(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酵素生成の可能性を持ち、且つ、工業水環境の水と固体表面の間の境界面に位置する微生物の集合体による酵素生成を阻害する方法において、酵素生成阻害物質をリアルタイムで間欠的に生成させ前記酵素生成阻害物質を間欠的生成と共に、前記微生物の集合体を完全に根絶することなく前記微生物集合体の酵素生成の可能性を阻害するのに十分な濃度と期間で前記微生物の集合体に対して間欠的に適用することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記間欠的生成及び適用が、前記微生物の集合体と連通する水に前記酵素生成阻害物質を間欠的に投与することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記間欠的生成及び適用が、前記微生物の集合体と連通する水に第１の独立した量の酵素生成阻害物質を投与することと、
所定の時間に渡って待機することと、
その後、前記微生物の集合体と連通する水に第２の独立した量の酵素生成阻害物質を投与することとを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記間欠的生成及び適用が前記微生物の集合体と連通する水に第１の独立した量の酵素生成阻害物質を投与して前記微生物の集合体と連通する前記水に前記酵素生成阻害物質の第１の濃度を得、
前記微生物の集合体と連通する前記水中の酵素生成阻害物質の濃度が前記第１の濃度未満になるようにし、
その後、前記微生物の集合体と連通する水に第２の独立した量の酵素生成阻害物質を投与することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
１：２未満のデューティサイクルで、前記微生物の集合体に前記酵素生成阻害物質を定期的に適用することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
１：５と１：１０の間のデューティサイクルで、前記微生物の集合体に前記酵素生成阻害物質を定期的に適用することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
１：１０未満のデューティサイクルで、前記微生物の集合体に前記酵素生成阻害物質を定期的に適用することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
１：２５未満のデューティサイクルで、前記微生物の集合体に前記酵素生成阻害物質を定期的に適用することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
１：５０未満のデューティサイクルで、前記微生物の集合体に前記酵素生成阻害物質を定期的に適用することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記間欠的生成及び適用が、それぞれの間欠的適用にあたって、前記酵素生成阻害物質を５分と４時間の間の時間に渡って間欠的に投与することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記微生物の集合体が耐久性表面に付着していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記微生物の集合体が消耗性表面に付着していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記微生物の集合体が耐久性表面に付着しており、且つ前記酵素生成阻害物質の間欠投与がそれぞれ３時間に渡ることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記微生物の集合体が消耗性表面に付着しており、且つ前記酵素生成阻害物質の間欠投与がそれぞれ５分間に渡ることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記酵素生成阻害物質のリアルタイムな間欠的生成が、既定の希釈度の次亜塩素酸酸化剤を生成することと、既定の希釈度のアンモニウム塩を生成することと、これら２つの希釈物をミキサー内に同時に調量して、その中で既定の比率に従って連続的に混合し、ミキサー内のその場において十分な量の再現性、安定性、および有効性を有する酵素生成阻害物質を生成することを含むことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記酵素生成阻害物質のリアルタイムな間欠的生成が、既定の希釈度の次亜塩素酸酸化剤を生成することと、既定の希釈度のアンモニウム塩を生成することと、これら２つの希釈物をミキサー内に同時に調量して、その中で既定の比率に従って連続的に混合し、ミキサー内のその場において十分な量の再現性、安定性、および有効性を有する酵素生成阻害物質を生成することと、前記酵素生成阻害物質をリアルタイムで生成しながら、前記微生物の集合体に酵素生成阻害物質を供給することとを含むことを特徴とし、前記活性酵素生成阻害物質を前記ミキサー内のその場にある状態で、前記ミキサーから、前記微生物の集合体と連通する水へ注入することを含む請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記酵素生成阻害物質の間欠的生成が、一定量の次亜塩素酸塩を第１の導管を通過する水の第１の流れに連続的且つ同時に注入し、その中に既定希釈度の次亜塩素酸塩を生成することと、一定量のアンモニウム塩を第２の導管を通過する水の第２の流れに連続的且つ同時に注入し、その中に既定希釈度のアンモニウム塩を生成することと、既定の比率に従ってミキサー内に第１および第２の流れを連続的且つ同時に注入し、ミキサー内のその場に酵素生成阻害物質を生成することを含むことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記酵素生成阻害物質の間欠的生成が、一定量の次亜塩素酸塩を第１の導管を通過する水の第１の流れに連続的且つ同時に注入し、その中に既定希釈度の次亜塩素酸塩を生成することと、一定量のアンモニウム塩を第２の導管を通過する水の第２の流れに連続的且つ同時に注入し、その中に既定希釈度のアンモニウム塩を生成することと、既定の比率に従ってミキサー内に第１および第２の流れを連続的且つ同時に注入し、ミキサー内のその場に酵素生成阻害物質を生成することを含むことを特徴とし、前記酵素生成阻害物質をリアルタイムで生成しながら、前記微生物の集合体に酵素生成阻害物質を供給することとを含み、前記酵素生成阻害物質を、前記ミキサー内のその場にある状態で、前記ミキサーから、前記微生物の集合体と連通する水へ注入することを含む請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記アンモニウム塩を、臭化アンモニウムと塩化アンモニウムとからなる群より選択することを特徴とする請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記酵素生成阻害物質が、臭化物で活性化された有効量クロラミンを含むことを特徴とする請求項１〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記酵素生成阻害物質のそれぞれの間欠的適用が、既定の希釈度の次亜塩素酸酸化剤を生成することと、既定の希釈度の臭化アンモニウムを生成することと、これら２つの希釈物をミキサー内に同時に調量して、その中で既定の比率に従って連続的に混合し、ミキサー内のその場において十分な量の再現性、安定性、および有効性を有する酵素生成阻害物質を生成することと、前記酵素生成阻害物質を、前記ミキサー内のその場で生成しながら、前記ミキサーから直接、前記微生物の集合体と連通する水へ連続的に注入することを含むことを特徴とする請求項１〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記既定希釈度の酸化剤を、前記既定希釈度の臭化アンモニウムと共に前記ミキサー内に同時に調量する直前に連続的に生成することを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記既定希釈度の臭化アンモニウムを、前記既定希釈度の酸化剤と共に前記ミキサー内に同時に調量する直前に連続的に生成することを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記酵素生成阻害物質が、前記ミキサー内のその場に生成されながら、前記微生物の集合体と連通する水へ導入される前に少なくとも８．５のｐＨを有することを特徴とする請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記酵素生成阻害物質が、前記ミキサー内のその場に生成されながら、前記微生物の集合体と連通する水へ導入される前に９．５を超えるｐＨを有することを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記微生物の集合体と連通する前記水が、前記酵素生成阻害物質を前記水に注入する前に、５と１０．５の間のｐＨを有することを特徴とする請求項２１〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記微生物の集合体と連通する前記水が、前記酵素生成阻害物質を前記水に注入する前に、７と９の間のｐＨを有することを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記酵素生成阻害物質が、前記導管内のその場に生成されながら、塩素として表して０．５〜３００ｐｐｍの濃度で、前記微生物の集合体と連通する水へ注入されることを特徴とする請求項２１〜２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
前記酵素生成阻害物質が、前記導管内のその場に生成されながら、塩素として表して３〜１０ｐｐｍの濃度で、前記微生物の集合体と連通する水へ注入されることを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
臭化アンモニウムが、０．１重量％〜５０重量％の濃度を有することを特徴とする請求項２１〜２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
臭化アンモニウムが、２．５重量％〜３８重量％の濃度を有することを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記既定希釈度の臭化アンモニウムが、０．１重量％〜６．０重量％の濃度を有し、且つ前記酸化剤溶液の希釈液と等モルであることを特徴とする請求項２１〜２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３３】
前記酸化剤を、次亜塩素酸ナトリウムと次亜塩素酸カルシウムとからなる群より選択することを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記酸化剤が次亜塩素酸塩溶液であり、且つ前記臭化アンモニウムが少なくとも１０％のＮａＯＨに相当する過剰の塩基を含むことを特徴とする請求項２１〜２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３５】
前記塩基を前記臭化アンモニウムに同時に加え、酵素生成阻害物質を安定させることを特徴とする請求項２１〜２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３６】
前記酸化剤がＣｌ 2 換算０．１重量％と１５重量％の間の濃度を有することを特徴とする請求項２１〜３５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３７】
前記酸化剤がＣｌ 2 換算５重量％と１５重量％の間の濃度を有することを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
水の追加後に前記酸化剤溶液がＣｌ 2 換算０．１重量％〜２．０重量％の濃度を有することを特徴とする請求項２１〜３５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３９】
前記酵素生成阻害物質の生成及び適用が、一定量の次亜塩素酸塩を第１の導管を通過する水の第１の流れに連続的且つ同時に注入し、その中に既定希釈度の次亜塩素酸塩を生成することと、一定量の臭化アンモニウムを第２の導管を通過する水の第２の流れに連続的且つ同時に注入し、その中に既定希釈度の臭化アンモニウムを生成することと、既定の比率に従ってミキサー内に第１および第２の流れを連続的且つ同時に注入し、ミキサー内のその場に酵素生成阻害物質を生成することと、前記酵素生成阻害物質を、前記ミキサー内のその場で生成しながら、前記ミキサーから直接、前記微生物の集合体と連通する水へ注入することを含むことを特徴とする請求項１〜３８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４０】
前記酸化剤のリザーバに接続している第１の投与ポンプによって、前記水の第１の流れに次亜塩素酸塩を連続的に注入することを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記臭化アンモニウムのリザーバに接続しており、且つ前記第１の投与ポンプと同時に動作する第２の投与ポンプによって、前記水の第２の流れに臭化アンモニウムを連続的に注入することを特徴とする請求項３９または４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記酵素生成阻害物質は前記酵素を不活性にしない請求項２〜４１のいずれかの一項に記載の方法。
【請求項４３】
前記酵素は過酸化水素破壊酵素である請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記酵素はカタラーゼ、デヒドロゲナーゼまたはペルオキシターゼである請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記酵素はでんぷん分解酵素である請求項４２に記載の方法。
【請求項４６】
前記酵素はアミラーゼである請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記微生物の集合体が水の表面と脱インクまたは漂白過程水の間の境界面に存在し、前記脱インクまたは漂白過程水内の過酸化水素の持続性は前記酵素生成阻害物質の使用により増加する、請求項４３に記載の方法。
【請求項４８】
前記微生物の集合体の過酸化水素分解酵素生成の可能性は前記酵素生成阻害物質の使用により抑制される、請求項４３に記載の方法。
【請求項４９】
酵素生成阻害物質は過酸化水素を分解しない請求項４７に記載の方法。
【請求項５０】
酵素生成の可能性を持ち、且つ、工業水の中で水と固体表面の間の境界面に位置する微生物集合体による酵素生成を阻害するシステムにおいて、酵素生成阻害物質をリアルタイムで間欠的に生成させ、該酵素生成阻害物質を間欠的生成と共に、前記微生物集合体を完全に根絶することなく前記微生物集合体の酵素生成の可能性を阻害するのに十分な濃度と期間で、間欠的に適用することを特徴とするシステム。
【請求項５１】
間欠性アプリケータが、前記微生物の集合体と連通する水に前記酵素生成阻害物質を投与する投与装置を含むことを特徴とする請求項５０に記載のシステム。
【請求項５２】
投与装置が前記微生物の集合体と連通する水に第１の独立した量の酵素生成阻害物質を投与し、且つ、所定の時間の後、前記微生物の集合体と連通する水に第２の独立した量の酵素生成阻害物質を投与することを特徴とする請求項５０に記載のシステム。
【請求項５３】
前記投与装置は前記微生物集合体と連通する水に第１の独立した量の酵素生成阻害物質を投与し、それにより前記微生物集合体と連通する水の中で酵素生成阻害物質の第１の濃度を獲得し、
前記微生物集合体と連通する前記水の中で酵素生成阻害物質の濃度を前記第１濃度以下に下げさせた後で、前記微生物集合体と連通する水に第２の独立した量の酵素生成阻害物質を投与する請求項５０に記載のシステム。
【請求項５４】
１：２未満のデューティサイクルで、間欠性アプリケータが前記微生物の集合体に前記酵素生成阻害物質を定期的に働かせることを特徴とする請求項５０〜５３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５５】
１：５と１：１０の間のデューティサイクルで、間欠性アプリケータが前記微生物の集合体に前記酵素生成阻害物質を定期的に働かせることを特徴とする請求項５０〜５３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５６】
１：１０未満のデューティサイクルで、間欠性アプリケータが前記微生物の集合体に前記酵素生成阻害物質を定期的に働かせることを特徴とする請求項５０〜５３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５７】
１：２５未満のデューティサイクルで、間欠性アプリケータが前記微生物の集合体に前記酵素生成阻害物質を定期的に働かせることを特徴とする請求項５０〜５３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５８】
１：５０未満のデューティサイクルで、間欠性アプリケータが前記微生物の集合体に前記酵素生成阻害物質を定期的に働かせることを特徴とする請求項５０〜５３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５９】
投与装置は各間欠的使用にて約５分と約４時間の間の一区切りで前記酵素生成阻害物質を投与する請求項５０〜５３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６０】
前記微生物の集合体は耐久性表面に取付けられる請求項５０〜５９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６１】
前記微生物の集合体は消耗性表面に取付けられる請求項５０〜５９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６２】
前記微生物の集合体が耐久性表面に取付けられ、前記酵素生成阻害物質の各間欠的適用は３時間である請求項５９に記載のシステム。
【請求項６３】
前記微生物の集合体が消耗性表面に取付けられ、前記酵素生成阻害物質の各間欠的適用は５分間である請求項５９に記載のシステム。
【請求項６４】
前記間欠的投与はリアルタイムで前記生成阻害物質を生成する請求項５０に記載のシステム。
【請求項６５】
間欠性アプリケータは次亜塩素酸塩酸性体の所定の希釈液を生成するための第一のプロデューサー、アンモニウム塩の所定の希釈液を生成するための第二のプロデューサー、及び、これら二つの希釈液をミキサー内で同時に計測して、導管内のその場で再現性、安定性、有効性の効果的量を持つ前記酵素生成阻害物質を作るための所定の比率によりそれらを混合させるコントローラーから成る、請求項６４に記載のシステム。
【請求項６６】
前記間欠性アプリケータは前記導管内のその場で生成されるように、前記微生物の集合体と連通する水中に、直接、前記酵素生成阻害物質を投与するためのインジェクターから成る、請求項６５に記載のシステム。
【請求項６７】
前記酵素生成阻害物質の各間欠的な生成において、連続的に及び同時に、その中に所定の次亜塩素酸塩の希釈液を生成するために第一の導管を通して第一の水流の中に多量の次亜塩素酸塩を注入し、そして、連続的に及び同時に、その中に所定のアンモニウム塩の希釈液を生成するために第二の導管を通過する第二の水流の中に多量のアンモニウム塩を注入し、更に、連続的に及び同時に、ミキサーの中で前記酵素生成阻害物質を生成する所定の比率に伴いミキサーの中に第一と第二の流れを注入することから成る、請求項６４に記載のシステム。
【請求項６８】
前記酵素生成阻害物質の各間欠的な生成中において、連続的に及び同時に、その中に所定の次亜塩素酸塩の希釈液を生成するために第一の導管を通して第一の水流の中に多量の次亜塩素酸塩を注入し、そして、連続的に及び同時に、その中に所定のアンモニウム塩の希釈液を生成するために第二の導管を通過する第二の水流の中に多量のアンモニウム塩を注入し、更に、連続的に及び同時に、前記ミキサーの中で前記酵素生成阻害物質を生成する所定の比率に伴いミキサーの中に第一と第二の流れを注入し、そして、間欠的な使用中の各々で、前記投与装置は連続的に前記ミキサーの中のその場所で生成させるように、直接、前記ミキサーから前記微生物の集合体と連通する水中に前記酵素生成阻害物質を注入することから成る請求項６４に記載のシステム。
【請求項６９】
前記アンモニウム塩は臭化アンモニウムと塩化アンモニウムから形成されるグループから選択される請求項６５〜６８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７０】
前記酵素生成阻害物質はクロラミンで活性化した臭化物を効果的な量含む、請求項５０〜６９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７１】
前記酵素生成阻害物質は前記酵素を不活性にしない、請求項５０〜７０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７２】
前記酵素が過酸化水素分解酵素であることを特徴とする請求項７１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７３】
前記酵素がカタラーゼ、デヒドロゲナーゼ、またはペルオキシダーゼであることを特徴とする請求項７２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００１年８月６日出願の米国仮特許出願第０９／３１０，６２３号の利益を主張するものである。
本発明は、工業用水および給水ラインにおけるバイオフィルムの生成の制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
処理櫃、パイプ、処理水貯蔵タンク、添加物タンク、フィルター、給水パイプ、または排水パイプ等の工業用水搬送管は、表面が水に接触している場合には、しばしば水搬送管の１以上の表面を覆う成長体を有する。この成長体は実のところバイオフィルム、すなわち細胞外高分子物質ならびに種々の有機および無機化合物のマトリックス中に埋め込まれた微生物の集合体である。過去数年間、これらバイオフィルムの性質に、学術的および工業的研究者の双方の焦点が当てられてきた。  
【０００３】
バイオフィルムは単一種の微生物含む場合もあるが、典型的には、バイオフィルムは種の異なる微生物のみならず、型の異なる微生物、例えば、藻類、原生動物、バクテリア等を含む。バイオフィルムの独特な特性のひとつとして、その中にいる微生物が協同的または相乗的に活性するということが分かってきた。したがって、例えば、表面に付着するバクテリアにより産出されたある種の酵素の活性は、プランクトン様形態、すなわち浮遊する場合のこれらのバクテリアにより産出された同一の酵素の対応する活性よりもはるかに高いことが観察されている（非特許文献１中のＤａｖｉｄ  Ｇ．Ｄａｖｉｅｓ）。プランクトン様バクテリアおよび水に接触する固体表面に付着したバクテリアにおける酵素活性の比較研究により、付着バクテリアにおける酵素活性はプランクトン様バクテリアにおけるそれよりも大きいことが示されている（非特許文献１中のＭ．ＨｏｆｆｍａｎおよびＡｌａｎ  Ｗ．Ｄｅｃｈｏ）。微生物バイオフィルム中の伝達は、例えば細胞外酵素生合成、バイオフィルム生成、抗生物質生合成、バイオサーファクタント産出、エキソポリサッカライド合成等を含むバイオフィルムの活性の誘発および規制の原因となっており、これらの全てが複雑な生化学活性に関与している（非特許文献１中のＡｌａｎ  Ｗ．Ｄｅｃｈｏ）。バイオフィルム中の微生物間での遺伝物質の交換も観察されている。所定の工業用水環境において、バイオフィルム中に生息する微生物は、バイオフィルム外に生息する微生物よりも殺生剤からよりよく保護されていることが実験的に分かっている。したがって、集合的にバイオフィルム内に埋め込まれた微生物は、同数のプランクトン様微生物が示す特性とは異なる特性を示す。  
【０００４】
協同的に活性することにより、微生物の集合体は、微生物共同体として活性する。これにより、無機および有機材料から形成されるマトリックスを構築し、したがってバイオフィルムを形成し、かつ維持することが可能となる。微生物は、成長および増殖する単細胞生物であるので、バイオフィルム中の微生物は、その周囲にマトリックスを連続的に補給し、マトリックスを拡張し、かつマトリックスを維持する必要がある。この過程は、自分たちのために住居単位の隣接した組を構築するために一緒に活性し、かつ既存の住居を維持するだけでなく、隣接した水平方向に建築することにより、または既存の住居の上部に垂直方向に新しい住居を加えることにより、人口の増加に順応するために付加的な住居を加える人間の集団に結びつけることができる。
【０００５】
現在、科学者が最もよく理解しているところによると、バイオフィルム中の微生物間の協同的行動は、微生物間の伝達により誘発される。例えば、ホモセリン・ラクトンは、バクテリア間の伝達において重要な役割を果たす。バイオフィルムの細胞外高分子マトリックスは、化学的伝達の効率的な培地を与え、かつバイオフィルム内に埋め込まれた個々の微生物間の一層効率的な伝達を促進するように思われる。
【０００６】
バイオフィルム内の微生物は、プランクトン様微生物よりも酵素の産生において一層効率的であるので、化学反応を起こすためのバイオフィルムの生成に多くの関心が払われてきた。しかし、導管、水タンク等の、工業用水および処理水搬送管に関しては、この酵素を産生する傾向、およびより重要なことは、管の表面上に重バイオマスを形成するというバイオフィルムの性質は、非常に有害である。バイオフィルムが成長するにつれて、水の経路に沿った特定の箇所でパイプまたは他の導管の有効直径が減少したり、または導管の流路に沿って摩擦が増加したりして、導管内の水流の抵抗が増加し、その内部の水流が減少し、導管内の水を吐出または吸引するポンプの消費電力を増加させ、かつ生産工程の効率を低下させる場合がある。
【０００７】
また、バイオフィルムは種々の薬品および処理添加剤の品質を劣化させる。例えば、製紙業では、バイオフィルムは、ウエットエンド法においてパルプスラリーに添加されるデンプンおよび炭酸カルシウムスラリーのような薬品の劣化を招く（非特許文献２中のＫ．  Ｊｏｋｉｎｅｎ）。また、微生物は、漂白および脱インク系における過酸化水素の劣化の減でもある。（非特許文献３）。脱インクおよび漂白ミル中にＨ２Ｏ２劣化酵素が存在すると、存在しない場合に設定漂白基準に適合するために必要な量よりも多量の過酸化水素を供給する必要があり、このため生産コストが増大する。
【０００８】
また、バイオフィルムはパイプおよび櫃の深刻な腐食を招き、製紙機および板紙抄紙機に深刻な問題を引き起こし、とりわけ仕上がった紙の品質の劣化、悪臭、および深刻な走行性の問題を招く場合がある。
【０００９】
従来技術には、工業におけるバイオフィルムを制御するための種々の方法が説明されている。ひとつの取り組みとしては、機械的手段、例えば掻き取りまたは音波処理によりバイオフィルムを物理的に破壊するものがある。例えば、Ｃｏｓｔｅｒｓｏｎの特許文献１には、水中に沈んだ表面からバイオフィルムを除去する方法が記載されている。この方法は、表面を水の氷点以下に冷却して、バイオフィルム中に大きく、縁の鋭利な氷結晶を発生させることを含む。次いで、凍結したバイオフィルムを解凍し、例えば表面に液体を流すことによって表面から除去する。しかし、バイオフィルムが成長する場所は近づきにくく、および／またはバイオフィルムに到達するのに操業を停止する必要があるので、この取り組みみは多くの場合に非実用的である。
【００１０】
他の取り組みとしては、化学的手段、例えばバイオフィルム・マトリックスの分解を招く界面活性剤および洗浄剤の使用によりバイオフィルムを物理的に破壊するものがある。例えばＢｕｒｇｅｒの特許文献２には、活性硫酸還元バクテリアを含む嫌気性バイオフィルムを有する感受性金属表面の、微生物的に影響された腐食を阻止する非生物致死性である方法であって、バイオフィルムをアントラキノン化合物の分散液と接触させることを含む方法が記載されている。Ｆａｂｒｉの特許文献３には、工業的冷却水および処理水中に存在するバイオフィルムの除去および制御の双方を行う方法が記載されている。この方法は、アミノ基、ホルムアルデヒド、アルキレンポリアミン、ならびに無機酸および有機酸のアンモニウム塩の反応生成物を含む組成物を与える。この組成物を用いて、存在するバイオフィルムを処理水機器から除去することができる。さらに、より低い維持投与量を用いて、この機器を実質的にバイオフィルムの無い状態に維持することができる。Ｙｕらの特許文献４には、工業的処理水中のバイオフィルムを分散する方法であって、バイオフィルム分散有効量の直鎖アルキルベンゼンスルホナートを、スライム形成バクテリアおよび他の微生物を含有する工業的処理水に添加することを含む方法が記載されている。Ｙｕらの発明の他の実施態様は、その文献中に挙げられた殺生剤の群から選択された化合物を、同様にその文献中に挙げられたリストから選択したバイオフィルム分散剤と共に添加することを含む。Ｗｉｅｒｓｍａの特許文献５には、バイオフィルムを除去し、その下にあるバクテリアを制御することのできる、バイオフィルムの表面張力を低下させる浄化方法が記載されている。Ｗｉｅｒｓｍａの発明によれば、サポニンおよび食品等級の乳酸ナトリウム等の弱酸からなる溶液をバイオフィルムに接触させる。サポニンは発泡剤として作用し、バイオフィルムをほぐすことのできる表面張力の低下を与える。
【００１１】
従来技術において、外部から供給される酵素によりバイオフィルム・マトリックスを退化させる取り組みが知られている。Ｊｏｈａｎｓｅｎの特許文献６には、少なくとも部分的にバイオフィルム層で覆われた表面を浄化し消毒する方法であって、バイオフィルムを、バイオフィルム層を表面から完全または部分的に除去または剥離する１種以上の加水分解酵素を含む浄化成分と接触させるステップと；バイオフィルムを、酸化還元酵素をバイオフィルム中に存在する生きたバクテリア細胞の致死有効量で含むバクテリア消毒成分と接触させるステップとを含む方法が記載されている。外部酵素を用いた攻撃により、バイオフィルムの活性が失われ、その性質が変化する。このような取り組みは、微生物がマトリックスを維持または拡張する能力を防ぐものである。しかし、このような取り組みは、種々の欠点、例えば処理が非常に特殊な場合があったり、結果が場所により異なる場合があったり、または処理が費用に対する効果がない場合があるという欠点を抱えている。
【００１２】
従来技術に従ってバイオフィルムを制御する際に遭遇するさらなる問題は、バイオフィルム・マトリクスが分解するにつれて、通常、水中に生細胞が放出されることにある。このような生細胞が新たなバイオフィルムを作る。同様に、バイオフィルム・マトリックスの分解が水中への酵素の放出を招き、これが実施中の工業的処理に影響を及ぼす場合がある。
【００１３】
これに関しては殺生剤が有用である。工業処理水中のプランクトン様バクテリアを処理するのに殺生剤を用いることは従来技術において公知である。例えば、本発明者自身の特許文献７および８（その内容を参照によりここに援用する。）、またはハロゲン含有酸化剤、腐食制御剤、過酸化水素、および過酸化水素安定剤の組合せを用いて規制された水の処理を行う方法を記載したＢｒｏｗｎらの特許文献９を参照。さらに最近、バイオフィルムを制御する取り組みに殺生剤を用いるようになっている。この目的は、時として、バイオフィルム分解酵素の供給またはバイオフィルムの物理的除去等のバイオフィルム分解技術を、処理水中のプランクトン様微生物数を低く維持することのできる殺生剤の適用とを組み合わせることによって達成されている。例えば、Ｅｙｅｒｓらの特許文献１０には、（ａ）バイオフィルムを分解するための所定の群からの少なくとも１種の酵素、および（ｂ）表面上のバイオフィルムの回避および／または除去のための殺生剤としての短鎖グリコールを使用することが記載されている。Ｆａｖｓｔｒｉｔｓｋｙらの特許文献１１には、再循環水系の効率を低下させる微生物の成長を制御する方法であって、このような系に生物致死有効量の水溶性過ハロゲン化物を導入することを含む方法が記載されている。まず、過ハロゲン化物を、系の膜形成面の微生物を死滅させるのに十分な量で導入する。その後、有機ハロゲン化アンモニウムの濃度を、このような微生物の再成長を実質的に低下させるのに十分なレベルに維持する。
【００１４】
あるいは、殺生剤を用いて、バイオフィルム内に埋め込まれた微生物を制御する、すなわちバイオフィルム・マトリックス内の微生物事態を根絶することが行われている。具体的には、モノクロロアミン（ＭＣＡｓ）と遊離塩素（ＦＣ）とは、バイオフィルム・バクテリアを消毒するのに同様の有効性を示すと言われている（非特許文献４および５）。この取組みの難点は、上記のとおり、バイオフィルム中の微生物を根絶するには、プランクトン様微生物を根絶するのに必要な濃度の数倍高い濃度の殺生剤を必要とすること、バイオフィルム微生物と殺生剤との間の接触時間を長くする必要があること、または殺生剤の連続的適用が必要であることが実験的に分かっていることにある。これは処理コストを増大させ、作業者を、所望のまたは許容のものよりも高い殺生剤によるリスクにさらし得る。また、これは環境に対しても大きなリスクをもたらす。
【００１５】
上記の方法を組み合わせて用いてバイオフィルムを制御する取り組みも従来技術において公知である。それぞれの取り組みを分離して実施した際に浮上する問題点を解決することを試みて作られた、これらの組合せの取り組みも、上記の欠点のいくつかに悩まされる場合がある。例えば、Ｂｅｌｆｅｒの特許文献１２は、生物を死滅させるために抗感染剤、防腐剤、および抗バイオフィルム剤を、洗剤、殺菌剤、および殺生剤として作用するために浄水剤を、汚染表面からバイオフィルムを除去する際の収斂剤および研磨剤として、かつ殺生剤および防かび剤として洗浄剤を、抗酸化剤および安定剤を、汚染表面からバイオフィルムを除去するための研削剤およびクレンザーとして作用するためのスクラブ剤を、消毒剤を酸性にするための少なくとも１種のｐＨ調整剤を、ならびに重量で消毒組成物の３５．０％から５０．０％の範囲の希釈剤を含み、殺菌力およびバイオフィルム浄化特性のある液状の滅菌消毒組成物を記載している。Ｂａｒｂｅａｕらの特許文献１３には、バイオフィルムを除去する組成物が記載されている。この組成物は、洗剤、塩または塩形成酸、および殺生剤を少なくとも含む。
【００１６】
過酸化水素を用いてセルロース繊維を漂白する際に、微生物が顕著に影響を受けることのない方法で、過酸化水素に対する酵素の分解活性を抑制または阻止する方法および組成物が、Ｐａａｒｔらの特許文献１４に記載されている。この組成物は、ヒドロキシルアミン、チオシアナート塩、ギ酸、アスコルビン酸、または亜硝酸塩を含有する。これらの物質の１種以上を用いると、ペルオキシダーゼおよびカタラーゼ等の酵素が過酸化水素を分解するのを抑制または阻止するが、微生物には影響しないことが示唆されている。
【００１７】
バイオフィルム生成の防止に関するより最近の方法は、例えばホモセリン・ラクトンの拮抗剤を用いることにより、バイオフィルム中の細胞間の化学的伝達を阻害または防止することにある。バベルの塔に関する聖書の話のように、このような取り組みは、バイオフィルム内に含まれる微生物間の伝達を直接分断し、したがってマトリックスを補給し、拡張し、かつ維持するために活性を協同する微生物の能力を妨げ、究極的にはマトリックスの分解をもたらす。例えば、Ｒｙｃｒｏｆｔらの特許文献１５には、バクテリアのコロニー形成を制御することにより、人間または動物におけるバクテリア感染を処理または予防するのに用いることのできる化合物を記載している。表面からバイオフィルムを除去するのに、この化合物を用いることができる。Ｄａｖｉｅｓらの特許文献１６には、バクテリアの細胞−細胞伝達の自然の過程を利用することにより、微生物バイオフィルムの形成、持続および分散を制御する方法が記載されている。細胞外酵素による処理と同様に、ホモセリン・ラクトンの拮抗剤を用いた工業用水中のバイオフィルムの処理は、非常に特殊であったり、場所により異なる結果を招いたり、または処理が費用に対する効果がない場合がある。
【特許文献１】米国特許第４，４１９，２４８号明細書
【特許文献２】米国特許第５，７５３，１８０号明細書
【特許文献３】米国特許第６，１４９，８２２号明細書
【特許文献４】米国特許第５，６７０，０５５号明細書
【特許文献５】米国特許第５，８８２，９１６号明細書
【特許文献６】米国特許第６，１００，０８０号明細書
【特許文献７】米国特許第５，９７６，３８６号明細書
【特許文献８】米国特許第６，１３２，６２８号明細書
【特許文献９】米国特許第５，８８２，５２６号明細書
【特許文献１０】米国特許第５，７８９，２３９号明細書
【特許文献１１】米国特許第４，９６６，７１６号明細書
【特許文献１２】米国特許第６，１０６，８５４号明細書
【特許文献１３】国際公開第００／２７４３８号パンフレット
【特許文献１４】米国特許第５，８８５，４１２号明細書
【特許文献１５】国際公開第９９／２７７８６号パンフレット
【特許文献１６】国際公開第９８／５８０７５号パンフレット
【非特許文献１】「微生物細胞外高分子物質（Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ  Ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ  Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ  Ｓｕｂｓｔａｎｃｅ）」、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ  １９９９年、編集者：Ｊ．Ｗｉｎｇｅｎｄｅｒ、Ｔ．Ｒ．Ｎｅｗ、Ｈ．Ｃ．Ｆｌｅｍｍｉｎｇ
【非特許文献２】「製紙化学（Ｐａｐｅｒｍａｋｉｎｇ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）」、Ｐａｒｔ  ４、１９９９年、Ｆａｐｅｔ  Ｏｙ編）
【非特許文献３】Ｊ．Ｆ．Ｋｒａｍｅｒ、ＭＰ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ、１９９７年８月、第４２〜５０頁
【非特許文献４】Ｍ．Ｗ．ＬｅＣｈｅｖａｌｌｉｅｒら、Ａｐｐｌｉｅｄ  ａｎｄ  Ｅｎｖｉｒｏｍｅｎｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ、第２４９２〜２４９９頁、１９８８年
【非特許文献５】Ｔ．Ｓ．Ｒａｏら、Ｂｉｏｆｏｕｌｉｎｇ  １２（４）、第３２１〜３３２頁、１９９８年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、バイオフィルムの生成を制御する方法を提供することを目的とする。本発明は、参照によりその内容をここに援用する本発明者自身の特許文献７および８の殺生剤が、バイオフィルム中に埋め込まれた微生物の顕著な死滅を引き起こすには不十分な供給率および供給体制でも、予想外にバイオフィルムの生成を制御するという驚くべき所見に基づくものである。予想外に低い供給率および供給体制を用いて、バイオフィルムのない表面を維持し、既存のバイオフィルムを除去し、かつこれらを用いなければバイオフィルム中に埋め込まれた微生物により形成されるかもしれない、カタラーゼ、ペルオキシダーゼおよびデヒドロゲナーゼ等の過酸化物分解酵素、ならびにアミラーゼ等のデンプン分解酵素を含む酵素の産生を制限することができる。さらに、本発明は、紙の漂白または脱インク工場等の処理水に関与する工業的操作を、例えば漂白または脱インク中に必要な過酸化物の量を低減し、煮沸、すなわち加熱した苛性水で製紙機を洗浄する頻度を低減し、かつ煮沸および他の洗浄操作による停止時間を低減することにより、より効率的に稼動することができる。また、本発明は、繊維、浮遊粒子および添加物の表面上のバイオフィルムの生成を制御することにより、工業的製紙工程のウエットエンド化学を含む、水を利用した工業的操作の適正化を可能にする。本発明者によれば、繊維および浮遊粒子の表面上のバイオフィルムの生成は、このような繊維または粒子の結合を妨げ、その結果、得られる紙の欠陥または品質の低下を招くということが分かっている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
かくして本発明の好適な実施態様に従い、表面に隣接したバイオフィルムの生成を阻害する方法であって、該方法がバイオフィルムの生成の可能性を有する微生物の集合体にバイオフィルム阻害物質を間欠的に適用することを含む方法を提供する。
【００２０】
本発明の好適な実施態様において、前記間欠的適用が前記微生物の集合体と連通する水に前記バイオフィルム阻害物質を間欠的に投与することを含む。
【００２１】
本発明の好適な実施態様において、前記間欠的適用が：前記微生物の集合体と連通する水に第１の独立な量のバイオフィルム阻害物質を投与することと；所定の時間に渡って待機することと；その後、前記微生物の集合体と連通する水に第２の独立な量のバイオフィルム阻害物質を投与することとを含む。
【００２２】
本発明の好適な実施態様において、記間欠的適用が前記微生物の集合体と連通する水に第１の独立な量のバイオフィルム阻害物質を投与することを含み、これにより前記微生物の集合体と連通する前記水に前記バイオフィルム阻害物質の第１の濃度を得、前記微生物の集合体と連通する前記水中のバイオフィルム阻害物の濃度が前記第１の濃度未満になるようにし、その後、前記微生物の集合体と連通する水に第２の独立な量のバイオフィルム阻害物質を投与することを含む。
【００２３】
本発明の好適な一実施態様において、１：２未満のデューティサイクルで、微生物の集合体にバイオフィルム阻害物質を定期的に適用する。本発明の他の好適な実施態様において、約１：５と１：１０の間のデューティサイクルで、前記微生物の集合体に前記バイオフィルム阻害物質を定期的に適用する。本発明のさらに他の好適な実施態様において、１：１０未満のデューティサイクルで、前記微生物の集合体に前記バイオフィルム阻害物質を定期的に適用する。本発明のさらに他の好適な実施態様において、１：２５未満のデューティサイクルで、前記微生物の集合体に前記バイオフィルム阻害物質を定期的に適用する。本発明の好適な一実施態様において、１：５０未満のデューティサイクルで、前記微生物の集合体に前記バイオフィルム阻害物質を定期的に適用する。
【００２４】
本発明の好適な実施態様において、前記間欠的適用が、それぞれの間欠的適用にあたって、前記バイオフィルム阻害物質を約５分と約４時間の間の時間に渡って間欠的に投与する。
【００２５】
本発明の好適な一実施態様において、前記微生物の集合体が耐久性表面に付着している。本発明の他の好適な実施態様において、前記微生物の集合体が消耗性表面に付着している。
【００２６】
本発明の好適な一実施態様において、前記微生物の集合体が耐久性表面に付着しており、且つ前記バイオフィルム阻害物質の間欠投与がそれぞれ約３時間に渡る。本発明の他の好適な実施態様において、前記微生物の集合体が消耗性表面に付着しており、且つ前記バイオフィルム阻害物質の間欠投与がそれぞれ約５分間に渡る。
【００２７】
本発明の好適な一実施態様において、生成を阻害されたバイオフィルムが耐久性表面に隣接している。本発明の他の好適な実施態様において、生成を阻害されたバイオフィルムが消耗性表面に隣接している。
【００２８】
本発明の好適な実施態様において、前記微生物の集合体が水と工業用水環境内の固体の表面との間の界面に位置する。
【００２９】
本発明の好適な実施態様において、前記バイオフィルム阻害物質の間欠的適用が、リアルタイムにバイオフィルム阻害物質を間欠的に生成することを含む。本発明の好適な実施態様において、前記間欠的適用が、前記バイオフィルム阻害物質をリアルタイムに生成させながら、前記微生物の集合体に前記バイオフィルム阻害物質を供給することをさらに含む。
【００３０】
本発明の好適な実施態様において、前記バイオフィルム阻害物質のリアルタイムな間欠的生成が、既定の希釈度の次亜塩素酸酸化剤を生成することと、既定の希釈度のアンモニウム塩を生成することと、これら２つの希釈物をミキサー内に同時に調量して、その中で既定の比率に従って連続的に混合し、ミキサー内のその場において十分な量の再現性、安定性、および有効性を有するバイオフィルム阻害物質を生成することを含む。
【００３１】
本発明の好適な実施態様において、前記バイオフィルム阻害物質のリアルタイムな間欠的生成が、既定の希釈度の次亜塩素酸酸化剤を生成することと、既定の希釈度のアンモニウム塩を生成することと、これら２つの希釈物をミキサー内に同時に調量して、その中で既定の比率に従って連続的に混合し、ミキサー内のその場において十分な量の再現性、安定性、および有効性を有するバイオフィルム阻害物質を生成することと、前記バイオフィルム阻害物質をリアルタイムで生成しながら、前記微生物の集合体にバイオフィルム阻害物質を供給することとを含み、前記活性バイオフィルム阻害物質を、前記ミキサー内のその場にある状態で、前記ミキサーから、前記微生物の集合体と連通する水へ注入することを含む。
【００３２】
本発明の好適な実施態様において、前記バイオフィルム阻害物質の間欠的生成が、一定量の次亜塩素酸塩を第１の導管を通過する水の第１の流れに連続的且つ同時に注入し、その中に既定希釈度の次亜塩素酸塩を生成することと、一定量のアンモニウム塩を第２の導管を通過する水の第２の流れに連続的且つ同時に注入し、その中に既定希釈度のアンモニウム塩を生成することと、既定の比率に従ってミキサー内に第１および第２の流れを連続的且つ同時に注入し、ミキサー内のその場にバイオフィルム阻害物質を生成することを含む。
【００３３】
本発明の好適な実施態様において、前記バイオフィルム阻害物質の間欠的生成が、一定量の次亜塩素酸塩を第１の導管を通過する水の第１の流れに連続的且つ同時に注入し、その中に既定希釈度の次亜塩素酸塩を生成することと、一定量のアンモニウム塩を第２の導管を通過する水の第２の流れに連続的且つ同時に注入し、その中に既定希釈度のアンモニウム塩を生成することと、既定の比率に従ってミキサー内に第１および第２の流れを連続的且つ同時に注入し、ミキサー内のその場にバイオフィルム阻害物質を生成することを含むことを特徴とし、前記バイオフィルム阻害物質をリアルタイムで生成しながら、前記微生物の集合体にバイオフィルム阻害物質を供給することとを含むことを特徴とし、前記活性バイオフィルム阻害物質を、前記ミキサー内のその場にある状態で、前記ミキサーから、前記微生物の集合体と連通する水へ注入することを含む。
【００３４】
本発明の好適な実施態様において、前記アンモニウム塩を、臭化アンモニウムと塩化アンモニウムとからなる群より選択する。
【００３５】
本発明の好適な実施態様において、前記バイオフィルム阻害物質が、有効量の臭化物で活性化されたクロラミンを含む。
【００３６】
また、本発明の好適な実施態様に従い、表面に隣接したバイオフィルムの生成を阻害する方法であって、該方法が微生物の集合体のバイオフィルムの生成の可能性を、前記微生物の集合体を完全に根絶することなく阻害することを含む方法を提供する。
【００３７】
本発明の好適な実施態様において、前記微生物の集合体のバイオフィルムの生成の可能性を、前記微生物の集合体を完全に根絶することなく阻害することが、バイオフィルムの生成の可能性を有する微生物の集合体にバイオフィルム阻害物質を間欠的に適用することを含む。
【００３８】
本発明の好適な実施態様において、前記間欠的適用が前記微生物の集合体と連通する水に前記バイオフィルム阻害物質を間欠的に投与することを含む。
【００３９】
本発明の好適な実施態様において、前記間欠的適用が：前記微生物の集合体と連通する水に第１の独立な量のバイオフィルム阻害物質を投与することと；所定の時間に渡って待機することと；その後、前記微生物の集合体と連通する水に第２の独立な量のバイオフィルム阻害物質を投与することとを含む。
【００４０】
本発明の好適な実施態様において、前記間欠的適用が前記微生物の集合体と連通する水に第１の独立な量のバイオフィルム阻害物質を投与することを含み、これにより前記微生物の集合体と連通する前記水に前記バイオフィルム阻害物質の第１の濃度を得、前記微生物の集合体と連通する前記水中のバイオフィルム阻害物の濃度が前記第１の濃度未満になるようにし、その後、前記微生物の集合体と連通する水に第２の独立な量のバイオフィルム阻害物質を投与する。
【００４１】
本発明の好適な一実施態様において、１：２未満のデューティサイクルで、前記微生物の集合体に前記バイオフィルム阻害物質を定期的に適用する。本発明の他の好適な実施態様において、約１：５と１：１０の間のデューティサイクルで、前記微生物の集合体に前記バイオフィルム阻害物質を定期的に適用する。本発明の他の好適な実施態様において、１：１０未満のデューティサイクルで、前記微生物の集合体に前記バイオフィルム阻害物質を定期的に適用する。本発明の他の好適な実施態様において、１：２５未満のデューティサイクルで、前記微生物の集合体に前記バイオフィルム阻害物質を定期的に適用する。本発明の他の好適な実施態様において、１：５０未満のデューティサイクルで、前記微生物の集合体に前記バイオフィルム阻害物質を定期的に適用する。
【００４２】
本発明の好適な実施態様において、前記間欠的適用が、それぞれの間欠的適用にあたって、前記バイオフィルム阻害物質を約５分と約４時間の間の時間に渡って間欠的に投与することを含む。
【００４３】
本発明の好適な一実施態様において、前記微生物の集合体が耐久性表面に付着している。本発明の他の好適な実施態様において、前記微生物の集合体が消耗性表面に付着している。
【００４４】
本発明の好適な一実施態様において、前記微生物の集合体が耐久性表面に付着しており、且つ前記バイオフィルム阻害物質の間欠投与がそれぞれ約３時間に渡る。本発明の他の好適な実施態様において、前記微生物の集合体が消耗性表面に付着しており、且つ前記バイオフィルム阻害物質の間欠投与がそれぞれ約５分間に渡る。
【００４５】
本発明の好適な実施態様において、生成を阻害されたバイオフィルムが耐久性表面に隣接している。本発明の他の好適な実施態様において、生成を阻害されたバイオフィルムが消耗性表面に隣接している。
【００４６】
本発明の好適な実施態様において、前記微生物の集合体が水と工業用水環境内の固体の表面との間の界面に位置する。
【００４７】
本発明の好適な一実施態様において、前記バイオフィルム阻害物質の間欠的適用が、リアルタイムにバイオフィルム阻害物質を間欠的に生成することを含む。本発明の他の好適な実施態様において、前記間欠的適用が、前記バイオフィルム阻害物質をリアルタイムに生成させながら、前記微生物の集合体に前記バイオフィルム阻害物質を供給することをさらに含む。
【００４８】
本発明の好適な実施態様において、前記バイオフィルム阻害物質のリアルタイムな間欠的生成が、既定の希釈度の次亜塩素酸酸化剤を生成することと、既定の希釈度のアンモニウム塩を生成することと、これら２つの希釈物をミキサー内に同時に調量して、その中で既定の比率に従って連続的に混合し、ミキサー内のその場において十分な量の再現性、安定性、および有効性を有するバイオフィルム阻害物質を生成することを含む。
【００４９】
本発明の好適な実施態様において、前記バイオフィルム阻害物質のリアルタイムな間欠的生成が、既定の希釈度の次亜塩素酸酸化剤を生成することと、既定の希釈度のアンモニウム塩を生成することと、これら２つの希釈物をミキサー内に同時に調量して、その中で既定の比率に従って連続的に混合し、ミキサー内のその場において十分な量の再現性、安定性、および有効性を有するバイオフィルム阻害物質を生成することと、前記バイオフィルム阻害物質をリアルタイムで生成しながら、前記微生物の集合体にバイオフィルム阻害物質を供給することとを含み、前記活性バイオフィルム阻害物質を、前記ミキサー内のその場にある状態で、前記ミキサーから、前記微生物の集合体と連通する水へ注入することを含む。
【００５０】
本発明の好適な実施態様において、前記バイオフィルム阻害物質の間欠的生成が、一定量の次亜塩素酸塩を第１の導管を通過する水の第１の流れに連続的且つ同時に注入し、その中に既定希釈度の次亜塩素酸塩を生成することと、一定量のアンモニウム塩を第２の導管を通過する水の第２の流れに連続的且つ同時に注入し、その中に既定希釈度のアンモニウム塩を生成することと、既定の比率に従ってミキサー内に第１および第２の流れを連続的且つ同時に注入し、ミキサー内のその場にバイオフィルム阻害物質を生成することを含む。
【００５１】
本発明の好適な実施態様において、前記バイオフィルム阻害物質の間欠的生成が、一定量の次亜塩素酸塩を第１の導管を通過する水の第１の流れに連続的且つ同時に注入し、その中に既定希釈度の次亜塩素酸塩を生成することと、一定量のアンモニウム塩を第２の導管を通過する水の第２の流れに連続的且つ同時に注入し、その中に既定希釈度のアンモニウム塩を生成することと、既定の比率に従ってミキサー内に第１および第２の流れを連続的且つ同時に注入し、ミキサー内のその場にバイオフィルム阻害物質を生成することを含み、前記バイオフィルム阻害物質をリアルタイムで生成しながら、前記微生物の集合体にバイオフィルム阻害物質を供給することとを含み、前記活性バイオフィルム阻害物質を、前記ミキサー内のその場にある状態で、前記ミキサーから、前記微生物の集合体と連通する水へ注入することを含む。
【００５２】
本発明の好適な実施態様において、前記アンモニウム塩を、臭化アンモニウムと塩化アンモニウムとからなる群より選択する。
【００５３】
本発明の好適な実施態様において、前記バイオフィルム阻害物質が、有効量の臭化物で活性化されたクロラミンを含む。
【００５４】
また、本発明の好適な実施態様に従い、表面に隣接したバイオフィルムの生成を阻害する方法であって、該方法がバイオフィルムの生成の可能性を有する微生物の集合体にバイオフィルム阻害物質を間欠的に適用することによって、微生物の集合体のバイオフィルムの生成の可能性を、前記微生物の集合体を完全に根絶することなく阻害することを含む方法を提供する。
【００５５】
また、本発明の好適な実施態様に従い、表面に隣接したバイオフィルムの生成を阻害するシステムであって、該システムがバイオフィルムの生成の可能性を有する微生物の集合体にバイオフィルム阻害物質を間欠的に適用するための間欠アプリケータを備えることを特徴とするシステムを提供する。
【００５６】
本発明の好適な実施態様において、前記間欠アプリケータが、前記微生物の集合体と連通する水に前記バイオフィルム阻害物質を投与する投与装置を含む。
【００５７】
本発明の好適な実施態様において、前記投与装置が前記微生物の集合体と連通する水に第１の独立な量のバイオフィルム阻害物質を投与し、且つ、所定の時間の後、前記微生物の集合体と連通する水に第２の独立な量のバイオフィルム阻害物質を投与する。
【００５８】
本発明の好適な実施態様において、前記投与装置が前記微生物の集合体と連通する水に第１の独立な量のバイオフィルム阻害物質を投与し、これにより前記微生物の集合体と連通する前記水に前記バイオフィルム阻害物質の第１の濃度を得、且つ、前記微生物の集合体と連通する前記水中のバイオフィルム阻害物の濃度が前記第１の濃度未満になるようにした後、前記微生物の集合体と連通する水に第２の独立な量のバイオフィルム阻害物質を投与する。
【００５９】
本発明の好適な一実施態様において、前記間欠アプリケータが１：２未満のデューティサイクルで、前記微生物の集合体に前記バイオフィルム阻害物質を定期的に適用する。本発明の他の好適な実施態様において、前記間欠アプリケータが約１：５と１：１０の間のデューティサイクルで、前記微生物の集合体に前記バイオフィルム阻害物質を定期的に適用する。本発明の他の好適な実施態様において、前記間欠アプリケータが１：１０未満のデューティサイクルで、前記微生物の集合体に前記バイオフィルム阻害物質を定期的に適用する。本発明の他の好適な実施態様において、前記間欠アプリケータが１：２５未満のデューティサイクルで、前記微生物の集合体に前記バイオフィルム阻害物質を定期的に適用する。本発明の他の好適な実施態様において、前記間欠アプリケータが１：５０未満のデューティサイクルで、前記微生物の集合体に前記バイオフィルム阻害物質を定期的に適用する。
【００６０】
本発明の好適な実施態様において、前記間欠アプリケータが、それぞれの間欠的適用にあたって、前記バイオフィルム阻害物質を約５分と約４時間の間の時間に渡って投与する。
【００６１】
本発明の好適な一実施態様において、前記微生物の集合体が耐久性表面に付着している。本発明の他の好適な実施態様において、前記微生物の集合体が消耗性表面に付着している。
【００６２】
本発明の好適な一実施態様において、前記微生物の集合体が耐久性表面に付着しており、且つ前記バイオフィルム阻害物質の間欠投与がそれぞれ約３時間に渡る。本発明の他の好適な実施態様において、前記微生物の集合体が消耗性表面に付着しており、且つ前記バイオフィルム阻害物質の間欠投与がそれぞれ約５分間に渡る。
【００６３】
本発明の好適な一実施態様において、生成を阻害されたバイオフィルムが耐久性表面に隣接している。本発明の他の好適な実施態様において、生成を阻害されたバイオフィルムが消耗性表面に隣接している。
【００６４】
本発明の好適な実施態様において、前記微生物の集合体が水と工業用水環境内の固体の表面との間の界面に位置する。
【００６５】
本発明の好適な実施態様において、前記バイオフィルム阻害物質の間欠的適用が、リアルタイムにバイオフィルム阻害物質を間欠的に生成することを含む。
【００６６】
本発明の好適な実施態様において、前記間欠アプリケータが、前記バイオフィルム阻害物質をリアルタイムに生成させながら、前記微生物の集合体に前記バイオフィルム阻害物質をさらに供給する。
【００６７】
本発明の好適な実施態様において、前記間欠アプリケータが、既定の希釈度の次亜塩素酸酸化剤を生成するための第１のプロデューサと、既定の希釈度のアンモニウム塩を生成するための第２のプロデューサと、これら２つの希釈物をミキサー内に同時に調量して、その中で既定の比率に従って連続的に混合し、導管内のその場において十分な量の再現性、安定性、および有効性を有するバイオフィルム阻害物質を生成するためのコントローラとをさらに含む。  
【００６８】
本発明の好適な実施態様において、前記アプリケータが、前記バイオフィルム阻害物質を生成しながら、前記活性バイオフィルム阻害物質を、前記導管内のその場にある状態で、前記ミキサーから、前記微生物の集合体と連通する水へ注入するためのインジェクタをさらに備える。
【００６９】
本発明の好適な実施態様において、前記バイオフィルム阻害物質のそれぞれの間欠的生成において、該システムが一定量の次亜塩素酸塩を第１の導管を通過する水の第１の流れに連続的且つ同時に注入してその中に既定希釈度の次亜塩素酸塩を生成し、一定量のアンモニウム塩を第２の導管を通過する水の第２の流れに連続的且つ同時に注入してその中に既定希釈度のアンモニウム塩を生成し、既定の比率に従ってミキサー内に第１および第２の流れを連続的且つ同時に注入してミキサー内のその場にバイオフィルム阻害物質を生成する。
【００７０】
本発明の好適な実施態様において、前記バイオフィルム阻害物質のそれぞれの間欠的生成において、該システムが一定量の次亜塩素酸塩を第１の導管を通過する水の第１の流れに連続的且つ同時に注入してその中に既定希釈度の次亜塩素酸塩を生成し、一定量のアンモニウム塩を第２の導管を通過する水の第２の流れに連続的且つ同時に注入してその中に既定希釈度のアンモニウム塩を生成し、既定の比率に従ってミキサー内に第１および第２の流れを連続的且つ同時に注入してミキサー内のその場にバイオフィルム阻害物質を生成し、且つそれぞれの間欠適用において、前記アプリケータが前記バイオフィルム阻害物質を、ミキサー内のその場に生成しながら、前記ミキサーから、前記微生物の集合体と連通する水へ連続的に注入する。
【００７１】
本発明の好適な実施態様において、前記アンモニウム塩を、臭化アンモニウムと塩化アンモニウムとからなる群より選択する。
【００７２】
本発明の好適な実施態様において、前記バイオフィルム阻害物質が、有効量の臭化物で活性化されたクロラミンを含む。
【００７３】
また、本発明の好適な実施態様に従い、工業用水環境内の前記表面と水の間の界面に位置し表面に付着している微生物の集合体に、前記微生物の集合体が水と前記微生物の集合体によるバイオフィルムの生成を、前記微生物の集合体を完全に根絶することなく阻害するのに有効な有効量の臭化物で活性化されたクロラミンを適用することを含む、バイオフィルムの生成を阻害する方法を提供する。
【００７４】
また、本発明の好適な実施態様に従い、表面に隣接したバイオフィルムの生成を阻害する方法であって、該方法がバイオフィルムの生成の可能性を有する微生物の集合体に臭化物で活性化されたクロラミンを間欠的に適用することを含む方法を提供する。
【００７５】
本発明の好適な実施態様において、前記臭化物で活性化されたクロラミンのそれぞれの間欠的適用が、既定の希釈度の次亜塩素酸酸化剤を生成することと、既定の希釈度の臭化アンモニウムを生成することと、これら２つの希釈物をミキサー内に同時に調量して、その中で既定の比率に従って連続的に混合し、ミキサー内のその場において十分な量の再現性、安定性、および有効性を有する臭化物で活性化されたクロラミンを生成することと、前記臭化物で活性化されたクロラミンを、前記ミキサー内のその場にある状態で、前記ミキサーから、前記微生物の集合体と連通する水へ注入することを含む。
【００７６】
本発明の好適な実施態様において、前記既定希釈度の酸化剤を、前記既定希釈度の臭化アンモニウムと共に前記ミキサー内に同時に調量する直前に連続的に生成する。
【００７７】
本発明の好適な実施態様において、前記既定希釈度の臭化アンモニウムを、前記既定希釈度の酸化剤と共に前記ミキサー内に同時に調量する直前に連続的に生成する。
【００７８】
本発明の好適な実施態様において、前記臭化物で活性化されたクロラミンが、前記ミキサー内のその場に生成されながら、前記微生物の集合体と連通する水へ導入される前に少なくとも８．５のｐＨを有する。
【００７９】
本発明の好適な実施態様において、前記臭化物で活性化されたクロラミンが、前記ミキサー内のその場に生成されながら、前記微生物の集合体と連通する水へ導入される前に９．５を超えるｐＨを有する。
【００８０】
本発明の好適な実施態様において、前記微生物の集合体と連通する前記水が、前記臭化物で活性化されたクロラミンを前記水に注入する前に、約５と約１０．５の間のｐＨを有する。
【００８１】
本発明の好適な実施態様において、前記微生物の集合体と連通する前記水が、前記臭化物で活性化されたクロラミンを前記水に注入する前に、約７と約９の間のｐＨを有する。
【００８２】
本発明の好適な実施態様において、前記臭化物で活性化されたクロラミンが、前記ミキサー内のその場に生成されながら、塩素として表して０．５〜３００ｐｐｍの濃度で、前記微生物の集合体と連通する水へ注入される。
【００８３】
本発明の好適な実施態様において、前記臭化物で活性化されたクロラミンが、前記導管内のその場に生成されながら、塩素として表して３〜１０ｐｐｍの濃度で、前記微生物の集合体と連通する水へ注入される。
【００８４】
本発明の好適な実施態様において、臭化物で活性化されたクロラミンが、約０．１重量％〜約５０重量％の濃度を有する。
【００８５】
本発明の好適な実施態様において、臭化物で活性化されたクロラミンが、約２．５重量％〜約３８重量％の濃度を有する。
【００８６】
本発明の好適な実施態様において、前記既定希釈度の臭化アンモニウムが、０．１重量％〜６．０重量％の濃度を有し、且つ前記酸化剤溶液の希釈液と等モルである。
【００８７】
本発明の好適な実施態様において、前記酸化剤を、次亜塩素酸ナトリウムと次亜塩素酸カルシウムとからなる群より選択する。
【００８８】
本発明の好適な実施態様において、前記酸化剤が次亜塩素酸塩溶液であり、且つ前記臭化アンモニウムが少なくとも１０％のＮａＯＨに相当する過剰の塩基を含む。
【００８９】
本発明の好適な実施態様において、前記塩基を前記臭化アンモニウムに同時に加え、臭化物で活性化されたクロラミンを安定させる。
【００９０】
本発明の好適な実施態様において、前記酸化剤がＣｌ２として表して０．１重量％と１５重量％の間の濃度を有する。
【００９１】
本発明の好適な実施態様において、前記酸化剤がＣｌ２として表して５重量％と１５重量％の間の濃度を有する。
【００９２】
本発明の好適な実施態様において、水の追加後に前記酸化剤溶液がＣｌ２として表して０．１重量％〜２．０重量％の濃度を有する。
【００９３】
本発明の好適な実施態様において、前記有効量の臭化物で活性化されたクロラミンの適用が、一定量の次亜塩素酸塩を第１の導管を通過する水の第１の流れに連続的且つ同時に注入し、その中に既定希釈度の次亜塩素酸塩を生成することと、一定量の臭化アンモニウムを第２の導管を通過する水の第２の流れに連続的且つ同時に注入し、その中に既定希釈度の臭化アンモニウムを生成することと、既定の比率に従ってミキサー内に第１および第２の流れを連続的且つ同時に注入し、ミキサー内のその場に臭化物で活性化されたクロラミンを生成することと、前記臭化物で活性化されたクロラミンを、前記ミキサー内のその場で生成しながら、前記ミキサーから、前記微生物の集合体と連通する水へ注入することを含む。
【００９４】
本発明の好適な実施態様において、前記酸化剤のリザーバに接続している第１の投与ポンプによって、前記水の第１の流れに次亜塩素酸塩を連続的に注入する。
【００９５】
本発明の好適な実施態様において、前記臭化アンモニウムのリザーバに接続し、且つ前記第１の投与ポンプと同時に動作する第２の投与ポンプによって、前記水の第２の流れに臭化アンモニウムを連続的に注入する。
【００９６】
また、本発明の好適な実施態様に従い、表面に隣接したバイオフィルムの生成を阻害する方法であって、該方法が微生物の集合体のバイオフィルムの生成の可能性を、前記微生物の集合体を完全に根絶することなく間欠的に阻害することを含む方法を提供する。
【００９７】
本発明の好適な実施態様において、前記微生物の集合体のバイオフィルムの生成の可能性を、前記微生物の集合体を完全に根絶することなく阻害することが、バイオフィルムの生成の可能性を有する微生物の集合体に臭化物で活性化されたクロラミンを間欠的に適用することを含む。
【００９８】
本発明の好適な実施態様において、前記臭化物で活性化されたクロラミンのそれぞれの間欠的適用が、既定の希釈度の次亜塩素酸酸化剤を生成することと、既定の希釈度の臭化アンモニウムを生成することと、これら２つの希釈物をミキサー内に同時に調量して、その中で既定の比率に従って連続的に混合し、ミキサー内のその場において十分な量の再現性、安定性、および有効性を有する臭化物で活性化されたクロラミンを生成することと、前記臭化物で活性化されたクロラミンを、前記ミキサー内のその場で生成しながら、前記ミキサーから、前記微生物の集合体と連通する水へ連続的に注入することを含む。
【００９９】
本発明の好適な実施態様において、前記既定希釈度の酸化剤を、前記既定希釈度の臭化アンモニウムと共に前記ミキサー内に同時に調量する直前に連続的に生成する。
【０１００】
本発明の好適な実施態様において、前記既定希釈度の臭化アンモニウムを、前記既定希釈度の酸化剤と共に前記ミキサー内に同時に調量する直前に連続的に生成する。
【０１０１】
本発明の好適な実施態様において、前記臭化物で活性化されたクロラミンが、前記ミキサー内のその場に生成されながら、前記微生物の集合体と連通する水へ導入される前に少なくとも８．５のｐＨを有する。
【０１０２】
本発明の好適な実施態様において、前記臭化物で活性化されたクロラミンが、前記ミキサー内のその場に生成されながら、前記微生物の集合体と連通する水へ導入される前に９．５を超えるｐＨを有する。
【０１０３】
本発明の好適な実施態様において、前記微生物の集合体と連通する前記水が、前記臭化物で活性化されたクロラミンを前記水に注入する前に、約５と約１０．５の間のｐＨを有する。
【０１０４】
本発明の好適な実施態様において、前記微生物の集合体と連通する前記水が、前記臭化物で活性化されたクロラミンを前記水に注入する前に、約７と約９の間のｐＨを有する。
【０１０５】
本発明の好適な実施態様において、前記臭化物で活性化されたクロラミンが、前記ミキサー内のその場に生成されながら、塩素として表して０．５〜３００ｐｐｍの濃度で、前記微生物の集合体と連通する水へ注入される。
【０１０６】
本発明の好適な実施態様において、前記臭化物で活性化されたクロラミンが、前記ミキサー内のその場に生成されながら、塩素として表して３〜１０ｐｐｍの濃度で、前記微生物の集合体と連通する水へ注入される。
【０１０７】
本発明の好適な実施態様において、臭化アンモニウムが、約０．１重量％〜約５０重量％の濃度を有する。
【０１０８】
本発明の好適な実施態様において、臭化アンモニウムが、約２．５重量％〜約３８重量％の濃度を有する。
【０１０９】
本発明の好適な実施態様において、前記既定希釈度の臭化アンモニウムが、０．１重量％〜６．０重量％の濃度を有し、且つ前記酸化剤溶液の希釈液と等モルである。
【０１１０】
本発明の好適な実施態様において、前記酸化剤を、次亜塩素酸ナトリウムと次亜塩素酸カルシウムとからなる群より選択する。
【０１１１】
本発明の好適な実施態様において、前記酸化剤が次亜塩素酸塩溶液であり、且つ前記臭化アンモニウムが少なくとも１０％のＮａＯＨに相当する過剰の塩基を含む。
【０１１２】
本発明の好適な実施態様において、前記塩基を前記臭化アンモニウムに同時に加え、臭化物で活性化されたクロラミンを安定させる。
【０１１３】
本発明の好適な実施態様において、前記酸化剤がＣｌ２として表して０．１重量％と１５重量％の間の濃度を有する。
【０１１４】
本発明の好適な実施態様において、前記酸化剤がＣｌ２として表して５重量％と１５重量％の間の濃度を有する。
【０１１５】
本発明の好適な実施態様において、水の追加後に前記酸化剤溶液がＣｌ２として表して０．１重量％〜２．０重量％の濃度を有する。
【０１１６】
本発明の好適な実施態様において、前記有効量の臭化物で活性化されたクロラミンの適用が、一定量の次亜塩素酸塩を第１の導管を通過する水の第１の流れに連続的且つ同時に注入し、その中に既定希釈度の次亜塩素酸塩を生成することと、一定量の臭化アンモニウムを第２の導管を通過する水の第２の流れに連続的且つ同時に注入し、その中に既定希釈度の臭化アンモニウムを生成することと、既定の比率に従ってミキサー内に第１および第２の流れを連続的且つ同時に注入し、ミキサー内のその場に臭化物で活性化されたクロラミンを生成することと、前記臭化物で活性化されたクロラミンを、前記ミキサー内のその場で生成しながら、前記ミキサーから、前記微生物の集合体と連通する水へ注入することを含む。
【０１１７】
本発明の好適な実施態様において、前記酸化剤のリザーバに接続している第１の投与ポンプによって、前記水の第１の流れに次亜塩素酸塩を連続的に注入する。
【０１１８】
本発明の好適な実施態様において、前記臭化アンモニウムのリザーバに接続し、且つ前記第１の投与ポンプと同時に動作する第２の投与ポンプによって、前記水の第２の流れに臭化アンモニウムを連続的に注入する。
【０１１９】
また、本発明の好適な実施態様に従い、微生物の集合体と、該微生物の集合体によるバイオフィルムの生成を阻害するのに有効な濃度の、臭化物で活性化されたクロラミンとを含む、成長制御されたバイオマスを提供する。
【０１２０】
本発明の好適な一実施態様において、前記微生物の集合体が耐久性表面に付着している。また本発明の他の好適な実施態様において、前記微生物の集合体が消耗性表面に付着している。  
【０１２１】
また、本発明の好適な実施態様に従い、微生物の集合体と、該微生物の集合体のバイオフィルム生成の可能性を、前記微生物の集合体を完全に根絶することなく破壊するのに有効な濃度の、臭化物で活性化されたクロラミンとを含む、成長制御されたバイオマスを提供する。
【０１２２】
本発明の好適な実施態様において、前記微生物の集合体が耐久性表面に付着している。
【０１２３】
本発明の好適な実施態様において、前記微生物の集合体が消耗性表面に付着している。
【０１２４】
また、本発明の好適な実施態様に従い、微生物の集合体と、該微生物の集合体によるバイオフィルムの生成を阻害するのに有効な濃度且つ時間にわたって、前記微生物の集合体に存在するバイオフィルム阻害物質とを含む、成長制御されたバイオマスを提供する。本発明の好適な一実施態様において、前記微生物の集合体が耐久性表面に付着している。また本発明の他の好適な実施態様において、前記微生物の集合体が消耗性表面に付着している。
【０１２５】
また、本発明の好適な実施態様に従い、バイオフィルムの生成の可能性を有する微生物の集合体と、該微生物の集合体のバイオフィルムの生成の可能性を、前記微生物の集合体を完全に根絶することなく破壊するのに有効な濃度且つ時間にわたって、前記微生物の集合体に存在するバイオフィルム阻害物質とを含む、成長制御されたバイオマスを提供する。本発明の好適な一実施態様において、前記微生物の集合体が耐久性表面に付着している。また本発明の他の好適な実施態様において、前記微生物の集合体が消耗性表面に付着している。
【０１２６】
また、本発明の好適な実施態様に従い、水と工業用水環境内の固体の表面との間の界面に、臭化物で活性化されたクロラミンをリアルタイムで供給するよう適合された、リアルタイム臭化物活性化クロラミン発生器を含む工業用水環境内のバイオフィルムの生成を阻害するためのシステムを提供する。
【０１２７】
また、本発明の好適な実施態様に従い、臭化物で活性化されたクロラミンをリアルタイムで生じさせることと、前記臭化物で活性化されたクロラミンを水と工業用水環境内の固体の表面との間の界面にリアルタイムで供給することを含む工業用水環境内のバイオフィルムの生成を阻害するための方法を提供する。
【０１２８】
また、本発明の好適な実施態様に従い、表面に付着した微生物の集合体による酵素の発生を阻害するための方法であって、表面に付着した微生物の集合体に、該方法が前記微生物の集合体による酵素の発生を阻害する物質を間欠的に適用することを含む方法を提供する。
【０１２９】
本発明の好適な実施態様において、前記微生物の集合体が工業用水環境内の表面に付着している。
【０１３０】
本発明の好適な一実施態様において、前記表面が耐久性表面である。本発明の他の好適な実施態様において、前記表面が消耗性表面である。
【０１３１】
本発明の好適な実施態様において、前記物質が前記微生物の集合体を完全に根絶しない。
【０１３２】
本発明の好適な実施態様において、前記物質が前記酵素を不活性化しない。本発明の好適な実施態様において、前記酵素が過酸化水素分解酵素（ＨＰＤＥ）、好ましくはカタラーゼ、デヒドロゲナーゼ、またはペルオキシダーゼである。本発明の他の好適な実施態様において、前記酵素がデンプン分解酵素、好ましくはアミラーゼである。
【０１３３】
本発明の好適な実施態様において、前記微生物の集合体が水と工業用水環境内の固体の表面との間の界面に存在する。
【０１３４】
本発明の好適な実施態様において、前記物質が臭化物で活性化されたクロラミンである。
【０１３５】
また、本発明の好適な実施態様に従い、工業用水環境内の表面に付着した微生物の集合体による酵素の生成を阻害するための方法であって、該方法が工業用水環境内の表面に付着した微生物の集合体に前記微生物の集合体による酵素の生成を阻害する物質を間欠的に適用することを含む方法を提供する。
【０１３６】
また、本発明の好適な実施態様に従い、表面に隣接した微生物の集合体による酵素の生成を阻害するための方法であって、該方法が酵素の生成の可能性を有する、表面に隣接した微生物の集合体に、酵素生成阻害物質を間欠的に適用することを含む方法を提供する。
【０１３７】
また、本発明の好適な実施態様に従い、表面に隣接した微生物の集合体による酵素の生成を阻害するための方法であって、該方法が微生物の集合体の酵素の生成の可能性を、前記微生物の集合体を完全に根絶することなく阻害することを含む方法を提供する。
【０１３８】
本発明の好適な実施態様において、前記微生物の集合体の酵素の生成の可能性を、前記微生物の集合体を完全に根絶することなく阻害することが、酵素の生成の可能性を有する、表面に隣接した微生物の集合体に、酵素生成阻害物質を間欠的に適用することを含む。
【０１３９】
また、本発明の好適な実施態様に従い、表面に付着した微生物の集合体による酵素の生成を低減させるためのシステムであって、酵素の生成の可能性を有する、表面に付着した微生物の集合体に、酵素生成阻害物質を間欠的に適用するための間欠アプリケータを備えるシステムを提供する。
【０１４０】
本発明の好適な実施態様において、該間欠アプリケータが、前記微生物の集合体と連通する水に前記酵素生成阻害物質を投与する投与装置を含む。
【０１４１】
本発明の好適な実施態様において、該投与装置が前記微生物の集合体と連通する水に第１の独立な量の酵素生成阻害物質を投与し、且つ、所定の時間の後、前記微生物の集合体と連通する水に第２の独立な量の酵素生成阻害物質を投与する。
【０１４２】
本発明の好適な実施態様において、該投与装置が前記微生物の集合体と連通する水に第１の独立な量の酵素生成阻害物質を投与し、これにより前記微生物の集合体と連通する前記水に前記酵素生成阻害物質の第１の濃度を得、次に、前記微生物の集合体と連通する前記水中の酵素生成阻害物質の濃度が前記第１の濃度未満になった後、前記微生物の集合体と連通する水に第２の独立な量の酵素生成阻害物質を投与する。
【０１４３】
本発明の好適な実施態様において、前記酵素生成阻害物質が前記微生物の集合体を完全に根絶しない。
【０１４４】
本発明の好適な実施態様において、前記酵素生成阻害物質が前記酵素を不活性化しない。本発明の好適な一実施態様において、前記酵素が過酸化水素分解酵素、好ましくはカタラーゼ、デヒドロゲナーゼ、またはペルオキシダーゼである。本発明の他の好適な実施態様において、前記酵素がデンプン分解酵素、好ましくはアミラーゼである。
【０１４５】
本発明の好適な実施態様において、前記微生物の集合体が水と工業用水環境内の固体の表面との間の界面に存在する。
【０１４６】
本発明の好適な実施態様において、前記酵素生成阻害物質が臭化物で活性化されたクロラミンである。
【０１４７】
本発明の好適な一実施態様において、１：２未満のデューティサイクルで、前記微生物の集合体に前記酵素生成阻害物質を定期的に与える。本発明の他の好適な実施態様において、約１：５と１：１０の間のデューティサイクルで、前記微生物の集合体に前記酵素生成阻害物質を定期的に与える。本発明の他の好適な実施態様において、１：１０未満のデューティサイクルで、前記微生物の集合体に前記酵素生成阻害物質を定期的に与える。本発明の他の好適な実施態様において、１：２５未満のデューティサイクルで、前記微生物の集合体に前記酵素生成阻害物質を定期的に与える。本発明の他の好適な実施態様において、１：５０未満のデューティサイクルで、前記微生物の集合体に前記酵素生成阻害物質を定期的に与える。
【０１４８】
本発明の好適な実施態様において、前記間欠アプリケータが、リアルタイムに前記酵素生成阻害物質を間欠的に生成する。
【０１４９】
本発明の好適な実施態様において、前記間欠アプリケータが、前記酵素生成阻害物質をリアルタイムに生成させながら、前記微生物の集合体に前記酵素生成阻害物質をさらに供給する。
【０１５０】
本発明の好適な実施態様において、前記間欠アプリケータが、既定の希釈度の次亜塩素酸塩を生成するための第１のプロデューサと、既定の希釈度のアンモニウム塩を生成するための第２のプロデューサと、これら２つの希釈物をミキサー内で既定の比率に従って連続的且つ同時に混合し、ミキサー内のその場に酵素生成阻害物質を生成するためのコントローラとを含む。
【０１５１】
本発明の好適な実施態様において、前記間欠アプリケータが、前記酵素生成阻害物質を、前記ミキサー内のその場で生成しながら、前記ミキサーから、前記微生物の集合体と連通する水へ連続的に注入するためのインジェクタを備える。
【０１５２】
本発明の好適な実施態様において、前記アンモニウム塩を、塩化アンモニウムと臭化アンモニウムとからなる群より選択する。
【０１５３】
また、本発明の好適な実施態様に従い、微生物の集合体による酵素の生成を阻害するための方法であって、該方法が工業用水環境内の前記表面と水の間の界面に位置する微生物の集合体に、前記微生物の集合体が水と前記微生物の集合体による酵素の生成を、前記微生物の集合体を完全に根絶することなく阻害するのに有効な有効量の臭化物で活性化されたクロラミンを適用することを含む方法を提供する。
【０１５４】
本発明の好適な実施態様において、前記臭化物で活性化されたクロラミンが前記酵素を不活性化しない。
【０１５５】
本発明の好適な一実施態様において、前記酵素が過酸化水素分解酵素、好ましくはカタラーゼ、デヒドロゲナーゼ、またはペルオキシダーゼである。本発明の他の好適な実施態様において、前記酵素がデンプン分解酵素、好ましくはアミラーゼである。
【０１５６】
本発明の好適な実施態様において、前記臭化物で活性化されたクロラミンのそれぞれの間欠的適用が、既定の希釈度の次亜塩素酸酸化剤を生成することと、既定の希釈度の臭化アンモニウムを生成することと、これら２つの希釈物をミキサー内に同時に調量して、その中で既定の比率に従って連続的に混合し、ミキサー内のその場において十分な量の再現性、安定性、および有効性を有する臭化物で活性化されたクロラミンを生成することと、前記臭化物で活性化されたクロラミンを、前記ミキサー内のその場で生成しながら、前記ミキサーから、前記微生物の集合体と連通する水へ注入することを含む。
【０１５７】
本発明の好適な実施態様において、前記既定希釈度の酸化剤を、前記既定希釈度の前記アミン源と共に前記ミキサー内に同時に調量する直前に連続的に生成する。
【０１５８】
本発明の好適な実施態様において、前記臭化物で活性化されたクロラミンが、前記ミキサー内のその場に生成されながら、前記微生物の集合体と連通する水へ導入される前に少なくとも８．５のｐＨ、好ましくは９．５を超えるｐＨを有する。本発明の好適な実施態様において、前記微生物の集合体と連通する前記水が、前記臭化物で活性化されたクロラミンを前記水に注入する前に、５〜１０．５、好ましくは７〜９のｐＨを有する。
【０１５９】
また、本発明の好適な実施態様に従い、微生物の集合体と、該微生物の集合体による酵素の生成を阻害するのに有効な濃度の、臭化物で活性化されたクロラミンとを含む、酵素生成を制御されたバイオマスを提供する。
【０１６０】
本発明の好適な一実施態様において、前記微生物の集合体が耐久性表面に付着している。本発明の他の好適な実施態様において、前記微生物の集合体が消耗性表面に付着している。
【０１６１】
また、本発明の好適な実施態様に従い、微生物の集合体と、前記微生物の集合体の酵素の生成の可能性を、前記微生物の集合体を完全に根絶することなく破壊するのに有効な濃度の、臭化物で活性化されたクロラミンとを含む、酵素生成を制御されたバイオマスを提供する。
【０１６２】
本発明の好適な一実施態様において、前記微生物の集合体が耐久性表面に付着している。本発明の他の好適な実施態様において、前記微生物の集合体が消耗性表面に付着している。
【０１６３】
また、本発明の好適な実施態様に従い、微生物の集合体と、表面に付着した微生物の集合体と、該微生物の集合体による酵素の生成を阻害するのに有効な濃度且つ時間にわたって、前記微生物の集合体に間欠的に存在する酵素生成阻害物質とを含む、酵素生成を制御されたバイオマスを提供する。
【０１６４】
本発明の好適な一実施態様において、前記微生物の集合体が耐久性表面に付着している。本発明の他の好適な実施態様において、前記微生物の集合体が消耗性表面に付着している。
【０１６５】
また、本発明の好適な実施態様に従い、酵素の生成の可能性を有する微生物の集合体と、該微生物の集合体の酵素の生成の可能性を、前記微生物の集合体を完全に根絶することなく破壊するのに有効な濃度且つ時間にわたって、前記微生物の集合体に存在するバイオフィルム阻害物質とを含む、酵素生成を制御されたバイオマスを提供する。
【０１６６】
本発明の好適な一実施態様において、前記微生物の集合体が耐久性表面に付着している。本発明の好適な実施態様において、前記微生物の集合体が消耗性表面に付着している。
【０１６７】
本発明の好適な一実施態様において、前記酵素が過酸化水素分解酵素、好ましくはカタラーゼ、デヒドロゲナーゼ、またはペルオキシダーゼである。本発明の他の好適な実施態様において、前記酵素がデンプン分解酵素、好ましくはアミラーゼである。
【０１６８】
また、本発明の好適な実施態様に従い、表面に隣接したバイオフィルムの生成を阻害する方法であって、該方法がバイオフィルムの生成の可能性を有する微生物の集合体に臭化物で活性化されたクロラミンと過酸化物とを間欠的に適用することを含む方法を提供する。
【０１６９】
また、本発明の好適な実施態様に従い、表面に隣接したバイオフィルムの生成を阻害する方法であって、該方法が前記微生物の集合体に、臭化物で活性化されたクロラミンおよび過酸化物を含む、バイオフィルム阻害物質を間欠的に適用することによって、微生物の集合体のバイオフィルムの生成の可能性を、前記微生物の集合体を完全に根絶することなく阻害することを含む方法を提供する。
【０１７０】
また、本発明の好適な実施態様に従い、脱インクまたは漂白処理水における過酸化水素の持続性を増加させるための方法であって、該方法が固体の表面と前記脱インクまたは漂白処理水との間の界面に位置する微生物の集合体に、過酸化水素分解酵素の生成を阻害する物質を間欠的に適用することを含む方法を提供する。
【０１７１】
また、本発明の好適な実施態様に従い、脱インクまたは漂白処理水における過酸化水素の持続性を増加させるための方法であって、該方法が、前記微生物の集合体の過酸化水素分解酵素生成の可能性を阻害する物質を前記微生物の集合体に適用することによって、固体の表面と前記脱インクまたは漂白処理水との間の界面に位置する微生物の集合体の過酸化水素分解酵素生成の可能性を、前記微生物の集合体を完全に根絶することなく阻害することを含む方法を提供する。
【０１７２】
本発明の好適な実施態様において、前記バイオフィルム阻害物質が、臭化物で活性化されたクロラミンを含み、且つ前記水が過酸化物を含有する。
【０１７３】
本発明の好適な実施態様において、前記バイオフィルム阻害物質が過酸化物を分解しない。
【０１７４】
また、本発明の好適な実施態様に従い、バイオフィルムを制御するための方法であって、制御を必要とするバイオフィルムの座に、バイオフィルム中に含まれる微生物の集合体を根絶することなく、バイオフィルムの機能を妨害するのに効果的な一定量の臭化物で活性化されたクロラミンを適用することを含む方法を提供する。
【０１７５】
また、本発明の好適な実施態様に従い、臭化物で活性化されたクロラミンと過酸化物を含む水溶液を提供する。
【０１７６】
本発明の好適な実施態様において、臭化物で活性化されたクロラミンの濃度が、全塩素として表して約１ｐｐｍと約１０ｐｐｍとの間である。
【０１７７】
本発明の好適な実施態様において、過酸化物の濃度が約１００ｐｐｍと約４０，０００ｐｐｍとの間である。
【０１７８】
本発明の好適な一実施態様において、前記水溶液の溶媒が、高い塩素要求率を有する水である。本発明の他の好適な実施態様において、前記水溶液の溶媒が、低い塩素要求率を有する水である。
【０１７９】
また、本発明の好適な実施態様に従い、表面に隣接したバイオフィルムの生成を阻害する方法であって、意図的に、バイオフィルムの生成の可能性を有する微生物の集合体に、バイオフィルム阻害物質を間欠的に適用することを含む方法を提供する。
【０１８０】
また、本発明の好適な実施態様に従い、表面に隣接したバイオフィルムの生成を阻害する方法であって、該方法が、微生物の集合体のバイオフィルムの生成の可能性を、前記微生物の集合体を完全に根絶することなく、意図的に阻害することを含む方法を提供する。
【０１８１】
本発明の好適な実施態様において、微生物の集合体のバイオフィルムの生成の可能性を、前記微生物の集合体を完全に根絶することなく、意図的に阻害することが、バイオフィルムの生成の可能性を有する微生物の集合体に、バイオフィルム阻害物質を間欠的に適用することを含む。
【０１８２】
また、本発明の好適な実施態様に従い、表面に隣接したバイオフィルムの生成を阻害するためのシステムであって、該システムが、意図的に、酵素の生成の可能性を有する表面に付着した微生物の集合体に、酵素生成阻害物質を間欠的に適用するための間欠アプリケータを備えることを特徴とするシステムを提供する。
【０１８３】
また、本発明の好適な実施態様に従い、工業用水環境内の前記表面と水の間の界面に位置する、表面に隣接した微生物の集合体に、前記微生物の集合体によるバイオフィルムの生成を、前記微生物の集合体を完全に根絶することなく阻害するのに有効な量の臭化物で活性化されたクロラミンを意図的に適用することを含む、バイオフィルムの生成を阻害する方法を提供する。
【０１８４】
また、本発明の好適な実施態様に従い、表面に隣接したバイオフィルムの生成を阻害する方法であって、バイオフィルムの生成の可能性を有する微生物の集合体に、意図的に臭化物で活性化されたクロラミンを間欠的に適用することを含む方法を提供する。
【０１８５】
また、本発明の好適な実施態様に従い、表面に付着した微生物の集合体と、前記微生物の集合体によるバイオフィルムの生成を阻害するのに有効な濃度且つ時間にわたって、意図的に前記微生物の集合体に間欠的に与えられるバイオフィルム阻害物質とを含む、成長制御されたバイオマスを提供する。
【０１８６】
また、本発明の好適な実施態様に従い、臭化物で活性化されたクロラミンをリアルタイムで生じさせることと、前記臭化物で活性化されたクロラミンを、意図的に、水と工業用水環境内の固体の表面との間の界面に、リアルタイムで供給することを含む工業用水環境内のバイオフィルムの生成を阻害するための方法を提供する。
【０１８７】
また、本発明の好適な実施態様に従い、微生物の集合体による酵素の生成を低減させるための方法であって、意図的に、表面に付着した微生物の集合体に、前記微生物の集合体による酵素の生成を阻害する物質を間欠的に適用することを含む方法を提供する。
【０１８８】
また、本発明の好適な実施態様に従い、表面に付着した微生物の集合体による酵素の生成を低減させるためのシステムであって、意図的に、酵素の生成の可能性を有する、表面に付着した微生物の集合体に、酵素生成阻害物質を間欠的に適用するための間欠アプリケータを備えるシステムを提供する。
【０１８９】
また、本発明の好適な実施態様に従い、微生物の集合体による酵素の生成を阻害するための方法であって、工業用水環境内の水と固体表面との間の界面に位置する微生物の集合体に、前記微生物の集合体による酵素の生成を、前記微生物の集合体を完全に根絶することなく阻害するのに有効な量の臭化物で活性化されたクロラミンを意図的に適用することを含む方法を提供する。
【０１９０】
また、本発明の好適な実施態様に従い、表面に隣接したバイオフィルムの生成を阻害する方法であって、意図的に、バイオフィルムの生成の可能性を有する微生物の集合体に、臭化物で活性化されたクロラミンと過酸化物とを間欠的に適用することを含む方法を提供する。
【０１９１】
また、本発明の好適な実施態様に従い、表面に隣接したバイオフィルムの生成を阻害する方法であって、意図的に、微生物の集合体に、臭化物で活性化されたクロラミンと過酸化物とを含むバイオフィルム阻害物質を間欠的に適用することによって、微生物の集合体のバイオフィルムの生成の可能性を、前記微生物の集合体を完全に根絶することなく阻害することを含む方法を提供する。
【０１９２】
また、本発明の好適な実施態様に従い、脱インクまたは漂白処理水における過酸化水素の持続性を増加させるための方法であって、意図的に、固体の表面と前記脱インクまたは漂白処理水との間の界面に位置する微生物の集合体に、過酸化水素分解酵素の生成を阻害する物質を間欠的に適用することを含む方法を提供する。
【０１９３】
また、本発明の好適な実施態様に従い、脱インクまたは漂白処理水における過酸化水素の持続性を増加させるための方法であって、前記微生物の集合体の過酸化水素分解酵素生成の可能性を阻害する物質を、意図的に前記微生物の集合体に適用することによって、固体の表面と前記脱インクまたは漂白処理水との間の界面に位置する微生物の集合体の過酸化水素分解酵素生成の可能性を、前記微生物の集合体を完全に根絶することなく阻害することを含む方法を提供する。
【０１９４】
また、本発明の好適な実施態様に従い、バイオフィルムを制御するための方法であって、制御を必要とするバイオフィルムの座に、バイオフィルム中に含まれる微生物の集合体を根絶することなく、バイオフィルムの機能を妨害するのに効果的な一定量の臭化物で活性化されたクロラミンを意図的に適用することを含む方法を提供する。
【０１９５】
また、本発明の好適な実施態様に従い、工業用水環境内のバイオフィルムの生成を阻害するための方法であって、臭化物で活性化されたクロラミンをリアルタイムに生成することと、前記臭化物で活性化されたクロラミンを意図的にリアルタイムに工業用水環境内の水と固体表面との間の界面に適用し、そこでのバイオフィルムの生成を阻害することを含む方法を提供する。  
【発明を実施するための最良の形態】
【０１９６】
以下に述べる多数の実施例を参照しつつ、且つ添付の図面も参照しつつ、本発明をより具体的に説明する。
【０１９７】
「デューティサイクル」という用語は、（ａ）バイオフィルム阻害物質または酵素産生阻害物質が、バイオフィルの生成の可能性を有する微生物の集合体に投与される時間の合計と、（ｂ）このような物質が、バイオフィルムの生成の可能性または酵素の生成の可能性を有する微生物の集合体に投与されない時間の合計との間の比を意味するものとする。本発明の好適な実施態様において、バイオフィルム阻害物質または酵素産生阻害物質は、それが産生されるに従って、バイオフィルムの生成の可能性を有する微生物の集合体と連通した水中に連続的に注入される。この好適な実施態様に関して、「デューティサイクル」とは、（ａ）バイオフィルム阻害物質または酵素産生阻害物質が、それが産生されるに従って、バイオフィルムの生成の可能性を有する微生物の集合体と連通した水中に連続的に注入される時間の合計と、（ｂ）このような物質が、バイオフィルムの生成の可能性を有する微生物の集合体と連通した水中に連続的に注入されない時間の合計との間の比を意味するものとする。したがって、バイオフィルムの生成を阻害するために、バイオフィルム阻害物質を３日に１回３時間処理水に注入する場合には、デューティサイクルは１：２３となる。
【０１９８】
本願明細書において、「少なくとも１０％のＮａＯＨに対応する過剰の塩基」とは、次式に従うＣｌ２およびＮａＯＨからのＮａＯＣｌの形成に基づいて計算された、１モルのＣｌ２当たり２モルよりも多いＮａＯＨに相当する量を含有する溶液を意味する。
【０１９９】
２ＮａＯＨ  ＋  Ｃｌ２  →  ＮａＣｌ  ＋  Ｈ２Ｏ  ＋  ＮａＯＣｌ  
【０２００】
したがって、この溶液は過剰のＮａＯＨを含有し、遊離ＮａＯＨおよびＮａＯＣｌで表されるＮａＯＨの量として計算されるＮａＯＨの合計量が少なくとも１０％である。
【０２０１】
本願明細書において、「ウエットエンド化学」という用語は、Ｇ．Ａ．  Ｓｍｏｏｋ、Ｃｅｇｅｐ  ｄｅ  Ｔｒｏｉｓ−Ｒｉｖｉｅｒｅｓ、１９９０年によるパルプおよび紙用語ハンドブック（Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｐｕｌｐ  ａｎｄ  Ｐａｐｅｒ  Ｔｅｒｍｉｎｏｌｏｇｙ）中で定義された通りであると理解されたい。Ｓｍｏｏｋは、ウエットエンド化学を「微粒と添加物の、および繊維とのこれらの相互作用の物理および表面化学」と定義している。
【０２０２】
本願明細書において、「表面に付着した微生物の集合体」という用語は、集合体の一部である個々の微生物全てが表面に直接付着している必要があることを意味するものではないことを理解されたい。例えば、数個分の細胞の厚みがある微生物の集合体は、表面に直接付着している細胞からなる第１層と、最下層の上に積み重なった細胞からなる数層とを有してもよい。同様に、バイオフィルム中の微生物は、バイオフィルムが付着している表面に接触している必要はないが、バイオフィルムのマトリックス内に埋め込まれている。本願明細書の目的において、このような微生物の集合体も表面に付着した微生物の集合体と考える。
【０２０３】
「バイオフィルムの生成」という表現は、微生物の集合体による最初からのバイオフィルムの創成と、微生物の集合体による既存のバイオフィルムの維持または拡張の両方を含むと理解されたい。
【０２０４】
本願明細書において、「耐久性表面」とは、製造中に消費されることが無く、かつ処理水に接触している、パイプ、水櫃、または他の容器の表面等の工業的処理装置の表面を指すものである。「消耗性表面」とは、製造サイクル中に消耗され、かつ例えば紙製品として装置から排出される、処理水中に存在する繊維または懸濁粒子の表面等の表面を指すものとする。
【０２０５】
工業的処理の種類によっては、消耗性表面は、耐久性表面と比べて顕著に少ない割合で装置中に存在しており、この場合には、耐久性表面を処理するのに必要な頻度またはデューティサイクルによって、処理の頻度またはデューティサイクルを決めてもよい。
【０２０６】
逆に、プロセスによっては、
（ａ）例えば処理水のいくらかが処理流に戻されて再循環する場合には、消耗性表面は比較的長期間にわたって処理装置内に存在する場合があり、
（ｂ）消耗性表面が、その上に微生物が供給することのできるウエットエンド化学で覆われている場合があり、
（ｃ）処理水が比較的高濃度の消耗性表面（粒子および／または繊維）を含有している場合があり、
（ｄ）消耗性表面を備える粒子または繊維が沈殿する可能性がある。
このような場合には、消耗性表面を処理するのに必要な頻度またはデューティサイクルによって、頻度またはデューティサイクルが決まるであろう。
【０２０７】
特に状況（ｃ）および（ｄ）に関して、製紙においては、製紙業において周知なように、プラスチックまたは金網を、繊維、含量および薬剤を含有する懸濁液のシートで覆うことにより、繊維を紙に形成していき、次いで一連の工程においてシートの含水量が約８％となるまで乾燥する。「保持率」は、Ｓｍｏｏｋの第１９１ページにより、紙形成工程において保持される製紙原料の量として定義されており、通常当初に加えられた量の百分率として表される。したがって、網により保持される繊維の割合が大きければ大きいほど、製紙工程の「保持率」が高くなる。９０％の保持率は優れていると考えられる。５０％の保持率は劣ると考えられる。紙の一部とならなかった繊維は、さらなる使用のために再循環される。
【０２０８】
保持率の低いまたは劣る製紙機では、保持率の優れた機械に比べて、機械の特定の場所の繊維濃度が高い場合がある。さらに、繊維は質量に対する表面積の比が大きく、かつ製紙に用いる繊維は多孔質であり、これがさらに質量に対する表面積の比を大きくするので、（本願明細書において、消耗性表面を構成する）繊維により与えられる表面積は、機械自体により与えられる総表面をはるかに越える場合がある。さらにまた、繊維を再循環するので、繊維の一部が製紙機内に存在する有効時間は数時間または数日程度にもなる場合がある。
【０２０９】
したがって、特定の理論により束縛されることを望むわけではないが、本発明者は、バイオフィルムが紙を作る繊維の表面に形成される可能性があり、また、繊維が互いに接着する能力が許容可能な品質の紙の形成に不可欠であり、かつ繊維上にバイオフィルムが存在するとこのような接着を妨げるので、このようなバイオフィルムの存在が紙の製造に有害な影響を有すると考えている。また、繊維間の接着が弱いと、このような繊維が沈殿する可能性が増加する。さらに、製紙工程のウエットエンド化学にデンプンまたは糖等のある種の薬品を使用することにより、これらの薬品が繊維上でのバイオフィルムの成長を促進し得るので、繊維上にバイオフィルムが形成という問題が悪化する場合がある。
【０２１０】
図１に示す装置は、図において２で概略的に示される箇所に位置する表面に付着した微生物の集合体１に、バイオフィルム阻害物質を供給する。この場所は、例えば水を搬送する導管または製紙機の一部であり、表面は、前記して定義した耐久性表面または消耗性表面とすることができる。微生物の集合体１と連通した、水等の液体３にバイオフィルム阻害物質を導入することにより、バイオフィルム阻害物質を微生物の集合体１に適用する。バイオフィルム阻害物質は、２種の溶液、すなわちリザーバー４内の、好ましくは次亜塩素酸溶液である酸化溶液と、リザーバー６内の、好ましくはアンモニウム塩溶液であるアミン源溶液とをその場で混合することにより形成される。
【０２１１】
図１に示すように、水、例えば水道水は、水源８から、水パイプ１０を介し、互いに平行に連結された１対の分岐ライン１２、１４を通って、液体３を場所２に導く共通排出パイプ１６に送るミキサーに供給される。２つの平行な分岐ライン１２、１４のそれぞれが、それぞれ分岐ライン１２、１４に連結された吸入ポート１８ａ、２０ａ、および微生物の集合体と連通する液体に通じる共通排出ライン１６につながるミキサー２１に連結された排出ポート１８ｂ、２０ｂを有するベンチュリ管１８、２０を含む。ベンチュリ管１８、２０のそれぞれが、排出ライン１６を流れる水に添加されるべき溶液のそれぞれのリザーバー４、６に通じる第３のポート１８ｃ、２０ｃを含む。
【０２１２】
したがって、２つのベンチュリ管１８、２０は、リザーバー４からの酸化剤溶液、およびリザーバー６からのアミン源溶液の双方を、バイオフィルム阻害物質の最適な形成のために予め決められた比で、水源８からの水に連続的かつ同時に注入する投薬ポンプを構成する。これら２つの薬品は、ミキサー２１内で混合され、排出パイプ１６に供給するミキサー２１内で互いに反応するため、反応生成物、すなわちこれら２つの薬品の反応により生成されたバイオフィルム阻害物質が、その場で生成され、液体３内に導入される。
【０２１３】
２つのベンチュリ管１８、２０に対する２つの分岐ライン１２、１４は、水の流速を２つのベンチュリ管１８、２０を介して制御可能にする制御弁２２、２４を含む。２つのリザーバー４、６をそれぞれのベンチュリ管１８、２０とつなぐライン２６、２８も、３０、３２で示される、ベンチュリ管を通る水への薬品の投薬を制御するための弁を含む。また、後者の弁は、薬品の供給を、バイオフィルム阻害物質の導入の最後に終了することも可能にするので、分岐ライン１２、１４、ミキサー２１、および排出ライン１６を通る水の連続した流れにより、これらの薬品の残留物、またはその分解生成物を洗い流し、各バイオフィルム阻害物質産生周期の終わりに形成され得る分解生成物が排出ライン１６またはミキサー２１内に蓄積するのを防止する。
【０２１４】
前者の弁の制御は、ブロック４０により概略的に示される制御システムによって行われる。バイオフィルム阻害物質が分解するにつれて、バイオフィルム阻害物質のｐＨが減少する。したがって、排出ライン１６も、バイオフィルム阻害物質のｐＨを検出し、これに応じて制御システム４０を制御するｐＨセンサー４７を含むことができるし、含むことが好ましい。
【０２１５】
制御システム４０も、電磁弁４８を介して水源８からの水の供給を制御する。さらに、制御システム４０は、アラーム５０または他の信号デバイスを制御することができる。図示したシステムは、さらに排出ライン１６を介して微生物の集合体と連通する水にバイオフィルム阻害物質を供給する時間と、バイオフィルム阻害物質のこうした供給の間隔の双方を固定するよう設定可能なタイマー５２を含んでもよい。
【０２１６】
水源８から２つの分岐ライン１２、１４への給水ライン１０は、さらなる制御弁を含んでもよい。説明のために、添付の図では以下の付加的制御デバイスを概略的に図示している。すなわち、水源８からの水流の手動制御を可能にする手動制御弁５３、水源からの圧力を低減するための減圧器５４、制御システム４０への入力としても用いることのできる圧力センサー５６、流速または流量を表示するための流量計５８、ライン１０内の圧力を表示するための圧力計６０、圧力逃し弁６２、および逆止弁６４である。
【０２１７】
２つの溶液の粘度が異なるかもしれないが、好ましくは、２つの供給源４、６から同容量の溶液を同時に供給するように、２つのベンチュリ管１８、２０、およびそれらの制御器を作る。図示のシステムは、一定の所定水圧、および２つの分岐ライン１２、１４を介して２つのベンチュリ管１８、２０を流れる水に対する２つの溶液の所定希釈度の一定比で運転される。これらのパラメーターのそれぞれを、上記のようにして制御することができるので、２つの供給源４、６からの溶液は同時に、かつ同時に、互いに対して、また水源８からベンチュリ管１８、２０を流れる水に対しても、所望の所定比で注入される。
【０２１８】
先に示したように、リザーバー４内の溶液は酸化剤溶液であり、リザーバー６内の溶液はアミン源溶液である。好ましくは、後者はアンモニウム塩の溶液、好ましくは臭化アンモニウムもしくは塩化アンモニウムまたはこれらの混合物の溶液、最も好ましくは臭化アンモニウムの溶液である。酸化剤溶液は、好ましくは次亜塩素酸カルシウムまたは次亜塩素酸ナトリウムの溶液であり、最も好ましくは次亜塩素酸ナトリウムの溶液である。好ましくは、バイオフィルム阻害物質は臭化物で活性化したクロラミンである。
【０２１９】
好ましくは、バイオフィルム阻害物質は、液体３に注入する直前で、少なくとも８．５、好ましくは少なくとも９．５のｐＨを有する。好ましくは、バイオフィルム阻害物質を一定の割合で注入し、バイオフィルム阻害物質を少なくとも８．５の安定なｐＨに維持する。
【０２２０】
図２は、本発明の好適な実施態様に従うバイオフィルム阻害物質を提供するよう構築され、かつ運転される他の装置を表す。図２に示す装置は図１の装置に似ており、類似の番号は、図２のシステムの、図１のシステムと同様であり、かつ同様に操作される要素を表す。２つのシステムの原理的な相違は、図２のシステムにおいては、ベンチュリ管１８、２０が脈動ポンプＰ１、Ｐ２に置換されている点である。また、分岐ライン１２、１４の水がミキサー２１に流れ、次いで排出ライン１６に流れるにつれて、ポンプＰ１およびＰ２から吐出された液体はミキサーＭ１、Ｍ２で分岐ライン１２、１４内の水と混合されるという点を除いて、図１を参照して上で説明したシステムのベンチュリ管１８、２０と同様の方法により、リザーバー４、６から供給ライン２６、２８を通る液体を同時に計量するように、２つの脈動ポンプＰ１、Ｐ２も制御システム４０によって制御される。
【０２２１】
本発明は、その好適な実施態様の以下に示す例示的かつ非制限的な実施例を通じてよりよく理解されるであろう。
【実施例１】
【０２２２】
（模型システムにおけるバイオフィルムの形成）
酸化殺生剤またはバイオフィルム阻害物質の存在する状態または不存在の状態におけるステンレス鋼試験片上へのバイオフィルム形成を実験室で評価した。試験システムは、（ａ）それぞれ２０Ｌの富栄養培地（推奨使用濃度から３倍に希釈したもの）を収容する３本の閉鎖フラスコ、（ｂ）自在に吊り下げたステンレス鋼試験片を収容する３個の閉鎖セル、および（ｃ）、それぞれプラスチックパイプを介してフラスコの１本とセルの１個に接続された、３個の同一の循環ポンプから構成された。システムを３５℃の恒温室内に置いた。
【０２２３】
製紙機から分離されたスライム形成バクテリアの混合菌株を含む接種材料を各フラスコに添加した。５ｐｐｍ（総Ｃｌ２として表す）のブロモクロロジメチルヒダントイン（ＨＯＢｒおよびＨＯＣｌの供給源である酸化殺生剤）の混合物（以下「混合ハロゲン」という。）を、試験期間（４日間）中、第１フラスコに１日１回添加した。図１を参照して説明したようにして、かつ特許文献７にしたがって新たに調製した（総Ｃｌ２として表して２．５ｐｐｍ）、プランクトン様微生物に添加すると殺生剤としても機能することのできるバイオフィルム阻害物質、すなわち臭化物で活性化したクロラミン（以下「Ｆｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣ」という。）を、試験期間中、第２フラスコに１日１回添加した。２つのフラスコに対する対照の役目を果たす第３フラスコを、酸化殺生剤またはバイオフィルム阻害物質で処理した。「Ｆｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣ」殺生剤を、１分当たりに少量（１００μｌ未満）を高いパルス周波数で供給することのできる、２個のラボ用脈動供給ポンプからなる特定の供給システムにより産生した。次亜塩素酸ナトリウムの脱イオン（ＤＩ）水希釈溶液（総塩素として８０００ｐｐｍ以下）を一方のポンプで供給した。臭化アンモニウムの希釈溶液（１２５００ｐｐｍ）を第２ポンプで供給した。ｐＨ計を用いて形成されたバイオフィルム阻害物質の安定性を制御および確認しつつ、短いガラスパイプ中で２つの希釈溶液を同時に混合し、バイオフィルム阻害物質の注入前溶液を形成した。バイオフィルム阻害物質は、産生されるとすぐに試験システムに供給された。バイオフィルム阻害物質の注入前溶液は、総塩素として３５００〜４０００ｐｐｍを含有しており、ｐＨは９．５以下であった。
【０２２４】
第２日および第４日に、各閉鎖セルを開放し、各セルから２個の試験片を無菌的に取り出した。同時に、循環培地のサンプルも取った。サンプリングは、殺生剤の日々の緩徐投薬が供給された後に行った。
【０２２５】
培地の各サンプルを連続的に滅菌生理食塩水中で１０倍に希釈し、溶解寒天中で平板培養した。各試験片をよく濯いで付着した粒子を除去し、無菌的にこすり、擦り取った物質を生理食塩水中に定量的に分散させ、撹拌し、連続的に１０倍に希釈し、溶解寒天中で平板培養した。３５℃で４８時間培養した後、微生物の生存数を数えた。培地中の細胞の生存数は１ｍｌ当たりのコロニー形成単位（ｃｆｕ）として表す。試験片表面の生存数はｃｆｕ／ｃｍ２として表す。これらの結果を表１に示す。
２日後、培地サンプル（すなわち、プランクトン様微生物）中の生菌数は、酸化殺生剤またはバイオフィルム阻害物質に曝露したいずれのサンプルでも同様であり、生菌数は対照サンプル中でほんの僅かに高かった。２日後に、顕著なバイオフィルムが対照試験片上に生成していることが分かり、これより小さいが顕著な微生物集団が混合ハロゲンで処理した試験片上に生成していたが、Ｆｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣで処理した試験片は清浄なままであった。４日後、対照培地サンプルは、２日後の生菌数と同様の、安定したプランクトン様微生物の生菌数を示し、混合ハロゲンで処理した培地サンプルは、プランクトン様微生物を幾分（生菌数で１０分の１以下）制御していることを示しており、Ｆｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣで処理した培地サンプルは、プランクトン様微生物を完全に（検出限界以下）制御していることを示した。試験片上での生成に関して、４日後に、対照試験の試験片は、２日目に比べてバイオフィルム微生物の生菌数が多少増加し、混合ハロゲンで処理した試験片は、２日目に比べてバイオフィルムバクテリアの生菌数が３倍に増加した。Ｆａｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣで処理したシステムの試験片は清浄なままであった。
【０２２６】
【表１】
0004713081.tif 000002
【実施例２】
【０２２７】
（排水汚れ制御）
処理した排水は、排水処理工場から７キロメーター離れた場所へ搬送された。何年もの間、パイプは詰まり、パイプを流れる流量は減少していた。過剰に高い濃度のＣｌ２（最大で５０ｐｐｍの供給、すなわち最大で５０ｍｇ／ｌ（Ｃｌ２として換算）のレベルでのＮａＯＣｌの添加）を使用することは、パイプ中の水伝導性を改善するのに無効であることが分かった。パイプの機械的洗浄（ピギング）は、洗浄直後には水伝導性を顕著に改善することになるが、この改善は数日しか続かず、その後は、パイプのピギング前に観察された詰まりのレベルに到達する。
【０２２８】
本発明の使用はバイオフィルムの制御に有効である。本発明を用いた処理を開始する前に、パイプ中のハーゼン−ウイリアムス係数（ＨＷ）を測定したところ約９０であった。（ハーゼン−ウイリアムス係数は、工業用パイプを流れる水流を表すのに用いられる。）これは式
【０２２９】
【数１】
0004713081.tif 000003
【０２３０】
を用いて計算される。式中、Ｐはパイプ長１０００フィート当たり１平方インチ当たりポンドで表させる摩擦圧力降下であり、Ｂは１時間当たりバレルで表される流量であり、ｓは液体の比重であり、Ｃ＝摩擦係数（ハーゼン−ウイリアムス係数）、ｄはインチで表されたパイプの内径である。所定のパイプに対してＰおよびＢを計測し、ｓおよびｄを一定になるようにし、Ｃを計算した。その結果をハーゼン−ウイリアムス係数として表す。数値が大きいほど、パイプを通る流れがよい。６日間連続で、１日１回３時間にわたり、バイオフィルム阻害物質、すなわち、特許文献７に従って産生された臭化物活性化クロラミン（「Ｆｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣ」）を総塩素で表して１０ｐｐｍ適用すると、ＨＷ値が約９０から約１０４に増加した。「ピギング」と、特許文献７に従って産生された１０ｐｐｍ（総Ｃｌ２で表す）のＦｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣを１日１回３時間供給することを組み合わせると、ＨＷ値が約１０４から約１１６に上昇した。このようにしてパイプを浄化すると、特許文献７に従って産生された１０ｐｐｍ（総塩素で表す）のＦｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣを１週間に１回３時間供給することは、数ヶ月の期間にわたってＨＷ係数を一定値に保つ、すなわち、排水中の微生物の生菌数が高いにも関わらずバイオフィルムの形成を阻害するのに有効であった。パイプを適当に処理しない場合には、ＨＷ係数の減少が認められた。これは、処理の頻度を数日間にわたって増やすことにより是正された。
【０２３１】
この実施例のバイオフィルム阻害物質は、次のようにして産生された。最大で３００リットル／時の次亜塩素酸ナトリウム溶液（１０〜１５％ｗ／ｖ）を供給するのに用いられる第１脈動投薬ポンプ、最大で１５０リットル／時の臭化アンモニウム（３８％溶液ｗ／ｖ）を供給するのに用いられる第２脈動投薬ポンプを含む供給システムを構築した。排水（最大で１０ｍ３／ｈ）を用いて、両方の薬品を適当に希釈した。安定したバイオフィルム阻害物質の産生を確保するために、オンラインｐＨ計により産生工程および次亜塩素酸供給量を制御した。バイオフィルム阻害物質が産生されると、処理水パイプに注入した。バイオフィルム阻害物質貯蔵溶液の濃度は３０００〜４０００ｐｐｍであり、ｐＨを９．５〜１０に維持した。
【実施例３】
【０２３２】
処理した排水は、試験工場内の長さ１０ｍ且つ内径４インチのいくつかのパイプを通して送り出されていた。処理開始に先立つ数ヶ月間にわたり、パイプ表面上にはバイオフィルムが自然に成長していた。各パイプ内の圧力低下はオンラインでモニターされ、平均ＨＷ係数が計算された。試験の際、制御パイプは未処理のままとし、残りのパイプを（ａ）１週間に３回、３時間に渡り、特許文献７の発明に従い、その場で産生され、総塩素で表して１０ｐｐｍのバイオフィルム阻害物質Ｆｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣ、または（ｂ）１週間に３回、３時間に渡り、特許文献７および特許文献８に記載の従来技術の一部であり、特許文献８の比較例において説明されている通り予備成形された塩化アンモニウムから産生され、１０ｐｐｍ（総塩素で表す）で適用されるクロラミン、のいずれかで処理した。
【０２３３】
この実施例のバイオフィルム阻害物質は、この試験用に特定して構築した小型供給システムを用いて、次のようにして産生された。最大５６リットル／時の水中に最大で４リットル／時の次亜塩素酸ナトリウムおよび最大２リットル／時のＦｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣを処理したパイプに供給した。注入前の溶液のバイオフィルム阻害物質の濃度は約３６００ｐｐｍ、且つｐＨは９．２〜９．６であった。このシステムで形成された殺生剤が非常に過剰であり、且つ供給量が低いことにより、この貯蔵溶液の大部分は廃棄され、少量のみが供給された。表２および図３に示した結果が示すとおり、適当なバイオフィルム阻害物質の形成はバイオフィルム阻害物質の安定性と有効性のためには重要であり、不適当な調製はＦｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣよりも極めて有効性が低い製品の形成をもたらした。供給システム内で塩化アンモニウムから得たバイオフィルム阻害物質は、Ｆｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣ供給システムより複製した供給システム内で産生した。
【０２３４】
表２および図３は、制御パイプ（未処理）とＦｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣで処理されたパイプとの、ＨＷの差を示す。
【０２３５】
【表２】
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【０２３６】
表２から分かるとおり、Ｆｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣのバイオフィルムに対する効果は処理実施日には必ずしも明白ではないが、（処理されたパイプ対未処理パイプ、における増加したＨＶ値という形で）処理後数日間にわたって観察可能である。測定したＨＷ係数の特徴は、バイオフィルム細胞の制御が、埋め込まれた細胞の殺生を通して維持されないということを示している。これは、バイオフィルム細胞の直接計数により確認された。
【０２３７】
表３はＦｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣでのバイオフィルムの処理対クロラミンでの処理の長期的効果の比較結果を示す。試験のこの部分の初日に、パイプを３時間にわたり、（それぞれ総塩素で表した１０ｐｐｍの濃度の）Ｆｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣまたはクロラミンで処理した。バイオフィルム阻害物質を供給したパイプと対照パイプとの間のＨＷ値の差を、続く１３日間にわたりオンラインでモニターした。バイオフィルム制御物質の供給を止めると、処理されたパイプのバイオフィルムの成長が回復し、これらパイプ中のＨＷ係数の減少をもたらすことが期待され、一方で制御（未処理）パイプ中のＨＷ係数が維持されると期待された。処理されたパイプと制御パイプのＨＷ係数の差をモニターし、表３および図４に結果を示す。
【０２３８】
【表３】
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【実施例４】
【０２３９】
（本発明による激しく汚染された製紙機の処理）
特許文献１０には、帯水システム中のスライムの防止および／またはバイオフィルムの除去のための組成物および方法が説明されている。この特許によれば、少なくとも一種のグリコール成分と、炭水化物、プロテアーゼ、リパーゼ、およびグリコールプロテアーゼからなる群より少なくとも一種の酵素成分とを水に加えることで目的を達成する。この特許は、開示されている発明をどのように実施するかを実証するための実地試験の結果および、開示された方法の有効性を示している。バイオフィルムの除去をモニターするためにここで用いられたパラメーターの一つは紙の品質であり、これは製紙の間オンラインで測定された。特許文献１０において示された結果は、仕上げ製品においてモニターされた黒斑、光斑、および孔の統計上の分布が、従来の殺生処理で達成されたオンラインの紙質の結果と変わらなかったことを示す。
【０２４０】
本実施例において、本発明者による特許文献７において説明されている装置を用いてその場で産生した、本発明者のＦｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣバイオフィルム阻害物質で激しく汚染された製紙機を処理した。バイオフィルム阻害物質は、半連続的に製紙機に加えられた。製紙機を、試験開始に先立って苛性剤で煮沸しなかった。逆に、激しい汚染を、試験開始にあたって機械表面上に存在したままとした。
【０２４１】
この試験用に特定して設計した供給システムを構築した。第１脈動ポンプが最大３０リットル／時の次亜塩素酸ナトリウムを供給し、第２脈動ポンプが最大１３リットル／時の臭化アンモニウムを供給した。スケール形成を避けるため、軟水を用いて化学薬品を希釈した。Ｆｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣ供給システムを用いて、製紙機に沿った３箇所の異なる供給ポイントで投与した。バイオフィルム阻害物質産生プロセスは、産生されたバイオフィルム阻害物質のｐＨのモニタリングと、必要に応じた材料の混合の調整によって制御されるバイオフィルム阻害物質の注入前溶液は、総塩素で表して３５００〜４０００ｐｐｍを含有し、製品のｐＨは９．６〜９．８であった。バイオフィルム阻害物質の注入前溶液は、この試験の間、且つこの製紙機の数ヶ月にわたる連続的使用の間にわたって、再生産可能且つ安定していた。
【０２４２】
仕上げ紙における暗斑、光斑、および孔は、オンラインで記録され、表４および図５（後者は２０トンの重量である、平均的な紙のロールにおける孔と斑を示す）に示した。結果は、製造された紙の個々の種類毎（それらのいくつかは２４時間以上の期間にわたって製造された）に平均化した。
【０２４３】
【表４】
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【０２４４】
処理日からの経時的な孔と斑の安定した増加は、Ｆｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣでの処理の結果、頻度の増加で機械表面から脱落した、大きさおよび色の差なるバイオフィルムの粒子によるものである。
【０２４５】
試験の１２日目に、製紙機を洗浄のため停止した。これにより、機械の表面を洗浄する間に、バイオフィルム成長の主な領域から脱落し、且つ機械の水中に分散したバイオフィルムの多数の小粒子によって表面が覆われた。
【０２４６】
製紙機の洗浄に引き続き、処理水にバイオフィルム阻害物質Ｆｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣを加え、製紙を再開した。図６は、この期間の製紙の間にわたる、暗斑、光斑、および孔の記録を示す。図５と比較して、斑、孔の総量はこの期間にわたり比較的少量のままであり、これはバイオフィルム阻害物質の適用が製紙機の表面上のバイオフィルムの再形成を防いだことを示唆している。
【実施例５】
【０２４７】
（カタラーゼの不活性化）
脱イオン（ＤＩ）水１００ｍｌを含むフラスコ内で、カタラーゼ（Ｍｅｒｃｋ、食塩水中１ｍｌ当たり２６ユニットの最終濃度に酵素を希釈した）およびバイオフィルム阻害物質（Ｆｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣまたはモノクロロアミン（ＭＣＡ））を用いて、実験室試験を行った。新たに調製したバイオフィルム阻害物質を、既定の供給量で希釈カタラーゼを含む適当なフラスコに加えた。容器の内容物を、Ｈ２Ｏ２の追加（最終Ｈ２Ｏ２濃度が３．５ｇ／ｌとなるまで）に先立って室温で６０分間混合した。Ｈ２Ｏ２の追加の後、混合物を室温で３０分間混合し、この時点で、Ｈ２Ｏ２残留物をＤｒ．Ｌａｎｇｅ  Ｃｕｖｅｔｔｅ  Ｔｅｓｔ  ＬＣＷ  ０５８に従い、ＬＡＳＡ  ２０を用いて各フラスコ内で測定した。（測光作業分析ハンドブック（Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｐｈｏｔｏｍｅｔｒｉｃａｌ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）１９９７年１０月、に記載の通り、Ｊａｎｄｅｒ／Ｂｌａｓｉｕｓ，Ｌｅｈｒｂａｃｈ  ｄｅｒ  Ａｎｙｌｙｔｉｓｃｈｅｎ  ｕｎｄ  Ｐｒａｐａｒａｔｉｖｅ  Ａｎｏｒｇａｎｉｓｃｈｅｎ  Ｃｈｅｍｉｅに基づく）結果は、総Ｃｌ２で表されており、表５にまとめた。Ｆｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣおよびＭＣＡの残留物は、Ｈａｃｋポケット比色計で測定した。
【０２４８】
【表５】
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【０２４９】
これらの結果は、（１）酵素がＨ２Ｏ２を分解することにおいて非常に活性であること、（２）クロラミンまたはＦｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣのいずれも過酸化水素を酸化せず、（３）Ｆｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣの（総Ｃｌ２で表して６０ｐｐｍまたはそれ以上の）大量投与のみにより完全にカタラーゼが不活性化されたことを示す。この量は、前述の実施例において示されているとおり、微生物の集合体のバイオフィルム生成の可能性を阻害し、且つ間接的にバイオフィルムの離散をもたらすのに用いられる投与レベルよりも大幅に高いレベルである。１０ｐｐｍ以下（総塩素で表す）の投与レベルでは、本発明者のバイオフィルム阻害物質はカタラーゼを、たとえあったとしても取るに足らない度合いにまで不活性化した。
【０２５０】
ＭＣＡおよびＦｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣを、上述の実地試験用のものと類似した過程を用いて実験室内で調製した。次亜塩素酸ナトリウムをＤＩ（脱イオン）水中に総塩素で表して最終濃度６０００ｐｐｍまで希釈した。臭化アンモニウム溶液（希釈した次亜塩素酸ナトリウム溶液の１．１モルと等モル、モル基準で１０％過剰）を調製した。希釈した次亜塩素酸（５０ｍｌ）を、適当なアンモニウム塩５０ｍｌに滴下して加え、一方でｐＨを連続的に測定した。産生された貯蔵溶液中のバイオフィルム阻害物質の濃度を即時に測定し、試験フラスコに、適当な供給レベルのバイオフィルム阻害物質を追加した。
【０２５１】
あらゆる実用的な目的のため、ＭＣＡおよびＦｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣは適正費用のバイオフィルム生成を阻害するのに最適化された供給量レベルで投与されると、過酸化物分解酵素を非活性化する効果を持たない。従って、過酸化物分解酵素カタラーゼに対するこれらバイオフィルム阻害物質の作用形態は、酵素の直接不活性化以外の機構に従って作用しなければならない。本実施例は、Ｈ２Ｏ２と即座に反応するＨＯＣＩおよびＨＯＢｒとは異なり、ＭＣＡおよびＦｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣがＨ２Ｏ２を酸化しないことを示している。この特性は、ＭＣＡおよびＦｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣが、高い背景濃度のＨ２Ｏ２の存在下、またはＨ２Ｏ２を含む混合物中でバイオフィルム阻害物質として用いられることを可能にする。バイオフィルム内に埋め込まれた微生物を殺生することによりバイオフィルムの成長を阻害するために当業で用いられてきた酸化殺生剤とは異なり、ＭＣＡ、および、本発明の特に好適な実施態様において、Ｆｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣを、種々の目的で、プロセス培地、特に水性プロセス培地に加えることができる他の酵素の存在下またはそれらと組み合わせて用いることができる。
【実施例６】
【０２５２】
（脱インク工場での実地試験）
脱インクシステムは、古紙１トン当たり７〜１０ｋｇのＨ２Ｏ２を用いていた。グルタルアルデヒド等の従来の殺生剤を用いたＨ２Ｏ２の酵素分解を制御するためのこれまでの試みは、このシステムでの費用効率の高い結果をもたらさなかった。同一の工場の並列した脱インクシステムは同一供給源からの古紙に同様の脱インクプロセスを利用しており、グルタルアルデヒドを含む市販の化学的処方で首尾よく処理された：この脱インクプロセスにおける平均Ｈ２Ｏ２消費率が古紙１トン当たり約４ｋｇのＨ２Ｏ２にまで低減した。Ｆｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣ技術での試験開始に先立って行われた測定は、脱インク工場の種々の部分で高い微生物負荷が存在することを示し、多量のスライムの蓄積を示唆した。大量のＨ２Ｏ２の初期投与にもかかわらず、システムの流路に沿った種々の点にて検出したＨ２Ｏ２の残留物は極めて僅かであった。
【０２５３】
次に特許文献７において説明される産生／供給システムでその場で産生されたＦｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣを、８５０分間にわたってプロセス水に連続的に供給した。バイオフィルム阻害物質を、実施例４で説明した投与システムに類似した、特定して設計した投与システム内でその場で産生した。反応ｐＨは９．８〜１０．０に維持した。試験の期間およびそれより長期にわたって、２種の化学薬品の同時な調量、既定のモル比での連続的混合、および安定したバイオフィルム阻害物質貯蔵溶液の再生可能な産生を確実にするために産生プロセスを制御した。Ｆｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣの初期供給率は、総Ｃｌ２で表して１７０ｇ／トンであった。８５０分後、半連続的にバイオフィルム阻害物質を投与することによって、供給率を総Ｃｌ２で表して８５ｇ／トンに減少した。この試験の始動の際、種々のパラメーターを測定した：残留バイオフィルム阻害物質を（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ｗａｓｔｅ  ａｎｄ  Ｗａｓｔｅ  Ｗａｔｅｒから適用したＤＰＤ法に基づき、総Ｃｌ２で、Ｈａｃｋポケット比色計を用いて）測定した。ＬＡＳＡ２０に対するＤｒ．Ｌａｎｇｅ（１９９７年１０月）による測光作業分析ハンドブック（Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｐｈｏｔｏｍｅｔｒｉｃａｌ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）に記載の、Ｊａｎｄｅｒ／Ｂｌａｓｉｕｓ、Ｌｅｈｒｂａｃｈ  ｄｅｒ  Ａｎｙｌｙｔｉｓｃｈｅｎ  ｕｎｄ  Ｐｒａｐａｒａｔｉｖｅ  Ａｎｏｒｇａｎｉｓｃｈｅｎ  Ｃｈｅｍｉｅの方法に基づき、ＬＣＷ  ０８５法を伴うＬＡＳＡ  ２０（高濃度の場合）、または、Ｍｅｒｃｋテストストリップ（０．５〜２５ｐｐｍ）のいずれか一方を用いて残留過酸化水素を測定した。必要に応じて、サンプルをＤＩ（脱イオン）水で希釈した。
【０２５４】
プロセス中のＨ２Ｏ２分解酵素の活性を以下の手順に従い測定した：Ｈ２Ｏ２市販溶液をＤＩ（脱イオン）水で希釈し、最終濃度を１００ｇ／水１リットル（１０％）とした。１ｍｌの希釈したＨ２Ｏ２溶液を、処理した脱インクプロセス水から得た９ｍｌのサンプルに加え、最終供給率１０ｇ／リットルのＨ２Ｏ２を形成した。この混合サンプルを室温で１５分間培養し、その時点で残留Ｈ２Ｏ２を測定した。ＤＩ（脱イオン）水中に希釈した過酸化水素が制御として作用する。酵素が効果的にＨ２Ｏ２を分解した場合にＨ２Ｏ２の残留濃度は低く、一方Ｈ２Ｏ２分解酵素の効果が弱くなった、または処理水の酵素濃度が減少した場合にＨ２Ｏ２の残留濃度は高く、Ｈ２Ｏ２供給量に近かった。既定時間後の処理水に残留するＨ２Ｏ２の％としての結果を、表６に示す。表６中のアデノシン３リン酸（ＡＴＰ）測定は以下のプロセスに基づく：ルシフェリンおよびルシフェラーゼの存在下でのＡＴＰからアデノシン１リン酸（ＡＭＰ）への変化の際、既定の量の光をＡＴＰ分子毎に放射する。この放射された光を測光器で測定する。結果を相対的条件において出し、従い、結果は絶対的ではなく相対的である（ＲＬＵ＝相対光単位）。微生物総数が高ければ、高いＡＴＰ測定が得られ、その逆もまた同様であるという意味から、値を微生物活性と相関させることができる。
【０２５５】
【表６】
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【０２５６】
試験開始後のＡＴＰの急激な減少は、パルプ製造機中のプランクトン様の微生物（自由生細胞）の効果的な制御を示す。前述の本発明者の先行する米国特許を踏まえ期待されたとおり、ＡＴＰレベルは、測定されたＦｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣ残留物が極めて高くないものの、連続的投与の間にわたって減少し続けた。０〜１００分の間のカタラーゼ活性の明白な増加は、バイオフィルムの分解とその結果として生じた、微生物、カタラーゼ、および他の過酸化物分解酵素を含む、バイオフィルムからプロセス水への物質の放出によるものである。
【０２５７】
８５０分後、パルプ製造機より得たサンプル中にＨ２Ｏ２の測定可能な残留物を検出した際、投与計画を変更した：連続供給を、半連続供給に変換し、総供給量は初期値の５０％、パルプ１トン当たり８５ｇ（総Ｃｌ２で表す）に減らした。予測どおり、ＡＴＰ値は増加し、これは、供給量とＣｌ２の双方における減少と、総プランクトン様微生物の総数における増加を反映している。
【０２５８】
ＡＴＰおよび生菌数における増加に反して、Ｈ２Ｏ２分解酵素活性は処理を進めるにつれて減少し、プロセス水中に測定された利用可能なＨ２Ｏ２の濃度における増加を伴った。８５０分の時点で殺生剤の供給量を低減したにもかかわらず、１５００分後に、Ｈ２Ｏ２分解酵素活性が全滅するように思われ、且つＡＴＰ濃度が８５０〜１５００分の間に増加した。
【０２５９】
４８時間にわたる殺生剤の半連続的投与の後、漂白設定値を維持するのに必要なＨ２Ｏ２の供給量を約４ｋｇ／トンに低減した。数日後、Ｈ２Ｏ２の供給量をさらに約２．２ｋｇ／トンに減らしても、既定の脱インク漂白目標値をこの低減された供給量でも維持できることが分かった。
【実施例７】
【０２６０】
（Ｆｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣ有効性および生菌数）
印刷用紙およびタイプ用紙を製造するのに用いられる製紙機におけるＦｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣを用いた実地試験の間、主にバクテリアである微生物の生菌数が、白濁水サイロ（ｗｗ）内、および機械櫃（Ｍｃｈｅｓｔ）内でモニターされた。プロセス水サンプルを抽出し、即座にチオ硫酸ナトリウムで不活性化して、バイオフィルム阻害物質のすべての残留物を分解した。次にサンプルを続けてトリプトン（ＤＩＦＣＯ）食塩水希釈培地中で１０倍に希釈した。希釈したサンプルを溶解Ｒ２Ａ寒天（以下「総数」）中、およびグルコースの過剰を多く含む溶解平板数寒天（以下「スライム形成物」）中で平板培養した。室温で固化した寒天および平板を３５℃で４８時間培養した。生菌数を数え、その結果を以下の表７および図７に示した。２種の異なる処理期間を記した：バイオフィルム阻害物質を用いた処理が既存のバイオフィルムの分解をもたらす生物付着洗浄期間（実施例４も参照）、および、この洗浄期間に続く、製紙機が正常に作動し、バイオフィルム阻害物質の適用を用いて製紙機の円滑な操作を維持する正常操作期間（図６と比較）である。
【０２６１】
表７および図７は、初期洗浄期間にわたって、サイロから得たプロセス水サンプル中の生菌数は、Ｆｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣバイオフィルム阻害物質の残留物が高濃度または低濃度で存在していたにもかかわらず、１ｍｌ当たり１０３〜１０４の生菌数を含んでいた。ほぼ全てのサイロサンプルは、高グルコース培地上に成長した、非常に多数のコロニーを含んだ。同様の現象がＭｃｈｅｓｔから得られたサンプルにおいても観察され（結果は示さず）、これは、高グルコース含有量の存在下で成長する、総菌数および細胞の双方のむしろ、より高い数を示した。
【０２６２】
【表７】
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【０２６３】
表８に示すとおり、製紙機が一旦洗浄されると、総生菌数の大幅な減少が水サンプル中に見られた。
【０２６４】
【表８】
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【０２６５】
統合すると、これらの結果は（ａ）製紙機が激しく汚染されている限りは、生菌のほとんどではないにせよ多数が、バイオフィルムに埋め込まれたものも含めて、高いグルコース含量を有する培地上に容易に生育し、これはグルコースを効率的且つ迅速に分解することのできる酵素の存在を示すが、一方（ｂ）Ｆｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣで処理した清浄な機械においては、生菌はグルコースの豊富な培地上に生育することができず、これは、Ｒ２Ａ培地上の生菌数の多少にかかわらず、グルコースを効率的且つ迅速に分解することのできる酵素を高濃度で含んではいないことを示している。これらの結果を、図３および４と比較することができる。これらの図も、本発明に従うバイオフィルム阻害物質が生物付着した機械のバイオフィルムの分解をもたらし、清浄な機械にバイオフィルムが再形成されるのを防ぐことを示す。
【実施例８】
【０２６６】
（Ｆｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣの製紙効率に及ぼす影響）
製紙機において、Ｆｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣを機械の種々の部分に間欠的に供給した。機械中の残留Ｆｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣの急激な消失が観察され、残留Ｆｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣの主な消失は、パルプ製造機、具体的には乾燥損紙パルプ製造機において起こった。（乾燥損紙パルプ製造機は、製紙機で製造されたが顧客に出荷するには許容不可の品質である紙を受容する。この紙は、製紙機で再利用される。）パルプ製造機中で、残留殺生剤の消失はＡＴＰの急激な増加を伴うことが観察された。これらの観察が、紙をコートするのに用いられるデンプンが存在し、微生物の成長を促す良好な培地を提供するサイズ・プレスにおける部分最適な消毒に起因するということを初期的な研究は示唆している。
【０２６７】
パルプ製造機内で残留Ｆｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣの消失とＡＴＰの増加が観察されたと同時に、機械櫃およびヘッドボックス、浄水中にＡＴＰの急激な増加が見られた。
【０２６８】
パルプ製造機内のＡＴＰが高い反面、機械リサイクル水である白濁水中での結果は依然として許容パラメーターの範囲内であった。
【０２６９】
残留Ｆｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣの消失がウェットエンド化学における問題によるものであったか否かを調査するために、機械櫃に供給される陽イオン性デンプンの量を５０％減少させ、１１時間後、ヘッドボックス中の繊維および粒子の凝集を補助するための凝集剤である塩化ポリアルミニウム（ＰＡＣ）の投与量を２０％増加させた。この段階において乾燥損紙を依然として使用した。炭酸カルシウム保持率および沈降炭酸カルシウム（ＰＣＣ）（灰分）保持率に及ぼす影響は同様であった。陽イオン性デンプンおよびＰＡＣの供給率の変化は、保持率に顕著な影響を及ぼさなかった。
【０２７０】
機械櫃に供給する陽イオン性デンプンの量を減少させた５時間後、Ｆｕｚｚｉｃｉｄｅ  ＢＡＣの投与率を６５％増加させた。白濁水中の浮遊物質およびＰＣＣの濃度の急激な低下が、その２時間後に見られた。その後１７時間、保持率の一定の向上が続いた。保持率の向上は、残留塩素の一定で、緩徐な増加と対応した。
【０２７１】
本発明は上記して具体的に示し且つ説明したものに限定されるものではないことは、当業者には理解されよう。むしろ、本発明の範囲は、上記の特徴のコンビネーションおよびサブコンビネーションの双方、ならびに前記の説明を読んだ当業者が想到し、且つ従来技術にはないそれらの改良および変更を含む。
【図面の簡単な説明】
【０２７２】
【図１】本発明の実施を可能にするために構築され作動する装置の一形態を例示するブロック線図である。
【図２】本発明の実施を可能にするために構築され作動する他の装置を例示する同様のブロック線図である。
【図３】本発明に従って処理されたパイプと未処理の対照パイプとの間のハーゼン−ウイリアムス係数の相違のグラフである。
【図４】バイオフィルム阻害物質、クロロアミンで処理したパイプと未処理の対照パイプとの間の相違を比較するグラフである。
【図５】製紙機を処理前に洗浄しなかった場合に、本発明に従って製紙機内に生成するバイオフィルムへバイオフィルム阻害物質を間欠的に適用した後の紙の孔および染みの発生率を示すグラフである。
【図６】製紙機を洗浄し、続いて、本発明に従ってバイオフィルム阻害物質を間欠的に適用した後の紙の孔および染みの発生率を示すグラフである。
【図７】本発明に従ってバイオフィルム阻害物質を間欠的に適用したことに対応する、製紙機内の種々の生菌の数を示すグラフである。
【図８】製紙機内の繊維の滞留にバイオフィルム阻害物質を添加した効果を示すグラフである。
【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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