JPS60193517A - 微生物除去法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は給排気中の微生物を簡易に且つ効率的に除去す
る方法に関するものである。

本発明の要旨は、給排気中の微生物を高温度に保持され
た保温体を内蔵する高温度フィルターで除去するもので
ある。

給排気中の微生物を減少または除去することの必要性は
最近特に高まってきた。一般に微生物的クリーンルーム
と呼ばれるものには、その給排気中の微生物を除去する
設備が必要である。

特に近年バイオテクノロジーに関係する微生物、又は動
植物細胞の培養設備、動物飼育室に至っては完全封じ込
め型のクリーン装置が要求されている。　゛ 例えば遺伝子組換えされた新規の生物、病原性細菌、病
原性ビールスの培養及び病原菌をもつ動物の飼育室では
Ｐ−３、Ｐ−４レベルの封じ込めがめられており、培養
装置、又は培養室の排気中の微生物及び動植物細胞が完
全に除去されることが要求されている。

又、食品工場、製薬工場の微生物的良好製造設備（Ｇｏ
ｏｄ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｐｒａｃｔｉｃｅ
　、一般にＧＮＰといわれる）、病院の手術室、乳児室
では給気中の生物除去が要求されている。

従来の微生物的クリーンルームや微生物培養装置に使用
されている給排気中の微生物の除去法は微細な間隙を有
する膜又は層のフィルターによる方法で、高度の安全性
がめられる排気系では上記のフィルター（例えばＨＥＰ
Ａフィルター）を通し、更に焼却装置で焼却している。

しかし、フィルターでは１３９．！３９＋％、焼却装置
を付属しても９１１．９９９”％と云われている。

しかしながら微生物の汚染では他の化学物質汚染の場合
と異なり、１００％除去がめられているが、未だこの技
術課題は解決されていない。

微生物除去技術の確立の必要性は遠藤勲の報告“遺伝子
組換え微生物の大量培養装置の実際”（化学工学テクニ
カルレポート、Ｎｏ３．化学工学協会、昭和５８年１１
月１０日発行）に［排ガス処理方法の検討内容にはＨＥ
ＰＡフィルターに代わる簡便かつ安価なフィルターメデ
ィアの開発、その交換頻度等があげられよう」と記載さ
れていることからもわかることである。

そこで本発明者らは、簡易な装置と方法で効率的に給排
気中の微生物を除去する方法について研究をかさねた。

当初本発明者らは給排気中の微生物除去法として焼却法
、膜濾過法、強アルカリ液中通過法、殺菌シャワー内通
気法、紫外線殺菌法など多くの方法について試験したが
、設備が大きくなり高価となるか、方法が繁雑であるか
、或は除去効果が十分でないなどの問題点を有すること
が分った。特に通常使用されている膜濾過法のフィルタ
ーは高価であり、高湿度の条件で使用すると目詰りを起
こし、濾過性能が低下するなどの欠点を有していた。本
発明者らは上記の除菌法の中で最も除菌効率の高い焼却
法に注目し、この方法の欠点を改良することを考えた。

この焼却法には燃焼炉又は電気ヒーター等で焼却する方
法が考え出されている。燃焼炉による焼却法の問題点は
、高温度で処理することは可能であるが、高温度域にお
ける滞留時間が短かいゆえ、生成したエアーゾルが破壊
されないまま通過するため、給排気中の微生物が極微量
ながら殺菌されないことである。

また電気ヒーターで微生物を焼却する方法では、ヒータ
一部を長くし、且つ５００℃位の高温で加熱すると微生
物を完全滅菌できることは報告さレテイル（［発酵ト工
業Ｊ　Ｖｏｕ４２．　Ｎｏｌ　（’８４　）Ｐ９〜１５
）。しかし本発明者らの実験によると、水分含ｔｌの多
い気体のときは、このような高温でも時として燃焼炉に
よる焼却法と同様に、エアーゾルが破壊されず微生物が
殺菌されないまま通過することを見出した。また安全面
またはエネルギー経済面から見ても、加熱温度を極力下
げることが望ましい。

そこでこれらの問題点を改良するため種々実験を重ねた
。その結果、本発明者らは保温体を内蔵する高温度フィ
ルターを使用すれば、従来の焼却法に比べ通気体の温度
上昇を迅速にはかることができ、且つ吹き扶は防１Ｆに
よるエアーゾル破壊が可能となるゆえ、焼却法に比べよ
り低温で、充分な殺菌が可能になることを知り、本発明
を完成したものである。

すなわち本発明は給排気中の微生物を除去するにさいし
、保温体を内蔵する高温度フィルターを用いることを特
徴とする微生物除去法である。

次に本発明の詳細な説明する。

本発明でいう高温度フィルターとは除去すべき微生物を
含む気体を通過させて、その微生物を滅菌するに適した
もので、通気体の温度を速かに設定した温度に加熱でき
、又設定された滞留時間をとるとともに吹き抜けを起さ
ずに通過できるもので、保温体を内蔵する装置をいう。

ここで内部温度は２２５℃以」二に加熱できればよく」
−眼温度は特に制限されない。

又保温体は熱を保持できる粒状、網状、／＼ネカム状な
どの固体で、耐熱性及び熱容ｌの大きいセラミック、金
属、非金属、天然鉱物から選ばれる一種又は二種以上が
適している。

保温体はフィルター中の通気路に配置し、所定温度に設
定保持できればよい。また気体がフィルターを通過する
際、温度上舅を迅速且つ均一にはかることができるとと
もに生成したエアーゾルを破壊しやすくするため、また
熱伝導性を良くするため保温体は複雑な密４Ｉ造を有す
るものが好ましい。例えば微細な空孔を有する構造ある
いは網状構造などが適している。保温体は、それ自体直
接通電等して加熱してもよいし、また他の発熱体を介し
て間接的に加熱することも可能である。

以上の温度、気体の滞留時間は要求されるクリーン度即
ち一定量気体中の許容菌数、通気量、通気速度及び装置
の構造などにより決定するもので下記の実験例に示すよ
うな簡易な検定法及びそれに準じた方法で容易に決める
ことが出来る。

この高温度フィルターは高度の除菌性能の要求されるＰ
−３、Ｐ−４レベルのものにもまた、中程度及び低レベ
ルの例えば非病原菌を扱う通常の醗酵タンク等の高湿度
の通気系にも適用できる。高レベルの除菌がめられるも
のは３２５℃以上に設定できる高温度のフィルターが望
ましい。

本発明の高温度フィルターの発熱源としては電気抵抗発
熱体または高周波加熱装置が安全且管理が容易であるが
、必ずしもこれに限らず、例えば石油類、ガス状燃料等
を燃焼させてフィルター内部を所定温度に設定してもよ
い。ここで電気抵抗発熱体とは、通電により発熱する多
孔質カーボン、カーボンファイバーまたは焼結金属等及
びこれ等の組合せ、あるいはニクロム線等の通常の発熱
体が使用できる。多孔質カーボンとしては、例えばガラ
ス状でｌＪＬ位から５■位の孔径からなる連続した多孔
を有する成形物や、あるいは活性炭のごとくカーボン粒
を一定の管に充填したもの等が使用できる。またカーボ
ンファイバーとして。

は、例えばカーボンからなる微細な繊維を束にしたもの
等が使用できる。

更に詳しく本発明の高温度フィルターについて具体例を
あげて説明する。しかし本発明はこれらの具体例のみに
限定されるものではない。

第１の例として、金属管に金属細線を封入し、金属管を
外部からガス燃焼加熱する高温度フィルターがあげられ
る。

第２の例として、金属管あるいは磁製管に電熱線または
電熱板を入れ、同時にこの周囲に多孔質セラミック粗粒
を充填し、通電により加熱する高温度フィルターがあげ
られる。

第３の例として、保温体として鉄からなる金銅を使用し
、高周波により加熱する高温度フィルターがあげられる
。

第４の例として、多孔質カーボンを磁製管内に密着封入
し、両端を電極として通電することにより発熱させる高
温度フィルターがあげられるる。

第５の例として、カーボンファイバーを磁製管内に密着
封入し、両端を電極として通電することにより発熱させ
る高温度フィルターがあげられる。

第４、第５の例の高温度フィルターについては、多孔質
カーボン及びカーボンファイバーとも発熱体と同時に多
孔質または網状構造を有しているため保温体の性質も兼
ね備えており、別途保温体を充填する必要がないフィル
ターである。またこの二つのフィルターは、内部全体を
発熱部にすることが可能ゆえ、フィルター内部の温度を
迅速に均一に設定でき、且つ内部構造も均一な密構造が
可能ゆえ、極力吹き抜けも防止できるためエアーゾルも
破壊されやすいフィルターである。

気体の温度は温度計により測定されるが、気体の流量変
化、或は含まれる水分量の変化により温度はかわる可能
性があるので、自動温度調節器により電圧をかえて指定
温度を保持することが望ましい。又、外部は安全のため
保温装置をつける。

安全のため過熱防止装置も要すれば設置する。

この高温度フィルターを直列に使用することにより除菌
効率をさらに増加させることも可能である。

本発明は排気系の微生物の散逸防止に使用出来るほか、
クリーン区域への生物の浸入防止にも適用出来る。排気
系の場合は内部の圧力が外部の大気系より高いことが望
ましい０例えば微生物の培養装置では内部の圧力が高い
ので問題ないが、りリーン区域の吸気系では高温度の気
体が系内に入るため要すれば冷却装置を付属させる必要
がある。

本発明の適用出来るものは、即ち高度の安全度を要求さ
れる排気系及び食品工場、製薬工場のＧＮＰ設備、病院
のクリーンルーム、微生物又は動植物細胞の培養装置、
動物飼育室などの吸排気系である。

本発明は焼却法に比べ低温で且安全にフィルター内部の
温度が調節でき、給排気中の微生物との接触時間を長く
するとともに吹き抜けを防止することによりエアーゾル
を破壊し殺菌効率を高めた新規な除菌法である二 次に本発明者らが行ったモデル的実験例について述べる
とともに本発明の要点を更に説明する。

この実験は高温度フィルターとしての最低必要温度を知
るためと、高温度フィルターの除菌性能を検定する方法
を見出すための実験である。

実験例 内径１１３＋＊ｍ、長さ２００■の耐熱性ガラス管の外
部を保温被覆し、その内部に孔径的０．１ｗｍの空孔を
有し、円筒形に成形された多孔質カーボン（外径１８１
１１１、長さ１７０ｍ■）を密着内装し、この多孔質カ
ーボンの両端にカーボンセメントにより導線を接着させ
る。また同多孔質カーボンの中心部に温度センサーを設
ける。そして上記導線に通電し、指定の温度に同多孔質
カーボンを発熱させる。これを高温度フィルターとする
。この高温度フィルターの次に温度緩衝管として内径１
８ｍ鵬、長さ２００ｍｍのガラス管にガラスウールを粗
に詰めたものを接続し、更に長さ３００■ガラス製蛇管
冷却器を連結する。これに１文の２つの綿栓付き側管及
び温度計付きのガラス製培養フラスコをつける。

上記高温度フィルターの他方の開口部には通常の綿栓を
つける。即ち、綿栓−高温度フイルター−ガラスウール
管−蛇管冷却器−培養フラスコと連結した装置を用意し
た。この培養フラスコ中にはブドウ糖、酵母エキス、無
機塩混合物、寒天からなる通常の微生物培養基を約２０
０−１入れ、全装置を加圧釜中で１３４°０．１５分間
加熱殺菌した。

別に全容１ｏｌｌの培養槽に酵母用培養液４見を入れ無
菌空気を通じながら攪拌（１００ｒｐ■）し、２７°Ｃ
で酵母サツカロミセス、セレビシェ（Ｓ、　ｃｅｒｅｖ
ｉｓｉａｅ　）を培養する装置を用意した。

この酵母培養装置の排気口を上記の高温度フィルター側
に綿栓を除いて無菌的に接続する。なお接続時には前も
って冷却管に冷水を通し、高温度フィルターの中心部の
温度を試験温度にしておく。通気は１０４１培養槽の無
菌空気吹込管から行ない、他方の１！Ｌの培養フラスコ
の綿栓付側管（排気口）に流量計を設け、規定の流量と
なるよう調整し通気した。すなわちこのようにこの装置
は酵母培養槽より通気、攪拌で生じた酵母を含むエアー
ゾルが高温度フィルターを通じて他方の当初無菌状態で
ある培養フラスコ中に移行する状態を調べるものである
。なお実験中、培養フラスコ側の温度が３０℃以」二に
ならないよう注意した。この実験結果を第１表に示す。

なおこの結果は１０時間酵母を通気蛇養したのち通気を
とめ、２７℃に７日間保ち培養フラスコ中の固型培養基
中に現われる酵母コロニーの状態を調べたものである。

またフィルター温度とはフィルター中の中心部センサー
による温度を示す。次に対照実験として高温度フィルタ
ーの代わりに内径１９ａ＋ｍ、長さ２００ｍｍの耐熱性
ガラス管の外部を保温被覆し、その内部に長さ２００ｈ
ａ、直径０．４５＋ａｍのニクロム線をラセン状に巻き
挿入したものを使用し、同様の実験を行なった。その結
果を第１表に示す。

第１表 第１表に示す菌そう状況の（＋　＋　＋）はコロニー数
の多いもの、（＋＋）は中程度のもの、（＋）は極く少
数のコロニーが認められたもの、（十〜−）は数回の実
験で（＋）又は（−）の結果が得られたもの、（−）は
全くコロニーが認められなかったものである。

この実験の結果から０．８５　ｒａＬ；Ｌ／秒の通気を
行ったもの（高温度フィルター内の平均滞留時間約６０
秒に相当）のときは２２５°Ｃの温度で有効で、食品工
場などの低レベルのクリンルームには使用出来る。

４．２５ｍＭ　／秒の通気のもの（高温度フィルター内
の平均滞留時間約１２秒相当）では３００℃の温度から
有効であるが、完全に除菌を期待するためには３５０℃
程度の温度が必要と考えられる。高温度フィルターを同
じものを２本即ち２連結して実験してみると、気体の流
速を１７腸文／秒にあげても第１表のように３００℃で
有効であった。

上記の結果から高温度フィルターの温度をある一定温度
以上にあげることで微生物の浸入を防ぐことがわかった
。

他の微生物（大腸菌）での実験を含め、数回の実験の結
果、高温度フィルターとしての必要な最低温度（フィル
ター中心部温度）は２２５℃で、この温度での高温度フ
ィルター中の気体の滞留時間は約６０秒であることがわ
かった。また通気速度の速い時は高温度フィルターを長
くするか、多連に用いることにより低い温度で除菌でき
ることもわかった。

なお対照実験である高温度フィルターを使用しない場合
には、３５０°Ｃでも酵母のコロニーの発生が見られ、
排気の滅菌効果は本発明に比べ劣っていた。

出願人　カルビス食品工業株式会社 日　揮　株　式　会　社 代理人　豊　１）　善　雄 渡　辺　徳　廣

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （＋）給排気中の微生物を除去するにさいし、保温体を
   内蔵する高温度フィルターを用いることを特徴とする微
   生物除去法。 （２）保温体を内蔵する高温度フィルターが、保温体と
   してセラミック、金属、非金属、天然鉱物から選ばれる
   一種又は二種以上を使用し、この保温体を直接もしくは
   間接的に加熱することからなる特許請求の範囲第１項記
   載の微生物除去法。 （３）保温体を内蔵する高温度フィルターが、多孔質カ
   ーボン又は／及びカーボンファイバーからなり、これに
   通電し発熱させることからなる特許請求の範囲第１項記
   載の微生物除去法。