JP2018075240A

JP2018075240A - 微生物の殺菌・静菌および昆虫や病害虫の防除を行う数気圧の加圧により大気に開放された水中に発生させるｃｏ２マイクロ・ナノバブル水

Info

Publication number: JP2018075240A
Application number: JP2016219792A
Authority: JP
Inventors: 誠一大下; Seiichi Oshita; 翔松田; Sho Matsuda; 加藤　次郎; Jiro Kato; 次郎加藤
Original assignee: BAY CREWS KK; University of Tokyo NUC
Current assignee: BAY CREWS KK; University of Tokyo NUC
Priority date: 2016-11-10
Filing date: 2016-11-10
Publication date: 2018-05-17

Abstract

【課題】本発明は、微生物の殺菌・静菌および昆虫や病害虫の防除を行う数気圧の加圧により大気に開放された水中に発生させるＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水を提供する。
【解決手段】本発明の微生物の殺菌・静菌および昆虫や病害虫の防除を行う数気圧の加圧により大気に開放された水中に発生させるＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水は、ナノバブルの数が１ミリリットル当たり１０の６〜７乗個であり、土壌には液状のＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水を散水にて供給することにより、農産物自体に霧状にして噴霧することにより、非加熱で微生物の殺菌や病害虫の防除が可能な環境に優しい技術である。公共の施設（病院、養護施設など）における衛生環境の保持（手洗いや除菌）ができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、微生物の殺菌・静菌および昆虫や病害虫の防除を行う数気圧の加圧により大気に開放された水中に発生させるＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水に関する。

従来、農作物の生育を阻害する多種多様な病害虫の駆除・防除に農薬が用いられており、散布された農産物の安全性および散布時の人体に関する作業環境に問題がある。
例えば、カット野菜およびカット野菜の製造機器の洗浄・殺菌工程に使われている高濃度の次亜塩素酸ナトリウム溶液（NACIO，５０−２００ｍｇ／Ｌ）は、作業環境における塩素濃度が高いため、作業者の健康への影響が懸念されている。
公共の施設（病院、養護施設など）では、外来者が持ち込む菌によるコンタミ（contamination）が懸念されている。このため、施設の出入口での除菌が重要とされている。

そこで、微生物の殺菌と酵素の失活との少なくともいずれかの処理を液状の被処理物に対して行う処理方法及び処理装置が知られている（特許文献１を参照）。この公知技術は、第一温度且つ第一圧力のもとで二酸化炭素の微細気泡を被処理物と混合する気泡混合工程と、前記第一温度より高い第二温度且つ前記第一圧力より高い第二圧力のもとで被処理物を保持する処理工程とを備える処理方法であり、微細気泡発生器では、被処理物と二酸化炭素の気泡との混合物による旋回流が発生し、これにより二酸化炭素の気泡は剪断されてマイクロ・ナノバブルになり、第二容器の管路の内部において、二酸化炭素のマイクロ・ナノバブルによって、被処理物内に含まれる酵母や火落菌などの細菌類は殺菌される。
第一温度は‐１５℃〜５０℃であり、第一圧力はゲージ圧で０．０〜２．０ＭＰａであり、また第二温度は２０℃〜１００℃であり、第二圧力はゲージ圧で０．１〜６．０ＭＰａである。
この公知技術は、第二容器内の液状の被処理物内に含まれる酵母や火落菌などの細菌類を殺菌するものであり、農作物の栽培における病害虫を防除するために用いられてきた農薬に代えて、この公知技術を利用することは不可能である。

また、低加圧二酸化炭素を利用した簡易な微生物の殺菌手段、酵素の失活手段を提供する食品の処理方法及び食品の処理装置が知られている（特許文献２を参照）。この公知技術は、耐圧容器内において、二酸化炭素と液体との存在下に負圧を利用して発生した二酸化炭素の微小気泡を、０．２〜２ＭＰａ下に微生物又は酵素を含む液状食品に接触させ、これにより液体食品中の微生物の殺菌又は酵素の失活を行う食品の処理方法である。
好ましくは、二酸化炭素の微小気泡（マイクロ・ナノバブル）をエタノール存在下で微生物又は酵素を含む液体食品に接触させ、これにより液体食品中の微生物の殺菌又は酵素の失活を行う。
この公知技術は、二酸化炭素の微小気泡を０．２〜２ＭＰａかつエタノール存在下で微生物又は酵素を含む液状食品に接触させて微生物の殺菌又は酵素の失活を行うものであり、農作物の栽培における病害虫を防除するために用いられてきた農薬に代えて、この公知技術を利用することは不可能である。

また、利用分野が広がっているマイクロバブルを簡易な構成で製造するマイクロバブル発生装置が知られている（特許文献３を参照）。この公知技術は、貯留槽の下部から送られる液体と、ガス発生装置から送られるガスとを２流体ノズルに送り、該２流体ノズルにより液体とガスが混じり合う気液混合流体を形成し、該気液混合流体を加圧液体ポンプにより圧送チューブに圧送し、該圧送チューブではキャビテーションを起こして気液混合流体は沸騰し、第二バルブで常圧に戻すと溶け込んでいた気体は微細気泡となって貯留槽に放出される。
この公知技術は、使用する装備が極めて少なく、ポンプ、２流体ノズル、バルブ２個にチューブ類などであり、製造コストも低く抑えられ、大量生産に向いていて、ポンプ以外に故障するところがないのが特徴である。
本発明のＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水の製造には、本出願人のマイクロバブル発生装置を利用する。ただし、申し出のある個人、企業に対しては他の装置の使用を出願人協議の上で認める。

特開２０１２−０１９７２９号公報特許第５１３１６２５号公報特開２０１６−１１２４７７号公報

本発明は、微生物の殺菌・静菌および昆虫や病害虫の防除を行う数気圧の加圧により大気に開放された水中に発生させるＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水を提供することを目的とする。

本発明の微生物の殺菌・静菌および昆虫や病害虫の防除を行う数気圧の加圧により大気に開放された水中に発生させるＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水の製造方法は、液体容器の下部から送られる水と、ＣＯ_２ガス発生装置から送られるＣＯ_２ガスとを２流体ノズルに送り、該２流体ノズルにより水とＣＯ_２ガスが混じり合う気液混合流体を形成する気液混合流体形成工程と、前記気液混合流体を加圧液体ポンプにより圧送チューブに圧送する圧送工程と、前記圧送チューブ内でキャビテーションを起させて気液混合流体を沸騰させる沸騰工程と、減圧バルブで常圧に戻し溶け込んでいた気体を微細気泡とするマイクロ・ナノバブル水形成工程と、前記微細気泡を前記液体容器に放出する貯蔵工程とからなる。
前記製造方法で製造されたＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水は、ＣＯ_２ナノバブルの数が１ミリリットル当たり１０の６〜７乗個（NanoSight-LM10で測定した場合）である。
前記ＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水を、農作物の栽培における病害虫を防除するために用いられてきた農薬に代えて、液状のＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水を用いて、土壌には散布し、農作物自体には噴霧することにより、病害虫の防除効果が得られる。
前記ＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水を、カット野菜やカット野菜の製造機器の洗浄・殺菌工程に使われている高濃度の次亜塩素酸ナトリウム溶液に代えて、液状のＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水を用いて、農産物や食品および農産物や食品加工機械の殺菌や洗浄に用いる。
前記ＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水を、病院、養護施設などの公共の施設における手洗いや除菌に用いる。

本発明の微生物の殺菌・静菌および昆虫や病害虫の防除を行う数気圧の加圧により大気に開放された水中に発生させるＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水は、農作物の栽培における病害虫を防除するために用いられてきた農薬に代えて、ＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水を使用することにより環境汚染を低減できる。施用方法として、土壌にはＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水を散布、農作物自体には噴霧することにより、病害虫の防除効果が得られる。
また、カット野菜やカット野菜の製造機器の洗浄・殺菌工程に使われている高濃度の次亜塩素酸ナトリウム溶液（NACIO，５０−２００ｍｇ／Ｌ）に代えて、ＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水を使用することにより、作業環境の改善（作業者の健康被害の低減）を実現すると共に、環境負荷を低減できる効果がある。
さらに、公共の施設（病院、養護施設など）における衛生環境の保持（手洗いや除菌）に環境負荷を掛けることなく実現できる。

Ｏ_２及びＣＯ_２溶解水とナノバブル水（ＮＢｓ）の殺菌効果のグラフ図である。

本発明の微生物の殺菌・静菌および昆虫や病害虫の防除を行う数気圧の加圧により大気に開放された水中に発生させるＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水の製造方法について、以下に説明する。
本発明の微生物の殺菌・静菌および昆虫や病害虫の防除を行う数気圧の加圧により大気に開放された水中に発生させるＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水の製造方法は、液体容器の下部から送られる水と、ＣＯ_２ガス発生装置から送られるＣＯ_２ガスとを２流体ノズルに送り、該２流体ノズルにより水とＣＯ_２ガスが混じり合う気液混合流体を形成する気液混合流体形成工程と、前記気液混合流体を加圧液体ポンプにより圧送チューブに圧送する圧送工程と、前記圧送チューブ内でキャビテーションを起させて気液混合流体を沸騰させる沸騰工程と、減圧バルブで常圧に戻し溶け込んでいた気体を微細気泡とするマイクロ・ナノバブル水形成工程と、前記微細気泡を前記液体容器に放出する貯蔵工程とからなる。
前記製造方法で製造されたＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水は、ＣＯ_２ナノバブルの数が１ミリリットル当たり１０の６〜７乗個（NanoSight-LM10で測定した場合）である。

農産物は収穫時に土壌由来や他の環境由来の微生物が多く付着しているので、充分な洗浄や殺菌が重要である。特にカット野菜では、製造機器の十分な洗浄・殺菌により二次汚染や交差汚染の防止が必要とされている。
一方、農作物の栽培現場では病害虫による被害を防ぐために農薬が多用されているが、残留農薬の問題や農薬による環境汚染が問題となっている。
さらに、公共の施設（病院、養護施設など）における衛生環境の保持（手洗いや除菌）は基本的な要件であり、これを環境に負荷を掛けることなく、且つ、使用法を熟知することなく誰でも使える手法が望まれている。
そこで、上記製造方法で製造されたＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水の殺菌効果を確かめるため、大腸菌群に関する殺菌効果を調べた。

（１）大腸菌液の調製
大腸菌群数の測定には大腸菌Ｋ−１２株を用いた。大腸菌培養液を４℃、１００Ｇ、１０分間の条件で遠心分離にかけた。その後上清を捨てて新たなリン酸緩衝液を加えて撹拌、再度遠心分離をする手順を３回繰り返し、培養液からＬＢ培地に含まれていた栄養分を取り除いた。
（２）マイクロ・ナノバブルの発生
バブル発生器を蒸留水で５分間の洗浄を４回、８０％エタノール溶液で２０分間洗浄、さらに超純水で１０分間洗浄した後、超純水をバブル発生器に導入して恒温槽で２０℃に保ちつつ６０分間循環させ、マイクロ・ナノバブルを発生させた。

（３）大腸菌液とＣＯ_２ナノバブル水等の混釈
クリーンボトルに９ｍｌのＣＯ_２ナノバブル水、Ｏ_２ナノバブル水、ＣＯ_２溶解水、Ｏ_２溶解水、または超純水を入れ、これらに１ｍｌの大腸菌液を加え、混釈した。Ｏ_２溶解水、ＣＯ_２溶解水は、それぞれ、Ｏ_２およびＣＯ_２をボンベから散気管を通して超純水に約３０分間導入して調製した。
（４）大腸菌群数のカウント
各混釈駅から１ｍｌを採取し、減菌生理食塩水で適当な回数１０倍希釈した。各希釈液から１ｍｌを採取し、大腸菌群数測定用ＣＣプレート（３Ｍ^ＴＭペトリフィルム^ＴＭ培地）に滴下して３５℃で２４時間培養後、大腸菌群数をカウントした。

図１に示すグラフ図より、ＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水（ＮＢｓ−ＣＯ_２）にのみ菌数を１／１０以下に減少させる効果が認められる。
このことより、本発明の数気圧以下の低圧下で水中にＣＯ_２マイクロ・ナノバブルを発生させる装置により調製したＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水に、非加熱で、殺菌・静菌、病害虫の防除効果があることに特徴を有する。
上記特徴を利用して、高濃度の次亜塩素酸ナトリウム溶液（NACIO，５０−２００ｍｇ／Ｌ）に代えて液状のＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水を用いて、農産物や食品および農産物や食品加工機械の殺菌や洗浄に用いることができる。
同様に、農作物の安全生産のためには適期の病害虫防除が必要であり、従来の農薬に代えてＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水を霧状にして農産物自体に噴霧することにより、農薬飛散の問題もなく環境に負荷のかからない防除ができる。
土壌には液状のＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水を散水にて供給することにより、病害虫の防除ができる。
公共の施設（病院、養護施設など）における衛生環境の保持（手洗いや除菌）ができる。

例えば、火力発電所や地域の塵焼却施設等から排出されるＣＯ_２等の排ガスから純粋なＣＯ_２を得てＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水を製造し、農家の野菜生産の殺菌や洗浄に利用する。
農産物やそれを素材としたカット野菜に付着した微生物は、その後の腐敗や鮮度低下の主な原因である。このため、効果的な殺菌・洗浄技術が求められている。また、農作物の安定生産のためには適期の病害虫防除が必要である。さらに、公共の施設（病院、養護施設など）における衛生環境の保持は、現代社会では必須の要件となっている。
本発明は、数気圧の加圧により大気に開放された水中に発生させるＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水の製造方法を用いて容易にＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水の調整が可能であり、非加熱で微生物の殺菌や病害虫の防除が可能な環境に優しい技術であるため、農業生産現場、カット野菜製造工場、食品製造工場、各種公共施設等における利用が見込まれる。
本発明は、液状の被処理物や液状食品の殺菌にＣＯ_２マイクロ・ナノバブルを利用する従来技術とは異なり、数気圧の加圧により大気に開放された水中に発生させるＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水を製造し、農薬や高濃度の次亜塩素酸ナトリウム溶液（NACIO，５０−２００ｍｇ／Ｌ）に代えて、土壌には散布し、農作物自体には噴霧することにより、又農産物や食品および農産物や食品加工機械の殺菌や洗浄に、このＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水を殺菌剤・殺虫剤・消毒剤として利用するものである。

Claims

液体容器の下部から送られる水と、ＣＯ_２ガス発生装置から送られるＣＯ_２ガスとを２流体ノズルに送り、該２流体ノズルにより水とＣＯ_２ガスが混じり合う気液混合流体を形成する気液混合流体形成工程と、前記気液混合流体を加圧液体ポンプにより圧送チューブに圧送する圧送工程と、前記圧送チューブ内でキャビテーションを起させて気液混合流体を沸騰させる沸騰工程と、減圧バルブで常圧に戻し溶け込んでいた気体を微細気泡とするマイクロ・ナノバブル水形成工程と、前記微細気泡を前記液体容器に放出する貯蔵工程とからなることを特徴とする微生物の殺菌・静菌および昆虫や病害虫の防除を行う数気圧の加圧により大気に開放された水中に発生させるＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水の製造方法。
前記請求項１の製造方法で製造されたＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水は、ＣＯ_２ナノバブルの数が１ミリリットル当たり１０の６〜７乗個であることを特徴とする微生物の殺菌・静菌および昆虫や病害虫の防除を行う数気圧の加圧により大気に開放された水中に発生させるＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水。
前記請求項２のＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水を、農作物の栽培における病害虫を防除するために用いられてきた農薬に代えて、液状のＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水を用いて、土壌には散布し、農作物自体には噴霧することにより、病害虫の防除を行うことを特徴とする微生物の殺菌・静菌および昆虫や病害虫の防除を行う数気圧の加圧により大気に開放された水中に発生させるＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水の施用方法。
前記請求項２のＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水を、カット野菜やカット野菜の製造機器の洗浄・殺菌工程に使われている高濃度の次亜塩素酸ナトリウム溶液に代えて、液状のＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水を用いて、農産物や食品および農産物や食品加工機械の殺菌や洗浄に用いることを特徴とする微生物の殺菌・静菌および昆虫や病害虫の防除を行う数気圧の加圧により大気に開放された水中に発生させるＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水の施用方法。
前記請求項２のＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水を、病院、養護施設などの公共の施設における手洗いや除菌に用いることを特徴とする微生物の殺菌・静菌および昆虫や病害虫の防除を行う数気圧の加圧により大気に開放された水中に発生させるＣＯ_２マイクロ・ナノバブル水の施用方法。