以下、本発明の好ましい実施の形態を、図� ��を参照しながら説明する。

 図1は、本発明の実施形態に係る電力印加装 置(処理装置)の内部を左右方向から見た図で� ��り、図2は、本実施形態に係る電力印加装置 の内部を上下方向から見た図である。

 なお、図1および図2では、以下の説明の� �宜上、電力印加装置100の自重のかかる方向� �「上下方向」とし、電力印加装置100の扉22の 側を「前側」とし、扉22に対向する側を「後� ��」とし、「上下方向」および「前後方向」� ��垂直な方向を、「左右方向」としている。

 電力印加装置100は、主として、図1および 図2に示すように、冷凍物21(凍結された被処� �物)の解凍温度に内部の温度を設定可能な箱� ��(直方形)の処理容器10と、処理容器10の上方� ��位置する収納空間11a内に配置された交流電� ��発生装置11(交流電力印加手段)と、処理容器 10の処理空間10a内に配置された置き台ユニッ� ��101と、を備える。

 つまり、処理容器10は、冷凍物21を解凍す る処理空間10a(処理容器10の内部)を有し、こ� �処理容器10の上には、上記交流電力発生装置 11の他、電力印加装置100を運転させる目的の� ��知の各種の運転機器(不図示)を格納する収� �空間11aがある。そして、処理空間10aおよび� �納空間11aのそれぞれに内蔵される物にアク� �ス可能なように扉22、23が設けられている。

 なお本明細書において、冷凍物21とは、� �体の他、適宜の袋(不図示)に詰めた液体や気 体をも含み、端的には、水分を含有して凍結 可能な各種の食材や飲料水を意味する。

 置き台ユニット101は、図1および図2に示� �ように、冷凍物21を載せる金属板14、15と、� �れらの金属板14、15に対し交流電圧を印加可� ��に電気接続され、上下方向に延びている金� ��製の短冊状の通電レール12と、セラミック� �(陶磁器製)または樹脂製の碍子19を介して3枚 の金属板14を支持する棒状の金属支持バー13b� ��13c、13dとを備える。

 なお、この金属支持バー13b、13c、13dには� ��処理容器10の後側壁10bの左右端近傍に、上� �方向に延びるように取り付けられた2本の金� ��支持バー13bと、処理容器10の左側壁10cの前� �近傍に、上下方向に延びるように取り付け� �れた1本の金属支持バー13cと、処理容器10の� �側壁10dの前端近傍に、上下方向に延びるよ� �に取り付けられた1本の金属支持バー13dと、� ��ある。

 そして、これらの各金属支持バー13b、13c� ��13dは、はしご状の形態をなしており、これ� ��より、フック18が、金属支持バー13b、13c、13 dの適宜の高さ位置で掛止できる。つまり、� �実施形態では、4本の金属支持バー13b、13c、1 3dの各々の上段、中段および下段には、1個ず つ、フック18が取り付けられ、これらのフッ� ��18上の碍子19により、冷凍物21が載った状態� ��金属板14が支持されている。これにより、� �ック18の金属支持バー13b、13c、13dへの掛止位 置に基づき、金属板14の高さ(上下方向の位置 )が自在に設定できる(但し、板ばね17の位置� �変える必要がある)。このような金属支持バ� ��13b、13c、13dは、従来の樹脂製の支持バーに� ��較して、汚れ難く、かつ傷つき難いという� ��点を有する。また、絶縁性に優れた碍子19� �用いて金属板14を支持することにより、処理 空間10aが、例えば多量の水分を含む雰囲気に なり電気絶縁にとって好ましくない環境下で あっても、金属板14と金属支持バー13b、13c、1 3dとの間の絶縁を適切に保て好適である。

 交流電力発生装置11は、変圧器(不図示)を 内蔵し、変圧器の一対の二次側端子の一方が 、配線16aにより通電レール12に電気的に接続� ��れ、変圧器の二次側端子の他方(不図示)は� �放されている。また、通電レール12と金属板 14の各々との間には、導電性の弾性部材17(こ� ��では、金属製の板ばね17)が設けられている� ��これにより、通電レール12と、適宜の固定� �段(不図示)により面内移動を規制された金属 板14とが、板ばね17の付勢力に基づき適切に� �気接触できる。このようにして、変圧器の� �対の二次側端子の一方が、金属板14と電気接 続されている。また、金属板14(冷凍物21)と変 圧器の一対の二次側端子の他方との間は、空 気によって絶縁されている。

 処理容器10の後側壁10bの幅方向の略中央� �は、上下方向に沿って等間隔にセラミック� �(陶磁器製)または樹脂製の3個の碍子20aの一� �が埋め込まれている。これらの碍子20aは、� �理空間10a内に延びるよう、後側壁10bから立� �された形態をなし、碍子20aの先端面に、上� �の通電レール12が固定されている。このよう な絶縁性に優れた碍子20aを用いて通電レール 12を固定することにより、処理空間10aが、例� ��ば多量の水分を含む雰囲気になり電気絶縁� ��とって好ましくない環境下であっても、通� ��レール12と処理容器10(後側壁10b)との間の絶� ��を適切に保て好適である。

 また、処理容器10の下壁10eの四隅近傍に� �、セラミック製(陶磁器製)または樹脂製の4� �の碍子20bの一部が埋め込まれている。これ� �の碍子20bは、処理空間10a内に延びるよう、� �壁10eから立設された形態をなし、碍子20bの� �端面に、金属板15が支持されている。 

 なおここで、金属板15は、配線16bにより� �電レール12に電気接続されている。このため 、金属板14と同様に、上記交流電圧が、金属� ��15および金属板15に載った冷凍物21に印加さ� ��る。

 このようにして、本実施形態の電力印加� ��置100では、処理容器10の下壁10eから立設さ� �た碍子20bの先端面に金属板15を支持させたこ とにより、処理空間10aのデッドスペースを無 くして、処理空間10aを有効活用できる。そし て、絶縁性に優れた碍子20bを用いて金属板15� ��支持することにより、処理空間10aが、例え� ��多量の水分を含む雰囲気になり電気絶縁に� ��って好ましくない環境下であっても、金属� ��15と処理容器10(下壁10e)との間の絶縁を適切� ��保て好適である。

 次に、以上のように構成された電力印加� ��置100の動作(冷凍物21の鮮度保持動作)を説明 する。

 まず、処理容器10の扉22を開閉して、金属 板14、15上に冷凍物21を置く。なおこの場合、 処理空間10aの設定温度は、例えば-5℃以上、+ 10℃以下の温度である。

 次いで、交流電力発生装置11の変圧器の� �対の一次側端子間に一次電圧が印加される� �この一次電圧は、ここでは商用周波数の正� �波交流電圧である。すると、変圧器の二次� �端子間に二次電圧が誘起され、この二次電� �から安全抵抗(不図示)や電流計(不図示)によ� ��電圧降下を差し引いた負荷電圧が冷凍物21(� ��確には金属板14、15)と変圧器の一対の二次� �端子の他方との間に印加される。このため� �冷凍物21に、冷凍物21と変圧器の一対の二次� ��端子の他方との間の負荷インピーダンス(漏 れ抵抗や容量)に応じた微弱な負荷電流が流� �る。これにより、交流電力発生装置11から通 電レール12、金属板14、15および冷凍物21に所� ��の交流電力が印加される。なお、二次側端� ��の他方を開放させず、接地させ、金属板14� �15と接地端子間に高抵抗素子を配置しても良 い。

 ここで、上記負荷電圧は、10V以上、5kV以� ��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、上記負荷電 流は、1μA以上、1000mA以下であることが好ま� �く、10μA以上、100mA以下であることがより好� ��しい。

 次に、本実施形態の電力印加装置100によ� ��冷凍物21の鮮度保持のメカニズムについて� �明する。

 冷凍物21の解凍に関連した、冷凍物21の劣化 (鮮度低下)の要因は、以下の如く、大別され� ��。なおここでは、冷凍物21として冷凍食材� �例に説明する。
(1)離水による劣化
 冷凍食材の解凍に伴い、食材の温度が高く� ��り過ぎると、組織内に含まれる水分を細胞� ��抱えきれなくなる。そうなると、細胞膜が� ��れ、離水が発生する(ドリップ発生)。この� �水中には、養分が多く含まれており、その� �果、菌の増殖速度を促すことになる。
(2)酸化による劣化
 食材中の成分は、脂肪分をはじめ、空気中� ��酸素と結びついて酸化する。このような酸� ��は、食材の劣化を進行させる。

 そこで、本実施形態の電力印加装置100は� ��上記食材の劣化を、以下のようにして抑制� ��ている。

 まず、所定温度範囲(例えば、-5℃以上、+ 10℃以下)で解凍が実行されることから、細胞 の組織破壊が適切に抑制される。また、電力 印加装置100による高電圧静電誘導エネルギー 印加は、食材中の細胞を活性化させることか ら、食材中で消費されるエネルギーの減少を 抑え、離水をより抑制される方向に作用する 。その一方、上記所定温度範囲であっても、 細胞活性化効果により、冷凍食材がスムーズ に解凍されると考えられる。

 また、食材に高電圧静電誘導エネルギー� ��与えて帯電させると(つまり、食材に微弱な 電流を与えると)、イオンバランスが不安定� �なり、大気中の酸素と食材との結びつきが� �制されると考えられる。なお、食材の酸化� �制の詳細なメカニズムは明らかではないが� �所定の電圧(10V以上、5kV以下)および電流(1μA� ��上、1000mA以下)の条件の下で、食材に交流電 力を供給すれば、食材の酸化が抑制されるこ とが既に検証されている。

 以上に説明したように、本実施形態の電� ��印加装置100によれば、所定の電圧(10V以上、 5kV以下)および電流(1μA以上、1000mA以下)の条� �の下で、被処理物に交流電力を供給するこ� �ができる。これにより、例えばこの交流電� �を冷凍食材の解凍に利用する場合には、冷� �食材の組織が活性化され、その鮮度を適切� �保てる。

 また、本実施形態の電力印加装置100では� ��絶縁性に優れた碍子19、20a、20bを用いて各� �圧印加部材(金属板14、15や通電レール12)の絶 縁をとったことから、処理容器10の内部が、� ��気絶縁にとって好ましくない環境、例えば� ��多量の水分を含む高湿度環境になっても、� ��れらの部材の絶縁が適切に保てる。

 更に、本実施形態の電力印加装置100では、� ��理容器10の下壁10eから立設された碍子20bの� �端面に金属板15を支持させたことにより、処 理空間10aのデッドスペースを無くして、処理 空間10aを有効活用できる。

 なおここまで、電力印加装置100の用途とし� ��、冷凍物21の解凍機として使用する例を述� �たが、これに限らない。当該電力印加装置10 0は、解凍と逆に、所定温度範囲(例えば、-60� ��以上、0℃以下)で食材や飲料水を凍結させ� �凍結機の用途にも使用でき、上記所定温度� �囲(例えば、-5℃以上、+10℃以下)で冷凍物21� �凍結させることなく、鮮度保持させる保鮮� �の用途にも使用できる。

 更に、この電力印加装置100を、食材や飲料� ��の他、金属素材等の各種の材料の酸化(例え ば金属素材の加熱酸化)を抑制する、酸化抑� �装置として流用することも可能である。