JPWO2002001971A1

JPWO2002001971A1 - 高電圧を利用した殺菌装置およびそれを用いた穀類及び種子等の殺菌対象物の殺菌方法

Info

Publication number: JPWO2002001971A1
Application number: JP2002506607A
Authority: JP
Inventors: 長谷川　秀翁; 武田　宏冶; 植木　裕; 田村　敏行
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2000-06-30
Filing date: 2000-09-28
Publication date: 2004-04-08
Also published as: KR20030025940A; AU2000274484A1; CN1259864C; WO2002001971A1; CN1454060A

Abstract

穀類及び種子等の殺菌対象物の品質を損なうことなく均一に常温、常圧下で容易に効率よく殺菌できる殺菌装置および殺菌方法。多数配設された針状電極からなる放電側電極と、この放電側電極と離間して絶縁板により表面が覆われている平板状電極からなる接地側電極と、前記放電側電極と接地側電極とを囲う誘電体で形成された殺菌処理装置と、前記電極間に高電圧を印加するための電源とを備え、前記殺菌処理装置内の放電側電極と接地側電極間に穀類及び種子等の殺菌対象物を介在させて、前記電極間でパルスストリーマ放電を発生することにより殺菌する。

Description

技術分野
この発明は、高電圧を利用した殺菌装置およびそれを用いた穀類及び種子等の殺菌対象物の殺菌方法に関するものであり、さらに詳しくは、穀類及び種子、食品、医薬品、漢方薬品、化粧品、飼料、肥料などの固型物全般（以下、穀類及び種子等の殺菌対象物と称す）に適用可能であって、特に加熱不適な穀類、種子、食品には最適に適用できる高電圧を利用した殺菌装置およびそれを用いた穀類及び種子等の殺菌対象物の殺菌方法に関するものである。
背景技術
従来、食品の殺菌方法としては加熱殺菌が一般的に行われている。しかし加熱殺菌では、成分、香り、味、色等の変質、有効成分の逸散等を伴い、食品そのものの品質を低下させる問題があった。
米の殺菌・殺虫には過熱水蒸気で処理を行うことができず、臭化メチルによるくん蒸が行われてきた。しかし、臭化メチルは、引火しやすく危険物に指定されていることや、劇物にも指定され、皮膚に触れると水泡を生じるなど安全性に問題がある上、その高いオゾン破壊の潜在性により大気中に放出されて地球上空のオゾン層に到達すると、オゾン層を破壊する問題がある。
一方、オゾンによる殺菌も行われているが、殺菌効果が不満足であるという問題があり、また、カビの増加を抑えるため、低温貯蔵（例えば、１５℃、７０〜７５％ＲＨ）が行われているが、長期低温貯蔵ではカビの増加が懸念される。
また、小豆、トウモロコシ、香辛料などにはコバルト６０などを用いる放射線による殺菌が認められているが、大掛かりな設備が必要で設備費が高い上、放射線が外部に漏洩しないように遮蔽が必要となるなどの問題がある。
本発明者は、先に高交流電圧あるいは高電圧をパルス的に印加した放電側電極と接地側電極間に玄米を介在させて、常温、常圧下、前記電極間でパルスストリーマ放電を発生させることにより玄米の芽胞菌などを含む各種菌を殺菌する高電圧殺菌装置および殺菌方法を提案した（特開平１１−２６７１８３号公報、特願平１１−１０５２３５号明細書、特願平１１−１０５２４０号明細書）。
しかしながら、高電圧殺菌装置（特開平１１−２６７１８３号公報）は湿度を調整した空気中でパルスストリーマ放電によって殺菌を行っていたが、玄米等の殺菌後直ぐに加熱処理を行うものにはどのような殺菌方法でも有効であったが、高電圧殺菌後に長期に保管する穀類や種子及び香辛料等の高電圧殺菌処理後に加熱処理を施さないで貯蔵したりするものでは、完全に微生物や細菌等を死滅させないでおくと貯蔵中に微生物や細菌等が繁殖し、栽培途中や流通過程で腐敗したり、伝染して他の農作物にまで影響を及ぼしたりする危険があった。
本発明は、上記の問題を解決するもので、本発明の第１の目的は、穀類及び種子等の殺菌対象物の品質を損なうことなく均一に常温、常圧下で容易に効率よく殺菌できる高電圧を利用した殺菌装置を提供することであり、本発明の第２の目的は、この殺菌装置を用いて穀類及び種子等の殺菌対象物の品質を損なうことなく均一に常温、常圧下で容易に効率よく殺菌する方法を提供することである。
発明の開示
本発明の請求項１の高電圧を利用した殺菌装置は、多数配設された針状電極からなる放電側電極と、この放電側電極と離間して絶縁板により表面が覆われている平板状電極からなる接地側電極と、前記放電側電極と接地側電極とを囲う誘電体で形成された殺菌処理装置と、前記電極間に高電圧を印加するための電源とを備え、
前記殺菌処理装置内の放電側電極と接地側電極間に穀類及び種子等の殺菌対象物を介在させて、前記電極間でパルスストリーマ放電を発生することにより殺菌することを特徴とする。
本発明においては、前記電極間でパルスストリーマ放電を発生させることにより常温、常圧下で穀類及び種子等の殺菌対象物の各種菌を殺菌する。
直流電圧印加時のコロナ放電では放電側電極のごく近傍が発光するのみであるが、パルスストリーマ放電でははるかに広い領域をプラズマ化できる。これは、パルスストリーマ放電では直流コロナ放電でのスパーク電圧より高い電圧が瞬間的に印加でき高電界領域を広くできること、また直流コロナではイオン空間電荷により放電側電極近傍の電離域の電界強度が低下するため放電が抑制されるが、パルスストリーマ放電では電圧の立ち上がりが急峻なため空間電荷電界による放電抑制がわずかであることなどによるものと考えられる。
パルスストリーマ放電において針状電極からの放電が接合部に短絡しないように接地側電極の放電側電極に対向する表面に、その全表面を覆うように絶縁板を配設する。絶縁板を配設することにより、安全に、かつ均一な放電が行われ、殺菌対象物を均一に効率よく殺菌できる。
パルスストリーマ放電で前記殺菌処理装置内の酸素の一部をオゾンに変換させると共に、このオゾンによって殺菌処理装置内の空気中の水分からＯＨ⁻を生成させ、かつ、高電圧放電による電位差で細胞膜を破裂させて殺菌を行い、パルスストリーマ放電で相乗的に殺菌を行えるようにすることにより、穀類及び種子等の殺菌対象物の表面に付着している微生物や細菌等を効率的に殺菌できるようにしている。
本発明の請求項２の高電圧を利用した殺菌装置は、穀類及び種子等の殺菌対象物を供給する供給手段と、この供給手段により供給された前記殺菌対象物を蓄えるホッパー部と、このホッパー部に蓄えられた前記殺菌対象物を移送して殺菌処理するための、多数配設された針状電極からなる放電側電極とこの放電側電極と離間して絶縁板により表面が覆われている平板状電極からなる接地側電極とを囲う誘電体で形成された殺菌処理装置と、前記電極間に高電圧を印加するための電源と、前記殺菌処理装置で殺菌処理された殺菌対象物を外部に排出する排出手段とを備え、前記殺菌処理装置内の放電側電極と接地側電極間に穀類及び種子等の殺菌対象物を介在させて、前記電極間でパルスストリーマ放電を発生することにより殺菌することを特徴とする。
パルスストリーマ放電で前記殺菌処理装置内の酸素の一部をオゾンに変換させると共に、このオゾンによって殺菌処理装置内の空気中の水分からＯＨ⁻を生成させ、かつ、高電圧放電による電位差で細胞膜を破裂させて殺菌を行い、パルスストリーマ放電で相乗的に殺菌を行えるようにすることにより、自動的に連続して穀類及び種子等の殺菌対象物の表面に付着している微生物や細菌等を効率的に殺菌できるようにしている。
本発明の請求項３の高電圧を利用した殺菌装置は、請求項２記載の殺菌装置において、前記殺菌処理装置の下部に設けた開閉可能なシャッターを開けることより前記殺菌処理装置で殺菌処理された穀類及び種子等の殺菌対象物を前記殺菌処理装置の外部に排出することを特徴とするものである。
殺菌処理装置の下部に設けた開閉可能なシャッターを開けることより前記殺菌処理装置で殺菌処理された穀類及び種子等の殺菌対象物を前記殺菌処理装置の外部に排出し、殺菌処理装置内で殺菌した穀類及び種子等の殺菌対象物を人手に触れることなく貯蔵することができるようにしている。
本発明の請求項４の高電圧を利用した殺菌装置は、請求項２あるいは請求項３記載の殺菌装置において、前記ホッパー部の下部に設けた開閉可能なシャッターを開けることより前記ホッパー部に一時的に蓄えた穀類及び種子等の殺菌対象物を前記殺菌処理装置に移送することを特徴とする。
ホッパー部の下部に設けた開閉可能なシャッターを開けることより前記ホッパー部に一時的に蓄えた穀類及び種子等の殺菌対象物を前記殺菌処理装置に移送し、多量の穀類及び種子等の殺菌対象物を間隔をあけることなく殺菌処理を施すことができるようにしている。
本発明の請求項５の高電圧を利用した殺菌装置は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の殺菌装置において、前記放電側電極が所定の間隔を置いて多数配設された針状電極からなることを特徴とする。
放電側電極と接地側電極としていずれも平板状電極を用いると、電極の表面積が大きくなるために高電圧を発生する電源部の容量を大きくする必要があり、また両平板状電極は絶対平行であることが必要であり、平行が保たれないと部分的に放電が集中する問題がある。
一方、前記放電側電極として１つの針状電極を用い、前記接地側電極として平板状電極を用いる場合がある（例えば、特開平１１−１８７８７２号公報の図１（ａ）に記載の方法を参照）が、この場合は前記電極間に介在された殺菌対象物の広範囲にわたる殺菌ができず殺菌むらがでる問題がある。
所定の間隔を置いて多数配設された針状電極を用いると、均一な放電が行われ電極間に介在された殺菌対象物の広範囲にわたる均一殺菌ができ、殺菌むらがでない。
針状電極は、錆の発生を抑え、耐久性を持たせるため、例えば、ステンレス系材料、白金系材料などの材料で作られたものが好ましい。ステンレス製針状電極は先端が例えば、およそ０．１〜１ｍｍφのものが好ましく、０．１〜０．５ｍｍφ程度と非常に細いものがより好ましい。
印加電圧、周波数、投入エネルギー（ｃａｌ／ｃｍ^３）、電界強度などが殺菌対象物の種類、形態、菌の種類、形態などによって異なるので針状電極の間隔は特に限定されず、殺菌対象物が本来有する香味、風味などの品質を損なわない範囲において充分に均一に殺菌できるように適宜選定して決めるのが好ましい。
しかし上記間隔は、通常は、５ｍｍから８０ｍｍ未満の範囲から選ばれることが望ましい。
本発明の請求項６の高電圧を利用した殺菌装置は、請求項５記載の殺菌装置において、前記放電側電極が所定の間隔を置いて千鳥状に多数配設された針状電極からなることを特徴とする。
所定の間隔を置いて千鳥状に多数配設された針状電極を用いることにより前記電極間に介在させた殺菌対象物を広範囲にわたって、しかも、より均一に殺菌することができる。
本発明の請求項７の高電圧を利用した殺菌装置は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の殺菌装置において、前記放電側電極と接地側電極間に殺菌対象物を移動させて連続的に殺菌することを特徴とする。
本発明においては、前記殺菌処理装置内に殺菌対象物を一旦充填して殺菌し、次いで殺菌した殺菌対象物を殺菌処理装置から取り出すこともできるが、前記殺菌処理装置内の放電側電極と接地側電極間に殺菌対象物を移動させて殺菌することにより連続的に殺菌して、殺菌した後に殺菌処理装置から連続的に取り出すことができる。このようにすれば殺菌速度や殺菌能率を向上でき、多量の殺菌対象物を容易に殺菌できるので経済性に優れる。
本発明の請求項８の高電圧を利用した殺菌装置は、請求項７記載の殺菌装置において、前記殺菌処理装置の下面に接地側電極を設け、殺菌対象物をコンベア上に載置して前記放電側電極と接地側電極間に移動させて連続的に殺菌することを特徴とする。
殺菌対象物をコンベア上に載置して前記放電側電極と接地側電極間に移動させて連続的に殺菌すれば、放電側電極と接地側電極間での殺菌対象物の移動が容易になり、連続的に殺菌した後、連続的に殺菌した殺菌対象物を殺菌処理装置から取り出せるので、殺菌速度や殺菌能率をより向上でき、より経済的となる。
本発明の請求項９の高電圧を利用した殺菌装置は、請求項７記載の殺菌装置において、前記接地側電極をコンベア上に載置したことを特徴とする。
接地側電極をコンベア上に載置することにより、殺菌対象物の移動が容易である上、放電側電極に対向する位置に殺菌対象物が移動してきた時に殺菌が行われるので殺菌も容易であり、連続的に殺菌して、連続的に殺菌処理装置から取り出せるので、殺菌速度や殺菌能率を向上でき、経済的となる。
本発明の請求項１０の高電圧を利用した殺菌装置は、請求項１から請求項９のいずれかに記載の殺菌装置において、前記絶縁板がセラミック板であることを特徴とする。
この目的に使用される絶縁板としては一般的に、アクリル板やガラス板が安価なため使用される。しかし、耐久性や強度的に問題があるので、印加電圧を高くする場合は耐久性、強度および絶縁性の高いセラミック板が好ましい。セラミック板は大きな一枚板であってもよく、あるいは例えば１ｃｍ角で１ｍｍ厚などのように小さく薄いセラミック板であってもよい。小さいセラミック板は大量生産されているため安価であり、多数の小さいセラミック板を相互に接着するなどして接合して大きなセラミック板として使用することができる。
本発明の請求項１１の高電圧を利用した殺菌装置は、請求項１０記載の殺菌装置において、前記セラミック板が耐電圧の高いセラミック板であることを特徴とする。
耐電圧の高いセラミック板は印加電圧を高くできるので好ましく使用できる。このような耐電圧の高いセラミック板としては、具体的には例えば、アルミナ板が好ましく、高純度アルミナ板がさらに好ましく使用できる。
本発明の請求項１２の高電圧を利用した殺菌装置は、請求項１から請求項１１のいずれかに記載の殺菌装置において、前記誘電体が１０^１０〜１０^１４Ω・ｃｍ以上の体積固有抵抗を有する材料で形成されていることを特徴とする。
殺菌対象物を殺菌処理するための殺菌処理装置は、安全に殺菌対象物を殺菌するために、１０^１０〜１０^１４Ω・ｃｍ以上の体積固有抵抗を有する絶縁性の高い材料で形成されることが好ましい。このような材料としては具体的には例えば、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、各種エンジニアリングプラスチック、ＦＲＰなどの電気絶縁性材料を挙げることができる。
本発明の請求項１３は、請求項１から請求項１２のいずれかに記載の殺菌装置を用いて、放電側電極と接地側電極間に穀類及び種子等の殺菌対象物を介在させて、電界強度２０ＫＶ／ｃｍ〜６０ＫＶ／ｃｍ、周波数１００ｐｐｓ〜１０００ｐｐｓ、パルス幅０．０５μｓ〜０．５μｓの範囲内のパルス高電圧により発生させたパルスストリーマ放電で殺菌することを特徴とする穀類及び種子等の殺菌対象物の殺菌方法である。
上記のパルスストリーマ放電で殺菌することにより芽胞菌などを含む各種菌を容易に効率的かつ経済的に殺菌することができる。
本発明の請求項１４は、請求項１３記載の殺菌方法において、前記放電側電極に正極性のパルス高電圧を印加することを特徴とする。
放電側電極に正極性のパルス高電圧を印加することにより安定した放電ができる。
放電側電極に正極性のパルス高電圧を印加する替わりに、逆に放電側電極に負極性のパルス高電圧を印加すると、放電側電極にゴミやチリなどが付着し、均一で安定した放電ができなくなる恐れがある。
本発明の請求項１５は、請求項１３あるいは請求項１４記載の殺菌方法において、前記放電側電極に立ち上がり時間１０ｎＳ（ナノ秒）以上、持続時間１μＳ（マイクロ秒）以下のパルス高電圧を印加することを特徴とする。
所定の間隔を置いて多数配設された針状電極からなる放電側電極に立ち上がり時間数１０ｎｓ（ナノ秒）程度以上、持続時間１μｓ（マイクロ秒）程度以下のパルス高電圧を印加すると、放電側電極から線状に伸びるストリーマー放電が発生し、電極間の広い範囲をプラズマ化でき、前記電極間に介在させた穀類及び種子等の殺菌対象物を均一にむらなく殺菌できる。
発明を実施するための最良の形態
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明の高電圧を利用した殺菌装置の一実施形態の斜視図、図２は図１に示した殺菌装置の放電側電極と、接地側電極および殺菌処理装置の下部に設けた開閉可能なシャッターを説明する説明図、図３は図１に示した殺菌装置の一部断面を示す側面図、図４は図１に示した殺菌装置の殺菌処理装置の下部に設けた開閉可能なシャッターを開いて殺菌処理された穀類及び種子等の殺菌対象物を排出する状態を説明する説明図、図５は図１に示した殺菌装置の放電側電極と、接地側電極を説明する説明図である。
図１〜図５に示したように、本発明の殺菌装置１は、予め穀類及び種子等の殺菌対象物ａを準備し、この殺菌対象物を供給する供給手段２と、この供給手段により供給された殺菌対象物ａを一時的に蓄えるホッパー部３と、このホッパー部に蓄えられた殺菌対象物ａを移送して殺菌処理するための殺菌処理装置４と、この殺菌処理装置で殺菌処理された殺菌対象物ａを殺菌処理装置４外に排出する排出手段５とを備えている。殺菌処理装置４はアクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ＦＲＰなどの誘電体の電気絶縁性材料（１０^１０〜１０^１４Ω・ｃｍ以上の体積固有抵抗を有する材料が好ましい）で容器状に形成されている。
殺菌処理装置４内には、所定の間隔ｄ１を置いて多数配設された針状電極６（錆の発生を抑え、耐久性を持たせるためステンレス系材料で作られたものが好ましい。例えばステンレス製針状電極で先端が０．５ｍｍφと非常に細いものがより好ましい）からなる放電側電極７と、絶縁板８（セラミック板が好ましく使用できる。セラミック板の具体例とては、アルミナ板が挙げられる。純度９０％以上の耐電圧の高い高純度アルミナのアルミナ板がより好ましい）により表面が覆われている平板状電極９からなる接地側電極１０が設置されている。
多数の針状電極６は導体１１（針状電極６と同じようにステンレス系材料で作られたものが好ましい）に図５に示したようにビス６１（針状電極６と同じようにステンレス系材料で作られたものが好ましい）によりしっかり固定されて構成された放電側電極７が、殺菌処理装置４の内部側に針状電極６が突出して出るようにして殺菌処理装置４の前面壁１２に固定されて装着されている。
接地側電極１０は殺菌処理装置４の内部側に絶縁板８により表面が覆われている平板状電極９が放電側電極７に対向してこの放電側電極と所定の間隔（間隔は特に限定されないが、通常約１０ｍｍ〜５０ｍｍである）を維持するように殺菌処理装置４の後面壁１３に固定されて装着されている。１４は、殺菌処理装置４の前面に設置した安全のための開閉可能な扉である。
本発明においては、多数の針状電極６を所定の一定の間隔ｄ１を置いて配設することが好ましい。多数の針状電極を用いる代わりに１つの針状電極を用いた場合は前記電極間に介在させた殺菌対象物ａを広範囲にわたって殺菌ができず殺菌むらがでる。
パルスストリーマ放電を起こさせるための電界強度は２０ＫＶ／ｃｍ〜６０ＫＶ／ｃｍで、２０ＫＶ／ｃｍ未満では望むべき殺菌率が得られず、６０ＫＶ／ｃｍを超えると殺菌後に殺菌対象物に亀裂や割れ及び焼けこげが生じる等の品質に問題が生じる恐れがある。また、１秒間にパルスが何回発生したかを表す周波数１００ｐｐｓの場合で、パルス発生回数が１００ｐｐｓ未満の５０ｐｐｓでは殺菌率が１００ｐｐｓと比較した場合に低下し、１０００ｐｐｓを超えると絶縁板８が破損する危険があり、しかも、高電圧発生装置が大掛かりとなり、設備コストが過大になって採算が取れなくなる恐れがある。
パルス幅は０．０５μｓ〜０．５μｓの範囲内で、パルス幅が０．０５μｓ未満では、高電圧を印加することができず、印加できた場合でも電圧の安定に欠け、殺菌率にバラツキが生じ、パルス幅が０．５μｓを超えると、放電中に短絡し易くなり、殺菌後に焼き焦げや亀裂等の品質に問題が生じる恐れがある。
多数の針状電極６の間隔ｄ１は通常は、５ｍｍから８０ｍｍ未満、好ましくは１０ｍｍから６０ｍｍ、特に好ましくは２５ｍｍから３０ｍｍの範囲から選ばれることが望ましい。間隔ｄ１が５ｍｍ未満であると殺菌対象物の殺菌はできるが後で説明する電源４０の容量を大きくしなければならず、不経済となる恐れがある。一方、間隔ｄ１が８０ｍｍを超えると前記電極間に介在させた殺菌対象物ａを広範囲にわたって均一に殺菌ができず殺菌むらがでる恐れがある。
供給手段２、ホッパー部３、殺菌処理装置４、排出手段５などは一体的に連結されて構成されており、供給手段２によって供給された殺菌対象物ａをホッパー部３に一時的に蓄え、ホッパー部３に蓄えられた殺菌対象物ａの所定量を重力により自然落下させて移送して殺菌処理装置４の前記電極７〜１０間に介在させ、後で説明する電源４０で発生した高電圧を前記電極７〜１０間に印加してこの電極間でパルスストリーマ放電を発生させて殺菌する。
供給手段２は、殺菌対象物ａの供給口１５、コンベア１６、このコンベアを駆動するモータ１７、コンベア１６で移送した殺菌対象物ａをホッパー３部内に放出する放出口１８などから成り、図３に示したように白矢印で示した方向から供給口１５内に供給された殺菌対象物ａはモータ１７により駆動されるコンベア１６により上方に移送されて放出口１８を経てホッパー部３へ供給される。
殺菌処理装置４内で殺菌処理された穀類及び種子等の殺菌対象物ａは、この殺菌処理装置の下部に設けられた開閉可能なシャッター１９を開けることより殺菌処理装置４の外部に自然落下して排出される。
排出手段５は、シャッター１９、このシャッターを開閉する駆動装置２０（ソレノイドバルブを備えた電気式駆動装置あるいは空気式駆動装置などいずれでもよい）、排出用ダクト２１などから成っている。２２は本発明の殺菌対象物を殺菌する処理装置１を支持して固定する支持装置である。２３は殺菌処理された殺菌対象物ａを収容する排出容器である。
本発明の殺菌装置１を用いて殺菌対象物ａを殺菌処理する場合は、殺菌処理された殺菌対象物ａが再び汚染されないように無菌室内で行うなど充分な管理が必要である。
殺菌処理装置４内の穀類及び種子等の殺菌対象物ａは放電側電極７と接地側電極１０との間でのパルスストリーマ放電によってこの電極間の空気中の酸素が反応してオゾンガスが発生し、このオゾンガスが空気中の水分と反応してＯ_２ ⁻、ＯＨ⁻、Ｈ_２Ｏ_２の３種の活性酸素を生成し、このうちの、ＯＨ⁻（ヒドロキシラジカル）で微生物や細菌等の殺菌が行われる。ＯＨ⁻は、オゾンより高い酸化還元電位を有していることから、細菌等を殺菌する効果が優れている。
図６は本発明で使用する電源４０の一例を説明する説明図である。図６に示したように、電源４０は、電源部４１（ＡＣ２００Ｖ、５０Ｈｚ）、スライダック４２、高電圧トランス４３、全波整流ブリッジ４４、抵抗４５、コンデンサ４６、スパークギャップ４７、抵抗４８、接地手段４９などを備えた回路から構成されている。
電源４０（ＡＣ２００Ｖ、５０Ｈｚ）から入力された電圧をスライダック４２および高電圧トランス４３にて昇圧し、全波整流ブリッジ４４にて整流する。その後、抵抗４５にて電流値を下げ、コンデンサ４６を充電する。コンデンサ４６に充電された電気エネルギーは、スパークギャップ４７を通して瞬間的に放電され、パルス電圧（例えば、エネルギー波を１秒間に約１００回発生させる）となって殺菌対象物ａを殺菌する処理装置４の放電側電極７と接地側電極１０間に印加され、この電極間でパルスストリーマ放電を発生させることにより、常温、常圧下、前記電極７−１０間に介在させた穀類及び種子等の殺菌対象物ａの殺菌が行われる。
本発明において、絶縁板８は１枚の板でもよいが小さいセラッミク板（例えば、Ａｌ_２Ｏ_３）の端部を相互に接着するなどして接合して作った板でもよい。
絶縁板８として多数の小さなセラミック板（例えば、Ａｌ_２Ｏ_３）の端部を相互に接着するなどして接合して作られた絶縁板８を使用する場合は、多数の針状電極６と多数のセラミック板の端部の接合部との相互の位置関係を特定の位置関係とすることが好ましい。
すなわち、各針状電極６から平板状電極９に対して直角に引いた直線がセラミック板に達した点と、セラミック板の端部の接合部との間の距離が、いずれの前記点といずれの接合部との組み合わせであっても１０ｍｍ以上になるようにすることが好ましい。この距離が約５ｍｍ以内であるとその針状電極６からその接合部に放電が必ず短絡する。この距離が約７〜８ｍｍであると印加電圧によってはその針状電極６からその接合部に放電が短絡する。
また、殺菌処理装置４中における殺菌処理時間、穀類及び種子の処理量、湿度などの殺菌条件も、穀類及び種子等の殺菌対象物ａの種類、形態、菌の種類などによって異なるので適宜選定して決めるのが好ましく特に限定されない。しかし、穀類及び種子等の殺菌対象物では、凡そ１５〜３０分間程度のパルスストリーマ放電を行って殺菌を確実にしている。
本発明の殺菌装置１を作動させ、供給手段２により供給された殺菌対象物ａをホッパー部３に一時的に蓄え、ホッパー部３に蓄えられた殺菌対象物ａを移送して、シャッター１９を閉めた殺菌処理装置４の電極７−１０間に所定量介在させ、電源４０で発生した高電圧を電極７−１０間に印加してこの電極間でパルスストリーマ放電を発生させ、殺菌条件下に置くことにより容易に殺菌できる。そして殺菌処理装置４内で殺菌処理された殺菌対象物ａは、シャッター１９を開けることより殺菌処理装置４の外部に排出される。以上の操作を繰り返すことにより穀類及び種子等の殺菌対象物ａの品質を損なうことなく均一に常温、常圧下で効率よく容易に殺菌できるようにしている。
図７は、殺菌処理装置の下部に設けられた開閉可能なシャッターの他の例を説明する説明図であり、図８（Ａ）は図７に示したシャッターを閉じた状態を示す説明図であり、図８（Ｂ）は同シャッターを開けた状態を示す説明図である。尚、図７〜８において、図１〜６と構成が共通する部分及び同じ名称のものには同一符号を付してある。
図７、図８において、殺菌処理装置４の下部にはシャッター１９Ａが設けられており、シャッター１９Ａに連結されたモータなどの開閉装置２４により駆動され回転して開閉可能になっている。図８（Ａ）に示したようにシャッター１９Ａを閉めた殺菌処理装置４の電極７−１０間に所定量の穀類及び種子等の殺菌対象物ａを介在させ、前記のように電源４０で発生した高電圧を電極７−１０間に印加してこの電極間でパルスストリーマ放電を発生させ、殺菌条件下に置くことにより殺菌した後、殺菌処理された殺菌対象物ａは、図８（Ｂ）に示したように開閉装置２４によりシャッター１９Ａを開けて白矢印で示したように殺菌処理装置４の外部に排出させる。
図９は、ホッパー部の下部および殺菌処理装置の下部に開閉可能なシャッターを設けた穀類及び種子等の殺菌対象物ａを殺菌する処理装置の説明図であり、（Ａ）は殺菌処理装置の下部のシャッターを閉め、ホッパー部の下部のシャッターを開けてホッパー部の殺菌対象物を殺菌処理装置へ移送する状態を示す説明図であり、（Ｂ）は殺菌処理された殺菌対象物を殺菌処理装置の下部のシャッターを開けて排出する状態を示す説明図である。尚、図９において、図１〜６と構成が共通する部分及び同じ名称のものには同一符号を付してある。
図９において、ホッパー部３および殺菌処理装置４の下部には駆動装置２０により開閉されるシャッター１９が設けられている。図９（Ａ）に示したよう殺菌処理装置４の下部のシャッター１９を閉めた殺菌処理装置４のホッパー部３の下部のシャッター１９を開けてホッパー部３に一時的に蓄えられた殺菌対象物ａの内から所定量の殺菌対象物ａを移送して電極７−１０間に介在させ、前記のように電源４０で発生した高電圧を電極７−１０間に印加してこの電極間でパルスストリーマ放電を発生させ、殺菌条件下に置くことにより殺菌した後、殺菌処理された殺菌対象物ａは、駆動装置２０により殺菌処理装置４の下部のシャッター１９を開けて白矢印で示したように殺菌処理装置４の外部に排出される。
図１０は、本発明の高電圧を利用した殺菌装置の他の例を示す斜視図である。尚、図１０において、図１〜９と構成が共通する部分及び同じ名称のものには同一符号を付してある。
図１０に示した本発明の殺菌装置１Ａは、図１〜６に示した本発明の殺菌装置１を大型化した例を示すものである。
殺菌処理装置４内が２つのセパレータ２５（セパレータ２５は殺菌処理装置４自体と同様に１０^１０〜１０^１４Ω・ｃｍ以上の体積固有抵抗を有するアクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ＦＲＰなどの電気絶縁性材料で作られたものが好ましい）により分割された３つのセル４−１、４−２、４−３を備えており、各セル４−１、４−２、４−３にそれぞれ複数の放電側電極７と接地側電極１０が対応して設けられており、殺菌処理装置４の下部にはモータなどの開閉装置２４により駆動され回転して開閉可能なシャッター１９Ａが設けられており、ホッパー部３から各セル４−１、４−２、４−３内にそれぞれ所定量の穀類及び種子等の殺菌対象物ａを移送するために供給手段２は図示しない駆動装置により駆動されてホッパー部３に沿って平行に移動可能になっている以外は、図１〜６に示した本発明の殺菌装置１と同様になっている。
本発明の殺菌装置１Ａを作動させ、供給手段２をホッパー部３に沿って平行に移動させながら供給手段２により供給された殺菌対象物ａをホッパー部３に一時的に蓄え、ホッパー部３に蓄えられた所定量の殺菌対象物ａを移送して、シャッター１９Ａを閉めた殺菌処理装置４の各セル４−１、４−２、４−３の電極７−１０間にそれぞれ所定の量だけ介在させ、前記のように電源４０で発生した高電圧を電極７−１０間に印加してこの電極間でパルスストリーマ放電を発生させ、殺菌条件下に置くことにより容易に多量の穀類及び種子等の殺菌対象物ａを処理して殺菌できる。そして殺菌処理装置４内で殺菌処理された殺菌対象物ａは、シャッター１９Ａを開けることより殺菌処理装置４の外部に排出される。以上の操作を繰り返すことにより多量の穀類及び種子等の殺菌対象物ａの品質を損なうことがなく均一に常温、常圧下で効率よく容易に殺菌できる。
図１１はホッパー部の下に設けた殺菌処理装置を水平にし、この殺菌処理装置の接地側電極をコンベア状にで形成して搬送できるように設けた本発明の高電圧を利用した殺菌装置の説明図であり、図１１において、図１〜６と構成が共通する部分及び同じ名称のものには同一符号を付してある。誘電体で形成された殺菌処理装置は放電側電極と接地側電極とを囲むように形成されている。
図１１において、殺菌処理装置４の下部には接地側電極１０がコンベア２４で駆動できるようにしている。コンベア２４は左側から右側に穀類及び種子等の殺菌対象物ａを搬送するようにしている。殺菌対象物ａは殺菌処理装置４の左側からコンベア２４上にホッパー部３から供給され、このコンベア上を移動する間に、前記のように電源４０で発生した高電圧を電極７−１０間に印加してこの電極間でパルスストリーマ放電を発生させ、殺菌条件下に置くことにより殺菌し、殺菌処理装置４の右側から白矢印で示したように搬出容器２３内に排出される。
図１９に示すように多数の針状電極６を碁盤の目のように整然と配設した放電側電極７を用いると、各針状電極６に高電圧をかけて放電させた場合、各針状電極６から接地側電極１０へ同電位のパルスストリーマ放電が放出されてお互いに干渉が発生し、図２０に示すように接地側電極１０上でパルスストリーマ放電が行われる四角状の箇所Ａと、パルスストリーマ放電が行われない箇所Ｂが現れ、均一な放電ができないという問題が生じた。
この場合、図２１に示すように例え、殺菌対象物を針状電極６と接地側電極１０間で矢印で示したように移動させて殺菌を行っても、パルスストリーマ放電が行われる箇所Ａを通過する殺菌対象物ｃは殺菌されるが、パルスストリーマ放電が行われない箇所Ｂを通過する殺菌対象物ｄは充分に殺菌されないため、殺菌むらが生じ均一な殺菌ができないという問題があった。
そこで放電側電極として所定の間隔を置いて千鳥状に多数配設された針状電極を用いることによりこの問題を解決できる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１２に、一定の間隔ｄを置いて千鳥状に多数配設された針状電極６の一例を示す。
図１２に示すように、第１列目の針状電極６は横方向に一定の間隔ｄ１を置いて多数配設されており、そして第２列目の針状電極６は第１列目の針状電極６から一定の間隔ｄ２を置いて、第１列目の針状電極６の相隣る２つの針状電極の間に第２列目の１つの針状電極６が互い違いに位置するように、そして横方向には一定の間隔ｄ１を置いて多数配設されており、そして第３列目の針状電極６は第２列目の針状電極６から一定の間隔ｄ２を置いて、第１列目の針状電極６と縦方向において同一位置になるように配設されており、以下同様にして針状電極６が千鳥状に多数配設されている。
ｄ１、ｄ２の大きさは特に限定されないが、通常はｄ２≒１／２ｄ１〜２ｄ１であり、例えば、式：ｄ２＝（√３／２）ｄ１を満足するようにｄ１、ｄ２を決めて針状電極６を千鳥状に多数配設して、第２列目の針状電極６−１が、第１列目の針状電極６−２および６−３、第２列目の針状電極６−４および６−５、第３列目の針状電極６−６および６−７からそれぞれ略均等に離れて位置するようにすることが好ましい。
このようにすると各針状電極に高電圧をかけて放電させた場合、各針状電極６から接地側電極１０へ同電位のパルスストリーマ放電が放出されるが放電干渉が異なった箇所に発生し、図１３に示すように接地側電極１０上でパルスストリーマ放電が行われる円形状の箇所Ａとパルスストリーマ放電が行われない箇所Ｂが現れる。
しかし、図１４に示すように殺菌対象物を針状電極６と接地側電極１０間を矢印で示したように移動させると、図１３に示すように針状電極６が千鳥状に多数配置されているために、例えば第１列目でパルスストリーマ放電が行われない箇所Ｂを通過した殺菌対象物は第１列目では殺菌されないが、第２列目においてパルスストリーマ放電が行われる箇所Ａを通過するので殺菌が行われる。第３列目以降も同様にして殺菌が行われるので、結果的に図１４中に殺菌範囲ｅで示したように殺菌対象物を殺菌むらなく充分に均一に殺菌することができる。
図１５は、図１２および図１３に示した針状電極６と接地側電極１０の説明図である。平板状電極９の上に絶縁板［セラミック板（Ａｌ_２Ｏ_３）］８が配設されており、千鳥状に多数配置された針状電極６と平板状電極９上のセラミック板８との間に殺菌対象物（例えば、玄米などの穀類）を介在させて移動させて殺菌する。針状電極６と平板状電極９との間隔は特に限定されないが、通常凡そ１０ｍｍ〜５０ｍｍから選ばれる所定の間隔である。針状電極６平板状電極９との間隔を所定の間隔とすることにより、部分的に放電が集中することがなくなり均一にパルスストリーマ放電が行われる。
図示しない電源部４０において発生した高電圧は、パルス電圧（例えば、エネルギー波を１秒間に約１００回発生させる）となって針状電極６と平板状電極９間に印加され、常温、常圧下、針状電極６と平板状電極９間でパルスストリーマ放電を発生させることができ、両電極間に介在させて移動させた殺菌対象物の殺菌が行われる。
印加電圧、周波数、投入エネルギー（ｃａｌ／ｃｍ^３）、電界強度、間隔ｄの大きさおよびどのように千鳥状にするか、すなわちどの程度互い違いにするかは特に限定されず、殺菌対象物が本来有する香味、風味、薬効、性能、分散性などの品質を損なわない範囲において充分に均一に殺菌できるように、適宜選定して決めるのが好ましい。
しかし、針状電極を千鳥状に多数配設する場合も針状電極の間隔ｄは通常は、５ｍｍから３０ｍｍ未満、好ましくは８ｍｍから３０ｍｍの範囲から選ばれることが望ましい。針状電極の間隔ｄが５ｍｍ未満であると殺菌対象物の殺菌はできるが電源部４０の容量を大きくしなければならず不経済となる恐れがある。一方、針状電極の間隔ｄが３０ｍｍを超えると針状電極３と平板状電極９間に介在させた殺菌対象物を均一に殺菌ができず殺菌むらがでる恐れがある。
一般的には、印加電圧、周波数、投入エネルギー、電界強度ともに大きい方が殺菌に有効であり、また周波数よりも印加電圧が高い方が有効であり、同一投入エネルギーにおいては電界強度が高い方が有効である。
また、針状電極６と平板状電極９間を移動させる殺菌対象物の移動速度、殺菌処理時間、殺菌対象物の処理量、湿度などの殺菌条件も、殺菌対象物の種類、形態、菌の種類、形態などによって異なるので適宜選定して決めるのが好ましく特に限定されない。
図１６は本発明の他の実施形態における高電圧を利用した殺菌装置の概要を示す構成図である。図１６において、図１〜６と構成が共通する部分及び同じ名称のものには同一符号を付してある。電源４０の詳細は図示しないが図６に示したものと同様になっている。
図１６において本発明の殺菌装置１Ｂの殺菌処理装置４Ａは、高電圧を発生する電源４０と、発生した高電圧を印加する図示しない多数の針状電極を所定の間隔ｄを置いて千鳥状に配設した針状電極６と、図示しないセラミック板８および平板状電極９からなる接地側電極１０を設けた電極部分３０を備えている。図示しない平板状電極９は接地手段４９によって接地されている。４１は電源部（ＡＣ２００Ｖ、５０Ｈｚ）である。
上述した殺菌装置１Ｂを作動させ、殺菌対象物（玄米）ａを殺菌処理装置４Ａの上部の入口５１から内部に供給すると、殺菌対象物（玄米）ａは電極部分３０に入り図示しない針状電極６と平板状電極９間でパルスストリーマ放電により殺菌される。殺菌された殺菌対象物（玄米）ａは、殺菌処理装置４Ａの下部の出口５２から外部へ排出されて、排出容器２３へ入る。このようにして殺菌対象物（玄米）ａを常温、常圧下で連続的に均一に容易に殺菌することができる。
図１７（Ａ）、１７（Ｂ）は本発明の他の実施形態における高電圧を利用した殺菌装置の要部概要を示す構成図である。
ホッパー３２の下に設けた殺菌処理装置４を水平にし、この殺菌処理装置４の接地側電極１０と多数の針状電極６を所定の間隔を置いて千鳥状に配設した放電側電極の間にベルトコンベア３１を配設して、殺菌対象物ａをベルトコンベア３１で搬送できるようにして、両電極間で穀類及び種子等の殺菌対象物ａを殺菌する。誘電体で形成された殺菌処理装置４は放電側電極と接地側電極１０とを囲むように形成されている。図１７において、図１〜６と構成が共通する部分及び同じ名称のものには同一符号を付してある。電源４０などは図示しないが図６に示したものと同様になっている。
ベルトコンベア３１は、樹脂あるいは合成ゴムなどの体積固有抵抗が約１０^１０〜１０^１４Ω・ｃｍあるいはそれ以上の材料で形成されたものが好ましい。
上述した殺菌装置１Ｃを作動させ、殺菌対象物（玄米）ａをホッパ３２からベルトコンベア３１上に供給すると、殺菌対象物（玄米）ａは矢印方向に連続的に移動して針状電極６と接地側電極１０間でパルスストリーマ放電により連続的に殺菌される。そして殺菌された殺菌対象物（玄米）ａはベルトコンベア３１から排出されて排出容器２３中に入れられる。このようにして、殺菌対象物（玄米）ａを常温、常圧下で連続的に均一に容易に殺菌することができる。３３はベルトコンベア３１を駆動するモータである。
図１７に示した殺菌装置１Ｃ（針状電極６と平板状電極９間の距離１３ｍｍ）を用いて、殺菌対象物（玄米）ａを供給してベルトコンベア３１を移動させて周波数１００ヘルツ、パルス幅１００〜５００ｎｍ、電界強度５〜４０ｋＶ／ｃｍ、電圧３０ｋｖ／ｃｍ、パルスストリーマ放電時間３０分の条件で殺菌を行い、殺菌率を測定した。その結果、殺菌は均一に行われており殺菌率は９９％であった。
比較のために図１９に示したように碁盤の目のように整然と多数配設した針状電極６を備えた殺菌装置を用いた以外は上記殺菌装置１Ｃを用いた実施例と同様にして、殺菌対象物（玄米）ａの殺菌を行い、殺菌率を測定した結果、殺菌は不均一であり殺菌率は９５％であった。
図１８は本発明の他の実施形態における高電圧を利用した殺菌装置の要部概要を示す構成図である。
ホッパー３２の下に設けた殺菌処理装置４を水平にし、この殺菌処理装置４のベルトコンベアに類似の構造に形成された接地側電極１０で穀類及び種子等の殺菌対象物ａを搬送できるようにして、多数の針状電極６を所定の間隔を置いて千鳥状に配設した放電側電極との間で殺菌対象物ａを殺菌するようにしている。そして誘電体で形成された殺菌処理装置４は放電側電極と接地側電極１０とを囲むように形成されている。図１８において、図１〜６と構成が共通する部分及び同じ名称のものには同一符号を付してある。電源４０などは図示しないが図６に示したものと同様になっている。
図１８において、本発明の殺菌装置１Ｄを作動させ、殺菌対象物（玄米）ａを接地側電極１０上に供給すると、殺菌対象物（玄米）ａは矢印方向に連続的に移動して千鳥状に配設した針状電極６とこの針状電極６に対応する位置にある接地側電極１０間でパルスストリーマ放電により連続的に殺菌される。殺菌された殺菌対象物（玄米）ａは接地側電極１０から排出される。このようにして殺菌対象物（玄米）ａを常温、常圧下で連続的に均一に容易に殺菌することができる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。
上記の説明では、殺菌する際の湿度については特に制御しなかったが、前記の特開平１１−２６７１８３号公報に記載されているように、放電側電極と接地側電極間に穀類及び種子等の殺菌対象物を介在させて、前記電極間でパルスストリーマ放電を発生することにより常温、常圧下で殺菌する際、湿度を調整して例えば高湿度に制御した雰囲気中で殺菌を行うことができる。高湿度に制御することにより殺菌率を向上できる。
【発明の効果】
本発明の請求項１の高電圧を利用した殺菌装置は、パルスストリーマ放電で殺菌処理装置内の酸素の一部をオゾンに変換させると共に、このオゾンによって殺菌処理装置内の空気中の水分からＯＨ⁻を生成させ、かつ、高電圧放電による電位差で細胞膜を破裂させて殺菌を行い、パルスストリーマ放電で相乗的に殺菌を行えるようにすることにより、穀類及び種子等の殺菌対象物の表面に付着している微生物や細菌等を効率的に殺菌できるという顕著な効果を奏する。
本発明の請求項２の高電圧を利用した殺菌装置は、請求項１の殺菌装置と同様な効果を奏するとともに、自動的に連続して穀類及び種子等の殺菌対象物の表面に付着している微生物や細菌などを効率的に殺菌できるという顕著な効果を奏する。
本発明の請求項３の高電圧を利用した殺菌装置は、請求項２の殺菌装置において、殺菌処理装置の下部に設けた開閉可能なシャッターを開けることより前記殺菌処理装置で殺菌処理された穀類及び種子等の殺菌対象物を前記殺菌処理装置の外部に排出し、殺菌処理装置内で殺菌した穀類及び種子等の殺菌対象物を人手に触れることなく貯蔵することができるという顕著な効果を奏する。
本発明の請求項４の高電圧を利用した殺菌装置は、請求項２あるいは請求項３記載の殺菌装置において、ホッパー部の下部に設けた開閉可能なシャッターを開けることより前記ホッパー部に一時的に蓄えた穀類及び種子等の殺菌対象物を前記殺菌処理装置に移送し、多量の穀類及び種子等の殺菌対象物を間隔をあけることなく殺菌処理を施すことができるという顕著な効果を奏する。
本発明の請求項５の高電圧を利用した殺菌装置は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の殺菌装置において、所定の間隔を置いて多数配設された針状電極を用いることにより、均一な放電が行われ電極間に介在された殺菌対象物の広範囲にわたる均一殺菌ができ、殺菌むらがでないという顕著な効果を奏する。
本発明の請求項６の高電圧を利用した殺菌装置は、請求項５記載の殺菌装置において、所定の間隔を置いて千鳥状に多数配設された針状電極を用いることにより前記電極間に介在させた殺菌対象物を広範囲にわたって、しかも、より均一に殺菌することができるという顕著な効果を奏する。
本発明の請求項７の高電圧を利用した殺菌装置は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の殺菌装置において、殺菌処理装置内の放電側電極と接地側電極間に殺菌対象物を移動させて殺菌することにより連続的に殺菌して、連続的に取り出すことができるので、殺菌速度や殺菌能率を向上でき、経済的となるという顕著な効果を奏する。
本発明の請求項８の高電圧を利用した殺菌装置は、請求項７記載の殺菌装置において、殺菌対象物をコンベア上に載置して放電側電極と接地側電極間に移動させて連続的に殺菌すれば、放電側電極と接地側電極間での殺菌対象物の移動が容易になり、連続的に殺菌して、連続的に取り出せるので、殺菌速度や殺菌能率をより向上でき、より経済的となるという顕著な効果を奏する。
本発明の請求項９の高電圧を利用した殺菌装置は、請求項７記載の殺菌装置において、接地側電極をコンベア上に載置することにより、殺菌対象物の移動および殺菌が容易になり、連続的に殺菌して、連続的に取り出せるので、殺菌速度や殺菌能率をより向上でき、より経済的となるという顕著な効果を奏する。
本発明の請求項１０の高電圧を利用した殺菌装置は、請求項１から請求項９のいずれかに記載の殺菌装置において、絶縁板としてセラミック板を用いることにより、耐久性、強度に優れるので、印加電圧を高くすることができるという顕著な効果を奏する。
本発明の請求項１１の高電圧を利用した殺菌装置は、請求項１０記載の殺菌装置において、絶縁板として耐電圧の高いセラミック板を用いることにより、より印加電圧を高くすることができるという顕著な効果を奏する。
本発明の請求項１２の高電圧を利用した殺菌装置は、請求項１から請求項１１のいずれかに記載の殺菌装置において、前記誘電体が１０^１０〜１０^１４Ω・ｃｍ以上の体積固有抵抗を有する材料であるので、安全性が向上するという顕著な効果を奏する。
本発明の請求項１３は、請求項１から請求項１２のいずれかに記載の殺菌装置を用いて、放電側電極と接地側電極間に穀類及び種子等の殺菌対象物を介在させて、電界強度２０ＫＶ／ｃｍ〜６０ＫＶ／ｃｍ、周波数１００ｐｐｓ〜１０００ｐｐｓ、パルス幅０．０５μｓ〜０．５μｓの範囲内のパルスストリーマ放電で殺菌することにより、芽胞菌などを含む各種菌を容易に効率的に経済的に殺菌することができるという顕著な効果を奏する。
本発明の請求項１４は、請求項１３記載の殺菌方法において、放電側電極に正極性のパルス高電圧を印加するので、放電側電極にゴミやチリなどが付着することがなくなり、均一で安定した放電ができるという顕著な効果を奏する。
本発明の請求項１５は、請求項１３あるいは請求項１４記載の殺菌方法において、前記放電側電極に立ち上がり時間１０ｎＳ（ナノ秒）以上、持続時間１μＳ（マイクロ秒）以下のパルス高電圧を印加すると、放電側電極から線状に伸びるストリーマー放電が発生し、電極間の広い範囲をプラズマ化でき、前記電極間に介在させた穀類及び種子等の殺菌対象物を均一にむらなく殺菌できるという顕著な効果を奏する。
産業上の利用可能性
本発明は、穀類及び種子等の殺菌対象物の品質を損なうことなく均一に常温、常圧下で容易に効率よく殺菌する高電圧を利用した殺菌装置ならびにその方法を提供し、産業上有用である。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の高電圧を利用した殺菌装置の一実施形態の斜視図である。図２は、図１に示した殺菌装置の放電側電極と、接地側電極および殺菌処理装置の下部に設けた開閉可能なシャッターを説明する説明図である。図３は、図１に示した殺菌装置の一部断面を示す側面図である。図４は、図１に示した殺菌装置の殺菌処理装置の下部に設けた開閉可能なシャッターを開いて殺菌処理された玄米を排出する状態を説明する説明図である。図５は、図１に示した殺菌装置の放電側電極と、接地側電極を説明する説明図である。図６は、本発明で使用する電源の一例を説明する説明図である。図７は、殺菌処理装置の下部に設けられた開閉可能なシャッーの他の例を説明する説明図である。図８（Ａ）は図７に示したシャッターを閉じた状態を示す説明図であり、図８（Ｂ）は同シャッターを開けた状態を示す説明図である。図９（Ａ）は殺菌処理装置の下部のシャッターを閉め、ホッパー部の下部のシャッターを開けてホッパー部の穀類及び種子等を殺菌処理装置へ移送する状態を示す説明図であり、図９（Ｂ）は殺菌処理された殺菌対象物を殺菌処理装置の下部のシャッターを開けて排出する状態を示す説明図である。図１０は、本発明の殺菌装置の他の例を示す斜視図である。図１１は、本発明の穀類及び種子等をコンベアで搬送して殺菌する殺菌処理装置を示す説明図である。図１２は、所定の間隔を置いて千鳥状に多数配設された針状電極の平面説明図である。図１３は、接地側電極上でパルスストリーマ放電が行われる箇所とパルスストリーマ放電が行われない箇所を示す平面説明図である。図１４は、接地側電極上で殺菌が行われる領域を示す平面説明図である。図１５は、針状電極と平板状電極の断面説明図である。図１６は、本発明の殺菌装置の他の例を示す説明図である。図１７（Ａ）は、本発明の他の殺菌装置の側面からみた要部の概要を示す構成図であり、図１７（Ｂ）は同殺菌装置の正面からみた要部の概要を示す構成図である。図１８は、本発明の他の殺菌装置の要部の概要を示す構成図である。図１９は、碁盤の目のように整然と多数配設された従来の針状電極の平面説明図である。図２０は、従来の接地側電極上でパルスストリーマ放電が行われる箇所とパルスストリーマ放電が行われない箇所を示す平面説明図である。図２１は、従来の接地側電極上で殺菌が行われる領域と殺菌が行われない領域を示す平面説明図である。

Claims

多数配設された針状電極からなる放電側電極と、この放電側電極と離間して絶縁板により表面が覆われている平板状電極からなる接地側電極と、前記放電側電極と接地側電極とを囲う誘電体で形成された殺菌処理装置と、前記電極間に高電圧を印加するための電源とを備え、前記殺菌処理装置内の放電側電極と接地側電極間に穀類及び種子等の殺菌対象物を介在させて、前記電極間でパルスストリーマ放電を発生することにより殺菌することを特徴とする高電圧を利用した殺菌装置。
穀類及び種子等の殺菌対象物を供給する供給手段と、この供給手段により供給された前記殺菌対象物を蓄えるホッパー部と、このホッパー部に蓄えられた前記殺菌対象物を移送して殺菌処理するための、多数配設された針状電極からなる放電側電極とこの放電側電極と離間して絶縁板により表面が覆われている平板状電極からなる接地側電極とを囲う誘電体で形成された殺菌処理装置と、前記電極間に高電圧を印加するための電源と、前記殺菌処理装置で殺菌処理された殺菌対象物を外部に排出する排出手段とを備え、前記殺菌処理装置内の放電側電極と接地側電極間に穀類及び種子等の殺菌対象物を介在させて、前記電極間でパルスストリーマ放電を発生することにより殺菌することを特徴とする高電圧を利用した殺菌装置。
前記殺菌処理装置の下部に設けた開閉可能なシャッターを開けることより前記殺菌処理装置で殺菌処理された穀類及び種子等の殺菌対象物を前記殺菌処理装置の外部に排出することを特徴とする請求項２記載の殺菌装置。
前記ホッパー部の下部に設けた開閉可能なシャッターを開けることより前記ホッパー部に一時的に蓄えた穀類及び種子等の殺菌対象物を前記殺菌処理装置に移送することを特徴とする請求項２あるいは請求項３記載の殺菌装置。
前記放電側電極が所定の間隔を置いて多数配設された針状電極からなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の殺菌装置。
前記放電側電極が所定の間隔を置いて千鳥状に多数配設された針状電極からなることを特徴とする請求項５記載の殺菌装置。
前記放電側電極と接地側電極間に殺菌対象物を移動させて連続的に殺菌することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の殺菌装置。
前記殺菌処理装置の下面に接地側電極を設け、殺菌対象物をコンベア上に載置して前記放電側電極と接地側電極間に移動させて連続的に殺菌することを特徴とする請求項７記載の殺菌装置。
前記接地側電極をコンベア上に載置したことを特徴とする請求項７記載の殺菌装置。
前記絶縁板がセラミック板であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の殺菌装置。
前記セラミック板が耐電圧の高いセラミック板であることを特徴とする請求項１０記載の殺菌装置。
前記誘電体が１０^１０〜１０^１４Ω・ｃｍ以上の体積固有抵抗を有する材料であることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載の殺菌装置。
請求項１から請求項１２のいずれかに記載の殺菌装置を用いて、放電側電極と接地側電極間に穀類及び種子等の殺菌対象物を介在させて、電界強度２０ＫＶ／ｃｍ〜６０ＫＶ／ｃｍ、周波数１００ｐｐｓ〜１０００ｐｐｓ、パルス幅０．０５μｓ〜０．５μｓの範囲内のパルス高電圧により発生させたパルスストリーマ放電で殺菌することを特徴とする穀類及び種子等の殺菌対象物の殺菌方法。
前記放電側電極に正極性のパルス高電圧を印加することを特徴とする請求項１３記載の殺菌方法。
前記放電側電極に立ち上がり時間１０ｎＳ（ナノ秒）以上、持続時間１μＳ（マイクロ秒）以下のパルス高電圧を印加することを特徴とする請求項１３あるいは請求項１４記載の殺菌方法。