特開 2023-161952 パルス殺菌器処理槽およびパルス殺菌器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023161952

(43)【公開日】2023-11-08

(54)【発明の名称】パルス殺菌器処理槽およびパルス殺菌器

(51)【国際特許分類】

   A23L 3/32 20060101AFI20231031BHJP

   A61L 2/03 20060101ALI20231031BHJP

【ＦＩ】

A23L3/32

A61L2/03

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022072619

(22)【出願日】2022-04-26

(71)【出願人】

【識別番号】000157946

【氏名又は名称】岩井機械工業株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】504159235

【氏名又は名称】国立大学法人 熊本大学

(71)【出願人】

【識別番号】000001421

【氏名又は名称】キユーピー株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】501149411

【氏名又は名称】キユーピータマゴ株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】397020272

【氏名又は名称】熊本県酪農業協同組合連合会

(74)【代理人】

【識別番号】100101236

【弁理士】

【氏名又は名称】栗原 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100166914

【弁理士】

【氏名又は名称】山▲崎▼ 雄一郎

(72)【発明者】

【氏名】増田 直也

(72)【発明者】

【氏名】勝木 淳

(72)【発明者】

【氏名】笹原 亮

(72)【発明者】

【氏名】磯部 和宏

(72)【発明者】

【氏名】梶原 大河

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 栄寿

(72)【発明者】

【氏名】櫨本 清和

(72)【発明者】

【氏名】栗原 二郎

【テーマコード（参考）】

4B021

4C058

【Ｆターム（参考）】

4B021LA42

4B021LP10

4B021LT03

4C058AA21

4C058BB02

4C058CC04

4C058EE15

(57)【要約】

【課題】電極への熱凝着および凝固を低減して、安定した運転を行うことができるパルス殺菌器処理槽およびパルス殺菌器を提供する。
【解決手段】第１電極１０と、第２電極２０と、前記第１電極１０および前記第２電極２０の間に設けられる絶縁性を有する流路部材３０と、を具備し、前記流路部材３０には、一部が前記第１電極１０および前記第２電極２０によって画成されると共に、液体を前記第１電極１０と前記第２電極２０との積層方向に向かって流通させる流路１００が形成されており、前記流路１００は、前記積層方向に見た開口面積が、前記第１電極１０によって画成された部分の面積および前記第２電極２０によって画成された部分の面積のそれぞれよりも小さな絞り部を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１電極と、第２電極と、前記第１電極および前記第２電極の間に設けられる絶縁性を有する流路部材と、を具備し、
前記流路部材には、一部が前記第１電極および前記第２電極によって画成されると共に、液体を前記第１電極と前記第２電極との積層方向に向かって流通させる流路が形成されており、
前記流路は、前記積層方向に見た開口面積が、前記第１電極によって画成された部分の面積および前記第２電極によって画成された部分の面積のそれぞれよりも小さな絞り部を有することを特徴とするパルス殺菌器処理槽。

【請求項2】

前記流路に液体を供給する流入口と、
前記流路内の液体を排出する流出口と、をさらに有し、
前記流入口および前記流出口は、前記積層方向に見て、前記絞り部に重ならない位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のパルス殺菌器処理槽。

【請求項3】

前記流入口は、前記第１電極に前記積層方向に貫通して設けられており、
前記流出口は、前記第２電極に前記積層方向に貫通して設けられていることを特徴とする請求項２に記載のパルス殺菌器処理槽。

【請求項4】

前記流入口は、２個以上の複数個設けられ、
前記流出口は、２個以上の複数個設けられることを特徴とする請求項２に記載のパルス殺菌器処理槽。

【請求項5】

前記第１電極と前記流路部材と前記第２電極とで構成されるパルス印加部が、前記積層方向に２個以上積層されており、
前記積層方向で互いに隣り合う一方の前記パルス印加部の前記第２電極は、他方の前記パルス印加部の前記第１電極を兼ねることを特徴とする請求項１に記載のパルス殺菌器処理槽。

【請求項6】

請求項１～５の何れか一項に記載のパルス殺菌器処理槽と、
前記第１電極と前記第２電極とにパルス電圧を印加するパルス発生器と、を具備することを特徴とするパルス殺菌器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体にパルス電界を印加して殺菌を行うパルス殺菌器処理槽およびパルス殺菌器に関する。

【背景技術】

【0002】

液状食品の殺菌は、一般的に加熱殺菌が行われているが、近年の食品品質に対する要求の高まりを背景に、熱による食品の変質を最小限に抑え、安全性と嗜好性を兼ね備えた食品の殺菌が望まれている。

【0003】

このため、液状食品にパルス電界（ＰＥＦ；Pulsed Electric Field）を印加して、電界によって微生物の細胞膜を破壊するパルス殺菌器が知られている。

【0004】

パルス殺菌器に用いられるパルス殺菌器処理槽は、平板状の電極を平行に配置して、両者の間に電極の表面に沿って液状食品を流す構成を有する（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】国際公開第２０１９／１４９４９１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、処理槽内においてエネルギーの大きい電極表面付近では、ジュール熱によって液状食品が過剰に加熱されてしまうという問題がある。特に、牛乳や液卵などの液状食品に含まれるタンパク質が過剰に加熱されると、電極に熱凝着（所謂、焦げ付き）や熱変性による凝固が生じる。また、電極の表面に沿って液状食品を流すと、壁面となる電極の表面は液状食品の速度が低下するため、食品に印加されるパルス数が増加し、電極の表面に熱凝着や凝固がさらに生じ易くなる。

【0007】

このように電極に熱凝着や凝固によって形成された凹凸には電界が集中し易く、さらなる過剰な加熱が生じる。過剰な加熱が生じると液状食品に含有される気体成分が遊離し、また電気分解によって気泡が生じる。そして、この気泡が電極間の絶縁破壊（放電）を生じさせて、食品に電界を印加できなくするという問題がある。さらに放電は、パルス殺菌器処理槽の損壊やパルス電源への過負荷を生じさせ、パルス殺菌器の寿命を低下させるという問題がある。

【0008】

なお、特許文献１のように電極表面にディンプル状の突起を設けただけでは、粘度の大きい液体を十分に攪拌することはできず、電極への熱凝着や凝固を防止することはできない。

【0009】

なお、このようなパルス殺菌器処理槽の問題は、液状食品だけではなく、他の液体においても同様に存在する。

【0010】

本発明はこのような事情に鑑み、電極への熱凝着および凝固を低減して、安定した運転を行うことができるパルス殺菌器処理槽およびパルス殺菌器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】

【0011】

上記課題を解決する本発明の態様は、第１電極と、第２電極と、前記第１電極および前記第２電極の間に設けられる絶縁性を有する流路部材と、を具備し、前記流路部材には、一部が前記第１電極および前記第２電極によって画成されると共に、液体を前記第１電極と前記第２電極との積層方向に向かって流通させる流路が形成されており、前記流路は、前記積層方向に見た開口面積が、前記第１電極によって画成された部分の面積および前記第２電極によって画成された部分の面積のそれぞれよりも小さな絞り部を有することを特徴とするパルス殺菌器処理槽にある。

【0012】

ここで、前記流路に液体を供給する流入口と、前記流路内の液体を排出する流出口と、をさらに有し、前記流入口および前記流出口は、前記積層方向に見て、前記絞り部に重ならない位置に配置されていることが好ましい。

【0013】

また、前記流入口は、前記第１電極に前記積層方向に貫通して設けられており、前記流出口は、前記第２電極に前記積層方向に貫通して設けられていることが好ましい。

【0014】

また、前記流入口は、２個以上の複数個設けられ、前記流出口は、２個以上の複数個設けられることが好ましい。

【0015】

また、前記第１電極と前記流路部材と前記第２電極とで構成されるパルス印加部が、前記積層方向に２個以上積層されており、前記積層方向で互いに隣り合う一方の前記パルス印加部の前記第２電極は、他方の前記パルス印加部の前記第１電極を兼ねることが好ましい。

【0016】

さらに、本発明の他の態様は、上記態様に記載のパルス殺菌器処理槽と、前記第１電極と前記第２電極とにパルス電圧を印加するパルス発生器と、を具備することを特徴とするパルス殺菌器にある。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施形態１に係るパルス殺菌器の概略構成を示す分解斜視図である。

【図2】本発明の実施形態１に係るパルス殺菌器の概略構成を示す平面図および断面図である。

【図3】本発明の実施形態１に係るパルス殺菌器処理槽のパルス電界の印加状態を説明する図である。

【図4】本発明の実施形態２に係るパルス殺菌器の概略構成を示す断面図である。

【図5】本発明の他の実施形態に係るパルス殺菌器の概略構成を示す平面図および断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本発明の一態様を示すものであって、本発明の範囲内で任意に変更可能である。各図において同じ符号を付したものは、同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。また、各図においてＸ、Ｙ、Ｚは、互いに直交する３つの空間軸を表している。本明細書では、これらの軸に沿った方向をＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向とする。また、Ｚ方向の矢印が向かう方向は鉛直上向き、Ｚ方向の矢印とは反対方向は鉛直下向きを示す。

【0019】

（実施形態１）
図１は、パルス殺菌器の概略構成を示す分解斜視図である。図２は，パルス殺菌器処理槽の平面図およびそのＡ－Ａ′線に準じたパルス殺菌器の要部断面図である。図３は、電界の印加状態を説明する図である。

【0020】

図示するように、パルス殺菌器１は、パルス発生器２とパルス殺菌器処理槽３（以下、単に処理槽３とも言う）と、を具備する。本実施形態のパルス殺菌器１は、処理槽３の内部に設けられた流路１００内に、液体の一例である液状食品を充填し、流路１００の一部を画成する電極にパルス発生器２から供給されたパルス電圧を印加して、流路１００内の液状食品を殺菌する装置である。

【0021】

このようなパルス発生器２は、処理槽３を構成する電極にパルス電圧を印加して、処理槽３内に設けられた流路１００内の液状食品にパルス電界を印加するものであり、特に図示しないが、電源やパルス電圧を生成するパルス生成部などの電気回路を有する。

【0022】

処理槽３は、２組のパルス印加部４を有する。パルス印加部４は、第１電極１０と第２電極２０と流路部材３０とを具備する。第１電極１０と流路部材３０と第２電極２０とは、この順にＺ方向に積層されている。つまり、流路部材３０は、第１電極１０と第２電極２０との間に設けられている。本実施形態では、Ｚ方向が第１電極１０と第２電極２０との積層方向となっている。なお、第１電極１０、流路部材３０および第２電極２０を互いに固定する方法は特に限定されず、例えば、他の２つの部材で第１電極１０、流路部材３０および第２電極２０をＺ方向に挟み込むようにしてもよく、第１電極１０および第２電極２０を流路部材３０にネジやクランプ等で固定するようにしてもよく、各部材同士を接着剤等を用いて接合するようにしてもよい。

【0023】

第１電極１０および第２電極２０は、板状の導電性を有する金属等の材料で形成されている。第１電極１０および第２電極２０の何れか一方を高圧側、他方を低圧側として、パルス発生器２からパルス電圧が印加される。

【0024】

流路部材３０は、絶縁性を有する樹脂等の材料で形成されており、Ｚ方向において第１電極１０と第２電極２０との間に配置されている。

【0025】

このようなパルス印加部４の内部には、液体である液状食品をＺ方向に向かって流通させる流路１００が形成されている。また、パルス印加部４には、流路１００に液状食品を供給する流入口１１０と、流路１００内の液状食品を外部に排出する流出口１２０と、が形成されている。

【0026】

流路１００は、本実施形態では、第１流路１０１と、第２流路１０２と、本実施形態の絞り部である連通路１０３と、を具備する。

【0027】

第１流路１０１は、第１電極１０と流路部材３０との間に形成されている。具体的には、第１流路１０１は、流路部材３０の第１電極１０側に凹部を形成し、凹部の開口を第１電極１０で蓋をすることで形成されている。つまり、流路１００を構成する第１流路１０１の一部は、第１電極１０によって画成されている。本実施形態では、第１電極１０の第１流路１０１を画成する部分を第１面１１と称する。また、第１流路１０１は、本実施形態では、Ｚ方向に見て円形状に形成されている。もちろん、第１流路１０１をＺ方向に見た形状は特に限定されず、例えば、矩形状、多角形状、楕円形状等であってもよい。

【0028】

第２流路１０２は、本実施形態では、第２電極２０と流路部材３０との間に設けられている。具体的には、第２流路１０２は、流路部材３０の第２電極２０側に凹部を形成し、凹部の開口を第２電極２０で蓋をすることで形成されている。つまり、流路１００を構成する第２流路１０２の一部は、第２電極２０によって画成されている。本実施形態では、第２電極２０の第２流路１０２を画成する部分を第２面２１と称する。また、第２流路１０２は、本実施形態では、Ｚ方向に見て円形状に形成されている。もちろん、第２流路１０２をＺ方向に見た形状は特に限定されず、例えば、矩形状、多角形状、楕円形状等であってもよい。

【0029】

連通路１０３は、第１流路１０１と第２流路１０２とを連通するものであり、流路部材３０をＺ方向に亘って貫通して設けられている。具体的には、連通路１０３の一端は、第１流路１０１の底面、すなわち第２電極２０側の面に開口し、他端は第２流路１０２の底面、すなわち第１電極１０側の面に開口して設けられている。

【0030】

このような連通路１０３は、図２（ａ）に示すようにＺ方向に見た開口面積が、第１流路１０１および第２流路１０２のそれぞれよりも小さくなるように形成されている。つまり、連通路１０３は、Ｚ方向に見た開口面積が、第１流路１０１を画成する第１電極１０の第１面１１の面積、および、第２流路１０２を画成する第２電極２０の第２面２１の面積のそれぞれよりも小さい。このような本実施形態の連通路１０３が絞り部に相当する。なお、本実施形態の連通路１０３は、Ｚ方向に見て円形状を有し、Ｚ方向に亘って同じ内径となるようにＺ方向に沿った円柱状に形成されている。

【0031】

流入口１１０は、流路１００内に液状食品を供給するものであり、本実施形態では、第１電極１０をＺ方向に貫通して設けられている。また、流入口１１０は、複数個、本実施形態では、２個設けられている。それぞれの流入口１１０は、Ｚ方向に見て連通路１０３に重ならない位置に配置されている。つまり、流入口１１０と連通路１０３の第１流路１０１側の開口とがＺ方向に対向しないように配置されている。また、本実施形態では、２個の流入口１１０は、Ｚ方向に見て連通路１０３を中心として対称となる位置に配置されている。このように複数の流入口１１０をＺ方向に見て、連通路１０３を中心として対称となる位置に配置することで、流入口１１０から連通路１０３に至るまでの第１流路１０１内の液状食品の流れを均等にすることができる。もちろん、流入口１１０の数はこれに限定されず、１個であってもよく、３個以上であってもよい。

【0032】

流出口１２０は、流路１００内の液状食品を外部に排出するものであり、本実施形態では、第２電極２０をＺ方向に貫通して設けられている。また、流出口１２０は、複数個、本実施形態では２個設けられている。それぞれの流出口１２０は、Ｚ方向に見て連通路１０３に重ならない位置に配置されている。つまり、流出口１２０と連通路１０３の第２流路１０２側の開口とがＺ方向に対向しないように配置されている。また、本実施形態の２個の流出口１２０は、Ｚ方向に見て連通路１０３を中心として対称となる位置に配置されている。このように複数の流出口１２０をＺ方向に見て、連通路１０３を中心として対称となる位置に配置することで、連通路１０３から流出口１２０に至るまでの第２流路１０２内の液状食品の流れを均等にすることができる。もちろん、流出口１２０の数はこれに限定されず、１個であってもよく、３個以上であってもよい。もちろん、流入口１１０の数と流出口１２０の数とは同じ数であってもよく、異なる数であってもよい。

【0033】

このようなパルス印加部４では、液状食品は、流入口１１０から第１流路１０１に供給され、第１流路１０１内の液状食品は連通路１０３を介して第２流路１０２に供給される。そして、第２流路１０２に供給された液状食品は、流出口１２０を介してパルス印加部４の外部に排出される。つまり、本実施形態では、流路１００のうち連通路１０３を液状食品がＺ方向に向かって流れる。すなわち、Ｚ方向に液状食品を流通させる流路１００とは、少なくとも一部にＺ方向の成分のベクトルを有する流路、本実施形態では、連通路１０３が設けられていることを含む。

【0034】

このようなパルス印加部４では、第１電極１０と第２電極２０との間にパルス発生器２から供給されたパルス電圧を印加することによって、流路１００内を流れる液状食品にパルス電界を印加して、液状食品に含まれる菌（微生物とも言う）を殺菌することができる。本実施形態では、図３に示すように、第２電極２０から第１電極１０に向かってパルス電界を印加する。このとき、連通路１０３をＺ方向に見た開口面積は、液状食品にパルス電界を印加する第１電極１０の流路１００を画成する第１面１１および第２電極２０の流路１００を画成する第２面２１のそれぞれの面積に比べて小さいため、第２電極２０から第１電極１０に向かって印加されるパルス電界は、連通路１０３内の液状食品に収束した状態で印加される。つまり、第１電極１０の第１面１１および第２電極２０の第２面２１の比較的広い面積から生じさせた比較的小さな電界を連通路１０３内で収束させることで、連通路１０３内の液状食品に比較的大きな電界を印加することができる。すなわち、相対的に第１電極１０および第２電極２０の第１面１１および第２面２１の単位面積当たりの電界を小さくしても、連通路１０３内の液状食品に大きな電界を印加して液状食品に含まれる菌を殺菌することができる。したがって、相対的に第１電極１０および第２電極２０の第１面１１および第２面２１における単位面積当たりの電界を小さくすることで、第１電極１０および第２電極２０の第１面１１および第２面２１近傍の液状食品に大きな電界が印加されることを防止して、第１電極１０および第２電極２０の第１面１１および第２面２１への液状食品の熱凝着および凝固を低減することができる。よって、第１電極１０および第２電極２０に液状食品が熱凝着や凝固することによって電界が集中する凹凸が形成されることを減少させることができ、第１電極１０および第２電極２０の表面近傍に過剰な加熱が生じることを低減することができる。このため、過剰な加熱による気泡の発生を抑制して、気泡が第１電極１０および第２電極２０の間で絶縁破壊（放電）を生じさせて食品に電界を印加できなくなることを防ぐことができる。この結果、放電によるパルス発生器２の電源への過負荷や処理槽３の損傷を抑制して、パルス殺菌器１を長期間に亘って安定して運転を行うことができる。

【0035】

なお、第１流路１０１および第２流路１０２内は、液状食品は、ＸＹ平面に沿った方向に流れるため、第１面１１および第２面２１付近の流速が低下するものの、第１電極１０の第１面１１および第２電極２０の第２面２１の単位面積当たりの電界が小さいため、第１面１１および第２面２１近傍の液状食品に大きな電界が印加されることを抑制することができる。

【0036】

また、本実施形態では、流入口１１０を２つ設け、２つの流入口１１０から流入した液状食品を第１流路１０１で合流させた後、連通路１０３および第２流路１０２を通った液体を２つの流出口１２０に分岐して排出する。このため、流路１００内で液状食品が攪拌される。したがって第１流路１０１および第２流路１０２内で第１電極１０の第１面１１近傍および第２電極２０の第２面２１近傍の液状食品に大きな電界が印加されることを抑制して、流路１００を流通する液状食品の全体に亘って均等に電界を印加することができる。これによっても、第１面１１および第２面２１に印加する単位面積当たりの電界を比較的小さくすることができると共に、第１電極１０および第２電極２０に液状食品の熱凝着および凝固を低減することができる。

【0037】

また、本実施形態では、流入口１１０および流出口１２０は、Ｚ方向に見て連通路１０３に重ならない位置に配置されている。このため、比較的電界が集中し易い流入口１１０の第１流路１０１側の開口縁部および流出口１２０の第２流路１０２側の開口縁部を高い電界が印加される連通路１０３から離れた位置に配置することができ、流入口１１０および流出口１２０の開口縁部に電界が集中することを低減することができる。したがって、流入口１１０および流出口１２０の開口縁部における電界集中を低減して、液状食品の熱凝着および凝固を抑制することができる。

【0038】

また、本実施形態では、流入口１１０、第１流路１０１、連通路１０３、第２流路１０２および流出口１２０が、この順で鉛直上向きであるＺ方向に並んで配置されている。このため、たとえ液状食品に気泡が含まれていても、液状食品に含まれる気泡はその浮力によって流出口１２０から外部に排出され易い。したがって、気泡が第１電極１０および第２電極２０の間で絶縁破壊（放電）を生じさせて食品に電界を印加できなくなることを防ぐことができる。また、放電によるパルス発生器２の電源への過負荷や処理槽３の損傷を抑制して、パルス殺菌器１を長期間に亘って安定して運転を行うことができる。

【0039】

なお、本実施形態の処理槽３は、図２（ｂ）に示すように、Ｚ方向に積層された２つのパルス印加部４を有する。つまり、パルス印加部４は多段となるように設けられている。ここで、Ｚ方向で互いに隣り合う２つのパルス印加部４のうち、一方のパルス印加部４を第１パルス印加部４Ａと称し、他方のパルス印加部４を第２パルス印加部４Ｂと称する。第１パルス印加部４Ａの第２電極２０は、第２パルス印加部４Ｂの第１電極１０を兼ねている。このため、パルス発生器２は、例えば、第１パルス印加部４Ａの第２電極２０、つまり、第２パルス印加部４Ｂの第１電極１０を高圧側とし、第１パルス印加部４Ａの第１電極１０および第２パルス印加部４Ｂの第２電極２０を低圧側として、パルス電圧を印加する。これにより、パルス発生器２と処理槽３とを接続する配線等の部品点数を減少させてコストを低減することができる。また、第１パルス印加部４Ａの第２電極２０が、第２パルス印加部４Ｂの第１電極１０を兼ねることによっても部品点数を減少させてコストを低減することができる。

【0040】

また、このようにパルス印加部４を多段となるように設けることで、流路１００内での液状食品の分岐および合流を繰り返すことができ、流路１００を流れる液状食品をさらに混合させて、液状食品の一部に電界が集中して印加されることを抑制することができる。また、パルス印加部４を多段となるように設けることで、１つのパルス印加部４に印加するパルス電界を減少させることができ、第１電極１０の第１面１１および第２電極２０の第２面２１に比較的小さな電界を生じさせることができる。したがって、第１電極１０および第２電極２０への液状食品の熱凝着や凝固が生じることを抑制することができると共に、流入口１１０および流出口１２０の開口縁部に電界集中が発生することを抑制することができる。

【0041】

なお、上述した例では、第１パルス印加部４Ａの第２電極２０と第２パルス印加部４Ｂの第１電極１０とを兼ねるようにしたが、特にこれに限定されず、パルス印加部４をＺ方向に積層して、一方のパルス印加部４の第２電極２０と他方のパルス印加部４の第１電極１０とを物理的および電気的に接続するようにしてもよい。

【0042】

（実施形態２）
図４は、本発明の実施形態２に係るパルス殺菌器の概略構成を示す断面図である。なお、上述した実施形態と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

【0043】

図４に示すように、本実施形態の処理槽３は、２つのパルス印加部４を具備する。パルス印加部４は、第１電極１０と第２電極２０と流路部材３０とを具備する。このパルス印加部４の内部には、流路１００が設けられている。流路１００は、第１流路１０１と第２流路１０２と連通路１０３とを有する。

【0044】

第１流路１０１は、第１電極１０と流路部材３０との間に設けられている。具体的には、第１流路１０１は、第１電極１０に流路部材３０側に開口する凹部を形成し、凹部の開口を流路部材３０で蓋をすることで画成されている。このため、第１流路１０１は、Ｚ方向における第１電極１０側の面および側面が第１電極１０によって画成されている。これらの面が本実施形態の第１面１１となっている。

【0045】

第２流路１０２は、第２電極２０と流路部材３０との間に設けられている。具体的には、第２流路１０２は、第２電極２０に流路部材３０側に開口する凹部を形成し、凹部の開口を流路部材３０で蓋をすることで画成されている。このため、第２流路１０２は、Ｚ方向における第２電極２０側の面および側面が第２電極２０によって画成されている。これらの面が本実施形態の第２面２１となっている。

【0046】

連通路１０３は、第１流路１０１と第２流路１０２とを連通するものであり、流路部材３０をＺ方向に亘って貫通して設けられている。連通路１０３は、Ｚ方向に見た開口面積が、第１面１１および第２面２１のそれぞれの面積よりも小さくなるように形成されており、本実施形態の連通路１０３が絞り部に相当する。

【0047】

流入口１１０および流出口１２０は、上述した実施形態１と同様であるため重複する説明は省略する。

【0048】

このような構成であっても、上述した実施形態１と同様に、連通路１０３をＺ方向に見た開口面積は、液状食品にパルス電界を印加する第１電極１０の流路１００を画成する第１面１１および第２電極２０の流路１００を画成する第２面２１のそれぞれの面積に比べて小さいため、第２電極２０から第１電極１０に向かって印加されるパルス電界は、連通路１０３内の液状食品に収束した状態で印加される。したがって、相対的に第１電極１０および第２電極２０の第１面１１および第２面２１における単位面積当たりの電界を小さくすることで、第１電極１０および第２電極２０の第１面１１および第２面２１近傍の液状食品に大きな電界が印加されることを防止して、第１電極１０および第２電極２０の第１面１１および第２面２１への液状食品の熱凝着および凝固を低減することができる。

【0049】

また、本実施形態では、流入口１１０を２つ設け、２つの流入口１１０から流入した液状食品を第１流路１０１で合流させた後、連通路１０３および第２流路１０２を通った液体を２つの流出口１２０に分岐して排出する。このため、流路１００内で液状食品が攪拌される。したがって第１流路１０１および第２流路１０２内で第１電極１０の第１面１１近傍および第２電極２０の第２面２１近傍の液状食品に大きな電界が印加されることを抑制して、流路１００を流通する液状食品の全体に亘って均等に電界を印加することができる。これによっても、第１面１１および第２面２１に印加する単位面積当たりの電界を比較的小さくすることができると共に、第１電極１０および第２電極２０に液状食品の熱凝着および凝固を低減することができる。

【0050】

また、本実施形態では、流入口１１０および流出口１２０は、Ｚ方向に見て連通路１０３に重ならない位置に配置されている。このため、比較的電界が集中し易い流入口１１０の第１流路１０１側の開口縁部および流出口１２０の第２流路１０２側の開口縁部を大きな電界が印加される連通路１０３から離れた位置に配置することができ、流入口１１０および流出口１２０の開口縁部に電界が集中することを低減することができる。したがって、流入口１１０および流出口１２０の開口縁部における電界集中を低減して、液状食品の熱凝着および凝固を抑制することができる。

【0051】

また、本実施形態においても、流入口１１０、第１流路１０１、連通路１０３、第２流路１０２および流出口１２０が、この順で鉛直上向きであるＺ方向に並んで配置されている。このため、たとえ液状食品に気泡が含まれていても、液状食品に含まれる気泡はその浮力によって流出口１２０から外部に排出され易い。したがって、気泡が第１電極１０および第２電極２０の間で絶縁破壊（放電）を生じさせて食品に電界を印加できなくなることを防ぐことができる。また、放電によるパルス発生器２の電源への過負荷や処理槽３の損傷を抑制して、パルス殺菌器１を長期間に亘って安定して運転を行うことができる。

【0052】

（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。

【0053】

上述した各実施形態では、第１電極１０をＺ方向に貫通する流入口１１０と、第２電極２０をＺ方向に貫通する流出口１２０とを設けるようにしたが、特にこれに限定されない。ここで、流入口１１０および流出口１２０の変形例を図５に示す。なお、図５は、パルス殺菌器処理槽３の平面図およびそのＢ－Ｂ′線に準じたパルス殺菌器の要部断面図である。

【0054】

図５に示すように、流入口１１０は、第１電極１０と流路部材３０との間に、Ｘ方向とＹ方向とで規定されるＸＹ平面に沿って形成されている。具体的には、流入口１１０は、流路部材３０に第１電極１０側に開口する凹部を設け、この凹部の開口を第１電極１０で蓋をすることで画成されている。流入口１１０の一端は、流路部材３０の側面に開口し、他端は、第１流路１０１の側面に開口する。

【0055】

流出口１２０は、第２電極２０と流路部材３０との間にＸＹ平面に沿って形成される。具体的には、流出口１２０は、流路部材３０に第２電極２０側に開口する凹部を設け、この凹部の開口を第２電極２０で蓋をすることで画成されている。流出口１２０の一端は、流路部材３０の側面に開口し、他端は、第２流路１０２の側面に開口する。

【0056】

このような流入口１１０および流出口１２０であっても、連通路１０３をＺ方向に見た開口面積を、第１面１１および第２面２１のそれぞれの面積よりも小さくすることで、上述した各実施形態と同様の効果を奏することができる。また、このような流入口１１０および流出口１２０であっても、Ｚ方向に見て絞り部である連通路１０３に重ならない位置に配置された構成となっている。このため、流入口１１０および流出口１２０の流路１００側の開口縁部に電界集中が生じることを抑制することができる。

【0057】

また、図５においても、第１流路１０１、連通路１０３、第２流路１０２が、この順で鉛直上向きであるＺ方向に並んで配置され、流出口１２０が流入口１１０よりもＺ方向に位置する。このため、たとえ液状食品に気泡が含まれていても、液状食品に含まれる気泡はその浮力によって流出口１２０から外部に排出され易い。

【0058】

また、上述した各実施形態では、流路１００に連通路１０３を１つだけ設けるようにしたが、連通路１０３の数は特にこれに限定されるものではなく、例えば、２個以上の複数個を設けるようにしてもよい。例えば、連通路１０３を複数個設ける場合には、全ての連通路１０３のＺ方向に見た開口面積の合計が、第１面１１および第２面２１の面積よりも小さければよい。また、連通路１０３を複数個設ける場合であっても、流入口１１０および流出口１２０のそれぞれが、Ｚ方向に見て各連通路１０３に重ならない位置に配置されているのが好ましい。

【0059】

また、上述した各実施形態の連通路１０３は、Ｚ方向に亘って同じ内径となるように形成したが、特にこれに限定されず、連通路１０３がＺ方向の途中で広がっていてもよく、狭まっていてもよい。また、連通路１０３は、第２流路１０２に向かって開口面積が徐々に漸小する、または、徐々に漸大する所謂、テーパー形状であってもよく、開口面積が段階的に減少する、または、拡大する所謂、階段状であってもよい。また、連通路１０３は、第１流路１０１から第２流路１０２に向かって、開口面積が徐々に漸小した後に徐々に漸大する形状や、開口面積が段階的に減少した後、徐々に拡大する形状等であってもよい。何れの場合であっても、連通路１０３のうちＺ方向に見て最も小さな開口面積となる部分が絞り部となり、第１面１１および第２面２１の面積よりも小さくなっていればよい。

【0060】

また、連通路１０３は、Ｚ方向に対して、Ｘ方向およびＹ方向の何れか一方または両方に傾斜して形成されていてもよく、途中で屈曲されて異なる方向に形成されていてもよい。つまり、Ｚ方向に液状食品を流通させる流路１００とは、少なくとも一部にＺ方向の成分のベクトルを有する流路が設けられていることを含む。また、流入口１１０および流出口１２０は、Ｚ方向に見て流路１００の最も狭い部分である絞り部に重ならない位置に配置されていればよい。つまり、流入口１１０および流出口１２０がＺ方向に見て絞り部に重ならないとは、流入口１１０および流出口１２０がＺ方向に見て流路１００の最も狭い開口面積となる部分に重なっていないことを言う。すなわち、流入口１１０および流出口１２０がＺ方向に見て絞り部に重ならないとは、連通路１０３の一部、例えば、第１流路１０１側の一部や第２流路１０２側の一部が流入口１１０および第２流路１０２に重なる位置に配置されたものを含む。

【0061】

また、上述した各実施形態では、流路１００を構成する第１流路１０１と第２流路１０２と連通路１０３とのそれぞれは、側面がＺ方向に沿った垂直面としたが、特にこれに限定されず、例えば、側面がＸＹ平面に沿った方向に凸状または凹状となる曲面となっていてもよい。また、第１流路１０１と第２流路１０２と連通路１０３との側面の接続部分が連続した形状、つまり、第１流路１０１と第２流路１０２と連通路１０３とが明確に区切られていなくてもよい。このような構成であっても、Ｚ方向に見て流路１００の開口面積の最も小さい部分が絞り部に相当する。

【0062】

また、上述した各実施形態では、流入口１１０および流出口１２０をＺ方向に見て連通路１０３に重ならない位置に設けるようにしたが、特にこれに限定されず、流入口１１０および流出口１２０の何れか一方または両方の一部または全てが、Ｚ方向に見て連通路１０３に重なる位置に配置されていてもよい。このような構成であっても、連通路１０３をＺ方向に見た開口面積を第１面１１および第２面２１の面積よりも小さくすることで、第１面１１および第２面２１に印加される単位面積当たりの電界を比較的小さくすることができるため、流入口１１０および流出口１２０の開口縁部における電界集中を低減することができる。

【0063】

また、上述した各実施形態では、液体として液状食品を例示したが、特にこれに限定されるものではなく、他の液体の殺菌に用いるパルス殺菌器処理槽およびパルス殺菌器についても同様の効果を奏することができる。

【符号の説明】

【0064】

１…パルス殺菌器、２…パルス発生器、３…パルス殺菌器処理槽、４…パルス印加部、４Ａ…第１パルス印加部、４Ｂ…第２パルス印加部、１０…第１電極、１１…第１面、２０…第２電極、２１…第２面、３０…流路部材、１００…流路、１０１…第１流路、１０２…第２流路、１０３…連通路、１１０…流入口、１２０…流出口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】