荏原実業株式会社荏原実業では、30年以上にわたり、オゾンの測定技術を...

荏原実業株式会社

２０１５年１０月８日食品開発展

荏原実業では、３０年以上にわたり、オゾンの測定技術を通じ、オゾンを利用した技術の開発に携わってまいりました。これまで蓄積したオゾンに関する技術と経験を生かし、オゾンモニタ、オゾン発生器、各種実験装置など、様々な製品とサービスをご提供し、オゾンに関する応用技術の開発にも積極的に取り組んでおります。今回は、オゾンを利用したアプリケーションの一環として、「オゾンガスを利用した衛生管理について」ご説明させていただきます。

はじめに１

EBARA JITSUGYO CO.LTD. MEASURING INSTRUMENT AND MEDICAL DIVISION

内容２

１．オゾン（Ｏ３）とは？

２．オゾンくん蒸の特長

３．オゾンの発生方式

・オゾン発生器の特性（無声放電／沿面放電）

・オゾン発生器の特性（紫外線ランプ）

４．各種微生物に対するオゾンガスによる除菌効果

５．オゾンくん蒸事例

６．まとめ


オゾン（Ｏ３）とは３

オゾン（Ｏ３）は、酸素原子３つからなる同素体で、容易に酸素原子を放出するため、自然界ではフッ素（Ｆ２）に次ぐ強い酸化力を持っています。

この強い酸化力を利用して、｢水処理｣、｢殺菌（除菌）｣「脱臭」などに利用されています。


オゾンくん蒸の特長４

１．オゾンは自然分解により酸素に戻るため、他の薬剤のような残留性がない。２．空気や酸素から、オゾン発生器により容易に生成可能。３．部屋の隅々に拡散し、強い酸化力で除菌が可能。４. 脱臭効果が期待できる。５．薬剤耐性菌を作らないとされています。


オゾン発生方式


オゾン発生方式５

発生方式放電方式紫外線方式電気分解方式

発生器沿面放電無声放電低圧水銀ランプ（１８５ｎｍ）

水電解セル

生成濃度低濃度高濃度低濃度高濃度

特徴大量に製造が可能

窒素酸化物を生成

装置・取扱いが容易

水分含有


６

オゾン発生器の特性（無声放電方式）

酸素オゾン放電空間

高電圧

金属導体

金属導体

誘電体（ガラス等）

無声放電式オゾン発生器は平行電極の一方（または両側）に誘電体層を設け、両電極間に高電圧を印加すると放電により生成された電子による作用でオゾンが生成されます。

比較的大量のオゾンを必要とする上下水処理、パルプ漂白等工業的用途が多くあります。

オゾン発生器(型式：OZSD-3000）


７

オゾン発生器の特性（沿面放電）

セラミック

高電圧

誘導電極

放電電極放電

板状のセラミック誘電体上に放電電極と誘導電極が一体焼成して形成されます。比較的小型のオゾン発生器に多く使用されています。


オゾン発生器の特性（例）（沿面放電）８

0

100

200

300

400

500

600

700

800

2 3 4 5

オゾン濃度

（ｐｐｍ）

流量（Ｌ／ｍｉｎ）

沿面放電オゾン発生器(原料ガスの影響）

酸素乾燥空気室内空気

原料ガス（酸素、空気）、温度、湿度等の影響を考慮する必要があります。

（26℃､50%RH）


オゾン発生器の特性（例）(ＵＶランプ）９

紫外線出力は内部の水銀蒸気圧によって変化するため、一定のオゾン発生量を維持するには、ランプの管面温度を考慮して使用する必要があります。


0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

0 10 20 30 40

オゾン濃度

（ｐｐｍ）

周囲温度（℃）

紫外線ランプの温度特性（10 L/min通気）

紫外線ランプには、アルゴンガスと少量の水銀が封入されており、電流が流れると、蒸気状態となった水銀から紫外線が発生します。

各種微生物に対するオゾンガスによる除菌効果


各種微生物に対するオゾンガスによる除菌効果１０

オゾンモニタ

オゾン発生器

Ｐ排ガス処理器

乾燥空気

オゾン接触槽＜実験フロ－＞

排ガス処理器

＜実験方法＞寒天培地上に菌液０.１ｍｌを滴下したものをオゾン処理する。オゾン濃度：１､５､１０､２０､１００､５００､１０００ｐｐｍで、それぞれ１時間処理。処理後のサンプルに栄養培地を積層して一定時間培養し、生菌数を求めました。


各種微生物に対するオゾンガスによる除菌効果１１

菌株初菌数オゾン濃度（ｐｐｍ）

１０００５００１００２０１０５１

E. coli (大腸菌） 1 x 106 －－－００９７２

S. aureus （N20：黄色ブドウ球菌 MRSA)

5 x 105 －－－００７５７

S. aureus (RN2677：黄色ブドウ球菌)

5 x 105 －－－００１３４５

S. pyogenes (化膿レンサ球菌）

3 x 105 －－－００００

B. subtilis spore (枯草菌芽胞）

1 x 105 ０

０８９－－－－

A.niger(黒カビ） 1 x 105 ０７６９－－－－

寒天培地上に対象微生物を固定した実験において、一般的な栄養型細菌の除菌（105）にはＣＴ値：６００、芽胞菌で３００００程度が必要。（ＣＴ値：オゾン濃度（ｐｐｍ） × 処理時間（ｍｉｎ））


枯草菌芽胞に対するオゾンガスの除菌効果１２

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 1 2 3

生存率

(対数）

処理時間（ｈｒ）ＲＨ：70% ＲＨ：80% ＲＨ：90% ＲＨ：95%

乾燥状態にある対象物にはＣＴ値以外に湿度も重要！


オゾンくん蒸事例


オゾンくん蒸事例（社内評価試験）１３

荏原実業株式会社内（容積：４０ｍ3）の部屋で評価試験を実施しました。

・オゾン発生機を部屋の入口付近に設置。・オゾン濃度測定は、装置吹き出口、及び部屋の奥側の２か所で測定。・シャ－レサンプル寒天培地及び標準寒天培地に下記２菌種の菌液を0.1ml塗抹。寒天培地は処理後、標準寒天培地を重層して４８時間培養後の生菌数を測定。＜供試菌＞１．大腸菌（E.coli：NBRC 3972) 初菌数：1.8×10６ cfu/dish ２．黄色ブドウ球菌（S.aureus：NBRC 12732）初菌数：3.6×10６ cfu/dish

菌液 0.1mlを塗抹


オゾンくん蒸事例（社内評価試験）１４

オゾン発生器

シャーレ処理位置

出入口

オゾン濃度測定位置温度・湿度測定位置

容積：４０.３ｍ3

テーブル

オゾン濃度測定

加湿器


オゾンくん蒸事例（社内評価試験）１５

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

0 50 100 150 200 250 300 350 400

オゾン濃度

（ｐｐｍ）

処理時間（ｍｉｎ）

オゾン濃度の推移 (ＣＴ値：６１０)

部屋濃度吹き出し口

発生濃度：2.2～2.3ppm


１６

大腸菌（E.coli）

未処理（コントロール）

寒天培地

標準寒天培地

有機物の共存で殺菌効率に差異が生じる（ＣＴ値：約６１０ｐｐｍ･ｍｉｎ）

オゾンくん蒸事例（社内評価試験）


オゾンくん蒸事例（社内評価試験）１７

黄色ブドウ球菌（Ｓ．ａｕｒｅｕｓ）

未処理（コントロール）

標準寒天培地

寒天培地

有機物の共存で殺菌効率に差異が生じる（ＣＴ値：約６１０ｐｐｍ･ｍｉｎ）

有機物の共存には注意が必要！ EBARA JITSUGYO CO.LTD. MEASURING INSTRUMENT AND MEDICAL DIVISION

食品工場でのオゾンガスくん蒸事例


１８


＜オゾンくん蒸対象室＞＜オゾンガスくん蒸装置＞

オゾン発生器（放電方式）

空気乾燥器 B

120L/min

10L/min

ｵｿﾞﾝ 130L/min エアコン

オゾン濃度計

オゾン濃度測定

記録計

目標濃度設定

空気

制御

ｵｿﾞﾝ放出

希釈

容積１７W×１１D×３H＝５６０ｍ3


オゾン濃度計

50 ppm

１９

0.000

0.020

0.040

0.060

0.080

0.100

0.120

0.140

10月4日 10月7日 10月10日 10月13日 10月16日 10月19日 10月22日

オゾン濃度

（ｐｐｍ）

オゾンくん蒸日時

食品加工工場における到達オゾン濃度の変化

オゾンくん蒸開始（10/6）

オゾン注入量が低いと、日ごとにオゾン濃度が上昇する。



部屋の壁面などオゾンに慣れが生じるまで、一定のオゾン曝露が必要。

５０ｐｐｍのオゾンくん蒸を１日３時間実施し、長期的に工場内の付着菌数を測定

２０


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

付着菌数（cfu／

ｃｍ

3）

食品加工工場内の付着菌数変化

一般生菌真菌

付着菌に対して徐々に効果

0.1～0.2ｐｐｍ程度の低濃度ｵｿﾞﾝであっても継続的な使用で一定の除菌効果が認められました。


２１

まとめ

オゾンガスは強い酸化力を持つことから、細菌をはじめとする微生物に対する除菌効果が期待できます。効果的にオゾンを利用するためには、下記に留意する必要があります。１．オゾン濃度は使用環境により大きく変動することがあるため、一定のＣＴ値を確保するためには、オゾン濃度の管理が重要。２．有機物などオゾンと反応性の高い物質の共存は除菌効果を低下させるので、できるだけ排除すること。（汚れなど有機物の管理が重要）３．加湿することでオゾンガスの除菌効果が促進される。４．除菌対象を明確にして条件設定を行うこと。これらを考慮することで、食品工場の衛生管理にオゾンガスを有効に利用していただけると考えます。



http://www.ejooo.com/

オゾンくん蒸装置

オゾンリ－クモニタ高精度オゾンモニタ

ラボ用オゾン発生器

荏原実業株式会社計測器・医療本部

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