青果物の輸出促進に資する高電圧・プラズマ利用高度品質保持技術の確立
| Project/Area Number | 16H05005 |
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Agricultural environmental engineering/Agricultural information engineering
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
内野 敏剛 九州大学, 農学研究院, 特任教授 (70134393)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高木 浩一 岩手大学, 理工学部, 教授 (00216615)
田中 史彦 九州大学, 農学研究院, 教授 (30284912)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Project Status |
Granted(Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥18,070,000 (Direct Cost : ¥13,900,000、Indirect Cost : ¥4,170,000)
Fiscal Year 2018 : ¥3,380,000 (Direct Cost : ¥2,600,000、Indirect Cost : ¥780,000)
Fiscal Year 2017 : ¥3,770,000 (Direct Cost : ¥2,900,000、Indirect Cost : ¥870,000)
Fiscal Year 2016 : ¥10,920,000 (Direct Cost : ¥8,400,000、Indirect Cost : ¥2,520,000)
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| Keywords | 農業工学 / 農林水産物 / プラズマ / 高電圧 / 青果物輸出 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1.プラズマによる空中浮遊菌の殺菌：２種類のDBD式リアクタを用いて殺菌試験を行った。昨年と同様の方法でPenicillium italicumの空中浮遊菌をリアクタ部に導き、リアクタAにはパルス電圧（0.1ｋHz、)とリアクタBには正弦波電圧（11ｋHz、14.6ｋVp-pを印加した。リアクタBはリアクタAと同じものが空気流の方向に３連になっている。リアクタAを用い、電圧を5または7ｋVp-p、空気流量を1～4L/minと変化させた結果、7ｋVp-p、1L/minのとき、生菌数はほぼ一桁程度減少した。また、リアクタBを用いリアクタ数を変えて試験した結果、リアクタ数が1から3個へと増加することにより、明らかに生菌数は減少した。オゾンによる寄与を調べるため、活性酸素の寿命が終了する位置で殺菌試験を行ったが、高濃度オゾンにもかかわらず、アオカビ胞子は死滅しなかった。これは送気するガス中に水分が含まれないため、オゾンの効果が表れていないと思われ、今後さらに検討が必要である。
2.プラズマによるエチレン分解：上記と同様にDBD式のリアクタAを用い、内寸475×310×295mmの容器内に設置し、容器内エチレン濃度を100ppmとして、リアクタに電圧を4.8～6.0kVp-p（0.1ｋHz)印加した。この結果エチレン分解効率は5.4kVp-pで最大の約1.8g/kWhとなり、コロナ放電より高い値となった。また、容器の大きさを３種類にして、小型容器から求めた分解速度定数を用い、中型、大型の装置内のエチレン濃度をほぼ予測できることを明らかにした。さらに、CFDで化学種モデルを用いて、大型コンテナ内に設置したDBD式リアクタの性能を計算し、95ppmのエチレンがリアクタを通過する際に0.34～0.58ppm濃度が低下することを見だした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2 : Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究実施計画では、プラズマによる空中浮遊菌の殺菌で新たにDBD式のリアクタを用いて殺菌効果試験を行い、その際、電圧波形や周波数を変えるとされており、これについてはほぼ計画通りに試験を行った。また、オゾンの寄与を明らかにするところで、寄与率を求めるには至っていないが、オゾンのみの殺菌試験に着手している。
エチレン分解では昨年に引き続き分解効率を求める計画であったが、これは達成され、さらに小型容器の分解速度定数から大型容器のエチレン濃度予測を行うなど計画よりも進んでいるところもある。さらに、CFDによるエチレンの拡散予測は化学種モデルを用いて、リアクタのエチレン分解能力を算出した。
以上のことから概ね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
概ね順調であるので、次年度も今年度と同様に研究計画に沿って研究を進めていく所存である。遅れの見られる鮮度保持試験をできるだけはやく行っていきたい。
空中浮遊菌の殺菌では引き続き同様に最適な運転条件を見だす試験を行うとともに、湿度をコントロールしてオゾンの効果を明らかにしていく。エチレン分解では初年度の試験結果から、深紫外線LEDをリアクタの反応部近辺において、紫外線によるオゾン分解とこれに伴う原子状酸素の増加によるエチレン分解能の向上効果について再度検証する。また、CFDを用いた庫内のエチレン拡散予測をさらに発展させる。静電霧化装置の基礎試験も行う。最終年度であるので、アウトリーチ活動にも力を入れたい。
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Report
(2results)
Research Products
(5results)
