(57)【要約】  照射のための表面領域を提供するＵＶ透過性の壁を有する流体ダクト；、前記ダクト内の流体に対して入射するＵＶ放射がＵＶ出力密度を有するように、前記ダクト内に流れる流体を前記ＵＶ透過性の壁を介して照射するように配置されるＵＶ放射源；、前記流体に乱流を提供するように構成され、且つ前記ダクトの長さに沿って間隔をあけて配置される複数の混合ステージ；、前記照射のための表面領域１平方メートル当り少なくとも３００ジュールのＵＶエネルギーが前記流体の前記ダクト内での滞留時間の間に前記流体に提供されるように、前記ダクトの前記長さ及び前記ＵＶ出力密度に基づいて、前記ダクトに沿う流体の流れの線速度を制御するように配置された流れ制御手段；とを備え、前記ダクトの断面は１×１０−４ｍ２から５×１０−２ｍ２の面積を有し、且つ前記ダクトの厚みは５０ｍｍ以下の前記ＵＶ透過性の壁に隣接する流体の流れの深さを定め、前記混合ステージの間の前記ダクトのセグメントは、前記ＵＶ透過性の壁に隣接する流れを提供するように配置される、ことを特徴とする、流体殺菌器。
2014530027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射のための表面領域を提供するＵＶ透過性の壁を有する流体ダクトと、
前記ダクト内の流体に対して入射するＵＶ放射がＵＶ出力密度を有するように、前記ダクト内に流れる流体を前記ＵＶ透過性の壁を介して照射するように配置されるＵＶ放射源と、
前記流体に乱流を提供するように構成され、且つ前記ダクトの長さに沿って間隔をあけて配置される複数の混合ステージと、
前記照射のための表面領域１平方メートル当り少なくとも３００ジュールのＵＶエネルギーが前記流体の前記ダクト内での滞留時間の間に前記流体に提供されるように、前記ダクトの前記長さ及び前記ＵＶ出力密度に基づいて、前記ダクトに沿う流体の流れの線速度を制御するように配置された流れ制御手段と、を備え、
前記ダクトの断面は１×１０−４ｍ２から５×１０−２ｍ２の面積を有し、且つ前記ダクトの厚みは５０ｍｍ以下の前記ＵＶ透過性の壁に隣接する流体の流れの深さを定め、
前記混合ステージの間の前記ダクトのセグメントは、前記ＵＶ透過性の壁に隣接する流れを提供するように配置される、
ことを特徴とする、流体殺菌器。
【請求項２】
前記混合ステージはＵＶ透過性材料を備えることを特徴とする、請求項１に記載の流体殺菌器。
【請求項３】
前記混合ステージは、前記混合ステージがＵＶ透過性の流体に満たされた時に、前記ＵＶ源からのＵＶ光が前記混合ステージの前記内側表面に到達できるように配置されることを特徴とする、請求項２に記載の流体殺菌器。
【請求項４】
前記流れ制御手段は、２００センチポアズ未満の粘度である流体の使用中において、前記流体ダクトにわたる前記差圧損失が８バール未満であるように構成されることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の流体殺菌器。
【請求項５】
前記ダクトの壁の熱膨張による、前記ＵＶ透過性の壁におけるひずみを低減するように適応される拡張継ぎ目を備えることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の流体殺菌器。
【請求項６】
前記拡張継ぎ目は保持体を備え、前記保持体は、ダクト、及び前記ダクトの前記壁と前記保持体との間に結合される弾性的手段を備え、前記ＵＶ透過性の壁に対する前記ダクトの前記壁の拡張若しくは収縮に適応するために前記弾性的手段が圧縮可能若しくは拡張可能であるように、前記弾性的手段が配置されることを特徴とする、請求項５に記載の流体殺菌器。
【請求項７】
前記保持体は、リング及び襟を備え、前記リングに対する前記襟の横方向移動が抑制されるように、前記襟は前記リングの周りに位置するように適応されることを特徴とする、請求項５又は６に記載の流体殺菌器。
【請求項８】
前記弾性的手段は、前記リングと前記襟との少なくとも１つの内側に配置されることを特徴とする、請求項７に記載の流体殺菌器。
【請求項９】
前記弾性的手段は、前記リング及び前記襟の外側に配置されることを特徴とする、請求項７に記載の流体殺菌器。
【請求項１０】
前記流れ制御手段は、前記バッフル間の前記流体の流れの平均的な線速度が毎秒０．５〜４メートルであり、好ましくは毎秒０．６〜１．６メートルであるように、前記ダクトに沿った前記流体の流れを制御するように構成されることを特徴とする、請求項１から９のいずれかに記載される流体殺菌器。
【請求項１１】
前記流れ制御手段は、前記バッフル間の前記流体の流れの平均的な線速度が毎秒１．０〜１．４メートルであるように、前記流体の流れを制御するように構成されることを特徴とする、請求項１から１０のいずれかに記載される流体殺菌器。
【請求項１２】
前記ダクトは、円筒形状の外側壁及び前記ＵＶ透過性の壁を備える円筒形状の内側壁を含むことを特徴とする、請求項１から１１のいずれかに記載される流体殺菌器。
【請求項１３】
前記外側壁はステンレス鋼を備えることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記ダクトの前記内側壁は少なくとも３６ｍｍの内径を有すること、及び前記ＵＶ放射源は３４ｍｍ以下の外径を有する管状ランプを備えることを特徴とする、請求項１２又は１３に記載の装置。
【請求項１５】
流体を殺菌する方法であって、
照射のためのＵＶ透過性の壁を有する流体ダクトに沿って、流体の流れを提供する工程と、
前記流体に乱流を提供するために構成され、且つ前記ダクトの前記長さに沿って間隔をあけて配置される複数の混合ステージを通して前記流体を送る工程と、
前記混合ステージの間の前記ダクトのセグメント中における前記流体の滞留時間の間に、１平方メートル当たり少なくとも３００ジュールのＵＶエネルギーであるＵＶ出力密度を前記流体に提供するように、前記ＵＶ透過性の壁を介して前記ダクト内を流れる前記流体を照射する工程とを備え、
前記ダクトの断面は１×１０−４ｍ２〜１×１０−３ｍ２の面積を有し、且つ前記ダクトの厚みは前記ＵＶ透過性の壁に隣接する前記流体の流れの深さを定め、
前記混合ステージの間の前記ダクトのセグメントは、前記ＵＶ透過性の壁に隣接する流れを提供するように配置される
ことを特徴とする、流体を殺菌する方法。
【請求項１６】
ＵＶ透過性の壁及び第２の壁を有するダクトを備える流体殺菌器であって、前記第２の壁の熱膨張係数は前記ＵＶ透過性の壁の熱膨張係数とは異なること、及び前記殺菌器は前記壁の熱膨張若しくは収縮に適応するために移動されるように構成される可動手段を備えることを特徴とする、流体殺菌器。
【請求項１７】
前記可動手段は、前記第２の壁と前記ＵＶ透過性の壁の少なくとも１つに拡張継ぎ目を備えることを特徴とする、請求項１６に記載の流体殺菌器。
【請求項１８】
前記拡張継ぎ目は、拡張の方向に沿って延ばされ若しくは圧縮されるように配置される拡張可能な部材と、前記拡張の方向において自由な遊びを提供するように、且つ前記第２の壁と前記ＵＶ透過性の壁の少なくとも１つを支えるように配置されるサポートを含むことを特徴とする、請求項１６に記載の流体殺菌器。
【請求項１９】
前記サポートは肩部とカバーを備え、前記カバーは前記拡張可能な部材により前記肩部に結合され、且つ前記第２の壁と前記ＵＶ透過性の壁の前記少なくとも１つを支えるために前記肩部と協力するように配置されることを特徴とする、請求項１８に記載の流体殺菌器。
【請求項２０】
複数の相互に類似するユニットを備える流体処理装置であって、
各ユニットは、複数の細長い管状のダクトと、前記複数の細長い管状のダクトを介して流体排出口と流体連絡している流体吸入口とを備え、
各ダクトは、
ＵＶ透過性の内側壁であって、前記内側壁と外側壁の間の前記管状のダクトに沿って流体が流れることを可能にするために外側壁から離れている前記内側壁と、
前記ダクトの長さに沿って分布し、且つ前記流体の流れの方向に対して実質的に垂直に配置される複数のバッフルとを備え、
前記装置はさらに、前記バッフル間の前記流体の流れの平均的な線速度が毎秒０．８〜１．６メートルであるように、前記ダクトに沿った前記流体の流れを制御するように構成される流れ制御手段を備えることを特徴とする、流体処理装置。
【請求項２１】
前記流れ制御手段は、前記バッフル間の前記流体の流れの前記平均的な線速度が毎秒１．０〜１．４メートルであるように、前記流体の流れを制御するように構成されることを特徴とする、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記ユニットが並列に流体を処理するように、前記複数の相互に類似するユニットの各ユニットの前記流体吸入口は共通の流体源に結合されること、及び前記複数の相互に類似するユニットの各ユニットの前記流体排出口は共通の流体シンクに結合されることを特徴とする、請求項２０又は２１に記載の装置。
【請求項２３】
各ユニットにおいて、前記複数の細長い管状のダクトは直列に配置されることを特徴とする、請求項２０から２２のいずれかに記載の装置。
【請求項２４】
前記外側壁はステンレス鋼管を備えることを特徴とする、請求項２０から２３のいずれかに記載の装置。
【請求項２５】
前記ダクトの前記内側壁の前記内側表面は、少なくとも３８．５ｍｍの、好ましくは少なくとも３９ｍｍの、またさらに好ましくは少なくとも３９．５ｍｍの径を有することを特徴とする、請求項２０から２４のいずれかに記載の装置。
【請求項２６】
前記ダクトの前記外側壁の前記内側表面は、５４ｍｍ未満の、好ましくは５２ｍｍ未満の、またさらに好ましくは５１ｍｍ未満の径を有することを特徴とする、請求項２０から２５のいずれかに記載の装置。
【請求項２７】
食用の流体を殺菌する方法であって、
流体を細長い管状のダクトを備える流体処理装置に提供する工程であって、
前記細長い管状のダクトは、
ダクト吸入口、ダクト排出口、ＵＶ透過性の内側壁、及び複数のバッフルを備え、
前記内側壁は、前記内側壁と外側壁との間の管状のダクトに沿って果物ジュースが流れることを可能にするために外側壁から離れており、
流体が流れることができる前記ダクトの断面は１×１０−４ｍ２〜１×１０−３ｍ２の面積を有し、
前記複数のバッフルは、前記ダクトの前記長さに沿って分布し、且つ前記流れの前記方向に対して少なくとも７０°の角度に配置される、前記工程と、
前記ＵＶ透過性の壁を介してＵＶ放射で前記流体を照射する工程と、
前記ダクト吸入口と前記ダクト排出口との間の差圧が０．４バール未満であり０．０５バールを超えるように、前記ジュースの圧力を制御する工程とを
備えることを特徴とする前記方法。
【請求項２８】
前記流体は、ミルク、食用油、酢、ビール、及び果物ジュースのうちの１つであることを特徴とする、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記流体は、０．８９ｃＰの粘度を有する水を含み、及び前記細長い管状のダクトへ流体を提供する工程は０．５５〜０．６５バールの前記ダクトにわたる差圧を適用する工程を含み、好ましくは前記差圧が約０．５８２バールであることを特徴とする、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記流体は５５ｃＰ〜７５ｃＰの粘度を有する果物ジュースを含み、及び前記細長い管状のダクトへ流体を提供する工程は１．４〜１．６バールの前記ダクトにわたる差圧を適用する工程を含むことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
前記流体は約２ｃＰの粘度を有するミルクを含み、及び前記細長い管状のダクトへ流体を提供する工程は０．５５〜０．６５６バールの前記ダクトにわたる差圧を適用する工程を含み、好ましくは前記差圧が約０．６２バールであることを特徴とする、請求項２７に記載の方法。
【請求項３２】
前記流体は約１５ｃＰの粘度を有する酢を含み、及び前記細長い管状のダクトへ流体を提供する工程は０．６０〜０．７２バールの前記ダクトにわたる差圧を適用する工程を含み、好ましくは前記差圧が約０．６６バールであることを特徴とする、請求項２７に記載の方法。
【請求項３３】
前記流体は約６０ｃＰの粘度を有する植物油を含み、及び前記細長い管状のダクトへ流体を提供する工程は１．２〜１．７バール、好ましくは１．４６バールの前記ダクトにわたる差圧を適用する工程を含むことを特徴とする、請求項２７に記載の方法。
【請求項３４】
前記流体は約４０ｃＰの粘度を有するオリーブ油を含み、及び前記細長い管状のダクトへ流体を提供する工程は０．８〜１．４バールの前記ダクトにわたる差圧を適用する工程を含み、好ましくは前記差圧が約１．１バールであることを特徴とする、請求項２７に記載の方法。
【請求項３５】
前記流体は約０．９５ｃＰの粘度を有するビールを含み、及び前記細長い管状のダクトへ流体を提供する工程は０．４〜０．８バールの前記ダクトにわたる差圧を提供する工程を含み、好ましくは前記差圧が約０．５９バールであることを特徴とする、請求項２７に記載の方法。
【請求項３６】
流体が通って流れる前記ダクトの前記断面は、少なくとも２×１０−４ｍ２であり、好ましくは少なくとも３×１０−４ｍ２であり、好ましくは４×１０−４ｍ２であることを特徴とする、請求項２７から３５のいずれかに記載の方法。
【請求項３７】
食用油を殺菌する方法であって、
食用油を、細長い管状のダクトを備える流体処理装置に提供する工程であって、
前記細長い管状のダクトは、
ダクト吸入口、ダクト排出口、ＵＶ透過性の内側壁、及び複数のバッフルを備え、
前記内側壁は、前記内側壁と外側壁との間の管状のダクトに沿って流体が流れることを可能にするために外側壁から離れており、
流体が流れることができる前記ダクトの断面は少なくとも１×１０−４ｍ２の面積を有し、
前記複数のバッフルは、前記ダクトの前記長さに沿って分布し、且つ前記流れの前記方向に対して少なくとも７０°の角度に配置される、前記工程と、
前記ＵＶ透過性の壁を介してＵＶ放射で前記ジュースを照射する工程と、
前記ダクト吸入口と前記ダクト排出口との間の差圧が０．９バールを超え１．７バール未満であるように、前記食用油の圧力を制御する工程、とを備え
前記食用油は少なくとも３０ｃＰ（ｍＰａ．ｓ）及び７０ｃＰ（ｍＰａ．ｓ）未満の粘度を有することを特徴とする方法。
【請求項３８】
流体が通って流れる前記ダクトの前記断面は、少なくとも２×１０−４ｍ２であり、好ましくは少なくとも３×１０−４ｍ２であり、好ましくは少なくとも５×１０−４ｍ２であることを特徴とする、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
流体が通って流れることのできる前記ダクトの前記断面は、９×１０−４ｍ２未満であり、好ましくは流体が通って流れることのできる前記ダクトの前記断面は、８×１０−４ｍ２未満であることを特徴とする、請求項３７又は３８に記載の方法。
【請求項４０】
流体を殺菌する方法であって、
少なくとも毎秒０．８メートル及び毎秒１．８メートル未満の速度で円筒形状ダクトに沿って前記流体を流れさせる工程と、
前記流体の流れに乱れを提供するためのバッフルに対し前記流体の流れを送る工程、とを備え
前記ダクトは円筒形状のＵＶ放射源を囲み、且つ前記ダクトは前記ＵＶ放射源と円筒形状のスリーブの間の環状の間隙の中に位置し、
前記流体の流れと前記バッフルの間の前記角度は少なくとも７０度であることを特徴とする前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を殺菌するための方法及び装置に関し、且つ、特に飲料及びシロップ若しくは濃縮物のような食用の流体を殺菌するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体のすべてが適切に照射されることを保証するために、紫外線（ＵＶ）放射を使用する殺菌は、流体がきわめて薄く分散されること、放射中に流体が非常に徹底して混合されること、とのうち少なくとも１つを要求する。産業的なプロセスのための処理量スループットの実用的な程度を達成するためは、要求される殺菌率（５−Ｌｏｇ  ｋｉｌｌ以上）の基準を満足させることを、ＵＶ方法を使用して達成するのは技術的に難しいと考えられていた。我々の以前の国際特許出願、公開番号ＷＯ２０１０／１２５３８９はこれを達成するための有利な方法及びシステムを開示する。
【０００３】
我々は、食用の流体は実質的にこれら食用の流体の流れ特性及びＵＶ光との相互作用において相異なるという問題を認識している。我々はさらに、商業的な処理工場のエネルギー効率と処理量スループットを上昇させるために、印加されるＵＶ出力及び放射時間の両方を最小限にすることが望ましいことを認識している。以前は、過度な速度でＵＶ殺菌装置を通って流体が通過することは放射時間が減少するために効率が減少すると考えられていた。しかし、今我々は、流体の特性に応じて、効率的な流れ及び許容可能な消毒率が達成可能であることを示す。我々はまた、特定の液体は微生物の凝集（ｃｌｕｍｐｓ（細菌塊））が成長する傾向があること、及びこれら細菌塊の中心にある微生物は無傷で従来の殺菌器を通ることを認識しているが、我々はこの問題を扱っている。
【０００４】
更なる作業の後に、我々は、効率性及び殺菌率の向上が、装置の総体的な大きさ若しくは出力を増加する必要なしに、特定の寸法及び特定の流体のための流れ率(フローレート)を選択することにより達成されることができることを説明する。この選択は、産業的食品調理施設の運営上の要求に応じるための十分な処理量を提供しながら、比較的に低出力である装置が商業的に許容可能な消毒の基準を達成する（及び超える）ことを可能にする。理論に束縛されることを望まなければ、薄膜内に乱れた流れが得られることができれば、その流体の中には、微生物がＵＶ放射にさらに適切に曝されることを可能にして微生物の集団の崩壊を促進する高いせん断応力が存在する、と考えられる。
【発明の概要】
【０００５】
我々は、本明細書中に、我々の新しい方法及び本明細書中に説明される原理に従って構成される装置の有効性を説明するための一連の実施例を提示する。
【０００６】
１つの態様において、共通の流体源と共通の流体排出口との間に並列に結合される複数のユニットを備える流体殺菌器が提供され、各ユニットは、；照射のための表面領域を提供するＵＶ透過性の壁を有する流体ダクトであって、ダクトの断面は１ｘ１０−４ｍ２〜１ｘ１０−３ｍ２で、且つダクトの厚みはＵＶ透過性の壁に隣接する流体の流れの深さを定めることを特徴とする流体ダクト、；ダクト内の流体に対するＵＶ放射の入射がＵＶ出力密度を有するように、ダクト内に流れる流体をＵＶ透過性の壁を介して照射するように配置されるＵＶ放射源、；流体に乱流を提供するように構成され、且つダクトの長さに沿って間隔をあけて配置される複数の混合ステージであって、混合ステージの間のダクトのセグメントはＵＶ透過性の壁に隣接する層流を少なくとも部分的に提供するように配置されることを特徴とする複数の混合ステージ、；照射のための表面領域１平方メートル当り少なくとも３００ジュールのＵＶエネルギーが前記流体の前記ダクト内での滞留時間の間に前記流体に提供されるように、前記ダクトの前記長さ及び前記ＵＶ出力密度に基づいて、前記ダクトに沿う流体の流れの線速度を制御するように配置された流れ制御手段；とを備える。この態様及び本発明の他の例は、実用的な商業用システムにおいて有効な食用の流体の冷温殺菌を提供するという利点を有する。
【０００７】
いくつかの例においては、混合ステージはＵＶ透過性の材料を含む。好ましくは、混合ステージがＵＶ透過性の流体に満たされた時に、ＵＶ源からのＵＶ光が混合ステージの内側表面に到達できるように混合ステージが配置される。これは、混合ステージが洗浄水のようなＵＶ透過性の流体に満たされた時に、混合ステージを殺菌するためにＵＶ光を照射されることが可能であるという利点を有する。
【０００８】
いくつかの可能性において、流れ制御手段は、２００センチポアズ未満の粘度である流体の使用中において、流体ダクトにわたる圧力損失が８バール未満になるように構成される。いくつかの可能性において、混合ステーションは、ＵＶ透過性の壁に隣接する少なくとも部分的な層流の方向に対して少なくとも７０°の角度で配置されるバッフルを備える。好ましくは、流れ制御手段は、バッフルの間の流体の流れの平均的な線速度が毎秒０．６〜１．８メートルであるように、さらに好ましくは毎秒１．０〜１．４メートルであるように、ダクトに沿った流体の流れを制御するように構成される。これらの例と本発明の他の例は、消費者に気がつかれるようにしてこれらの食感若しくは濃度を変化させることなく、有効な流体の混合を提供するという利点を有する。
【０００９】
１つの態様において、複数の相互に類似するユニットを備える流体処理装置が提供され、各ユニットは、複数の細長い管状のダクトと、複数の細長い管状のダクトを介して流体排出口と流体連絡している流体吸入口とを備え、各ダクトは、：流体が内側壁と外側壁の間の管状のダクトに沿って流れることを可能にするために外側壁から離れているＵＶ透過性の内側壁と；ダクトの長さに沿って分布し、且つ流体の流れの方向に対して実質的に垂直に配置される複数のバッフルと；を有し、さらに、液体処理装置はバッフル間の平均的な流体の流れの線速度が毎秒１．０〜１．６メートルであるようにダクトに沿った流体の流れを制御するように構成される、流れ制御手段を有することを特徴とする。我々は驚くべきことに、この線速度の範囲は、高い処理量スループットのより有効な殺菌を提供することを発見した。理論に束縛されることを望まなければ、この線速度の幅において、照射の有効性を減少させることなく流体混合は促進されると、考えられる。
【００１０】
１つの可能性として、ダクトの内側壁の内面は少なくとも３８．５ｍｍの径を有する。１つの可能性として、ダクトの内側壁の内面は少なくとも３９ｍｍの径を有する。１つの可能性として、ダクトの内側壁の内面は少なくとも３９．５ｍｍの径を有する。１つの可能性として、ダクトの内側壁の内面は５４ｍｍ未満の径を有する。１つの可能性として、ダクトの内側壁の内面は５２ｍｍ未満の径を有する。１つの可能性として、ダクトの内側壁の内面は５１ｍｍ未満の径を有する。１つの可能性として、ダクトの内側壁の内面は５０．５ｍｍ未満の径を有する。
【００１１】
１つの態様において、食用の流体を殺菌する方法が提供され、前記方法は、細長い管状のダクトを備える流体処理装置に流体を提供する工程であって、細長い管状のダクトは、ダクト吸入口、ダクト排出口、ＵＶ透過性の内側壁、及び複数のバッフルを備え、前記内側壁は、内側壁と外側壁の間の管状ダクトに沿って果物ジュースが流れることを可能にするために外側壁から離れており；、流体が流れることができるダクトの断面は１×１０−４ｍ２〜１×１０−３ｍ２の面積を有し；、複数のバッフルはダクトの長さに沿って分布し、且つ流体の流れの方向に対して実質的に垂直に配置されることを特徴とする前記工程と；、ＵＶ透過性の壁を介してＵＶ放射で流体を照射する工程と；、ダクト吸入口とダクト排出口との間の差圧が０．４バール未満であり０．０５バールを超えるようにジュースの圧力を制御する工程と、を備えることを特徴とする。これら本発明の例は、所定の照射出力に対して流体の殺菌を向上する利点を有する。この方法は、特にミルク及び果物ジュースの殺菌において有効であることがわかっている。理論に束縛されることを望まないが、これら流体の濃度とＵＶ透過特性は、この寸法のダクトを通る差圧の下では、非常に有効な混合が提供されていることを意味すると、考えられる。
【００１２】
好ましくは、流体が流れることができるダクトの断面は少なくとも２×１０−４ｍ２であり、さらに好ましくは流体が流れることができるダクトの断面は少なくとも３×１０−４ｍ２である。いくつかの可能性においては、流体が流れることができるダクトの断面は少なくとも４×１０−４である。いくつかの可能性においては、ダクトの断面は少なくとも６×１０−４ｍ２である。好ましくは、流体が流れることができるダクトの断面は９×１０−４ｍ２未満であり、さらに好ましくは、流体が流れることができるダクトの断面は８×１０−４ｍ２未満である。いくつかの可能性においては、ダクトの断面は７．９×１０−４ｍ２未満である。
【００１３】
いくつかの可能性においては、ダクト吸入口とダクト排出口との間の差圧は．０８バールより大きく、好ましくは０．１バールより大きい。いくつかの可能性においては、ダクト吸入口とダクト排出口との間の差圧は．２バール未満であり、好ましくは０．１９バール未満である。いくつかの可能性においては、約０．１６バールの差圧が適用されてもよい。これらの例と本発明の他の例は、果物のジュースの商業的に許容可能な消毒率（５  Ｌｏｇ  ｋｉｌｌ以上）を超えるという利点を有する。
【００１４】
１つの態様において、食用油を殺菌する方法が提供され、前記方法は、細長い管状のダクトを備える流体処理装置に食用油を提供する工程であって、細長い管状のダクトは、ダクト吸入口、ダクト排出口、ＵＶ透過性の内側壁、及び複数のバッフルを備え、前記内側壁は、内側壁と外側壁の間の管状ダクトに沿って食用流体が流れることを可能にするために外側壁から離れており；、流体が流れることができるダクトの断面は少なくとも１×１０−４ ｍ２の面積を有し；、複数のバッフルはダクトの長さに沿って分配し、且つ流体の流れの方向に対して実質的に垂直に配置されることを特徴とする前記工程と；、ＵＶ透過性の壁を介してＵＶ放射でジュースを照射する工程と；、ダクト吸入口とダクト排出口との間の差圧が０．９を超え１．７バール未満であるように食用油の圧力を制御する工程とを備え、食用油は少なくとも３０ｃＰ（ｍＰａ．ｓ）及び７０ｃＰ（ｍＰａ．ｓ）未満の粘度を有することを特徴とする。これら本発明の例は、所定の照射出力に対して油の殺菌を向上する利点を有する。
【００１５】
好ましくは、流体が流れることができるダクトの断面は少なくとも２×１０−４ｍ２であり、さらに好ましくは流体が流れることができるダクトの断面は少なくとも３×１０−４ｍ２である。いくつかの可能性においては、ダクトの断面は少なくとも３．２×１０−４ｍ２である。好ましくは、流体が流れることができるダクトの断面は６×１０−４ｍ２未満であり、さらに好ましくは、流体が流れることができるダクトの断面は５×１０−４ｍ２未満である。いくつかの可能性においては、ダクトの断面は３．４×１０−４ｍ２未満である。いくつかの可能性においては、ダクト吸入口とダクト排出口との間の差圧は１．３バールより大きく、好ましくは１．４バールより大きい。いくつかの可能性においては、ダクト吸入口とダクト排出口との間の差圧は１．７未満であり、好ましくは１．６バール未満である。これらの例と本発明の他の例は、油の商業的に許容可能な消毒率（５  Ｌｏｇ  ｋｉｌｌ以上）を超えるという利点を有する。
【００１６】
１つの態様において、ビール、ミルク若しくは酢を殺菌する方法が提供され、前記方法は、細長い管状のダクトを備える流体処理装置にミルクを提供する工程であって、細長い管状のダクトは、ダクト吸入口、ダクト排出口、ＵＶ透過性の内側壁、及び複数のバッフルを備え、前記内側壁は内側壁と外側壁の間の管状ダクトに沿って食用流体が流れることを可能にするために外側壁から離れており；、流体が流れることができるダクトの断面は少なくとも１×１０−４ｍ２の面積を有し；、複数のバッフルはダクトの長さに沿って分布し、且つ流体の流れの方向に対して実質的に垂直に配置されることを特徴とする前記工程と；、ＵＶ透過性の壁を介してＵＶ放射でジュースを照射する工程と；、ダクト吸入口とダクト排出口との差圧が０．３バールを超え０．９バール未満であるようにミルク若しくは酢の圧力を制御する工程とを備えることを特徴とする。これら本発明の例は、所定の照射出力に対してミルクの殺菌を向上する利点を有する。
【００１７】
好ましくは、流体が流れることができるダクトの断面は少なくとも２×１０−４ｍ２であり、さらに好ましくは流体が流れることができるダクトの断面は少なくとも３×１０−４ｍ２である。いくつかの可能性においては、ダクトの断面は少なくとも３．２×１０−４ｍ２である。好ましくは、流体が流れることができるダクトの断面は６×１０−４ｍ２未満であり、さらに好ましくは、流体が流れることができるダクトの断面は５×１０−４ｍ２未満である。いくつかの可能性においては、ダクトの断面は３．４×１０−４ｍ２未満である。いくつかの可能性においては、ダクト吸入口とダクト排出口との間の差圧は０．４バールより大きく、好ましくは０．５バールより大きく、好ましくはミルクに対しての差圧は０．６２バールであり、酢に対しての差圧は０．６６バールである。
【００１８】
いくつかの可能性においては、ダクト吸入口とダクト排出口との間の差圧は０．８バール未満であり、好ましくは０．７バール未満である。これらの例と本発明の他の例は、殺菌される流体の単位体積当たりの装置の消費電力を低減しながら、ミルク及び酢の商業的に許容可能な消毒率を超えるという利点を有する。
【００１９】
本開示に従って、その両端に流体吸入口及び流体排出口を有する細長い管状のダクトと、前述の細長い管状のダクトの長手方向に延びる細長いＵＶ放射源と、を通るダクトの第１の部位に沿って流れる流体全ての方向を流体混合装置を通るように変えるため、及びダクトの第２の部位へ混合された流体を返すための、ダクト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、を備える流体処理装置が提供される。
【００２０】
流体全ての混合は、流体の全ての部分が十分にＵＶ源に近接することを確実にする。
【００２１】
好ましくは、前述の混合手段は、通路を沿う流れが混合の高い度合を提供するようにするために、流体が流れるねじれた流路を定義する。
【００２２】
好ましくは流路は、９０度以上の回転を１つ備え、且つ好ましくは流路はダクトの長手方向に隣接する部位の間で少なくとも１８０度に流体を回転させる。流体の優れた混合は、継続的に９０度の屈折若しくは好ましくは１８０度の屈折に方向を変化させることによって達成されることができる。この手法により流体へ与えられる継続的な急な速度変更は、全ての液体の成分が混合されることを確実にする。好ましくは、流路の少なくとも一部が、前述のＵＶ源によるＵＶ放射により照射されるように配置される。
【００２３】
好ましくは、ダクトは流体のための流路を定義する。前述の流路は、流体の全てが１０ｍｍ以下及び好ましくは５ｍｍ以下ＵＶ源から離れており、ＵＶ源は流路の長手方向の壁の少なくとも一部を形成しているという特徴を有する。この方法において、流体はＵＶ源上に薄い膜として流れる。薄い膜の表面の構成要素は、混合効果のために絶えず変化する。
【００２４】
好ましくは、ＵＶ源はダクトの中心軸に沿って延びており、且つ流れの通路によって囲まれている。
【００２５】
好ましくは、ＵＶ源は細長いランプを備え、前記ランプは石英若しくはＵＶ放射の優れた伝達物である他の材料で好ましくは形成される管の内側に配置される。
【００２６】
好ましくは、壊れやすい管の完全な状態を維持するように準備された材料で、管は塗装され若しくは被覆され、それにより管の材料の潜在的に有害な破片から流体の汚染を防ぐ。好ましくは、塗装する若しくは被覆する材料は、フッ素化エチレンプロピレンを含む。
【００２７】
好ましくは、複数の前述の装置は、流体が１度ならず混合されるように、ダクトの長さに沿って提供される。
【００２８】
好ましくは、吸入口及び排出口は、ダクトの両端においてそれぞれの連結管と連通する。
【００２９】
好ましくは、ＵＶ源は片方若しくは双方の連結管内に延びる。
【００３０】
また本開示に従って、殺菌効果を増大するために直列で、若しくは殺菌された流体の流れ率を増大するために並列で、若しくは直列と並列の両方で接続された、複数の前述の装置を備える流体殺菌システムが提供される。
【００３１】
本開示の概要及びこれによる利益は、以下の通りである。
可動部品を持たない殺菌システム：全ての部品は静止してもよく、それゆえシステムの信頼度は高い。
室温（冷温に変化する）殺菌システム：プロセスは実質的に冷温プロセスである。
産業的洗浄圧力に耐えることができる：全ての部品は１０バール及びそれを超える圧力に耐えることができる。
安定した液体の薄い膜を産生する：石英管とダクトの内側面の間の間隙が安定した液体膜の厚さを提供する。
継続的に且つ徹底して流体を混合する。
混合装置は本装置の長さに沿って間隔をおいて配置され、混合装置は流体が方向を変えるように強制し、それゆえ流体速度はシステムを通って流れるときに継続的且つ徹底した流体の混合を確実にする。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
本発明の実施例は、例としてのみ説明され、且つ添付の図面を参照しながら説明される。
【図１】流体殺菌装置の第１実施形態の部分断面平面図を示す。
【図２】流体殺菌装置の第２実施形態の部分断面平面図を示す。
【図３】流体殺菌装置の第３実施形態の部分断面平面図を示す。
【図４】流体殺菌装置用の混合装置の分解図を示す。
【図５】流体殺菌装置用の混合装置の分解図を示す。
【図６】本発明による流体殺菌装置の断面図を示す。
【図７】図６の装置の平面図を示す。
【図８】流体殺菌装置の一部の分解図を示す。
【図９】本発明による流体殺菌装置の一部の分解図を示す。
【図１０】図１に示される流体殺菌装置を通る断面Ａ−Ａを示す。
【図１１】流体殺菌器と共に使用するための拡張継ぎ目を示す。
【図１２】サルモネラ菌（ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ）に感染したリンゴジュース中の対数死滅率に対する管の数のプロットを示す。
【図１３】クリプトスポリジウム（ｃｙｓｐｔｓｏｄｏｒｉｄｉｕｍ）に感染したリンゴジュース中の対数死滅率に対する管の数のプロットを示す。
【図１４】枯草菌（ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｌｉｓ）の胞子に感染したリンゴジュース中の対数死滅率に対する管の数のプロットを示す。
【図１５】好酸性菌（ａｌｉｃｙｃｌｏｂａｃｉｌｌｕｓ）の胞子に感染したリンゴジュース中の対数死滅率に対する管の数のプロットを示す。
【図１６】結核菌（Ｍｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ  ｔｕｂｅｒｃｕｌｏｓｉｓ）に感染した脂肪分を除いていないミルク中の対数死滅率に対する管の数のプロットを示す。
【図１７】枯草菌（ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｌｉｓ）の胞子に感染した脂肪分を除いていないミルク中の対数死滅率に対する管の数のプロットを示す。
【図１８】リステリア菌（ｌｉｓｔｅｒｉａ）に感染した脂肪分を除いていないミルク中の対数死滅率に対する管の数のプロットを示す。
【図１９】クロコウジカビ（ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｎｉｇｅｒ）の胞子に感染したオレンジジュース中の対数死滅率に対する管の数のプロットを示す。
【図２０】好酸性菌（ａｌｉｃｙｃｌｏｂａｃｉｌｌｕｓ）の胞子に感染したオレンジジュース中の対数死滅率に対する管の数のプロットを示す。
【図２１】大腸菌（ｅｃｏｌｉ）  １５７に感染したオレンジジュース中の対数死滅率に対する管の数のプロットを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
流体殺菌装置の第１の実施形態における図１を参照すると、反応室１はエンドプレート２及びエンドプレート３の間に接続されている。好ましくは、反応室はエンドプレートに溶接され、溶接部は研磨されることで衛生的な食品等級の封が与えられている。
【００３４】
反応室に隣接して配置される吸入連結管４及び排出連結管５は、留め具６によってエンドプレート２及びエンドプレート３に取り付けられている。吸入連結管４及び排出連結管５は、吸入連結管４及び排出連結管５とエンドプレート２及びエンドプレート３の間に固定されるシール７及びシール８によって防水となっている。
【００３５】
管状スリーブ１１は、エンドプレート２及びエンドプレート３並びに吸引連結管４及び排出口連結管５の孔９及び孔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中心状に配置される。
【００３６】
好ましくは、管状スリーブは殺菌波長（２２０ｎｍ−２８０ｎｍ）の優れた伝達物である。
【００３７】
好ましくは、管状スリーブは石英で作られる。
【００３８】
好ましくは、石英のスリーブは実質的に殺菌波長を伝達する材料で塗装される。
【００３９】
好ましくは、被覆材料は実質的に性質上弾性であり、且つ石英管が破裂する場合に、全ての石英の破片を含むことができる。
【００４０】
好ましくは、材料はテフロン（登録商標）ＦＥＰである。
【００４１】
管状スリーブ１１と反応室の内側の壁との間に小さい同心円状の間隙１２を形成するための手段が提供される。管状スリーブ１１の外径の寸法を反応室１の内径よりわずかに小さく選択することによって作られる間隙１２は、これら２つの間の寸法差分である。
【００４２】
管状スリーブ１１と吸入連結管４及び排出連結管５との間に、吸入連結管４及び排出連結管５における孔９及び孔１０に隣接する管状スリーブ１１の各先端の周囲の上に配置されるシール１３及びシール１４の形で、防水シールを作る手段が提供される。シールはプレート１５及びプレート１６を固定することにより圧縮され、吸入連結管４及び排出連結管５と管状スリーブ１１との間に防水シールを形成する。
【００４３】
反応室１、管状スリーブ１１、及び吸入連結管４及び排出連結管５は、液体が吸入連結管４に入って通過し、間隙１２を通過し、排出連結管５を通過して流れ出るように、防水性の組立品を形成する。
【００４４】
好ましくは、シール１３及びシール１４はＵＶ耐性材料で作られる。
【００４５】
好ましくは、材料はシリコンゴム、バイトン（Ｖｉｔｏｎ）、ＰＴＦＥ、又はテフロン（登録商標）ＦＥＰである。
【００４６】
好ましくは、シール１３及びシール１４は、シール１３及びシール１４がシールされる間は、反応室１の本体と管状スリーブ１１の間の任意の差のある膨張に適応するように、柔軟に設計される。
【００４７】
電気を通した時に管状スリーブの壁を介して間隙に殺菌波長を照射する管状スリーブ１１の内側に配置されるＵＶランプ１７という形で、ＵＶ殺菌波長（２２０ｎｍ−２８０ｎｍ）を間隙１２に放射する手段が提供される。
【００４８】
好ましくは、ランプ１７は、安定した均一な放射を間隙１２に向けて提供するために、管状スリーブ１１の内側の長手方向の中心に同中心状に配置される。
【００４９】
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る混合装置１８という形で、殺菌器を通過して通る際に液体を混合するための手段が提供される。混合装置１８は液体が流路を通るように強制し、液体が装置を通って通過するときに、流体の完全な混合を産生するように、液体に方向及び速度の変化を引き起こす。
【００５０】
好ましくは、混合装置１８は可動部分を持たない。
【００５１】
好ましくは、混合装置１８は液体を少なくとも１度は１８０度に屈曲するように強制する。
【００５２】
好ましくは、混合装置１８は、実質的に殺菌放射に耐性である材料により作られる。
【００５３】
好ましくは、混合装置１８の外側本体は、食品等級の標準材料により作られる。
【００５４】
好ましくは、混合装置１８の外側本体は、３１６等級のステンレス鋼により作られる。好ましくは、混合装置１８の内側材料は、ＰＴＦＥ、テフロン（登録商標）ＦＥＰ又はその他の適切な材料により作られる。
【００５５】
一般的な流体の流れは、矢印Ａと矢印Ｂ及びその間にある矢印により示されている。図面の図５を参照すると、反応室１の本体に取り付けられる円形のフランジ２及びフランジ３を備える本装置用の混合装置を示す。
【００５６】
フランジ２は、液体の通り道としての役をするその表面に刻まれた浅い溝を有する。上側の溝４はフランジ２の中心から垂直に隆起し、次いで、フランジの上側面の周りの一定距離を時計回りに円弧状に移動する。下側の溝５はフランジ２の中心から垂直に降りて、次いで、フランジの下側面の周りの一定距離を時計回りに円弧状に移動する。
【００５７】
フランジ３は、フランジが合わせて閉められたときに溝が互いに適合するような、その面に刻まれた溝の鏡像パターン（不図示）を有する。
【００５８】
反応室１の中心を通って配置され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。２つのフランジの間に置かれるのは、混合装置が組み立てられた時に、２つのフランジ２及び３において時計回りの円弧の端部に一致するように配置される一連の孔７及び孔８を有する円板６である。円板６の中心孔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た時に、円板６は実質的に、液体を間隙１２の外に向けて流し且つ溝４と溝５及び孔７と孔８の中に流す、間隙１２内の液体の変流器として作用する。
【００５９】
液体が反応室１の間隙１２内において右から左へ動いていると仮定すると、円板は液体を、フランジ２の溝４の中に送り、円板６の孔７と孔８を通し、フランジ３の鏡像の溝に沿って戻し、そして反応室１の間隙１２の中に送るように強制する。
【００６０】
流れの概略図９は、装置を通る流路を示す。
【００６１】
液体は混合装置を通って３つの完全な流れの反転があるだろう。Ａ−間隙１２からフランジ２の上の垂直な溝への方向における９０度の変化、Ｂ−フランジ２の上の垂直な溝からフランジ２の上の時計回りの円弧への方向における９０度の変化、Ｃ−フランジ２の時計回りの円弧から円板６の孔７への方向における９０度の変化、Ｄ−円板６の孔７からフランジ３の鏡像の円弧への方向における９０度の変化、Ｅ−フランジ３の鏡像の円弧からフランジ３の鏡像の垂直な溝への方向における９０度の変化、Ｆ−フランジ３の鏡像の垂直な溝から間隙１２への方向における９０度の変化である。
【００６２】
好ましくは、円板はＵＶ耐性材料で作られる。
【００６３】
好ましくは、円板はＰＴＦＥ若しくはテフロン（登録商標）ＦＥＰにより作られる。
【００６４】
混合装置は、混合装置を洗浄サイクルの終わりに水で満たされ、ランプが一定時間点灯され、混合装置を通って反射して装置を殺菌するのに十分な放射線が存在する場合は、ＣＩＰ（ＣＬＥＡＮ  ＩＮ  ＰＬＡＣＥ（定置洗浄）  飲料産業標準洗浄処理）の後に、ユニットの自己殺菌をするという、付加的な特徴を有する。
【００６５】
図５は１つの円板６だけを示すが、複数の円板が流体の混合レベルを増加させるために直列に配置されることができる。当業者は、本発明の普遍的な理論が包含する混合装置においては、多くの異なる迷路のようなパターンを用いて、混合効果が達成されることができることを理解するであろう。
【００６６】
図面の図２を参照すると、前述のように複数の流体殺菌装置を備えた混合装置を含むが、その吸入連結管４及び排出連結管５は、流体殺菌装置が直列に接続されることを可能にする導管として機能する混合装置の第２の実施形態が示されている
【００６７】
流体はＡから間隙１２へ流れ、次いで第１の流体殺菌装置の第１の混合装置１８へと流れ、そして、流体は順に間隙１２に沿って各混合装置１８を順番に通り、排出口連結管５へと流れる。流体はその後、排出口連結管５を通って流れ、第２の流体殺菌装置の間隙１２に入り、次いで第２の流体殺菌装置の各混合装置１８を順番に流れ、第２の流体殺菌装置の排出口連結管１９に到達する。
【００６８】
この工程は、接続された流体殺菌装置の数だけ繰り返す。流体が間隙１２を通って通過する際に、流体フィルムの非常に有効な殺菌が提供されるように、流体はＵＶランプ７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放射を受ける。
【００６９】
これら流体殺菌装置の配列のいくつかは、システムの流れ処理能力を高めるために並列に接続されることができる。
【００７０】
流体殺菌装置の第３の実施形態を示す図面の図３を参照すると、複数の流体殺菌装置が、流体殺菌装置が直列に接続されるようにして、構成されている。各流体殺菌装置は別の流体殺菌装置へと流れを送る。
【００７１】
各流体殺菌装置はエンドプレート２とエンドプレート３の間に固く接続された反応室１を含む。好ましくは、反応室はエンドプレートに溶接され、溶接部は研磨されることで衛生的な食品等級の封が与えられている。
【００７２】
反応室に隣接して配置されているのは、留め具６によりエンドプレートへ取り付けられている吸入連結管４及び排出連結管５である。吸入連結管４及び排出連結管５は、吸入連結管４と排出連結管５及びエンドプレート２とエンドプレート３の間に固定されるシール７及び８によって防水となっている。
【００７３】
管状スリーブ１１は、エンドプレート２とエンドプレート３及び吸入連結管４の孔９を通って突出すように、反応室の内側の長手方向の中心に同中心状に配置される。
【００７４】
好ましくは、管状スリーブは殺菌波長（２２０ｎｍ−２８０ｎｍ）の優れた伝達物である。
【００７５】
好ましくは、管状スリーブは石英で作られる。
【００７６】
好ましくは、管状スリーブは１つの端部２８において閉じられる。
【００７７】
好ましくは、石英のスリーブは実質的に殺菌波長（２２０ｎｍ−２８０ｎｍ）を伝達する材料で塗装される。
【００７８】
好ましくは、被覆材料は実質的に性質上弾性であり、且つ石英管が破裂する場合に、全ての石英の破片を含むことができる。
【００７９】
好ましくは、材料はテフロン（登録商標）ＦＥＰである。
【００８０】
管状スリーブ１１と混合スリーブ２０の内側の壁との間に小さい同心円状の間隙１２を形成するための手段が提供される。管状スリーブ１１の外径の寸法を混合スリーブ２０の内径よりわずかに小さく選択することによって作られる間隙１２は、これら２つの間の寸法差分である。
【００８１】
管状スリーブ１１と吸入連結管４との間に、吸入連結管における孔９に隣接する管状スリーブ１１の開口端部の周囲の上に配置されるシール１３という形で、防水シールを作る手段が提供される。管状スリーブ１１の閉鎖端部は襟２１により支持されており、襟の内側で動くことが自由である。
【００８２】
反応室１と管状スリーブ１の間の任意の差のある膨張はこの配置によって自動的に調整される。
【００８３】
液圧下では、１つの閉じられた端部を有する管状スリーブ１１は、管の開かれた端部の方向に管状スリーブ１１が動くように作用する合力を経験する。圧力のもと管状スリーブ１の動きを防ぐために、保持プレート２２が任意の動きを防ぐ位置において管状スリーブを保持する。
【００８４】
シール１３は、吸入連結管４と管状スリーブ１１の間の防水シールを形成するプレート１５を固定することにより圧縮される。反応室１、管状スリーブ１１、及び吸入連結管４及び排出連結管５は、液体が吸入連結管４に入って通過し、間隙１２を通過し、排出連結管５を通過して流れ出るように、防水性の組立品を形成する。
【００８５】
好ましくは、シール１３はＵＶ耐性材料で作られる。
【００８６】
好ましくは、材料はシリコンゴム、ＰＴＦＥ若しくはＦＥＰ又はその他のＵＶ耐性材料である。電気を通した時に管状スリーブの壁を介して間隙に殺菌波長を照射する管状スリーブの内側に配置されるＵＶランプ１７という形で、ＵＶ殺菌波長（２２０ｎｍ−２８０ｎｍ）を間隙１２に放射する手段が提供される。
【００８７】
間隙１２内の液体を混合するための手段が、反応室１へ防水的な手法で固く固定される混合スリーブ２０の形で提供される。好ましくは、混合スリーブは押し付けられ若しくは反応室１の上に接着されて防水シールを形成する。好ましくは、流体フィルムに付加的な混合機能を提供するために、管状スリーブ１１に隣接する混合スリーブ２０の内側表面は、液体が間隙１２を通って流れるときに流体フィルム中に乱流を引き起こして混合するパターンに形成される。
【００８８】
好ましくは、ランプは安定した均一な放射を間隙に向けて提供するために、管状スリーブの内側の長手方向の中心に同中心状に配置される。
【００８９】
反応室の本体に沿って配置される混合装置１８の形で、殺菌器を通過して通る際に液体を混合するための手段が提供される。この手段によって、間隙１２内の流れは変えられ、そして混合装置１８に入り混合装置を通る。混合装置１８は液体が流路を通るように強制し、液体が装置を通って通過するときに、流体の完全な混合を産生するように、液体に方向及び速度の変化を引き起こす。
【００９０】
好ましくは、混合装置１８は可動部分を持たない。
【００９１】
好ましくは、混合装置１８は、実質的に殺菌放射に耐性である材料により作られる。
【００９２】
好ましくは、混合装置１８は食品等級の標準材料により作られる。
【００９３】
好ましくは、混合装置１８の外側本体は、３１６等級のステンレス鋼により作られる。好ましくは、混合装置１８の内側材料は、ＰＴＦＥ、テフロン（登録商標）ＦＥＰ又はその他の適切な材料により作られる。
【００９４】
各吸入及び排出連結管を通って配置されるプロペラ２３の形で、付加的な混合を加えるための手段が提供される。モーター及び変速装置２４が、各吸入連結管及び排出連結管の壁に固定され、且つ、軸受け及びシール２７により支持される。モーター及び変速装置２４により作動される時、プロペラ２３は流体の流れの中で回転し、且つ高い混合レベルを産生する。
【００９５】
殺菌されるべき流体は、供給連結管２５の壁を通って吸入管２６を介して装置へ入る。
【００９６】
一般的な流体の流れは、矢印Ａ、矢印Ｂ、矢印Ｃ及び矢印Ｄにより示されている。図面の図４を参照すると、反応室１の本体に取り付けられる円形のフランジ２及びフランジ３を備える本装置用の混合装置を示す。フランジ２及びフランジ３の両方は滑らかな面を持つ。
【００９７】
反応室１の中心を通って配置され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。
【００９８】
二つのフランジの間に置かれるのは複数の円板６であり、各円板は、円板６の中心から外に向かって放射状に切断され、及び円板６の円周の回りに等しい距離で配置される一連のスロット７を有す。各円板６は、円板６が互いに組み立てられた時にこれらが迷路、すなわちは組み立てられた円板を通る直線の流路がないように、交互に並ぶ円板のスロットが先行する円板６のスロットとの間で等しい間隔になるように、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度屈曲させるような円板のパターンが製作され、組み立てられる。円板６の中心孔１０は管状スリーブ１１表面に隙間なく適合し、混合装置が組み立てられた時に、円板６の壁９は実質的に、液体を間隙１２の外に向けて流し且つスロット７を通り及び迷路を通るように強制する液体の変流器として作用する。
【００９９】
好ましくは、完全な流体の混合を産生する混合装置を通って、流体は多くの流れの完全な反転があるだろう。
【０１００】
好ましくは、円板６はＵＶ耐性材料により作られる。
【０１０１】
好ましくは、円板はＰＴＦＥ若しくはテフロン（登録商標）ＦＥＰにより作られる。
【０１０２】
混合装置は、混合装置を洗浄サイクルの終わりに水で満たされ、ランプが一定時間点灯され、混合装置を通って反射して装置を殺菌するのに十分な放射線が存在する場合は、ＣＩＰ（ＣＬＥＡＮ  ＩＮ  ＰＬＡＣＥ（定置洗浄）  飲料産業標準洗浄処理）の後に、ユニットの自己殺菌をするという、付加的な特徴を有する。
【０１０３】
図４は１つの円板６だけを示すが、複数の円板が流体の混合レベルを増加させるために直列に配置されることができる。当業者は、本発明の普遍的な理論が包含する混合装置における多くの異なる迷路のようなパターンを用いて、混合効果が達成されることができることを理解するであろう。
【０１０４】
既知の静的混合器は、流れの反転、すなわち１８０度の屈曲を産生しない。このような混合器は液体を常に前方方向に処理することにより液体を混ぜるため、混合を果たすための相当な大きさの長手方向の構成要素を必要とする。本発明における混合装置は流れの逆転により短い距離にわたる混合をもたらし、それゆえに、複数の混合装置が短い距離をおいて用いられることができる。
【０１０５】
図面の図６及び７を参照すると、流体処理システムは、ハウジング１０５の中に並んで搭載されている図１に開示される種類の複数の流体処理装置９９を備える。各装置１００は、その両端に流体吸入口１０１及び流体排出口１０２を有する細長い管状ダクト１００と、細長い管状ダクト１００の長手方向に延びた細長いＵＶ放射源１０４を含む。図４若しくは５に開示される種類の複数の混合装置１０３は、装置１０３において流体混合フォーメーションを通ってダクトに沿って流体の流れを変えるため、且つ混合された流体をダクトに返すために、各ダクト１００の隣接する長手方向の部位の間に配置される。
【０１０６】
隣接する装置９９の排出口１０１及び吸入口１０２は、個々の連結管１０６を介して互いに連結される。使用時において、流体が最後の装置９９の外へ出て排出口ダクト１０８へと流れるまでは、流体は吸入口ダクト１０７から下向きに流れ、第１の装置１００に入り、次いで連結管１０６及びを通り、第２の装置１００を上向きに通って、それから同様に繰り返して流れる。
【０１０７】
図面の図８を参照すると、流体処理は、細長い管状ダクト１１０の長手方向に延びる細長いＵＶ放射源１１１を有する細長い管状のダクト１１０を備える。複数の混合装置１１２は、装置１１２内の流体混合フォーメーション１１３を通ってダクト１１０に沿って流れる流れの全てを変えるため、及び混合された流体をダクト１１０へ返すために、各ダクト１１０の長手方向に隣接する部位の間に配置されて密閉状態で固定される。
【０１０８】
各装置１１２は、空気が入るような高い地点が存在しないことを確実にするために、ダクト１１０から垂下し流れの通路１１４の高さ（レベル）より下に全体的に搭載される。装置１１２は、通路の長さ方向の流れ軸に対して垂直に延びる吸入ダクト１１５を有する流路を備える。軌道はそして、流体が完全に混合されることを確実にするための１８０（ｄｅｇ．）にわたって流体流れを回転させ、及びもう一つのフォーメーション３へと偏向させるバッフル壁において方向づけるフォーメーション１１３の一連を備える。流体はそして、通路１１４の次の部分の長さ方向の流れ軸に対して垂直に伸びる排出ダクト１１７の流れを通って装置１１２を離れる。
【０１０９】
フォーメーション１１３は、フォーメーション１１４の間で伝達する開き口１２１が形成される中央プレート１２０に対して互いに固定される向かい合うプレート１１８及び１１９の中に形成される。プレート１２０及び又はプレート１１９、１２０は、流路がＵＶ源１１１からの放射によって殺菌されるようにＵＶ放射を透過する材料により形成されてもよい。
【０１１０】
図面の図９を参照すると、図８の実施形態と類似するが、単純な構造である実施形態が示されている。
【０１１１】
本開示はそして特に、細長い管状のダクト及びダクトの長さ方向に延びる細長いＵＶ光源を備える、飲料を殺菌する用の流体処理装置を提供する。ダクトの長手方向に隣接する部位の間に配置される混合装置は、ダクトの第１の部位に沿って装置内の流体混合手段を通って流れる流体全ての方向を変え、且つ混合された流体をダクトの第２の部位に返す。流体は、ＵＶ光源の周囲に延びる薄い環状の低い通路内のダクトの長さ方向に流れる。流体の薄い流れが得られることにより、微生物は光源にきわめて近接すると死滅される。混合装置は、流れの全てが完全に混合され且つ流れの通路に返されるようにする。ダクトの長さに沿う複数の混合装置の好ましい条件は、全ての微生物が十分な致死量のＵＶ放射を受ける可能性を増大する。
【０１１２】
我々の以前の研究は、殺菌（５−Ｌｏｇ  ｋｉｌｌ、若しくは９９．９９９％ｋｉｌｌ以上）が様々な飲料及び液体の薄い膜においてなし得た。食用の流体の範囲は、現在、最大限度の濃度の濃縮されたクロフサスグリのジュースのような不透明な液体を含み試験（スーパーマーケットの棚に見られるものの代表的な試料であるように選択される）されている。
【０１１３】
透過率の試験は、０．２５ｍｍの膜厚を用い濃縮されたクロフサスグリのジュースを用いて、実施された。この距離にわたって、濃縮されたクロフサスグリのジュースのＵＶ透過率は０．１３％であった。この実施例において、液体の透過率は、液体を通って移動された単位距離当たりの所定の波長における失われた光放射強度の比率として記載されている。
【０１１４】
透過率は、ゆえに等比数列として数式で記載され、且つ  透過率  Ｔ＝ｎ-１Ｖ（ｌ／ｌｏ）  の式に従う：
ここで  ｎ＝式の項数
ｌ＝０．２５ｍｍ液体膜から出射する光の強度
ｌｏ＝液体の表面における光の強度
である。
【０１１５】
我々は、ＵＶ殺菌においては、透過率はたいへん重要であり、且つ、殺菌装置内の液体が受ける線量を変更する効果をもっとも有すると、認識している。
【０１１６】
汚水のＵＶ殺菌に関する我々の以前の研究は、乱流が液体にもたらされると、微生物の死滅率が有意に増大することを示した。この増大は、より多くの液体がＵＶ放射にさらされたために生じたと考えられる。以前のＭ  Ｓｎｏｗｂａｌｌの薄膜の試験は、膜の乱流のない薄膜において実行されたことに留意することが重要である。
【０１１７】
２．５ｍｍ厚の薄膜がＵＶ光にさらされると、ランプにもっとも近い液体の最初の０．２５ｍｍが、光がこの最初の薄膜を浸透し液体に入るときに殺菌されるであろう。この２．５ｍｍ膜がそして完全に混合され、次いでＵＶ光に再度さらされると、新しい２．５ｍｍ膜が形成され、そして新しい０．２５ｍｍ膜はランプのもっとも近くに生成される。各液体はＵＶ波長に対して異なる吸光度を有するであろうし、そしてそれゆえに液体に対する殺菌液体の比率は変化するであろう。
【０１１８】
平均的に新しい０．２５ｍｍ膜は、２．５ｍｍ膜の中に１０枚の０．２５ｍｍ膜が存在するので、９０％の新しい未殺菌液体と１０％の殺菌済液体で構成されるであろう。この手法が繰り返されると、液体の微生物の殺菌率は、予測可能な方法で５．５ｌｏｇ  ｋｉｌｌの完全滅菌へ向かって増大することが期待されるであろう。しかし我々は今、繰り返されるＵＶ露光からの殺菌率において、予測される傾向をはるかに超える驚くべき増加を提供する。
【０１１９】
図１０は、図１に示される流体殺菌装置を通る断面Ａ−Ａを示している。図１０にＵＶ光源として示されるのは、外径２００を有するアマルガムランプ１である。ＵＶ透過性管状スリーブ１１は内径２０６及び外径２０２を有する。外側スリーブ１１は内径２０８及び外径２０４を有する。ＵＶ透過性管状スリーブ１１と外側管状スリーブ１の間の間隙は、流体の流れのための管状ダクト１２を提供する。ダクトは、ＵＶ透過性スリーブの外面と外側スリーブの内面との間の距離により定義される径方向の広がりを有する。
【０１２０】
ダクトは、混合装置の間における流体の実質的な層流のための線型の軌道を提供する。この流体の層流は、ダクトに沿って体積流量とダクトの断面積によって設定された線速度で送り込まれる。実質的な層流は、管状ダクトの軸と実質的に並行である軌道に沿って方向づけられる。（図５に示される）バッフル９のような混合装置は、ダクトに沿って均等な間隔で分布され、且つ流体の流れの方向に対して実質的に垂直に配置されている。（ダクトもしくはその他に沿った）流体の流れは層流である必要はなく、いくつかの例において部分的に又はすべてが乱流であってもよい。
【０１２１】
表１は本装置を使用して実施された殺菌の実施例を述べている。これらの実施例においては、直列に互いに結合された２０個のＵＶ管／ダクトの配列を有するプロセスモジュールが用いられた。各管は、長さに沿って等距離に配置される９個の混合装置１８を有した。各混合装置１８は、その固定される間隔（管の長さの１０分の１）により、その隣の混合装置から隔たれていた。この方法において各流体サンプルは、管ごとに９回の混合ステップ、及び管ごとに１０回のＵＶ放射、並びにモジュールごとに１８０回の混合と２００回の放射を経験した。流体は、毎時３，０００リットルの速度でモジュールを通って通過させた。
【０１２２】
使用された流体は、枯草菌（ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ）の胞子に感染させた脂肪分を除いていないミルクである。
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【０１２３】
（実施例１）
実施例１においては、３９ｍｍの外径２００を有するＵＶ透過性ランプスリーブ１１が、４．２５ｍｍの径方向の広がり及び５．７７ｃｍ２の総断面積を有する管状ダクトを提供するために、４．７５ｃｍの内径２０８を有する外側スリーブ１と共に使用された。ダクト内の流体の線速度は約１．４４ｍｓ−１であった。
この構成は、比較的大きな２５７ｍＪ／ｃｍ２のエネルギー量と比較的早い線速度を産生した。
【０１２４】
（実施例２）
実施例２においては、ＵＶ透過性ランプスリーブは４０ｍｍの外径２００を有していた。外側スリーブ１は、２．４８ｍｍの径方向の広がり及び３．３０ｃｍ２の総断面積を有する管状ダクトを提供するために、４４．９５ｍｍの内径２０８を有した。ダクト内の流体の線速度は約２．５２ｍｓ−１であった。
【０１２５】
この構成においては、流体の線速度は実施例１の場合よりもはるかに速く、且つセグメントあたりの放射量ははるかに低い。この構成は合理的な線量を生成たが、各管に沿った圧力損失はランプスリーブと外側管の間の間隙が小さい寸法であるために、残念ながら高い。
【０１２６】
（実施例３）
実施例３においては、ＵＶ透過性ランプスリーブ１１は４０ｍｍの外径２００を有していた。外側スリーブ１は、５ｍｍの径方向の広がり及び７．０７ｃｍ２の総断面積を有する管状ダクトを提供するために、５０ｍｍの内径２０８を有した。ダクト内の流体の線速度は約１．１８ｍｓ−１であった。
【０１２７】
この構成においては、流体の線速度は実施例１の場合よりもわずかに遅く、且つセグメントあたりの放射量はほぼ同等である。これは、管にわたる低い圧力損失との組み合わせにおいて、優れた線量を達成する。
【０１２８】
（実施例４）
実施例４においては、ＵＶ透過性ランプスリーブ１１は４２ｍｍの外径２００を有していた。外側スリーブ１は、６ｍｍの径方向の広がり及び７．３８ｃｍ２の総断面積を有する管状ダクトを提供するために、５２ｍｍの内径２０８を有した。ダクト内の流体の線速度は約１．１３ｍｓ−１であった。
【０１２９】
この構成においては、流体の線速度は実施例１の場合よりもわずかに遅く、且つセグメントあたりの放射量はほぼ同等である。ランプスリーブが増加すると、線量が減少することが理解できる。この実施例においては、増加したダクトの断面により、圧力損失が減少される。また、流体の線速度は低下し、そして保持時間（ランプの前での滞留時間）が上昇する。しかし驚くべきことに、線量は非常に強力に低下し、そのため滞留時間の増加はランプスリーブの径が増加することによるＵＶ強度の損失を補填するために不十分であると思われる。
【０１３０】
（実施例５）
実施例５においては、ＵＶ透過性ランプスリーブ１１は４４ｍｍの外径２００を有していた。外側スリーブ１は、５ｍｍの径方向の広がり及び７．７ｃｍ２の総断面積を有する管状ダクトを提供するために、５４ｍｍの内径２０８を有した。ダクト内の流体の線速度は約１．０８ｍｓ−１であった。
【０１３１】
（実施例６）
実施例６においては、ＵＶ透過性ランプスリーブは４６ｍｍの外径２００を有していた。外側スリーブ１は、３．２６ｍｍの径方向の広がり及び５．０４ｃｍ２の総断面積を有する管状ダクトを提供するために、５２．５１ｍｍの内径２０８を有した。ダクト内の流体の線速度は約１．６５ｍｓ−１であった。
【０１３２】
（実施例７）
実施例７においては、ＵＶ透過性ランプスリーブ１１は５０ｍｍの外径２００を有していた。外側スリーブ１は、２．４ｍｍの径方向の広がり及び３．９４ｃｍ２の総断面積を有する管状ダクトを提供するために、５４．７９ｍｍの内径２０８を有した。ダクト内の流体の線速度は約１．６５ｍｓ−１であった。
【０１３３】
図１１は、流体殺菌器に使用するための拡張継ぎ目を示す。殺菌器の外側スリーブ１はＵＶ透過性スリーブ１１を収納する。ＵＶランプ３１６はＵＶ透過性スリーブの中に配置され、且つ殺菌器のハウジングへコネクタ３１４により結合される。スリーブ１はエンドプレート２へ拡張継ぎ目３１８により結合される。
【０１３４】
拡張継ぎ目３１８は、２つの部分サポート３００と部分サポート３１０、及び拡張可能且つ圧縮可能であるスリーブ３０４を含む。サポート３１０の第１の部分はエンドプレート２に固定される。サポート３００の第２の部分はスリーブ１に固定される。サポートの第２の部分３００は、場所に保持されるようにサポート３１０の第１の部分の周囲に密接して固定するように構成され、そしてサポートの第１の部分が第２の部分の内と外にスライドすることが可能である。伸縮可能且つ圧縮可能であるスリーブ３０４は、エンドプレート２とスリーブ１上のブラケット３０８の間に結合される。
【０１３５】
典型的にＵＶ透過性スリーブは石英のような材料を含み、外側スリーブ１はステンレス鋼のような材料を含む。本例において発明者は、約９０℃に熱した水を用いて装置を洗浄することが望ましいが、スリーブとＵＶ透過性スリーブの異なる熱膨張に関連するストレスが、洗浄中ユニットに傷若しくは破損を引き起こし得ることを認識している。
【０１３６】
モジュールは、いくつかの異なる病原体に感染させたリンゴジュース、脂肪分を除いていないミルク及びオレンジジュースで試験された。これら試験の結果は、対数死滅率に対するＵＶ管の数のプロットを示す図１２から２１に示されている。各試験は、名前を挙げられた微生物に当てはまる液体に１００，０００ｃｆｕ／ｍｌの接種で、感染させた。
【０１３７】
食用流体を参照として記載されたが、本明細書に記載されたプロセスはまた、非食用流体及び特にディーゼル油に有利に適用される。同様に、円筒形状を参照に記載されたが、これら記載は単に特に有利な実施例であり、他のダクト及びＵＶ光源の構成が用いられてもよい。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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