JP2022044329A - 殺菌処理方法及び殺菌処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 短時間でより高い殺菌効果が得られる、オゾンを用いた殺菌処理方法及び殺菌処理装置を提供する。【解決手段】 区画された処理空間内において、オゾンによって殺菌処理する方法であって、両親媒性物質が存在する環境下の処理空間内に、オゾンを導入する。【選択図】 図１
Description
本発明は、殺菌処理方法及び殺菌処理装置に関し、特に、オゾンを用いた殺菌処理方法及び殺菌処理装置に関する。
従来、空間内に存在する菌を殺菌する方法として、オゾンを用いた殺菌方法が知られている。例えば、下記特許文献１には、チャンバ内にオゾンガスを供給して殺菌処理を行う方法が記載されている。
オゾンは、強い酸化力を有することから、様々な菌の殺菌や、ウィルスの不活化に用いられている。ところが、菌の中でも、枯草菌、セレウス菌、炭疽菌などバチルス属に属する菌や、ボツリヌス菌、破傷風菌などクロストリジウム属に属する菌のように、芽胞を産生する菌（以下、「芽胞菌」という。）は、オゾンが浸透、破壊できないような外殻を有しており、オゾンに曝すだけでは殺菌することができない。
そこで、芽胞菌の殺菌には、活性酸素の中でも非常に酸化力が強く、水に溶解したオゾンによって発生されるヒドロキシラジカルによって、芽胞菌を殺菌する方法が提案されている。
ヒドロキシラジカルは、活性酸素の中でも反応性が高く、空気中で長時間存在することができず、生成後速やかに消滅してしまう。したがって、ヒドロキシラジカルによって芽胞菌を殺菌処理させるためには、ヒドロキシラジカルが芽胞菌の近傍で生成される必要がある。
これを実現するための方法として、上記特許文献１には、チャンバ内にミスト状の水を散布し、菌の表面に滞留した水とオゾンとの反応によってヒドロキシラジカルを発生させる殺菌処理方法が記載されている。
ところが、菌の表面は、高湿度の環境下であっても、化学的な組成や油分の存在等によって表面に接触した水分を弾いてしまい、なかなか水が留まりづらい。このため、菌の表面にオゾンが到達してもヒドロキシラジカルはほとんど生成されない。
また、菌の表面に水が十分に滞留するように、しばらく高湿度の環境下で菌の表面に水が十分に付着することを待ってからオゾンの発生を開始させることで、菌の近傍でヒドロキシラジカルを発生させることが考えられる。しかしながら、この殺菌処理方法によって期待する殺菌効果を得るには、菌の表面に確実に水が滞留している状態となるように、長時間にわたって処理空間を加湿し続けて高湿度を維持する必要があった。
本発明は、上記課題に鑑み、短時間でより高い殺菌効果が得られる、オゾンを用いた殺菌処理方法及び殺菌処理装置を提供することを目的とする。
本発明の殺菌処理方法は、
区画された処理空間内において、オゾンによって殺菌処理する方法であって、
両親媒性物質が存在する環境下の前記処理空間内に、オゾンを導入することを特徴とする。
区画された処理空間内において、オゾンによって殺菌処理する方法であって、
両親媒性物質が存在する環境下の前記処理空間内に、オゾンを導入することを特徴とする。
水中に存在しているオゾンは、下記（１）～（２）式の過程により、ヒドロキシラジカル（・ＯＨ）を生成する。（１）式は、オゾンと水中に存在する水酸イオン（ＯＨ-）が反応し、ヒドロペルオキシドラジカル（・ＨＯ2）とスーパーオキシドアニオン（Ｏ2
-）を生成する過程を示す。式（２）は、オゾンとヒドロペルオキシドラジカルが反応し、酸素とヒドロキシラジカルを生成する過程を示す。なお、（１）式や（２）式以外にも多くの反応が連鎖的に生じ得るが、ここでは代表的な２つの反応式のみを記載している。
Ｏ3 + ＯＨ- → ・ＨＯ2 + Ｏ2 - ‥‥（１）
Ｏ3 + ・ＨＯ2 → ２Ｏ2 + ・ＯＨ ‥‥（２）
Ｏ3 + ＯＨ- → ・ＨＯ2 + Ｏ2 - ‥‥（１）
Ｏ3 + ・ＨＯ2 → ２Ｏ2 + ・ＯＨ ‥‥（２）
両親媒性物質は、水分となじみやすい親水基と、油分となじみやすい親油基（疎水基）とを併せ持つ物質である。両親媒性物質は、菌の表面に存在する油分や親油基となじみやすい化学構成が形成されている部分と接触すると、親油基が菌の表面側を向き、親水基が反対側を向くように菌の表面に留まる。そうすると、菌の外表面には、所々に両親媒性物質の親水基が現れ、水となじみやすい領域が形成される。
したがって、上記方法とすることで、このような水となじみやすい領域が形成された状態でオゾンが導入させるため、菌の表面上、又は近傍でヒドロキシラジカルが生成されやすくなる。
そして、生成されたヒドロキシラジカルは、菌の表面上、又は近傍で生成されるため、空気中の物質と反応して消滅してしまう前に菌と接触しやすくなる。つまり、上記方法によれば、通常の菌をより確実に殺菌処理ができると共に、芽胞菌のような外殻を有し、耐性の強い菌を、殺菌処理することができる。
上記殺菌処理方法は、
水で希釈された前記両親媒性物質を前記処理空間内に噴霧した後、オゾンを発生させる方法であっても構わない。
水で希釈された前記両親媒性物質を前記処理空間内に噴霧した後、オゾンを発生させる方法であっても構わない。
両親媒性物質は、安定した物質であるため、水で希釈した両親媒性物質を処理空間内に噴霧した後、徐々に反応や分解することなく、しばらくの間、処理空間内に浮遊、又は菌等に付着した状態を維持することができる。これに対し、オゾンは、非常に不安定な物質であり、常温下で徐々に分解して酸素になってしまうため、密閉した空間であっても、常時生成されていなければ処理空間内の濃度が徐々に低下してしまう。
そこで、上記方法とすることで、処理空間内の菌は、処理空間内にオゾンが生成されているときに、表面に水が十分に滞留している状態となる。したがって、オゾンが菌の表面に滞留している水と反応して、よりヒドロキシラジカルを生成しやすくなり、芽胞菌のような外殻を有し、耐性の強い菌を、より確実に殺菌処理することができる。
なお、上記殺菌処理方法は、
前記処理空間内に、前記両親媒性物質を噴霧した後、オゾンを発生させる方法であっても構わない。
前記処理空間内に、前記両親媒性物質を噴霧した後、オゾンを発生させる方法であっても構わない。
例えば、浴室等のある程度の湿気が存在する空間を処理空間とする場合は、両親媒性物質のみ散布して、空間内に存在する湿気が菌の表面に滞留しやすくなるように処理する方法としても構わない。
上記殺菌処理方法において、
前記両親媒性物質は、芽胞菌に対して殺菌作用がない物質であっても構わない。
前記両親媒性物質は、芽胞菌に対して殺菌作用がない物質であっても構わない。
また、上記殺菌処理方法において、
前記両親媒性物質は、アルコール、又は界面活性剤であっても構わない。
前記両親媒性物質は、アルコール、又は界面活性剤であっても構わない。
上記殺菌処理方法において、
前記両親媒性物質は、エタノールであって、濃度が３体積％以上６０体積％以下となるように水で希釈されていることが好ましい。
前記両親媒性物質は、エタノールであって、濃度が３体積％以上６０体積％以下となるように水で希釈されていることが好ましい。
上記殺菌処理方法において、
前記両親媒性物質は、オレイン酸ポリオキシエチレンソルビタンであって、濃度が０．５ｇ／Ｌ以上５ｇ／Ｌ以下となるように水で希釈されていることが好ましい。
前記両親媒性物質は、オレイン酸ポリオキシエチレンソルビタンであって、濃度が０．５ｇ／Ｌ以上５ｇ／Ｌ以下となるように水で希釈されていることが好ましい。
両親媒性物質の濃度が低すぎると、処理空間中に存在する菌に付着させる両親媒性物質が不足してしまうおそれがある。また、濃度が高すぎると、例えば、エタノールのようなアルコールは、揮発性が高いために、加湿しながらも次第に揮発してしまい、オゾンが菌に到達する前に完全に揮発してしまうおそれがある。また、オレイン酸ポリオキシエチレンソルビタンのような界面活性剤は、処理空間の至るところの油分となじみ、殺菌処理後の換気や清掃に長時間を要してしまう。
このため、それぞれ上記の範囲の濃度に水で希釈されることが好ましい。
上記殺菌処理方法において、
前記処理空間内に導入される前記オゾンは、主たる発光波長が１００ｎｍ以上２４０ｎｍ以下の紫外光を出射する放電ランプを備えたオゾン発生器によって生成されたものとしても構わない。
前記処理空間内に導入される前記オゾンは、主たる発光波長が１００ｎｍ以上２４０ｎｍ以下の紫外光を出射する放電ランプを備えたオゾン発生器によって生成されたものとしても構わない。
本明細書における「主たる発光波長」とは、ある波長λに対して±１０ｎｍの波長域Ｚ（λ）を発光スペクトル上で規定した場合において、発光スペクトル内における全積分強度に対して４０％以上の積分強度を示す波長域Ｚ（λｉ）における、波長λｉを指す。例えばＫｒＣｌ、ＫｒＢｒ、ＡｒＦを含む発光ガスが封入されているエキシマランプ等のように、半値幅が極めて狭く、かつ、特定の波長においてのみ光強度を示す光源においては、通常は、相対強度が最も高い波長（主ピーク波長）をもって、主たる発光波長として構わない。
酸素の光吸収スペクトルの波長範囲である１００ｎｍ以上２４０ｎｍ以下の紫外光が酸素に照射されると、下記（３）～（４）式の反応が進行しオゾンが生成される。（３）式において、ｈνは、紫外光が吸収されていることを示す。なお、（３）式及び（４）式では、Ｏ（1Ｄ）とＯ（3Ｐ）の両者を包括して、「Ｏ・」で表現している。特に（３）式において、Ｏ（1Ｄ）が生じるか否かは、照射される紫外光の波長に依存する。
Ｏ2 + ｈν → Ｏ・ + Ｏ・ ‥‥（３）
Ｏ・ + Ｏ2 → Ｏ3 ‥‥（４）
Ｏ2 + ｈν → Ｏ・ + Ｏ・ ‥‥（３）
Ｏ・ + Ｏ2 → Ｏ3 ‥‥（４）
本発明の殺菌処理装置は、
水で希釈された両親媒性物質が貯留される貯留部と、前記貯留部から流し込まれる、水で希釈された前記両親媒性物質をミスト状にして噴出させる噴出口とを有する加湿器と、
電極に電力が供給されることで主たる発光波長が１００ｎｍ以上２４０ｎｍ以下の紫外光を出射する放電ランプと、空気を吸気する吸気口と、前記吸気口から取り込まれた空気に対して前記放電ランプからの紫外光が照射されて生成されたオゾン含有ガスを排気する排気口とを有するオゾン発生器とを備えることを特徴とする。
水で希釈された両親媒性物質が貯留される貯留部と、前記貯留部から流し込まれる、水で希釈された前記両親媒性物質をミスト状にして噴出させる噴出口とを有する加湿器と、
電極に電力が供給されることで主たる発光波長が１００ｎｍ以上２４０ｎｍ以下の紫外光を出射する放電ランプと、空気を吸気する吸気口と、前記吸気口から取り込まれた空気に対して前記放電ランプからの紫外光が照射されて生成されたオゾン含有ガスを排気する排気口とを有するオゾン発生器とを備えることを特徴とする。
上記構成とすることで、両親媒性物質が存在する処理空間を作りだすと共に、酸素を取り込んで生成したオゾンを両親媒性物質が存在する空間内に導入する構成とすることができる。
本発明によれば、短時間でより高い殺菌効果が得られる、オゾンを用いた殺菌処理方法及び殺菌処理装置が実現される。
以下、本発明の殺菌処理方法及び殺菌処理装置について、図面を参照して説明する。なお、殺菌処理装置に関して、以下の各図面は、いずれも模式的に図示されたものであり、図面上の寸法比や個数は、実際の寸法比や個数と必ずしも一致していない。
［殺菌処理装置］
図１は、殺菌処理環境の一実施形態を模式的に示す全体側面図である。図１に示すように、ボックス１は、処理対象物を出し入れするための扉２と、処理空間１Ａを換気するための換気用ファン３を備える。殺菌処理装置１０は、加湿器２０と、オゾン発生器３０を備え、ボックス１によって区画された処理空間１Ａ内に配置されている。
図１は、殺菌処理環境の一実施形態を模式的に示す全体側面図である。図１に示すように、ボックス１は、処理対象物を出し入れするための扉２と、処理空間１Ａを換気するための換気用ファン３を備える。殺菌処理装置１０は、加湿器２０と、オゾン発生器３０を備え、ボックス１によって区画された処理空間１Ａ内に配置されている。
なお、以下では、処理空間１Ａは、ボックス１によって区画された空間として説明するが、殺菌処理装置１０は、加湿器２０によって湿度を調整でき、オゾンが分解しないまま到達できる範囲で区画された空間で使用することができる。例えば、会議室や病室等の殺菌処理に用いても構わない。
また、ボックス１は、内側の処理空間１Ａが完全に密閉された空間でなくても構わない。さらに、殺菌処理装置１０は、例えば、食品や医療機器、植物の種子等をボックス１内に配置して殺菌処理することや、部屋を処理空間１Ａとして、室内の備品として配置されているテーブルやソファ、カーテン等の殺菌処理に使用することができる。
また、本実施形態は、図１に示すように、ボックス１内に載置された被処理体Ｔ１に付着した菌を殺菌処理する例として説明する。
図２Ａは加湿器２０の側面断面図である。加湿器２０は、図２に示すように、エタノールを水で希釈した薬液Ｌ１が貯留された貯留部２１と、薬液Ｌ１をミスト状にして噴出させる噴出口２２とを備える。加湿器２０は、例えば、超音波式加湿器等を採用することができ、一般に市販されている家庭用の加湿器を用いても構わない。
エタノールは、親水性のヒドロキシル基と、疎水性のアルキル基の両方を有する両親媒性物質である。本実施形態における薬液Ｌ１は、濃度が５０体積％となるように蒸留水で希釈された液体である。エタノールは、少量であれば人が摂取しても害はなく、植物の種子に直接散布しても、種子自体を死滅させるおそれが少ない。
なお、薬液Ｌ１は、両親媒性による効果や揮発性等の観点から、エタノールの濃度が３体積％以上６０体積％以下であることが好ましい。また、薬液Ｌ１は、親水性と疎水性の両方の特性を備える両親媒性物質が水で希釈された液体であればよく、具体的な両維新媒性物質としては、アルコールや界面活性剤を採用し得る。それぞれ、より具体的な物質としては、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、エチレングリコール、ジエチルエーテル、非イオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤等が採用でき、好ましくは、エタノールや、オレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン（「ポリソルベート８０」、「Ｔｗｅｅｎ８０」とも称される。）である。
また、エタノールやオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタンは、直接芽胞菌に吹きかけて付着させても、外殻を破壊することはできず、また、芽胞菌の内側に浸透してタンパク質やＤＮＡを破壊することもできない。つまり、エタノールやオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタンは、芽胞菌に対して殺菌作用がない物質である。
オレイン酸ポリオキシエチレンソルビタンが採用される場合、薬液Ｌ１は、両親媒性による効果や処理空間１Ａ内の清掃等の観点から、オレイン酸ポリオキシエチレンソルビタンの濃度が０．５ｇ／Ｌ以上５ｇ／Ｌ以下であることが好ましい。また、薬液Ｌ１は、水と両親媒性物質以外の物質が含まれていても構わない。
噴出口２２は、図２Ａに示すように、貯留部２１に貯留されている薬液Ｌ１をミスト状にして、ボックス１内に噴出する。
図２Ｂは、オゾン発生器３０の側面断面図である。オゾン発生器３０は、図２Ｂに示すように、放電ランプ３１と、放電ランプ３１の支持台を兼ねる一対の電極３２と、吸気口３３と、排気口３４と、吸気口３３と排気口３４を連絡する流路３５とを備える。
本実施形態における放電ランプ３１は、管体内に発光ガスとしてキセノンガスが封入され、電極３２間に電圧を印加することで、主たる発光波長が１７２ｎｍの紫外光を出射するエキシマランプである。
放電ランプ３１は、波長が１００ｎｍ以上２４０ｎｍ以下の範囲内の光を出射するものであれば、出射する光の主たる発光波長が１７２ｎｍ以外のエキシマランプを採用しても構わない。
また、エキシマランプは、図２Ｂに示すような、放電ランプ３１の管軸方向に離間して配置された、支持台としても機能する電極３２を備える構成以外のエキシマランプであっても構わない。例えば、円筒状の管体を備え、径方向において電極が対向する構成や、扁平管形状とも称される、管軸方向に直交する平面で切断したときの断面が矩形状を呈し、電極が管体を介して対向する構成のエキシマランプ等を採用し得る。
放電ランプ３１は、エキシマランプ以外に、例えば、低圧水銀ランプ等が採用されても構わない。
また、オゾン発生器３０は、光照射によらない、例えば、放電式オゾナイザが採用されてもよく、さらには、オゾンは、単にボンベから供給される構成であっても構わない。
図２Ｂに示すように、吸気口３３に備えられた吸気用ファン３３ａによって流路３５内に取り込まれた空気Ｇ１は、放電ランプ３１から出射される紫外光Ｘ１に曝されながら排気口３４に向かって通流する。本実施形態において、空気Ｇ１は、ボックス１の内側に滞留している空気であるが、ボックス１の外部から導入される空気であっても構わない。
流路３５内を吸気口３３から取り込まれた空気Ｇ１が通流すると、放電ランプ３１から出射される紫外光Ｘ１が照射されて、空気Ｇ１に含まれる酸素から、上述した（３）～（４）式の過程を経て、オゾンが生成される。
流路３５内を通流する空気Ｇ１は、紫外光Ｘ１によって生成されるオゾンを含み、排気口３４からオゾン含有ガスＧ２として排気される。
なお、図２Ｂでは、オゾン発生器３０は、空気Ｇ１を吸気口３３から取り込むための吸気用ファン３３ａが備えられているが、吸気用ファン３３ａ等の送風機構が備えられていても構わない。
図３は、図１とは別の殺菌処理環境の一実施形態を模式的に示す全体側面図である。図３に示すように、加湿器２０とオゾン発生器３０は、一体として構成されていても構わない。加湿器２０とオゾン発生器３０が一体構成の場合は、配置スペースが小さくなり、電源系統等を一本化することができる。また、加湿器２０とオゾン発生器３０が独立した装置である場合は、処理空間１Ａの広さや、殺菌処理対象物の形状や処理空間１Ａにおける位置等に応じて、それぞれを殺菌処理に関して最適な箇所に配置することができる。
［殺菌処理方法］
次に、殺菌処理装置１０を用いた殺菌処理方法について説明する。図４は、被処理体Ｔ１をボックス１内に配置するところを示す全体側面図である。まず、図４に示すように、被処理体Ｔ１がボックス１内に配置される（ステップＳ１）。
次に、殺菌処理装置１０を用いた殺菌処理方法について説明する。図４は、被処理体Ｔ１をボックス１内に配置するところを示す全体側面図である。まず、図４に示すように、被処理体Ｔ１がボックス１内に配置される（ステップＳ１）。
図５は、加湿器２０によってミスト状の両親媒性物質を噴霧している状態を示す全体側面図である。図５に示すように、ステップＳ１の後、ボックス１の扉２が閉じられ、加湿器２０の動作が開始される（ステップＳ２）。
ステップＳ２の後、ボックス１内の湿度が８０ＲＨ％となったところで、加湿器２０の動作が停止される（ステップＳ３）。なお、十分に両親媒性物質を散布して、被処理体Ｔ１に付着している菌（特に、芽胞菌）の表面にミスト状の両親媒性物質が含まれた水が付着していると判断できるようであれば、湿度が８０ＲＨ％となる前に加湿器２０の動作を停止させても構わない。
なお、加湿器２０によって処理空間１Ａ内の湿度が調整される場合は、ボックス１内の殺菌処理を行うか、部屋の殺菌処理を行うか等で異なるが、６０ＲＨ％～９５ＲＨ％の範囲となるように調整されることが好ましい。湿度が低すぎると、菌に対してあまり水を付着させることができず、十分な殺菌効果が得られなくなってしまう。また、湿度が高すぎると、特に部屋の殺菌処理であった場合は、書籍のような紙類の物品等が湿気によって変形や損傷が発生してしまったり、電化製品等が結露によって故障したりしてしまう。
図６は、オゾン発生器３０が空気Ｇ１を取り込み、オゾン含有ガスＧ２を排気している状態を示す全体側面図である。なお、図６には、説明のために、実際には見えない放電ランプ３１と電極３２が破線で図示されている。ステップＳ３の後、図６に示すように、オゾン発生器３０の動作が開始される（ステップＳ４）。
オゾン発生器３０の動作が開始されると、放電ランプ３１が点灯し、吸気用ファン３３ａが流路３５内に空気Ｇ１が取り込まれ、排気口３４からオゾンを含むオゾン含有ガスＧ２が噴射される。
なお、ステップＳ４は、ステップＳ２と同時、すなわち、加湿器２０とオゾン発生器３０の動作の開始が同時であっても構わない。この場合、ステップＳ３は実施されない。また、ステップＳ２の実施前から、ボックス１内が既に両親媒性物質の存在している環境下にある場合は、ステップＳ２及びステップＳ３が省略されても構わない。
図７は、ボックス１内を換気している状態を示す全体側面図である。図７に示すように、ステップＳ４の後、ボックス１内のオゾンやエタノールの濃度が十分低くなるまで、換気用ファン３を動作させて換気を行う（ステップＳ５）。
図８は、被処理体Ｔ１をボックス１内から取り出すところを示す全体側面図である。ステップＳ６の後、図８に示すように、被処理体Ｔ１がボックス１から取り出される。
以上の工程を経て、被処理体Ｔ１の殺菌処理が完了する。
上記方法とすることで、ボックス１内に存在する両親媒性物質が菌の表面に滞留しやすくなる。そして、菌の表面に滞留している水とオゾンが反応し、菌の表面上、又は近傍でヒドロキシラジカルが生成される。したがって、生成されたヒドロキシラジカルは、空気中の物質と反応して消滅してしまう前に菌に接触しやすくなり、より確実に菌を殺菌することができる。そして、芽胞菌に対しては、より確実に外殻を破壊して殺菌処理することができる。
［実験１］
上述した方法によって、バイオロジカルインジケーターを用いた実験を行い、エタノールの濃度を変化させたときの、芽胞菌に対する殺菌効果を比較した。
上述した方法によって、バイオロジカルインジケーターを用いた実験を行い、エタノールの濃度を変化させたときの、芽胞菌に対する殺菌効果を比較した。
本実験１において使用しバイオロジカルインジケーターは、コスモバイオ社製の蒸気過酸化水素殺菌用バイオロジカルインジケーターＨ３７２６Ｔを使用した。
当該バイオロジカルインジケーターは、芽胞菌が担持されたストリップ状のろ紙が、撥水性を有する紙バッグ内に封止された、殺菌効果を評価する指標体である。処理を行ったバイオロジカルインジケーター内のろ紙が、専用の培地の中に入れられ、所定の時間培養される。そして、残存した菌と反応して生じる培地の変色が無ければ、十分な殺菌効果があると評価される。
バイオロジカルインジケーターは、芽胞菌が担持されたろ紙が、撥水性を有する紙バッグ内に入れられた状態と、紙バッグから取り出した状態のそれぞれで比較実験を行った。
処理空間１Ａは、容積が１１０Ｌのボックスで構成した。
ボックス内にバイオロジカルインジケーターを載置した後は、ボックス１内の湿度が８０ＲＨ％になるまで加湿して、オゾンを発生させた。
オゾン濃度は、５００ｐｐｍとなるように調整し、ＣＴ積（オゾン濃度［ｐｐｍ］×時間［Ｍｉｎ］）は、０ｐｐｍ・Ｍｉｎ（０Ｍｉｎ）、３００００ｐｐｍ・Ｍｉｎ（６０Ｍｉｎ）、４５０００ｐｐｍ・Ｍｉｎ（９０Ｍｉｎ）、６００００ｐｐｍ・Ｍｉｎ（１２０Ｍｉｎ）とした。
薬液Ｌ１は、それぞれエタノールの濃度が１体積％、２．５体積％、３体積％、５体積％、１０体積％、２０体積％、４０体積％、５０体積％（実施例）、６０体積％、７０体積％となるように、エタノールを蒸留水で希釈して作成した。なお、下記の表１及び表２においては、濃度の単位表記を、単に「％」と略記する。
参考例１として、ボックス内を水道水で加湿した場合の実験を行った。
参考例２として、加湿を行わず、蒸留水をバイオロジカルインジケーターに直接滴下した場合の実験を行った。紙バッグ有りの場合は、紙バッグの外表面に蒸留水を滴下した。紙バッグ無しの場合は、紙バッグから中身を取り出して蒸留水を滴下した。
試行回数は、それぞれ二回とし、二回とも培地の変色が無かった場合は「Ａ」、二回のうち一回だけ培地が変色した場合は「Ｂ」、いずれも培地が変色した場合は「Ｃ」と判定した。
（結果）
以下、表１は、芽胞菌が担持されたろ紙を紙バッグから取り出して行った実験結果であり、表２は、芽胞菌が担持されたろ紙を紙バッグに入れた状態で行った実験結果である。
以下、表１は、芽胞菌が担持されたろ紙を紙バッグから取り出して行った実験結果であり、表２は、芽胞菌が担持されたろ紙を紙バッグに入れた状態で行った実験結果である。
薬液Ｌ１のエタノール濃度が３体積％以上７０体積％以下の範囲で、芽胞菌に対する殺菌効果が確認された。
紙バッグ有りでは、蒸留水を直接滴下しても、紙バッグの撥水性によって蒸留水がろ紙まで到達せず、芽胞菌の殺菌処理ができなかった。つまり、エタノールによる加湿の場合は、エタノールの両親媒性の効果により、水分が紙バッグを通過して芽胞菌に到達したため、殺菌処理が行われた。
なお、エタノールは、芽胞菌のような耐性が強い菌を除いて、濃度が６０体積％以上で殺菌作用が現れることが、薬局方等によって一般的に認識されている。ところが、追加的にエタノールの濃度が７０体積％の薬液Ｌ１でボックス内を加湿しただけで殺菌効果が得られるかどうかを確認する実験を行ったが、この実験では芽胞菌は殺菌処理されなかった。
以上のことから、両親媒性物質であるエタノールが存在する環境下でオゾンを発生させることで、芽胞菌に対する高い殺菌効果が得られることが確認された。
［実験２］
上述した方法によって、室内の殺菌処理実験を行い、殺菌効果を確認した。
上述した方法によって、室内の殺菌処理実験を行い、殺菌効果を確認した。
処理空間１Ａは、１５１ｍ3の広さの部屋一室を対象とした。
殺菌処理の対象物は、処理空間１Ａとする部屋に備えられたカーテンとした。本実験における殺菌処理の対象となる菌は、黄色ブドウ球菌である。
処理空間１Ａの加湿は、上述した実施形態における薬液Ｌ１（実施例）と、水道水（参考例１）で行った。
当該カーテンに、黄色ブドウ球菌１０8ＣＦＵ／ｍＬを１０μＬ滴下し、風乾後、オゾンで処理した。
殺菌効果の評価方法は、殺菌処理前と殺菌処理後における、当該カーテンに付着している芽胞菌の減少数を確認した。
（結果）
図９は、実験２のオゾンによる殺菌処理の実験結果を示すグラフであり、縦軸が初期状態に対する黄色ブドウ球菌の生残菌数を対数で表しており、横軸がＣＴ積［ｐｐｍ・Ｍｉｎ］を表している。図９に示すように、オゾン発生開始後３０ｐｐｍ・Ｍｉｎ位までは、参考例１と実施例１との減少の差はそれほど見られないが、６０ｐｐｍ・Ｍｉｎ以降から実施例において急激に低下し、減少の程度に大きな差がみられる。
図９は、実験２のオゾンによる殺菌処理の実験結果を示すグラフであり、縦軸が初期状態に対する黄色ブドウ球菌の生残菌数を対数で表しており、横軸がＣＴ積［ｐｐｍ・Ｍｉｎ］を表している。図９に示すように、オゾン発生開始後３０ｐｐｍ・Ｍｉｎ位までは、参考例１と実施例１との減少の差はそれほど見られないが、６０ｐｐｍ・Ｍｉｎ以降から実施例において急激に低下し、減少の程度に大きな差がみられる。
これは、参考例１は、黄色ブドウ球菌の表面に水が十分に付着するのに処理空間１Ａ内を所定の湿度となるまで加湿した後、数十分の時間を要しているのに対し、実施例は、加湿が完了し、オゾンを発生させる時点で、黄色ブドウ球菌の表面に水が十分に付着していることによると推定される。
これにより、実施例が参考例１と比較して、短時間で、かつ、より高い殺菌効果が得られることが確認された。
［実験３］
上述した方法によって、種子の殺菌処理実験を行い、殺菌効果を確認した。
上述した方法によって、種子の殺菌処理実験を行い、殺菌効果を確認した。
殺菌処理の対象物は、チンゲン菜の種子とした。本実験における殺菌処理の対象となる菌は、黄色ブドウ球菌である。
処理空間１Ａの加湿は、上述した実施形態における薬液Ｌ１（実施例）と、水道水（参考例１）で行った。
チンゲン菜の種子を、１０7ＣＦＵ/ｍＬの黄色ブドウ球菌に浸漬し、取り出し後３時間、風乾した。その後、この種子を１００Ｌのガラスボックスに入れ、３０ｐｐｍのオゾンで処理した。
殺菌効果の評価方法は、殺菌処理前と殺菌処理後における、当該種子に付着している黄色ブドウ球菌を計数し、減少数を確認した。
（結果）
図１０は、実験３のオゾンによる殺菌処理の実験結果を示すグラフであり、縦軸、横軸は前述の図９と同様である。図１０に示すように、参考例１は、オゾンの発生を開始してから緩やかに逓減する傾向にあるのに対し、実施例は、オゾンを発生させた直後から急激な減少が見られる。
図１０は、実験３のオゾンによる殺菌処理の実験結果を示すグラフであり、縦軸、横軸は前述の図９と同様である。図１０に示すように、参考例１は、オゾンの発生を開始してから緩やかに逓減する傾向にあるのに対し、実施例は、オゾンを発生させた直後から急激な減少が見られる。
これは、参考例１においては、種子の産毛等微細構造によって水分供給が妨げられるの対し、実施例においては、種子の産毛等微細構造が存在しても、オゾンに暴露される時点で、菌体に水が十分付着しているためと推定される。
これにより、実施例が参考例１と比較して、短時間で、かつ、より高い殺菌効果が得られることが確認された。
実験２のＣＴ値のオーダーは～１００ｐｐｍ・Ｍｉｎであり、実験３のＣＴ値のオーダーは～１００００ｐｐｍ・Ｍｉｎである。これにより、ＣＴ値が大きく変わっても、短時間で、かつ、より高い殺菌効果が得られることが確認された。
１ ： ボックス
１Ａ ： 処理空間
２ ： 扉
３ ： 換気用ファン
２０ ： 加湿器
２１ ： 貯留部
２２ ： 噴出口
３０ ： オゾン発生器
３１ ： 放電ランプ
３２ ： 電極
３３ ： 吸気口
３３ａ ： 吸気用ファン
３４ ： 排気口
３５ ： 流路
Ｇ１ ： 空気
Ｇ２ ： オゾン含有ガス
Ｌ１ ： 薬液
Ｔ１ ： 被処理体
Ｘ１ ： 紫外光
１Ａ ： 処理空間
２ ： 扉
３ ： 換気用ファン
２０ ： 加湿器
２１ ： 貯留部
２２ ： 噴出口
３０ ： オゾン発生器
３１ ： 放電ランプ
３２ ： 電極
３３ ： 吸気口
３３ａ ： 吸気用ファン
３４ ： 排気口
３５ ： 流路
Ｇ１ ： 空気
Ｇ２ ： オゾン含有ガス
Ｌ１ ： 薬液
Ｔ１ ： 被処理体
Ｘ１ ： 紫外光
Claims (8)
- 区画された処理空間内において、オゾンによって殺菌処理する方法であって、
両親媒性物質が存在する環境下の前記処理空間内に、オゾンを導入することを特徴とする殺菌処理方法。 - 水で希釈された前記両親媒性物質を前記処理空間内に噴霧した後、オゾンを発生させることを特徴とする請求項１に記載の殺菌処理方法。
- 前記両親媒性物質は、芽胞菌に対して殺菌作用がない物質であることを特徴とする請求項１又は２に記載の殺菌処理方法。
- 前記両親媒性物質は、アルコール、又は界面活性剤であることを特徴とする請求項３に記載の殺菌処理方法。
- 前記両親媒性物質は、エタノールであって、濃度が３体積％以上６０体積％以下となるように水で希釈されていることを特徴とする請求項４に記載の殺菌処理方法。
- 前記両親媒性物質は、オレイン酸ポリオキシエチレンソルビタンであって、濃度が０．５ｇ／Ｌ以上５ｇ／Ｌ以下となるように水で希釈されていることを特徴とする請求項４に記載の殺菌処理方法。
- 前記処理空間内に導入される前記オゾンは、主たる発光波長が１００ｎｍ以上２４０ｎｍ以下の紫外光を出射する放電ランプを備えたオゾン発生器によって生成されることを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の殺菌処理方法。
- 水で希釈された両親媒性物質が貯留される貯留部と、前記貯留部から流し込まれる、水で希釈された前記両親媒性物質をミスト状にして噴出させる噴出口とを有する加湿器と、
電極に電力が供給されることで主たる発光波長が１００ｎｍ以上２４０ｎｍ以下の紫外光を出射する放電ランプと、空気を吸気する吸気口と、前記吸気口から取り込まれた空気に対して前記放電ランプからの前記紫外光が照射されて生成されたオゾン含有ガスを排気する排気口とを有するオゾン発生器とを備えることを特徴とする殺菌処理装置。
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