(57)【要約】【課題】改良された物の酸化抑制方法及び交流電圧印加装置を提供する。【解決手段】壁部が導電性部材で構成された処理対象物６を収容するための処理槽２と、処理槽２内に配設され処理対象物６に電圧を印加する電極３と、処理槽２及び電極３に出力端子の一方及び他方がそれぞれ接続された交流電源７とを備え、１０Ｖ以上５ｋＶ以下の交流電圧を１μＡ以上１０００ｍＡ以下の電流が流れるよう処理対象物６に印加する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１０Ｖ以上５ｋＶ以下の交流電圧を１μＡ以上１０００ｍＡ以下の電流が流れるよう物に印加することにより、該物の酸化を抑制する物の酸化抑制方法。
【請求項２】
前記交流電圧が１００Ｖ以上５ｋＶ以下である、物の酸化抑制方法。
【請求項３】
前記電流が１０μＡ以上１００ｍＡ以下である、物の酸化抑制方法。
【請求項４】
壁部が導電性部材で構成された処理対象物を収容するための処理槽と、
前記処理槽内に配設され処理対象物に電圧を印加する電極と、
前記処理槽及び前記電極に出力端子の一方及び他方がそれぞれ接続された交流電源とを備えた交流電圧印加装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は物の酸化抑制方法及び交流電圧印加装置に関し、特に処理対象物に微弱な電流が流れるよう交流電圧を印加するものに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
一般に、物の劣化の原因として、その物の酸化が挙げられる。例えば、喫茶店等では、客の注文に応じてコーヒーの提供等のサービスを行うが、一般的には注文を受けてからコーヒーを沸かすのではなくて、予め大量にコーヒーを沸かしておき、これをコーヒーウォーマによって保存しておく。ところが、このようにコーヒーウォーマでコーヒーを保温しても、時間の経過とともにコーヒーの味が悪化してしまう。これは、コーヒーは空気中に晒すと非常に酸化しやすく、その酸化によってコーヒーの味が悪化するからである。
【０００３】
このような物の酸化を抑制する従来の方法として、コーヒーに高電圧を印加してコーヒーの酸化を抑制する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３５８９５４号公報（図１〜図３）
【０００５】
しかし、この従来の方法では、酸化抑制の最適な条件が必ずしも明確ではなかった。
【０００６】
そこで、本発明は改良された物の酸化抑制方法及び交流電圧印加装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る物の酸化抑制方法は、１０Ｖ以上５ｋＶ以下の交流電圧を１μＡ以上１０００ｍＡ以下の電流が流れるよう物に印加する（請求項１）。かかる構成とすると、交流電位の印加により物の酸化が好適に抑制される。
【０００８】
前記交流電圧は１００Ｖ以上５ｋＶ以下であることが好ましく（請求項２）、また、前記電流は１０μＡ以上１００ｍＡ以下であることが好ましい（請求項３）。このような条件下であると、物の酸化がより好適に抑制される。
【０００９】
また、本発明に係る交流電圧印加装置は、壁部が導電性部材で構成された処理対象物を収容するための処理槽と、前記処理槽内に配設され処理対象物に電圧を印加する電極と、前記処理槽及び前記電極に出力端子の一方及び他方がそれぞれ接続された交流電源とを備えたものである（請求項４）。かかる構成とすると、処理対象物に電圧を印加する側とは反対側の出力端子が処理対象物を収容する処理槽に接続されているので、当該出力端子が開放されている場合に比べて、負荷インピーダンスが小さくなり、そのため、交流電源の出力電圧下げることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
実施の形態
図１は本発明の実施の形態に係る交流電圧印加装置の構造を示す模式図、図２は本実施の形態に係る物の酸化抑制方法の原理を示す模式図である。
【００１１】
図１に示すように、この交流電圧印加装置１は、処理槽２を有している。処理槽２は箱形状を有し、壁部が導電性材料で構成されている。処理槽２の壁部の一部には処理対象の物（以下、処理対象物という）６を出し入れするための扉２ａが設けられている。処理槽２の内部には、置き台５が配設されている。置き台５は、例えば、電気絶縁性材料で構成され処理槽２の底面に立設された支持部材４と支持部材４の先端に配設され導電性材料で構成されたテーブル（電極）３とを有している。このテーブル３上に処理対象物６が載置される。ここで、本明細書では、物６は、固体のみならず液体及び気体を含み、具体的には、粉体、粒状物、流動物、及び不定形の材料的なものをも含む。流動物は導電性の容器に入れて処理される。また、交流電圧印加装置１は、変圧器７を有しており、変圧器７の一対の二次側端子の一方が配線１０により処理槽２の壁部に接続されるとともに接地されている。このように、本実施の形態では、処理対象物６に電圧を印加する側とは反対側の出力端子が処理対象物を収容する処理槽２に接続されているので、当該出力端子が開放されている場合に比べて、負荷インピーダンスが小さくなり、そのため、変圧器７の出力電圧を下げることができる。また、変圧器７の一対の二次側端子の他方は、配線１１により安全抵抗Ｒ０及び電流計９を介して処理槽２の置き台５のテーブル３に接続されている。配線１１は処理槽２の壁部とは適宜電気的に絶縁されている。そして、図示されない電圧操作部によって一次電圧Ｖ１を調整することができ、それにより、処理対象物６に印加される負荷電圧ＶＬを調整することができる。
【００１２】
次に、以上のように構成された交流電圧印加装置の動作（物の酸化抑制方法）を説明する。
【００１３】
まず、処理槽２のドア２ａを開閉して、置き台５のテーブル３上に処理対象物６を置く。
【００１４】
次いで、変圧器７の一対の一次側端子間に一次電圧Ｖ１を印加する。この一次電圧Ｖ１は、ここでは商用周波数の正弦波交流電圧である。すると、変圧器７の二次側端子間に二次電圧Ｖ２が誘起され、この二次電圧Ｖ２から安全抵抗Ｒ０と電流計９とによる電圧降下を差し引いた負荷電圧ＶＬが処理対象物６（正確にはテーブル３）と処理槽２との間に印加される。処理対象物６と処理槽２との間は支持部材４と処理槽２内の空気とによって絶縁されているので、変圧器７の二次側回路、ひいては処理対象物６に、処理対象物６と処理槽２との間の負荷インピーダンス（漏れ抵抗や容量）に応じた負荷電流が流れる。この負荷電流は、ごく微弱なものである。処理対象物６と処理槽２との間の負荷インピーダンスが非常に大きいからである。そして、この微弱な負荷電流によって、処理対象物６の酸化が抑制される。ここで、負荷電圧ＶＬは、１０Ｖ以上５ｋＶ以下であることが好ましく、１００Ｖ以上５ｋＶ以下であることがより好ましい。また、負荷電流は１μＡ以上１０００ｍＡ以下であることが好ましく、１０μＡ以上１００ｍＡ以下であることがより好ましい。経験上、これらの条件下において、上述の酸化抑制作用が効果的に得られるからである。
【００１５】
次に、この酸化抑制作用について説明する。
【００１６】
図２を参照して、プラスとマイナスの電位を一定の周期で交互に物に与えることにより、酸化の還元に必要な主条件である、条件Ａ：分子が酸素を失うこと、条件Ｂ：分子が水素と化合すること、及び条件Ｃ：分子が電子を受け取ることの３条件の中で、条件Ｃの分子が電子を受け取ることになり、その結果、条件Ｂの分子が水素と化合しやすくなる。
【００１７】
水を例に挙げると、水の分子Ｈ２Ｏ（符号２１で示す）は静止しているのではなく、お互いに結合したり離れたりして、激しく運動している。その結合した水の分子Ｈ２Ｏの集団をクラスタ２２と呼ぶ。さらにその水の分子Ｈ２Ｏも結合したままで働いているのではなく、水の中で水素イオンＨ＋と水酸イオンＯＨ−とへの解離と水の分子Ｈ２Ｏへの結合とを繰り返している。この状態を化学式平衡式で表すと下記のようになる。
【００１８】
Ｈ２Ｏ  →  Ｈ＋  ＋  ＯＨ−
つまり、水の分子Ｈ２Ｏと水素イオンＨ＋及び水酸イオンＯＨ−とは平衡状態を保っているのである。この水酸イオンＯＨ−の存在が我々の日常生活にとって具合が悪いのである。水の中で金属が錆びたり、生体内で過酸化物質（脂質）を作ったりするという酸化作用を引き起こす原因となるのである。しかし、ここで一定の周期でプラスとマイナスの電位とを交互に印加すると、水素イオンＨ＋と水酸イオンＯＨ−とは各々水分子と水和結合してＨ３Ｏ＋（ヒドロニウムイオン）とＨ３Ｏ２−（ヒドロキシルイオン）とに変化する。これを化学平衡式で表すと下記のようになる。
【００１９】
Ｈ２Ｏ  ＋  ＯＨ−  →  Ｈ３Ｏ２−
２（Ｈ２Ｏ）  →  ＯＨ−  ＋  Ｈ３Ｏ＋
これらは、水酸イオンＯＨ−とは逆に穏和な還元作用を引き起こす性質を持っている。以上では、水を例に挙げて説明したが、この酸化抑制作用は一般の物についても生じる。但し、その酸化抑制作用が、物に含まれている水において生じるのか、物そのものを構成する物質において生じるのかは明らかではない。いずれにせよ、一般の物に、所定の電圧及び電流の条件下で交流電気を供給することにより、その物の酸化を抑制することができることが実証されている。
（実施例）
本実施例では、本実施の形態に係る酸化抑制方法をコーヒーに適用した例を説明する。
【００２０】
図３は本実施例に係る酸化抑制方法を示す模式図、図４はコーヒーにおける本実施形態の酸化抑制効果を従来例と対比して示す表である。
【００２１】
図３に示すように、本実施例では、処理対象物６は沸かしたコーヒーである。コーヒー６は導電性材料からなるカップ８に入れられている。そして、図１のテーブル３に代えてコーヒーウォーマ２１が支持部材４上に載置されている。コーヒーウォーマ３１は、内部に通電加熱によるヒータ（図示せず）を有し、上面に導電性の加熱板３２が配設され、その加熱板２２上にコーヒー６を入れたカップ８が載置される。そして、ヒータで発生した熱が加熱板３２及びカップ８を介してコーヒー６に伝達される。また、加熱板３２は、配線１１を介して変圧器７の二次側端子に接続されている。
【００２２】
本実施例では、コーヒーウォーマ（加熱板３２が変圧器７に接続されていないもの）と本実施例に係るコーヒーウォーマ３１とによって沸かしたコーヒーを保温し、そのときのＡＶ値（Ａｃｉｄ  Ｖａｌｕｅ値）の変化を測定した。
【００２３】
コーヒー６は、キーコーヒー製（スペシャルブレンド）をペーパードリップにより抽出した。使用した水は、通常の水道水であり、ガスコンロにて沸騰させた。
【００２４】
また、ＡＶ値の測定は、エイブイ・チェック試験紙（味の素製）を使用した。この試験紙は、色の変化でＡＶ値を検出するものである。このとき、負荷電圧ＶＬは１００Ｖ〜５ｋＶ、負荷電流は１０μＡ〜１００ｍＡの範囲内の適宜選択した値であった。
【００２５】
図４に示すように、コーヒー抽出直後では、従来例及び本実施例ともにＡＶ値は３．０である。しかし、抽出後１時間経過後に再加熱した場合には、従来例ではＡＶ値が５．０に上昇しており、明らかにコーヒー１１の酸化が進んでいるのに対し、本実施例では、ＡＶ値が３．５であり、ほとんど酸化が抑えられている。  さらに、抽出後２時間経過後に再加熱した場合には、従来例ではＡＶ値が測定不能まで上昇しているのに対し、実施例では、ＡＶ値の上昇が４．５にとどまっている。
【００２６】
なお、この実験において、抽出後に所定時間経過した後に再加熱しているのは、抽出した直後から暖めながら保存するよりも、一旦自然冷却する状況に晒して再び加熱する方が酸化がより進むからであり、本実施形態によってＡＶ値の上昇が確実に抑えられることを確認するためである。
【００２７】
このように、本実施例によれば、抽出したコーヒー６に所定の電圧及び電流の条件下で交流電気を供給することにより、コーヒー６の酸化を効果的に抑制し、長時間の品質保持が可能となる。
【００２８】
なお、上記実施の形態では、交流電源として変圧器７を用いたが、所望の交流電圧及び交流電流を供給できる交流電源であればよい。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は、以上に説明したような形態で実施され、改良された物の酸化抑制方法及び交流電圧印加装置を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る交流電圧印加装置の構造を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る物の酸化抑制方法の原理を示す模式図である。
【図３】本発明の実施例に係る酸化抑制方法を示す模式図である。
【図４】コーヒーにおける本発明の実施の形態の酸化抑制効果を従来例と対比して示す表である。
【符号の説明】
１  交流電圧印加装置
２  処理槽
３  テーブル
４  支持部材
５  置き台
６  処理対象物
７  変圧器
８  カップ
９  電流計
１０，１１  配線
２１  水分子
２２  クラスタ
３１  コーヒーウォーマ
３２  加熱板
【図１】
2004305046.tif 000003
【図２】
2004305046.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004305046.tif 000006