）の長さ、３回巻のコイルからなる。

各コイルは、絶縁線として外被を除いたＲＧ−２１８を使用した。このため、パ ルス形成ネットワークが充電される時高電圧になるコイルからの電気的衝撃の危 険が少なくなる。バス素子は、約３１．７５ｍｍ　（１層８インチ）の厚さのア ルミニウム板およびアングル材から作られた。高い電界点においては、このバス 素子は高い誘電定数の材料層で覆われ、次いでそれぞれＳｉｇｍａ−ｆｏｒｍに より作られた１層の半導体材料で覆われた。これらの材料は、電界を高いストレ ス点勾配を与えた。Ｍａｘｃｌ！モデル４０３５９火花間隙をパルス形成ネット ワーク出力および切換え開閉器６０８．６０６として用いられた。

これらのスイッチは、５０乃至１５０ｋＶ、最大３５０ｋＡで５クーロンとする ことができ、１００ｎＨのインダクタンスを持つ。このスイッチは、降下ジッタ リング放射トリガー動作による中間面形状を有する。このスイッチは、切換えら れあるいは短絡されたパルス形成ネットワークの大きいクーロン変換を処理する ことができ、また空気中で５０ｋＶで信頼性を以て作動できる。しかし、作動電 圧範囲を２０乃至８０ｋＶに低下させるため、中間面対電極の距離を約６．３５ ＋＋ｗ＋（０，２５インチ）に減少するように電極スペーサが挿入された。

このスペーサは、より低い作動電圧および同じハウジングを持つ別のスイッチか らの部品であった。

これらのスイッチは、Ｍａｘｅｌｌモデル４０１６８トリガー発生器の如き５０ ｋＶトリガー発生器によりトリガーすることができる。２つのこのようなトリガ ー発生器、４０１０７および修正４０２３０が使用された。４０１０７は、４０ １６８が組込んだ別個の気体コントローラを必要とすることを除いて、実質的に ４０１６８と同じである４０１６８の前モデルである。４０２３０は、４０ｋＶ の代わりに１００ｋＶの出力を有することを除いて、４０１６８と同じものであ る。

パルス形成ネットワーク６０４を充電するため従来の１００ｋＶ電源６０２が使 用された。

流動食品破壊試験チャンバ４００（図４）は、分離体が高電界の領域内にないよ うに設計された。このため、試験中の液体のみが高電界ストレスを受ける。

図４に示されるように、並列電極４０２．４０４および外側ハウジングがステン レス鋼から作られる。分離体４０６は高密度のポリエチレンである。試験チャン バはＯリング（図５）で封止される。このチャンバは、充填輩出のための４個の １／４ＮＰＴ穴と、２個のポリカーボネイト覗きポート（図示せず）とを持って いた。

並列電極４０２．４０４は、０．５または１．Ｑｃｍの間隔を有する。各電極は 、電界の強化を最小限に抑える縁部の半径を有する。アノード面積は１００ｃｒ ｎ２である。試験セルの電界の様子は、図５で尺度に即して示される。電極は、 試験に先立ちこれらを条件付けるためビード・ブラスト措置が施される。

電極をビード・ブラスト措置すると、電極面上に均一に小電界の強化を生じるこ とにより破壊データの統計的分布を最小限に抑える。セル４００およびパルス・ ネットワーク６００と共に診断装置（図示せず）も利用された。

診断は、１００ｋＶＤＣの高電圧モニター、負荷または出力電圧プローブ、およ び負荷電流モニターからなる。、１００ｋＶＤＣの高電圧プローブは、その全抵 抗がＩＧΩであるＭａｘｃｌｌの１０００　：　１抵抗プローブである１、この モニターは、計器上の１ｖがプローブの高電圧末端における１００ＯＶと等しい 電圧の読みを表示するためＦｌｕｋｅ　ＤＶＭを使用する。出力電圧は、これま たＭａｘｃｌｌ製の２．６にΩ抵抗分圧器により監視された。負荷電流を監視す るためＲｏｇｏｗｓｋｉコイルが使用された４、このコイルは、ＲＧ−２１４同 軸ケーブルに巻付けられたものである。

信号を積分するため受動積分器を用い、結果はオフシロスコープ上に表示された 。。

パルス形成ネットワーク６０２による初期試験は、短絡回路および２０Ωの負荷 に対して行われた。これら試験は、パルス形成ネットワークの性能を検証する情 報を提供した。

図７は、短絡回路に対して作動するパルス形成ネットワークにおける電流を示し ている。図８は、２０Ωの負荷に作動するパルス形成ネットワークを示している 。図９は、２０Ω負荷による立ち上がり時間を示している。

破壊検査は、塩水、林檎ジュース、ミルク、濾過済みおよび未濾過のオレンジ・ ジュースおよび脱イオン水について行われた。各液状食品は、ネットワーク６０ ０が試料に加えることができる最大電圧で２０μ秒の方形パルスを用いて試験さ れた。試験中の試料に対して加えることができる最大電圧は、下式により与えら れる。即ち、 ■Ｌ＝ｖｃ−ＺＬ／Ｚｏ＋ＺＬ 但し、ｖｃはパルス形成ネットワークの充電電圧■Ｌは負荷電圧 Ｚｏはパルス形成ネットワークのインピーダンスＺＬは負荷のインピーダンスで ある。

試料の低い抵抗率の故に、２０μ秒のパルス周期中試料の破壊レベルに達するこ とができなかった。下表は、各試料に加えることができた計測された最大電界強 さをまとめたものである。

電界強さ試験Ｑ走点衿 ＩＫΩ塩水　８６ ３００Ω−ｃｍ塩水　５２ 林檎ジユース　４２ 濾過後のオレンジジュース　２８ 脱イオン水　１０２（＠８μ秒） 鬼水 ２種の塩水溶液、即ちＩＫΩおよび３００Ω−ｃｍが、それぞれ最大電界強さ８ ６ｋＶ／ｃｍおよび５２ｋＶ／ｃｍに対して２０μ秒／＜パルスを用Ｌ１て試験 された。電極間隙は０．５ｃｍであり、ノ々ルス形成ネットワークカ（最大電圧 ５１ｋＶまで充電され、いずれの試料も２０μ秒）５ルスの間破壊を生じなかっ た。

１にΩ−Ｃｍ塩水の印加電圧波形が図１０に示される。、＜７レス形成ネットワ ークが５１ｋＶまで充電され２０μ秒で切換えられた時、試料に加えた平均電界 は８６ｋＶ／ｃｍであり、試料は破壊しなかった。

パルス形成ネットワークが切換え状態になったならば、試料は不整合の＜７レス 形成ネツトワークの下流側で破壊することになる。

３００Ω−ｃｍ溶液の印加電圧波形が図１１に示される。溶液の低も）抵抗率お よびパルス形成ネットワークと負荷との間の以降の電圧分割のため１．（ｉレス 形成ネットワークは最大充電電圧５１ｋＶでも切換え状態になり得なかった。

これは、出力および切換え開閉器の位置を単に再配置するだけで克服できる力４ 、試料がこの最悪状態の試験において破壊しなかったため、これは不要であった 。

試料に加えられた平均電界強さは５２ｋＶ／ｃｍであった・しなかった。加えら れた電圧波形が図１２に示される。

１火ｌ パルス形成ネットワークにおいて５１ｋＶの充電電圧で試料に加えられた平均電 界強さは２４ｋＶ／ａｍであった。ミルクは、図１３に示されるように２０μ秒 パルスの間は破壊しなかった。

オレンジジュース 新鮮な絞りたての濾過しないオレンジジュースが、２２　ｋ　Ｖ　／　ｃ　ｍの 最大電界強さで試験された１、試料は、２０μ秒の方形パルスの間は破壊しなか ったが、波形の電圧部分が逆になる間は破壊した。ジュースの粒子はサイズが間 隙スペース程度であった。加えられた電圧波形が図１４に示される。

オレンジジュースは、典型的に台所で見出されるワイヤで編んだ漉し器を用いて 濾過された。これは、大きな粒子を除去するが、ある目に見える粒子は流過させ た。オレンジジュースの加えられた電圧波形は図１５に示される。平均電界強さ は２８ｋＶ／ａｍであった。試料は、初期の２０μ秒の方形パルスには耐えたが 、電圧反転中は破壊した。

脱イオン水 脱イオン水はパルス電力分野では広範囲に試験されてきたため、これらの試験に 対するベンチマークとして試験された。試験された水は、１４５にΩ−ｃｍの抵 抗率を持ったびん詰めの水であった。脱イオン水は、５１ｋＶのパルス形成ネッ トワークの充電電圧と対応する１０２ｋＶ／ａｍまで試験された。

この水は、最大パルス幅８μ秒まで試験された。試験波形は図１６に示される。

裏至袷 ２Ω、２２μ秒、５０ｋＶの５段階の空気で絶縁されたパルス形成ネットワーク が設計され、構成されて試験された。このパルス形成ネットワークは、パルス形 成ネットワーク段を除いたものではなく切換え装置を用いることにより可変パル ス幅のパルスを送出する。このパルス形成ネットワークは、５０ｋＶの充電電圧 まで試験され、２０μ秒までの如何なるパルス幅でも方形（即ち、頂部が平坦な ）パルスを確実に生じることが判った。

このパルス形成ネットワークは、種々の低抵抗率の溶液の初期破壊強さのデータ を得るため用いられた。、この試験された溶液は、塩水、ミルク、林檎ジュース 、オレンジジュースおよび脱イオン水を含む。溶液の変動する抵抗率のため、溶 液は同じ電界強さでは試験しなかった９、２Ωのパルス形成ネットワークでは、 各溶液の電圧の破壊には達し得なかった。これは、低いインピーダンスおよび短 いパルス幅を持つようにパルス形成ネットワークを構成し直すことにより、ある いはコンデンサ・バンクとしてパルス形成ネットワークを用いて、このバンクを 所要の時間に切換えることにより克服することができる。

これらの試験で得られた結果は、前に用いられたものよりはるかに高い電界を導 電性液体および食品に加えることができることを示す。細菌学的効果およびこれ に伴う食品保存効果が液状媒質に加えられる電界の非常に強い機能であると考え られるため、前記結果は、以前に用いた値以上の高い電界強さパルス形成ネット ワークを用いることにより、これらの効果を著しく強化することができることを 示している。

前の記述から、連続的に圧送可能食品を処理するようにシステムを設計できるこ とが理解されよう。このような高電圧のパルス電界システムの設計は、電力要件 、パルス形成装置の仕様および処理セルの設計を決定するためある基本的な関係 を利用することができる。図１７は、種々の関係を記述するため使用されるパル ス電界システムの名称の概略図を示す。図示の如く、食品はパルスを与えた電界 セル電極間に速度Ｖ、で流れる。セルを流れるこの体積流速（ｃｍ’／秒）は、 下式により与えられる。即ち、 Ｖ＋＝ｖ、ｄｗ もし食品がセルを通過する時０回処理されねばならなければ、パルス形成装置の 反復周波数は下式とならなければならない。即ち、ｆ、＝ｖｌｎ／Ｖｃ 但し、ＶＣ＝ｄ１ｗ＝処理容積 パルス形成装置設計に必要な別のパラメータはセルの抵抗であり、これは下式に より与えられる。即ち、 Ｒｃ＝ρｄ／ｗｌ 但し、ρは食品の抵抗率である。。

セル内のパルス電界は、 Ｅｐ＝Ｖ、／ｄ 但し、ｖｏはセルにおける電圧である。電流は、ｒｅ＝ｖｏ／Ｒｃ＝Ｅ、Ｗ１／ ρ この式を用いて、ピーク電力は下式となる。即ち、ＰＣ＝Ｉ　ｃＶｏ＝ＥｃＥｅ ２ もしパルス幅ｒ、、が用いられると、平均電力は下式となる。即ち、Ｐ　ＡＶＧ ＝ｒ　Ｅ　＠２Ｖｃ　ｎ　／　ρ温度上昇は下式により与えられる。即ち、Ｔ＝ Ｅ”ｒＣｌ、／ρ 但し、Ｃ，は処理される圧送可能食品の熱容量である。

例えば、以下に述べる如きインピーダンスおよび電圧パラメータに基いて１０リ ッタ／時を処理するよう設計されたパルス形成装置の場合は、約２５Ｃｍ３のセ ル容積を持つことは、セルを流過する時容積当たり高電圧処理の約９パルスを生 じることになる。

もしこの流速が２５　ｃ　ｍ３／秒（９０１／時）より僅かに小さい程度まで増 加されるならば、パルス形成装置はパルス当たりセル容積当たり約１回の処理を 生じることになる。

図２または図３に示した如きセルである処理セルは、周知の高電圧電源によりあ る初期電圧（例えば、５０ｋＶ）まで充電され、パルス電界セルへ放電されるパ ルス形成ネットワークによって駆動することができる。使用可能なパルス形成ネ ットワーク形態の概略図が図１８に示される。

パルス形成ネットワークのインピーダンスは、セルに対して最も高いエネルギ移 動を生じるようにパルス電界セルのインピーダンスと整合されねばならない３゜ パルス形成ネットワークは、１．６７Ω秒であり、２０μ秒のパルス幅を持つ。

セル自体は、食品の抵抗率を１００乃至４００Ω−ｃｍの範囲内にあるものとす れば、図１９に示される如く、使用される食品の抵抗率に応じて約１乃至４Ωの 範囲のインピーダンスを有する。９．５ｃｍの電極間隙および２５ｃｍ′のセル 容積を持つセルの場合、パルス形成ネットワークは、図２０に示す如く抵抗率お よび充電電圧に依存するピーク電界を生じることになる。

パルス形成ネットワークにより利得パルス持続時間は、パルス形成ネットワーク の分離部分によって変化し得る。例示されたパルス形成装置は、整合負荷により ９０ｋＶ／ｃｍもの高さの電界を生じることができる。より高い抵抗率の食品を 用いてより高いレベルが達成できる。図２１は、セルにおける１、０Ωの負荷お よび２０μ秒のパルス幅の場合の計算された電界波形を示す。図２２は、３部分 からなるパルス形成ネットワークおよび１６６Ωの負荷の場合の計算されたパル ス形状を示している。図２３は、３部分からなるパルス形成ネットワークおよび １．０Ωの装填の場合の計算された波形を示している。

食品は、温度の関数として抵抗率を変化させる。例えば、１５乃至６０℃の温度 範囲にわたって、ミルクの抵抗率が係数（ファクタ）約２だけ低下する。

下表は、種々の抵抗率を持つ食品における計算された温度上昇を示す。

＊　Ｃｐ＝１．０、Ｌ−１０μ秒、およびパルス形成ネットワーク充電電圧を５ ０ｋＶとする。

これにより、典型的なパルスが初めに室温である脂肪２％のホモジナイズ・ミル クに加えられるとすれば、抵抗率は約２００Ω−ａｍから１４０Ω−ｃｍまで低 下することになる。このことは、電界もまたパルスの間低下することを意味する １、この場合、低下は約１５％である１、従って、パルスの間電圧における降下 を補正して特定の食品に対するパルス形成ネットワークを最適化するようにパル ス形成ネットワークを設計することが望ましい。

ＩＨｚおよび５ＱｋＶの充電電圧で作動するパルス形成装置では、平均電力は８ ０ｋＶで７．５ｋＷであり、電力は１９．２ｋＷである。

連続流処理用に適するパルス電界セル設計が、先に述べたように図３に示される 。図示されたセルは、２４ｃｍ″の活動容積および０．５ｃｍの電極間隙を有す る１００Ω−ｃｍの食品の場合、セルの設計インピーダンスは約１Ωとなるよう に設計される。

図２４は、流動試験用の形態における図３のセルを示す。食品は、セルの底部か ら入り同軸電極を上方へ通過する。食品流は上向きで熱混合を最小限に抑えるが 、これは熱い液状食品が常にセルの上部の出口側にあるためである。このセル設 計は、１００／／時、あるいはおそらくはそれ以上の流量に対して有効であると 意図される。

図２５は、セルにより生じる電界の均一性を決定するための等電位図を示す。

図２６および図２７は、電極の表面に沿った電界の図である。

従って、本発明によって、酪農製品、果汁および液状卵製品の如き流動食品の保 存のための改善された方法および装置が提供されることが明らかであろう。

本発明については特に特定の実施態様に関して記述したが、種々の変更および応 用が請求の範囲内に包含されるべき本文の開示から明らかであろう。

ＦＩＧ、　２ ＦＩＧ、３ 浄書（内容に変更なし） 時間＋Ａｌ５ｌ ＦＩＧ、　２４ ＦＩＧ、２５ 浄書（内容（こ変更なし） ＦＩＧ、　２６ 手続補正書 平成　４年ユ月２７日　園

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．圧送可能食品の保存のためのパルス電界処理装置であって、電界処理チャン バ内の第１の電極手段と隣接して配置された液状食品と電気的接触を行う第１の 電極手段と、該第１の電極手段から隔てられ、前記処理チャンバ内で前記第１の 電極手段と第２の電極手段との間に配置された液状食品と電気的な接触を行う第 ２の電極手段と、前記第１の電極手段と前記第２の電極手段を前記処理チャンバ の外部で分離する誘電性の非導電性スペーサを含み、かつ前記第１の電極手段と 前記第２の電極手段との間の、前記処理チャンバ内の前記第１の電極手段と前記 第２の電極手段との間の最小距離の少なくとも２倍の最小面経路長さを有する固 体の誘電性分離手段とを含む電界処理チャンバと、前記電界処理チャンバ内へ処 理されるべき圧送可能食品を装入する流入管路手段と、前記処理チャンバを通過 した食品を排出する流出管路手段と、少なくとも約０．０１パルス／秒の速度で 高電圧の電気パルスを前記第１および第２の電極手段に印加して、少なくとも約 ２５，０００ボルト／ｃｍの電界を前記電極手段間に配置された圧送可能食品を 介して該電極間に生成する手段と、前記圧送可能食品が前記処理チャンバから前 記流出管路手段を経て移動される前に、前記流入管路手段を介して、該全ての圧 送可能食品が前記高電圧処理区間を移動中少なくとも１つのパルスを受ける如き 速度で圧送する手段と、を設けてなる 装置。
2. ２．前記処理チャンバヘの装入前に、食品を少なくとも約４５１Ｃの所定の温度 に加熱する手段と、前記１つ以上の処理区間を通過した食品を約０乃至約１０１ Ｃの範囲内の冷蔵温度に冷却する手段とを更に設ける請求の範囲第１項記載の装 置。
3. ３．圧送可能食品の保存処理のためのパルス電界処理装置であって、電界処理チ ャンバ内の第１の電極手段と隣接して配置された液状食品と電気的接触を行う第 １の電極手段と、該第１の電極手段から隔てられて前記処理チャンバ内で前記第 １の電極手段と第２の電極手段との間に配置された液状食品と電気的な接触を行 う第２の電極手段と、前記第１の電極手段と前記第２の電極手段を前記処理チャ ンバの外部で分離する誘電性の非導電性スペーサを含み、かつ前記第１の電極手 段と前記第２の電極手段との間の、前記処理チャンバ内の該第１の電極手段と第 ２の電極手段との間の最小距離の少なくとも２倍の最小面経路長さを有する固体 の誘電性分離手段とを含む電界処理チャンバと、前記電界処理チャンバ内へ処理 されるべき圧送可能食品を装入する流入管路手段と、 前記処理チャンバを通過した食品を排出する流出管路手段と、少なくとも約０． ０１パルス／秒の速度で高電圧の電気パルスを前記第１および第２の電極手段に 印加して、少なくとも約２５，０００ボルト／ｃｍの電界を前記電極手段間に配 置された圧送可能食品を介して該電極間に生成する手段と、前記圧送可能食品が 前記処理チャンバから前記流入管路手段を経て移動される前に、前記流入管路手 段を介して、該全ての圧送可能食品が前記高電圧処理区間を移動中少なくとも１ つのパルスを受ける如き速度で圧送する手段と、を設けてなる 装置。
4. ４．前記処理チャンバヘの装入前に、前記食品を少なくとも約４５１Ｃの所定の 温度に加熱する手段と、前記１つ以上の処理区間を通過した食品を約０乃至約１ ０１Ｃの範囲内の冷蔵温度に冷却する手段とを更に設けてなる請求の範囲第３項 記載の装置。