(57)【要約】      （修正有）【課題】農産物への水素水噴霧によるカビ菌の発生防止と、それら農産物の栽培後に生じるエチレンガスの分解処理とオゾンガスによるカビ滅菌処理を迅速、且つ、効率的に行う方法の提供。【解決手段】オゾン処理Ｓ３及びエチレンガスの分解処理Ｓ４を同時に行う大気圧プラズマ発生装置を備えた農産物の処理装置。【選択図】図２
2018027025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オゾン処理及びエチレンガスの分解処理を同時に行う大気圧プラズマ発生装置を備えたことを特徴とする農産物の処理装置。
【請求項２】
農産物の栽培時に対する水素水噴霧装置並びに収穫農産物に対するオゾン処理及びエチレンガスの分解処理を同時に行う大気圧プラズマ発生装置とを備えたことを特徴とする農産物の処理装置。
【請求項３】
農産物に水素水を散布する水素水噴霧工程、収穫農産物の保存設備において大気圧プラズマ発生装置によるオゾン処理、エチレンガスの分解処理工程、空気清浄、脱臭工程よりなることを特徴とする農産物の流通システム。
【請求項４】
収穫農産物の保存設備を可搬冷蔵設備としたことを特徴とする請求項３記載の農産物の流通システム。
【請求項５】
農産物に水素水を散布する水素水噴霧工程、収穫農産物を適宜の食品に加工する工程、加工農産物の保存設備において大気圧プラズマ発生装置によるオゾン処理、エチレンガスの分解処理工程、空気清浄、脱臭工程よりなることを特徴とする農産物の流通システム。
【請求項６】
加工農産物の保存設備を可搬冷蔵設備としたことを特徴とする請求項５記載の収穫農産物の流通システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、花卉等の園芸作物、果物や野菜類等（以下、それらを便宜上農産物という）の栽培時におけるカビ菌発生を防止して品質の向上化を図る水素水噴霧装置、それらによって収穫された農産物の国内輸送や国外輸送時における農産物に対してのオゾン処理、エチレンガス処理とを同時に行う大気圧プラズマ発生装置により高品質化、高付加価値化を可能とした農産物の流通システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、農産物に悪影響を及ぼす各種の問題が存在する。先ず、第１の問題点として、農産物へのカビ菌発生による栽培品質の劣化問題が挙げられる。すなわち、害虫駆除のために多量の水を農産物に噴霧することがカビ菌発生の原因となっている。
【０００３】
第２の問題点として、農産物の高付加価値化の要請が挙げられる。これは農産物市場への品質確保の必要性から、例えば、遠方となる市場に至るまでの期間において農産物の品質と日持ちの維持対策が必要となっている。
【０００４】
第３の問題点として、低農薬栽培化及び特定の地域での栽培の特異点が挙げられる。すなわち、栽培時の歩留り向上とコスト低減対策の必要性から、例えば、熱帯地方のような高温多湿の地域での土壌に適した低農薬で高歩留り、低コスト化が希求されている。これらのことは園芸作物、果物や野菜類等の農産物全般において生じている。
【０００５】
また、特許文献１に開示されているように、農産物の疫病の原因となるバクテリア、ウイルス、細菌、カビ類等の病原菌を、簡便、且つ、効率的に分解除去し、この病原菌による農産物の病気を効果的に抑制及び回復させつつ効率的に農産物を生育させることができる農産物栽培システムが提案されている。
【０００６】
すなわち、この農産物栽培システムは、太陽光に農産物の生育を促進する波長領域の光と、農産物の生育を阻害する波長領域の光とが含まれているので、農産物の生育を阻害する波長領域の光を遮光する（農産物の生育を阻害する波長領域の光を照射しない）ことができ、農産物の生育を促進することが可能となり、更に、農産物の生育を阻害する波長領域の光を遮光した光を照射することにより、防疫剤の光触媒活性を大きくし、農産物の疫病の原因となるバクテリア、ウイルス、細菌、カビ類等の病原菌を分解除去するものとしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５３８４２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記した特許文献１による場合では、農産物の生育を阻害する波長領域の光を照射しないものとしており、例えば、農産物の栽培時と栽培後とで前記した問題点を区別して原因把握を行うことは不可能であることから、栽培時における害虫駆除のための多量の水噴霧によるカビ菌の発生及び栽培後のエチレンガスの発生による農産物の品質の不安定性等の各種の問題を同時に解消させるには至っていなかった。
【０００９】
そこで、本発明は叙上のような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、農産物への水素水噴霧によるカビ菌の発生防止手段と、それら農産物の栽培後に生じるエチレンガスの分解処理とオゾンガスによるカビ滅菌処理を迅速、且つ、効率的に行うことができ、農産物の品質向上化、高付加価値化、低農薬栽培化を可能とした大気圧プラズマ発生手段とを備えた農産物のカビ菌発生の防止装置、オゾン処理、エチレンガス処理を行う大気圧プラズマ発生装置である。更に、この後者の技術を農産物の国内輸送や国外輸送等或いは該農産物を加工したものの国内輸送や国外輸送等の流通手段（流通ネットワークシステム）に適用し、上記農産物を顧客（消費者）に安全、且つ、迅速に提供することができるものとした農産物の流通システム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】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明にあっては、オゾン処理及びエチレンガスの分解処理を同時に行う大気圧プラズマ発生装置を備えた農産物の処理装置を特徴とする。
【００１１】
また、農産物の栽培時に対する水素水噴霧装置並びに収穫農産物に対するオゾン処理及びエチレンガスの分解処理を同時に行う大気圧プラズマ発生装置とを備えた農産物の処理装置を特徴とする。
【００１２】
更に、農産物に水素水を散布する水素水噴霧工程、収穫農産物の保存設備において大気圧プラズマ発生装置によるオゾン処理、エチレンガスの分解処理工程、同時に、空気清浄、脱臭工程よりなる農産物の流通システムを特徴とする。
【００１３】
また、農産物に水素水を散布する水素水噴霧工程、収穫農産物の保存設備を可搬冷蔵設備とした農産物の流通システムを特徴とする。
【００１４】
更に、収穫農産物を適宜の食品に加工する工程、加工農産物の保存設備において大気圧プラズマ発生装置によるオゾン処理、エチレンガスの分解処理工程、空気清浄、脱臭工程よりなる農産物の流通システムを特徴とする。
【００１５】
また、加工農産物の保存設備を可搬冷蔵設備とした収穫農産物の流通システムを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、農産物への害虫駆除のための多量の水噴霧に変えて水素水噴霧装置へ変更することでカビ菌の発生を防止し、大気圧プラズマ発生装置によりオゾンガスでのカビ菌の滅菌処理及びエチレンガスの分解処理とを同時に、且つ、迅速、効率的に行うことができ、これにより農産物の栽培時における品質向上化を図ることができ、更に、この大気圧プラズマ発生技術を収穫農産物或いは加工農産物の国内輸送や国外輸送等の流通手段（流通ネットワークシステム）に適用することで、収穫農産物及び加工農産物を顧客（消費者）に安定した状態で、且つ、迅速に提供することが可能となった。
【００１７】
すなわち、本発明では、栽培時の農産物において水素水を噴霧する水素水噴霧装置と、この水素水噴霧工程の後にオゾンガスによる収穫物へのカビ滅菌処理及び農産物に発生するエチレンガスの分解処理とを同時に行う大気圧プラズマ発生装置を備えることにより、農産物の生育促進と、オゾン発生によるカビ菌及び胞子の発生を制御、減少させること及びエチレンガスの処理とができ、農産物の品質を安定した状態で長期間にわたって確保することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）本発明を実施するための一形態における農産物への水素水の噴霧の状態を示す概略斜視図、（ｂ）同大気圧プラズマ発生装置による収穫農産物のオゾン発生及びエチレンガスの分解を示す概略斜視図である。
【図２】本発明を実施するための一形態における農産物の栽培及びその後の流通システムを示す概略工程図である。
【図３】大気圧プラズマ発生装置におけるプラズマ発生デバイスの構成例を示す断面図である。
【図４】同プラズマ発生デバイスによるオゾン発生特性を示すグラフである。
【図５】中型サイズでのプラズマ発生デバイスによるエチレン、オゾンの分解特性を示すグラフである。
【図６】農産物の国内輸送の一例を示す説明図である。
【図７】農産物を加工食品とした国内輸送の一例を示す説明図である。
【図８】農産物の国外輸送の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
本実施形態では、エチレンガスの分解及びオゾンの発生をプラズマ放電分解とプラズマ中に置かれた触媒作用分解とを同時に起こさせる大気圧プラズマ発生装置１によるＰＡＣＴ法を基本とする。
【００２１】
なお、プラズマとは、およそ１万度の高温状態で原子が電子と陽イオンとに電離して自由に運動できる状態にある物質の名称である。
【００２２】
ＰＡＣＴ法とは、触媒金属を処理した電極表面間にプラズマを生成させ、時空間的にプラズマと触媒を共存させた化学反応器（Ｐｌａｓｍａ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）による大気圧プラズマ触媒除外技術である。
【００２３】
ＰＡＣＴ法の代表的な構成としてはファンモーター型とチューブ型とがある。
【００２４】
ファンモーター型は、電極が回転する構造で触媒効力のある材料を電極表面に処理し、電極間に１〜１０ｋＨｚ程度の高周波を印加して大気圧プラズマを誘発させる技術である。
【００２５】
一方、チューブ型は、触媒材料を表面処理した中心金属電極をガラス管内に挿入し、ガラス管外の金属外部電極間に高周波を印加し、ガラス管内壁と中心電極間に大気圧プラズマを誘発させる技術である。
【００２６】
大気圧プラズマ発生装置１は、処理対象ガスが触媒効力のある金属表面電極間に生成するプラズマと接触し、プラズマ励起と触媒活性の相乗効果で分解されることを期待した化学反応器（ＰＡＣＴデバイス）とし、大気圧グロー放電による非平衡プラズマを基本的な放電形態とする。因みに、プラズマ励起エネルギーが分子間結合エネルギーを超えれば有害ガス分子の分解は可能であり、触媒活性の効果は不必要とする反応も存在する。
【００２７】
また、反応ガスの種類に依存することも事実である。例えば、電極材料をステンレス、銅、白金と変化させたときのオゾン発生量の計測結果は、印加電圧（３ｋＨｚサイン波）にも依存するが、電極金属依存性は明確であり、大気中酸素から生成されるオゾン発生量は２００ｐｐｍ以上を超える。
【００２８】
本実施形態の具体的な構成の一例について説明すると、図１（ａ）に示すように、農産物栽培用のハウスＨ内の床面には土壌が堆積状に敷設され、この土壌によって農産物、例えば、花卉等の園芸作物、果物や野菜等の農産物Ｑが栽培される。該ハウスＨ内の、例えば、天井側には土壌に栽培された農産物Ｑに水素水を噴霧するための吐出用導管２が配設され、水素水を制御しながら噴霧することになる。また、後述するように、図１（ａ）の段階で大気圧プラズマ発生装置１を使用することもできる。
【００２９】
上記による構成の場合、図２に示す水素水を噴霧する水素水噴霧工程（ステップＳ１）である。
【００３０】
この水素水噴霧工程の後、図１（ｂ）に示すように、ＰＡＣＴデバイスが複数内蔵された衝立状の大気圧プラズマ発生装置１（図１（ｂ）中ではｅｃｏ−ＰＡＣＴ装置と表記）が室内に設置され、例えば、棚板上の収穫農産物に対するオゾン処理及びエチレンガスの分解が行われることになる。
【００３１】
収穫農産物にオゾンガスによるカビ滅菌処理及び農産物の成長後に発生するエチレンガスの分解処理を同時に行う大気圧プラズマ発生装置１によるオゾン処理装置及びエチレンガス分解装置（図２に示すステップＳ３及びステップＳ４）とが、上記室内、例えば、移送手段における冷蔵設備等の設備内で一括して行われる。
【００３２】
大気圧プラズマ発生装置１は、エチレンガス分解のＪＥＭ１４６７評価において、反応係数ｋ＞１．８１／ｈで、装置内吸引ガスに効果を発揮する。また、大気圧プラズマ発生装置１は、オゾンを生成し装置外に排出する。このオゾンによる滅菌効果としては、後述する図４に示すＣＴ値（オゾン濃度と処理時間の積）による評価から、オゾン２００ｐｐｍなら３分以内で滅菌する。
【００３３】
図２に農産物の栽培及びそこで栽培された収穫農産物の流通システムの概略を示す工程図が示されている。この場合、農産物を農産物の栽培時の工程と収穫した農産物の工程とに区別して説明する。農産物の栽培時となる工程では、ステップＳ１で示すように、前記吐出用導管２から水素水を農産物Ｑ（花卉、果物、野菜等）に噴霧する（水素水噴霧工程）。農産物の収穫後の工程では、ステップＳ２となる収穫農産物を梱包し、その後、ステップＳ３では、収穫農産物を冷蔵保存庫内（図１（ｂ）で示す冷蔵設備内での状態）で大気圧プラズマ発生装置１によりオゾン処理する（オゾン処理工程）。これと同時に、ステップＳ４にて収穫農産物から発生するエチレンガスを大気圧プラズマ発生装置１によって分解する。
【００３４】
このようにして水素水は農産物の栽培時における生育促進と、カビ菌及び胞子の発生を制御・減少させることができる。農産物の収穫後に、更に水素水に浸漬すれば、収穫農産物の品質保持と日持ちが可能となる。また、冷蔵保存時に大気圧プラズマ発生装置１によるオゾン滅菌作用で収穫農産物のカビ菌の滅菌処理と同時に、収穫農産物のエチレンガスを分解させることになる。
【００３５】
大気圧プラズマ発生装置１による殺菌評価は、図３に示すように、例えば、ステンレス製等の角筒状のケーシング１１の内部中央にプラズマ発生電極１２、ケーシング１１の内部の左右対称位置に評価用の寒天培地１３を収容したシャーレ蓋１４、ケーシング１１の両端開口側に各付設したファン１５によって構成された評価テスト用のプラズマ発生デバイスＰによって実施された。その結果、処理風量が毎分６立方メートル（毎時３６０Ｎ立方メートル）、処理電力が４００Ｗの場合、寒天培地で評価するとケーシング１１の入口で１２０コロニー、出口で２コロニーと空間雑菌の減少率が９８％以上と極端に減少した。
【００３６】
図４は、前記評価テスト用のプラズマ発生デバイスＰによるオゾン発生特性を示すものである。横軸を時間（ｍ）、縦軸をオゾン濃度（ｐｐｍ）としている。この特性によるＣＴ値（オゾン濃度と処理時間の積）の評価から、オゾン濃度の立ち上がりから安定期に入ると、およそ１０分でＣＴ値が６０となる。因みに、１ｃｃ当り１０００個の濃度となるカビ菌は、オゾン濃度０．５ｐｐｍで９９．９％も死滅する。
【００３７】
図５は、前記評価テスト用のプラズマ発生デバイスＰによるエチレンガス分解特性を示す。横軸を時間（ｈ）、縦軸をエチレン濃度（ｐｐｍ）としている。この場合、プラズマ発生デバイスＰのサイズを中型のものとして示している。試験方法は、アクリル製のシール構造によるボックスによって形成されたテストルーム内でエチレン濃度が４０ｐｐｍとなるように、このテストルームに４０ｍｌのバナチレンを注入した。その結果、中型サイズのプラズマ発生デバイスＰでは、エチレンガス分解のＪＥＭ１４６７評価において、反応係数ｋ１が１．８４／ｈとなり高分解を示している。
【実施例２】
【００３８】
本実施形態に係る上記大気圧プラズマ発生装置によるＰＡＣＴ技術を基本とするエチレンガスの分解及びオゾンによる滅菌等を可能とした農産物の処理技術を、国内輸送や国外輸送等の流通手段（流通ネットワークシステム）に幅広く適用することができるよう、本実施例においては、農作物の流通・食品流通全般に提供可能な上記ＰＡＣＴ技術を基本とする設備の導入をしている。以下にそれらの設備に基づく作業の手順について図６乃至図８を参照して説明する。
【００３９】
国内輸送の農産物の流通システムについて説明すると、図６に示すように、先ず、露地栽培、施設栽培等の栽培時において農産物Ｑに散布するための水素水が輸送手段内で製造され該農産物Ｑに噴霧される（水素水噴霧工程）。この水素水を製造するための装置は、例えば、山岳地のような場合、それらの地域に対応できるトラクタ等にバッテリと共に搭載し、それら栽培地に搬送されて使用されることになる。
【００４０】
次の可搬冷蔵設備のような冷蔵設備における収穫農産物の急速冷蔵では、該収穫農産物のエチレン除去、オゾン処理及び除菌空気清浄、脱臭が行われる。耐震性の冷蔵、常温車両による収穫農産物の輸送においては、収穫農産物のエチレン除去、除菌空気清浄、脱臭が行われる。大型冷蔵設備による収穫農産物の市場保管設備においては、収穫農産物のエチレン除去、除菌空気清浄が行われる。そして、市場を通して顧客（消費者）に提供される。
【実施例３】
【００４１】
前記市場保管設備による保管時（保管後）に農産物を加工食品に製造する場合、図６の次頁につながる図７に示すように、先ず、収穫農産物を洗浄した後、適宜の食品に加工し、更に、パッキング梱包した後、車両搭載可能な耐震性の有る冷蔵設備により、加工農産物のエチレン除去、除菌空気清浄が行われる。しかる後、その冷蔵設備を輸送車両に乗せて加工農産物のエチレン除去、除菌空気清浄、脱臭を行いながら搬送されることになる。
【実施例４】
【００４２】
国外輸送（海運等）の農産物の流通システムについて説明すると、図８に示すように、先ず、露地栽培、施設栽培等の栽培時において、農産物Ｑに散布するための水素水が製造され噴霧される。この水素水を製造するための装置は、例えば、山岳地のような場合、それらの地域に対応できるトラクタ等にバッテリと共に搭載し、それら栽培地に搬送されて使用されることになる。
【００４３】
可搬冷蔵設備における収穫農産物の急速冷蔵では、収穫農産物のエチレン除去、オゾン処理、除菌空気清浄が行われる。次の耐震性の冷蔵、常温車両による収穫農産物の輸送においては、収穫農産物のエチレン除去、除菌空気清浄、脱臭が行われる。次の大型冷蔵設備を使用した港湾保管設備においては、収穫農産物のエチレン除去、除菌空気清浄が行われる。冷蔵コンテナ搭載型のコンテナにおいては、収穫農産物のエチレン除去、除菌空気清浄、脱臭が行われる。そして、収穫農産物は上記コンテナによって海外に輸送される。
【実施例５】
【００４４】
上記農産物を加工食品として製造する場合においても、上記同様、大気圧プラズマ発生装置によるエチレン除去、除菌空気清浄及び脱臭等が行われる。
【００４５】
上記した露地栽培・施設栽培等での農作物栽培時から水素マイクロバルブ洗浄（Ｐｏｓｔ−Ｈａｒｖｅｓｔ）、Ｃａｒｒｉｅｒ搬送、顧客（消費者）までの一貫した流通ネットワークシステムは、パソコン、サーバ、プリンタ等のＩＴ関連機器が接続されていたインターネットにそれ以外の様々なモノを接続するＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ−ｏｆ−Ｔｈｉｎｇｓ（モノのインターネット））を基本とするインターネット経由で様々な場所で活用することができる。具体的には、従来のように人間がパソコン類を使用して入力したデータ以外にモノに取り付けられた各種センサが人手を介さずに、農産物Ｑへの多量の水噴霧によって発生するカビ菌の滅菌処理と、農産物の収穫後に発生するエチレンガスの分解処理、オゾン処理等の現況データを入力し、インターネット経由で幅広く利用することが可能となる。
【００４６】
また、各種センサ（温度、湿度、ＣＯ２、オゾン、エチレン、ウイルス、ＧＩＳデータ位置情報）により、データを収集し、収集したデータを活用し、設備を制御し、鮮度保持に最適な状況にコントロールすることができる。
【００４７】
更に、上記では農産物に水素水を噴霧することによりカビ菌の発生を防止することを述べたが、例えば、図１（ｂ）の大気圧プラズマ発生装置と水素水噴霧装置を併存させること、或いは水素水（ナノバブル）で洗浄することにより収穫農産物の滅菌及び鮮度保持を高めることが可能となる。
【００４８】
また、例えば、図１（ａ）内において、大気圧プラズマ発生装置１を用いて大気から意図的にＣＯ２を発生させ、そのＣＯ２を農産物に与えることにより生育効果を上げることもできる。
【符号の説明】
【００４９】
Ｐ    評価テスト用のプラズマ発生デバイス
Ｑ    農産物
Ｈ    ハウス
１    大気圧プラズマ発生装置
２    吐出用導管
１１  ケーシング
１２  プラズマ発生電極
１３  寒天培地
１４  シャーレ蓋
１５  ファン
【図１】
2018027025.tif 000003
【図２】
2018027025.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2018027025.tif 000008
【図７】
2018027025.tif 000009
【図８】
2018027025.tif 000010