JPS62277962A - 殺菌方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明〕 産業上の利用分野 本発明は主として固体表面上に付着している微生物をオ
ゾンにより殺菌する方法に関する。

従来技術とその問題点 オゾンは強力な殺菌作用を有することは知られており、
水道水等の殺菌にオゾンが使用されている。最近では、
バイオクリーンルームに代表される無菌空調システムに
おいて、従来のフィルター方式による除菌に代わってオ
ノン殺菌法が採用されつつある。

手術室あるいはＬＳＩ製造工場などのバイオクリーンル
ームにおいては、室内空間を無菌的雰囲気とするのみな
らず、その空間を仕切る壁、天井、床さらにはその空間
内に設置されている種々の機器および備品類の表面に付
着している微生物を殺菌して高度に無菌化された室内空
間を形成するニーズが高まりつつある。また、医薬品お
よび食品の一部は微生物反応を利用して製造されている
が、反応器内への雑菌の混入を防ぐために原料や製品を
殺菌する必要性がある。

固体表面に付着した微生物の殺菌（以下、「表面殺菌」
という）のうち、簡単な機具類の殺菌についてはホルマ
リン殺菌が行なわれている。しかしながらこの方法では
殺菌処理後に機具類の表面に残存するホルマリンを処理
する必要があるため、適用分野は限られている。

オゾンは常温で気体であること、分解して無害な酸素と
なることなどの諸性質を有することから、表面殺菌用の
好適な殺菌剤であるといえる。しかしながら、オゾンが
殺菌作用を有するのは、オゾンが分解したときに生じる
活性酸素が微生物を酸化することによるものであり、オ
ゾンが空気中で分解するときの半減期は常温では約１６
時間と１長いことから、オゾン含有ガスと殺菌すべき試
料を単に接触させるだけでは、完全な殺菌をするのに長
期間を要する。まだ、このような方法では高価なオゾン
の利用度が低いという欠点もある。

発明の要点 本発明は上記欠点を解消し短時間でかつ効率的に表面殺
菌する方法を提供することを目的とする。

すなわち本発明は、オゾン含有ガスと、窒素、酸素、二
酸化炭素、ヘリウム、アルゴンおよびこれらの混合物か
らなる群から選ばれる供給ガスの放電により生成した気
体イオンを含むガスとを被殺菌試料と接触させることか
らなる殺菌方法である。

発明の好ましい態様 以下、添付図面を参照しつつ本発明を説明する。

第１図は、本発明の方法の一例を示す系統図である。オ
ゾナイザ−１から流出するオゾン含有ガス、例えばオゾ
ン含有空気をライン２を経て作業空間３へと導き、被殺
菌試料である物品４の表面にオゾン含有ガスを吹き付け
る。一方、酸素と窒素を含むガスなどの供給ガスをライ
ン５かも放電装置６に導き、ここで放電により負に帯電
した気体イオン、例えばＮＯｅを形成させ、この気体イ
オン含有ガスをライン７から作業空間３に導いて物品４
の表面に吹き付ける。物品４の表面に付着している微生
物は、オゾンと気体イオン６用により殺菌される。

第２図は被殺菌試料が粉体である場合の本発明の方法を
示している。円筒型反応器２１の下部に多孔板２２を設
けその上に殺菌すべき粉体２３を載せる。

オゾン含有ガスをライン２を経て反応器２１の底部に供
給して粉体を流動化する。気体イオン含有ガスをライン
７から反応器２１の内部へ導入する。流動化した粒子の
表面に付着している微生物はオゾンと気体イオンの作用
により殺菌され、排ガスをライン２４から系外に排出す
る。

ライン２を通って送られるオゾン含有ガス中のオゾン濃
度は特に制限するつもりはないが一般には数隼ないし数
千騨である。オゾナイザ−１は、無声放電式のものを好
適に用いることができる。

ライン５を通って放電装置６に送られる供給ガスは窒素
、酸素、二酸化炭素、ヘリウム、アルゴンおよびこれら
の混合物からなる群から選ばれるものである。供給ガス
として窒素と酸素の混合ガスあるいは空気を用いること
ができる。

次に、本発明に用いる放電装置６の好ましい構造を説明
する。

第３図は、放電装置６の一例を示す構成図である。電極
支持枠３４には左側および右側にそれぞれ印加電極３１
が５本づつ並列に配置されている。同一水平面上に位置
する印加電極３１はその尖端部が対向するように配置さ
れ、これら尖端部を結ぶ線上には中間電極３２を設置す
るとともに、印加電極３１と中間電極３２並びに各中間
電極３２は所定の間隔をおいて隔てられている。

印加電極３１は好ましくは針状型へであるが、その他平
板電極、棒状電極をも用いることができる。

針状電極では尖端部を、平板電極では端部を、棒状電極
では長さ方向を互いに対向して配置する。

印加電極３１の材料は鉄、アルミニウム、タングステン
など従来周知の導電性材料を用いることができる。

中間電極３２も前記と同様に種々の形状、材料を用いる
ことができるが、好ましくは針状電極である。この中間
電極により各放電ギャップにおいて均等に放電させるこ
とができる。ここで放電ギャップ長とは、左側の印加電
極３１の尖端から右側の印加電極３１の尖端までの長さ
から中間電極３２の長さを引いた値である。すなわち、
放電ギャップ長ｌは、 １＝１１＋１２＋１３ （式中、１１，１２，１３はそれぞれ図に示す通り電極
間の距離を示す）である。従来の装置においては両部加
電極間の長さがｌに相当するが、本発明に係る装置にお
いてはｊ全中間電極３２を介在させて分割する。図にお
いてはぎは三分されている。

一般的に言えば同一水平線上に位置する中間電極の数を
ｎとすれば、ｌはｎ＋１に分割される。

ｌ□、　１２．１３は等距離であっても異なっていても
よい。しかしながら１１＝ｇ２−１３のときに最も安定
しかつ均一な放電が形成される。中間電極３２の長さは
適宜選定できる。中間電極３２は支持枠３４に左右に移
動可能な状態にして、ｌ、、１２，７３の微調整を行う
ようにできるのが好ましい。

放電特性は放電ギャップ長、電極表面形状、放電ギャッ
プ間にある供給ガスの状態等により影響を受ける。従来
の装置ではこれらの影響を直接受けるために各放電ギャ
ップにおける放電ギャップ長のわずかの差、あるいは供
給ガス雰囲気のわずかの差により最も放電しやすいギャ
ップが選択的に放電するという欠点があった。この装置
では放電ギャップ長ｌを分割しているので、１１，１２
，１３において生じる放電に与える影響を低減しあるい
は相殺して各放電ギャップ長ｌにおいて均一な放電を可
能にする。例えば、ｌ□における放電を考えてみると（
１２，１３では所望の放電が形成されるものとする）、
ここにおける電極間距離１１はから、電極間距離および
この放電ギャップ内における被処理流体がそれぞれ放電
に与える影響をに対しても同様である。この観点からは
、中間電極を多く用いるほど、各列における均一な放電
を行うことができるといえる。しかし、ｌは一般には１
〜５ＣＴＬであるからｎをあまり多くすると１１゜１２
　’　１３が小さくなり装置を製作するうえで精度向上
を図る必要がある。よって、ｎ　＝　２〜５が好ましい
。

電源３３から印加電極３１に与える電圧には、交流であ
っても直流であってもよい。電圧は後記する所望の放電
形式により種々選定できるが、好ましくは放電ギャップ
長ｌの単位長さ当り０．７ｋｖ／／７１ｉ以上である。

ｌが長いほど必要な電圧は高くなりまた並列接続された
電極の数が多いほど大電流が必要となる。

本発明の装置においては、コロナ放電、火花放電、グロ
ー放電、アーク放電等を形成できるが、グロー放電が特
に好ましい。グロー放電では自続放電の一形態であるた
め本発明の特徴を十分に発揮できる。一方、アーク放電
あるいは火花放電においても均一放電は可能である。

第４図はさらに好ましい構造の放電装置の正面図であり
、第５図は第４図のＸ−Ｘ断面図、第６図は第４図のＹ
−Ｙ断面図である。角状の電極支持枠４１の内側に沿っ
て帯状給電導体４４が設けられている。給電導体４４は
支持枠４１と給電端子４５でもって接合されている。各
々の給電導体４４にはほぼ等間隔でもって棒状の印加電
極４２がその先端が対向するようにして設置されている
。対向する印加電極４２の先端を結ぶ線上には中間電極
４６が所定の間隔をおいて設置されている。この中間電
極には電圧を印加しない。本発明において中間電極の使
用は任意であり、中間電極を用いない場合は左右の印加
電極４２の先端を直接対向させて放電ギャップを形成す
ればよい。

印加電極４２の先端とこれに対向する中間電極ｌｔ６の
先端との間、および先端が互いに対向する中間電極の間
には放電ギャップ４７が形成されている。

各放電ギャップ４７に対し開口部の一端が面した筒状ノ
ズル部４３が設けられている。この筒状ノズル部４３の
中空部を通してガスを送り放電ギャップ４７において５
ないし３０　ｍ／ｓ　　の流速を与える。

前記した放電装置により生成する気体イオンは、空気を
供給ガスとして用いた場合、Ｎｏ２：Ｎ○＝１：約２〜
２．５でありＮｏが過剰に生成する傾向にある。放電装
置から流出するガス中のＮＯｘ濃度およびイオン数を計
測した結果、生成するＮＯｘはほとんど負に帯電してい
ると思われる。他の供給ガスを用いた場合、生成する気
体イオンはＮＯ９○θ、　ＣＯ２ｅ、Ｈｅ　Ｏ，あるい
はＡｒｅテある。

本発明の作用・原理は十分には解明されてはいないが、
次のように考えられる。−例として酸素と窒素を含むガ
ス（たとえば空気）を放電させると以下の反応が生じる
。

Ｎ２＋０２　＋　ｅ→Ｎ０ｘｅ このＮｏ○をオゾン含有ガスと接触させると、Ｏ３＋Ｎ
０ｘＯ→０２＋ＮＯｘ＋（Ｏ）となり、生成した活性酸
素（Ｏ）が微生物を酸化して殺菌するものと考えられる
。他の気体イオンを用いた場合も同様の反応が生じるも
のと考えられる。

ところで、以上の説明では被殺菌試料が固体の場合につ
いて説明してきたが、液体の場合にも本発明を適用する
ことができる。例えば液状醗酵原料あるいは水の殺菌に
好適である。処理水に未分解のオゾンが含まれないとい
う点で本発明は有利である。

発明の効果 本発明によればオゾン単独処理と比較して約％以下の短
い時間で表面殺菌を完全に成し遂げることができる。ま
だ、使用するオゾンの大部分は気体イオンによりすみや
かに分解するのでオゾンの利用度が高く、また排ガス中
にオゾンがほとんど含まれないという利点もある。

実施例１および比較例１ 密閉容器内に、枯草菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ　５ｕｂｔｉ
ｌｉｓｓｐｏｒｅ　）を固定した寒天平板培地を含むシ
ャーレを置き、容器上部から該培地に向けてオゾン濃度
２０９ＩＩ１１の空気を１０１／ｍｉｎの流量で流し容
器下部から引き抜くととも疋、ＮＯｅ濃度約１５．５ｐ
−の空気を１０　ｄ／ｍｉｎの流量で該培地に向けて流
した。ＮＯｅ含有空気の生成に用いた放電装置は第３図
に示すタイプのものであって装置仕様および放電条件は
以下の通りである。

直列ギャップ数：各３ 並列ギャップ数：各７ 各ギャップ長：５韮 全ギャップ長：１５ｍｍ 電極材料：タングステン 放電電カニ６２Ｗ 一方、比較例においてはＮ００含有空気を流入させなか
ったことを除き上記実施例と同様に行った。実験開始前
における生菌数は３３７ないし３５７個／シャーレであ
った。結果を第７図に示す。実施例１では２時間で殺菌
率１００チに達するが、比較例１では２時間の殺菌処理
を行っても殺菌率は約６０％と低いことがわかる。

実施例２および比較例２ 医薬品あるいは食品添加物の原料として広く用いられて
いるメルク粉末の殺菌を行った。メルク粉末１００ｇを
第２図に示すように円筒状容器に装填して容器底部から
オゾン濃度２０卿の空気を１０１／ｍｉｎ　　の流量で
吹き込んでタルク粉末を流動化させるとともに、ＮＯｅ
濃度約１５．５９ＩＤの空気を１０ｌ／ｍｉｎの流量で
容器内に供給した。用いた放電装置およびその放電条件
は実施例１と同様である。

使用したタルクに含まれている菌体はほとんどがバチル
ス属のものであり、菌数は５００個／ｙであった。結果
を第８図に示す。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の方法の系統図である。第２図は本発明
の方法の具体例を示す構成図である。第３図は本発明の
方法に使用できる放電装置の構成図である。第４図は他
の好ましい放電装置の構成図であり、第５図は第４図の
ｘ−Ｘ断面図、第６図は第４図のＹ−Ｙ断面図である。 第７図および第８図は実施例および比較例の結果を示す
線図である。 特許出願人　新菱冷熱工業株式会社 （外５名） 第１図 第２図 第３図 第４図　　　　　　第、。 ４．８８０ 第７図 暴　ＢＢ’！　　宵　（ｈｒ） 第８図 時間（今）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）オゾン含有ガスと、窒素、酸素、二酸化炭素、ヘリ
   ウム、アルゴンおよびこれらの混合物からなる群から選
   ばれる供給ガスの放電により生成した気体イオンを含む
   ガスとを被殺菌試料と接触させることからなる殺菌方法
   。 ２）前記オゾン含有ガスはオゾン含有空気またはオゾン
   と酸素の混合ガスである、特許請求の範囲第１項に記載
   の方法。 ３）前記供給ガスは窒素と酸素の混合ガスまたは空気で
   ある、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ４）被殺菌試料は粉体またはシートである、特許請求の
   範囲第１項に記載の方法。 ５）被殺菌試料は液体である、特許請求の範囲第１項に
   記載の方法。 ６）電圧が印加されかつ相対向するように配置された印
   加電極と、前記両印加電極の放電部を結ぶ線上に位置し
   かつこれら電極の間にこれら電極から間隔をもつて配置
   された中間電極とからなる放電装置に前記供給ガスを導
   入して気体イオンを含むガスを形成する、特許請求の範
   囲第１項に記載の方法。 ７）放電ギャップに対し開口部の一端が面したノズル部
   を設け、前記ノズル部に前記供給ガスを流して放電ギャ
   ップに５ないし３０ｍ／ｓの風速を与えて気体イオンを
   含むガスを形成する、特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。