JP2019187675A

JP2019187675A - タンク内殺菌装置及びその方法

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Publication number: JP2019187675A
Application number: JP2018082028A
Authority: JP
Inventors: 孝司南; Koji Minami
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-04-23
Filing date: 2018-04-23
Publication date: 2019-10-31

Abstract

【課題】簡便な方法で設備費用及びランニングコストを抑えることができると共に、十分な殺菌効果が得られるタンク内殺菌装置の提供。【解決手段】金属製タンクＴ内に設置された、該金属製タンクＴ内にオゾンを発生させるオゾン発生用ランプ２と、金属製タンクＴ内に設置された、該金属製タンク内に紫外線を発生させる紫外線発生用ランプ３と、オゾン発生用ランプ及び紫外線発生用ランプを制御する制御部４とを有し、制御部は、オゾンが金属製タンク内に発生するようにオゾン発生用ランプを所定時間制御した後、紫外線が金属製タンク内に発生するように紫外線発生用ランプを制御してなるタンク内殺菌装置。【選択図】図１

Description

本発明は、医薬品、食品、電子部品などの製造工程に用いられる液体を貯蔵あるいは調合する際に使用されるタンク内を殺菌するためのタンク内殺菌装置及びその方法に関する。

従来、タンク内を殺菌する方法として、高圧蒸気等の熱処理による殺菌、紫外線殺菌、オゾン殺菌等が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開昭６３−７９６５８号公報特開平１１−１６９４４０号公報

しかしながら、高圧蒸気等の熱処理による殺菌は、タンクに耐圧構造や、繰り返し使用に耐え得る耐久性が必要になることに加え、エネルギーコストが高いといった問題があった。

また、紫外線殺菌は、タンク内の紫外線照射範囲を十分に殺菌することができるものの、タンク内の紫外線照射範囲外を十分に殺菌することができず、もって、菌が残留・増殖する可能性があるといった問題があった。

さらに、オゾン殺菌は、紫外線殺菌と異なり、タンク内を均一に殺菌可能であるものの、大型のオゾン発生装置やタンク内に殺菌で消費されずに残留するオゾンを分解するための活性炭等の排出回収設備が必要となり、もって、設備費用が高くなるといった問題があった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑み、簡便な方法で設備費用及びランニングコストを抑えることができると共に、十分な殺菌効果が得られるタンク内殺菌装置及びその方法を提供することを目的としている。

上記本発明の目的は、以下の手段によって達成される。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。

請求項１の発明によれば、金属製タンク（Ｔ）内に設置された、該金属製タンク（Ｔ）内にオゾンを発生させるオゾン発生部（オゾン発生用ランプ２）と、
金属製タンク（Ｔ）内に設置された、該金属製タンク（Ｔ）内に紫外線を発生させる紫外線発生部（紫外線発生用ランプ３）と、
前記オゾン発生部（オゾン発生用ランプ２）及び前記紫外線発生部（紫外線発生用ランプ３）を制御する制御部（４）と、を有し、
前記制御部（４）は、
前記オゾンが前記金属製タンク（Ｔ）内に発生するように前記オゾン発生部（オゾン発生用ランプ２）を所定時間制御した後、前記紫外線が前記金属製タンク（Ｔ）内に発生するように前記紫外線発生部（紫外線発生用ランプ３）を制御してなることを特徴としている。

また、請求項２の発明によれば、金属製タンク（Ｔ）内に設置されたオゾン発生部（オゾン発生用ランプ２）を用いて所定時間オゾンを発生させた後、該金属製タンク（Ｔ）内に設置された紫外線発生部（紫外線発生用ランプ３）を用いて紫外線を発生させてなることを特徴としている。

次に、本発明の効果について、図面の参照符号を付して説明する。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。

請求項１及び請求項２の発明によれば、金属製タンク（Ｔ）内に設置されたオゾン発生部（オゾン発生用ランプ２）を用いて、金属製タンクＴ内に所定時間オゾンを発生させるようにしているから、金属製タンクＴ内にオゾンが充満することとなる。これにより、金属製タンク（Ｔ）内を均一に殺菌することができる。そして、その後、金属製タンク（Ｔ）内に設置された紫外線発生部（紫外線発生用ランプ３）を用いて、金属製タンク（Ｔ）内に紫外線が発生するようにしているから、金属製タンク（Ｔ）内のオゾンが光促進酸化し、酸素ラジカル（Ｏ・）、ヒドロキシラジカル（ＯＨ・）等のオゾンよりも酸化力の高い物質である活性酸素種が発生することとなる。しかして、この発生した活性酸素種が、金属製タンク（Ｔ）内の菌類や有機物を分解し、反応後、無害な酸素となるから、金属製タンク（Ｔ）内のオゾンが消失することとなる。

しかして、本発明によれば、金属製タンク（Ｔ）内にオゾン発生部（オゾン発生用ランプ２）及び紫外線発生部（紫外線発生用ランプ３）を設置し、オゾン発生部（オゾン発生用ランプ２）及び紫外線発生部（紫外線発生用ランプ３）を制御するだけで良いため、金属製タンク（Ｔ）内へオゾンを送風する設備やオゾンの排出回収処理にかかる設備が不要となり、もって、簡便な方法で設備費用及びランニングコストを抑えることができ、十分な殺菌効果を得ることができる。

本発明の一実施形態に係るタンク内殺菌装置をタンクに設置した状態を示す概略構成図である。

以下、本発明に係るタンク内殺菌装置の一実施形態を、図面を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明において、上下左右の方向を示す場合は、図示正面から見た場合の上下左右をいうものとする。

図１に示すように、タンク内殺菌装置１は、ステンレス製のタンクＴ内に設置されたオゾン発生用ランプ２と、ステンレス製のタンクＴ内に設置された紫外線発生用ランプ３と、オゾン発生用ランプ２及び紫外線発生用ランプ３を制御する制御部４と、で主に構成されている。

ところで、このステンレス製のタンクＴは、医薬品、食品、電子部品などの製造工程に用いられる液体を貯蔵あるいは調合する際に使用されるもので、図１に示すように、上面（天板）における中心付近に上部マンホールＴａが設けられており、右側面下部側に下部マンホールＴｂが設けられている。また、このステンレス製のタンクＴの上面（天板）には、上部マンホールＴａの右側近傍に、オゾン発生用ランプ２及び紫外線発生用ランプ３が挿入可能な設置孔Ｔｃが上下方向に貫通して設けられている。なお、このステンレス製のタンクＴ内を、タンク内殺菌装置１を用いて殺菌するにあたっては、医薬品、食品、電子部品などの製造工程に用いられる液体を下部マンホールＴｂから外部に排出し、その後、タンクＴ内を水洗浄した後、タンク内殺菌装置１を用いて、タンクＴ内を殺菌することとなる。

オゾン発生用ランプ２は、長尺の円柱形状に形成され、オゾン（Ｏ_３）を発生させるものである。より具体的に説明すると、このオゾン発生用ランプ２は、無給排気型オゾン発生用ランプであって、例えば、紫外線の短波長、主に２００ｎｍ以下の範囲で、特に分解・解離エネルギーの高い１８４．９ｎｍの波長を放射する低圧高出力水銀ランプである。しかして、このようなオゾン発生用ランプ２を、図１に示すように、タンクＴの設置孔Ｔｃを介して、タンクＴ内に設置し、オゾン発生用ランプ２から、例えば、１８４．９ｎｍの波長の紫外線を放射すると、タンクＴ内の空気中の酸素がオゾン化することとなる。これにより、タンクＴ内にオゾン（Ｏ_３）が発生することとなる。

紫外線発生用ランプ３は、長尺の円柱形状に形成され、紫外線を発生させるものである。より具体的に説明すると、この紫外線発生用ランプ３は、例えば、紫外線の波長が殺菌に効果的な２６０ｎｍ付近の波長である２５３．７ｎｍの波長を放射する低圧高出力水銀ランプである。しかして、このような紫外線発生用ランプ３を、図１に示すように、タンクＴの設置孔Ｔｃを介して、タンクＴ内に設置し、紫外線発生用ランプ３から、例えば、２５３．７ｎｍの波長の紫外線を放射することにより、タンクＴ内のオゾン（Ｏ_３）を光促進酸化し、酸素ラジカル（Ｏ・）、ヒドロキシラジカル（ＯＨ・）等のオゾン（Ｏ_３）よりも酸化力の高い物質である活性酸素種が発生することとなる。これにより、タンクＴ内の菌類や有機物が、活性酸素種により分解されることとなる。なお、この活性酸素種は、反応後、無害な酸素となる。それゆえ、タンクＴ内のオゾン（Ｏ_３）が消失することとなる。

ところで、上記のようなオゾン発生用ランプ２及び紫外線発生用ランプ３をタンクＴ内に設置するにあたっては、以下のように設置されることとなる。

すなわち、図１に示すように、オゾン発生用ランプ２及び紫外線発生用ランプ３を並列した状態で、オゾン発生用ランプ２及び紫外線発生用ランプ３の上部を略矩形状の固定具５にて固定しておく。そして、この固定具５にて上部が固定されたオゾン発生用ランプ２及び紫外線発生用ランプ３を、下部側から、タンクＴの設置孔Ｔｃ内に挿入していく。これにより、固定具５が、図１に示すように、タンクＴの上面（天板）に接触することとなり、もって、下方向への移動が規制することとなる。それゆえ、この位置で、図示しないビス等を用いて、タンクＴの上面（天板）に固定具５を固定するようにすれば、オゾン発生用ランプ２及び紫外線発生用ランプ３をタンクＴ内に設置することができる。

制御部４は、オゾン発生用ランプ２及び紫外線発生用ランプ３を制御するものである。具体的には、まず、制御部４は、タンクＴ内にオゾン（Ｏ_３）が発生するように、オゾン発生用ランプ２を点灯するように制御する。これにより、オゾン発生用ランプ２から、例えば、１８４．９ｎｍの波長の紫外線が放射し、タンクＴ内の空気中の酸素がオゾン化することとなり、もって、タンクＴ内にオゾン（Ｏ_３）が発生することとなる。なお、オゾン発生用ランプ２は、所定時間、点灯することとなる。

次いで、制御部４は、所定時間、オゾン発生用ランプ２を点灯させた後、オゾン発生用ランプ２を消灯するように制御すると共に、紫外線発生用ランプ３を点灯するように制御する。これにより、紫外線発生用ランプ３から、例えば、２５３．７ｎｍの波長の紫外線が放射し、もって、タンクＴ内のオゾン（Ｏ_３）が光促進酸化し、酸素ラジカル（Ｏ・）、ヒドロキシラジカル（ＯＨ・）等のオゾン（Ｏ_３）よりも酸化力の高い物質である活性酸素種が発生することとなる。しかして、この発生した活性酸素種が、タンクＴ内の菌類や有機物を分解し、反応後、無害な酸素となる。それゆえ、タンクＴ内のオゾン（Ｏ_３）が消失することとなる。

しかして、タンクＴ内にオゾン（Ｏ_３）が発生するように、所定時間、タンクＴ内に設置されているオゾン発生用ランプ２を点灯させることにより、タンクＴ内にオゾン（Ｏ_３）が充満することとなる。これにより、タンクＴ内を均一に殺菌することができる。そして、オゾン発生用ランプ２を、所定時間点灯させた後、消灯させ、タンクＴ内に設置されている紫外線発生用ランプ３が点灯するように点灯を切り替え、紫外線を照射するようにしているから、タンクＴ内のオゾン（Ｏ_３）が光促進酸化し、酸素ラジカル（Ｏ・）、ヒドロキシラジカル（ＯＨ・）等のオゾン（Ｏ_３）よりも酸化力の高い物質である活性酸素種が発生することとなる。しかして、この発生した活性酸素種が、タンクＴ内の菌類や有機物を分解し、反応後、無害な酸素となるから、タンクＴ内のオゾン（Ｏ_３）が消失することとなる。

しかして、以上説明した本実施形態によれば、タンクＴ内にオゾン発生用ランプ２及び紫外線発生用ランプ３を設置し、オゾン発生用ランプ２及び紫外線発生用ランプ３の点灯を制御するだけで良いため、タンクＴ内へオゾン（Ｏ_３）を送風する設備やオゾン（Ｏ_３）の排出回収処理にかかる設備が不要となり、もって、簡便な方法で設備費用及びランニングコストを抑えることができ、十分な殺菌効果を得ることができる。

なお、上述の所定時間は、タンクＴ内のオゾン（Ｏ_３）濃度が所定の濃度（タンクＴ内のオゾン濃度が均一になる程度の濃度）になったかを判断基準とし、決定しておくものである。すなわち、どの程度の時間が経てば、殺菌対象のタンクＴ内のオゾン（Ｏ_３）濃度が所定の濃度になるのかを予め実験しておき、その実験結果から所定時間を決定しておくものである。この予め決定しておいた所定時間は、制御部４に予め設定されるものである。これにより、オゾン発生用ランプ２から紫外線発生用ランプ３への点灯の切り替えを自動化することができる。

ここで、発明者は、タンク内殺菌装置１を用いることにより、十分な殺菌効果が得られることを証明するため、以下の実験を行った。

＜実験＞
実験タンクとしては、容量４０ｍ^３の図１に示すようなタンクＴを用いた。そして、このタンクＴは、貯蔵あるいは調合にて使用した液体を排出し、タンクＴ内を空にした後、市水にて水洗いを行ったものを使用した。

一方、図１に示すオゾン発生用ランプ２としては、ＨＩＫＡＲＩ社製ＨＵＶ１１０ＤＨ−２の１１０Ｗの低圧高出力水銀ランプを用い、図１示す紫外線発生用ランプ３としては、ＨＩＫＡＲＩ社製ＨＵＶ１１０ＤＬ−２の１１０Ｗの低圧高出力水銀ランプを用いた。そして、このようなオゾン発生用ランプ２及び紫外線発生用ランプ３を図１に示すように、タンクＴ内に設置した。

＜実験手順＞
この状態で、オゾン発生用ランプ２から１８４．９ｎｍの波長の紫外線が放射するように、該オゾン発生用ランプ２を所定時間点灯させた後、オゾン発生用ランプ２を消灯し、紫外線発生用ランプ３から２５３．７ｎｍの波長の紫外線が放射するように、該紫外線発生用ランプ３を点灯させた。

そして、タンクＴ内のオゾン濃度測定を、オゾン検知管（株式会社ガステック、１８Ｍ、１８Ｌ）を用いて行った。なお、オゾン濃度測定は、上部マンホールＴａと下部マンホールＴｂの二箇所で行った。

また、殺菌効果検証は、タンク内殺菌装置１の稼働前後のタンクＴ内壁面及び底面の拭き取り検査と火落菌検査を行った。タンクＴ内壁面及び底面の拭き取り検査は、公定法に準拠して行い、一般細菌試験後、コロニー数を計数した。火落菌検査は、火落菌液を入れたシャーレをタンクＴ底面に配置し、タンク内殺菌装置１の稼働前後にて火落菌検出培地（公益財団法人日本醸造協会）により火落菌の有（+）無（-）を判定した。

＜実験結果＞
これら結果を、表１〜３に示す。

この表１は、オゾン発生用ランプ２，紫外線発生用ランプ３点灯時のタンクＴ内のオゾン濃度の経時変化を示すものである。

この表１に示すように、オゾン発生用ランプ２を１時間点灯させた時点で、上部マンホールＴａと下部マンホールＴｂのオゾン濃度を、オゾン検知管を用いて行った所、１０．０ｐｐｍまで上昇し、タンクＴ内のオゾン濃度が均一になったことを確認した。そしてその後、オゾン発生用ランプ２を消灯し、紫外線発生用ランプ３を点灯させ、所定時間（１時間、２時間、４時間、１２時間）毎に、上部マンホールＴａと下部マンホールＴｂのオゾン濃度を、オゾン検知管を用いて測定した。その結果、点灯時間が１２時間の時点で、上部マンホールＴａと下部マンホールＴｂのオゾン濃度が不検出であることから、オゾン（Ｏ_３）が紫外線発生用ランプ３によって分解されたことが分かった。

この表２は、タンク内殺菌装置１の稼働前後における一般細菌数を測定した結果を示すものである。

この表２に示すように、タンクＴ内壁面及び底面の拭き取り検査は、タンクＴ内壁面、任意の３箇所、タンクＴ内底面、任意の３箇所を行った。この結果、タンクＴ内壁面が均一に殺菌できていることが分かった。

この表３は、タンク内殺菌装置１稼働前後における火落菌数を測定した結果を示すものである。なお、火落菌は、酒造分野の製造工程で繁殖する可能性のある菌であり、一般的な細菌類はアルコール中で生育できないが、火落菌はアルコール中でも生育可能な乳酸菌である。

この表３に示すように、火落菌の殺菌効果もあることが分かった。

以上の実験結果により、タンク内殺菌装置１を用いることにより、十分な殺菌効果が得られることが証明された。

なお、本実施形態にて例示した内容は、あくまで一例であり、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において種々の変形・変更が可能である。

例えば、本実施形態においては、ステンレス製のタンクＴを例示したが、それに限らず、ホーロー製等どのようなタンクでも良い。しかしながら、金属製のタンクが好ましい。樹脂製のタンクは、紫外線照射やオゾンにより劣化するためである。

また、本実施形態においては、タンクＴ内にオゾン（Ｏ_３）を発生させるものとして、オゾン発生用ランプ２を例示したが、それに限らず、タンクＴ内にオゾン（Ｏ_３）を発生させるものであれば、本実施形態にて例示したオゾン発生用ランプ２に限らず、どのようなものでも良い。

さらに、本実施形態においては、タンクＴ内に紫外線を発生させるものとして、紫外線発生用ランプ３を例示したが、それに限らず、タンクＴ内に紫外線を発生させるものであれば、本実施形態にて例示した紫外線発生用ランプ３に限らず、どのようなものでも良い。

また、本実施形態においては、オゾン発生用ランプ２を消灯した後、紫外線発生用ランプ３を点灯する例を示したが、それに限らず、紫外線発生用ランプ３を点灯した後、オゾン発生用ランプ２を消灯するようにしても良い。

１タンク内殺菌装置
２オゾン発生用ランプ（オゾン発生部）
３紫外線発生用ランプ（紫外線発生部）
４制御部
Ｔタンク

Claims

金属製タンク内に設置された、該金属製タンク内にオゾンを発生させるオゾン発生部と、
金属製タンク内に設置された、該金属製タンク内に紫外線を発生させる紫外線発生部と、
前記オゾン発生部及び前記紫外線発生部を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記オゾンが前記金属製タンク内に発生するように前記オゾン発生部を所定時間制御した後、前記紫外線が前記金属製タンク内に発生するように前記紫外線発生部を制御してなるタンク内殺菌装置。
金属製タンク内に設置されたオゾン発生部を用いて所定時間オゾンを発生させた後、該金属製タンク内に設置された紫外線発生部を用いて紫外線を発生させてなるタンク内殺菌方法。