WO2017065233A1 - 殺菌方法 - Google Patents
殺菌方法 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2017065233A1 WO2017065233A1 PCT/JP2016/080429 JP2016080429W WO2017065233A1 WO 2017065233 A1 WO2017065233 A1 WO 2017065233A1 JP 2016080429 W JP2016080429 W JP 2016080429W WO 2017065233 A1 WO2017065233 A1 WO 2017065233A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- active oxygen
- sterilization
- supply unit
- oxidizing gas
- water
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
- A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
- A61L2/14—Plasma, i.e. ionised gases
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
- A61L2/16—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using chemical substances
- A61L2/20—Gaseous substances, e.g. vapours
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
- A61L2/16—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using chemical substances
- A61L2/20—Gaseous substances, e.g. vapours
- A61L2/208—Hydrogen peroxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
- B65B55/00—Preserving, protecting or purifying packages or package contents in association with packaging
- B65B55/02—Sterilising, e.g. of complete packages
- B65B55/04—Sterilising wrappers or receptacles prior to, or during, packaging
- B65B55/10—Sterilising wrappers or receptacles prior to, or during, packaging by liquids or gases
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/26—Plasma torches
- H05H1/30—Plasma torches using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2202/00—Aspects relating to methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects
- A61L2202/10—Apparatus features
- A61L2202/15—Biocide distribution means, e.g. nozzles, pumps, manifolds, fans, baffles, sprayers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2202/00—Aspects relating to methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects
- A61L2202/20—Targets to be treated
- A61L2202/23—Containers, e.g. vials, bottles, syringes, mail
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2202/00—Aspects relating to methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects
- A61L2202/20—Targets to be treated
- A61L2202/24—Medical instruments, e.g. endoscopes, catheters, sharps
Definitions
- the present invention relates to a sterilization method. More specifically, the present invention relates to a sterilization method for sterilizing by irradiating active oxygen and a sterilization apparatus for performing the sterilization method.
- Containers for food or beverages are required to sterilize the inner and outer surfaces.
- a method of sterilizing using a bactericide is widely used, and a method of spraying a mist containing a bactericide to vaporize or blowing a mixture of bactericide in air is known.
- peracetic acid bactericides such as hydrogen peroxide and peracetic acid
- hypochloric acid bactericides such as hypochlorous acid water are known.
- the disinfectant needs to be treated after use.
- a high concentration disinfectant is used to enhance the disinfecting capacity, the disinfectant is expensive and the residual amount of disinfectant increases, resulting in food hygiene. Due to problems, further sterilization methods are being investigated.
- Patent Document 1 discloses that when a mist of a bactericide such as hydrogen peroxide is sprayed toward a bottle, the mist adheres to various devices of the apparatus and corrodes or damages the bottle.
- the sterilization method is excellent in sterilization effect while reducing residual hydrogen peroxide by air rinsing with aseptic air after sterilization with hydrogen peroxide mist.
- Patent Document 2 a heating medium heated to a temperature higher than that of the sterilizing agent used for sterilization is sprayed in the chamber to preheat the chamber, and the sterilizing agent is sprayed in the preheated chamber.
- a sterilization method comprising a sterilization step and a step of spraying sterile water into the chamber to wash away the sterilant.
- Patent Document 3 a plasma jet is generated in a fluid by using electric discharge, and the plasma jet is brought into contact with the surface of an object, whereby sterilization (disinfection) is performed by energy transfer from the plasma jet to the surface.
- a method of performing is disclosed.
- the plasma jet here is generated by air discharge in a working gas containing oxygen, preferably air. Since this method is sterilization by fluid, unlike conventional disinfectants, not only smooth surfaces but also three-dimensional structures that are difficult to reach can be sterilized, leaving no residue on the edges and corners. There is an effect.
- Patent Document 3 in order to enhance the effect, only a method of mixing a liquid disinfectant substance into the working gas of the plasma jet generation source is disclosed ([Patent Document 3 [ [0025]), the conditions affecting the plasma jet itself are unclear, and further techniques are required, such as the residue of the disinfectant.
- An object of the present invention is to provide a sterilization method having an excellent sterilization effect and a sterilization apparatus for performing the sterilization method.
- the present invention relates to the following [1] to [3].
- a sterilization method characterized by irradiating an object to be sterilized with active oxygen under conditions satisfying the following (A) and / or (B).
- (A) In the presence of oxidizing gas
- (B) In an environment with a relative humidity of 50 to 100%
- sterilization is performed by irradiating active oxygen to an object to be sterilized And sterilization method.
- C In an environment with an absolute humidity of 14.1 to 25.0 g / m 3
- An active oxygen irradiation unit that irradiates active oxygen, and active oxygen from the active oxygen irradiation unit is sterilized in the presence of an oxidizing gas.
- a sterilizer comprising an oxidizing gas supply unit for supplying an oxidizing gas so as to irradiate an object.
- the sterilization method of the present invention has an excellent effect of being excellent in sterilization effect. Moreover, since there is no residue of the chemical
- FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a sterilizer used in the present invention.
- FIG. 2 is a schematic view showing an embodiment of the sterilizer used in the present invention.
- FIG. 3 is a diagram showing the locations where bacteria are attached to the resin cap used in each test example.
- ROS reactive oxygen species
- SO 2 ⁇ superoxide radical
- H 2 O 2 hydrogen peroxide
- HO hydroxy radical
- ROS reactive oxygen species
- the hydroxy radical is obtained by the reaction of plasma electrons with water molecules.
- the present invention is characterized in that irradiation is performed under conditions satisfying (A) the presence of an oxidizing gas and / or (B) an environment having a relative humidity of 50 to 100%. Have.
- sterilization means that a living organism of microorganisms is destroyed or removed from the surface to be sterilized, and includes, for example, disinfection, sterilization, or sterilization.
- the sterilizer used in the aspect A will be described in detail with reference to FIG.
- the active oxygen is not particularly limited.
- a case in which plasma is generated using an alternating current and generated is described.
- the sterilization apparatus described in FIG. 1 is only one aspect of the aspect A and does not limit the present invention.
- the sterilizer used in the aspect A includes an alternating current supply unit A-1, a boosting unit A-2, a gas supply unit A-3, a nozzle A-4, and a nozzle cooling unit A-5.
- Each unit includes a water vapor supply unit A-6 to the nozzle, a water supply unit A-7 to the water vapor supply unit, an oxidizing gas supply unit A-8, and a chamber A-9.
- the AC current supply unit A-1 is a plasma discharge charge generation source.
- the supplied alternating current is not particularly limited, and examples thereof include those having a frequency of about 10 to 15 kHz and a voltage of about 200 to 500 V, and can be appropriately set according to a known technique. Further, the amperage of the alternating current is not particularly limited and can be appropriately adjusted according to the specifications of the supply device. For example, an alternating current of 11 A is used. In the aspect A, it is possible to use a direct current instead of the alternating current, but the alternating current is more preferable from the viewpoint of adjusting the voltage.
- the boosting unit A-2 is connected to the alternating current supply unit A-1, and is a device that boosts the voltage of the alternating current supplied from the unit A-1. Any device capable of boosting can be used without any particular problem. Further, it may be integrated with the unit A-1.
- the voltage after boosting is not particularly limited and is, for example, about 10 to 30 kV.
- the gas supply unit A-3 is a device that supplies various gases to the nozzle A-4 and the water vapor supply unit A-6, and a known gas supply device can be used.
- a carrier gas for generating plasma is supplied to the nozzle A-4.
- the carrier gas air, oxygen, nitrogen, argon, helium, and a mixture thereof can be used, and it is preferable to use two kinds of air and oxygen.
- the supply amount of the carrier gas is not set unconditionally depending on the size and shape of the nozzle A-4. For example, the aspect which supplies air at 6 L / min and oxygen at 3 L / min is illustrated.
- air for mixing with water vapor necessary for generating active oxygen from plasma is supplied to the water vapor supply unit A-6.
- the air supply amount to the water vapor supply unit A-6 is the same as the water-containing gas supply amount to the nozzle A-4.
- a mode of supplying at 3 L / min is exemplified.
- the air means that the relative humidity is about 0 to 10% by volume at 20 ° C.
- Nozzle A-4 is a device that generates plasma and irradiates active oxygen, and is also referred to as an active oxygen irradiation unit.
- the device is provided with an internal electrode and an external electrode, and an electric field can be generated by applying a boosted voltage from the boosting unit A-2 between both electrodes. Further, a coil may be connected to the internal electrode, and a larger electric field can be formed. The shape, size, etc. of the coil can be adjusted according to the common general technical knowledge of those skilled in the art.
- the apparatus is provided with a gas supply port and an active oxygen irradiation port, and the gas supply port exists at an end opposite to the end where the active oxygen irradiation port exists.
- a pipe from the gas supply unit A-3 is connected to the gas supply port, and plasma is generated when the carrier gas passes through the electric field generated as described above. Since the plasma generated in this way is also a fluid, it may be described as a plasma jet.
- the active oxygen irradiation port has a tubular structure or a conical structure that tapers toward the outlet, and supplies water-containing gas from the water vapor supply unit A-6 to any part up to the outlet. The active oxygen is generated by reacting with the generated plasma and irradiated from the outlet of the active oxygen irradiation port.
- the gas supply port is disposed at the upper end of the cylindrical structure, and the diameter is smaller than the diameter of the apparatus at the lower end.
- a structure in which an active oxygen irradiation port having a tubular structure having the structure is arranged is illustrated.
- the cylindrical structure may form a layered structure.
- the tube is not particularly limited as long as it is a current-carrying material, and those known in the technical field can be used.
- the insulating material is not particularly limited, and those known in the technical field can be used.
- the nozzle cooling unit A-5 is a device that supplies cooling water to the nozzle A-4, and a known cooling water supply device can be used. Since the nozzle A-4 generates heat when a high voltage is applied, it is preferably cooled. It is preferable to use cooling water having a temperature of about 5 ° C., for example, and it may be circulated between the nozzle A-4 and the cooling unit A-5. The flow rate of the cooling water can be appropriately adjusted so that the surface temperature of the nozzle A-4 is 25 ° C. or lower. The surface temperature of the nozzle A-4 can be measured using a contact thermometer.
- the water vapor supply unit A-6 to the nozzle is a device that supplies water-containing gas to the nozzle A-4, and is connected to the active oxygen irradiation port of the nozzle A-4 as described above.
- water supplied from the water supply unit A-7 is heated by a built-in heating wire to generate water vapor, and then the air supplied from the gas supply unit A-3
- the mixture is supplied to nozzle A-4 as a water-containing gas.
- the water supply unit A-7 may be integrated with the water vapor supply unit A-6.
- the heating temperature of the heating wire can be appropriately adjusted according to the amount of water supplied, and for example, 300 ° C. is exemplified.
- the amount of water supplied from the water supply unit A-7 can be adjusted according to the amount of water vapor necessary for the production of active oxygen. From the viewpoint of containing more water than the amount, 0.5 mL / min or more is preferable, and 1.0 mL / min or more is more preferable. Moreover, although an upper limit is not set in particular, 6 mL / min or less is preferable and 5 mL / min or less is more preferable.
- the water vapor thus obtained is mixed with the air supplied from the gas supply unit A-3 at a volume ratio (water vapor / air) of about 0.2 to 2.5 and supplied to the active oxygen irradiation port of the nozzle A-4. To do.
- the mixing volume ratio of water vapor and air can be changed, for example, by changing the amount of water supply described above, and the amount of water vapor included in the water-containing gas can be increased by increasing the water supply amount.
- Examples of the mixing volume ratio of the plasma jet generated in the nozzle A-4 and the water-containing gas supplied from the water vapor supply unit A-6 [plasma jet / water-containing gas] are 0.8 to 2.6.
- the oxidizing gas supply unit A-8 is an apparatus for supplying an oxidizing gas, but there is no particular limitation as long as it is arranged so that the active oxygen from the nozzle A-4 is irradiated in the presence of the oxidizing gas. .
- the active oxygen is supplied from the nozzle A-4 in the presence of the oxidizing gas. Since the irradiation can be performed, the oxidizing gas supply unit A-8 and the nozzle A-4 may or may not exist in the same space.
- a known gas supply device can be used as long as an oxidizing gas can be supplied.
- the oxidizing gas used in the present invention is not particularly limited, but from the viewpoint of the bactericidal effect, those selected from hydrogen peroxide and peracetic acid are preferable. If the gases do not react with each other, other known gases and You may use it in combination. Moreover, you may supply what vaporized the liquid substance containing the component of oxidizing gas according to a well-known technique. If the oxidizing gas exists in the chamber when irradiated with active oxygen, it does not need to be supplied in a constant manner, and may be supplied in advance or intermittently. The supply amount from the oxidizing gas supply unit A-8 can be set as appropriate.
- Chamber A-9 is provided to form the shielding space.
- the chamber A-9 only needs to include at least the nozzle A-4 in the unit, and the size and structure of the chamber A-9 can be appropriately set according to the sterilization target.
- An oxidizing gas is supplied from the oxidizing gas supply unit A-8 into the chamber A-9, but the amount of the oxidizing gas is preferably 0.1 ppmv or more, more preferably from the viewpoint of improving the sterilizing effect. Is 1.5 ppmv or more.
- the upper limit is not particularly set, but is preferably 2 ppmv or less from the viewpoint of safety. It is difficult to sterilize an object to be sterilized with the amount of oxidizing gas present in the chamber. However, in the present invention, significant sterilization is achieved by irradiating active oxygen even in the presence of that amount of oxidizing gas. An effect is produced.
- the temperature in the chamber is not particularly set, and is 2 to 40 ° C., for example.
- the sterilizer used in the aspect A may further include other units in addition to the unit.
- other units include an irradiation table on which an object to be sterilized is placed, a shielding wall that prevents the diffusion of active oxygen, and the like.
- the irradiation table is not particularly limited as long as the object to be sterilized can be placed, but it is preferable that the object can be placed at room temperature (40 ° C.) or less from the viewpoint of not decomposing hydroxy radicals at high temperatures.
- the sterilization apparatus used in the aspect A is not particularly limited as long as it has the specifications and configuration described above.
- the active oxygen irradiation unit that irradiates active oxygen and the active oxygen from the active oxygen irradiation unit are oxidized.
- a sterilization apparatus including an oxidizing gas supply unit that supplies an oxidizing gas so as to irradiate an object to be sterilized in the presence of the oxidizing gas is preferable.
- active oxygen is irradiated from the sterilization apparatus of the present invention. Since active oxygen is irradiated in the presence of an oxidizing gas, the amount of hydroxy radicals generated is increased, and thus has excellent bactericidal activity. Further, since active oxygen is a fluid, even a three-dimensional structure can be sterilized, and an excellent effect is obtained that no residue remains on the edges and corners.
- the relative humidity is the ratio of the actual water vapor pressure to the saturated water vapor pressure at a certain air temperature, and is indicated by “% (percent)”.
- the active oxygen in the embodiment B can be generated using plasma generated by a known method.
- an example using a sterilizer having the following configuration will be described with reference to FIG. 2 as an example of using plasma generated using an alternating current.
- the sterilization apparatus described in FIG. 2 is only one aspect of the aspect B and does not limit the present invention.
- the sterilizer used in the mode B includes an alternating current supply unit B-1, a boosting unit B-2, a gas supply unit B-3, a nozzle B-4, and a nozzle cooling unit B-5.
- Each unit includes a water vapor supply unit B-6 to the nozzle, a water supply unit B-7 to the water vapor supply unit, and an irradiation stand B-8.
- the alternating current supply unit B-1 is a plasma discharge charge generation source.
- the supplied alternating current is not particularly limited, and examples thereof include those having a frequency of about 10 to 15 kHz and a voltage of about 200 to 500 V, and can be appropriately set according to a known technique. Further, the amperage of the alternating current is not particularly limited and can be appropriately adjusted according to the specifications of the supply device. For example, an alternating current of 11 A is used. In the aspect B, it is possible to use a direct current instead of the alternating current, but the alternating current is more preferable from the viewpoint of adjusting the voltage.
- the boosting unit B-2 is connected to the alternating current supply unit B-1, and boosts the alternating current voltage supplied from the unit B-1. Any device capable of boosting can be used without any particular problem. Further, it may be integrated with the unit B-1.
- the voltage after boosting is not particularly limited and is, for example, about 10 to 30 kV.
- the gas supply unit B-3 is a device that supplies various gases to the nozzle B-4 and the water vapor supply unit B-6, and a known gas supply device can be used.
- a carrier gas for generating plasma is supplied to the nozzle B-4.
- the carrier gas air, oxygen, nitrogen, argon, helium, and a mixture thereof can be used, and it is preferable to use two kinds of air and oxygen.
- the supply amount of the carrier gas is not set unconditionally depending on the size, shape, etc. of the nozzle B-4. For example, the aspect which supplies air at 6 L / min and oxygen at 3 L / min is illustrated.
- air for mixing with water vapor necessary for generating active oxygen from plasma is supplied to the water vapor supply unit B-6.
- the amount of air supplied to the water vapor supply unit B-6 is the same as the amount of water-containing gas supplied to the nozzle B-4.
- a mode of supplying at 3 L / min is exemplified.
- the air means that the relative humidity is about 0 to 10% by volume at 20 ° C.
- the nozzle B-4 is a device that generates plasma and irradiates active oxygen, and is also referred to as an active oxygen irradiation unit.
- the device is provided with an internal electrode and an external electrode, and an electric field can be generated by applying a boosted voltage from the boosting unit B-2 between both electrodes. Further, a coil may be connected to the internal electrode, and a larger electric field can be formed. The shape, size, etc. of the coil can be adjusted according to the common general technical knowledge of those skilled in the art.
- the apparatus is provided with a gas supply port and an active oxygen irradiation port, and the gas supply port exists at an end opposite to the end where the active oxygen irradiation port exists.
- a pipe from the gas supply unit B-3 is connected to the gas supply port, and plasma is generated when the carrier gas passes through the electric field generated as described above. Since the plasma generated in this way is also a fluid, it may be described as a plasma jet.
- the active oxygen irradiation port has a tubular structure or a conical structure that tapers toward the outlet, and supplies water-containing gas from the water vapor supply unit B-6 to any part up to the outlet. The active oxygen is generated by reacting with the generated plasma and irradiated from the outlet of the active oxygen irradiation port.
- a gas supply port is arranged at the upper end of the cylindrical structure, and the diameter is smaller than the diameter of the apparatus at the lower end.
- a structure in which an active oxygen irradiation port having a tubular structure having the structure is arranged is illustrated.
- the cylindrical structure may form a layered structure.
- the tube is not particularly limited as long as it is a current-carrying material, and those known in the technical field can be used.
- the insulating material is not particularly limited, and those known in the technical field can be used.
- the nozzle cooling unit B-5 is a device that supplies cooling water to the nozzle B-4, and a known cooling water supply device can be used. Since the nozzle B-4 generates heat when a high voltage is applied, it is preferably cooled.
- the cooling water preferably has a temperature of about 5 ° C., for example, and may be circulated between the nozzle B-4 and the cooling unit B-5. The flow rate of the cooling water can be appropriately adjusted so that the surface temperature of the nozzle B-4 is 25 ° C. or lower. The surface temperature of nozzle B-4 can be measured using a contact thermometer.
- the water vapor supply unit B-6 to the nozzle is a device for supplying water-containing gas to the nozzle B-4, and is connected to the active oxygen irradiation port of the nozzle B-4 as described above.
- water supplied from the water supply unit B-7 is heated by a built-in heating wire to generate water vapor, and then the air supplied from the gas supply unit B-3
- the mixture is supplied to nozzle B-4 as a water-containing gas.
- the water supply unit B-7 may be integrated with the water vapor supply unit B-6.
- the heating temperature of the heating wire can be appropriately adjusted according to the amount of water supplied, and for example, 300 ° C. is exemplified.
- the amount of water supplied from the water supply unit B-7 can be adjusted according to the amount of water vapor necessary for the production of active oxygen. From the viewpoint of containing more water than the amount, 0.5 mL / min or more is preferable, and 1.0 mL / min or more is more preferable. Moreover, although an upper limit is not set in particular, 6 mL / min or less is preferable and 5 mL / min or less is more preferable.
- the water vapor thus obtained is mixed with the air supplied from the gas supply unit B-3 at a volume ratio (water vapor / air) of about 0.2 to 2.5 and supplied to the active oxygen irradiation port of the nozzle B-4. To do.
- the mixing volume ratio of water vapor and air can be changed, for example, by changing the amount of water supply described above, and the amount of water vapor included in the water-containing gas can be increased by increasing the water supply amount.
- Examples of the mixed volume ratio of the plasma jet generated in the nozzle B-4 and the water-containing gas supplied from the water vapor supply unit B-6 [plasma jet / water-containing gas] are 0.8 to 2.6.
- the irradiation table B-8 on which the object to be sterilized is not particularly limited as long as the object to be sterilized can be mounted, but the object is mounted at room temperature (40 ° C.) or less from the viewpoint of not decomposing hydroxy radicals at a high temperature. Preferably it can be done.
- the sterilizer used in the aspect B may further include another unit in addition to the above unit.
- the other unit include a shielding wall that prevents the diffusion of active oxygen.
- the control method is not particularly limited as long as the relative humidity of the atmosphere irradiated with active oxygen is 50% or more, preferably 60% or more, and 100% or less, preferably 90% or less.
- the relative humidity in the working chamber including at least the nozzle B-4 and the irradiation table B-8 in the unit can be controlled using an air conditioner such as an air conditioner.
- the temperature in the working chamber is not particularly set, and is 2 to 40 ° C., for example.
- the active oxygen is irradiated under a specific relative humidity condition, so that the hydroxy radical is more retained, and thus it is possible to exhibit excellent bactericidal activity.
- active oxygen is a fluid, even a three-dimensional structure can be sterilized, and an excellent effect that no residue remains on the edges and corners is achieved.
- the lower limit is the absolute humidity should be at 14.1 g / m 3 or more, but preferably at 14.6 g / m 3 or more and the upper limit is 25.0 g / m 3 or less
- the sterilizer used in aspect B is preferably used. it can.
- the configuration, specifications, usage method, usage conditions, and the like of the apparatus can be appropriately set with reference to the aspect B.
- the control of the absolute humidity can be performed in the same manner as the control of the relative humidity in the mode B.
- the sterilization method of above-described aspect A, aspect B, and aspect C can be performed, there will be no limitation in particular, These can be performed individually or in combination of 2 or more types. Specific examples of the combination include, for example, in the case of Aspect A and Aspect B, a method of performing sterilization under the condition that both the presence of an oxidizing gas and a relative humidity of 50 to 100% are satisfied. Further, in the case of the embodiment A and the embodiment C, there is a method in which sterilization is performed under the condition that both the presence of an oxidizing gas and the absolute humidity of 14.1 to 25.0 g / m 3 are satisfied.
- the active oxygen irradiated in the present invention is warm due to the discharge in the nozzle or the water-containing gas from the water vapor supply unit, and the temperature is about 50 to 80 ° C. Thereby, it is thought that the thermal load of the irradiated target object is small.
- the temperature of active oxygen is the temperature which measured the temperature of the active oxygen in the exit of an active oxygen irradiation port using the thermocouple thermometer.
- the temperature difference between the active oxygen and the surface of the sterilization target is preferably 10 ° C. or more, and more preferably 25 to 40 ° C., from the viewpoint of increasing radical reactivity.
- the temperature of the surface of the sterilization object is a temperature obtained by measuring the sterilization object with a contact thermometer.
- the irradiation speed can be adjusted depending on the gas supply amount and the shape of the active oxygen irradiation port, for example, 50000 mm / sec. Irradiation time is not set unconditionally depending on the object, and is exemplified by 0.05 to 1 second, for example.
- the distance between the active oxygen irradiation port and the surface of the sterilization target is preferably 5 to 50 mm, for example.
- the sterilization method of the present invention is used for irradiating an object requiring sterilization with active oxygen.
- the object include a container for food and drink, a cap for sealing the mouth of the container, a medical instrument, food and drink such as vegetables and meat, and the like.
- the present invention also provides a sterilizer that irradiates active oxygen.
- a sterilizer that irradiates active oxygen.
- the apparatus used suitably for the sterilization method of this invention is mentioned.
- the active oxygen irradiation unit that irradiates active oxygen and the active oxygen from the active oxygen irradiation unit are irradiated to the sterilization target in the presence of an oxidizing gas.
- an oxidizing gas examples thereof include a sterilizer including an oxidizing gas supply unit for supplying an oxidizing gas.
- the generation conditions, specifications, and installation method of active oxygen and oxidizing gas are in accordance with the section of the sterilization method of aspect A.
- the sterilization method of aspect B includes an active oxygen irradiation unit that irradiates active oxygen, and a humidity so that the active oxygen from the active oxygen irradiation unit is irradiated to an object to be sterilized in an environment having a relative humidity of 50 to 100%. And a sterilizing apparatus including a unit for adjusting the amount.
- the generation conditions and specifications of active oxygen, the adjustment method of humidity, and the installation method are in accordance with the section of the sterilization method of aspect B.
- the active oxygen irradiation unit for irradiating active oxygen, and the active oxygen from the active oxygen irradiation unit have an absolute humidity of 14.1 to 25.0 g / m 3 , preferably 14.1 to
- the temperature and humidity are adjusted so that the object to be sterilized is irradiated in an environment of 20.0 g / m 3 , more preferably 14.6 to 20.0 g / m 3 , and still more preferably 14.6 to 18.0 g / m 3.
- a sterilizer comprising a unit is mentioned.
- the generation conditions and specifications of active oxygen, the adjustment method of temperature and humidity, and the installation method are based on the section of the sterilization method of aspect C.
- the sterilization apparatus of the present invention is used for irradiating an object requiring sterilization with active oxygen.
- the object include a container for food and drink, a cap for sealing the mouth of the container, a medical instrument, food and drink such as vegetables and meat, and the like.
- Test Example A-1 The effect of oxidizing gas on sterilization was investigated.
- irradiation of active oxygen was performed for 0.2 seconds per piece from a distance of 30 mm above the resin cap to which active oxygen was attached, and the irradiated cap was collected in a sterile petri dish.
- the use conditions of the sterilizer were as follows. When oxidizing gas was supplied from oxidizing gas supply unit A-8, a container containing 200 mL of peracetic acid was heated and stirred until peracetic acid was boiled, and the resulting vapor was separately installed in chamber A-9. The tube was introduced into a beaker through a tube and dropped into the beaker to fill the chamber A-9 with an oxidizing gas, and then irradiated with active oxygen.
- the sample which does not irradiate active oxygen left it for 0.2 second in the sterilizer which filled the resin cap with bacteria filled with oxidizing gas.
- the cap surface temperature (irradiation table surface temperature) was 25 ° C.
- the chamber temperature was 28 ° C.
- the concentration of the oxidizing gas in the chamber was calculated on the assumption that the amount of the gas liquid before use minus the residual gas liquid after dropping into the beaker was filled in the chamber.
- AC current supply unit A-1 frequency 14 kHz, voltage 300 V, current 11
- Boost unit A-2 Voltage after boost 20kV
- Gas supply unit A-3 Air supply amount 6 L / min, oxygen supply amount 3 L / min (above, to nozzle A-4), air supply amount 3 L / min (to water vapor supply unit A-6)
- Nozzle A-4 active oxygen irradiation temperature 51 ° C., irradiation speed 50000 mm / sec
- Cooling unit A-5 Cooling water 5 ° C
- Water supply unit A-7 Water supply amount 1.2 mL / min Chamber A-9: Oxidizing gas concentration is shown in Table 1.
- ⁇ Measurement of bactericidal activity value> Remove the resin cap that has been irradiated with active oxygen or the resin cap that has been left in the sterilizer that is not irradiated with active oxygen and is filled with oxidizing gas from the sterile petri dish, and inject 5 mL of TSA liquid medium (BD Falcon). The cells were cultured at 35 ° C. suitable for microbial growth for 3 days. After culturing, the number of caps in which the medium became cloudy due to microbial growth was counted as positive, and the bactericidal activity value LRV (Log Reduction Value) was calculated by the most probable number method (MPN method). The results are shown in Table 1.
- the “D” value indicating bactericidal activity represents the number of bacteria per cap as a common logarithm (LOG value), and the number of bacteria after treatment (LOG value) from the number of bacteria before treatment (LOG value). It is a value obtained by subtraction. The larger the number, the higher the bactericidal activity. If it is 4.5D or more, it indicates that there is no problem as a sterilization treatment for food containers.
- Test Example B-1 The effect of relative humidity on sterilization was investigated.
- AC current supply unit B-1 frequency 14 kHz, voltage 300 V, current 11
- Boost unit B-2 Voltage after boost 20kV
- Gas supply unit B-3 Air supply amount 6 L / min, oxygen supply amount 3 L / min (above, to nozzle B-4), air supply amount 3 L / min (to water vapor supply unit B-6)
- Nozzle B-4 active oxygen irradiation temperature 51 ° C., irradiation speed 50000 mm / sec
- Cooling unit B-5 Cooling water 5 ° C
- Water supply unit B-7 Water supply amount 1.2 mL / min
- ⁇ Measurement of bactericidal activity value> The resin cap was taken out from the sterile petri dish, 5 mL of TSA liquid medium (manufactured by BD Falcon) was injected, and cultured at 35 ° C. suitable for microbial growth for 3 days. After culturing, the number of caps in which the medium became cloudy due to microbial growth was counted as positive, and the bactericidal activity value LRV (Log Reduction Value) was calculated by the most probable number method (MPN method). The results are shown in Table 2.
- the “D” value indicating bactericidal activity represents the number of bacteria per cap as a common logarithm (LOG value), and the number of bacteria after treatment (LOG value) from the number of bacteria before treatment (LOG value). It is a value obtained by subtraction. The larger the number, the higher the bactericidal activity. If it is 4.5D or more, it indicates that there is no problem as a sterilization treatment for food containers.
- Table 2 suggests that the higher the relative humidity, the better the bactericidal effect can be obtained from the comparison between Comparative Example B-1 and Example B-1.
- Test Example C-1 The effect of absolute humidity on sterilization was investigated.
- AC current supply unit B-1 frequency 14 kHz, voltage 300 V, current 11
- Boost unit B-2 Voltage after boost 20kV
- Gas supply unit B-3 Air supply amount 6 L / min, oxygen supply amount 3 L / min (above, to nozzle B-4), air supply amount 3 L / min (to water vapor supply unit B-6)
- Nozzle B-4 active oxygen irradiation temperature 51 ° C., irradiation speed 50000 mm / sec
- Cooling unit B-5 Cooling water 5 ° C
- Water supply unit B-7 Water supply amount 0.2 mL / min
- ⁇ Measurement of bactericidal activity value> The resin cap was taken out from the sterile petri dish, 5 mL of TSA liquid medium (manufactured by BD Falcon) was injected, and cultured at 35 ° C. suitable for microbial growth for 3 days. After culturing, the number of caps in which the medium became cloudy due to microbial growth was counted as positive, and the bactericidal activity value LRV (Log Reduction Value) was calculated by the most probable number method (MPN method). The results are shown in Table 2.
- the “D” value indicating bactericidal activity represents the number of bacteria per cap as a common logarithm (LOG value), and the number of bacteria after treatment (LOG value) from the number of bacteria before treatment (LOG value). It is a value obtained by subtraction. The larger the number, the higher the bactericidal activity. If it is 4.5D or more, it indicates that there is no problem as a sterilization treatment for food containers.
- Table 3 suggests that a particularly excellent bactericidal effect can be obtained when the absolute humidity satisfies the condition of 14.1 to 25.0 g / m 3 .
- the sterilization method of the present invention exhibits excellent sterilization activity, and is suitably used for sterilization of food and beverage products such as containers for foods and beverages, caps that seal the mouths of containers, medical instruments, vegetables and meat, etc. It is done.
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
Abstract
(A)酸化性ガスの存在下、(B)相対湿度50~100%の環境下、及び(C)絶対湿度14.0~25.0g/m3の環境下、から選ばれる1種又は2種以上を充足する条件下で、活性酸素、好ましくはプラズマを用いて発生させた活性酸素を、殺菌対象物に照射して殺菌することを特徴とする、殺菌方法。本発明の殺菌方法は、優れた殺菌活性を示すものであり、例えば、飲食品の容器、容器の口部を封鎖するキャップ、医療器具、野菜や肉などの飲食品等の殺菌に好適に用いられる。
Description
本発明は、殺菌方法に関する。より詳しくは、活性酸素を照射して殺菌処理を行う殺菌方法、及び、該殺菌方法を行う殺菌装置に関する。
食品又は飲料(飲食品)等の容器は、その内外面の殺菌が求められる。従来、殺菌剤を用いて殺菌する方法が汎用されており、殺菌剤を含有するミストを噴霧して気化させたり、エアに殺菌剤を混合したものを吹き付ける等の方法が知られている。また、殺菌剤としては、過酸化水素、過酢酸等の過酢酸系の殺菌剤や、次亜塩素酸水等の次塩素酸系の殺菌剤が知られている。
しかしながら、殺菌剤は使用後の処理が必要であるが、殺菌能力を高めるために高濃度の殺菌剤を使用すると、その処理にコストがかかったり、殺菌剤の残留量が高くなって食品衛生上問題があることから、更なる、殺菌方法が検討されている。
例えば、特許文献1は、過酸化水素等の殺菌剤のミストをボトルに向かって吹き付けると、このミストが装置の各種機器に付着し、これらを腐食させたり傷付けたりすることから、飲料用のボトルを過酸化水素のミストで殺菌後、無菌エアでエアリンスすることで、残留過酸化水素を低減しながらも滅菌効果に優れる殺菌方法を報告している。
特許文献2では、殺菌に用いる殺菌剤よりも高い温度に加熱された加熱媒体をチャンバー内に散布してチャンバー内を予熱する工程と、予熱されたチャンバー内に殺菌剤を散布してチャンバー内の殺菌を行う工程と、チャンバー内に無菌水を散布して殺菌剤を洗い流す工程と、を備える殺菌方法を開示している。このように、殺菌剤の散布に先立ってチャンバー内を予熱することで、殺菌剤を散布したときには殺菌剤の温度低下を抑えることができ、高い殺菌能力を発揮する温度範囲内で殺菌剤散布を行えると記載されている。
一方で、特許文献3には、流体中に放電を用いてプラズマ噴流を発生させ、対象物の表面に該プラズマ噴流を接触させることで、プラズマ噴流から表面へのエネルギー伝達によって殺菌(消毒)を行う方法が開示されている。ここでのプラズマ噴流は、酸素を含む作動ガス、好ましくは空気内での空中放電によって発生させている。この方法は、流体による殺菌であるため、従来の殺菌剤と異なり、滑らかな表面だけでなく、届きにくい三次元的な構造も消毒することができ、その際エッジや角に残渣が残らないという効果を奏するものである。
しかしながら、殺菌剤を用いる場合にはその耐性菌が認められるようになっており、殺菌能力の更なる向上が望まれているが、それに伴って殺菌剤の残留が依然として問題になっている。
また、特許文献3の殺菌方法においても、その効果を高めるためには、液状の消毒物質をプラズマ噴流発生元の作動ガス内に混合する方法が開示されているに過ぎず(特許文献3の[0025]参照)、プラズマ噴流そのものに影響する条件については不明であり、殺菌剤の残留がネックになるなど更なる技術が求められている。
本発明の課題は、殺菌効果に優れる殺菌方法、及び、該殺菌方法を行う殺菌装置を提供することにある。
本発明は、下記〔1〕~〔3〕に関する。
〔1〕 下記(A)及び/又は(B)を充足する条件下で、活性酸素を殺菌対象物に照射して殺菌することを特徴とする、殺菌方法。
(A)酸化性ガスの存在下
(B)相対湿度50~100%の環境下
〔2〕 下記(C)を充足する条件下で、活性酸素を殺菌対象物に照射して殺菌することを特徴とする、殺菌方法。
(C)絶対湿度14.1~25.0g/m3の環境下
〔3〕 活性酸素を照射する活性酸素照射ユニットと、該活性酸素照射ユニットからの活性酸素が酸化性ガスの存在下で殺菌対象物に照射されるよう酸化性ガスを供給する酸化性ガス供給ユニットを含んでなる殺菌装置。
〔1〕 下記(A)及び/又は(B)を充足する条件下で、活性酸素を殺菌対象物に照射して殺菌することを特徴とする、殺菌方法。
(A)酸化性ガスの存在下
(B)相対湿度50~100%の環境下
〔2〕 下記(C)を充足する条件下で、活性酸素を殺菌対象物に照射して殺菌することを特徴とする、殺菌方法。
(C)絶対湿度14.1~25.0g/m3の環境下
〔3〕 活性酸素を照射する活性酸素照射ユニットと、該活性酸素照射ユニットからの活性酸素が酸化性ガスの存在下で殺菌対象物に照射されるよう酸化性ガスを供給する酸化性ガス供給ユニットを含んでなる殺菌装置。
本発明の殺菌方法は殺菌効果に優れるという優れた効果を奏する。また、流体による殺菌のため、従来の殺菌に用いられた薬剤等の残留がないことから、工程の簡略化につながり、生産性を格段に向上することができる。
一般に、スーパーオキシドラジカル(・O2
-)、過酸化水素(H2O2)、ヒドロキシラジカル(HO・)等の活性酸素種(Reactive Oxygen Species、ROS)は、その強い酸化作用により優れた殺菌作用を奏するが、これらは空気中においては主に酸素分子や水分から生成され、そのまま殺菌対象物表面に接触して殺菌作用が発揮される。具体的には、例えば、ヒドロキシラジカルは、水分子にプラズマ電子が反応することにより得られる。かかる活性酸素を用いて、本発明では、(A)酸化性ガスの存在下、及び/又は、(B)相対湿度50~100%の環境下、を充足する条件下で照射することに特徴を有する。以降、(A)を充足する条件下での殺菌方法を態様A、(B)を充足する条件下での殺菌方法を態様Bとして説明する。なお、本発明において、「殺菌」とは、微生物の生体を破壊又は殺菌対象表面から除去することを意味し、例えば、消毒、滅菌、又は除菌することを含むものである。
〔態様A〕
態様Aの殺菌方法が、空気中で照射した場合に比べて殺菌作用が顕著に増大するメカニズムとしては、詳細は不明であるが、活性酸素が殺菌対象物表面へ移動中に酸化性ガスと接触して反応することにより、酸化性ガスが酸化力の強いヒドロキシラジカルに分解されて、該ヒドロキシラジカルが連鎖的に生成されることになり、それにより殺菌対象物表面に到着する活性酸素量が増加するためと推定される。ただし、これらの推測は、本発明を限定するものではない。
態様Aの殺菌方法が、空気中で照射した場合に比べて殺菌作用が顕著に増大するメカニズムとしては、詳細は不明であるが、活性酸素が殺菌対象物表面へ移動中に酸化性ガスと接触して反応することにより、酸化性ガスが酸化力の強いヒドロキシラジカルに分解されて、該ヒドロキシラジカルが連鎖的に生成されることになり、それにより殺菌対象物表面に到着する活性酸素量が増加するためと推定される。ただし、これらの推測は、本発明を限定するものではない。
以下に、態様Aで用いられる殺菌装置を図1に基づいて詳細に説明する。態様Aにおいて活性酸素は特に限定はないが、例えば、交流電流を用いてプラズマを発生させ、得られたプラズマを用いて発生させるものについて説明する。なお、図1に記載の殺菌装置は、態様Aの一態様に過ぎず本発明を限定するものではない。
図1に示すように、態様Aで用いられる殺菌装置は、交流電流の供給ユニットA-1、昇圧ユニットA-2、ガス供給ユニットA-3、ノズルA-4、ノズルの冷却ユニットA-5、ノズルへの水蒸気供給ユニットA-6、水蒸気供給ユニットへの水供給ユニットA-7、酸化性ガス供給ユニットA-8の各ユニットとチャンバーA-9を備えて構成される。
交流電流の供給ユニットA-1は、プラズマ放電の荷電発生源である。供給される交流電流としては、特に制限はなく、例えば、周波数が10~15kHz、電圧が200~500V程度のものが例示され、公知技術に従って適宜設定することができる。また、交流電流のアンペア数も特に制限はなく、供給装置の仕様によって適宜調整することができ、例えば、11Aの交流電流が用いられる。態様Aにおいては、交流電流の代わりに直流電流を用いることも可能であるが、電圧を調節する観点から、交流電流の方が好ましい。
昇圧ユニットA-2は、交流電流の供給ユニットA-1と接続しており、ユニットA-1から供給された交流電流の電圧を昇圧する装置である。昇圧可能な装置であれば特に問題なく使用できる。また、ユニットA-1と一体化したものであってもよい。昇圧後の電圧としては、特に制限はなく、例えば、10~30kV程度である。
ガス供給ユニットA-3は、ノズルA-4及び水蒸気供給ユニットA-6のそれぞれへ各種ガスを供給する装置であり、公知のガス供給装置を用いることができる。
具体的には、ノズルA-4へは、プラズマ発生のためのキャリアガスを供給する。キャリアガスとしては、空気、酸素、窒素、アルゴン、ヘリウム、及びこれらの混合物を用いることができ、なかでも、空気と酸素の2種類を用いることが好ましい。キャリアガスの供給量は、ノズルA-4の大きさ、形状等によって一概には設定されない。例えば、空気を6L/minで、酸素を3L/minで供給する態様が例示される。
また、水蒸気供給ユニットA-6へは、プラズマから活性酸素を生成する際に必要な水蒸気と混合するための空気を供給する。水蒸気に空気を混合して含水気体として用いることで、プラズマと水蒸気との混合が促進され、効率よく水蒸気からヒドロキシラジカルを生成することができる。水蒸気供給ユニットA-6への空気供給量はノズルA-4への含水気体供給量と同じであり、例えば、3L/minで供給する態様が例示される。なお、ここでの空気とは、相対湿度が20℃において0~10体積%程度のもののことを言う。
ノズルA-4は、プラズマを発生して活性酸素を照射する装置であり、活性酸素照射ユニットともいう。装置には、内部電極及び外部電極が設けられており、両電極間に昇圧ユニットA-2からの昇圧された電圧をかけることで電界を発生させることが可能になる。また、内部電極にはコイルが接続されていてもよく、より大きな電界を形成することが可能となる。コイルの形状や大きさ等は当業者の技術常識に従って調整することができる。
また、装置には、ガス供給口及び活性酸素照射口が設けられており、ガス供給口は活性酸素照射口が存在する端部とは反対側の端部に存在する。そして、ガス供給口にはガス供給ユニットA-3からの配管が接続されており、前記のようにして発生させた電界内をキャリアガスが通り抜けることで、プラズマが生成される。このようにして生成されたプラズマは、流体でもあることからプラズマ噴流と記載することもある。一方、活性酸素照射口は、管状構造又は出口に向かって先細になる円錐構造を有するものであって、出口に至るまでの何れかの部分に水蒸気供給ユニットA-6から含水気体を供給するための配管が接続されており、前記生成されたプラズマと反応して活性酸素が生成され、活性酸素照射口の出口から照射されることになる。
ノズルA-4は、前記パーツを有するのであればその形状や大きさは特に限定されず、例えば、筒状構造の上端部にガス供給口が配置され、下端部に当該装置の径より小さい径を有する管状構造の活性酸素照射口が配置された構造が例示される。当該筒状構造は層状構造を形成していてもよく、例えば、キャリアガスが通り抜ける管の周囲に、コイルが形成され、必要により、該コイルの周囲に絶縁材料の層が更に形成される構造が例示される。管は通電素材であれば特に限定はなく、当該技術分野において公知のものを用いることができる。また、絶縁材料も特に限定はなく、当該技術分野において公知のものを用いることができる。
ノズルの冷却ユニットA-5は、ノズルA-4に冷却水を供給する装置であり、公知の冷却水供給装置を用いることができる。ノズルA-4は高電圧がかかることによって発熱するため、冷却することが好ましい。冷却水は、温度が例えば5℃程度のものを用いることが好ましく、ノズルA-4と冷却ユニットA-5の間を循環させてもよい。冷却水の流量は、ノズルA-4の表面温度が25℃以下となるように適宜調整することができる。なお、ノズルA-4の表面温度は接触式温度計を用いて測定することができる。
ノズルへの水蒸気供給ユニットA-6は、ノズルA-4に含水気体を供給する装置であり、前記したようにノズルA-4の活性酸素照射口に接続されている。含水気体を供給するにあたっては、先ず、水供給ユニットA-7から供給された水を内蔵された電熱線により加熱して水蒸気を生成し、その後、ガス供給ユニットA-3から供給された空気と混合したものを、含水気体としてノズルA-4に供給している。ここで、水供給ユニットA-7は水蒸気供給ユニットA-6と一体化したものであってもよい。電熱線の加熱温度は供給される水の量によって適宜調整することができ、例えば、300℃が例示される。また、水供給ユニットA-7から供給される水の量は、活性酸素の生成に必要な水蒸気量に応じて調節することが可能であるが、態様Aにおいては、活性酸素含有気体に飽和水蒸気量以上の水分を含有させる観点から、0.5mL/min以上が好ましく、1.0mL/min以上がより好ましい。また、上限は特に設定されないが、6mL/min以下が好ましく、5mL/min以下がより好ましい。かくして得られた水蒸気をガス供給ユニットA-3から供給された空気と体積比(水蒸気/空気)で0.2~2.5程度で混合して、ノズルA-4の活性酸素照射口に供給する。水蒸気と空気の混合体積比は、例えば、上記した水の供給量を変動させることで変更することが可能であり、水供給量を増加すると含水気体に含ませる水蒸気量を増加させることが可能となる。ノズルA-4において生成されるプラズマ噴流と水蒸気供給ユニットA-6から供給される含水気体の混合体積比〔プラズマ噴流/含水気体〕としては、0.8~2.6が例示される。
酸化性ガス供給ユニットA-8は、酸化性ガスを供給する装置であるが、ノズルA-4からの活性酸素が酸化性ガス存在下で照射されるよう配置されていれば特段の限定はない。例えば、遮蔽空間を設けて、その中に少なくともノズルA-4を存在させ、該空間内に酸化性ガスを供給することが出来れば、ノズルA-4から活性酸素を酸化性ガスの存在下で照射することが可能となることから、酸化性ガス供給ユニットA-8とノズルA-4が同じ空間内に存在してもしなくてもよい。また、構造的には、酸化性ガスを供給できるのであれば、公知のガス供給装置を用いることができる。本発明で用いられる酸化性ガスとしては、特に限定はないが、殺菌効果の観点から、過酸化水素及び過酢酸から選ばれるものが好ましく、ガス同士が反応しないのであれば他の公知のガスと組み合わせて用いてもよい。また、酸化性ガスの成分を含有する液状物を公知技術に従って気化したものを供給してもよい。酸化性ガスは、活性酸素が照射される際にチャンバー内に存在すれば、一定供給される必要はなく、事前に供給しておいても間欠供給してもよい。酸化性ガス供給ユニットA-8からの供給量は適宜設定することができる。
チャンバーA-9は、前記遮蔽空間を形成するものとして備えられている。チャンバーA-9は、前記ユニットのうち少なくともノズルA-4を内部に含む態様であればよく、その大きさ及び構造は殺菌対象物によって適宜設定することができる。チャンバーA-9内には酸化性ガス供給ユニットA-8から酸化性ガスが供給されるが、酸化性ガスの存在量は、殺菌効果を向上させる観点から、好ましくは0.1ppmv以上、より好ましくは1.5ppmv以上である。上限は特に設定されないが、安全性の観点から、好ましくは2ppmv以下である。チャンバー内に存在する酸化性ガス量では、殺菌対象物の殺菌は困難であるが、本願発明では、その程度の酸化性ガス量の存在下であっても活性酸素を照射することにより顕著な殺菌効果が奏されるものである。なお、チャンバー内の温度は特に設定されず、例えば、2~40℃である。
なお、態様Aで用いられる殺菌装置は前記ユニット以外に、他のユニットを更に有するものであってもよい。他のユニットとしては、殺菌対象物を載置する照射台、活性酸素の拡散を防止する遮蔽壁等が例示される。照射台は、殺菌対象物を載置できれば特に限定はないが、ヒドロキシラジカルを高温により分解しない観点から、当該対象物を常温(40℃)以下に載置できることが好ましい。
態様Aで用いられる殺菌装置としては、前記した仕様、構成を有するものであれば特に限定はなく、例えば、活性酸素を照射する活性酸素照射ユニットと、該活性酸素照射ユニットからの活性酸素が酸化性ガスの存在下で殺菌対象物に照射されるよう酸化性ガスを供給する酸化性ガス供給ユニットを含んでなる殺菌装置が好適例として挙げられる。
かくして、本発明の殺菌装置から活性酸素が照射される。活性酸素は、酸化性ガスの存在下で照射されることから、ヒドロキシラジカルの生成量も多くなり、ひいては優れた殺菌活性を有するものである。また、活性酸素が流体であることから、三次元的な構造のものでも殺菌することが可能であり、エッジや角に残渣が残らないという優れた効果を奏するものである。
〔態様B〕
態様Bの殺菌方法が、空気中で照射した場合に比べて殺菌作用が顕著に増大するメカニズムとしては、詳細は不明であるが、活性酸素を相対湿度が50%以上、好ましくは60%以上であり、100%以下、好ましくは90%以下の雰囲気下で照射すると、環境中に含まれる水蒸気がそのまま殺菌対象物と接触し、その際に温度が低下して当該対象物表面において結露を発生することになる。この結露にはヒドロキシラジカル等の活性酸素が含まれることになり、本発明者らは、結露を維持することが重要であると考えて検討を行った結果、前記特定の相対湿度下で活性酸素を照射することで、結露量が多くなって活性酸素の保持が増え、ひいては殺菌作用が顕著に増大すると推定される。ただし、これらの推測は、本発明を限定するものではない。なお、本発明における、相対湿度とは、ある気温における飽和水蒸気圧に対する実際の空気の水蒸気圧の比のことであり、「%(パーセント)」で示される。
態様Bの殺菌方法が、空気中で照射した場合に比べて殺菌作用が顕著に増大するメカニズムとしては、詳細は不明であるが、活性酸素を相対湿度が50%以上、好ましくは60%以上であり、100%以下、好ましくは90%以下の雰囲気下で照射すると、環境中に含まれる水蒸気がそのまま殺菌対象物と接触し、その際に温度が低下して当該対象物表面において結露を発生することになる。この結露にはヒドロキシラジカル等の活性酸素が含まれることになり、本発明者らは、結露を維持することが重要であると考えて検討を行った結果、前記特定の相対湿度下で活性酸素を照射することで、結露量が多くなって活性酸素の保持が増え、ひいては殺菌作用が顕著に増大すると推定される。ただし、これらの推測は、本発明を限定するものではない。なお、本発明における、相対湿度とは、ある気温における飽和水蒸気圧に対する実際の空気の水蒸気圧の比のことであり、「%(パーセント)」で示される。
態様Bにおける活性酸素は、公知の方法により発生させたプラズマを用いて発生させることができる。例えば、態様Bにおいては、交流電流を用いて発生させたプラズマを用いる例として、以下の構成を有する殺菌装置を用いた例を図2に基づいて説明する。なお、図2に記載の殺菌装置は、態様Bの一態様に過ぎず本発明を限定するものではない。
図2に示すように、態様Bで用いられる殺菌装置は、交流電流の供給ユニットB-1、昇圧ユニットB-2、ガス供給ユニットB-3、ノズルB-4、ノズルの冷却ユニットB-5、ノズルへの水蒸気供給ユニットB-6、水蒸気供給ユニットへの水供給ユニットB-7、照射台B-8の各ユニットを備えて構成される。
交流電流の供給ユニットB-1は、プラズマ放電の荷電発生源である。供給される交流電流としては、特に制限はなく、例えば、周波数が10~15kHz、電圧が200~500V程度のものが例示され、公知技術に従って適宜設定することができる。また、交流電流のアンペア数も特に制限はなく、供給装置の仕様によって適宜調整することができ、例えば、11Aの交流電流が用いられる。態様Bにおいては、交流電流の代わりに直流電流を用いることも可能であるが、電圧を調節する観点から、交流電流の方が好ましい。
昇圧ユニットB-2は、交流電流の供給ユニットB-1と接続しており、ユニットB-1から供給された交流電流の電圧を昇圧する装置である。昇圧可能な装置であれば特に問題なく使用できる。また、ユニットB-1と一体化したものであってもよい。昇圧後の電圧としては、特に制限はなく、例えば、10~30kV程度である。
ガス供給ユニットB-3は、ノズルB-4及び水蒸気供給ユニットB-6のそれぞれへ各種ガスを供給する装置であり、公知のガス供給装置を用いることができる。
具体的には、ノズルB-4へは、プラズマ発生のためのキャリアガスを供給する。キャリアガスとしては、空気、酸素、窒素、アルゴン、ヘリウム、及びこれらの混合物を用いることができ、なかでも、空気と酸素の2種類を用いることが好ましい。キャリアガスの供給量は、ノズルB-4の大きさ、形状等によって一概には設定されない。例えば、空気を6L/minで、酸素を3L/minで供給する態様が例示される。
また、水蒸気供給ユニットB-6へは、プラズマから活性酸素を生成する際に必要な水蒸気と混合するための空気を供給する。水蒸気に空気を混合して含水気体として用いることで、プラズマと水蒸気との混合が促進され、効率よく水蒸気からヒドロキシラジカルを生成することができる。水蒸気供給ユニットB-6への空気供給量はノズルB-4への含水気体供給量と同じであり、例えば、3L/minで供給する態様が例示される。なお、ここでの空気とは、相対湿度が20℃において0~10体積%程度のもののことを言う。
ノズルB-4は、プラズマを発生して活性酸素を照射する装置であり、活性酸素照射ユニットともいう。装置には、内部電極及び外部電極が設けられており、両電極間に昇圧ユニットB-2からの昇圧された電圧をかけることで電界を発生させることが可能になる。また、内部電極にはコイルが接続されていてもよく、より大きな電界を形成することが可能となる。コイルの形状や大きさ等は当業者の技術常識に従って調整することができる。
また、装置には、ガス供給口及び活性酸素照射口が設けられており、ガス供給口は活性酸素照射口が存在する端部とは反対側の端部に存在する。そして、ガス供給口にはガス供給ユニットB-3からの配管が接続されており、前記のようにして発生させた電界内をキャリアガスが通り抜けることで、プラズマが生成される。このようにして生成されたプラズマは、流体でもあることからプラズマ噴流と記載することもある。一方、活性酸素照射口は、管状構造又は出口に向かって先細になる円錐構造を有するものであって、出口に至るまでの何れかの部分に水蒸気供給ユニットB-6から含水気体を供給するための配管が接続されており、前記生成されたプラズマと反応して活性酸素が生成され、活性酸素照射口の出口から照射されることになる。
ノズルB-4は、前記パーツを有するのであればその形状や大きさは特に限定されず、例えば、筒状構造の上端部にガス供給口が配置され、下端部に当該装置の径より小さい径を有する管状構造の活性酸素照射口が配置された構造が例示される。当該筒状構造は層状構造を形成していてもよく、例えば、キャリアガスが通り抜ける管の周囲に、コイルが形成され、必要により、該コイルの周囲に絶縁材料の層が更に形成される構造が例示される。管は通電素材であれば特に限定はなく、当該技術分野において公知のものを用いることができる。また、絶縁材料も特に限定はなく、当該技術分野において公知のものを用いることができる。
ノズルの冷却ユニットB-5は、ノズルB-4に冷却水を供給する装置であり、公知の冷却水供給装置を用いることができる。ノズルB-4は高電圧がかかることによって発熱するため、冷却することが好ましい。冷却水は、温度が例えば5℃程度のものを用いることが好ましく、ノズルB-4と冷却ユニットB-5の間を循環させてもよい。冷却水の流量は、ノズルB-4の表面温度が25℃以下となるように適宜調整することができる。なお、ノズルB-4の表面温度は接触式温度計を用いて測定することができる。
ノズルへの水蒸気供給ユニットB-6は、ノズルB-4に含水気体を供給する装置であり、前記したようにノズルB-4の活性酸素照射口に接続されている。含水気体を供給するにあたっては、先ず、水供給ユニットB-7から供給された水を内蔵された電熱線により加熱して水蒸気を生成し、その後、ガス供給ユニットB-3から供給された空気と混合したものを、含水気体としてノズルB-4に供給している。ここで、水供給ユニットB-7は水蒸気供給ユニットB-6と一体化したものであってもよい。電熱線の加熱温度は供給される水の量によって適宜調整することができ、例えば、300℃が例示される。また、水供給ユニットB-7から供給される水の量は、活性酸素の生成に必要な水蒸気量に応じて調節することが可能であるが、態様Bにおいては、活性酸素含有気体に飽和水蒸気量以上の水分を含有させる観点から、0.5mL/min以上が好ましく、1.0mL/min以上がより好ましい。また、上限は特に設定されないが、6mL/min以下が好ましく、5mL/min以下がより好ましい。かくして得られた水蒸気をガス供給ユニットB-3から供給された空気と体積比(水蒸気/空気)で0.2~2.5程度で混合して、ノズルB-4の活性酸素照射口に供給する。水蒸気と空気の混合体積比は、例えば、上記した水の供給量を変動させることで変更することが可能であり、水供給量を増加すると含水気体に含ませる水蒸気量を増加させることが可能となる。ノズルB-4において生成されるプラズマ噴流と水蒸気供給ユニットB-6から供給される含水気体の混合体積比〔プラズマ噴流/含水気体〕としては、0.8~2.6が例示される。
殺菌対象物を載置する照射台B-8は、殺菌対象物を載置できれば特に限定はないが、ヒドロキシラジカルを高温により分解しない観点から、当該対象物を常温(40℃)以下に載置できることが好ましい。
なお、態様Bで用いられる殺菌装置は前記ユニット以外に、他のユニットを更に有するものであってもよい。他のユニットとしては、活性酸素の拡散を防止する遮蔽壁等が例示される。
態様Bにおいては、活性酸素を照射する雰囲気の相対湿度が50%以上、好ましくは60%以上であり、100%以下、好ましくは90%以下となるのであれば、その制御方法は特に限定されない。例えば、前記ユニットのうち少なくともノズルB-4と照射台B-8を内部に含む作業室内の相対湿度を、エアコン等の空調設備を用いて制御することができる。なお、作業室内の温度は特に設定されず、例えば、2~40℃である。また、態様Bで用いられる殺菌装置そのものを、湿度が制御できるチャンバー内などに設置してもよい。
かくして、特定の相対湿度条件下において活性酸素が照射されることになって、ヒドロキシラジカルがより保持されることになり、ひいては優れた殺菌活性を示すことが可能になる。また、活性酸素が流体であることから、三次元的な構造のものでも殺菌することが可能であり、エッジや角に残渣が残らないという優れた効果が奏される。
〔態様C〕
また、本発明の一態様として、活性酸素を用いて、(C)絶対湿度14.1~25.0g/m3の環境下を充足する条件下で照射する態様(態様C)を挙げることができる。態様Bにおける特定の相対湿度条件下と同様に、殺菌対象物表面に発生する結露量が多くなることによって、活性酸素の保持が増え、ひいては殺菌作用が顕著に増大すると推定される。ただし、これらの推測は、本発明を限定するものではない。なお、本発明における、絶対湿度とは、大気中に含まれる水蒸気の密度(容積あたりの質量)のことであり、「g/m3」で示される。
また、本発明の一態様として、活性酸素を用いて、(C)絶対湿度14.1~25.0g/m3の環境下を充足する条件下で照射する態様(態様C)を挙げることができる。態様Bにおける特定の相対湿度条件下と同様に、殺菌対象物表面に発生する結露量が多くなることによって、活性酸素の保持が増え、ひいては殺菌作用が顕著に増大すると推定される。ただし、これらの推測は、本発明を限定するものではない。なお、本発明における、絶対湿度とは、大気中に含まれる水蒸気の密度(容積あたりの質量)のことであり、「g/m3」で示される。
態様Cで用いられる殺菌装置は、絶対湿度が下限は14.1g/m3以上であればよいが、好ましくは14.6g/m3以上であり、また、上限は25.0g/m3以下であるが、好ましくは20.0g/m3以下、より好ましくは18.0g/m3以下を充足するのであれば特に限定はなく、例えば、態様Bにおいて用いられる殺菌装置を好適に用いることができる。装置の構成や仕様、使用方法、使用条件などは、態様Bを参照に適宜設定することができる。絶対湿度の制御も、態様Bにおける相対湿度の制御と同様にして行うことができる。
本発明においては、前記した態様A、態様B、態様Cの殺菌方法を行うことが出来れば特に限定はなく、これらを単独で又は2種以上組み合わせて行うことができる。組み合わせの具体例としては、例えば、態様Aと態様Bの場合、酸化性ガスの存在下と相対湿度50~100%の双方を充足する条件下で殺菌を行なう方法が挙げられる。また、態様Aと態様Cの場合、酸化性ガスの存在下と絶対湿度14.1~25.0g/m3の双方を充足する条件下で殺菌を行なう方法が挙げられる。
本発明において照射される活性酸素は、ノズル内での放電や水蒸気供給ユニットからの含水気体によって温かいものであり、温度は50~80℃程度である。これにより、照射された対象物の熱負荷は小さいものと考えられる。なお、活性酸素の温度とは、活性酸素照射口の出口における活性酸素の温度を熱電対温度計を用いて測定した温度のことである。
また、活性酸素と殺菌対象物表面との温度差は、ラジカルの反応性を高める観点から、例えば、10℃以上が好ましく、25~40℃がより好ましい。ここで、殺菌対象物表面の温度とは、殺菌対象物を接触式温度計にて測定した温度のことである。
照射スピードは、ガスの供給量及び活性酸素照射口の形状によって調節することが可能であり、例えば、50000mm/secが例示される。照射時間は、対象物によって一概には設定されず、例えば、0.05~1秒が例示される。
また、活性酸素照射口と殺菌対象物表面との距離は、例えば、5~50mmが好ましい。
本発明の殺菌方法は、殺菌を要する対象物に活性酸素を照射するために使用される。対象物としては、例えば、飲食品の容器、容器の口部を封鎖するキャップ、医療器具、野菜や肉などの飲食品等が例示される。
本発明はまた、活性酸素を照射する殺菌装置を提供する。ここで、活性酸素を照射する装置としては、本発明の殺菌方法に好適に用いられる装置が挙げられる。
具体的には、態様Aの殺菌方法に関するものとしては、活性酸素を照射する活性酸素照射ユニットと、該活性酸素照射ユニットからの活性酸素が酸化性ガスの存在下で殺菌対象物に照射されるよう酸化性ガスを供給する酸化性ガス供給ユニットを含んでなる殺菌装置が挙げられる。活性酸素や酸化性ガスの発生条件や仕様、設置方法は、態様Aの殺菌方法の項に準ずる。
態様Bの殺菌方法に関するものとしては、活性酸素を照射する活性酸素照射ユニットと、該活性酸素照射ユニットからの活性酸素が相対湿度50~100%の環境下で殺菌対象物に照射されるよう湿度を調整するユニットを含んでなる殺菌装置が挙げられる。活性酸素の発生条件や仕様、湿度の調整方法、設置方法は、態様Bの殺菌方法の項に準ずる。
態様Cの殺菌方法に関するものとしては、活性酸素を照射する活性酸素照射ユニットと、該活性酸素照射ユニットからの活性酸素が絶対湿度14.1~25.0g/m3、好ましくは14.1~20.0g/m3、より好ましくは14.6~20.0g/m3、更に好ましくは14.6~18.0g/m3環境下で殺菌対象物に照射されるよう温湿度を調整するユニットを含んでなる殺菌装置が挙げられる。活性酸素の発生条件や仕様、温湿度の調整方法、設置方法は、態様Cの殺菌方法の項に準ずる。
本発明の殺菌装置は、殺菌を要する対象物に活性酸素を照射するために使用される。対象物としては、例えば、飲食品の容器、容器の口部を封鎖するキャップ、医療器具、野菜や肉などの飲食品等が例示される。
以下、実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。
試験例A-1
殺菌における酸化性ガスの影響を検討した。
殺菌における酸化性ガスの影響を検討した。
<菌液の調製及び菌付けキャップ作製>
芽胞菌Bacillus atrophaeusの菌液を用いて、各種濃度(2×103~2×108CFU/mL濃度範囲において3水準)の菌液を調製した。得られた菌液を図2に示すように、樹脂キャップ(素材ポリエチレン)1個あたり1μL×9spotで菌付けを行った(各濃度n=5)。なお、菌付けした樹脂キャップは24時間滅菌シャーレ内に静置して乾燥したものを用いた。
芽胞菌Bacillus atrophaeusの菌液を用いて、各種濃度(2×103~2×108CFU/mL濃度範囲において3水準)の菌液を調製した。得られた菌液を図2に示すように、樹脂キャップ(素材ポリエチレン)1個あたり1μL×9spotで菌付けを行った(各濃度n=5)。なお、菌付けした樹脂キャップは24時間滅菌シャーレ内に静置して乾燥したものを用いた。
<活性酸素の照射>
図1に示す殺菌装置を用いて、活性酸素を菌付けした樹脂キャップの上方30mmの距離から1個あたり0.2秒間照射し、照射後のキャップは滅菌シャーレに回収した。なお、殺菌装置の使用条件は次の通りであった。酸化性ガス供給ユニットA-8から酸化性ガスの供給がある場合は過酢酸200mLを入れた容器を過酢酸が沸騰するまで加熱・攪拌し、生じた蒸気をチャンバーA-9内に別途設置したビーカー内にチューブを通して導入し、該ビーカー内に滴下することでチャンバーA-9内に酸化性ガスを充満させてから活性酸素を照射した。また、活性酸素を照射しないサンプルは、菌付した樹脂キャップを酸化性ガスを充満させた殺菌装置内に0.2秒間放置した。また、キャップの表面温度(照射台表面温度)は25℃、チャンバー内温度は28℃であった。なお、酸化性ガスのチャンバー内濃度は、使用前のガス液量からビーカー内に滴下後の残存ガス液量を除いた量がチャンバー内に充満したとして算出した。
(殺菌装置の使用条件)
交流電流の供給ユニットA-1:周波数14kHz、電圧300V、電流11A
昇圧ユニットA-2:昇圧後の電圧20kV
ガス供給ユニットA-3:空気供給量6L/min、酸素供給量3L/min(以上、ノズルA-4へ)、空気供給量3L/min(水蒸気供給ユニットA-6へ)
ノズルA-4:活性酸素照射温度51℃、照射スピード50000mm/sec
冷却ユニットA-5:冷却水5℃
水蒸気供給ユニットA-6:電熱線300℃、含水気体供給量4.5L/min(プラズマ噴流/含水気体供給量(体積比)=9/4.5)
水供給ユニットA-7:水供給量1.2mL/min
チャンバーA-9:酸化性ガス濃度は表1に示す
図1に示す殺菌装置を用いて、活性酸素を菌付けした樹脂キャップの上方30mmの距離から1個あたり0.2秒間照射し、照射後のキャップは滅菌シャーレに回収した。なお、殺菌装置の使用条件は次の通りであった。酸化性ガス供給ユニットA-8から酸化性ガスの供給がある場合は過酢酸200mLを入れた容器を過酢酸が沸騰するまで加熱・攪拌し、生じた蒸気をチャンバーA-9内に別途設置したビーカー内にチューブを通して導入し、該ビーカー内に滴下することでチャンバーA-9内に酸化性ガスを充満させてから活性酸素を照射した。また、活性酸素を照射しないサンプルは、菌付した樹脂キャップを酸化性ガスを充満させた殺菌装置内に0.2秒間放置した。また、キャップの表面温度(照射台表面温度)は25℃、チャンバー内温度は28℃であった。なお、酸化性ガスのチャンバー内濃度は、使用前のガス液量からビーカー内に滴下後の残存ガス液量を除いた量がチャンバー内に充満したとして算出した。
(殺菌装置の使用条件)
交流電流の供給ユニットA-1:周波数14kHz、電圧300V、電流11A
昇圧ユニットA-2:昇圧後の電圧20kV
ガス供給ユニットA-3:空気供給量6L/min、酸素供給量3L/min(以上、ノズルA-4へ)、空気供給量3L/min(水蒸気供給ユニットA-6へ)
ノズルA-4:活性酸素照射温度51℃、照射スピード50000mm/sec
冷却ユニットA-5:冷却水5℃
水蒸気供給ユニットA-6:電熱線300℃、含水気体供給量4.5L/min(プラズマ噴流/含水気体供給量(体積比)=9/4.5)
水供給ユニットA-7:水供給量1.2mL/min
チャンバーA-9:酸化性ガス濃度は表1に示す
<殺菌活性値の測定>
活性酸素照射を行った樹脂キャップ又は活性酸素を照射せず酸化性ガスが充満する殺菌装置内に放置した樹脂キャップを滅菌シャーレから取出し、5mLのTSA液体培地(BD Falcon社製)を注入し、微生物の増殖に好適な35℃で3日間培養した。培養後、微生物増殖により培地が濁ったキャップ個数を陽性としてカウントし、最確数法(MPN法)により殺菌活性値LRV(Log Reduction Value)を算出した。結果を表1に示す。なお、殺菌活性を示す「D」値とは、キャップ1個当たりの菌数を常用対数で表し(LOG値)、処理前の菌数(LOG値)から処理後の菌数(LOG値)を減算した値のことであり、数が大きい程殺菌活性が高く、4.5D以上であれば食品容器の殺菌処理として問題ないことを示す。
活性酸素照射を行った樹脂キャップ又は活性酸素を照射せず酸化性ガスが充満する殺菌装置内に放置した樹脂キャップを滅菌シャーレから取出し、5mLのTSA液体培地(BD Falcon社製)を注入し、微生物の増殖に好適な35℃で3日間培養した。培養後、微生物増殖により培地が濁ったキャップ個数を陽性としてカウントし、最確数法(MPN法)により殺菌活性値LRV(Log Reduction Value)を算出した。結果を表1に示す。なお、殺菌活性を示す「D」値とは、キャップ1個当たりの菌数を常用対数で表し(LOG値)、処理前の菌数(LOG値)から処理後の菌数(LOG値)を減算した値のことであり、数が大きい程殺菌活性が高く、4.5D以上であれば食品容器の殺菌処理として問題ないことを示す。
表1より、比較例A-2の酸化性ガス量では殺菌効果が全く認められないが、比較例A-1と実施例A-1の対比より、活性酸素が照射される際に酸化性ガスが存在する実施例A-1は、殺菌効果が著しく向上することが明らかである。このように活性酸素を酸化性ガスの存在下で照射することで、優れた殺菌効果が得られることが示唆される。また、酸化性ガスの存在量が非常に少ないことから、殺菌剤の残留もなく、工程の簡略化につながり、生産性を格段に向上することができる。
試験例B-1
殺菌における相対湿度の影響を検討した。
殺菌における相対湿度の影響を検討した。
<菌液の調製及び菌付けキャップ作製>
芽胞菌Bacillus atrophaeusの菌液を用いて、各種濃度(2×103~2×108CFU/mL濃度範囲において3水準)の菌液を調製した。得られた菌液を図3に示すように、樹脂キャップ(素材ポリエチレン)1個あたり1μL×9spotで菌付けを行った(各濃度n=5)。なお、菌付けした樹脂キャップは24時間滅菌シャーレ内に静置して乾燥したものを用いた。
芽胞菌Bacillus atrophaeusの菌液を用いて、各種濃度(2×103~2×108CFU/mL濃度範囲において3水準)の菌液を調製した。得られた菌液を図3に示すように、樹脂キャップ(素材ポリエチレン)1個あたり1μL×9spotで菌付けを行った(各濃度n=5)。なお、菌付けした樹脂キャップは24時間滅菌シャーレ内に静置して乾燥したものを用いた。
<活性酸素の照射>
図2に示す殺菌装置を用いて、表2に示す相対湿度の環境下で、活性酸素を菌付けした樹脂キャップの上方30mmの距離から1個あたり0.5秒間照射し、照射後のキャップは滅菌シャーレに回収した。なお、殺菌装置の使用条件は次の通りであり、殺菌装置を設置した室内環境は空調設備により制御し、設定湿度を表2に示す相対湿度に設定した。
(殺菌装置の使用条件)
交流電流の供給ユニットB-1:周波数14kHz、電圧300V、電流11A
昇圧ユニットB-2:昇圧後の電圧20kV
ガス供給ユニットB-3:空気供給量6L/min、酸素供給量3L/min(以上、ノズルB-4へ)、空気供給量3L/min(水蒸気供給ユニットB-6へ)
ノズルB-4:活性酸素照射温度51℃、照射スピード50000mm/sec
冷却ユニットB-5:冷却水5℃
水蒸気供給ユニットB-6:電熱線300℃、含水気体供給量4.5L/min(プラズマ噴流/含水気体供給量(体積比)=9/4.5)
水供給ユニットB-7:水供給量1.2mL/min
図2に示す殺菌装置を用いて、表2に示す相対湿度の環境下で、活性酸素を菌付けした樹脂キャップの上方30mmの距離から1個あたり0.5秒間照射し、照射後のキャップは滅菌シャーレに回収した。なお、殺菌装置の使用条件は次の通りであり、殺菌装置を設置した室内環境は空調設備により制御し、設定湿度を表2に示す相対湿度に設定した。
(殺菌装置の使用条件)
交流電流の供給ユニットB-1:周波数14kHz、電圧300V、電流11A
昇圧ユニットB-2:昇圧後の電圧20kV
ガス供給ユニットB-3:空気供給量6L/min、酸素供給量3L/min(以上、ノズルB-4へ)、空気供給量3L/min(水蒸気供給ユニットB-6へ)
ノズルB-4:活性酸素照射温度51℃、照射スピード50000mm/sec
冷却ユニットB-5:冷却水5℃
水蒸気供給ユニットB-6:電熱線300℃、含水気体供給量4.5L/min(プラズマ噴流/含水気体供給量(体積比)=9/4.5)
水供給ユニットB-7:水供給量1.2mL/min
<殺菌活性値の測定>
樹脂キャップを滅菌シャーレから取出し、5mLのTSA液体培地(BD Falcon社製)を注入し、微生物の増殖に好適な35℃で3日間培養した。培養後、微生物増殖により培地が濁ったキャップ個数を陽性としてカウントし、最確数法(MPN法)により殺菌活性値LRV(Log Reduction Value)を算出した。結果を表2に示す。なお、殺菌活性を示す「D」値とは、キャップ1個当たりの菌数を常用対数で表し(LOG値)、処理前の菌数(LOG値)から処理後の菌数(LOG値)を減算した値のことであり、数が大きい程殺菌活性が高く、4.5D以上であれば食品容器の殺菌処理として問題ないことを示す。
樹脂キャップを滅菌シャーレから取出し、5mLのTSA液体培地(BD Falcon社製)を注入し、微生物の増殖に好適な35℃で3日間培養した。培養後、微生物増殖により培地が濁ったキャップ個数を陽性としてカウントし、最確数法(MPN法)により殺菌活性値LRV(Log Reduction Value)を算出した。結果を表2に示す。なお、殺菌活性を示す「D」値とは、キャップ1個当たりの菌数を常用対数で表し(LOG値)、処理前の菌数(LOG値)から処理後の菌数(LOG値)を減算した値のことであり、数が大きい程殺菌活性が高く、4.5D以上であれば食品容器の殺菌処理として問題ないことを示す。
表2より、比較例B-1と実施例B-1の対比より、相対湿度が高い方が優れた殺菌効果が得られることが示唆される。
試験例C-1
殺菌における絶対湿度の影響を検討した。
殺菌における絶対湿度の影響を検討した。
<菌液の調製及び菌付けキャップ作製>
芽胞菌Bacillus atrophaeusの菌液を用いて、各種濃度(2×103~2×108CFU/mL濃度範囲において3水準)の菌液を調製した。得られた菌液を図3に示すように、樹脂キャップ(素材ポリエチレン)1個あたり1μL×9spotで菌付けを行った(各濃度n=5)。なお、菌付けした樹脂キャップは24時間滅菌シャーレ内に静置して乾燥したものを用いた。
芽胞菌Bacillus atrophaeusの菌液を用いて、各種濃度(2×103~2×108CFU/mL濃度範囲において3水準)の菌液を調製した。得られた菌液を図3に示すように、樹脂キャップ(素材ポリエチレン)1個あたり1μL×9spotで菌付けを行った(各濃度n=5)。なお、菌付けした樹脂キャップは24時間滅菌シャーレ内に静置して乾燥したものを用いた。
<活性酸素の照射>
図2に示す殺菌装置を用いて、表3に示す絶対湿度の環境下で、活性酸素を菌付けした樹脂キャップの上方30mmの距離から1個あたり0.5秒間照射し、照射後のキャップは滅菌シャーレに回収した。なお、殺菌装置の使用条件は試験例B-1と同じであり、殺菌装置を設置したチャンバー内環境は、ヒーターにて温度を制御し、絶対湿度は表3になるよう設定した。
(殺菌装置の使用条件)
交流電流の供給ユニットB-1:周波数14kHz、電圧300V、電流11A
昇圧ユニットB-2:昇圧後の電圧20kV
ガス供給ユニットB-3:空気供給量6L/min、酸素供給量3L/min(以上、ノズルB-4へ)、空気供給量3L/min(水蒸気供給ユニットB-6へ)
ノズルB-4:活性酸素照射温度51℃、照射スピード50000mm/sec
冷却ユニットB-5:冷却水5℃
水蒸気供給ユニットB-6:電熱線300℃、含水気体供給量4.5L/min(プラズマ噴流/含水気体供給量(体積比)=9/4.5)
水供給ユニットB-7:水供給量0.2mL/min
図2に示す殺菌装置を用いて、表3に示す絶対湿度の環境下で、活性酸素を菌付けした樹脂キャップの上方30mmの距離から1個あたり0.5秒間照射し、照射後のキャップは滅菌シャーレに回収した。なお、殺菌装置の使用条件は試験例B-1と同じであり、殺菌装置を設置したチャンバー内環境は、ヒーターにて温度を制御し、絶対湿度は表3になるよう設定した。
(殺菌装置の使用条件)
交流電流の供給ユニットB-1:周波数14kHz、電圧300V、電流11A
昇圧ユニットB-2:昇圧後の電圧20kV
ガス供給ユニットB-3:空気供給量6L/min、酸素供給量3L/min(以上、ノズルB-4へ)、空気供給量3L/min(水蒸気供給ユニットB-6へ)
ノズルB-4:活性酸素照射温度51℃、照射スピード50000mm/sec
冷却ユニットB-5:冷却水5℃
水蒸気供給ユニットB-6:電熱線300℃、含水気体供給量4.5L/min(プラズマ噴流/含水気体供給量(体積比)=9/4.5)
水供給ユニットB-7:水供給量0.2mL/min
<殺菌活性値の測定>
樹脂キャップを滅菌シャーレから取出し、5mLのTSA液体培地(BD Falcon社製)を注入し、微生物の増殖に好適な35℃で3日間培養した。培養後、微生物増殖により培地が濁ったキャップ個数を陽性としてカウントし、最確数法(MPN法)により殺菌活性値LRV(Log Reduction Value)を算出した。結果を表2に示す。なお、殺菌活性を示す「D」値とは、キャップ1個当たりの菌数を常用対数で表し(LOG値)、処理前の菌数(LOG値)から処理後の菌数(LOG値)を減算した値のことであり、数が大きい程殺菌活性が高く、4.5D以上であれば食品容器の殺菌処理として問題ないことを示す。
樹脂キャップを滅菌シャーレから取出し、5mLのTSA液体培地(BD Falcon社製)を注入し、微生物の増殖に好適な35℃で3日間培養した。培養後、微生物増殖により培地が濁ったキャップ個数を陽性としてカウントし、最確数法(MPN法)により殺菌活性値LRV(Log Reduction Value)を算出した。結果を表2に示す。なお、殺菌活性を示す「D」値とは、キャップ1個当たりの菌数を常用対数で表し(LOG値)、処理前の菌数(LOG値)から処理後の菌数(LOG値)を減算した値のことであり、数が大きい程殺菌活性が高く、4.5D以上であれば食品容器の殺菌処理として問題ないことを示す。
表3より、絶対湿度が14.1~25.0g/m3の条件を充足する場合に特に優れた殺菌効果が得られることが示唆される。
本発明の殺菌方法は、優れた殺菌活性を示すものであり、例えば、飲食品の容器、容器の口部を封鎖するキャップ、医療器具、野菜や肉などの飲食品等の殺菌に好適に用いられる。
A-1 交流電流の供給ユニット
A-2 昇圧ユニット
A-3 ガス供給ユニット
A-4 ノズル
A-5 冷却ユニット
A-6 水蒸気供給ユニット
A-7 水供給ユニット
A-8 酸化性ガス供給ユニット
A-9 チャンバー
B-1 交流電流の供給ユニット
B-2 昇圧ユニット
B-3 ガス供給ユニット
B-4 ノズル
B-5 冷却ユニット
B-6 水蒸気供給ユニット
B-7 水供給ユニット
B-8 照射台
A-2 昇圧ユニット
A-3 ガス供給ユニット
A-4 ノズル
A-5 冷却ユニット
A-6 水蒸気供給ユニット
A-7 水供給ユニット
A-8 酸化性ガス供給ユニット
A-9 チャンバー
B-1 交流電流の供給ユニット
B-2 昇圧ユニット
B-3 ガス供給ユニット
B-4 ノズル
B-5 冷却ユニット
B-6 水蒸気供給ユニット
B-7 水供給ユニット
B-8 照射台
Claims (9)
- 下記(A)及び/又は(B)を充足する条件下で、活性酸素を殺菌対象物に照射して殺菌することを特徴とする、殺菌方法。
(A)酸化性ガスの存在下
(B)相対湿度50~100%の環境下 - 酸化性ガスが過酸化水素及び過酢酸から選ばれる、請求項1記載の殺菌方法。
- 相対湿度が60~100%である、請求項1記載の殺菌方法。
- 活性酸素が、交流電流を用いてプラズマを発生させ、得られたプラズマを用いて発生させる、請求項1~3いずれか記載の殺菌方法。
- 下記(C)を充足する条件下で、活性酸素を殺菌対象物に照射して殺菌することを特徴とする、殺菌方法。
(C)絶対湿度14.1~25.0g/m3の環境下 - 活性酸素が、交流電流を用いてプラズマを発生させ、得られたプラズマを用いて発生させる、請求項5記載の殺菌方法。
- 活性酸素を照射する活性酸素照射ユニットと、該活性酸素照射ユニットからの活性酸素が酸化性ガスの存在下で殺菌対象物に照射されるよう酸化性ガスを供給する酸化性ガス供給ユニットを含んでなる殺菌装置。
- 酸化性ガスが過酸化水素及び過酢酸から選ばれる、請求項7記載の殺菌装置。
- 活性酸素が、交流電流を用いてプラズマを発生させ、得られたプラズマを用いて発生させてなる、請求項7又は8記載の殺菌装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP16855486.3A EP3363470B1 (en) | 2015-10-13 | 2016-10-13 | Sterilization apparatus and method |
ES16855486T ES2879653T3 (es) | 2015-10-13 | 2016-10-13 | Aparato y método de esterilización |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015202312 | 2015-10-13 | ||
JP2015-202315 | 2015-10-13 | ||
JP2015-202312 | 2015-10-13 | ||
JP2015202315 | 2015-10-13 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2017065233A1 true WO2017065233A1 (ja) | 2017-04-20 |
Family
ID=58517686
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2016/080429 WO2017065233A1 (ja) | 2015-10-13 | 2016-10-13 | 殺菌方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3363470B1 (ja) |
ES (1) | ES2879653T3 (ja) |
WO (1) | WO2017065233A1 (ja) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04231053A (ja) * | 1990-05-11 | 1992-08-19 | Abtox Inc | 過酸化水素とプラズマを用いた殺菌方法 |
JP2001514531A (ja) * | 1996-04-04 | 2001-09-11 | エシコン・インコーポレイテッド | 拡散制限環境における滅菌方法 |
JP2002538896A (ja) * | 1999-03-16 | 2002-11-19 | アブシス | プラズマによる殺菌工程及び装置 |
JP2010264059A (ja) * | 2009-05-14 | 2010-11-25 | Terumo Corp | 無菌性を維持する為の濾過装置システム |
JP2012202637A (ja) * | 2011-03-25 | 2012-10-22 | Osaka Gas Co Ltd | 空調装置 |
WO2013129473A1 (ja) * | 2012-02-29 | 2013-09-06 | 日油技研工業株式会社 | 過酸化物検知インジケータ |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5244629A (en) * | 1990-08-31 | 1993-09-14 | Caputo Ross A | Plasma sterilizing process with pulsed antimicrobial agent pretreatment |
EP1736175A4 (en) * | 2004-03-31 | 2009-07-29 | Yuyama Mfg Co Ltd | STERILIZATION METHOD AND APPARATUS THEREFOR |
WO2007071720A1 (de) * | 2005-12-20 | 2007-06-28 | Plasmatreat Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur desinfektion von gegenständen |
KR101534817B1 (ko) * | 2014-11-05 | 2015-07-06 | (주) 태왕사이언스 | 이중제트노즐을 구비하는 과산화수소 플라즈마 이온화 발생장치 |
-
2016
- 2016-10-13 ES ES16855486T patent/ES2879653T3/es active Active
- 2016-10-13 WO PCT/JP2016/080429 patent/WO2017065233A1/ja active Application Filing
- 2016-10-13 EP EP16855486.3A patent/EP3363470B1/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04231053A (ja) * | 1990-05-11 | 1992-08-19 | Abtox Inc | 過酸化水素とプラズマを用いた殺菌方法 |
JP2001514531A (ja) * | 1996-04-04 | 2001-09-11 | エシコン・インコーポレイテッド | 拡散制限環境における滅菌方法 |
JP2002538896A (ja) * | 1999-03-16 | 2002-11-19 | アブシス | プラズマによる殺菌工程及び装置 |
JP2010264059A (ja) * | 2009-05-14 | 2010-11-25 | Terumo Corp | 無菌性を維持する為の濾過装置システム |
JP2012202637A (ja) * | 2011-03-25 | 2012-10-22 | Osaka Gas Co Ltd | 空調装置 |
WO2013129473A1 (ja) * | 2012-02-29 | 2013-09-06 | 日油技研工業株式会社 | 過酸化物検知インジケータ |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
See also references of EP3363470A4 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3363470A4 (en) | 2019-07-24 |
EP3363470B1 (en) | 2021-06-09 |
EP3363470A1 (en) | 2018-08-22 |
ES2879653T3 (es) | 2021-11-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6704448B2 (ja) | 殺菌装置 | |
AU2016202043B2 (en) | Peracetic acid vapor sterilization of food and beverage containers | |
JP5305274B2 (ja) | 液体にイオンを供給する方法および装置並びに殺菌方法および装置 | |
JP2013537433A (ja) | プラズマ生成ガス滅菌法 | |
JPH0257167A (ja) | 殺菌法 | |
JP6309444B2 (ja) | 殺菌方法 | |
WO2017065233A1 (ja) | 殺菌方法 | |
JP6857004B2 (ja) | 殺菌方法 | |
JP6820713B2 (ja) | 殺菌装置 | |
JP6843578B2 (ja) | チャンバー殺菌装置 | |
JP6857005B2 (ja) | 殺菌方法 | |
JP6820714B2 (ja) | 殺菌装置 | |
JP2013094468A (ja) | 大気圧プラズマによる微生物の殺滅装置及び方法 | |
WO2017065235A1 (ja) | 殺菌方法 | |
JP2017074376A (ja) | 殺菌方法 | |
WO2017065234A1 (ja) | 殺菌装置 | |
JPH0422747Y2 (ja) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 16855486 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2016855486 Country of ref document: EP |