(57)【要約】  従来のＣＩＰクリーニング工程の前に現場清掃手順および前処理溶液を使用する熱交換器、蒸発器、タンクおよびその他の産業設備等のクリーニング設備の方法。前処理ステップは、汚れの柔軟度を改善し、この様にその除去を促進する。前処理溶液は、強酸性溶液、強アルカリ性溶液、または浸透剤を含むことが出来る。好ましい強酸性溶液は、酸過酸化物溶液である。いくつかの態様では、前処理は、強アルカリまたは酸成分を含まない可能性があり；むしろ浸透剤が許容できるレベルの前処理を与える。ＦＩＧ．１【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＩＰ工程を使用した産業装置のクリーニング方法であって、以下を含む方法：
（ａ）汚れ(soil)への前処理溶液の適用工程であって、該前処理溶液が、少なくとも０．２５重量％の活性成分を含み、且つ該活性成分が、アルカリ源、酸源、浸透剤、酸化剤(oxidizer)、およびビルダーのいずれかを含むものであり；
（ｂ）該前処理溶液の後で、設備内で第１のＣＩＰ溶液を再循環する工程であって、該ＣＩＰ溶液が薄い洗剤を含み；且つ、次に
（ｃ）設備をリンスする工程。
【請求項２】
前処理溶液が０．２５〜１．５重量％の酸を含む請求項１による方法。
【請求項３】
前処理溶液がさらに０．０１〜１重量％のオキシダントを含む請求項２による方法。
【請求項４】
オキシダントがパーオキサイドである請求項３の方法。
【請求項５】
前処理溶液が０．４〜１０重量％の浸透剤を含む請求項１による方法。
【請求項６】
浸透剤がグリコールエーテルである請求項５による方法。
【請求項７】
前処理溶液が０．２５〜１．５重量％の酸および０．４〜８重量％の浸透剤を含む請求項１による方法。
【請求項８】
前処理溶液が０．３〜１０重量％のアルカリ度源を含む請求項１による方法。
【請求項９】
前処理溶液が以下を含む請求項１による方法であって：
（ａ）０．２５〜１．５重量％の酸がリン酸、硝酸、硫酸、乳酸、酢酸、ヒドロキシ酢酸およびクエン酸の少なくとも一つであり；且つ、
（ｂ）０．０１〜１重量％のオキシダントがペルオキシジェン（peroxygen）化合物である方法。
【請求項１０】
ペルオキシジェン化合物が０．０５〜０．５重量％のレベルで存在する請求項９による方法。
【請求項１１】
以下を含む請求項１による方法：
（ａ）０．２５〜１．５重量％の酸および０．０１〜１重量％のオキシダントを含む前処理溶液の適用および、
（ｂ）前処理溶液の後、装置にアルカリ性ＣＩＰ溶液の再循環。
【請求項１２】
請求項１０による方法であって：
（ａ）酸がリン酸、硝酸、硫酸、乳酸、酢酸、ヒドロキシ酢酸およびクエン酸の内少なくとも一つであり；且つ、
（ｂ）オキシダントがペルオキシジェン化合物である方法。
【請求項１３】
ＣＩＰ工程を用いた産業設備からの汚れのクリーニング方法であって、以下を含む方法：
（ａ）前処理溶液が少なくとも０．５重量％の活性成分を含み、且つ該活性成分が、汚れの前処理、アルカリ源、酸源、浸透剤、酸化剤、界面活性剤、およびビルダーのいずれかを含むものであって；
（ｂ）薄い洗剤溶液が浸透した汚れの少なくとも一部分を除去する工程；および、
（ｃ）設備をリンスする工程。
【請求項１４】
請求項１３による方法であって：
（ａ）前処理溶液がアルカリ源を含み；および、
（ｂ）薄い洗剤溶液が酸を含む方法。
【請求項１５】
請求項１３による方法であって：
（ａ）前処理溶液が酸源を含み；および、
（ｂ）薄い洗剤溶液がアルカリを含む。
【請求項１６】
前処理溶液がさらにオキシダントを含む請求項１５による方法。
【請求項１７】
ＣＩＰ工程を使用した産業設備からの汚れのクリーニング方法であって、以下を含む方法：
（ａ）汚れへ前処理溶液を適用する工程であって、該溶液が少なくとも０．２５重量％の活性成分を含み、且つ活性成分が、アルカリ源、酸源、浸透剤、酸化剤、およびビルダーのいずれかを含み；
（ｂ）該前処理溶液の後、設備で第１のＣＩＰ溶液を再循環する工程であって、該ＣＩＰ溶液が薄い洗剤を含み；
（ｃ）第１のＣＩＰ溶液の後、設備での第２のＣＩＰ溶液を再循環する工程；およびそして、
（ｄ）設備をリンスする工程。
【請求項１８】
前処理溶液の適用ステップが以下を含む請求項１７による方法：
（ａ）０．２５〜１．５重量％の酸および０．０１〜１重量％のオキシダントを含む前処理溶液の適用。
【請求項１９】
前処理溶液の適用ステップが以下を含む請求項１８による方法：
（ａ）０．２５〜１．５重量％の酸および０．０５〜０．５重量％のオキシダントを含む前処理溶液の適用。
【請求項２０】
オキシダントがパーオキサイドである請求項１８による方法。
【請求項２１】
前処理溶液が酸性であり、第１のＣＩＰ溶液がアルカリ性である請求項１７による方法。
【請求項２２】
前処理溶液がアルカリ性であり、第１のＣＩＰ溶液が酸性である請求項１７による方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸発器、熱交換器等の設備、および伝統的にＣＩＰ（現場清掃：clean-in-place）工程を使用してクリーニングされてきた他のそうした設備等の産業設備のクリーニングに関する。
【背景技術】
【０００２】
食品および飲料の製造等の多くの産業上の利用では、硬質表面は一般に炭水化物、タンパク、硬度汚れおよびその他の汚れで汚染される。そうした汚れは、液体および固体食料品の両方の製造から発生する。セルロース、モノサッカロイド、ジサッカロイド、オリゴサッカロイド、スターチ、ガムおよびその他の複合材料等の炭水化物汚れは、乾燥すると、特にたんぱく質、酵素、脂肪、油およびその他と結びつくと、汚れを除去することが難しい困難物を形成する場合がある。そうした炭水化物汚れの除去は、重要な問題である可能性がある。同様にたんぱく質、酵素、脂肪および油等のその他の材料は、除去することが難しい汚れおよび残渣を形成可能である。
【０００３】
現場清掃クリーニング技法は、飲料、ミルク、ジュース、等の液体製品の流れ加工に通常使用されるタンク、ライン、ポンプおよびその他の工程設備の内部構成部品から汚れを除去するために、適合させた特定のクリーニング回復法である現場清掃クリーニングは、いかなるシステム構成部分も分解することなく、系にクリーニング溶液を通すことを含む。最小限の現場清掃技法は、クリーニング溶液の設備への通過および次に通常の加工の再開を含む。クリーナーで汚染されたいかなる製品も廃棄できる。多くの場合現場清掃の方法は第１のリンス洗浄、クリーニング溶液の適用、飲用水での第２のリンス洗浄工程の再開を含む。本工程は、リンス洗浄、酸性または塩基性の機能性流体、溶媒または熱水、冷水等のその他のクリーニング構成部分が工程の間のいかなるステップにおいても設備と接触可能なあらゆるその他の接触ステップを含むことができる。多くの場合最終の飲料水のリンス洗浄は、クリーニング殺菌ステップに続く、設備のバクテリアによる汚染を防止するために省略される。
現場清掃プロセッシングは、生産時間の損失となるクリーニングされる設備の完全なシャットダウンを要求する。多くの場合、長い休止時間が必要となるため、設備は充分にクリーニングされない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
必要なのは、汚れを充分に除くために、より少ない時間を消費する現場清掃工程を使用した本設備のクリーニングのための改善された方法である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、現場清掃手順を使用する熱交換器、蒸発器、タンクおよびその他の産業設備等の設備クリーニングの方法に関する。本方法は、有機汚れの除去さらに食品汚れの除去に特に適する。さらに本方法は、現場清掃の方法を使用する飲料の製造場所からの炭水化物およびタンパク性の汚れの除去のためのクリーニング工程に関する。本方法は、従来のクリーニング工程の前で、前処理または前処理ステップの使用を含む。
【０００６】
ある側面では、本発明は、汚れで汚れた表面の強酸性溶液での前処理を含む方法を対象とする。従来の現場清掃工程は、本前処理ステップに続く。好ましい強酸性溶液は、酸過酸化物溶液である。強酸性前処理ステップの後のアルカリ性洗剤を使用する従来の現場清掃工程は、特に効果的な結果を与えることが見出された。酸性前処理溶液中の活性成分の濃度は、少なくとも０．３％であり、通常は少なくとも０．６％である。
【０００７】
別の面では、本発明は、汚れで汚れた表面の強アルカリ性溶液での前処理を含む方法を対象とする。従来の現場清掃工程が、本前処理ステップに続く。強アルカリ性前処理ステップの後での酸性洗剤を使用する従来の現場清掃工程が、特に効果的な結果を与えることが見出された。
【０００８】
すべての前処理は、酸性またはアルカリ性のいずれかの浸透剤を含む可能性がある。浸透剤の添加は、汚れの柔軟化の度合いを改善し、この様に汚れの除去を促進する。前処理溶液中の過酸化物を加えた酸の濃度は、少なくとも０．５％であり、通常少なくとも０．７％である。約１％の濃度は代表的である。
【０００９】
別の面では、本発明は、大量の酸またはアルカリの存在なしに汚れで汚れた表面の浸透剤での前処理を含む方法を対象とする。従来の現場清掃工程が、本浸透剤の前処理ステップに続く。前処理溶液中の浸透剤の濃度は、少なくとも０．２５％であり、通常少なくとも０．５％である。ある特定の態様では、浸透剤の前処理溶液は、約０．９％のグリコールエーテル溶媒の混合物を含み；浸透剤としてその他のレベルのグリコールエーテルが適する。
【００１０】
ある特定の態様では、本発明は、ＣＩＰ工程を使用する産業設備からの汚れのクリーニング方法を対象とする。汚れへの、アルカリ源、酸源、浸透剤、酸化剤、およびビルダーいずれかを含む活性成分と伴に、少なくとも０．２５重量％活性成分を含む溶液である前処理溶液の適用を含む本方法は、薄い洗剤を含むＣＩＰ溶液である前処理溶液の後で設備を通る第１のＣＩＰ溶液の再循環、および設備のリンス洗浄を含む。前処理溶液は、０．２５〜１．５重量％の酸および０．０１〜１重量％のパーオキサイド等のオキシダントを有する。グリコールエーテル等の浸透剤は、０．４〜１０重量％で存在しても良い。
【００１１】
別の特定の態様では、本方法は、少なくとも０．５重量％の活性成分を含む前処理溶液での汚れの前処理、あらゆるアルカリ源、酸源、浸透剤、酸化剤、界面活性剤、およびビルダーを含む活性成分、薄い洗剤溶液で少なくとも一部分が浸透された汚れの除去、および設備のリンス洗浄を含む。いくつかの態様では、前処理溶液はアルカリ源を含み、薄い洗剤は酸を含む。その他の態様では、前処理溶液は酸源を含み、薄い洗剤は塩基性である。
【００１２】
本発明は２つの異なるＣＩＰ溶液の使用を含む。前処理溶液に関するさらなる詳細および前処理溶液の使用方法は、以下に与えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は現場清掃手順と組み合わせた前処理ステップを使用する産業設備のクリーニングを対象とする。従来の現場清掃溶液および工程と組み合わせた前処理ステップの使用は、従来の工程だけよりも増加した汚れの除去を与える。さらに、前処理ステップの使用に続く水のリンス洗浄は、予想外の量の汚れの除去を与える。前処理ステップの使用は伝統的に相容れないケミストリーの使用を許容する。
【００１４】
ここで使用されるように“重量パーセント”、“重量％”、“重量でのパーセント”、“重量での％”、およびそれらのバリエーションは、その物質の重量を組成物の全重量で割って、１００をかけた物質の濃度をいう。ここで使用されるように、“パーセント”、“％”、およびその同類のものは、“重量パーセント”、“重量％”等と同義と意図されることが理解される。
【００１５】
ここで使用されるように、“約”の語は、例えば、実世界での代表的な測定および濃縮物の作製のための液体の取り扱い手順または溶液の使用を通して；これらの手順での不注意な誤差を通して；製造、源、組成物の作製または方法の実行のための内容物の純度における違いを通して；起こりえる数値量のバリエーションおよびその同類のものをいう。“約”の語はまた特定の初期混合物から結果として生じる組成物の異なる平衡状態によって異なる量を包含する。“約”の語によって修飾されているといないとにかかわらず、請求項は量に対して均等なものを含む。
【００１６】
注目すべきは、本明細書および付属する請求項で使用されるように、単数形の“ａ”、“ａｎ”および“ｔｈｅ”は、内容が明確に他の意味を記述していなければ、複数指示物を含む。この様に、例えば、“化合物（単数形）”を含む組成物に関しては、２以上の化合物を有することを含む。“ｏｒ”の語は、内容が明確に他の意味で記載されていなければ一般的に“および／又は”を含む意味で使用されることに注目すべきである。
【００１７】
本発明の方法は、設備一般的に現場清掃（すなわち、ＣＩＰ）クリーニング手順を使用してクリーニングされる設備に適用する。そうした設備の例は、蒸発器、熱交換器（チューブ内チューブ型の交換器、および枠内プレート型の交換器を含む）、熱コイル（蒸気、炎または熱移送流体加熱を含む）再クリスタライザー、パンクリスタライザー、スプレー乾燥機、ドラム乾燥機、およびタンクを含む。本方法は、たんぱく質または炭水化物等の汚れの上で固まったものまたは汚れの上で燃焼したもので、除去が必要なものの適用に広く使用することが出来；適用は、食品産業（特に酪農）、醸造、オイルプロセス、工業農業およびエタノールプロセッシングを含む。
【００１８】
ＣＩＰプロセッシングは、一般的に周知である。工程は、薄い溶液（通常約０．５〜３％）のクリーニングされる表面への適用を含む。溶液は、表面（通常流れ出る）にわたって滝のように流れ、ゆっくりと汚れを除去する。新しい溶液が表面に再適用されるか、または同じ溶液が再循環して表面に適用される。
【００１９】
有機、無機または２つの成分の合物を含む）汚れの除去のための典型的なＣＩＰ工程は、少なくとも３つステップを含む：アルカリ性溶液リンス洗浄、酸溶液リンス洗浄、そして水洗浄。アルカリ性溶液は汚れを柔軟にし、有機アルカリ性に可溶な汚れを除去する。続く酸溶液は、アルカリ性のクリーニングステップによって残留したミネラル汚れを除去する。アルカリ性および酸溶液の強さおよびクリーニングステップの期間は、通常汚れの耐久性に依存する。水リンス洗浄は、あらゆる残留溶液および汚れを除去し、設備が稼動に戻る前に表面をクリーニングする。本発明は、ＣＩＰ工程の前に汚れ中に浸透する前処理ステップを与える。汚れを柔軟にする浸透性材料は、触媒として働き、または汚れに接触する時には従来のＣＩＰ溶液の活性を高める。このように、前処理は汚れの除去を促進する。
【００２０】
図１を参照すると、工程設備のスキーム的な図が数字１０で示されている。工程１０は、クリーニングされる設備であるタンク２０を含む。供給ライン２５は、種々のクリーニング溶液をタンク２０に供給し、ドレインライン２７は、タンクから溶液を除く。適当なパイプを介して操作可能に接続されているバルブ、ポンプ等は、ＣＩＰ工程のための設備であり、参照数字３０で示されている。ＣＩＰ工程３０は、薄いＣＩＰケミストリーを保持するためのタンクを含む。タンク２０からのドレインライン２７は、タンク２０からの溶液を工程３０およびタンク３５に戻して再循環するために使用される。工程１０もまた参照数字４０でしめされる前処理工程のための設備を含む。前処理設備４０は、第１のタンク４２および第２のタンク４４を含む。２つのタンクが使用されると、一般的に１つのタンク、例えば、タンク４２は、アルカリ性前処理剤を含み別のタンク、例えば、タンク４４は酸性の前処理剤を含むであろう。適当なパイプ、バルブ、ポンプ等は、タンク２０への供給ライン２５を備えたタンク４２、４４を含み操作可能なように適当な位置にある。工程１０の本設定は、配管等の追加的設備の大量な使用を伴わずに、タンク２０に適用された前処理を許容する。クリーニングタンク２０の方法に関する追加的な詳細は、下に記載される。
【００２１】
前処理溶液
上記に記載されたように、前処理溶液または前処理ステップは、従来のＣＩＰケミストリーの適用に先立って汚れに適用される。前処理溶液のケミストリーは、クリーニングされる表面上の汚れの除去を促進するために選択される。前処理溶液は汚れの中に前コートおよび浸透し、汚れを柔軟にする。除去される汚れに基づいて特定のケミストリーが選択可能である。使用されるケミストリーは、ＣＩＰケミストリーと相溶(compatible)可能である。いくつかの態様では、ＣＩＰケミストリーと相溶しない前処理を有することが望ましく；そうした例では、前処理剤は、ＣＩＰケミストリーと反応する。相溶しないケミストリーの仕様はさらに汚れの除去の効果を増すことが見出された。
【００２２】
前処理溶液は、少なくとも０．２５％の活性成分、通常は少なくとも０．５％、好ましくは少なくとも２％、およびさらに好ましくは少なくとも４％含む。“活性成分”の語の使用によって意図されていることは汚れの柔軟化、溶解、および除去を促進する非不活性成分である。これらの活性成分は、あらゆるアルカリ性／塩基性、酸、浸透剤（界面活性剤を含む）、ビルダー、酸化剤、触媒およびキーラント（chelant）ないしキレート剤を含む。多くの態様では、水は溶液の残余である。通常、溶液は約１５％の活性成分、好ましくは約１０％を越えないで有する。大部分の適用では、約１〜１０％の濃度が好ましく；約２〜５％の濃度が、大部分の適用に適している。
【００２３】
前処理溶液は、所望によりおよび好ましくは、アルカリ性または酸性成分を含む。アルカリ性源の適した例は、塩基性の塩、アミン、モルフォリン、カーボネートおよびシリケートを含む。特に好ましいアルカリ性源は、ＮａＯＨ（水酸化ナトリウム）、ＫＯＨ（水酸化カリウム）、ＴＥＡ（メタノールアミン）、ＤＥＡ（ジエタノールアミン）、およびＭＥＡ（モノエタノールアミン）、ナトリウム金属シリケートおよびカリウムシリケートを含む。
【００２４】
適した酸性源の例は、鉱酸（リン酸、硝酸、硫酸等）、および有機酸（乳酸、酢酸、ヒドロキシ酢酸、クエン酸、グルタミン酸、グルタル酸等）を含む。
【００２５】
前処理溶液中のアルカリまたは酸の量は、通常少なくとも０．２５重量％であり、１０重量％を越えない。アルカリまたは酸に共通するレベルは２〜５重量％および０．５〜１．５重量％を含む。
【００２６】
浸透剤
浸透剤は、前処理溶液中に存在しても良い。浸透剤は溶液中のアルカリまたは酸源と組み合わせられても良く、または、浸透剤は、アルカリまたは酸源なしで使用されても良い。好ましくは、浸透剤は水溶性である。
【００２７】
適当な浸透剤の例はアルコール、短鎖のエトキシレート化アルコールおよびフェノール（１〜６のエトキシレート基を有する）を含む。有機溶媒も、適当な浸透剤である。浸透剤としての使用のための適当な有機の例は、エステル、エーテル、ケトン、アミン、および窒素化および塩素化炭化水素を含む。
【００２８】
別の好ましい浸透剤のクラスは、エトキシレート化アルコールである。エトキシレート化アルコールの例は、アルキル、アリール、およびアルキルアリールアルコキシレートを含む。これらのアルコキシレートは、塩素、臭素、ベンジル、メチル、エチル、プロピル、ブチルおよびアルキルでキャップすることで、さらに修飾可能である。溶液中の好ましいエトキシレート化アルコールのレベルは１〜２０重量％である。
【００２９】
別の好ましい浸透剤としての使用のための溶媒のクラスは、水溶性であるグリコールエーテルである。グリコールエーテルの例は、ジプロピレングリコールメチルエーテル（ダウケミカル社からドワノール（ＤＯＷＡＮＯＬ）ＤＰＭの取引称号で入手可能）、ジエチレングリコールメチルエーテル（ダウケミカル社からドワノールＤＭの取引称号で入手可能）およびプロピレングリコールメチルエーテル（ダウケミカル社からドワノールＰＭの取引称号で入手可能）を含む。溶液中のグリコールエーテルの好ましいレベルは、０．５〜２０重量％である。
【００３０】
界面活性剤もまた前処理溶液中での使用に適した浸透剤である。適当な界面活性剤の例は、非イオン性、カチオン性、およびアニオン性界面活性剤を含む。非イオン性界面活性剤が好ましい。非イオン性界面活性剤は、汚れの除去を改善し、処理される表面上での溶液の接触角を減ずることが出来る。適した非イオン性界面活性剤の例は、アルキル、アリール、およびアリールアルキル、アルコキシレート、アルキルポリグリコシドおよびそれらの誘導体、アミンおよびそれらの誘導体、およびアミドおよびそれらの誘導体を含む。さらに、有用な非イオン性界面活性剤は、界面活性剤分子の一部分としてポリアルキレンオキサイドポリマーを有するものを含む。そうした非イオン性界面活性剤は、例えば、脂肪酸アルコールの塩素、ベンジル、メチル、エチル、プロピル、ブチルおよびその他のようなアルキルキャップポリオキシエチレンおよび／又はポリオキシプロピレングリコールエーテル；アルキルポリグリコシド等のポリアルキレンオキサイドのない非イオン性界面活性剤；ソルビタンおよびスクロースエステルおよびそれらのエトキシレート；アルコキシレート化エチレンジアミン；脂肪酸のグリセロールエステル、ポリオキシエチレンエステル、エトキシレート化およびのグリコールエステル等のカルボン酸エステルおよびその同類のもの；ジエタノールアミン凝縮物、モノアルカノールアミン凝縮物、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド等のカルボキシルアミドおよびその同類のもの；およびエトキシレート化アミンおよびエーテルアミンおよびその他の非イオン性化合物を含む。シリコーン界面活性剤も使用可能である。
【００３１】
さらに、ポリアルキレンオキサイドポリマー部分を有する適当な非イオン性界面活性剤は、以下を含む：１〜約２０のエチレンオキサイド基を有するＣ６〜Ｃ２４アルコールエトキシレートの非イオン性界面活性剤；１〜約１００のエチレンオキサイド基を有するＣ６〜Ｃ２４アルキルフェノールエトキシレート；１〜約２０のグリコシド基を有するＣ６〜Ｃ２４アルキルポリグリコシド；Ｃ６〜Ｃ２４の脂肪酸エステルエトキシレート、プロポキシレートまたはグリセリド；およびＣ４〜Ｃ２４モノまたはジアルカノールアミド。
【００３２】
もし界面活性剤が浸透剤として使用されるのであれば、前処理溶液中の界面活性剤の量は、通常少なくとも０．２５％であり、且つ１０重量％を越えない。界面活性剤の共通するレベルは、０．４〜８重量％、および１〜４重量％を含む。
【００３３】
全体的に、アルカリまたは酸源が存在する時は、前処理溶液中の浸透剤の量は、通常少なくとも０．２重量％であり、且つ２．５重量％を越えない。浸透剤の共通するレベルは、アルカリまたは酸源が存在する時は、０．４〜２重量％を含み；１〜２重量％が好ましい。何らかのアルカリまたは酸源が存在する時に関係する浸透剤の量は、一般的に１：１〜１：５である。
【００３４】
アルカリまたは酸源を有さない前処理溶液のために溶液中の浸透剤の量は、少なくとも０．０５重量％であり、且つ５０％を越えない。通常、そのレベルは０．１〜２５重量％である。共通する浸透剤のレベルは、０．５〜１０重量％、および１〜５重量％を含む。
【００３５】
酸化剤
酸性溶液は、パーオキサイドまたはペルオキシ酸等の酸化剤または酸化剤を含んでも良い。結果として生じる溶液は、効果的なたんぱく質汚れに対して非常に効果的である。さらに、これらの酸素化合物の汚れとの反応は、アルカリ源と組合せられた時は化学的活動によって起こされる動きを越えて、特に、汚れの上および中で激しい機械的な動きを作り出し、汚れの除去を高める。
【００３６】
適当な成分は、クロライト、臭素、ブロメート、臭化モノクロライド、ヨード、ヨードモノクロライド、ヨウ素酸、過マンガン酸、硝酸、ボレート、パーボレート（perborates）等のオキシダント、およびオゾン等のガス状オキシダント、酸素、二酸化塩素、二酸化硫黄等である。過炭酸を含む過酸化物および種々の過カルボン酸を含むペルオキシジェン化合物が適する。典型的なペルオキシジェン化合物は、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、過酢酸、過硫酸、または過炭酸を含む。
【００３７】
前処理溶液中のオキシダントの量は、通常少なくとも０．０１重量％であって、且つ１重量％を越えない。共通するオキシダントのレベルは、０．０１〜０．２５重量％であり；０．０５重量％が特に適し共通のレベルである。何らかの酸源に関係する適当なオキシダントのレベルは、一般的に２：１〜１：２０００である。共通するレベルは、１：２〜１：１００、さらに共通する１：２０〜１：５０である。５０〜５０００ｐｐｍ（０．００５重量％〜０．５重量％）の過酸化水素を含む０．２５重量％〜１０重量％リン酸の溶液が特に適する。前処理溶液の例は、オキシダント：酸の比率で１：１５である０．７５重量％のリン酸および５００ｐｐｍ（０．０５重量％）の過酸化水素を含む。
【００３８】
ビルダー
前処理溶液は、好ましくはビルダーを含む。ビルダーはキレート剤（キレーター）、金属イオン封鎖剤（セクエストラント：sequestrant）、洗剤ビルダー、およびその同類のものを含む。ビルダーは、多くの場合組成物または溶液を安定させる。ビルダーの例は、ホスホン酸およびホスホネート、ホスフェート、アミノカルボキシレートおよびそれらの誘導体、ピロホスフェート、ポリホスフェート、エチレンジアミンおよびエチレントリアミン誘導体、ヒドロキシ酸、およびモノ、ジおよびトリカルボキシレート、およびそれらの対応する酸を含む。その他のビルダーは、アルミニウムシリケート、ニトロロアセテート（nitroloacetates）およびそれらの誘導体、およびそれらの混合物を含む。さらにその他のビルダーは、エチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）、ヒドロキシエチレンジアミンテトラ酢酸（ＨＥＤＴＡ）、およびジエチレントリアミンペンタ酢酸の塩を含むアミノカルボキシレートを含む。好ましいビルダーは水溶性である。
【００３９】
特に好ましいビルダーは、ＥＤＴＡ（テトラナトリウムＥＤＴＡを含む）、ＴＫＰＰ（ポリリン酸三カリウム）、ＰＡＡ（ポリアクリル酸）およびその塩、ホスホンブタンカルボン酸、およびナトリウムグルコン酸を含む。
【００４０】
前処理溶液中のビルダーの量、もし存在すれば、通常少なくとも０．２５重量％であり、且つ５重量％を越えない。共通するビルダーのレベルは、０．５〜１．０重量％および１重量％〜２．５重量％を含む。
【００４１】
前処理の方法
本発明の方法は、従来のＣＩＰ工程の前にクリーニングされる表面への前処理溶液の適用を対象とする。結果として得られるＣＩＰ工程は、より少ないステップおよび／又は各ステップのためのより少ない時間を必要とする。例えば、従来のＣＩＰ工程は、最初の水リンス洗浄の後で以下の５ステップを含む：汚れを除去するための従来のアルカリ性（ＮａＯＨ）洗浄、暫定的なリンス洗浄、ミネラルおよび酸化膜を除去するための従来の酸洗浄、水リンス洗浄、および従来の殺菌ステップ。本工程は、最初の水リンス洗浄の後で以下の３つのステップ工程で置き換え可能である：酸性前処理ステップ、従来のアルカリ性洗浄、および水リンス洗浄。あるいは、３つのステップ工程は、以下の様でも可能である：アルカリ性前処理ステップ、従来の酸性洗浄、および水リンス洗浄。そうした工程を使用することによって、暫定的なリンス洗浄は必要でない、酸および塩基の反応のため別々のステップが好ましい。
【００４２】
すぐ上に記載の２つの前処理工程のいずれかの使用によって、前処理を伴う全体的なクリーニング工程で使用される水の量は、従来の５ステップ工程に比較して約３０％減少する。前処理を伴う全体的な工程の時間の量は、従来の５ステップ工程に比較して約３０％減少する。ステップの具体的な数、水の使用、またはプロセッシング時間の減少は、前処理溶液の濃度およびケミストリー（chemistry）に依存するであろう。
【００４３】
再度図１を参照すると、前処理溶液は４０で示された設備に貯蔵される。本工程１０、タンク４２は、アルカリ性前処理溶液を有し、タンク４４は過酸化物を含む酸性前処理溶液を有する。
【００４４】
２０をクリーニングするために、タンク２０および接続するラインは、存在する可能性があるあらゆる製品を排出される。水リンス洗浄は残留する製品の除去に含まれても良い。ある態様では、タンク４２からのアルカリ性前処理溶液は、パイプおよび供給ライン２５を経由してタンク２０にポンプで送られる。スプレーヘッド等の従来のＣＩＰ適用設備は、前処理溶液をタンク２０の内側表面の上に適用する。前処理溶液の滝のように落ちるかあるいはさもなければタンク２０の表面に流れ落ちて、汚れを柔軟化する。一般的には必要ではないが、第２の前処理溶液の適用がなされても良い。
【００４５】
適用および前処理溶液の排出の後で、工程３０およびタンク３５からの洗剤を使用する従来のＣＩＰ工程が行われる。ＣＩＰ洗剤は、酸性またはアルカリ性である可能性があり。タンク３５からの洗剤は、タンク２０を通り供給ライン、ライン２５、戻りライン２７、およびその他の適当なパイプを経由して再循環する。
【００４６】
別の態様では、タンク４４からの過酸化水素を含む前処理溶液は、パイプおよび供給ライン２５を経由してタンク２０内にポンプで送られる。適用および過酸化物前処理溶液の排出の後で、工程３０およびタンク３５からの水酸化ナトリウム等のアルカリ性洗剤を使用する従来のＣＩＰ工程が行われる。水酸化ナトリウムは、タンク２０の壁上のあらゆる過酸化物を活性化する。
【００４７】
適当な前処理ステップの種々の一般的な例が下に与えられる。ある具体的な実施例では、１０重量％ＮａＯＨのアルカリ性前処理溶液が、保持タンクの内部表面の上にスプレーされ排出される。約２０分後に、１％酸性溶液を有するＣＩＰ工程が開始される。
【００４８】
第２の具体的な実施例では、１重量％リン酸の酸性前処理溶液が枠内プレート型熱交換器の内部表面の上に循環する。溶液は、０．１重量％Ｈ２Ｏ２を含む。過酸化物を伴う酸は、柔軟化を助ける機械的な動きを与えるあわ立ち効果を与え、汚れを除去する。過酸化物も、またさらにあわ立ちと汚れの除去を起こすその後の従来のアルカリ性ＣＩＰ溶液によって触媒的に活性化される。
【００４９】
第３の具体的な実施例では、約１．０重量％鉱酸および１．０重量％溶媒浸透剤を有する酸性前処理溶液は蒸発器の熱交換器表面の上で循環し、表面から排出された。約２０分後に、ＣＩＰ工程が開始された。従来のアルカリ性洗浄、約０．５重量％活性ＮａＯＨが蒸発器の中に供給された。アルカリはあらゆる酸性残渣と反応して、熱および汚れの除去を促進する機械的動きを発生する。
【実施例】
【００５０】
実施例１
テスト手順
固体ミルクペレットが、３グラムの乾燥ミルク粉と３グラムの汚れを混合することで調製された。結果として生じた混合物が１０，０００ポンドで３０秒間ダイプレスされた。さらに再び３０秒間１０，０００ポンドの圧力が加えられた。ペレットは、網に入れられ下に記載するように、５分間前処理溶液に漬けられ、除去され、そして５分間排出された。網に入れられた乾燥されたペレットは、０．５重量％ＮａＯＨで１２０華氏のビーカー内に置かれた。（「なし」と示されたテストは、前処理ステップがなく；「なし＊」と示されたテストは前処理ステップがなく１２０華氏での０．５％ＮａＯＨでなく３．０％ＮａＯＨでクリーニングがされた）。ビーカーは、３５０回転／分で大きい攪拌子が回転しており、４９℃（約１２０華氏）に設定されたホットプレート上に置かれた．３０分後に、網に入れられたペレットは、クリーニング溶液から除去され、５回脱イオン水に静かに漬けられ除去され、一晩５０℃のオーブンで乾燥された。テストの結果を下に示す。
【００５１】
前処理１
１０重量％溶液の活性ＮａＯＨが調製され、前処理剤として使用された。前処理剤は１００，０００ｐｐｍの水酸化ナトリウム（アルカリ性クリーナー）を有していた。
【００５２】
前処理２
１３６０ｐｐｍのテトラナトリウムＥＤＴＡ（ビルダーおよび／又はキーラント）、３０００ｐｐｍのナトリウムグルコン酸（ビルダーおよび／又はキーラント）、２４００ｐｐｍのカリウムシリケート（アルカリ性クリーナー）、７０００ｐｐｍのアルキルポリグリコシド（界面活性剤）、および４２００ｐｐｍの水酸化カリウム（アルカリ性クリーナー）を有する前処理溶液が調製された。本前処理剤２は、４．７９％の活性成分を与える３．６６％のアルカリ、０．４３％のビルダー／キーラント、および０．７％の界面活性剤を有した。
【００５３】
前処理３
４１５５０ｐｐｍのポリカルボキシル化アルコールエトキシレート（界面活性剤）、９５４０ｐｐｍのオクチルアミンオキサイド（界面活性剤）、２５５００ｐｐｍのアルキルポリグリコシド（界面活性剤）、および４１５０ｐｐｍの２エチルヘキサノールエトキシレート（浸透剤）を有する前処理溶液が調製された。本前処理剤３は、８％の活性成分を与える０．４％の浸透剤および７．６％の界面活性剤を有した。
【００５４】
前処理４
１６００ｐｍ水酸化カリウム（アルカリ性クリーナー）、９４６５ｐｐｍの水酸化ナトリウム（アルカリ性クリーナー）、１８５００ｐｐｍのポリアクリル酸（ビルダーおよび／又はキーラント）、および４６２５ｐｐｍのホスホノブタントリカルボン酸（ビルダーおよび／又はキーラント）を有する前処理溶液が調製された。本前処理４は、２．９％の活性成分を与える１．１０％のアルカリ性および２．３％のビルダー／キーラントを有した。
【００５５】
【表１】
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【００５６】
結果は、クリーニング工程内での一貫性と、方法を比較したときの差を表す。結果は、低レベルのＮａＯＨが高レベルより良いこと、および前処理溶液３および４は、前処理溶液１および２より優れていることを示す。しかし、この差は、使用されたテスト手順による可能性がある。テスト３および４が第２のホットプレート上で行われたのに対し。テスト１および２は、一つのホットプレート上で行われた。これらの２つのホットプレートが１２０華氏を保つ上で等しくなかった可能性がある。
【００５７】
劇的な差が複製テストで見られ（すなわち、６１％および３９％の溶液４）たが；ペレットの一つに、ペレットが壊れる弱い状況を与えるひびがあった可能性がある。暴露度の高い表面範囲は、崩壊の際の、速度を上げる結果となった。
【００５８】
ホットプレートの温度コントロール間の矛盾があったか否かを決めるために同じホットプレート上でテストが繰り返された。結果は、“前処理したペレットの損失重量％”の欄に示され下に与えられる。
【００５９】
代替および比較方法として、１グラムの前処理溶液が３１５グラムの０．５％ＮａＯＨクリーニング溶液に加えられた。この様に、別々のステップとしての前処理ケミストリーではなく、前処理ケミストリーがクリーニング溶液に加えられた。結果は、“前処理しなかったペレットの損失重量％”の欄に示され下の表に示される。
【００６０】
【表２】
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【００６１】
結果は別々の前処理ステップの除去およびクリーニング溶液への化学品の直接の追加は、２つのより効果的でない溶液（１〜１０％ＮａＯＨ；２〜１０％ＫＸ−３１０８）の性能を向上させ２つのさらに効果的な溶液（３〜１０％（クアデックス（Ｑｕａｄｅｘｘ）４００；４〜１０％クアデックス５００）の性能を低下させることを示す。これら全ての結果は、前処理が存在しない（約２９％のペレットの損失を与える）際よりも良かった。
【００６２】
実施例２
テスト手順
汚れで汚れ片側に汚れがあるステンレススチールテストパネルが、パネルの片側に乗ったすりつぶしたとうもろこしの固体の混合物を１２０℃で４時間オーブンで乾燥して調製された。汚れで汚れたパネルは、下に記載するようにクリーニングされた。
【００６３】
前処理ステップを有するテスト（Ｉ）のために、８００グラムの前処理溶液５が１０００ｍｌビーカーの中に置かれた。約１グラムの前処理溶液が汚れで汚れたパネルの上に接触し残留したことが測定された。短い前処理剤へのディップの後で、パネルは、５分間空気中で吊るされた。乾燥したパネルは、７５０ｇの４０℃水中に汚れの付いた側を下向きにして１０００ｍｌビーカーの中に置かれた。３０分後に、パネルはゆっくりと５回脱イオン水に漬けられ除去され、パネルは乾燥された。本テストの結果が下に示される。
【００６４】
テスト（ＩＩ）のために、パネルは前処理されず、１ｇの前処理剤５が水に加えられた７５０ｇの４０℃水中でクリーニングされた。
テスト（ＩＩＩ）のために、テストパネルは、前処理されず７５０ｇの４０℃水の中でクリーニングされた。
【００６５】
前処理５
４００ｐｐｍのテトラナトリウムＥＤＴＡ（ビルダーおよび／又はキーラント）、４５００ｐｐｍのトリカリウムポリホスフェート（ビルダーおよび／又はキーラント）、３８５２ｐｐｍの水酸化カリウム（アルカリ性クリーナー）、３０００ｐｐｍのポリエチレンフェノールエーテルリン酸（界面活性剤）、１０００ｐｐｍのナトリウム金属シリケート（アルカリ性クリーナー）、９０００ｐｐｍのエチレングリコールモノブチルエーテル（浸透剤）、および２４００ｐｐｍのナトリウムキシレンスルホン酸（界面活性剤）を有する前処理剤が調製された。本前処理５は、２．４％の活性成分を与える０．５％のアルカリ性、０．５％のビルダー／キーラント、０．５％の界面活性剤、および０．９％の浸透剤を有した。
【００６６】
テスト方法       汚れが除去された平均％
Ｉ     ９９．１２％（３テストの平均値）
ＩＩ   １４．１４％（３テストの平均値）
ＩＩＩ １４．１２％（２テストの平均値）
【００６７】
上記の結果は、単に洗浄溶液に前処理ケミストリーを加えることは、テストパネルからの汚れの除去を改善しないことを示す。むしろ、別々およびステップ毎の前処理溶液の適用および洗浄溶液が汚れの除去に改善をもたらす。
【００６８】
本発明は、種々の具体的および好ましい態様および技法を参照して記載されてきた。しかし、多くの変化物および改良物が本発明の精神および範囲内で行われることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】図１はクリーニングされる設備、ＣＩＰ工程設備、および前処理設備を含む産業工程のスキーム図である。
【図１】
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【国際調査報告】
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