(57)【要約】【課題】オゾン濃度や圧力が変化しても適切な処理時間を設定できるオゾン殺菌方法及びその装置を提供する。【解決手段】殺菌チャンバー１０内にオゾンを加圧して供給し、殺菌対象物を殺菌処理する際に、殺菌チャンバー１０内の圧力とオゾン濃度からオゾン分子数（ＰＯ3 ）を求めると共に、そのオゾン分子数（ＰＯ3 ）を時間（Ｔ）毎に積分し、その積分値（ＰＯ3 ・Ｔ）が一定に達したときにオゾン供給を停止するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
殺菌チャンバー内にオゾンを加圧して供給し、殺菌対象物を殺菌処理する際に、オゾン処理をオゾン分圧と時間の積が一定になるように制御することを特徴とするオゾン殺菌方法。
【請求項２】
殺菌チャンバー内にオゾンを加圧して供給し、殺菌対象物を殺菌処理する際に、殺菌チャンバー内の圧力とオゾン濃度からオゾン分圧を求めると共に、そのオゾン分圧を時間毎に積分し、その積分値が一定に達したときに殺菌を停止することを特徴とするオゾン殺菌方法。
【請求項３】
オゾン分圧と時間の積の検知を、オゾンと反応して色が変化する化学物質の変色量あるいは変色の濃淡を光学的あるいは電気的手法等でモニタリングして行う請求項１記載のオゾン殺菌方法。
【請求項４】
殺菌チャンバー内にオゾンを加圧して供給し、殺菌対象物を殺菌処理するオゾン殺菌装置において、殺菌チャンバー内にオゾンを加圧供給するオゾン発生器と、殺菌チャンバー内のオゾン分圧をモニタリングするオゾン分圧測定器と、オゾン分圧測定器から出力されるオゾン分圧と時間の積を演算し、その積が一定値となったときに殺菌を停止する制御回路とを備えたことを特徴とするオゾン殺菌装置。
【請求項５】
制御回路は、演算回路とタイマー回路とからなり、演算回路が、オゾン分圧測定器から出力されたオゾン分圧の電気信号を、タイマー回路から出力される時間で積分し、その積分値が一定値となったときに殺菌を停止する請求項４記載のオゾン殺菌装置。
【請求項６】
殺菌チャンバー内にオゾンを加圧して供給し、殺菌対象物を殺菌処理するオゾン殺菌装置において、殺菌チャンバー内にオゾンを加圧供給するオゾン発生器と、殺菌チャンバー内のオゾン分圧と時間の積の積分値を検知するオゾン分圧・時間値検出器と、そのオゾン分圧・時間値検出器からの積分値が入力され、積分値が所定に達したときに殺菌を停止する制御回路とを備えたことを特徴とするオゾン殺菌装置。
【請求項７】
殺菌チャンバーには、調湿機能が接続され、制御回路は、殺菌チャンバー内の相対湿度を、６０〜９８ＲＨに保つよう調湿機能を制御する請求項４〜６に記載のオゾン殺菌装置。
【請求項８】
殺菌チャンバーには、調温機能が接続され、制御回路は、殺菌チャンバー内の温度を常温〜５５℃に保つよう調温機能を制御する請求項４〜７のいずれかに記載のオゾン殺菌装置。
【請求項９】
殺菌チャンバーには、殺菌処理後のエアレーションで、オゾンを空気に置換する際に排気中のオゾンを分解するオゾン分解器が接続される請求項４〜８のいずれかに記載のオゾン殺菌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、殺菌チャンバー内の殺菌対象物の必要な殺菌処理時間を設定できるオゾン殺菌方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、オゾン殺菌は、基礎試験などにより、殺菌対象物を殺菌するに必要なオゾン濃度と殺菌処理時間を設定し、その設定したオゾン濃度となるようにオゾン発生器を制御している。
【０００３】
図２はオゾン発生器における温度変化に対するオゾン濃度の変化を示し、周囲温度が２０℃のときにオゾンガス濃度４４７ｐｐｍであったものが、３０℃では３４０ｐｐｍ、４０℃では２５９ｐｐｍまで低下してしまう。
【０００４】
従って、オゾン発生器の出力を一定範囲内に安定化させるためにオゾン発生器を冷却して一定の温度に保ち、さらに、設定したオゾン濃度となるように、オゾン発生器で発生するオゾン濃度をフィードバック制御するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−９６０８１号公報
【特許文献２】特開平１１−３４７１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、オゾン発生器の温度を一定制御するには装置のコストアップの要因となり、また使用現場でのオゾン発生器の日常管理も必要となる。さらに、オゾン濃度が一定に制御できない場合には、殺菌に必要な濃度下限値以上にあらかじめオゾン発生器を設定する方法もあるが、必要以上の殺菌処理となり、オゾン殺菌対象物である材料にダメージを与えてしまう問題がある。
【０００７】
また、オゾンは、大気圧下で１０，０００ｐｐｍのオゾンガスを２気圧にすると、単位容積中のオゾン分圧は２倍となり、大気圧換算で２０，０００ｐｐｍ相当になるが、加圧して供給した場合には、処理時間が短くできるものの適正な処理時間を求めることが困難である。また逆に減圧下で供給した場合にも適正な処理時間を求めることが困難である。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、オゾン濃度や圧力が変化しても適切な処理時間を設定できるオゾン殺菌方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、殺菌チャンバー内にオゾンを加圧して供給し、殺菌対象物を殺菌処理する際に、オゾン処理をオゾン分圧と時間の積が一定になるように制御することを特徴とするオゾン殺菌方法である。
【００１０】
請求項２の発明は、殺菌チャンバー内にオゾンを加圧して供給し、殺菌対象物を殺菌処理する際に、殺菌チャンバー内の圧力とオゾン濃度からオゾン分圧を求めると共に、そのオゾン分圧を時間毎に積分し、その積分値が一定に達したときに殺菌を停止することを特徴とするオゾン殺菌方法である。
【００１１】
請求項３の発明は、オゾン分圧と時間の積の検知を、オゾンと反応して色が変化する化学物質の変色量あるいは変色の濃淡を光学的あるいは電気的手法等でモニタリングして行う請求項１記載のオゾン殺菌方法である。
【００１２】
請求項４の発明は、殺菌チャンバー内にオゾンを加圧して供給し、殺菌対象物を殺菌処理するオゾン殺菌装置において、殺菌チャンバー内にオゾンを加圧供給するオゾン発生器と、殺菌チャンバー内のオゾン分圧をモニタリングするオゾン分圧測定器と、オゾン分圧測定器から出力されるオゾン分圧と時間の積を演算し、その積が一定値となったときに殺菌を停止する制御回路とを備えたことを特徴とするオゾン殺菌装置である。
【００１３】
請求項５の発明は、制御回路は、演算回路とタイマー回路とからなり、演算回路が、オゾン分圧測定器から出力されたオゾン分圧の電気信号を、タイマー回路から出力される時間で積分し、その積分値が一定値となったときに殺菌を停止する請求項４記載のオゾン殺菌装置である。
【００１４】
請求項６の発明は、殺菌チャンバー内にオゾンを加圧して供給し、殺菌対象物を殺菌処理するオゾン殺菌装置において、殺菌チャンバー内にオゾンを加圧供給するオゾン発生器と、殺菌チャンバー内のオゾン分圧と時間の積の積分値を検知するオゾン分圧・時間値検出器と、そのオゾン分圧・時間値検出器からの積分値が入力され、積分値が所定に達したときに殺菌を停止する制御回路とを備えたことを特徴とするオゾン殺菌装置である。
【００１５】
請求項７の発明は、殺菌チャンバーには、調湿機能が接続され、制御回路は、殺菌チャンバー内の相対湿度を、６０〜９８ＲＨに保つよう調湿機能を制御する請求項４〜６に記載のオゾン殺菌装置である。
【００１６】
請求項８の発明は、殺菌チャンバーには、調温機能が接続され、制御回路は、殺菌チャンバー内の温度を常温〜５５℃に保つよう調温機能を制御する請求項４〜７のいずれかに記載のオゾン殺菌装置である。
【００１７】
請求項９の発明は、殺菌チャンバーには、殺菌処理後のエアレーションで、オゾンを空気に置換する際に排気中のオゾンを分解するオゾン分解器が接続される請求項４〜８のいずれかに記載のオゾン殺菌装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、オゾン殺菌処理を、オゾン分圧と時間の積が一定になるように制御することで、常に同じ殺菌効果が得られるという優れた効果を発揮するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２０】
図１において、１０は、殺菌対象物が収容される殺菌チャンバーで、その殺菌チャンバー１０にオゾン発生器１１が、加圧ポンプ２０を介して接続される。オゾン発生器１１は、酸素製造装置とその酸素製造装置で製造された酸素を導入してオゾン化するオゾナイザーからなり、殺菌チャンバー１０に数千ｐｐｍから数万ｐｐｍのオゾンを供給できるようになっている。
【００２１】
殺菌チャンバー１０内に供給されたオゾンは、真空ポンプ１２で吸引排気され、オゾン分解器１３でオゾンが分解されて排気されるようになっている。
【００２２】
殺菌チャンバー１０には、チャンバー内の湿度を調整する、加湿器などの調湿機能１５が接続され、また殺菌チャンバー１０内を常温〜５５℃に保つためのヒータなどの調温機能１４が接続される。
【００２３】
この殺菌チャンバー１０内で、殺菌対象物のオゾン殺菌を行うにあたり、プレコンディッショニングとして、殺菌チャンバー１０内を、調温機能１４で予熱する。
【００２４】
その後、真空ポンプ１２で殺菌チャンバー１０内を吸引し、調湿機能１５、相対湿度６０〜９８ＲＨの範囲のいずれかに保ち、また温度は、調温機能１４で、常温〜５５℃に保つようにする。同時にオゾン発生器１１からオゾンを所定分圧になるまで加圧して供給し、所定のＰＯ3 ・Ｔ値になるまで殺菌処理を行い、殺菌後は、オゾン発生器１１のオゾナイザを停止して、空気供給ライン（図示せず）から空気を、殺菌チャンバー１０内に供給し、これを真空ポンプ１２で吸引排気することで殺菌チャンバー１０内をエアレーションし、殺菌チャンバー１０内のオゾンが総て空気に置換されて終了する。
【００２５】
さて、本発明においては、殺菌チャンバー１０にオゾン分圧測定器１６が設けられ、そのオゾン分圧測定器１６で、チャンバ内圧力とオゾン濃度を検出することでオゾン分圧（ＰＯ3 ）が検出され、その検出値が、電気信号として制御回路１７に入力され、その制御回路１７で、オゾン分子数・時間の積（ＰＯ3 ・Ｔ値）が一定となるように制御するようにしたものである。
【００２６】
制御回路１７は、演算回路１８とタイマー回路１９からなり、演算回路１８が、オゾン分圧測定器１６から出力されたオゾン分圧（ＰＯ3 ）の電気信号を、タイマー回路１９から出力される時間（Ｔ）で積分して積分値（ＰＯ3 ・Ｔ）を演算し、その値が予め殺菌対象物毎に定めた値になったとき、殺菌工程を停止して、上述したエアレーションを行うようになっている。
【００２７】
通常、オゾンによる殺菌効果は、オゾン濃度や圧力が変化してもオゾン分圧（ＰＯ3 ）と時間（Ｔ）の積が一定であれば同じ殺菌効果が得られる。言い換えれば、殺菌対象物の殺菌効果は、ＰＯ3 ・Ｔ値依存性があり、オゾン濃度や圧力が変化してもＰＯ3 ・Ｔ値を一定にすれば同じ殺菌効果が得られる。
【００２８】
殺菌効果は、対象とする菌によってオゾンによる抵抗性は異なるため、ＰＯ3 ・Ｔ値における各々の菌の殺菌特性から殺菌性能を実験で求めて設定しておき、殺菌対象物に付着している菌種の内で、最もＰＯ3 ・Ｔ値の高い菌種でＰＯ3 ・Ｔ値を設定すれば、最適な殺菌制御が行える。
【００２９】
この場合、殺菌チャンバー１０内の温湿度環境を、調温機能１４と調湿機能１５で一定にすると、ＰＯ3 ・Ｔ値による制御をより確実にすることができる。すなわち、湿度が高いと、オゾンがＯＨラジカルとなり、より殺菌機能が向上し、低いと機能が低下するため、実験値で求めたＰＯ3 ・Ｔ値での相対湿度となるように調湿機能１５で殺菌チャンバー１０内の相対湿度を制御し、また、殺菌効果は温度依存性があるため、実験値で求めたＰＯ3 ・Ｔ値での温度条件となるように調温機能１４で温度制御を行うことで、よりＰＯ3 ・Ｔ値に基づいた殺菌制御が行える。
【００３０】
以上より、オゾン発生器１１から加圧ポンプ２０を介して供給されるオゾンの濃度や圧力は一定にする必要がなく、オゾン濃度を安定させるための水冷機能やオゾン濃度や圧力のフィードバック制御機能が不要となり、オゾン発生器１１のコスト低減を図れる。
【００３１】
また、殺菌に必要な最小限のオゾン接触に制御できるため、殺菌対象物に与えるダメージを最小限にでき、かつ、確実に殺菌処理でき、オゾン殺菌に過不足ない処理が行える。
【００３２】
ＰＯ3 ・Ｔ値の殺菌特性は、ＰＯ3 ・Ｔ値が大きくなるほど殺菌レベルが高くなる。例えば処理対象の初菌数が多い時には、単位時間あたりのＰＯ3 ・Ｔ値を高く設定し、少ないときには低く設定するようにすることで、任意に殺菌レベルを設定できる。また、同じ殺菌レベルに設定するときにＰＯ3 ・Ｔ値を一定にしたままオゾン濃度や圧力を上げることで短時間の殺菌処理が可能となる。
【００３３】
オゾンによる殺菌のし易さ、し難さは、微生物によって異なり、殺菌のＰＯ3 ・Ｔ値特性は各微生物により特有なものである。殺菌対象の微生物管理を頻繁に実施している医薬製品工場や医療用具製造工場では対象とする菌が特定できるため、特定菌のＰＯ3 ・Ｔ値特性から必要最低限の殺菌条件を設定でき、材料のダメージがより軽減できる。
【００３４】
一方、病院等、菌の特定が困難な場合には、オゾンで最も殺菌し難い微生物（耐熱性枯草菌芽胞）のＰＯ3 ・Ｔ値特性で殺菌条件を設定することにより、殺菌レベルを確保することができる。
【００３５】
上述の実施の形態では、殺菌チャンバー１０内のオゾンをオゾン分圧測定器１６で検出し、そのオゾン分圧測定器１６で検出したオゾン分圧を制御回路１７が時間で積分してＰＯ3 ・Ｔ値を求める例で説明したが、オゾン分子数と時間の積に相当する物理量を、例えばオゾンと反応して色が変化する化学物質を利用した変色度を、制御回路１７が光学的あるいは電気的方法等で検知して制御するように構成してもよい。
【００３６】
また、殺菌対象物をオゾン殺菌する例で説明しているが、オゾンガス処理で脱臭、酸化処理も本発明のオゾン殺菌に含まれるものである。
【００３７】
さらに、オゾンを加圧して殺菌チャンバー１０に供給する形態で説明したが殺菌チャンバー１０内を減圧雰囲気に保ち、その殺菌チャンバー１０内のオゾン分圧を測定してＰＯ3 ・Ｔ値を求めて殺菌処理するようにしてもよい。
【００３８】
図２は、本発明の他の実施の形態を示したものである。
【００３９】
図１の実施の形態においては、殺菌チャンバー１０内のオゾンガス濃度を検出し、これを時間ごとに積分してＰＯ3 ・Ｔ値を求める例で説明したが、本実施の形態では、殺菌チャンバー１０にオゾンＰＯ3 ・Ｔ値検出器１６ａを設け、そのオゾンＰＯ3 ・Ｔ値検出器１６ａで単位時間あたりのＰＯ3 ・Ｔ値を検出し、これを制御回路１７に出力することで、制御回路１７は、ＰＯ3 ・Ｔ値が所定の値に達したときに殺菌を停止するようにしたものである。
【００４０】
図１の形態では、オゾン濃度を単位時間ごとに積分してＰＯ3 ・Ｔ値をもとめているのに対し、本形態では、ＰＯ3 ・Ｔ値検出器１６ａが、一定のＰＯ3 ・Ｔ値となったときに制御回路１７に出力するため、回路構成を簡単にすることができる。
【００４１】
図３は、図１の実施の形態の変形例を示したもので、オゾン発生器１１から加圧ポンプ２０で加圧されたオゾンにネブライザ２１にて水を噴霧し、オゾンを加湿して殺菌チャンバー１０に供給するようにしたものである。このネブライザ２１はオゾン発生器１１からのオゾンにミスト状に水を噴霧してオゾンを加湿するもので、また噴霧する水は殺菌チャンバー１０の設定温度と同一となるようにしておくことで、加湿したオゾン導入後の温度調整を短縮できる。
【００４２】
本形態では、殺菌チャンバー１０を真空にした後、ネブライザ２１で湿潤オゾンガスを供給することで、殺菌チャンバー１０内の湿度を所定の湿度までにする時間を短縮することができる。
【００４３】
本実施の形態では、殺菌対象物をオゾンで殺菌する例で説明したが、殺菌対象物として、有機物の分解や廃水中の微生物分解にも適用できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施の形態を示す図である。
【図２】本発明の他の実施の形態を示す図である。
【図３】図１の変形例を示す図である。
【図４】オゾン発生器において、温度変化に対するオゾン濃度変化を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  殺菌チャンバー
１１  オゾン発生器
１２  真空ポンプ
１３  オゾン分解器
１６  オゾン濃度測定器
１７  制御回路
２０  加圧ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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