(57)【要約】【課題】土壌、砂等の石質粒状物を湿熱処理によって確実に殺菌し得るようにした湿熱殺菌方法及びそのための湿熱殺菌装置、並びに湿熱殺菌された石質粒状物を提案する。【解決手段】石質粒状物を収容したオートクレーブ内に高圧蒸気を供給し、圧力６〜１０Ｋｇ／ｃｍ２、温度１６０〜１８０℃の飽和蒸気雰囲気で３〜４時間保持する。係る湿熱殺菌方法によれば、石質粒状物がその粒子内に無数の空隙をもつものであっても、該空隙内に６〜１０Ｋｇ／ｃｍ２という高い圧力で蒸気を強制的に侵入させることができ、しかも蒸気の温度が１６０〜１８０℃という高温であって、その細菌が極めて高い耐久性をもつ有芽胞菌であったとしてもこれを死滅させることができ、これらの相乗効果として、石質粒状物の表面側のみならず、その空隙内で増殖している細菌等の微生物を確実に死滅させることができるなど、極めて高い殺菌性能が実現される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石質粒状物を収容したオートクレーブ内に高圧蒸気を供給し、圧力６〜１０Ｋｇ／ｃｍ２、温度１６０〜１８０℃の飽和蒸気雰囲気で３〜４時間保持することを特徴とする石質粒状物の湿熱殺菌方法。
【請求項２】
請求項１において、
上記石質粒状物が、土壌、砂、砂利、石、コンクリート二次製品、又はこれら何れかの混合物であることを特徴とする石質粒状物の湿熱殺菌方法。
【請求項３】
石質粒状物が収容されるオートクレーブと、上記オートクレーブ内に高圧蒸気を供給する高圧蒸気供給手段と、上記オートクレーブ内の温度を検出する温度検出手段と、上記オートクレーブ内の圧力を検出する圧力検出手段と、計時手段と、制御手段を備え、
上記制御手段は、上記温度検出手段と圧力検出手段の検出信号を受けて上記オートクレーブ内を圧力６〜１０Ｋｇ／ｃｍ２、温度１６０〜１８０℃の飽和蒸気雰囲気に保持すべく上記高圧蒸気供給手段による高圧蒸気の供給制御を行うとともに、上記計時手段からの計時信号に基づいて飽和蒸気雰囲気の保持時間を制御する構成であることを特徴とする湿熱殺菌装置。
【請求項４】
圧力６〜１０Ｋｇ／ｃｍ２、温度１６０〜１８０℃の飽和蒸気雰囲気で３〜４時間保持することで殺菌されたことを特徴とする湿熱殺菌された石質粒状物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本願発明は、土壌、砂等の石質粒状物を湿熱処理によって殺菌するための湿熱殺菌方法及びそのための湿熱殺菌装置、並びに湿熱殺菌された石質粒状物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  「土壌の殺菌」
土壌中には多種の微生物（菌）が生息しており、例えば、周年栽培に伴う土壌伝染性病害の発生とか、連作による作物生育障害の発生等の原因となっており、係る弊害の発生防止には、適時に土壌を殺菌処理してその活性を回復させることが有効であることが知られている。【０００３】  このような土壌の殺菌方法としては、従来から種々の提案がなされており、その有効な手法の一つに「熱水加熱殺菌」がある（特許文献１及び２参照）。この熱水加熱殺菌は、湿熱殺菌法の一つであって、土壌の表面をフィルムで覆い、その中の土壌中に熱水を散布することで、該土壌中に生息している病原菌等を加熱殺菌するものである。【０００４】  ところで、土壌は、破屑物と腐植で構成されるが、この破屑物は、岩石が風化して砕けた破片であって、その大きさよってレキ（２ｍｍ以上）、砂（１／１６ｍｍ〜２ｍｍ）及び泥（１／１６ｍｍ）に区別される。従って、このようなレキと砂と泥の混合物である土壌は、特に泥の存在によって粒子間の空隙が小さく、熱水加熱殺菌を施しても粒子間の空隙に熱水が侵入しにくい。また、レキ、砂等の粒子には、肉眼では確認できないが、微細な空隙が粒界面に無数に存在するため、この空隙内に侵入しここで繁殖する微生物を熱水によって加熱殺菌することは困難と考えられる。【０００５】  係る場合に有効な殺菌法として、湿熱殺菌法のひとつである、「蒸気殺菌」がある（特許文献３、特許文献４参照）。特許文献３に示された蒸気殺菌は、土壌の殺菌を対象とするものではなく、木材又は木製品の殺菌を対象としたものであり、また特許文献４に示された蒸気殺菌は、医療廃棄物の殺菌を対象とするものであるが、オートクレーブ内に被処理材としての木材、木製品、医療廃棄物を収容した状態で、該オートクレーブ１内に高圧蒸気を導入し、高温高圧の飽和蒸気雰囲気中に上記木材等を所定時間保持することで殺菌を行うものであることから、当該特許文献３及び特許請求の範囲には明確な記載はないものの、木材又は木製品、あるいは医療廃棄物の殺菌に限らず、土壌の殺菌にも適用し得るものと考えられる。【０００６】  「濾過材の殺菌」
例えば、上水道用水等の水の浄化方法の一つとして「砂濾過」が知られている（例えば、特許文献５参照）。この砂濾過は、砂とか砂利を濾過材として使用するもので、粒径別に形成される砂の層（濾過層）を、原水の流下方向に多層に配置して構成され、原水はこれら各濾過層を順次流れることで、濾過されるものである。この砂濾過においては、原水中のゴミとか微生物が濾過材の表面に付着残留して次第に目詰まり状態となってくる。【０００７】  従って、濾過性能を維持するためには、適時に濾過材を洗浄してその表面の付着物を除去することが必要となる。係る場合に有効な洗浄方法として、通常の濾過時とは逆方向に水を流して濾過材表面の付着物を洗い流す「逆流洗浄」が適用されている。【０００８】  しかし、この「逆流洗浄」によって濾過材表面の付着物は除去されるとしても、濾過材としての砂とか砂利には、上述の土壌の構成物であるレキとか砂と同様に、肉眼では確認できないが、微細な空隙が粒界面に無数に存在するため、この濾過材表面の微細な空隙内に侵入した微生物等は「逆流洗浄」では除去することはできず、このため長期間に亘る使用に伴い、上記空隙内に侵入した微生物の繁殖によって濾過材の表面が黒く変色し、使用に供することができなくなるため、定期的に濾過材を交換するようにしている。【０００９】  この場合、交換される古い濾過材は、産業廃棄物をして処理されるため、処理費用が高くつくが、この古い濾過材を殺菌処理してその空隙に侵入した微生物を死滅させて濾過材を再生できれば処理費用の低減という点において極めて好都合であり、係る場合の殺菌方法として、高温高圧蒸気を用いた湿熱殺菌法が適用できるものと考えられる。【００１０】  尚、このような濾過材の殺菌についての問題は、例えば、子供の遊び場として利用される「砂場」の砂とか、無数の粒子間空隙をもつコンクリート二次製品についても同様であり、これらの殺菌による再生に湿熱殺菌法が適用できるものと考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】  特開２０００−２３２８４４号公報
【特許文献２】  特開２００３−０００１２９号公報
【特許文献３】  特開２００２−０８６４０９号公報
【特許文献４】  特開２０００−２７１１７９号公報
【特許文献５】  特開２００７−０７５７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】  ところで、上掲の特許文献３に示される湿熱殺菌（蒸気殺菌）においては、飽和蒸気雰囲気の条件を、圧力１．５〜５．０Ｋｇ／ｃｍ２  、温度５６℃  、保持時間３０分とし、特許文献４に示される湿熱殺菌（蒸気殺菌）においては、飽和蒸気雰囲気の条件を、圧力１．６Ｋｇ／ｃｍ２以上、温度１２１℃以上、保持時間２０分以上としている。【００１３】  これらの飽和蒸気雰囲気の条件は、その殺菌対象物が、木材又は木製品（特許文献３の場合）、医療廃棄物（特許文献４の場合）であって、殺菌対象物への蒸気の浸透が比較的容易であること、及び過度の保持時間では殺菌対象物の焼損あるいは消失の危険性があること等から、設定されたものであって、係る設定によって効果を得ることができるものと考えられる。【００１４】  しかしながら、土壌、砂、砂利等の石質粒状物は、上述のようにその粒子に無数の空隙が存在し、この空隙への細菌等の微生物が侵入しここで増殖するものであって、該石質粒状物の殺菌に際してはこの空隙で増殖している微生物を死滅させなければ殺菌を行う意味がないことから、上述の如き各特許文献に開示されるような飽和蒸気雰囲気の条件設定では満足のできる結果は得られないものである。【００１５】  そこで本願発明では、土壌、砂等の石質粒状物を湿熱処理によって確実に殺菌し得るようにした湿熱殺菌方法及びそのための湿熱殺菌装置、並びに湿熱殺菌された石質粒状物を提案することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】  本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として次のような構成を採用している。【００１７】  本願の第１の発明に係る粒状物の湿熱殺菌方法では、石質粒状物を収容したオートクレーブ内に高圧蒸気を供給し、圧力６〜１０Ｋｇ／ｃｍ２、温度１６０〜１８０℃の飽和蒸気雰囲気で３〜４時間保持することを特徴としている。【００１８】  本願の第２の発明では、上記第１の発明に係る粒状物の湿熱殺菌方法において、上記石質粒状物が、土壌、砂、砂利、石、コンクリート二次製品、又はこれら何れかの混合物であることを特徴としている。【００１９】  本願の第３の発明に係る石質粒状物の湿熱殺菌装置では、石質粒状物が収容されるオートクレーブと、上記オートクレーブ内に高圧蒸気を供給する高圧蒸気供給手段と、上記オートクレーブ内の温度を検出する温度検出手段と、上記オートクレーブ内の圧力を検出する圧力検出手段と、計時手段と、制御手段を備え、上記制御手段を、上記温度検出手段と圧力検出手段の検出信号を受けて上記オートクレーブ内を圧力６〜１０Ｋｇ／ｃｍ２、温度１６０〜１８０℃の飽和蒸気雰囲気に保持すべく上記高圧蒸気供給手段による高圧蒸気の供給制御を行うとともに、上記計時手段からの計時信号に基づいて飽和蒸気雰囲気の保持時間を制御する構成としたことを特徴としている。【００２０】  本願の第４の発明に係る湿熱殺菌された石質粒状物は、圧力６〜１０Ｋｇ／ｃｍ２、温度１６０〜１８０℃の飽和蒸気雰囲気で３〜４時間保持することで殺菌されたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】  本願発明では次のような効果が得られる。【００２２】  （ａ）本願の第１及び第２の発明に係る石質粒状物の湿熱殺菌方法によれば、石質粒状物を収容したオートクレーブ内に高圧蒸気を供給し、圧力６〜１０Ｋｇ／ｃｍ２、温度１６０〜１８０℃の飽和蒸気雰囲気で３〜４時間保持するものであることから、上記石質粒状物がその粒子内に無数の空隙をもつものであっても、該空隙内に６〜１０Ｋｇ／ｃｍ２という高い圧力で蒸気を強制的に侵入させることができ、しかも蒸気の温度が１６０〜１８０℃という高温であって、その細菌がバシラス属とかクロストリジウム属という極めて高い耐久性をもつ有芽胞菌であったとしてもこれを死滅させることができ、これらの相乗効果として、石質粒状物の空隙内で増殖している細菌等の微生物を確実に死滅させることができ、極めて高い殺菌性能が得られる。【００２３】  この結果、例えば、
上記石質粒状物が土壌である場合には、土壌の構成材であるレキ、砂及び泥の石質粒状物を確実に殺菌でき、該土壌での周年栽培とか連作に伴う発育不全等の弊害を確実に防止できる、
上記石質粒状物が濾過材としての砂とか砂利である場合には、該濾過材の再使用が可能になることから、例えば、使用後の濾過材を新しい濾過材に取り換え且つ古い濾過材を産業廃棄物として廃棄処分にするような場合に比して、濾過コストを大幅に低減することができる、
上記石質粒状物が「砂場」に用いられる砂である場合には、この砂を殺菌して再使用することで、例えば、細菌等の微生物に汚染された古い砂を逐次新しい砂に交換するような場合に比して、維持コストを大幅に低減させることができるとともに、砂場遊びをする子供の健康維持にも寄与できる、
上記石質粒状物がコンクリート二次製品、例えば、コンクリートで形成された擬木等のエクステリア製品である場合には、モルタル層と骨材間の空隙、及び該骨材としての砂利粒子の空隙まで確実に殺菌されることで、該エクステリア製品の設置場所の周辺環境が良好に維持され、該環境にて活動する人の健康維持に寄与できる、
等の極めて有用な効果を奏するものである。【００２４】  （ｂ）本願の第３の発明に係る石質粒状物の湿熱殺菌装置によれば、上記オートクレーブを用いた石質粒状物の湿熱殺菌が、設定圧力及び設定温度の下で、且つ設定時間だけ自動的に行われることから、簡易且つ低コストの殺菌作業で高水準の殺菌効果を得ることができる。【００２５】  （ｃ）本願の第４の発明に係る湿熱殺菌された石質粒状物によれば、該石質粒状物を圧力６〜１０Ｋｇ／ｃｍ２、温度１６０〜１８０℃の飽和蒸気雰囲気で３〜４時間保持することで殺菌されたものであることから、該石質粒状物がその粒子内に無数の空隙をもつものであっても、該空隙内部まで確実に殺菌され、極めて高い無菌度をもつことになり、従って、上記石質粒状物が、例えば、土壌、濾過材、石、砂等の何れであっても、その使用に際しては、細菌等の微生物による弊害の発生を排除した状態で使用することができ、実用上極めて有益である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】  本願発明の実施の形態に係る石質粒状物の湿熱殺菌方法の実施に供せられる湿熱殺菌装置のシステム図である。
【図２】  本願発明に係る湿熱殺菌方法における第１の処理条件の説明図である。
【図３】  本願発明に係る湿熱殺菌方法における第２の処理条件の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】  以下、本願発明を好適な実施形態に基づいて具体的に説明する。
【００２８】  図１には、本願発明に係る石質粒状物の湿熱殺菌方法の実施に供せられる湿熱殺菌装置のシステム構成を示しており、同図において符号１はオートクレーブである。
【００２９】  上記オートクレーブ１は、円筒状の外観形体をもつ密閉缶体を横置き設置して構成され、その一端側を開閉可能な蓋体１ａとするとともに、その内部を処理室１ｂとしている。
【００３０】  そして、上記蓋体１ａを開き、台車（図示省略）を使用して上記処理室１ｂ内へ処理対象である石質粒状物７を出し入れするようになっている。
【００３１】  尚、このオートクレーブ１を使用した湿熱殺菌処理はバッチ式で行われるため、高い処理効率を確保する観点から、この実施形態では、直径２ｍ、長さ２２ｍ程度のオートクレーブ１を想定している。
【００３２】  一方、上記オートクレーブ１には、上記処理室１ｂ内に高圧の飽和蒸気を供給するための高圧蒸気供給手段２が付設されるとともに、該処理室１ｂ内の雰囲気温度を検出する温度検出手段４と、蒸気圧力を検出するための圧力検出手段５が備えられている。
【００３３】  また、上記処理室１ｂ内での湿熱殺菌処理を適正且つ的確に行うため、制御手段３が備えられている。この制御手段３には、上記温度検出手段４からの温度信号と上記圧力検出手段５からの圧力信号がそれぞれ入力されるとともに、計時手段６から計時信号が入力される。
【００３４】  上記制御手段３は、上記各入力信号を受けて、湿熱殺菌処理が設定条件の下で適正且つ確実に行われるように、上記高圧蒸気供給手段２に対して制御信号を出力し、上記処理室１ｂに供給される飽和蒸気の温度、圧力及び供給量を調整することで上記処理室１ｂ内の飽和蒸気雰囲気が設定処理条件に収束するように制御する。
【００３５】  ここで、上記湿熱殺菌処理の設定処理条件を、上記処理室１ｂ内の蒸気圧力を６〜１０Ｋｇ／ｃｍ２、蒸気温度を１６０〜１８０℃、飽和蒸気雰囲気の保持時間３〜４時間、としている。この設定処理条件は、被処理対象が、蒸気侵入の困難な微細な無数の空隙をもつ石質粒状物７であることを考慮したものであるが、この石質粒状物７においてもその種類等によっては蒸気侵入の困難性に差があるため、実際の湿熱殺菌処理に際しては、上記石質粒状物７の種類、形状、物性等を勘案して、上記範囲内において適宜変更設定される。
【００３６】  ここで、図２及び図３に、湿熱殺菌処理の設定処理条件を例示している。
【００３７】  図２は、石質粒状物７でも比較的空隙密度の小さい物性をもつものに適する処理条件であって、温度１６０℃、圧力７Ｋｇ／ｃｍ２の飽和蒸気雰囲気を３時間保持して湿熱殺菌処理を行い、その後、３時間程度をかけて自然冷却させるものである。
【００３８】  図３は、石質粒状物７でも比較的空隙密度の大きい物性をもつものに適する処理条件であって、温度１８０℃、圧力９Ｋｇ／ｃｍ２の飽和蒸気雰囲気を４時間保持して湿熱殺菌処理を行い、その後、４時間程度をかけて自然冷却させるものである。
【００３９】  上記オートクレーブ１を用いて上記処理条件の下で湿熱殺菌処理を行うことで、石質粒状物の表面側のみならず、その空隙内において増殖している細菌等の微生物をも確実に死滅させることができるなど、極めて高い殺菌性能が得られるものである。
【００４０】  この結果、例えば、上記石質粒状物が土壌である場合には、該土壌での周年栽培とか連作に伴う発育不全等の弊害を確実に防止でき、上記石質粒状物が濾過材としての砂とか砂利である場合には、該濾過材の再使用が可能になることから、濾過コストを大幅に低減することができ、上記石質粒状物が「砂場」に用いられる砂である場合には、この砂を殺菌して再使用することで、維持コストを大幅に低減させることができ、さらに、上記石質粒状物がコンクリート二次製品である場合には、該エクステリア製品の設置場所の周辺環境が良好に維持され、該環境にて活動する人の健康維持に寄与できる、等の極めて有用な効果が得られるものである。
【符号の説明】
【００４１】  １    ・・オートクレーブ
２    ・・高圧蒸気供給手段
３    ・・制御手段
４    ・・温度手段
５    ・・圧力手段
６    ・・計時手段
７    ・・石質粒状物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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