(57)【要約】【課題】プラズマを用いた殺菌及び滅菌装置はカビ菌及びカビ毒で汚染された食物あるいは飼料等をプラズマのラジカル及びイオン等に曝すことにより、本来の使用目的に適うように回復できることから、その実用化が期待されている。しかしなら、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るという課題がある。この課題を解消可能な装置を提供すること。【解決手段】プラズマ処理対象物の投入口と取り出し口を備えた反応容器の内部に、接地電極と非接地電極と誘電体から成るバリア放電プラズマ発生手段を設置し、前記反応容器をその中心線を回転軸として回転する駆動系により回転駆動させ、前記処理物に転動撹拌を与えながらプラズマ処理することを特徴とする。断面形状が矩形あるいは三角形の接地電極と、誘電体で被覆された金属線で形成される非接地電極が用いられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
食料や飼料に着生する細菌類やカビ菌類やカビ毒等をプラズマで殺菌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を収納する反応容器と、誘電体で被覆された非接地電極と接地電極から成る一対の電極と、前記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を発生させる交流電源を、具備し、
前記一対の電極は前記反応容器の内部に配置され、前記反応容器は、前記プラズマ処理対象物の投入口と取り出し口を備え、かつ、大気の導入口と排出口を備えるとともに、前記反応容器の略中心線を回転軸として回転する回転駆動系を備え、
前記反応容器を前記回転駆動系により回転させて前記プラズマ処理対象物を転動撹拌させながらプラズマ殺菌処理を行う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】
前記反応容器は金属材料で形成され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】
前記接地電極は断面形状が略矩形の金属の板材で形成され、前記接地電極に対し、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た金属線材で形成された非接地電極を螺旋状に巻き付けた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５】
前記接地電極は断面形状が略三角形の金属の棒材で形成され、前記接地電極に対し、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た金属線材で形成された非接地電極を螺旋状に巻き付けた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６】
前記非接地電極は、前記反応容器の内壁に螺旋状に配置され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７】
前記非接地電極は、前記反応容器の内壁にＵ字状、Ｍ字状あるいは平面型コイル状に配置され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８】
前記反応容器の内壁に前記プラズマ処理対象物を撹拌する誘電体製の堰を設けることを特徴とする請求項１から請求項７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９】
前記反応容器の中心線と水平面の間の角度を略５°ないし６０°とすることを特徴とする請求項１から請求項８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１０】
前記交流電源から前記非接地電極と前記接地電極への電力供給にスリップリングを用いることを特徴とする請求項１から請求項９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あるいは滅菌を行う大気圧プラズマ殺菌装置に関する。特に、米、トウモロコシ、コーヒー豆、落花生、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。また、カット野菜や乾燥果物等の切れ切れに加工された食品材料に対し、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雑菌類やカビ菌及びカビ毒等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、という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の間あるいは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を行うことから、該処理対象物の全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、大量の処理対象物を転動撹拌させながら、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、あるいは、カット野菜や乾燥果物等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、食料や飼料に着生する細菌類やカビ菌類やカビ毒等をプラズマで殺菌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を収納する反応容器と、誘電体で被覆された非接地電極と接地電極から成る一対の電極と、前記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を発生させる交流電源を、具備し、
前記一対の電極は前記反応容器の内部に配置され、前記反応容器は、前記プラズマ処理対象物の投入口と取り出し口を備え、かつ、大気の導入口と排出口を備えるとともに、前記反応容器の略中心線を回転軸として回転する回転駆動系を備え、
前記反応容器を前記回転駆動系により回転させて前記プラズマ処理対象物を転動撹拌させながらプラズマ殺菌処理を行うことを特徴とする。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、前記反応容器は金属材料で形成されることを特徴とする。
【００１１】
第３の発明は、第１の発明あるいは第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ることを特徴とする。
【００１２】
第４の発明は、第１あるいは第２の発明において、前記接地電極は断面形状が略矩形の金属の板材で形成され、前記接地電極に対し、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た金属線材で形成された非接地電極を螺旋状に巻き付けたことを特徴とする。
【００１３】
第５の発明は、第１の発明あるいは第２の発明において、前記接地電極は断面形状が略三角形の金属の棒材で形成され、前記接地電極に対し、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た金属線材で形成された非接地電極を螺旋状に巻き付けたことを特徴とする。
【００１４】
第６の発明は、第１の発明あるいは第２の発明において、前記非接地電極は、前記反応容器の内壁に螺旋状に配置されることを特徴とする。
【００１５】
第７の発明は、第１の発明あるいは第２の発明において、前記非接地電極は、前記反応容器の内壁にＵ字状、Ｍ字状あるいは平面型コイル状に配置されることを特徴とする。
【００１６】
第８の発明は、第１の発明から第７の発明のいずれか一つの発明において、前記反応容器の内壁に前記プラズマ処理対象物を撹拌する誘電体製の堰を設けることを特徴とする。
【００１７】
第９の発明は、第１の発明から第８の発明のいずれか一つの発明において、前記反応容器の中心線と水平面の間の角度を略５°ないし６０°とすることを特徴とする。
【００１８】
第１０の発明は、第１の発明から第９の発明のいずれか一つの発明において、前記交流電源から前記非接地電極と前記接地電極への電力供給にスリップリングを用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
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、プラズマ殺菌処理に際し、大量の粒状あるいは木片状の処理対象物を、バリア放電プラズマ発生手段を備えた反応容器に投入し、該反応容器を回転させることにより該対象物を転動撹拌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、あるいは、カット野菜や乾燥果物等の切れ切れに加工された食品材料等の殺菌のため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】
【００２０】
【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処理対象物投入口の近傍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処理対象物取り出し口の近傍の構成を示す模式的斜視図である。
【図４】図４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部材である大気圧バリア放電プラズマ発生手段として用いられる平面型コイル状の非接地電極を示す模式的構成図である
【図５】図５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部材である大気圧バリア放電プラズマ発生手段により発生するバリア放電プラズマを示す模式的斜視図である。
【図６】図６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部材である大気圧バリア放電プラズマ発生手段として用いられるＵ字状（ａ）あるいはＭ字状（ｂ）の非接地電極を示す模式的構成図である。
【図７】図７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部材である回転する反応容器の内部での処理対象物の転動撹拌の様子を示す模式的断面図（ａ）、（ｂ）及び処理対象物投入口から取り出し口への対象物の転動移動を示す模式的断面図である。
【図８】図８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内部に設置される部材を示す模式的斜視図である。
【図９】図９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部材である螺旋型非接地電極を示す模式的斜視図である。
【図１０】図１０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構成部材であるバリア放電プラズマ発生手段を示す模式的構成図である。
【図１１】図１１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構成部材であるバリア放電プラズマ発生手段を示す模式的構成図である。
【図１２】図１２は、本発明の第５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斜視図である。
【図１３】図１３は、本発明の第５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内部における対象物の転動移動を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
（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。また、カット野菜や乾燥果物等の木片状の、あるいは、切れ切れに加工された食品材料等を対象物にした場合においても、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処理対象物投入口の近傍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処理対象物取り出し口の近傍の構成を示す模式的斜視図である。図４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部材である大気圧バリア放電プラズマ発生手段として用いられる平面型コイル状の非接地電極を示す模式的構成図である。図５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部材である大気圧バリア放電プラズマ発生手段により発生するバリア放電プラズマを示す模式的斜視図である。図６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部材である大気圧バリア放電プラズマ発生手段として用いられるＵ字状（ａ）あるいはＭ字状（ｂ）の非接地電極を示す模式的構成図である。図７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部材である回転する反応容器の内部での処理対象物の転動撹拌の様子を示す模式的断面図（ａ）、（ｂ）及び処理対象物投入口から取り出し口への対象物の転動移動を示す模式的断面図である。
【００２３】
先ず、反応容器１及び該反応容器１を回転させる回転駆動系の構成について、説明する。
符号１は反応容器である。反応容器１は、断面が円形あるいは多角形の筒状の容器であり、一方の端面に後述の反応容器回転駆動用側板３を備え、他方の端面の空間部分に後述の対象物の投入管２２と大気の排出口１７を備えている。また、反応容器１は、プラズマ処理対象物を受け入れるプラズマ処理対象物１９の投入口２３とプラズマ処理対象物の取り出し口１５を備えている。なお、後述の対象物の投入口２３は、排出口１７の近くに配置される。反応容器１の材質は金属が良い。後述するように、反応容器１の内部に非接地電極１１と接地電極１２が配置され、高電圧の電力が印加されるので、反応容器１は金属製で、かつ、電気的に接地されるのが安全上良い。
反応容器１の形状は、ここでは、例えば、円筒とする。そして、反応容器１は、後述の大気の導入口１５、プラズマ処理対象物の投入口２３及び取り出し口１５を備えている。なお、大気の導入口１５と取り出し口１５は同じ開口（複数の穴）を用いることから、大気の導入口と取り出し口は兼用されるので、同じ符号を付けている。
反応容器１は、後述の第１及び第２の反応容器支持用軸受２ａ、２ｂを介して、後述の傾斜台６に設置される。反応容器１は、後述の反応容器回転駆動用側板３及び回転駆動軸４を介して、回転駆動源５により回転駆動される。
反応容器１の中心線１ａは水平面に対して傾斜して設定される。なお、該中心線１ａは反応容器１の回転軸となる。
【００２４】
反応容器１の中心線１ａと水平面の間の角度は、傾斜台６の載置面の角度を調整することにより任意に設定可能である。ここでは、反応容器１の中心線１ａと水平面の間の角度は、略５°ないし６０°とし、例えば，１５°に設定する。
反応容器１は、後述のバリア放電プラズマ発生手段の構成部材である後述の非接地電極１１及び接地電極１２を電気的に接続する第１及び第２のスリップリング９ａ、９ｂを備えている。なお、非接地電極１１及び接地電極１２は後述の交流電源７に、第１及び第２のスリップリング９ａ、９ｂを介して接続される。ここでは、接地電極１２と非接地電極１１と誘電体１０を反応容器１の内壁に配置する。
反応容器１は、プラズマ処理対象物１９を該反応容器１内部で撹拌し、転動回転を確実に行えるように、後述の誘電体製の堰２６を備えている。
反応容器１のサイズは、任意に選べるが、対象物の種類や処理量、処理速度等を考慮して選定するのが良い。ここでは、例えば、処理対物の米の処理量を１時間当たり、略６００Ｋｇとする。そして、反応容器１を金属製円筒で形成し、そのサイズを、例えば、直径略４０ｃｍ、長さ略１２０ｃｍとする。なお、バリア放電プラズマ発生手段の構成部材は、反応容器１の両端部の側を除いて、その長さ方向の略１ｍの領域に設けられる。
【００２５】
符号２ａ、２ｂは、第１及び第２の反応容器支持用軸受である。第１及び第２の反応容器支持用軸受２ａ、２ｂは、反応容器１を回り対偶する軸受であり、後述の傾斜台６の上で反応容器１を支持する。なお、第１及び第２の反応容器支持用軸受２ａ、２ｂとして、転がり軸受けや滑り軸受け等から選ぶことができる。
符号３は、反応容器の回転駆動用側板である。反応容器の回転駆動用側板３は反応容器１の一方の端面に固着され、後述の回転駆動軸４を介して、回転駆動源５により回転駆動される。
符号４は駆動軸である。駆動軸４は、後述の回転駆動源５の駆動力を反応容器１の回転駆動用側板３に伝達する。反応容器１は中心線１ａを回転中心とし、回転駆動源５の駆動力により側板３、駆動軸４及び回転駆動源５によって回転させられる。
符号５は回転駆動源である。回転駆動源５は、回転駆動軸４及び反応容器１の回転駆動用側板３を介して、反応容器１を反応容器１の中心線１ａを軸に右周り、あるいは左周りに回転駆動する。なお、回転の回転数や回転変動等の回転駆動源５の操作パラメータは、図示しないコンピュータで制御可能であり、一定の速度で回転したり、回転速度を変動したりすることができる。
【００２６】
符号６は傾斜台である。傾斜台６は、反応容器１を第１及び第２の反応容器支持用軸受２ａ、２ｂを介して、支持する。反応容器１の中心線１ａと水平面の間の角度は、該傾斜台に備えられる図示しない角度調整装置により任意に設定できる。ここでは、略５°ないし６０°の範囲で、例えば、１５°に設定する。この角度は、図７（ｃ）に示されるように、反応容器１の回転による対象物１９の転動撹拌の大きさに関係するので、適度な値を選ぶのが良い。
前記角度を大きく設定すると、後述するように、後述の対象物投入口２３から反応容器１に投入される対象物１９の反応容器１内壁での対象物投入口２３から取り出し口１５の方向への回転移動及び動転撹拌の度合いが大きくなる。また、前記角度は、対象物１９を対象物投入口２３から反応容器１に投入して、後述の対象物の取り出し口１５から回収する時間を調整する機能を有する。即ち、前記角度が大きければ、投入口２３に投入された対象物１９の反応容器１に滞留する時間が短くなる。即ち、角度５°以下では該転動撹拌が過小であり、角度６０°以上では過大である。
傾斜台６の載置面に平行である反応容器１の内部の底面には、斜面上側から下側へ重力が作用するので、前記反応容器１の底面にある対象物１９には、重力成分（ｇ＝重力の加速度、ｍ＝粒状対象物の質量、ｍｘｇｘｓｉｎ１５°＝ｍｘｇｘ０．２５９）の力が働く。その結果、対象物は斜面の上側から下側へ移動する。
【００２７】
反応容器１の内壁に載置された対象物１９は、反応容器１の中心線１ａを回転軸として回転する反応容器１の内壁と一緒に円周方向にある程度の距離を回転移動するが、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示されるように、回転の途中で落下するという動的撹拌を受ける。即ち、堰２６と反応容器１の内壁の間、及び誘電体１０と反応容器１の内壁の間に溜まった対象物１９は、図７（ｃ）において、対象物１９は反応容器１の回転によりＡ地点から反応容器１の内壁に載置されたまま、円周方向にある程度の距離を回転移動し、回転の途中で落下し、Ｂ地点に着地する。次に、Ｂ地点に着地した対象物１９は、反応容器１の中心線１ａを回転軸として回転する反応容器１の内壁に載置されたまま、円周方向にある程度の距離を一緒に回転し、回転の途中で落下し、Ｃ地点に着地する。次に、Ｃ地点に着地した対象物１９は、反応容器１の中心線１ａを回転軸として回転する反応容器１の内壁に載置されたまま、円周方向にある程度の距離を一緒に回転し、回転の途中で落下しＤ地点に着地する。
上記のように、傾斜台６に設置された反応容器１は、反応容器１の中心線１ａを回転軸として回転することにより、対象物１９を反応容器１の内部で動転撹拌しながら、反応容器１の底面で、対象物１９を斜面上側から下側へ移動させることが可能である。
反応容器１内部に投入された対象物１９は、後述のバリア放電プラズマ１３が発生する領域（非接地電極１１に巻かれた接地電極１２の近傍）及び後述の堰２６の近傍に落下して、上記動転撹拌を受けるので、バリア放電プラズマ１３と効率的に接触し、該プラズマ１３に曝される。
対象物１９がバリア放電プラズマ１３に曝されると、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。
【００２８】
次に、バリア放電プラズマ発生手段の構成について、説明する。ここで用いられるバリア放電プラズマ発生手段は、図４に示すように、交流電源７、第１及び第２の電力供給線８ａ、８ｂ、第１及び第２のブラシ９ａａ、９ｂｂ、第１及び第２のスリップリング９ａ、９ｂ、非接地電極１１、誘電体１０および接地電極１２で構成される。
符号７は、交流電源である。交流電源７は、後述の非接地電極１１と接地電極１２に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、電圧最大１００ＫＶ、出力最大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の出力端子と非接地電極１１を、後述の第１のブラシ９ａａ及び第１のスリップリング９ａを介して接続する。第２の電力供給線８ｂは、交流電源７の出力端子と接地電極１２を、後述の第２のブラシ９ｂｂ及び第２のスリップリング９ｂを介して接続する。
付番９ａａ及び９ｂｂは第１及び第２のブラシである。第１のブラシ９ａａは第１の電力供給線８ａと後述の第１のスリップリング９ａを摺動しながら短絡する。第２のブラシ９ｂｂは第２の電力供給線８ｂと後述の第２のスリップリング９ｂを摺動しながら短絡する。
符号９ａは第１のスリップリングである。第１のスリップリング９ａは、反応容器１に固着され、交流電源７の出力を第１の電力供給線８ａ及び第１のブラシ９ａａと連携して、後述の非接地電極１１に伝送する。
符号９ｂは第２のスリップリングである。第２のスリップリング９ｂは、反応容器１に固着され、交流電源７の出力を第２の電力供給線８ｂ及び第２のブラシ９ｂｂと連携して、後述の接地電極１２に伝送する。
【００２９】
符号１１は非接地電極である。非接地電極１１は、図４に示されるように、後述の接地電極１２と後述の誘電体１０と組み合わせて用いられ、図５に示されるバリア放電プラズマ１３を発生する。非接地電極１１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１１は、断面形状を円形あるいは多角形とし、直径略１ｍｍ〜１０ｍｍ程度の金属線を用いるのが良い。非接地電極１１の断面形状及び大きさは、プラズマ処理の対象物の大きさを考慮して選ばれる。非接地電極１１として、実用上、該非接地電極１１と後述の誘電体１０を一対として、市販の耐熱性の電線を用いるが良い。
非接地電極１１の形状は、図２ないし図４に示されるように、平面型コイル状である。該非接地電極１１の反応容器１の内壁への取り付けは、図示しない誘電体製の取り付け部材が用いられる。
非接地電極１１の形状は、上記平面コイル状に限定されない。非接地電極１１は、図６（ａ）及び（ｂ）示されるような、Ｕ字状あるいはＭ字状の非接地電極１１ａ、１１ｂを用いてもよい。なお、実用上、非接地電極１１と後述の誘電体１０を一対として、市販の耐熱性電線から選ぶのが良い。
非接地電極１１と後述の接地電極１２に交流電源７から高電圧の電力が供給されることにより、バリア放電プラズマ１３が発生する。バリア放電プラズマ１３の発生状況を模式的に、図５に示す。バリア放電プラズマ１３は、非接地電極１１と接地電極１２の近傍に発生する。また、非接地電極１１と反応容器１に挟まれる領域にバリア放電プラズマ１３が発生する。
バリア放電プラズマ１３は、該プラズマが有するオゾン、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。
【００３０】
符号１２は接地電極である。接地電極１２は、図４に示されるように、後述の誘電体１０で被覆された非接地電極１１に螺旋状に巻かれる。接地電極１２は非接地電極１１と後述の誘電体１０と組み合わせて用いられ、バリア放電プラズマ１３を発生する。接地電極１２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線、ニクロム線、チタン線、銅線などの細い金属線材が良い。接地電極１２は、断面形状を円形あるいは多角形とし、直径略０．１ｍｍ〜数ｍｍ程度の金属線を用いるのが良い。また、接地電極１２は、裸線あるいは誘電体被覆線のいずれでも良い。ここでは、例えば、直径０．５ｍｍの銅線の裸線を用いる。
符号１０は誘電体である。誘電体１０は非接地電極１１及び接地電極１２と組み合わせて用いられ、バリア放電プラズマを発生する。非接地電極１１と接地電極１２に交流電源７から高電圧の電力が供給されることにより、バリア放電プラズマ１３が発生する。
誘電体１０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、非接地電極１１と誘電体１０を一対として、市販の耐熱性電線から選ぶのが良い。
符号１３はバリア放電プラズマである。バリア放電プラズマ１３は、非接地電極１１と接地電極１２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１３は、イオン、電子、酸素ラジカル、窒素ラジカル、紫外光等が含むので、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１３はカビ菌の殺菌効果及びカビ毒の不活性化効果を有する。
【００３１】
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に示すように、対象物投入のホッパー２０、ローターリバルブ２１、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、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、図示しない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段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の内壁近傍に発生するバリア放電プラズマ１３の中に投入される。
符号２６は堰である。堰２６は、投入された対象物１９を回転する反応容器１により円周方向へ回転し、該対象物１９を図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示されるように、動転撹拌する。
なお、反応容器１に投入された対象物１９は、反応容器１が水平面に対して傾斜している傾斜台６に設置され、反応容器１の中心線１ａを回転軸として回転するので、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示される対象物１９の重力による落下と転動撹拌受ける。その結果、バリア放電プラズマ１３による殺菌及びカビ毒の不活性化を確実に行うことが可能である。
【００３２】
プラズマ処理の対象物の取り出し手段は、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、反応容器１の回転駆動用側板３の近傍に複数個配置される。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。また、取り出し口１５は、大気の導入口１５と兼用されるので、同じ符号としている。
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、反応容器の回転駆動用側板３の略真下に配置される。
【００３３】
次に、反応容器１への大気の導入及び排出に関わる手段の構成について、説明する。反応容器１への大気の導入及び排出に関わる手段は、図１及び図３に示されるように、大気の導入口１５、排出口１７及び換気扇２５で構成される。
符号１５は大気の導入口である。大気の導入口１５は、反応容器１の回転駆動用側板３の近傍に複数個配置され、大気を反応容器１の内部に導入する。なお、大気の導入口１５は対象物１９の取り出し口１５と兼用する。
符号１７は排出口である。排出口１７は、反応容器１の反応容器１の回転駆動用側板３と対向する端面に設けられる。後述の換気扇２５と連携して用いられる。
符号２５は換気扇である。換気扇２５は、反応容器１内部に気流を起こして換気を促進する。換気扇２５の設置場所は排出口１７の中央部分が良い。ここでは、例えば、投入管２２の上に設置する。
なお、反応容器１内部でのバリア放電プラズマ発生手段による大気圧プラズマ発生の際に微量のオゾンが発生するので、排出口１７に活性炭を設置してオゾンを吸収するようにしてもよい。
【００３４】
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、換気扇２５を稼働し、大気の導入口１５から大気を反応容器１の内部に導入し、排出口１７から排出する。これにより、大気は導入口１５から反応容器１へ連続的に導入され、排出される。なお、導入口１５から導入される大気に酸素ガスを添加しても良い。
次に、交流電源７、第１及び第２の電力供給線８ａ、８ｂ、第１及び第２のブラシ９ａａ、９ｂｂ、第１及び第２のスリップリング９ａ、９ｂ、非接地電極１１、誘電体１０及び接地電極１２を用いてバリア放電プラズマ１３を発生させる。なお、非接地電極１１と接地電極１２には、高電圧の電力が印加されるので、反応容器１は金属製で、かつ、電気的に接地されるのが安全上、良い。
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、図示しないオゾン測定器でオゾン濃度を測定する。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５に示される大気のバリア放電プラズマ１３が発生する。
なお、該バリア放電プラズマ１３が発生し、対象物１９がバリア放電プラズマ１３に曝されると、該プラズマ１３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。
【００３５】
次に、非接地電極１１と接地電極１２の周辺にバリア放電プラズマの発生を確認の後、反応容器１を該反応容器１の中心線１ａを回転軸とし、回転駆動源５の駆動力により側板３、駆動軸４及び回転駆動源５によって回転させる。回転数は、幅広い範囲で選定できる。ここでは、例えば、略５〜２０回転／分の範囲で選定するが、具体的に以下に説明する。
対象物１９の反応容器１の内部に滞留する時間である滞留時間を約６０秒とする。また、図６（ｃ）に示される反応容器１の回転による対象物１９の回転巻き上げ及び落下運動による対象物１９の移動を１回転当たり、直径４０ｃｍｘｓｉｎ１５°ｘ調整定数（０．７とする）＝略７ｃｍと見込む。即ち、対象物１９の移動が１回転当たり略７ｃｍ、対象物１９の滞留時間を略６０秒を満たす回転数は、次の通りである。
【００３６】
必要な周期＝６０秒／略７＝略８．５秒、回転数＝１／略８．５秒＝略０．１１Ｈｚ、
即ち、必要な回転数は１分当たり、略７回転である。
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、バリア放電プラズマ１３の中に落下する。そして、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示されるように、対象物１９は反応容器１の回転によりＡ地点からバリア放電プラズマ１３の中に載置されたまま、円周方向にある程度の距離を回転移動し、回転の途中で落下し、Ｂ地点に着地する。次に、Ｂ地点に着地した対象物１９は、反応容器１の中心線１ａを回転軸として回転する反応容器１の内壁と一緒に円周方向にある程度の距離を回転し、回転の途中で落下し、Ｃ地点に着地する。次に、Ｃ地点に着地した対象物１９は、反応容器１の中心線１ａを回転軸として回転する反応容器１の内壁と一緒に円周方向にある程度の距離を回転し、回転の途中で落下しＤ地点に着地する。このように対象物１９の米はバリア放電プラズマ１３の中を動転撹拌されながら、反応容器１の底面での斜面上側から下側へ移動し、取り出し口１５に到達する。
上記投入口２３から反応容器１に投入された対象物１９は、非接地電極１１と接地電極１２の周辺に発生するプラズマ１３の中に曝されるので、該プラズマ１３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、載置台６の傾斜角度の設定値を変更し、例えば、上記１５°から１０°に変更し、対象物１９が反応容器１の内部に滞留する滞留時間を増大させるのが良い。また、交流電源７の電圧を増大し、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、大気の排気口１７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。
【００３８】
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、回転する反応容器１の内部に大気のバリア放電プラズマ１３を発生させ、該プラズマ１３の中に対象物１９を投入し、該反応容器１の回転により対象物１９を転動撹拌させ、該対象物１９をプラズマ１３に確実に曝すことが可能である。その結果、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を転動回転さながらプラズマ１３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あるいはそれに類する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。また、カット野菜や乾燥果物等の木片状の、あるいは、切れ切れに加工された食品材料等を対象物にした場合においても、確実にプラズマ処理が行える。
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８及び図９を用いて説明する。図１ないし図７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あるいはそれに類する対象物に対して、確実にプラズマ処理が行える。また、カット野菜や乾燥果物等を対象物にした場合においても、確実にプラズマ処理が行える。
【００４０】
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８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内部に設置される部材を示す模式的斜視図である。図９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部材である螺旋型非接地電極を示す模式的斜視図である。
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、上記第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に、反応容器１、第１及び第２の反応容器支持用軸受２ａ、２ｂ、反応容器回転駆動用側板３、駆動軸４、回転駆動源５、傾斜台６、交流電源７、第１及び第２の電力供給線８ａ、８ｂ、第１のブラシ及び第２のブラシ９ａａ、９ｂｂ、第１及び第２のスリップリング９ａ、９ｂ、誘電体１０、接地電極１２、対象物投入ホッパー２０、ローターリバルブ２１、投入管２２、投入口２３、対象物の取り出し口１５と対象物受け取り箱１６が用いられ、非接地電極１１に代えて非接地電極１１ｃが、堰２６に代えて堰２６ａが用いられる。
上記本発明の第１の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置と、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造の相違点は、反応室１に設けられる非接地電極１１ｃ及び堰２６ａの構造に違いにある。
本発明の第２の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌装置は、上記本発明の第１の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置に比べて、小粒の対象物に好適である。
【００４１】
符号１１ｃは螺旋型非接地電極である。螺旋型非接地電極１１ｃは、図８及び図９に示されるように、反応容器１の内壁に螺旋状に配置される。螺旋型非接地電極１１ｃは誘電体１０で被覆される。誘電体１０の上に、接地電極１２が巻き付けられる。
実用的には、螺旋型非接地電極１１ｃと誘電体１０を一対として、市販の耐熱性電線を用いるのが良い。螺旋型非接地電極１１ｃを反応容器１の内壁に設置するに際し、その直径は、処理対象物の大きさに比べて大きくし、略１ｍｍ〜１０ｍｍ程度が好ましい。ここでは、例えば、直径５ｍｍを選ぶ。なお、螺旋型非接地電極１１ａの反応容器１の内壁への取り付けは、図示しない誘電体製の取り付け部材が用いられる。
なお、誘電体で被覆された螺旋型非接地電極１１ｃが反応容器１の内壁に螺旋状に設置されるので、対象物１９が小粒の場合、プラズマ１３との接触が良好である。
２６ａは螺旋型非接地電極１１ｃ用の堰である。螺旋型非接地電極１１ｃ用の堰２６ａは、板状の誘電体で形成され、隣り合う螺旋型非接地電極１１ｃの間に反応容器の内壁に該反応容器１の中心線１ａに平行に、配置される。堰２６ａは多数個配置される。
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において、反応容器１が回転する際、対象物１９は、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示されているように、反応容器１の回転と重力により、転動撹拌を受ける。
【００４２】
本発明の第２の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌装置の使用方法は、上記本発明の第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に比べて、小粒の対象物に好適である。
【００４３】
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、回転する反応容器１の内部に大気のバリア放電プラズマ１３を発生させ、該プラズマ１３の中に対象物１９を投入し、該反応容器１の回転により対象物１９を転動撹拌させ、該対象物１９をプラズマ１３に確実に曝すことが可能である。その結果、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を転動撹拌さながらプラズマ１３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。また、カット野菜や乾燥果物等の木片状の、あるいは、切れ切れに加工された食品材料等を対象物にした場合においても、確実にプラズマ処理が行える。
なお、本発明の第２の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌装置は、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に比べて、小粒の対象物に好適である。
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。
【００４４】
（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１０を用いて説明する。図１ないし図７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。また、カット野菜や乾燥果物等の切れ切れに加工された食品材料等を対象物にした場合においても、確実にプラズマ処理が行える。
【００４５】
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１０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構成を示す説明図であり、（ａ）は反応容器の断面図、（ｂ）はバリア放電プラズマ発生手段の構成を示す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、上記第１の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置の場合と同様に、反応容器１、第１及び第２の反応容器支持用軸受２ａ、２ｂ、反応容器回転駆動用側板３、駆動軸４、回転駆動源５、傾斜台６、交流電源７、第１及び第２の電力供給線８ａ、８ｂ、第１及び第２のブラシ９ａａ、９ｂｂ、第１及び第２のスリップリング９ａ、９ｂ、誘電体１０、対象物投入ホッパー２０、ローターリバルブ２１、投入管２２、投入口２３、対象物の取り出し口１５と対象物受け取り箱１６が用いられ、接地電極１２に代えて接地電極１２ａが、非接地電極１１に代えて１１ｄが用いられる。
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と、上記本発明の第１の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置の相違点は、反応室１に設けられる接地電極１２ａの構造にある。
本発明の第３の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌装置は、上記本発明の第１の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置に比べて、大粒の対象物に好適である。
【００４６】
符号１２ａは板状の接地電極である。板状の接地電極１２ａは、断面形状が略矩形であり、反応容器１の内壁に該反応容器１の中心線１ａに略平行に、図１０（ｂ）に示されるように、後述の取り付け金具２７ａにより固定される。
板状の接地電極１２ａのサイズ及び取り付け個数は任意に選べる。ここでは、板状の接地電極１２ａのサイズを、例えば、長さ１００ｃｍｘ高さ５ｃｍｘ厚み５ｍｍとする。板状の接地電極１２ａの取り付け個数は、例えば、５０個とし、隣り合う板状の接地電極１２ａの間隔を、略２ｃｍとする。
板状の接地電極１２ａは、上記本発明の第１の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置の堰２６と同様に、対象物１９を転動撹拌する機能を持っている。即ち、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示されるように、反応容器１が回転するので、対象物１９は、円周周りの移動とその途中での落下により、プラズマ１３の中で転動攪乱される。その結果、対象物１９はプラズマ１３の中で転動撹拌されながら、該プラズマ１３に曝される。その結果、プラズマ１３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。
符号２７ａは取り付け金具である。取り付け金具２７ａは金属製であり、板状の接地電極１２ａの両端部を反応容器１の内壁に固定する。取り付け金具２７ａは、板状の接地電極１２ａを、反応容器１の内壁に該反応容器１の中心線１ａに略平行になるように固定される。
符号１１ｄは巻き付け型非接地電極である。巻き付け型非接地電極１１ｄは、図１０（ｂ）に示されるように、板状の接地電極１２ａに螺旋状に配置される。巻き付け型非接地電極１１ｄは誘電体１０で被覆される。巻き付け型非接地電極１１ｄと誘電体１０を一対として、市販の耐熱性電線を用いるのが良い。巻き付け型非接地電極１１ｄを板状の接地電極１２ａに巻き付けるに際し、その直径は巻き付け作業の容易さから、略０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度が好ましい。ここでは、例えば、直径１ｍｍを選ぶ。
【００４７】
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使用方法は、上記本発明の第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装置は、上記本発明の第１の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌に比べて、大粒の対象物に好適である。
【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、回転する反応容器１の内部に大気のバリア放電プラズマ１３を発生させ、該プラズマ１３の中に対象物１９を投入し、該反応容器１の回転により対象物１９を転動撹拌させ、該対象物１９をプラズマ１３に確実に曝すことが可能である。その結果、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１９を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を転動回転さながらプラズマ１３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。また、カット野菜や乾燥果物等の木片状の、あるいは、切れ切れに加工された食品材料等を対象物にした場合においても、確実にプラズマ処理が行える。
なお、本発明の第３の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌装置は、上記本発明の第１の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置に比べて、大粒の対象物に好適である。
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１１を用いて説明する。図１ないし図７及び図１０を参照する。
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４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。また、カット野菜や乾燥果物等の切れ切れに加工された食品材料等を対象物にした場合においても、確実にプラズマ処理が行える。
【００５０】
先ず、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構成について、説明する。
図１１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構成を示す説明図であり、（ａ）は反応容器の断面図、（ｂ）はバリア放電プラズマ発生手段の構成を示す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では、上記第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に、反応容器１、第１及び第２の反応容器支持用軸受２ａ、２ｂ、反応容器回転駆動用側板３、駆動軸４、回転駆動源５、傾斜台６、交流電源７、第１及び第２の電力供給線８ａ、８ｂ、第１及び第２のブラシ９ａａ、９ｂｂ、第１及び第２のスリップリング９ａ、９ｂ、誘電体１０、対象物投入ホッパー２０、ローターリバルブ２１、投入管２２、投入口２３、対象物の取り出し口１５と対象物受け取り箱１６が用いられ、接地電極１２に代えて接地電極１２ｂが、非接地電極１１に代えて１１ｄが用いられる。
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と、上記本発明の第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造の相違点は、反応室１に設けられる接地電極１２ｂと非接地電極１１ｄの構造の違いにある。
【００５１】
符号１２ｂは断面形状が三角形の接地電極である。断面形状が三角形の接地電極１２ｂは、断面形状が三角形の棒状の電極であり、反応容器１の内壁に該反応容器１の中心線１ａに略平行に、後述の取り付け金具２７ｂにより固定される。
断面形状が三角形の接地電極１２ｂのサイズ及び取り付け個数は任意に選べる。ここでは、断面形状が三角形の接地電極１２ｂのサイズを、例えば、長さ１００ｃｍｘ高さ５ｃｍｘ底辺３ｃｍとする。該接地電極１２ｂの取り付け個数は、例えば、１６個とし、該接地電極１２ｂの隣り合う底辺の間の距離を、略４ｃｍとする。
該接地電極１２ｂ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堰２６と同様に、対象物１９を転動撹拌する機能を持っている。即ち、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示されるように、対象物１９は、反応容器１が回転するので、円周周りの移動とその途中での落下により、プラズマ１３の中を転動撹拌される。その結果、対象物１９はプラズマ１３の中で転動撹拌されながら、該プラズマ１３に曝されるので、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確実に行うことが可能である。
符号２７ｂは取り付け金具である。取り付け金具２７ｂは金属製であり、断面形状が三角形の接地電極１２ｂの両端部を反応容器１の内壁に固定する。取り付け金具２７ｂは、断面形状が三角形の接地電極１２ｂを、反応容器１の内壁に該反応容器１の中心線１ａに略平行になるように固定する。
【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の使用方法は、上記本発明の第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装置は、上記本発明の第１の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置に比べて、大粒の対象物に好適である。
【００５３】
以上の説明で示したように、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は、回転する反応容器１の内部に大気のバリア放電プラズマ１３を発生させ、該プラズマ１３の中に対象物１９を投入し、該反応容器１の回転により対象物１９を転動撹拌させ、該対象物１９をプラズマ１３に確実に曝すことが可能である。その結果、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確実に行うことが可能である。
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は、従来装置のようにプラズマ処理の対象物を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を転動撹拌しながらプラズマ１３に曝す、ということが可能である。その結果、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、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。また、カット野菜や乾燥果物等の木片状の、あるいは、切れ切れに加工された食品材料等を対象物にした場合においても、確実にプラズマ処理が行える。
なお、本発明の第４の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌装置は、上記本発明の第１の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置に比べて、大粒の対象物に好適である。
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。
【００５４】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５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１２及び図１３を用いて説明する。図１ないし図１１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５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。また、カット野菜や乾燥果物等の切れ切れに加工された食品材料等を対象物にした場合においても、確実にプラズマ処理が行える。
【００５５】
先ず、本発明の第５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１２は、本発明の第５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斜視図である。図１３は、本発明の第５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内部における対象物の転動移動を示す模式的断面図である。
本発明の第５の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置は、上記本発明の第２の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置の場合と同様に、反応容器１、第１及び第２の反応容器支持用軸受２ａ、２ｂ、反応容器回転駆動用側板３、駆動軸４、回転駆動源５、傾斜台６、交流電源７、第１及び第２の電力供給線８ａ、８ｂ、第１及び第２のブラシ９ａａ、９ｂｂ、第１及び第２のスリップリング９ａ、９ｂ、接地電極１２、非接地電極１１ｃ、誘電体１０、対象物投入ホッパー２０、ローターリバルブ２１、投入管２２、投入口２３、対象物の取り出し口１５と対象物受け取り箱１６が用いられ、堰２６ａに代えて堰２６ｂが用いられる。
本発明の第５の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置と、上記本発明の第２の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置の相違点は、反応室１に設けられる堰２６ｂを傾斜して配置させることにある。堰２６ｂを傾斜して配置させることにより、対象物１９を撹拌しながら移動させることが可能となる。
即ち、本発明の第５の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌装置は、反応容器１を水平面に対して傾斜させずに、対象物１９を取り出し口１５から取り出すことができるという特徴がある。
【００５６】
２６ｂは螺旋型非接地電極１１ｃ用の堰である。螺旋型非接地電極１１ｃ用の堰２６ｂは、板状の誘電体で形成され、隣り合う螺旋型非接地電極１１ｃの間の、反応容器１の内壁に該反応容器１の中心線１ａに対して傾斜して配置される。堰２６ｂは多数個配置される。該傾斜は略５°〜６０°が良い。該傾斜によって、以下に説明する作用が生じる。
投入口２３の真下近傍のＥ地点に位置する堰２６ｂに載置された対象物１９は、反応容器１の中心線１ａを回転軸として回転する反応容器１の円周方向にある程度の距離を回転移動するが、該堰２６ｂが反応容器１の中心線１ａに対して傾斜していることにより、図１３に示されるように、回転の途中で滑落するという動的撹拌を受ける。即ち、投入口２３に近い位置にある堰２６ｂに溜まった対象物１９は、図１３において、対象物１９は反応容器１の回転によりＥ地点から該堰２６ｂに載置されたまま、反応容器１の円周方向にある程度の距離を回転移動し、回転の途中で滑落し、Ｅ地点より取り出し口１５の方に位置するＦ地点近傍の堰２６ｂに着地し、載置される。Ｆ地点近傍に着地した対象物１９の大部分は反応容器１内壁の接地電極１２及び誘電体１０と一緒に、即ち、バリア放電プラズマ１３に接触しながら、反応容器１の内部を撹拌回転しながら移動する。
Ｆ地点の近傍に配置される堰２６ｂ載置された対象物１９は、反応容器１の回転によりＦ地点近傍から該堰２６ｂに載置されたまま、反応容器１の円周方向にある程度の距離を回転移動し、回転の途中で滑落し、Ｆ地点より取り出し口１５の方に位置するＧ地点近傍の堰２６ｂに着地し、載置される。Ｇ地点近傍に着地した対象物１９の大部分は反応容器１内壁の接地電極１２及び誘電体１０と一緒に、即ち、バリア放電プラズマ１３に接触しながら、反応容器１の内部を撹拌回転しながら移動する。
同様に、Ｇ地点近傍に滑落した対象物１９の一部分は、図１３に示されるＨ地点に転動移動する。
即ち、本発明の第５の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置に投入された対象物１９は、上記傾斜配置された堰２６ｂの作用により、反応容器１が回転する際、対象物１９は、図１３に示されているように、反応容器１の回転と重力により転動撹拌されながら、投入口２３の真下近傍から取り出し口１５の方へ移動し、対象物受け取り箱１６に収納される。
【００５７】
本発明の第５の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置の使用方法は、上記本発明の第２の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置とほぼ同様である。
ただし、プラズマ処理の対象物１９を連続して供給するのではなく、間欠的に供給を繰り返すのが良い。
先ず、プラズマ処理の対象物１９を、予め選定した適量をある一定時間供給する。供給がストップされた後、該対象物１９が略全量取り出されるまで待つ。そして、該対象物１９が略全量取り出されたことを確認後、上記と同様に、予め選定した適量をある一定時間供給する。供給がストップされた後、該対象物１９が略全量取り出されるまで待つ。このステップを繰り返して行う。
【００５８】
以上の説明で示したように、本発明の第５の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置は、回転する反応容器１の内部に大気のバリア放電プラズマ１３を発生させ、該プラズマ１３の中に対象物１９を投入し、該反応容器１の回転により対象物１９を転動撹拌させ、該対象物１９をプラズマ１３に確実に曝すことが可能である。その結果、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確実に行うことが可能である。
本発明の第５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１９を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を転動回転さながらプラズマ１３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。
【符号の説明】
【００５９】
１・・・反応容器、
２ａ、２ｂ・・・第１及び第２の反応容器支持用軸受、
３・・・反応容器の回転駆動用側板、
５・・・回転駆動源、
６・・・傾斜台、
７・・・交流電源、
９ａ、９ｂ・・・第１及び第２のスリップリング、
９ａａ、９ｂｂ・・・第１及び第２のブラシ、
１０・・・誘電体、
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ・・・非接地電極、
１２、１２ａ、１２ｂ・・・接地電極、
１３・・・大気のバリア放電プラズマ、
２０・・・対象物投入のホッパー、
２１・・・ローターリバルブ、
２３・・・投入口、
１５・・・大気の導入口、対象物の取り出し口、
１６・・・対象物受け取り箱、
１７・・・排出口
２６、２６ａ、２６ｂ・・・堰。
【図１】
2019209170.tif 000003
【図２】
2019209170.tif 000004
【図３】
2019209170.tif 000005
【図４】
2019209170.tif 000006
【図５】
2019209170.tif 000007
【図６】
2019209170.tif 000008
【図７】
2019209170.tif 000009
【図８】
2019209170.tif 000010
【図９】
2019209170.tif 000011
【図１０】
2019209170.tif 000012
【図１１】
2019209170.tif 000013
【図１２】
2019209170.tif 000014
【図１３】
2019209170.tif 000015