JP2015517984A - 水性殺生物性組成物を調製するための方法 - Google Patents
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Abstract
酸性のpHの、塩酸(HCl)、尿素及び次亜塩素酸ナトリウム(NaOC1)の混合物を含む水性殺生物性組成物、その組成物を製造するための方法、並びに産業用水を処理するための殺生物技術。
Description
本発明は、低pHの殺生物作用と活性塩素を組み合わせた殺生物性及び防汚性水溶液に関する。
液体体積中又は濡れた表面上における有機体又は有機残渣の望ましくない蓄積は、機械的処理、水濃度の変更、有機及び無機殺生物性材料の塗布、温度の変更などを含めて種々の方法で制御される。公知の方法が必ずしも適用できるとは限らず、新しい状況、及び新しい又は耐性のある汚染物質が絶え間なく出現するので、新しい方法が絶えずに求められている。活性塩素は、しばしばヒポクロリットアルカリ溶液の形で普及している。しかし、アルカリ溶液が必ずしも望ましいとは限らない。
したがって、本発明の目的は、活性塩素に基づく酸性殺生物性組成物を製造する方法を提供することである。
本発明の別の目的は、安価で安全で容易に利用可能な前駆体成分を高濃度で最終的に組み合わせることによって、必要とする部位において極めて高い殺生物作用を実現する手段を提供することである。
本発明の他の目的及び利点は、説明の進行につれて明らかになる。
本発明は、水性混合物中における殺生物性及び防汚性組成物を製造する方法であって、i)HClを5重量%から15重量%の間の濃度で含有し、尿素を尿素/HClの重量比0.7〜7で含有する水溶液Aを用意するステップと、ii)NaOClを含む水溶液Bを用意するステップと、iii)前記水溶液A及びBを組み合わせるステップとを含み、前記溶液A及びBを6.0より低いpHを実現するほどの体積比で、場合によっては一定量の追加の水と組み合わせる上記方法を提供する。前記pHは溶液A及びBの処理水中における希釈度に応じて通常5より低く、ことによると4より低い。原液として使用できる濃縮された混合物において、pHは3以下であってもよく、ことによると2.0以下などの2.5以下であってもよい。
本発明は、水性混合物中における殺生物性組成物を製造するための方法であって、i)HClを5重量%から15重量%の間の濃度で含有し、尿素を尿素/HClの重量比0.7〜7で含有する水溶液Aを用意するステップと、ii)次亜塩素酸ナトリウム(NaOCl)をNaOClと前記溶液A中の前記HClとの重量比1.0〜2.0に対応する量で含有する水溶液Bを用意するステップと、iii)前記水溶液A及びBを好ましくは等体積で、一定量の追加の水と組み合わせることによって前記水性混合物を得るステップとを含み、前記溶液A及びBが前記水性混合物における酸性のpH及び25重量%未満の濃度(Cl2として)の活性塩素を生じる上記方法に関する。本発明に従って製造された殺生物性又は防汚性組成物は、通常1重量%〜20重量%又は0.1重量%〜12.5重量%など20重量%までの活性塩素を含有するが、0.1重量%〜1重量%の活性塩素を含有する用途もあれば、1000ppm以下、又は300〜1000ppm、又は20〜1000ppm、又は20〜300ppm、又は1〜20ppm、又は1〜10ppm、又は0.1〜10ppmなどの0.1ppm以上の活性塩素を含有する用途もある。本発明の第1の態様において、前記追加の水量は溶液A及びBの量を超えることはなく、前記水性混合物は極めて高濃度の殺生物性種を含有し、前記追加の水量が0に近似する極端な場合に最高値に到達する。第1の態様の一実施形態において、前記量は、殺生物性組成物の濃度を所望値に調整して、例えば1から20重量%の間の活性塩素を有する濃縮ストックとしてすぐに使用できる混合物をもたらす水の所定量であり、そのストックを混入させたさらなる水性混合物において防汚処理が行われる。本発明の第2の態様において、ステップiii)における前記追加の水量は溶液A及びBの量を超え、前記水性混合物は殺生物性種を、混合物中及び混合物に接している表面上における生物汚損を防止する又は抑制する又はなくすのに十分な程度の様々な希釈度で含有する。第2の態様の一実施形態において、前記追加の水量は処理対象の容器又は流れの中の過剰量の水を含み、酸性のpH及び20ppm以下まで、例えば0.1から10ppmの間までの活性塩素を有する水性混合物が得られる。
本発明は、水性混合物中における殺生物性組成物を製造するための方法であって、i)溶液Aを前記水性混合物に混入させるステップであり、前記溶液AがHClを5重量%から15重量%の間の濃度で含有し、尿素を尿素/HClの重量比0.7〜7で含有するステップと、ii)溶液Bを前記水性混合物に混入させるステップであり、前記溶液Bが酸化剤、好ましくは次亜塩素酸ナトリウム(NaOCl)をNaOClと前記溶液A中の前記HClとの重量比1.0〜2.0に対応する量で含有するステップとを含み、それにより前記水性混合物に3.0以下のpHを生じ且つ25重量%未満の濃度(Cl2として)の活性塩素を生じる上記方法を提供する。いくつかの実施形態において、前記ステップi)及びii)は、溶液A及び/又はBを前記水性混合物に混入させる前に、追加の水を溶液A及び/又はBに添加するステップを含んでもよい。添加は連続的又は同時に行うことができる。添加は、処理対象の水が含まれている容器、槽、又は回路に所定の体積を注入又はポンプで送入又は注ぎ込むことによって行うことができる。本発明の一実施形態において、一方の溶液を水系に注入し、前記溶液を分散させ、本質的に均質に到達して初めて、他方の溶液を注入して、消毒に十分な濃度及び生物汚損を抑制する又はなくすのに十分な濃度の殺生物性種を含む殺生物性組成物を生成する。溶液の注入は同時に又は任意の順序で、ことによると繰り返して行うことができる。前記塩酸は水、又は尿素の水性混合物に混入させることができ、ここで前記塩酸は気体又は水溶液として添加される。前記尿素は固体又は水溶液として添加することができる。前記NaOClはアルカリ水溶液として添加することができる。本発明の一実施形態において、前記尿素/HClの比は1.0から6.0の間の、好ましくは1.5から6.5の間である。本発明の好ましい実施形態において、本方法は、i)溶液Aを水性混合物に混入させるステップであって、前記溶液Aが、HClを10重量%から15重量%の間で含有し、尿素を尿素/HClの重量比0.7から7の間で含有し、それにより0.0以下のpHを有する溶液を得るステップと、ii)溶液Bを前記水性混合物に混入させる又は溶液Bを前記混合物中の前記溶液Aと接触させるステップであり、前記溶液Bが、次亜塩素酸ナトリウム(NaOCl)をNaOClと前記溶液A中のHClとの重量比1.0から2.0の間に対応する量で含有するステップとを含み、それにより12.5重量%未満(Cl2として)の活性塩素及び3.0以下のpHを生じるステップを含む。好ましくは、本方法は少なくとも2つの液体流れを組み合わせるステップを含み、液体流れの一方は前記溶液Aを含み、他方は前記溶液Bを含む。本発明の別の実施形態において、本方法は少なくとも2つの液体流れを組み合わせるステップを含み、液体流れの一方はHCl及び尿素の水溶液を含み、他方はNaOClの水溶液を含む。本発明による方法において、組み合わせた溶液A及びBは酸性のpHをもたらす。原液としても使用できる濃縮された混合物では、pHは3以下であってもよいが、処理された容器又は流れでは、pHは4以下若しくは最終的に5以下であってもよく、又は極めて低濃度の活性ハロゲンでは、pHは6以下であってもよい。本発明のいくつかの実施形態において、原液A及びBは、必要とされたpHを実現するために予備混合試験で混合比が決定されるように、熟練化学者によって使用される。
本発明は、水性殺生物性組成物であって、塩酸(HCl)、尿素、及び次亜塩素酸ナトリウム(NaOCl)の混合物を含み、前記HClは5重量%から15重量%の間の濃度の溶液として添加され、尿素は尿素/HClの重量比0.7から7の間の溶液として添加され、NaOClはNaOCl/HClの重量比1.0から2.0の間に対応する量まで添加される上記水性殺生物性組成物に関する。前記殺生物性組成物は、25重量%未満の濃度の活性塩素を含む。前記殺生物性組成物は、好ましくは5未満などの6未満のpH、例えば4.0未満又は3.0未満のpHを有する。殺生物性組成物は、活性ハロゲン及び高酸性度によって相乗的に生物汚損物に対して働き、活性塩素12.5重量%未満及び6未満のpHを有する。前記殺生物性組成物は、酸性のpHにおける活性ハロゲンによって生物汚損物を消毒及び中和し、前記ハロゲンは0.1ppmを超える濃度、例えば1から20ppmの間の濃度の活性塩素である。
本発明は、水性混合物中における殺生物性及び防汚性組成物を製造するための方法であって、i)HClを5重量%から15重量%の間の濃度で含有し、尿素を尿素/HClの重量比0.7〜7で含有する水溶液Aを用意するステップと、ii)NaOClを含む水溶液Bを用意するステップと、iii)前記水溶液A及びBを組み合わせるステップとを含み、前記溶液A及びBを6.0より低いpHを実現するほどの体積比で、場合によっては一定量の追加の水と組み合わせ、前記水性混合物は、冷却水、生産水、農業用水、製紙工場工程における水、流出水、又は廃水から選択される産業用水を含む上記方法を提供する。本発明は、産業用水、生産水流、冷却塔、紙パルプ産業における水、流出水、灌漑システム及び農業機器、又は食肉及び食鳥製品を処理するための殺生物技術であって、2つの水溶液A及びBを含み、前者はHClを5重量%から15重量%の間の濃度で含有し、尿素を尿素/HClの重量比0.7〜約7で含有する水溶液であり、後者は次亜塩素酸ナトリウム(NaOCl)をNaOClと前記溶液A中の前記HClとの重量比約1.0〜約2.0に対応する量で含有する水溶液である上記技術を対象とする。前記溶液を組み合わせて、酸性のpHを有し、25重量%未満の活性ハロゲンを含有する殺生物性組成物を生成することができる。前記溶液は、前記産業用水と接触させる前又は後に組み合わせることができる。前記溶液は、組み合わせる前に水で希釈してもよい。
今回、生物学的に汚染された水を活性ハロゲンと酸性のpHとの組合せ効果により極めて効率的に処理できることが、濃縮された成分又はその混合物を処理水に混入させるステップを含め、成分を尿素、HClなどの酸、尿素酸性塩、及び酸化剤から選択し、前記成分を前記汚染された水と例えばその場で接触させる前又は後に殺生物性種を形成させて明らかになってきた。例えば、ヒポクロリットなどの市販の酸化剤は尿素及びHClの存在下に殺生物作用をもたらすことができる。
本発明の方法及び殺生物性組成物は持続的な殺作用を提供し、実験で実証されたように長時間経過してもバイオフィルムの発生を防止する。
好ましい実施形態において、本発明の方法は、処理された体積又は表面を少なくとも2つの液体流れと接触させるステップを含み、液体流れの一方は尿素を含むHCl水溶液を含み、他方はアルカリヒポクロリットなどの市販の酸化剤を含む。
本方法によって、最も労を要する生物汚損物でさえ、所望する場合にはハロゲン元素の直接使用又はアルカリ溶液の使用を回避しながら取り扱うことが可能になる。例えば、尿素と混合させたHClの原液及びNaOClなどの濃縮酸化剤の原液を含めて、単純で安定な原液を、所望の処理を行う前に組み合わせることができる。
本発明による組成物の作用の向上には、いくつかの理由があると考えられる。尿素は、本活性ハロゲンの少なくとも一部分をクロロ尿素の形に化合させることによって、酸化作用を有効に媒介すると考えられる。未反応のHClによって、組成物は酸性になり、生物汚損物及び汚損物の一部分を中和する際に助けとなり、得られた殺生物性種の生物活性が向上する。低pHは殺生物活性を高め、活性ハロゲンの酸化作用と組み合わさることができる。
いくつかの実施形態において、本発明による尿素及び活性塩素を含む酸性組成物の殺生物活性によって、普通なら生物汚損を24時間未満以内に引き起こす生体がなくなる。尿素塩酸塩及び最終的に過剰の尿素又は塩酸を含む、尿素及び塩酸を含有する濃縮された前駆体溶液を使用してもよい。
本発明は、比較的より小さい体積から殺生物剤種を現場で生成することができる安定な前駆体の濃縮された原液を使用しながら、体積又は表面を処理して、生物汚損をなくす又は防止する方法を提供する。不安定又は危険又は環境に損害を与える化学薬品を使用する多くの公知方法と比べて、本発明による方法では、濃縮溶液の輸送が安全であり、その上濃縮溶液が長期貯蔵時に安定である。本発明による方法によって、抗生物汚損活性の効率化がより低コストで可能になる。
本発明は、冷却塔、紙パルプ産業、生産水流、排水処理又は農業用途などのような産業用水における生物汚損を防止する又はなくす方法を対象とする。水を静的容器又は動的流れ中で処理することができる。一実施形態において、流れは、例えばパルプスラリーを含めて、製紙工場における生産回路を含む。処理は、工業プロセスから放出される流出物に適用することができる。一般に、本発明の方法及び組成物は、工業及び農業プロセスにおける中間又は最終の流れである水を処理するのに有用である。本発明に従って処理される水性混合物は、例えば、冷却水、農業用水、製紙工場工程における水、又は廃水から選択される産業用水を含む。
本方法によって、抗生物汚損処理において使用される試薬の体積を低減することが可能になる。処理水に注入される試薬の体積と原液の体積が共に低減され、貯蔵、輸送及び取扱いが単純化される。
本発明は、水性混合物中における生物汚損を防止する又はなくすための方法であって、混合物が容器又は回路中における工業用水又は農業用水を含み、方法が、i)溶液Aを前記水性混合物に混入させるステップであり、前記溶液AがHClを5重量%から15重量%の間の濃度で含有し、尿素を尿素/HClの重量比0.7〜7で含有するステップと、ii)溶液Bを前記水性混合物に混入させるステップであり、前記溶液Bが次亜塩素酸ナトリウム(NaOCl)をNaOClと前記溶液A中の前記HClとの重量比1.0〜2.0に対応する量で含有するステップとを含み、それにより、前記混合物中において活性塩素を生じる上記方法に関する。混合物は水バルク又は水流を含むことができ、前記溶液A及びBは任意の順序で混入することができる。本発明の一実施形態において、一方の溶液を水系に注入し、前記溶液を分散させ、本質的に均質に到達して初めて、他方の溶液を注入して、生物汚損を抑制する又はなくすのに十分な濃度の殺生物性種を含む殺生物性組成物を生成する。溶液の注入は同時に又は任意の順序で、ことによると繰り返して行うことができる。
本発明は、2つの水溶液A及びBを含む殺生物技術であって、前者がHClを5重量%から15重量%の間の濃度で含有し、尿素を尿素/HClの重量比0.7〜約7で含有する水溶液であり、後者が次亜塩素酸ナトリウム(NaOCl)をNaOClと前記溶液A中の前記HClとの重量比約1.0〜約2.0に対応する量で含有する水溶液であり、前記溶液を組み合わせて、酸性のpHを有し、25重量%未満の活性ハロゲンを含有する殺生物性組成物を生成する上記技術を対象とする。前記溶液は、前記産業用水と接触させる前又は後に組み合わせることができる。前記溶液は、組み合わせる前に水で場合によっては希釈してもよい。
本発明は、産業用水を処理する殺生物性組成物を作製するための方法であって、i)HClを5重量%から15重量%の間の濃度で含有し、尿素を尿素/HClの重量比0.7〜約7で含有する水溶液Aを用意するステップと、ii)次亜塩素酸ナトリウム(NaOCl)をNaOClと前記溶液A中の前記HClとの重量比約1.0〜約2.0に対応する量で含有する溶液Bを用意するステップと、iii)前記溶液A及びBを組み合わせて、酸性のpHを有し、25重量%までの活性ハロゲンを含有する殺生物性組成物を生成するステップとを含む上記方法に関する。殺生物性組成物の技術分野における専門家であれば、前記溶液A中の塩酸の一部分に代えて、好ましくは安価なテクニカルグレードを考慮して他の適切な酸、例えばリン酸又は硫酸を適切な濃度で使用することができるが、本発明の最も好ましい実施形態においては、HClが主に使用される。殺生物性組成物の技術分野における専門家であれば、前記溶液B中の次亜塩素酸ナトリウムの一部分又は全部を、適当な濃度の他の適切なオキシダント(oxidant)に、例えばDC−DMH、DC−MEH、TCCA、Na−DCC、LiOCl、Ca(OCl)2、H2O2、又は過酢酸に置き換えることができるが、本発明の最も好ましい実施形態においては、NaOClが主に使用される。
いかなる特定の理論にも拘泥するものではないが、本発明者らは、本発明の方法の優れた消毒及び抗生物汚損作用が、有機体を死滅させる際の低pHと活性ハロゲンの組み合わせた活性だけでなく、活性塩素と尿素の間の反応に及ぼす酸性のpHの化学的作用にも起因すると考える。試薬が本発明の方法に従って使用される限り、試薬が系に同時に組み込まれるのかそれとも任意の順序で組み込まれるのかに関係なく、且つ試薬が処理水系に注入する前に予混合されるのかそれとも別々に組み込まれるのかに関係なく、驚くほど有効な防汚性の結果が実現することが注目される。
(例1)
クロロ尿素をNaOCl水溶液(Cl2として12.9%(重量%))、32%HCl(重量%)及び尿素から調製した。
クロロ尿素をNaOCl水溶液(Cl2として12.9%(重量%))、32%HCl(重量%)及び尿素から調製した。
溶液A:
100mlのフラスコ中で、尿素(38.2g)をH2O 43.7gに溶解し、続いて32%HCl水溶液18.1g(HCl 5.8g)を添加した。pHは0.82であった。
溶液B:
市販のNaOCl水溶液87.5g(Cl2として12.9%(重量%)、Cl2として11.3g)を用意した。
100mlのフラスコ中で、尿素(38.2g)をH2O 43.7gに溶解し、続いて32%HCl水溶液18.1g(HCl 5.8g)を添加した。pHは0.82であった。
溶液B:
市販のNaOCl水溶液87.5g(Cl2として12.9%(重量%)、Cl2として11.3g)を用意した。
溶液A 10g及び溶液B 8.8gを、磁気撹拌子を装備したH2O(227g)が入っている丸底フラスコに同時に10分間で添加した。尿素/HClの質量比は約6.5であった。NaOCl/HClの質量比は約2であった。239〜244nmの間(UV)で吸収を示す無色溶液(pH 2.4)が得られた。
成分A及びBを2つの流れとして水に添加した。本質的に使用モードでは、一方の流れが尿素塩酸塩を含み、他方の流れがNaOClを含む2つの流れを処理水に直接ドーズすることができる。
(例2)
クロロ尿素をNaOCl水溶液(Cl2として12.9%(重量%))、32%HCl水溶液(重量%)及び尿素から調製した。
クロロ尿素をNaOCl水溶液(Cl2として12.9%(重量%))、32%HCl水溶液(重量%)及び尿素から調製した。
溶液A:
100mlのフラスコ中で、尿素(36g、Mw 60、600mmol)をH2O 41.2gに溶解し、続いて32%HCl水溶液(重量%)22.84g(HCl 7.31g、Mw 36.45、200.5mmol)を添加した。pHは0.6であった。
溶液B:
市販のNaOCl水溶液110.1g(Cl2として12.9%(重量%)、Cl2として14.2g、200.1mmol)を用意した。
100mlのフラスコ中で、尿素(36g、Mw 60、600mmol)をH2O 41.2gに溶解し、続いて32%HCl水溶液(重量%)22.84g(HCl 7.31g、Mw 36.45、200.5mmol)を添加した。pHは0.6であった。
溶液B:
市販のNaOCl水溶液110.1g(Cl2として12.9%(重量%)、Cl2として14.2g、200.1mmol)を用意した。
溶液A 10g及び溶液B 11gを、磁気撹拌子を装備したH2O(286g)が入っている500mlの丸底フラスコに同時に5分間で添加した。尿素/HClの質量比は約5であった。NaOCl/HClの質量比は約1.9であった。239〜244nm(UV)において吸収を示す清澄な溶液(pH 2.5)が得られた。
成分A及びBを2つの流れとして水に添加した。使用モードでは、一方の流れが尿素塩酸塩を含み、他方の流れがNaOClを含む2つの流れを処理水に直接ドーズすることができる。
(例3)
殺生物性の実験を行い、高TOCレベル(50ppmまで)で水中におけるクロロ尿素有効性が明らかになり、アルギン酸ビーズ実験(バイオフィルム浸透をシミュレートする方法)でもクロロ尿素有効性が明らかになった。
殺生物性の実験を行い、高TOCレベル(50ppmまで)で水中におけるクロロ尿素有効性が明らかになり、アルギン酸ビーズ実験(バイオフィルム浸透をシミュレートする方法)でもクロロ尿素有効性が明らかになった。
微生物実験では以下の材料を使用した:
細菌の接種源(生活排水処理プラント(Domestic Waste Water treatment Plant)−Haifaから採取された活性汚泥)。
一般的計数用のR2A寒天。
トリプトン(0.025g又は0.119g又は0.239gの固体トリプトンを秤量し、緩衝液1リットルに溶解した)。
中和溶液(NaHSO4)。
滴定溶液(ナトリウムNa2S2O3.5H2O 7.84gを蒸留水1リットルに溶解した)。
尿素塩酸塩水溶液(HCl 5.8%及び尿素38.2%(重量%)からなる)及びNaOCl水溶液(Cl2として12.9%(重量%))から調製されたクロロ尿素溶液;尿素:HCl:NaOClのモル比4:1:1。
細菌の接種源(生活排水処理プラント(Domestic Waste Water treatment Plant)−Haifaから採取された活性汚泥)。
一般的計数用のR2A寒天。
トリプトン(0.025g又は0.119g又は0.239gの固体トリプトンを秤量し、緩衝液1リットルに溶解した)。
中和溶液(NaHSO4)。
滴定溶液(ナトリウムNa2S2O3.5H2O 7.84gを蒸留水1リットルに溶解した)。
尿素塩酸塩水溶液(HCl 5.8%及び尿素38.2%(重量%)からなる)及びNaOCl水溶液(Cl2として12.9%(重量%))から調製されたクロロ尿素溶液;尿素:HCl:NaOClのモル比4:1:1。
様々なTOC負荷における様々な濃度のクロロ尿素溶液の微生物有効性
0、10、30及び50ppmのTOCという様々な有機負荷における防汚性組成物の殺生物有効性を、様々な殺生物性濃度(2.5、5及び10ppm)においてpH 7で試験した。
1)接種源1mlを、(3つの三角フラスコに、それぞれ100mlずつ、異なる濃度0、10、30及び50ppmのTOCを投入した)トリプトン溶液に添加した。
2)各試料1mlをR2A寒天に接種した(混釈平板法)。結果は0時間における細菌数を表す。
3)各トリプトン濃度(0、10、30、50ppmのTOC)について、細菌の接種源(1ml)及び適切な殺生物剤濃度を添加した。
4)30分間及び60分間の振盪(100rpm)後、各試料1mlを、中和溶液9mlを入れたチューブに移した。この溶液から1mlずつ採取し、緩衝溶液9mlが入っている別のチューブに加えた。溶液を渦(vortex)で混合した。この操作をさらに4回繰り返した。
5)2つの最も低い希釈物から1mlを(混釈平板法で)R2A寒天に接種した。
6)プレートを25℃で5〜7日間インキュベートした後、細菌数を記録した。結果を表1に示す。
0、10、30及び50ppmのTOCという様々な有機負荷における防汚性組成物の殺生物有効性を、様々な殺生物性濃度(2.5、5及び10ppm)においてpH 7で試験した。
1)接種源1mlを、(3つの三角フラスコに、それぞれ100mlずつ、異なる濃度0、10、30及び50ppmのTOCを投入した)トリプトン溶液に添加した。
2)各試料1mlをR2A寒天に接種した(混釈平板法)。結果は0時間における細菌数を表す。
3)各トリプトン濃度(0、10、30、50ppmのTOC)について、細菌の接種源(1ml)及び適切な殺生物剤濃度を添加した。
4)30分間及び60分間の振盪(100rpm)後、各試料1mlを、中和溶液9mlを入れたチューブに移した。この溶液から1mlずつ採取し、緩衝溶液9mlが入っている別のチューブに加えた。溶液を渦(vortex)で混合した。この操作をさらに4回繰り返した。
5)2つの最も低い希釈物から1mlを(混釈平板法で)R2A寒天に接種した。
6)プレートを25℃で5〜7日間インキュベートした後、細菌数を記録した。結果を表1に示す。
様々なTOC負荷における様々な濃度のクロロ尿素溶液の緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)(ATCC 15442)に対する微生物有効性。
以上に示した実験を活性汚泥由来の細菌の代わりに緑膿菌(ATCC 15442)で繰り返した。この細菌にはバイオフィルム構造が豊富であり、したがってバイオフィルム形成を示す細菌となり得る。結果を表4〜6に示す。
以上に示した実験を活性汚泥由来の細菌の代わりに緑膿菌(ATCC 15442)で繰り返した。この細菌にはバイオフィルム構造が豊富であり、したがってバイオフィルム形成を示す細菌となり得る。結果を表4〜6に示す。
模擬バイオフィルム系に対する殺生物活性
この実験では、Biofilm Bozeman Institute Montanaによって開発されたバイオフィルム模擬系(Grobe K.J.、Zahler J.、及びStewart P.S.、2002、「緑膿菌バイオフィルムに対する殺生物剤有効性における曝露濃度の役割(Role of dose concentration in biocide efficacy against Pseudomonas aeruginosa Biofilms)」、J. Industrial Microbiology & Biotechnology、vol. 29、pp 10−15)を使用して、バイオフィルムに対するクロロ尿素の有効性を評価した。
この実験では、Biofilm Bozeman Institute Montanaによって開発されたバイオフィルム模擬系(Grobe K.J.、Zahler J.、及びStewart P.S.、2002、「緑膿菌バイオフィルムに対する殺生物剤有効性における曝露濃度の役割(Role of dose concentration in biocide efficacy against Pseudomonas aeruginosa Biofilms)」、J. Industrial Microbiology & Biotechnology、vol. 29、pp 10−15)を使用して、バイオフィルムに対するクロロ尿素の有効性を評価した。
アルギン酸ビーズの調製:
細菌をアルギン酸ゲルビーズに捕捉することによって、バイオフィルム模擬物を作製した。R2A寒天プレートに緑膿菌(ATCC 15442)を画線し、35℃で終夜インキュベートした。緩衝液ホスファート(pH 7.2)を使用して、細菌を寒天板から擦り取り、懸濁液を作製する。細菌懸濁液を等体積の4%アルギン酸ナトリウム水溶液と混合して、最終的に2%アルギナート溶液を作製した。アルギナート及び細菌のスラリーを、ゲージ22の針に取り付け、圧縮空気タンクに連結し、注射器の加圧を可能にした50mlの注射器に入れた。圧力20psigにて、小液滴の流れを押し出し、撹拌された50mM CaCl2溶液に滴下した。Ca+2はアルギナートと架橋し、捕捉された細菌細胞を含む半固体のビーズが形成された。ビーズをCaCl2溶液中で約20分間撹拌させておき、次いで5mM希CaCl2溶液中ですすいだ。緩衝溶液(pH 7)中に、ビーズ構造を維持するためにCaCl2 5mM添加して、それぞれ100個のビーズを入れた複数のフラスコを回転式振盪機上にて35℃で終夜インキュベートした。得られたビーズ直径は約2mmである。
細菌をアルギン酸ゲルビーズに捕捉することによって、バイオフィルム模擬物を作製した。R2A寒天プレートに緑膿菌(ATCC 15442)を画線し、35℃で終夜インキュベートした。緩衝液ホスファート(pH 7.2)を使用して、細菌を寒天板から擦り取り、懸濁液を作製する。細菌懸濁液を等体積の4%アルギン酸ナトリウム水溶液と混合して、最終的に2%アルギナート溶液を作製した。アルギナート及び細菌のスラリーを、ゲージ22の針に取り付け、圧縮空気タンクに連結し、注射器の加圧を可能にした50mlの注射器に入れた。圧力20psigにて、小液滴の流れを押し出し、撹拌された50mM CaCl2溶液に滴下した。Ca+2はアルギナートと架橋し、捕捉された細菌細胞を含む半固体のビーズが形成された。ビーズをCaCl2溶液中で約20分間撹拌させておき、次いで5mM希CaCl2溶液中ですすいだ。緩衝溶液(pH 7)中に、ビーズ構造を維持するためにCaCl2 5mM添加して、それぞれ100個のビーズを入れた複数のフラスコを回転式振盪機上にて35℃で終夜インキュベートした。得られたビーズ直径は約2mmである。
実験の概要:
実験の初めに、5mM CaCl2を含有するビーズ緩衝懸濁液の上澄液をデカンテーションし、必要とされた濃度の殺生物剤溶液100mlで置換した。H2O 84gに尿素15.02g(250.3mmol、濃度15%)及びBr2 1.17g(7.32mmol、濃度1.17%)(尿素:Br2モル比34.2:1)を溶解することによって、尿素−塩素組成物を調製した。様々な間隔の接触時間の後に、10個のビーズを取り出し、50mMクエン酸ナトリウムを含有する5g/lチオ硫酸ナトリウム溶液中に入れた。クエン酸ナトリウムを使用して、アルギン酸ゲルを溶解し、細菌を溶液に放出させた。中和剤−シトラート溶液を冷蔵庫に2時間入れ、次いで希釈し、混釈平板法を用いてR2A寒天板に置いた。プレートを35℃で24〜48時間インキュベートし、計数した。中和剤の有効性及び毒性、並びに殺生物剤を添加しない対照実験をチェックした。4つの濃度(0.5、1、2.5及び5ppm)を異なる4つの接触時間(5、15、30、及び60分間)で試験した。表7には、様々な接触時間での殺生物剤処理の後に残存している細菌コロニー形成単位(CFU)が記載されている。
実験の初めに、5mM CaCl2を含有するビーズ緩衝懸濁液の上澄液をデカンテーションし、必要とされた濃度の殺生物剤溶液100mlで置換した。H2O 84gに尿素15.02g(250.3mmol、濃度15%)及びBr2 1.17g(7.32mmol、濃度1.17%)(尿素:Br2モル比34.2:1)を溶解することによって、尿素−塩素組成物を調製した。様々な間隔の接触時間の後に、10個のビーズを取り出し、50mMクエン酸ナトリウムを含有する5g/lチオ硫酸ナトリウム溶液中に入れた。クエン酸ナトリウムを使用して、アルギン酸ゲルを溶解し、細菌を溶液に放出させた。中和剤−シトラート溶液を冷蔵庫に2時間入れ、次いで希釈し、混釈平板法を用いてR2A寒天板に置いた。プレートを35℃で24〜48時間インキュベートし、計数した。中和剤の有効性及び毒性、並びに殺生物剤を添加しない対照実験をチェックした。4つの濃度(0.5、1、2.5及び5ppm)を異なる4つの接触時間(5、15、30、及び60分間)で試験した。表7には、様々な接触時間での殺生物剤処理の後に残存している細菌コロニー形成単位(CFU)が記載されている。
接触時間60分後に、細菌濃度数は殺生物剤濃度0.5ppmで0.2log低下し、殺生物剤濃度1ppmで2log低下した。同じ接触時間の後に、(Cl2として)2.5及び5ppmの濃度で60分後に細菌数が6.9log低下した(死滅率100%)。
いくつかの具体例を用いて、本発明を説明してきたが、多くの修正形態及び変形形態が可能である。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲を除いて何ら限定を意図されるものではないことを理解されたい。
Claims (25)
- 水性混合物中において殺生物性及び防汚性組成物を製造するための方法であって、
i)HClを5重量%から15重量%の間の濃度で含有し、尿素を尿素/HClの重量比0.7〜7で含有する水溶液Aを用意するステップと、
ii)NaOClを含む水溶液Bを用意するステップと、
iii)前記水溶液A及びBを組み合わせるステップと、
を含み、前記溶液A及びBを6.0より低いpHを実現するほどの体積比で、場合によっては一定の量の追加の水と組み合わせる上記方法。 - 水性混合物中において殺生物性組成物を製造するための方法であって、
i)HClを5重量%から15重量%の間の濃度で含有し、尿素を尿素/HClの重量比0.7〜7で含有する水溶液Aを用意するステップと、
ii)次亜塩素酸ナトリウム(NaOCl)をNaOClと前記溶液A中の前記HClとの重量比1.0〜2.0に対応する量で含有する水溶液Bを用意するステップと、
iii)一定の量の前記水溶液A及びBと一定の量の追加の水とを組み合わせることによって前記水性混合物を用意するステップと、
を含み、前記溶液A及びBが前記水性混合物における酸性のpH及び25重量%未満の濃度(Cl2として)の活性塩素を生じる、請求項1に記載の方法。 - 前記ステップiii)における追加の水の前記量が溶液A及びBの前記量を超えることはなく、前記水性混合物が1から20重量%の間の濃度の活性塩素を含有する、請求項2に記載の方法。
- 前記水性混合物を原液として使用し、防汚処理を必要とする工業用水又は農業用水に混入させる、請求項3に記載の方法。
- 前記ステップiii)における追加の水の前記量が溶液A及びBの前記量を超え、前記水性混合物が20ppm以下の濃度の活性塩素を含有する、請求項2に記載の方法。
- 前記溶液A及びBを、消毒及び/又は防汚処理を必要とする工業用水又は農業用水を含むタンク又は回路に注入する、請求項5に記載の方法。
- 前記水性混合物が水バルク又は水流を含み、溶液A及びBの前記組合せが、それらの混合又は前記水性混合物への任意の順序での添加を含む、請求項2に記載の方法。
- 水性混合物中において殺生物性組成物を製造するための方法であって、
i)溶液Aを前記水性混合物に混入させるステップであり、前記溶液Aが、HClを5重量%から15重量%の間の濃度で含有し、尿素を尿素/HClの重量比0.7〜7で含有するステップと、
ii)溶液Bを前記水性混合物に混入させるステップであり、前記溶液Bが、次亜塩素酸ナトリウム(NaOCl)をNaOClと前記溶液A中の前記HClとの重量比1.0〜2.0に対応する量で含有するステップと
を含み、それにより前記水性混合物において3.0以下のpHを生じ且つ25重量%未満の濃度(Cl2として)の活性塩素を生じる、請求項2に記載の方法。 - 塩酸を水又は尿素の水性混合物に混入させるステップを含み、前記塩酸が気体又は水溶液として添加される、請求項8に記載の方法。
- 尿素を水又はHCl水溶液に混入させるステップを含み、前記尿素が固体又は水溶液として添加される、請求項8に記載の方法。
- NaOClを、HCl及び尿素を含む水溶液に混入させるステップを含み、前記NaOClがアルカリ水溶液として添加される、請求項8に記載の方法。
- 前記尿素/HClの比が1.5から6.0の間である、請求項8に記載の方法。
- i)溶液Aを水性混合物に混入させるステップであり、前記溶液Aが、HClを10重量%から15重量%の間の濃度で含有し、尿素を尿素/HClの重量比0.7から7の間で含有し、それにより0.0以下のpHを有する溶液を得るステップと、
ii)溶液Bを前記水性混合物に混入させるステップであり、前記溶液Bが、次亜塩素酸ナトリウム(NaOCl)をNaOClと前記溶液A中のHClとの重量比1.0から2.0の間に対応する量で含有するステップと
を含み、それにより12.5重量%未満(Cl2として)の活性塩素及び3.0以下のpHを生じる、請求項8に記載の方法。 - 少なくとも2つの液体流れを組み合わせるステップを含み、該液体流れの一方は前記溶液Aを含み、他方は前記溶液Bを含む、請求項8に記載の方法。
- 少なくとも2つの液体流れを組み合わせるステップを含み、該液体流れの一方はHCl及び尿素の水溶液を含み、他方はNaOCl水溶液を含む、請求項8に記載の方法。
- 塩酸(HCl)、尿素及び次亜塩素酸ナトリウム(NaOCl)の混合物を含む水性殺生物性組成物であって、前記HClが5重量%から15重量%の間の濃度の溶液として混合物に添加され、尿素が0.7から7の間の尿素/HCl重量比を有する溶液として添加され、NaOClが1.0から2.0の間のNaOCl/HCl重量比に対応する量まで添加される上記殺生物性組成物。
- 25重量%未満の濃度の活性塩素を含む、請求項16に記載の殺生物性組成物。
- 3.0以下のpHを有する、請求項16に記載の殺生物性組成物。
- 活性ハロゲン及び高酸性度によって生物汚損物に対して相乗的に働き、12.5重量%未満の活性塩素及び酸性のpHを有する、請求項16に記載の殺生物性組成物。
- 酸性のpHにおける活性ハロゲンによって生物汚損物として働き、前記ハロゲンは0.1ppmを超える濃度、例えば1から20ppmの間の濃度の活性塩素である、請求項16に記載の殺生物性組成物。
- 前記水性混合物が、冷却水、生産水、農業用水、製紙工場工程における水、流出水、又は廃水から選択される産業用水を含む、請求項1に記載の方法。
- 産業用水、生産水流、冷却塔、紙パルプ産業における水、流出水、灌漑システム及び農業機器、又は食肉及び食鳥製品を処理するための殺生物技術であって、2つの水溶液A及びBを含み、前者がHClを5重量%から15重量%の間の濃度で含有し、尿素を0.7〜約7の尿素/HCl重量比で含有する水溶液であり、後者が次亜塩素酸ナトリウム(NaOCl)をNaOClと前記溶液A中の前記HClとの重量比約1.0〜約2.0に対応する量で含有する水溶液である上記技術。
- 前記溶液を組み合わせて、酸性のpHを有し、25重量%未満の活性ハロゲンを含有する殺生物性組成物を生成する、請求項22に記載の技術。
- 前記溶液を、前記産業用水と接触させる前又は後に組み合わせる、請求項22に記載の技術。
- 前記溶液を、組み合わせる前に水で希釈する、請求項22に記載の技術。
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