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UV殺菌

UV殺菌とは

紫外線殺菌には254nm(ナノ・メートル)の波長を出す「低圧水銀UVランプ」が主に使用されます。

 

UV殺菌装置

 

 

 

 

UV殺菌の技術

1. 紫外線とは -紫外線殺菌で使用する、紫外線の種類-

紫外線は可視光(約380nm紫色~780nm赤色)より波長が短く、目に見えません。

そのため紫外線ランプの光は「『青白く見える可視光』と『紫外線』が混ざったもの」ということになります。

紫外線は、その波長の長さ(単位:nm=ナノ・メートル / ナノ=10億分の1を表す)により,
UV-A(400nm~315nm)
UV-B(315nm~280nm)
UV-C(280nm~ 10nm)  と、一般的には分類されます。

UVを技術利用する場合、紫外線ランプごとに発生する紫外線波長が違い、また、それぞれの紫外線波長によって用途が分かれます。

紫外線殺菌には254nm(ナノ・メートル)の波長を出す「低圧水銀UVランプ」が主に使用されます。

2.紫外線殺菌の歴史と現在

紫外線の殺菌作用は1901年には確認されており、1936年には紫外線殺菌ランプをGE社が開発しました。

日本では1950年代に厚生省が理髪店で紫外線消毒器の設備を義務づけたのをきっかけに一般に知れ渡りました。

ただ当時は殺菌線の出力が弱く、殺菌に照射時間が長く必要だったため、普及は限られていましたが、現在では高性能な紫外線殺菌ランプが出現し、紫外線による殺菌は食品・医療他、様々な分野で利用されています。

「お餅のフィルム包装」の殺菌で、東北大学が紫外線殺菌の研究を実用化したことで、紫外線殺菌は急速に食品の殺菌方法として広まりました。今では明太子から医療品の殺菌まで、安全でクリーンな殺菌方法として紫外線殺菌は幅広い分野で利用されています。

また最近は、薬品等による薬害や環境汚染が問題となっていることや、微生物検査技術の進歩により厚生省が紫外線殺菌の有効性を公認するジャンルを拡大させたこともあり、紫外線による残留物や環境ダメージのないクリーン殺菌が注目されています。

3.紫外線殺菌の原理

紫外線による殺菌の原理は、水中でも空気中でも基本は変わりません。

対象を「ウイルスと細菌」に分けると、細菌は細胞を持ち、ウイルスは細胞を持ちません。細菌は細胞分裂で増殖し、ウイルスは感染した相手の「情報」を自分の情報に書き換えます。

紫外線による殺菌は、それら対象菌のDNAの持つ情報を分解することによって行われるため、薬品のような残留物や、耐性菌の発生、菌の死骸による製品の変質などのリスクがありません。

紫外線殺菌に必要な紫外線の量(紫外線の量x秒数の積)は、菌ごとに一覧表化されています。そのため紫外線ランプからの紫外線量をもとに照射秒数を割り出して、合理的に紫外線殺菌は行えます。

<参考:99.9%殺菌に必要な紫外線量(μw・sec/c㎡)>

単位となる「μw・sec/c㎡」の計算方法は、紫外線照射強度(μw/c㎡)X紫外線照射秒数(SEC)です。

<グラム菌>

変形菌 3,780
赤痢菌(志賀菌) 4,260
赤痢菌(駒込 BⅢ ) 4,320
チフス菌 4,440
大腸菌 5,400
レジオネラ菌(90%) 1,000
枯草菌 21,600
枯草菌(芽胞) 33,200
白色ブドウ球菌 9,060
黄色ブドウ球菌 9,300

<ビールス(ウィルス)>

タバコモザイクウイルス 440,000
インフルエンザウイルス 3,400

<カビ類>

黒色胞子(全食品) 396,000
緑色胞子(チーズ) 39,000
黄緑色胞子(乾物) 180,000
青緑色胞子(穀物) 132,000
白色胞子(乳製品) 15,000
灰色胞子(肉) 51,000
黒色胞子(果物・野菜) 333,000

出典(社)照明学会誌:第36巻 第3号
論文:『殺菌灯による水の消毒』河端俊治、原田常雄
金子光子:講座・消毒(28)

4.紫外線殺菌の長所と短所

長 所

  1. 菌に耐抗性を作らない
  2. 対象物にほとんど変化を与えない
  3. 管理が容易で、自動運転に適する
  4. 処理時間が短い
  5. 薬品のように残留するものがない

短 所

  1. 残留効果がない
  2. 対象が表面に限られる
  3. 光をさえぎるものがあると効果がない

5.紫外線殺菌の考え方

殺菌とは「菌を全滅させること」のように思い込みがちですが、実際の対策では、「菌を減らす方法」と「菌を増殖させない方法」の、2つの組み合わせと考えるほうが具体的です。

また「短期サイクルでの実施項目」と、「長期の間に、菌数が抑制されればよい項目」がありますが、紫外線は「滅菌・抑制 / 長期・短期」いずれの対策にも利用できます。

6.紫外線殺菌の対象:「一般菌」・「大腸菌」・「特定菌」

紫外線殺菌の対象に「一般菌」があり、簡単に言うと「そこに居る菌」と定義されます。

従って一般菌の種類は場所によって異なります。

紫外線殺菌装置では、そのため「大腸菌を対象とした殺菌能力」と「一般菌を対象とした殺菌能力」の、2種類の性能目安を掲げることが多く、概して大腸菌対象能力の2倍の紫外線照射量が一般菌対象能力になっていますが、紫外線殺菌に必要な紫外線の量(紫外線量x秒数)は菌ごとに一覧表化されていますので、特に殺菌したい菌の殺菌に必要な紫外線量を紫外線ランプからの紫外線量に照射秒数を掛けて算出すれば合理的な殺菌ができます。

 

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