JPS63270057A - コロナ放電を用いた滅菌装置 - 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】 ［イ業りの利用分野］ 本発明は、コロナ放電による滅菌装置に関する。特に、
高圧蒸気法及びエチレンオキシドガスなどのガス滅菌法
に代わる新規なコロナ放電により生じるオゾンを用いた
滅菌装置に関する。

［従来の技術］ １１本薬局方（第１１改正１９８６年）によれば、滅菌
とは物質中のすべての微生物を殺減又は除去することと
定義されており、以下の方法が滅菌法として挙げられて
いる。その第１のものは加熱法で、その中に（１）火炎
法、（り乾熱法、Ｃ３）高圧蒸気法、（４）流通蒸気法
、（９煮沸法、　（６）間欠法があり、第２のものは濾
過法、第３のものは照射法があり、その中には（１）放
射線法、（り紫外線法、０）高周波法がある。第４のも
のはガス法があり、第５のｉ−のは薬液法である。この
なかで、滅菌の確実性、滅菌対象物の損傷の度合い、装
置価格等の点を総合的に判断して、現在比較的に多用さ
れているものは、「高圧蒸気法、と１ガス法、特にエチ
レンオキシドガス法、であり、各々の特長は次の通りで
ある。

「高圧蒸気法」は、適当な温度及び圧力の飽和水蒸気中
で加熱Ｊることにより微生物を殺滅する方法であり、主
としてガラス製、磁器製、金属製、ゴム製１紙！！８１
若しくは繊維製の物品、及び水、培地、試薬、試液又は
液状の医薬品などで。

高温高圧の水蒸気に耐えるものに用いられる。その滅菌
操作条件は１通常、水蒸気圧力、０．７゜１．０及び１
　、４　ｋｇ／ｃｍ　１にで各々水蒸気温度１１５℃、
１２１℃、１２６℃で保持時間各々３０分間、２０分間
、１５分間で行なう。

１ガス法、は、エチレンオキシドなどのガス（以ドエチ
レンオキシドガスをＥＯＧと略称４る）を用いて微生物
を殺滅するＪｊ法であり、１：、としてガラス製、磁器
製、金属製、＝ｒｔ、製、プラスブック製若しくはｍ雑
観の物品、或いは施設、設備又は粉末状の医薬品などで
、使用ガスにより変質しないものに用いられ、特に、加
熱によって変性じやすい物品を滅菌する場合に多用され
る０通常、ＥＯＧ一度４５０−１０００ｍｇ／Ｆ！で温
度５０〜６０°Ｃで温度約５０％で３時間以上の処理で
行なわれる。

従って、従来の高圧蒸気法は、滅菌法としては最も確実
な方法の一つであるが、滅菌対象物品が加熱されるため
に、加熱により変性じやすい物品には使用できなく、高
圧蒸気を用いるため滅菌装置の大きな耐圧力が必要とな
り、装置が高価になる。　・方、ＥＯＧ法は比較的に低
温で低圧力で減菌Ｔ゛きる利点があるものの、使用ガス
に引火性があるため装置の保安対策が必要となる。また
、ＥＯＧは人体に対しても有害であるために、Ｍ菌対象
物品に吸着された残留ガスを完全に除去４−る必要があ
るばかりでなく、滅菌処理後の廃棄ガスを無害化して排
出峻゛る必要がある。従−）て、ＥＯＧガス滅菌法では
、滅菌後のガス残留を最小限に４゜る、−と１．１′だ
、ガス処理により生じる可能性のある被滅菌物の成分変
化９品質劣化をきた゛ぜ、−ともあること、またエチレ
ンクロルトドリンのような有害物質が生成され、かえっ
て安全性を損なうおそれもあることなどの欠点があるた
め、使用範囲が自ずと制限される。

以トの両者の欠点を解決する手段として、未だ滅菌装置
として常用確立されたものがないようであるが、オゾン
による滅菌法が提案できる。この方式は第１図に示すよ
うに、原料ガス１を乾燥器６で乾燥させて乾燥原料ガス
２とし、このガスをオゾン発生器８を通すことによりオ
ゾン化ガス３とした後、減菌槽９へ注入するものである
。尚。

符号７はオゾン発生器電源を示す、オゾンによる滅菌効
果を向ヒさｂるために滅菌槽内の温度、湿度を調節−る
場合があり、その場合には加熱装置１１、加湿装け１０
が用いられる。滅菌後の廃棄１シン化ガス４はオゾン分
解器１２でオゾン分解′Ｃ−れた後に、オゾンを含まな
い廃ガス５として排出されるものである。

１シン滅菌の条件としては、常温、温度約８０％以ト、
′Ａシン濃度１〜５ｍｇ／ｆｆ１（約５００〜２５００
ｐｐｍ）の程度といわれている。即も２例えば、押力ら
；ガス状オゾンによるバチルス（３ａｃｉ１１ｕｓ　）
属細菌迦゛子の殺菌、ｉ海道工業開発試験清報：’ｉ　
Ｎｏ、　４０．　ｐ、　６９＝７５．１９８６年に記載
されている。

以１〕のようなオゾンガスによる滅菌法は、前記の高圧
蒸気法やＥＯＧ法の欠点をある程度は解決４るが、実用
に供するには１次のような問題があった。

即ら、第１に高価なオゾン発生器を必要とするものであ
ること、第２に原料ガスを除湿し、露点約−４０℃以下
にＶる必要があること、第３にオゾン発生器を冷却水等
で冷却Ｖる必要があることである。従来のオゾン滅菌法
では、オゾン発生器として許通、無声放電方式が用いら
れるが、滅菌に必要なオゾン濃度（約５００−２５００
ｐｐｍ）を得ようと４ると、オゾン発生器の運転電圧を
高くしで放電電圧を増すために、オゾン発生器からの発
熱が多くなりオゾン生成酸が減少してくる。

Ｗ−・て、オゾン発生器の冷却装置が必要となる。

、した、原料ガス中の水分が多いとオゾン発生器の電極
を構成している誘電体が絶縁破壊して破損するため、Ｆ
Ｘ料ガスの除湿装置が必要である。以りの理由により、
オゾンを用いる滅菌法は従来法にない特長があるが、オ
ゾン発生器が高価なためにさほど杵及していない、尚、
紫外線ランプを用いた廉価なオゾン発生器が殺菌用とし
て市販されているが、これらはオゾン濃度が低く、数ｐ
ｐ１１１程度であり、所謂、消毒用と考えるものであり
９本発明が１１指す滅菌装置に該当しないものである。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明では、１・述のような従来技術の問題点を解決す
べく鋭、α研究したところ、減菌槽内に−１ｒＪ・Ｊ放
電発生のための放電電極装置を設けた滅菌装置を発明し
た。従って１本発明は、高圧蒸気法の適用できない低温
度で滅菌処理のできる装置を提供することを目的とする
Ｊまた１本発明は、低圧カドで滅菌操作ができ、耐圧構
造を必要としない滅菌装置を提供４ることを目的とする
。更に１本発明は、有害ガスの残留の危険の少ない滅菌
装置を提供−゛ることを［１的とす°る。また、滅菌装
置の構造構成の簡素化された１種々の付帯装置の必要の
ない滅菌装置を提供することを目的とする。更に、滅菌
装置の製作、保守の費用の低減できる装置を提供するこ
とを目的とする。また、オゾンの他の活性種も利用でき
る滅菌装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決１゛るための手段］ 前記のような問題を解決するために９本発明の要旨と４
−るものは、滅菌槽へ〜素及び水分を含有する原料ガス
を供給する手段、及び該滅菌槽から滅菌処理に用いた残
留ガスを排出する手段を備える密閉滅菌槽を有し、該滅
菌槽の内部に放電電極と対向電極からなり、該両ＴｒＬ
極間に高電圧を印加４るとｍｌ　ｒｌす放電が発生４゛
る電極装置を設け、　ｍ１ｎＪ放′−［により生成′Ｃ
−れる１シン等の活性種の作用により微生物を殺減４゛
ることを特徴と４る滅菌装置である。その装置において
、減菌槽内の温度及び湿度を各々４０〜７０”Ｃ及び５
０〜９０％に調ｄＫｋ４る丁・段を有することが好適で
ある。また。

オゾン濃度を調？４°るためのオゾン発生高電圧電源の
出力のコントロール手段を備えることもできる。

［発明の構成］ 本発明の滅菌装置の構成の概略を第２図に示す、即ち、
第２図において、原料ガス２１は、加湿器２８により加
湿され、加湿ガス２２として。

滅菌槽２５へ送られる。滅菌槽２５内の温度は加熱装置
２９により滅菌効果を最適にする温度に調節される。滅
菌槽２５内にはオゾン等の活性種発生用の電極装Ｅｉ１
２７が設けられており、電極装置２７には高圧電源装置
２６から高電圧を供給し。

：’７１’ｌす放電を発生さけることによりオゾン等の
活性種を生成し、滅菌槽内に収納されている滅菌対象物
に対して滅菌を行なう、滅菌終ｒ後の廃オゾン含有がス
２３は、オゾン分解装置Ｗ３０に流入し、そこでｌシン
分解され、無害化されて、′、ｌゾ／を含まない清θ廃
ガス２４として放出される。

以１．の第２図に示−４本発明の概念図から分かるよう
に１本発明の滅菌装置は、第１に微生物の減菌機能を有
４る」シン等の活性種を、滅菌槽内で作りだすものであ
る。そのために、従来のＥＯＧ滅菌法や１シン滅菌法の
ように殺滅物質を減菌槽内へ供給するための装置（即ち
９例えば、ＥＯＧボンベ、その気化器或いは、オゾン発
生器）を必要としないものである。また１本発明の滅菌
装置は、第２に加湿された原料ガス中のオゾン等の活性
種を生成するために、従来のオゾン滅菌法のように原料
ガス乾燥設備を必要としないものである。ここで１本発
明の滅菌装置における。活性種について、説明すると、
滅菌効果のあるものは。

：１■す放電により生成されるオゾンのみでなく。

同時に生成′Ｃ−れる他の活性種の滅菌、殺菌効果も加
味されるので、従来のオゾン滅菌法よりも著しく高い滅
菌性ｒｔが得られるものである。

次に０本発明による装置性の具体的な構成を第３図によ
り説明する。

原料ガス５１は例えば、Ｖ索ガス、空気であり、それを
減圧弁５２で大気圧近くにまで減圧した後、加湿器５３
により飽和水分晴近くまで加湿し、加湿ガスとしＣ１減
菌槽６ｏへ送る。滅１′４槽内の温度は加熱り一タ５５
．渭温体５６．温度調節訂５７から構成される装置 を最適にする温度に調節される．滅菌槽６０内にはオゾ
ン等の活性種を発生させるための，放電電極７０と対向
電極７ｌからなる電極装置が設けられ，放′ＦＬ電極７
０は，高進′准源装置７３の高電圧端Ｔ−に．対向電極
７１は，滅菌槽６０と共に接地されている．ここで、減
菌槽６０内の電極７０と７１の間に電源７３より高電圧
が供給されるとフ■１す放電７２が発生し．オゾン等の
活性種を生成し．減菌を行なうものである．滅菌槽６０
内のオゾン濃度は，オゾン濃度計７４で計測され，その
値を所定の値になるように．調節計７５により電源装ｆ
ｌ！ｔ．　７　３の出力を調節する．次に．滅菌終ｒ後
の廃オゾン含有ガスは．オゾン分解装置８０により分解
し，無害化された後に．排気装置８１により排出される
。

第３図の装置の運転は，次のようにして為される．先−
１，弁５４ａ，５４ｂ．５４ｃを閉じｉ弁５４ｄを開け
ｒ排気装置８１を起動し．滅菌槽６０内に残留している
汚染されているおそれのある空気を排出する．その後，
弁５４ｄを閉じ，弁５４ａを開けて，原料酸素ガス５１
を注入す゜る、同時に．加湿装置５３を作動さけ，原料
ガスを加湿し，また、符号５５，５６．５７より構成さ
れる加熱装置により滅菌槽内の温度を調節する．減菌槽
６０内の温度は常温でもよいが，滅菌効果を促進゛ψる
ために４０〜７０℃程度まで高める方が好適である．ま
た、湿度は相対湿度で５０〜９０％ｒ一度が好適である
．次に，高圧電源装置７３を作動させ，放電１［極７０
と対向電極７１の間に一１ロラ放電７２を発生させる．
酸素ガス中でコロナ放電を発生させると放電化学作用に
よりオゾンが生成，一けるものであるが．同時に．原子
状酸素や。

水分が含有ｔる場合には．ＯＨラジカルの如き活性種も
生成される．これら］ゾジン原子状酸素。

ＯＨ等の活性種は全て滅菌効果を有するために。

滅菌対象物品は極めて効率的に滅菌されるものである．
尚．滅菌操作を安全１１つ確実に行なうために，これら
の活性種の生成量を制御−する必要がある．オゾン濃度
計７４と電圧調整器７５はこのために設けられる．滅菌
操作中の滅菌槽内のオゾン濃度を検出し，これを制御変
数として高圧電源装置７３の出力を制御する．このよう
な操作法により９滅菌効果の信頼性の向上を図ることが
できる。

滅菌終了後は再び排気装置８ｌを作動さけると共に，弁
５４ｂ，５４ｃを開け．廃オゾン含有ガスを排出する．
この時オゾン含有廃ガスはオゾン分解窓８０を通して排
出される。

本発明の滅菌装置は，フｌ１す放電により生成されるオ
ゾン等の活性種を利用するものであるから．電極装Ｉ！
’７７０．７１は第３図に示した形状に限定されるもの
ではな（　、　：ｔ　ｕす放電を発生できるあらゆるタ
イプの電極装置が使用可能である。

例えば、第４図ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ．ｆに各々示４゛よ
うな針対金網．線対金網．多針対金網，多線対金網など
が用いられる．ここで、いずれの電極構造でも，放電電
極７０の・ｒ法，即ち，針先の曲率又は線の１１径は０
．０５１１ｆｌ〜２−であることが好適である．また、
両電極７０と７１の間の距離は５〜５０１１１１が好適
であり，より望ましくは１０〜２０１１１１である．ま
た、対向電極７１は金網に限定−４る必要はなく，板状
でもよいが，滅菌性能の点からは金網或いは，格子状の
電極が好適である．これは、コロナ放電に付随して生ず
るフ１』す放電風の作用によりオゾン等の活性種が減菌
槽内に効果的に拡散されるためである。

尚，１１１す放電発生用の高圧電源装置としては．直流
正極性，直流負極性，交流等の任意の波形が使用できる
．交流電源を用いる場合には，電極装置の静電容祉に起
因Ｖる変位電流による電源容ｌｅｔの増大を避けるため
に，その周波数を余り高めないことがｔＩｌまれる．好
適には数ｋＨｚ以ドのものである。

以Ｌの説明では．本発明の装置を器具．材料等の滅菌を
行なう滅菌装置として想定して説明したが，本発明の装
置は．食品（原料．製品を含め）の滅菌或いは，空気の
滅菌にも使用Ｃきるものである、この場合、滅菌（全て
の微生物の殺減）のためには、高濃度オゾン含有ガスが
必要であるが１食品、空調等の分野で使用する場合では
、もう少し低濃度オゾン含有ガスで殺菌、消毒、滅菌の
ために使用できるものである。この場合は、原料ガスと
して空気（室内大気）を用いたり、加湿、加熱装置を省
略することにより、更に、簡便で廉価な殺菌消毒装置と
して利用できるものである。

［発明の効果］ 本発明による滅菌装置は、密閉された減菌槽内に酸素ガ
ス等の原料ガスを充満させた後に、この滅菌槽内で：ｒ
ロナ放電を発生させて、：ＩＩＩす放電の放電化学作用
により生成されるオゾン等の活性種の作用により微生物
を殺減させる装置であり。

従来の高圧蒸気法、ＥＯＧ法或いは、′：Ａシン発生器
で生成したオゾンガスを滅菌槽内へ注入Ｊる従来のオゾ
ン滅菌法と比較して１次のような技術的効果があるもの
である。

第１に、低温度（約７０″Ｃ以゛ド）の条件で滅菌操作
を行なうために、高圧蒸気法が適用できない物品１例え
ば、加熱により変性する物品にも適用で３！る滅菌装置
を提供できる。

第２に、低圧力（大気圧程度）の条件下で滅菌操作を行
なうために、高圧蒸気法のように滅菌槽を耐圧構造にす
る必要がない、このために、装置の製作が容易となり製
作、保守の費用が低減される。

第３に、　−ｊ　Ｌｌす放電により生じたオゾン等の活
性種は滅菌後速やかに自己分解して酸素、水等の無害な
物質に変わるため、ＥＯ（、Ｍ画法のように被滅菌物品
に有害ガスが残留することがない滅菌装置を提供できる
。

第４に、微生物の殺減機能を有するオゾン等の活？１種
を減菌槽内で生成さけるために、ＥＯＧ滅菌法画法来の
オゾン滅菌法のように滅菌物質を滅菌槽内に供給す゛る
ための付帯装置３例えば、ＥＯＧボンベ、気化器或いは
、オゾン発生器などが不要となる。

第５に、加湿された原料ガス（相対Ｍ度５０〜９０％）
中でオゾン等の活性種を発生させるため、従来のオゾン
滅菌法のような原料ガス乾燥設備を必要としない、これ
によっても製作、保守の費用が低減される。

第６に９本発明装置による滅菌効果はコＬ１す放電によ
り生成される］シンのみでなく、同時に。

生成される原子状酸素、ＯＨ等の他の活性種による殺菌
効果も加味されるので、従来のオゾン滅菌法よりも著し
く高い滅菌効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のオゾン滅菌法を説明する概略図である
。 第２図は１本発明の滅菌装置の原理を説明する概略図で
ある。 第３図は１本発明の具体的な装置を説明孝°る説明図で
ある。 第４図は１本発明の減菌槽内に設けられる放電′ｉ！極
の形状の例をしめす斜視図である。 ［主要部分の符号の説明］ ５１、、、、原料ガス ５２、、、、減圧弁 ５３、、、、加湿装置 ５４ａ　〜５４ｄ、、、、、弁 ５５、、、、加熱ヒータ ５６・・・、測温５Ｆ ５７、、、、温調計 ６０、、、、滅菌槽 ７０、、、、放電電極 ７１、、、、対向電極 ７２、、、、−３ｏす放電 ７４、、、、オゾン濃度計 ７５、、、、電圧調整器 ８０、、、、オゾン分解器 ８１　、　、　、　、　ｔＪｌ気装置４特許出願人　　
住友市機械り業株式会社復代理人　　方理！：　　倉　
持　　裕（外１名）第１図 第３１２１ Ｍ２図 ｄ　　　　　　ｂ　　　　　　　ｃ 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）滅菌槽へ酸素及び水分を含有する原料ガスを供給
   する手段、及び該滅菌槽から滅菌処理に用いた残留ガス
   を排出する手段を備える密閉滅菌槽を有し、該滅菌槽の
   内部に放電電極と対向電極からなり、該両電極間に高電
   圧を印加するとコロナ放電が発生する電極装置を設け、
   コロナ放電により生成されるオゾン等の活性種の作用に
   より微生物を殺滅することを特徴とする滅菌装置。
2. （２）更に、滅菌槽内の温度及び湿度を各々４０〜７０
   ℃及び５０〜９０％に調整する手段を有する特許請求の
   範囲第１項記載の滅菌装置。
3. （３）オゾン濃度を調整するためのオゾン発生高電圧電
   源の出力のコントロール手段を備えることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の滅菌装置。