JP2015524665A - 水産養殖の殺菌システム - Google Patents

Abstract

水産養殖の殺菌システムは、誘い光源と、水ポンプと、少なくとも一つの殺菌装置とを備えている。そのうち、誘い光源は、水ポンプの水入り口の周りに設けられ、水ポンプの水出し口は、殺菌装置の入り口と連通され、殺菌装置の出し口は、水体と連通されている。これにより、生物の走光性を用いて、養殖体系における微生物の濃縮を実現し、電離法、紫外線法、或いは高圧電界パルス法により殺菌することによって、高効率な殺菌を保つと共に、水産養殖環境への影響をできる限り小さくし、水産品の産量及び品質を確保している。

Description

本発明は、水産養殖業の分野に属し、具体的に、水産養殖の殺菌システムに関する。

水産養殖水体には大量の微生物が存在しており、これらの微生物が大量に生長繁殖すると、水産動物病気の発生や流行を引き起こしてしまう。

従来の水体の消毒方法は、主に以下の幾つかの方法がある。
１）消毒剤を投入することであるが、消毒剤はいずれも生物毒性を有し、この生物毒性は水産品の体内に残留されて人体の健康を損ねるようになる。
２）オゾンを導入して殺菌することであるが、オゾン発生器を配置する必要があり、且つ水体の全体におけるオゾンの濃度は一定の濃度に達する必要があるため、殺菌コストが高すぎ、全体養殖環境に影響を与えることになる。
３）紫外線放射による殺菌であるが、カバー可能な範囲が小さく、効率が低すぎる。

水産養殖過程において、水体の微生物が全部の水体中に分散され、範囲が広く、分布密度が小さ。現在の殺菌方法はいずれも全体養殖環境に影響を与えたこそ、有効に殺菌でき、殺菌の効率が低く、害毒が大きい。

本発明は、上記殺菌方法に存在する殺菌の効率が低く、害毒が大きい欠陥及び不足を解決するための水産養殖の殺菌システムを提供している。

本発明は、上記目的を実現するために、誘い光源と、水ポンプと、少なくとも一つの殺菌装置とを備え、前記誘い光源は、水ポンプの水入り口の周りに設けられ、前記水ポンプの水出し口は殺菌装置の入り口と連通され、前記殺菌装置の出し口は水体と連通され、誘い光源は、微生物を水ポンプの水入り口の近傍に引き付け、水ポンプは、微生物を濃縮した水を殺菌装置に導入し、殺菌装置により殺菌し浄化した後に、養殖水体に引き返す水産養殖の殺菌システムを提供している。

さらに、前記誘い光源の明るさは２０〜１００ｌｍから選ばれる。

さらに、前記誘い光源は、ＬＥＤランプであり、ＬＥＤランプは低圧電源を利用し、エネルギー消耗が低く、体積が小さく、且つ変わりやすい環境に適合し、安定性が強く、電流を変えて変色させることができ、赤色、黄色、緑色、青色、オレンジ色との多色発光を実現できる。これによって、より専門的に微生物の濃縮を引き付けることができる。

さらに、前記誘い光源から水ポンプの水入り口の直線距離は、０．３〜１ｍである。

さらに、前記水ポンプの流量は、１０００〜４０００ｇａｌｌｏｎ/ｈｏｕｒである。

さらに、前記殺菌装置の殺菌方法は、物理的殺菌方法である。例えば、電離法、紫外線滅菌法、高圧パルス電界滅菌法がある。

電離法の原理とは、二つの接近している金属上に一定の電圧を印加し、水がこの二つの接近している金属間に流れると、一定の電流が生じられ、金属が一定量の正イオンを放出することを意味する。正イオンは、電界により水において一方の金属から他方の金属に移動する。一般的に、正イオンの生成スピードは０．１５〜０．４ｐｐｍであり、水における正イオンの濃度は、金属間の水流量により決められる。電圧が増加すると、比較的に多い正イオンが生じられる。正イオンは、水中にある場合、一つの自由状態となり、水で負電荷を持つ細菌、寄生虫等の物質をずっと探し続けている。細菌、寄生虫の表面の膜層は、いずれも負電荷を持っているため、水における正イオンは微生物の表面の膜層上に吸着しやすくなっている。正イオンを吸着した微生物の表面の膜層の浸透性が大きく悪くなるため、正イオンを吸着した微生物は正常に養分を吸収できなくて死亡を招くようになる。

紫外線滅菌法は、使用の簡単な滅菌方法であり、薬剤を残留することなく、効率が高く、スピードが速く、且つ異なる表面により反射でき、人工波長である２５３．７ｎｍの紫外線に対し極大な吸収値を有する場合、細菌とウイルス核酸（ＤＮＡ）の生命の遺伝物質を破壊し、分子内で激しい化学変化を発生して繁殖できないようにする。そのうち、発生する最も重大な反応は、核酸分子内のビリミディン（ｐｙｒｉｍｉｄｉｎｅ）塩基が２量体（ｄｉｍｅｒ）を形成することである。現在、紫外線の致死の主因はビリミディンの２量体を生成するためであると考えられる。他に、紫外線は核酸内の光水和反応も起こさせ、核酸とダンバク質の相互作用時の光架橋反応も、幾らかの影響があると考えられる。核酸は、生命の遺伝現象と全部の重要な生命機能を引き受けている生命本質であるため、変化又は傷つけが発生すると、生命の引き続けに不利なことはいうまでもなく、従って、紫外線は水における細菌やウイルスを有効に消滅することもできる。

高圧パルス電界滅菌法は、二つの電極間に生じた瞬間的高圧電界に水を流し、高電圧パルス(ＨＥＥＰ)が細菌の細胞膜を破壊できるため、その透過性を変化させることにより、細胞を殺すものである。高圧パルス電界を得るには２種類の方法がある。一つは、ＬＣ振動回路原理を利用して、高電圧源により１組のコンデンサーを充電しておき、コンデンサーを一つのインダクタンスコイル及び処理室の電極と接続して、コンデンサーの放電時に生じる高周波指数パルス減衰波は二つの電極に印加され、高圧パルス電界を形成することである。ＬＣ回路の放電は極めて速いため、数十乃至数百マイクロ秒内に電界エネルギーを放出しきることができ、自動制御装置を用いて、ＬＣ振動器回路を連続に充放電させ、数十ミリ秒内に滅菌過程を完成できる。もう一つは、特定な高周波・高電圧トランスを利用して、連続な高圧パルス電界を得ることである。

さらに、前記殺菌装置は、ハウジングと、ハウジング内に設けられた滅菌発生器と、ハウジング内の水の流路と滅菌発生器に設けられた回路通路部分と流路との間に設けられた内絶縁蓋とを備え、前記内絶縁蓋は、回路通路部分への水の入りを隔離するためのもので、回路の故障や漏電を避けることができ、滅菌発生器は水が流路を流す過程において滅菌している。

さらに、ハウジングの端部の位置に設けられた外絶縁蓋をさらに備え、前記外絶縁蓋は、実装デバッグ過程において殺菌装置を金属ハウジングの漏電を避けるように保持するものである。

さらに、前記殺菌発生器は、イオン発生器、高圧パルス発生器又は紫外線発生器である。

さらに、殺菌システムの配置密度は、１０００ｍ³毎に殺菌システムを１〜２個配置する。

本発明は、生物の走光性を用いて、養殖体系における微生物の濃縮を実現し、電離法、紫外線法、或いは高圧電界パルス法により殺菌することによって、高効率な殺菌を保つと共に、水産養殖環境への影響をできる限り小さくし、水産品の産量及び品質を確保している。

図１は実施例１に記載の電離法による殺菌装置の断面図である。 図２は実施例２に記載の高圧パルス電界殺菌装置の断面図である。 図３は実施例３に記載の紫外線殺菌装置の断面図である。 図４は実施例４に記載の水産養殖の殺菌システムである。

以下、具体的な実施の形態を用いて、本発明をさらに詳しく説明する。なお、理解させて頂きたいことは、これらの実施例はただ本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。また、理解させて頂きたいことは、当業者は、本発明で講義した内容を読んだ後に、本発明に対して様々な変更や改正することができるが、これらの等価的な形態も同様に本願の添付した特許請求の範囲に限定された範囲に収めるはずである。

実施例１
図１を参照すると、本発明の提供している電離法による殺菌装置は、ステンレス材料から製造されたハウジング１と、ハウジング１の両端に設けられた漏斗型の外絶縁蓋２と、ハウジング１の中心位置に設けられたイオン発生器３、流路４及び内絶縁蓋５とを備えている。

前記イオン発生器３は、回路通路３１と、電気コンタクトバネ３２と、内ステンレス管３３と、電離材料３４とを含み、流路４は、ハウジング１と内ステンレス管３３との間に設けられ、前記内ステンレス管３３のキャビティーは回路通路３１であり、電源制御器又は外付け制御器のリードを内蔵することができ、前記回路通路３１の両端は、内絶縁蓋５により回路通路３１を流路４と隔離しており、電離材料３４は、内ステンレス管３３上に嵌め込み、内ステンレス管３３の外壁は、電気コンタクトバネ３２を介して電源の正極と接続される。通電後に、電離材料３４とハウジング１との間に電圧が形成され、水が一方端の外絶縁蓋２を通じて流路４に入り込む時、電離材料３４が殺菌イオンを放出して、水体中の微生物を殺し、最後に、水は他方端の外絶縁蓋２を介して流出する。

実施例２
図２を参照すると、本発明の提供している高圧パルス電界殺菌装置は、実施例１と近似な構造であり、そのうち、イオン発生器３が高圧パルス発生器６に代えている。前記高圧パルス発生器６の発生した高圧パルス電界の電界強度は、１５ｋｖ/ｃｍ〜１００ｋｖ/ｃｍであり、パルス周波数は、１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚであり、放電周波数は、１ｋＨｚ〜２０ｋＨｚである。

前記高圧パルス発生器６は、回路通路６１と、電気コンタクトバネ６２と、内ステンレス管６３とを備え、流路４は、ハウジング１と内ステンレス管６３との間に設けられ、前記内ステンレス管６３のキャビティーは回路通路６１であり、電源制御器又は外付け制御器のリードを内蔵することができ、前記回路通路６１の両端は、内絶縁蓋５により回路通路６１を流路４と隔離しており、内ステンレス管６３の外壁は、電気コンタクトバネ６２を介して電源の正極と接続される。通電後に、内ステンレス管６３とハウジング１との間にパルス電圧が形成され、水が一方端の外絶縁蓋２を通じて流路４に入り込む時、内ステンレス管６３とハウジング１との間に高圧パルス電界が形成されて、水体中の微生物を殺し、最後に、水は他方端の外絶縁蓋２を介して流出する。

実施例３
図３を参照すると、本発明の提供している紫外線殺菌装置は、実施例１と近似な構造であり、そのうち、イオン発生器３が紫外線発生器７に代えている。

前記紫外線発生器７は、紫外線ランプ７１と透光管７２とを備え、流路４は、ハウジング１と透光管７２との間に設けられ、紫外線ランプ７２は、前記透光管７２内に設けられ、透光管７２の両端は、内絶縁蓋５によって密閉され、紫外線ランプ７２から発出された紫外光は透光管７３を透過して流路４を流す水体内の微生物を殺している。

前記透光管７３の材料は、玻璃や透明樹脂等であってもよい。

実施例４
図４を参照すると、水産養殖の殺菌システムは、誘い光源と、水ポンプと、第一殺菌装置、第二殺菌装置及び第三殺菌装置とを備え、前記誘い光源は、明るさ８０ｌｍのＬＥＤ等であり、水ポンプの水入り口から０．５ｍだけ離れた箇所に設けられ、水ポンプの水出し口は第一殺菌装置の入水口と連通され、三つの殺菌装置を直列に接続した後、第三殺菌装置の水出し口から流出し、殺菌過程は図４に示すようであり、水ポンプの流量を２５００ｇａｌｌｏｎ/ｈｏｕｒに制御している。

指摘したいことは、第一殺菌装置、第二殺菌装置及び第三殺菌装置は、実施例１〜３の何れかに記載の殺菌装置から選ばれ、且つ、第一殺菌装置、第二殺菌装置及び第三殺菌装置は並列に接続されることもできる。

前記並列に接続されることは、複数の殺菌装置を水流が同時に通じることである。
前記直列に接続されることは、複数の殺菌装置を水流が順次に通じることである。

ＬＥＤランプは、微生物を水ポンプの水入り口の近傍に引き付け、水ポンプは、微生物を濃縮した水を殺菌装置に導入し、殺菌装置により殺菌し浄化した後に養殖水体へ引き返しする。
１２００ｍ³の水産養殖水体内には、一つの上記殺菌システムが設けられ、この領域の水体の浄化動作を完成する。

Claims (9)

1. 誘い光源と、水ポンプと、少なくとも一つの殺菌装置とを含み、前記誘い光源は、水ポンプの水入り口の周りに設けられ、前記水ポンプの水出し口は、殺菌装置の入り口と連通され、前記殺菌装置の出し口は、水体と連通されていることを特徴とする水産養殖の殺菌システム。
2. 誘い光源の明るさは、２０〜１００ｌｍから選ばれることを特徴とする請求項１に記載の水産養殖の殺菌システム。
3. 前記誘い光源から水ポンプの水入り口までの直線距離は０．１〜１ｍであることを特徴とする請求項１に記載の水産養殖の殺菌システム。
4. 前記水ポンプの流量は１０００ｇａｌｌｏｎ/ｈｏｕｒより大きいことを特徴とする請求項１に記載の水産養殖の殺菌システム。
5. ２〜５個の殺菌装置を含むことを特徴とする請求項１に記載の水産養殖の殺菌システム。
6. 前記２〜５個の殺菌装置は、並列に接続又は直列に接続されることを特徴とする請求項５に記載の水産養殖の殺菌システム。
7. 前記殺菌装置は、ハウジングと、ハウジング内に設けられた滅菌発生器と、ハウジング内の水の流路と滅菌発生器に設けられた回路通路部分と流路との間に設けられた内絶縁蓋とを含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の水産養殖の殺菌システム。
8. 前記殺菌発生器は、イオン発生器、高圧パルス発生器又は紫外線発生器であることを特徴とする請求項７に記載の水産養殖の殺菌システム。
9. ハウジングの端部の位置に設けられた外絶縁蓋をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の水産養殖の殺菌システム。