JP2005505411A - 液体を貫流滅菌する方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は生物的に汚染された液体を貫流滅菌する方法および装置に関する。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は生物で汚染された液体を貫流滅菌する装置および方法に関する。
【０００２】
管路、容器または包装品の表面のバクテリアの移植および拡大はかなり好ましくない。しばしば泥状層が形成され、これが微生物の数をきわめて増加し、水、飲料および食品の品質に不利な影響を与え、製品の損傷および消費者の健康の障害を生じることがある。
【０００３】
すべての食品分野から、衛生面でバクテリアから距離をおくことが重要である。これは直接身体が接触する、特に親密な範囲のおよび病人および老人看護のための織物が該当する。更にバクテリアは看護状態、特に集中的看護および子供の看護、病院、特に医学的処置の空間でおよび危機的な伝染の場合の隔離状態でおよびトイレで家具および装置の表面から距離を保たなければならない。
【０００４】
現在、装置、家具の表面および織物はバクテリアに対して必要な場合にまたは用心のために、消毒薬として多かれ少なかれ広く、多量に抗微生物作用する化学薬品またはその溶液および混合物で処理する。これらの化学物質は非特異的に作用し、しばしば自体毒性があり、炎症を起こし、または健康に問題のある分解生成物を形成する。相当する敏感な人の場合はしばしば不適合を示す。
【０００５】
表面的なバクテリアの拡大に対する他の処理は抗微生物作用する物質をマトリックスに組み込むことである。
【０００６】
このほかに表面の藻の繁茂の防止もしばしば重要な挑戦であり、それというのもその間に建物の多くの外面にプラスチック内張りを備え、これに特に容易に藻が繁茂するからである。好ましくない光学的印象のほかに場合により相当する構造部品の機能が低下する。この関係で例えば光電機能する平面の藻の繁茂が考慮される。
【０００７】
今日まで同様に技術的に満足できない解決手段である微生物の汚染の他の形は表面の菌類の発生である、例えば湿った空間の継ぎ目および壁のクロカビ（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒ）の発生は妨害する光学的問題のほかに最初に受ける健康に関係する問題を意味し、それというのも多くの人間が菌類から排出される物質にアレルギー反応し、これが今日まで重い慢性的呼吸疾患を生じることがあるからである。
【０００８】
航海の分野で船体の汚染は経済的に適当な影響量であり、それというのも表面を覆った植物と結びつく船の高い流れ抵抗が明らかな燃料の多くの消費と結びつくからである。この問題は今日まで一般に防汚被覆への有毒な重金属または他の低分子殺生物剤の導入により処理され、前記問題を緩和する。しかしこの目的のためにこれらの被覆物の有害な副作用を甘受しなければならず、これが高まる環境の感受性の観点から社会的にますます問題であることが示された。
【０００９】
従って例えば米国特許第４５３２２６９号はブチルメタクリレート、トリブチルスズメタクリレートおよびｔｅｒｔ−ブチルアミノエチルメタクリレートからなるターポリマーを記載する。このコポリマーは抗微生物性船舶塗料として使用され、親水性ｔｅｒｔ−ブチルアミノエチルメタクリレートがポリマーの緩慢な浸食を促進し、高い毒性のトリブチルスズメタクリレートを抗微生物性作用物質として放出する。
【００１０】
この使用においてアミノメタクリレートを使用して製造したコポリマーは添加される殺菌性作用物質のマトリックスまたは担体物質のみであり、作用物質が担体物質から拡散または移動する。この種のポリマーは表面で必要な最低阻害濃度（ＭＩＫ）がもはや達成されない場合にその作用を多かれ少なかれ急速に失う。
【００１１】
更に欧州特許第０８６２８５８号からｔｅｒｔ−ブチルアミノエチルメタクリレート、第２級アミノ官能基を有するメタクリル酸エステルのコポリマーが内在する殺菌特性を有することが公知である。
【００１２】
従って液体を殺菌するための抗微生物性ポリマーの使用は知られている。
【００１３】
他方で水装置および純水装置の滅菌は大きな挑戦である。この滅菌法の要求は特に人間の直接的汚染源を形成する分野、例えば薬剤製造、飲料水処理または食品処理の分野できわめて高い。これらの分野でまさに低温滅菌の可能性が探求され、それというのもこれらの溶液中で温度に敏感な生成物を処理するからである。更に滅菌のエネルギー需要はできるだけ少なくなければならない。ＵＶ滅菌装置の使用はＵＶ安定溶液の場合にのみ可能であり、すなわち食品の場合は可能でない。低分子殺生物剤の使用はこれらの目的のために一般にそれ自体禁止されているが、それというのもこの物質からかなりの人間に有毒な可能性が生じるからである。
【００１４】
更に開発途上国での飲料水の獲得はなお満足に解決されていない問題である。この目的のための装置は整備の必要がなく、簡単に製造することができ、少ないエネルギー需要を有し、きわめて有効であるべきである。
【００１５】
従って本発明の課題は、技術水準の前記欠点を有しない水のような液体を低温滅菌する方法を開発することである。
【００１６】
抗微生物性ポリマーで被覆された充填体を有する貫流装置がほとんど理想的なやり方で前記要求特性に相当することが見出された。
【００１７】
従って本発明の対象は、充填体または内装部品が抗微生物性ポリマーを含有する、充填体または内装部品で完全にまたは部分的に充填された、液体が貫流する中空体から形成される、液体を滅菌する装置である。
【００１８】
本発明の装置は付加的に滅菌する液体が装置を通過して運ばれる電気的または機械的ポンプを有することができる。更に装置の上に存在する受け器から液体が自己圧により装置を通過して流れることが可能である。
【００１９】
本発明の装置の充填体は有利に１つの管または閉鎖された貫流カートリッジ内に存在する。充填体が全部の使用される中空を充填することは必ずしも必要でないが、有効な滅菌のために抗微生物性ポリマーを有するできるだけ大きい表面を有するべきである。
【００２０】
充填体または内装部品は予め製造されていてもよく、例えばガラス、ポリマー、金属またはセラミックからなるかまたはこれらの材料を含有することができる。
【００２１】
本発明の意味での充填体または内装部品は、例えばラッシヒリング、サドル、パールリング、円盤、金網リング、金網織物である。内装部品の例はフィルタープレート、流動粉砕器、蒸留塔受け器または穿孔板である。本発明の意味での内装部品として複数の狭い並列に接続された管も考えられ、１種の多管反応器が生じる。構造化された混合機充填体または曇り取り充填体が特に有利である。この充填体または内装部品に引き続き抗微生物性ポリマーを被覆する。
【００２２】
その際充填体の被覆は直接一般的な有機溶剤中の少なくとも１種の抗微生物性ポリマーの溶液または抗微生物性ポリマーの水性分散液により行うことができる。
【００２３】
被覆製剤の溶剤として抗微生物性ポリマーが十分な濃度で溶解するほとんどすべての有機溶剤を使用することができる。これには例えばアルコール、エステル、ケトン、アルデヒド、エーテル、アセテート、芳香族化合物、炭化水素、ハロゲン化炭化水素および有機酸、特にメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、ブチルアセテート、アセトアルデヒド、エチレングリコール、プロピレングリコール、ＴＨＦ、ジエチルエーテル、ジオキサン、トルエン、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、シクロヘキサノール、キシレン、ＤＭＦ、酢酸およびクロロホルムが該当する。
【００２４】
他の１つの変更実施態様において少なくとも１種の抗微生物性ポリマーを、充填体または内装部品の被覆に使用する塗料に混合することができる。このほかに抗微生物性ポリマーを溶融または他の熱成形法により充填体に被覆することができる。個々の場合に充填体として特に粒状の形の抗微生物性ポリマー自体の使用も可能である。
【００２５】
充填体または抗微生物性被覆を製造するために、抗微生物性ポリマーと非抗微生物性ポリマーからなるポリマーブレンドを使用することができる。非抗微生物性ポリマーは例えばポリメチルメタクリレート、ＰＶＣ、ポリアクリル酸、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリテレフタレート、ポリアミド、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリウレタン、セルロース誘導体である。
【００２６】
抗微生物性ポリマーは有利に窒素またはリン官能化モノマーから製造される。この目的のために、メタクリル酸−２−ｔｅｒｔ−ブチルアミノエチルエステル、メタクリル酸−２−ジエチルアミノエチルエステル、メタクリル酸−２−ジエチルアミノメチルエステル、アクリル酸−２−ｔｅｒｔ−ブチルアミノエチルエステル、アクリル酸−３−ジメチルアミノプロピルエステル、アクリル酸−２−ジエチルアミノエチルエステル、アクリル酸−２−ジメチルアミノエチルエステル、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、ジエチルアミノプロピルメタクリルアミド、アクリル酸−３−ジメチルアミノプロピルアミド、２−メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムメトスルフェート、メタクリル酸−２−ジメチルアミノエチルエステル、２−メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、３−メタクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、２−メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、２−アクリロイルオキシエチル−４−ベンゾイルベンジルジメチルアンモニウムブロミド、２−メタクリロイルオキシエチル−４−ベンゾイルベンジルジメチルアンモニウムブロミド、アリルトリフェニルホスホニウムブロミド、アリルトリフェニルホスホニウムクロリド、２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸、２−ジエチルアミノエチルビニルエーテルおよび／または３−アミノプロピルビニルエーテルの群の少なくとも１種のモノマーから製造される抗微生物性ポリマーが特に適している。
【００２７】
抗微生物性ポリマーを製造するために、前記モノマーのほかに製造の際に他の脂肪族不飽和モノマーを使用することが可能である。他の脂肪族不飽和モノマーは必ずしも付加的な抗微生物性作用を有しなくてもよい。適当なモノマーはアクリル化合物またはメタクリル化合物、例えばアクリル酸、ｔｅｒｔ−ブチルメタクリレート、メチルメタクリレート、スチレンまたはその誘導体、塩化ビニル、ビニルエーテル、アクリルアミド、アクリロニトリル、オレフィン（エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン）、アリル化合物、ビニルケトン、ビニル酢酸、酢酸ビニルまたはビニルエステル、メタクリル酸メチルエステル、メタクリル酸エチルエステル、メタクリル酸ブチルエステル、メタクリル酸−ｔｅｒｔ−ブチルエステル、アクリル酸メチルエステル、アクリル酸エチルエステル、アクリル酸ブチルエステルおよび／またはアクリル酸−ｔｅｒｔ−ブチルエステルである。
【００２８】
本発明の装置は好ましくないバクテリアが存在するすべての液体の滅菌に適している。これは例えば飲料水、化学工業または薬品工業または食品加工工業の処理水であってもよい。更に本発明の装置を使用して移動性シャワー装置または洗浄装置、水泳プールの水または個人的に必要な井戸水を滅菌することが可能である。食品工業の分野においてビール、ワイン、ミルク、マヨネーズ、クリーム、ケチャップ、ソフトアイスクリームのような液体の食品をそれぞれ最終製品としてまたは前駆物質の形で滅菌することが可能である。
【００２９】
従って本発明のもう１つの対象は、液体を滅菌するために少なくとも１つの前記装置を通過する、水を含有する液体を滅菌する方法である。
【００３０】
本発明の装置または本発明の方法を使用して滅菌できる液体は、相当する装置を通過して運ぶことができる、例えば前記液体または飲料水、排水、処理水または液状またはペースト状食品である。
【００３１】
本発明を更に記載するために、以下の実施例により本発明を詳細に説明するが、その範囲は請求の範囲に示されるものに限定されない。
【００３２】
例１
ｔｅｒｔ−ブチルアミノエチルメタクリレート（Ａｋｄｒｉｃｈ社）５０ｍｌおよびエタノール２４０ｍｌを三口フラスコに予め入れ、アルゴンを供給して６５℃に加熱する。その後エタノール１５ｍｌに溶解したアゾビスイソブチロニトリル０.４ｇを撹拌しながら緩慢に滴下する。混合物を７０℃に加熱し、この温度で６時間撹拌する。この時間が経過後、反応混合物から蒸留により溶剤を取り出す。引き続き生成物を真空下、５０℃で２４時間乾燥する。引き続き反応生成物を細かく粉砕する。
【００３３】
例１ａ
例１からの生成物１ｇを１リットルシクロヘキサンに溶解する。この溶液に長さ７ｍｍおよび内径５ｍｍの１０００個のガラスリングをそれぞれ１００個のガラスリングの部分に分けてそれぞれ１０秒間浸漬する。その後ガラスリングを取り出し、乾燥棚内で４０℃で２４時間乾燥する。引き続きこうして予め乾燥した被覆物を真空乾燥棚内で３５℃、約１ミリバールでなお２４時間更に乾燥する。
【００３４】
乾燥したガラスリングを、ガラスウールで両方の開口が閉鎖され、下側排出口に貫流制御用弁を有する長さ１ｍおよび直径８ｃｍのガラス管に入れる。
【００３５】
例１ｂ
例１ａからのガラス管を直立して三脚につなぎ、上から１ｍｌ当たり細菌１０^７の細菌の数を有する黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ）の細菌懸濁液１リットルを添加する。排出弁の調節により毎分約５０ｍｌの貫流を生じる。細菌懸濁液を完全に貫流後、細菌の数を再び測定する。スタフィロコカス アウレウスの細菌はもはや検出されない。
【００３６】
例１ｃ
例１ａからのガラス管を直立して三脚につなぎ、上から１ｍｌ当たり細菌１０^７の細菌の数を有する緑膿菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）の細菌懸濁液１リットルを添加する。排出弁の調節により毎分約５０ｍｌの貫流を生じる。細菌懸濁液を完全に貫流後、細菌の数を再び測定する。細菌の数は１ｍｌ当たり細菌１０^３に低下する。
【００３７】
例２
ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド（Ａｌｄｒｉｃｈ社）４０ｍｌおよびエタノール２００ｍｌを三口フラスコに予め入れ、アルゴンを供給して６５℃に加熱する。その後エタノール２０ｍｌに溶解したアゾビスイソブチロニトリル１.４ｇを撹拌しながら緩慢に滴下する。混合物を７０℃に加熱し、この温度で６時間撹拌する。この時間が経過後、反応混合物から蒸留により溶剤を取り出し、真空下５０℃で２４時間乾燥する。反応混合物を引き続き細かく粉砕する。
【００３８】
例２ａ
例２からの生成物１ｇを１リットルシクロヘキサンに溶解する。この溶液に長さ７ｍｍおよび内径５ｍｍの１０００個のガラスリングをそれぞれ１００個のガラスリングの部分に分けてそれぞれ１０秒間浸漬する。その後ガラスリングを取り出し、乾燥棚内で４０℃で２４時間乾燥する。引き続きこうして予め乾燥した被覆物を真空乾燥棚内で３５℃、約１ミリバールでなお２４時間更に乾燥する。
【００３９】
乾燥したガラスリングを、ガラスウールで両方の開口が閉鎖され、下側排出口に貫流制御用弁を有する長さ１ｍおよび直径８ｃｍのガラス管に入れる。
【００４０】
例２ｂ
例２ａからのガラス管を直立して三脚につなぎ、上から１ｍｌ当たり細菌１０^７の細菌の数を有する黄色ブドウ球菌の細菌懸濁液１リットルを添加する。排出弁の調節により毎分約５０ｍｌの貫流を生じる。細菌懸濁液を完全に貫流後、細菌の数を再び測定する。細菌の数は１ｍｌ当たり細菌１０^３に低下する。
【００４１】
例２ｃ
例２ａからのガラス管を直立して三脚につなぎ、上から１ｍｌ当たり細菌１０^７の細菌の数を有する緑膿菌の細菌懸濁液１リットルを添加する。排出弁の調節により毎分約５０ｍｌの貫流を生じる。細菌懸濁液を完全に貫流後、細菌の数を再び測定する。細菌の数は１ｍｌ当たり細菌１０^４に低下する。
【００４２】
例３
ｔｅｒｔ−ブチルアミノエチルメタクリレート（Ａｌｄｒｉｃｈ社）１６ｍｌ、トリトン（Ｔｒｉｔｏｎ）Ｘ４０５（Ａｌｄｉｃｈ社）４５ｇ、完全脱塩水２００ｍｌおよびペルオキソ二硫酸カリウム（Ａｌｄｒｉｃｈ社）０.６ｇを三口フラスコに予め入れ、アルゴンを供給して６０℃に加熱する。その後４時間にわたりｔｅｒｔ−ブチルアミノエチルメタクリレート更に１８０ｍｌを滴下する。引き続き混合物をなお６０℃で更に２時間撹拌し、その後生じるエマルジョンを室温に冷却する。
【００４３】
例３ａ
例３からの生成物５ｇを水１リットルで希釈して溶解する。この溶液に長さ７ｍｍおよび内径５ｍｍの１０００個のガラスリングをそれぞれ１００個のガラスリングの部分に分けてそれぞれ１０秒間浸漬する。その後ガラスリングを取り出し、乾燥棚内で４０℃で２４時間乾燥する。引き続きこうして予め乾燥した被覆物を真空乾燥棚内で３５℃、約１ミリバールでなお２４時間更に乾燥する。
【００４４】
乾燥したガラスリングを、ガラスウールで両方の開口が閉鎖され、下側排出口に貫流制御用弁を有する長さ１ｍおよび直径８ｃｍのガラス管に入れる。
【００４５】
例３ｂ
例３ａからのガラス管を直立して三脚につなぎ、上から１ｍｌ当たり細菌１０^７の細菌の数を有する黄色ブドウ球菌の細菌懸濁液１リットルを添加する。排出弁の調節により毎分約５０ｍｌの貫流を生じる。細菌懸濁液を完全に貫流後、細菌の数を再び測定する。細菌の数は１ｍｌ当たり細菌１０^３に低下する。
【００４６】
例３ｃ
例３ａからのガラス管を直立して三脚につなぎ、上から１ｍｌ当たり細菌１０^７の細菌の数を有する緑膿菌の細菌懸濁液１リットルを添加する。排出弁の調節により毎分約５０ｍｌの貫流を生じる。細菌懸濁液を完全に貫流後、細菌の数を再び測定する。細菌の数は１ｍｌ当たり細菌１０^３に低下する。

Claims (9)

1. 充填体または内装部品で完全にまたは部分的に充填された、液体が貫流する中空体から形成される、液体を滅菌する装置において、充填体または内装部品が抗微生物性ポリマーを含有することを特徴とする液体を滅菌する装置。
2. 充填体または内装部品が抗微生物性ポリマーで被覆されている請求項１記載の装置。
3. 充填体または内装部品が抗微生物性ポリマーおよび非抗微生物性ポリマーからなるポリマーブレンドからなる請求項１記載の装置。
4. 抗微生物性ポリマーが窒素またはリン官能化モノマーから製造される請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
5. 抗微生物性ポリマーがメタクリル酸−２−ｔｅｒｔ−ブチルアミノエチルエステル、メタクリル酸−２−ジエチルアミノエチルエステル、メタクリル酸−２−ジエチルアミノメチルエステル、アクリル酸−２−ｔｅｒｔ−ブチルアミノエチルエステル、アクリル酸−３−ジメチルアミノプロピルエステル、アクリル酸−２−ジエチルアミノエチルエステル、アクリル酸−２−ジメチルアミノエチルエステル、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、ジエチルアミノプロピルメタクリルアミド、アクリル酸−３−ジメチルアミノプロピルアミド、２−メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムメトスルフェート、メタクリル酸−２−ジメチルアミノエチルエステル、２−メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、３−メタクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、２−メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、２−アクリロイルオキシエチル−４−ベンゾイルベンジルジメチルアンモニウムブロミド、２−メタクリロイルオキシエチル−４−ベンゾイルベンジルジメチルアンモニウムブロミド、アリルトリフェニルホスホニウムブロミド、アリルトリフェニルホスホニウムクロリド、２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸、２−ジエチルアミノエチルビニルエーテルおよび／または３−アミノプロピルビニルエーテルの群の少なくとも１種のモノマーから製造される請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
6. 抗微生物性ポリマーが付加的に他の脂肪族不飽和モノマーとともに製造される請求項５記載の装置。
7. 充填体または内装部品がガラス、ポリマー、金属またはセラミックを含有する請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
8. 水を含有する液体を滅菌する方法において、液体を滅菌するために請求項１から７までのいずれか１項記載の少なくとも１個の装置を通過することを特徴とする液体を滅菌する方法。
9. 水を含有する液体が飲料水、排水、処理水または液状またはペースト状食品である請求項８記載の方法。