(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に流体吸入口と流体排出口を有する細長い管状導管と、
前記細長い管状導管の長手方向に延びた細長いＵＶ放射線源と、
前記導管の長手方向に隣接する部位の間に配置される混合装置と、を含み、
前記混合装置は、前記導管の第一の部位に沿って流れる全ての流体を前記混合装置内の流体混合機により画定される曲がりくねった流路によって方向転換し、混合した流体を前記導管の第二の部位に戻す、
流体処理装置。
【請求項２】
前記曲がりくねった流路が、９０°以上の屈曲部を１以上含む、請求項１に記載の流体処理装置。
【請求項３】
前記曲がりくねった流路が、前記導管の長手方向に隣接する部位の間で前記流体の向きを１８０°変える、請求項２に記載の流体処理装置。
【請求項４】
前記曲がりくねった流路が、前記導管の長手方向に隣接する部位の間で連続的に前記流体の向きを１８０°変える、請求項３に記載の流体処理装置。
【請求項５】
前記曲がりくねった流路が、前記流れが向けられる１個または複数個のバッフル壁を含む、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の流体処理装置。
【請求項６】
前記曲がりくねった流路が、前記ＵＶ源が発するＵＶ放射線で照射されるように配置されている、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の流体処理装置。
【請求項７】
前記導管が、前記ＵＶ源の表面から１０ｍｍ以下の距離のすべての前記流体を包含するように配置された前記流体のための流路を画定する、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の流体処理装置。
【請求項８】
前記導管が、前記ＵＶ源の表面から５ｍｍ以下の距離のすべての前記流体を包含するように配置された前記流体のための流路を画定する、請求項７に記載の流体処理装置。
【請求項９】
前記ＵＶ源が、前記導管の中心軸に沿って延び、かつ、前記流路によって囲まれている、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の流体処理装置。
【請求項１０】
前記ＵＶ源が、前記導管の内側に配置された細長いランプを含む、請求項１〜請求項９のいずれかに記載の流体処理装置。
【請求項１１】
前記導管が、万一破損した場合に前記導管を保全するために配置された材料で被覆されている、請求項１０に記載の流体処理装置。
【請求項１２】
複数の前記装置が、前記導管の長さに沿って設けられている、請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の流体処理装置。
【請求項１３】
前記吸入口と前記排出口が、前記導管の両端で各々の連結管と繋がっている、請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の流体処理装置。
【請求項１４】
前記ＵＶ源が、片方または両方の連結管の中に延びている、請求項１３に記載の流体処理装置。
【請求項１５】
前記連結管の少なくとも一つが、さらに前記流体を混合するための手段を含む、請求項１４に記載の流体処理装置。
【請求項１６】
直列に接続された複数の流体処理装置を備えた流体殺菌システムであって、
前記直列に接続された複数の流体処理装置のそれぞれは、請求項１〜請求項１５のいずれかに記載の流体処理装置であることを特徴とする流体殺菌システム。
【請求項１７】
並列に接続された複数の流体処理装置を備え、
前記並列に接続された複数の流体処理装置のそれぞれは、請求項１〜請求項１５のいずれかに記載の流体処理装置である、請求項１７に記載の流体殺菌システム。
【請求項１８】
前記曲がりくねった流路は、迷路状のパターンを形成する、
請求項１に記載の流体処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に流体の殺菌に関し、より具体的には、限定されないが飲料および液状食物の殺菌に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、飲料業界用の低温殺菌技術は熱低温殺菌を利用しており、飲料中の混入雑菌を殺す温度まで飲料を昇温して人間の飲料に適するようにしている。
以下の問題が熱低温殺菌技術に存在する。
【０００３】
（１）熱低温殺菌プロセスは、天然成分の一部を破壊するために一般向けとして許容できる味の飲料を提供するために再調製が必要となる場合がある。ここで、化学添加物を必要とする場合が多い。
（２）飲料の味は元の風味から一般に低下する。
（３）液体を熱低温殺菌するには相当量のエネルギーが必要である。
（４）飲料を低温殺菌するために必要であった熱エネルギーは、多くの場合、瓶詰め操作の前の冷却工程によって取り去られる。これは非常にエネルギー効率が悪く、コストのかかる工程である。
（５）飲料の一部の成分が熱低温殺菌装置の熱交換器の内側表面で熱固化し、それを取り除く必要があるので、熱低温殺菌装置は定期的な掃除が必要である。
（６）飲料メーカーは潜在需要のある飲料を開発しても、結局、ただ、その飲料が熱低温殺菌プロセスで破壊されることを見出すだけで終わる場合が多い。
（７）熱低温殺菌プロセスは、飲料製品中で発生する微生物の全てを殺すとはかぎらない。例えば、リンゴジュースやオレンジジュースに影響する腐敗微生物であるアリサイクロバチルス（alicyclobacillus）の胞子は熱低温殺菌プロセスの影響を受けず、人々の健康に危険と飲料製造業者に対する大きな製品リコールをもたらす可能性がある。
【０００４】
２２０ｎｍ〜２８０ｎｍの範囲の紫外線（ＵＶ）波長（殺菌波長）が全ての微生物を殺すことはよく知られている。このような波長は、放射光が液体を十分に透過する場合にのみ殺菌する。飲料業界の液体は、一般にＵＶ殺菌放射光（２２０ｎｍ〜２８０ｎｍ）の高吸収体であるため、このような波長ではＵＶ光はこれらの液体へあまり浸透しない。例えば、ミルクへの２５４ｎｍの浸透は非常に少なく、入射光の９０％は最初の０．０１ｍｍの浸透で吸収される。
【０００５】
国際公開第２００６／１０６３６３号および欧州特許第２０５５３１７号明細書には、処理される液体の薄膜を作製し、その膜に殺菌波長のＵＶ光を当てることで、この問題の解決を試みる装置が開示されている。不透明に近い液を薄膜に形成した場合、殺菌波長のＵＶ光の浸透は増加するが、これは部分的な解決でしかなく、このＵＶ光の薄膜照射技術単独では、ミルクあるいはソース等の濃厚な液体を殺菌することはできない。高吸収液体の場合には、殺菌中の薄膜を徹底的に混合しなければならない。それによりＵＶ光の浸透性の重要度が減少し、このプロセスが実質的なＵＶ表面殺菌技術に転換される。
【０００６】
国際公開第２００６／１０６３６３号および欧州特許第２０５５３１７号明細書に開示された種類の装置は仕組みが複雑で可動部分が多いために信頼性が低い。更には、その装置は業界標準のＣＩＰ洗浄プロセスで使用される高圧（最大１０バール）に耐えることができなかった。
【０００７】
米国特許出願公開第２００９／０８１３４０号明細書には、ステンレス鋼製の回転する内筒と静止した透明な外筒とを含む装置が開示されている。液体を２つの円筒の間の間隙に導入し、静止した透明な外筒を通してＵＶランプで照射する。回転する内筒の意図は液体を混合させることにある。このシステムは、スループット流と殺菌され得る液体の体積を指定する円筒の回転速度との微妙なバランスが保たれており、十分な混合のためには小体積のスループットとなってしまい、それゆえに商用に適さない。
【０００８】
回転要素にとっては、機械的な信頼性要件のために液膜の厚みを実用的なサイズに維持することが必要であるが、この要件は高吸収の液体を十分に殺菌する原理（即ち、最適な光浸透には薄膜）とは矛盾する。このシステムは、業界標準のＣＩＰ洗浄プロセスで使用される高圧（最大１０バール）に耐えることができないのでＣＩＰ洗浄は不可能である。
【０００９】
今まで述べたことは、半不透明および不透明な液体のＵＶ殺菌を解決するという従来の試みに共通する問題である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第２００６／１０６３６３号
【特許文献２】欧州特許第２０５５３１７号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００９／０８１３４０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、可動部分がなく業界の洗浄圧力に耐えることができる低温殺菌システムを提供することである。本発明は、液体が大量にシステム中を流れるときに継続的かつ徹底的に混合される液体の安定した薄膜を生成できなければならない。
本発明者はそこで熱低温殺菌に依存せず、前記の基準を満たす高ＵＶ吸収流体用の殺菌装置を発明した。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に従えば、両端に流体吸入口と流体排出口を有する細長い管状導管と、前記細長い管状導管の長手方向に延びた細長いＵＶ放射線源と、前記導管の長手方向に隣接する部位の間に配置される混合装置と、を含み、前記混合装置は、前記導管の第一の部位に沿って流れる全ての流体を前記混合装置内の流体混合機により画定される曲がりくねった流路によって方向転換し、混合した流体を前記導管の第二の部位に戻す、流体処理装置が提供される。
流体全体を混合することにより、流体の全体の部分がＵＶ光源に十分に近い範囲内に来ることが確実となる。
【００１３】
好ましくは、前記流体が前記曲がりくねった流路を流れ、その流路に沿った流れは、高い混合度を提供する役目を果たす。
【００１４】
好ましくは、曲がりくねった流路は９０°以上の屈曲部を１以上含み、好ましくは、曲がりくねった流路は導管の長手方向に隣接する部位の間で流体の向きを少なくとも１８０°変える。液体の十分な混合は、液体が９０°、あるいは好ましくは１８０°の屈曲部を通って継続的に方向を変えることで達成できる。この技術により付与される頻繁に発生する急激な速度変化によって液体のすべての成分が確実に混合される。
【００１５】
好ましくは、少なくとも曲がりくねった流路の一部は、前記の光源から放射されるＵＶ放射線で照射されるように配置される。
【００１６】
好ましくは、導管は、流体のすべてがＵＶ光源の表面から１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下の距離にある流体用流路を画定し、その光源は、流路の長手方向の壁の少なくとも一部を形成する。このように流体はＵＶ光源の上を薄膜として流れる。薄膜の表面成分は混合効果によって絶えず変化している。
好ましくは、ＵＶ光源は導管の中心軸に沿って延びており、流路に囲まれている。
好ましくは、ＵＶ光源は、好ましくは石英またはＵＶ放射線をよく透過する別の材料で形成された管の内側に配置された細長いランプを含む。
好ましくは、その導管は、万一破損した場合に導管を保全するために配置された材料の被覆がされており、それによって有害となりうる管材料の破片による流体の汚染を防止する。
好ましくは、被覆材料はフッ素化エチレン−プロピレンを含む。
好ましくは、流体が複数回混合されるように、複数の前記装置が導管の長さに沿って備え付けられる。
好ましくは、入口と出口は、導管の両端で各々の連結管と繋がっている。
好ましくは、ＵＶ光源は片方または両方の連結管に延びている。
また、本発明に従って、殺菌効果を増強するために直列に、または殺菌済み流体の流量を増加させるために並列に接続した、あるいはその両方で接続した複数の上記の装置を含む流体殺菌システムが提供される。
【００１７】
本発明およびその利点を要約すると以下のようになる。
・可動部分がない殺菌システム−すべての部分が静止しているためシステムの信頼性が高い。
・室温（低温への変化）殺菌システム−このプロセスは実質的に低温プロセスである。
・業界の洗浄圧力に耐えられる−すべての部分は１０バール以上の圧力に耐える。
・液体の均一な薄膜を生成する−石英管と導管の内面との間の間隙が、液体の均一な薄膜の厚みを提供する。
・絶えず完全に流体を混合する−混合装置は、上記装置の長さ方向に沿って間隔をおいて配置され、流体の方向と、したがって流速とを強制的に変え、システムを流れる流体を絶えず完全に混合することを確実なものにする。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
本発明の実施例を単なる例示として、添付図面を参照して説明する。
【図１】本発明についての流体殺菌装置の第１の態様の部分断面平面図を示す。
【図２】本発明についての流体殺菌装置の第２の態様の部分断面平面図を示す。
【図３】本発明についての流体殺菌装置の第３の態様の部分断面平面図を示す。
【図４】本発明についての流体殺菌装置用の１種の混合装置の分解図を示す。
【図５】本発明についての流体殺菌装置用の別種の混合装置の分解図を示す。
【図６】本発明についての流体殺菌装置の第４の態様の断面図を示す。
【図７】本発明についての図６の装置の平面図を示す。
【図８】本発明についての流体殺菌装置の第５の態様の一部の分解図を示す。
【図９】本発明についての流体殺菌装置の第６の態様の一部の分解図を示す。
【００１９】
＜流体殺菌装置の第１の実施態様＞
流体殺菌装置の第１の態様の図１を参照すると、反応室１は端板２および端板３との間に接続されている。反応室は端板に溶接され、溶接部は研磨されることで衛生的な食品等級シールが与えられていることが好ましい。
【００２０】
反応室に隣接して配置されているのは、端板２および端板３に留め具６によって取り付けられている吸入連結管４および排出連結管５である。吸入連結管４および排出連結管５は、吸入連結管４および排出連結管５と端板２および端板３の間に挟まれ固定されているシール７およびシール８によって防水となっている。
【００２１】
管状スリーブ１１は、端板２および端板３並びに吸入連結管４および排出連結管５の孔９および１０を通って突き出るように、反応室１の内側の長手方向の中心に同心円状に配置されている。
【００２２】
好ましくは、管状スリーブは、殺菌波長（２２０ｎｍ〜２８０ｎｍ）を良く透過する材料である。
好ましくは、管状スリーブは石英製である。
好ましくは、石英スリーブは、実質的に殺菌波長を透過する材料が塗布される。
好ましくは、塗布材料は、実質的に本来弾力性があり、石英管が破裂した場合に全ての石英破片を封じ込めることができる。
好ましくは、材料は、テフロン（登録商標）ＦＥＰである。
【００２３】
管状スリーブ１１と反応室１の内壁との間の小さな同心円状の間隙１２を形成するための手段が提供される。反応室１の内径よりも僅かに小さくなるように管状スリーブ１１の外径の寸法を選択することにより作製された間隙１２は、両者の寸法の差となる。
【００２４】
吸入連結管４および排出連結管５の孔９および１０に隣接した管状スリーブ１１の両端の円周に位置するシール１３およびシール１４という形で、管状スリーブ１１と吸入連結管４および排出連結管５との間に防水シールを作製する手段が提供される。シールは、固定板１５および１６によって圧縮され、吸入連結管４および排出連結管５と管状スリーブ１１の間に防水シールを形成する。
【００２５】
反応室１、管状スリーブ１１および吸入連結管４および排出連結管５は、液体が吸入連結管４を通って流入し、間隙１２を通り、排出連結管５から流出できるように防水アセンブリーを形成する。
【００２６】
好ましくは、シール１３および１４は、ＵＶ耐性材料で作られている。
好ましくは、この材料は、シリコーンゴム、バイトン、ＰＴＦＥまたはテフロン（登録商標）ＦＥＰである。
好ましくは、シール１３および１４は、シール１３および１４が密閉されたままの状態である間は、反応室１の本体と管状スリーブ１１との間のいかなる膨張の差も調整されるように柔軟に設計されている。
【００２７】
電気を通すと管状スリーブ１１の壁を通して間隙に殺菌波長を照射する管状スリーブ１１の内側に位置するＵＶランプ１７という形でＵＶ殺菌波長（２２０ｎｍ〜２８０ｎｍ）を間隙１２に照射する手段が提供される。
【００２８】
好ましくは、ランプ１７は、管状スリーブ１１の内側の長手方向の中心に同心円状に配置され、間隙１２に安定した均一な照射を行う。
【００２９】
間隙１２内の流れが向きを変えて混合装置１８に入り通過する反応室１の本体に沿って配置された混合装置１８という形で、殺菌装置を通過する液体を混合する手段が提供される。混合装置１８は液体を、強制的に流路を横断させることで、液体の向きを、したがって速度を変えさせ、装置を通過する流体を完全に混合する。
【００３０】
好ましくは、混合装置１８は可動部分がない。
好ましくは、混合装置１８は、液体を少なくとも一回強制的に１８０°屈曲させる。
好ましくは、混合装置１８は、殺菌放射線に対して実質的に耐性がある材料で作られている。
好ましくは、混合装置１８の外側の本体は、食品等級の標準材料で作られている。
好ましくは、混合装置１８の外側の本体は、３１６等級のステンレス鋼で作られている。
好ましくは、混合装置１８の内部材料は、ＰＴＦＥもしくはテフロン（登録商標）ＦＥＰ、または他の適切な材料で作られている。
【００３１】
一般的な流体の流れは、矢印ＡとＢおよびその間にある矢印で示される。
図５を参照すると、反応室１の本体に取り付けられた円形のフランジ２および３を含む本装置用混合装置が示されている。
【００３２】
フランジ２は、その表面に切り込まれた液体の流路として働く浅い溝を有する。上溝４は、フランジ２の中心から垂直に上昇し、次いでフランジ２の上面の周囲の一定距離を時計回りに弧を描いて移動する。下溝５は、フランジ２の中心から垂直に下降し、次いでフランジ２の下面の周囲の一定距離を時計回りに弧を描いて移動する。
【００３３】
フランジ３は、フランジが一緒に固定される場合、溝が互いに一致するようにその表面に切り込まれた鏡像パターンの溝（不図示）を有する。
反応室１の中心を通って配置されているのは前述の管状スリーブ１１であり、反応室１と共に間隙１２を提供する。
【００３４】
２つのフランジの間に介在するのは、混合装置が組み立てられる場合、２つのフランジ２および３の時計周りの弧の端が一致するように配置された一連の孔７および８を有するディスク６である。ディスク６の中央穴１０は管状スリーブ１１表面に隙間なく適合する。混合装置が組み立てられる場合、ディスク６は実質的に間隙１２の液体に対するそらせ板（deflector）として作用し、液体を方向転換させて間隙１２から、溝４および５並びに孔７および８に送り込む。
【００３５】
液体が、反応室１の間隙１２の中を右から左に移動していると仮定すると、ディスクは液体をフランジ２の溝４に送り込み、ディスク６の孔７および８を通し、フランジ３の鏡像の溝に沿って戻して反応室１の間隙１２に送る。
【００３６】
流れの概略図９は、装置を通る流路を示す。
液体は混合装置を通すことにより３つの流れの完全反転が完結する。Ａ−間隙１２からフランジ２の縦溝方向への９０°の変化、Ｂ−フランジ２の縦溝からフランジ２の時計周りの弧への９０°の変化、Ｃ−フランジ２の時計周りの弧からディスク６の孔７への９０°の変化、Ｄ−ディスク６の孔７からフランジ３の鏡像の弧への９０°の変化、Ｅ−フランジ３の鏡像の弧からフランジ３の鏡像の縦溝への９０°の変化、Ｆ−フランジ３の鏡像の縦溝から間隙１２への９０°の変化を示す。
【００３７】
好ましくは、ディスクは、ＵＶ耐久性材料で作られている。
好ましくは、ディスクは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）またはテフロン（登録商標）ＦＥＰで作られている。
【００３８】
混合装置を洗浄サイクルの終わりに水で満たし、ランプを一定時間点灯し、混合装置内に反射して殺菌するのに十分な放射線が当たる場合は、ＣＩＰ洗浄（飲料業界標準洗浄プロセス）後、装置が自己殺菌されるという点で更なる特徴を有する。
【００３９】
図５には、1個のディスク６しか示していないが、流体の混合の程度を増大するために複数のディスクを直列に配置することができる。
本発明の一般理論の及ぶ混合装置では、多くの異なる迷路のようなパターンによって混合効果を達成できることは当然ながら当業者なら理解できる。
【００４０】
＜流体殺菌装置の第２の実施態様＞
図２を参照すると、前述のように複数の流体殺菌装置を含むが、その吸入連結管５および排出連結管６が流体殺菌装置を直列に繋ぐ導管として機能する混合装置の第２の態様が示されている。
【００４１】
流体は、Ａから間隙１２へ流れ、次いで第一の流体殺菌装置の第一の混合装置１８に流れ込み、続けて間隙１２に沿って各々の混合装置１８を順番に通り、出口連結管５に流れ込む。その後、流体は出口連結管５を流れ、第二の流体殺菌装置の間隙１２に入り、次いで第二の流体殺菌装置の各々の混合装置１８を順番に流れ、第二の流体殺菌装置の出口連結管１９に到達する。
【００４２】
この工程は、接続された流体殺菌装置の数だけ繰り返される。
流体は間隙１２を通り抜ける時に、ＵＶランプ１７から放射されて管状スリーブ１１の壁を透過した殺菌波長の照射を受け、流体フィルムは非常に効率よく殺菌される。
これらの流体殺菌装置の配列のいくつかを一緒に並列に接続して、システムの流れの処理能力を高めることできる。
【００４３】
＜流体殺菌装置の第３の実施態様＞
流体殺菌装置の第３の態様を示す図面の第３図を参照すると、複数の流体殺菌装置は、流体殺菌装置が直列に接続されるように構成されている。各流体殺菌装置は、別の流体殺菌装置に流れを供給する。
【００４４】
各流体殺菌装置は端板２および３の間に堅く接続されている反応室１で構成される。反応室は端板に溶接され、溶接部は研磨されることで衛生的な食品等級シールが与えられていることが好ましい。
反応室に隣接して配置されているのは、端板に留め具６によって取り付けられている吸入連結管４および排出連結管５である。吸入連結管４および排出連結管５は、吸入連結管４および排出連結管５と端板２および端板３の間に挟まれ固定されているシール７およびシール８によって防水となっている。
【００４５】
管状スリーブ１１は、端板２および端板３並びに吸入連結管４の孔９を通って突き出るように、反応室の内側に長手方向の中心に同心円状に配置されている。
【００４６】
好ましくは、管状スリーブは、殺菌波長（２２０ｎｍ〜２８０ｎｍ）を良く透過する材料である。
好ましくは、管状スリーブは石英製である。
好ましくは、管状スリーブは片端２８で閉じられている。
好ましくは、石英スリーブは、実質的に殺菌波長（２２０ｎｍ〜２８０ｎｍ）を透過する材料が塗布される。
好ましくは、塗布材料は、実質的に本来弾力性があり、石英管が破裂した場合に全ての石英破片を封じ込めることができる。
好ましくは、材料は、テフロン（登録商標）ＦＥＰである。
管状スリーブ１１と混合スリーブ２０の内壁との間の狭い同心円状の間隙１２を形成するための手段が提供される。混合スリーブ２０の内径よりも僅かに小さくなるように管状スリーブ１１の外径の寸法を選択することにより作製された間隙１２は、両者の寸法の差となる。
【００４７】
吸入連結管の孔９に隣接した管状スリーブ１１の開端の円周に位置するシール１３という形で、管状スリーブ１１と吸入連結管４との間に防水シールを作製する手段が提供される。管状スリーブ１１の閉端はカラー２１によって担持され、カラー内部で自由に動ける。
【００４８】
反応室１と管状スリーブ１１との間のいかなる膨張の差も、この配置によって自動的に調整される。
液圧下では、片端を閉じた管状スリーブ１１は、管の開端の方向に管状スリーブ１１を動かすように働く合力を受ける。圧力下の管状スリーブ１１の動きを阻止するために、保持板２２が管状スリーブ１１を適切な位置に保持して全く動かなくする。
【００４９】
シール１３は、固定板１５によって圧縮されて吸入連結管４と管状スリーブ１１の間に防水シールを形成する。反応室１、管状スリーブ１１、ならびに吸入連結管４および排出連結管５は、液体が吸入連結管４を通って流入して間隙１２を通って排出連結管５から流出できるように防水アセンブリーを形成する。
【００５０】
好ましくは、シール１３は、ＵＶ耐久材料で作られている。
好ましくは、材料は、シリコーンゴム、ＰＴＦＥもしくはテフロン（登録商標）ＦＥＰ、または別のＵＶ耐久材料である。
【００５１】
電気を通すと管状スリーブの壁を通して間隙に殺菌波長を照射する管状スリーブの内側に位置するランプ１７という形態で、ＵＶ殺菌波長（２２０ｎｍ〜２８０ｎｍ）を間隙１２に照射する手段が提供される。
反応室１の中に防水される方法で堅く固定した混合スリーブ２０という形で、間隙１２中の液体を混合する手段が提供される。好ましくは、混合スリーブは、反応室１に押し付けられるかまたは接着され防水シールを形成する。
【００５２】
好ましくは、流体膜に付加的な混合機能を提供するために、管状スリーブ１１に隣接している混合スリーブ２０の内部表面は、液体が間隙１２を通る時に流体膜中に乱流を起こして混合するパターンに形成される。
好ましくは、ランプは、管状スリーブの内側の長手方向の中心に同心円状に配置され、間隙に安定した均一な照射を行う。
【００５３】
反応室の本体に沿って配置された混合装置１８という形で、殺菌装置を通過する流体を混合する手段が提供されるが、これにより、間隙１２内の流れの方向が転換されて混合装置に入って通過する。混合装置１８は流体の流れを、強制的に経路を横断させることで、流体の向きを、したがって速度を変えさせ、装置を通過する流体を完全に混合する。
【００５４】
好ましくは、混合装置１８は可動部分がない。
好ましくは、混合装置１８は、殺菌放射線に対して実質的に耐久性がある材料で作られている。
好ましくは、混合装置１８の外側の本体は、食品等級の標準材料で作られている。
好ましくは、混合装置１８の外側の本体は、３１６等級のステンレス鋼で作られている。
好ましくは、混合装置１８の内部材料は、ＰＴＦＥもしくはテフロン（登録商標）ＦＥＰ、または他の適切な材料で作られている。
【００５５】
更なる混合を追加するための手段は、吸入連結管および排出連結管の各々の壁を通して配置されたプロペラ２３の形で提供される。モーターとギアボックス２４は、吸入連結管および排出連結管の各々の壁に固定され、軸受けおよびシール２７によって担持される。プロペラ２３は、モーターとギアボックス２４によって作動される際には、流体の流れの中で回転して高い効率で混合する。
【００５６】
殺菌される流体は、供給連結管２５の壁を通って吸入管２６を経て装置に入る。
一般的な流体の流れは、矢印Ａ、Ｂ、ＣおよびＤで示される。
【００５７】
図４を参照すると、反応室１の本体に取り付けられた円形のフランジ２および３を含む本装置用混合装置が示されている。フランジ２およびフランジ３は共に滑らかな面を有する。
反応室１の中心を通って配置されているのは前述の管状スリーブ１１であり、反応室１と共に間隙１２を提供する。
【００５８】
２つのフランジ間に介在するのは複数のディスク６であり、各ディスク６は、その中心から外側に向かって放射状に切り込まれ、周囲に等間隔に位置する一連のスロット７を有している。ディスク６が一体に組み立てられた場合に迷路を形成する（即ち、組み立てられたディスクを通過する真っ直ぐな流路はない）ように交互に並ぶディスクのスリットが前に位置するディスク６のスリットと等間隔になるように各ディスク６は配置される。好ましくは、得られる迷路がそこを流れる流体を強制的に１８０°屈曲させるようなディスクパターンが作製され、組み立てられる。ディスク６の中心穴１０は管状スリーブ１１表面に隙間なく適合する。混合装置が組み立てられる場合、ディスク６の壁９は実質的に間隙１２の流体に対するそらせ板として作用し、流体を間隙１２から方向転換させ、強制的にスロット７および迷路を通す。
【００５９】
好ましくは、流体は、流体の完全混合を行う混合装置によって多くの流れの完全な反転を完結する。
好ましくは、ディスク６は、ＵＶ耐久性材料で作られている。
好ましくは、ディスクは、ＰＴＦＥ、またはテフロン（登録商標）ＦＥＰの共重合体で作られている。
【００６０】
混合装置を洗浄サイクルの終わりに水で満たし、ランプを一定時間点灯し、混合装置内に反射して殺菌するのに十分な放射線が当たる場合は、ＣＩＰ洗浄（飲料業界標準洗浄プロセス）後、装置が自己殺菌されるという点で更なる特徴を有する。
【００６１】
図４には、３個のディスク６しか示していないが、流体の混合の程度を増大するために複数のディスクを直列に配置することができる。
本発明の一般理論の及ぶ混合装置では、多くの異なる迷路のようなパターンによって混合効果を達成できることは当然ながら当業者なら理解できる。
【００６２】
既知の静的ミキサーは、流れの反転、即ち、１８０°の屈曲は引き起こさないことに留意すべきである。静的ミキサーは常に順方向に液体を操作することで混合し、したがって、混合を行うためには長手方向に相当大きな構成要素が必要である。本発明における混合装置は、流れの反転によって短い距離で混合を行い、したがって複数の混合装置を短い距離の範囲で使用できる。
【００６３】
＜流体殺菌装置の第４の実施態様＞
図６および図７を参照すると、流体処理システムは、筺体１０５内に並べて搭載された、図１に開示されている種類の流体処理装置９９を２０個含む。各装置１００は、その両端に流体吸入口１０１および流体排出口１０２を有する細長い管状導管１００と細長い管状導管１００の長手方向に延びた細長いＵＶ放射線源１０４を含む。図４または図５に開示された種類の複数の混合装置１０３は、導管に沿って流れるすべての流体を装置１０３の流体混合構造によって方向転換させるため、および混合した流体を導管に戻すために、各導管１００の隣接する長手方向の部位の間に配置される。
【００６４】
隣接する装置９９の出入口１０１および１０２は、各々の連結管１０６を介して互いに連結される。使用時は、流体は、吸入導管１０７から下方に流れ、第一の装置１００に入り、次いで、導管１０６を通り、第二の装置１００を通って上方に行き、それから同様な繰り返しの後、流体は最後の装置９９から流出し、排出導管１０８に入る。
【００６５】
＜流体殺菌装置の第５の実施態様＞
図８を参照すると、流体処理は、細長い管状導管１１０の長手方向に延びた細長いＵＶ放射線源１１１を有する細長い管状導管１１０を含む。複数の混合装置１１２は、導管１１０に沿って流れるすべての流体を装置１１２の流体混合構造１１３を通して方向転換させるため、および混合した流体を導管１１０に戻すために、各導管１１０の長手方向に隣接する部位の間に密閉状態で取り付け配置される。
【００６６】
各装置１１２は導管１１０から垂下し、装置の中の流路１１４の高さよりも完全に下方に取り付けられており、空気が閉じ込められる可能性のある高い場所は確実に存在しない。装置１１２は、流路１１４の長手方向の流軸に垂直に延びる吸入導管１１５を有する流路を含む。次いで流路は、流体の流れを１８０°回転して、バッフル壁に導く一連の構造１１３を含む。このバッフル壁では、流体の流れは屈曲されて別の構造１１３に入り、流体が完全に混合されることを確実にする。次いで、流体は、流路１１４の長手方向の流軸に垂直に延びる排出導管１１７を通って装置１１２から離れる。
【００６７】
構造１１３は、構造１１３間を繋げる開口１２１が形成された中央プレート１２０に一緒に固定されているプレート１１８および１１９の相対する表面に形成される。プレート１２０並びに／またはプレート１１９および１２０は、流路がＵＶ源１１１からの放射線で殺菌されるようにＵＶ放射線を透過する材料で形成してもよい。
【００６８】
＜流体殺菌装置の第６の実施態様＞
図９には、図８の態様に類似しているが、構造がより単純な態様が示されている。
したがって、本発明は、細長い管状の導管と導管の長手方向に延びる細長いＵＶ光源を含む、特に飲料を殺菌するための流体処理装置を提供する。導管の長手方向に隣接する部位の間に配置された混合装置は、装置内の流体混合手段によって導管の第一の部位に沿って流れる流体のすべてを方向転換し、導管の第二の部位に混合した流体を戻す。流体は、導管の長手方向にＵＶ光源の周囲に延びる薄層の環状流路を流れる。得られた薄層の流体の流れの中の微生物は、光源に接近すると殺菌される。混合装置は、流れのすべてを徹底的に混合し、流路に戻す。好ましくは、導管の長さに沿って複数の混合装置を設置することによって、すべての微生物が充分な致死量のＵＶ放射線を受ける可能性を増大することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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