(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長を有する第１の紫外線及び該第１の波長よりも長い第２の波長を有する第２の紫外線を含む紫外線を照射する紫外線ランプを有するとともに、被処理物を収容する処理室と、
前記処理室内を減圧する減圧部と、
前記処理室内に酸素ガスを供給する酸素供給部と、
前記紫外線ランプによって紫外線を照射しながら、前記減圧部による減圧、および前記酸素供給部による酸素ガスの供給を繰り返し実行させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記紫外線ランプに前記紫外線を照射させることにより、
前記酸素ガスと前記第１の紫外線とを反応させて基底状態酸素原子を含む活性酸素種を生成させ、
前記活性酸素種と前記酸素ガスとを反応させてオゾンを生成させ、
前記オゾンと前記第２の紫外線とを反応させて、励起一重項酸素分子及び励起一重項原子状原子を含む活性酸素を生成させ、
前記活性酸素を前記処理室の内部で拡散させることにより前記被処理物を殺菌する、
殺菌装置。
【請求項２】
前記処理室内のガスを吸気し、吸気した前記ガスを前記処理室内に排気する吸排気部を更に備える請求項１に記載の殺菌装置。
【請求項３】
前記吸排気部が、ピストン・クランク機構、蛇腹機構、ダイヤフラム機構、高頻度振動換気装置の少なくとも１つを有する請求項２に記載の殺菌装置。
【請求項４】
前記処理室内に１０Ｈｚから５０ｋＨｚまでの範囲の音波を放射する音響装置を更に備える請求項１乃至３のいずれか１項に記載の殺菌装置。
【請求項５】
前記酸素ガスの供給の完了時における前記処理室内の圧力が８５ｋＰａから１３３．３ｋＰａの間であり、前記減圧の完了時における前記処理室内の圧力が０．２ｋＰａから１０１ｋＰａの間である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の殺菌装置。
【請求項６】
前記酸素ガスの供給の完了から前記減圧の開始までの時間が０秒から３００秒である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の殺菌装置。
【請求項７】
被処理物が収容された処理室の内部において、紫外線ランプによって第１の波長を有する第１の紫外線及び該第１の波長よりも長い第２の波長を有する第２の紫外線を含む紫外線を照射するステップと、
減圧部が前記処理室を減圧するステップと、
酸素供給部が前記処理室の内部に酸素ガスを供給するステップと、
制御部が、前記紫外線を照射しながら、前記減圧するステップおよび前記供給するステップを繰り返すように前記紫外線ランプ、前記減圧部、及び前記酸素供給部を制御するステップと、
を備え、
前記制御するステップは、前記紫外線ランプに前記紫外線を照射させることにより、
前記酸素ガスと前記第１の紫外線とを反応させて基底状態酸素原子を含む活性酸素種を生成させるステップと、
前記活性酸素種と前記酸素ガスとを反応させてオゾンを生成させるステップと、
前記オゾンと前記第２の紫外線とを反応させて、励起一重項酸素分子及び励起一重項原子状原子を含む活性酸素を生成させるステップと、
前記活性酸素を前記処理室の内部で拡散させることにより前記被処理物を殺菌するステップと、
を含む、
殺菌方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、殺菌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野や食品分野などにおいては、細菌や微生物を駆除するために殺菌装置が用いられる。このような殺菌装置としては、高温高圧蒸気殺菌装置、エチレンオキサイドガス殺菌装置、放射線殺菌装置、活性酸素殺菌装置等が知られている。これらの中で特に活性酸素殺菌装置は、比較的低温での殺菌が可能であり、また毒性を有するエチレンオキサイドや厳重な遮蔽が必要な放射線を取り扱う必要が無く、管理が容易であるという利点を有する。
【０００３】
例えば、特許文献１には、減圧された処理室内に酸素を供給し、紫外線を照射することによって滅菌袋内の被処理物を殺菌する殺菌装置が開示されている。この殺菌装置においては、紫外線を酸素に照射することにより活性酸素を生成し、活性酸素を滅菌袋内に拡散させることにより、被処理物の殺菌処理を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４５９６２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の活性酸素殺菌装置においては、処理室内に酸素を供給後、１５分から３０分の間紫外線を照射し続けることにより、活性酸素を生成し、滅菌袋内の被処理物を殺菌している。また、活性酸素を生成する際に発生するオゾンを分解するために、活性酸素の生成を停止後に更に別の波長を有する紫外線を照射している。しかしながら、活性酸素が滅菌袋内に急速に拡散するのは実質的には酸素供給時のみであるため、このような活性酸素殺菌装置を用いて滅菌袋内の被処理物を効率良く殺菌処理することは容易でない。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、滅菌袋内の被処理物に対して短時間で効率良く殺菌処理を行うことのできる殺菌装置を提供することにある。なお、本発明では対象となる微生物を殺滅する行為自体を殺菌と呼び、これを実現する装置を殺菌装置と定義する。このため、本発明でいう殺菌には、対象物に微生物が存在する確率が１０−６以下であることを達成して、無菌性を保証する滅菌も含まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するために、本発明による殺菌装置は、紫外線を照射する紫外線ランプを有するとともに、被処理物を収容する処理室と、処理室内を減圧する減圧部と、処理室内に酸素ガスを供給する酸素供給部と、紫外線ランプによって紫外線を照射しながら、減圧部による減圧、および酸素供給部による酸素ガスの供給を繰り返し実行させる制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、短時間に繰り返し酸素を処理室に供給することにより、滅菌袋内に効率良く活性酸素を拡散させることができ、従来よりも短時間で高い殺菌能力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る殺菌装置の模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る処理室の断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る殺菌装置による殺菌処理を示す流れ図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る処理室内の圧力の変化を示すグラフである。
【図５】本発明の第１実施形態に係る殺菌装置及び従来の殺菌装置による殺菌処理の実験結果を示すグラフである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る殺菌装置の模式図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る殺菌装置の模式図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る殺菌装置の模式図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係る殺菌装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための例示的な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施形態で説明する寸法、材料、形状、構成要素の相対的な位置等は任意であり、本発明が適用される装置の構造又は様々な条件に応じて変更できる。また、特別な記載がない限り、本発明の範囲は、以下に説明される実施形態で具体的に記載された形態に限定されるものではない。なお、以下で説明する図面で、同機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略することもある。
【００１１】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る殺菌装置１の模式図である。殺菌装置１は、処理室１０、減圧部１２、オゾン分解部１３、酸素供給部１４、マスフローコントローラ（以下、「ＭＦＣ」とする）１５、配管１６１〜１６４、バルブ１７１〜１７４、制御部１８、測定部１９を備える。
【００１２】
処理室１０は、中空の箱形をなし、断熱性及び気密性を有する。処理室内部には被処理物が収容され、活性酸素による殺菌処理が行われる。減圧部１２は、真空ポンプ等で構成され、配管１６１、１６２を介して処理室１０の内部を吸気して減圧する。オゾン分解部１３は、二酸化マンガンなどの触媒や、紫外線ランプ、ヒータのいずれか、又は組み合わせから構成されている。オゾン分解部１３は減圧部１２と処理室１０とを繋ぐ配管１６２の途中に設けられ、処理室１０の内部で発生したオゾンを分解する。図中、オゾン分解部１３は処理室１０の外部に設けられているが、処理室１０の内部に設けられても良い。
【００１３】
酸素供給部１４は、配管１６４、１６５を介して処理室１０に接続され、酸素を含有する気体（以下、「酸素ガス」とする）を処理室１０の内部に供給する。酸素ガスは、純酸素、又は酸素を含有する空気であっても良い。ＭＦＣ１５は、配管１６３の途中に設けられ、酸素供給部１４から処理室１０へ供給される酸素ガスの流量検出及び流量制御を行う。
【００１４】
バルブ１７１は、処理室１０と減圧部１２との間の配管１６１に設けられ、配管１６１の流路を開閉する。同様に、バルブ１７２は、処理室１０と減圧部１２との間の配管１６２に設けられ、配管１６２の流路を開閉する。即ち、バルブ１７１、１７２が開状態となると、処理室１０と減圧部１２との間の流路が開かれ、減圧部１２によって処理室１０が減圧される。一方、バルブ１７１、１７２が閉状態となると、処理室１０と減圧部１２との間の流路が遮断され、減圧部１２による処理室１０の減圧動作が停止する。バルブ１７３は、処理室１０と酸素供給部１４との間の配管１６３に設けられ、配管１６３の流路を開閉する。同様に、バルブ１７４は、処理室１０と酸素供給部１４との間の配管１６４に設けられ、配管１６４の流路を開閉する。即ち、バルブ１７３、１７４が開状態となると、処理室１０と酸素供給部１４との間の流路が開かれ、酸素供給部１４によって処理室１０へ酸素ガスが供給される。一方、バルブ１７３、１７４が閉状態となると、処理室１０と酸素供給部１４との間の流路が遮断され、酸素供給部１４による処理室１０への酸素ガスの供給動作が停止する。
【００１５】
制御部１８は、プログラム等を記録するＲＯＭ、ワーク用の記憶領域のＲＡＭ、プログラムを実行するマイクロプロセッサ、制御信号を出力するポートを含み得る。制御信号は、処理室１０の内部の温度及び圧力を制御し、またバルブ１７１〜１７４の開閉、減圧部１２及び酸素供給部１４の動作を制御するための信号である。制御部１８は、制御信号を送信することで処理室１０、バルブ１７１〜１７４、減圧部１２、酸素供給部１４の動作を制御する。
【００１６】
測定部１９は、温度計、圧力計、オゾン濃度計等のセンサ、センサからの信号を出力する出力部から構成される。センサは、処理室１０の内部に設けられ、出力部はセンサによって検出された処理室１０の内部の温度や圧力等の検出データを、制御部１８、または図示されていないモニタに出力する。制御部１８は、測定部１９から受信した検出データに基づいて、後述する昇温装置１０２、送風ファン１０３、バルブ１７１〜１７４に制御信号を出力し、処理室１０の内部の温度、圧力を制御する。
【００１７】
図２は、本発明の第１実施形態に係る処理室１０の断面図である。処理室１０は、処理台１０１、昇温装置１０２、送風ファン１０３、紫外線ランプ１０４、流体入出力口１１１〜１１４を備える。処理台１０１上には、滅菌袋１２２に収容された被処理物１２１が載置される。昇温装置１０２は、ヒータ等で構成され、制御部１８からの制御信号により作動又は停止し、ヒータの発熱により処理室１０の内部の温度を上昇させ、また被処理物１１０を加熱する。送風ファン１０３は、制御部１８からの制御信号により作動又は停止し、ファンの回転により処理室１０の内部を撹拌し、また処理室１０の内部を冷却する。
【００１８】
紫外線ランプ１０４は、発光管内に水銀を封入した水銀灯から構成される。水銀灯は、点灯中の水銀の蒸気圧が１〜１０Ｐａ程度の低圧水銀灯であって、主として１８５ｎｍ及び２５４ｎｍ近傍の波長の紫外線を出力する。上記の両波長の紫外線を処理室１０の内部に照射することにより、以下に説明する反応過程により、反応性が高く、強い殺菌力を有する活性酸素を発生させることができる。即ち、１８５ｎｍ波長の紫外線は処理室１０の内部の酸素分子に吸収され、酸素分子は熱平衡状態の基底状態酸素原子（以下、「活性酸素種」とする）に分解される。この活性酸素種は酸素分子と結合し、オゾンを形成する。２５４ｎｍ波長の紫外線はオゾンに吸収され、一定の収率で励起一重項酸素分子と励起一重項原子状原子（以下、「活性酸素」とする）に分解される。このような反応過程によって、紫外線ランプ１０４からの紫外線照射により、処理室１０の内部に活性酸素が生成される。従って、紫外線ランプ１０４の発光管としては、１８５ｎｍ及び２５４ｎｍの両波長の紫外線を透過させる合成石英ガラス等が用いられる。また、処理室１０の内部に設けられる紫外線ランプ１０４の数は、処理室１０の大きさ等に応じて任意の数に変更できる。また、滅菌対象の領域が小さい場合、ＧａＮ系やダイヤモンド系の紫外線ＬＥＤを紫外線ランプ１０４の代替として用いることもできる。
【００１９】
接続部１１１〜１１４は、処理室１０の内部に酸素ガスを供給し、また処理室１０の内部を減圧するための外部装置との連絡口である。接続部１１１〜１１４のそれぞれは、配管１６１〜１６４のいずれか１つと接続される。本実施形態では、接続部１１１、１１２は、配管１６１、１６２と接続され、バルブ１７１、１７２を介して減圧部１２と接続される。また、接続部１１３、１１４は、配管１６３、１６４と接続され、バルブ１７３、１７４を介して酸素供給部１４と接続される。しかしながら、接続部１１１〜１１４のそれぞれを配管１６１〜１６４のいずれと接続するかは、装置寸法や被処理物の載置位置等の条件により適宜変更できる。
【００２０】
図３は、本発明の第１実施形態に係る殺菌装置による殺菌処理を示す流れ図である。ステップＳ３０１において、滅菌袋１２２に収容された被処理物１２１を処理室１０の内部の処理台１０１に載置する。ステップＳ３０２において、制御部１８は、紫外線ランプ１０４を点灯させ、処理室１０の内部に１８５ｎｍ及び２５４ｎｍの両波長の紫外線を照射させる。ステップＳ３０３において、制御部１８は、昇温装置１０２及び送風ファン１０３を作動させ、処理室１０の内部の温度を上昇させ、また処理室１０の内部の雰囲気を撹拌する。ステップＳ３０４において、制御部１８は、バルブ１７１を開状態にするよう制御信号を送信する。バルブ１７１は制御信号を受信し、開状態となり、減圧部１２が処理室１０の内部を吸気することで処理室１０の内部を減圧する。次いで、制御部１８は、所定の時間の経過後、又は処理室１０の内部が所定の圧力まで減圧された後、バルブ１７１を閉状態にするよう制御信号を送信し、減圧部１２の減圧動作を停止させる。なお、ステップＳ３０２〜Ｓ３０４は、その実行手順を変更することができ、またこれらのステップは同時に実行されることもできる。
【００２１】
ステップＳ３０５において、制御部１８は、バルブ１７３を開状態にするよう制御信号を送信する。バルブ１７３が制御信号を受信し、開状態となり、酸素供給部１４が処理室１０の内部に酸素ガスの供給を行う。酸素ガスが処理室１０の内部に導入されると、酸素分子が紫外線ランプ１０４から照射される紫外線と反応して活性酸素を生成される。生成された活性酸素は、減圧下の処理室１０の内部で急速に拡散する。その結果、生成された活性酸素は、滅菌袋１２２内に効率よく浸透し、被処理物１２１に対して高い殺菌作用をもたらす。
【００２２】
ステップＳ３０６において、制御部１８は、所定の時間の経過後、又は処理室１０の内部が所定の圧力まで上昇した後、バルブ１７３を閉状態にするよう制御信号を送信する。バルブ１７３が制御信号を受信し、閉状態となり、酸素供給部１４が処理室１０の内部への酸素ガスの供給を停止する。このとき、処理室１０の内部の圧力が大気圧以上になると、処理室１０の内部のガスが外部に漏出するおそれがある。そのため、処理室１０の内部の圧力が大気圧よりも若干低い程度であることが望ましい。
【００２３】
ステップＳ３０７において、制御部１８は、所定の時間だけ、バルブ１７１〜１７４の閉状態を維持する。一方で、制御部１８は、送風ファン１０３の回転動作及び紫外線ランプ１０４の紫外線照射を維持する。この間に、処理室内に閉じ込められた酸素分子の紫外線吸収反応は継続し、かつ生成された活性酸素は処理室１０の内部で撹拌される。その結果、滅菌袋１２２内に浸透した活性酸素の被処理物１２１に対する殺菌作用は継続する。
【００２４】
ステップＳ３０８において、制御部１８は、バルブ１７２を開状態にするよう制御信号を送信する。制御信号を受信すると、バルブ１７２が開状態となり、減圧部１２が処理室１０の内部を吸気する。このとき、処理室１０の内部の雰囲気にはオゾンが含まれている。オゾンには毒性があり、またその強い酸化力によって減圧部１２の構成部材を劣化させる可能性がある。そのため、制御部１８は、オゾン分解部１３を介して処理室１０の内部を吸気することが望ましい。
【００２５】
ステップＳ３０９において、制御部１８は、ステップＳ３０５〜Ｓ３０８の殺菌工程のサイクル数が設定された所定の回数に到達したか否かを判断する。制御部１８は、サイクル数がまだ設定された所定の回数に到達していないと判断した場合、ステップＳ３０５に戻り、酸素ガスを再び処理室内に供給させるよう制御信号を送信する。制御部１８は、サイクル数が設定された所定の回数に到達するまで、ステップＳ３０５〜Ｓ３０８の殺菌工程を繰り返すようバルブ１７１〜１７４を制御する。制御部１８は、サイクル数が設定された所定の回数に到達したと判断した場合、Ｓ３０５〜Ｓ３０８の殺菌工程を終了させ、次のステップに進む。
【００２６】
ステップＳ３１０において、制御部１８は、昇温装置１０２、送風ファン１０３の昇温及び回転動作、紫外線ランプ１０４の紫外線照射を停止させる。次いで、ステップＳ３１１において，制御部１８は、バルブ１７４を開状態にするよう制御信号を送信する。バルブ１７４が制御信号を受信し、開状態となり、酸素供給部１４が処理室１０の内部に酸素ガスの供給を行う。制御部１８は、処理室１０の内部が大気圧まで達した後に、バルブ１７４を閉状態にするよう制御信号を送信する。なお、制御部１８は、酸素ガスの代わりに空気を処理室１０の内部に供給しても良い。ステップＳ３１２において、被処理物を取り出して、殺菌処理を終了する。
【００２７】
なお、本実施形態は、２つの酸素供給系統及び２つの減圧系統を備えるが、本発明はこれに限定されない。例えば、オゾン分解部１３を介しても十分な減圧速度が得られる場合、減圧系統は１つでもよい。同様に、ステップＳ３０５とステップＳ３１０で共通の酸素ガスを用いる場合、酸素供給系統は１つでもよい。また、バルブ１７１及び１７２を同時に開状態にし、処理室１０の内部の減圧を行うこともできる。同様に、バルブ１７３及び１７４を同時に開状態にし、処理室１０の内部へ酸素ガスを供給することもできる。また、２つの酸素供給系統は、それぞれ別個の酸素供給部を備えることもできる。同様に、２つの減圧系統は、それぞれ別個の減圧部を備えることもできる。また、本実施形態では、酸素供給及び減圧は処理室１０の側面部から行うこととしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、酸素供給及び減圧は処理室１０の上面部又は下面部から行っても良い。これら酸素供給系統及び減圧系統の数や接続位置は、処理室の寸法や被処理物の位置によって適宜変更できる。さらに、対象物に対する活性酸素の浸透性を向上させるために、酸素ガスの供給前、または酸素ガスの供給と同時に少量の水分を添加して、加湿を行っても良い。類似技術であるオゾン殺菌処理では加湿によって殺菌性能が向上することが古くから知られており、本発明においても同様の効果が得られる。
【００２８】
図４は、本発明の第１実施形態に係る処理室１０の内部の圧力の変化を示すグラフである。図４において、横軸は時間を表し、縦軸は処理室１０の内部の圧力を表している。図３のステップＳ３０４において説明したように、殺菌処理の開始の際（時刻ｔ＝ｔ０）に処理室１０の内部は、７０ｋＰａ程度まで減圧されている。次いで時刻ｔ０〜ｔ１までの間、処理室１０の内部に酸素ガスが供給され、処理室１０の内部の圧力は大気圧よりも若干低い９６ｋＰａ程度まで上昇する。この間に、処理室内には活性酸素が生成され、この活性酸素が急速に滅菌袋１２２の中に浸透する。時刻ｔ１において、処理室１０の内部への酸素ガスの供給が停止される。
【００２９】
時刻ｔ１〜ｔ２までの間、処理室１０の内部の雰囲気が維持される。この間に、滅菌袋１２２の中に浸透した活性酸素の被処理物１２１に対する殺菌作用が進行する。時刻ｔ２において、処理室１０の内部の減圧が開始され、処理室１０の内部の圧力は、再び７０ｋＰａ程度まで減圧される。時刻ｔ３において、減圧処理は停止される。ここで、制御部１８は、時刻ｔ３において、時刻ｔ０〜ｔ３の殺菌工程のサイクル数が設定された所定の回数に到達したか否かを判断する。サイクル数が設定された所定の回数に到達していないと判断した場合、制御部１８は、時刻ｔ０〜ｔ３までの殺菌工程を繰り返す。
【００３０】
本実施形態では、図４に示す様に、酸素ガス供給による処理室１０の内部の時刻ｔ１における圧力を９６ｋＰａ程度、時刻ｔ１〜ｔ２までを３０秒、減圧工程による時刻ｔ３における圧力を７０ｋＰａ程度としたが、本発明はこれらに限定されない。例えば、ｔ３ｔ１における圧力を８５ｋＰａ〜１３３．３ｋＰａ程度の範囲、時刻ｔ１〜ｔ２までを０秒〜３００秒、時刻ｔ３における圧力を０．２ｋＰａ〜１０１ｋＰａ程度の範囲とすることができる。
【００３１】
図５は、本発明の第１実施形態に係る殺菌装置及び従来の殺菌装置による殺菌処理の実験結果を示すグラフである。図５において、横軸は殺菌処理時の処理室１０の内部の温度を表し、縦軸は被処理物１２１内の細菌の生存率の対数表示を表す。破線で囲まれた菱形のプロットは、特許文献１に記載の従来の殺菌装置による殺菌処理後の滅菌袋に収容された被処理物内の細菌の生存率を示す。また、一点鎖線内の円形及び正方形のプロットは、本発明の殺菌装置による殺菌処理後の滅菌袋に収容された被処理物内の細菌の生存率を示す。全ての実験結果において、殺菌時間は７分３０秒とした。また、円形のプロットは、時刻ｔ１〜ｔ２までを１５秒としたときの実験結果であり、正方形のプロットは、時刻ｔ１〜ｔ２までを３０秒としたときの実験結果である。一方、従来の殺菌装置による菱形のプロットは、酸素ガス導入後に殺菌時間終了までその状態を維持したときの実験結果である。
【００３２】
第１実施形態及び従来の殺菌装置による実験結果ともに、処理室１０の温度の上昇に伴い、殺菌効果が高まり被処理物１２１内の細菌の生存率が低下している。これは、細菌が加熱されることにより、活性酸素との反応速度が上昇するためと考えられる。また、オゾンが熱分解されることにより、活性酸素が被処理物１２１の近傍で生成されていることも考えられる。ただし、被処理物が例えばプラスチックの様な耐熱性の低い性質を有することがあるため、殺菌処理中の処理室１０の内部の処理温度は、低いほうが望ましい。
【００３３】
図５を参照すると、従来の殺菌装置による殺菌処理では、１０−５以下の生存率を達成するためには９０℃程度の処理温度が必要であることがわかる。一方、本発明の殺菌装置による殺菌処理では、６５℃程度の処理温度にて１０−６以下の生存率を達成できる。この生存率は、被処理物１２１の無菌性を保証できる水準である。即ち、本発明によれば、従来と比較してより低温での処理温度で従来よりも高い殺菌能力を提供できる。また、本発明によれば、４０℃程度の処理温度で１０−３以下の生存率を達成することができる。一方、従来の殺菌装置によれば、６５℃から７０℃程度の処理温度を必要とする。更に、従来の殺菌装置を用いて４０℃程度の処理温度で１０−３以下の生存率を達成するためには、本発明の殺菌装置と比較して２倍程度の処理時間を要する。本発明による殺菌装置は、従来と比較して、より低温での処理温度にて殺菌処理が可能であり、また殺菌処理に要する時間を大幅に短縮することができる。
【００３４】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る吸排気部６１を備える殺菌装置６について説明する。
【００３５】
図６は、本発明の第２実施形態に係る殺菌装置６の模式図である。本実施形態に係る殺菌装置６は、吸排気部６１、駆動部６３、配管１６５、バルブ１７５を備える。吸排気部６１は、ピストン・クランク機構を有し、その上部が配管１６５を介して処理室１０と接続されている。吸排気部６１は、ピストンを押し下げることにより酸素ガスを含む処理室１０の内部の雰囲気を吸気し、ピストンを押し上げることで吸気したガスを処理室１０の内部に戻す。駆動部６３は、電源部、モータ等を含み、制御部１８からの制御信号を受信して、吸排気部６１をピストン動作させるための駆動力を供給する。バルブ１７５は、処理室１０と吸排気部６１との間に設けられ、配管１６５の流路を開閉する。バルブ１７５は、制御部１８からの制御信号を受信し、開状態となり、吸排気部６１が処理室１０の内部の雰囲気を吸排気する。その他の構成は第１実施形態と同一である。従って、重複する箇所についての説明は省略する。
【００３６】
被処理物１２１が滅菌袋１２２内に収容されている場合、活性酸素を効率良く滅菌袋１２２内に浸透させるためには、処理室１０の内部の減圧と昇圧を繰り返すことが効果的である。しかしながら、バルブの切替えによって減圧部１２と酸素供給部１４を交互に用いてこのサイクルを実行する場合、そのサイクル速度には限度がある。そこで、処理室１０に更なる吸排気部６１を設け、吸排気部６１のピストンが上下運動することにより、処理室１０の内部の減圧と昇圧をより高速で繰り返すことができる。従って、設定された殺菌時間内での殺菌処理のサイクル数を増加させることができ、活性酸素を更に効果的に滅菌袋１２２内に浸透させることが可能となる。
【００３７】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態に係る吸排気部７１を備える殺菌装置７について説明する。
【００３８】
図７は、本発明の第３実施形態に係る殺菌装置７の模式図である。本実施形態に係る殺菌装置７は、吸排気部７１、駆動部７３、配管１６５、バルブ１７５を備える。吸排気部７１は、蛇腹機構を有し、その上部が配管１６５を介して処理室１０と接続されている。吸排気部７１は、蛇腹を拡張させることにより酸素ガスを含む処理室１０の内部の雰囲気を吸気し、蛇腹を圧縮させることで吸気したガスを処理室１０の内部に戻す。駆動部７３は、電源部、モータ等を含み、制御部１８からの制御信号を受信して、吸排気部７１を伸縮動作させるための駆動力を供給する。その他の構成は第１及び第２実施形態と同一である。従って、重複する箇所についての説明は省略する。
【００３９】
本実施形態は、第２実施形態のピストン・クランク機構を利用した吸排気部６１の代わりに蛇腹機構を有する吸排気部７１を備えている。吸排気部７１の蛇腹が伸縮運動することにより、処理室１０の内部の減圧と昇圧をより高速で繰り返すことができる。本実施形態による殺菌装置は、第２実施形態同様に、設定された殺菌時間内での殺菌処理のサイクル数を増加させることができる。
【００４０】
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態に係る吸排気部８１を備える殺菌装置８について説明する。
【００４１】
図８は、本発明の第４実施形態に係る殺菌装置８の模式図である。本実施形態に係る殺菌装置８は、吸排気部８１、駆動部８３、配管１６５、バルブ１７５を備える。吸排気部８１は、電磁ダイヤフラム機構を有し、その上部が配管１６５を介して処理室１０と接続されている。吸排気部７１は、ダイヤフラムを膨張させることにより処理室１０の内部の酸素ガスを含む雰囲気を吸気し、ダイヤフラムを収縮させることで吸気したガスを処理室１０の内部に戻す。駆動部８３は、電源部、電磁石、永久磁石、振動子等を含む。駆動部８３は、制御部１８からの制御信号を受信して、電磁石と永久磁石の反発力により振動子を振動させ、振動子と接続されたダイヤフラムを膨張収縮させる。その他の構成は第１〜第３実施形態と同一である。従って、重複する箇所についての説明は省略する。
【００４２】
本実施形態は、第３実施形態同様に、第２実施形態のピストン・クランク機構を利用した吸排気部６１の代わりにダイヤフラム機構を有する吸排気部８１を備えている。吸排気部８１の電磁ダイヤフラムが電磁力によって伸縮運動し、処理室１０の内部の減圧と昇圧をより高速で繰り返すことができる。本実施形態による殺菌装置は、第２及び第３実施形態同様に、設定された殺菌時間内での殺菌処理のサイクル数を増加させることができる。また、第２〜第４実施形態で示した吸排気部６１、７１、８１を組み合わせて処理室１０の内部を吸排気しても良い。但し、制御部１８からの制御信号により、吸排気部６１、７１、８１それぞれの吸気と排気のタイミングを同期させる必要がある。処理室１０の寸法や被処理物１２１の位置によって適宜これらを組み合わせることにより、より効率的に活性酸素を滅菌袋１２２内に浸透させることができる。更に、吸排気部は、第２〜第４実施形態で示した吸排気部６１、７１、８１に限定されず、あらゆる吸排気装置を用いることができる。例えば、人工呼吸器として使われる高頻度振動換気装置を処理室１０と接続し、処理室１０の内部を吸排気することで、滅菌袋１２２内の被処理物１２１をより効果的に殺菌することができる。
【００４３】
［第５実施形態］
本発明の第５実施形態に係る処理室９０を備える殺菌装置について説明する。
【００４４】
図９は、本発明の第５実施形態に係る処理室９０の断面図である。本実施形態に係る殺菌装置の処理室９０は、音響信号生成部９０１と、スピーカ９０３とからなる音響装置１０５を備える。音波信号生成部９０１は、１０Ｈｚ程度の低周波から５０ｋＨｚ程度の高周波までの音響信号を生成する。音響信号生成部９０１は、単一周波数のサイン波を生成することもでき、また１０Ｈｚ程度から５０ｋＨｚ程度までの信号を含む矩形波を生成することもできる。スピーカ９０３は、音響信号生成部９０１と接続されている。スピーカ９０３は、音響信号生成部９０１から音波信号を受信して、処理室９０内に音波信号に対応する音波を照射する。被処理物１２１が例えば試験管の様なデッドエンド部を含む細径長尺形状を有する場合でも、このような音波を被処理物１２１に照射することにより、活性酸素を効率よく浸透させることができる。また、本実施形態に係る処理室９０は、第１〜第４実施形態に係る殺菌装置と組み合わせて用いることができる。即ち、追加の吸排気部６１、７１、８１を本実施形態に係る処理室９０と接続することで、多様な被処理物に対して効率良く活性酸素を浸透させ、従来の殺菌装置と比較して、より低温での処理温度且つ短時間での処理時間で優れた殺菌性能を提供できる。
【符号の説明】
【００４５】
１、６、７、８  殺菌装置
１０、９０  処理室
１２  減圧部
１３  オゾン分解部
１４  酸素供給部
１５  マスフローコントローラ
１８  制御部
１９  測定部
６１、７１、８１  吸排気部
６３、７３、８３  駆動部
１０２  昇温装置
１０３  送風ファン
１０４  紫外線ランプ
１０５  音響装置
１２１  被処理物
１２２  滅菌袋
１６１〜１６５  配管
１７１〜１７５  バルブ
９０１  音響信号生成部
９０３  スピーカ
【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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