(57)【要約】この発明は、ある表面へ高伝搬超音波エネルギーを印加することでその表面を洗浄する方法に関するものであり、この方法は、その表面の少なくとも一部を高伝搬超音波エネルギー放出用アセンブリに接触している流体の中に浸漬するステップと、上記アセンブリからの高伝搬超音波エネルギーを上記流体の中へ放射して、上記表面にキャビテーションを発生させ、それによって、上記表面を洗浄するステップとを含んでいる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ある表面へ高伝搬超音波エネルギーを印加することによって、その表面を洗浄する方法であって、その表面の少なくとも一部分を高伝搬超音波エネルギー放出用アセンブリに接触している流体の中に浸漬するステップと、前記アセンブリからの高伝搬超音波エネルギーを前記流体の中へ放射して、前記表面にキャビテーションを発生させ、それによって、前記表面を洗浄するステップとを含んでいる方法。
【請求項２】
ある表面から汚染物質を除去する方法であって、その汚染物質の少なくとも一部を高伝搬超音波エネルギー放出用アセンブリに接触している流体の中に浸漬するステップと、前記アセンブリからの高伝搬超音波エネルギーを前記流体の中へ放射して、前記表面にキャビテーションを発生させ、それによって、前記汚染物質を除去するステップと
を含んでいる方法。
【請求項３】
前記汚染物質は、バイオフィルム、湯あかあるいは酒石酸塩である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
ある表面を殺菌する方法であって、その表面の少なくとも一部分をソノトロードに接触している流体の中に浸漬するステップと、前記ソノトロードからの高伝搬超音波エネルギーを前記流体の中へ放射して、前記表面にキャビテーションを発生させ、それによって、前記表面を殺菌するステップとを含んでいる方法。
【請求項５】
高伝搬型超音波エネルギーを使用して第１容器の表面を超音波洗浄する方法であって、第２容器の内部に収容された流体を前記第１容器の表面の少なくとも一部分に接触させるステップと、高伝搬型超音波エネルギー放射用アセンブリを、前記第２容器の中の流体と接触させるかあるいは前記第２容器の表面に接触させるステップと、前記アセンブリから高伝搬型超音波エネルギーを放射させるステップと、前記エネルギーを印加して、前記第１容器の表面を洗浄するステップとを含んでいる方法。
【請求項６】
高伝搬型超音波エネルギーの印加によって、前記第１容器の表面の一部分を殺菌するステップをさらに含んでいる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１容器を前記第２容器に対して回転させて、前記流体を前記第１容器の表面の別の一部分に接触させるステップをさらに含んでいる、請求項５または請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１容器から残りかすを除去するステップをさらに含んでいる、請求項５〜７のいずれか１つに記載の方法。
【請求項９】
有機堆積物がある表面を洗浄する方法であって、その表面を流体へ導入するステップと、高伝搬型超音波エネルギー放射用アセンブリを前記流体へ導入するステップと、前記表面の回転の間に、前記アセンブリからの高伝搬型超音波エネルギーを放射して、その内側表面の表面層を超音波エネルギーへ曝露するステップと、前記エネルギーを印加して、前記表面から有機堆積物を除去するステップとを含んでいる方法。
【請求項１０】
前記表面は、容器の中に存在している、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記容器は、樽である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記樽は、木製のワイン樽である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記有機堆積物は、バイオフィルム、食品残渣、ワイン残渣、酒石酸塩、湯あか、あるいはこれらの任意の組み合わせである、請求項９〜１３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１４】
前記有機堆積物は、損傷微生物である、請求項９〜１４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１５】
前記流体は、前記容器を少なくとも一部満たす、請求項５〜１４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１６】
前記放射用アセンブリは、前記容器における開口を通して前記流体へ導入される、請求項５〜１４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１７】
前記開口は、前記樽の開放頭部である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１８】
前記放射用アセンブリは、前記流体の内部にキャビテーションを形成する、先行請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１９】
前記キャビテーションは、前記流体の中に熱を発生させる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記流体は、化学殺菌剤および／または洗浄剤を含んでいる、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
この方法は、前記流体へパルス状電界を適用するステップをさらに含んでいる、先行請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２２】
この方法は、前記表面の機械的ブラッシングのステップをさらに含んでいる、先行請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２３】
前記熱および前記キャビテーションは、前記バイオフィルムを洗浄し、除去し、かつ／または前記表面を殺菌するために相乗的に作用する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
前記高伝搬超音波エネルギーは、バイオフィルム、汚染された物質／表面、固体表面、微生物、あるいはこれらの任意の組み合わせの中への熱伝導性熱移送の動力学を促進する、先行請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２５】
前記超音波エネルギーは、熱伝導性熱移送の速度が約２００％〜約３００％増大する、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記のキャビテーションおよび殺菌剤は、前記表面を殺菌し、洗浄し、かつ／または前記表面から前記バイオフィルムを除去するために、相乗的に作用する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２７】
前記のキャビテーションおよびパルス状電界は、前記表面を殺菌し、洗浄し、かつ／または前記表面から前記バイオフィルムを除去するために、相乗的に作用する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２８】
前記のキャビテーションおよび機械的摩耗部は、前記表面を殺菌し、洗浄し、かつ／または前記表面から前記バイオフィルムを除去するために、相乗的に作用する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２９】
この方法は、前記超音波エネルギー放射用アセンブリを変換器と通じる位置に置くステップをさらに含んでいる、先行請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項３０】
前記ソノトロードは、前記変換器と接触している、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
高伝搬超音波エネルギーを利用してある表面を洗浄するシステムであって、
ある流体を前記表面の少なくとも一部分に接触させる手段と、高伝搬超音波エネルギー放射用アセンブリを前記流体に接触させる手段とを備えてなり、作動の間に、前記アセンブリが、高伝搬超音波エネルギーを前記流体の中へ放射して前記表面の中にキャビテーションを発生させ、それによって、前記表面を洗浄するシステム。
【請求項３２】
前記放射用アセンブリを作動させる手段は、前記超音波放射用アセンブリを作動させて前記流体の内部にキャビテーションを発生させるとともに前記表面を洗浄する手段からなっている、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記高伝搬超音波エネルギー放射用アセンブリの作動は、前記流体の中への高伝搬超音波エネルギーの放射をもたらして、前記表面の中にキャビテーションを発生させ、それによって、前記表面の上に存在する損傷微生物を駆除することで前記表面を殺菌する、請求項３１または請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
前記損傷微生物は、イースト、カビ、バクテリア、菌類からなる群から選択される、請求項３３に記載のシステム。
【請求項３５】
前記イーストは、Ｂｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓ属の１つの種である、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３６】
前記表面を回転させて前記流体を前記表面の別の部分に接触させる手段をさらに備えている、請求項３１〜３５のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項３７】
残りかすを除去するための手段をさらに備えている、請求項３１〜３６のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項３８】
第１容器の表面を洗浄するための高伝搬超音波エネルギー装置であって、前記第１容器の内部に配置されるように構成された第２容器へ取り付けられた少なくとも１つの浸漬可能な高伝搬超音波エネルギー変換器アセンブリと、この変換器アセンブリと通じる高伝搬超音波エネルギー発生器とを備えてなる装置。
【請求項３９】
前記第２容器は、前記第１容器の開放端部を通して、前記第１容器の内部に配置されるように構成することができる、請求項３８に記載の装置。
【請求項４０】
前記第２容器は、多角柱筒である、請求項３８または請求項３９に記載の装置。
【請求項４１】
前記筒は、密封することができる、請求項４０に記載の装置。
【請求項４２】
前記第２容器は、前記第１容器の内容積の約５％〜約９５％に等しい容積を有している、請求項３８〜４１のいずれか１つに記載の装置。
【請求項４３】
前記第２容器は、前記第１容器の前記容積の約７０％に等しい容積を有している、請求項４２に記載の装置。
【請求項４４】
第１容器の表面を洗浄するための高伝搬超音波エネルギー装置であって、液体を収容するとともにこの液体の中で洗浄される前記表面の少なくとも一部分を受け入れるように構成された第２容器へ取り付けられた少なくとも１つの高伝搬超音波エネルギー放射用アセンブリと、このエネルギー放射用アセンブリと通じる高伝搬超音波エネルギー発生器とを備えてなる装置。
【請求項４５】
前記超音波エネルギー放射用アセンブリは、前記第２容器の内面あるいは外面へ取り付けられている、請求項４４に記載の装置。
【請求項４６】
前記高伝搬超音波エネルギー放射用アセンブリは、ソノトロードからなっている、請求項４４または請求項４５に記載の装置。
【請求項４７】
前記ソノトロードは、高伝搬超音波エネルギーを放射状に放射する、請求項４４〜４６のいずれか１つに記載の装置。
【請求項４８】
前記高伝搬超音波エネルギー放射用アセンブリの作動は、前記流体の中へ高伝搬超音波エネルギーの放射をもたらして、前記表面の中にキャビテーションを発生させる、請求項４４〜４７のいずれか１つに記載の装置。
【請求項４９】
前記キャビテーションは、流体が前記表面の中へ流入するのを促進し、それによって、前記表面の中におけるさらに別のキャビテーション化を可能にする、請求項４８に記載の装置。
【請求項５０】
前記流体は、気体あるいは液体である、請求項４４〜４９のいずれか１つに記載の装置。
【請求項５１】
この装置は、超音波エネルギーの量を表示するように構成された超音波エネルギーセンサーをさらに備えている、請求項４４〜５０のいずれか１つに記載の装置。
【請求項５２】
前記超音波エネルギー放射用アセンブリは、複数の材料からなっている、請求項４４〜５１のいずれか１つに記載の装置。
【請求項５３】
前記複数の材料は、チタンおよびチタン合金を含んでいる、請求項５２に記載の装置。
【請求項５４】
この装置は、前記第１容器の内部に配置されるように構成された第３容器をさらに備えている、請求項４４〜５３のいずれか１つに記載の装置。
【請求項５５】
前記第３容器は、前記第１容器の開放端部を通して前記第１容器の内部に配置されるように構成されている、請求項５５に記載の装置。
【請求項５６】
前記第３容器は、多角柱筒である、請求項５４または請求項５５に記載の装置。
【請求項５７】
前記筒は、密封されている、請求項５６に記載の装置。
【請求項５８】
前記第３容器は、前記第１容器の内容積の約５％〜約９５％に等しい容積を有している、請求項５４〜５７のいずれか１つに記載の装置。
【請求項５９】
前記第３容器は、前記第１容器の前記容積の約７０％に等しい容積を有している、請求項５８に記載の装置。
【請求項６０】
ある表面を洗浄するための、請求項３１〜３７のいずれか１つに記載のシステムの使用。
【請求項６１】
ある表面を洗浄するための、請求項３８〜５９のいずれか１つに記載の装置の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
＜関連出願への相互参照＞
この出願は、２００８年５月８日に提出されたオーストラリア仮特許出願第２００８９０２２３６号、２００８年１０月２４日に提出されたオーストラリア仮特許出願第２００８９０５５０１号および２００８年１０月２４日に提出されたオーストラリア仮特許出願第２００８９０５５０２号の優先権を主張するものであり、これらの仮特許出願の内容は、それらを全体として参照することによってこの明細書に組み入れられる。
【０００２】
この発明は、超音波洗浄および殺菌の方法に関するものである。さらに詳しくは、この発明は、高伝搬超音波エネルギーを洗浄および／または殺菌すべき表面へ印加する超音波洗浄および殺菌の方法に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
器具、容器、包装材料、食品には、有機堆積物が堆積する表面と、微生物のコロニー形成および成長のための表面とが備わっている。この有機堆積物の堆積および微生物の成長によって、器具の効率、その器具を使用して製造された製品の品質が悪くなるとともに低下することがあり、また、設備、容器および包装材料の寿命が減少することがある。さらにまた、微生物の成長によって、製品、とりわけ食品の早すぎる品質劣化、あるいは食品由来疾患を引き起こす微生物によるクロス汚染につながる。不充分な栄養素供給、乾燥、有害な温度、摩耗あるいは化学薬品に対する耐性のある微生物バイオフィルムが、食品の表面、容器の表面、あるいは凝縮器、熱交換器、バルブ、パイプ、容器、空気冷却塔のような設備の表面、または湿気にさらされたあらゆる表面に形成されることがある。このような汚染付着物あるいはバイオフィルム（生物膜）によって、食品の腐敗、食品由来疾患を引き起こす微生物、あるいは容器または器具の汚染が、生じる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
典型的には、包装材料、劣化有機体の付着を減少させるための衛生処理法、および冷蔵処理の利用によって、劣化は遅れる。しかしながら、これらの方法は劣化有機体を積極的に除去するものではない。加えて、従来の洗浄処理法は、ある表面の内部で微生物を除去するものではなく、あるいは、ある表面にしっかりと結合した有機堆積物を充分に除去するものでもない。
【０００５】
汚染を引き起こす微生物、バイオフィルムおよび／または有機堆積物は典型的には、洗浄、化学的処理あるいは物理的除去を含むいくつかの方法のいずれか１つを利用して減らされる。低い圧力あるいは高い圧力（６８０〜２６８４ｋＰａ）で、冷水あるいは温水（６０〜８２℃）による洗浄で、堅くなくて柔らかい堆積物が除去されるとともに、限定的な表面殺菌がもたらされる。蒸気洗浄は、いっそう効果的であるが、微生物成長が起こるのと同じ深さまでその表面層を殺菌することがないであろうし、また、食品には適していない。有機堆積物についての乏しい熱伝導率によって、熱伝達が抑制され、またそのために、微生物除去が抑制される。
【０００６】
化学洗浄剤によれば、そのような処理の後に中和用洗浄が必要であるものの、洗浄の間に表面有機堆積物が溶解する。しかしながら、そのような化学薬品では、固体状有機堆積物を介する質量移送効果および、容器の表面層あるいは果物と野菜を含む他の構造体の表面層の中への質量移送効果が乏しい。このため、これらの方法によれば、微生物付着部の削減は乏しいものになる。削り取り、ドライアイス粒子衝撃のような物理的な洗浄および表面殺菌では、表面を単に処理するだけであり、微生物をその構造体の中へより深く除去することがない。荒削り式物理的方法は食品に適用することができない。
【０００７】
従来の超音波洗浄の装置および方法は、容器を含む広範囲の物質を洗浄するために利用されてきた。しかしながら、従来の装置において作られた超音波エネルギーによれば定常波が作成されるため、洗浄のパターンは、上記定常波によって境界を接していない区域に部分的に洗浄された帯域と上記定常波によって境界を接している領域に洗浄されない帯域とを互い違いにもたらすことになる。さらにまた、従来の装置において作り出された超音波エネルギーは、表面の中へ浸透することがなく、また、ごく短い距離だけを伝搬する。ある物を洗浄するために、その物は、大きい物について実際的でない上記定常波に対して移動させなければならない。
【０００８】
従って、従来技術には、改善された表面洗浄および／または殺菌のための装置および方法についての要望が存在している。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
＜概要＞
この発明の第１の観点によれば、ある表面へ高伝搬型超音波エネルギーを印加することによって、その表面を洗浄する方法であって、
上記表面の少なくとも一部分を、高伝搬型超音波エネルギー放射用アセンブリに接している流体の中に浸漬するステップと、
上記アセンブリからの高伝搬型超音波エネルギーを上記流体の中へ放射して、上記表面でキャビテーションを発生させ、それによって、上記表面を洗浄するステップと
を含んでいる表面洗浄方法が提供される。
【００１０】
この発明の第２の観点によれば、ある表面から汚染物質を除去する方法であって、上記汚染物質の少なくとも一部を、高伝搬型超音波エネルギー放射用アセンブリに接している流体の中に浸漬するステップと、上記アセンブリからの高伝搬型超音波エネルギーを上記流体の中へ放射して、上記表面でキャビテーションを発生させ、それによって、上記汚染物質を除去するステップと
を含んでいる汚染物質除去方法が提供される。
【００１１】
１つの実施形態では、上記汚染物質はバイオフィルム、湯あか、酒石酸塩である。
【００１２】
この発明の第３の観点によれば、ある表面を殺菌する方法であって、上記表面の少なくとも一部分を、超音波ソノトロードに接している流体の中に浸漬するステップと、上記ソノトロードからの高伝搬型超音波エネルギーを上記流体の中へ放射して、上記表面でキャビテーションを発生させ、それによって、上記表面を殺菌するステップと
を含んでいる表面殺菌方法が提供される。
【００１３】
この発明の第４の観点によれば、高伝搬型超音波エネルギーを使用して第１容器の表面を超音波洗浄する方法であって、第２容器の内部に収容された流体を上記第１容器の表面の少なくとも一部分に接触させるステップと、高伝搬型超音波エネルギー放射用アセンブリを、上記第２容器の中の流体と接触させるかあるいは上記第２容器の表面に接触させるステップと、上記アセンブリから高伝搬型超音波エネルギーを放射させるステップと、上記エネルギーを印加して、上記第１容器の表面を洗浄するステップとを含んでいる方法が提供される。
【００１４】
１つの実施形態では、この方法は、上記第１容器の表面でキャビテーションを発生させ、それによって、上記表面を洗浄するステップをさらに含んでいる。
【００１５】
１つの実施形態では、この方法は、高伝搬型超音波エネルギーの印加によって、上記第１容器の表面の一部分を殺菌するステップをさらに含んでいる。
【００１６】
１つの実施形態では、この方法は、上記第１容器を上記第２容器に対して回転させて、上記流体を上記第１容器の表面の別の一部分に接触させるステップをさらに含んでいる。
【００１７】
１つの実施形態では、この方法は、上記第１容器から残りかすを除去するステップをさらに含んでいる。
【００１８】
この発明の第５の観点によれば、有機堆積物がある表面を洗浄する方法であって、その表面を流体へ導入するステップと、高伝搬型超音波エネルギー放射用アセンブリを上記流体へ導入するステップと、上記表面の回転の間に、上記アセンブリからの高伝搬型超音波エネルギーを放射して、その内側表面の表面層を超音波エネルギーへ曝露するステップと、上記エネルギーを印加して、上記表面から有機堆積物を除去するステップとを含んでいる方法が提供される。
【００１９】
１つの実施形態では、上記表面は樽のような容器の中に存在している。この樽は木製のワイン樽であろう。上記有機堆積物は、バイオフィルム、または、酒石酸塩あるいは湯あかのようなワイン残渣を含む食品残渣であろう。上記有機堆積物は損傷微生物であろう。
【００２０】
１つの実施形態では、上記流体はその容器を少なくとも一部満たすことができる。上記放射用アセンブリは、上記樽の開放頭部のような容器の開口を通して上記流体へ導入することができる。
【００２１】
別の実施形態では、上記放射用アセンブリを作動させることによって、上記流体の内部にキャビテーションが形成される。別の実施形態では、このキャビテーションによって、上記流体の中に熱が発生する。
【００２２】
別の実施形態では、上記流体に化学殺菌剤および／または洗浄剤が含まれていてもよい。別の実施形態では、この方法には、上記流体へパルス状電界を印加するステップがさらに含まれている。さらに別の実施形態では、この方法には、表面の機械的ブラッシングがさらに含まれている。
【００２３】
１つの実施形態では、上記の熱およびキャビテーションは、上記バイオフィルムを洗浄し、除去し、かつ／または上記表面を殺菌するために、相乗的に作用する。別の実施形態では、上記のキャビテーションおよびパルス状電界は、上記表面を殺菌し、洗浄し、かつ／または上記表面からバイオフィルムを除去するために、相乗的に作用する。別の実施形態では、上記のキャビテーションおよび機械的摩耗部は、上記表面を殺菌し、洗浄し、かつ／または上記表面からバイオフィルムを除去するために、相乗的に作用する。
【００２４】
さらに別の実施形態では、この方法には、上記超音波エネルギー放射用アセンブリを変換器と通じる位置に置くステップがさらに含まれている。例えば、上記ソノトロード（超音波金型）は上記変換器と接触している。
【００２５】
この発明の第６の観点によれば、高伝搬超音波エネルギーを利用してある表面を洗浄するシステムであって、ある流体を上記表面の少なくとも一部分に接触させる手段と、高伝搬超音波エネルギー放射用アセンブリを上記流体に接触させる手段と
を備えてなり、作動の間に、上記アセンブリが、高伝搬超音波エネルギーを上記流体の中へ放射して上記表面の中にキャビテーションを発生させ、それによって、上記表面を洗浄するシステムが提供される。
【００２６】
１つの実施形態では、上記放射用アセンブリを作動させる手段は、上記超音波放射用アセンブリを作動させて上記流体の内部にキャビテーションを発生させるとともに上記表面を洗浄する手段からなっている。
【００２７】
別の実施形態では、上記高伝搬超音波エネルギー放射用アセンブリの作動によって、上記流体の中への高伝搬超音波エネルギーの放射がもたらされて、上記表面の中にキャビテーションが発生し、それによって、損傷微生物が駆除されることで上記表面が殺菌される。
【００２８】
上記損傷（腐敗）微生物は、イースト、カビ、バクテリア、菌類からなる群から選択することができる。１つの実施形態では、イーストはＢｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓ属の１つの種である。
【００２９】
もっと別の実施形態では、上記システムには、上記表面を回転させて上記流体を上記表面の別の部分に接触させる手段がさらに備わっている。さらに別の施形態では、上記システムには、残りかすを除去するための手段がさらに備わっている。
【００３０】
この発明の第７観点によれば、第１容器の表面を洗浄するための高伝搬超音波エネルギー装置であって、上記第１容器の内部に配置されるように構成された第２容器へ取り付けられた少なくとも１つの浸漬可能な高伝搬超音波エネルギー変換器アセンブリと、この変換器アセンブリと交信する高伝搬超音波エネルギー発生器と
を備えてなる装置が提供される。
【００３１】
１つの実施形態では、上記第２容器は、頭部樽板が取り外された樽の開放端部のような開放端部を通して、上記第１容器の内部に配置されるように構成することができる。
【００３２】
１つの実施形態では、上記第２容器は多角柱筒であってよい。この筒は密封されてもよい。
【００３３】
上記第２容器には、上記第１容器の内容積の約５％〜約９５％に等しい容積があってもよいが、好ましくは、上記第１容器の上記容積の約７０％に等しい容積があってもよい。
【００３４】
この発明の第８の観点によれば、第１容器の表面を洗浄するための高伝搬超音波エネルギー装置であって、液体を収容するとともにこの液体の中で洗浄される上記表面の少なくとも一部分を受け入れるように構成された第２容器へ取り付けられた少なくとも１つの高伝搬超音波エネルギー放射用アセンブリと、このエネルギー放射用アセンブリと交信する高伝搬超音波エネルギー発生器とを備えてなる装置が提供される。
【００３５】
１つの実施形態では、上記超音波エネルギー放射用アセンブリは上記第２容器の内面あるいは外面へ取り付けられている。
【００３６】
１つの実施形態では、上記高伝搬超音波エネルギー放射用アセンブリは１つの実施形態では、ソノトロードからなっている。１つの実施形態では、このソノトロードは、高伝搬超音波エネルギーを放射状に放射する。別の実施形態では、上記高伝搬超音波エネルギー放射用アセンブリの作動によって、上記流体の中へ高伝搬超音波エネルギーの放射がもたらされて、上記表面の中にキャビテーションが発生する。このキャビテーションによって、流体が上記表面の中へ流入しやすくなり、それによって、上記表面の中におけるさらに別のキャビテーション化が可能になる。
【００３７】
１つの実施形態では、この流体は、気体あるいは水のような液体である。
【００３８】
１つの実施形態では、この装置は、超音波エネルギーの量を表示するように構成された超音波エネルギーセンサーをさらに備えている。
【００３９】
別の実施形態では、上記超音波エネルギー放射用アセンブリは、チタンおよびチタン合金のような複数の材料からなっている。
【００４０】
１つの実施形態では、この装置には、例えば、頭部樽板が取り外された樽の開放端部のような開放端部を通して、上記第１容器の内部に配置されるように構成された第３容器が備わっていてもよい。
【００４１】
１つの実施形態では、上記第３容器は多角柱筒であってよい。この筒は密封されてもよい。
【００４２】
上記第３容器には、上記第１容器の内容積の約５％〜約９５％に等しい容積があってもよいが、好ましくは上記第１容器の上記容積の約７０％に等しい容積があってもよい。
【００４３】
この発明の第９の観点によれば、ある表面を洗浄するための第６の観点のシステム、第７あるいは第８の観点の装置の使用方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、従来技術による定常波装置およびその結果として生じた効果の図である。
【図２】図２は、樽の上部断面図であり、この発明によって作成されたエネルギー波の浸透の効果を示している。
【図３】図３は、この発明で洗浄される容器の側面断面図である。
【図４】図４は、水が一部あるいは完全に満たされ、完全なまたは一方あるいは双方の頭部樽板が取り外されワイン樽であって、この樽の主軸が水平に方位付けられるように、水槽の中に一部あるいは全部が浸漬されたワイン樽の図を示している。
【図５】図５は、頭部樽板あるいは改造された頭部樽板が取り外されたワイン樽であって、この樽の空隙容積の内部に樽空隙容積の５％〜９５％に等しい容積のある密封型多角柱筒が配置され、この樽の主軸が水槽の中で水の表面平面に対して直交するように上記水槽の中に一部あるいは全体が浸漬されたワイン樽の図を示している。
【図６】図６は、水が完全にあるいは一部満たされたワイン樽であって、頭部樽板あるいは変更された頭部樽板がこの発明の１つの実施形態に従ってあらかじめ取り外され、この樽の開放端部を通して挿入された密封型多角柱筒へ取り付けられた代表的な複数の浸漬可能な変換器アセンブリがあるワイン樽の側面切欠図である。
【図７】図７は、水が完全にあるいは一部満たされたワイン樽であって、かつ、密封型多角柱筒の内面へ確実に取り付けられた複数の変換器アセンブリからなる超音波エネルギー放射用装置を含み、頭部樽板あるいは変更された頭部樽板がこの発明の１つの実施形態に従ってあらかじめ取り外され、この樽の開放端部を通して挿入された密封型多角柱筒の内面へ確実に取り付けられた代表的な複数の浸漬可能な変換器アセンブリがあるワイン樽の側面切欠図である。
【図８】図８は、６０℃で高伝搬超音波エネルギーと高圧熱水（６０℃で１０００ｐｓｉ）とを利用して対照試料と比較された、汚染状の１歳型および３歳型のオールドオーク製樽板の副表面（２〜４ｍｍ）における生存可能なＢｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓ  ｂｒｕｘｅｌｌｅｎｓｉｓ細胞（ＡＷＲＩ菌株１４９９）の減少を示している。
【図９】図９は、家禽の表面におけるＳａｌｍｏｎｅｌｌａ  ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ  の水準における塩素浴単独の効果と比較された、高伝搬超音波エネルギーの単独の効果あるいは塩素浴と組み合わされた効果を示している。
【図１０】図１０は、熱（５０℃）単独の効果と比較された、Ｌｉｓｔｅｒｉａ  ｍｏｎｏｃｙｔｏｇｅｎｅｓ  の水準における高伝搬超音波エネルギーおよび熱（５０℃）の効果を示している。
【図１１】図１１は、真菌胞子の水準におけるドライフルーツの表面への高伝搬超音波エネルギーの印加の効果を表している。洗浄単独、洗浄と殺菌剤、および殺菌剤洗浄とともに高伝搬超音波エネルギーの印加の間における比較が示されている。
【図１２】図１２は、微生物水準におけるみじん切りレタスの表面への高伝搬超音波エネルギーの印加の効果を示している。洗浄単独、洗浄と高伝搬超音波エネルギー（ＵＳ）、３０ｐｐｍペルオキシ酢酸洗浄、３０ｐｐｍペルオキシ酢酸洗浄と高伝搬超音波エネルギー（ＵＳ）、１００ｐｍペルオキシ酢酸洗浄単独、および１００ｐｐｍペルオキシ酢酸洗浄と高伝搬超音波エネルギー（ＵＳ）の間における比較が示されている。
【図１３】図１３は、微生物水準におけるホウレンソウの表面への高伝搬超音波エネルギーの印加の効果を示している。脱イオン水洗浄と、高伝搬超音波エネルギー（ＨＰＵ）を印加した、かつ、印加しないさまざまな濃度の殺菌剤（ペルオキシ酢酸）との間における比較が示されている。
【００４５】
定義
【００４６】
用語「高伝搬超音波エネルギー」には、その意味の中に、ソノトロードの軸方向に対して実質的に直交状に放射された超音波エネルギーが含まれている。
【００４７】
用語「備えている」は、主として含んでいるが、必ずしももっぱらではない、ことを意味する。さらにまた、「備える」のような語句「備えている」の変化形には、対応して変化した意味がある。
【００４８】
この出願において使用されているように、単数形「ある（１つの）」および「その」には、文脈がそうではないことを明確に指示していない限り、複数形への言及が含まれる。例えば、用語「ある表面」には複数の表面もまた含まれる。
【００４９】
この明細書で使用されているように、用語「相乗的な」は、２つの実在物の組み合わせによって達成されるであろう付加的効果よりも大きいことを意味している。相乗的効果は、単独で得られるそれぞれの実在物の効果を組み合わせることで達成されるであろう効果を超えている。
【００５０】
この明細書で使用されているように、用語「表面」には、その意味の中に、ある境界であって、そのような境界を構成しているかあるいはそのような境界に似ている対象物あるいは層の境界が含まれる。すなわち、この明細書で使用されているように、用語「表面」は、ある対象物の２次元表面と、約１〜２０ｍｍの深さまでの、あるいは約２〜２０ｍｍの深さまでの、あるいは約５〜２０ｍｍの深さまでの、あるいは約５〜１５ｍｍの深さまでの、あるいは約７〜１０ｍｍの深さまでの表面層の内部とを意味している。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
＜説明＞
当業者は、この明細書の中にもたらされた図面および例が、例示するためのものであり、また、この発明およびそのさまざまな実施形態を限定するものでない、ことを理解するであろう。
【００５２】
容器および樽板５を含む広範囲の材料を洗浄するために、図１に示された装置１のような従来の超音波洗浄装置および方法が利用されてきた。樽板５を洗浄するための従来の超音波装置１の使用には、装置１を満たす液体１０の中に樽板５ａを浸漬することが一般的に必要である。しかしながら、従来の装置１の中で作られた超音波エネルギーによって、装置１を満たす液体１０の中に定常波が作成されるので、この装置から取り外された樽板５ｂによって、上記定常波に境界を接していない区域における部分洗浄された帯域１５と上記定常波に境界を接している領域における非洗浄帯域２０との交互のパターンが示されている。
【００５３】
この発明によれば、ある表面へ高伝搬超音波エネルギーを印加するための装置および方法が提供される。この装置には一般に、超音波発生器と、高伝搬超音波エネルギーが流体を介してある表面へ印加されるように配置された少なくとも１つの超音波変換器とが備わっている。この発明の上記方法には一般に、ある表面から固体状あるいは半固体状の廃棄物質を除去するためと、ある表面におけるかあるいはその表面を形成する構造体の内部における微生物を駆除する不活性化のために、上記表面へ高伝搬超音波エネルギーを印加することが含まれている。
【００５４】
例えば、上記表面は、容器、導管、装置あるいは食品のような物品の表面であってもよい。上記容器は、ワイン樽、例えば酒石酸塩沈澱物のあるワイン樽であってもよい。上記導管はパイプであってもよい。上記装置は、熱交換器、バルブ、蛇口、ラジエーター、洗浄用水路、熱低温殺菌器チューブ、ミキサー、均質器、包装用ラインにおける充填機ボウル、薄膜フィルター、タンク、ホッパー、包装用材料、ボトル／缶／カートン、充填機ノズル、ディスペンサー、蒸発器、調理器具、デカンター、分離容器、遠心機、あるいは粉砕器であってもよい。上記食品は果物あるいは野菜であってもよい。
【００５５】
従来の超音波洗浄浴技術／変換器は、定常波形成の技術に基づいている。定常波は、そのエネルギーレベルがごく低いため、固体状物質の中へ浸透することがない。同様に、定常波は、液体質量移送あるいは対流熱移送を促進することがない。さらにまた、定常波の形成によって、定常波へ露出された区域と、典型的には５０％の不感帯域を形成する、定常波へ露出されない区域とがもたらされる。このため、オーク製樽のような容器では、その結果は、酒石酸塩除去の点で上記表面の５０％だけが洗浄されるというものであろう。さらに、定常波が上記表面に浸透しないため、微生物付着部の５０％よりはるかに少ない部分が除去されるだけであろう。さらにまた、低いエネルギーレベルのために、酒石酸塩のような有機堆積物の除去は、極小であって、ほとんどなく、また、たとえあるとしても、酒石酸塩は定常波へ露出された上記区域から除去される。
【００５６】
現行のソノトロード技術によれば、固体物質の中への浸透の可能性がない、ごく限られた伝搬距離の定常波が作成される。従来のシステムによれば、距離を維持してごく速く消散し、かつ、流体の液体質量移送特性と対流熱移送特性とに影響を及ぼさないエネルギー波が作成される。例えば、従来のソノトロードは、周囲の物質の中へのごくわずかの浸透とともに、そのソノトロードから１ｍ上方ではおよそ９５％のエネルギー低下を受ける。作成されたこれらの波によって処理された帯域は、汚染された表面区域にわたって有効なものではなく、すなわち、いくつかの区域ではキャビテーション化が起こり、他の区域ではキャビテーション化が起こらない。
【００５７】
高伝搬超音波エネルギー波の利用によれば、現行の超音波洗浄技術およびソノトロードシステムに優る、例えば、
１．エネルギー波の作用／進行距離の向上
２．長距離で維持された波のエネルギー
３．固体多孔質物質へ浸透するエネルギー波の機能
４．向上した液体質量移送および対流熱移送
を含む改善点がもたらされる。
【００５８】
＜高伝搬超音波エネルギー＞
ソノトロードは、典型的には交流電圧がセラミックあるいは圧電結晶性物質（ＰＺＴ）にわたって印加されたときに、超音波エネルギーを発生させる。上記交流電圧は、ＰＺＴの移動を誘発するために所望の振幅で印加される。ＰＺＴの移動を増幅するホーン手段へ、ＰＺＴ変換器が機械的に連結されている。このホーン手段には、この明細書の中でソノトロードと称される先端部分が含まれている。先端部分が含まれているＰＺＴホーン手段のアセンブリは、この明細書の中でソノトロードと称されることもある。高伝搬超音波エネルギーには、ソノトロードの軸方向に対して実質的に直交して放射された超音波エネルギーが含まれている。このようなエネルギーは、流体媒体、典型的には水あるいは気体を介して、また、上記ソノトロードから大きい距離にわたって、また、上記ソノトロードを直接取り囲んでいる区域に限定されることなく、伝搬する。上記媒体を介する伝搬の後に、高伝搬超音波エネルギーは、ある表面にわたって印加されて、その表面の中へ浸透する。
【００５９】
高伝搬超音波エネルギー波は、水のような流体の境界を越えて、汚染された表面へ、少なくとも５０ｃｍ〜約３００ｃｍの距離まで、あるいは約１００ｃｍ〜約３００ｃｍの距離まで、あるいは約１５０ｃｍ〜約３００ｃｍの距離まで、あるいは約２００ｃｍ〜約３００ｃｍの距離まで伝搬することができる。高伝搬超音波エネルギーは、表面の区域および残る体積を越えて実質的に均等に伝搬するとともに、固体の多孔質表面あるいは汚染表面の中へ、約１〜２０ｍｍの深さまで、あるいは約２〜２０ｍｍの深さまで、あるいは約５〜２０ｍｍの深さまで、あるいは約５〜１５ｍｍの深さまで、あるいは約７〜１０ｍｍの深さまで浸透することができる。
【００６０】
この発明の１つの実施形態では、高い出力、低い周波数、長い波長およびソノトロードの形状／設計の組み合わせによって、上記諸効果を生じさせることができる。これに対して、従来の超音波洗浄器から放射された超音波エネルギーは、１００ｃｍの距離で９０％以上のエネルギー低下とともに放射用表面からの制限伝搬距離を有し、また、それらの表面被覆区域において均等ではなく、また、バイオフィルムまたは固体の多孔質表面あるいは汚染表面の中へ浸透する機能を有していない。
【００６１】
別の実施形態では、ソノトロードは、発生された高伝搬超音波エネルギーが水のような液体の境界を越えて、汚染された表面へ、約５０ｃｍ〜約３００ｃｍの距離まで、あるいは約１００ｃｍ〜約３００ｃｍの距離まで、あるいは約１５０ｃｍ〜約３００ｃｍの距離まで、あるいは約２００ｃｍ〜約３００ｃｍの距離まで、浸透することができ、波エネルギーが接触しないどのような空間／帯域も残すことなくすべての表面区域および体積にわたって均等に伝導することができるように、配置することができる。加えて、この高伝搬放射波は、固体の多孔質表面あるいは汚染表面の中へ、約５〜２０ｍｍまで、あるいは約５〜１５ｍｍまで、あるいは約７〜１０ｍｍまで浸透することができる。
【００６２】
もっと別の実施形態では、高伝搬超音波エネルギーは、高いエネルギーの備わったソノトロードの表面から実質的に直角に放射される。この文脈で、高いエネルギーとは、上記放射用ソノトロードから約１００〜約３００ｃｍの距離で、キャビテーション化気泡の崩壊の結果であるエネルギーと剪断力の生成の低下が約２０％未満であることをいう。さらにまた、この文脈で、高いエネルギーとは、固体のまたは多孔質表面あるいは多孔質物質の中へ、約１〜２０ｍｍの深さまで、あるいは約２〜２０ｍｍの深さまで、あるいは約５〜２０ｍｍの深さまで、あるいは約５〜１５ｍｍの深さまで、あるいは約７〜１０ｍｍの深さまで伝搬するとともに、内部にキャビテーションを作成する高伝搬超音波エネルギーの機能をいう。
【００６３】
さらに別の実施形態では、高伝搬超音波エネルギーによって、バイオフィルム、汚染された物質／表面、多孔質オーク製樽のような固体表面、通常は熱伝導率がごく乏しい微生物の中への熱伝導性熱移送の動力学が促進される。高伝搬超音波エネルギーによって、この過程の速度は約２００〜３００％まで増大する。別の実施形態では、キャビテーションと殺菌剤とは、上記表面を殺菌し、洗浄し、かつ／または上記表面からバイオフィルムを除去するために相乗的に作用する。
【００６４】
理論によって制限されることはないが、高伝搬超音波エネルギーがキャビテーションの生成と熱の生成とによって微生物を洗浄するとともに駆除する、ということが一般に考えられる。キャビテーション化には、顕微鏡的気泡の反復的な形成および内方破裂が含まれている。この内方破裂によって、その内方破裂の部位の近傍に高圧衝撃波と高温とが発生する。上記ＰＺＴ、上記ホーン手段、超音波エネルギーが印加される上記表面による高伝搬超音波エネルギー吸収と、上記エネルギーが伝搬する液体あるいは気体による高伝搬超音波エネルギーのいくらかの吸収とによって、熱もまた発生する。
【００６５】
理論によって制限されるが、高伝搬超音波エネルギーの印加によって、キャビテーションが発生し、従って、ある表面の中への流体あるいは液体の浸透を容易にする衝撃波が発生する、ということは信じられている。上記表面で局部的に発生した熱と組み合わされたこれらの衝撃波は、その表面で堆積物の除去をもたらすとともに、その表面の中へもまた浸透して、微生物を殺す。超音波エネルギーによって作られたキャビテーションは、特定の化学現象（例えば熱活性化漂白）を活性化し、従って、洗浄および殺菌を顕著に改善するためにもまた、利用することができる。加えて、高伝搬超音波エネルギーの印加によって、殺菌剤のような流体成分を超音波エネルギーが印加される上記表面の中へ追い込むことができる。
【００６６】
１つの実施形態では、超音波放射用アセンブリあるいは超音波発生器は、約１０ＫＨｚ〜約２０００ＫＨｚの、あるいは約１０ＫＨｚ〜約１５００ＫＨｚの、あるいは約１０ＫＨｚ〜約１０００ＫＨｚの、あるいは約１０ＫＨｚ〜約７５０ＫＨｚの、あるいは約１０ＫＨｚ〜約４００ＫＨｚの、あるいは約１０ＫＨｚ〜約２５０ＫＨｚの、あるいは約１０ＫＨｚ〜約１２５ＫＨｚの、あるいは約１０ＫＨｚ〜約１００ＫＨｚの、あるいは約１０ＫＨｚ〜約６０ＫＨｚの、あるいは約１０ＫＨｚ〜約４０ＫＨｚの、あるいは約１０ＫＨｚ〜約３０ＫＨｚの、あるいは約１６ＫＨｚ〜約３０ＫＨｚの、あるいは約１６ＫＨｚ〜約２２ＫＨｚの、あるいは約１９ＫＨｚ〜約２０ＫＨｚの周波数で、超音波エネルギーを発生させる。
【００６７】
１つの実施形態では、高伝搬超音波エネルギーの振幅は、約０．００１〜約５００ミクロンの間にあり、好ましくは約０．０１〜約４０ミクロンの間にあり、いっそう好ましくは約１〜約１０ミクロンの間にある。
【００６８】
１つの実施形態では、高伝搬超音波エネルギーのエネルギー密度は、約０．００００１ワット／ｃｍ３〜１０００ワット／ｃｍ３の間にあり、約０．０００１ワット／ｃｍ３〜約１００ワット／ｃｍ３の間にある。
【００６９】
別の実施形態では、高伝搬超音波エネルギーは、約１秒〜約６０分、あるいは約５秒〜約５０分、あるいは約１０秒〜約４０分、あるいは約１５秒〜約４０分、あるいは約２０秒〜約３０分、あるいは約２５秒〜約２０分、あるいは約３０秒〜約１０分、あるいは約３０秒〜約１分の時間間隔にわたって、ある表面へ印加される。
【００７０】
＜装置＞
１つの観点では、この発明によれば、表面をそれらの表面への高伝搬超音波エネルギーの印加によって洗浄するための装置が提供される。
【００７１】
図２および図３によれば、容器（例示目的のためのワイン樽２５のような）が、その内側表面２８に酒石酸塩２６のような有機堆積物の層を有しており、流体３０で満たされている。流体３０の中へ挿入されているのは、上記内側表面にわたって印加されて上記内側表面２８の中へ浸透する高伝搬超音波エネルギー３４を放射することのできる超音波プローブあるいは変換器３２である。
【００７２】
高伝搬超音波エネルギー３４は、およそ１６〜３０ＫＨｚの周波数で、酒石酸塩２６の後ろにある流体３０の質量移送を促進し、また、木製ワイン樽２５の木質部２７の内側における細孔の中へ入り込む。この高伝搬超音波エネルギーはまた、上記酒石酸塩を介する、かつ、木質部２７の中への向上した対流熱移送をももたらす。
【００７３】
この明細書の中で説明されたように、高伝搬超音波エネルギー３４は、上記表面２８および木質部２７の中へ浸透するとともに、その表面２８と内部に、また、木質部２７の内側に、キャビテーションを生成する。高伝搬超音波エネルギー３４は、表面２８および木質部２７の中へもまた浸透し、さらに、その木質部の中に存在するＢｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓ  ２９のようなあらゆる微生物へ印加される。
【００７４】
図４および図５によれば、この発明のある実施形態によって、高伝搬超音波エネルギーを表面へ印加するための水槽が提供されている。放射器アセンブリが、水槽の外壁へ固定されてもよく、あるいは、その水槽に収容された水の内部に設けられてもよい。
【００７５】
図４は、流体が少なくとも一部満たされたワイン樽４０のような容器が一部あるいは全部浸漬された側面切欠図を示している。ワイン樽４０は、その長手軸が水槽流体４４の静止表面４２の平面に対して実質的に平行であるように、位置合わせすることができる。高伝搬超音波エネルギーは、水槽４６の外面へ取り付けられた、あるいは水槽４６の内部に存在している複数の変換器アセンブリ４８によって、樽４０の内部へ導入される。それぞれの変換器アセンブリ４８は超音波信号発生器５０へ接続されている。この発生器５０は、変換器アセンブリ４８により高伝搬超音波エネルギーとして放射される超音波信号を生成する。高伝搬超音波エネルギーは、樽４０を少なくとも一部満たす上記流体を通して伝搬する。１つの実施形態では、樽４０は、高伝搬超音波エネルギーの印加の間に連続的にあるいは断続的に回転される。
【００７６】
図５は、少なくとも１つの頭部樽板が取り外され、かつ、上記樽４０の空隙容積の内部に置かれた樽の樽空隙容積の５％〜９５％に等しい容積の密封多角柱筒が備わった、図示されたワイン樽４０のような容器の側面切欠図を示している。この樽４０は、水のような流体が少なくとも一部満たされ、樽の主軸が水槽４６の中における流体４４の静止表面４２の平面に対して実質的に直角であるように、水槽４６の中に少なくとも一部分が浸漬されている。高伝搬超音波エネルギーは、水槽４６の外面へ取り付けられた、あるいは水槽４６の中における流体の内部に存在している複数の変換器アセンブリ４８によって、樽４０の内部へ導入される。それぞれの変換器アセンブリ４８は超音波信号発生器５０へ接続されている。この発生器５０は、変換器アセンブリ４８により高伝搬超音波エネルギーとして放射される超音波信号を生成する。高伝搬超音波エネルギーは、樽４０を少なくとも一部分、満たす上記流体を通して伝搬する。１つの実施形態では、樽４０は、高伝搬超音波エネルギーの印加の間に連続的にあるいは断続的に回転される。
【００７７】
図６および図７によれば、この発明の実施形態によって、高伝搬超音波エネルギーをある表面へ印加するための装置が提供されており、ここで、図６における放射器アセンブリ５２あるいは図７における放射器アセンブリ５４は、図示されたワイン樽４０のような容器の開放頭部の中へ挿入されている。
【００７８】
図７は、ワイン樽４０の側面切欠図を示しており、このワイン樽４０は、水が完全にあるいは一部満たされているとともに、ワイン樽４０の空所の内部における超音波活性を監視する取付型センサー５６を有している。これによって、超音波活性を監視することで洗浄の効率が向上し、従って、オペレーターは、必要があれば、この処理に変更を行うことができる。これらの変更には、上記樽板の特定部分が超音波エネルギーへさらされる曝露時間を増大させることが含まれていてもよい。
【００７９】
別の観点では、この発明によれば、超音波エネルギー放射用アセンブリが上記容器における開口の中へ導入される高伝搬超音波エネルギーの印加を利用してワイン樽のような表面を洗浄するための装置が提供される。１つの実施形態では、この装置によって、上記樽を動かす必要なく、上記樽の現場での洗浄が可能になる。
【００８０】
図６は、樽４０の開放頭部の内部に吊り下げられた多角柱筒５８へ連結された放射器アセンブリ５２を示している。典型的には、樽４０は、水のような流体３０で少なくとも一部満たされている。多角柱筒５８は超音波信号発生器５０へ接続されている。この発生器５０は、変換器アセンブリ５２により高伝搬超音波エネルギーとして放射される超音波信号を生成する。高伝搬超音波エネルギーは、樽４０を少なくとも一部満たす上記流体を通して伝搬し、樽４０の表面へ印加される。好ましい実施形態では変換器アセンブリ５２はステンレス鋼からなっているが、当業者は、変換器アセンブリ５２がステンレス鋼を含んでいるかあるいはステンレス鋼から構成されているものに限定されない、ということを理解するであろう。
【００８１】
図７に示されたように、超音波エネルギー放射用装置は、密封多角柱筒５４の内側表面へ取り付けられた複数の変換器アセンブリ４８からなっている。この装置は、図示された樽４０のような容器の内部に、少なくとも１つの頭部樽板があらかじめ取り外された上記樽の開放端部を通してそれを挿入することで、置かれている。典型的には、樽４０は、水のような流体３０で少なくとも一部満たされている。超音波信号発生器５０が、密封多角柱筒５４の内部に収容された複数の変換器アセンブリへ接続されている。この発生器５０は、変換器４８によって上記放射切アセンブリにより高伝搬超音波エネルギーとして放射される超音波信号を生成する。高伝搬超音波エネルギーは、樽４０を少なくとも一部満たす上記流体を通して伝搬し、樽４０の表面へ印加される。１つの実施形態では、樽４０は攪拌することができる。
【００８２】
代わりの実施形態では、樽４０の中における流体は、ポンプ（図示略）を使用するか、または、樽４０の内部で密封多角柱筒５４を回転させるかあるいは枢動させるかのいずれかで、攪拌することができる。
【００８３】
図７はまた、流体３０で少なくとも一部満たされたワイン樽４０と、取付型センサー５６がある超音波放射器５４を含んでいる装置との側面切欠図をも示している。１つの実施形態では、取付型センサー５６は、放射器５４から半独立状に動くことができる。このセンサー５６は、ワイン樽４０の内部における高伝搬超音波エネルギーを監視する。
【００８４】
当業者は、この発明の上記装置に関連したケーブルおよびパイプが、上記の容器あるいは樽が電源あるいは水源からある距離がある場合であっても高伝搬超音波エネルギーの現場での印加を可能にするための十分な長さを有する、ということを理解するであろう。
【００８５】
この発明の別の実施形態では、ポンプ（図示略）を使用して、フィルターを介して上記流体を再循環させるかあるいは再利用し、それによって、必要な流体の量を制限することができる。別の実施形態では、水のような流体は上記容器を通して連続的に流れることができる。
【００８６】
当業者は、この発明がワイン樽に限定されるものではなく、また、あらゆる容器を洗浄するために使用される、ということを理解するであろう。とりわけ、この発明は、酒樽、桶、食品容器、導管、あるいは酒樽、桶、食品容器、ボトルのような、流体で少なくとも一部分が満たされることのある器具など、接触できる場所が制限される容器を洗浄するのに有用である。加えて、この発明の装置は、例えば、食品処理設備、熱交換器、パイプ、バルブ、および果物や野菜のような食品へ高伝搬超音波エネルギーを印加するために使用することができる。
【００８７】
＜この発明の装置を使用する方法＞
この発明によれば、容器の表面へ高伝搬超音波エネルギーを印加することによる、表面の洗浄および／または殺菌方法が提供される。特定の理論に制限されることはないが、この方法は、キャビテーション化として知られた、衝撃波を崩壊させるとともに解放する顕微鏡的空隙の作用によって機能する。その顕微鏡的空隙は、洗浄されかつ／または殺菌される表面に接触している流体の中へ高伝搬超音波エネルギーを送ることによって形成される。この顕微鏡的空隙は、表面に形成されることがある。これらの空隙の崩壊によって作られた衝撃波は、酒石酸塩、バイオフィルム、食品残渣、微生物などのような表面汚染物を遊離させる。この有機堆積物あるいは残りかすは、その後、ポンプの使用によって、あるいは上記容器を反転させて上記残りかすを排出することによって、排出される。
【００８８】
１つの観点では、この発明によって、表面を洗浄し、汚染物質を除去する方法と、上記表面へ高伝搬超音波エネルギーを印加することによって表面を殺菌する方法とが提供される。
【００８９】
この発明の上記方法におけるこの発明の装置の使用は、この明細書の中に例示されている。例えば、図２および図３によれば、樽２５が流体３０で満たされると、伝搬波３４を提供することのできるソノトロード３２が挿入される。このソノトロード３２は、１６〜３０ＫＨｚの周波数で始動される。その結果、高伝搬超音波エネルギー３４によって、流体の中にキャビテーションが生成される。初めは、上記キャビテーションによって作られたエネルギーは、酒石酸塩２６のような有機堆積物に衝突するが、また、驚くべきことには、この明細書の中で説明されたように、およそ１６〜３０ＫＨｚの周波数（１つの実施形態で）で高伝搬超音波エネルギーを使用することによって、酒石酸塩２６の後方への、また、木製ワイン樽２５の木質部２７の内側における細孔の中への質量移送が起こる。この高伝搬超音波エネルギーはまた、上記酒石酸塩を介する、また、木質部２７の中への向上した対流熱移送ももたらす。
【００９０】
上記液体を樽２５の上記細孔の中へ追い込むことによって、高伝搬超音波エネルギー３４は次いで、木質部２７の中へ移送されて、樽２５の木質部の内側にキャビテーションがもたらされる。このようにして、木質構造体の内側におけるキャビテーションによって作られた上記エネルギーには、木製の樽２５の内側表面２８の下方におよそ２０ｍｍまでの深さで、Ｂｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓ  ２９のような、上記木質部の表面に、あるいは同表面の近傍に、より大きい効果がある。上記キャビテーションはまた、向上した熱移送とともに相乗的に作用して、Ｂｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓのような損傷微生物を、熱単独かあるいは放射状エネルギー波の伝搬かのいずれか一方よりも大きい効率および効果で根絶する。
【００９１】
ある表面への高伝搬超音波エネルギーの印加によって、木質構造体２７の中における有機体へ、先に可能であったものよりも大きいキャビテーション発生がもたらされる。これによって、先に可能であったものよりも高いレベルで、洗浄とともに、殺菌あるいは微生物付着減少に影響を及ぼす機能がもたらされる。
【００９２】
＜流体＞
いくつかの実施形態では、流体３０は、気体あるいは水のような液体であろう。もっと別の実施形態では、この液体は、逆浸透浄化された液体、例えば水である。
【００９３】
この流体は、約１℃〜約９９℃の間の、あるいは約２℃〜約９０℃の間の、あるいは約３℃〜約８０℃の間の、あるいは約４℃〜約７０℃の間の、あるいは約４℃〜約６０℃の間の、あるいは約４℃〜約５０℃の間の、あるいは約４℃〜約４０℃の間の、あるいは約４℃〜約３０℃の間の、あるいは約４℃〜約２０℃の間の温度にあってもよい。
【００９４】
好ましい実施形態では、この流体３０は、およそ３０℃以上であるが８０℃未満の温度にあるが、いっそう好ましくは、この流体３０は、およそ４０℃〜およそ６０℃の温度にある。これらの温度範囲は比較的容易に得ることができ、また、蒸気、例えば、９０℃を超える温度が必要である技術に比べて、危険性が顕著に減少している。
【００９５】
さらにまた、逆浸透浄化された水のような液体を使用すると、その流体が、移行した距離、多孔質物質あるいは固体物質の中への浸透距離、キャビテーション状気泡の形成および崩壊から解放された爆発エネルギーおよび剪断力の強度の点で、高伝搬超音波エネルギーの有効度が改善される。逆浸透水によれば、上記汚染表面の上にｃｍ２当たりに形成されたキャビテーション状気泡の数と、多孔質構造体あるいは固体状構造体の中にｃｍ３当たりに形成されたキャビテーション状気泡の数ともまた、増大する。逆浸透水の使用によれば、図２および図３に示された木質部２７のような固体状多孔質構造体の中への液体の試料移送速度もまた増大し、さらに、上記固体状構造体の中への対流熱移送が増大し、それによって、Ｂｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓのような微生物の付着減少が改善される。
【００９６】
さらにまた、上記流体が水のような液体であるこの発明のいくつかの実施形態では、その液体には、殺菌剤、洗浄剤、香料添加剤、漂白剤、消泡剤、酸、塩基、腐食剤、ｐＨ安定剤、研磨剤、界面活性剤、酵素、漂白活性剤、抗菌剤、抗バクテリア剤、漂白触媒、漂白促進剤、漂白剤、アルカリ性供給剤、着色料、香水、石鹸、結晶成長抑制剤、光漂白剤、金属イオン封鎖剤、錆止め剤、酸化防止剤、再沈殿防止イオン剤、電解質、ｐＨ調整剤、増粘剤、研削剤、金属イオン塩、酵素安定剤、腐食防止剤、脱塩剤、溶剤、処理補助剤、香料、蛍光増白剤、およびこれらの混合物のような、１つ以上の選択的成分が含まれていてもよい。
【００９７】
＜汚染物質の除去＞
ワイン樽に関して、具体的にはワイン樽の内側表面に関して例示されたような、ある表面への高伝搬超音波エネルギーの印加によって、その表面における酒石酸塩結晶あるいはバイオフィルムのような汚染物質を除去することができるとともに、それらを、上記樽の底における他の有機堆積物（「残りかす」と称される）とともに、浮遊させることができる。従って、１つの実施形態では、残りかすの除去によって、再利用されるオーク製ワイン樽の中のワインへオークの芳香を移送することが促進される。この明細書の中に説明された方法は、ワイン樽へ適用されると、ワインの品質に有害である汚染物質および微生物が実質的にないオーク製樽の内側表面がもたらされる。
【００９８】
いくつかの実施形態では、この発明の方法によって、液体が高温へ加熱されることと化学物質の使用とが回避される。加えて、ワイン樽を洗浄するためにこの発明の方法が使用されると、高圧の熱水噴霧あるいは冷水噴霧と比較して、木の芳香成分の損失がほとんどない。従って、樽の寿命を延長することができ、それによって、樽交換の費用を削減することができる。
【００９９】
いくつかの実施形態では、ある表面への高伝搬超音波エネルギーの印加によって、その表面に接する流体へパルス状電界を同時に付与することができる。代わりに、高伝搬超音波エネルギーの印加とパルス状電界の付与とは、連続して行われてもよい。１つの実施形態では、高伝搬超音波エネルギーの印加とパルス状電界の付与とは、断続的に行われる。
【０１００】
いくつかの実施形態では、ある表面への高伝搬超音波エネルギーの印加は、その表面の機械的ブラッシングと同時に行うことができる。代わりに、高伝搬超音波エネルギーの印加と表面の機械的ブラッシングとは、連続して行われてもよい。１つの実施形態では、高伝搬超音波エネルギーの印加と表面の機械的ブラッシングとは、断続的に行われる。
【０１０１】
１つの実施形態では、約１〜約１０ミクロンの振幅の高伝搬超音波エネルギーを、約３〜約１０分の間隔で、樽のような容器の表面へ印加することができる。
【０１０２】
この装置および方法によれば、汚染によって引き起こされただめになったワインが回避され、樽の中における減少した酒石酸塩の堆積物を介するオーク芳香の移送が改善され、現行の洗浄方法によるオーク芳香の損失が回避され、汚染によってだめになった樽の交換が回避されることで樽の費用が低減され、樽の使用寿命が延長されることで樽の費用が低減され、洗浄作業のための労働力費用が低減され、水費用が低減され、化学物質の使用が回避され、また、水加熱用費用が低減される。
【０１０３】
さらに別の実施形態では、この方法によれば、汚染によって引き起こされただめになったワインが回避され、樽の中における減少した酒石酸塩の堆積物を介するオーク芳香の移送が改善され、現行の洗浄方法によるオーク芳香の損失が回避され、汚染によってだめになった樽の交換が回避されることで樽の費用が低減され、樽の使用寿命が延長されることで樽の費用が低減され、洗浄作業のための労働力費用が低減され、水費用が低減され、化学物質の使用が回避され、また、水加熱用費用が低減される。
【０１０４】
１つの観点では、樽のような容器の内側表面を殺菌するとともに樽の上記表面に残っているＢｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓを含む損傷微生物を駆除する方法が開示されている。
【０１０５】
洗浄によってワイン樽を再利用する手法は、ワイン産業の内部で大規模に用いられている。しかしながら、不完全な洗浄に起因するバクテリアおよびイーストによる汚染は、ワイン品質低下の増大と、それゆえワイン製造業者の費用の増大という結果を招く。ワイン樽および酒樽と他の食品および飲料とにつきものの困難性は、容器の開放が制限されることにある。このことによって、そのような容器が洗浄されるときにかなりの問題が引き起こされる。あらかじめ樽が解体されて削られ、代わりに、高圧の水あるいは蒸気が、そのような容器を洗浄するために用いられた。しかしながら、このことによって、他の問題、とりわけ乾燥区域ではワイン醸造者は利用できる水が限定されるという問題が生じ、さらにまた、そのような方法は、表面堆積物を単に除去するだけで、その表面の近傍にひそむ微生物を駆除するかあるいは不活性化するために、その表面の中に浸透することがない。この発明によれば、ワイン樽および同様の容器の内側表面のような表面を洗浄するとともに殺菌するために、ある表面への高伝搬超音波エネルギーの印加が提供される。
【０１０６】
＜洗浄および／または汚染除去＞
１つの実施形態では、例えば、図４あるいは図５の装置を使用して例示されたように、超音波洗浄の方法によれば、超音波エネルギーが、外部で生成された超音波によって、水のような液体で少なくとも一部満たされた容器あるいは導管（ここでは樽として図示）の内側へ導入される。超音波エネルギーは、水槽の水へ印加され、樽板を介して、樽の内部に収容された水の中へ伝達されるが、ここで、超音波エネルギーによって作られたキャビテーション状気泡の崩壊により解放されたエネルギーは、残渣を除去するとともに、内在する微生物を駆除する。
【０１０７】
１つの観点では、この発明の方法は、導管および／または容器を現場で洗浄しかつ／または殺菌するために、用いることができる。例えば、バイオフィルムの成長によって劣化した導管は、水のような流体で少なくとも一部満たすことができる。この発明の装置は、作動されたときに、高伝搬超音波エネルギーが液体を通して伝搬し、導管あるいは容器の内側表面へ印加されて、その表面を洗浄しかつ／または殺菌するように、その導管の中へ導入することができる。この方法によって生成された残りかすは、流体が容器から排出されたときに除去される。容器あるいは導管の中における液体は、フィルターを通して再循環するか再利用することができ、従って、洗浄処理のために必要な水の量が制限される。別の実施形態では、水のような液体は、導管あるいは容器を通して連続状に流れ、従って、残りかすを洗浄された表面あるいは殺菌された表面から除去するための手段がもたらされる。
【０１０８】
この発明の１つの実施形態では、高伝搬超音波エネルギーを放射するソノトロードは、開放水路、パイプ、容器、水のような流体、殺菌剤（さまざまな濃度で）、および果物あるいは野菜を収容している貫流容器の中へ浸漬される。これらの果物／野菜は、高伝搬超音波エネルギーを放射する１つ以上のソノトロードの傍を通る。この高伝搬超音波エネルギーは、上記流体の中に、上記の果物および野菜の表面に、また、上記の果物および野菜の表面組織の内面内側に、キャビテーションを作り出す。これらの果物および野菜が超音波領域の中に滞留する時間は、０．１秒〜１０００秒の間で変更することができる。水および果物あるいは野菜の流量は、０．１リットル／分〜１０，０００リットル／分の間で変更することができる。超音波および崩壊するキャビテーション状気泡は次のことを行う。
【０１０９】
１．  殺菌剤あるいは洗浄剤が微生物をより良好に殺菌することのできる液相の中へ、表面バクテリアおよび汚染物質を除去する。この液相の中で超音波およびキャビテーションが、微生物の外側膜を通して、上記殺菌剤により速くかつより効果的に相乗的に作用すると、微生物はより効果的に駆除される。
２．  超音波およびキャビテーションは、より速くかつより大きい浸透深さまで上記殺菌剤に作用して、微生物が存在する果物および野菜の表面構造体の中へ上記殺菌剤を浸透させる。内側のキャビテーションによって、上記殺菌剤は、より効果的に機能して、微生物の外側膜へ、また、果物あるいは野菜の組織表面の内側へ浸透する。
【０１１０】
１つの実施形態では、約１〜約１０ミクロンの振幅の高伝搬超音波エネルギーを、果物あるいは野菜の表面へ、約３０〜約１分の時間にわたって、場合によっては塩素、ペルオキシ酢酸、オゾン、あるいはこれらの組み合わせのような殺菌剤とともに、印加することができる。
【０１１１】
例えば、野菜は、アマランス、ビートグリーンズ、ブロッコリー、ビターリーフ、チンゲン菜、芽キャベツ、キャベツ、キャッツイア、セロリー、セルタス、セイロンホウレンソウ、チャヤ、チコリー、チャイニーズマロウ、クリサンサマムリーブス、コーンサラダ、コショウソウ、グリーンビーンズ、タンポポ、エンダイブ、アリタソウ、アカザ、フィドルヘッド、溝付きカボチャ、ゴールデンサムファイア、グッドキングヘンリー、ジャムブ、カイラン、ケール、コマツナ、クカ、ラゴスボロジ、タネツケバナ、アメリカハンゲショウ、レタス、メロキア、ミズナグリーンズ、カラシナ、白菜／中国キャベツ、ニュージーランドホウレンソウ、ヤマホウレンソウ、トウミョウ／ピーリーブス、ポーク、赤チコリー、ゴールデンロケット、サムファイア、シービート、シーケール、シエラレオネボロジ、ソコ、カタバミ、サマーパースレーン、スイスチャード、タットソイ、カブラ菜、ミズガラシ、ミズホウレンソウ、ウインターパースレーン、ヤウチョイ、エイコーンスクワッシュ、アルメニアンキューカンバー、ナス、ピーマン、ビターメロンカイグア、シマホウズキ、コナトウガラシ、ハヤトウリ、チリペッパー、キューリ、ヘチマ、マラバルヒョウタン、パーワル、トマト、ペレニアルキューカンバー、カボチャ、パティパンスクワッシュ、ヘビウリ、カボチャ（マロー）、トウモロコシ、甘トウガラシ、ティンダ、オオブドウホオズキ、冬瓜、ニシインドコキューリ、ズッキーニあるいはコーゲット、グローブアーティチョーク、スクワッシュブロッサムズ、ブロッコリー、カリフラワー、アメリカラッカセイ、アズキマメ、ササゲ、ヒヨコマメ、ドラムスティック、ドリコスビーン、ソラマメ、インゲンマメ、グアール、ホースグラム、インドエンドウ、レンティル、モスビーン、緑豆、オクラ、エンドウ、ピーナツ、キマメ、ライスビーン、米、サヤエンドウ、大豆、ターウイ、テパリビーン、ウラドビーン、ハッショウマメ、シカクマメ、ショウロクササゲ、アスパラガス、カルドン、セルリアック、セロリー、エレファントガーリック、イタリーウイキョウ、ガーリック、コールラビ、クラット、ニラネギ、レンコン、ノパルサボテン、タマネギ、プルシアンアスパラガス、エシャロット、ネギ、野ネギ、アヒパ、アラカチャ、タケノコ、テンサイ、ブラッククミン、ゴボウ、広葉タバコクワイ、ヒナユリ、カンナ、ニンジン、キャッサバ、チャイニーズアーティチョーク、ダイコン、ラッカセイ、エレファントフットヤム、エンセテ、ショウガ、ゴボウ、根用パセリ、キクイモ、クズイモ、アメリカボウフウ、ピグナット、プレクトランサスポテト、プレイリーターニップ、ラディッシュ、スウェーデンカブ、バラモンジン、フタナミソウ、ムカゴニンジン、サツマイモ、タロイモ、センネンボク、タイガーナット、カブ、ウルクス、ワサビ、ヒシ、ヤーコンおよびヤムイモからなる群から選択することができる。
【０１１２】
例えば、果物は、生であってもよく、あるいは乾燥されていてもよく、また、リンゴ、ザイフリボクの実、ビワ、セイヨウカリン、西洋ナシ、マルメロ、バラの実、ナナカマドの実、オウシュウナナカマドの実、ナナカマドの実あるいはザイフリボクの実、ホンアンズ、サクランボ、チョークチェリー、グリーンゲージ、モモヤシ、および先行種の雑種、キイチゴ類、ブラックベリー（およびその雑種）、クラウドベリー、ローガンベリー、キイチゴ、サーモンベリー、クロミキイチゴ、ヘビガライチゴ、クマコケモモ、コケモモ、ブルーベリー、ツルコケモモ、クランベリー、ファルベリー、ハックルベリー、コケモモ、アカイ、メギ、カランツ、ニワトコの実、グズベリー、エノキの実、クワの実、アメリカミヤオソウの実、ナニーベリー、ヒイラギメギの実、シーバックソーン、ハマベブドウの実、アルハット、バツアン、ウッドアップル、マンゴー、アンマロクの実、シャリシュエロ、シェラプ、ココナッツ、茶、チャイニーズマルベリー、カッドラング、マンダリン、メロンベリー、シルクワームソーン、チェ、ドリアン、ガムブージ、グミ、ハーディキウイ、キウイフルーツ、ヤブヘビイチゴあるいはインディアンストロベリー、ガルシニアダルシス、ランゾーンズ、ラプシ、リュウガンの実、レイシの実、マンゴスチン、ナング、ブドウ、（乾燥されたときの干しブドウ、スルタナ、あるいはカラント）、オリーブ、ザクロ、イチジク、レモン、オレンジ、シトロン、グレープフルーツ、キンカン、ライム、マンダリンおよびタンジェリンを含む柑橘類からなる群から選択することができる。
【０１１３】
＜高伝搬超音波エネルギーおよび他の洗浄剤および殺菌剤の使用＞
この明細書の中に開示されたように、ある表面への高伝搬超音波エネルギーの印加によって、表面から、また、表面の内部から、有機堆積物および／または微生物が除去される。驚くべきことに、また、この明細書の中に開示されたように、ある表面を洗浄しかつ／または殺菌する従来の方法とともに、ある表面へ高伝搬超音波エネルギーを印加すると、高伝搬超音波エネルギーの印加と従来の洗浄および／または殺菌とを単独で行った場合の付加的効果から単に期待されるであろうものよりも、表面の洗浄性および／または殺菌性が改善される。すなわち、高伝搬超音波エネルギーの印加と従来の洗浄法および／または殺菌法の利用との間には、相乗的な洗浄および／または殺菌の効果が存在する。
【０１１４】
この明細書の中で例示されたように、家禽肉へ高伝搬超音波エネルギーを塩素浴とともに施すと、高伝搬超音波エネルギーあるいは塩素浴の一方を単独で施したものに比べて、Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ  ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ  レベルの大幅な減少がもたらされる（図９）。同様に、切り裂きレタスを、高伝搬超音波エネルギーの印加とともに、３０ｐｐｍあるいは１００ｐｐｍで殺菌すると、いずれか一方の処理を単独で行ったものから期待されるであろうものよりも、全微生物レベルの大幅な減少がもたらされる（図１２）。
【０１１５】
上で述べたように、また、理論によって制限されることはないが、高伝搬超音波エネルギーが、キャビテーションの生成および熱の生成によって表面を洗浄するとともに微生物を駆除する、ということは一般に考えられる。キャビテーション化には、顕微鏡的気泡の反復的な形成および内方破裂が含まれている。内方破裂によって、高圧衝撃波と高温とが、その内方破裂の部位の近傍に発生する。この衝撃波は、殺菌剤のような流体成分を、超音波エネルギーが印加される表面の中へ追いやることができ、それによって、その表面の上に、高伝搬超音波エネルギーあるいは従来の洗浄および／または殺菌のそれぞれが単独で行われたときの付加的効果から単に期待されるであろうものよりも、洗浄および／または殺菌の効果が増大する。
【０１１６】
この殺菌剤は、オゾン、塩素、ペルオキシ酢酸、二酸化塩素、過酸化水素、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アジ化ナトリウム、あるいは他の市販の殺菌用調合物、またはこれらの組み合わせ、のうちの少なくとも１つであろう。上記殺菌用調合物は、洗剤、界面活性剤、石鹸、漂白剤、またはサルファ酸、蟻酸、他の有機酸あるいは無機酸などのような反応性化合物のうちの少なくとも１つであろう。
【０１１７】
さらにまた、水のような逆浸透流体を高伝搬超音波エネルギーとともに用いると、汚染物質の洗浄あるいは除去の動力学が大幅に増大して、その表面における、また、その固体状構造体の内部における汚染物質の除去の割合が増大するとともに、微生物の駆除の割合が促進される。逆浸透流体の利用は、従来型の液体、化学添加剤が添加された液体、あるいは脱ガス処理された液体に優る改善である。逆浸透水の中における洗浄効率は、標準的な飲料水に比べて、典型的には３０％増大している。加えて、逆浸透水の中における洗浄時間は、典型的には４０％減少している。
【０１１８】
いくつかの実施形態では、液体には、オゾン、塩素、ペルオキシ酢酸、アジ化ナトリウムのような化学的殺菌剤が含まれていてもよい。この代わりに、あるいはこれに加えて、その液体には、洗剤のような洗浄剤、リパーゼのような酵素、界面活性剤、石鹸あるいは漂白剤が含まれていてもよい。他の洗浄剤および／または殺菌剤には、苛性ソーダ、水酸化カリウム、サルファ酸、蟻酸、二重クロム酸、塩酸、硝酸および硫酸が含まれていてもよい。これらの薬品の適切な濃度は、当業者によく知られており、また、慣例的な実験によって決定することができる。しかしながら、典型的には、濃度は、約１ｐｐｍ〜約５００ｐｐｍの範囲にあってもよいが、より高い濃度を用いることもできる。
【０１１９】
＜有機体＞
強力な超音波によって、Ｂｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓのような損傷イーストを含む損傷微生物が駆除される。この有機体および他の損傷イーストならびにカビは、ワイン樽のオークの中に、とりわけ、その樽の内部における内側表面の周りに認めることができる。強力な超音波エネルギーによって、液体および固体構造体が加熱されるとともに殺菌され、それによって、樽のオークの内部に認められる有機体が少なくとも８ｍｍの深さまで駆除されるとともに、二酸化イオウおよびオゾンのような化学物質の使用が回避される。
【０１２０】
この発明の方法は、Ｂｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓ種のイーストのような微生物の付着を減少させるために用いることができる。
【０１２１】
他の実施形態では、これらの方法は、Ｂｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓ種のイースト、およびカビ、イースト、バクテリアを含む他のワインの損傷微生物の付着の減少に適用することができる。例えば、ワインの損傷イーストには、Ｄｅｋｋｅｒａ  ａｎｏｍａｌａ、Ｄｅｋｋｅｒａ  ｂｒｕｘｅｌｌｅｎｓｉｓ、Ｄｅｋｋｅｒａ  ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａ、Ｂｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓ  ａｂｓｔｉｎｅｎｓ、Ｂｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓ  ａｎｏｍａｌｕｓ、Ｂｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓ  ｂｒｕｘｅｌｌｅｎｓｉｓ、Ｂｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓ  ｃｌａｕｓｓｅｎｉｉ、Ｂｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓ  ｃｕｓｔｅｒｓｉａｎｕｓ、Ｂｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓ  ｉｎｔｅｒｍｅｄｉｕｓ、Ｂｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓ  ｌａｍｂｉｃｕｓ、Ｂｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓ  ｎａａｒｄｅｎｓｉｓ、Ｐｉｃｈｉａ  ｇｕｉｌｉｅｒｍｏｎｄｉｉ、Ｐｉｃｉａｉ  ｍｅｍｂｒａｎｅｆａｃｉｅｎｓ、Ｐｉｃｈｉａ  ｆｅｒｍｅｎｔａｎｓ、Ｓａｃｈｈａｒｏｍｙｃｏｄｅｓ  ｌｕｄｗｉｄｉｉ、Ｓｃｈｉｚｏｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｓｐ、Ｚ．ｂａｉｌｉｉおよびＺ．ｂｉｓｐｏｒｕｓが含まれるＺｙｇｏｓａｃｈｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｓｐ、Ｈａｎｓｅｎｉａｓｐｏｒａ  ｓｐ、Ｋｌｏｅｃｋｅｒａ  ｓｐ、Ｈａｎｓｅｎｕｌａ  ｓｐ．、Ｍｅｔｓｃｈｎｉｋｏｗｉａ  ｓｐ、Ｔｏｒｕｌａｓｐｏｒａ  ｓｐ、あるいはＤｅｂａｒｙｏｍｙｃｅｓ  ｓｐが含まれていてもよい。
【０１２２】
例えば、ワインの損傷バクテリアには、Ａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ  ｐａｓｔｅｕｒｉａｎｕｓ、Ａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ  ｌｉｑｕｅｆａｓｃｉｅｎｓ、Ａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ  ａｃｅｔｉ、Ａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ  ｒａｎｃｅｎｓのようなＡｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ種、Ｇｌｕｃｏｎｏｂａｃｔｅｒ  ｏｘｙｄａｎｓのようなＧｌｕｃｏｎｏａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ種、Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ  ｐｌａｎｔａｒｕｍ、Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ  ｂｒｅｖｉｓ、Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ  ｆｒｕｃｔｉｖｏｒａｎｓ（以前は、Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ  ｔｒｉｃｈｏｉｄｅｓ）、Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ  ｈｉｌｇａｒｄｉｉ、Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ  ｋｕｎｋｅｅｉ、Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ  ｂｕｃｈｎｅｒｉ、Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ  ｆｅｒｍｅｎｔａｔｕｍ、Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ  ｃｅｌｌｏｂｉｏｓｉｓ、Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ  ｃｏｌｌｏｎｏｉｄｅｓ、Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ  ｐｌａｎｔａｒｕｍのようなＬａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ種、Ｌｅｕｃｏｎｏｓｔｏｃ  ｏｅｎｏのようなＬｅｕｃｏｎｏｓｔｏｃ種、Ｐｅｄｉｏｃｏｃｃｕｓ  ｄａｍｎｏｓｕｓ、Ｐｅｄｉｏｃｏｃｃｕｓ  ｐｅｎｔｏｓａｃｅｕｓ、Ｐｅｄｉｏｃｏｃｃｕｓ  ｐａｒｖｕｌｉｓのようなＰｅｄｉｏｃｏｃｃｕｓ種、およびＯｅｎｏｃｏｃｃｕｓ  ｏｅｎｉが含まれていてもよい。
【０１２３】
この発明の方法は、食品、とりわけ新鮮な果物および野菜の上にカビ、イーストおよびバクテリアのような微生物が付着するのを減少させるために用いることができる。この食品損傷微生物には、イースト、カビおよびバクテリアが含まれていてもよい。例えば、損傷イーストには、Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｓｐ．、Ｚｙｇｏｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｓｐ．、Ｒｈｏｄｏｔｏｒｕｌａ  ｓｐ．が含まれていてもよい。真菌損傷有機体は、Ｂｏｔｒｙｔｉｓ  ｃｉｎｅｒｅａ、Ｐ．ｄｉｇｉｔａｔｕｍのようなＰｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍｉ  ｓｐ．、Ｆｕｓａｒｉｕｍ  ｓｐ．、Ｇｕｉｇｎａｒｄｉａ  ｂｉｄｗｅｌｌｉｉ、Ｓｃｌｅｒｏｔｉｎｉａ  ｓｅｌｅｒｏｔｉｏｒｕｍ、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｎｉｇｅｒであろう。損傷バクテリアは、Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ  ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ、Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ、Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ  ｂｏｔｕｌｉｎｕｍ、Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ、Ｌｉｓｔｅｒｉａ  ｍｏｎｏｃｙｔｏｇｅｎｅｓ、Ｅ．ｃａｒｏｔｏｖｏｒａのようなＥｒｗｉｎｉａ  ｓｐ．、Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉ、ｓ  Ａｃｅｔｏｂａｃｔｅ、Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ  ａｅｒｏｇｅｎｅｓ、Ｍ．ｒｏｓｅｕｓのようなＭｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ、Ｒ．ｎｉｇｒｉｃａｎｓのようなＲｈｉｚｏｐｕｓ  ｓｐ．、Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ、Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ、Ｐｒｏｔｅｕｓ  ｖｕｌｇａｒｉｓ、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ、Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ、Ｌｅｕｃｏｎｏｓｔｏｃ、Ｆｌａｖｏｂａｃｔｅｒｉｕｍであろう。
【０１２４】
この発明の方法は、ある表面からバイオフィルムを減少させ、かつ／または除去するために、用いることができる。バイオフィルムは、バクテリア、古細菌、原生動物、真菌および藻類が含まれるいくつかの微生物の成長によって生成されるであろう。バイオフィルムの細菌性成分には、例えば、Ｐｒｏｔｅｕｓ  ｍｉｒａｂｉｌｉｓ、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ、Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ  ｍｕｔａｎｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ  ｓａｎｇｕｉｓあるいはＬｅｇｉｏｎｅｌｌａ  ｓｐ．が含まれていてもよい。
【０１２５】
＜例＞
＜例１．オーク製ワイン樽の中の酒石酸塩の除去およびＢｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓの低減＞
従来の超音波技術は、この発明の方法および装置に比べて、同じ量の酒石酸塩およびＢｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓ有機体で汚染されたオーク製樽板における酒石酸塩の除去およびＢｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓの低減のためには効果的でない。既知の量／濃度のＢｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓ微生物によって、２ｍｍの深さで汚染された２インチのオーク製試験片が、４０℃にある１０リットル水槽の中に置かれた。汚染された試験片は、以下の表に示された相異なる３つの方法を用いて１分間、超音波分解された。これらの試験片は次いで取り出されて培養された。
【０１２６】
【表１】
2011522683.tif 000003
【０１２７】
表１は、容器の構造体の内部にとどまっている微生物を駆除するためのこの発明の方法における機能の増大した有効性を明確に示している。これは、容器から汚染有機体を除去するより大きい機能をもたらし、従って、その容器の中でその有機体が再生成される機会を大幅に減少させる。
【０１２８】
ここでは当業者に明らかであろうと思われるが、上記発明は、表面および表面直下部の両方における殺菌がいずれにも必要とされるあらゆる多孔質物質あるいは有機物質へ適用することができる。このような方法は例えば、一般に説明されたような状況に耐えることのできる果物あるいは野菜のような多孔質物質へ適用することができる。
【０１２９】
＜例２．バイオフィルムの除去＞
この発明の装置は、７００ｍｍの直径があるパイプを処理するために用いられた。このパイプの内側表面にはＰｒｏｔｅｕｓ  ｍｉｒａｂｉｌｉｓのバイオフィルムが存在しており、また、Ｌｉｓｔｅｒｉａ  ｓｐ．がこのバイオフィルムの成分であると知られていた。このパイプには水が満たされ、作動されたときに高伝搬超音波エネルギーがその液体を通して伝搬するようにこの発明の装置がその水の中に導入され、かつ、上記パイプの内側表面へ取り付けられた。
【０１３０】
【表２】
2011522683.tif 000004
【０１３１】
表２に示されたように、３５０ｋＨｚ、１５０ｋＨｚ、３３、ｋＨｚおよび２０ｋＨｚの波長で高伝搬超音波エネルギーが試験されて、２０ｋＨｚの超音波エネルギーによってバイオフィルムの１００％除去がもたらされることが分かった。この高伝搬超音波エネルギーはそのバイオフィルムへ１分間、印加された。
【０１３２】
腐食剤とともに８５℃の熱水を使用すると、洗浄後にこのパイプの表面に再コロニー形成するおそれのある残留バイオフィルムがもたらされるバイオフィルム低減に、典型的には９０未満の低減が示される。しかしながら、腐食剤（５０ｐｐｍのＮａＯＨ）とともに８５℃の熱水を使用し、さらに、２０ｋＨｚで高伝搬超音波エネルギーを印加すると、バイオフィルム有機体の１００％除去がもたらされる。すなわち、処理の後に、このパイプの処理ずみ区域からＰｒｏｔｅｕｓやＬｉｓｔｅｒｉａを検出することができなかった。
【０１３３】
＜例３．オークの表面におけるＢｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓの低減＞
いくつかの樽の樽板へ取り付けられた、実験室的に汚染されたオークブロックを使用して、制御された条件のもとで試験を行うことができ、また、その処理結果を上記条件と比較することができた。これらのブロックは、高圧熱水によってあらかじめ洗浄された１〜３歳のアメリカンオーク製の古い樽の汚染されていなくて酒石酸塩がない樽板とともに、アメリカンオーク製の新しい樽板から切り出された。これらの殺菌ずみブロックは、Ｄｅｋｋｅｒａ  ｂｒｕｘｅｌｌｅｎｓｉｓ菌種ＡＷＲＩ１４４９（Ｂｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓ）の活発に成長している液体培養基の中にこれらを吊り下げることによって、汚染された。
【０１３４】
市販の標準的な静電吹付け用スプレーヘッドを使用して、ＨＰＨＷ（１０００ｐｓｉ／６０℃）あるいはＭＰＨＷ（７０ｐｓｉ／６０℃）が、樽の注ぎ口を通して送り込まれた。６０℃の水温が基準温度として選択されたが、その理由は、この温度がワイン産業で最も一般的に用いられる温度だからである。高伝搬超音波エネルギー装置を使用して、高伝搬超音波エネルギーが、６０℃の逆浸透水で満たされた樽の中における汚染オークブロックの表面へ印加された。
【０１３５】
＜「スライスドブロック」法＞
樽の表面と２ｍｍ深さ部とに存在している不活性のＢｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓ／Ｄｅｋｋｅｒａ細胞への高伝搬超音波エネルギー、ＨＰＨＷおよびＭＰＨＷの有効性に関する研究を遂行可能なものにするために、ある方法が開発された。すべての新しいアメリカンオーク製樽板（２７ｍｍの厚さ、ミディアムプラス焼き）が、およそ６０ｍｍの長さに切り分けられ、また、それらの中心に４ｍｍの穴が開けられて、ＨＰＨＷおよびＭＰＨＷの間に、樽に「スライスドブロック」を固定することができるようにされた。それぞれのブロックは次いで、２つの木片、つまり、焼き目付き表面が含まれる厚さ２ｍｍのスライスと厚さ２５ｍｍのスライス、が得られるように、焼き目付き表面と同一の平面に鋸で切られた。２ｍｍのスライスとその対応する２５ｍｍのスライスとはそれぞれ、開けられた上記の穴の近傍にマーカーペンを使用して名前が付けられ、アルミ箔の中にいっしょに包み込まれ、その後、オートクレーブによって滅菌された。初めのオートクレーブ処理で生き残っているスポアを発芽させるためにこれらのスライスが一晩置かれた後に、第２のオートクレーブ処理が行われた。その後、これら無菌の２ｍｍスライスは、表面滅菌された（７０％ｖ／ｖのエタノールに浸漬された）ある長さのナイロン製釣り糸に１２のグループで通されて、活発に成長しているＢｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓ／Ｄｅｋｋｅｒａ  ｂｒｕｘｅｌｌｅｎｓｉｓの液体培養器の中へ１２日間、浸漬された。
【０１３６】
２ｍｍスライスのそれぞれのグループが上記培養器の中に均等に浸漬されることを保証するために、滅菌されたステンレス鋼製ワッシャーがそれぞれのグループへ取り付けられた。汚染培養器から取り出された後に、それらの２ｍｍスライスは、２×１０リットルの無菌生理的塩類溶液の容器の中で静かに揺動されて、「解放された」細胞が除去された。これらの２ｍｍスライスは、その後、単一の無菌ステープルを使用して、一方の側面における木目に沿って、予備滅菌されたそれらの対応２５ｍｍスライスと再組み付けされた。滅菌された３０ｍｍ幅のゴムバンドが、それぞれの組み付けユニットの周りに巻き付けられて、処理の間における上記ブロックの切断側面からの高伝搬超音波エネルギーおよび熱水の浸透が防止された。最後に、１枚の表面滅菌ずみプラフィルムが組み付けられたスライスドブロックの側面の周りに巻き付けられて、すべてのものが定位置に保持された。組み付けられた各スライドブロックは、必要になるまで５００ミリリットルの無菌バッグに入れておいた。
【０１３７】
＜高伝搬超音波エネルギーおよびＨＰＨＷによる汚染スライスドブロックの処理＞
高伝搬超音波エネルギー処理のために、組み付けられたそれぞれのスライスドブロックは、外方へ対向している２ｍｍスライスとともに、表面滅菌ずみ鋼ブラケットの上へ無菌的に移送され、その後、水が満たされた樽の中で樽胴の深さまで浸漬された。ＨＰＨＷ処理のために、組み付けられた上記スライスドブロックは、頭部樽板を取り外した後に滅菌ずみステンレス鋼ねじで、樽の樽胴領域へ無菌的に取り付けられた。
【０１３８】
処理の後に、組み付けられた上記スライスドブロックはすべて、別個の５００ミリリットルの無菌バッグへ移送された。これらのスライスドブロックは、５分、８分あるいは１２分の高伝搬超音波エネルギー、または３分、５分あるいは８分のＨＰＨＷによって、６０℃で処理された。処理の後に、２ｍｍスライスは、その対応２５ｍｍスライスから分離されて、その前面（上方表面）および背面（２ｍｍの深さの表面直下部を表す）が拭かれた（Ｑｕｉｃｋ  Ｓｗａｂｓ，３ＭＴＭ）。拭き取り区域（区域３．４６ｃｍ２）は、このスライスの上記表面に２つのステンレス鋼製ワッシャー（２１ｍｍＩＤ）を無作為に置くことで、規定された。無菌生理的塩類溶液の中におけるそれぞれのスフッブの希釈物は、２ｍｇ／リットルのシクロヘキシミドで補足されたＷａｌｌｅｒｓｔｅｉｎの実験室栄養寒天培地の上へ張り付けられた。
【０１３９】
すべてのスフッブ板は、計数に先立って、２５℃で１２日間、培養された。２ｍｍスライスの表面における最初の細胞数は、オーク木肌１ミリリットル当たり、１ｃｍ２当たり、７０００±４０００のコロニー形成ユニット（ｃｆｕ）の平均値を示した。この研究によれば、上記表面およびその２ｍｍ深さにおける細胞の１００％が、すべての時点で、高伝搬超音波エネルギー処理およびＨＰＨＷ処理によって、不活性化されることが分かった。
【０１４０】
＜ＨＰＨＷおよびＭＰＨＷによる汚染スライスドブロックの処理＞
この研究は、ＨＰＨＷおよびＭＰＨＷが、樽の相異なる部分に存在するＢｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓ／Ｄｅｋｋｅｒａ細胞に同一の効果を有しているかどうかを判定するために、行われた。スライスドブロックは、樽の内側へ、滅菌ずみステンレス鋼製ねじで４つの位置において無菌的に取り付けられた。１つのスライスドブロックは頭部樽板へ取り付けられ、別のスライスドブロックは注ぎ口に直接向き合う樽板へ取り付けられた。頭部樽板を取り替えた後に、ＨＰＨＷあるいはＭＰＨＷが、市販の標準的な静電吹付け用スプレーヘッドで施された。これらのスライスドブロックは、ＨＰＨＷおよびＭＰＨＷで、３分、５分および８分間、処理された。処理の後に、２ｍｍスライスの表面（上面）だけが、３Ｍ  Ｑｕｉｃｋ  Ｓｗａｂｓを使用して拭かれた。２ｍｍスライスの表面における最初の細胞数は、１ミリリットル当たり、１ｃｍ２当たり、２７００±４００のコロニー形成ユニット（ｃｆｕ）の平均値を示した。
【０１４１】
細胞数の最大低減は、頭部樽板および注ぎ口に直接向き合う樽板で達成されたが、ＨＰＨＷおよびＭＰＨＷによる３分間処理の後には、不活性化率はそれぞれ、わずかに１１．５％および４８．８％であった。より長時間の処理では、それらの位置において、生存可能なＢｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓ／Ｄｅｋｋｅｒａ細胞はほとんど検出されなかった。これに対して、高伝搬超音波エネルギー（上記を参照）では、スライスドブロックの上記表面および２ｍｍ深さにおけるＢｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓ／Ｄｅｋｋｅｒａ細胞の１００％の不活性化が、ＨＰＨＷ処理によって達成された。しかしながら、この研究では、８分間処理の後には９９．８％だけが駆除された。頭部樽板の位置および注ぎ口に直接向き合う位置に置かれたスライスドブロックのＨＰＨＷ処理およびＭＰＨＷ処理によれば、きわめてむらのある結果が示された。中間位置における不活性化率は８２〜１００％および０〜９９％の範囲にあった。樽の中の生存可能なＢｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓ／Ｄｅｋｋｅｒａ細胞を駆除するためのＨＰＨＷおよびＭＰＨＷの機能は、それらの位置に大きく左右される。樽板頭部および樽胴領域（注ぎ口に向き合っている）に存在する生存可能細胞は最も攻撃されやすいよう見えるのに対し、樽の他の領域に存在するそれらは生き残りの機会がより大きい。
【０１４２】
＜高伝搬超音波エネルギーおよびＨＰＨＷ（１０００ｐｓｉ／６０℃）による、汚染された１歳樽板および３歳樽板の処理＞
樽板片（１０×５ｃｍ）が、酒石酸塩のない１歳樽板および３歳樽板（アメリカンオーク、ミディアム焼き）から切り出されて、オートクレーブ処理によって滅菌され、その後、０．０１％（ｗ／ｖ）のシクロヘキシミドが含有されているＹＰＤ培養基（３００ミリリットル）の中へ浸漬された。この培養基の中へＤｅｋｋｅｒａ  ｂｒｕｘｅｌｌｅｎｓｉｓ（５×１０７個の細胞／ミリリットル）が直接、接種されて、３０℃で５日間、培養された。これらの樽板片はその後、上記培養基から取り出されて、それぞれの試験のためにすぐに使用された。処理の後に、これらの試料は一晩、冷蔵されて（４℃）、翌日に処理された。３部の柱状試料が、処理されて調整されたそれぞれの樽板から得られ、また、４ｍｍの深さまでの２ｍｍスライスが取り出された。
【０１４３】
これらのスライスは、先に示された、細胞生死判別（データーは示されていない）に影響を及ぼさない方法を用いて、５０ミリリットルの０．９％生理的塩類溶液の中で粉砕された（ＩＫＡ  Ａ１１  粉砕機、Ｃｒｏｗｎ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）。懸濁液が遠心分離され、その浮遊物が除去され、また、そのペレットが０．９％生理的塩類溶液（１ミリリットル）の中で再懸濁された。１０マイクロリットルのアリコートが、ＹＰＤ寒天の上へ張り付けられ、また、細胞数を決定するために培養された。この研究では、６０℃で水が収容されている樽の中で高伝搬超音波エネルギーへ５分、８分、１２分間、さらされた後の汚染樽板の上記表面（２ｍｍスライス）および表面直下部（４ｍｍスライス）に存在している生存可能なＤ．ｂｒｕｘｅｌｌｅｎｓｉｓ細胞の数が決定され、また、汚染された１歳樽板についての３分、５分および８分間のＨＰＨＷ処理の効果と比較された。高伝搬超音波エネルギー処理のための汚染樽板片が、樽胴の領域において樽板へ取り付けられた。細胞数は柱状試料２ｍｍスライスの体積（およそ１４２ｍｍ３）当たりのコロニー形成用ユニットとして表現された。
【０１４４】
高伝搬超音波エネルギーおよびＨＰＨＷを用いる、対照試料と比較した、汚染された１歳オーク樽板および３歳オーク樽板の表面スライス（０〜２ｍｍ）および表面直下部スライス（２〜４ｍｍ）における生存可能なＤｅｋｋｅｒａ  ｂｒｕｘｅｌｌｅｎｓｉｓ細胞（ＡＷＲＩ菌株１４９９）の低減は、図８に要約されている。高伝搬超音波エネルギーによる処理についての上記表面スライスにおける最初の細胞個体数は、１歳樽板および３歳樽板についてそれぞれ、５９７４ｃｆｕ／ｍｍ３および４５１２ｃｆｕ／ｍｍ３であった。高伝搬超音波エネルギー処理が１歳汚染木および３歳汚染木におけるすべての生存可能細胞を不活性化させる点で効果的であったと仮定すると、６０℃でのあらゆる時点で生存可能細胞は検出されなかった。
【０１４５】
１歳汚染樽板および３歳汚染樽板についての上記対照樽板の２〜４下方で検出された細胞の数は、それぞれ１８．５ｃｆｕ／ｍｍ３および８４．０ｃｆｕ／ｍｍ３であり、６０℃での高伝搬超音波エネルギーですべての細胞が駆除された。１歳汚染樽板の表面および表面直下部は、ＨＰＨＷへ３分、５分および８分間さらされた。これらの表面および表面直下部には、それぞれ８１２９ｃｆｕ／ｍｍ３および２０ｃｆｕ／ｍｍ３が含まれていた。
【０１４６】
すべての処理時間の後に上記表面スライスの中に細胞数の顕著な低減が起きたが、６０℃での高伝搬超音波エネルギー試験において起きたものとは異なり、どの時点でも、細胞のすべての排除は達成されなかった。さらに、ＨＰＨＷ曝露の時間の増大に伴う生存可能細胞の数の低減における一貫した傾向は存在しなかった。細胞数のいくらかの低減が上記表面直下部（２〜４ｍｍ深さで）達成されたが、高伝搬超音波エネルギー処理についての場合とは異なり、全低減は再び達成されなかった。しかしながら、上記データは、熱水への曝露時間の増大に伴う生存可能細胞の数の減少を示唆している。
【０１４７】
＜検討および結論＞
樽木の上記表面および上記表面直下部におけるＤｅｋｋｅｒａ  ｂｒｕｘｅｌｌｅｎｓｉｓ細胞の数の低減における高伝搬超音波エネルギー処理の有効性が、この研究において実証された。汚染された新たな１歳樽板および３歳樽板を使用して、現在、ワイン醸造所で用いられている樽殺菌技術（高圧および幹線圧力での熱水洗浄）と比較された。６０℃で５分間の高伝搬超音波エネルギー曝露により最も首尾よく起きる全活性化で研究されたすべての年齢の木の表面における生存可能細胞は、劇的に減少した（１０００倍を超える減少）。表面直下部の汚染物質数は対照樽板においてごく少なかったが、これらの試料における高伝搬超音波エネルギー曝露によってもまた、すべての年齢の木についての細胞数の減少が示された。高伝搬超音波エネルギーと６０℃で５分間の処理を組み合わせることにより、１０００倍を超える削減が達成される。これらの研究はまた、樽内部に高圧及び幹線圧力で熱水噴射を行うという、最も広く採用されている最新の洗浄技術が、ＢｒｅｔａｎｏｍｙｃｅｓまたはＤｅｋｋｅｒａ細胞を完全に不活性化するものではないことを明らかに示している。また、生存可能な細胞の生存の確率は、その細胞が樽環境のどの位置に存在するかに左右され、樽板頭部と樽胴との間の樽の湾曲部分にある個体群が最も高い生存確率及び繁殖確率を有する。
【０１４８】
＜例４．木製品の表面高伝搬超音波エネルギーを印加することによる木製品の相乗的な洗浄および殺菌＞
ホウレンソウ、芽キャベツ、オレンジ、メロン、リンゴおよびトマトが、処理前に標本化され、次いで、表３に示されたように、処理しない試料における全バクテリアの既知量を決定するために培養された。
【０１４９】
ペルオキシ酢酸あるいは塩素のような殺菌剤が、表３に表示されたような濃度で、水の中に調製された。これらの溶液は次いで４℃まで冷却された。この例で使用された殺菌剤／水溶液の容積は２．０リットルであった。この水／殺菌剤の冷却溶液へ５００ｇ量の食品が添加され、低速型機械撹拌機を使用して６０秒間、混合された。試料はその後、上記食品の表面から取られて、培養された。
【０１５０】
同一の過程が、水／殺菌剤の溶液の中に懸濁された食品の表面へ高伝搬超音波エネルギーを印加することで、繰り返された。この高伝搬超音波エネルギーは、水／殺菌剤および食品の懸濁液の中へ挿入されたソノトロードから、６０秒間、放射された。使用された電力設定値は４００ワットであった。
【０１５１】
表３は、高伝搬超音波エネルギーが食品の表面における全バクテリア生菌数のより大きい対数減少を付与するために化学殺菌剤と組み合わされたときの相乗的効果を明確に示している。使用された殺菌剤のすべての濃度および種類で、全バクテリアレベルにおける対数減少の量は、殺菌剤単独の場合に比べて、超音波／殺菌剤を使用した場合により大きいものであった。
【０１５２】
【表３】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年3月8日(2010.3.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ある表面へ高伝搬超音波エネルギーを印加することによって、その表面を洗浄する方法であって、その表面の少なくとも一部分を高伝搬超音波エネルギー放出用アセンブリに接触している流体の中に浸漬するステップと、前記アセンブリからの高伝搬超音波エネルギーを前記流体の中へ放射して、前記表面にキャビテーションを発生させ、それによって、前記表面を洗浄するステップとを含んでおり、
前記高伝搬超音波エネルギーは、ソノトロードの軸方向に対して実質的に直角に放射される方法。
【請求項２】
ある表面から汚染物質を除去する方法であって、その汚染物質の少なくとも一部を高伝搬超音波エネルギー放出用アセンブリに接触している流体の中に浸漬するステップと、前記アセンブリからの高伝搬超音波エネルギーを前記流体の中へ放射して、前記表面にキャビテーションを発生させ、それによって、前記汚染物質を除去するステップとを含んでおり、
前記高伝搬超音波エネルギーは、ソノトロードの軸方向に対して実質的に直角に放射される方法。
【請求項３】
前記汚染物質は、バイオフィルム、湯あかあるいは酒石酸塩である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
ある表面を殺菌する方法であって、その表面の少なくとも一部分をソノトロードに接触している流体の中に浸漬するステップと、前記ソノトロードからの高伝搬超音波エネルギーを前記流体の中へ放射して、前記表面にキャビテーションを発生させ、それによって、前記表面を殺菌するステップとを含んでおり、
前記高伝搬超音波エネルギーは、ソノトロードの軸方向に対して実質的に直角に放射される方法。
【請求項５】
高伝搬型超音波エネルギーを使用して第１容器の表面を超音波洗浄する方法であって、第２容器の内部に収容された流体を前記第１容器の表面の少なくとも一部分に接触させるステップと、高伝搬型超音波エネルギー放射用アセンブリを、前記第２容器の中の流体と接触させるかあるいは前記第２容器の表面に接触させるステップと、前記アセンブリから高伝搬型超音波エネルギーを放射させるステップと、前記エネルギーを印加して、前記第１容器の表面を洗浄するステップとを含んでおり、
前記高伝搬超音波エネルギーは、ソノトロードの軸方向に対して実質的に直角に放射される方法。
【請求項６】
高伝搬型超音波エネルギーの印加によって、前記第１容器の表面の一部分を殺菌するステップをさらに含んでいる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１容器を前記第２容器に対して回転させて、前記流体を前記第１容器の表面の別の一部分に接触させるステップをさらに含んでいる、請求項５または請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１容器から残りかすを除去するステップをさらに含んでいる、請求項５〜７のいずれか１つに記載の方法。
【請求項９】
有機堆積物がある表面を洗浄する方法であって、その表面を流体へ導入するステップと、高伝搬型超音波エネルギー放射用アセンブリを前記流体へ導入するステップと、前記表面の回転の間に、前記アセンブリからの高伝搬型超音波エネルギーを放射して、その内側表面の表面層を超音波エネルギーへ曝露するステップと、前記エネルギーを印加して、前記表面から有機堆積物を除去するステップとを含んでおり、
前記高伝搬超音波エネルギーは、ソノトロードの軸方向に対して実質的に直角に放射される方法。
【請求項１０】
前記表面は、容器の中に存在している、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記容器は、樽である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記樽は、木製のワイン樽である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記有機堆積物は、バイオフィルム、食品残渣、ワイン残渣、酒石酸塩、湯あか、あるいはこれらの任意の組み合わせである、請求項９〜１３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１４】
前記有機堆積物は、損傷微生物である、請求項９〜１４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１５】
前記流体は、前記第１容器を少なくとも一部満たす、請求項５〜１４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１６】
前記放射用アセンブリは、前記容器における開口を通して前記流体へ導入される、請求項５〜１４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１７】
前記開口は、前記第１容器の開放頭部である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記放射用アセンブリは、前記流体の内部にキャビテーションを形成する、先行請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１９】
前記キャビテーションは、前記流体の中に熱を発生させる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記流体は、化学殺菌剤および／または洗浄剤を含んでいる、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
この方法は、前記流体へパルス状電界を適用するステップをさらに含んでいる、先行請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２２】
この方法は、前記表面の機械的ブラッシングのステップをさらに含んでいる、先行請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２３】
前記熱および前記キャビテーションは、前記バイオフィルムを洗浄し、除去し、かつ／または前記表面を殺菌するために相乗的に作用する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
前記高伝搬超音波エネルギーは、バイオフィルム、汚染された物質／表面、固体表面、微生物、あるいはこれらの任意の組み合わせの中への熱伝導性熱移送の動力学を促進する、先行請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２５】
前記超音波エネルギーは、熱伝導性熱移送の速度が約２００％〜約３００％増大する、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記のキャビテーションおよび殺菌剤は、前記表面を殺菌し、洗浄し、かつ／または前記表面から前記バイオフィルムを除去するために、相乗的に作用する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２７】
前記のキャビテーションおよびパルス状電界は、前記表面を殺菌し、洗浄し、かつ／または前記表面から前記バイオフィルムを除去するために、相乗的に作用する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２８】
前記のキャビテーションおよび機械的摩耗部は、前記表面を殺菌し、洗浄し、かつ／または前記表面から前記バイオフィルムを除去するために、相乗的に作用する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２９】
この方法は、前記超音波エネルギー放射用アセンブリを変換器と通じる位置に置くステップをさらに含んでいる、先行請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項３０】
前記ソノトロードは、前記変換器と接触している、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
高伝搬超音波エネルギーを利用してある表面を洗浄するシステムであって、
ある流体を前記表面の少なくとも一部分に接触させる手段と、高伝搬超音波エネルギー放射用アセンブリを前記流体に接触させる手段とを備えてなり、作動の間に、前記アセンブリが、高伝搬超音波エネルギーを前記流体の中へ放射して前記表面の中にキャビテーションを発生させ、それによって、前記表面を洗浄し、
前記高伝搬超音波エネルギーは、ソノトロードの軸方向に対して実質的に直角に放射されるシステム。
【請求項３２】
前記放射用アセンブリを作動させる手段は、前記超音波放射用アセンブリを作動させて前記流体の内部にキャビテーションを発生させるとともに前記表面を洗浄する手段からなっている、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記高伝搬超音波エネルギー放射用アセンブリの作動は、前記流体の中への高伝搬超音波エネルギーの放射をもたらして、前記表面の中にキャビテーションを発生させ、それによって、前記表面の上に存在する損傷微生物を駆除することで前記表面を殺菌する、請求項３１または請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
前記損傷微生物は、イースト、カビ、バクテリア、菌類からなる群から選択される、請求項３３に記載のシステム。
【請求項３５】
前記イーストは、Ｂｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓ属の１つの種である、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３６】
前記表面を回転させて前記流体を前記表面の別の部分に接触させる手段をさらに備えている、請求項３１〜３５のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項３７】
残りかすを除去するための手段をさらに備えている、請求項３１〜３６のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項３８】
第１容器の表面を洗浄するための高伝搬超音波エネルギー装置であって、前記第１容器の内部に配置されるように構成された第２容器へ取り付けられた少なくとも１つの浸漬可能な高伝搬超音波エネルギー変換器アセンブリと、この変換器アセンブリと通じる高伝搬超音波エネルギー発生器とを備え、
前記高伝搬超音波エネルギーは、ソノトロードの軸方向に対して実質的に直角に放射される装置。
【請求項３９】
前記第２容器は、前記第１容器の開放端部を通して、前記第１容器の内部に配置されるように構成することができる、請求項３８に記載の装置。
【請求項４０】
前記第２容器は、多角柱筒である、請求項３８または請求項３９に記載の装置。
【請求項４１】
前記筒は、密封することができる、請求項４０に記載の装置。
【請求項４２】
前記第２容器は、前記第１容器の内容積の約５％〜約９５％に等しい容積を有している、請求項３８〜４１のいずれか１つに記載の装置。
【請求項４３】
前記第２容器は、前記第１容器の前記容積の約７０％に等しい容積を有している、請求項４２に記載の装置。
【請求項４４】
第１容器の表面を洗浄するための高伝搬超音波エネルギー装置であって、液体を収容するとともにこの液体の中で洗浄される前記表面の少なくとも一部分を受け入れるように構成された第２容器へ取り付けられた少なくとも１つの高伝搬超音波エネルギー放射用アセンブリと、このエネルギー放射用アセンブリと通じる高伝搬超音波エネルギー発生器とを備え、
前記高伝搬超音波エネルギーは、ソノトロードの軸方向に対して実質的に直角に放射される装置。
【請求項４５】
前記超音波エネルギー放射用アセンブリは、前記第２容器の内面あるいは外面へ取り付けられている、請求項４４に記載の装置。
【請求項４６】
前記高伝搬超音波エネルギー放射用アセンブリは、ソノトロードからなっている、請求項４４または請求項４５に記載の装置。
【請求項４７】
前記ソノトロードは、高伝搬超音波エネルギーを放射状に放射する、請求項４４〜４６のいずれか１つに記載の装置。
【請求項４８】
前記高伝搬超音波エネルギー放射用アセンブリの作動は、前記流体の中へ高伝搬超音波エネルギーの放射をもたらして、前記表面の中にキャビテーションを発生させる、請求項４４〜４７のいずれか１つに記載の装置。
【請求項４９】
前記キャビテーションは、流体が前記表面の中へ流入するのを促進し、それによって、前記表面の中におけるさらに別のキャビテーション化を可能にする、請求項４８に記載の装置。
【請求項５０】
前記流体は、気体あるいは液体である、請求項４４〜４９のいずれか１つに記載の装置。
【請求項５１】
この装置は、超音波エネルギーの量を表示するように構成された超音波エネルギーセンサーをさらに備えている、請求項４４〜５０のいずれか１つに記載の装置。
【請求項５２】
前記超音波エネルギー放射用アセンブリは、複数の材料からなっている、請求項４４〜５１のいずれか１つに記載の装置。
【請求項５３】
前記複数の材料は、チタンおよびチタン合金を含んでいる、請求項５２に記載の装置。
【請求項５４】
この装置は、前記第１容器の内部に配置されるように構成された第３容器をさらに備えている、請求項４４〜５３のいずれか１つに記載の装置。
【請求項５５】
前記第３容器は、前記第１容器の開放端部を通して前記第１容器の内部に配置されるように構成されている、請求項５５に記載の装置。
【請求項５６】
前記第３容器は、多角柱筒である、請求項５４または請求項５５に記載の装置。
【請求項５７】
前記筒は、密封されている、請求項５６に記載の装置。
【請求項５８】
前記第３容器は、前記第１容器の内容積の約５％〜約９５％に等しい容積を有している、請求項５４〜５７のいずれか１つに記載の装置。
【請求項５９】
前記第３容器は、前記第１容器の前記容積の約７０％に等しい容積を有している、請求項５８に記載の装置。
【請求項６０】
ある表面を洗浄するための、請求項３１〜３７のいずれか１つに記載のシステムの使用。
【請求項６１】
ある表面を洗浄するための、請求項３８〜５９のいずれか１つに記載の装置の使用。
【国際調査報告】
2011522683.tif 000019
2011522683.tif 000020
2011522683.tif 000021