JPH0716286A

JPH0716286A - 電子線を用いた殺菌方法

Info

Publication number: JPH0716286A
Application number: JP5187190A
Authority: JP
Inventors: Shinobu Kinoshita; 忍木下; Mikiko Fukuda; 未紀子福田
Original assignee: Iwasaki Denki KK
Current assignee: Iwasaki Denki KK
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1995-01-20

Abstract

(57)【要約】【目的】被処理物の影となる部分をも殺菌することが
できる電子線を用いた殺菌方法を提供する。【構成】まず、被処理物２を収納部材としてのポリエ
チレン製の袋４に入れ、内部を空気雰囲気として袋４を
密閉する。ここで、袋４としては、電子線が透過できる
膜厚を有するものを使用している。そして、電子線を被
処理物２が入った袋４に照射すると、袋４を透過した電
子線によって被処理物２が殺菌される。また、袋４を透
過した電子線は、袋４内の空気雰囲気を通過する際に、
その空気雰囲気に含まれる酸素からオゾンを生成させ
る。そして、発生したオゾンガスは密閉された袋４の内
部で拡散するので、オゾンによって被処理物２の影とな
る部分を殺菌することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば食品や医療等
に使用する物の殺菌に利用される電子線を用いた殺菌方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、医療用に使用するシリンジ（syri
nge ）やガーゼ、眼内レンズ等は、健康衛生面等を考慮
して、病原菌及び他の微生物を殺菌する必要がある。従
来より、かかる物の殺菌には、エチレンオキサイドやオ
ゾン等のガス、γ線や電子線等の放射線が用いられてい
た。

【０００３】しかし、オゾンによる殺菌方法では、処理
に長時間を要し、しかもオゾンは有害な物質であるため
作業に危険が伴うという問題がある。また、γ線や高エ
ネルギー電子線により殺菌を行う場合には、処理中に大
量のγ線やＸ線が発生するため、装置をコンクリート等
で遮蔽する必要があり、装置が大型となってしまうとい
う問題がある。しかも、大量のγ線やＸ線が発生するた
め、装置を取り扱うには、専門的知識を持った資格者に
限られている。このため、食品や医療等に使用する物の
殺菌を行う場合には、比較的安全で、装置の小型化を図
ることができる低エネルギー電子線を利用することが望
ましい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般
に、電子線は透過力に限度があり、特に低エネルギー電
子線は透過力が非常に弱い。このため、低エネルギー電
子線により殺菌を行う場合には、電子線が当たった被処
理物の表面しか殺菌することができず、被処理物の影と
なる部分を殺菌するのは困難であった。

【０００５】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
であり、被処理物の影となる部分をも殺菌することがで
きる電子線を用いた殺菌方法を提供することを目的とす
るものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明に係る電子線を用いた殺菌方法は、被処理物
を電子線が透過できる膜厚を有する収納部材に入れ、前
記収納部材の内部を少なくとも空気中の酸素濃度と同じ
濃度の酸素を有する雰囲気として前記収納部材を密閉し
た後、前記電子線を前記収納部材の上から照射すること
により、前記収納部材を透過した前記電子線によって前
記被処理物を殺菌すると共に、前記電子線によって前記
収納部材の内部に含まれる前記酸素からオゾンを生成
し、前記オゾンによって前記被処理物を殺菌することを
特徴とするものである。

【０００７】

【作用】本発明は前記の構成によって、被処理物を電子
線が透過できる膜厚を有する収納部材に入れ、内部を少
なくとも空気中の酸素濃度と同じ濃度の酸素を有する雰
囲気として収納部材を密閉した後、電子線を収納部材の
上から照射することにより、収納部材を透過した電子線
によって被処理物を殺菌することができる。しかも、こ
の電子線によって収納部材の内部に含まれる酸素からオ
ゾンが生成され、発生したオゾンは密閉した収納部材の
内部で拡散するので、被処理物の影となって電子線が照
射されない部分をオゾンによって殺菌することができ
る。また、収納部材の内部で発生したオゾンは、殺菌に
必要な作用時間や被処理物の輸送時間の間に自己分解し
てしまうので、最終的には収納部材の内部のオゾン濃度
を許容濃度以下に抑えることができる。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明の一実施例について図面を参
照して説明する。図１は本発明の一実施例である電子線
を用いた殺菌方法を説明するための図、図２はその電子
線を用いた殺菌方法に使用される電子線照射装置の概略
構成図である。

【０００９】図２に示す電子線照射装置は、電子線発生
部１０と、照射室２０と、照射窓部３０とを備えるもの
である。本実施例において使用する電子線照射装置は、
低エネルギータイプのものを使用する。ここで、低エネ
ルギータイプの電子線照射装置とは、取り出す電子のエ
ネルギーが約３００ｋｅＶ以下であるものをいう。

【００１０】電子線発生部１０は、電子線を発生するタ
ーミナル１２と、ターミナル１２で発生した電子線を真
空空間（加速空間）で加速する加速管１４とを有するも
のである。また、電子線発生部１０の内部は、電子が気
体分子と衝突してエネルギーを失うことを防ぐため、図
示しない拡散ポンプ等により１０^-6〜１０^-7Torrの真空
に保たれている。ターミナル１２は、熱電子を放出する
線状のフィラメント１２ａと、フィラメント１２ａを支
持するガン構造体１２ｂと、フィラメント１２ａで発生
した熱電子をコントロールするグリッド１２ｃとを有す
る。

【００１１】照射室２０は、被処理物に電子線を照射す
る照射空間２２を含むものである。通常は、照射室２０
の内部を不活性雰囲気としているが、殺菌処理を行う場
合には、殺菌の際の酸素効果を利用するため、照射室２
０の内部を空気雰囲気とすることもある。被処理物は照
射室２０内をコンベア等の搬送手段（不図示）により、
図２において左側から右側に移動する。また、電子線発
生部１０及び照射室２０の周囲は電子線照射時に二次的
に発生するＸ線が外部へ漏出しないように、鉛遮蔽が施
されている。尚、図示しないが、照射室２０の左右両側
には排気装置が設けられている。そして、各排気装置の
排気口は排気ガスの処理装置と排気管を介して連結され
ている。

【００１２】照射窓部３０は、金属箔からなる窓箔３２
と、窓箔３２を冷却すると共に窓箔３２を支持する窓枠
構造体３４とを有するものである。窓箔３２は、電子線
発生部１０内の真空雰囲気と照射室２０内の照射雰囲気
とを仕切るものであり、また窓箔３２を介して照射室２
０内に電子線を取り出すものである。この窓箔３２に
は、電子線発生部１０内の真空雰囲気を十分維持できる
機械的強度があり、しかも耐熱性に優れたチタン箔が主
に使用されている。通常は、機械的な取扱いやすさか
ら、厚さ約１３μｍのチタン箔が最もよく使用されてい
る。

【００１３】次に、本実施例の電子線を用いた殺菌方法
を説明する。ここでは、殺菌処理される被処理物２とし
て、たとえば医療用のシリンジ（syringe ）を用いる。
最初に、図１に示すように、被処理物２を収納部材とし
てのポリエチレン製の袋４に入れ、内部を空気雰囲気と
して袋４を密閉する。尚、袋４としては、電子線照射装
置で発生させた低エネルギー電子線が透過できる膜厚を
有するものを使用している。

【００１４】次に、袋４に収納された被処理物２を電子
線照射装置のコンベア等の搬送手段に載せる。そして、
フィラメント１２ａに電流を通じて加熱するとフィラメ
ント１２ａは熱電子を放出し、この熱電子は、フィラメ
ント１２ａとグリッド１２ｃとの間に印加された制御電
圧により四方八方に引き寄せられる。このうち、グリッ
ド１２ｃを通過したものだけが電子線として有効に取り
出される。そして、このグリッド１２ｃから取り出され
た電子線は、グリッド１２ｃと窓箔３２との間に印加さ
れた加速電圧により加速管１４内の加速空間で加速され
た後、窓箔３２を突き抜け、照射窓部３０の下方の照射
空間２２（本実施例では、照射室２０内を窒素雰囲気と
している。）を搬送される被処理物２が入った袋４に照
射する。そして、電子線は袋４を透過し、被処理物２に
直接照射されるので、被処理物２は電子線によって殺菌
される。

【００１５】図３は電子線を照射したときの B.pumilus
芽胞とB.globigii芽胞のサバイバル曲線を示す図であ
る。ここで、横軸に線量（ｋＧｙ）を、縦軸に芽胞の生
存率（＝生存数／初発菌数）をとっている。これは、１
７５ｋＶの加速電圧で加速された電子線をアルミニウム
箔上に植え付けられた B.pumilus芽胞とB.globigii芽胞
に照射して求めたものである。図３において、丸印は
B.pumilus芽胞に対するものであり、三角印はB.globigi
i芽胞に対するものである。また、丸印と三角印のうち
白い印は照射室２０内を空気雰囲気とした場合であり、
一方、黒い印は照射室２０内を窒素雰囲気とした場合で
ある。

【００１６】図３から、微生物は線量に対して、ほぼ指
数関数的に減少することがわかる。ある数の菌を滅菌処
理して、もとの数の９０％を殺すのに必要な線量（Ｄ
値）は、図３に示すように、放射線殺菌で指標となる
B.pumilusで約２ｋＧｙである。通常のフィルム、紙等
には１ｃｍ²当たり約数個の菌が付着していると考えら
れるが、ここでは１０²オーダーの生菌がいると仮定す
る。初発菌数が約１０²個の場合、一般に滅菌保証レベ
ル（ＳＡＬ）は生存率１０^-6％といわれているので、８
Ｄの線量、つまり８×２＝１６ｋＧｙを照射すれば、滅
菌グレードの殺菌が行えることになる。したがって、本
実施例では、低エネルギー電子線によって被処理物２を
効果的に殺菌することができる。

【００１７】ところで、低エネルギー電子線は透過力が
弱いので、この電子線によっては被処理物２の表面しか
殺菌することができない。しかしながら、本実施例で
は、被処理物２を袋４に入れ、内部を空気雰囲気として
袋４を密閉しているので、袋４を透過した電子線は、袋
４内の空気雰囲気を通過する際に、その空気雰囲気に含
まれる酸素から、反応式３Ｏ₂→２Ｏ₃ によりオゾンを生成させる。そして、発生したオゾンガ
スは密閉された袋４の内部で一様に拡散し、被処理物２
の全表面と接触するようになるので、被処理物２はオゾ
ンによっても殺菌される。

【００１８】図４はBacillus属細菌に対するオゾンの殺
菌作用を示す図である。図４に示すように、オゾンによ
る殺菌は、各種の芽胞菌に対して効果的である。したが
って、本実施例では、袋４の内部で発生したオゾンによ
って被処理物２の影となる部分を効果的に殺菌すること
ができる。尚、図４からわかるように、オゾンによる殺
菌では、殺菌効果を奏するまでの作用時間がかなり長
い。

【００１９】また、電子線を照射することにより発生す
るオゾンの濃度は電子線照射装置のビーム電流と密接な
関係がある。以下、これを説明する。

【００２０】図５はビーム電流とオゾンの濃度との関係
を示す図である。横軸にビーム電流（ｍＡ）を、縦軸に
オゾン濃度（ｐｐｍ）をとっている。これは、電子線照
射装置のビーム電流を１０ｍＡ〜１５０ｍＡの範囲で変
化させて、オゾン濃度を照射空間２２及び排気管の出口
側で測定したものである。ここで、室温１８℃、相対湿
度４０％であり、照射室２０内を空気雰囲気とし、加速
電圧を１６５ｋＶに設定した。また、排気管のダクト径
が０．１５ｍであり、排気装置による排気管での風速を
８．２５ｍ／ｓｅｃに設定した。このときの風量は８．
２５×（０．１５／２）²×π×６０²＝５２５ｍ³／
ｈである。また、オゾン濃度の測定には紫外線吸収法に
よるオゾン濃度計（荏原実業（株）製ＥＧ−２００１）
を用いた。図５において、三角印は照射空間２２での測
定値であり、オゾン濃度のスケールとしては右側縦軸の
ものを用いる。また、丸印は排気管の出口側での測定値
であり、オゾン濃度のスケールとしては左側縦軸のもの
を用いる。図５から、照射空間２２と排気管の出口側と
ではオゾン濃度の値が異なるが、いずれの場所で測定し
た場合でも、まず、ビーム電流が大きくなるにしたがっ
て、オゾン濃度が高くなり、ビーム電流が約３０ｍＡの
ときに極大となることがわかる。そして、ビーム電流が
さらに大きくなると、オゾン濃度は低下し、ビーム電流
が約８０ｍＡ以上になると、オゾン濃度はほとんどゼロ
となる。

【００２１】上記の図５から、ビーム電流に応じてオゾ
ンの発生効率が異なり、オゾン濃度が変化することがわ
かる。したがって、ビーム電流を所定の値に設定するこ
とによって袋４の内部に発生するオゾンの濃度をコント
ロールすることが可能であり、これにより、袋４の内部
で所望のオゾン濃度を実現し、オゾンによる効果的な殺
菌処理を行うことができる。

【００２２】本実施例の電子線を用いた殺菌方法では、
被処理物を袋に入れ、内部を空気雰囲気として袋を密閉
した後、低エネルギー電子線を袋に照射することによ
り、袋を透過した電子線によって被処理物を殺菌するこ
とができる。しかも、この電子線によって袋の内部に含
まれる酸素からオゾンが生成され、発生したオゾンは密
閉した袋の内部で拡散し、被処理物の影となる部分にも
接触するので、この影となる部分をオゾンによって殺菌
することができる。

【００２３】また、袋の内部に酸素が含まれてさえいれ
ば、被処理物をオゾンによって殺菌することができるの
で、使用する電子線照射装置の照射室内は不活性雰囲気
とすることができる。この場合、オゾンは袋の内部でし
か発生しないので、作業中にオゾンが人体に接触するこ
とがなく、健康衛生上安全である。更に、袋の内部で発
生したオゾンは、殺菌に必要な作用時間や被処理物の輸
送時間の間に自己分解してしまうので、オゾン処理装置
等を用いなくとも、最終的には袋の内部のオゾン濃度を
許容濃度（０．１ｐｐｍ）以下に抑えることができる。

【００２４】また、本実施例では、低エネルギー電子線
を用いることにより、低エネルギータイプの小型の電子
線照射装置を使用することができるので、小スペース化
を図ることができる。しかも装置の操作が簡単で、誰で
も作業を容易に行うことができる。

【００２５】尚、本発明は、上記の実施例に限定される
ものではなく、その要旨の範囲内において種々の変形が
可能である。たとえば、上記の実施例では、収納部材と
してポリエチレン製の袋を用いた場合について説明した
が、収納部材は、電子線が透過できる膜厚を有し、且つ
密閉することができるものであれば、たとえばプラスチ
ック製の容器であってもよい。

【００２６】また、上記の実施例では、収納部材の内部
を空気雰囲気とした場合について説明したが、収納部材
の内部は、酸素を有する雰囲気であればよい。なお、酸
素濃度が高い程オゾン発生量も多くなり、オゾンによる
殺菌の効果も上がるので、酸素濃度は高い程好ましい
が、少なくとも空気中の酸素濃度と同じ濃度の酸素を有
する雰囲気であればよい。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、被
処理物を電子線が透過できる膜厚を有する収納部材に入
れ、内部を少なくとも空気中の酸素濃度と同じ濃度の酸
素を有する雰囲気として収納部材を密閉した後、電子線
を収納部材の上から照射することにより、収納部材を透
過した電子線によって被処理物を殺菌することができる
と共に、この電子線によって収納部材の内部に含まれる
酸素からオゾンが生成され、発生したオゾンは密閉した
収納部材の内部で拡散するので、被処理物の影となって
電子線が照射されない部分をオゾンによって殺菌するこ
とができる電子線を用いた殺菌方法を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である電子線を用いた殺菌方
法を説明するための図である。

【図２】その電子線を用いた殺菌方法に使用される電子
線照射装置の概略構成図である。

【図３】電子線を照射したときの B.pumilus芽胞とB.gl
obigii芽胞のサバイバル曲線を示す図である。

【図４】Bacillus属細菌に対するオゾンの殺菌作用を示
す図である。

【図５】ビーム電流とオゾンの濃度との関係を示す図で
ある。

【符号の説明】

２被処理物４袋６空気１０電子線発生部１２ターミナル１２ａフィラメント１２ｂガン構造体１２ｃグリッド１４加速管２０照射室２２照射空間３０照射窓部３２窓箔３４窓枠構造体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理物を電子線が透過できる膜厚を有
する収納部材に入れ、前記収納部材の内部を少なくとも
空気中の酸素濃度と同じ濃度の酸素を有する雰囲気とし
て前記収納部材を密閉した後、前記電子線を前記収納部
材の上から照射することにより、前記収納部材を透過し
た前記電子線によって前記被処理物を殺菌すると共に、
前記電子線によって前記収納部材の内部に含まれる前記
酸素からオゾンを生成し、前記オゾンによって前記被処
理物を殺菌することを特徴とする電子線を用いた殺菌方
法。