JP2001029436A - 滅菌方法 - Google Patents

滅菌方法

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JP2001029436A
JP2001029436A JP11208032A JP20803299A JP2001029436A JP 2001029436 A JP2001029436 A JP 2001029436A JP 11208032 A JP11208032 A JP 11208032A JP 20803299 A JP20803299 A JP 20803299A JP 2001029436 A JP2001029436 A JP 2001029436A
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JP
Japan
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chamber
treated
pressure
sterilization
sterilization method
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JP11208032A
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English (en)
Inventor
Kazuyuki Takagi
和行 高木
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MIZUHO IND
Mizuho Kogyo KK
Original Assignee
MIZUHO IND
Mizuho Kogyo KK
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  • Food Preservation Except Freezing, Refrigeration, And Drying (AREA)
  • Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 種々の処理対象を滅菌することができ、しか
も滅菌処理とともに乳化および/または分散処理を併行
して行なうことができる滅菌方法を提供する。 【解決手段】 液体状の処理対象の滅菌を行なうための
滅菌方法であって、チャンバー3に形成された少なくと
も1本の内部経路に前記処理対象を高圧で圧送すること
により、処理対象中の菌の細胞膜を破壊することを特徴
とする滅菌方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は滅菌方法に関する。
さらに詳しくは加熱処理、薬剤処理、静止圧処理できな
い液体を高圧ホモジナイザで高圧処理することにより、
菌の細胞を破砕し、乳化および/または分散などの製造
処理中に滅菌できる滅菌方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、医薬品、化粧品、食料品など
の液状製品においては、一連の製造工程終了後、製造方
法自体を加熱し、滅菌する方法や、充填された製品を加
熱滅菌、静止圧滅菌、蒸気滅菌、またはホルマリンや過
酸化水素などのガスによるガス滅菌するなどの別工程で
無菌製品を得ているケースがある。また、一部の医薬
品、化粧品などにおいては、製品中に防腐剤や殺菌剤な
どの薬剤を添加している場合がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の滅菌方法に
おいては、設備としては別途滅菌装置が必要となり、製
造工程中に滅菌する場合は、前記高温加熱、蒸気加熱、
薬剤添加、またはガス滅菌などの処理を行なわなければ
ならず、製造コストが増加する。
【0004】また、一部の製品には加熱処理、薬剤添加
ができない製品もあり、防腐剤なしの製品を要望する場
合がある。
【0005】本発明はかかる問題を解消するためになさ
れたものであり、種々の処理対象を滅菌することがで
き、しかも滅菌処理とともに乳化および/または分散処
理を併行して行なうことができる滅菌方法を提供するこ
とを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の滅菌方法は、液
体状の処理対象の滅菌を行なうための滅菌方法であっ
て、チャンバーに形成された少なくとも1本の内部経路
に前記処理対象を高圧で圧送することにより、処理対象
中の菌の細胞膜を破壊することを特徴とする。
【0007】前記チャンバーの内部経路に前記処理対象
を動物性細胞は1000kg/cm 2(98MPa)以
上、植物性細胞は2000kg/cm2(196MP
a)以上の高圧で圧送するのが好ましい。
【0008】前記チャンバー内部でさらに前記液体状の
処理対象を乳化および/または分散を行なうのが好まし
い。
【0009】前記チャンバーの内部経路の少なくとも一
部に、少なくとも2本の内部経路が合流する合流部を有
してなるのが好ましい。
【0010】前記チャンバーの内部経路の少なくとも一
部に屈曲部を有してなるのが好ましい。
【0011】前記チャンバーの内部経路が、直線部のみ
を有してなるのが好ましい。
【0012】さらに、前記チャンバーの下流側におい
て、当該チャンバーから排出される前記処理対象の圧力
をバックプレッシャーチャンバーによって緩衝する場合
もある。
【0013】また、チャンバーの代わりにバルブを用い
た場合の本発明の滅菌方法は、液体状の処理対象の滅菌
を行なうための滅菌方法であって、バルブに前記処理対
象を高圧で圧送することにより、処理対象中の菌の細胞
膜を破壊し、前記バルブの開度を調節して当該バルブの
出口の隙間を変化させることにより前記処理対象の圧力
を調節することを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の滅菌方法をさらに詳細に説明する。図1は本発明の滅
菌方法の一実施の形態に用いられる滅菌装置の一例を示
す斜視説明図、図2は図1のチャンバーであるY型チャ
ンバーの断面説明図、図3は本発明の滅菌方法の他の実
施の形態にかかわるZ型チャンバーの断面説明図、図4
は本発明の滅菌方法のさらに他の実施の形態にかかわる
直線型チャンバーの断面説明図および図5は本発明の滅
菌方法のさらに他の実施の形態にかかわる圧力調整可能
なバルブの断面説明図である。
【0015】本発明の滅菌方法は、液体状の処理対象の
滅菌を行なう方法であり、(1)高い圧力からの急激な
圧力降下(キャビテーション)、(2)処理対象が50
0m/秒以上まで加速されることにより生じるせん断
力、および(3)加速された液体(処理対象)同士の衝
突および/または液体とチャンバー内壁(たとえば、図
3のチャンバー11の屈曲部14、15の内壁)とのほ
ぼ正面からの衝突により生じる衝撃力、という3つの作
用により生じる複合エネルギーによって菌の粉砕(細胞
粉砕)を行なう。また、本発明の滅菌方法によれば、従
来の製造設備では困難であった乳化および/または分散
などの製造工程中での滅菌が可能となり、別途、設備が
不要となるため、製品コストが軽減でき、かつ、原料中
に含まれる菌も滅菌できることから、防腐剤なしの新し
い製品の製造が可能となる。
【0016】図1に示される本発明の滅菌方法に用いら
れる滅菌装置は、液体状の処理対象を高圧で圧送すると
きに生じる圧力降下、せん断力および衝撃力を用いて、
滅菌だけでなく乳化および/または分散を行なうことが
できる装置(いわゆるホモジナイザ)である。この滅菌
装置は、滅菌処理が行なわれるチャンバー3と、処理対
象をチャンバー3に圧送するポンプ2とから構成され、
さらに後述するホッパ1、バックプレッシャーチャンバ
ー4およびクーリングコイル5を備えている。
【0017】液体状の処理対象は、まずホッパ1に充填
され、ポンプ2によってホッパ1からチャンバー3へ圧
送されることにより、チャンバー3内部で滅菌、乳化お
よび分散の処理を行なう。
【0018】ホッパ1は、従来より用いられる液体充填
用のホッパを採用すればよいが、滅菌装置全体の寸法ま
たは処理対象の粘性などの条件によって、タンクを別途
設置し、ダイアフラムポンプなどを使用して、ポンプ2
へ処理対象を供給するようにしてもよい。
【0019】ポンプ2は、高圧圧送用のポンプが採用さ
れ、たとえばチャンバー3の内部経路に処理対象を10
00kg/cm2(98MPa)以上の高圧で圧送する
性能を有していれば、処理対象中の菌の細胞膜を破壊す
ることができる。
【0020】チャンバー3は、少なくとも1本の内部経
路を備え、内部経路に処理対象を高圧で圧送することに
より、処理対象中の菌の細胞膜を破壊して滅菌処理を行
なうものである。
【0021】ポンプ2からチャンバー3へ送られる液体
状の処理対象は、図2に示されるように、導入口6から
チャンバー3内部の非常に細い内部経路(直径75〜1
00μm程度)を通り、途中の分岐部7、8で分岐し、
再び合流部9で合流して流体(処理対象)同士が衝突
し、最後に排出口10からチャンバー3の外へ排出され
る。
【0022】チャンバー3の細い内部経路を液体状の処
理対象が通過し、ポンプ2の供給エネルギーとの相乗効
果により、たとえば研究室で使用される小さな寸法のテ
スト用ポンプ(300ml/分)でも、非常に高圧(最
大1750kg/cm2(171.5MPa))の差圧
がチャンバー3内に発生する。
【0023】チャンバー3内の発生圧力については、ポ
ンプ2の供給速度によって滅菌装置の処理最大圧力まで
任意に変更できる。
【0024】本発明の滅菌方法は、処理対象を1000
kg/cm2(98MPa)以上の高圧でチャンバー3
に圧送すれば滅菌可能だが、3000kg/cm2(2
94MPa)以上の超高圧で使用する場合も有る。
【0025】図1の滅菌装置を用いて滅菌処理を行なう
場合、液体状の処理対象の例として、予備的に混合され
た液体製品、たとえば、食品ではジャム、ジュースな
ど、化粧品ではローション、洗顔クリームなど、医薬品
では目薬、栄養ドリンクなどをホッパ1(またはタン
ク)からポンプ2を通じてチャンバー3内に送りこむ。
【0026】前記液体製品については、室温で処理して
もよいが、高圧処理を行なっても沸騰しない温度(70
〜80℃程度)まで加熱してもよい。
【0027】図1〜2に示されるチャンバー3の内部で
は、分岐部7、8を通った液体状の処理対象同士が衝突
するが、このようなY型の内部経路を有するチャンバー
の他にも、図3に示されるチャンバー11のように、Z
型の内部経路13を有するチャンバー11であってもよ
い。このチャンバー11を用いれば、導入口12から導
入された液体が内部経路13の屈曲部14、15付近の
内壁に衝突することによって滅菌処理される。
【0028】また、内部経路に分岐部を有するチャンバ
ーの例として、図1のチャンバー3では上下に2本の分
岐部7、8を有している例が示されているが、本発明は
これに限定されるものではなく、さらに多くの分岐部を
チャンバー内部に設けるようにしてもよい。
【0029】以上のチャンバー3、11の形状や種類に
ついては、処理対象の種類によって、適宜使い分ければ
よい。また、図4に示されるチャンバー17のように分
岐部や屈曲部をもたない直線部18のみからなる内部経
路を有するチャンバーで滅菌処理する場合もある。
【0030】また、前記チャンバー以外にも高圧に耐え
得る仕様の図5に示す高圧バルブ19をポンプ2の下流
部に取り付け、ハンドル20によってバルブの開度を調
節し、出口21の隙間を変化させることにより、任意の
圧力が得られ、前記チャンバー3、11、17と同様の
効果により滅菌する方法もある。なお、図5の高圧バル
ブ19の内部には、手前のピン22が後退しないように
スプリング23が入っている。
【0031】チャンバー3を通過した処理対象は、前記
圧力降下、せん断力および衝撃力が加わり、液中に含ま
れる各種の菌、たとえば大腸菌、枯草菌、カビなどの細
胞膜を破壊し、死滅させたのち、排出口10から排出さ
れる。
【0032】また、排出口10から排出された液体状の
処理対象を急に大気圧に戻した場合に、急激な圧力降下
によって製品の内容物が凝集するものについては、図1
に示されるように、前記チャンバー3よりも太い内部経
路(直径300μm程度)を有する背圧用のバックプレ
ッシャーチャンバー4を、前記チャンバー3の下流側に
取り付け、チャンバー3の内圧の60〜70%程度の圧
力を緩衝させてもよい。
【0033】また、チャンバー3から排出された液体状
の処理対象は、処理圧力が高いほど、液温が上昇(14
00kg/cm2(137MPa)の圧力のときに34
℃程度)するため、図1に示されるような冷却用のクー
リングコイル5で冷却したのち、滅菌装置から外部へ取
り出すようにしてもよい。
【0034】また、図1の一連のホッパ1、ポンプ2、
チャンバー3、バックプレッシャーチャンバー4(およ
びクーリングコイル5)までの工程で滅菌が不充分な場
合は、再度、処理対象をホッパ1へ戻して、工程を繰り
返す必要があり、その場合は、処理圧力に対応する吐出
流量を把握しておけば、ホッパ1とバックプレッシャー
チャンバー4とのあいだ(またはホッパ1とクーリング
コイル5とのあいだ)を直結させて処理対象を循環させ
ることも可能である。この循環の回数が多い場合は、処
理対象の温度上昇を考えてクーリングコイル5を使用す
ることが望ましい。
【0035】つぎに、本発明の滅菌方法の一例として前
記滅菌装置を用いて、以下のような滅菌処理の実験を行
なった。
【0036】実験例 (1)900mlの大腸菌培養液を室温でホッパ1に入
れ、Z型チャンバー(図3のチャンバー11参照)を使
用し、1000kg/cm2(98MPa)の圧力で滅
菌処理したところ、1回の滅菌処理で99%以上の大腸
菌が死滅した。 (2)10%の醸造酵母液800mlを室温でホッパ1
に入れ、1400kg/cm2(137MPa)の圧力
で10回滅菌装置を循環させて滅菌処理することによ
り、不要なイースト菌が、98%以上死滅した。
【0037】
【発明の効果】本発明によれば、加熱処理、薬剤処理、
静止圧処理などができないものを含む種々の処理対象を
滅菌することができる。しかも、滅菌処理とともに乳化
および/または分散処理を併行して行なうことができる
ため、製造コストを大幅に削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の滅菌方法の一実施の形態に用いられる
滅菌方法の一例を示す斜視説明図である。
【図2】図1に示されるチャンバー(Y型チャンバー)
の断面説明図である。
【図3】本発明の滅菌方法の他の実施の形態にかかわる
Z型チャンバーの断面説明図である。
【図4】本発明の滅菌方法のさらに他の実施の形態にか
かわる直線型チャンバーの断面説明図である。
【図5】本発明の滅菌方法のさらに他の実施の形態にか
かわる圧力調整可能なバルブの断面説明図である。
【符号の説明】
1 ホッパ 2 ポンプ 3、11、17 チャンバー 4 バックプレッシャーチャンバー 5 クーリングコイル 19 バルブ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液体状の処理対象の滅菌を行なうための
    滅菌方法であって、チャンバーに形成された少なくとも
    1本の内部経路に前記処理対象を高圧で圧送することに
    より、処理対象中の菌の細胞膜を破壊することを特徴と
    する滅菌方法。
  2. 【請求項2】 前記チャンバーの内部経路に前記処理対
    象を1000kg/cm2以上の高圧で圧送する請求項
    1記載の滅菌方法。
  3. 【請求項3】 前記チャンバー内部でさらに前記液体状
    の処理対象を乳化および/または分散を行なう請求項1
    または2記載の滅菌方法。
  4. 【請求項4】 前記チャンバーの内部経路の少なくとも
    一部に、少なくとも2本の内部経路が合流する合流部を
    有してなる請求項1、2または3記載の滅菌方法。
  5. 【請求項5】 前記チャンバーの内部経路の少なくとも
    一部に屈曲部を有してなる請求項1、2、3または4記
    載の滅菌方法。
  6. 【請求項6】 前記チャンバーの内部経路が、直線部の
    みを有してなる請求項1、2または3記載の滅菌方法。
  7. 【請求項7】 さらに、前記チャンバーの下流側におい
    て、当該チャンバーから排出される前記処理対象の圧力
    をバックプレッシャーチャンバーによって緩衝する請求
    項1、2、3、4、5または6記載の滅菌方法。
  8. 【請求項8】 液体状の処理対象の滅菌を行なうための
    滅菌方法であって、バルブに前記処理対象を高圧で圧送
    することにより、処理対象中の菌の細胞膜を破壊し、前
    記バルブの開度を調節して当該バルブの出口の隙間を変
    化させることにより前記処理対象の圧力を調節すること
    を特徴とする滅菌方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112517101A (zh) * 2020-12-21 2021-03-19 吉林大学第一医院 一种用于细胞实验的工作台

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112517101A (zh) * 2020-12-21 2021-03-19 吉林大学第一医院 一种用于细胞实验的工作台

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