JP2006524493A - 真空において、o3、o2、co2、アルゴン、uv−c光および超音波の使用により、食料品およびその他の製品を殺菌および保存する方法および技術的実施 - Google Patents
真空において、o3、o2、co2、アルゴン、uv−c光および超音波の使用により、食料品およびその他の製品を殺菌および保存する方法および技術的実施 Download PDFInfo
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Abstract
Description
過去2〜3年において、病原菌で汚染された食料品が原因の疾患が、世界的に非常に増加している。
同時に、情報機関の情報によれば、食物連鎖を介した炭素菌、ボツリヌス菌のような微生物によるテロ攻撃の危険性は著しく増加している。
したがって、汚染除去および殺菌のため、ならびに果物および野菜ならびにその他の生鮮食品を入れるための包装のためのそれぞれの予防処置は、生鮮製品の消費者に対する食品の安全を保障するための義務である。
塩素の使用は、その発癌作用および廃水における塩素の環境被害ならびにそのいやな感覚刺激臭について相当に議論が戦わされており、したがって、受け容れ難いものである。
更に、塩素は、微生物の耐性を引き起す原因となり、したがって、塩素の有効性は疑わしい。
ガンマー放射線照射およびパルス磁界法による放射線照射は、多くの場合禁止されているか、許可および許可標示を要求される。
UV放射の使用は、放射が、消毒される製品と直接表面接触するところでのみ効き目がある。空洞または葉の裏側またはがくに存在する微生物には到達することができない。
微生物は、多くの場合、特別の生物学的生存戦略によりそのような破壊を回復するための能力を持っている。
したがって、殺菌目的の超音波の使用だけでは、不十分である。
上述の全ての方法は、単独での適用において不十分な結果のみを示す。
オゾンO3
オゾン、O3は、酸素の3原子形態である。
オゾンは、反応性に富み、最も強力な、知られている酸化媒体である。オゾンは、塩素の51倍より反応性であり、3125倍速く微生物を破壊する。
オゾンは、UV−C放射または約7,000ボルトのコロナ陰極放電で生成される。
オゾンは、酸素よりも水によく溶ける。
オゾンは、有機または無機化合物と接触すると酸素原子を分離して反応し、それぞれ水酸基の形成によって酸化して、真核生物の細胞壁および膜の溶解を引き起す。それにより、菌、細菌、ウイルス、胞子および酵母の破壊をもたらし、昆虫の呼吸器官を閉塞および麻痺させ、その結果として死をもたらす。
オゾンは、短い接触においてのみ働き、それ自身は全身作用を持たない。
オゾンは、作用時間が短いため植物または食料品に有害な結果を残さない。
また、オゾンは、微生物または植物病原体で耐性を生じない。
オゾンは、発癌性ではない。
オゾンは、食料品との直接接触について、FDA(食品医薬品局)により、2001年6月26日以降添加剤として認可されている。
オゾンは、また、米国のEPA(環境保護局)により消毒製品としても認可されている。
電磁波直接放射としてのUV−C光は、細菌、酵母、ウイルスおよび昆虫に対して、254ナノメートルの波長範囲においてその最適殺菌効果を有する。
その照射は、微生物において細胞膜の溶解を誘発し、DNA構造にとって破壊的である。
185ナノメートルの波長範囲においては、UV−C放射はオゾンを生成し、オゾンは、高湿度の影響下で、殺生剤としてのオゾンの作用を増幅する高酸化性の不安定な水酸基を発生する。
食料品のUV−C照射は、米国のFDAにより1997年以降認可されており、野菜、食料品およびチーズ等に対してはドイツの放射線保護条例においても認可されている。
微生物を除去するための線量は、特に、4,000〜15,000mW/秒/cm2である(種による)。
昆虫は、約500,000〜1,500,000mW/秒/cm2である(種による)。
CO2は、好気性微生物および昆虫に、30%を超える濃度において毒性作用を有し、15〜20%およびそれ以上の濃度において微生物の繁殖を防ぐ。
同時に、4%を超える高濃度におけるCO2は、果実および野菜の細胞呼吸を減少させ、呼吸気孔を塞ぎ、したがって、オゾンガスが野菜の細胞に入るのを妨げる。
アルゴンは貴ガスであり、特に10%の濃度において触媒として作用し、CO2およびオゾンの活性を増加させる。
20kHz(キロヘルツ)〜100kHz(キロヘルツ)までの波長を持つ、振動子により発生された超音波は、細菌、菌および酵母ならびに色素体を破壊し、キャビテーション現象により、殺菌ガスに対して増強効果を有し、表面の生体膜を吸引原理で同様に溶解する。
50mbar(ミリバール)より低い真空の使用は、微生物および昆虫の細胞膜を分裂させ、CO2およびオゾンならびにUV光の効率を高める。同時に、真空は、殺菌される製品への、注入された殺生剤ガスの含浸および浸透を引き起す。
1A 液圧真空室カバーおよび石英ガラス製一体型輸送ベルトを伴う真空トンネル、
2A 新鮮な空気のための電気式または空気式の減圧および注入用のバルブを伴う真空ポンプ、
3A 真空管内の185nm(ナノメートル)の波長を持つUV−Cランプおよびトンネルの入口および出口帯における254nm(ナノメートル)の波長を持つUV−Cランプ、
4A 入口および出口トンネルにおける石英ガラス製輸送ベルト、
5A 酸素発生器(遠心分離ストレーナー原理)、
6A コロナ陰極放電および65%残留酸素を伴うオゾン発生器、
7A マノメーターおよび継手管を伴うCO2(二酸化炭素)用ガスタンク、
8A マノメーターおよび継手管を伴うアルゴン用ガスタンク、
9A 減圧弁およびマノメーターを伴うガス用ガス混合機、
10A 注入ガス用真空排気ポンプ、
11A 減圧弁およびマノメーターを伴う、中間貯蔵およびガス回収のための注入ガス用圧力容器、
12A 真空トンネルにおいて減圧状態を確立するためのそして残留ガスの排気のための換気装置、
13A 真空室における殺菌ガス換気タービン、
14A 電気式および空気式ステアリングおよび調節板、
15A 真空室におけるセンサーを伴う、オゾン、酸素、二酸化炭素およびアルゴン用ガス濃度測定装置、
16A 超音波振動子。
この適用は、連続フロープロセスにおいて行うことができる。
1B 石英ガラス製輸送ベルトを伴う、浸漬洗浄トンネル、
2B 減圧状態を作り出し、水から出る残留ガスを排気するための換気扇、
3B トンネルに備えられた、185nm(ナノメートル)の波長を持つUV−Cランプ
4B 水トンネルの入口および出口帯に備えられた254nm(ナノメートル)の波長を持つUV−Cランプ、
5B 酸素発生器(遠心分離ストレーナー原理により空気からの)、
6B コロナ陰極放電および65%残留酸素を伴うオゾン発生器、
7B マノメーターおよび継手管を伴うCO2(二酸化炭素)用ガスタンク、
8B マノメーターおよび継手管を伴うアルゴン用ガスタンク、
9B 減圧弁およびマノメーターを伴う、3つのガスのためのガス混合機、
10B 洗浄トンネル中への水吸気弁を伴う水ライン、
11B 水サイフォンを伴う排水処理ライン、
12B トンネルにおける水ノズルを伴う水ライン、
13B 殺菌水を渦巻きにするための水ノズルを伴う、トンネル水浴における管を伴う加圧圧縮機、
14B 水圧ポンプ、
15B フィルターを伴う水循環ポンプ、
16B ベンチュリ・ガス注入バルブ、
17B ガス注入混合機、
18B 膨張容器、
19B 膨張容器前および後の圧力マノメーター、
20B オゾン、酸素、二酸化炭素およびアルゴン用の、水中プローブを伴うガス濃度感知装置、
21B 洗浄トンネル後の換気乾燥機または遠心分離乾燥機、
22B 制御盤およびプログラム制御ディスプレーを伴う電気ステアリング、
23B 超音波振動子。
適用方法は、第1適用方式に対しては、特に以下の主工程を含む。
1.殺菌される製品は、バッチプロセスにおいて、石英ガラス製のコンベヤーベルトにより真空トンネル室に到達する。コンベヤーベルトは、傍心回転振盪機要素により、移送品が、UV−C光の下で、UV−C光が殺菌される製品のあらゆる箇所および部分に到達することができるように、あらゆる場所に向くような方法で上下に動かされる。
2.真空トンネルにおけるコンベヤーベルトが一杯になったら、真空室は、真空室カバーで液圧で気密に密閉される。
3.その後、真空ポンプにより、特に50〜200mbar(ミリバール)の水準まで空気を抜くことにより、真空を生じさせる。
4.真空が確立された後、オゾン、酸素、CO2およびアルゴンのガス混合物が、約750mbarの負圧までガス室に自動的に注入される。注入ガスの濃度は、特に次の通りである:オゾン15%、酸素45%、二酸化炭素30%およびアルゴン10%。
5.殺菌ガスの注入中、殺菌される製品は、好ましくは5秒の間隔において最小20kHz(キロヘルツ)のパルス超音波で衝撃を与えられる。
6.ガスは、室内に約30秒留まる。
7.その後、新たな真空が作り出され、殺菌ガス混合物は、ガス混合物がセンサー調節ガス混合機により適切な濃度に再び再構成される、再循環殺菌ガスのための圧力容器の中に、圧縮ポンプで、電気式または空気式ガスバルブを介して抜かれる。
圧力容器は、ガス混合機に接続されていて、センサー・デバイスの設定によりガス濃度を自動的に均等化させる。
8.殺菌ガスの排気後、真空室は、殺菌ガスの残留物が残らないような方法において新鮮な空気で換気される。
9.その後、真空室カバーが液圧で持ち上げられて、殺菌方法が終了する。
10.殺菌された充填品は、真空トンネルを自動的に離れ、石英ガラス製コンベヤーベルトに乗って、UV−C光トンネルを通って充填包装ステーションに向けて送られる。これにより、空気を介しての製品上の二次感染が回避される。
11.殺菌された無菌製品は、無菌包装ステーションに到着し、そこで、袋、トレーまたは箱に密閉包装され、箔でシールまたはシュリンクされる。
1.殺菌される製品は、連続プロセスフローにおいて、石英ガラス製のコンベヤーベルトを介して水洗トンネルに到達する。
コンベヤーベルトは、傍心回転振盪機要素により、移送品が、UV−C光の下で、UV−C光が殺菌される製品のあらゆる箇所および部分に到達することができるように、あらゆる場所に向くような方法で上下に動かされる。
2.排気ブロワーで負圧が作り出されている洗浄トンネルにおいて、殺菌される製品は、浸漬プロセスにおいて、オゾン、酸素、二酸化炭素およびアルゴンに富んだ水中に入れられ、石英ガラス製コンベヤーベルトで更に移送される。水ノズルからのシャワーが、水の表面で泳ぐそれらの製品に、殺菌水が常に製品ときちんと接触するような方法において同時に噴霧される。殺菌水浴は、殺菌される製品が、連続的渦巻き水において浸漬により殺菌ガスと接触するような方法において別々のノズルを通して圧搾空気で渦が巻かれる。
3.殺菌工程は、製品の種類および水に溶解したガスの濃度によって約2〜6分間持続し、プログラム化することができる。
4.水浴の前および後に、185nm(ナノメートル)および254nm(ナノメートル)のUV−Cランプが光トンネル中に固定される。
5.殺菌トンネルの内部の水浴中および水浴上で、製品は、特に最小20〜100kHz(キロヘルツ)の周波数でパルスで作動している超音波の環を同時に通過する。これにより、製品は、同時に、超音波で攻撃され、UV−C光で照射され、殺菌性ガスに曝露される。
6.処理される製品の水浴における浸漬プロセスは、緩やかな条件において、またはプラスチック箱プロセスで行うことができる。
7.湿潤殺菌トンネルを通過した後、殺菌された製品は、石英ガラス製コンベヤーベルト上でいまだUV−C線照射下で、無菌空気−ジェット空気−乾燥機または遠心分離乾燥機に到達する。
8.その後、製品は、無菌殺菌条件下で包装される。
新規な殺菌方法は、実験室においても工業的応用においても優れた結果を示した。
10年に及ぶ調査開発研究の間に、本発明方法は、市場の成熟にもたらされた。
Claims (10)
- オゾン、酸素、二酸化炭素およびアルゴンの使用ならびにUV−C照射、超音波および真空の同時適用を伴う燻蒸または水洗により、果物および野菜、あらゆる種類の食料品、園芸品および農産品ならびにその他の製品を殺菌および保存する方法および技術的実施。
- 前記方法が、燻蒸による方式1だけではなく水洗処理による方式2においても実施することができることを特徴とする、請求項1に記載の殺菌方法。
- 前記方式1におけるバッチプロセスにおいて、オゾン、酸素、二酸化炭素、アルゴンの殺菌ガス、UV−C照射および超音波に加えて真空が作り出されることを特徴とする、請求項1および2に記載の殺菌方法。
- 前記方式2における水トンネル内の製品フロープロセスにおいて、オゾン、酸素、二酸化炭素、アルゴンの殺菌ガス、UV−C照射および超音波に加えて不完全真空(負圧)のみが確立されることを特徴とする、請求項1および2に記載の殺菌方法。
- 殺菌される前記製品のUV−C照射が、真空室内および水浴内の殺菌トンネルの前および後に、内部と同様に殺菌ガスおよび超音波の適用と同時に行われることを特徴とする、請求項1乃至4に記載の殺菌方法。
- 殺菌される製品が、殺菌ガスおよびUV−C照射の適用と同時に超音波によっても処理されることを特徴とする、請求項1乃至5に記載の殺菌方法。
- 方式1の技術的実施に対して、以下の主構成要素および装置が特に使用されることを特徴とする、請求項1、2および3に記載の殺菌方法:
1A 液圧真空室カバーおよび石英ガラス製一体型輸送ベルトを伴う真空トンネル、
2A 新鮮な空気のための電気式または空気式の減圧および注入用のバルブを伴う真空ポンプ、
3A 真空管内の185nm(ナノメートル)の波長を持つUV−Cランプおよびトンネルの入口および出口帯における254nm(ナノメートル)の波長を持つUV−Cランプ、
4A 入口および出口トンネルにおける石英ガラス製輸送ベルト、
5A 酸素発生器(遠心分離ストレーナー原理)、
6A コロナ陰極放電および65%残留酸素を伴うオゾン発生器、
7A マノメーターおよび継手管を伴うCO2(二酸化炭素)用ガスタンク、
8A マノメーターおよび継手管を伴うアルゴン用ガスタンク、
9A 減圧弁およびマノメーターを伴うガス用ガス混合機、
10A 注入ガス用真空排気ポンプ、
11A 減圧弁およびマノメーターを伴う、中間貯蔵およびガス回収のための注入ガス用圧力容器、
12A 真空トンネルにおいて減圧状態を確立するためのおよび残留ガスの排気のための換気装置、
13A 真空室における殺菌ガス換気タービン、
14A 電気式および空気式ステアリングおよび調節板、
15A 真空室におけるセンサーを伴う、オゾン、酸素、二酸化炭素およびアルゴン用ガス濃度測定装置、
16A 超音波振動子。 - 方式2の技術的実施に対して、以下の主構成要素および装置が特に使用されることを特徴とする、請求項1、2および4に記載の殺菌方法:
1B 石英ガラス製輸送ベルトを伴う、被覆ステンレススチール製浸漬洗浄トンネル、
2B 減圧状態を作り出し、水から出る残留ガスを排気するための換気扇、
3B トンネルに備えられた、185nm(ナノメートル)の波長を持つUV−Cランプ
4B 水トンネルの入口および出口帯に備えられた254nm(ナノメートル)の波長を持つUV−Cランプ、
5B 酸素発生器(遠心分離ストレーナー原理により空気からの)、
6B コロナ陰極放電および65%残留酸素を伴うオゾン発生器、
7B マノメーターおよび継手管を伴うCO2(二酸化炭素)用ガスタンク、
8B マノメーターおよび継手管を伴うアルゴン用ガスタンク、
9B 減圧弁およびマノメーターならびに継手管を伴う、3つのガスのためのガス混合機、
10B 洗浄トンネル中への水吸気弁を伴う水ライン、
11B 洗浄トンネルにおける水サイフォンを伴う排水処理ライン、
12B トンネルにおける水ノズルおよび栓を伴う水ライン、
13B 殺菌水を渦巻きにするための水ノズルを伴う、トンネル水浴における管を伴う加圧圧縮機、
14B 管を伴う水圧ポンプ、
15B フィルターおよび管を伴う水循環ポンプ、
16B ベンチュリ・ガス注入バルブおよび管、
17B 継手管を伴うガス注入混合機、
18B 継手管を伴う膨張容器、
19B 膨張容器前および後の圧力マノメーター、
20B オゾン、酸素、二酸化炭素およびアルゴン用の水中プローブを伴うガス濃度感知装置、
21B 洗浄トンネル後の換気乾燥機または遠心分離乾燥機、
22B 制御盤およびプログラム制御ディスプレーを伴う電気ステアリング、
23B 超音波振動子。 - 真空ガストンネルおよび水トンネルの内壁が、超音波の問題のない使用を可能にする特定のPVCまたはその他の適当な材料の被膜を備えていることを特徴とする、請求項6、7および8に記載の殺菌方法。
- 記載された特定の技術的主構成要素、装置および相当する技術的工学技術の使用を伴う、オゾン、酸素、二酸化炭素およびアルゴンの使用ならびにUV−C照射、超音波および真空または負圧の同時適用による燻蒸または水洗による、請求項1乃至9に記載のあらゆる種類の食料品およびその他の製品を殺菌および保存する方法および技術的実施。
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