(57)【要約】ビールラインの如き飲料ラインを洗浄し、精製するための方法及び装置。酸化剤及び酸化剤ラジカルが空気の流れ中で電気的に生成され、得られるガスが水の流れに注入されて洗浄し、精製すべきライン中を徐々に通過する。
2005506250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
飲料ライン中又は容器への水の流れを与える工程、空気をコロナ放電チャンバーの如き酸化チャンバーに通すことにより酸化剤を電気的に生成する工程、酸化剤を水の流れと混合し、それによりライン又は容器を通過する水中の酸化剤が汚染物質を除去し、かつ／又はラインもしくは容器中の微生物を死滅させる工程を含むことを特徴とする飲料ライン及び容器の洗浄及び精製方法。
【請求項２】
ライン及び容器中の水の流れを与える工程及びライン中を流れる水中にオゾン及び／又はヒドロキシルラジカルを生じてライン又は容器中の汚染物質と反応させ、除去する工程を含むことを特徴とする飲料ライン及び容器の洗浄及び精製方法。
【請求項３】
ライン又は容器中の水の流れを与える工程、酸素及び水蒸気を含む空気を酸化チャンバーに通してオゾン、過酸化水素、ヒドロキシルラジカル、ヒドロキシルイオン、原子状酸素、及び原子状酸素イオンの形態の一種以上の酸化剤を生成する工程及び前記水の流れ中の酸化剤をライン又は容器に注入し、混合する工程を含むことを特徴とする飲料ライン又は容器の洗浄及び精製方法。
【請求項４】
オゾン及び過酸化水素を酸化チャンバー中で生成し、次いで水に注入し、次いで過酸化水素が中間体として作用し、オゾンと反応して、酸化水が流れる飲料ライン又は容器中を含む水の流れへの注入の位置の下流のライン中でヒドロキシルラジカルを生成する、請求項３記載の飲料ライン又は容器の洗浄及び精製方法。
【請求項５】
酸化剤を電気的手段のみにより生成する工程を含む、請求項２、３又は４のいずれか１項記載の飲料ライン及び容器の洗浄及び精製方法。
【請求項６】
空気をオゾン発生装置に通す工程、次いでオゾンを飲料ライン又は容器中を流れている水に注入し、混合して飲料ライン又は容器を洗浄し、精製する工程を含むことを特徴とする飲料ライン又は容器の洗浄及び精製方法。
【請求項７】
水の流れを飲料ライン中又は容器に通す工程、空気を乾燥させ、圧縮する工程、乾燥圧縮空気を酸素発生装置に通して窒素を空気から除去する工程、エアゾール、蒸気もしくはミスト又は液滴の形態の水をガスに添加する工程、高濃度の酸素及び水蒸気を有するこのガスを電気酸化チャンバーに通す工程、及び得られる酸化剤をライン中の水の流れに注入する工程を含むことを特徴とする飲料ライン又は容器の洗浄及び精製方法。
【請求項８】
飲料ライン及び容器を洗浄し、精製するための装置であって、前記装置が水の供給への導入連結、洗浄され又は容器に移すのに使用されるラインに連結される出口、空気入口、該空気入口に連結された入口を有する酸化剤又はオゾン発生装置、及び該水入口と出口の間の通路に連結された出口を含み、それにより酸化剤又はオゾン発生装置からの生成物が水に流入され、水と混合されて飲料ライン又は容器を洗浄し、精製することを特徴とする前記装置。
【請求項９】
酸化剤又はオゾン発生装置の前に空気ライン中に位置された酸素発生装置を特徴とし、それにより酸素濃縮空気が酸化剤又はオゾン発生装置に通されて飲料ラインの下流で発生されたオゾン及び／又はヒドロキシルラジカルを生じる、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
空気導入ライン中に位置された空気乾燥機を特徴とする、請求項８又は９記載の装置。
【請求項１１】
導入空気を加圧するための空気圧縮装置を特徴とする、請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
ガスを水スプレー、水エアゾール、ミスト、液滴又はスチームにより加湿するための酸素発生装置と酸化剤又はオゾン発生装置の間にガス配管中に位置された加湿装置を特徴とする、請求項９記載の装置。
【請求項１３】
酸化水が飲料ラインに入る前にミキサーを通過することを特徴とする、請求項８から１２のいずれか１項記載の装置。
【請求項１４】
酸化水流を脱気装置に通して飲料ラインに入る前に未溶解ガス及び気泡を除去することを特徴とする、請求項８から１３のいずれか１項記載の装置。
【請求項１５】
飲料ラインがビール、ワイン、ミルク、ジュース、水、非アルコール飲料及びシロップを運ぶラインから選ばれることを特徴とする、請求項８から１４のいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は飲料ライン精製装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
飲料ライン及び容器が規則的に洗浄されることを必要とすることは公知である。洗浄はまた精製もしくは衛生又は消毒と称される。ラインはまたパイプもしくは管又はホース或いは導管又はフィッティングもしくは水栓或いは分配系と称される。容器として、タンク、バット、小たる及びその他の容器が挙げられる。ドラフトビールは酵母ビルドアップの傾向のためにこの適用に最も普通の液体であるが、その他の飲料として、非ビール液体、例えば、水、ミルク、ワイン、シロップ、ジュース、コーラ、ソーダ、炭酸飲料、及びポストミックスライン（この場合、シロップが炭酸飲料に変換される）が挙げられる。ラインはその源（例えば、小たる又は貯蔵容器）とその終点（例えば、ビールタップもしくはスピゴット又は分配機）の間で洗浄される。これが起こる組織として、ホテル、クラブ、パブ、醸造所、乳製品製造所、ワイン製造所及びその他の組織（そこでは飲料が製造もしくは輸送又は消費される）が挙げられる。
【０００３】
例えば、ホテルはしばしばビールを地階中の小たる中に貯蔵し、次いでそれを上の階のバーにある分配タップまでポンプ輸送する。ビールラインの長さはかなりであることがあり、組織当りのビールラインの数及び複雑さがまた大きいことがある。
【０００４】
飲料がラインを通って移動され、又はライン中に貯蔵される場合、物質がラインの内面に付着される。これらは汚染物質と称し得る。何とならば、その目的がラインの内面を純粋かつきれいに保つことであるからであり、これらとして、酵母、シュウ酸カルシウム、ビール石、ミルク石、生物膜、細菌、原生動物、トリクロロアニソール（ＴＣＡ）及びその他の汚染物質が挙げられる。これらの物質は周期的に除去される必要がある。そうしないと、ラインは不衛生になり、その中を輸送されるビールに有害に影響するであろう。また、圧力低下が増大することがあり、また飲料の取り出し又は流量に影響し得る。
【０００５】
それ故、多くの組織は毎日１回〜毎月１回でそれらの飲料ラインを洗浄し、精製する。“洗浄”という用語はラインの内面からの付着物及びデブリ並びにスケールの除去を表すのに使用し得る。“精製”という用語はラインの内面の微生物の死滅を表すのにかなり異なって使用し得る。それ故、洗浄し、かつ精製する両方の目的を達成することが必要である。ビールラインは典型的には毎週洗浄され、乳製品製造ラインは典型的には毎日洗浄され、一方、ワイン製造ラインはまた規則的に洗浄される。
【０００６】
ビールライン精製製品及び方法は公知である。殆どがライン中でソーキングする液体薬品を使用する。その他は圧縮空気を使用することによりライン中に移動され、こうしてラインの内面をみがき、洗浄する小さい放物体を使用する。
【０００７】
普通の方法は以下のとおりである。組織は好適な薬品を購入し、これらは苛性アルカリをベースとする溶液、洗剤、消泡剤、キレート剤、アルカリ塩、ヨウ素等を含み得る。これらが容器（例えば、取っておいた空の小たる）に注がれ、次いで水で希釈又は混合される。容器の入口は二酸化炭素びん系（これは典型的にはラインによるビールの輸送のためにホテルに存在する）に連結される。容器の出口はビールライン（これは洗浄すべきである）に連結される。次いで弁が開けられて二酸化炭素に薬品混合物を容器から置換させ、洗浄すべきビールラインを充満させる。薬品が汚染物質にソーキングするための時間の期間（例えば、１時間又は一夜）にわたって静止して残される。次いで薬品混合物及び汚染物質がラインから置換される。次いで水がライン中に置換されてすすぎを得、その結果、残留薬品が存在しない。次いでビールがラインに再度導入される。次いでこれが次のラインについて反復される。それ故、充満、ソーキング及びすすぎの連続プロセスが起こる。これは“プロセス”であり、液体薬品以外の特別な製品又は装置を必要としない。
【０００８】
種々の製品及び特別な装置がまた利用し得る。特許検索及びウェブ検索が幾つかの製品を明らかにした。殆どが遠心ポンプの如き薬品投与ポンプ装置に供給される液体薬品を使用する。これらの装置は弁及びタイマー又はその他の制御装置をしばしば含む。薬品として、前記されたものが挙げられる。或る“非薬品”製品は音響周波数を使用して洗浄を行なうことを意図している。圧縮空気放出体クリーナーがまた利用し得る。
【０００９】
酸性薬品及びアルカリ性薬品が最も普通の洗浄方法である。それらは消費財であり、それ故、それらは頻繁に購入され、輸送され、貯蔵され、分配される必要がある。これはかなりの継続の購入コスト及びロジスティックス費用を生じる。
【００１０】
薬品は性質が有害である。これは輸送、貯蔵及び取扱中に職業上の健康問題及び安全性問題を生じる。取扱はしばしば半閉じ込めスペース、例えば、地階で、またしばしば管理されない状況で、容器間で注入し、水で希釈する必要を含み得る。
【００１１】
薬品はラインが洗浄された後にすすぎ段階を必要とする。これはしばしば不正確であり、オペレータは充分なすすぎが起こったかどうかが確かではない。すすぎが不完全である場合、再導入されたビールは“味のよくない”という問題があり、又は不健康であるかもしれない。
【００１２】
薬品及び汚染物質は、洗浄後に、ラインから除去され、廃棄される必要がある。典型的には、それらはドレイン又は下水管に流入されるべきではない。何とならば、それらが毒性であるからである。それらがそうではない場合、別の廃棄コストが高い。それらがそうである場合、オペレータは法律を破りがちである。
【００１３】
薬品はしばしば長すぎるソーキング時間を必要とする。それ故、オペレータの労働コストは多くの組織が多くのラインを有するので高いことがある。
【００１４】
或る種の薬品は、特に酵母、ビール石、ミルク石及び野生酵母が完全には除去されていないかもしれないビール、ミルク及びワインの場合に、有効に洗浄せず、又は有効に精製しない。
【００１５】
或る種の薬品は過度に腐食性であり、これは長いソーキング時間が必要とされる場合に増幅される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の目的は飲料ラインの洗浄と関連する上記問題の一つ以上を解消することである。
本発明の更なる目的は消耗品が購入される必要がなく、また使用後に正確かつ法律的廃棄を必要とする汚染物質又は有害物質が使用されない、飲料ラインを洗浄し、精製するための系を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
こうして、本発明によれば、飲料ライン中又は容器への水の流れを与える工程、空気をコロナ放電チャンバーの如き酸化チャンバーに通すことにより酸化剤を電気的に生成する工程、酸化剤を水の流れと混合し、それによりライン又は容器を通過する水中の酸化剤が汚染物質を除去し、かつ／又はラインもしくは容器中の微生物を死滅させる工程を含むことを特徴とする飲料ライン及び容器の洗浄及び精製方法が提供される。
【００１８】
また、本発明によれば、ライン及び容器中の水の流れを与える工程及びライン中を流れる水中にオゾン及び／又はヒドロキシルラジカルを生じてライン又は容器中の汚染物質と反応させ、除去する工程を含むことを特徴とする飲料ライン及び容器の洗浄及び精製方法が提供される。
【００１９】
更に、本発明によれば、ライン又は容器中の水の流れを与える工程、酸素及び水蒸気を含む空気を酸化チャンバーに通してオゾン、過酸化水素、ヒドロキシルラジカル、ヒドロキシルイオン、原子状酸素、及び原子状酸素イオンの形態の一種以上の酸化剤を生成する工程及び水の流れ中の酸化剤をライン又は容器に注入し、混合する工程を含むことを特徴とする飲料ライン又は容器の洗浄及び精製方法が提供される。
【００２０】
また、飲料ライン及び容器を洗浄し、精製するための装置が提供され、前記装置が水の供給への導入連結、洗浄され又は容器に移すのに使用されるラインに連結される出口、空気入口、空気入口に連結された入口を有する酸化剤又はオゾン発生装置、及び水入口と出口の間の通路に連結された出口を含み、それにより酸化剤又はオゾン発生装置からの生成物が水に流入され、水と混合されて飲料ライン又は容器を洗浄し、精製する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
製品は強い酸化剤を空気から生じるのに使用される。これらの酸化剤は電気エネルギーを使用することにより、例えば、水蒸気を含んでもよい空気をコロナ放電電界に通すことにより造り出される。造り出される酸化剤は下記の一種以上を含んでもよい：オゾン（３原子酸素）、ヒドロキシルラジカル、ヒドロキシルイオン、過酸化水素、原子状酸素、原子状酸素イオン、２原子酸素イオン、水素イオン、窒素イオン及び同様のもの。次いでこれらの酸化剤がベンチュリの如き接触メカニズムを使用することにより水に溶解される。次いで“水中の酸化剤”又は“酸化水”のこの混合物が製品を出て、飲料ラインに流入する。飲料ラインそれ自体中に、オゾンが過酸化水素の如き中間体酸化剤と反応し、これが更なるヒドロキシルラジカルを生じる更なる現象があり得る。
【００２２】
酸化水は下記のものを含んでもよい。
ｉ．  水に適当に溶解され、液相中で有効である或る種の酸化剤。
ii．  溶解されず、気相中に依然としてあり、例えば、ライン中で気泡として見られるかもしれない或る種の酸化剤。飲料ラインは密閉系であり、それ故、溶解しない酸化剤はその系から逃げることができず、それらがラインの端部でタップから出るまでライン中に気泡として維持される。また、気泡は製品を出る前に除去し得る。
ｉｉｉ．  空気調製装置の効率が１００％未満であるので存在する或る種の残留空気（２原子酸素分子及び窒素分子並びに水蒸気）。
【００２３】
酸化水は汚染物質をラインの内部から洗浄するとともに精製する。
ｉ．  洗浄はライン表面の無機物質及び非生活有機物質の酸化のプロセスによるものであり、またラインのその他の汚染物質の基質として作用する微生物を死滅するプロセスによるものであり、また酸化水がライン表面を過ぎて流れる摩擦のプロセスによるものである。
ii．  精製は微生物中のタンパク質構造の変性を生じ、それによりそれらを死滅させる酸化剤のプロセスによるものである。
【００２４】
図１は上の階にあるビールタップ２とともにホテル地階中のビール小たる１を含む典型的な飲料ライン系を示す。本発明（飲料精製装置）３はあらゆる都合のよい位置、例えば、地階に置かれる。その水入口４は屋敷の水又は水のタンクもしくは容器に連結される。ユニット３からの出口５は洗浄、精製すべきビールライン６に連結される。種々の形態の連結装置１０、例えば、迅速断続フィッティング又は分岐弁を備えた永久連結マニホールドが利用し得る。電気がまた接続される。薬品又は消耗品は必要とされない。また、ガスシリンダー７、ガスライン８及びガスレギュレーター９が示される。それ故、設置が簡単である。
【００２５】
酸化ユニット及びライン中の水流量は低く、例えば、ライン当り１分当り１リットルである。多くのラインが一度に洗浄され、精製され、例えば、８ラインが一度にそうされ、これが飲料精製装置により酸化される毎分８リットルの水をもたらし得る。水はラインが充満され、ソーキングされるのではなく連続的に流れるように設計される。処理時間は変化し得るが、一例はライン当り１時間であり、これは洗浄サイクル当りライン当りに使用されるわずかに６０リットルの水をもたらす。廃水はビールタップからそれの下のバー流しに直接に、又は小さい収集トラフもしくはバケット（これは順にそれから流しまで走るラインを有し得る）に流入し得る。多くのラインが本発明により一度に洗浄し得る。
【００２６】
図２は本発明の第一の実施態様を示す。空気供給原料が周囲空気から空気入口１１を通って供給されてもよく、酸化チャンバー１４に直接流入し得る。周囲空気は若干の自然水蒸気を含む。また、空気供給原料は周囲空気から別の空気入口１２を通って供給されてもよく、次いでそれが酸化チャンバー１４に流入する前に水蒸気を除去するように乾燥機１３に流入する。酸化チャンバーはコロナ放電電界を利用して強い酸化剤を生じる。酸化剤は気相中にあり、また蒸気又は液体エアゾールとして水相中にあってもよい。次いでそれらはガスソレノイド弁１５（これは逆流防止装置として利用できる）を通って、次いでコンタクター１６に流入する。コンタクターは酸化剤を主水流に有効に溶解するベンチュリインジェクターであることが好ましい。
【００２７】
主水流は水入口４に入り、次いで水セレノイド弁１７を通過する。水供給原料は加圧された水道本管系からのものであってもよく、又はそれはタンクもしくは小たる又はダム（その場合には、水ポンプが飲料精製装置製品とともに含まれてもよい）からのものであってもよい。ソレノイド１７は逆流防止装置そしてまたフロースイッチ１８（それからそれが電気信号を受け取る）に連結された場合に飲料精製装置の電気系統を起動する自動的方法の両方として利用できる。酸化剤が水と接触された後に、それらが混合コイル１９により水中で混合される。
【００２８】
混合コイル中の酸化水は溶解される或る種の酸化剤及び依然として気泡の形態である或るものを含む。次いで酸化水が脱気チャンバー２０に流入し、そこで気泡が水から分離される。気泡はガスとして排出口２３に追い出され、一方、酸化水は製品を酸化水出口５に残す。脱気チャンバーの一つの形態は酸化水が入る加圧容器又はタンクを含み、こうして水の速度が遅くなり、気泡が水の表面に上昇することを可能にし、これがガス空間を容器の上部に生じる。このガスが蓄積するにつれて、容器中の水レベルが低下し、フロートスイッチがソレノイドを逆に閉じた位置に移動するまで、フロートスイッチ２１が電気信号を脱気ソレノイド２２（これは開いて、ガスが出口２３に排出することを可能にする）に送る。こうして、製品を水出口５で出る水が高度に酸化されるが、気泡を含まない。水出口５は図１を参照して既に記載されたように飲料ラインに連結される。
【００２９】
酸化水が気泡を含む場合、多くの実用的な問題が生じ得る。第一に、多くの飲料ライン中の水の流れが非常に不均一になることがあり、ラインの一部の不適当な洗浄及び精製をもたらす。第二に、ビールライン系はビールから泡を除去するための装置（時々、デフォッバー（defobber）と称される）をライン中に含む。これらの装置はまたガスを液体から分離するように作用し、こうしてそれらはまもなくガスで充満し、こうしてそれらは洗浄又は精製されない。第三に、ラインはガスで充満し、エアーポケットを幾つかの位置で生じ、こうして水流を停止し、更には飲料が再度連結される場合に飲料の流れを完全に妨げ得る。また、飲料液体が再度連結される場合、ラインの飛散が生じることがあり、また液体及びガスがタップを出る際に飲料のあわ立ちが生じ得る。
【００３０】
排出口２３はオゾンガスを含む。それはオペレーターから離れて安全な位置まで走る管に連結されてもよい。或いは、それはオゾン分解装置、例えば、吸着媒体又は触媒に連結してもよい。或いは、それは逆にガス流に連結されることが好ましく、その結果、オゾンが有効に使用される。それはソレノイド１５の丁度上流でガスラインに連結されてもよく、又はコンタクター１６の第二のガス口、もしくは第二コンタクター（これは第一コンタクターの上流又は下流に位置されてもよい）のガス口に連結されてもよい。
【００３１】
図３は酸素発生装置としてまた知られている、酸素濃縮装置を使用することにより、酸化剤の濃度を増大するための本発明の更に別の形態を示す。空気供給原料は入口２４を通って周囲空気から供給されてもよく、次いで管を通って空気調製系、例えば、コンプレッサー２７を通過して酸素発生装置２８に流入して窒素２９を除去し、高い酸素濃度を得る。また、空気供給原料は別の空気入口２５を通って周囲空気から供給されてもよく、次いで乾燥機２６を通過し、その後にそれがコンプレッサー２７に流入する。酸素発生装置からのアウトプットが酸化チャンバー１４に流入する。次いで飲料精製装置系の残部は図２を参照して既に記載されたとおりである。
【００３２】
図４は酸化剤出口中の高濃度の酸化剤を生じ、また製品の効率及び寿命を最適化するための本発明の更に別の形態を示す。供給原料空気が空気入口２５に入り、圧縮され２７、酸素化される２８前に乾燥される２６。それ故、ガスは主として乾燥酸素を含む。しかしながら、このガスが酸化チャンバー１４に流入する前に、それが加湿装置３１により加湿される。水の流れが主水流からライン３０を通って加湿装置３１（これはエアゾールもしくは液滴又は蒸気形態の水をガス（これは酸素発生装置から酸化チャンバーに流れている）と混合する）に流出される。加湿装置は膜接触装置を含むことが好ましく、これは加圧された水が膜の小さい孔を通過し、こうして酸素の流れに入ることを可能にする。こうして、水蒸気又はエアゾール（Ｈ２Ｏ）及び酸素（Ｏ２）並びに少量の残留空気が酸化チャンバーに流入する。次いで飲料精製装置系の残部は図２を参照して既に記載されたとおりである。
【００３３】
上記本発明は使用される空気入口に応じて２組の酸化剤を生じ得ることが試験及び研究により実証された。
ｉ．  図２において、空気入口１２が使用される場合、供給原料空気が乾燥され、水蒸気が除去され、酸素及び窒素が残る。こうして、得られる供給原料は水素原子を含まない。次いで酸化チャンバーにより生じた主酸化剤は中間濃度のオゾンである。
ii．  図２において、空気入口１１が使用される場合、供給原料空気は水蒸気、酸素及び窒素を含む。酸化チャンバーにより生じた主酸化剤は中間濃度の気相中のオゾン、及び水相中の過酸化水素並びにヒドロキシルラジカル（両方ともかなりであるが比較的低い濃度である）である。
【００３４】
iii．  図３において、空気入口２５が使用される場合、水蒸気が乾燥機により除去され、窒素が酸素発生器により除去され、高濃度の酸素が残る。次いで酸化チャンバーにより生じた主酸化剤は高濃度のオゾンである。
iv．  図３において、空気入口２４が使用される場合、窒素が除去されるが、水蒸気及び高濃度の酸素が残る。酸化チャンバーにより生じた主酸化物は高濃度の気相中のオゾン、並びに水相中の過酸化水素及びヒドロキシルラジカル（両方とも中間濃度）である。
ｖ．  図４において、空気入口２５が使用される。乾燥機が水蒸気を除去し、酸素発生器が窒素を除去し、高濃度の酸素が酸素発生器２８の下流に残る。次いで加湿装置が微細なエアゾール形態の水蒸気を加える。酸化チャンバーにより生じた主酸化剤は高濃度の気相中のオゾン、並びに水相中の過酸化水素及びヒドロキシル（両方とも高濃度）である。
【００３５】
ヒドロキシルを生じることの利点はそれらが非常に強い酸化剤であり、進歩した酸化プロセスを与えることである。例えば、ミリボルトで測定して、塩素ガスの酸化電位は１．３６であり、オゾンは２．０７であり、ヒドロキシルラジカルは２．８０である。合成有機薬品を含む、多くの物質があり、これらはオゾンとの遅い反応速度を有するが、ヒドロキシルとの速い反応速度を有し、このような場合、ヒドロキシルは優れた酸化剤である。ヒドロキシルは１秒たらずである短い半減期を有し、一方、オゾンはきれいな水中で３０分までである、長い半減期を有する。それ故、微生物殺菌のために、残留酸化剤レベルが時間の或る期間にわたって必要とされる場合、オゾンが優れた酸化剤である。その他の例がまた存在し、この場合、ヒドロキシルもしくはオゾン又はその両方が最適酸化剤処方を与えるのに選ばれる。
【００３６】
更に、本発明は酸化水出口５に連結された、下流のパイプ中でヒドロキシルを生じることができる。図４において、例えば、湿潤酸素が酸化チャンバー（これは気相中のオゾン及び水相中の過酸化水素を生じ、また或る種のヒドロキシルラジカルを生じる）への供給原料として使用される。オゾン及び過酸化水素は互いに独立に、かつ同時に、しかも単一操作で造り出され、その間に供給原料がエミッター中の放電ギャップを通過している。次いでオゾン及び過酸化水素がコンタクター中で主水流に混合される。ついで過酸化水素が中間体として作用する。それはこの下流の流れ中でオゾンの一部と次第に反応して、更なるヒドロキシルラジカルを生じる。こうして、本発明は下流のライン、例えば、飲料ライン中で造り出され、又は生成されるオゾン及びヒドロキシルを与える。ヒドロキシルが酸化チャンバーそれ自体中でのみ造り出された場合、それらは下流のライン中で有益な仕事をすることができないであろう。何とならば、それらが１秒たらずであるそれらの速い半減期のために迅速に消失するからであろう。しかしながら、本発明はそれらが下流のライン中で生成されることを可能にするので、この制限が解決される。
【００３７】
オゾンは自然半減期で水中で分解する。それがそうする場合、ヒドロキシルラジカルが一時的な副生物として生成される。しかしながら、過酸化水素を伴う、上記プロセスは別の現象であり、オゾンと過酸化水素の間の反応からの多量のヒドロキシルラジカルの生成を伴う。
【００３８】
酸化チャンバーの放電空間中の水蒸気の存在はオゾン産出速度及びオゾン濃度（これはそうしないとその空間が乾燥した場合に得られるであろう）を低下するように作用する。しかしながら、この作用は過酸化水素の生成（これは順に多量のヒドロキシルラジカルの生成を可能にする）により相殺される。
【００３９】
酸化チャンバーはそれが湿潤（湿った）空気又は湿潤（湿った）酸素を受け取ることにより、オゾン及び過酸化水素並びにヒドロキシルを生じ得るように設計される。コロナ放電電界が発生される。電源ラインの電気入力が２原子酸素及び水蒸気分子を原子状酸素及び水素に解離し、次いで必要とされる酸化剤への再結合を可能にするように、電圧、周波数及び波形の最適の組み合わせに変換される。
【００４０】
本発明はヒドロキシル及びオゾンが必要とされ、それ故、湿潤空気又は湿潤酸素供給原料が使用される適用について、腐蝕速度を最小にし、構成部分寿命を延長するように設計される。
【００４１】
ｉ．  図２において、入口１１が使用される場合、水蒸気及び窒素が酸化チャンバー中のコロナ電界中を流れる。痕跡レベルの物質、例えば、硝酸が生成するかもしれず、これらがガス流中にある酸化チャンバー中の構成部分（ステンレス鋼を含む）の表面を徐々に腐蝕し得る。一つの解決策は飲料精製装置が間欠的使用のみのために使用されるように、得られる製品寿命が満足であるようにそれを設計することである。また、酸化チャンバーはそれが非腐食性であるように設計される。酸化チャンバーはエミッター、電力源、印刷回路板等を含む。所望の酸化剤産出及び濃度を得るように、平行又は直列の、多くのエミッターがあり得る。コロナ電界はエミッター中で造り出され、供給原料がこの電界中を流れる。エミッターは高電圧電極、アース電極及び誘電体を含む。電極はステンレス鋼を含む金属又は電導性であるその他の材料からつくられていてもよく、このような材料は或る程度まで腐食性である。誘電体はガラスを含む、ケイ素をベースとする材料からつくられ、これらは高い耐食性を有する。エミッターデザインは誘電体が高電圧電極の上にあるように積層され、又は高電圧電極が誘電体中に封入される。それ故、この電極は供給原料流に隣接せず、こうして、それは腐蝕しない。加えて、又は別に、アース電極はまた第二誘電体をそれに対し位置決めすることにより積層でき、又はそれは誘電体により封入し得る。こうして、一つ又は両方の電極がエミッター中を流れている供給原料から完全に移動でき、こうして腐蝕が低減され、酸化チャンバーの効率が維持される。
【００４２】
ii．  図３において、窒素を除去する酸素生成装置があり、こうして硝酸の如き物質が酸化チャンバー中で生成せず、こうして腐蝕が調節される。しかしながら、酸素生成装置中のモレキュラーシーブ媒体を損傷し、媒体寿命を減少し、又は酸素濃縮の効率を低下し得る水蒸気が酸素生成装置中を流れる。一つの解決策は飲料精製装置が間欠的使用のみのために使用されるように、得られる寿命及び効率が満足であるように飲料精製装置を設計することである。また、酸素生成装置はそれが過剰量のモレキュラーシーブ媒体を含むように設計され、この媒体は規則的な使用間隔で容易に交換し得る。
【００４３】
iii．  図４は飲料精製装置の好ましい形態を示す。乾燥機２６が水蒸気を除去し、その結果、酸素生成装置２８中のモレキュラーシーブ媒体が損傷されず、また酸素濃縮効率が維持される。酸素生成装置は窒素を除去し、その結果、硝酸の如き物質が酸化チャンバー中で生成しない。水蒸気が最適位置、即ち、加湿装置３１で、その系に添加され、その結果、ヒドロキシルが酸化チャンバーそれ自体中で、又は過酸化水素中間体を介して下流のライン中で造り出される。酸化チャンバーはまた特別なレベルの腐蝕保護を与えるように、既に記載されたような積層電極を備えたエミッターデザインを利用し得る。
【００４４】
本発明は、下記のものを含む、種々の構成部分選択肢及び形態を使用することにより構成し得る。
【００４５】
乾燥機構成部分１３及び２６は蓄熱ヒーター回路を備え、又はそれを備えないで、乾燥剤媒体を含んでもよく、もしくは冷凍乾燥機であってもよく、又はコエレスサー（coelescer）もしくは水トラップ装置或いはミストフィルターであってもよい。粒状物フィルターが加えられて汚染物質を除去してコンプレッサー及び酸素生成装置並びに酸化チャンバーを保護してもよい。酸素生成装置はモレキュラーシーブ、もしくは圧力スイング吸着デザイン、又は膜デザインを利用してもよい。コンプレッサー２７及び酸素生成装置２８はびん詰酸素で置換し得る。加湿機は多孔質膜又はあらゆるその他の方法（これは酸素が１００％の相対湿度まで水で飽和されるようになることを可能にする）を利用してもよい。酸化チャンバーはコロナ放電、プラズマ放電、無音放電、誘電バリヤーＡＣ放電もしくは紫外線又は酸化剤を生じるその他の電気的方法を含んでもよい。酸化チャンバー中のエミッターは形状が管形であり、又は平行な板形を利用する電極を含んでもよい。電極は一体もの材料であってもよく、又は顆粒状であってもよい。コンタクターはベンチュリ、もしくは多孔質拡散装置（これは接触タワー又はパイプにあわ立てる）、又は膜装置を含んでもよい。或いは、コンタクターはぜん動ポンプ（その中を酸化ガスが通る）を利用してもよく、その結果、このポンプがガスを多孔質拡散装置を通って水流へと押しやる。或いは、屋敷の水圧が使用されない場合、二重ヘッドのぜん動ポンプが利用されてもよく、この場合、一つのポンプヘッドが主水流の目的のために加圧水を生じ、別のヘッドが加圧酸化ガスを生じ、次いでこれが多孔質拡散装置を通って水流に押しやられる。混合コイルはパイプの部分に配置された固定混合装置により置換されてもよく、又はそれと連係して使用されてもよい。製品は既に記載された別の空気入口を備えて、又は備えないで構成でき、オゾン単独ではなくヒドロキシルとオゾンが造り出されることをもたらす入口のみを含むことが好ましいであろう。酸化チャンバーは多くのエミッターを含み、これらのエミッターはエポキシの如き注封材料中に夫々封入されることが好ましい。これは低い電磁気干渉、安全な電気絶縁及び防水性を得る方法を与える。
【００４６】
本発明の利点は下記のものを含む。
ｉ．  ヒドロキシルラジカル及びオゾンが飲料精製装置に連結される下流のライン中で造り出される。こうして、これらの酸化剤は長さ数百メートルであり得る長いラインの場合でさえも、ラインそれ自体中で有益な仕事、例えば、ラインの表面の洗浄及び精製をすることができる。ヒドロキシルラジカルは、オゾンと中間体酸化剤、例えば、過酸化水素（これらは製品の酸化チャンバー中で既に造り出され、次いで主水流に混合される）の間の反応のために、ラインそれ自体中で造り出される。ヒドロキシルラジカルは無機物及び非生活有機物を酸化するのに理想的である非常に強い酸化剤であり、一方、オゾンは微生物を死滅させるのに理想的である一時的な残留酸化レベルを生じる。
【００４７】
ii．  その方法は全て電気の進歩した酸化方法である。薬品がなく、また消耗品がない。これはかなりの継続する購入及びロジスティックスの節減を生じる。ライン中で下流で生成されるヒドロキシルと一緒のこの全て電気方法の組み合わせ（上記の点ｉによる）は、特異かつ革新的な組み合わせである。
iii．  有害な薬品がない。これは輸送、貯蔵及び取扱中に職業上の健康及び安全性の利点を生じる。
iv．  処理後にラインをすすぐ必要が軽減され、或る場合には省かれる。これは酸化剤が空気からつくられるからである。“残された”酸化剤は主として酸素及び水蒸気に逆もどりし、薬品残渣を残さない。
ｖ．  洗浄後の、薬品及び汚染物質は通常廃棄し得る。それらは酸又はアルカリを含まない。典型的には、それらはドレイン又は下水管に流される。何とならば、これが安全かつ法的であるからである。
【００４８】
vi．  ソーキング時間が必要とされない。むしろ、酸化水が遅い流速でライン中に連続的に流される。それ故、オペレーターの労働コストが低減し得る。製品がタイマーで運転するように設定でき、次いで自動的処理を行なうように残される。間欠的段階がなく、それ故、オペレーターは処理中に存在する必要がない。
vii．  特に酵母、ビール石、ミルク石、野生酵母及びその他の表面汚染物質が存在し得るビール、ミルク、ワイン、ジュース及び水の場合に、酸化剤が有効に洗浄し、有効に精製する。細菌を含む、広範囲の微生物が死滅される。
viii．  酸化剤がライン又は飲料フィッティングを過度に腐蝕しない。
ix．  装置は酸化方法が行なわれているか否かの充分に正確な指示を与えるのに使用し得る。一つの方法は酸化還元又はＯＲＰメーター（また酸化還元電位メーターとして知られている）を使用することである。
【００４９】
本発明の一層大きいバージョンが多飲料ラインへの適用又は大直径パイプに使用し得る。本発明はまたラインではなく容器及びタンクを洗浄するのに使用し得る。例として、ワインバレル及びバットが挙げられ、その場合、飲料ライン精製装置が短いライン（これは次いでバレル又はバットに走る）に連結され、又はラインが水噴霧装置（これはバレル又はバット中に配置される）に連結する。
【００５０】
本発明はビール、ソフトドリンク、ポストミックスシロップ、乳製品製造所中のミルク、ワイン製造所中のワイン、オレンジジュース及び水を含む、あらゆる飲料ライン又は容器に適用し得る。或いは、それは非飲料食品加工ライン及び容器、食品製造ライン及び容器等（これらは酸化水で処理されて洗浄及び精製を得ることができる）に適用し得る。
【００５１】
こうして、飲料及び食品ラインは薬品又は放物体洗浄装置を使用しないで有効に洗浄され、精製し得ることがわかる。進歩した酸化方法を与えるユニットを連結し、酸化水をラインに通すことにより、洗浄及び精製の有効かつ安全な系が提供される。
【００５２】
本発明の別の形態が実現すべく詳しく記載されたが、本発明はそれらに限定されるべきではないが、本発明の精神及び範囲内にある変化及び改良を含み得る。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の追加を含む典型的な飲料ライン系の一般図である。
【図２】本発明の一実施態様の図である。
【図３】本発明の更なる実施態様である。
【図４】本発明の更なる実施態様である。
【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年9月15日(2003.9.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライン及び容器への水の流れを与える工程および前記ラインを通して流れる水中に酸化剤を生成させて前記ライン又は容器中の汚染物質と反応させかつ除去する工程を含む飲料ライン及び容器の洗浄及び精製方法であって、これらの酸化剤が空気および／または水の分子から生成され、酸素及び／又は水素原子のみを含み、ヒドロキシルラジカル又は過酸化水素のようなオゾン以外の酸化剤を含むことを特徴とする前記方法。
【請求項２】
ライン又は容器中の水の流れを与える工程、酸素及び水蒸気を含む空気を酸化チャンバーに通して過酸化水素、一種以上のヒドロキシルラジカル、オゾン、ヒドロキシルイオン、原子状酸素及び原子状酸素イオンの形態の酸化剤を生成する工程及び水の流れ中の酸化剤をライン又は容器に注入し、混合する工程を含むことを特徴とする飲料ライン又は容器の洗浄及び精製方法。
【請求項３】
オゾン及び過酸化水素を酸化チャンバー中で生成し、次いで水に注入し、次いで過酸化水素が中間体として作用し、オゾンと反応して水の流れへの注入の位置の下流のライン（酸化水が流れる飲料ライン又は容器中を含む）中でヒドロキシルラジカルを生成する、請求項２記載の飲料ライン又は容器の洗浄及び精製方法。
【請求項４】
酸化剤を電気的手段のみにより生成する工程を含む、請求項１から３のいずれか１項記載の飲料ライン及び容器の洗浄及び精製方法。
【請求項５】
空気をオゾン発生装置に通す工程、次いでオゾンを飲料ライン又は容器中を流れている水に注入し、混合して飲料ライン又は容器を洗浄し、精製する工程を含むことを特徴とする請求項１、２または３のいずれか１項記載の飲料ライン又は容器の洗浄及び精製方法。
【請求項６】
水の流れを飲料ライン中又は容器に通す工程、空気を乾燥させ、圧縮する工程、乾燥圧縮空気を酸素発生装置に通して窒素を空気から除去する工程、エアゾール、蒸気もしくはミスト又は液滴の形態の水をガスに添加する工程、高濃度の酸素及び水蒸気を有するこのガスを電気酸化チャンバーに通す工程、及び得られる酸化剤をライン中の水の流れに注入する工程を含むことを特徴とする請求項１、２または３のいずれか１項記載の飲料ライン又は容器の洗浄及び精製方法。
【請求項７】
飲料ライン及び容器を洗浄し、精製するための装置であって、前記装置が水の供給への導入連結、洗浄され、又は容器に移すのに使用されるラインに連結される出口、空気入口、空気入口に連結された入口を有する酸化剤又はオゾン発生装置、及び水入口と出口の間の通路に連結された出口を含み、それにより酸化剤又はオゾン発生装置からの生成物が水に流入され、水と混合されて飲料ライン又は容器を洗浄し、精製することを特徴とする請求項１、２または３のいずれか１項記載の前記装置。
【請求項８】
酸化剤又はオゾン発生装置の前に空気ライン中に位置された酸素発生装置を特徴とし、それにより酸素濃縮空気が酸化剤又はオゾン発生装置に通されて飲料ラインの下流で発生されたオゾン及び／又はヒドロキシルラジカルを生じる、請求項７記載の装置。
【請求項９】
空気導入ライン中に位置された空気乾燥機を特徴とする、請求項７又は８記載の装置。
【請求項１０】
導入空気を加圧するための空気圧縮装置を特徴とする、請求項９記載の装置。
【請求項１１】
ガスを水スプレー、水エアゾール、ミスト、液滴又はスチームにより加湿するための酸素発生装置と酸化剤又はオゾン発生装置の間にガス配管中に位置された加湿装置を特徴とする、請求項８記載の装置。
【請求項１２】
酸化水が飲料ラインに入る前にミキサーを通過することを特徴とする、請求項７から１１のいずれか１項記載の装置。
【請求項１３】
酸化水流を脱気装置に通して飲料ラインに入る前に未溶解ガス及び気泡を除去することを特徴とする、請求項７から１２のいずれか１項記載の装置。
【請求項１４】
飲料ラインがビール、ワイン、ミルク、ジュース、水、非アルコール飲料及びシロップを運ぶラインから選ばれることを特徴とする、請求項７から１３のいずれか１項記載の装置。
【国際調査報告】
2005506250.tif 000029
2005506250.tif 000030
2005506250.tif 000031