JP2001526941A - 紫外線及び超音波を用いた表面滅菌及び空気滅菌 - Google Patents
紫外線及び超音波を用いた表面滅菌及び空気滅菌Info
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Abstract
Description
無機物質を滅菌するための方法及び装置、並びに、紫外線エネルギー及び超音波
エネルギーの同時組合せを用いて、空気を滅菌するための方法及び装置に関する
。
可能な病原体微生物を効果的に除去することは必須である。医療従事者、歯科医
及び口腔衛生士は、ビールス、バクテリア等の伝染性の微生物を含む虞のある体
液に頻繁に接触する。患者間及び作業者自身への潜在的に伝染性のある微生物の
伝染を回避するために、器具(人の手を含む)を効果的に滅菌しなければならな
い。微生物研究者は、彼等の責任の正規の役割として、潜在的に伝染性のある微
生物を常時処理し、器具の効果的且つ頻繁な滅菌と、彼ら及び彼らの協力者をこ
のような望ましくない接触から保護するための管理を必要としている。
表面並びに処理及び加工に使用される様々な器具から潜在的に伝染性のある微生
物を効果的に除去することを本質的に必要としている。彼らの職業の役割として
、これ等の作業者は、加工し、包装し、配送し、そして、公衆に対して販売する
ために、様々な生の牛肉等、鶏肉、海産食品、焼いた商品や野菜を扱う必要があ
る。食品サービス従事者は、出荷後、公衆によって直ちに消費されるべき食料製
品を扱いそして準備する必要がある。特に、生の牛肉等、鶏肉、海産食品は、望
ましくなくそして潜在的に伝染性の微生物が潜伏し繁殖する理想的な源である。
作業者が使用する器具や手を頻繁に効果的に滅菌して、微生物が感染源から供給
品の残りに感染し、又は、微生物が繁殖して、公衆が危険に曝されることを防止
しなければならない。
の他の手段では効果的に滅菌できない様々な医療及び歯科医器具及び装置から潜
在的に伝染性のある微生物を効果的に除去する必要性がある。これ等の器具及び
/又は装置は、しばしば患者に使用されるが、これ等が使用に供される以前に効
果的に滅菌されていない場合には、器具及び/又は装置の表面に存在する伝染性
の微生物が、処置されるべき患者の体(又は体内)に伝染し、潜在的に生命を脅
かす状況を生ぜしめる虞がある。
される以前に、潜在的に危険な微生物を効果的に除去する必要がある。上述した
ように、従事者が滅菌していない手で食料製品を処理すれば、望ましくない微生
物の伝染を生ぜしめ、一方、汚染された食品加工器具や食品包装器具が食料製品
と直接的に触した場合にも、同様に、望ましくない微生物の伝染を生ぜしめる。
は、手を繰り返し洗浄し、よく洗うことである。この方法は、従事者が潜在的な
感染源に接触した後に、頻繁に繰り返して行わなければならないため、時間がか
かる。また、この方法は、洗浄技術が不完全な場合や、使用される洗浄剤の種類
、手を物理的に洗浄する際に費やされる時間の長さに起因して、従事者の手を効
果的に滅菌できない場合がある。また、皮膚の自然の油分を取り除き、そして、
皮膚を脱水し、刺激する虞のある石鹸や洗浄剤を使用し、また、実際のこすり合
わせる動作に起因して、絶えず繰り返し行われる手の洗浄によって、皮膚に損傷
を及ぼす虞もある。過度に時間が消費すること、手を滅菌しないこと、及び、皮
膚が刺激されることによる不利益は、潜在的に伝染性のある微生物が繁殖するこ
とを効果的に防止するために必要な頻繁な手の洗浄を従事者が敬遠する結果に至
らしめる場合がある。
ガンマ線照射、電子ビーム、及び/又は化学物質を組み入れて、生存する病原体
微生物を除去する他の方法を用いて滅菌される。しかしながら、これ等の方法に
よる有効性は様々であり、典型的なものにおいては、高価で精巧複雑な装置を用
いる必要があり、また、一般には、滅菌を完了するためにかなりの時間が必要で
ある。また、特定の器具や装置は、用いられる高い温度、湿度、ガンマ放射、電
子ビーム、及び/又は特定の化学物質に敏感であり、滅菌のためのこれ等の方法
に耐えられない場合がある。従って、これ等の器具を使用する場合には、他の滅
菌方法を適用する必要がある。
した方法がある。紫外線の特定の帯波長に曝すことが、微生物を消滅させる効果
的な手段であることが発見された。この滅菌方法を使用した場合、使用者は滅菌
されるべき対象物又は装置をチャンバ内に配置して、滅菌されるべき装置又は対
象物が所定の照射量の紫外線に曝される。滅菌チャンバの内部は、通常、紫外線
を反射して、対象物の全表面が十分な量の紫外線の照射を受けることを確保する
ように紫外線を反射する反射面で被覆されている。紫外線を適切な照射量に必要
な時間は様々であるが、典型的な場合には、少なくとも10秒間は必要である。
しかしながら、有機又は無機物質の表面を微生物学的に滅菌するため紫外線を使
用することは歴史的に放棄され、熱、蒸気、ガンマ照射、電子ビーム、及び/又
は化学物質を用いた更に精巧な方法が選択されている。これにより、簡単な技術
の代わりに、より高価な滅菌装置を提供しようとする製造業者の願望に至ってい
る。典型的には、紫外線の利用は、小区画の部屋において、紫外線源を主に通過
し、次いで、滅菌環境に戻される空気及び/又は水の処理に格下げされている。
液中で共振する超音波の利用を含む。水溶液中の超音波は、水溶液中に配置され
た対象物に物理的に作用する粗密領域を生ぜしめて、その表面上に存在する物質
を除去し、水溶液中に分散させる。滅菌されるべき対象物が、例えば、人間の手
である場合には、適用される水溶液は、人間の皮膚に適合するものであるべきで
あり、このように、使用され、効果的な利用できる水溶液のタイプが限定される
。更に、滅菌方法を利用するために、手を水溶液中に浸漬されなければならない
ため、手が水溶液で濡れ、従って、その後、乾燥させなければならない。手を乾
燥させるための工程は、通常、手が十分に乾燥するまで、空気を一定の期間だけ
皮膚の表面全体に対流させることを必要とする。これは時間を費やし、皮膚を脱
水状態にする虞がある。滅菌されるべき物が、牛肉等、鶏肉、海産食品や野菜等
の他の有機物質である場合には、これ等の物を水溶液に浸漬させることによって
その特性を低下させ、場合によっては、特性を破壊して、食料製品を役に立たな
いものにする虞がある。同様に、滅菌を必要とする特定の医療器具や装置を水溶
液に浸漬した場合には、作動不可能になるものもある。このような場合には、ガ
ス環境下において、有機又は無機物質を効果的に、頻繁に且つ迅速に滅菌できる
滅菌方法が必要である。
超音波照射工程は水溶液中で行われていた。この方法を用いる場合、超音波源は
、滅菌されるべき物が浸漬される洗浄液に照射するために、洗浄タンク内に配置
される。圧電振動子は、液体を超音波を用いて撹拌して、微視的及び巨視的撹拌
をもたらし、これにより、物の表面から異物が除去される。紫外線照射工程は、
超音波照射工程と同時に行われるので、物から除去された微生物は、紫外線に曝
され、これにより、微生物は死滅する。これ等の結合方法においては、上述した
各工程と組み合わされることに起因する不利益が依然として存在する。
、医療従事者、産業サイトや家庭にとっても重要であり、他の分野間においても
需要である。後天性免疫不全症候群を含む病気の空気感染を減少させるために、
公知の空気清浄システムの使用が実施されている。これは、通常、エアフィルタ
を用いて行われるが、このエアフィルタは周期的に単独で、又は、超音波照射の
殺菌レベルに伴って交換しなければならない。このような取り組みを用いた他の
方法も開発されている。フィルタ装置は、通常、複数個の紫外線ランプの上流に
配置され、そして、空気はこれ等ランプ付近を通過する。
境下での有機又は無機物質を滅菌するための方法及び装置の要求がある。現在適
用されている方法におけるような複雑且つ高コストを伴うことなく、空気を滅菌
するための改善された効果的な方法に対する更なる要求もある。本発明は、これ
等の要求はもとより、他の要求を満たすと共に、先行技術における欠点を克服す
るものである。
伝染性のある微生物を周囲の空気から効果的に除去するための迅速、有益且つ信
頼性を有する方法を提供することにある。
境下において滅菌がなされる、紫外線及び超音波結合形滅菌方法を提供すること
にある。
滅菌方法を提供することにある。
容易に実施可能な滅菌方法を提供することにある。
を滅菌できる滅菌方法を提供することにある。
することがない滅菌方法を提供することにある。
これに限定されるものではないが、好ましい実施形態を十分に開示するための記
載がなされた明細書の以下の項目において述べる。
物質を滅菌するための方法及び装置からなる。即ち、本発明の結合形滅菌方法は
、非水環境下において実施される。典型的な例では、物質は、空気等のガスの存
在下において滅菌されることになる。更に、空気そのものを滅菌することもでき
る。しかしながら、物質を真空下で滅菌することもできる。この真空もまた、非
水環境下であることは当業者であれば理解されるであろう。従って、本発明は、
物質を滅菌するための紫外線及び超音波の公知の使用から出発しており、ここに
おいては、物質は滅菌のための水や化学洗浄剤等に配置されることはないことが
理解されるであろう。しかしながら、このことは、本発明を実施するために、物
質が滅菌される環境が完全に除湿されなければならないことを意味するものでは
ない。本発明によれば、滅菌されるべき物質は、単に、液体中に浸漬されるもの
ではない。従って、超音波照射は、空気等の非水環境下において行われる。
で、滅菌されるべき物質の表面に照射される。紫外線に曝された微生物の完全な
絶滅を確保するために、物質は様々な時間で処理に供される。この期間中、超音
波によって、物質のすべての露呈表面において励起及び振動が生じ、物質の表面
に分子的に結合することなく付着した微生物が除去され、そして、一時的に浮遊
するに至る。このような除去の結果、微生物が物質の表面に依然として付着して
いた場合に曝されるであろうよりも多くの表面が紫外線エネルギーに曝される。
紫外線照射及び超音波励起工程は同時に行われて、滅菌効率の改善という所望の
効果をもたらす。結合されたエネルギー源への十分な露出時間を経た後、物質は
、滅菌状態で、チャンバから取り出される。
いて生産される物の大量滅菌に適用できる。このような滅菌方法は、非水環境下
において実施され、従って、物質を液体中に浸漬させる必要がないため、紫外線
源及び超音波照射アセンブリを、移動するコンベアベルトの軌道に沿って配置で
きる。大量生産された物がコンベアベルトに沿って移動するときに、これ等は、
紫外線源からの紫外線及び超音波照射器からの超音波に曝されることになる。以
外線照射工程は超音波照射工程と同時に行われるので、単一の曝露プロセスのみ
を行うことによって所望の滅菌効果が得られる。これは、コンベアベルトを停止
させることなく行うことができ、曝露後、物はコンベアベルト上をその通路に沿
って滅菌状態で継続して通過する。
産商品を、処理されるべき食料品の味や質感に影響を与えることなく、この結合
方法を用いて滅菌することができる。空気等の非水環境下において効果的に滅菌
を行うための結合形滅菌方法の能力により、食料品の質感及び/又は味に影響を
与える虞のある液体にこれ等食料品を曝す必要性から除外できる。紫外線は、そ
の浸入能力は小さいため、滅菌される食料品の表面のみに影響を及ぼし、その表
面の下部組織に影響を与えることはないので、紫外線により、「調理」が行われ
ることはなく、即ち、食料品の内部を変化させたり、その味や質感に影響を与え
ることはない。しかしながら、高いレベルの紫外線を長時間に亘って照射するこ
とにより、滅菌されるべき食料品の表面特性が変化する場合がある。
び装置の実施形態を説明する。ここに開示した基本的な概念から逸脱することな
く、この方法は、工程及びその順序の詳細に関して変更可能であり、そして、こ
の装置は、その一部の詳細に関して変更可能である。
外線及び超音波に同時に曝すことによって、この物質を滅菌するための方法及び
装置からなっており、これ等において、滅菌されるべき物質は、液体に浸漬され
ることはない。従って、当業者であれば、「非水」という用語は「非液体」と同
義であることが理解されるであろう。滅菌のための超音波の従来の使用と異なり
、本発明は、所望の効果を得るために、液体におけるキャビテーション効果に依
存するものではない。
されるべき対象物又は装置は、紫外線及び超音波の通路を有する囲まれた滅菌チ
ャンバ内に配置される。工程12及び14において、滅菌されるべき物の表面特
性によって異なるが、物質の表面は、約2秒から6分間の間超音波及び紫外線に
同時に曝される。物質の表面を超音波に曝すと同時に、これを紫外線にも曝すこ
とによって、紫外線による照射中、物質の表面は、物理的に励起される。これに
より、物質の表面上のバクテリアや他の好ましくない生物の撹拌及び振動が生じ
、紫外線に曝される表面積が増加する。紫外線エネルギーを付与しながら、物質
の表面を物理的な励起状態に維持することによって、紫外線エネルギーは、滅菌
されるべき物質の得られた露出表面のすべてに照射される。滅菌が完了すると、
物質は、工程16において、滅菌チャンバから取り出される。
の微生物を撹拌及び振動させるために超音波を利用し、これにより、紫外線に曝
される微生物の表面積を増加させる。これは、紫外線による微生物の死滅を促進
する。殆どの場合において、特に、バクテリアの滅菌に関しては、10秒から1
分の紫外線照射時間で十分である。様々な微生物を滅菌するために、マイクロワ
ットの異なるエネルギー量が要求され、一般的なバクテリアに関しては、3,2
00マイクロワットから400,000マイクロワットが必要であることが知ら
れている。従って、特定のかびや菌類を滅菌するためには更なる曝露時間を必要
とする場合がある。滅菌時間は、滅菌されるべき物の表面の気孔率によっても異
なる。一般的に、表面の気孔率が大きい場合には、長い滅菌時間が必要である。
しかしながら、対象物としての食品に関しては、長時間の曝露時間は対象物の色
や、質感や味に影響を与える場合がある。
に、滅菌対象物が滅菌チャンバ内に配置されているときに限り、紫外線がサイク
ル動作しながら、超音波発信器は同時に超音波を発信する。しかしながら、本発
明において実施される滅菌中に、超音波発信工程12と紫外線照射工程14とを
同時に実施して、滅菌されるべき物質の表面を超音波に曝して、微生物を十分に
撹拌する必要があることが認識されるであろう。
、本発明の滅菌方法を特別に適用する例を図2に示す。本発明の滅菌方法は、空
気等の非水環境下において実施されるため、アセンブリラインに沿って大量生産
され、或いは、コンベアベルト又は他の移送装置に沿って移送された物は、アセ
ンブリライン、コンベアベルト等を紫外線及び超音波に同時に曝すことによって
滅菌され、その結果、コンベアベルトに沿って移動する物の表面は紫外線及び超
音波の少なくとも最小限の曝露を受ける。例えば、工程18において、物は、コ
ンベアベルト等に沿って、この物が紫外線及び超音波に曝される位置に移動され
る。次いで、この物は、工程20及び22において、超音波及び紫外線にそれぞ
れ同時に曝され、次いで、曝露が完了すると、工程24において、超音波及び紫
外線の通路から移動される。上記において指摘したように、超音波発信工程20
と紫外線照射工程22とは同時に実施され、その結果、物質の表面は超音波に曝
されて、物質上の微生物を撹拌し、そして/または、処理されるべき物の表面上
に他の潜在的な所望の効果を付与する。
において、メインスイッチ26は、上述した紫外線照射工程のための紫外線を生
ぜしめるための紫外線回路28、及び、上述した超音波発信工程のための超音波
を生ぜしめるための超音波発信回路30を制御する。超音波を発信するために、
セラミック圧電発信器(図3には示されていない)を使用することが好ましい。
紫外線回路28への電力供給は、回路スイッチ34によって、起動又は非起動の
ためにサイクル動作できるバラスト電源装置32によってなされることが好まし
い。従来の電源装置36は超音波発信回路30の電力供給を行う。
28は、20kHzから52kHzの範囲において作動する高周波数スイッチ装
置であることが好ましく、そして、好ましくは、EMIフィルタ38、整流器4
0、パワーファクタコントローラ42、フィードバックバラストコントロール回
路44、RCL直並列ランプ共振出力回路46、フォールト検知遮断回路48並
びにフィードバック及びフォールトバス50から構成される。パワーファクタコ
ントローラ42は、臨界的に連続して自由作動モードで作動するブーストコンバ
ータであることが好ましい。バラストコントロール回路44は、ランプ共振出力
回路46の周波数変調制御をもたらす。遮断回路48は、安全且つ円滑な遮断及
び自動再始動のために、ランプ回路検知及び比較論理を利用している。フィード
バック制御及びランプフォールトバス50は、光学カプラ(図示せず)によって
、バラスト制御セクション44から孤立している。上述した構成要素の各々がこ
の分野における従来のものであることは、当業者であれば理解できるであろう。
ン」)モードとの間の4個の21ワットT5形ランプを作動させる。スタンバイ
モードにおいては、回路はランプを約10%から20%の出力レベルに維持する
。このように比較的低い出力スタンバイモードは、ランプの周期を高め、滅菌サ
イクル間におけるフィラメントの温度を低下させる一方、回路がスタンバイモー
ドから滅菌モードに切り替えられた場合に、十分な出力を得るためのランプの余
熱時間をなくし、即座のイオン化を可能にする。例えば、ジェネラルエレクトリ
ック社や他の電球製造メーカーから得られるT5形ランプ等の低圧力水銀蒸気ラ
ンプを使用すれば、従来の電源装置を使用した場合の1,500から3,000
サイクルと比較して、120,000サイクルまでの周期が、回路の設計に起因
して、ランプから期待される。
ノメータの間の波長で照射されるが、254.7ナノメータの波長を有する紫外
線が、殺菌力をコントロールするために最も効果的であることが見出された。出
力密度は、滅菌を実行するために十分なように経験的に決定される値と同一であ
る。滅菌されるべき微生物によって異なるが、典型的な出力密度は、1秒当たり
約400,000マイクロワット/cm2から1秒当たり約1,000,000 /cm2の範囲内である。超音波エネルギーは、スウィープ当たり約800ミリ セカンドの繰返し周期を有するのこぎり波状パターンにおいて、約20kHzか
ら52kHzの範囲内で掃引することが望ましい。定常の24.7kHzの振動
子周波数が、人間の皮膚における微生物を励起するのみならず、滅菌されるべき
対象物の表面からすべてのノンスキンド微生物を除去するために非常に効果的で
あることが見出された。各発振器から出力された超音波は、モトローラや他の超
音波発振器販売会社から入手可能な、例えば、圧電発振器を用いて、約7ワット
の最大パワー出力で、発振器から0.5メータの距離の地点で測定された値とし
て、約119dBであることが望ましい。
る一方、紫外線がスタンバイモードに維持され、そして、紫外線及び超音波エネ
ルギー波の同時組合せを用いた滅菌のためのパワー−オンモードにサイクル動作
される。超音波照射そのものは、滅菌されるべき物上の微生物を除去することは
ないが、超音波によって、微生物が攪拌され、振動し始め、これにより、微生物
のより多くの表面積が照射された紫外線に曝される。空気滅菌の場合には、超音
波は、ダストの粒子を励起させ、そして/または振動させ、これにより、ダスト
粒子の表面における微生物を除去し、そして、浮遊して、粒子のより多くの表面
積が放射された紫外線に曝される。加えて、超音波照射により、粒子が分散して
、異なる形状にゆがめられ、より効果的な滅菌が可能になる。
する滅菌チャンバ60を備えている: (a) 各側壁に4−T5バルブを有し、対向する側壁の中央における内側上部
に2つの発振器を有する25インチX25インチX25インチ;または、 (b) 各側壁に3−T5バルブを有し、対向する側壁の中央における内側上部
に2つの発振器を有する15インチX15インチX15インチ;または、 (c) 各側壁に2−T5バルブを有し、対向する側壁の中央における内側上部
に2つの発振器を有する10インチX15インチX15インチ。
線チューブ62が対向する側壁に取り付けられているが、必要に応じて、反射体
64をチューブ62の後方に位置させて、そこに生じた滅菌光波エネルギーをチ
ャンバ60の特定の部分に向けてもよい。少なくとも1つの超音波エネルギー源
66が、チャンバ60内の、例えば、チャンバ60の1つの側壁の中央における
上部に取り付けられている。この超音波エネルギー源66は、超音波エネルギー
の攪拌状態が得られるように、チャンバ60の中央部に整列して配置されている
。好ましい実施形態においては、2つの超音波エネルギー源66(点線で示され
ている)が、チャンバ60内の、チャンバ60の対向する側壁の内側中央におけ
る上部に取り付けられている。滅菌されるべき対象物を、チャンバ60の底床上
に直接的に載置してもよく、また、場合によっては、チャンバ内の棚の上に載置
してもよい。
ず)に冷却空気を取り入れるための6インチ又は8インチの開口を有している。
このチャンバは、背面に1段のエアフィルタを有していてもよい。チャンバ60
内の対象物のまわりに冷却空気流を形成するために、排気ファン65をチャンバ
60の頂部に取り付けてもよい。滅菌されるべき対象物をロードするのに便利が
よいように、摺動形の前面引出し形ドアを使用してもよく、また、これを手動で
動作するためのオン/オフパワースイッチを設けてもよい。ドア及びパワースイ
ッチは、図面を簡略化するため図示されていない。
バイ」モードの場合には、緑色を有しており、ユニットが「オン」又は「使用」
モードの場合には、黄色又は(赤等の)他の色を有する。プッシュボタンは、チ
ャンバ60を頻繁に繰り返し使用状態で作動させ、その結果、ユニットが「オン
」モードにある場合には、ボタンを単に押すだけで、滅菌が可能である。ライト
68が「使用」モードに点灯すると、チャンバ60は、同時に組み合わせて付与
された紫外線及び超音波エネルギーで、滅菌されるべき対象物67や問題の微生
物によっても異なるが、予め決定された時間の間満たされる。「使用」モードの
ライト68が消灯することにより、サイクル動作が完了し、ドアを開放しても安
全であることが使用者に知らされる。
構をドア機能に関連して設けてもよい。壁の内部は発泡構造であることが望まし
く、そして、外側の表皮は、顧客やその必要性、適用方法によっても異なるが、
ステンレススチールを含む様々な金属で構成してもよい。
ベルト72と、滅菌されるべき対象物76を、紫外線チューブ78及び反射体8
0からなる一対のバンクを通過させるのに適したコンベアローラ74とからなっ
ている。一対の超音波振動子82は、最も上方に位置する紫外線チューブ78付
近に吊り下げられており、その結果、これによって発生した超音波エネルギーは
ベルト72の中央部に向けられる。紫外線チューブ78及び反射体80も同様に
配置されて、ベルト72に紫外線及び超音波エネルギー波を放射する。紫外線及
び超音波エネルギー波への同時曝露を用いて、対象物76の滅菌が実施される。
ベルト72及び超音波チューブ78のバンクの寸法が約12インチX12インチ
である場合には、図5に示し、そして、上述したものと類似した超音波振動子8
2及び紫外線チューブ78を用いて滅菌が実施される。
って、対象物または空気流を滅菌するための本発明の手段として、紫外線エネル
ギー源86及び超音波エネルギー源88を用いた滅菌ユニット84の一例を示し
ている。空気滅菌ユニット84は、典型的なものとしては、直立床置き形で、1
50立方フィート/分、250立方フィート/分、450立方フィート/分及び
600立方フィート/分の定格容量を有している。しかしながら、これと同一の
全体的な設計概念を用いて更に大きいユニットを注文設計してもよい。典型的な
場合には、150立方フィート/分及び250立方フィート/分の定格容量を有
するユニットは、4個のT5形紫外線源86と、1個の超音波振動子88とを有
するが、450立方フィート/分及び600立方フィート/分の定格容量を有す
るユニットの場合には、8個という多くのT5形紫外線源86と、1個又は2個
の超音波振動子88を有することができる。超音波をチャンバ84の中央部に向
けるために反射体87を設けてもよい。紫外線エネルギー86のチューブ源は、
チャンバ84の側壁に設けられたものとして示されているが、空気流はチューブ
86の全体に亘って流れるため、チャンバ84の内部にチューブ86を取り付け
ることは、効果的な配置であることを認識すべきである。
高効率粒子空気(HEPA)フィルタの単独またはその組合せからなる商業的に
入手可能なエアフィルタセクション90(明確に示すために、点線で図示されて
いる)を含む。空気入口ポート92および出口ポート94は、その配置や適用方
法によって異なるが、グリルまたはダクト連結手段を組み入れることができ、こ
れは、後述する試験において有用である。滅菌されるべき空気流を滅菌チャンバ
84を通過させるために、ファン96が入口ポート92又は出口ポート94の何
れかに位置している。音の放射を低減するために、音響的なブランケットや、遮
音発泡体や、その他の防音手段を追加してもよい。
に送られるという、住居、病院、工業的な運転等における従来の暖房,換気およ
び空調(HVAC)空気処理システムと組み合わせて使用してもよいことを認識
すべきである。また、滅菌チャンバ84を、室内空気がポート92及び94を用
いて滅菌チャンバ84を通過して循環するという、例えば、住居や、事務所や、
病院の救急処置室での独立作動形に使用することもできることを認識すべきであ
る。
、バクテリア、菌類、かび、その他の好ましくない表面及び浮遊性生物汚染物質
を含む微生物の選択された群に、紫外線波動エネルギー及び超音波エネルギーを
同時に適用するという本発明の滅菌効果を証明することにある。
滅菌の評価 24か月の期間に亘って試験を行って、紫外線波動エネルギー及び超音波エネ
ルギーの本発明による同時適用の使用に基づき、有効性の有無の監視を許容する
多くの作業条件及び作業環境をもたらした。温度、湿度、空気乱流、自然光及び
人工光、並びに、他の好ましくない作業パラメータの広範な範囲が得られる条件
を選択した。研究の工程を通して、技術的効果を評価するために、監視すべき公
知の、そして/または疑いのある様々な表面及び浮遊性病原菌をもたらす環境を
選択した。
る微生物学的な滅菌の効能を評価するために、様々な生産物の表面に、1ミリリ
ットル当たり(CFU/ml)コロニー形成ユニットの様々な植え付けによる試
験的な有機体希釈物の投与を行った。第1滅菌の試みは、(生産物の表面におい
て通常遭遇する量よりも遙かに多い)著しく大きな植え付け委量を用いる一方、
通常遭遇する植え付けレベルを用いて、これ等のレベルでの効能を評価した。そ
の結果、本発明は、異なる微生物レベルにおいて、著しく且つ予想外に高い抗菌
作用を有していた。
、また、MacConkey(MAC)寒天上に成長した豚コレラ菌(Salmonella choler
aesuis)、ATCC14028、及び大腸菌(Escherichia coli)、ATCC8
739からなっていた。試験に先だって、特定された微生物の各々について、成
長した保存培養を上記寒天の表面に植え付けた。寒天を、35C+/−2Cで7
2時間の間培養した。その結果得られた成長度合いを、純度及びコロニー形態に
ついて評価した。無菌の木製アプリケータスティックを用いて、スムーズコロニ
ーを採取し、マクファーランド(MacFarland)基準値1.0に等価の懸濁液を調
整しながら、無菌の(0.85%)生理食塩水に懸濁させた。これは、1ミリリ
ットル当たり約3.0X108セル(1ミリリットル当たり約300,000, 000セル)である。
トルの量の希釈液(無菌の0.85%生理食塩水)を用いて10倍の希釈液を調
製した。同様の方法で、連続する10倍の階段希釈液を調製した。各懸濁液につ
いて、1ミリリットル当たりのコロニー形成ユニット数を求めた。この数値を、
試験において使用した接種物の大きさを決定するために用いた。懸濁液を、プレ
ートカウント寒天方法(plate count agar method)を用いて評価して、微生物 のおおよその懸濁密度を求めた。
菌として使用し、その他にも、上述したプレートカウント寒天方法から外挿法に
よって得られた1ミリリットル当たり100−300CFUに最も近似する他の
懸濁液及び1ミリリットル当たり100CFU未満の懸濁液を使用した。全ての
試験を3回行った。ワックスペンシルを用いて、(約25cm2の)表面コンタ クトプレート面積の輪郭を描くことによって、製品表面上に製品試験テンプレー
トを調製した。「前」及び「後」を表示した(3つの)フォーマットにおいて、
各試験懸濁液から、0.5ミリリットルの量を製品試験テンプレートに適用した
。接種物を10−15分間乾燥に供した。製品試験表面をテストするために、表
面コンタクトプレート(SCP)(D/E中和寒天)を用いた。
軽く押し付け、取り除き、そして、これをその蓋で覆った。表面上におけるコロ
ニー形成ユニットの異常分布を防止するために、表面コンタクトプレートを押圧
したが、製品試験表面をぬぐうことはなかった。スペクトラムプロトコルによっ
て設立された通常のマイクロ−クリーン滅菌方法において、「後」製品テストサ
イトを行った。処理の完了時に、表面コンタクトプレートを上述した「後」製品
試験サイトに適用した。このサンプリングに続いて、表面コンタクトプレートに
ラベルを付し、テープで固定し、冷蔵し、そして、分析のための試験室に運搬し
た。
ンタクトプレートを、24、48及び72時間の間隔で、監視し、(カウント可
能な場合には、)実際のコロニー形成ユニットとして、または、(コロニー形成
ユニットをカウントするにはあまりにも多すぎる数値としての)100コロニー
形成ユニットを超えるものとして、記録されるべきコロニー形成ユニットについ
て評価した。得られたコロニー形成ユニットは、3回の試験の平均値として示さ
れている。かびは、確認されたコロニー形成ユニットのものとして記録されてい
る。バクテリアとイーストとの区別を行う試みはせず、また、如何なるコロニー
形成ユニットの特定も行わなかった。この滅菌試験の目的は、製品表面上の抗微
生物に関する効能について、本発明の効果を評価することにあることを理解すべ
きである。
EPAフィルタの両者の使用と、起こりうる水性適用のための様々な液体との組
合せにおいて、本発明の方法としての、紫外線波動エネルギー及び超音波エネル
ギーの同時適用を、独立形の方法としての効能を評価した。研究過程全体を通じ
て、様々な表面のタイプにおける本発明の効能を確認するために、複数回の露出
を用いて試験を行った。試験研究の開始に先だって、5、10、15、30、4
5及び60秒の基準時間による露出を行って、選択し試験した表面タイプにおけ
る技術の効能において評価し、その変化を比較した。
時適用を用いて処理された100,000を超える物から、3,500を超える
サンプルを無作為に選択し、これを独立した試験団体が分析した。この研究過程
中において処理され、そして、サンプル化された物の評価値は、500ドルを超
えるものと評価された。本発明を用いた確認試験結果は、以下に要約される通り
である。
木材、紙、ラミネート、コンクリート、様々な質感や表面状態を有する食品を含
んでいた。試験に供された選択された表面タイプのうち、質感、形状、密度及び
均一性の範囲における相違を連続的に監視して、試験研究全体を通して各々の十
分な量が示されていることを確認した。最後に、研究のために選択されたメディ
ア表面タイプを、吸収、吸着、凝集、変質、結合、その他の試験の評価基準とな
りうる様々なタイプの微生物に影響を与える能力について選別した。
用いて収集された多くのサンプルについての微生物学的測定結果を示す。分析試
験装置に搬送する際に、全てのサンプルを28−35゜Cの温度で培養した。収
集及びコンタクトプレートの準備の後に、(特定の寒天タイプについて長い培養
時間が必要でない限り)24及び48時間間隔をあけて、コロニー形成ユニット
の有無についてサンプルを分析した。サンプルの収集及び分析は、証明された専
門家としての資格を有する生物学者によって実施された。
動エネルギー及び超音波エネルギーの本発明による同時適用を用いて、滅菌チャ
ンバ60内で滅菌した後の微生物の有無についての試験結果を示す。
は明らかである。
性バクテリア(ATCC12228);及び黄色アスペルギルスかびのうちの1
つ以上からなる微生物の懸濁液で表面に植え付けを行った。接種物の調製及び適
用は、証明された専門家としての資格を有する生物学者の監督の下に、実地の設
定において訓練を受けた研究所員によって行われた。
集した分析試験結果の概要を示す。
の数を示す。サンプルの35パーセントは、接種された表面から収集され、乾燥
に供された。表面サンプルは、トリプシン大豆寒天(panase)、ローズベンガル 寒天;マンニット食塩培地;マッコンキー寒天;及び/又は殺菌したブランクコ
ンタクトプレートを用いて収集された。分析試験装置に搬送する際に、全てのサ
ンプルを28−35゜Cの温度で培養した。
本発明による同時適用を用いて、サンプルを滅菌チャンバ60内で滅菌した。次
いで、収集及びコンタクトプレートの準備の後に、(特定の寒天タイプについて
長い培養時間が必要でない限り)24及び48時間間隔をあけて、コロニー形成
ユニットの有無について滅菌試験対象物を分析した。サンプルの収集及び分析は
、証明された専門家としての資格を有する生物学者によって実施された。測定誤
差の範囲内において、極端な「感染」状態において、滅菌は殆ど100パーセン
ト効果的であったことは明らかである。試験結果を表4に示す。
エネルギー及び超音波エネルギーの本発明による同時適用を用いて実施された2
4か月にわたる試験研究の結果として、本発明は、収集され分析された十分に数
多くの無作為試験サンプル上に生存する病原性微生物の完全な除去に基づいて、
露出表面の生物学的な除染のために有効な手段であることが証明された。
エネルギーの同時適用に表面を曝すことによって、現在利用可能な他の認可され
た表面滅菌方法と同等に、または、これを完全に超えて、99.99パーセント
の割合で、定量化可能な微生物を一貫して除去できることが確認された。本発明
の滅菌プロセスに曝された1,875個の表面サンプルから得られた試験結果に
より、本発明の技術に曝露する結果として、損傷、疲労、または、変色等の兆候
や症状は全く認められなかった。試験に供された数多くのサンプルにおいて、長
期間にわたる曝露を繰り返すことによる故障率を確認するために、滅菌プロセス
への曝露を繰り返した。損傷、故障または苦痛等の可視的なまたはその他の認識
可能な兆候を伴ったサンプルは一切認められなかった。
回路素子のためのアナログ及びデジタル的な均等物の使用を含んで構成し、設計
するように変更可能であることは当業者であれば認識できるであろう。ここに記
載した場合を除き、超音波及び紫外線を放射するための回路は、商業的に入手可
能であり、従って、この明細書には詳細には記載しないが、この回路はクレーム
された本発明の一部を構成するものではないことも認識されるであろう。
応の組合せを用いた滅菌を提供する。超音波及び紫外線の同時放射は、相互に補
足的に作用し、そして、これにより、ガス環境下における有機又は無機物の何れ
であっても効果的に滅菌される。紫外線及び超音波の同時組合せによって、超音
波への曝露中に、水やその他の水溶液中に物を配置する必要性を生ずることなく
、この物の効果的な滅菌がもたらされる。また、本発明によって、紫外線及び超
音波の同時適用の組合せを用いた空気流又は空気そのものの滅菌ももたらされる
。上述した記載は、様々な特異性を含んでいるが、これ等は、本発明の現時点に
おいて好ましい実施形態の幾つかを単に説明するためのものであって、本発明の
範囲を限定するものとして解釈すべきではない。従って、本発明の範囲は、添付
した請求項及びこれを法律的な見地から判断した均等物によって決定されるべき
である。
するための一般的な方法を示すフローチャート
て製造されるべき有機又は無機物質を滅菌するための一般的な方法を示すフロー
チャート
ム
実施する際に有用な滅菌チャンバの部分概略斜視図
Claims (22)
- 【請求項1】 非水環境下において、有機又は無機対象物を超音波及び紫外
線に同時に曝す工程からなることを特徴とする有機又は無機対象物を滅菌するた
めの方法。 - 【請求項2】 前記非水環境は空気からなることを特徴とする請求項1に記
載の方法。 - 【請求項3】 前記対象物を、約180ナノメータから約325ナノメータ
の波長の紫外線に曝すことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 前記対象物を、約20kHzから約52kHzの間の掃引周
波数の紫外線に曝すことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 前記滅菌をチャンバ内で実行することを特徴とする請求項1
に記載の方法。 - 【請求項6】 前記メッキをコンベアベルト上で実行することを特徴とする
請求項1に記載の方法。 - 【請求項7】 前記対象物を、殺菌のために、約250から260ナノメー
タの波長の紫外線に曝すことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項8】 前記対象物を、特定の微生物を励起するために、約24から
25kHzの周波数の紫外線に曝すことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項9】 (a)紫外線源と、 (b)超音波源 とからなり、 (c)前記紫外線源と前記超音波源とを同時に作動させ、そして、有機又は無
機対象物を非水環境下において超音波に曝すことを特徴とする 有機又は無機対象物を滅菌するための装置。 - 【請求項10】 前記非水環境は空気からなることを特徴とする請求項9に
記載の装置。 - 【請求項11】 前記対象物を、約180ナノメータから約325ナノメー
タの波長の紫外線に曝すことを特徴とする請求項9に記載の装置。 - 【請求項12】 前記対象物を、約20kHzから約52kHzの間の掃引
周波数の紫外線に曝すことを特徴とする請求項9に記載の装置。 - 【請求項13】 前記紫外線源及び前記超音波源がチャンバ内に位置してい
ることを特徴とする請求項9に記載の装置。 - 【請求項14】 前記紫外線源及び前記超音波源がコンベアベルトに隣接し
て位置していることを特徴とする請求項9に記載の装置。 - 【請求項15】 (a)環境空気を紫外線エネルギーに曝し; (b)前記空気を超音波エネルギーに同時に曝す 工程からなることを特徴とする環境空気を滅菌するための方法。
- 【請求項16】 前記紫外線エネルギーの波長は、約180ナノメータから
約325ナノメータの範囲内にあることを特徴とする請求項15に記載の方法。 - 【請求項17】 前記超音波エネルギーは、スウィープ当たり約800ミリ
セカンドの繰返し周期を有するのこぎり波状パターンにおいて、約20kHzか
ら52kHzの範囲内の掃引周波数で適用されることを特徴とする請求項15に
記載の方法。 - 【請求項18】 (a)紫外線源と、 (b)超音波源 とからなり、 (c)前記紫外線源及び前記超音波源とが同時に作動することを特徴とする 空気を滅菌するための装置。
- 【請求項19】 前記紫外線エネルギーの波長は、約180ナノメータから
約325ナノメータの範囲内にあることを特徴とする請求項18に記載の装置。 - 【請求項20】 前記超音波エネルギーは、スウィープ当たり約800ミリ
セカンドの繰返し周期を有するのこぎり波状パターンにおいて、約20kHzか
ら52kHzの範囲内の掃引周波数で適用されることを特徴とする請求項18に
記載の装置。 - 【請求項21】 前記滅菌装置は、独立形装置であることを特徴とする請求
項18に記載の装置。 - 【請求項22】 前記滅菌装置は、エアハンドリングシステムと組み合わさ
れることを特徴とする請求項18に記載の装置。
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