(57)【要約】      （修正有）【課題】プラズマ殺菌処理に際し、大量の粒状の処理対象物を転動回転させながら、効果的にプラズマ処理し、かつ、低コスト化を実現する、プラズマ殺菌処理装置の提供。【解決手段】プラズマ処理対象物１９の投入口２３と取り出し口１５を備えた反応容器１ａａの内部に、接地電極１２ａと非接地電極１１ａと誘電体１０ａ、１０ｂから成るバリア放電プラズマ発生手段３０ａ、３０ｂ、３０ｃを配置し、対象物１９を搬送する気流を送風機２４ａから供給し、気流に対して上向きの迎え角で配置された電極１１ａ及び気流偏向板９ａａ，９ｂｂにより転動移動させながら対象物１９のバリア放電プラズマ処理を行う、大気圧プラズマ殺菌処理装置。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
食物や飼料に着生するカビ類やカビ毒をプラズマで処理する大気圧プラズマ殺菌処理装置であって、
プラズマ処理対象物の投入口と取り出し口を備え、前記プラズマ処理対象物を収納する反応容器と、前記反応容器の内部に配置される接地電極と非接地電極と誘電体を備えたバリア放電プラズマ発生手段と、前記バリア放電プラズマ発生手段に高電圧の電力を供給する交流電源と、を具備し、
前記反応容器は、前記プラズマ処理対象物を搬送する気流を供給する送風機と、前記気流に対して上向きの迎え角を持つように配置された気流偏向用金属板あるいは気流偏向用誘電体板を備えたことを特徴とする大気圧プラズマ殺菌処理装置。
【請求項２】
前記気流偏向用金属板あるいは前記気流偏向用誘電体板は、前記バリア放電プラズマ発生手段の構成部材であることを特徴とする請求項１に記載の大気圧プラズマ殺菌処理装置。
【請求項３】
前記非接地電極と前記接地電極の少なくともいずれか一方は、ガラス、セラミック、ポリマーフイルム、ポリエチレン、ビニール、シリコンゴム、ふっ素樹脂、ポリイミド及びマイカから選ばれる少なくとも一つの誘電体で被覆されていることを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の大気圧プラズマ殺菌処理装置。
【請求項４】
前記非接地電極と接地電極の少なくともいずれか一方は、断面形状が鋸歯型であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の大気圧プラズマ殺菌処理装置。
【請求項５】
前記非接地電極及び前記接地電極は、前記誘電体で被覆された金属棒あるいは金属線で形成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の大気圧プラズマ殺菌処理装置。
【請求項６】
前記非接地電極は、メッシュ状の金属で形成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の大気圧プラズマ殺菌処理装置。
【請求項７】
前記反応容器は、前記反応容器の中心線が鉛直方向に略合致するように配置されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の大気圧プラズマ殺菌処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマを用いて殺菌処理あるいはカビ毒の不活性化を行う大気圧プラズマ殺菌装置に関する。特に、米、麦、トウモロコシ、コーヒー豆、落花生、ピスタチオ、アーモンド、カシューナッツ、カカオ豆、胡椒及び唐辛子等の粒状の対象物に対し、確実にプラズマ処理が行える大気圧プラズマ殺菌処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大気圧プラズマを用いた農産物及び医療機器等の殺菌装置が注目されている。特に、食物や飼料に着生するカビ菌及びカビ毒に関わるプラズマ処理装置は、廃棄せざるを得ない不適合な製品を本来の目的に適ったものに回復できるというメリットがあることから、その早期実用化が期待され、そのニーズが強くなっている。なお、農林水産省では、国内で保管した輸入米について、販売の直前に全量を解袋し、カビ状異物の有無の確認とカビ毒の検査を行った上で、販売をしているが、平成２５年度（１年間）に廃棄処分された食品用の米は合計３２トンもあることが知られている。
大気圧プラズマ殺菌処理装置の関連分野においては、現在、上記ニーズへの対応を図るべく、プラズマ発生手段のキー技術である電極構造及び電力のパルス化等に関する新しい試みがなされている。しかしながら、大量のプラズマ処理対象物を、迅速に、ムラ無く処理することが困難であり、本格的な実用化には至っていない。
なお、物理的吸着によるカビ毒除去法では、吸着剤の人体への影響を考慮しなければならないために適用が困難であること、そして、化学的分解によるカビ毒除去法では、水溶液に浸す等の湿式処理工程が不可欠であり、処理対象物への処理薬剤の浸透や、過湿による品質劣化・腐敗が起こるので、食品への適用は困難である、ということが知られている。
【０００３】
大気圧プラズマ殺菌処理装置の要素技術であるバリア放電に関しては、例えば、特許文献１及び２に記載の技術がある。
特許文献１に次のことが記載されている。即ち、少なくとも放電面を誘電体で被覆する平板状絶縁被覆電極と、接地電極板あるいは裏面に接地電極板を置いた非導電性平板とを対向させ、前記平板状絶縁被覆電極と前記接地電極板あるいは裏面に接地電極板を置いた非導電性平板との間に、パルスあるいは交流高電圧を印加することによりバリア放電を発生させ、前記バリア放電中にて殺菌を行う殺菌装置、ということが記載されている。
また、特許文献１に次のことが記載されている。即ち、上記の殺菌装置の平板状絶縁被覆電極と、接地電極板あるいは裏面に接地電極板を置いた非導電性平板との間に形成される前記バリア放電中に殺菌対象物を挿入して行う殺菌方法。
【０００４】
特許文献２には次のことが記載されている。即ち、 内部電極と、該内部電極を包囲する誘電体層と、該誘電体層の外側表面に配設される外部電極とにより線状誘電体バリア放電電極を構成し、該内部電極と該外部電極との間に交流電圧を印加して、線状放電プラズマを生成するようにしたことを特徴とする大気圧放電プラズマ生成方法。
また、特許文献２に次のことが記載されている。即ち、内部電極と、該内部電極を包囲する誘電体層と、該誘電体層の外側表面に配設される外部電極とにより線状誘電体バリア放電電極を構成し、該内部電極と該外部電極との間に交流電圧を印加して、線状放電プラズマを生成するようにしたことを特徴とする大気圧放電プラズマ生成装置。
【０００５】
プラズマ殺菌装置及びプラズマ殺菌方法に関し、例えば、特許文献３及び４に記載の技術がある。
特許文献３には次のことが記載されている。即ち、プラズマ状態にある原子をカビ毒に作用させることを特徴とするカビ毒の不活性化方法。
また、特許文献３に次のことが記載されている。即ち、 プラズマ状態にある原子が、酸素原子であることを特徴とするカビ毒の不活性化方法。
また、特許文献３に次のことが記載されている。即ち、 カビ毒が、デオキシニバレノール、ニバレノール、ゼアラレノン、アフラトキシンＡ、アフラトキシンＢ、アフラトキシンＭ１、オクラトキシンＡ、パツリン、フモニシン、Ｔ２トキシン、ディアセトキシン、ネオソラニオール、又はシトリニンであることを特徴とするカビ毒の不活性化方法。
【０００６】
特許文献４には次のことが記載されている。即ち、  接地部に対して電位差を有する交流電流を供給する電源部と、当該交流電流が供給されて放電を生じさせ、当該放電によりプラズマを生成する一の電極及び他の電極から成る一対の電極と、当該一対の電極の少なくとも一方を収納すると共に、殺菌対象物を収納する殺菌容器とを備えるプラズマ殺菌装置において、 前記殺菌容器の内部に収納され、前記他の電極との間に前記一の電極が介在した位置で当該他の電極に対向して配設され、前記殺菌対象物を載置する導電材から成る載置部と、前記電源部に前記一の電極と前記載置部とのいずれかを切替えて接続する電源切替部と、 前記接地部に前記一の電極と前記他の電極と前記載置部とのいずれかを切替えて接続する接地切替部とを備えることを特徴とするプラズマ殺菌装置。
また、特許文献４に次のことが記載されている。即ち、 上記プラズマ殺菌装置において、 前記接地切替部が、前記接地部に前記他の電極を接続した場合に、前記電源部に前記一の電極又は前記載置部を接続するように前記電源切替部を制御する殺菌状態制御部を備えることを特徴とするプラズマ殺菌装置。
また、特許文献４に次のことが記載されている。即ち、 上記プラズマ殺菌装置において、 前記載置部に振動を与える振動部を備えることを特徴とするプラズマ殺菌装置。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２３９２３０
【特許文献２】特開２００８−０３４１８４
【特許文献３】特開２００６−２９６８１４
【特許文献４】特開２０１７−０８６７０５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の装置は、プラズマ処理対象物を電極間や載置台の上に静的に設置した状態で、あるいは、載置台を振動させながらプラズマに曝すことにより殺菌処理やカビ毒の不活性化
を行うことから、該処理対象物が粒状の場合、該処理対象物の全表面をプラズマに接触させることが困難という問題がある。その結果、大量の対象物を、迅速に、ムラ無くプラズマ処理することができないという、実用性に課題がある。
本発明は、プラズマ殺菌処理に際し、大量の粒状の処理対象物を転動回転させながら、効果的にプラズマ処理し、かつ、低コスト化を実現することを課題とし、それを解決可能な装置を提供することを目的とする。また、本発明は、米、麦、トウモロコシ、コーヒー豆、落花生、ピスタチオ、アーモンド、カシューナッツ、カカオ豆、胡椒及び唐辛子等の粒状の対象物をプラズマと効果的に接触させる撹拌機能を備えた大量処理が可能な大気圧プラズマ殺菌処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、食物や飼料に着生するカビ類やカビ毒をプラズマで処理する大気圧プラズマ殺菌処理装置であって、
プラズマ処理対象物の投入口と取り出し口を備え、前記プラズマ処理対象物を収納する反応容器と、前記反応容器の内部に配置される接地電極と非接地電極と誘電体を備えたバリア放電プラズマ発生手段と、前記バリア放電プラズマ発生手段に高電圧の電力を供給する交流電源と、を具備し、
前記反応容器は、前記プラズマ処理対象物を搬送する気流を供給する送風機と、前記気流に対して上向きの迎え角を持つように配置された気流偏向用金属板あるいは気流偏向用誘電体板を備えたことを特徴とする。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、前記気流偏向用金属板あるいは前記気流偏向用誘電体板は、前記バリア放電プラズマ発生手段の構成部材であることを特徴とする。
【００１１】
第３の発明は、第１あるいは第２の発明において、前記非接地電極と前記接地電極の少なくともいずれか一方は、ガラス、セラミック、ポリマーフイルム、ポリエチレン、ビニール、シリコンゴム、ふっ素樹脂、ポリイミド及びマイカから選ばれる少なくとも一つの誘電体で被覆されていることを特徴とする。
【００１２】
第４の発明は、第１の発明から第３の発明のいずれか一つの発明において、前記非接地電極と接地電極の少なくともいずれか一方は、断面形状が鋸歯型であることを特徴とする。
【００１３】
第５の発明は、第１の発明から第３の発明のいずれか一つの発明において、前記非接地電極及び前記接地電極は、前記誘電体で被覆された金属棒あるいは金属線で形成されることを特徴とする。
【００１４】
第６の発明は、第１の発明から第３の発明のいずれか一つの発明において、前記非接地電極は、メッシュ状の金属で形成されることを特徴とする。
【００１５】
第７の発明は、第１の発明から第６の発明のいずれか一つの発明において、前記反応容器は、前記反応容器の中心線が鉛直方向に略合致するように配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
従来の装置では、大量の対象物を、迅速に、ムラ無くプラズマ処理することができないという、実用性に課題があるが、本発明による大気圧プラズマ殺菌処理装置は、その課題を解消可能という効果を奏する。即ち、本発明による大気圧プラズマ殺菌処理装置は、バリア放電プラズマ発生領域の中に対象物を投入するに際し、送風機の気流で該対象物を撹拌搬送させ、かつ、該気流に対して上向きの迎え角を持つ気流偏向用金属板あるいは気流偏向用誘電体板により転動させながらプラズマ処理するので、迅速に、ムラ無く、かつ、低コストでプラズマ処理することができる、という効果を奏する。
本発明による大気圧プラズマ殺菌処理装置は、米、麦、トウモロコシ、コーヒー豆、落花生、ピスタチオ、アーモンド、カシューナッツ、カカオ豆、胡椒及び唐辛子等のプラズマ処理装置として実用に供することが可能である。その産業上の価値は大きい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置の構成を示す模式的外観図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置の反応容器の構成を示す模式的斜視図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置のバリア放電発生部の模式的断面図である。
【図４】図４は、本発明の第２の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置の反応容器の構成を示す模式的断面図である。
【図５】図５は、本発明の第３の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置の反応容器の構成を示す模式的断面図である。
【図６】図６は、本発明の第３の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置のバリア放電発生部の模式的斜視図である。
【図７】図７は、本発明の第４の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置のバリア放電発生部の模式的斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。各図において、同様の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能である。また、以下に示す図面は、説明の便宜上、各部材の縮尺が、実際と異なる場合がある。また、各図面間においても、縮尺が、実際と異なる場合がある。
【００１９】
（第１の実施形態）
先ず、本発明の第１の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置の構成について説明する。
なお、ここでは、プラズマ処理対象物として、コメを例に取り、説明するが、これに限定されることはない。本発明の第１の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置は、対象物が粒状あるいはそれに類するものであれば、確実にプラズマ処理が行える。例えば、大麦、小麦、トウモロコシ、コーヒー豆、落花生、ピスタチオ、アーモンド、カシューナッツ、カカオ豆、胡椒及び唐辛子等の粒状の対象物に対して、確実にプラズマ処理が行える。
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置の構成を示す模式的外観図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置の反応容器の構成を示す模式的斜視図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置のバリア放電発生部の模式的断面図である。
【００２０】
先ず、本発明の第１の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置の全体の構成について、説明する。
符号１は反応容器である。反応容器１は、断面が矩形あるいは円形の筒状の容器であり、図１に示されるように、一方の端面部に処理対象物１９を投入する投入口２３を備え、他方の端面部に取り出し口１５を備えている。また、反応容器１は、処理対象物１９をプラズマ処理するバリア放電プラズマ発生部２、処理対象物受け入れ部３ａ及び処理対象物取り出し部３ｂを備えている。また、排気口２４ｃを備えている。
【００２１】
次に、プラズマ処理の対象物の投入手段及び取り出し手段の構成について、説明する。プラズマ処理の対象物の投入手段は、図１及び図２に示されるように、対象物投入のホッパー２０、ローターリバルブ２１、送風機２４ａ、ノズル２４ｂ、投入管２２、投入口２３で構成される。
符号２０は対象物投入のホッパーである。対象物投入のホッパー２０は、対象物１９、例えば、米を適当量貯蔵し、後述のローターリバルブ２１、投入管２２及び投入口２３を介して、反応容器１に投入する。
符号２１はローターリバルブである。ローターリバルブ２１は、上流側のホッパー２０に貯蔵される対象物１９を下流側の投入管２２へ移動させる。ローターリバルブ２１の回転を停止することにより対象物１９の供給をストップさせ、回転開始で供給をスタートさせる。なお、可変速のモーターと組み合わせることによって、対象物１９の供給スピードを制御可能である。供給スピードは、適度に選ぶことが可能である。ここでは、例えば、１分間に略１Ｋｇ〜１０Ｋｇ程度の範囲で設定する。なお、反応容器１及びバリア放電プラズマ発生手部２を大規模処理が可能な規模で対応することにより、１時間当たり数トンの供給は可能である。
符号２２は投入管である。投入管２２は上流側のローターリバルブ２１から供給される対象物１９を後述の投入口２３に輸送する。
符号２３は投入口である。投入口２３は、投入管２２から供給される対象物１９を反応容器１に投入する。対象物１９は投入口２３から重力によって落下し、その大部分は反応容器１の内部のバリア放電プラズマ発生部２の中に投入される。
符号２４ａは送風機である。送風機２４ａは後述のノズル２４ｂを介して、大気の気流を投入管２２に送風する。送風機２４ａからの送風により、対象物１９は投入口２３からバリア放電プラズマ発生部２を転動しながら強制的に移動させられる。対象物１９は、この送風機２４ａからの送風と重力の作用により、転動移動する。また、後述の気流偏向用金属板９ａあるいは気流偏向用誘電体板９ｂにより、対象物１９は転動撹拌される。
符号２４ｃは排気口である。排気口２４ｃは、送風機２４ａから供給される気流の大部分を排出する。排気口２４ｃには対象物１９が気流に乗って放出されないように、フイルター機能を持つメッシュあるいはオゾンを吸収する活性炭を用いたフイルターなどが備えられる。
【００２２】
プラズマ処理の対象物１９の取り出し手段は、対象物の取り出し口１５と対象物受け取り箱１６で構成される。
対象物１９の取り出し口１５は、処理対象物取り出し部３ｂの端部に配置される。対象物１９は取り出し口１５から重力によって落下し、後述の対象物の受け取り箱１６に収納される。なお、取り出し口１５の形状は任意で良いが、好ましくは製作上の便利さから、矩形あるいは円形が良い。
符号１６は対象物受け取り箱である。対象物受け取り箱１６は、取り出し口１５の略真下に配置される。
【００２３】
次に、バリア放電プラズマ発生部２の構成について、説明する。ここで用いられるバリア放電プラズマ発生の手段は、図２及び図３に示されるように、交流電源７、第１及び第２の電力供給線８ａ、８ｂ、鋸歯状の非接地電極１１ａ、鋸歯状の誘電体１０ａ、板状の接地電極１２ａ及び板状の誘電体１０ｂで構成される。鋸歯状の非接地電極１１ａ、鋸歯状の誘電体１０ａ、板状の接地電極１２ａ及び板状の誘電体１０ｂは、バリア放電プラズマ発生部２の主要な構成部材である。なお、前記非接地電極１１ａ及び前記接地電極の厚み、前記前記誘電体１０ａ、１０ｂの厚みは、略０．５ｍｍ〜略５ｍｍであり、一般に用いられている大気圧プラズマ発生装置の場合と同様である。
また、後述するように、板状の接地電極１２ａと板状の誘電体１０ｂから成る一対の電極の主面は、前記気流に対して上向きの迎え角になるように配置される。
なお、ここでは、後述するように、前記気流に対して上向きの迎え角になるように配置される板状の接地電極１２ａと板状の誘電体１０ｂから成る一対の電極を、それぞれ、気流偏向用金属板９ａ及び気流偏向用誘電体板９ｂと呼ぶ。
符号７は、交流電源である。交流電源７は、後述の鋸歯状の非接地電極１１ａと板状の接地電極１２ａに高電圧の交流の電力を供給する。交流電源７は交流の電源であれば良い。例えば、商用周波数（５０Ｈｚ、あるいは６０Ｈｚ）、数ＫＨｚ〜１０ＫＨｚ程度の高周波数及び１３．５６ＭＨｚ等の正弦波電力あるいはパルス状電力を供給可能な電源から選ばれる。ここでは、例えば、商用周波数の電源とする。前記電源の最大電力は発生させるバリア放電プラズマの規模に依存するが、ここでは、例えば、最大５０ＫＷを供給可能な電源を用いる。
符号８ａ、８ｂは、第１及び第２の電力供給線である。第１の電力供給線８ａは交流電源７の一方の出力端子と非接地電極１１ａを接続する。第２の電力供給線８ｂは交流電源７の他方の出力端子と接地電極１２ａを接続する。
【００２４】
符号１１ａは鋸歯状の非接地電極である。鋸歯状の非接地電極１１ａは、図２及び図３に示されるように、鋸歯状の誘電体１０ａで被覆される。鋸歯状の非接地電極１１ａは、後述の板状の誘電体１０ｂで被覆された板状の接地電極１２ａと組み合わせて用いられ、図３に示されるバリア放電プラズマ１３ａを発生する。鋸歯状の非接地電極１１ａの材料は電気抵抗が小さい金属であれば良い。非接地電極１１ａの形状が鋸歯型であるので、該電極１１ａと板状の接地電極１２ａの間の電界が不平等電界となり、局所的に高電界が発生し、大気圧放電プラズマが容易に生成可能である、という特徴を有する。
鋸歯状の非接地電極１１ａの隣り合う稜線の間の距離は、対象物１９のサイズより狭く（小さい）するのが良い。前記隣り合う稜線の間の距離が対象物１９のサイズより狭くなることで、該対象物１９は該隣り合う稜線の間に挟まれて、滞留することは無い。
鋸歯状の非接地電極１１ａと後述の接地電極１２ａに交流電源７から電力が供給されることにより、バリア放電プラズマ１３ａが発生する。バリア放電プラズマ１３ａの発生状況を模式的に、図３に示す。バリア放電プラズマ１３ａは、鋸歯状の非接地電極１１ａと接地電極１２の間に発生する。該バリア放電プラズマ１３ａは、大気圧において、電極間隔が略３ｍｍ〜略３０ｍｍにおいて、安定して発生する。
バリア放電プラズマ１３ａは、該プラズマが生成するオゾン、酸素ラジカル、イオン、電子及び紫外光等による殺菌効果及びカビ毒の不活性化効果により、対象物１９に着生しているカビ菌及びカビ毒を、それぞれ、死滅させ、不活性化することが可能である。
【００２５】
符号１２ａは板状の接地電極である。板状の接地電極１２ａは、図３に示されるように、板状の誘電体１０ｂで被覆される。そして、板状の接地電極１２ａは、鋸歯状の非接地電極１１ａと略平行に、かつ、図２に示されるように、前記送風機２４ａから供給される気流に対して、上向きの迎え角θになるように配置される。板状の接地電極１２ａが前記気流に対して、上向きの迎え角になるように配置されるので、前記気流に乗って搬送される対象物１９は該接地電極１２ａにより移動方向が強制的に曲げられる。この際、対象物１９は、転動攪乱を受けながら搬送される。
ここで、前記気流に乗って搬送される対象物１９の移動方向を強制的に曲げる機能を持つ該板状の接地電極１２ａを、気流偏向用金属板９ａと呼ぶ。前記気流に乗って搬送される対象物１９の移動方向を強制的に曲げる機能を持つ該板状の誘電体１０ｂを、気流偏向用誘電体板９ｂと呼ぶ。
板状の接地電極１２ａは、鋸歯状の非接地電極１１ａと誘電体１０ａ、１０ｂと組み合わせて用いられ、バリア放電プラズマ１３ａを発生する。板状の接地電極１２ａの材料は電気抵抗の小さい金属であれば良い。好ましくは、耐酸化性の高いステンレス材、チタン材、銅材などの金属材が良い。
【００２６】
符号１０ａは鋸歯状の誘電体である。鋸歯状の誘電体１０ａは鋸歯状の非接地電極１１ａを被覆し、非接地電極１１ａと接地電極１２ｂ間の電流を抑制する機能を有する。その結果、バリア放電プラズマ１３ａの温度は室温レベルとなり、低温バリア放電プラズマの生成ができる。
該誘電体１０ａはガラス、セラミック、ポリマーフイルム、ポリエチレン、ビニール、シリコンゴム、ふっ素樹脂、ポリイミド及びマイカ等の絶縁材料から選ばれる。
なお、実用上、機械加工が可能なセラミック（マシナブルセラミックス）を選ぶのが良い。マシナブルセラミックスを用いれば、鋸歯状の非接地電極１１ａと組み合わせて用いる誘電体１０ａの製作が容易に可能である。
符号１０ｂは板状の誘電体である。板状の誘電体１０ｂは接地電極１２ａを被覆し、非接地電極１１ａと接地電極１２ｂ間の電流を抑制する機能を有する。該誘電体１０ｂはガラス、セラミック、ポリマーフイルム、ポリエチレン、ビニール、シリコンゴム、ふっ素樹脂、ポリイミド及びマイカ等の絶縁材料から選ばれる。
符号１３ａはバリア放電プラズマである。バリア放電プラズマ１３ａは、鋸歯状の非接地電極１１ａと板状の接地電極１２ａに高電圧の電力が供給され、両者間の電界が放電開始電圧に到達すると、発生する。大気のバリア放電プラズマ１３ａには、イオン、電子、酸素ラジカル、窒素ラジカル、紫外光等が含まれるので、プラズマ化学反応を促進する。大気のバリア放電プラズマ１３ａにはカビ菌の殺菌効果及びカビ毒の不活性化効果がある。
【００２７】
次に、本発明の第１の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置を用いて、粒状の対象物１９をプラズマ殺菌する方法を説明する。ここでは、例えば、米を対象物とする。
先ず、ホッパー２０にプラズマ処理対象物１９の米を、例えば、６００Ｋｇを投入する。
次に、送風機２４ａを稼働し、ノズル２４ｂから反応容器１の内部に空気の気流を与える。
次に、交流電源７から第１及び第２の電力供給線８ａ、８ｂを介して、鋸歯状の非接地電極１１ａと板状の接地電極１２ａに高電圧の電力を供給する。交流電源７の電圧を徐々に増大していくと、大気のバリア放電プラズマ１３ａが発生する。大気のバリア放電プラズマ１３ａが発生すると、その中にオゾンが発生するので、該オゾンの発生濃度と交流電源７の電圧の関係を把握する。なお、人間がオゾンの匂いを感じる際の濃度は、一般に、０．０１ｐｐｍ〜０．０５ｐｐｍであるので、この濃度を超えないように、上記出力の設定を行う。
そして、該オゾンの発生濃度と交流電源７の出力の関係を示すデータから、オゾン濃度が略０．０１ｐｐｍ〜０．０５ｐｐｍとなる際の該交流電源７の電圧値を把握する。ここで、オゾン濃度が略０．０５ｐｐｍとなる際の該交流電源７の電圧値を適正電圧値と呼ぶ。
次に、交流電源７の出力を上記適正電圧値に設定する。その結果、図３に示される大気のバリア放電プラズマ１３ａが発生する。
なお、該バリア放電プラズマ１３ａが発生し、対象物１９がバリア放電プラズマ１３ａに曝されると、該プラズマ１３ａの中に存在するオゾン、酸素ラジカル、イオン及び紫外光等による殺菌効果及びカビ毒の不活性化効果によって、対象物１９に着生しているカビ菌及びカビ毒は、それぞれ、死滅し、不活性化される。
【００２８】
次に、ローターリバルブ２１を稼働させ、対象物の米を対象物投入ホッパー２０から、ローターリバルブ２１及び投入管２２を介して、投入口２３から反応容器１に投入する。供給スピードは、１分間に略１Ｋｇ〜１０Ｋｇ程度の範囲で、ここでは、例えば、１分間に略１０Ｋｇとする。
反応容器１に投入された対象物１９の米は、投入口２３から、バリア放電プラズマ１３ａが生成されている鋸歯状の非接地電極１１ａと板状の接地電極１２ａの間を転動撹拌されながら、対象物の取り出し口１５まで移動する。
対象物１９の米は、転動移動しながら、バリア放電プラズマ１３ａの中を移動するので、ムラ無く、確実にプラズマに曝される。その結果、該プラズマ１３ａの中に存在するオゾン、酸素ラジカル、イオン及び紫外光等による殺菌効果及びカビ毒の不活性化効果によって、対象物１９に着生しているカビ菌及びカビ毒は、それぞれ、死滅し、不活性化される。
【００２９】
次に、取り出し口１５から外部へ落下する対象物１９の米を対象物受け取り箱１６に収納する。
収納した対象物１９の米はバリア放電プラズマ１３の中でプラズマによる殺菌が起こり、カビ菌やカビ毒が除去されるが、その結果を確認のため、例えば、公的検査機関の評価を受ける。
もしも、上記の手順でプラズマ処理した処理物１９の米のカビ菌やカビ毒を除去されていない場合は、交流電源７の電圧及び電力を増大し、オゾンや活性酸素等のラジカル類の発生量を増大させるのが良い。なお、オゾン発生量を増大させる条件を選定する場合は、排気口２４ｃに、活性炭等のオゾン吸収材を設置し吸着するのが良い。
上記公的検査機関での検査結果が良好であれば、上記反応容器１及びバリア放電プラズマ発生手段の稼働条件において、上記対象物投入ホッパー２０に保管されている処理対象物１９のプラズマ処理を行う。
【００３０】
以上の説明で示したように、本発明の第１の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置は、対象物１９を送風機２４ａから供給される気流と、気流偏向用金属板９ａである板状の接地電極１２ａにより転動移動させながら、バリア放電プラズマ１３ａに曝すので、該プラズマ１３ａのラジカル種による殺菌やカビ毒の不活性化をムラ無く、確実に行うことが可能である。
即ち、前記気流に乗って搬送される対象物１９は、送風機２４ａから供給される気流に対して上向きの迎え角になるように配置された板状の接地電極１２ａにより移動方向が強制的に曲げられて、転動移動しながら、プラズマ１３ａに曝されるので、該プラズマ１３ａのラジカル種による殺菌やカビ毒の不活性化を確実に行うことが可能である。
本発明の第１の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置は、従来装置のようにプラズマ処理の対象物を電極間に静的に載置した状態で、あるいは振動させながらプラズマに曝すのではなく、該対象物１９を転動さながらプラズマ１３ａに曝す、ということが可能である。その結果、本発明の第１の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置は、大量の対象物を、迅速に、ムラ無くプラズマ処理することが可能であり、実用に供することが可能である。
本発明の第１の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置は、米、麦、トウモロコシ、コーヒー豆、落花生、ピスタチオ、アーモンド、カシューナッツ、カカオ豆、胡椒及び唐辛子等の粒状の対象物をプラズマと効果的に接触させる撹拌機能を備えた大量処理が可能であり、実用に供することが可能である。
本発明の農業分野及び農産物輸入業分野での実用化普及による経済的効果は、著しいものがある。
【００３１】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置について、図４を用いて説明する。図１ないし図３も参照する。
なお、ここでは、プラズマ処理対象物として、コメを例に取り、説明するが、これに限定されることはない。本発明の第２の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置は、対象物が粒状あるいはそれに類するものであれば、確実にプラズマ処理が行える。例えば、大麦、小麦、トウモロコシ、コーヒー豆、落花生、ピスタチオ、アーモンド、カシューナッツ、カカオ豆、胡椒及び唐辛子等の粒状の対象物に対して、確実にプラズマ処理が行える。
【００３２】
先ず、本発明の第２の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置の構成について、説明する。
図４は、本発明の第２の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置の構成を示す模式的断面図である。図４において、座標Ｘは水平方向を、座標Ｚは鉛直方向を示す。
本発明の第２の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置は、本発明の第１の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置と同様な構成を有するバリア放電プラズマ発生の手段を複数個用いることを特徴とする。
符号１ａａは縦型反応容器である。縦型反応容器１ａａは、略鉛直に設置される。縦型反応容器１ａａは、断面形状が矩形であり、箱型である。その中に、鋸歯状の誘電体１０ａに被覆された鋸歯状の非接地電極１１ａと、板状の誘電体１０ｂに被覆された板状の接地電極１２ａを一対とする複数対のバリア放電プラズマ発生手段が配置される。
【００３３】
図４において、Ｚ軸で見て、最上層部にある鋸歯状の誘電体１０ａに被覆された鋸歯状の非接地電極１１ａと、板状の誘電体１０ｂに被覆された板状の接地電極１２ａを一対とするバリア放電プラズマ発生手段を、本発明の第２の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置の第１のバリア放電プラズマ発生領域３０ａと呼ぶ。
図４において、Ｚ軸で見て、中間層部にある鋸歯状の誘電体１０ａに被覆された鋸歯状の非接地電極１１ａと、板状の誘電体１０ｂに被覆された板状の接地電極１２ａを一対とするバリア放電プラズマ発生手段を、本発明の第２の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置の第２のバリア放電プラズマ発生領域３０ｂと呼ぶ。
図４において、Ｚ軸で見て、最下層部にある鋸歯状の誘電体１０ａに被覆された鋸歯状の非接地電極１１ａと、板状の誘電体１０ｂに被覆された板状の接地電極１２ａを一対とするバリア放電プラズマ発生手段を、本発明の第２の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置の第３のバリア放電プラズマ発生領域３０ｃと呼ぶ。
図４において、第１のバリア放電プラズマ発生領域３０ａと、第２のバリア放電プラズマ発生領域３０ｂの間の踊り場を第１の踊り場３１ａと呼ぶ。
図４において、第２のバリア放電プラズマ発生領域３０ｂと、第３のバリア放電プラズマ発生領域３０ｂの間の踊り場を第１の踊り場３１ｂと呼ぶ。
【００３４】
第１の踊り場３１ａの側の反応容器１の壁は、送風機２４ａから供給される気流に乗って搬送される対象物１９の移動方向を強制的に曲げる機能を持つ。この部分の壁を第１の気流偏向用金属板９ａａと呼ぶ。
第２の踊り場３１ｂの側の反応容器１の壁は、送風機２４ａから供給される気流に乗って搬送される対象物１９の移動方向を強制的に曲げる機能を持つ。この部分の壁を第２の気流偏向用金属板９ｂｂと呼ぶ。
【００３５】
次に、本発明の第２の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置を用いて、粒状の対象物１９をプラズマ殺菌する方法を説明する。ここでは、例えば、米を対象物とする。
先ず、ホッパー２０にプラズマ処理対象物１９の米を、例えば、６００Ｋｇを投入する。
次に、送風機２４ａを稼働し、ノズル２４ｂから反応容器１の内部に空気の気流を与える。
次に、第１、第２及び第３のバリア放電プラズマ領域３０ａ、３０ｂ、３０ｃのそれぞれについて、交流電源７から第１及び第２の電力供給線８ａ、８ｂを介して、鋸歯状の非接地電極１１ａと板状の接地電極１２ａに高電圧の電力を供給する。
交流電源７の電圧を徐々に増大していくと、大気のバリア放電プラズマ１３ａが発生する。大気のバリア放電プラズマ１３ａが発生すると、その中にオゾンが発生するので、該オゾンの発生濃度と交流電源７の電圧の関係を把握する。なお、人間がオゾンの匂いを感じる際の濃度は、一般に、０．０１ｐｐｍ〜０．０５ｐｐｍであるので、この濃度を超えないように、上記電圧の設定を行う。
そして、該オゾンの発生濃度と交流電源７の出力の関係を示すデータから、オゾン濃度が略０．０１ｐｐｍ〜０．０５ｐｐｍとなる際の該交流電源７の電圧値を把握する。ここで、オゾン濃度が略０．０５ｐｐｍとなる際の該交流電源７の電圧値を適正電圧値と呼ぶ。
次に、交流電源７の出力を上記適正電圧値に設定する。その結果、図３に示される大気のバリア放電プラズマ１３ａが発生する。
【００３６】
次に、ローターリバルブ２１を稼働させ、対象物の米を対象物投入ホッパー２０から、ローターリバルブ２１及び投入管２２を介して、投入口２３から反応容器１に投入する。供給スピードは、１分間に略１Ｋｇ〜１０Ｋｇ程度の範囲で、ここでは、例えば、１分間に略１０Ｋｇとする。
反応容器１に投入された対象物１９の米は、投入口２３から、第１のバリア放電プラズマ領域３０ａ、第１の踊り場３１ａ、第１の気流偏向用金属板９ａａ、第２のバリア放電プラズマ領域３０ｂ、第２の踊り場３１ｂ、第２の気流偏向用金属板９ｂｂ、第３のバリア放電プラズマ領域３０ｃを転動撹拌されながら、対象物の取り出し口１５まで移動する。
対象物１９の米は、転動移動しながら、第１、第２及び第３のバリア放電プラズマ領域３０ａ、３０ｂ、３０ｃに曝されるので、該プラズマの中に存在するオゾン、酸素ラジカル、イオン及び紫外光等による殺菌効果及びカビ毒の不活性化効果によって、対象物１９に着生しているカビ菌及びカビ毒は、それぞれ、死滅し、不活性化される。
【００３７】
次に、取り出し口１５から外部へ落下する対象物１９の米を対象物受け取り箱１６に収納する。
収納した対象物１９の米は、第１、第２及び第３のバリア放電プラズマ領域３０ａ、３０ｂ、３０ｃの中でプラズマによる殺菌が起こり、カビ菌やカビ毒が除去されるが、その結果を確認のため、例えば、公的検査機関の評価を受ける。
もしも、上記の手順でプラズマ処理した処理物１９の米のカビ菌やカビ毒を除去されていない場合は、交流電源７の電圧及び出力を増大し、オゾンや活性酸素等のラジカル類の発生量を増大させるのが良い。なお、オゾン発生量を増大させる条件を選定する場合は、排気口２４ｃに、活性炭等のオゾン吸収材を設置し吸着するのが良い。
上記公的検査機関での検査結果が良好であれば、上記の稼働条件により、上記対象物投入ホッパー２０に保管されている処理対象物１９のプラズマ処理を行う。
【００３８】
以上の説明で示したように、本発明の第２の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置は、対象物１９を送風機２４ａから供給される気流に乗せて、第１のバリア放電プラズマ領域３０ａ、第１の踊り場３１ａ、第１の気流偏向用金属板９ａａ、第２のバリア放電プラズマ領域３０ｂ、第２の踊り場３１ｂ、第２の気流偏向用金属板９ｂｂ、第３のバリア放電プラズマ領域３０ｃの順に、転動移動させながら、バリア放電プラズマ１３ａに曝すので、該第１、第２及び第３のバリア放電プラズマ領域３０ａ、３０ｂ、３０ｃのラジカル種による殺菌やカビ毒の不活性化をムラ無く、確実に行うことが可能である。
即ち、前記気流に乗って搬送される対象物１９は、送風機２４ａから供給される気流に対して上向きの迎え角になるように配置された第１の気流偏向用金属板９ａａ及び第２の気流偏向用金属板９ｂｂにより移動方向が強制的に曲げられて、転動移動しながら、プラズマ処理されるので、該プラズマのラジカル種等による殺菌やカビ毒の不活性化をムラ無く、確実に行うことが可能である。
本発明の第２の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置は、従来装置のようにプラズマ処理の対象物を電極間に静的に載置した状態で、あるいは振動させながらプラズマに曝すのではなく、該対象物１９を転動さながら前記プラズマ領域３０ａ、３０ｂ、３０ｃに曝す、ということが可能である。その結果、本発明の第２の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置は、大量の対象物を、迅速に、ムラ無くプラズマ処理することが可能であり、実用に供することが可能である。
本発明の第２の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置は、米、麦、トウモロコシ、コーヒー豆、落花生、ピスタチオ、アーモンド、カシューナッツ、カカオ豆、胡椒及び唐辛子等の粒状の対象物をプラズマと効果的に接触させる撹拌機能を備えた大量処理が可能であり、実用に供することが可能である。
本発明の農業分野及び農産物輸入業分野での実用化普及による経済的効果は、著しいものがある。
【００３９】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置について、図５及び図６を用いて説明する。図１ないし図４も参照する。
なお、ここでは、プラズマ処理対象物として、コメを例に取り、説明するが、これに限定されることはない。
本発明の第３の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置は、対象物が粒状あるいはそれに類するものであれば、確実にプラズマ処理が行える。例えば、大麦、小麦、トウモロコシ、コーヒー豆、落花生、ピスタチオ、アーモンド、カシューナッツ、カカオ豆、胡椒及び唐辛子等の粒状の対象物に対して、確実にプラズマ処理が行える。
【００４０】
先ず、本発明の第３の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置の構成について、説明する。
図５は、本発明の第３の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置の反応容器の構成を示す模式的断面図である。図５において、座標Ｘは水平方向を、座標Ｚは鉛直方向を示す。図６は、本発明の第３の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置のバリア放電発生部の模式的斜視図である。
本発明の第３の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置は、本発明の第２の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置の反応容器１ａａと同様の縦型の反応容器を用いる。
縦型の反応容器１ａａの中に配置するバリア放電プラズマの発生手段を、図６に示す。図６に示すバリア放電プラズマの発生手段は、誘電体１０ｃで同心状に被覆された棒状の非接地電極１１ｂと、誘電体１０ｄで同心状に被覆された棒状の接地電極１２ｂを一対の電極とし、該一対の電極に高電圧の電力を供給してバリア放電プラズマ１３ｂを発生する。
【００４１】
縦型の反応容器１ａａの中に、前記誘電体１０ｃで同心状に被覆された棒状の非接地電極１１ｂと誘電体１０ｄで同心状に被覆された棒状の接地電極１２ｂを一対とする電極が複数対配置される。
該複数対の非接地電極１１ｂと接地電極１２ｂに交流電源７から、第１及び第２の電力供給線８ａ、８ｂを介して高電圧の電力が供給されると、該複数対の電極の近傍にバリア放電プラズマ１３ｂが発生する。バリア放電プラズマ１３ｂの発生状況を、模式的に、図６に示す。
なお、該非接地電極１１ｂと該接地電極１２ｂの間の電界は不平等電界となるので、局所的に高電界が発生し、大気圧放電プラズマが容易に生成可能である、という特徴を有する。
【００４２】
図５において、Ｚ軸で見て、最上層部にある交互に並べて配置された複数の誘電体１０ｃと非接地電極１１ｂと誘電体１０ｄと棒状の接地電極１２ｂから成るバリア放電プラズマ発生手段を、本発明の第３の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置の第１のバリア放電プラズマ発生領域３０ｄと呼ぶ。
図５において、Ｚ軸で見て、中間層部にある交互に並べて配置された複数の誘電体１０ｃと非接地電極１１ｂと誘電体１０ｄと棒状の接地電極１２ｂから成るバリア放電プラズマ発生手段を、本発明の第３の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置の第２のバリア放電プラズマ発生領域３０ｅと呼ぶ。
図５において、Ｚ軸で見て、最下層部にある交互に並べて配置された複数の誘電体１０ｃと非接地電極１１ｂと誘電体１０ｄと棒状の接地電極１２ｂから成るバリア放電プラズマ発生手段を、本発明の第３の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置の第３のバリア放電プラズマ発生領域３０ｆと呼ぶ。
図５において、第１のバリア放電プラズマ発生領域３０ｄと、第２のバリア放電プラズマ発生領域３０ｅの間の踊り場を本発明の第３の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置の第１の踊り場３１ｃと呼ぶ。
図５において、第２のバリア放電プラズマ発生領域３０ｅと、第３のバリア放電プラズマ発生領域３０ｆの間の踊り場を本発明の第３の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置の第２の踊り場３１ｄと呼ぶ。
【００４３】
符号９ｃｃは第３の気流偏向用金属板である。第３の気流偏向用金属板９ｃｃは、送風機２４ａから供給される気流に乗って搬送される対象物１９の移動方向を強制的に曲げる機能を持つ。第３の気流偏向用金属板９ｃｃは、複数対の誘電体１０ｃで同心状に被覆された棒状の非接地電極１１ｂと、誘電体１０ｄで同心状に被覆された棒状の接地電極１２ｂから成るバリア放電プラズマ発生手段が配置される。
符号９ｄｄは第４の気流偏向用金属板である。第４の気流偏向用金属板９ｄｄは、送風機２４ａから供給される気流に乗って搬送される対象物１９の移動方向を強制的に曲げる機能を持つ。第４の気流偏向用金属板９ｄｄは、複数対の誘電体１０ｃで同心状に被覆された棒状の非接地電極１１ｂと、誘電体１０ｄで同心状に被覆された棒状の接地電極１２ｂから成るバリア放電プラズマ発生手段が配置される。
符号９ｅｅは第５の気流偏向用金属板である。第５の気流偏向用金属板９ｅｅは、送風機２４ａから供給される気流に乗って搬送される対象物１９の移動方向を強制的に曲げる機能を持つ。第５の気流偏向用金属板９ｅｅは、複数対の誘電体１０ｃで同心状に被覆された棒状の非接地電極１１ｂと、誘電体１０ｄで同心状に被覆された棒状の接地電極１２ｂから成るバリア放電プラズマ発生手段が配置される。
【００４４】
第１の踊り場３１ｃの側の反応容器１の壁は、送風機２４ａから供給される気流に乗って搬送される対象物１９の移動方向を強制的に曲げる機能を持つ。この部分の壁を第１の気流偏向用金属板９ａａと呼ぶ。
第２の踊り場３１ｄの側の反応容器１の壁は、送風機２４ａから供給される気流に乗って搬送される対象物１９の移動方向を強制的に曲げる機能を持つ。この部分の壁を第２の気流偏向用金属板９ｂｂと呼ぶ。
【００４５】
次に、本発明の第３の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置を用いて、粒状の対象物１９をプラズマ殺菌する方法を説明する。ここでは、例えば、米を対象物とする。
先ず、ホッパー２０にプラズマ処理対象物１９の米を、例えば、６００Ｋｇを投入する。
次に、送風機２４ａを稼働し、ノズル２４ｂから反応容器１の内部に空気の気流を与える。
次に、第１、第２及び第３のバリア放電プラズマ領域３０ｄ、３０ｅ、３０ｆのそれぞれについて、交流電源７から第１及び第２の電力供給線８ａ、８ｂを介して、非接地電極１１ｂと接地電極１２ｂに高電圧の電力を供給する。
交流電源７の電圧を徐々に増大していくと、大気のバリア放電プラズマ１３ｂが発生する。大気のバリア放電プラズマ１３ｂが発生すると、その中にオゾンが発生するので、該オゾンの発生濃度と交流電源７の電圧の関係を把握する。なお、人間がオゾンの匂いを感じる際の濃度は、一般に、０．０１ｐｐｍ〜０．０５ｐｐｍであるので、この濃度を超えないように、上記電圧の設定を行う。
そして、該オゾンの発生濃度と交流電源７の電圧の関係を示すデータから、オゾン濃度が略０．０１ｐｐｍ〜０．０５ｐｐｍとなる際の該交流電源７の電圧値を把握する。ここで、オゾン濃度が略０．０５ｐｐｍとなる際の該交流電源７の電圧値を適正電圧値と呼ぶ。
次に、交流電源７の電圧を上記適正電圧値に設定する。その結果、図６に示される大気のバリア放電プラズマ１３ｂが発生する。
【００４６】
次に、ローターリバルブ２１を稼働させ、対象物の米を対象物投入ホッパー２０から、ローターリバルブ２１及び投入管２２を介して、投入口２３から反応容器１に投入する。供給スピードは、１分間に略１Ｋｇ〜１０Ｋｇ程度の範囲で、ここでは、例えば、１分間に略１０Ｋｇとする。
反応容器１に投入された対象物１９の米は、投入口２３から、第１のバリア放電プラズマ領域３０ｄ、第１の踊り場３１ｃ、第１の気流偏向用金属板９ａａ、第２のバリア放電プラズマ領域３０ｅ、第２の踊り場３１ｄ、第２の気流偏向用金属板９ｂｂ、第３のバリア放電プラズマ領域３０ｆを転動撹拌されながら、対象物の取り出し口１５まで移動する。
対象物１９の米は、転動移動しながら、第１、第２及び第３のバリア放電プラズマ領域３０ｄ、３０ｅ、３０ｆに曝されるので、該プラズマの中に存在するオゾン、酸素ラジカル、イオン及び紫外光等による殺菌効果及びカビ毒の不活性化効果によって、対象物１９に着生しているカビ菌及びカビ毒は、それぞれ、死滅し、不活性化される。
【００４７】
次に、取り出し口１５から外部へ落下する対象物１９の米を対象物受け取り箱１６に収納する。
収納した対象物１９の米は、第１、第２及び第３のバリア放電プラズマ領域３０ｄ、３０ｅ、３０ｆの中でプラズマによる殺菌が起こり、カビ菌やカビ毒が除去されるが、その結果を確認のため、例えば、公的検査機関の評価を受ける。
もしも、上記の手順でプラズマ処理した処理物１９の米のカビ菌やカビ毒を除去されていない場合は、交流電源７の電圧及び出力を増大し、オゾンや活性酸素等のラジカル類の発生量を増大させるのが良い。なお、オゾン発生量を増大させる条件を選定する場合は、排気口２４ｃに、活性炭等のオゾン吸収材を設置し吸着するのが良い。
上記公的検査機関での検査結果が良好であれば、上記の稼働条件により、上記対象物投入ホッパー２０に保管されている処理対象物１９のプラズマ処理を行う。
【００４８】
以上の説明で示したように、本発明の第３の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置は、対象物１９を送風機２４ａから供給される気流に乗せて、第１のバリア放電プラズマ領域３０ｄ、第１の踊り場３１ｃ、第１の気流偏向用金属板９ａａ、第２のバリア放電プラズマ領域３０ｅ、第２の踊り場３１ｄ、第２の気流偏向用金属板９ｂｂ、第３のバリア放電プラズマ領域３０ｆの順に、転動移動させながら、バリア放電プラズマ１３ｂに曝すので、該第１、第２及び第３のバリア放電プラズマ領域３０ｄ、３０ｅ、３０ｆのラジカル種等による殺菌やカビ毒の不活性化をムラ無く、確実に行うことが可能である。
即ち、前記気流に乗って搬送される対象物１９は、送風機２４ａから供給される気流に対して上向きの迎え角になるように配置された第３の気流偏向用金属板９ｃｃ、第１の気流偏向用金属板９ａａ、第４の気流偏向用金属板９ｄｄ、第２の気流偏向用金属板９ｂｂ、第５の気流偏向用金属板９ｅｅにより移動方向が強制的に曲げられて、転動移動しながら、プラズマ処理されるので、該プラズマのラジカル種による殺菌やカビ毒の不活性化をムラ無く、確実に行うことが可能である。
本発明の第３の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置は、従来装置のようにプラズマ処理の対象物を電極間に静的に載置した状態で、あるいは振動させながらプラズマに曝すのではなく、該対象物１９を転動さながら前記プラズマ領域３０ｄ、３０ｅ、３０ｆに曝す、ということが可能である。その結果、本発明の第３の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置は、大量の対象物を、迅速に、ムラ無くプラズマ処理することが可能であり、実用に供することが可能である。
本発明の第３の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置は、米、麦、トウモロコシ、コーヒー豆、落花生、ピスタチオ、アーモンド、カシューナッツ、カカオ豆、胡椒及び唐辛子等の粒状の対象物をプラズマと効果的に接触させる撹拌機能を備えた大量処理が可能であり、実用に供することが可能である。
本発明の農業分野及び農産物輸入業分野での実用化普及による経済的効果は、著しいものがある。
【００４９】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置について、図７を用いて説明する。図１ないし図６も参照する。
図７は、本発明の第４の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置のバリア放電発生部の模式的斜視図である。
本発明の第４の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置の特徴は、バリア放電プラズマ発生手段の非接地電極に、図７に示されるメッシュ状の電極が用いられることである。
【００５０】
図７において、符号１１ｃはメッシュ状の非接地電極である。メッシュ状の非接地電極１１ｄは平板形状の誘電体１０ｅ、１０ｂ、及び平板形状の接地電極１２ａと組み合わせて用いられる。即ち、本発明の第４の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置のバリア放電プラズマ発生手段は、メッシュ状の非接地電極１１ｃと誘電体１０ｅ、１０ｂと接地電極１２ａを備えている。
メッシュ状の非接地電極１１ｃと接地電極１２ａに交流電源７から電力供給線８ａ、８ｂを介して、高電圧の電力が供給されると、バリア放電プラズマ１３ｃが生成される。該バリア放電プラズマ１３ｃの発生状況を、模式的に、図７に示す。
メッシュ状の非接地電極１１ｃと平板型の接地電極１２ａを用いたバリア放電プラズマ発生手段は、メッシュ状の非接地電極１１ｄと平板の接地電極１２ａの発生する電界が不平等電界となるので、局所的に高電界が発生し、大気圧放電プラズマが容易に安定して、生成可能である、という特徴を有する。即ち、図７に示されるバリア放電プラズマ１３ｃは、容易に安定して発生できるので、実用的である。
【００５１】
本発明の第４の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置を用いて、粒状の対象物１９をプラズマ殺菌する方法は、本発明の第２及び第３の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置と同様である。
【００５２】
本発明の第４の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置は、本発明の第１、第２及び第３の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置に比べて、バリア放電プラズマ発生手段の製作が容易であり、低コスト化が容易に可能という特徴がある。
したがって、本発明の第４の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置は、米、麦、トウモロコシ、コーヒー豆、落花生、ピスタチオ、アーモンド、カシューナッツ、カカオ豆、胡椒及び唐辛子等の粒状の対象物をプラズマと効果的に接触させる撹拌機能を備えた大量処理が可能であり、実用に供することが可能である。
本発明の農業分野及び農産物輸入業分野での実用化普及による経済的効果は、著しいものがある。
【符号の説明】
【００５３】
１、１ａａ・・・反応容器、
７・・・交流電源、
８ａ、８ｂ・・・第１及び第２の電力供給線、
９ａ、９ａａ、９ｃｃ、９ｄｄ、９ｅｅ・・・気流偏向用金属板、
９ｂ・・・気流偏向用誘電体板、
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ・・・誘電体、
１１ａ・・・鋸歯型の非接地電極、
１１ｂ・・・金属線あるいは棒状金属の非接地電極、
１１ｃ・・・メッシュ状の金属の非接地電極、
１２ａ・・・板状の接地電極、
１２ｂ・・・金属線あるいは棒状金属の接地電極、
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ・・・バリア放電プラズマ、
１５・・・取り出し口、
１９・・・処理対象物、
２０・・・ホッパー、
２１・・・ローターリバルブ、
２２・・・対象物の投入管、
２３・・・対象物の投入口、
２４ｂ・・・ノズル、
２４ｃ・・・排気口。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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