JP2002262837A - 飲料物殺菌装置 - Google Patents

飲料物殺菌装置

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JP2002262837A
JP2002262837A JP2001063806A JP2001063806A JP2002262837A JP 2002262837 A JP2002262837 A JP 2002262837A JP 2001063806 A JP2001063806 A JP 2001063806A JP 2001063806 A JP2001063806 A JP 2001063806A JP 2002262837 A JP2002262837 A JP 2002262837A
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beverage
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light
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flow
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JP2001063806A
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Takashi Samejima
隆 鮫島
Masayuki Hoshikawa
雅之 星川
Sakae Fukunaga
栄 福永
Takeshi Kobayashi
健 小林
Jun Kaneko
純 金子
Taketo Yagi
武人 八木
Takao Kurata
孝男 倉田
Tomoko Koga
智子 古賀
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IHI Corp
Prima Meat Packers Ltd
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IHI Corp
Prima Meat Packers Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 紫外線ランプを常に連続点灯することなく飲
料物を殺菌し、且つ流路を小型化し得る飲料物殺菌装置
を提供する。 【解決手段】 飲料物を流下するよう透過材で構成され
た流路管26と、飲料物の流下に伴い流路管26に外部
より紫外光を含む閃光を照射して飲料物に対し一回あた
り0.2J〜1.8Jの照射エネルギーを発生する光源
とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、紫外線により飲料
物を殺菌する飲料物殺菌装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般的に、自動販売機が飲料物を提供す
る際には、コーヒー、紅茶、日本茶、清涼飲料等の種々
粉末もしくは原液に、水又は湯等を注ぐことにより飲料
物を製造している。
【0003】この時、使用される水及び湯は、タンクや
水道等の供給源から直接供給されるが、近年、消費先の
要求等から殺菌することが求められるようになってき
た。
【0004】このため、自動販売機の中には、図6に示
す如く、水及び湯等の流路の中途部に飲料物殺菌装置1
を備えたものがあり、飲料物殺菌装置1は、下端側部に
流入口2を、上端側部に排出口3を夫々設けた円柱状の
殺菌槽4を備え、殺菌槽4の内部には、殺菌槽4と略同
芯に位置するよう上方より差し込まれた石英ガラスの鞘
管5を配置し、鞘管5の内部には、紫外光を発する水銀
ランプ等の紫外線ランプ6を配置し、更に鞘管5の周囲
には、水及び湯等を攪拌する流通孔7を備えた環状の攪
拌盤8を長手方向に所定の間隔で複数枚配置している。
ここで図6の中の符号9は点検窓を示している。
【0005】自動販売機において飲料物に用いる水及び
湯等を殺菌する際には、水及び湯等を殺菌装置1の流入
口2より殺菌槽4の内部に導入させ、攪拌盤8により攪
拌しつつ流下させると同時に紫外線ランプ6から波長2
54nm等を含む紫外光を所定時間照射し、水及び湯等
を殺菌して排出口3から供給側へ流下させている。な
お、光の波長の254nm付近は、図7の殺菌作用の分
光特性に示す如く、殺菌効果が高いことが明らかであ
る。
【0006】ここで、飲料物殺菌装置1に用いる水銀ラ
ンプ等の紫外線ランプ6は、チャージングに数分の時間
が掛かるため、紫外線ランプ6を常に連続点灯しておく
ことにより、自動販売機の飲料物供給ボタン等を押して
から飲料物の供給指令の信号を介して水及び湯等を飲料
物殺菌装置1へ流し、迅速に殺菌するようにしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように、水銀ラン
プ等の紫外線ランプ6は飲料物の供給指令の有無に係ら
ず常に連続灯火されているため、紫外線ランプ6の寿命
が短く、ランニングコストが高いという問題があった。
又、紫外線ランプ6は殺菌槽4の内部に収納されるた
め、流路が大型化し、小型の自動販売機、給茶機、家庭
用浄水器等に設置できないという問題があった。
【0008】本発明は上述の実情に鑑みてなしたもの
で、紫外線ランプを常に連続点灯することなく飲料物を
殺菌し、且つ流路を小型化し得る飲料物殺菌装置を提供
することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、飲料物を流下
するよう透過材で構成された流路管と、前記飲料物の流
下に伴い流路管に外部より紫外光を含む閃光を照射して
前記飲料物に対し一回あたり0.2J〜1.8Jの照射
エネルギーを発生する光源とを備えたことを特徴とする
飲料物殺菌装置、に係るものである。
【0010】又、光源は、振動数1Hz〜100Hz、
発光時間1.0μS〜1.0mS、出力範囲0.2W〜
500Wにより構成されたものである。
【0011】更に、閃光が照射される流路管の外周を囲
み且つ該流路管に閃光を集めるよう内面を鏡面コーティ
ングした殺菌セルを備えてもよい。
【0012】更に又、光源をアーク放電ランプ又はエキ
シマランプのいずれかにしてもよい。
【0013】透過材で構成される流路管において飲料物
が流下する際には、光源より紫外光を含む閃光を発する
ことにより透過材を介して飲料物に対し一回あたり0.
2J〜1.8Jの照射エネルギーを照射し、飲料物を殺
菌することができる。
【0014】従って、本発明の飲料物殺菌装置によれ
ば、光源は飲料物の流下に伴い閃光を生じるので、光源
を連続灯火することなく必要に応じて使用し、結果的に
光源の寿命を延ばし、ランニングコストを低減すること
ができる。又、光源を流路管の外部に配置したので流路
を小型化し、自動販売機、給茶機、家庭用浄水器等に容
易に設置することができる。
【0015】又、光源が、振動数1Hz〜100Hz、
発光時間1.0μS〜1.0mS、出力範囲0.2W〜
500Wにより構成されると、飲料物に対し一回あたり
0.2J〜1.8Jの照射エネルギーを与えるよう適切
に閃光を発することができる。
【0016】更に、閃光が照射される流路管の外周を囲
み且つ該流路管に閃光を集めるよう内面を鏡面コーティ
ングした殺菌セルを備えると、流路管及び飲料物を透過
した閃光を鏡面コーティングにより反射させて再び流路
管に戻すと共に、流路管に入光することなく流路管の側
部に漏れた閃光を反射させて流路管に戻すので、一層効
率的に飲料物を殺菌することができる。
【0017】更に又、光源をアーク放電ランプ又はエキ
シマランプのいずれかにすると、飲料物に対し一回あた
り0.2J〜1.8Jの照射エネルギーを与える閃光を
一層適切に発することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施する形態の第
一例を図1〜図4により説明すると、第一例の飲料物殺
菌装置10は、自動販売機、給茶機、家庭用浄水器等の
機器11の内部に備えられるものである。
【0019】始めに飲料物殺菌装置10を備える自動販
売機等の機器11は、機器11の下部に交換可能に配置
されて水及び湯等の供給源となる貯留タンク12と、機
器11の上部に交換可能に配置されてコーヒー、紅茶、
日本茶、清涼飲料等の種々粉末もしくは原液を溜めたキ
ャニスタ13とを備え、貯留タンク12の上方には、供
給モータ等の供給手段14と流路管15を介して、水及
び湯等を一時的に溜める仮貯留タンク16を備えてい
る。仮貯留タンク16は開閉弁等の供給手段17と流路
管18を介し、キャニスタ13は開閉弁等の供給手段1
9と流路管20を介し、夫々同一のフィルタもしくはミ
キシングボウル等の混合部21に接続されており、混合
部21には、コップ等の容器22aを配置し得る取出部
22に飲料物を供給するよう吐出管23を備えている。
【0020】ここで、貯留タンク12と仮貯留タンク1
6とに接続される流路管15は、図2、図3に示す如
く、貯留タンク12に接続されるステンレス管24と、
仮貯留タンク16に接続されるステンレス管25と、二
つのステンレス管24,25を接続し且つ飲料物殺菌装
置10を構成する内径5mm〜20mmの透過材の管2
6とからなり、透過材は、合成フューズドシリカ(アモ
ルファス二酸化シリコン)、合成石英、溶融石英、合成
サファイア(酸化アルミニウム)等から構成されてい
る。
【0021】又、ステンレス管24,25の先端には締
結部27の受け側部材28を、透過材の管26の先端に
は締結部27の差し込み側部材29を、夫々備えてお
り、締結部27の受け側部材28は、ステンレス管2
4,25の先端に外嵌し得る筒状に形成されると共に、
内周面のうちステンレス管24,25を外嵌していない
面に、段差を備えるようステンレス管24,25の径よ
り大きく形成されるテーパ状の受け面30と、受け面3
0よりステンレス管24,25と離反する側の部分に形
成されるネジ溝31とを備え、締結部27の受け側部材
28は、透過材の管26の先端を通して外嵌し得るリン
グ状に形成されると共に、外周面に、受け側部材28の
受け面30と合致するテーパ状の差し込み面32と、受
け側部材28のネジ溝31に合致するネジ部33とを備
えており、これにより受け側部材28と差し込み側部材
29は、ネジ溝31とネジ部33を締結した際に、互い
に受け面30と差し込み面32を面接触させてステンレ
ス管24,25と透過材の管26の間から漏れがないよ
うに接続している。
【0022】一方、透過材の管26の中途部には、透過
材の管26の周囲に所定の空間を形成するよう構成され
且つ内面に金、銀等の反射率の高い鏡面コーティング3
4aを備えた殺菌セル34を設け、殺菌セル34におけ
る側部には光源35を備えている。
【0023】光源35は、振動数1Hz〜100Hz、
発光時間1.0μS〜1.0mS、出力範囲0.2W〜
500Wの能力を備えて紫外光を発するアーク放電ラン
プ又はエキシマランプの中から特にキセノンフラッシュ
ランプを選択しており、キセノンフラッシュランプから
発する閃光は、透過材の管26の受光面積及び殺菌セル
34の内部空間を調節して透過材の管26の内部に一回
あたり0.2J〜1.8Jの照射エネルギーを照射する
よう構成されている。
【0024】又、光源35は、図1に示す如くランプ制
御部36に接続され、ランプ制御部36は外部からの信
号を受ける全体制御部37にスイッチ部38を介して接
続されており、スイッチ部38は、貯留タンク12の供
給手段14、仮貯留タンク16の供給手段17、キャニ
スタ13の供給手段19に接続している。
【0025】ここで、ランプ制御部36は、図4に示す
如く、全体制御部37よりスイッチ部38を介して接続
される演算カウンター39と、演算カウンター39より
接続されるパルス発生器40と、パルス発生器40より
接続されると共に光源35に接続するコントローラ41
とを備えており、コントローラ41には光源35を空冷
するよう隣接する空冷ファン42(図1〜図3には図示
せず)を接続している。なお、図4では光源35及び空
冷ファン42を夫々二つ示しているが、一つでもよい
し、三つ以上の複数でもよい。
【0026】以下、本発明を実施する形態の第一例の作
用を説明する。
【0027】飲料物を入れる際には、機器11の外部の
ボタン等を押すことにより飲料物要求信号を全体制御部
37に送り、全体制御部37は、飲料物の選択等の種々
の判断をしてスイッチ部38より貯留タンク12の供給
手段14、仮貯留タンク16の供給手段17、キャニス
タ13の供給手段19及びランプ制御部36等の各部分
に夫々制御信号を送る。
【0028】貯留タンク12では、制御信号により供給
モータ等の供給手段14を駆動して約10ml/s〜3
00ml/sの流速で所定量の水又は湯等を仮貯留タン
ク16に送り、仮貯留タンク16では制御信号により開
閉弁等の供給手段17を駆動して同様な流速で混合部2
1に供給し、同時にキャニスタ13では、制御信号によ
り開閉弁等の供給手段19を駆動して選択された所定量
の粉末もしくは原液を混合部21に供給し、混合部21
では、粉末もしくは原液に水又は湯等を注ぐことにより
飲料物を製造し、吐出管23から容器22aに供給して
いる。
【0029】又、ランプ制御部36では、制御信号より
演算カウンター39がパルス発生器40にパルス回数指
令を与えるよう信号を送り、パルス発生器40はコント
ローラ41に単位時間における規則的なパルス信号を送
り、コントローラ41はドリガーとして光源35が所定
のパルス数で閃光を発するよう信号を送り制御してい
る。
【0030】このため、光源35は、水又は湯等が貯留
タンク12から仮貯留タンク16に流下すると同時に複
数回の閃光を発する。
【0031】次に、本発明の飲料物殺菌装置10に用い
る光源35の殺菌の実験結果について説明する。
【0032】<実験1> 1)供試菌の培養及び調整 供試菌株は、大腸菌(Escherichia col
i)、Pseudomonas diminuta、B
acillus pumilus(芽胞)、およびAs
pergillus niger(胞子)である。大腸
菌とPseudomonas diminutaはSC
D培地等の培地で増殖させ、滅菌水で希釈し、調整し、
菌数が1×105/mlの菌液を得る。芽胞又は胞子の
液は次のように調整する。 Bacillus pumilusの芽胞液の調整
は、寒天培地にて35℃で7日間培養の後、生理食塩水
により培地上の胞子を回収し、ガラスビーズ処理、ナイ
ロンメッシュ濾過して80℃で20分間熱処理し、原液
菌数約1.0×10 10CFU/mlになるよう、遠心
集菌後、滅菌水により懸濁して4℃で保存し、更に、芽
胞液を滅菌水で希釈し調整し、約1.0×10CFU
/mlの菌液を得る。 Aspergillus nigerの胞子の調整
は、PDA寒天培地にて25℃で7日間培養の後、0.
1%Tween80水溶液により培地上の胞子を回収
し、約30分間激しく振とうさせてナイロンメッシュ濾
過し、原液菌数約1.0×10CFU/mlになるよ
う、遠心集菌後、滅菌水により懸濁し、更に、滅菌水で
希釈し調整し、約1.0×10CFU/mlの菌液を
得る。
【0033】2)照射方法及び照射条件 サンプル液調整は、オートクレーブしたシャーレ(原則
として平均内径27mm)に菌液(原則として6ml)
を無菌的に入れ、水深11mmとなるよう調整し、光源
より直ちに照射する。ここでサンプル液は、光源より水
面までの距離を15mmにするよう光源の直下に配置
し、光源は、所定の周波数(2Hz〜33Hz)で照
射、1秒〜8秒間照射する。
【0034】3)菌数測定方法 照射後、サンプル液0.1mlを寒天平板に塗布し、所
定温度で、24h〜48h培養し、コロニーカウントを
行った。コロニー数がカウントに適さないほど多くなり
そうなサンプルでは、サンプル液を10倍希釈した後、
上記の操作を行なった。
【0035】
【表1】
【0036】その結果、大腸菌は、1mlの液に対し2
回の閃光(パルス)を照射した場合(菌液量に対する光
源の入力エネルギー量は0.67J/ml)、その44
%が、4回の閃光(1.33J/ml)では、その85
%が、8回の閃光(2.67J/ml)では、その9
9.99%以上が殺菌された。他の細菌では、大腸菌よ
り効果が弱いものの、照射を強力にすることにより9
9.8%以上の殺菌効果が認められた。カビ類であるA
spergillus nigerの胞子は特に耐性が
強かったが、入力エネルギーを更に高めることにより、
99%まで殺菌できた。Aspergillus ni
gerの胞子は液量を16.9mlまで増加しても容積
あたりの入力エネルギーが確保されれば殺菌効果は低下
しなかった。
【0037】従って、衛生上の指標とされている大腸菌
に注目すれば、その50%〜99.99%を殺菌する条
件(菌液量に対する光源の入力エネルギー量)は、0.
2J〜1.8Jすなわち飲料物1回分の水又は湯等に対
し0.7J/ml〜2.7J/mlであった。また、薬
剤等の抵抗性の強いBacillus属の細菌に対して
も、11.0J/mlの照射で99.99%以上が殺菌
できた。即ち0.7J/ml〜11.0J/mlの入力
エネルギーを与えることにより、水又は湯等を適確に殺
菌することができる。ここで、照射エネルギーが0.7
J/ml未満の場合には十分に殺菌することができず、
11.0J/mlより大きい場合には、ムダなエネルギ
ーが多くランニングコストが上昇するという問題があ
る。
【0038】又、光源35は水又は湯等の流下に伴い閃
光を生じるので、光源35を連続灯火することなく必要
に応じて使用し、結果的に光源35の寿命を延ばし、ラ
ンニングコストを低減することができる。又、光源35
を流路管の外部に配置したので流路を小型化し、自動販
売機、給茶機、家庭用浄水器等に容易に設置することが
できる。
【0039】更に、光源35が、振動数1Hz〜100
Hz、発光時間1.0μS〜1.0mS、出力範囲0.
2W〜500Wにより構成されると、水又は湯等に対し
一回あたり0.2J〜1.8Jの照射エネルギーを与え
るよう適切に閃光を発することができる。
【0040】更に又、閃光が照射される透過材の管26
の外周を囲み且つ透過材の管26に閃光を集めるよう内
面を鏡面コーティング34aした殺菌セル34を備える
と、透過材の管及び水及び湯等を透過した閃光を鏡面コ
ーティング34aにより反射させて再び流路管に戻すと
共に、透過材の管26に入光することなく透過材の管2
6の側部に漏れた閃光を反射させて透過材の管26に戻
すので、一層効率的に水又は湯等を殺菌することができ
る。
【0041】更に又、光源35をアーク放電ランプ又は
エキシマランプのいずれかにすると、水又は湯等に対し
一回あたり0.2J〜1.8Jの照射エネルギーを与え
る閃光を一層適切に発することができる。
【0042】本発明の飲料物殺菌装置を実施する形態の
第二例を図5により説明すると、第二例の飲料物殺菌装
置は自動販売機等の内部に設置される位置が異なるもの
であり、図中、図1〜図4と同一の符号を付した部分は
同一物を表わしている。
【0043】第二例の飲料物殺菌装置43は、透過材の
管44を仮貯留タンク16と混合部21の間に第一例と
略同様に配置し、透過材の管44には、同様な殺菌セル
34及び光源35等を備えている。
【0044】又、第二例の飲料物殺菌装置を備えた自動
販売機等の機器11には、仮貯留タンク16に水道水を
流入させる管45を接続してもよい。
【0045】以下、本発明を実施する形態の第二例は、
水又は湯等を殺菌する場所が異なることを除いて第一例
と同様な作用効果を得ることができる。
【0046】なお、本発明の飲料物殺菌装置は、上述の
形態例にのみ限定されるものではなく、その他、本発明
の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得る
ことは勿論である。
【0047】
【発明の効果】上記した本発明の飲料物殺菌装置によれ
ば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【0048】(I)本発明の飲料物殺菌装置によれば、
飲料物に対し一回あたり0.2J〜1.8Jの照射エネ
ルギーを照射し、飲料物を殺菌することできる。又、光
源は飲料物の流下に伴い閃光を生じるので、光源を連続
灯火することなく必要に応じて使用し、結果的に光源の
寿命を延ばし、ランニングコストを低減することができ
る。更に、光源を流路管の外部に配置したので流路を小
型化し、自動販売機、給茶機、家庭用浄水器等に容易に
設置することができる。
【0049】(II)光源が、振動数1Hz〜100H
z、発光時間1.0μS〜1.0mS、出力範囲0.2
W〜500Wにより構成されると、飲料物に対し一回あ
たり0.2J〜1.8Jの照射エネルギーを与えるよう
適切に閃光を発することができる。
【0050】(III)閃光が照射される流路管の外周
を囲み且つ該流路管に閃光を集めるよう内面を鏡面コー
ティングした殺菌セルを備えると、流路管及び飲料物を
透過した閃光を鏡面コーティングにより反射させて再び
流路管に戻すと共に、流路管に入光することなく流路管
の側部に漏れた閃光を反射させて流路管に戻すので、一
層効率的に飲料物を殺菌することができる。
【0051】(IV)光源をアーク放電ランプ又はエキ
シマランプのいずれかにすると、飲料物に対し一回あた
り0.2J〜1.8Jの照射エネルギーを与える閃光を
一層適切に発することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の飲料物殺菌装置を実施する形態の第一
例を示す概略図である。
【図2】本発明の飲料物殺菌装置における透過材の管及
び光源を示す縦断側面図である。
【図3】本発明の飲料物殺菌装置における透過材の管と
ステンレス管を接続する直前の状態を示す縦断側面図で
ある。
【図4】本発明の飲料物殺菌装置における光源の制御を
示す概略図である。
【図5】本発明の飲料物殺菌装置を実施する形態の第二
例を示す概略図である。
【図6】従来の飲料物殺菌装置を示す縦断側面図であ
る。
【図7】殺菌作用の分光特性を示す図である。
【符号の説明】
26 透過材の管(流路管) 34 殺菌セル 34a 鏡面コーティング 35 光源 44 透過材の管(流路管)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G21K 5/10 A23L 2/00 N (72)発明者 星川 雅之 東京都千代田区大手町一丁目6番1号 石 川島播磨重工業株式会社大手町分室内 (72)発明者 福永 栄 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石 川島播磨重工業株式会社機械・プラント開 発センター内 (72)発明者 小林 健 東京都江東区豊洲三丁目1番15号 石川島 播磨重工業株式会社東京エンジニアリング センター内 (72)発明者 金子 純 東京都千代田区大手町二丁目2番1号 石 川島播磨重工業株式会社本社内 (72)発明者 八木 武人 東京都江東区豊洲三丁目1番15号 石川島 播磨重工業株式会社東京エンジニアリング センター内 (72)発明者 倉田 孝男 東京都江東区豊洲三丁目1番15号 石川島 播磨重工業株式会社東京エンジニアリング センター内 (72)発明者 古賀 智子 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石 川島播磨重工業株式会社機械・プラント開 発センター内 Fターム(参考) 4B017 LC10 LE02 LE10 LP12 LT05 4C058 AA21 BB06 DD05 DD07 DD12 KK02 KK12 KK46 4D037 AA02 AB03 BA18

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 飲料物を流下するよう透過材で構成され
    た流路管と、前記飲料物の流下に伴い流路管に外部より
    紫外光を含む閃光を照射して前記飲料物に対し一回あた
    り0.2J〜1.8Jの照射エネルギーを発生する光源
    とを備えたことを特徴とする飲料物殺菌装置。
  2. 【請求項2】 光源は、振動数1Hz〜100Hz、発
    光時間1.0μS〜1.0mS、出力範囲0.2W〜5
    00Wにより構成された請求項1記載の飲料物殺菌装
    置。
  3. 【請求項3】 閃光が照射される流路管の外周を囲み且
    つ該流路管に閃光を集めるよう内面を鏡面コーティング
    した殺菌セルを備えた請求項1又は2に記載の飲料物殺
    菌装置。
  4. 【請求項4】 光源をアーク放電ランプ又はエキシマラ
    ンプのいずれかにした請求項1、2又は3に記載の飲料
    物殺菌装置。
JP2001063806A 2001-03-07 2001-03-07 飲料物殺菌装置 Pending JP2002262837A (ja)

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