浸漬発芽工程排液に含まれる一般生菌, 酵母, カビの薄層光触媒による不活性化 Inactivation of Aerobic Bacteria, Yeast, and Mold Contained in Solution Discharged from Soaking Germination Process by a Laminated Photocatalyst

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著者

    • 菅原 靖 SUGAWARA Yasushi
    • 秋田県産業技術総合研究センター工業技術センター 工業技術開発グループ Industrial Technology Development Group, Akita Prefectural Research and Development Center
    • 菅原 勝康 SUGAWARA Katsuyasu
    • 秋田大学工学資源学部 環境物質工学科 Department of Materials-process Engineering and Applied Chemistry for Environments, Faculty of Engineering and Resource Science, Akita University
    • 菅原 拓男 SUGAWARA Takuo
    • 秋田大学工学資源学部 環境物質工学科 Department of Materials-process Engineering and Applied Chemistry for Environments, Faculty of Engineering and Resource Science, Akita University

抄録

発芽玄米製造における浸漬発芽工程で発生する排液中に含まれる一般生菌,酵母,カビの不活性化技術の確立を目的として,ステンレス板に市販光触媒コーティング剤を塗布乾燥して作製した薄層光触媒反応器を用いて,これら菌類の不活性化特性について検討した.また,秋田県産珪藻土を用いたろ過による分離と光触媒反応を組み合わせることによる効果を検討した.<br>試作薄層光触媒は,ブラックライトランプの照射により浸漬発芽排液中に含まれる一般生菌,酵母,カビを不活性化した.菌類の不活性化速度は,ブラックライトランプ光触媒間距離<i>r</i><sub>2</sub>および溶液層厚さ<i>l</i>の影響を受け,<i>r</i><sub>2</sub>一定の場合,薄層域ながら<i>l</i>が3×10<sup>−3</sup> m以上の値をとると不活性化速度が遅くなる傾向がみられた.珪藻土を用いて試料溶液を吸引ろ過した結果,一般生菌は約90%,酵母およびカビは100%除去された.珪藻土ろ過と光触媒分解技術の組み合わせにより一般生菌は効率よく不活性化できることが明らかになった.<br>薄層光触媒による菌類の不活性化速度を定式化するために,まず,一般生菌に対し,半径光モデルにより推定した触媒表面照射光強度<i>I</i>をもとに1ヒット性多重標的モデルを適用した結果,溶液層厚さ<i>l</i>がごく薄い範囲では本モデルが適用可能であるが,溶液層が厚くなると適用できないことがわかった.一方,光触媒表面で生成する活性化学種の影響を有効照射光強度<i>I</i><sub>eff</sub>として導入することにより,ろ過の有無および異なる<i>r</i><sub>2</sub>および<i>l</i>の下で得た一般生菌の不活性化実験値を,単一の標的数<i>m</i>および不活性化係数ηを用いた標的モデルでほぼ良く表現できた.<i>I</i><sub>eff</sub>/<i>I</i>は溶液厚さ<i>l</i>が大きくなるにつれて小さくなり,ろ過の有無にかかわらずほぼ等しい値を示した.一般生菌(ろ過無)で得た<i>I</i><sub>eff</sub>を酵母,カビの実験結果に適用した結果,両菌類についても標的数,不活性化係数の値は共に一般生菌の値とほぼ同一であった.

In order to establish an efficient inactivation process of aerobic bacteria, yeast, and mold contained in a solution discharged from a soaking germination process in producing germination brown rice, the germs were inactivated in a photocatalytic reactor where a laminated catalyst was prepared by coating and drying emulsion of commercial photocatalyst on a stainless steel plate. A combination process of filtering with the diatomaceous earth produced in Akita Prefecture and photocatalytic reaction was also evaluated for the effective inactivation of the germs.<br>A prototype of laminated photocatalyst with blacklight lamps was effective for inactivation of aerobic bacteria, yeast, and mold contained in a solution discharged from a soaking germination process. Inactivation rates of the germs were affected by distance between blacklight lamp and photocatalyst surface (<i>r</i><sub>2</sub>) and thickness of solution layer (<i>l</i>); their rates tended to be lower as <i>l</i> became larger than 3×10<sup>−3</sup> m even under the thin layer zone. By applying suction filter with the diatomaceous aid to sample solution, <i>ca.</i> 90% of aerobic bacteria and 100% of yeast and mold were removed. A combination of diatomaceous filter and photocatalysis proved to be efficient for inactivation of aerobic bacteria.<br>To kinetically formulate the rate of inactivation for germs by a laminated photocatalyst, a single-hit with multitarget model with the light intensity on the photocatalyst surface <i>I</i>, estimated by the radial light model, was applicable only under thin liquid-layer conditions, while introduction of the effective light intensity <i>I</i><sub>eff</sub> proved to represent observed results well by adopting a single set of target number m and inactivation efficiency η for the inactivation of aerobic bacteria under various values of <i>r</i><sub>2</sub> and <i>l</i> irrespective of filtering or unfiltering of sample solution. The value of <i>I</i><sub>eff</sub>/<i>I</i> became smaller as <i>l</i> got bigger, and it was nearly identical irrespective of filtering or unfiltering of sample solution. The values of <i>I</i><sub>eff</sub> obtained for the aerobic bacteria also gave good relationship to the observed results for yeast and mold; the values of target number and inactivation efficiency were almost the same as the ones for aerobic bacteria.

収録刊行物

  • 化学工学論文集  

    化学工学論文集 34(3), 358-366, 2008-05-20 

    The Society of Chemical Engineers, Japan

参考文献:  20件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10021110918
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00037234
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    0386216X
  • NDL 記事登録ID
    9520702
  • NDL 雑誌分類
    ZP5(科学技術--化学・化学工業--化学工学)
  • NDL 請求記号
    Z17-725
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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