JPH03237979A - 高電圧パルスによる殺菌方法 - Google Patents
高電圧パルスによる殺菌方法Info
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- JPH03237979A JPH03237979A JP2294727A JP29472790A JPH03237979A JP H03237979 A JPH03237979 A JP H03237979A JP 2294727 A JP2294727 A JP 2294727A JP 29472790 A JP29472790 A JP 29472790A JP H03237979 A JPH03237979 A JP H03237979A
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Landscapes
- Food Preservation Except Freezing, Refrigeration, And Drying (AREA)
- Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は高電圧パルスによる殺菌方法に関し、さらに詳
しくは、高電圧パルスにより液体中に含まれる微生物を
殺菌する方法に関する。
しくは、高電圧パルスにより液体中に含まれる微生物を
殺菌する方法に関する。
（従来の技術）
従来、溶液中に含まれる微生物、特に細菌類を死滅させ
る方法として加熱殺菌法、放射線殺菌法等が用い与れて
いる。しかし、加熱殺菌法は、例えばボツリヌス菌の様
な芽胞菌を死滅させるために通常では核間を含む被処理
液体を加圧下で１２１℃以上にするので、エネルギー消
費が大きく被処理物にも熱変性を与える可能性があった
。また、放射線による殺菌法は放射線の漏れに対する遮
蔽が必要になり、また食品においては安全性に不安が残
る等の問題があった。
る方法として加熱殺菌法、放射線殺菌法等が用い与れて
いる。しかし、加熱殺菌法は、例えばボツリヌス菌の様
な芽胞菌を死滅させるために通常では核間を含む被処理
液体を加圧下で１２１℃以上にするので、エネルギー消
費が大きく被処理物にも熱変性を与える可能性があった
。また、放射線による殺菌法は放射線の漏れに対する遮
蔽が必要になり、また食品においては安全性に不安が残
る等の問題があった。
このような問題を解決する殺菌方法として高電圧パルス
等を利用する殺菌方法が知られている。
等を利用する殺菌方法が知られている。
これらの方法によれば被処理物に熱変性を与えることも
なく簡易に液状物の殺菌が可能である。
なく簡易に液状物の殺菌が可能である。
例えば液体中に存在する微生物の殺菌方法として特開昭
６１−２３９８８０号公報に記載されたアルコール飲料
の殺菌方法が知られている。本方法は゛水中に１０〜，
７０ＫＶの高電圧を印加することにより高圧プラズマを
発生して微生物を死滅させるものである。また、該方法
と同様な方法が牛乳の殺菌方法にも応用されている（特
開昭６１−２３９９４６号公報）。
６１−２３９８８０号公報に記載されたアルコール飲料
の殺菌方法が知られている。本方法は゛水中に１０〜，
７０ＫＶの高電圧を印加することにより高圧プラズマを
発生して微生物を死滅させるものである。また、該方法
と同様な方法が牛乳の殺菌方法にも応用されている（特
開昭６１−２３９９４６号公報）。
また高電圧パルスを与えて水中の微生物を死滅させる方
法としては特開昭６３−８２６６６号公報記載の方法が
あり、さＳに特開昭５５−７１４３７号公報には高圧電
場により微生物を死滅させる方法が開示されている。
法としては特開昭６３−８２６６６号公報記載の方法が
あり、さＳに特開昭５５−７１４３７号公報には高圧電
場により微生物を死滅させる方法が開示されている。
しかし、上記のように液中に高電圧パルスを印加しても
微生物に対し充分な殺菌効果をあげることができなかっ
た。特に、芽胞菌に対してはほとんど殺菌することがで
きなかった。
微生物に対し充分な殺菌効果をあげることができなかっ
た。特に、芽胞菌に対してはほとんど殺菌することがで
きなかった。
（発明が解決しようとする課題）
従って、本発明は高電圧パルスを使用して微生物を有効
に殺菌する方法を提供することを目的とする。
に殺菌する方法を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段）
本発明者は上記の課題を解決すべく鋭意努力した結果、
被処理液体の表面に高電圧パルスを印加すると被処理液
体の液中に高電圧パルスを印加するよりも微生物の殺菌
効果が著しく向上するということを見い出し、更に驚く
べきことに上記液体中に高電圧パルスを印加したときに
：まほとんど死滅させることができなかった芽胞菌を有
効に殺菌することができることを見出し、本発明を完成
する１こ至った。すなわち本発明は、微生物を含む被処
理液体の表面ｊ二高電圧パルスを印加することを特徴と
する殺菌方法を提供するものである。
被処理液体の表面に高電圧パルスを印加すると被処理液
体の液中に高電圧パルスを印加するよりも微生物の殺菌
効果が著しく向上するということを見い出し、更に驚く
べきことに上記液体中に高電圧パルスを印加したときに
：まほとんど死滅させることができなかった芽胞菌を有
効に殺菌することができることを見出し、本発明を完成
する１こ至った。すなわち本発明は、微生物を含む被処
理液体の表面ｊ二高電圧パルスを印加することを特徴と
する殺菌方法を提供するものである。
本発明の方法で処理される被処理液体としては例えば上
水等の飲料水、食品や医薬品における用水、スープ等の
食品、医療機関や生物実験室から排出される排水等を例
示できる。これらの被処理液体の液温は特に制限されな
いが、通常５〜４０℃で高電圧パルス印加処理に付せば
よい。
水等の飲料水、食品や医薬品における用水、スープ等の
食品、医療機関や生物実験室から排出される排水等を例
示できる。これらの被処理液体の液温は特に制限されな
いが、通常５〜４０℃で高電圧パルス印加処理に付せば
よい。
本発明の殺菌方法の対象となる微生物は芽胞菌、大腸菌
等の細菌類、カビ、酵母等の真菌類を例示することがで
きる。これらの微生物１ｍ１．あたり１０７個以下、好
ましくは１０５個以下で含む被処理液体を殺菌処理の対
象とすることができる。
等の細菌類、カビ、酵母等の真菌類を例示することがで
きる。これらの微生物１ｍ１．あたり１０７個以下、好
ましくは１０５個以下で含む被処理液体を殺菌処理の対
象とすることができる。
高電圧パルスは被処理液体の印加中に常に一定条件で印
加する必要はなく、パルスの印加条件を種々に変化させ
ることも可能であるが、−船釣には以下に示す条件を満
足する一定条件の高電圧パルスを印加することが好まし
い。
加する必要はなく、パルスの印加条件を種々に変化させ
ることも可能であるが、−船釣には以下に示す条件を満
足する一定条件の高電圧パルスを印加することが好まし
い。
高電圧パルスのパルス電圧は、被処理液体表面において
空気中の放電が起こる条件であればいかなる電圧でもよ
い。電圧が高くなると殺菌効果も高くなる傾向があるが
、余りに高電圧のパルスを使用すると装置が大がかりで
経済的にも不利益になるので、例えば、電極と被処理液
体表面との距離が５ ｍｍ程度のときは５〜５０ＫＶ、
好ましくは２０ＫＶのパルス電圧を使用すればよい。
空気中の放電が起こる条件であればいかなる電圧でもよ
い。電圧が高くなると殺菌効果も高くなる傾向があるが
、余りに高電圧のパルスを使用すると装置が大がかりで
経済的にも不利益になるので、例えば、電極と被処理液
体表面との距離が５ ｍｍ程度のときは５〜５０ＫＶ、
好ましくは２０ＫＶのパルス電圧を使用すればよい。
印加すべき高電圧パルス波形の１例を第２図に示す。パ
ルス波形は図に示される方形波に限定されるものではな
く、尖頭波、正弦波等の種々のパルスを使用することが
できる。これらのパルス波。
ルス波形は図に示される方形波に限定されるものではな
く、尖頭波、正弦波等の種々のパルスを使用することが
できる。これらのパルス波。
形のうち方形波を使用することが好ましい。
高電圧パルスのパルス幅を第２図のパルス波形について
説明すると、パルス電圧が立ち上がるときにおける該パ
ルス電圧の最大値の半分の値ｖ１から、引き続いて最大
値を経て立ち下がるときにおける最大値の半分の値Ｖ２
までの時間Ｔとして定義される。パルス幅が大きくなる
と殺菌効果が高くなるが、パルス幅が必要以上に大きく
なると電気分解、過度の発熱等の不利益が生じるので、
パルス幅が０，０１〜１０００μＳ１好ましくはｌμＳ
の高電圧パルスを使用すればよい。
説明すると、パルス電圧が立ち上がるときにおける該パ
ルス電圧の最大値の半分の値ｖ１から、引き続いて最大
値を経て立ち下がるときにおける最大値の半分の値Ｖ２
までの時間Ｔとして定義される。パルス幅が大きくなる
と殺菌効果が高くなるが、パルス幅が必要以上に大きく
なると電気分解、過度の発熱等の不利益が生じるので、
パルス幅が０，０１〜１０００μＳ１好ましくはｌμＳ
の高電圧パルスを使用すればよい。
高電圧パルスの周波数を第２図のパルス波形について説
明すると、パルス電圧が立ち上がって最大値を与えてか
ら、再び立ち上がって最大値を与えるまでの周期が１秒
間に繰り返される回数として定義される。パルス周波数
が大きくなると殺菌効果は大きくなるが、余りに周波数
の大きいパルスを使用すると放電経路が定まらなくなり
放電が被処理液体の表面に充分に施されなくなるので、
パルス周波数が１０’ −１０’ Ｈｚ、好ましくは約
１０３程度の周波数の高電圧パルスを使用すればよい。
明すると、パルス電圧が立ち上がって最大値を与えてか
ら、再び立ち上がって最大値を与えるまでの周期が１秒
間に繰り返される回数として定義される。パルス周波数
が大きくなると殺菌効果は大きくなるが、余りに周波数
の大きいパルスを使用すると放電経路が定まらなくなり
放電が被処理液体の表面に充分に施されなくなるので、
パルス周波数が１０’ −１０’ Ｈｚ、好ましくは約
１０３程度の周波数の高電圧パルスを使用すればよい。
高電圧パルスを被処理液体に印加する電極としては、電
極の一部または全部が例えばタングステン、ステンレス
、白金、グラファイト等の導電性部材で製造された種々
の電極が使用でき、例えば針状、板状、球状、線状等の
形状の電極が使用できる。
極の一部または全部が例えばタングステン、ステンレス
、白金、グラファイト等の導電性部材で製造された種々
の電極が使用でき、例えば針状、板状、球状、線状等の
形状の電極が使用できる。
該電極は、被処理液体の液体表面からの空中放電距離が
３０［０１１１以内、好ましくは約５ｍｍとなる様に液
面上方に配置される。この際に電極の一部又は全部が被
処理液体に接触または浸漬されると芽胞菌に対する殺菌
効果が著しく減弱されるので、被処理液体表面に高電圧
パルスが印加される様に電極を適宜配置することが好ま
しい。
３０［０１１１以内、好ましくは約５ｍｍとなる様に液
面上方に配置される。この際に電極の一部又は全部が被
処理液体に接触または浸漬されると芽胞菌に対する殺菌
効果が著しく減弱されるので、被処理液体表面に高電圧
パルスが印加される様に電極を適宜配置することが好ま
しい。
高電圧パルスを印加する印加時間は、被処理液体に含ま
れる微生物の種類や量、高電圧パルスの印加条件、被処
理液体に含有される溶質の種類、被処理液体の温度等に
より異なるので、適宜決定されるべきである。
れる微生物の種類や量、高電圧パルスの印加条件、被処
理液体に含有される溶質の種類、被処理液体の温度等に
より異なるので、適宜決定されるべきである。
本発明の殺菌方法により処理した被処理液体を、さらに
加熱滅菌処理や公知の滅菌処理に付することもでき、特
に本発明の方法で殺菌した場合には１００℃よりも低い
温度条件で加熱滅菌処理に付することができるので極め
て有用である。
加熱滅菌処理や公知の滅菌処理に付することもでき、特
に本発明の方法で殺菌した場合には１００℃よりも低い
温度条件で加熱滅菌処理に付することができるので極め
て有用である。
（発明の効果）
本発明の方法により、液体中の微生物を確実かつ経済的
に殺菌することができ、被処理液体中に含有される成分
を破壊することなく安全に殺菌処理を施すことができる
ので有用である。つまり本発明の方法によれば、被処理
の液体の液中に高電圧パルスを印加する殺菌方法に比し
て、短時間の放電、すなわち少量の電気エネルギーで同
等の殺菌効果を得ることができる。更に、液中に高電圧
パルスを印加する殺菌方法によればほとんど死滅させる
ことができなかった芽胞菌を有効に殺菌することができ
る。
に殺菌することができ、被処理液体中に含有される成分
を破壊することなく安全に殺菌処理を施すことができる
ので有用である。つまり本発明の方法によれば、被処理
の液体の液中に高電圧パルスを印加する殺菌方法に比し
て、短時間の放電、すなわち少量の電気エネルギーで同
等の殺菌効果を得ることができる。更に、液中に高電圧
パルスを印加する殺菌方法によればほとんど死滅させる
ことができなかった芽胞菌を有効に殺菌することができ
る。
以下に本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが
、本発明はこれらの実施例に限定されることはない。
、本発明はこれらの実施例に限定されることはない。
（実施例）
実施例１
バチルスズブチリスＡＴＣＣ６６３３を標準寒天培地を
用いて３５℃で７日間培養し、培養した菌体のうち栄養
菌体を９０℃、２０分間の処理で死滅させた菌体を、脱
イオン水１００ｃｃに対して１０５個／ ｃｃとなる様
に懸濁して被処理液体を調製した。
用いて３５℃で７日間培養し、培養した菌体のうち栄養
菌体を９０℃、２０分間の処理で死滅させた菌体を、脱
イオン水１００ｃｃに対して１０５個／ ｃｃとなる様
に懸濁して被処理液体を調製した。
第１図に示す回路において、底部がステンレス製の被処
理液収容容器２に上記の被処理液１００ｃｃを充填し、
該液面から５ｍｍ離れた位置にステンレス製の針状電極
１を配置した。該電極１は電気回路４、抵抗８を経てパ
ルス正出力部５に接続されており、被処理液収容容器２
の底面は電気回路４を経てパルス負出力部６に接続され
、さらにパルス負出力部はアース７で接地されている。
理液収容容器２に上記の被処理液１００ｃｃを充填し、
該液面から５ｍｍ離れた位置にステンレス製の針状電極
１を配置した。該電極１は電気回路４、抵抗８を経てパ
ルス正出力部５に接続されており、被処理液収容容器２
の底面は電気回路４を経てパルス負出力部６に接続され
、さらにパルス負出力部はアース７で接地されている。
パルス印加条件をパルス電圧＋２０ＫＶ、出力極性：正
、パルス幅：１μｓ、周波数：１０００にとして該液面
に１５分間連続して第２図のパルス波形の高電圧パルス
を印加した。尚、本実施例においては抵抗８を使用せず
に実験を行った。
、パルス幅：１μｓ、周波数：１０００にとして該液面
に１５分間連続して第２図のパルス波形の高電圧パルス
を印加した。尚、本実施例においては抵抗８を使用せず
に実験を行った。
結果を第３図に示す。
実施例２
バチルスズブチリスＡＴＣＣ６６３３を標準寒天培地を
用いて３５℃で７日間培養し、培養した菌体のうち栄養
菌体を８０℃、２０分間の処理で死滅させた菌体を、脱
イオン水２０ｃｃに対して１０’個／ ｃｃとなる様に
懸濁して被処理液体を調製し、液面に３０分間高電圧パ
ルスを印加した以外は実施例１と同様に殺菌処理を行っ
た。尚、回路の抵抗値は１３．３２ ＫΩとした。
用いて３５℃で７日間培養し、培養した菌体のうち栄養
菌体を８０℃、２０分間の処理で死滅させた菌体を、脱
イオン水２０ｃｃに対して１０’個／ ｃｃとなる様に
懸濁して被処理液体を調製し、液面に３０分間高電圧パ
ルスを印加した以外は実施例１と同様に殺菌処理を行っ
た。尚、回路の抵抗値は１３．３２ ＫΩとした。
比較例１
ステンレス製の針状電極を被処理液体液面から液中に５
ｍｍ浸漬された位置に配置すること、及び該液中に４
０分間高電圧パルスを印加したこと以外は実施例２と同
様の方法で殺菌処理を行った。
ｍｍ浸漬された位置に配置すること、及び該液中に４
０分間高電圧パルスを印加したこと以外は実施例２と同
様の方法で殺菌処理を行った。
実施例２及び比較例２で得られた結果を第４図に示す。
実施例１及び２から本発明の方法により芽胞菌が有効に
殺菌されていることが明らかである。
殺菌されていることが明らかである。
実施例３
大腸菌ＡＴＣＣ１１７７５を標準寒天培地を用いて３５
℃で２日間培養し、得られた菌体を、脱イオン水２０ｃ
ｃに対して１０７個／ＣＣとなるように懸濁して被処理
液を作成した。
℃で２日間培養し、得られた菌体を、脱イオン水２０ｃ
ｃに対して１０７個／ＣＣとなるように懸濁して被処理
液を作成した。
第１図に示す回路にお５）で、底部がステンレス製の被
処理液収容容器２に上記の被処理液２０ｃｃを充填し、
該液面から５ｍ＋ｍｉ？Ｉれた位置にステンレス製の針
状電極１を配置した。該電極１は電気回路４を経てパル
ス正出力部５に接続されており、被処理液収容容器２の
底面は電気回路４を経てパルス負出力Ｂ６に接続され、
さらにパルス負出力部はアース７で設置されている。
処理液収容容器２に上記の被処理液２０ｃｃを充填し、
該液面から５ｍ＋ｍｉ？Ｉれた位置にステンレス製の針
状電極１を配置した。該電極１は電気回路４を経てパル
ス正出力部５に接続されており、被処理液収容容器２の
底面は電気回路４を経てパルス負出力Ｂ６に接続され、
さらにパルス負出力部はアース７で設置されている。
該液面に３０秒間にわたり連続的に第５図に示す波形の
高電圧パルスを印加した。該高電圧パルスの印加条件は
、パルス電圧：２０ＫＶ、出力極性：正、パルス幅：１
μｓ、周波数：１０００Ｈｚとした。
高電圧パルスを印加した。該高電圧パルスの印加条件は
、パルス電圧：２０ＫＶ、出力極性：正、パルス幅：１
μｓ、周波数：１０００Ｈｚとした。
実施例４
６０秒間にわたり連続的に高電圧パルスを印加する以外
は実施例３と同様の条件により殺菌処理を行った。
は実施例３と同様の条件により殺菌処理を行った。
比較例２
ステンレス製の針状電極１を被処理液液面から液中に５
肛浸入させた位置に配置すること、該液中に１０分間高
電圧パルスを印加すること以外は実施例３と同様の条件
で殺菌処理を行った。
肛浸入させた位置に配置すること、該液中に１０分間高
電圧パルスを印加すること以外は実施例３と同様の条件
で殺菌処理を行った。
比較例３
１５分間高電圧パルスを印加すること以外は比較例２と
同様の条件で殺菌処理を行った。
同様の条件で殺菌処理を行った。
実施例３及び４及び比較例２及び３で得られた結果を第
５図に示す。本発明の方法により大腸菌が有効に殺菌さ
れることが明らかである。
５図に示す。本発明の方法により大腸菌が有効に殺菌さ
れることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の方法を実施するための回路の１例を示
す図であり、第２図は本発明の方法を実施例するための
高電圧パルスの波形の１例を示す図であり、第３図及び
第４図はバチルスズブチリス菌に対して本発明の殺菌方
法を適用した場合の殺菌効果を示す図であり、第５図は
大腸菌に対して本発明の殺菌方法を適用した場合の殺菌
効果を示す図である。 第１図中、１− 電極、２ 被処理液収容容器、３
被処理液体、４ 電気回路、５ パルス正出力部
、６ パルス負出力部、７ アース、８・ 抵抗
を示す。 第３図
す図であり、第２図は本発明の方法を実施例するための
高電圧パルスの波形の１例を示す図であり、第３図及び
第４図はバチルスズブチリス菌に対して本発明の殺菌方
法を適用した場合の殺菌効果を示す図であり、第５図は
大腸菌に対して本発明の殺菌方法を適用した場合の殺菌
効果を示す図である。 第１図中、１− 電極、２ 被処理液収容容器、３
被処理液体、４ 電気回路、５ パルス正出力部
、６ パルス負出力部、７ アース、８・ 抵抗
を示す。 第３図
Claims (2)
- （１）微生物を含む被処理液体の表面に高電圧パルスを
印加することを特徴とする殺菌方法。 - （２）微生物が芽胞菌である請求項（１）記載の殺菌方
法。
Applications Claiming Priority (2)
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