(57)【要約】  本発明は、圧送可能な物質（３）を電界により連続的に処理するための方法に関し、この方法は、物質を電界内に誘導する段階、物質を電界に露呈する段階、物質を電界から外に導く段階とを含み、圧送可能な物質が電界に露呈されている間に移動させられる少なくとも１つの確定した体積の形に分離する。本発明はまた、上記方法を実現するための装置にも関する。
2005512603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧送可能な物質（３）を電界により連続的に処理するための方法において、
物質を電界内に導く段階、
物質を電界に露呈する段階、
物質を電界から外に導く段階、
を含み、圧送可能な物質が電界に露呈されている間に移動させられる少なくとも１つの分離した体積に分離されることを特徴とする方法。
【請求項２】
圧送可能な物質がポンプ（２）により移動させられること及び分離した体積がポンプの排出量のすべて又は一部分からなる１つの空間（４）の中に収容されていることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
分離した体積が円筒形状を有することを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
電界がパルス電界からなることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の方法。
【請求項５】
圧送可能な物質（３）が内部に収容されている容器（１）及び電界（６）を生成するための供給源を含む電界により圧送可能な物質（３）を処理するための装置において、容器（１）がその残りの部分から分離した少なくとも１つの空間（４）を含み、その空間内に圧送可能な物質（３）を収容でき、その中で圧送可能な物質を電界に露呈することができる処理用装置。
【請求項６】
ポンプ（２）を含み、分離した空間（４）がポンプ収納用チャンバからなることを特徴とする請求項５記載の装置。
【請求項７】
分離した空間（４）が円筒形状を有することを特徴とする請求項５又は６記載の装置。
【請求項８】
電界（６）を生成するための供給源が脈動電界を生成するように配置されていることを特徴とする請求項５〜７いずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、圧送可能な物質を電界により連続的に処理するための方法、及び圧送可能な物質を中に収納できる容器及び電界を生成するための供給源を含む、この処理のために意図された装置にも関する。
【背景技術】
【０００２】
さまざまな結果を達成することを目的として物質を電界で処理することが可能である。そのうちの１つが、物質の中に存在する微生物を不活性化することである。この技術は、例えば、貯蔵寿命を延ばす目的で、食物に適用される。
【０００３】
食物は、その貯蔵寿命を延長するために、従来短時間、高温に加熱される。食物中の微生物は不活性化され、こうして食物の貯蔵寿命が延長する。
【０００４】
しかしながら、食物の高温処理は往々にして、その味の変化を結果としてもたらす。これは、微生物が不活性化されるばかりでなく、香味料もまた高温によって改質されるという事実に起因している。食物に含まれるその他の物質、例えば着色剤も高温処理によって改質され得る。
【０００５】
したがって、食物の中に含まれる１以上の物質を変性させることなく微生物を不活性化する処理に対する必要性が存在してきた。
【０００６】
国際公開公報ＷＯ９９／４９５６１号は、脈動電界を生成するためのデバイスについて記述している。このデバイスは、とりわけ貯蔵寿命を延長する目的で食物を非熱処理するために使用することができる。処理はチャンバ内で実施される。
【０００７】
上述の明細書によるデバイスの１つの欠点は、物質がチャンバ内でバッチ処理されるという点にある。このようなデバイスは、工業的用途には適していない。
【０００８】
米国特許第４，６９５，４７２号は、脈動電界を用いて、ジュース、卵又は乳製品などのような液体食物を連続的に処理するためのデバイスについて記述している。食物は、電極にとり囲まれている容器を通して送られる間に電界で処理される。このデバイスは工業プロセスにおいて必要であるように、連続処理可能な物質の量に関しては充分機能する。
【０００９】
それにもかかわらず、上述のような電界での連続的処理のためのデバイスは、物質の一部分が露呈されてきた電界強度の大きさ又は動作が持続した時間の長さに関して、きわめて不確実であるという結果をもたらす。上述のもののような容器を通した物質の流れは、物質の一部分が流れの中心にあるか又は容器の壁の近くにあるかに応じて大きな速度差を示すことから、物質の一部分が露呈されてきた電界強度又は動作の持続時間の長さを予測することは不可能である。
【００１０】
したがって、物質が露呈されてきた電界強度及びこの動作の持続時間に関する再現性を含む、電界を用いた物質の連続的処理に対する必要性が存在する。
【発明の開示】
【００１１】
上述の問題は、電界に露呈されている間に移動させられる少なくとも１つの確定した体積の形に圧送可能な物質が分離される段階を含む方法、そして圧送可能な物質を内部に収納でき、その中で圧送可能な物質を電界に露呈することのできる、容器の残りの部分から分離した少なくとも１つの空間を、容器が含む装置を用いて、本発明により解決される。
【００１２】
電界に露呈されている間に移動させられる確定した体積の中に圧送可能な物質が閉じ込められている方法を提供することによって、電界でのバッチ処理に付随する問題が解決される。体積が処理中に移動するという事実のため、プロセスを工業的に応用することが可能である。既知の連続的処理に付随する問題も本発明により解決される。物質が分離した体積内で電界に露呈することにより、分離した体積内の粒子が互いとの関係において移動することなく連続したプロセスが得られる。このようにして、すべての粒子は同じ長さの時間電界に露呈されることになる。分離した体積のない連続処理チャンバ内では、これはあてはまらない。圧送可能な物質は乱流として流れ、流れの中心における粒子のスループット時間は、流れの縁における粒子のスループット時間よりも短くなる。
【００１３】
圧送可能な物質内の各々の粒子が露呈される電界強度及びこの動作の持続時間がわかっていることが、いくつかの観点から重要である。食物中の微生物の除去に関するかぎり、不活性化の対象である微生物が不活性化されていることを知ることは最も重要である。異なる微生物は、供給される電界強度に対する異なる耐性を有する。他のものが活性状態に保たれている一方でいくつかの種類の微生物を不活性化することが望まれる場合には、プロセス全体を制御することも相応して望まれる。電界を適用することにより微生物を不活性化することは、微生物中の細胞膜が破壊されることによって起こる。このプロセスは、電界の強度及び電界が適用される時間の長さによって決定される。これらのパラメータは、不活性化が望まれる微生物の種類と共に変動する。
【００１４】
本発明の１つの実施形態では、分離した空間は、ポンプ内の正の排出量のすべて又は一部分からなる。上述の規準を満たすポンプは、この目的に適している。適切なポンプの例としては、ローブローターポンプ及びギヤポンプがある。ポンプの中に分離した空間を内蔵することの利点は、圧送可能な物質全体に対するポンプの動作も得られるという点にある。しかしながら、本発明の範囲内では、分離した空間を、連続したプロセスを駆動するポンプと別に構築できる。ポンプは、例えば圧送可能な物質及び分離した体積を運ぶために重力が用いられる場合においては、完全に省略することさえ可能である。
【００１５】
本発明の好ましい実施形態に従うと、分離した空間が円筒形状を有するように装置を配置する。円筒形状というのは、同じ幾何形状をもち、かつそれに対し直交する数多くの線によりすべての点で結ばれている２つの平面によって限定されている形状を意味する。これらの平面は例えば、正方形又は円形又はその他の適切な形状を有することができる。
【００１６】
円筒形を限定する平面が電極からなり、そして２つの平面を結ぶ壁が絶縁体からなる円筒形状という形に分離した空間を配置することにより、中に収容された圧送可能な物質の体積全体にわたり均一の電界強度が得られる。このような構成では、その他の設計がもたらす可能性のある電界の混乱は発生しない。
【００１７】
分離した空間の円筒形の設計が好ましい。しかしながら、分離した空間のその他の設計も本発明の範囲内に含まれる。数多くのその他の構成で得られる電界強度の分布に対する効果は穏やかなものである。また、長さ、幅、及び高さの相対的寸法を修正することによって不利な形状に影響を与えることも可能である。
【００１８】
発明の詳細な説明
図１は、本発明の１つの実施形態に従った装置の概略図を示す。この装置は、圧送可能な物質を送るための容器１を含む。ポンプ２は、容器の一部として存在している。ポンプは、例えばローブローターポンプ又はギヤポンプであってよい。ポンプ２は容器１を通して圧送可能な物質３を送る。その上、ポンプ２は、中で物質３が電界に露呈され得る分離した空間４を伴う装置を提供する。この分離した空間４は、ポンプ２のポンプハウジング５内に位置設定され、この実施形態では、ポンプ２を通して圧送可能な物質３を送るポンプハウジング５の中の空間で構成されている。好ましい実施形態においては、電界は脈動され、ポンプの入口と接触した後チャンバは閉じられており、まだ出口に対し開放されていないことを意味するポンプ内の各チャンバが１つの分離した空間４を形成している時間中にのみ電圧が印加されるような形で配置されている。単数または複数のパルスは好ましくは、入口ダクトと出口ダクトの間で分離した空間を送るのに費される時間の一部分の間だけ電界が適用されることになるような性質をもつものである。例示的な実施形態に従うと、パルスは１〜１０マイクロ秒の間適用される。脈動は、ポンプ内に含まれているローターが一定の与えられた位置間隔で位置設定されている場合に電極についての接触をもたらすトレーリング接点(trailing contacts)がポンプに備わっていることによってもたらされ得る。１つの代替実施形態に従うと、脈動は、ポンプに位置センサーが備わっていること及びトリガー点の間に電圧を印加するため電圧供給源にトリガー点が備わっていることによってもたらされ得る。
【００１９】
１つの代替実施形態に従うと、電界６を生成するための供給源は、電界を連続的に生成するように配置されている。この実施形態に従うと、電界は、電極の位置づけに依存して、ポンプのチャンバが入口ダクト及び出口ダクトに対し開放されている段階の間、すなわちそれぞれ分離した空間４が形成される前及び後にも適用され得る。この実施形態の結果、流れは、入口ダクト又は出口ダクトに対する開口部内の不均質な電界に起因するエッジ効果に部分的にさらされることになる。さらに、分離した空間４を形成するポンプ空間に対する流入が発生した場合及び出口ダクトに対し分離した空間が開放された後に流出が起こった場合に、複雑な流れプロセスが得られる。好ましい実施形態に関するこれらの欠点にもかかわらず、流れる媒質が分離した空間４内に位置設定されている場合、加えられるエネルギーの大部分が制御された形で適用されることから、従来の連続技術の場合よりもさらに均等な処理結果が得られる。この実施形態は、それがパルス電界を伴う、上述の実施形態に比べて製造費の安いものであり、流動媒質に対し加えられるエネルギー量のより低い均質度しか必要とされない場合に使用可能であるという利点をもつ。
【００２０】
分離した空間４のまわりには、電極対６が３つ配置されている。これらは電界を生成するための供給源を構成している。電極対の各々は、それぞれの分離した空間をとり囲んでいる。電極対は、分離した空間４の片側に正の電極そして空間４のもう一方の側に負の電極を伴って配置されており、従って各々の電極対は、ある時期にそれぞれの分離した空間をとり囲む。当然のことながら、空間４及び電極対の数を変動させることも本発明の範囲内で可能である。電極対は分離した空間４で電界を生成する。
【００２１】
分離した空間４は、分離した空間４に収容された圧送可能な物質３が容器１の残りの部分の中に収容された残りの圧送可能な物質３が移動させられる方向へと移動させられるような形で、ポンプハウジング５において、回転、並進運動させられる。しかしながら、これは、物質の分離した体積がそれを収容する空間４との関係において移動することなく起こる。このようにして、分離した空間内で処理される分離した体積内の粒子が互いとの関係において移動することなく、連続プロセスが得られる。すべての粒子はこのようにして、同じ長さの時間、電界に露呈されることになる。分離した空間のない連続した処理チャンバにおいては、これはあてはまらないと思われる。圧送可能な物質は乱流として流れ、流れの中心における粒子のスループット時間は、流れのへりにおける粒子のスループット時間よりも短くなるであろう。
【００２２】
空間４が分離されていることにより、電界内での処理が起こっている時間中、いかなる入口も出口も存在せず、入口及び出口が生成することになる外乱を受けた電界(disturbed electric fields)は回避される。図２は、技術的現状に従って連続した処理チャンバ内の出口のまわりにどのように電界が現れるかの例を示している。電極は、図中の上部及び下部に位置設定されている。出口の壁は、絶縁体を構成している。図２は、出口のまわりの部域内で電界がいかにゆがめられるかを示している。圧送可能な物質内の各粒子が露呈されてきた電界強度を予測することは困難である。したがって、本発明を用いると、この効果は回避される。
【００２３】
実施形態による分離した空間４は、円筒形の形をしている。各電極対における２つの電極６は、円筒形のベース面を構成している。この実施形態においては、この装置は３つの電極対を有している。当然のことながら、本発明の範囲内で、例えば２つといったようなその他の数の電極対を有することも可能である。この構成を用いると、空間４の全体にわたり均等な電界強度が得られる。これを、例えば前述の米国特許第４，６９５，４７２号の中の図４に従った連続プロセスと対比させることが可能である。このデバイスは、連続する容器に沿って配置されたいくつかの電極を有する。この電極は、突出する絶縁体により走行方向に分離されている。この構成は、ゆがんだ電界を発生させる。このことは、本出願の図３に例示されている。電極は図の上部及び下部部分に位置設定されている。ここでは２つの電極対が示されている。２つの電極対は、２つの突出する絶縁体によって分離される。
【００２４】
以上で記述されているのは、物質が位置設定されている空間との関係において定置式である電極を含むデバイスである。本発明の範囲内で、可動電極を使用することも可能である。
【００２５】
ここで示された本発明の実施形態は、本発明をいかに実現できるかの例を表わしているにすぎず、本発明がこれらによって制限されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】は、本発明の１つの実施形態を概略的に示す。
【図２】は、先行技術に従ったデバイス内での電界強度の図を示す。
【図３】は、先行技術に従ったデバイス内の電界強度の図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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