(57)【要約】【課題】  微細気泡を含む洗浄液体による洗浄対象の洗浄において、洗浄対象を確実に洗浄し、洗浄の完了時点を特定することができる洗浄システムおよび洗浄方法を提供する。【解決手段】  洗浄システムは、液体に微細気泡を混入して洗浄液体を生成する洗浄液体生成部と、洗浄液体により洗浄対象の洗浄が行われる領域である洗浄領域または洗浄領域の下流に設けられ、洗浄液体の特性を計測する計測部とを備えている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体に微細気泡を混入して洗浄液体を生成する洗浄液体生成部と、
前記洗浄液体により洗浄対象の洗浄が行われる領域である洗浄領域または前記洗浄領域の下流に設けられ、前記洗浄液体の特性を計測する計測部と、
を備えることを特徴とする洗浄システム。
【請求項２】
前記計測部で計測された前記洗浄液体の特性の値を表示する表示部を備えることを特徴とする請求項１記載の洗浄システム。
【請求項３】
前記洗浄液体生成部により生成された前記洗浄液体を前記洗浄液体生成部に戻す循環部を備え、
前記洗浄液体生成部は、前記循環部により戻された前記洗浄液体に前記微細気泡を混入することを特徴とする請求項１または２記載の洗浄システム。
【請求項４】
前記微細気泡がウルトラファインバブルであることを特徴とする請求項１，２または３記載の洗浄システム。
【請求項５】
前記計測部は、前記洗浄液体中の気体の濃度を計測するものであることを特徴とする請求項１，２，３または４記載の洗浄システム。
【請求項６】
前記計測部は、前記洗浄液体中の粒子の数を計測するものであることを特徴とする請求項１，２，３または４記載の洗浄システム。
【請求項７】
前記計測部は、前記洗浄液体のＴＯＣを計測するものであることを特徴とする請求項１，２，３または４記載の洗浄システム。
【請求項８】
前記計測部は、前記洗浄液体のＰＨを計測するものであることを特徴とする請求項１，２，３または４記載の洗浄システム。
【請求項９】
液体に微細気泡が混入された洗浄液体が連続的または不連続的に供給される洗浄領域で洗浄対象を前記洗浄液体により洗浄しながら、前記洗浄領域または前記洗浄領域の下流において前記洗浄液体の特性を計測し、計測される前記洗浄液体の特性に基づいて洗浄の完了を判断することを特徴とする洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄システムおよび洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、微細気泡を混入した洗浄液体による洗浄が着目され、食品、医薬品、農業および漁業などの様々な分野において適用されている。
【０００３】
非特許文献１では、ウルトラファインバブル水を使用して野菜を洗浄し、洗浄後の野菜から細菌を抽出し、細菌を培地で増殖させてその数を計測することにより洗浄効果の確認が行われている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】榎本直之、小林秀彰、前田重雄、井田勝久、西原一寛、藤田俊弘、「ｕｌｔｒａｆｉｎｅＧＡＬＦにより作成したウルトラファインバブル水を用いた野菜の洗浄効果の向上」、日本混相流学会混相流シンポジウム２０１５講演論文集
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非特許文献１では、洗浄効果の検討は行われているものの、洗浄の完了時点を特定することは開示されていない。また、微細気泡を混入した洗浄液体を用いた洗浄に関するその他の従来の技術についても、洗浄の完了時点を特定することは開示されていない。そのため、従来の微細気泡を混入した洗浄液体を用いた洗浄では、洗浄対象の洗浄が不十分であるのに洗浄を終了する可能性があった。また、逆に、必要以上に洗浄を行うことにより、無駄な洗浄時間やコストが生じ、さらには洗浄対象が洗浄液体に長時間さらされることにより洗浄対象がダメージを受けるという問題点があった。
【０００６】
そこで、本発明は、微細気泡を含む洗浄液体による洗浄対象の洗浄において、洗浄対象を確実に洗浄し、洗浄の完了時点を特定することができる洗浄システムおよび洗浄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】
【０００７】
洗浄システムは、液体に微細気泡を混入して洗浄液体を生成する洗浄液体生成部と、洗浄液体により洗浄対象の洗浄が行われる領域である洗浄領域または洗浄領域の下流に設けられ、洗浄液体の特性を計測する計測部とを備えている。
【０００８】
また、洗浄システムは、計測部で計測された洗浄液体の特性の値を表示する表示部を備えるものであってもよい。
【０００９】
また、洗浄システムは、洗浄液体生成部により生成された洗浄液体を洗浄液体生成部に戻す循環部を備え、洗浄液体生成部は、循環部により戻された洗浄液体に微細気泡を混入するものであってもよい。
【００１０】
また、洗浄システムは、微細気泡がウルトラファインバブルであってもよい。
【００１１】
また、洗浄システムは、計測部が洗浄液体中の気体の濃度を計測するものであってもよい。
【００１２】
また、洗浄システムは、計測部が洗浄液体中の粒子の数を計測するものであってもよい。
【００１３】
また、洗浄システムは、計測部が洗浄液体のＴＯＣを計測するものであってもよい。
【００１４】
また、洗浄システムは、計測部が洗浄液体のＰＨを計測するものであってもよい。
【００１５】
洗浄方法は、液体に微細気泡が混入された洗浄液体が連続的または不連続的に供給される洗浄領域で洗浄対象を洗浄液体により洗浄しながら、洗浄領域または洗浄領域の下流において洗浄液体の特性を計測し、計測される洗浄液体の特性に基づいて洗浄の完了を判断する。
【発明の効果】
【００１６】
上記洗浄システムおよび洗浄方法は、微細気泡を含む洗浄液体による洗浄対象の洗浄において、洗浄領域または洗浄領域の下流で洗浄液体の特性を計測するので、洗浄対象を確実に洗浄し、洗浄の完了時点を正確に特定することができる。また、上記洗浄システムおよび洗浄方法は、洗浄対象を最短の時間で効率よく洗浄することができるので、洗浄対象が洗浄により受けるダメージを最小限に抑え、しかも洗浄液体を節約して、洗浄コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第一実施形態の洗浄システムを示すブロック図である。
【図２】計測部を示す模式図である。
【図３】第二実施形態の洗浄システムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、洗浄システムおよび洗浄方法の実施形態について説明する。洗浄システムは、洗浄対象９０を洗浄領域１００で洗浄液体により洗浄し、洗浄対象９０の汚物を除去するためのものである。以下の説明において、汚物とは、有機物、菌またはウイルスなどの洗浄対象９０から除去すべきもののことを意味する。
【００１９】
第一実施形態の洗浄システムは、図１に示すように、洗浄液体生成部１０と、洗浄液体貯留部２０と、循環部３０と、廃液貯留部４０と、計測部５０とを備えている。
【００２０】
洗浄液体生成部１０は、洗浄液体生成部１０に液体を供給する液体供給部１２と配管７０を介して接続している。また、洗浄液体生成部１０は、洗浄液体生成部１０に気体を供給する気体供給部１４と配管７０を介して接続している。洗浄液体生成部１０と液体供給部１２とをつなぐ配管７０および洗浄液体生成部１０と気体供給部１４とをつなぐ配管７０にはそれぞれバルブ１６が設けられている。バルブ１６を制御することにより、液体供給部１２から洗浄液体生成部１０に送られる液体の供給量および気体供給部１４から洗浄液体生成部１０に送られる気体の供給量が制御される。洗浄液体生成部１０は、液体供給部１２から供給される液体に、気体供給部１４から供給される気体を微細気泡化して混入して洗浄液体を生成する。
【００２１】
液体供給部１２から洗浄液体生成部１０に供給される液体としては、例えば、純水、水にＲＯ膜処理を施したＲＯ水もしくは水道水などの水または過酢酸などを用いることができる。洗浄対象９０が医薬品に関連するものであれば、液体としてＲＯ水を用いることが好ましい。洗浄対象９０が食品に関連するものであれば、液体として水道水を用いれば十分である。洗浄液体の殺菌能力を高めたい場合には、液体として過酢酸を用いることができる。
【００２２】
気体供給部１４から洗浄液体生成部１０に供給される気体としては、例えば、空気、オゾン、塩素、酸素、二酸化炭素もしくは窒素またはこれらを組み合わせたものを用いることができる。洗浄により主に洗浄対象９０の殺菌を行う場合には、気体として、オゾンや塩素を用いることが好ましい。洗浄により主に有機物を除去する場合には、気体として、空気、酸素、二酸化炭素または窒素を用いることが好ましい。
【００２３】
洗浄液体生成部１０は、微細気泡として、気泡の直径が１００μｍ以上のミリバブル、気泡の直径が１μｍ〜１００μｍのマイクロバブルまたは気泡の直径が数十ｎｍ〜１μｍであるウルトラファインバブルを液体に混入する。洗浄能力の観点からは、微細気泡はウルトラファインバブルが好ましい。
【００２４】
洗浄液体貯留部２０は、液体を貯留することが可能なものであり、配管７０により洗浄液体生成部１０と接続している。洗浄液体貯留部２０は、洗浄液体生成部１０で生成された洗浄液体を貯留する。
【００２５】
洗浄液体により洗浄される対象である洗浄対象９０および洗浄対象９０の洗浄が行われる領域である洗浄領域１００は、どのようなものであっても構わないが、本実施形態では、配管の内部の洗浄を想定し、洗浄対象９０を配管の内面とし、洗浄領域１００を配管の内部空間とする。
【００２６】
洗浄領域１００は、洗浄液体貯留部２０と配管７０により接続している。この配管７０の途中には分岐バルブ３２が備えられている。また、洗浄液体貯留部２０と分岐バルブ３２との間の配管７０には、洗浄液体を輸送するための輸送装置が備えられている。輸送装置としては、ポンプ８０などを用いることができる。
【００２７】
循環部３０は、洗浄液体生成部１０で生成した洗浄液体を再度洗浄液体生成部１０に戻すためのものである。本実施形態では、循環部３０は、分岐バルブ３２と、分岐バルブ３２と洗浄液体生成部１０とを接続する配管７０とにより構成されている。分岐バルブ３２を制御することにより、洗浄液体貯留部２０の洗浄液体の送り先を、洗浄液体生成部１０または洗浄領域１００に切り替えたり、両者への洗浄液体の供給を止めたりすることができる。
【００２８】
廃液貯留部４０は、液体を貯留することが可能なものであり、配管７０により洗浄領域１００と接続している。この配管７０の途中にはバルブ１８が備えられている。廃液貯留部４０は、洗浄領域１００から排出される洗浄液体を貯留する。バルブ１８は、廃液貯留部４０への洗浄液体の供給量を調整する。
【００２９】
計測部５０は、洗浄領域または洗浄領域の下流において、洗浄対象９０を洗浄した洗浄液体の特性を計測するものである。本実施形態では、計測部５０は、図２に示すように、計測部本体５２と、センサ５４と、表示部５６とを備えている。計測部５０は、洗浄領域１００と廃液貯留部４０との間の配管７０に備えられ、計測部本体５２に設けられたセンサ５４により、配管７０内の洗浄液体の特性、言い換えれば洗浄領域１００の下流の洗浄液体の特性を計測する。表示部５６は、センサ５４で計測された洗浄液体の特性の値を表示する。
【００３０】
計測部５０としては、例えば、洗浄液体中の気体の濃度を計測する濃度計、洗浄液体中の汚物の粒子の数を計測するパーティクルカウンタ、洗浄液体のＴＯＣ（Total Organic Carbon：全有機炭素）を計測するＴＯＣ計、洗浄液体のＰＨ（水素イオン濃度指数）を計測するＰＨ計を用いることができる。洗浄液体の微細気泡にオゾンが含まれる場合には、濃度計は紫外線吸収法を利用するものが好ましい。
【００３１】
洗浄システムは、洗浄液体生成部１０と洗浄領域１００の間において、言い換えれば、洗浄領域１００の上流において、洗浄液体の特性を計測する基準計測部６０を備えるものであってもよい。基準計測部６０は、洗浄対象９０を洗浄する前の洗浄液体の特性を計測するものであり、計測部５０と同じ洗浄液体の特性を計測するものである。本実施形態では、基準計測部６０は、洗浄液体貯留部２０に備えられており、計測部５０と同じものが用いられている。基準計測部６０を備えることにより、基準計測部６０で計測される洗浄対象９０を洗浄する前の洗浄液体（洗浄領域１００の上流の洗浄液体）の特性と、計測部５０で計測される洗浄対象９０を洗浄した洗浄液体（洗浄領域１００における洗浄液体または洗浄領域１００の下流の洗浄液体）の特性とを比較することができる。
【００３２】
なお、計測部５０は、洗浄領域１００に備えられ、洗浄領域１００における洗浄液体の特性を計測するものであってもよい。また、表示部５６は、計測部５０および基準計測部６０に接続されるモニタなどの表示装置などであってもよい。
【００３３】
上記各構成を繋ぐ配管７０は、洗浄液体が酸性である場合には、洗浄液体による配管７０の腐食を防ぐため、少なくとも洗浄液体にさらされる部分が合成樹脂等の耐酸性を有する素材で形成または被覆されていることが好ましい。
【００３４】
次に、上記洗浄システムを用いた洗浄方法について説明する。まず、洗浄液体生成部１０により液体に微細気泡を混入して洗浄液体を生成する。生成された洗浄液体は、洗浄液体貯留部２０に送られ、洗浄液体貯留部２０で一時的に貯留される。また、必要に応じて、分岐バルブ３２を制御して、洗浄液体貯留部２０の洗浄液体を循環部３０を介して洗浄液体生成部１０に送り、洗浄液体生成部１０において戻された洗浄液体にさらに微細気泡を混入する。このように洗浄液体生成部１０に洗浄液体を循環させ、洗浄液体にさらに微細気泡を混入する工程を繰り返すことにより、洗浄液体中の微細気泡の密度を高めて洗浄液体の洗浄能力を向上させることができる。
次いで、分岐バルブ３２を制御して、洗浄液体貯留部２０の洗浄液体を洗浄領域１００（配管の内部空間）に連続的または不連続的に送り、洗浄液体により洗浄対象９０（配管の内面）を洗浄する。洗浄領域１００に送られた洗浄液体は、バルブ１８を制御することにより配管７０を通って廃液貯留部４０に連続的または不連続的に送られる。洗浄対象９０の洗浄の際には、計測部５０により洗浄領域１００を通過した洗浄液体の特性を計測する。また、洗浄液体貯留部２０に基準計測部６０を備える場合には、基準計測部６０により洗浄液体貯留部２０の洗浄液体の特性を計測する。
【００３５】
次に、洗浄対象９０の洗浄の完了の判断について説明する。例えば洗浄対象９０および洗浄領域１００に汚物として細菌が存在する場合、洗浄液体で洗浄対象９０を洗浄すると、洗浄開始直後は、洗浄対象９０に汚物（細菌）が比較的に大量に存在するため、洗浄対象９０を洗浄した洗浄液体に含まれる気体の濃度は比較的に低い値となる。そして、洗浄対象９０の洗浄を続けると、洗浄領域１００に洗浄液体が供給され、洗浄領域１００から洗浄液体が排出されることにより洗浄対象９０の洗浄が進んで洗浄対象９０の汚物が減少するため、洗浄対象９０を洗浄した洗浄液体に含まれる気体の濃度は、上昇し、洗浄液体貯留部２０の洗浄液体に含まれる気体の濃度、言い換えれば洗浄対象９０を洗浄する前の洗浄液体に含まれる気体の濃度に近づいていき、洗浄対象９０の汚物がほぼ取り除かれれば、定常となって洗浄対象９０を洗浄する前の洗浄液体に含まれる気体の濃度に近い値となる。そこで、計測部５０が濃度計である場合には、計測部５０で計測される洗浄液体中の気体の濃度が上昇し、定常となった段階で洗浄が完了したものと判断し、洗浄を終了する。
【００３６】
また、例えば洗浄対象９０および洗浄領域１００に汚物として有機物が含まれる場合、洗浄液体で洗浄対象９０を洗浄すると、洗浄開始直後は、洗浄対象９０に汚物（有機物）が比較的に大量に存在するため、洗浄対象９０を洗浄した洗浄液体に含まれる汚物の粒子の数は比較的に多くなる。そして、洗浄対象９０の洗浄を続けると、洗浄領域１００に洗浄液体が供給され、洗浄領域１００から洗浄液体が排出されることにより洗浄対象９０の洗浄が進んで洗浄対象９０の汚物が減少するため、洗浄対象９０を洗浄した洗浄液体に含まれる汚物の粒子の数は、減少し、洗浄液体貯留部２０の洗浄液体に含まれる汚物の粒子の数、言い換えれば洗浄対象９０を洗浄する前の洗浄液体に含まれる汚物の粒子の数に近づいていき、洗浄対象９０の汚物がほぼ取り除かれれば、定常となって洗浄対象９０を洗浄する前の洗浄液体に含まれる汚物の粒子の数に近い値となる。そこで、計測部５０がパーティクルカウンタである場合には、計測部５０で計測される洗浄液体中の粒子の数が減少し、定常となった段階で洗浄が完了したものと判断し、洗浄を終了する。
【００３７】
また、洗浄液体で洗浄対象９０を洗浄すると、洗浄開始直後は、洗浄対象９０に汚物が大量に存在するため、洗浄対象９０を洗浄した洗浄液体のＴＯＣは比較的に高くなる。そして、洗浄対象９０の洗浄を続けると、洗浄領域１００に洗浄液体が供給され、洗浄領域１００の洗浄液体が排出されることにより洗浄対象９０の洗浄が進んで洗浄対象９０の汚物が減少するため、洗浄対象９０を洗浄した洗浄液体のＴＯＣは、低下し、洗浄液体貯留部２０の洗浄液体のＴＯＣ、言い換えれば洗浄対象９０を洗浄する前の洗浄液体のＴＯＣに近づいていき、洗浄対象９０の汚物がほぼ取り除かれれば、定常となり、洗浄対象９０を洗浄する前の洗浄液体のＴＯＣに近い値となる。そこで、計測部５０がＴＯＣ計である場合には、計測部５０で計測される洗浄液体のＴＯＣが減少し、定常となった段階で洗浄が完了したものと判断し、洗浄を終了する。
【００３８】
また、洗浄液体で洗浄対象９０を洗浄すると、洗浄対象９０を洗浄した洗浄液体のＰＨは、変化した後、洗浄対象９０の汚物がほぼ取り除かれれば、定常となり、洗浄対象９０を洗浄する前の洗浄液体のＰＨに近い値となる。そこで、計測部５０がＰＨ計である場合には、計測部５０で計測されるＰＨが変化した後、定常となった段階で洗浄が完了したものと判断し、洗浄を終了する。
【００３９】
なお、洗浄の完了の判断は、計測部５０で計測される洗浄流体の特性と基準計測部６０で計測される洗浄液体の特性との比較に基づいて行ってもよい。例えば、基準計測部６０で計測される洗浄液体の特性値と計測部５０で計測される洗浄液体の特性値の差分もしくはその絶対値または両者の特性値の比を閾値と比較することにより洗浄の完了を判断してもよい。
【００４０】
次に、第二実施形態の洗浄システムについて説明する。第二実施形態の洗浄システムは、図３に示すように、第一実施形態の洗浄システムに対し、洗浄領域１００に計測部５０が備えられ、洗浄領域１００が洗浄液体を貯留可能なものであって、作業者が洗浄領域１００において野菜などの洗浄対象９０を洗浄することができるものとなっている。
【００４１】
第二実施形態の洗浄システムを用いた洗浄方法については、作業者が洗浄対象９０を洗浄領域１００で洗浄することを除けば、第一実施形態の洗浄システムと同様である。
【００４２】
上記洗浄システムおよび洗浄方法は、微細気泡を含む洗浄液体による洗浄対象９０の洗浄において、洗浄領域１００または洗浄領域１００の下流で洗浄液体の特性を計測するので、洗浄対象９０を確実に洗浄し、洗浄の完了時点を正確に特定することができる。また、上記洗浄システムおよび洗浄方法は、洗浄対象９０を最短の時間で効率よく洗浄を行うことができるので、洗浄対象９０が洗浄により受けるダメージを最小限に抑え、しかも洗浄液体を節約して、洗浄コストを低減することができる。
【００４３】
また、上記洗浄システムは、表示部５６を備えることにより、洗浄の完了時点をリアルタイムで特定することができる。そのため、より一層、洗浄におけるコストを削減するとともに、洗浄対象９０が洗浄により受けるダメージを低減することができる。
【００４４】
また、上記洗浄システムは、洗浄液体生成部１０により生成された洗浄液体を洗浄液体生成部１０に戻す循環部３０を備えることにより、洗浄液体生成部１０が戻された洗浄液体に微細気泡をさらに混入することができるので、洗浄液体の洗浄能力をより一層高めることができる。
【００４５】
また、上記洗浄システムは、洗浄液体生成部１０で液体に混入する微細気泡をウルトラファインバブルとすることにより、洗浄液体の洗浄能力をより一層高めることができる。
【００４６】
また、上記洗浄システムは、計測部５０を洗浄液体中の気体の濃度を計測するものとすることにより、洗浄領域１００またはその下流における洗浄液中の気体の濃度が変化する条件下において、容易かつ確実に洗浄の完了時点を特定することができる。
【００４７】
また、上記洗浄システムは、計測部５０を洗浄液体中の粒子の数を計測するものとすることにより、洗浄領域１００またはその下流における洗浄液中の粒子の数が変化する条件下において、容易かつ確実に洗浄の完了時点を特定することができる。
【００４８】
また、上記洗浄システムは、計測部５０を洗浄液体のＴＯＣを計測するものとすることにより、洗浄領域１００またはその下流における洗浄液体のＴＯＣが変化する条件下において、容易かつ確実に洗浄の完了時点を特定することができる。
【００４９】
また、上記洗浄システムは、計測部５０を洗浄液体のＰＨを計測するものとすることにより、洗浄領域１００またはその下流における洗浄液体のＰＨが変化する条件下において、容易かつ確実に洗浄の完了時点を特定することができる。
【００５０】
上記洗浄システムおよび洗浄方法は、上記実施形態に特に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において適宜変更することができる。例えば、上記洗浄システムは、洗浄液体貯留部２０、分岐バルブ３２、配管７０、循環部３０および廃液貯留部４０の全部または一部を備えないものであってもよい。洗浄液体貯留部２０と洗浄領域１００を繋ぐ配管７０を設けない場合およびこれに加えて洗浄液体貯留部２０を設けない場合には、作業者が洗浄液体貯留部２０または洗浄液体生成部１０から洗浄液体を洗浄領域１００に運べばよい。
【００５１】
上記洗浄システムおよび洗浄方法が適用される分野は、特に限定されるものではないが、例えば食品、医薬品、農業および漁業などの分野に適用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０    洗浄液体生成部
１２    液体供給部
１４    気体供給部
１６，１８    バルブ
２０    洗浄液体貯留部
３０    循環部
３２    分岐バルブ
４０    廃液貯留部
５０    計測部
５２    計測部本体
５４    センサ
５６    表示部
６０    基準計測部
７０    配管
８０    ポンプ
９０    洗浄対象
１００    洗浄領域
【図１】
2020065981.tif 000003
【図２】
2020065981.tif 000004
【図３】
2020065981.tif 000005