本發(fā)明涉及使用了等離子體的液體處理方法、液體處理裝置及洗衣機(jī)。

背景技術(shù)：

以往，為了對(duì)液體或氣體進(jìn)行凈化或殺菌，研究了利用等離子體的技術(shù)。例如，專利文獻(xiàn)1中，公開了通過等離子體產(chǎn)生OH自由基等活性種，通過產(chǎn)生的活性種對(duì)水進(jìn)行殺菌的殺菌裝置。

專利文獻(xiàn)1中記載的殺菌裝置具備一對(duì)電極，在該對(duì)電極之間施加2kV/cm～50kV/cm、100Hz～20kHz的負(fù)極性的高電壓脈沖進(jìn)行放電。通過放電的能量引起的水的蒸發(fā)以及伴隨沖擊波的氣化，產(chǎn)生由水蒸氣形成的氣泡，在該氣泡中生成等離子體。

專利文獻(xiàn)2中記載的殺菌方法通過在將pH調(diào)整為4.8以下的液體的附近或以與液體接觸的方式生成等離子體，使通過等離子體產(chǎn)生的自由基與液體接觸，將在液體中或表面上存在的菌殺死。

專利文獻(xiàn)3的殺菌方法通過等離子體生成裝置使氣相中產(chǎn)生等離子體，通過所述等離子體在氣相中生成離子，通過對(duì)所生成的離子施加的電場(chǎng)使所述離子向所述液體電泳。此時(shí)，將液體以其pH為4.8以下的方式進(jìn)行調(diào)整。

專利文獻(xiàn)1～3均以提高殺菌效率為目的。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

[專利文獻(xiàn)1]日本特開2009-255027號(hào)公報(bào)

[專利文獻(xiàn)2]日本專利第4408957號(hào)公報(bào)

[專利文獻(xiàn)3]日本專利第5305274號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

然而，根據(jù)上述專利文獻(xiàn)1～3，通過等離子體生成裝置對(duì)液體進(jìn)行除菌時(shí)，存在難以判斷除菌進(jìn)行到何等程度的問題。

因此，本發(fā)明提供根據(jù)除菌的進(jìn)行情況而停止或繼續(xù)產(chǎn)生等離子體的液體處理方法、液體處理裝置及洗衣機(jī)。

用于解決課題的手段

本發(fā)明的一方式的液體處理方法包括以下工序：準(zhǔn)備除菌對(duì)象的液體的工序，通過開始對(duì)電極對(duì)施加電力、產(chǎn)生等離子體而在所述液體中產(chǎn)生活性種的工序，在產(chǎn)生等離子體的期間測(cè)定所述液體中的氫離子濃度的工序，計(jì)測(cè)從開始施加所述電力時(shí)起的經(jīng)過時(shí)間的工序，以及，在通過(a)將所述氫離子濃度與所述經(jīng)過時(shí)間相乘、或(b)將所述氫離子濃度在所述經(jīng)過時(shí)間內(nèi)進(jìn)行積分而得到的值比第1閾值大時(shí)，停止施加所述電力，在所述值比所述第1閾值小時(shí)，繼續(xù)施加所述電力的工序。

另外，這些總括性的或具體的方式可以通過系統(tǒng)、裝置、集成電路、計(jì)算機(jī)程序、或計(jì)算機(jī)可讀取的CD-ROM等記錄介質(zhì)實(shí)現(xiàn)，也可以通過系統(tǒng)、裝置、集成電路、計(jì)算機(jī)程序及記錄介質(zhì)的任意組合來實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明效果

本發(fā)明的液體處理方法能夠根據(jù)除菌的進(jìn)行情況而停止或繼續(xù)產(chǎn)生等離子體。

附圖說明

圖1為表示實(shí)施方式中的液體處理裝置的構(gòu)成例的框圖。

圖2為表示實(shí)施方式中的液體處理方法的處理例的流程圖。

圖3A為表示實(shí)驗(yàn)1～6的相對(duì)于經(jīng)過時(shí)間的活菌數(shù)和pH值的變化的圖形。

圖3B為圖3A中的實(shí)驗(yàn)1～6的說明圖。

圖4為表示實(shí)驗(yàn)1的相對(duì)于經(jīng)過時(shí)間的活菌數(shù)和pH值的變化的圖形。

圖5為表示實(shí)驗(yàn)2的相對(duì)于經(jīng)過時(shí)間的活菌數(shù)和pH值的變化的圖形。

圖6為表示實(shí)驗(yàn)3的相對(duì)于經(jīng)過時(shí)間的活菌數(shù)和pH值的變化的圖形。

圖7為表示實(shí)驗(yàn)4的相對(duì)于經(jīng)過時(shí)間的活菌數(shù)和pH值的變化的圖形。

圖8為表示實(shí)驗(yàn)5的相對(duì)于經(jīng)過時(shí)間的活菌數(shù)和pH值的變化的圖形。

圖9為表示實(shí)驗(yàn)6的相對(duì)于經(jīng)過時(shí)間的活菌數(shù)和pH值的變化的圖形。

圖10為表示作為多個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果、將氫離子濃度用經(jīng)過時(shí)間進(jìn)行積分而得到的值與活菌數(shù)的關(guān)系的圖形。

圖11為表示實(shí)施方式的變形例中的液體處理方法的處理例的流程圖。

具體實(shí)施方式

(作為本發(fā)明的基礎(chǔ)的見解)

本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了關(guān)于在“背景技術(shù)”欄中記載的通過等離子體生成裝置對(duì)液體進(jìn)行除菌的方案會(huì)產(chǎn)生以下問題。

等離子體生成裝置通過等離子體產(chǎn)生OH自由基等活性種，通過產(chǎn)生的活性種對(duì)液體進(jìn)行除菌。但是，除菌進(jìn)行到何種程度通常通過將除菌后的液體培養(yǎng)1日左右并計(jì)算出除菌率或活菌數(shù)來把握。即，存在確認(rèn)除菌率時(shí)花費(fèi)培養(yǎng)的功夫和時(shí)間的問題。

本發(fā)明人在使除菌對(duì)象的液體的pH(氫離子濃度指數(shù)或酸堿度的簡稱)值變化的同時(shí)進(jìn)行多個(gè)實(shí)驗(yàn)的過程中，發(fā)現(xiàn)了以下兩點(diǎn)。第一，pH值越小，例如pH值為7以下時(shí)，能夠大幅縮短除菌對(duì)象的液體通過等離子體除菌的時(shí)間。第二，能夠通過由除菌對(duì)象的液體的氫離子濃度和等離子體的放電時(shí)間計(jì)算出的值推測(cè)出除菌率。

根據(jù)第一見解，通過控制使pH值減小，能夠提高除菌效率。例如，已知除菌對(duì)象的液體即使其為中性，等離子體的放電時(shí)間越長，氫離子濃度越增加。即，可認(rèn)為等離子體的放電時(shí)間越長，液體的pH值越小，除菌效率越高。關(guān)于除菌效率提高，可認(rèn)為是氫離子濃度越高(即pH值越小)，OH自由基等活性種對(duì)細(xì)菌的攻擊力越大。

根據(jù)第二見解，通過推測(cè)除菌率，能夠不花費(fèi)培養(yǎng)的功夫和時(shí)間而簡便地把握除菌效率。認(rèn)為除菌率可基于哲克-沃森(Chick-Watson)的法則由氫離子濃度和等離子體的放電時(shí)間的乘積的值推測(cè)。

在此，對(duì)哲克-沃森的法則進(jìn)行簡單說明。根據(jù)哲克-沃森的法則，消毒劑的殺菌效力以消毒劑的濃度(C)和消毒劑與細(xì)菌接觸的時(shí)間(T)的乘積的函數(shù)表示，系數(shù)因消毒劑和細(xì)菌的組合而異。哲克-沃森的法則通過下 述式1來表示。

C·T＝－(1/k)log(N/N₀) (式1)

在此，C為消毒劑的濃度。通過等離子體除菌時(shí)，可認(rèn)為相當(dāng)于消毒劑的物質(zhì)為作為對(duì)細(xì)菌的攻擊粒子發(fā)揮作用的OH自由基等活性種。氫離子濃度雖并非為攻擊粒子的濃度本身，但根據(jù)上述第一見解，可認(rèn)為與C相關(guān)。因此，本發(fā)明中，C可視為氫離子濃度。因此，C的單位為氫離子濃度的單位(mol/L)。

T為攻擊粒子與細(xì)菌的接觸時(shí)間，例如，為等離子體放電時(shí)間。T的單位為(min)。

N₀為攻擊粒子與細(xì)菌接觸前(例如等離子體放電前)的活菌數(shù)(cfu/ml)。cfu為菌落形成單位的簡稱，是指細(xì)菌量的單位，即具有形成菌落的能力的單位數(shù)。

N為攻擊粒子與細(xì)菌的接觸時(shí)間、例如等離子體放電時(shí)間T內(nèi)的活菌數(shù)(cfu/ml)。

k為致死效果系數(shù)。在此，單位為((mol/L)·min)。致死效果系數(shù)因消毒劑的種類和細(xì)菌的種類而異。

可認(rèn)為式1的左邊、即氫離子濃度與等離子體的放電時(shí)間的乘積C·T的值表示OH自由基等活性種作為攻擊粒子攻擊細(xì)菌的工作量。式1的右邊的N/N₀表示等離子體放電時(shí)間T內(nèi)的活菌數(shù)的比例。除菌率用(1－(N/N₀))表示。

這樣，認(rèn)為可通過除菌對(duì)象的液體的氫離子濃度與等離子體的放電時(shí)間相乘得到的值、或?qū)潆x子濃度用等離子體的放電時(shí)間積分得到的值來推測(cè)除菌率。

(實(shí)施方式的概要)

因此，本發(fā)明的一方式的液體處理方法為為了應(yīng)對(duì)在確認(rèn)除菌率時(shí)花費(fèi)培養(yǎng)的功夫和時(shí)間的問題、使用具備電極對(duì)和對(duì)所述電極對(duì)施加電力的電源的等離子體生成裝置的液體處理方法，包括以下工序：準(zhǔn)備除菌對(duì)象的液體的工序，通過所述電源對(duì)所述電極對(duì)施加電力使所述等離子體生成裝置產(chǎn)生等離子體而在所述液體中產(chǎn)生活性種的工序，在產(chǎn)生等離子體的工序期間測(cè)定所述液體中的氫離子濃度的工序，在產(chǎn)生等離子體的工序期 間計(jì)測(cè)從所述電源開始施加電力時(shí)起的經(jīng)過時(shí)間的工序，以及，在所述氫離子濃度與所述經(jīng)過時(shí)間的乘積的值比第1閾值大時(shí)，停止施加所述電源的電力，在所述乘積的值比所述第1閾值小時(shí)，繼續(xù)施加所述電源的電力的工序。

據(jù)此，能夠根據(jù)除菌率控制施加電力的繼續(xù)/停止，由此，能夠繼續(xù)或停止等離子體的產(chǎn)生。第1閾值可以以對(duì)應(yīng)所期望的除菌率的方式進(jìn)行設(shè)定。此外，能夠減少用于判斷除菌進(jìn)行到何種程度的培養(yǎng)的功夫和時(shí)間。

在此，所述液體處理方法進(jìn)一步包括：在所述經(jīng)過時(shí)間達(dá)到一定時(shí)間的時(shí)刻，當(dāng)所述乘積的值比第2閾值小時(shí)，在所述液體中追加酸性物質(zhì)的工序，所述第2閾值可以為所述第1閾值以下。

據(jù)此，在經(jīng)過一定時(shí)間的時(shí)刻的除菌作用比期待的弱時(shí)，通過追加酸性物質(zhì)降低pH值，能夠增強(qiáng)除菌作用。由此，能夠?qū)⒊鷷r(shí)間縮短到所期望的時(shí)間內(nèi)。

另外，第2閾值可以為與第1閾值相同的值，也可以為更小的值。一定時(shí)間可以為根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)預(yù)測(cè)所述乘積的值達(dá)到第2閾值時(shí)的時(shí)間。此外，本液體處理方法用于洗衣機(jī)時(shí)，酸性物質(zhì)可以為酸性洗滌劑。

在此，所述第1閾值可以為1×10^-3[min·mol/L]。

據(jù)此，能夠在活菌數(shù)達(dá)到不足初期的活菌數(shù)的百分之一的時(shí)刻停止等離子體放電。

本發(fā)明的一方式的液體處理裝置具備：具備電極對(duì)和在所述電極對(duì)之間施加電力的電源、并通過所述電源施加電力產(chǎn)生等離子體而在液體中產(chǎn)生活性種的等離子體生成裝置；在所述等離子體生成裝置產(chǎn)生等離子體期間測(cè)定所述液體中的氫離子濃度的傳感器；計(jì)測(cè)從所述電源開始施加電力時(shí)起的經(jīng)過時(shí)間的計(jì)時(shí)器；以及，在所述傳感器測(cè)定的氫離子濃度與所述計(jì)時(shí)器計(jì)測(cè)的經(jīng)過時(shí)間的乘積的值比第1閾值大時(shí)，使所述電源的電力施加停止的控制器。

本發(fā)明的一方式的洗衣機(jī)具備上述的液體處理裝置。

另外，這些總括性的或具體的方式也可以在飲用水用的凈水裝置、或清洗坐便器的溫水罐裝置中實(shí)現(xiàn)。

以下，參照附圖對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行具體地說明。

另外，以下說明的實(shí)施方式均表示總括性的或具體的例子。以下的實(shí)施方式所示的數(shù)值、形狀、材料、構(gòu)成要素、構(gòu)成要素的配置位置及連接方式、步驟、步驟的順序等僅為一例子，其主旨并非限定本發(fā)明。此外，以下的實(shí)施方式中的構(gòu)成要素中，對(duì)于獨(dú)立權(quán)利要求中未記載的構(gòu)成要素，作為任選的構(gòu)成要素進(jìn)行說明。

另外，本發(fā)明中，除菌的完成是指將活菌數(shù)減至低于初期的活菌數(shù)的百分之一。

(實(shí)施方式)

[1.液體處理裝置的構(gòu)成例]

圖1為表示實(shí)施方式中的液體處理裝置100的構(gòu)成例的框圖。該液體處理裝置100可用于例如飲用水用的凈水裝置、洗衣機(jī)、清洗坐便器的溫水罐裝置等。如該圖所示，液體處理裝置100具備第1金屬電極101、第2金屬電極102、絕緣體103、電源104、供給泵105、反應(yīng)槽106、pH處理槽107、循環(huán)泵108、配管109、計(jì)時(shí)器117、pH測(cè)定器118、以及控制器119。

第1金屬電極101為以在反應(yīng)槽106內(nèi)至少露出一部分的方式配置的、例如棒狀的電極。

第2金屬電極102為以在反應(yīng)槽106內(nèi)至少露出一部分的方式配置的、例如棒狀的電極。

絕緣體103環(huán)繞在第1金屬電極101的外周，在絕緣體103的內(nèi)周與第1金屬電極101的外周之間形成有通氣用的空隙。絕緣體103安裝在反應(yīng)槽106的開口中?？障对诮^緣體103和第1金屬電極101的前端附近與反應(yīng)槽106的內(nèi)部的空間連通。

電源104在由第1金屬電極101和第2金屬電極102構(gòu)成的電極對(duì)之間施加電力，由此，產(chǎn)生等離子體115，在被處理液110中產(chǎn)生OH自由基等活性種。

電源104例如通過在第1金屬電極101和第2金屬電極102之間施加脈沖電壓或交流電壓來施加電力。例如，規(guī)定的電壓為2kV～50kV/cm、1Hz～100kHz的負(fù)極性的高電壓脈沖。電壓波形可以為例如脈沖狀、正弦半波形及正弦波狀中的任意一種。在一對(duì)電極之間流通的電流值例如為 1mA～3A。具體地，電源104在第1金屬電極101與第2金屬電極102之間施加峰值電壓為4kV、脈沖寬度為1μs、頻率為30kHz的脈沖電壓。例如，電源104的輸入電力為30W。另外，在電極對(duì)之間連續(xù)地施加具有規(guī)定的頻率的脈沖電壓時(shí)，在其脈沖電壓的波形的1個(gè)周期期間，可能存在電壓為0V的期間。本發(fā)明中，將這樣的期間視為連續(xù)施加電力的狀態(tài)，而不視為停止施加電力的狀態(tài)。

供給泵105在第1金屬電極101與絕緣體103之間的空隙中供給氣體，在絕緣體103和第1金屬電極101的前端部分連續(xù)地產(chǎn)生氣泡116。即使沒有該氣泡116，在電極對(duì)之間也產(chǎn)生等離子體115，但通過使氣泡116存在，能夠提高通過等離子體115產(chǎn)生的活性種的產(chǎn)生效率。

反應(yīng)槽106儲(chǔ)存被處理液110。被處理液110例如為除菌對(duì)象的液體。

pH處理槽107儲(chǔ)存除菌對(duì)象的被處理液110。液體處理裝置100用于飲用水用的凈水裝置、清洗坐便器的溫水罐裝置時(shí)，未必需要具備pH處理槽107。液體處理裝置100用于洗衣機(jī)時(shí)，可以具備pH處理槽107作為清洗和脫水用的清洗槽，具備反應(yīng)槽106作為除菌用的副罐。

循環(huán)泵108使被處理液110在反應(yīng)槽106和pH處理槽107之間通過配管109循環(huán)。

配管109為連接反應(yīng)槽106、pH處理槽107及循環(huán)泵108的管道。

計(jì)時(shí)器117測(cè)定從電源104開始對(duì)電極對(duì)施加電力時(shí)起的經(jīng)過時(shí)間。此外，存在替換全部或一部分被處理液110的情況時(shí)，測(cè)定從替換時(shí)起的經(jīng)過時(shí)間。

pH測(cè)定器118為測(cè)定除菌對(duì)象的被處理液110的氫離子濃度的傳感器。pH測(cè)定器118例如可由玻璃電極和半導(dǎo)體芯片構(gòu)成。

控制器119控制液體處理裝置100整體。在除菌處理中，控制器119例如在通過pH測(cè)定器118測(cè)定的氫離子濃度與通過計(jì)時(shí)器117測(cè)定的經(jīng)過時(shí)間的乘積的值比第1閾值大時(shí)，使電源104的電力施加停止，在乘積的值比第1閾值小時(shí)，使電源104的電力施加繼續(xù)。例如，為了使被處理液110的除菌完成，可以將第1閾值設(shè)定為1×10^-3[min·mol/L]。

[2.液體處理裝置的動(dòng)作例]

對(duì)于如上構(gòu)成的液體處理裝置100，對(duì)進(jìn)行除菌處理的動(dòng)作進(jìn)行說明。

圖2為表示實(shí)施方式中的液體處理方法的處理例的流程圖。首先，準(zhǔn)備除菌處理的液體，即將被處理液110儲(chǔ)存在反應(yīng)槽106和pH處理槽107中(S0)。例如，液體處理裝置100用于洗衣機(jī)時(shí)，在作為投入衣物的洗滌槽的pH處理槽107中注水，投入洗滌劑。該洗滌劑例如為酸性洗滌劑。

接著，控制器119使供給泵105和循環(huán)泵108啟動(dòng)(S1)。由此，供給泵105從第1金屬電極101與絕緣體103之間的空隙向被處理液110中產(chǎn)生氣泡116。此外，循環(huán)泵108使被處理液110在反應(yīng)槽106和pH處理槽107之間循環(huán)。

進(jìn)一步，控制器119使電源104開始對(duì)電極對(duì)施加電力(S2)。由此，所述等離子體生成裝置產(chǎn)生等離子體115，等離子體115使被處理液110中產(chǎn)生活性種。此時(shí)，計(jì)時(shí)器117開始測(cè)定經(jīng)過時(shí)間。

然后，控制器119在產(chǎn)生等離子體115的期間，通過pH測(cè)定器118測(cè)定液體中的氫離子濃度(S3)，并獲取從電源104開始施加電力時(shí)起的經(jīng)過時(shí)間(S4)。

接著，控制器119使用氫離子濃度和經(jīng)過時(shí)間執(zhí)行計(jì)算(S5)。步驟S5中，例如，計(jì)算出氫離子濃度與經(jīng)過時(shí)間相乘而得到的積、或?qū)潆x子濃度用經(jīng)過時(shí)間積分而得到的值。圖2中，在步驟S5中，例示了計(jì)算出積分值的例子。另外，本發(fā)明中的“積分”包括在離散的時(shí)間內(nèi)的積分。例如，在經(jīng)過時(shí)間的期間多次測(cè)定氫離子濃度時(shí)，按各次測(cè)定求出所測(cè)定的氫離子濃度與從前次測(cè)定至此次測(cè)定的期間的乘積，將這些積累計(jì)?；蛘撸诮?jīng)過時(shí)間的期間隔一定期間多次測(cè)定氫離子濃度時(shí)，將多次測(cè)定的氫離子濃度累計(jì)，使其累計(jì)值與期間相乘。通過這些計(jì)算，得到相當(dāng)于積分值的值。另外，本發(fā)明中，有時(shí)將使用累計(jì)得到的積分值稱為“累計(jì)值”。

控制器119判斷所計(jì)算出的值是否比第1閾值大(S6)?？刂破?19在所計(jì)算出的值比第1閾值大時(shí)，停止通過電源104施加電力(S7)，在所計(jì)算出的值比第1閾值小時(shí)，保持繼續(xù)通過電源104施加電力的狀態(tài)，返回到步驟S3。

例如，在設(shè)定被處理液110的活菌數(shù)低于1/100時(shí)，可將第1閾值設(shè)定為1×10^-3[min·mol/L]。由此，可推測(cè)被處理液110是否已被除菌。

另外，關(guān)于基于氫離子濃度和經(jīng)過時(shí)間的值(乘積或積分值)與第1 閾值之間的大小關(guān)系的判斷，可以通過將該值與第1閾值直接比較來判斷，也可以通過能夠得到與將該值和第1閾值進(jìn)行比較的情況實(shí)質(zhì)相同的結(jié)果的其它的運(yùn)算來執(zhí)行。

進(jìn)一步，控制器119停止電源104后，對(duì)被處理液110的溶劑或溶質(zhì)是否有變動(dòng)進(jìn)行判斷(S8)。此處所謂的變動(dòng)是指被處理液110的替換或追加。例如，液體處理裝置100為洗衣機(jī)時(shí)，被處理液110的變動(dòng)是指第一次洗滌、漂洗、或脫水結(jié)束轉(zhuǎn)移到下一工序時(shí)的排水和注水。此外，液體處理裝置100為飲用水用的凈水器、或清洗坐便器的罐裝置時(shí)，被處理液110的變動(dòng)是指所減少部分的水的補(bǔ)充或追加。

控制器119在被處理液110存在變動(dòng)時(shí)(S8為是)，進(jìn)入步驟S2，沒有變動(dòng)時(shí)(S8為否)，停止供給泵105和循環(huán)泵108(S9)，結(jié)束液體處理。

如以上說明，根據(jù)本實(shí)施方式中的液體處理方法，能夠根據(jù)除菌率自動(dòng)地控制電力施加的停止/繼續(xù)。在第1閾值以對(duì)應(yīng)所期望的除菌率的方式設(shè)定時(shí)，能夠根據(jù)除菌率是否達(dá)到所期望的值，使等離子體115的產(chǎn)生停止/繼續(xù)。此外，為了判斷除菌進(jìn)行到何種程度，不需要花費(fèi)功夫和時(shí)間進(jìn)行菌培養(yǎng)。

[3.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)]

使用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)使用氫離子濃度和經(jīng)過時(shí)間推測(cè)除菌率的妥當(dāng)性進(jìn)行說明。

圖3A為表示實(shí)驗(yàn)1～6的相對(duì)于經(jīng)過時(shí)間的活菌數(shù)和pH值的變化的圖形。橫軸表示從電源104開始施加電力時(shí)起的經(jīng)過時(shí)間[min]。左側(cè)的縱軸表示活菌數(shù)[cfu/ml]。右側(cè)的縱軸表示pH值、即氫離子濃度。例如，pH值為7時(shí)，氫離子濃度為1×10^-7[mol/L]，pH值為5時(shí)，氫離子濃度為1×10^-5[mol/L]。圖3A中對(duì)實(shí)驗(yàn)1～6各自的活菌數(shù)(虛線圖形)和pH值(實(shí)線圖形)進(jìn)行繪圖。

首先，使用圖3B對(duì)實(shí)驗(yàn)1～6進(jìn)行說明。實(shí)驗(yàn)1～6中，將初期的活菌數(shù)為約1×10⁴[cfu/ml]以上的液體500ml作為除菌對(duì)象的液體樣品。

實(shí)驗(yàn)1中，為了調(diào)整pH值，從等離子體開始產(chǎn)生起5分鐘后，在等離子體處理中的液體樣品中添加5μl的硫酸。

實(shí)驗(yàn)2中，為了調(diào)整pH值，從等離子體開始產(chǎn)生起5分鐘后，在等離 子體處理中的液體樣品中添加10μl的硫酸。

實(shí)驗(yàn)3中，為了調(diào)整pH值，從等離子體開始產(chǎn)生起5分鐘后，在等離子體處理中的液體樣品中添加15μl的硫酸。

實(shí)驗(yàn)4中，不對(duì)液體樣品進(jìn)行等離子體處理，放置5分鐘后，為了調(diào)整pH值，在液體樣品中添加30μl的硫酸。

實(shí)驗(yàn)5中，為了調(diào)整pH值，在等離子體開始產(chǎn)生的同時(shí)，在液體樣品中添加30μl的硫酸。

實(shí)驗(yàn)6中，對(duì)液體樣品進(jìn)行了等離子體處理，但未添加硫酸。

此外，圖3A的與橫軸平行的虛線表示除菌完成的線。圖3A的與縱軸平行的虛線表示為從等離子體產(chǎn)生起5分鐘后，這在實(shí)驗(yàn)1～4中與添加硫酸的時(shí)刻一致。

由于圖3A中6種實(shí)驗(yàn)結(jié)果混合在一起，難以看清，所以將圖3A的圖形按照實(shí)驗(yàn)1～6分別顯示在圖4～圖9中。

圖3A～圖9的圖形，如以下說明的那樣，顯示出pH值越小時(shí)，除菌效率越高。

與等離子體處理一并添加了硫酸的樣品(實(shí)驗(yàn)1～3及5；圖4～6、8)與只進(jìn)行了等離子體處理而未添加硫酸的樣品(實(shí)驗(yàn)6；圖9)相比，能夠在大幅縮短的時(shí)間內(nèi)完成除菌。例如，在圖9所示的實(shí)驗(yàn)6中，從開始等離子體處理至除菌完成所經(jīng)過的時(shí)間為約36分鐘。另一方面，在圖4～圖6及圖8分別所示的實(shí)驗(yàn)1～3及5中，從開始等離子體處理至除菌完成所經(jīng)過的時(shí)間為約3分鐘至約13分鐘的范圍內(nèi)，從添加硫酸至除菌完成所經(jīng)過的時(shí)間為約3分鐘至8分鐘的范圍內(nèi)。

該結(jié)果表示，以pH值為7以下的狀態(tài)進(jìn)行等離子體處理時(shí)，與未調(diào)整pH值進(jìn)行等離子體處理時(shí)相比，能將至液體除菌為止所花費(fèi)的時(shí)間按最大值計(jì)大幅縮短至約十分之一。

接著，對(duì)表示氫離子濃度用經(jīng)過時(shí)間積分而得到的值與活菌數(shù)的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行說明。

圖10為表示對(duì)于多個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果、將氫離子濃度用經(jīng)過時(shí)間進(jìn)行積分而得到的值和活菌數(shù)的圖形。橫軸表示將氫離子濃度用經(jīng)過時(shí)間進(jìn)行積分而得到的值[min·mol/l]?？v軸表示活菌數(shù)[cfu/ml]。

圖10表示上述說明的實(shí)驗(yàn)1～3、5、6的結(jié)果和以下說明的實(shí)驗(yàn)7～9的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)7～9中，與其它實(shí)驗(yàn)同樣地，將初期的活菌數(shù)為約1×10⁴[cfu/ml]以上的液體500ml作為除菌對(duì)象的液體樣品。實(shí)驗(yàn)7～9中，與實(shí)驗(yàn)6同樣地，對(duì)液體樣品進(jìn)行了等離子體處理，但未添加硫酸。

實(shí)驗(yàn)7中，在反應(yīng)槽106內(nèi)設(shè)置分別包括第1金屬電極101、第2金屬電極102、絕緣體103、電源104、以及供給泵105的3臺(tái)等離子體生成器，處理500ml的液體樣品。各電源104的輸出功率為30W。

實(shí)驗(yàn)8中，在反應(yīng)槽106內(nèi)設(shè)置6臺(tái)等離子體生成器，處理500ml的液體樣品。各電源104的輸出功率為30W。

實(shí)驗(yàn)9中，代替實(shí)驗(yàn)6的電源104(其具有30W的輸出功率)，使用具有200W的輸出功率的電源，進(jìn)行等離子體處理。

圖10中，與添加的硫酸的量(或通過添加引起的pH值的降低率)、以及產(chǎn)生的等離子體115的量及功率無關(guān)，任意實(shí)驗(yàn)結(jié)果均顯示出類似的趨勢(shì)。該結(jié)果表示只要獲知將氫離子濃度用經(jīng)過時(shí)間進(jìn)行積分而得到的值，即可推測(cè)大致的活菌率(或除菌率)。

例如，將氫離子濃度用經(jīng)過時(shí)間進(jìn)行積分而得到的值為1.0×10^-3以上時(shí)，可推測(cè)出實(shí)現(xiàn)了活菌數(shù)降低2位數(shù)的除菌率(例如，活菌數(shù)由1×10⁴減少至1×10²以下的除菌率)。

此外，將氫離子濃度用經(jīng)過時(shí)間進(jìn)行積分而得到的值為1.1×10^-3以上時(shí)，可推測(cè)出實(shí)現(xiàn)了活菌數(shù)降低3位數(shù)的除菌率(例如，活菌數(shù)由1×10⁴減少至1×10¹以下的除菌率)。

此外，將氫離子濃度用經(jīng)過時(shí)間進(jìn)行積分的值為1.1×10^-4以上時(shí)，可推測(cè)出實(shí)現(xiàn)了活菌數(shù)降低1位數(shù)的除菌率(例如，活菌數(shù)由1×10⁴減少至1×10³以下的除菌率)。

這樣，認(rèn)為能夠基于將除菌對(duì)象的液體的氫離子濃度用從等離子體開始放電起的經(jīng)過時(shí)間進(jìn)行積分而得到的值來推測(cè)除菌率。

另外，代替將氫離子濃度用經(jīng)過時(shí)間進(jìn)行積分而得到的值，也可以通過氫離子濃度和經(jīng)過時(shí)間的乘積，推測(cè)除菌率。但是，認(rèn)為與乘積相比，時(shí)間積分值的推測(cè)精度更高。

另外，從開始放電產(chǎn)生等離子體起的經(jīng)過時(shí)間可理解為從開始在作為 除菌對(duì)象的液體中接觸活性種起的經(jīng)過時(shí)間。因此，可推測(cè)出通過例如將作為除菌對(duì)象的液體與含有活性種的液體混合進(jìn)行除菌的方法顯示出與上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果所示的效果相同的效果。

(變形例)

接著，對(duì)實(shí)施方式的變形例的液體處理方法進(jìn)行說明。

圖11為表示實(shí)施方式的變形例的液體處理方法的流程圖。該圖與圖2相比，在由步驟S6返回S3期間，不同的是追加了步驟S11～S13。以下，以與圖2中說明的方法的不同點(diǎn)為中心進(jìn)行說明。

控制器119在步驟S6中累計(jì)值不大于第1閾值時(shí)(S6為否)，進(jìn)入步驟S7。步驟S7中，對(duì)經(jīng)過時(shí)間是否達(dá)到規(guī)定時(shí)間進(jìn)行判斷。然后，經(jīng)過時(shí)間不足規(guī)定時(shí)間時(shí)(S11為否)，返回到步驟S6，經(jīng)過時(shí)間為規(guī)定時(shí)間以上時(shí)(S11為是)，進(jìn)入步驟S12。步驟S12中，對(duì)累計(jì)值是否比第2閾值小進(jìn)行判斷。然后，累計(jì)值比第2閾值小時(shí)(S12為是)，在被處理液110中追加酸性物質(zhì)(S13)，返回到步驟S6。相反，累計(jì)值為第2閾值以上時(shí)(S12為否)，直接返回到步驟S6。在此，第2閾值為第1閾值以下。

據(jù)此，在經(jīng)過時(shí)間達(dá)到規(guī)定時(shí)間的時(shí)刻，除菌作用比期待值小時(shí)，通過追加酸性物質(zhì)使pH值下降，能夠強(qiáng)化除菌作用。因此，能夠縮短除菌時(shí)間。

第2閾值可以比第1閾值小，也可以相同。步驟S11中的規(guī)定時(shí)間可以為根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)預(yù)測(cè)所述累計(jì)值達(dá)到第2閾值時(shí)的時(shí)間。

酸性物質(zhì)可以為酸性的藥劑，也可以為藥液。例如，液體處理裝置100用于洗衣機(jī)時(shí)，步驟S13中的酸性物質(zhì)可以為酸性的洗滌劑。或者，液體處理裝置100具備電解裝置，電解裝置可以促進(jìn)被處理液的酸性化。

另外，上述各實(shí)施方式中，液體處理方法的各步驟可以由專用的硬件構(gòu)成，也可以通過執(zhí)行適于各構(gòu)成要素的軟件程序來實(shí)現(xiàn)。各步驟也可以通過CPU或處理器等程序執(zhí)行部讀取并執(zhí)行在硬盤或半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等記錄介質(zhì)中記錄的軟件程序來實(shí)現(xiàn)。

即，該程序在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行如圖2或圖11的液體處理方法。

此外，上述的實(shí)施方式可以在權(quán)利要求書或與其等同的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更、置換、添加、省略等。

另外，本發(fā)明中，被處理液是指通過等離子體進(jìn)行處理的液體，除菌對(duì)象的液體是指含有細(xì)菌的液體。含有細(xì)菌的液體可以其自身通過等離子體進(jìn)行處理，也可以與通過等離子體進(jìn)行了處理的其它的液體混合。換而言之，被處理液和除菌對(duì)象的液體可以相同，也可以不同。

例如，本發(fā)明的其它的方式的液體處理方法包括以下工序：準(zhǔn)備第1液體的工序；通過開始對(duì)電極對(duì)施加電力、產(chǎn)生等離子體而在所述第1液體中產(chǎn)生活性種的工序；在產(chǎn)生等離子體的期間將所述第1液體和除菌對(duì)象的液體混合生成第2液體的工序；測(cè)定所述第2液體中的氫離子濃度的工序；計(jì)測(cè)從將所述第1液體和所述除菌對(duì)象的液體混合時(shí)起的經(jīng)過時(shí)間的工序；以及，在通過(a)將所述氫離子濃度與所述經(jīng)過時(shí)間相乘、或(b)將所述氫離子濃度在所述經(jīng)過時(shí)間內(nèi)進(jìn)行積分而得到的值比第1閾值大時(shí)，停止施加所述電力，在所述值比所述第1閾值小時(shí)，繼續(xù)施加所述電力的工序。

例如，本發(fā)明的進(jìn)一步其它的方式的液體處理方法包括以下工序：準(zhǔn)備除菌對(duì)象的液體的工序；通過開始對(duì)電極對(duì)施加電力、產(chǎn)生等離子體而在所述液體中產(chǎn)生活性種的工序；在產(chǎn)生等離子體的期間在所述液體中追加酸性物質(zhì)的工序；在產(chǎn)生等離子體的期間測(cè)定所述液體中的氫離子濃度的工序；計(jì)測(cè)從在所述液體中追加酸性物質(zhì)時(shí)起的經(jīng)過時(shí)間的工序；以及，在通過(a)將所述氫離子濃度與所述經(jīng)過時(shí)間相乘、或(b)將所述氫離子濃度在所述經(jīng)過時(shí)間內(nèi)進(jìn)行積分而得到的值比第1閾值大時(shí)，停止施加所述電力，在所述值比所述第1閾值小時(shí)，繼續(xù)施加所述電力的工序。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明可作為使用了等離子體生成裝置的液體處理裝置利用，例如，可用于飲用水的除菌裝置、洗衣機(jī)、清洗坐便器的罐裝置等。

符號(hào)說明

100 液體處理裝置

101 第1金屬電極

102 第2金屬電極

103 絕緣體

104 電源

105 供給泵

106 反應(yīng)槽

107 pH處理槽

108 循環(huán)泵

109 配管

110 被處理液

115 等離子體

116 氣泡

117 計(jì)時(shí)器

118 pH測(cè)定器

119 控制器。