WO2008032544A1 - Procédé de stérilisation et appareil stérilisateur - Google Patents

Description

明 細 書

殺菌方法および殺菌処理装置

技術分野

[0001] 本発明は、殺菌方法および殺菌処理装置に関する。

背景技術

[0002] 従来、電解槽の陰極室と陽極室に塩酸および食塩が添加された水を入れ、電気分 解により pH3未満の次亜塩素酸含有殺菌水を生成する装置がある（例えば、特許文 献 1参照)。

[0003] 特許文献 1：特開平 10— 137762号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] しかしながら、従来の、塩酸および食塩が添加された水を電気分解して得られる殺 菌水は、次亜塩素酸と希塩酸を混合して製造できる次亜塩素酸水溶液と差異がなく

、殺菌力にも違いがみられな力 た。また、通常使われている次亜塩素酸ナトリウム 水溶液と比較しても、排出される塩素ガスの量が少ないことを除き、電解水を用いる 利点を見出せな力、つた。

[0005] 本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、殺菌効果が高ぐ殺 菌時間を短縮することができる殺菌方法および殺菌処理装置を提供することを目的 としている。

課題を解決するための手段

[0006] 従来、酸性電解水の殺菌作用は、酸性水溶液中に存在する微量の過酸化水素と 高濃度の次亜塩素酸が分解する過程で生成したハイドロシキルラジカルによる作用 と考えられてきた。し力もながら、次亜塩素酸から生成するハイド口キシルラジカルは ごくわずかな量であり、効果的な殺菌を行うことができな力 た。さらに、一度生成し たハイド口キシルラジカル同士が互いに反応して過酸化水素を生成するため、殺菌 力が低下するといつた課題もあった。特に、医療器具全般の洗浄や殺菌を行うには 次亜塩素酸水溶液のみでは不十分であった。 [0007] 本発明者は、食塩水を電気分解することにより、有効塩素濃度の高い強酸性電解 水を生成させ、その強酸性電解水に被処理物を浸漬させて空気を噴出（曝気）させ ることにより高い殺菌効果が得られることを発見し、本発明を完成させた。この強酸性 電解水では、空気噴出処理による水中の有効塩素と溶存酸素の減少がモル濃度比 で 2 : 1の割合であることを発見した。この知見に基づき、有効塩素と溶存酸素とが 2 対 1のモル濃度比で結合して成る未知の物質、塩素'酸素付加体が強酸性電解水 中に溶存しているものと結論づけた。

[0008] すなわち、本発明に関し、強酸性電解水は、有効塩素と溶存酸素とが 2対 1のモル 濃度比で結合して成る塩素 ·酸素付加体を含むことを特徴とする。

本発明に関し、強酸性電解水は、 pHが 2乃至 4の範囲にあることが好ましい。 本発明に関し、強酸性電解水は、塩化物塩水溶液を電気分解することにより生成 すること力 Sできる。塩化物塩水溶液は、食塩水溶液、塩化カリウム水溶液、塩酸水溶 液またはこれらの 2種以上の混合水溶液から成ることが好ましぐ特に、食塩水溶液 力、ら成ることが好ましい。本発明に関し、強酸性電解水は、有効塩素濃度が 20乃至 1 20ppmであることが好まし!/、。

[0009] 本発明に関し、強酸性電解水は、一例として、 10mM濃度の食塩水を電圧 12V、 電流 0. 8Aで 15分間、電気分解することにより得ること力 Sできる。その反応過程を図 1 に示す。

本発明に関し、強酸性電解水は、ガスの噴出または攪拌することにより高い殺菌効 果を有する。

[0010] 強酸性電解水中に溶存する塩素 ·酸素付加体力 2対 1のモル濃度比の有効塩素 と溶存酸素とから成ることを確認するため、以下の試験を行った。

まず、有隔膜の電気分解装置を用いて、 10mMの食塩水について電圧 12V、電流 0.8Aで電気分解を行い、 pH2.45の強酸性電解水を生成した。生成した強酸性電解 水 300ミリリットルをビーカーに入れてスターラーで攪拌し続け、 1分ごとに、水中の有 効塩素（C1)、溶存酸素（DO)、電気伝導度（EC)、 pH、酸化還元電位（ORP)、水 温 (WT)を測定した。その結果を表 1に示す。また、スターラーで攪拌し続ける代わり に、エアーポンプで毎分 10リットルの空気を送って強酸性電解水中で噴出させ、水中 の有効塩素（CI)、溶存酸素（DO)を測定した。その結果を表 2および図 2に示す。ま た、スターラーによる攪拌と、エアーポンプによる毎分 10リットルの空気の噴出を行い 、水中の有効塩素（C1)、溶存酸素（DO)、電気伝導度（EC)、 pH、酸化還元電位（ ORP)、水温 (WT)を測定した。その結果を表 3に示す。

[表 1]

[表 2]

時間 (分） CI mg/L DO mg/L ! DH ppb ORP mV EC mS/cm pH

0 105 1 9.40！ 0.5C 1 144 2.45 2.26

1 98 1 3.40 I 0.20 1 150 2.38 2.1 8

2 92 1 0.14 0.03 1 151 2.34 2.24

3 83 8.Θ8 0.00 1 154 2.23 2.20

4 74 8.48 0.00 1 149 2.26 2.25

5 67 8.30 0.00 1 150 2.1 5 2.25

6 57 8.20 0.00 1 149 2.20 2.23

7 52 8.29 0.00 1 148 2.1 0 2.23

8 50 8.30 0.00 1 147 2.1 6 2.24

I 9 44 8.37 0.00 1 144 2.07 2.25

1 0 39 8.54 0.00 1 142 2.04 2.26

[0012] 表 2をみると、電解開始から 1分間で有効塩素が 0. 28mM減少するのに対し、溶 存酸素はその半分の 0. 14mM減少している。この結果から、強酸性電解水中には、 有効塩素と溶存酸素とが 2対 1のモル濃度比で結合して成る塩素 ·酸素付加体が含 まれ、強酸性電解水中でのガスの噴出（曝気）により極短時間でガス化して、強酸性 電解水中から排出されると推論できる。

[0013] 第 1の本発明に係る殺菌方法は、塩化物塩水溶液を電気分解して成る pH2乃至 4 の強酸性電解水に被処理物を浸漬させて強酸性電解水中で空気を噴出させ、前記 強酸性電解水から排出される塩素ガスを回収し、回収した塩素ガスを前記強酸性電 解水中で噴出させることを特徴とする。

[0014] 第 1の本発明に係る殺菌方法で、塩化物塩水溶液は、食塩水溶液、塩化カリウム 水溶液、塩酸水溶液またはこれらの 2種以上の混合水溶液から成ることが好ましぐ 特に、食塩水溶液から成ることが好ましい。

第 1の本発明に係る殺菌方法は、強酸性電解水中でガスを噴出させることにより高 い殺菌効果を有する。

[0015] 第 2の本発明に係る殺菌方法は、塩化物塩水溶液を電気分解して成る pH2乃至 4 の強酸性電解水に被処理物を浸漬させて攪拌し、前記強酸性電解水から排出され る塩素ガスを回収し、回収した塩素ガスを前記強酸性電解水中で噴出させることを特 徴とする。強酸性電解水の攪拌は、スターラーによる攪拌のほか、超音波による攪拌 であってもよい。超音波を用いた場合、超音波で発生するキヤビテーシヨンによって 攪拌すること力できる。超音波による攪拌は、超音波発生装置によって行うことができ る。超音波周波数は、 20kHz乃至 50kHzが好ましいが、その範囲に限定されない。 第 2の本発明に係る殺菌方法は、攪拌することによって高い殺菌効果を有する。

[0016] 第 3の本発明に係る殺菌方法は、塩化物塩水溶液を電気分解して強酸性電解水と 強アルカリ電解水とを生成する第 1工程と、第 1工程で得られた強アルカリ電解水に より被処理物を洗浄する第 2工程と、第 2工程後の被処理物を第 1工程で得られた強 酸性電解水に浸漬させて強酸性電解水中で空気を噴出させ、前記強酸性電解水か ら排出される塩素ガスを回収し、回収した塩素ガスを前記強酸性電解水中で噴出さ せる第 3工程と、第 2工程後の強アルカリ電解水を第 3工程後の強酸性電解水で中 和させる第 4工程とを、有することを特徴とする。

[0017] 第 3の本発明に係る殺菌方法は、強アルカリ電解水により被処理物を洗浄すること により、酸性下で凝固する血液などのタンパク質の汚れの洗浄が容易である。次に、 強酸性電解水で洗浄することにより、被処理物を殺菌することができる。このとき、ガ スを噴出させることにより、被処理物に付着した菌ゃ汚れを剥離させ、殺菌効果を高 めること力 Sできる。処理に用いた強アルカリ電解水を処理に用いた強酸性電解水で 中和させることにより、処理水を安全な pHで廃棄し、配管を傷めず、また、環境への 負荷を軽減することができる。

[0018] 第 1乃至第 3の本発明に係る殺菌方法において、ガスの噴出は、毎分 0. 1乃至 10 0リットルの空気を送り込むことにより行うことが好ましい。本発明において、被処理物 は殺菌しょうとするいかなる物であってもよぐ内視鏡などの医療器具のほか、食品で あってもよい。

[0019] 第 1乃至第 3の本発明に係る殺菌方法では、前記空気は加熱した空気であってもよ い。また、前記塩素ガスは加熱した塩素ガスであってもよい。加熱した空気または塩 素ガスの温度は、 30°C乃至 45°Cの範囲が好ましぐ 40°C乃至 45°Cの範囲がより好 ましい。この場合、強酸性電解水と加熱との相乗効果により殺菌効果を高めることが できる。

第 1乃至第 3の本発明に係る殺菌方法では、強酸性電解水から排出される塩素ガ スを回収し、回収した塩素ガスを強酸性電解水中で噴出させるため、有効塩素濃度 を高め、殺菌効果を高めることができる。

[0020] 本発明に係る殺菌処理装置は、陽極室と陰極室とを備え、前記陽極室および前記 陰極室にそれぞれ開閉弁を有する排水口が設けられた貯水容器と、前記貯水容器 内の水を電気分解して前記陽極室に強酸性電解水を生成し前記陰極室に強アル力 リ電解水を生成する電気分解装置と、開閉弁を有する排水口が設けられ、前記陰極 室の排水口から強アルカリ電解水を受けて貯水するための第 1洗浄用容器と、開閉 弁を有する排水口が設けられ、前記陽極室の排水口から強酸性電解水を受けて貯 水するための密閉可能な第 2洗浄用容器と、前記第 2洗浄用容器の内部に連通する 回収管を有し、前記第 2洗浄用容器内の強酸性電解水中で、空気または前記回収 管により前記第 2洗浄用容器の内部から回収した塩素ガスを噴出させるためのガス 噴出装置と、前記第 1洗浄用容器の排水口および前記第 2洗浄用容器の排水口か らの排水を受けるための排水用容器とを、有することを特徴とする。

[0021] 本発明に係る殺菌処理装置で、前記ガス噴出装置は、回収した塩素ガスまたは前 記空気を加熱する加熱装置を有していてもよい。この場合、強酸性電解水中で加熱 した塩素ガスまたは空気を噴出させ、強酸性電解水と加熱との相乗効果により殺菌 効果を高めることができる。加熱装置により加熱された塩素ガスまたは空気の温度は 、 30°C乃至 45°Cの範囲が好ましぐ 40°C乃至 45°Cの範囲がより好ましい。

[0022] 本発明に係る殺菌処理装置で、強酸性電解水から排出される塩素ガスを回収し、 回収した塩素ガスを強酸性電解水中で噴出させることにより、有効塩素濃度を高め、 殺菌効果を高めることができる。なお、電気分解装置は、有隔膜式でも無隔膜式でも よい。

本発明に係る殺菌処理装置は、前述の第 3の本発明に係る殺菌方法の実施に適 している。

[0023] 本発明に関し、強酸性電解水の殺菌効果をみるため、以下の試験を行った。

まず、有隔膜の電気分解装置を用いて、 10mMの食塩水について電圧 12V、電流 0.8Aで電気分解を行い、 pH2乃至 4の強酸性電解水を生成した。生成した強酸性電 解水 300ミリリットルをビーカーに入れてエアーポンプで毎分 10リットルの空気を送つ て噴出させ、噴出開始から 1分、 3分、 5分、 10分経過後の強酸性電解水 990 ^ 1を取 り出して菌液 10 と混合し、殺菌効果を判定した。試験に用いた菌の種類とその結 果を表 4に示す。

[0024] [表 4]

[0025] 表 4の結果から、生成した強酸性電解水は、空気の噴出により短時間で殺菌する 効果を有することがわかる。

[0026] 本発明に関し、強酸性電解水のキャリアを用いた場合の殺菌効果をみるため、以 下の試験を行った。

まず、有隔膜の電気分解装置を用いて、 10mMの食塩水について電圧 12V、電流 0.8Aで電気分解を行い、 pH2乃至 4の強酸性電解水を生成した。生成した強酸性電 解水 300ミリリットルをビーカーに入れ、その中に黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aur eus)を付着させた 10個のキャリアを入れ、エアーポンプで毎分 10リットルの空気を送 つて噴出させ、噴出開始から 5分後に菌が残っていたキャリアの個数を求めた。対照 例では、噴出させずに 5分後に菌が残っていたキャリアの個数を求めた。その結果を 試験に用いた強酸性電解水の pHとともに表 5に示す。

また、空気を噴出させる代わりに、中程度の強さで攪拌し続けた場合と、高い強さで 攪拌し続けた場合の結果を表 6に示す。

[0027] [表 5]

[表 6]

[0028] 表 5の結果から、 5分間の空気噴出を行った場合、空気噴出をしない場合に比べて 高い殺菌効果を有することがわかる。表 6の結果から、中程度のの強さまたは高い強 さで攪拌し続けた場合にも、空気噴出の場合と同様に高レ、殺菌効果を有することが ゎカゝる。

[0029] このように、本発明による空気噴出処理方法の導入により、殺菌時間を短縮させる こと力 Sでき、力、つ殺菌効果を高めることができる。殺菌力を高めることによって、塩素 ガスの排出を抑制し、環境にやさしレ、新技術となる。

[0030] 強酸性電解水に溶存する高濃度の有効塩素は、一般に強酸性電解水の欠点とさ れ、配管などの腐食を招くが、空気噴出処理時間を短縮することで腐食を防ぐことが できる。また、空気を噴出させて強酸性電解水から塩素ガスを空気中へ排出させるこ とにより、強酸性電解水の腐食への影響を低減させることができる。

[0031] 本発明に関し、強酸性電解水は、一例として、 10mM濃度の食塩水を電圧 12V、 電流 0. 8Aで 15分間、電気分解することにより得ること力 Sできる。その反応過程を図 1 に示す。

発明の効果

[0032] 本発明によれば、殺菌効果が高ぐ殺菌時間を短縮することができる殺菌方法およ び殺菌処理装置を提供することができる。

発明を実施するための最良の形態

[0033] 以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。

図 3は、本発明の実施の形態の殺菌処理装置を示している。

図 3に示すように、殺菌処理装置は、貯水容器 1と、電気分解装置 2と、第 1洗浄用 容器 3と、第 2洗浄用容器 4と、ガス噴出装置 5と、排水用容器 6とを有している。

[0034] 貯水容器 1は、電気分解用隔膜 10で隔てられた陽極室 11と陰極室 12とを備えて いる。陽極室 11および陰極室 12には、それぞれ開閉弁 13, 14を有する排水口 15, 16が設けられている。電気分解装置 2は、陽極 21と陰極 22とを有し、陽極 21を陽極 室 11に配置し、陰極 22を陰極室 12に配置している。電気分解装置 2は、電源 20に 接続され、貯水容器 1内の水を電気分解して陽極室 11に強酸性電解水を生成し陰 極室 12に強アルカリ電解水を生成するようになっている。

[0035] 第 1洗浄用容器 3は、陰極室 12の強アルカリ電解水を貯水するための容器であり、 開閉弁 30を有する排水口 31を備えている。第 2洗浄用容器 4は、陽極室 11の強酸 性電解水を貯水するための容器であり、開閉弁 40を有する排水口 41を備えている。 第 2洗浄用容器 4は蓋 42を有し、密閉可能である。

[0036] ガス噴出装置 5は、第 2洗浄用容器 4の底部に配置されたガス噴出部 50を有し、第 2洗浄用容器 4内の強酸性電解水にガスを供給するようになっている。ガス噴出装置 5は、第 2洗浄用容器 4の蓋 42より下側の内部に連通する回収管 51を有している。ガ ス噴出装置 5は、回収管 51により第 2洗浄用容器 4の内部から回収した塩素ガスを、 ガス噴出部 50から強酸性電解水中に噴出可能となっている。 [0037] なお、回収管 51は、第 2洗浄用容器 4の内部に連通させる代わりに、大気中に開放 してあってもよい。この場合、第 2洗浄用容器 4の外部の空気をガス噴出部 50から噴 出させること力 Sでさる。

ガス噴出装置 5は、回収管 51により回収した塩素ガスまたは空気を加熱する加熱 装置 52を有し、加熱した塩素ガスまたは空気をガス噴出部 50から噴出可能となって いる。

[0038] 排水用容器 6は、第 1洗浄用容器 3の排水口 31および第 2洗浄用容器 4の排水口 4

1からの排水を受けるようになつている。

[0039] 次に、作用につ!/、て説明する。

図 1に示す殺菌処理装置は、内視鏡などを洗浄するのに好適に使用することがで きる。

まず、第 1洗浄用容器 3に水を貯め、食塩を加えて 10mMの食塩水にし、電気分解 装置 2により電圧 12V、電流 0.8Aで電気分解を行う。 15分程度、電気分解を続け、陽 極室 11に pH2乃至 4の強酸性電解水を生成し、陰極室 12に pHIO乃至 12の強アル カリ電解水を生成する。

[0040] 陰極室 12の開閉弁 14を開き、排水口 16から強アルカリ電解水を第 1洗浄用容器 3 に入れ、陽極室 11の開閉弁 13を開き、排水口 15から強酸性電解水を第 2洗浄用容 器 4に入れる。第 1洗浄用容器 3に被処理物（例えば、内視鏡）を入れ、強アルカリ電 解水で洗浄する。強アルカリ電解水により被処理物を洗浄することにより、酸性下で 凝固する血液などのタンパク質の汚れの洗浄が容易である。

[0041] 強アルカリ電解水で洗浄した被処理物を第 2洗浄用容器 4に入れ、強酸性電解水 に浸漬させる。強酸性電解水で洗浄することにより、被処理物を殺菌することができ る。ガス噴出装置 5を作動させ、ガス噴出部 50から強酸性電解水中でガスを噴出さ せる。ガスを噴出することにより、その圧力で、被処理物に付着した菌ゃ汚れを剥離 させ、殺菌効果を高めることができる。

[0042] ガス噴出後、強酸性電解水から外へ出たガスは、ガス噴出装置 5の回収管 51から ガス噴出部 50へ送られ、再び強酸性電解水中で噴出される。強酸性電解水中で噴 出されるガスは、加熱装置 52により 30°C乃至 45°Cに加熱することができる。加熱し た場合、強酸性電解水と加熱との相乗効果により殺菌効果を高めることができる。

[0043] 被処理物を洗浄後に第 1洗浄用容器 3内に残った強アルカリ電解水は開閉弁 30を 開いて排水口 31から排水用容器 6に移し、続いて被処理物を洗浄後に第 2洗浄用 容器 4内に残った強酸性電解水は開閉弁 40を開いて排水口 41から排水用容器 6に 移す。こうして、処理に用いた強アルカリ電解水を、処理に用いた強酸性電解水で中 和させることにより、処理水を安全な pHで廃棄し、配管を傷めず、また、環境への負 荷を軽減することができる。

図面の簡単な説明

[0044] [図 1]本発明の実施の形態に関し、強酸性電解水の反応過程を示す説明図である。

[図 2]本発明に関し、強酸性電解水中に溶存する有効塩素濃度と溶存酸素濃度の空 気噴出下の経時変化を示すグラフである。

[図 3]本発明に係る殺菌処理装置の構成を示す概略説明図である。

符号の説明

1 貯水容器

2 電気分解装置

3 第 1洗浄用容器

4 第 2洗浄用容器

5 ガス噴出装置

6 排水用容器

10 電気分解用隔膜

11 陽極室

12 陰極室

21 陽極

22 陰極

42

50 ガス噴出部

51 回収管

52 加熱装置

Claims

請求の範囲

[1] 塩化物塩水溶液を電気分解して成る pH2乃至 4の強酸性電解水に被処理物を浸 漬させて強酸性電解水中で空気を噴出させ、前記強酸性電解水から排出される塩 素ガスを回収し、回収した塩素ガスを前記強酸性電解水中で噴出させることを特徴と する殺菌方法。

[2] 塩化物塩水溶液を電気分解して成る pH2乃至 4の強酸性電解水に被処理物を浸 漬させて攪拌し、前記強酸性電解水から排出される塩素ガスを回収し、回収した塩 素ガスを前記強酸性電解水中で噴出させることを特徴とする殺菌方法。

[3] 塩化物塩水溶液を電気分解して強酸性電解水と強アルカリ電解水とを生成する第 1工程と、

第 1工程で得られた強アルカリ電解水により被処理物を洗浄する第 2工程と、 第 2工程後の被処理物を第 1工程で得られた強酸性電解水に浸漬させて強酸性電 解水中で空気を噴出させ、前記強酸性電解水から排出される塩素ガスを回収し、回 収した塩素ガスを前記強酸性電解水中で噴出させる第 3工程と、

第 2工程後の強アルカリ電解水を第 3工程後の強酸性電解水で中和させる第 4ェ 程とを、

有することを特徴とする殺菌方法。

[4] 前記空気は加熱した空気であることを特徴とする請求項 1または 3記載の殺菌方法

[5] 前記塩素ガスは加熱した塩素ガスであることを特徴とする請求項 1乃至 4記載の殺 菌方法。

[6] 加熱した空気または塩素ガスの温度は、 30°C乃至 45°Cであることを特徴とする請 求項 4または 5記載の殺菌方法。

[7] 陽極室と陰極室とを備え、前記陽極室および前記陰極室にそれぞれ開閉弁を有す る排水口が設けられた貯水容器と、

前記貯水容器内の水を電気分解して前記陽極室に強酸性電解水を生成し前記陰 極室に強アルカリ電解水を生成する電気分解装置と、

開閉弁を有する排水口が設けられ、前記陰極室の排水口から強アルカリ電解水を 受けて貯水するための第 1洗浄用容器と、

開閉弁を有する排水口が設けられ、前記陽極室の排水口から強酸性電解水を受 けて貯水するための密閉可能な第 2洗浄用容器と、

前記第 2洗浄用容器の内部に連通する回収管を有し、前記第 2洗浄用容器内の強 酸性電解水中で、空気または前記回収管により前記第 2洗浄用容器の内部から回収 した塩素ガスを噴出させるためのガス噴出装置と、

前記第 1洗浄用容器の排水口および前記第 2洗浄用容器の排水口からの排水を 受けるための排水用容器とを、

有することを特徴とする殺菌処理装置。

前記ガス噴出装置は、回収した塩素ガスまたは前記空気を加熱する加熱装置を有 することを特徴とする請求項 7記載の殺菌処理装置。