JP5844341B2 - 独立栄養微生物を用いる脱臭剤およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、独立栄養微生物（Ａｕｔｏｔｒoｐｈｓ）を用いる脱臭剤に係り、より詳しくは、生活で発生するアンモニア、トリメチルアミン、ホルムアルデヒドおよび硫化水素などの悪臭を取り除く効果を有し、大気、水質および人体への安全性を増加させるために、沸点９９℃で沸騰する状態で５分間加熱して殺菌および精製する方法に関する。
一般に、生活下水、糞尿、家具、施設物、建築物、ペットなどの生活環境から発生する、代表的な悪臭の根源物質であるアンモニア、トリメチルアミン、ホルムアルデヒドおよび硫化水素などは、窒素化合物、硫黄化合物、および例えばアルデヒド、炭化水素などの炭素化合物として知られている。これを取り除くために、空気浄化器や、化学的合成物質を用いる脱臭剤、微生物を用いる脱臭剤などを従来から採用している。
ところが、最近、合成脱臭剤の場合、人工的または化学的な物質が添加され、人体に有害な成分が生じて人命に被害を与えることが発生しており、脱臭に効果的であるものの、長期的には自然の好循環を抑制する物質を用いる製品が開発されている。
また、微生物脱臭剤の場合も、製造過程から生じうる汚染物質または腐敗性微生物の除去のために強力な滅菌過程を経ていない製品によりむしろ逆効果をもたらすことが発生している。
その一例として、韓国登録特許第１０１１１４１８５号には、「米糠溶出物、糖分および天日塩を含む発酵原料を有用微生物（ＥＭ）を用いて発酵させた発酵産物、植物性界面活性剤としてのココベタイン、および植物抽出物としてのローズマリーウォーター（熱水抽出）を含んでなる消臭剤組成物およびその製造方法」が開示されている。
ところが、このような構成を持つ従来の技術は、従属栄養微生物を用いるもので、微生物以外の有害な不純物または微生物を除去するための滅菌過程を経ることができないため、直接人体または生物体に噴射して脱臭効果を得ることはできないという問題点があった。
また、韓国登録特許第１００９５８０６４号には、「廃水浄化用微生物製剤およびこれを含む廃水浄化装置に関するもので、有機性廃水処理の際に発生する高費用、低効率の問題点を解決し、環境規制の強化に対処するために悪臭解消と水質改善を同時に行うことが可能な廃水浄化用微生物製剤の製造方法」が開示されている。
ところが、このように高度で精製されない微生物製剤も、微生物以外の有害な微生物または不純物を除去する滅菌および精製過程を経ないため、直接大気、環境、または人体などの生物体に噴射することはできないという問題点を抱えている。
これを克服するために、本発明者は、汚染された原始地球の大気を浄化させてヒトおよび動植物などの高等生物の誕生が可能であった環境を造成した特殊な独立栄養微生物を用い、これを培養し、発明の対象となる、独立栄養微生物以外の不純物と微生物を取り除くための滅菌過程と精製過程を介して精製した微生物を用いる脱臭剤を製造することにより、人体および環境に無害であるうえ、自然を好循環させ、環境に優しくかつ各種生活悪臭を取り除く環境調和型製品を開発するに至った。
よって、本発明の目的は、独立栄養微生物を用いて、人体および環境に無害であり、各種生活悪臭の除去にも効果的であるうえ、自然を好循環させ、環境にも優しい微生物を用いる脱臭剤を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明に係る人体または環境に無害な独立栄養微生物を用いる脱臭剤の製造方法は、選別過程（Ｓ１）、培養過程（Ｓ２−１）および混合過程（Ｓ２−２）、滅菌過程（Ｓ３）、精製過程（Ｓ４）、並びに収穫過程（Ｓ５）の総５段階を含んでなる。
第１段階としての選別過程（Ｓ１）では、自然界の土壌中に存在する紅色硫黄細菌である、アロクロマチウム・パルメリ（Ａｌｌｏｃｈｒｏｍａｔｉｕｍ
ｐａｌｍｅｒｉ）、エクトチオロドシナス・モンゴリカス（Ｅｃｔｏｔｈｉｏｒｈｏｄｏｓｉｎｕｓ ｍｏｎｇｏｌｉｃｕｓ）、およびハロクロマチウム・ロゼウム（Ｈａｌｏｃｈｒｏｍａｔｉｕｍ
ｒｏｓｅｕｍ）の中から選ばれた１種〜３種の菌株を選別する（選別過程Ｓ１）。
ｐａｌｍｅｒｉ）、エクトチオロドシナス・モンゴリカス（Ｅｃｔｏｔｈｉｏｒｈｏｄｏｓｉｎｕｓ ｍｏｎｇｏｌｉｃｕｓ）、およびハロクロマチウム・ロゼウム（Ｈａｌｏｃｈｒｏｍａｔｉｕｍ
ｒｏｓｅｕｍ）の中から選ばれた１種〜３種の菌株を選別する（選別過程Ｓ１）。
第２段階としての培養過程（Ｓ２−１）および混合過程（Ｓ２−２）では、選別過程で選別された独立栄養微生物種を、リン酸カリウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、塩化アンモニウムおよび塩化カルシウムを含むｐＨ６．０〜７．０の培地で、４３〜４５℃の培養室で１９０〜２１０時間、５０００ルクス以上の照明下に培養する（培養過程Ｓ２−１）。
培養された独立栄養微生物の菌体数を４〜５×１０５ｃｆｕ／ｍＬの程度に保持するために、精製水を入れて混合する（混合過程Ｓ２−２）。
第３段階としての滅菌過程（Ｓ３）では、培養過程で培養された菌体数の確認後に精製水を混合して製造された微生物製剤を、沸点９９℃で沸騰する状態で５分間加熱する方法によって、培養過程で混入する可能性のある他の細菌および不純物の汚染を除去する（滅菌過程Ｓ３）。
第４段階としての精製過程（Ｓ４）では、滅菌過程を経た微生物製剤を清浄室で常温に復帰させた後、追加の微生物培地の供給なしで４８〜６０時間２次培養時間を持つ。このような過程を経た微生物製剤にフィルタリングを行う（精製過程Ｓ４）。
最後に、第５段階としての収穫過程（Ｓ５）では、精製過程を介して得られた純然たる独立栄養微生物を４〜５×１０５ｃｆｕ／ｍＬの菌体数に保持して、完成した脱臭剤として製品化する（収穫および製品化過程Ｓ５）。
上述の手段によって製造された微生物製剤による脱臭効果を確認するために、公認試験機関である韓国建設生活環境試験研究院でアンモニアやトリメチルアミン、ホルムアルデヒド、硫化水素などの脱臭効果を検証した（表１〜表８参照）。
したがって、本発明の微生物を用いる脱臭剤は、本発明の技術的特徴である滅菌過程と精製過程を省略したままで培養した微生物製剤と比較して、さらに速い脱臭効果およびさらに向上した脱臭率を示した。
さらに、既存の韓国特許第１００９５８０６４号に開示されている微生物製剤の脱臭力をさらに向上させるために滅菌および精製過程を追加し、独立栄養微生物を人体および環境に全く無害にした。これを間接的に確認するために、金魚鉢に１００％微生物製剤のみを満たし、図３に示すように金魚を入れて３ヶ月間生長を観察してその安全性を確認したとともに、表９に示すように韓国建設生活環境試験研究院における滅菌段階（Ｓ３）および精製段階（Ｓ４）を経た微生物製剤に対する重金属および有害物質検出有無についての試験成績書から人体および環境に全く無害であることを確認した。
以下、本発明をより詳細に説明する。
本発明は、紅色硫黄細菌である、アロクロマチウム・パルメリ（Ａｌｌｏｃｈｒｏｍａｔｉｕｍ ｐａｌｍｅｒｉ）、エクトチオロドシナス・モンゴリカス（Ｅｃｔｏｔｈｉｏｒｈｏｄｏｓｉｎｕｓ ｍｏｎｇｏｌｉｃｕｓ）、およびハロクロマチウム・ロゼウム（Ｈａｌｏｃｈｒｏｍａｔｉｕｍ ｒｏｓｅｕｍ）の中から選ばれた１種〜３種の菌株を選別する（選別過程Ｓ１）。
本発明の微生物製剤は、選別された微生物を１種単独で又は２種以上の組み合わせで使用してもよい。
選別された微生物を、リン酸カリウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、塩化アンモニウム、塩化カルシウム、および精製水を含むｐＨ６．０〜７．０の培地で、４３〜４５℃の培養室で１９０〜２１０時間、５０００ルクス以上の照明下に微生物の菌体数が４〜５×１０５ｃｆｕ／ｍＬ以上となるように培養する（培養過程Ｓ２−１および混合過程Ｓ２−２）。
生活下水、施設物、建築物、ペットなどの生活環境から発生する、代表的な悪臭の根源物質であるアンモニア、トリメチルアミン、ホルムアルデヒドおよび硫化水素などは、窒素化合物、硫黄化合物、および例えばアルデヒド、炭化水素などの炭素化合物として知られている。
本発明に用いられた特殊な独立栄養微生物によって窒素化合物、硫黄化合物および炭素化合物などは、次のような過程によって発酵および分解過程を介して除去される。
ＮＨ４ ＋→ＮＯ２→ＮＯ３→Ｎ２
Ｈ２Ｓ→ＳＯ或いはＳＯ４ ＋
Ｃ６Ｈ１２Ｏ６→ＣＨ３ＣＯＯＨ或いはアルコール→ＣＨ４或いはＣＯ２＋Ｈ２Ｏ
Ｈ２Ｓ→ＳＯ或いはＳＯ４ ＋
Ｃ６Ｈ１２Ｏ６→ＣＨ３ＣＯＯＨ或いはアルコール→ＣＨ４或いはＣＯ２＋Ｈ２Ｏ
生活周辺環境には、アンモニア水と硫化水素だけでなく、例えばメチルアミン(Methylamine)、エチルアミン(Ethylamine)、ジメチルアミン(Dimethylamine)、トリメチルアミン(Trimethylamine)、イソブチルアミン(Isobutylamine)、イソアミルアミン(Isoamylamine)、フェニルアミン(Phenylamine)、プトレッシン(Putrescine)、カダベリン(Cadaverine)などの窒素化合物と、例えばメチルメルカプタン(Methyl
mercaptan)、エチルメルカプタン（Ｃ２Ｈ５ＳＨ）、硫化ジメチル（（ＣＨ３）２Ｓ）、硫化ジエチル（（Ｃ２Ｈ５）２Ｓ）、二硫化ジメチル（ＣＨ３Ｓ＝ＳＣＨ３）などの硫黄化合物が悪臭物質として多く存在している。このような窒素または硫黄化合物も上述の過程を経て除去される。
mercaptan)、エチルメルカプタン（Ｃ２Ｈ５ＳＨ）、硫化ジメチル（（ＣＨ３）２Ｓ）、硫化ジエチル（（Ｃ２Ｈ５）２Ｓ）、二硫化ジメチル（ＣＨ３Ｓ＝ＳＣＨ３）などの硫黄化合物が悪臭物質として多く存在している。このような窒素または硫黄化合物も上述の過程を経て除去される。
その他に、悪臭を発生するアルデヒドおよびケトン類（ホルマリン、アセトアルデヒド、ブチルアルデヒド、アクロレイン、アセトン、アクリルアルデヒドなど）、脂肪族酸類（酪酸、乳酸など）、炭化水素（スチレン、ブチレンなど）、塩化炭化水素（トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、アクリル酸エステル、酢酸エステルなど）などの炭素化合物も前述の過程を経て除去される。
前記微生物製剤にある紅色硫黄細菌が空気中の悪臭成分を取り除きながら生産した物質は、一方では各種汚染源に活性化されている有害な腐敗性および病原性微生物の生長を抑制させる。
本発明は、特殊な独立栄養微生物を単純に培養して空気や水などの汚染源からの脱臭効果のみを持たせるのでなく、本発明の基本微生物を含んで培養する培養液を滅菌および精製させることにより、培養液中に存在する独立栄養微生物以外の不純物と有害な微生物を除去することを目的とするもので、上記の過程によって基本微生物固有の脱臭効果を有するうえ、人体または環境にも無害な脱臭剤を製造することができる。
本発明の効果を検証するための方式として、第２段階の培養過程および混合過程（Ｓ２）のみを経て製造された微生物製剤の脱臭効果と、第２段階の培養過程および混合過程（Ｓ２）、第３段階の滅菌過程（Ｓ３）および第４段階の精製過程（Ｓ４）を経た微生物製剤の脱臭効果とをそれぞれの魚類試験によって比較した。
それぞれの製造方法によって製造された微生物による脱臭効果を確認するために、ＫＳ
Ｉ ２２１８基準の検知管測定法を韓国建設生活環境試験研究院で実施し、脱臭効果を確認することができた。
Ｉ ２２１８基準の検知管測定法を韓国建設生活環境試験研究院で実施し、脱臭効果を確認することができた。
第２段階である培養過程（Ｓ２−１）および混合過程（Ｓ２−２）のみを経て製造された微生物製剤の脱臭試験は、アンモニア、トリメチルアミン、ホルムアルデヒドおよび硫化水素の４種の悪臭に対して施された（実施例１）。
ホットプレート上で、沸点９９℃で沸騰する現象を確認した後、５分間さらに加熱し、常温で冷やす第３段階の滅菌過程（Ｓ３）、および第４段階の精製過程（Ｓ４）によって製造された微生物製剤の脱臭試験は、アンモニア、トリメチルアミン、ホルムアルデヒド、および硫化水素ガスに対して施された（実施例２）。
実施例の結果より確認できるように、第３段階の滅菌過程（Ｓ３）および第４段階の精製過程（Ｓ４）で行った３種の方式の全てで、第２段階の培養過程（Ｓ２−１）および混合過程（Ｓ２−２）のみを経た微生物製剤と比較して、さらに速い脱臭効果およびさらに高い脱臭率を示した。
図３は第３段階の滅菌過程（Ｓ３）および第４段階の精製過程（Ｓ４）を経て生産された微生物培養液を魚類に露出させた結果であって、本発明を構成する滅菌過程（Ｓ３）および第４段階の精製過程（Ｓ４）を施した培養液の脱臭剤が安定性に優れることを確認することができた。
図４は本発明の製造方法による脱臭剤完成品の外形である。
本発明は、上述した微生物製剤を含む脱臭剤を提供する。脱臭剤の製造過程は図２によってより詳細に説明されるが、本発明の範囲は添付図面に限定されるものではない。
<実施例１>
上述したように、第２段階の培養過程（Ｓ２−１）および混合過程（Ｓ２−２）のみを経て製造された微生物製剤のアンモニア（表１）、トリメチルアミン（表２）、ホルムアルデヒド（表３）、硫化水素（表４）の４種に対するそれぞれの脱臭効果を測定した。
表１
培養および混合過程（Ｓ２）のみを経て製造された微生物製剤によるアンモニアガス脱臭効果
培養および混合過程（Ｓ２）のみを経て製造された微生物製剤によるアンモニアガス脱臭効果
表２
培養および混合過程（Ｓ２）のみを経て製造された微生物製剤によるトリメチルアミンガス脱臭効果
培養および混合過程（Ｓ２）のみを経て製造された微生物製剤によるトリメチルアミンガス脱臭効果
表３
培養および混合過程（Ｓ２）のみを経て製造された微生物製剤によるホルムアルデヒドガス脱臭効果
培養および混合過程（Ｓ２）のみを経て製造された微生物製剤によるホルムアルデヒドガス脱臭効果
表４
培養および混合過程（Ｓ２）のみを経て製造された微生物製剤による硫化水素ガス脱臭効果
培養および混合過程（Ｓ２）のみを経て製造された微生物製剤による硫化水素ガス脱臭効果
<実施例２>
上述したように、第２段階の培養過程および混合過程（Ｓ２）を経て、ホットプレート上で、沸点９９℃で沸騰する現象を確認した後、５分間さらに加熱し、常温で冷やす第３段階の滅菌過程（Ｓ３）および精製過程（Ｓ４）によって製造された微生物製剤のアンモニア（表５）、トリメチルアミン(表６)、ホルムアルデヒド（表７）および硫化水素（表８）の４種に対するそれぞれの脱臭効果を測定した。
表５
滅菌過程（Ｓ３（および）精製過程（Ｓ４）を追加して製造された微生物製剤によるアンモニアガス脱臭効果
滅菌過程（Ｓ３（および）精製過程（Ｓ４）を追加して製造された微生物製剤によるアンモニアガス脱臭効果
表６
滅菌過程（Ｓ３）および精製過程（Ｓ４）を追加して製造された微生物製剤によるトリメチルアミンガス脱臭効果
滅菌過程（Ｓ３）および精製過程（Ｓ４）を追加して製造された微生物製剤によるトリメチルアミンガス脱臭効果
表７
滅菌過程（Ｓ３）および精製過程（Ｓ４）を追加して製造された微生物製剤によるホルムアルデヒドガス脱臭効果
滅菌過程（Ｓ３）および精製過程（Ｓ４）を追加して製造された微生物製剤によるホルムアルデヒドガス脱臭効果
表８
滅菌過程（Ｓ３）および精製過程（Ｓ４）を追加して製造された微生物製剤による硫化水素ガス脱臭効果
滅菌過程（Ｓ３）および精製過程（Ｓ４）を追加して製造された微生物製剤による硫化水素ガス脱臭効果
前記の試験例より、
図５に示すように、アンモニアガス脱臭効果については、第３段階の滅菌過程以前の培養液、およびホットプレート上で、沸点９９℃で沸騰する現象を確認した後、５分間さらに加熱し、常温で冷やす第３段階の滅菌過程（Ｓ３）および精製過程（Ｓ４）まで経た微生物培養液全体のいずれも９８％以上の脱臭率を示すことを確認し、
図６に示すように、トリメチルアミンガス脱臭効果については、ホットプレート上で、沸点９９℃で沸騰する現象を確認した後、５分間さらに加熱し、常温で冷やす第３段階の滅菌過程（Ｓ３）および精製過程（Ｓ４）まで経た微生物培養液全体のいずれも９９％以上の脱臭率を示すことを確認し、
図７に示すように、ホルムアルデヒドガス脱臭効果については、ホットプレート上で、沸点９９℃で沸騰する現象を確認した後、５分間さらに加熱し、常温で冷やす第３段階の滅菌過程（Ｓ３）および精製過程（Ｓ４）まで経た微生物培養液全体のいずれも８０％以上の脱臭率を示すことと、第３段階の滅菌過程（Ｓ３）および第４段階の精製過程（Ｓ４）まで経た微生物培養液が第３段階の滅菌過程以前の微生物培養液より５％〜６％向上した脱臭率を示すことを確認し、
図８に示すように、硫化水素ガス脱臭効果については、ホットプレート上で、沸点９９℃で沸騰する現象を確認した後、５分間さらに加熱し、常温で冷やす第３段階の滅菌過程（Ｓ３）および精製過程（Ｓ４）まで経た微生物培養液において大きく異なる脱臭率を示すことを確認し、第３段階の滅菌過程（Ｓ３）および第４段階の精製過程（Ｓ４）まで経た微生物培養液が第３段階の滅菌過程以前の微生物培養液より２００％程度向上した脱臭率を示すことを確認することができた。
第３段階の滅菌過程（Ｓ３）と第４段階の精製過程（Ｓ４）まで経た微生物培養液の魚類に対する安定性を図３から確認し、滅菌過程（Ｓ３）および精製過程（Ｓ４）を経た微生物製剤に対する重金属および有害物質検出有無を表９の韓国建設生活環境試験研究院における試験成績書から確認することができる。
表９
滅菌過程（Ｓ３）および精製過程（Ｓ４）を経た微生物製剤に対する重金属および有害物質検出有無についての試験成績書
滅菌過程（Ｓ３）および精製過程（Ｓ４）を経た微生物製剤に対する重金属および有害物質検出有無についての試験成績書
このように、本発明の対象となる、独立栄養微生物の培養過程、並びに独立栄養微生物以外の他の不純物および微生物を除去するための滅菌過程および精製過程を経て製造された微生物を用いる各種悪臭除去剤は、人体および環境に無害であるうえ、各種生活悪臭を除去し、環境を浄化することにより、人為的な方法または化学的な一時的方法ではなく自然そのままの環境調和型治癒法で自然と環境を復元する効用性を持つ。
このような悪臭除去剤は、風呂、トイレ、箪笥、冷蔵庫、流し台、靴棚、下水溝、生ゴミ箱、自動車内部、事務室、療養院、学校、公衆トイレ、飲食店、病院などの悪臭が発生しうる所だけでなく、ペットの排泄物、喫煙の匂い、シックハウス症候群、新品家具の匂い、ペイントの匂いなどが発生する場所にも利用可能である。
Claims (1)
- 独立栄養微生物である紅色硫黄細菌の、アロクロマチウム・パルメリ（Ａｌｌｏｃｈｒｏｍａｔｉｕｍ ｐａｌｍｅｒｉ）、エクトチオロドシナス・モンゴリカス（Ｅｃｔｏｔｈｉｏｒｈｏｄｏｓｉｎｕｓ ｍｏｎｇｏｌｉｃｕｓ）、およびハロクロマチウム・ロゼウム（Ｈａｌｏｃｈｒｏｍａｔｉｕｍ ｒｏｓｅｕｍ）の中から選ばれた１種〜３種の菌株を選別する選別段階と、
選別段階で選別された独立栄養微生物種を、リン酸カリウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、塩化アンモニウム、塩化カルシウム、および精製水を含むｐＨ６．０〜７．０の培地で、４３〜４５℃の培養室で１９０〜２１０時間、５０００ルクス以上の照明下で、微生物の菌体数が４〜５×１０５ｃｆｕ／ｍＬ以上となるように培養する培養段階と、
培養段階で製造された独立栄養微生物とその他の不純物が含まれている培養液に精製水を混合して、独立栄養微生物の菌体数が４〜５×１０５ｃｆｕ／ｍＬであり、独立栄養微生物とその他の不純物が含まれている培養液混合物製剤を得る混合段階の後、前記独立栄養微生物とその他の不純物が含まれている培養液混合物製剤を、沸点９９℃で沸騰する状態で５分間加熱して、培養段階で混入する可能性のある他の細菌および不純物の汚染を除去する滅菌段階と、
滅菌段階を経た培養液混合物製剤を清浄室で常温に復帰させた後、追加の微生物培地の供給なしで４８〜６０時間安定化させる培養時間を持ち、しかる後に、この過程を経た培養液混合物製剤をフィルタリングによって精製して純然たる独立栄養微生物を含む培養液混合物製剤を得る精製段階と、
前記精製段階で得られた純然たる独立栄養微生物を４〜５×１０５ｃｆｕ／ｍＬの菌体数に保持した培養液混合物製剤を微生物製剤として収穫する収穫段階を経て、得られた微生物製剤を用いる脱臭剤の製造方法。
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