(57)【要約】【課題】処理室内のオゾン濃度を低く抑えて殺菌処理を行うことができる活性酸素殺菌装置を提供する。【解決手段】第一の紫外線発生ランプ４０は、真空紫外域の紫外線を発生するものであり、第二の紫外線発生ランプ５０は、遠紫外域の紫外線を発生するものである。これらのランプ４０，５０はチャンバー１０内に設けられる。真空ポンプ７０によりチャンバー１０内の圧力を減圧状態にした後、酸素供給装置３０から酸素を含むガスをチャンバー１０内に供給すると共に第一の紫外線発生ランプ４０及び第二の紫外線発生ランプ５０を点灯する。これにより、チャンバー１０内に活性酸素を発生させ、その発生させた活性酸素により被処理物を殺菌する。また、このとき、チャンバー１０内に流入したガスやその発生した活性酸素等を、チャンバー１０内のすべての部分に急速に拡散させることができる。【選択図】        図１
2004275330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物を収容する処理室と、
前記処理室内に酸素を含むガスを供給する酸素供給手段と、
前記処理室内に設けられた、真空紫外域の紫外線を発生する第一の紫外線発生ランプと、
を備え、前記酸素供給手段から酸素を含むガスを前記処理室内に供給すると共に前記第一の紫外線発生ランプから紫外線を発生させることにより当該酸素に当該紫外線を吸収させて前記処理室内に活性酸素を発生させ、その発生させた活性酸素によって前記被処理物を殺菌することを特徴とする活性酸素殺菌装置。
【請求項２】
前記処理室内の圧力を減じる減圧手段を備えており、前記酸素供給手段から酸素を含むガスを前記処理室内に供給する前に前記減圧手段によって前記処理室内を減圧状態にしておくことを特徴とする請求項１記載の活性酸素殺菌装置。
【請求項３】
前記酸素供給手段から酸素を含むガスを前記処理室内に供給すると共に前記第一の紫外線発生ランプから紫外線を発生させることにより当該酸素に当該紫外線を吸収させて前記処理室内に活性酸素を発生させ、その発生させた活性酸素によって所定の処理時間、前記被処理物を殺菌するという処理を所定回数だけ繰り返すことを特徴とする請求項１又は２記載の活性酸素殺菌装置。
【請求項４】
前記処理室内に含まれるガスを攪拌する攪拌手段を設けたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の活性酸素殺菌装置。
【請求項５】
遠紫外域の紫外線を発生する第二の紫外線発生ランプが前記処理室内に設けられており、前記第二の紫外線発生ランプを前記第一の紫外線発生ランプとともに点灯することにより、前記処理室内で活性酸素と酸素とが結合して生成されたオゾンに前記第二の紫外線発生ランプから発生させた紫外線を吸収させて、前記オゾンを酸素と活性酸素とに分解することを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の活性酸素殺菌装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、細菌対策を必要とする医療、食品、遺伝子工学等の分野において利用される活性酸素殺菌装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、医療、食品や微生物関連産業等で利用される殺菌装置又は滅菌装置には、高温高圧蒸気滅菌（オートクレーブ）装置、エチレンオキサイドガス（ＥＯＧ）滅菌装置、γ線等を利用した放射線滅菌装置等がある。
【０００３】
高温高圧蒸気滅菌装置は、約１２０℃の高温、高圧の水蒸気で殺菌（滅菌）する方法を利用したものである。この高温高圧蒸気滅菌装置は、金属製の器具等を滅菌する場合に使用することができるが、プラスチック製の容器等のように高温で変形してしまう製品を滅菌する場合には使用することができない。
【０００４】
エチレンオキサイドガス滅菌装置は、エチレンオキサイドガスの毒性により病原菌や微生物を不活化する方法を利用したものである。このエチレンオキサイドガス滅菌装置は、プラスチック製の容器等も滅菌することができる。しかし、エチレンオキサイドガスは変異原性、発ガン性などの毒性、爆発性等を有するため、当該滅菌装置を使用する際には、作業者の健康上及び作業環境上の危険性が高い。しかも、処理に使用した高濃度のエチレンオキサイドガスが低濃度になるまでに長い時間を要し、総処理時間が長くなるという問題があった。そこで、現在では、他の方法によっては滅菌することが難しい場合のみ、エチレンオキサイドガス滅菌装置を使用するよう奨励されている。
【０００５】
γ線等を利用した放射線滅菌装置は、放射能を管理する必要性から大型の設備を要する。このため、放射線滅菌を行うには、専門業者から設備を購入するか、或いは専門業者に委託する必要がある。
【０００６】
また、従来は、オゾン供給装置、紫外線発生ランプ及び攪拌装置を備える活性酸素殺菌装置も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この活性酸素殺菌装置では、オゾン供給装置から供給されたオゾンに紫外線発生ランプからの紫外線を照射することにより活性酸素を発生させ、その発生させた活性酸素を用いて容器等を殺菌する。このとき、攪拌装置は、活性酸素をランプ等の陰となる部分にまで回りこませるために用いられる。
【０００７】
尚、従来より、オゾンにより殺菌することも行われている。かかるオゾンによる殺菌方法では、オゾンの酸化力で大腸菌や枯草菌等の細菌の細胞壁又は細胞膜を溶かしていく。このため、オゾン濃度を十分高くし長時間作用させないと、高いレベルの殺菌効果を得ることができない。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１−２５８６５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の活性酸素殺菌装置では、オゾン供給装置によりオゾンを装置本体内に供給しているため、そのオゾンから活性酸素を発生させたとしても、処理室内のオゾン濃度は高く、人体への悪影響が懸念されている。このため、処理室内のオゾン濃度を低く抑えて殺菌処理を行うことができる活性酸素殺菌装置の実現が望まれている。また、攪拌装置を用いて活性酸素を攪拌しているが、器具等の内部については、活性酸素を入り込ませることができず、十分効果的な殺菌処理を行うことができないという問題があった。
【００１０】
本発明は上記事情に基づいてなされたものであり、処理室内のオゾン濃度を低く抑えて殺菌処理を行うことができる活性酸素殺菌装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
また、本発明は上記事情に基づいてなされたものであり、器具等の内部に対しても効果的な殺菌処理を行うことができる活性酸素殺菌装置を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明に係る活性酸素殺菌装置は、被処理物を収容する処理室と、前記処理室内に酸素を含むガスを供給する酸素供給手段と、前記処理室内に設けられた、真空紫外域の紫外線を発生する第一の紫外線発生ランプと、を備え、前記酸素供給手段から酸素を含むガスを前記処理室内に供給すると共に前記第一の紫外線発生ランプから紫外線を発生させることにより当該酸素に当該紫外線を吸収させて前記処理室内に活性酸素を発生させ、その発生させた活性酸素によって前記被処理物を殺菌することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の活性酸素殺菌装置において、前記処理室内の圧力を減じる減圧手段を備えており、前記酸素供給手段から酸素を含むガスを前記処理室内に供給する前に前記減圧手段によって前記処理室内を減圧状態にしておくことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の活性酸素殺菌装置において、前記酸素供給手段から酸素を含むガスを前記処理室内に供給すると共に前記第一の紫外線発生ランプから紫外線を発生させることにより当該酸素に当該紫外線を吸収させて前記処理室内に活性酸素を発生させ、その発生させた活性酸素によって所定の処理時間、前記被処理物を殺菌するという処理を所定回数だけ繰り返すことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項１、２又は３記載の活性酸素殺菌装置において、前記処理室内に含まれるガスを攪拌する攪拌手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項１、２、３又は４記載の活性酸素殺菌装置において、遠紫外域の紫外線を発生する第二の紫外線発生ランプが前記処理室内に設けられており、前記第二の紫外線発生ランプを前記第一の紫外線発生ランプとともに点灯することにより、前記処理室内で活性酸素と酸素とが結合して生成されたオゾンに前記第二の紫外線発生ランプから発生させた紫外線を吸収させて、前記オゾンを酸素と活性酸素とに分解することを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態である活性酸素殺菌装置の概略構成図である。また、図２は低圧水銀ランプの発光分布と酸素及びオゾンの吸収帯とを説明するための図、図３は活性酸素を発生させる原理を説明するための図である。
【００１８】
図１に示す活性酸素殺菌装置は、チャンバー（処理室）１０と、酸素供給装置２０と、マスフローコントローラ３０と、第一の紫外線発生ランプ４０と、第二の紫外線発生ランプ５０と、送風ファン（攪拌手段）６０と、真空ポンプ（減圧手段）７０と、オゾン分解触媒８０とを備えるものである。
【００１９】
チャンバー１０は、被処理物を収容するものである。このチャンバー１０内で被処理物の滅菌処理が行われる。酸素供給装置２０は、チャンバー１０内に酸素を含むガスを供給するものである。酸素を含むガスとしては、少なくとも空気に含まれる酸素の割合と同じ割合の酸素を含むガス、すなわち、少なくとも酸素が全体の約２０．９５％（体積）を占めるようなガスを用いることが望ましい。例えば、酸素を含むガスとして、空気や純酸素を用いることができる。また、マスフローコントローラ３０は、酸素供給装置２０からチャンバー１０内に供給されるガスの流量（注入速度）をコントロールするものである。具体的には、当該ガスがある一定の流量以上でチャンバー１０内に流入しないようにコントロールしている。
【００２０】
第一の紫外線発生ランプ４０は、真空紫外域の紫外線を発生するものであり、第二の紫外線発生ランプ５０は、遠紫外域の紫外線を発生するものである。これらの紫外線発生ランプ４０，５０は、チャンバー１０内に設けられている。ここで、真空紫外域の紫外線とは、波長が２００ｎｍから１ｎｍまでの範囲にある紫外線をいい、遠紫外域の紫外線とは、波長が３００ｎｍから２００ｎｍまでの範囲にある紫外線をいう。
【００２１】
通常、かかる紫外線発生ランプ４０，５０としては、低圧水銀ランプが用いられる。図２に一般の低圧水銀ランプの発光分布を示す。図２において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は比エネルギー（％）である。低圧水銀ランプでは、図２に示すように、飛び飛びの波長の光が出力される。主な出力光は、波長１８５ｎｍ、波長２５４ｎｍ、波長３１３ｎｍ、波長３６６ｎｍ等の紫外線である。尚、図２において比エネルギーとは、出力される波長２５４ｎｍの光のエネルギーに対する当該光のエネルギーの割合（％）のことである。
【００２２】
第一の紫外線発生ランプ４０、第二の紫外線発生ランプ５０では、発光管の材質を変えることにより、外部に出力される紫外線の波長を調整している。具体的には、第一の紫外線発生ランプ４０における発光管の材質としては、例えば普通石英（天然溶融石英ガラス）又は合成石英を用いている。かかる合成石英等は波長２００ｎｍ以下の紫外線も透過するので、第一の紫外線発生ランプ４０からは、波長が２００ｎｍより長い紫外線とともに、波長が２００ｎｍ以下である紫外線も外部に出力される。また、第二の紫外線発生ランプ５０における発光管の材質としては、例えば石英に酸化チタンを入れた石英ガラスを用いている。かかる酸化チタンは波長２００ｎｍ以下の紫外線を吸収するので、第二の紫外線発生ランプ５０からは波長が２００ｎｍより長い紫外線だけが外部に出力される。尚、第一の紫外線発生ランプ４０は、少なくとも真空紫外域の紫外線を発生するものであればよく、この例のように、第一の紫外線発生ランプ４０としては、真空紫外域の紫外線と遠紫外域の紫外線とを発生するものを用いてもよい。
【００２３】
本実施形態の活性酸素殺菌装置では、反応性の高い活性酸素により被処理物の殺菌処理を行う。かかる活性酸素は、図３に示す反応を利用して発生させる。図２には酸素及びオゾンの吸収帯も示されている。かかる吸収帯に関しては、図２の縦軸は吸収率を表す。酸素は、図２に示すように、波長２００ｎｍ以下の紫外線に対する吸収をもっている。このため、酸素が波長２００ｎｍ以下の紫外線を受けると、図３（ａ）に示す反応により、活性酸素が生成される。本実施形態では、第一の紫外線発生ランプ４０から発せられる波長１８５ｎｍの紫外線により、図３（ａ）の反応を進行させることになる。また、活性酸素は不安定なものであるので、図３（ａ）の逆反応により活性酸素が活性酸素と結合して再び酸素に戻ったり、あるいは、図３（ｂ）に示す反応により活性酸素が酸素と結合してオゾンが発生したりする。一方、オゾンは、図２に示すように、波長２６０ｎｍ付近をピークとする紫外線に対する吸収をもっている。このため、オゾンが波長２５４ｎｍ付近の紫外線を受けると、図３（ｃ）に示す反応により、オゾンは酸素と活性酸素に分解する。本実施形態では、第二の紫外線発生ランプ５０から発せられる波長２５４ｎｍの紫外線により、図３（ｃ）の反応を進行させることになる。
【００２４】
このように、本実施形態の活性酸素殺菌装置では、第一の紫外線発生ランプ４０と第二の紫外線発生ランプ５０とから同時にそれぞれ紫外線を発生させることにより、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す各反応を利用して、チャンバー１０内に活性酸素を発生させることができる。したがって、本実施形態の活性酸素殺菌装置は、チャンバー１０内に酸素を含むガスを供給し、その酸素から活性酸素を生成している点で、従来の活性酸素殺菌装置とは異なる。従来の活性酸素殺菌装置では、オゾナイザー等からチャンバー内にオゾンを供給し、そのオゾンから活性酸素を生成しているのである。
【００２５】
尚、第一の紫外線発生ランプ４０は、その真空紫外域の紫外線を効率よく酸素に照射するために、酸素供給装置３０からの酸素がチャンバー１０に流入する流入口の近傍に設けることが望ましい。
【００２６】
また、第二の紫外線発生ランプ５０は、殺菌処理後にチャンバー１０内に残留しているオゾンの分解処理にも利用することができる。すなわち、殺菌処理が終了した後、第一の紫外線発生ランプ４０を消灯した状態で、第二の紫外線発生ランプ５０だけを点灯することにより、図３（ｃ）の反応が進行し、チャンバー１０内のオゾンを分解することができる。これにより、チャンバー１０内のオゾン濃度が急速に低下し、これに伴い、活性酸素は図３（ａ）の逆反応により酸素に戻るので、活性酸素の濃度も急速に低下することになる。本実施形態の活性酸素殺菌装置では、殺菌処理後にチャンバー１０内に残留しているオゾン及び活性酸素を容易に分解することができるので、オゾン等の自然消滅を待たずに、殺菌処理後短時間で、被処理物をチャンバー１０から取り出すことができる。このように、第二の紫外線発生ランプ５０は、殺菌処理中に生成されたオゾンを分解して再び活性酸素を発生させる役割と、殺菌処理後にオゾンを分解してオゾン及び活性酸素の濃度を低下させる役割とを果たす。
【００２７】
真空ポンプ７０は、チャンバー１０内の圧力を減じるものである。この真空ポンプ７０としては、大気圧を１００ｋＰａとしたときに、チャンバー１０内の圧力を１ｋＰａ程度に減圧させる能力があるものであれば十分であり、例えばスクロール式真空ポンプやダイヤフラム式真空ポンプ等を用いることができる。本実施形態では、後述するように、チャンバー１０内を減圧状態にした後、殺菌処理を開始する。尚、以下では、大気圧を１００ｋＰａとして、圧力を表現することにする。
【００２８】
また、真空ポンプ７０とチャンバー１０との間にはオゾン分解触媒８０を設けている。オゾン分解触媒８０としては、例えばマンガン系の金属触媒が用いられる。これにより、チャンバー１０内のガスを排気するときに残留オゾンが外部に排出されるのを防止することができる。
【００２９】
送風ファン６０は、チャンバー１０内に含まれるガス（活性酸素）を攪拌するためのものであり、チャンバー１０内に設けられる。殺菌処理時に送風ファン６０を回転させることにより、チャンバー１０内の活性酸素はランプ等の陰になる部分にも回りこませることができるので、当該陰になる部分に置かれた被処理物も効果的に殺菌することができる。
【００３０】
尚、高い減圧状態で送風ファン６０を動作させると、モータが回りすぎて、切れてしまうことがある。このため、送風ファン６０は、殺菌処理の開始後一定時間が経過し、チャンバー１０内の圧力がある程度大気圧に近くなった後に、回転させるようにしている。
【００３１】
次に、本実施形態の活性酸素殺菌装置において被処理物の殺菌を行う処理手順を説明する。図４は本実施形態の活性酸素殺菌装置において被処理物の殺菌を行う処理手順を説明するためのフローチャートである。
【００３２】
まず、被処理物をチャンバー１０内に配置する（Ｓ１）。次に、真空ポンプ７０により、チャンバー１０内の圧力を減じる（Ｓ２）。例えば、チャンバー１０内の圧力を１ｋＰａにする。その後、酸素供給装置３０から酸素を含むガスをチャンバー１０内に供給すると共に、第一の紫外線発生ランプ４０及び第二の紫外線発生ランプ５０を点灯する（Ｓ３）。これにより、図３に示す各反応が起こり、チャンバー１０内には活性酸素が発生する。このとき、チャンバー１０内を減圧状態にした後、酸素供給装置３０から酸素を含むガスをチャンバー１０内に供給しているので、チャンバー１０内に流入したガスやその発生した活性酸素等は、チャンバー１０内のすべての部分に急速に拡散していく。このため、例えば、所定の袋に入れた試料を殺菌する場合にその袋内に活性酸素等を十分入り込ませたり、筒状の器具等を殺菌する場合にその器具の内部にまで活性酸素等を行き渡らせたりすることができる。ここで、所定の袋とは、高温高圧蒸気滅菌装置やＥＯＧ滅菌装置等において滅菌処理を行う際に試料を入れるための袋のことである。かかる袋は気体を透過する性質を持っている。本実施形態では、「袋」とは、上記の袋を意味するものとする。
【００３３】
尚、真空ポンプ７０によりチャンバー１０内をどの程度減圧させるのかについては、例えば、チャンバー１０内の圧力を１０ｋＰａから０．１ｋＰａまでの範囲にすることが望ましい。０．１ｋＰａよりも大きく減圧できるようにするには、装置の製造コストがかさんでしまい、また、少なくとも１０ｋＰａ程度にチャンバー１０内を減圧すれば、活性酸素をある程度拡散させることができるからである。
【００３４】
こうして酸素を含むガスをチャンバー１０内に供給すると、チャンバー１０内の圧力は徐々に大気圧に戻ってくる。そして、酸素を含むガスの供給開始から所定時間経過したときに、酸素を含むガスの供給を停止する（Ｓ４）。ここで、所定時間とは、チャンバー内の圧力が大気圧よりも少し低い所定の圧力、例えば９４ｋＰａになるまでの時間である。このように、ガスの供給停止時にチャンバー１０内の圧力を大気圧から若干減圧した状態にしているのは、大気圧にしてしまうと、チャンバー１０内のガスが外部に漏れてしまうおそれがあるからである。尚、このときも、第一の紫外線発生ランプ４０及び第二の紫外線発生ランプ５０は点灯したままにしておく。
【００３５】
その後、送風ファン６０を回転させる。これにより、チャンバー１０内の活性酸素をランプ等の陰になる部分にまで回りこませることができる。そして、所定の時間（処理時間）だけ、第一の紫外線発生ランプ４０及び第二の紫外線発生ランプ５０の点灯状態、送風ファン６０の回転状態をそのまま維持する（Ｓ５）。この間に、活性酸素が被処理物に接触し、活性酸素による被処理物の殺菌処理が進行することになる。かかる処理時間は、一般には、チャンバー１０の大きさ、被処理物の大きさ、活性酸素の濃度等によって異なるが、通常、１５分から３０分程度必要である。
【００３６】
こうして、所定の処理時間が経過した後、第二の紫外線発生ランプ５０を点灯したまま、第一の紫外線発生ランプ４０だけを消灯する（Ｓ６）。すなわち、第二の紫外線発生ランプ５０だけを点灯することにより、チャンバー１０内のオゾン及び活性酸素の濃度を低下させる。
【００３７】
そして、所定の時間が経過した後、第二の紫外線発生ランプ５０を消灯する（Ｓ７）。ここで、所定の時間とは、チャンバー１０内のオゾン及び活性酸素の濃度が十分低下するのに要する時間である。
【００３８】
次に、上記のステップＳ２からステップＳ７までの処理を所定回数だけ繰り返す（Ｓ８）。すなわち、真空ポンプ７０により、チャンバー１０内のガスを排気してチャンバー１０内を減圧状態にした後（Ｓ２）、引き続き、ステップＳ３からステップＳ７までの処理を行う。通常、ステップＳ５の処理において、所定の処理時間以上が経過すると、活性酸素による殺菌効果はだんだん低下する。これは、活性酸素はとても不安定であるので、他の物質と反応して消滅してしまうからだと考えられる。このため、本実施形態では、ステップＳ２からステップＳ７までの一回の処理では、所望のレベルの殺菌を行うことができない場合には、上記のステップＳ２からステップＳ７までの処理を繰り返し、再度、活性酸素による殺菌処理を行うことにしている。例えば、殺菌処理を滅菌レベルまで行いたいような場合には、上記の処理を３回以上繰り返すようにすることが望ましい。尚、チャンバー１０の大きさ等によっては、ステップＳ２からステップＳ７までの処理を一回だけ行うことにより、高い濃度の活性酸素を発生させて、被処理物を所望のレベルまで殺菌することできる。当然のことであるが、このような場合であれば、上記のステップＳ２からステップＳ７までの処理を複数回繰り返す必要はない。
【００３９】
こうして、ステップＳ２からステップＳ７までの処理が所定回数だけ繰り返し行われる。そして、チャンバー１０内のオゾン及び活性酸素の濃度が十分低下した後に、チャンバー１０内から被処理物を取り出す（Ｓ９）。これにより、殺菌処理が終了する。
【００４０】
尚、図４に示した処理手順は一例であり、次のように簡易的な処理手順で殺菌処理を行うこともできる。例えば、図４の処理手順において、第二の紫外線発生ランプ５０を用いずに殺菌処理を行うようにしてもよい。すなわち、この場合は、図３（ａ）に示す反応だけを利用して活性酸素を発生させることになる。第一の紫外線発生ランプ４０だけを点灯する場合は、第一の紫外線発生ランプ４０と第二の紫外線発生ランプ５０とをともに点灯する場合に比べて、発生する活性酸素の濃度は若干低くなるが、それでも殺菌処理を行うためには十分な活性酸素を発生させることができる。
【００４１】
また、例えば、図４の処理手順において、真空ポンプ７０によりチャンバー１０内を減圧状態にすることをしないで、殺菌処理を行うようにしてもよい。被処理物の表面だけを殺菌したい場合等、活性酸素をチャンバー１０内のすべての部分にまで拡散させる必要がない場合には、チャンバー１０内を減圧状態にしなくても、効果的な殺菌処理を行うことができる。
【００４２】
次に、本発明者等は、実際に微生物を使用して、本実施形態の活性酸素殺菌装置による殺菌処理の効果を確認するいくつかの実験を行った。
【００４３】
最初に、本発明者等は、本実施形態の活性酸素殺菌装置と従来の活性酸素殺菌装置とについて、殺菌処理時におけるチャンバー内のオゾン濃度を調べる第一実験を行った。具体的に、第一実験では、６乗菌殺菌に要する時間を計測すると共に、その殺菌処理時におけるチャンバー内のオゾン濃度をオゾンモニタで計測した。ここで、６乗菌殺菌に要する時間とは、菌数が１０６のオーダである実験サンプルを用いて殺菌処理を行い、生菌数が１のオーダになるまでの時間のことである。
【００４４】
この第一実験では、培地上に植菌した枯草菌芽胞ＩＦＯ１６１８３を試料として用いた。また、第一実験で使用した本実施形態の活性酸素殺菌装置及び従来の活性酸素殺菌装置では、そのチャンバーの空間容積は約６リットルである。そして、本実施形態の活性酸素殺菌装置には、７本の第一の紫外線発生ランプが取り付けられており、従来の活性酸素殺菌装置には、７本の第二の紫外線発生ランプが取り付けられている。ここで、第一の紫外線発生ランプとしては、合成石英製低圧水銀ランプ（２５Ｗ）を用い、第二の紫外線発生ランプとしては、発光管に酸化チタン含有石英ガラスを用いた低圧水銀ランプ（＝オゾンレスランプ）（２５Ｗ）を用いた。更に、本実施形態の活性酸素殺菌装置では、酸素供給装置として酸素を供給するものを用い、その酸素の注入速度を１０リットル／ｍｉｎに設定した。これに対し、従来の活性酸素殺菌装置では、オゾナイザーによりチャンバー内にオゾンを供給するように構成した。このオゾンの注入速度も１０リットル／ｍｉｎに設定した。
【００４５】
本実施形態の活性酸素殺菌装置を用いた第一実験では、上述した図４の処理手順にしたがって殺菌処理が行われた。但し、ステップＳ２の減圧処理は行わなかった。そして、ステップＳ２からステップＳ７までの処理は一回だけ行った。また、当該装置では、第一の紫外線発生ランプだけを点灯し、第二の紫外線発生ランプの点灯は行わなかった。すなわち、図３（ａ）の反応により活性酸素を発生させ、その活性酸素により実験サンプルの殺菌処理を行った。
【００４６】
この第一実験の結果を図５に示す。図５に示すように、従来の活性酸素殺菌装置を用いた実験では、試料についての６乗菌殺菌に約６０分を要した。そして、当該処理時におけるチャンバー内のオゾン濃度は約２７０ｐｐｍであった。一方、本実施形態の活性酸素殺菌装置を用いた実験では、試料についての６乗菌殺菌に約６０分を要した。そして、当該処理時におけるチャンバー内のオゾン濃度は約１５０ｐｐｍであった。したがって、本実施形態の活性酸素殺菌装置では、従来の活性酸素殺菌装置と比較して、殺菌効果はほとんど同じであるが、チャンバー内に発生するオゾンの濃度を半分近く低下させることができることが確認された。
【００４７】
尚、本発明者等は、さらに上記の第一実験に関連する実験を行い、本実施形態の活性酸素殺菌装置を用いた場合、第一の紫外線発生ランプの本数を多くするほど、殺菌効果が向上することを確認した。
【００４８】
次に、本発明者等は、上述した図４の処理手順におけるステップＳ２からステップＳ７までの処理を繰り返す回数（ターン数）に応じて殺菌効果がどのように変化するかを調べる第二実験を行った。この第二実験では、培地上に植菌した枯草菌芽胞ＩＦＯ１６１８３を試料として用いた。また、本実施形態の活性酸素殺菌装置のチャンバー１０としては、空間容積が約６０リットルのものを用いた。チャンバー１０内には３本の第一の紫外線発生ランプ４０が取り付けられている。この第一の紫外線発生ランプ４０としては、２００ＷのＷ字管合成石英製低圧水銀ランプを用いた。更に、酸素供給装置３０としては、酸素を供給するものを用い、その酸素の注入速度を１０リットル／ｍｉｎに設定した。
【００４９】
第二実験では、試料を袋に入れた第一サンプルと、試料を袋に入れない第二サンプルと、バイオインジケータとを用意し、第一サンプル、第二サンプル及びバイオインジケータについて図４の処理手順にしたがって殺菌処理を行った。そして、上記のステップＳ２からステップＳ７までの処理が終了する度に、第一サンプル及び第二サンプルについて生菌数の計測及びバイオインジケータによる評価を行った。バイオインジケータを用いると、その内部の菌の有無を色により判断することができる。第二実験では、バイオインジケータとして予め２．４×１０６個の菌が植菌されているものを用いている。したがって、当該バイオインジケータが陰性、すなわち菌がいないということを示すと、滅菌レベルの殺菌処理が行われたことになる。
【００５０】
ここで、第二実験では、ステップＳ２の減圧処理により、チャンバー１０内の圧力を１ｋＰａにした。また、酸素供給装置３０から酸素を１０リットル／ｍｉｎの速度でチャンバー１０内に注入し、５分２０秒経過後に酸素の注入を停止させた。この時点でのチャンバー１０内の圧力は９４ｋＰａである。更に、一回の処理時間を１５分に設定した。尚、当該装置では、第二の紫外線発生ランプ５０の点灯等は行わなかった。すなわち、図３（ａ）の反応により活性酸素を発生させ、その活性酸素により第一及び第二のサンプルの殺菌処理を行った。
【００５１】
この第二実験の結果を図６に示す。図６（ａ）には第二実験の結果をグラフで示しており、図６（ｂ）にはその第二実験の結果を数値で示している。図６（ａ）において、縦軸は枯草菌芽胞相対値（Ｌｏｇ）、横軸はターン数（回）である。ここで、縦軸は対数目盛りで表されている。また、図６（ａ）における黒い四角でプロットした点は袋の内側における生菌数、すなわち第一サンプルの生菌数を表し、黒い丸でプロットした点は袋の外側における生菌数、すなわち第二サンプルの生菌数を表している。
【００５２】
図６に示すように、ターン数が何回であっても、第一サンプルの生菌数は第二サンプルの生菌数に比べて多かった。これは、活性酸素は反応性が強いので、活性酸素が袋を透過する際に袋と反応してしまい、袋の内部における活性酸素の濃度は袋の外部における活性酸素の濃度よりも低いためであると考えられる。しかし、第一サンプルの生菌数も、ステップＳ２からステップＳ７までの処理が繰り返し行われる度に減少しているので、第一サンプルについても殺菌処理が効果的に行われている。これは、チャンバー１０内を減圧状態にした後、酸素をチャンバー１０内に供給することにより、チャンバー１０内で発生した活性酸素が急速に拡散するので、多くの活性酸素が袋と反応せずに、袋の内部に入り込むことができるためであると考えられる。
【００５３】
また、図６（ｂ）に示すように、第二サンプルについては、ターン数が３のとき、すなわちステップＳ２からステップＳ７までの処理が３回行われた時点で、バイオインジケータによる評価が初めて陰性を示した。これに対して、第一サンプルについては、ターン数が５のとき、すなわちステップＳ２からステップＳ７までの処理が５回行われた時点で、バイオインジケータによる評価が初めて陰性を示した。したがって、当該装置においては、ステップＳ２からステップＳ７までの処理を５回以上繰り返し行えば、たとえ袋の内に入れた試料であっても、滅菌レベルの処理を行うことができることが分かる。
【００５４】
尚、本発明者等は、第一の紫外線発生ランプと同時に第二の紫外線発生ランプを点灯させて、上記の第二実験を行った。その結果、第一の紫外線発生ランプと第二の紫外線発生ランプとをともに点灯した場合は、第一の紫外線発生ランプだけを点灯した場合に比べて、殺菌効果がさらに向上することが確かめられた。
【００５５】
次に、本発明者等は、殺菌処理の終了後に第二の紫外線発生ランプ５０により残留オゾンを分解する処理に関する第三実験を行った。この第三実験では、第二の紫外線発生ランプ５０として、３本の２００Ｗ低圧水銀ランプを用いた。かかる第三実験は、チャンバー１０内のオゾン濃度が約２５ｇ／ｍ３であるときに、第二の紫外線発生ランプ５０を点灯し、その後のチャンバー１０内のオゾン濃度をオゾンモニタで計測した。第三実験の結果を図７に示す。図７において、横軸は経過時間（分）、縦軸はオゾン濃度（ｇ／ｍ３）である。第二の紫外線発生ランプ５０は横軸の経過時間が３０分になったときに点灯し始めた。図７に示すように、第二の紫外線発生ランプ５０の点灯後は、オゾン濃度は急激に減少し、点灯開始から５分３０秒経過したときにはオゾンモニタの計測下限値以下になった。したがって、殺菌処理の終了後に第二の紫外線発生ランプ５０を点灯することにより、高濃度のオゾンでも短時間で分解することができることが確認された。
【００５６】
本実施形態の活性酸素殺菌装置では、酸素供給装置から酸素を含むガスをチャンバー内に供給すると共に第一の紫外線発生ランプから紫外線を発生させることにより当該酸素に当該紫外線を吸収させてチャンバー内に活性酸素を発生させ、その発生させた活性酸素によって被処理物を殺菌することにより、オゾナイザー等からオゾンをチャンバー内に供給する従来の活性酸素殺菌装置に比べて、殺菌処理時にチャンバー内のオゾン濃度を低く抑えることができる。したがって、殺菌処理時にオゾンが人体に及ぼす悪影響を軽減することができる。
【００５７】
また、殺菌処理時に、第二の紫外線発生ランプを第一の紫外線発生ランプとともに点灯することにより、チャンバー内で活性酸素と酸素とが結合して生成されたオゾンに第二の紫外線発生ランプから発生させた紫外線を吸収させて、オゾンを酸素と活性酸素とに分解することができる。このため、チャンバー内における活性酸素の濃度を高くして、被処理物に対してさらに短時間で殺菌処理を行うことができる。尚、殺菌処理の終了後、第二の紫外線発生ランプだけを点灯することにより、チャンバー内の残留オゾンを短時間で分解することができる。
【００５８】
また、酸素供給装置から酸素を含むガスをチャンバー内に供給する前に真空ポンプによってチャンバー内を減圧状態にしておくことにより、チャンバー内に流入したガスを、チャンバー内のすべての部分に急速に拡散させることができる。したがって、例えば、袋に入れた試料を殺菌する場合にその袋内に当該ガスを十分入り込ませたり、筒状の器具等を殺菌する場合にその器具の内部にまで当該ガスを行き渡らせたりすることができるので、かかる試料や器具等に対しても効果的な殺菌処理を行うことができる。
【００５９】
また、酸素供給装置から酸素を含むガスをチャンバー内に供給すると共に第一の紫外線発生ランプから紫外線を発生させることにより当該酸素に当該紫外線を吸収させてチャンバー内に活性酸素を発生させ、その発生させた活性酸素によって所定の処理時間、被処理物を殺菌するという処理を、所定回数だけ繰り返すことにより、被処理物に対して効率よく短時間で滅菌レベルの殺菌処理を行うことができる。
【００６０】
更に、チャンバー内に含まれるガスを攪拌する送風ファンを設けたことにより、例えばランプ等の陰になる部分にまで当該ガスを回りこませることができるので、当該陰になる部分に置かれた被処理物も効果的に殺菌することができる。
【００６１】
尚、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内において種々の変形が可能である。
【００６２】
上記の実施形態では、紫外線発生ランプとして低圧水銀ランプを用いた場合について説明したが、本発明では、かかる低圧水銀ランプの他に、例えば、放電容器にエキシマ分子を形成する放電ガスを充填し、このエキシマ分子から放射される紫外線を利用する、いわゆるエキシマランプを紫外線発生ランプとして用いてもよい。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る活性酸素殺菌装置によれば、酸素供給手段から酸素を含むガスを処理室内に供給すると共に第一の紫外線発生ランプから紫外線を発生させることにより当該酸素に当該紫外線を吸収させて処理室内に活性酸素を発生させ、その発生させた活性酸素によって被処理物を殺菌することにより、オゾナイザー等からオゾンを処理室内に供給する従来の活性酸素殺菌装置に比べて、殺菌処理時に処理室内のオゾン濃度を低く抑えることができ、オゾンが人体に及ぼす悪影響を軽減することができる。
【００６４】
また、殺菌処理時に、第二の紫外線発生ランプを第一の紫外線発生ランプとともに点灯することにより、処理室内で活性酸素と酸素とが結合して生成されたオゾンに第二の紫外線発生ランプから発生させた紫外線を吸収させて、オゾンを酸素と活性酸素とに分解することができる。このため、処理室内における活性酸素の濃度を高くして、被処理物に対してさらに短時間で殺菌処理を行うことができる。
【００６５】
また、酸素供給手段から酸素を含むガスを処理室内に供給する前に減圧手段によって処理室内を減圧状態にしておくことにより、処理室内に流入したガスを、処理室内のすべての部分に急速に拡散させることができる。したがって、例えば、袋に入れた試料を殺菌する場合にその袋内に当該ガスを十分入り込ませたり、筒状の器具等を殺菌する場合にその器具の内部にまで当該ガスを行き渡らせたりすることができるので、かかる試料や器具等に対しても効果的な殺菌処理を行うことができる。
【００６６】
また、酸素供給手段から酸素を含むガスを処理室内に供給すると共に第一の紫外線発生ランプから紫外線を発生させることにより当該酸素に当該紫外線を吸収させて処理室内に活性酸素を発生させ、その発生させた活性酸素によって所定の処理時間、被処理物を殺菌するという処理を、所定回数だけ繰り返すことにより、被処理物に対して効率よく短時間で滅菌レベルの殺菌処理を行うことができる。
【００６７】
更に、処理室内に含まれるガスを攪拌する攪拌手段を設けたことにより、例えばランプ等の陰になる部分にまで当該ガスを回りこませることができるので、当該陰になる部分に置かれた被処理物も効果的に殺菌することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である活性酸素殺菌装置の概略構成図である。
【図２】低圧水銀ランプの発光分布と酸素及びオゾンの吸収帯とを説明するための図である。
【図３】活性酸素を発生させる原理を説明するための図である。
【図４】本実施形態の活性酸素殺菌装置において被処理物の殺菌を行う処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図５】第一実験の結果を示す図である。
【図６】第二実験の結果を示す図である。
【図７】第三実験の結果を示す図である。
【符号の説明】
１０    チャンバー
２０    酸素供給装置
３０    マスフローコントローラ
４０    第一の紫外線発生ランプ
５０    第二の紫外線発生ランプ
６０    送風ファン
７０    真空ポンプ
８０    オゾン分解触媒
【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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