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(In Japanese)プラズマ殺菌装置

Patent code P180015038
File No. (S2015-1580-N0)
Posted date May 24, 2018
Application number P2016-536967
Date of filing May 27, 2016
International application number JP2016065824
International publication number WO2016190436
Date of international filing May 27, 2016
Date of international publication Dec 1, 2016
Priority data
  • P2015-109132 (May 28, 2015) JP
Inventor
  • (In Japanese)三沢 達也
  • (In Japanese)作道 章一
  • (In Japanese)中川 輝美
  • (In Japanese)高井 雄一郎
  • (In Japanese)三島 朋子
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人佐賀大学
  • (In Japanese)国立大学法人琉球大学
  • (In Japanese)地方独立行政法人大阪府立環境農林水産総合研究所
Title (In Japanese)プラズマ殺菌装置
Abstract (In Japanese)粒状や粉末状の農産物のように、粒状や粉末状のような小さな対象物に対しても、緩和な条件で品質を劣化させずに連続的かつ安定的にプラズマ殺菌を行えるプラズマ殺菌装置を提供する。
プラズマ殺菌装置は、原料ガス雰囲気下で電極間で電圧印加により生成されるプラズマによって、対象物を殺菌するプラズマ殺菌装置において、上下方向に隙間を隔てて対向する上部電極及び下部電極から成る対向電極と、前記上部又は下部の電極の中心部から前記隙間に向かって、前記対象物を供給する供給手段と、前記下部電極の中心部から外周辺に沿って、前記対象物を外部に排出する排出手段とを備えて構成される。
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

プラズマを用いて対象物の殺菌を行うプラズマ殺菌は、その用途が多岐にわたっており、その適用分野は拡大の一途を辿っている。その適用分野として期待されているものとして、農業分野における農産物の殺菌がある。

農産物は長距離輸送されることが多く、その際に微生物繁殖が問題となっている。これは、農産物に、土壌や生育環境に由来する各種細菌、糸状菌等が付着しているためであり、これらが農産物の劣化に大きく影響している。

このような農産物として、特に種子については、細菌、糸状菌、及びウィルス等が表面に付着した状態で播種した場合には、播種後に増殖して生育に悪影響を与え、発育不良や枯れの原因となる。種子の他にも、食品材料として用いる穀物等の粒状(顆粒状)又は粉末状の農産物でも同様に、付着した汚染微生物が、食品加工によって商品に混入することにより、商品の劣化を引き起こしている。

このような問題に対処するための技術として、これまでのところでは、種子に付着した微生物を殺菌消毒する目的で、温湯殺菌、乾熱殺菌、及び薬剤による殺菌が主に行われている。

例えば、温湯殺菌では、数十分程度、50-60℃程度の温湯内に種子を浸漬させて消毒を行う。また、乾熱殺菌では、70~80℃程度の乾燥空気の雰囲気下に種子を数日間置き、殺菌消毒を行う。薬剤による殺菌では、対象物表面に存在する菌類等に適合する薬剤を添加、噴霧することで殺菌を行う。

しかし、上記の温湯殺菌では、数十分程度、種子を温湯に浸けるため、高温や水分によって種子の劣化及び発芽率の低下を引き起こす虞がある。

また、上記の乾熱殺菌では、数日程度、種子が高温の乾燥空気雰囲気に曝されるため、温湯殺菌と同様に、長時間高温環境に曝されることにより、種子の劣化が生じ、発芽率の低下を引き起こす虞がある。

また、上記の薬剤を用いる殺菌では、高温による劣化は避けられるが、殺菌対象の菌類に適合した薬剤を選択する必要がある。また、同じ薬剤を長期間にわたって使用することによって薬剤耐性菌が生じ、これが種子を汚染した場合には、種子の消毒において薬剤が効かなくなる虞がある。

種子以外の粒状及び粉末状の農産物に対しても、種子と同様に加熱殺菌や蒸気殺菌が主に用いられている。しかし、殺菌によって、温度や水分による色や味、食感等の農産物の劣化が避けられないというデメリットがある。また、農産物は水分を嫌うものが多いことから、利用できる殺菌技術は限られている。また、このような農産物に薬剤を用いて殺菌する場合には、薬剤による色や味、食感等の劣化に加え、農産物内の薬剤の残留問題も生じる。また、利用できる薬剤の種類も、食品添加物に認可されているものに限られている。

このような状況の中、粒状及び粉末状の農産物に対しても、安全性及び殺菌性を両立できる殺菌方法として、対象物を水などで直接濡らさず薬剤を必要としないプラズマを用いた殺菌の実現が望まれている。

このような粒状及び粉末状の農産物を殺菌対象とできる従来のプラズマ殺菌装置としては、例えば、サイクロン内を周回する水分の少ない粉体又は粒状物を、大気プラズマによって、低温で殺菌又は改質させるものがある(特許文献1参照)。また、農産物を殺菌するという目的とは異なるが、微粒子(微粉末)を表面改質するという目的の微粒子処理方法があり、例えば、ガスをプラズマ処理装置に供給する工程と、前記ガスのプラズマ処理装置への供給経路に粒子を供給し、ガスの流れとともにプラズマ処理装置内へ粒子を供給する工程と、前記供給経路のプラズマ処理装置内出口に対向して配された一対の電極間において、該出口を囲むようにプラズマを生じさせる工程からなる微粒子処理方法もある(特許文献2参照)。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、プラズマを用いて殺菌を行うプラズマ殺菌装置に関し、特に、粒状や粉末状のような小さな対象物に対しても、確実に殺菌を行えるプラズマ殺菌装置に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
原料ガス雰囲気下で電極間で電圧印加により生成されるプラズマによって、対象物を殺菌するプラズマ殺菌装置において、
上下方向に隙間を隔てて対向する上部電極及び下部電極から成る対向電極と、
前記上部又は下部の電極の中心部から前記隙間に向かって、前記対象物を供給する供給手段と、
前記上部及び下部電極間の外周辺近傍に形成される前記隙間からなる開口状の外周開口部を備え、前記下部電極の中心部から外周辺に向かって転動する前記対象物を当該外周開口部から外部に排出する排出手段と、
を備え、
前記対向電極の上部電極が、前記供給手段の供給口から前記外周開口部まで連続して形成されることを特徴とする
プラズマ殺菌装置。

【請求項2】
 
請求項1に記載のプラズマ殺菌装置において、
前記供給手段が、前記対象物と共に前記原料ガスを供給することを特徴とする
プラズマ殺菌装置。

【請求項3】
 
請求項1又は請求項2に記載のプラズマ殺菌装置において、
前記上下の対向電極が、共に円板状で形成され、少なくとも前記下部電極が、円板中心を回転中心として回転することを特徴とする
プラズマ殺菌装置。

【請求項4】
 
請求項1又は請求項2に記載のプラズマ殺菌装置において、
前記上部電極が、放射状に複数に延出する線状電極から形成され、
前記下部電極が、円板状で形成されることを特徴とする
プラズマ殺菌装置。

【請求項5】
 
請求項3又は請求項4に記載のプラズマ殺菌装置において、
前記上部及び下部電極の隙間に介装され、前記各電極の円板中心から放射状又は螺旋状に延出する複数のリブ体からなるリブ体部を備えることを特徴とする
プラズマ殺菌装置。

【請求項6】
 
請求項3~5のいずれかに記載のプラズマ殺菌装置において、
前記対向電極間に、液体状の誘電体が封止されて形成される放電位置制御部を備えることを特徴とする
プラズマ殺菌装置。

【請求項7】
 
請求項1~6のいずれかに記載のプラズマ殺菌装置において、
前記対向電極の少なくとも一方が、中央部に向かって凸状に湾曲することを特徴とする
プラズマ殺菌装置。

【請求項8】
 
請求項1~7のいずれかに記載のプラズマ殺菌装置において、
前記上部又は下部電極の少なくとも一方の、対向する対向面上に、スパイラル状又は放射状の突起を形成することを特徴とする
プラズマ殺菌装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2016536967thum.jpg
State of application right Published
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