JPH10309308A - 粒状または粉状の被処理物の殺菌装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粒状または粉状の被処理物の全体を均一に、
しかも多くの手間をかけずに簡単に殺菌することができ
る殺菌装置を提供する。 【解決手段】 この殺菌装置は、互いにほぼ平行に配置
されていて間に放電空間４を形成する二つの平板状の電
極２、２を備えている。この放電空間４に、粒状または
粉状の被処理物６が配置される。一方の電極２の放電空
間４側の面を誘電体８で覆っている。電源１０は、上記
二つの電極２、２間に交流電圧またはパルス電圧を印加
して、放電空間４に無声放電を発生させる。これによっ
て、放電空間４に均一な無声放電が発生して、被処理物
６の全体を均一に殺菌処理することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、粒状または粉状
をした食品、薬材等の被処理物の殺菌を行う、具体的に
は当該被処理物に付着した細菌類やカビ等を殺菌処理す
る殺菌装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】粉粒体等の被処理物を殺菌するものとし
て、パルスストリーマコロナ放電を利用した殺菌装置が
既に提案されている（特開昭６３−３１８９４７号公
報）。

【０００３】この殺菌装置は、針電極と平板電極間、
線電極と円筒電極間、または強誘電体ペレットを充
填した平行電極間にパルスストリーマコロナ放電を発生
させて被処理物の殺菌を行うものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の針電極と平板
電極間でパルスストリーマコロナ放電を発生させる殺菌
装置の場合は、放電が針電極の先端部付近に局部的に集
中して発生するため、平板電極上に広く配置された粒状
または粉状の被処理物の全体を均一に殺菌することがで
きないという課題がある。

【０００５】上記の線電極と円筒電極間でパルススト
リーマコロナ放電を発生させる殺菌装置の場合も、局部
的に強い電場を利用してストリーマ放電を発生させるこ
とに変わりはなく、従って広い領域に亘って均一な放電
を発生させることは難しいので、円筒電極内に広く配置
された粒状または粉状の被処理物の全体を均一に殺菌す
ることが難しいという課題がある。

【０００６】上記の強誘電体ペレットを充填した平行
電極間でパルスストリーマコロナ放電を発生させる殺菌
装置の場合は、強誘電体ペレットの存在によって放電が
分散され均一性のある程度高い放電を発生させることが
可能であるかも知れないけれども、このような殺菌装置
を粒状または粉状の被処理物の殺菌に用いるためには、
このような粒状または粉状の被処理物と上記強誘電体ペ
レットとを均等に混ぜなければならず、混ぜるのに手間
がかかると共に、殺菌処理後に被処理物と強誘電体ペレ
ットとを分離しなければならず、分離にも多くの手間が
かかるという課題がある。

【０００７】そこでこの発明は、粒状または粉状の被処
理物の全体を均一に、しかも多くの手間をかけずに簡単
に殺菌することができる殺菌装置を提供することを主た
る目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る殺菌装置
の一つは、間に放電空間を形成し、この放電空間に被処
理物が配置される二つの電極と、この二つの電極の内の
少なくとも一方の電極の放電空間側の面を覆う誘電体
と、前記二つの電極間に交流電圧またはパルス電圧を印
加して前記放電空間に無声放電を発生させる電源とを備
えることを特徴としている（請求項１）。

【０００９】上記構成によれば、誘電体は放電がアーク
に転移するのを抑制し、また特定の場所に放電が集中す
るのを防ぐので、放電空間に均一な無声放電を発生させ
ることができる。粒状または粉状の被処理物はこの均一
な無声放電中に曝されることになるので、当該被処理物
の全体を均一に殺菌することができる。

【００１０】しかも、粒状または粉状の被処理物を放電
空間に配置するだけで良く、当該被処理物に他の物を混
ぜる等の特別な処理を要しないので、多くの手間をかけ
ずに簡単に殺菌を行うことができる。

【００１１】電極の構成は、平行平板状の電極でも良い
し（請求項２）、同軸状の電極でも良い（請求項３）。
また、３段以上の奇数段に配置しても良い（請求項
４）。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、この発明に係る殺菌装置
の一例を示す概略断面図である。この殺菌装置は、互い
にほぼ平行（平行を含む）に配置されていて間に放電空
間４を形成する二つの（一対の）平板状の電極２、２を
備えている。各電極２は、通常は金属から成る。

【００１３】この放電空間４に、粒状または粉状の被処
理物６が配置される。この被処理物６は、例えば、米、
穀類、豆等の食品、あるいは薬材等である。

【００１４】この例では、一方の電極２の放電空間４側
の面を誘電体８で覆っている。誘電体８は、例えば、セ
ラミックス、ガラス等から成る。この誘電体８は、放電
空間４に詰められる被処理物６よりも誘電率の大きい、
より好ましくは十分に大きいものにするのが好ましく、
その理由は後述する。

【００１５】図１の例では、接地された側の電極２の放
電空間４側の面を誘電体８で覆っているけれども、その
反対側（高電圧側）の電極２の放電空間４側の面を誘電
体８で覆っても良いし、更には、両方の電極２の放電空
間４側の面を誘電体８で覆っても良い。両方の電極２を
セラミックスやガラス等の誘電体８で覆っておけば、食
品等の被処理物６が電極２に直接触れるのを防止するこ
とができると共に、放電によって電極２からスパッタさ
れた金属粒子が食品等の被処理物６に付着する恐れもな
い。

【００１６】上記二つの電極２、２には、電源１０が接
続されている。この電源１０は、交流電源（好ましくは
高周波電源）またはパルス電源であり、二つの電極２、
２間に交流電圧（好ましくは高周波電圧）またはパルス
電圧を印加して、放電空間４に無声放電を発生させる。

【００１７】上記誘電体８は、放電がアークに転移する
のを抑制し、また特定の場所に放電が集中するのを防ぐ
ので、電源１０から電極２、２間に上記のような電圧を
印加することによって、放電空間４に均一な無声放電
（これはバリヤ放電とも呼ばれる）を発生させることが
できる。

【００１８】これを詳述すると、例えば、商用周波以上
の交流電圧またはパルス半値幅数ｍｓ以下のパルス電圧
を電極２、２間に印加し、放電空間４に例えば数ｋＶ／
ｃｍ以上の電界をかけると、上記誘電体８の存在によっ
て、放電空間４に無声放電と呼ばれる放電が発生する。

【００１９】放電空間４に数ｋＶ／ｃｍ以上の電界をか
けるためには、誘電体８の厚さおよび誘電率、被処理物
６の量および誘電率にもよるが、通常は、波高値で数ｋ
Ｖ以上の電圧を出力することができる電源１０を用いれ
ば良い。この場合、電極２、２間に印加された電圧は、
被処理物６の部分で形成される静電容量と誘電体８の部
分で形成される静電容量とに分圧される形となるので、
前述したように誘電体８の誘電率を被処理物６のそれよ
りも十分に大きくする方が、誘電体８の部分で形成され
る静電容量が大きくなって被処理物６の部分で分担する
電圧がより大きくなり、被処理物６に印加される電界強
度がより高くなるので好ましい。

【００２０】また、殺菌効果をより高めるためには、被
処理物６への（即ち放電空間４への）電力注入量を大き
くすれば良いが、電力注入量は電圧の時間変化（ｄＶ／
ｄｔ）が大きいほど大きくなるので、電源１０から電極
２、２間に印加する電圧は、周波数のより高い交流電圧
（具体的には１ｋＨｚ以上の高周波電圧）、またはパル
ス幅のより短い（具体的にはパルス半値幅が数百μｓ以
下の）パルス電圧を用いるのが好ましく、そのようにす
れば電圧の波高値をあまり高くせずに済む。

【００２１】放電空間４に上記のようにして均一な無声
放電を発生させると、放電空間４に詰められた被処理物
６の全体は、この均一な無声放電に曝されることになる
ので、前述した従来例のおよびの場合と違って、被
処理物６の全体を均一に（即ち万遍なく）殺菌すること
ができる。この殺菌は、具体的には、均一な無声放電で
生成されるオゾン（雰囲気が空気や酸素の場合）、紫外
線、ラジカル、電子・イオン衝撃等の複合作用で行われ
る。

【００２２】しかも、この殺菌装置の場合は、粒状また
は粉状の被処理物６を放電空間４に配置するだけで良
く、前述した従来例のの場合と違って、当該被処理物
６に他の物を混ぜる等の特別な処理を要しないので、多
くの手間をかけずに簡単に殺菌を行うことができる。

【００２３】なお、放電空間４は大気開放でも十分な殺
菌効果を得ることができるけれども、より強力なオゾン
による殺菌効果が必要であれば、放電空間４の酸素濃度
を高めてオゾンが発生しやすくしても良い。

【００２４】また、粉状の被処理物６の殺菌等で粉塵爆
発が心配されるような場合は、放電空間４に窒素ガスを
混ぜることで粉塵爆発が起こらない酸素濃度にしても良
い。

【００２５】香辛料など風味（香り）が重要な食品の殺
菌の場合は、オゾンによる脱臭が起こらないように、放
電空間４の雰囲気を窒素ガス等で置換しても良い。ま
た、オゾンによる酸化を嫌う被処理物６の場合は、放電
空間４の雰囲気を酸素を含まないガスに置換しても良
い。

【００２６】被処理物６を殺菌処理する方式は、被処理
物６をグループごとに処理するバッチ処理方式を採用し
ても良いし、コンベア等の搬送手段を用いて被処理物６
を連続的に搬送しながら処理する連続処理方式を採用し
ても良い。

【００２７】図２は、他の例を示すものであり、図１に
示した装置との相違点を主体に説明すると、この殺菌装
置は、平板状の電極２を互いに間をあけて３段に重ねて
配置し、各二つの電極２、２間に、前述した被処理物６
が配置される放電空間４をそれぞれ形成していることを
特徴としている。

【００２８】更に、上下両外側の電極２を接地し、これ
らの電極２と中央の電極２との間に前述した電源１０を
接続して、前述したような交流電圧またはパルス電圧を
印加するように構成している。

【００２９】この例では、両側（接地された側）の電極
２の放電空間４側の面を前述したような誘電体８で覆っ
ているけれども、中央（高電圧側）の電極２の放電空間
４側の面を誘電体８で覆っても良いし、更には、全ての
電極２の放電空間４側の面を誘電体８で覆っても良いこ
とは、図１の場合と同様である。

【００３０】この例の場合も、図１の例と同様の作用に
よって、各放電空間４に均一な無声放電を発生させるこ
とができるので、各放電空間４に配置された被処理物６
の全体を均一に殺菌することができる。

【００３１】しかも、この例の場合は、中央の高電圧が
印加される電極２が外部に露出せず、露出するのは両外
側の接地された電極２だけとなるため、電気的な面での
安全性が図１の例に比べてより向上する。

【００３２】また、被処理物６を殺菌処理する放電空間
４を二つ有しているので、その分、図１の例に比べて殺
菌処理能力も向上する。

【００３３】なお、この図２の装置においても、図１の
装置の場合と同様に、放電空間４のガスは空気に限らず
酸素、窒素等に置換しても良いし、殺菌処理方式はバッ
チ処理方式または連続処理方式のどちらを採用しても良
い。

【００３４】また、電極２の段数は、上記３段に限ら
ず、それ以上の５段、７段等の奇数段にしても良く、そ
のようにすれば殺菌処理能力がより向上する。その場
合、外側から（上、下いずれの外側からでも良い）奇数
番目（例えば５段の場合であれば１、３、５番目）の電
極を全て接地し、これらの電極と各偶数番目（例えば５
段の場合であれば２、４番目）の電極との間に電源１０
から前述したような交流電圧またはパルス電圧を印加す
れば良い。

【００３５】図３は、更に他の例を示すものであり、図
１および図２に示した装置との相違点を主体に説明する
と、この殺菌装置は、二つの電極２、２を互いに同軸状
に配置し、両者間に、前述した被処理物６が配置される
放電空間４を形成していることを特徴としている。この
例では、より具体的には、外側の電極２を円筒状にし、
内側の電極２を円柱状にし、かつ両者を同心状に配置し
ている。

【００３６】更に、外側の電極２を接地し、この電極２
と中心の電極２との間に前述した電源１０を接続して、
前述したような交流電圧またはパルス電圧を印加するよ
うに構成している。

【００３７】この例では、外側（接地された側）の電極
２の放電空間４側の面を前述したような誘電体８で覆っ
ているけれども、中心（高電圧側）の電極２の放電空間
４側の面を誘電体８で覆っても良いし、更には、両方の
電極２、２の放電空間４側の面を誘電体８で覆っても良
いことは、図１および図２の場合と同様である。

【００３８】この例の場合も、図１および図２の例と同
様の作用によって、放電空間４に均一な無声放電を発生
させることができるので、放電空間４に配置された被処
理物６の全体を均一に殺菌することができる。

【００３９】しかも、この例の場合は、中心の高電圧が
印加される電極２が外部に露出せず、露出するのは外側
の接地された電極２だけとなるため、電気的な面での安
全性が図１の例に比べてより向上する。

【００４０】なお、この図３の装置においても、図１お
よび図２の装置の場合と同様に、放電空間４のガスは空
気に限らず酸素、窒素等に置換しても良いし、殺菌処理
方式はバッチ処理方式または連続処理方式のどちらを採
用しても良い。

【００４１】また、内外の電極２の断面形状は、図示し
た円形に限らず、四角形、六角形等の多角形や楕円等の
曲面を用いたものでも良い。

【００４２】

【発明の効果】この発明は、上記のとおり構成されてい
るので、次のような効果を奏する。

【００４３】請求項１記載の発明によれば、放電空間に
均一な無声放電を発生させることができ、粒状または粉
状の被処理物はこの均一な無声放電中に曝されることに
なるので、当該被処理物の全体を均一に殺菌することが
できる。しかも、粒状または粉状の被処理物を放電空間
に配置するだけで良く、当該被処理物に他の物を混ぜる
等の特別な処理を要しないので、多くの手間をかけずに
簡単に殺菌を行うことができる。

【００４４】請求項２記載の発明によれば、二つの電極
が、互いにほぼ平行に配置された平板状の電極であるの
で、両電極間の放電空間により均一な無声放電を発生さ
せることができ、それによって被処理物に対してより均
一な殺菌処理を行うことができる、という更なる効果を
奏する。

【００４５】請求項３記載の発明によれば、二つの電極
が、互いに同軸状に配置された電極であり、かつその外
側の電極を接地しているので、中心の高電圧が印加され
る電極が外部に露出せず、露出するのは外側の接地され
た電極だけとなるので、電気的な面での安全性がより向
上する、という更なる効果を奏する。

【００４６】請求項４記載の発明によれば、請求項１記
載の発明と同様の効果に加えて更に、電極を３段以上の
奇数段配置とし、かつ外側から奇数番目の電極を接地し
ているので、間の高電圧が印加される電極が外部に露出
せず、露出するのは両外側の接地された電極だけとなる
ため、電気的な面での安全性がより向上する。しかも、
被処理物を殺菌処理する放電空間が複数形成されるの
で、その分、殺菌処理能力も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る殺菌装置の一例を示す概略断面
図である。

【図２】この発明に係る殺菌装置の他の例を示す概略断
面図である。

【図３】この発明に係る殺菌装置の更に他の例を示す概
略断面図である。

【符号の説明】

２ 電極 ４ 放電空間 ６ 被処理物 ８ 誘電体 １０ 電源

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粒状または粉状の被処理物の殺菌を行う
   装置において、間に放電空間を形成し、この放電空間に
   前記被処理物が配置される二つの電極と、この二つの電
   極の内の少なくとも一方の電極の放電空間側の面を覆う
   誘電体と、前記二つの電極間に交流電圧またはパルス電
   圧を印加して前記放電空間に無声放電を発生させる電源
   とを備えることを特徴とする粒状または粉状の被処理物
   の殺菌装置。
2. 【請求項２】 前記二つの電極が、互いにほぼ平行に配
   置された平板状の電極である請求項１記載の粒状または
   粉状の被処理物の殺菌装置。
3. 【請求項３】 前記二つの電極が、互いに同軸状に配置
   された電極であり、かつその外側の電極を接地している
   請求項１記載の粒状または粉状の被処理物の殺菌装置。
4. 【請求項４】 粒状または粉状の被処理物の殺菌を行う
   装置において、３段以上の奇数段に重ねて配置されてい
   て外側から奇数番目の電極は全て接地されており、かつ
   各二つの電極間に放電空間をそれぞれ形成し、この放電
   空間に前記被処理物が配置される平板状の電極と、この
   各放電空間を形成する二つの電極の内の少なくとも一方
   の電極の放電空間側の面を覆う誘電体と、前記各奇数番
   目の電極と各偶数番目の電極との間に交流電圧またはパ
   ルス電圧を印加して前記放電空間に無声放電を発生させ
   る電源とを備えることを特徴とする粒状または粉状の被
   処理物の殺菌装置。