JP2007159821A - Ozone sterilization method and its apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、殺菌チャンバー内の殺菌対象物の必要な殺菌処理時間を設定できるオゾン殺菌方法及びその装置に関するものである。 The present invention relates to an ozone sterilization method and an apparatus thereof capable of setting a necessary sterilization treatment time for an object to be sterilized in a sterilization chamber.
従来、オゾン殺菌は、基礎試験などにより、殺菌対象物を殺菌するに必要なオゾン濃度と殺菌処理時間を設定し、その設定したオゾン濃度となるようにオゾン発生器を制御している。 Conventionally, in ozone sterilization, ozone concentration and sterilization treatment time necessary for sterilizing an object to be sterilized are set by a basic test or the like, and the ozone generator is controlled so that the set ozone concentration is obtained.
図2はオゾン発生器における温度変化に対するオゾン濃度の変化を示し、周囲温度が20℃のときにオゾンガス濃度447ppmであったものが、30℃では340ppm、40℃では259ppmまで低下してしまう。 FIG. 2 shows the change in ozone concentration with respect to the temperature change in the ozone generator. The ozone gas concentration was 447 ppm when the ambient temperature was 20 ° C., but it dropped to 340 ppm at 30 ° C. and 259 ppm at 40 ° C.
従って、オゾン発生器の出力を一定範囲内に安定化させるためにオゾン発生器を冷却して一定の温度に保ち、さらに、設定したオゾン濃度となるように、オゾン発生器で発生するオゾン濃度をフィードバック制御するようにしている。 Therefore, in order to stabilize the output of the ozone generator within a certain range, the ozone generator is cooled and kept at a constant temperature, and the ozone concentration generated by the ozone generator is adjusted so that the set ozone concentration is obtained. Feedback control is performed.
しかしながら、オゾン発生器の温度を一定制御するには装置のコストアップの要因となり、また使用現場でのオゾン発生器の日常管理も必要となる。さらに、オゾン濃度が一定に制御できない場合には、殺菌に必要な濃度下限値以上にあらかじめオゾン発生器を設定する方法もあるが、必要以上の殺菌処理となり、オゾン殺菌対象物である材料にダメージを与えてしまう問題がある。 However, constant control of the temperature of the ozone generator increases the cost of the apparatus, and daily management of the ozone generator at the site of use is also required. In addition, when the ozone concentration cannot be controlled to a certain level, there is a method to set the ozone generator in advance above the lower concentration limit necessary for sterilization. There is a problem that gives.
また、オゾンは、大気圧下で10,000ppmのオゾンガスを2気圧にすると、単位容積中のオゾン分圧は2倍となり、大気圧換算で20,000ppm相当になるが、加圧して供給した場合には、処理時間が短くできるものの適正な処理時間を求めることが困難である。また逆に減圧下で供給した場合にも適正な処理時間を求めることが困難である。 In addition, when ozone is ozone, the ozone partial pressure in the unit volume is doubled and the ozone partial pressure is equivalent to 20,000 ppm when ozone gas of 10,000 ppm is changed to 2 atm under atmospheric pressure. Although it is possible to shorten the processing time, it is difficult to obtain an appropriate processing time. On the other hand, it is difficult to obtain an appropriate processing time even when supplying under reduced pressure.
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、オゾン濃度や圧力が変化しても適切な処理時間を設定できるオゾン殺菌方法及びその装置を提供することにある。 Then, the objective of this invention is providing the ozone sterilization method and apparatus which can set the appropriate processing time even if the above-mentioned subject is solved and ozone concentration and pressure change.
上記目的を達成するために請求項1の発明は、殺菌チャンバー内にオゾンを加圧して供給し、殺菌対象物を殺菌処理する際に、オゾン処理をオゾン分圧と時間の積が一定になるように制御することを特徴とするオゾン殺菌方法である。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, when ozone is pressurized and supplied into the sterilization chamber and the sterilization target is sterilized, the product of ozone partial pressure and time is constant. It is the ozone sterilization method characterized by controlling in this way.
請求項2の発明は、殺菌チャンバー内にオゾンを加圧して供給し、殺菌対象物を殺菌処理する際に、殺菌チャンバー内の圧力とオゾン濃度からオゾン分圧を求めると共に、そのオゾン分圧を時間毎に積分し、その積分値が一定に達したときに殺菌を停止することを特徴とするオゾン殺菌方法である。 According to the invention of claim 2, when ozone is pressurized and supplied into the sterilization chamber and the object to be sterilized is sterilized, the ozone partial pressure is obtained from the pressure in the sterilization chamber and the ozone concentration, and the ozone partial pressure is determined. The ozone sterilization method is characterized by integrating every time and sterilization is stopped when the integrated value reaches a constant value.
請求項3の発明は、オゾン分圧と時間の積の検知を、オゾンと反応して色が変化する化学物質の変色量あるいは変色の濃淡を光学的あるいは電気的手法等でモニタリングして行う請求項1記載のオゾン殺菌方法である。
In the invention of
請求項4の発明は、殺菌チャンバー内にオゾンを加圧して供給し、殺菌対象物を殺菌処理するオゾン殺菌装置において、殺菌チャンバー内にオゾンを加圧供給するオゾン発生器と、殺菌チャンバー内のオゾン分圧をモニタリングするオゾン分圧測定器と、オゾン分圧測定器から出力されるオゾン分圧と時間の積を演算し、その積が一定値となったときに殺菌を停止する制御回路とを備えたことを特徴とするオゾン殺菌装置である。 The invention according to claim 4 is an ozone sterilization apparatus that pressurizes and supplies ozone into a sterilization chamber and sterilizes an object to be sterilized, an ozone generator that pressurizes ozone into the sterilization chamber, An ozone partial pressure measuring device that monitors the ozone partial pressure, a control circuit that calculates the product of the ozone partial pressure and time output from the ozone partial pressure measuring device, and stops sterilization when the product reaches a constant value; An ozone sterilizer characterized by comprising:
請求項5の発明は、制御回路は、演算回路とタイマー回路とからなり、演算回路が、オゾン分圧測定器から出力されたオゾン分圧の電気信号を、タイマー回路から出力される時間で積分し、その積分値が一定値となったときに殺菌を停止する請求項4記載のオゾン殺菌装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, the control circuit comprises an arithmetic circuit and a timer circuit, and the arithmetic circuit integrates the electrical signal of the ozone partial pressure output from the ozone partial pressure measuring device with the time output from the timer circuit. The sterilization apparatus according to claim 4, wherein the sterilization is stopped when the integrated value becomes a constant value.
請求項6の発明は、殺菌チャンバー内にオゾンを加圧して供給し、殺菌対象物を殺菌処理するオゾン殺菌装置において、殺菌チャンバー内にオゾンを加圧供給するオゾン発生器と、殺菌チャンバー内のオゾン分圧と時間の積の積分値を検知するオゾン分圧・時間値検出器と、そのオゾン分圧・時間値検出器からの積分値が入力され、積分値が所定に達したときに殺菌を停止する制御回路とを備えたことを特徴とするオゾン殺菌装置である。 The invention of claim 6 is an ozone sterilization apparatus that pressurizes and supplies ozone into a sterilization chamber and sterilizes an object to be sterilized, an ozone generator that pressurizes ozone into the sterilization chamber, The ozone partial pressure / time value detector that detects the integrated value of the product of the ozone partial pressure and time, and the integrated value from the ozone partial pressure / time value detector are input, and sterilization is performed when the integrated value reaches a predetermined value. And an ozone sterilizer characterized by comprising a control circuit for stopping the operation.
請求項7の発明は、殺菌チャンバーには、調湿機能が接続され、制御回路は、殺菌チャンバー内の相対湿度を、60〜98RHに保つよう調湿機能を制御する請求項4〜6に記載のオゾン殺菌装置である。 The humidity control function is connected to the sterilization chamber, and the control circuit controls the humidity control function so as to keep the relative humidity in the sterilization chamber at 60 to 98 RH. This is an ozone sterilizer.
請求項8の発明は、殺菌チャンバーには、調温機能が接続され、制御回路は、殺菌チャンバー内の温度を常温〜55℃に保つよう調温機能を制御する請求項4〜7のいずれかに記載のオゾン殺菌装置である。 The temperature control function is connected to the sterilization chamber, and the control circuit controls the temperature control function so as to keep the temperature in the sterilization chamber at room temperature to 55 ° C. Is an ozone sterilizer.
請求項9の発明は、殺菌チャンバーには、殺菌処理後のエアレーションで、オゾンを空気に置換する際に排気中のオゾンを分解するオゾン分解器が接続される請求項4〜8のいずれかに記載のオゾン殺菌装置である。 According to a ninth aspect of the present invention, in the sterilization chamber, an ozonolysis device for decomposing ozone in exhaust gas when ozone is replaced with air by aeration after sterilization is connected. It is an ozone sterilizer of description.
本発明によれば、オゾン殺菌処理を、オゾン分圧と時間の積が一定になるように制御することで、常に同じ殺菌効果が得られるという優れた効果を発揮するものである。 According to the present invention, by controlling the ozone sterilization treatment so that the product of ozone partial pressure and time is constant, the excellent effect that the same sterilizing effect can be always obtained is exhibited.
以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。 A preferred embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
図1において、10は、殺菌対象物が収容される殺菌チャンバーで、その殺菌チャンバー10にオゾン発生器11が、加圧ポンプ20を介して接続される。オゾン発生器11は、酸素製造装置とその酸素製造装置で製造された酸素を導入してオゾン化するオゾナイザーからなり、殺菌チャンバー10に数千ppmから数万ppmのオゾンを供給できるようになっている。
In FIG. 1,
殺菌チャンバー10内に供給されたオゾンは、真空ポンプ12で吸引排気され、オゾン分解器13でオゾンが分解されて排気されるようになっている。
The ozone supplied into the
殺菌チャンバー10には、チャンバー内の湿度を調整する、加湿器などの調湿機能15が接続され、また殺菌チャンバー10内を常温〜55℃に保つためのヒータなどの調温機能14が接続される。
The
この殺菌チャンバー10内で、殺菌対象物のオゾン殺菌を行うにあたり、プレコンディッショニングとして、殺菌チャンバー10内を、調温機能14で予熱する。
In performing the ozone sterilization of an object to be sterilized in the
その後、真空ポンプ12で殺菌チャンバー10内を吸引し、調湿機能15、相対湿度60〜98RHの範囲のいずれかに保ち、また温度は、調温機能14で、常温〜55℃に保つようにする。同時にオゾン発生器11からオゾンを所定分圧になるまで加圧して供給し、所定のPO3 ・T値になるまで殺菌処理を行い、殺菌後は、オゾン発生器11のオゾナイザを停止して、空気供給ライン(図示せず)から空気を、殺菌チャンバー10内に供給し、これを真空ポンプ12で吸引排気することで殺菌チャンバー10内をエアレーションし、殺菌チャンバー10内のオゾンが総て空気に置換されて終了する。
Thereafter, the inside of the
さて、本発明においては、殺菌チャンバー10にオゾン分圧測定器16が設けられ、そのオゾン分圧測定器16で、チャンバ内圧力とオゾン濃度を検出することでオゾン分圧(PO3 )が検出され、その検出値が、電気信号として制御回路17に入力され、その制御回路17で、オゾン分子数・時間の積(PO3 ・T値)が一定となるように制御するようにしたものである。
In the present invention, the ozone partial
制御回路17は、演算回路18とタイマー回路19からなり、演算回路18が、オゾン分圧測定器16から出力されたオゾン分圧(PO3 )の電気信号を、タイマー回路19から出力される時間(T)で積分して積分値(PO3 ・T)を演算し、その値が予め殺菌対象物毎に定めた値になったとき、殺菌工程を停止して、上述したエアレーションを行うようになっている。
The
通常、オゾンによる殺菌効果は、オゾン濃度や圧力が変化してもオゾン分圧(PO3 )と時間(T)の積が一定であれば同じ殺菌効果が得られる。言い換えれば、殺菌対象物の殺菌効果は、PO3 ・T値依存性があり、オゾン濃度や圧力が変化してもPO3 ・T値を一定にすれば同じ殺菌効果が得られる。 Normally, the sterilization effect by ozone is the same as long as the product of ozone partial pressure (PO 3 ) and time (T) is constant even if the ozone concentration or pressure changes. In other words, the sterilizing effect of the sterilizing object, there is PO 3 · T value dependent, the same sterilizing effect can be obtained if also the ozone concentration or pressure is changed to the constant PO 3 · T value.
殺菌効果は、対象とする菌によってオゾンによる抵抗性は異なるため、PO3 ・T値における各々の菌の殺菌特性から殺菌性能を実験で求めて設定しておき、殺菌対象物に付着している菌種の内で、最もPO3 ・T値の高い菌種でPO3 ・T値を設定すれば、最適な殺菌制御が行える。 The bactericidal effect is different from the resistance by ozone depending on the target fungus, so the bactericidal performance is determined by experiment from the bactericidal properties of each fungus in the PO 3 · T value, and it adheres to the sterilized object among species, by setting the PO 3 · T value at most PO 3 · T high value species, allows optimum sterilization control.
この場合、殺菌チャンバー10内の温湿度環境を、調温機能14と調湿機能15で一定にすると、PO3 ・T値による制御をより確実にすることができる。すなわち、湿度が高いと、オゾンがOHラジカルとなり、より殺菌機能が向上し、低いと機能が低下するため、実験値で求めたPO3 ・T値での相対湿度となるように調湿機能15で殺菌チャンバー10内の相対湿度を制御し、また、殺菌効果は温度依存性があるため、実験値で求めたPO3 ・T値での温度条件となるように調温機能14で温度制御を行うことで、よりPO3 ・T値に基づいた殺菌制御が行える。
In this case, if the temperature and humidity environment in the
以上より、オゾン発生器11から加圧ポンプ20を介して供給されるオゾンの濃度や圧力は一定にする必要がなく、オゾン濃度を安定させるための水冷機能やオゾン濃度や圧力のフィードバック制御機能が不要となり、オゾン発生器11のコスト低減を図れる。
As described above, the ozone concentration and pressure supplied from the ozone generator 11 via the
また、殺菌に必要な最小限のオゾン接触に制御できるため、殺菌対象物に与えるダメージを最小限にでき、かつ、確実に殺菌処理でき、オゾン殺菌に過不足ない処理が行える。 Moreover, since it can control to the minimum ozone contact required for sterilization, the damage given to a sterilization target object can be minimized, it can sterilize reliably, and the process which is sufficient and sufficient for ozone sterilization can be performed.
PO3 ・T値の殺菌特性は、PO3 ・T値が大きくなるほど殺菌レベルが高くなる。例えば処理対象の初菌数が多い時には、単位時間あたりのPO3 ・T値を高く設定し、少ないときには低く設定するようにすることで、任意に殺菌レベルを設定できる。また、同じ殺菌レベルに設定するときにPO3 ・T値を一定にしたままオゾン濃度や圧力を上げることで短時間の殺菌処理が可能となる。 Bactericidal properties of PO 3 · T value, sterilization level becomes higher as PO 3 · T value increases. For example, when the number of primary bacteria to be treated is large, the sterilization level can be arbitrarily set by setting the PO 3 · T value per unit time high and setting it low when small. Further, when the same sterilization level is set, the sterilization treatment can be performed in a short time by increasing the ozone concentration and pressure while keeping the PO 3 · T value constant.
オゾンによる殺菌のし易さ、し難さは、微生物によって異なり、殺菌のPO3 ・T値特性は各微生物により特有なものである。殺菌対象の微生物管理を頻繁に実施している医薬製品工場や医療用具製造工場では対象とする菌が特定できるため、特定菌のPO3 ・T値特性から必要最低限の殺菌条件を設定でき、材料のダメージがより軽減できる。 The ease and difficulty of sterilization with ozone vary depending on the microorganism, and the PO 3 · T value characteristic of sterilization is unique to each microorganism. Since the target bacteria can be identified in pharmaceutical product factories and medical device manufacturing factories that frequently manage microorganisms to be sterilized, the minimum sterilization conditions can be set from the PO 3 · T value characteristics of the specific bacteria. Material damage can be further reduced.
一方、病院等、菌の特定が困難な場合には、オゾンで最も殺菌し難い微生物(耐熱性枯草菌芽胞)のPO3 ・T値特性で殺菌条件を設定することにより、殺菌レベルを確保することができる。 On the other hand, when it is difficult to identify bacteria such as hospitals, the sterilization level is ensured by setting the sterilization conditions with the PO 3 · T value characteristics of the microorganisms (heat-resistant Bacillus subtilis spores) that are most difficult to sterilize with ozone. be able to.
上述の実施の形態では、殺菌チャンバー10内のオゾンをオゾン分圧測定器16で検出し、そのオゾン分圧測定器16で検出したオゾン分圧を制御回路17が時間で積分してPO3 ・T値を求める例で説明したが、オゾン分子数と時間の積に相当する物理量を、例えばオゾンと反応して色が変化する化学物質を利用した変色度を、制御回路17が光学的あるいは電気的方法等で検知して制御するように構成してもよい。
In the above-described embodiment, the ozone in the
また、殺菌対象物をオゾン殺菌する例で説明しているが、オゾンガス処理で脱臭、酸化処理も本発明のオゾン殺菌に含まれるものである。 Moreover, although demonstrated in the example which sterilizes the object to be sterilized by ozone, deodorization and oxidation treatment by ozone gas treatment are also included in the ozone sterilization of the present invention.
さらに、オゾンを加圧して殺菌チャンバー10に供給する形態で説明したが殺菌チャンバー10内を減圧雰囲気に保ち、その殺菌チャンバー10内のオゾン分圧を測定してPO3 ・T値を求めて殺菌処理するようにしてもよい。
Furthermore, although the ozone pressurized described in Embodiment supplied to
図2は、本発明の他の実施の形態を示したものである。 FIG. 2 shows another embodiment of the present invention.
図1の実施の形態においては、殺菌チャンバー10内のオゾンガス濃度を検出し、これを時間ごとに積分してPO3 ・T値を求める例で説明したが、本実施の形態では、殺菌チャンバー10にオゾンPO3 ・T値検出器16aを設け、そのオゾンPO3 ・T値検出器16aで単位時間あたりのPO3 ・T値を検出し、これを制御回路17に出力することで、制御回路17は、PO3 ・T値が所定の値に達したときに殺菌を停止するようにしたものである。
In the embodiment of FIG. 1, the example in which the ozone gas concentration in the
図1の形態では、オゾン濃度を単位時間ごとに積分してPO3 ・T値をもとめているのに対し、本形態では、PO3 ・T値検出器16aが、一定のPO3 ・T値となったときに制御回路17に出力するため、回路構成を簡単にすることができる。
In the embodiment shown in FIG. 1, the ozone concentration is integrated every unit time to obtain the PO 3 · T value, whereas in this embodiment, the PO 3 · T value detector 16a has a constant PO 3 · T value. Since the signal is output to the
図3は、図1の実施の形態の変形例を示したもので、オゾン発生器11から加圧ポンプ20で加圧されたオゾンにネブライザ21にて水を噴霧し、オゾンを加湿して殺菌チャンバー10に供給するようにしたものである。このネブライザ21はオゾン発生器11からのオゾンにミスト状に水を噴霧してオゾンを加湿するもので、また噴霧する水は殺菌チャンバー10の設定温度と同一となるようにしておくことで、加湿したオゾン導入後の温度調整を短縮できる。
FIG. 3 shows a modification of the embodiment of FIG. 1. The ozone pressurized by the pressure pump 20 from the ozone generator 11 is sprayed with water in the
本形態では、殺菌チャンバー10を真空にした後、ネブライザ21で湿潤オゾンガスを供給することで、殺菌チャンバー10内の湿度を所定の湿度までにする時間を短縮することができる。
In this embodiment, after the
本実施の形態では、殺菌対象物をオゾンで殺菌する例で説明したが、殺菌対象物として、有機物の分解や廃水中の微生物分解にも適用できることは勿論である。 In this embodiment, the example in which the object to be sterilized is sterilized with ozone has been described, but it is needless to say that the object to be sterilized can also be applied to the decomposition of organic matter and microbial decomposition in waste water.
10 殺菌チャンバー
11 オゾン発生器
12 真空ポンプ
13 オゾン分解器
16 オゾン濃度測定器
17 制御回路
20 加圧ポンプ
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