JPWO2009078361A1

JPWO2009078361A1 - プラズマ滅菌装置

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Publication number: JPWO2009078361A1
Application number: JP2009546245A
Authority: JP
Inventors: 信哉林; 伊藤　弘之; 伊藤　　弘之; 章米須
Original assignee: NATIONAL UNIVERSITY CORPORATION SAGA UNIVERSITY; University of the Ryukyus
Current assignee: NATIONAL UNIVERSITY CORPORATION SAGA UNIVERSITY; University of the Ryukyus
Priority date: 2007-12-14
Filing date: 2008-12-12
Publication date: 2011-04-28
Anticipated expiration: 2028-12-12
Also published as: WO2009078361A1; JP5458253B2

Abstract

本プラズマ滅菌装置は、開口部を有する被滅菌処理物のボトル１に投入されるガラス管２にコイル電極３を巻回し、密閉容器４に真空ポンプ７による減圧を行い、ガラス管２の内部に対して酸素ガス供給装置６から酸素ガス６２を供給し、高周波電源部５からコイル電極３に対して、高周波電流を印加して放電を行う。このように、本プラズマ滅菌装置は、高周波電流によるプラズマによりボトル１の内部で放出される活性酸素種及び真空ポンプ７により生成する気流により活性酸素種を高密度に発生させ、ボトル１の内壁のみならず外壁まで確実に効率良く連続的に滅菌することができる。

Description

本発明は、放電プラズマを利用して、飲料容器等の被処理物を滅菌するプラズマ滅菌装置に関し、被処理物の内外面をプラズマ中の活性酸素種により滅菌するプラズマ滅菌装置に関する。

背景技術となるプラズマ滅菌装置は、特開２００６−３１４６７１号公報（第１の背景技術）、特開２００７−３７２５４号公報（第２の背景技術）に開示されるものがある。この各背景技術を図７及び図８に従来のプラズマ滅菌装置の概略構成断面図として示す。図７における、この第１の背景技術に係るプラズマ滅菌装置は、高周波誘導コイル１０２１により取り囲まれるようにプラスチック容器１００５をプラズマ処理用収納手段１００１内に保持し、前記収納手段１００１内に保持された容器１００５の内部にガス供給源１０１７及び無菌エアー供給源１０１９に接続されたガス供給管１０１３を挿入し、ガス供給源１０１７からのガスをガス供給管１０１３から供給しながら、真空ポンプ１０１１により収納手段１００１内を排気することにより、ガスを容器１００５の内面から外面に沿って流しながら収納手段１００１内を所定の真空度に保持し、次いで、インピーダンス整合のための１０２３マッチングボックスを介して高周波発振機１０２５から高周波誘導コイル１０２１に高周波を印加して収納手段１００１内に高周波電界を導入し、高周波電界によって容器１００５の内面及び外面付近に前記ガスのプラズマを形成することにより、容器１００５の内面及び外面を同時にプラズマ殺菌処理する。

また、図８における、第２の背景技術に係るプラズマ滅菌装置は、酸素ガスをプラズマ化して生成される活性酸素種又は、酸素以外のガスをプラズマ化し、該プラズマと酸素ガスとを接触させて生成される活性酸素種との少なくともいずれかを含むガス２０００を対象物２０１０に接触させ、該対象物に付着している菌を滅菌する滅菌装置において、プラズマ化するガスを導入し、大気中に排出する非導電性のガス流路管２００１と、該ガス流路管を取り巻く導電性アンテナ管２００２とを有し、該アンテナ管には、ガス流動管の管軸方向に沿って所定の長さのスリット２００３が形成されており、該アンテナ管にマイクロ波を照射し該ガス流動管中のガスをプラズマ化する構成である。好ましくは、該スリットの長さは、照射するマイクロ波の半波長の整数倍に設定されていることが可能である。
特開２００６−３１４６７１号公報特開２００７−３７２５４号公報

前記第１の背景技術に係るプラズマ滅菌装置は以上のように構成されていたことから、被滅菌処理物であるプラスティック容器に直接高周波誘導コイルを巻回するため、複数個のプラスティック容器を対象として連続的に滅菌処理を行う場合には、プラスティック容器の着脱に手間を要することから、大量生産を行う工場現場を考慮すると、扱いにくく適用が困難であるという課題を有する。また、活性酸素種が容器内で一様に生成されないことから、滅菌が不均一であるという課題も有する。

また、前記第２の背景技術に係るプラズマ滅菌装置は以上のように構成されていたことから、前記ガス２０００は、前記対象物２０１０との一回の接触により前記対象物２０１０の一側面のみを滅菌できるに止まり、総ての表面を滅菌できないという課題を有する。また、前記ガス２０００は、発生源であるプラズマトーチから前記ガス流路管２００１を経由し、さらに大気に放出された後に前記対象物２０１０に接触するため、前記対象物２０１０に接触する時点で滅菌に有効な活性酸素種の濃度を低下され、滅菌能力を低下されるという課題を有する。

本発明は、前記課題を解消するためになされたもので、高密度の活性酸素種を発生させることにより得られる活性酸素種の均一性や高い滅菌能力により、被滅菌処理物を確実に滅菌し、さらに被滅菌処理物に対してより均一な滅菌を行うことができること、及び工場現場等における大規模な数量の被滅菌処理物に対しても連続的且つ品質を維持しながらの滅菌処理を容易に行うことを可能とするプラズマ滅菌装置を提供する。

本発明に係るプラズマ滅菌装置は、滅菌対象物を収納手段に収納し、当該収納手段にプラズマにより生成される活性酸素種を供給して当該滅菌対象物を滅菌するプラズマ滅菌装置において、誘電体からなる筒体で形成され、当該筒体内で生成されるプラズマにより発生する活性酸素種を筒体の端部開口から前記収納手段内に放出する中空管と、前記中空管の近傍もしくは内部の少なくとも一部分に対向配置される電極と、前記電極に商用周波数以上の高周波電流を供給し、当該高周波電流により前記滅菌対象物内に高電界を発生させる高周波供給部と、少なくとも前記中空管の中空部に酸素もしくは空気等の気体からなる原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、少なくとも前記収納手段の内部を減圧する減圧手段とを備え、前記電極に前記高周波供給部から前記高周波電流を印加することにより発生する高電界を発生させ、少なくとも前記電極近傍の前記中空管の中空部において放電よりプラズマを生成させるものである。このように本発明によれば、前記中空管の近傍もしくは内部に高周波電流を供給される前記電極を配置し、前記電極の高周波電流により中空管内で放電させ、前記減圧手段により減圧された前記収容手段に放電によるプラズマで生成される活性酸素種に供給することから、誘電体を介してこのプラズマを放電され、放電時における電極物質の溶出等の汚染を発生させることなくガスをプラズマ化させることができると共に、活性酸素種をより長く維持できることとなり、前記滅菌対象物に対する滅菌効果を向上させることができる。

また、本発明に係るプラズマ滅菌装置は必要に応じて、前記滅菌対象物が、少なくとも開口部を有する容器で形成され、前記中空管が、前記滅菌対象物の開口部から内部へ挿入されて活性酸素種を放出するものである。このように本発明によれば、前記中空管を前記滅菌対象物の開口部から内部へ挿入されることから、前記減圧手段により生成される気流により、活性酸素種を前記滅菌対象物の内部から外部まで一様に拡散させることとなり、前記滅菌対象物の内壁のみならず外壁までも一様に滅菌することができる。

また、本発明に係るプラズマ滅菌装置は必要に応じて、前記電極が、前記中空管の近傍もしくは内部に沿ったコイル状に巻かれるものである。このように本発明によれば、電極がコイル状であることから、高周波電流の印加により効率良く高電界が発生することとなり、効率良くプラズマを発生させることができる。

また、本発明に係るプラズマ滅菌装置は必要に応じて、前記中空管が、前記収納手段の内部を間欠的に上下に動作するものである。このように本発明によれば、ビン等の有底状の前記滅菌対象物に対して、活性酸素種の放出位置が変化することにより、活性酸素種との接触が希薄な傾向を有する底部の隅々まで活性酸素種を均一に拡散させることとなり、より一層均一な滅菌を行うことができる。

また、本発明に係るプラズマ滅菌装置は必要に応じて、前記中空管が、前記収納手段の内部を間欠的に上下に動作し、当該上下動に伴って、前記滅菌対象物が一側に開口部を有する容器である場合に、当該容器内に挿入される先端部に前記電極が配設されるものである。このように本発明によれば、ビン等の有底状の前記滅菌対象物の内部において活性酸素種が直接放出されることとなり、前記滅菌対象物の内部をより確実に滅菌することができる。

また、本発明に係るプラズマ滅菌装置は必要に応じて、前記電極が、複数の部分に分割して配設され、少なくとも前記中空管の前記滅菌対象物近傍の先端部に配設されるものである。このように本発明によれば、生成されてから消滅するまでの寿命が短い活性酸素種をより有効的な状態で確実に前記滅菌対象物へ供給されることとなり、前記滅菌対象物を一層確実に滅菌することができる。

また、本発明に係るプラズマ滅菌装置は必要に応じて、前記高周波供給部が、複数の部分に分割して配設された前記電極のうち、前記中空管の前記滅菌対象物近傍の先端部に配設された前記電極に、他の部分の前記電極よりも多量の前記高周波電流を供給するものである。このように本発明によれば、前記滅菌対象物の特に近傍に対して多量の活性酸素種が供給されることとなり、前記滅菌対象物を一層確実に滅菌することができる。

また、本発明に係るプラズマ滅菌装置は必要に応じて、前記減圧手段による減圧が、１Ｐａから１０ｋＰａまでの範囲で間欠的に変動してなされるものである。このように本発明によれば、ビン等の有底状の前記滅菌対象物に対して、気圧の変化に伴い気流が変動することにより、前記滅菌対象物の内部で気流澱みの発生が抑えられ、活性酸素種との接触が希薄な傾向を有する底部の隅々まで活性酸素種を均一に拡散させることとなり、より一層均一な滅菌を行うことができる。

また、本発明に係るプラズマ滅菌装置は必要に応じて、前記高周波供給部による高周波電流が、起動当初に１ｋＨｚないし２０ｋＨｚとし、起動後１０ＭＨｚないし６０ＭＨｚの範囲で変動して印加されるものである。このように本発明によれば、起動当初はプラズマ発生に重点を置き、プラズマ発生後は、プラズマ維持に重点を置くことで、円滑なプラズマ移行が行われることとなり、円滑に生成された活性酸素種により効率良く滅菌を行うことができる。なお、この高周波電流は、起動当初、起動後のいずれか一方又は連続して１３．５６ＭＨｚに固定しても良い。

また、本発明に係るプラズマ滅菌装置は必要に応じて、前記原料ガス供給手段により供給される原料ガスの流量が、１０ｓｃｃｍから５００ｓｃｃｍの範囲で間欠的に変動されるものである。このように本発明によれば、ビン等の有底状の前記滅菌対象物に対して、原料ガスの流量が変動することにより、前記滅菌対象物の内部で気流澱みの発生が抑えられ、活性酸素種との接触が希薄な傾向を有する底部の隅々まで活性酸素種を均一に拡散させることとなり、一様な滅菌を行うことができる。

また、本発明に係るプラズマ滅菌装置は必要に応じて、前記滅菌対象物を移動台上に載置し、当該載置位置近傍に連通孔を形成された移動台を順次滅菌領域へ移動させる物品搬送手段とを備え、前記収納手段が、前記滅菌領域で前記物品搬送手段と連結されて前記減圧手段に接続される減圧側収納手段と、前記滅菌領域で前記物品搬送手段と連結されて、前記電極及び前記中空管を収納し、前記高周波供給部及び前記原料ガス供給手段に接続される誘引側収納手段とから構成され、前記物品搬送手段の移動により前記滅菌領域へ移送された前記滅菌対象物及び前記連通孔を誘引側収納手段が収納すると共に、当該誘引側収納手段の前記物品搬送手段を介して対向する方向から前記連通孔を前記減圧側収納手段が収容するものである。このように本発明によれば、物品搬送手段が複数の前記滅菌対象物を滅菌領域に順次移動させるため、滅菌未処理の前記滅菌対象物が自動で順次滅菌されることとなり、大規模な数量の前記滅菌対象物に対しても、手間無く滅菌を行うことができる。また、前記滅菌対象物が、他の滅菌器具との接触無く滅菌されることとなり、滅菌による滅菌対象物の損傷等の品質低下を回避することができる。

本発明の第１の実施形態に係るプラズマ滅菌装置の概略構成図である。本発明の第１の実施形態に係るプラズマ滅菌装置における、ガラス管２の位置とプラズマの流れを示す概略図である。(ａ) ガラス管２がボトル１の開口部付近に位置する場合(ｂ)ガラス管２がボトル１の底部付近に位置する場合本発明の第２の実施形態に係るプラズマ滅菌装置の概略構成図である。本発明の第３の実施形態に係るプラズマ滅菌装置の、容器の移送方向へ沿う概略垂直断面図である。本発明の第３の実施形態に係るプラズマ滅菌装置の、上面からの概略断面図である。本発明のその他の実施形態に係るプラズマ滅菌装置の、ガラス管及びコイル電極の概略構成図である。従来のプラズマ滅菌装置の概略構成断面図である。従来のプラズマ滅菌装置の概略構成断面図である。

符号の説明

１ボトル
１１開口部
１２底部
１Ａボトル（非滅菌）
１Ｂボトル（滅菌中）
１Ｃボトル（滅菌後）
１ａパレット
２ガラス管
２１先端部
２０１上下動作
３コイル電極
３ａコイル電極（先端部）
３ｂコイル電極（中央部）３１プラズマ領域
４密閉容器
４０密閉容器
４０１着脱動作
４１誘引側密閉容器
４１１上下動作
４２減圧側密閉容器
４２１上下動作
４ａ連通孔
４ｂ供給孔
４ｃ排気孔
４ｄ連通孔
５高周波電源部
５１配線
６酸素ガス供給装置
６１バルブ
６２酸素ガス
６２１酸素ガス（流量小）
６２２酸素ガス（流量大）
６２３空気
７真空ポンプ
７１バルブ
７２排気
７２１排気（流量小）
７２２排気（流量大）
８ベルトコンベア
８１進行
８ａ滅菌領域
８ｂ搬送領域
９循環装置
Ｒ活性酸素種
１００１プラズマ処理用収納手段
１００５プラスチック容器
１０１１真空ポンプ
１０１３ガス供給管
１０１７ガス供給源
１０１９無菌エアー供給源
１０２１高周波誘導コイル
１０２３マッチングボックス
１０２５高周波発振機
２０００ガス
２００１ガス流路管
２００２導電性アンテナ管
２００３スリット
２０１０対象物

（本発明の第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係るプラズマ滅菌装置を、図１に基づいて説明する。図１において本実施形態に係るプラズマ滅菌装置は、プラズマ滅菌対象のボトル１と、当該ボトル１の開口部から一部分が挿入されるガラス管２と、当該ガラス管２の外周面の一部分を螺旋状に取り囲むコイル電極３と、当該ボトル１及び当該ガラス管２及び当該コイル電極３を内部に格納する、石英等の絶縁物で形成された密閉容器４と、当該密閉容器４に連通孔４ａを経由して前記コイル電極３に高周波を供給する高周波電源部５と、前記密閉容器４に供給孔４ｂを経由して前記ガラス管２の中空部に、放電プラズマにより一重項酸素原子、ラジカル等を含む活性酸素種Ｒを発生させる酸素ガス６２を供給する酸素ガス供給装置６と、前記密閉容器４に排気孔４ｃを経由して接続され、前記密閉容器４の中空部を減圧する真空ポンプ７とを備える構成である。前記密閉容器４は、誘引側密閉容器４１と減圧側密閉容器４２から構成されており、各密閉容器を移動させることにより、ボトル１の前記密閉容器４への導入及び取り外しが容易に可能となる。また、前記ガラス管２の内部に導入する気体としては、プラズマにより活性酸素種Ｒを発生させるものであれば、酸素ガス６２に限定されるものではなく、例えば空気を使用することもでき、この場合には、身近に存在する気体であるため費用面において有利となる。また、酸素ガス６２及び空気等の酸素分子を含む気体から生成される活性酸素種Ｒによる滅菌は、水酸化ラジカル等の他の活性酸素種Ｒと異なり、滅菌残渣物が無害なために取扱いが容易という利点も有する。

以下、前記構成に基づく本実施形態の具体的な滅菌動作について説明する。

本実施形態は、まず前記減圧側密閉容器４２を前記密閉容器４から取り外し、前記ボトル１を入れた後、前記減圧側密閉容器４２を誘引側密閉容器４１に再度接続することで、前記ボトル１を前記密閉容器４の内部に密閉して収納する。

次に、バルブ７１を開放して前記真空ポンプ７を作動させ、前記排気孔４ｃを経由して前記密閉容器４の内部に含まれる空気成分を排気し、プラズマを発生させる圧力よりも低い圧力まで減圧する。前記排気孔４ｃは、前記ボトル１の内面から外面に沿って排気されるように、前記ボトル１の底部に設置される。前記真空ポンプ７としては、例えばロータリーポンプ式真空排気装置を使用し、例えば１．４ｋＰａの略真空状態まで減圧を行う。

次に、当該減圧を行いながら、バルブ６１を開放して酸素ガス供給装置６から適当な流量で前記供給孔４ｂを経由して酸素ガス６２を前記密閉容器４に導入する。次に前記コイル電極３に、例えば工業的に通常使用される帯域の高周波(１３．５６ＭＨｚ)又はマイクロ波(２．４５ＧＨｚ)を印加して、前記ガラス管２内にグロー放電を発生させる。前記コイル電極３の素材には銅やタングステンや白金やフェライトセラミックスで構成されることが望ましく、例えばタングステンのコイルフィラメントでコイル状に巻かれたものを使用する。前記グロー放電により生成するプラズマにより、前記ガラス管２内に酸素分子から主に一重項酸素原子及びスーパーオキシドラジカルが発生する。当該活性酸素種Ｒは菌を構成する蛋白質、糖質、脂質に対する強い酸化作用を有しており、この酸化作用により菌を分解して死滅させることができる。

次に、生成した活性酸素種Ｒは、前記酸素ガス供給装置６及び前記真空ポンプ７からの気流により、前記ガラス管２から前記ボトル１の内部に放出されて、前記ボトル１の内部に拡散する。また、前記ガラス管２は前記ボトル１の挿入方向に上下動作を行い、前記ボトル１の底部に接近するに従い、前記酸素ガス供給装置６からの酸素ガス供給量及び前記真空ポンプ７からの減圧量は極大値に近づきながら増大し、前記ボトル１の底部から隔離するに従い、前記酸素ガス供給装置６からの酸素ガス供給量及び前記真空ポンプ７からの減圧量は極小値に近づきながら減少することにより、前記ボトル１の内部での気流が澱みなく流動し、活性酸素種Ｒが容器内で一様に生成及び拡散することで、活性酸素種Ｒによる均一な滅菌が行われないという従来からの課題を克服することができる。特に、従来では滅菌が不十分となる傾向を有する前記ボトル１の底部の隅部においても十分に滅菌することができる。さらに、前記真空ポンプ７の減圧処理による気流により活性酸素種Ｒが拡散することで、前記ボトル１の外壁面に対しても一様に滅菌することができる。

（本発明の第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係るプラズマ滅菌装置を、図３に基づいて説明する。
図３において本実施形態に係るプラズマ滅菌装置は、図１及び図２におけるプラズマ滅菌装置の変形型であり、図１及び図２における減圧処理を行う真空ポンプ７と活性酸素種発生用ガスを供給する酸素ガス供給装置６を循環装置９に代替した構成であり、減圧処理動作を有する循環装置９の減圧処理により得られる排気（空気）７２１を、循環装置９により循環させて活性酸素種発生用ガスとしての空気６２３として再利用する装置である。以下、前記構成に基づく本実施形態の具体的な滅菌動作について説明する。

次に、バルブ７１を開放して前記循環装置９を作動させ、前記排気孔４ｃを経由して前記密閉容器４の内部に含まれる空気成分を排気し、プラズマを発生させる圧力よりも低い圧力まで減圧する。前記循環装置９は、前記ボトル１の内面から外面に沿って排気されるように、前記ボトル１の底部に設置される。前記循環装置９での減圧処理は、例えば１．４ｋＰａの略真空状態まで減圧を行う。

次に、当該減圧を行いながら、バルブ６１を開放して前記循環装置９から適当な流量で前記供給孔４ｂを経由して空気６２３を前記密閉容器４に導入する。次に前記コイル電極３に、例えば工業的に通常使用される帯域の高周波（１３．５６ＭＨｚ）又はマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）を印加して、前記ガラス管２内にグロー放電を発生させる。前記グロー放電により生成するプラズマにより、前記ガラス管２内に酸素分子から主に一重項酸素原子及びスーパーオキシドラジカルが発生する。

次に、生成した活性酸素種Ｒは、前記循環装置９からの気流により、前記ガラス管２から前記ボトル１の内部に放出され、前記ボトル１の内部を拡散することで一様に滅菌される。また、前記ガラス管２は前記ボトル１の挿入方向に上下動作を行い、前記ボトル１の底部に接近するに従い、前記循環装置９からの酸素ガス供給量及び減圧量は極大値に近づきながら増大し、前記ボトル１の底部から隔離するに従い、前記循環装置９からの酸素ガス減圧量は極小値に近づきながら減少することにより、前記ボトル１の内部での気流が澱みなく流動し、活性酸素種Ｒが容器内で一様に生成及び拡散することで、均一な滅菌が行われないという従来からの課題を克服することができる。特に、従来は滅菌が不十分となる傾向があった、前記ボトル１の底部の隅部においても十分に滅菌することができる。さらに、前記循環装置９の減圧処理による気流により活性酸素種Ｒが拡散することで、前記ボトル１の外壁面に対しても一様に滅菌することができる。

（本発明の第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係るプラズマ滅菌装置を、図４及び図５に基づいて説明する。
図４及び図５において本実施形態に係るプラズマ滅菌装置は、前記第１及び第２の実施形態と同様にガラス２、コイル電極３、高周波電源部５、酸素ガス供給装置６、真空ポンプ７を共通して備え、複数のプラズマ滅菌対象のボトル１を載置して順次移動させるベルトコンベア８と、このベルトコンベア８を介して対向配設される誘引側密閉容器４１及び減圧側密閉容器４２に分割形成される密閉容器４０とを備える構成である。

この密閉容器４０は、前記第１及び第２の実施形態における前記密閉容器４に相当し、このベルトコンベア８のこのボトル１を載置されて連通孔４ｄが形成される搬送面に対向で設置される誘引側密閉容器４１と、このベルトコンベア８のこの搬送面の背面側に対向で設置される減圧側密閉容器４２とに分割され、このベルトコンベア８が進行８１に従って搬送領域８ｂから滅菌領域８ａにこのボトル１を搬送した場合にこの誘引側密閉容器４１及びこの減圧側密閉容器４２がこのボトル１及びこの連通孔４ｄを含むこの搬送面で相互に接近して密閉した滅菌領域８ａを形成する構成である。

前記ボトル１は、例えばＰＥＴボトルやスチール等の容器である。また、前記ボトル１は、底部に敷かれるプラスティック製のパレット１ａで底部を固定され、当該パレット１ａの近傍に前記ベルトコンベア８の前記連通孔４ｄが位置するように、前記ベルトコンベア８に積載される。また、前記誘引側密閉容器４１及び前記減圧側密閉容器４２は、石英等の絶縁物で形成される。

前記ベルトコンベア８は、前記ボトル１を搬送させる搬送領域８ｂと、前記ボトル１をプラズマ滅菌する滅菌領域８ａの２つの領域があり、前記ボトル１はボトル（非滅菌）１Ａの状態で前記ベルトコンベア８の搬送領域８ｂに積載された後、滅菌領域８ａに搬送される。滅菌領域に到達した前記ボトル１に対して、前記ボトル１の開口部にガラス管２が挿入され、前記誘引側密閉容器４１がボトル１と連通孔４ｄに覆い被さるようにベルトコンベア８に連結し、前記減圧側密閉容器４２が前記連通孔４ｄに覆い被さるようにベルトコンベア８に連結し、前記誘引側密閉容器４１と前記減圧側密閉容器４２とが前記連通孔４ｄを経由して連結され、ボトル１を密閉して収納する密閉容器４０を一時的に形成する。

前記密閉容器４０に対して真空ポンプ７から減圧処理が行われるとともに、前記ボトル１に酸素ガス６２が注入され、高周波電源部５から高周波電流がコイル電極３に与えられることにより発生する活性酸素種Ｒが、前記ボトル１内部に挿入された前記ガラス管２の先端部から放出し、前記ボトル１内部を一様に滅菌し、さらに前記真空ポンプ７の減圧処理による気流に乗り、発生した活性酸素種Ｒは前記ボトル１の外部に流れ、前記ボトル１の外壁に対しても滅菌が行われる。図において前記ボトル１は、ボトル（滅菌中）１Ｂの状態に遷移する。

滅菌完了後、前記誘引側密閉容器４１と前記減圧側密閉容器４２とが前記ベルトコンベア８から離脱し、一時的に形成された前記密閉容器が開放される。図において前記ボトル１は、ボトル（滅菌後）１Ｃの状態に遷移する。その後、新たに搬送領域８ｂから滅菌領域８ａに到達した前記ボトル１に対しても同様の滅菌処理が行われ、本動作が繰り返されることにより、複数の前記ボトル１に対して連続的に滅菌を行うことが可能となる。また、前記誘引側減圧側密閉容器４１の上下動作４１１及び前記減圧側密閉容器４２の上下動作４２１は、前記ガラス管２の上下動作と共に連動するアクチュエータの使用により実現されることもできる。

また、前記コイル電極３は、図６（ａ）に示すように、コイル電極（先端部）３ａと、コイル電極（中央部）３ｂとの２つに分割されて配設されることもできる。この場合には、このコイル電極（先端部）３ａが前記ボトル１の内部を滅菌すると共に、このコイル電極（中央部）３ｂが前記ボトル１の外部を同時に滅菌することとなり、滅菌効率を向上させることができる。また、この場合には、このコイル電極（先端部）３ａが前記上下動作とともに前記ボトル１の内部の奥深くに挿通されることから、生成されてから消滅するまでの寿命が短い活性酸素種を前記ボトル１の内部に確実に放出することとなり、活性酸素種を予め発生させた後に前記ガラス管２を上下動作により前記ボトル１の内部に挿通された場合よりも、有効的な活性酸素種により確実に前記ボトル１の内部を滅菌することができる。また、この場合には、このコイル電極（先端部）３ａに供給される電圧は、このコイル電極（中央部）３ｂよりも高圧に設定されることにより、前記ボトル１の内部を高度に滅菌することができる。
なお、前記コイル電極３は、同図（ｂ）に示すように、前記ガラス管２の内部に巻回されて埋め込まれることも可能である。また、前記コイル電極３は、前記ガラス管２に電極コーティングによりプリント化されることも可能である。

（本発明の他の実施形態）
本発明は、上述したような実施形態に限定されるものではなく、被滅菌処理物は、アルミ、スチール、ＰＥＴ、プラスティック及びガラス等の合成樹脂製又は金属製で開口部を有するものであれば種類及び用途に制約はなく、例えば飲料用ＰＥＴボトル及びバイオ試験機器の容器に対しても、低圧条件で生成されるプラズマ及び活性酸素種を用いることで熱により損傷されることなく一様に容器を滅菌することができる。

Claims

滅菌対象物を収納手段に収納し、当該収納手段にプラズマにより生成される活性酸素種を供給して当該滅菌対象物を滅菌するプラズマ滅菌装置において、
誘電体からなる筒体で形成され、当該筒体内で生成されるプラズマにより発生する活性酸素種を筒体の端部開口から前記収納手段内に放出する中空管と、
前記中空管の近傍もしくは内部の少なくとも一部分に配置される電極と、
前記電極に商用周波数以上の高周波電流を供給し、当該高周波電流により前記滅菌対象物内に高電界を発生させる高周波供給部と、
少なくとも前記中空管の中空部に酸素もしくは空気等の気体からなる原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、
少なくとも前記収納手段の内部を減圧する減圧手段とを備え、
前記電極に前記高周波供給部から前記高周波電流を印加することにより発生する高電界を発生させ、少なくとも前記電極近傍の前記中空管の中空部において放電よりプラズマを生成させることを
特徴とするプラズマ滅菌装置。
請求項１に記載のプラズマ滅菌装置において、
前記滅菌対象物が、少なくとも開口部を有する容器で形成され、
前記中空管が、前記滅菌対象物の開口部から内部へ挿入されて活性酸素種を放出することを
特徴とするプラズマ滅菌装置。
請求項１又は請求項２に記載のプラズマ滅菌装置において、
前記電極が、前記中空管の近傍もしくは内部に沿ったコイル状に巻かれることを
特徴とするプラズマ滅菌装置。
請求項１乃至請求項３に記載のプラズマ滅菌装置において、
前記中空管が、前記収納手段の内部を間欠的に上下に動作することを
特徴とするプラズマ滅菌装置。
請求項１乃至請求項３に記載のプラズマ滅菌装置において、
前記中空管が、前記収納手段の内部を間欠的に上下に動作し、当該上下動に伴って、前記滅菌対象物が一側に開口部を有する容器である場合に、当該容器内に挿入される先端部に前記電極が配設されることを
特徴とするプラズマ滅菌装置。
請求項１乃至請求項５に記載のプラズマ滅菌装置において、
前記電極が、複数の部分に分割して配設され、少なくとも前記中空管の前記滅菌対象物近傍の先端部に配設されることを
特徴とするプラズマ滅菌装置。
請求項６に記載のプラズマ滅菌装置において、
前記高周波供給部が、複数の部分に分割して配設された前記電極のうち、前記中空管の前記滅菌対象物近傍の先端部に配設された前記電極に、他の部分の前記電極よりも多量の前記高周波電流を供給することを
特徴とするプラズマ滅菌装置。
請求項１乃至請求項７に記載のプラズマ滅菌装置において、
前記減圧手段による減圧が、１Ｐａから１０ｋＰａまでの範囲で間欠的に変動してなされることを
特徴とするプラズマ滅菌装置。
請求項１乃至請求項８に記載のプラズマ滅菌装置において、
前記高周波供給部による高周波電流が、起動当初に１ｋＨｚないし２０ｋＨｚとし、起動後１０ＭＨｚないし６０ＭＨｚの範囲で変動して印加されることを
特徴とするプラズマ滅菌装置。
請求項１乃至請求項９に記載のプラズマ滅菌装置において、
前記原料ガス供給手段により供給される原料ガスの流量が、１０ｓｃｃｍから５００ｓｃｃｍの範囲で間欠的に変動されることを
特徴とするプラズマ滅菌装置。
請求項１乃至請求項１０に記載のプラズマ滅菌装置において、
複数の前記滅菌対象物を載置して順次移動させる搬送手段を備え、
前記収納手段が、前記搬送手段の前記滅菌対象物を載置されて当該載置位置近傍に連通孔が形成される搬送面に対向配設される誘引側収納部と、前記搬送手段の当該搬送面背面側に対向配設される減圧側収納部とを備え、
前記搬送手段が滅菌領域に前記滅菌対象物を搬送した場合に前記誘引側収納部及び前記減圧側収納部が前記滅菌対象物及び前記連通孔を含む前記搬送面で相互に接近して密閉した滅菌領域を形成することを
特徴とするプラズマ滅菌装置。