(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状物が通流する配管及び該配管の接続部に介装されたシール部材を備えた製造設備で
ある被洗浄設備を定置洗浄する有機物分解装置であって、
前記被洗浄設備を洗浄するときに洗浄液を前記被洗浄設備に供給する供給管と、
前記被洗浄設備を洗浄し、前記被洗浄設備から有機物が溶出した洗浄液を回収する回収管と、
オゾンガスを生成するオゾンガス生成手段と、
回収された前記洗浄液と前記オゾンガスとを気液混合すると共に、前記オゾンガスによって有機物が分解された洗浄液の脱気を行う処理槽と、
有機物が分解されると共に脱気された洗浄液を５０℃以上に加熱する加熱手段とを備え、
加熱された前記洗浄液を前記被洗浄設備に再供給することを特徴とする有機物分解装置。
【請求項２】
洗浄液を被洗浄設備に供給する供給管と、
前記被洗浄設備を洗浄し、前記被洗浄設備から有機物が溶出した洗浄液を回収する回収管と、
オゾンガスを生成するオゾンガス生成手段と、
回収された前記洗浄液と前記オゾンガスとを気液混合すると共に、前記オゾンガスによって有機物が分解された洗浄液の脱気を行う処理槽とを備え、
前記処理槽が、生成された前記オゾンガスの散気を行う散気装置を有し、
有機物が分解されると共に脱気された洗浄液を前記被洗浄設備に再供給することを特徴とする有機物分解装置。
【請求項３】
洗浄液を被洗浄設備に供給する供給管と、
前記被洗浄設備を洗浄し、前記被洗浄設備から有機物が溶出した洗浄液を回収する回収管と、
オゾンガスを生成するオゾンガス生成手段と、
回収された前記洗浄液と前記オゾンガスとを気液混合すると共に、前記オゾンガスによって有機物が分解された洗浄液の脱気を行う処理槽とを備え、
前記処理槽が、前記オゾンガスの気泡の上昇を阻害する抵抗体を備えることを特徴とする有機物分解装置。
【請求項４】
洗浄液を被洗浄設備に供給する供給管と、
前記被洗浄設備を洗浄し、前記被洗浄設備から有機物が溶出した洗浄液を回収する回収管と、
オゾンガスを生成するオゾンガス生成手段と、
回収された前記洗浄液と前記オゾンガスとを気液混合すると共に、前記オゾンガスによって有機物が分解された洗浄液の脱気を行う処理槽とを備え、
前記被洗浄設備から回収される前記洗浄液に含まれている有機物の一部を脱揮させる脱揮槽を前記処理槽の前段にさらに備えることを特徴とする有機物分解装置。
【請求項５】
洗浄液を被洗浄設備に供給する供給管と、
前記被洗浄設備を洗浄し、前記被洗浄設備から有機物が溶出した洗浄液を回収する回収管と、
オゾンガスを生成するオゾンガス生成手段と、
回収された前記洗浄液と前記オゾンガスとを気液混合すると共に、前記オゾンガスによって有機物が分解された洗浄液の脱気を行う処理槽とを備え、
前記処理槽において洗浄液から脱気された気体と、前記オゾンガス生成手段によって生成されたオゾンガスとの間で熱交換を行う熱交換器をさらに備えることを特徴とする有機物分解装置。
【請求項６】
洗浄液を被洗浄設備に供給する供給管と、
前記被洗浄設備を洗浄し、前記被洗浄設備から有機物が溶出した洗浄液を回収する回収管と、
オゾンガスを生成するオゾンガス生成手段と、
回収された前記洗浄液と前記オゾンガスとを気液混合すると共に、前記オゾンガスによって有機物が分解された洗浄液の脱気を行う処理槽とを備え、
前記被洗浄設備が、液状製品の製造設備であり、
前記有機物が、前記液状製品の製造に用いられる香気成分であることを特徴とする有機物分解装置。
【請求項７】
液状物が通流する配管及び該配管の接続部に介装されたシール部材を備えた製造設備で
ある被洗浄設備に、洗浄液を供給して洗浄すると共に、前記被洗浄設備を洗浄し、前記被洗浄設備から有機物が溶出した洗浄液を回収する工程と、
回収された前記洗浄液にオゾンガスを散気によって気液混合し、前記洗浄液に含まれている有機物を分解させる工程と、
有機物が分解された前記洗浄液の脱気を行う工程と、
有機物が分解されると共に脱気された洗浄液を５０℃以上に加熱する工程と、
加熱された前記洗浄液を前記被洗浄設備に再供給する工程とを含んでなることを特徴とする有機物分解方法。
【請求項８】
前記オゾンガスは、前記洗浄液の流量に対して１０％以上の散気量となるように散気されて気液混合されることを特徴とする請求項７に記載の有機物分解方法。
【請求項９】
洗浄液を被洗浄設備に供給して洗浄すると共に、前記被洗浄設備を洗浄し、前記被洗浄設備から有機物が溶出した洗浄液を回収する工程と、
回収された前記洗浄液にオゾンガスを散気によって気液混合し、前記洗浄液に含まれている有機物を分解させる工程と、
有機物が分解された前記洗浄液の脱気を行う工程と、
有機物が分解されると共に脱気された洗浄液を前記被洗浄設備に再供給する工程とを含み、
前記オゾンガスは、気泡が前記洗浄液の気液界面に浮上する流量で散気されることを特徴とする有機物分解方法。
【請求項１０】
洗浄液を被洗浄設備に供給して洗浄すると共に、前記被洗浄設備を洗浄し、前記被洗浄設備から有機物が溶出した洗浄液を回収する工程と、
回収された前記洗浄液にオゾンガスを散気によって気液混合し、前記洗浄液に含まれている有機物を分解させる工程と、
有機物が分解された前記洗浄液の脱気を行う工程と、
有機物が分解されると共に脱気された洗浄液を前記被洗浄設備に再供給する工程とを含み、
前記被洗浄設備から回収される洗浄液に含まれている有機物の一部を前記オゾンガスを気液混合する前に脱揮させることを特徴とする有機物分解方法。
【請求項１１】
洗浄液を被洗浄設備に供給して洗浄すると共に、前記被洗浄設備を洗浄し、前記被洗浄設備から有機物が溶出した洗浄液を回収する工程と、
回収された前記洗浄液にオゾンガスを散気によって気液混合し、前記洗浄液に含まれている有機物を分解させる工程と、
有機物が分解された前記洗浄液の脱気を行う工程と、
有機物が分解されると共に脱気された洗浄液を前記被洗浄設備に再供給する工程とを含み、
前記洗浄液から脱気された気体とオゾンガスとを熱交換し、熱交換によって予熱された前記オゾンガスを、前記被洗浄設備から回収された前記洗浄液に気液混合することを特徴とする有機物分解方法。
【請求項１２】
洗浄液を被洗浄設備に供給して洗浄すると共に、前記被洗浄設備を洗浄し、前記被洗浄設備から有機物が溶出した洗浄液を回収する工程と、
回収された前記洗浄液にオゾンガスを散気によって気液混合し、前記洗浄液に含まれている有機物を分解させる工程と、
有機物が分解された前記洗浄液の脱気を行う工程と、
有機物が分解されると共に脱気された洗浄液を前記被洗浄設備に再供給する工程とを含み、
前記被洗浄設備が、液状製品の製造設備であり、
前記有機物が、前記液状製品の製造に用いられる香気成分であることを特徴とする有機物分解方法。
【請求項１３】
前記被洗浄設備から回収された洗浄液に含まれている分解対象有機物の濃度が、３００ｐｐｂ以下であることを特徴とする請求項７から請求項１２のいずれか一項に記載の有機物分解方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液状製品の製造設備の定置洗浄に用いられる有機物分解装置及び有機物分解方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
飲料をはじめとする液状製品の製造設備は、配管や、タンクや、ポンプ等の機器類を備えている。このような製造設備の洗浄方法は、分解洗浄（Cleaning Out Place；ＣＯＰ）と、定置洗浄（Cleaning In Place；ＣＩＰ）とに凡そ大別される。分解洗浄では、製造設備が分解され、各部品毎に手洗いを中心とした洗浄が行われる。これに対して、定置洗浄では、製造設備を分解すること無く、製造ラインに自動で洗浄液を通じることにより洗浄が行われる。
【０００３】
定置洗浄は、製造設備の分解を伴わない洗浄方法であるため、分解洗浄と比較して洗浄作業の確実性や安全性の確保に適しており、洗浄時間の短縮化も可能な方法となっている。そのため、液状製品の製造設備の洗浄方法としては、製造設備の稼働効率の向上にも資する定置洗浄が主流である。定置洗浄は、一般に、製造設備に併設された定置洗浄装置によって製造ラインに対して洗浄液を循環供給することにより行われる。
【０００４】
液状製品の製造設備の定置洗浄においては、タンパク、炭水化物等の有機物を分解するためのアルカリ性洗浄液や、無機塩類等の無機物を除去するための酸性洗浄液や、界面活性剤や、殺菌剤等が用いられることが多い。また、前洗浄や濯ぎ等の目的で清水も多用される。これらの洗浄液は、温水域以上に加熱された後に製造ラインに通され、洗浄効率や殺菌性の向上が図られている。洗浄液の循環供給は長時間にわたって行われるため、洗浄液ののべ液量や、その加熱に費やす熱量は、軽視できない水準に及んでいる実情がある。
【０００５】
通常、液状製品の製造設備に備えられる配管や、タンクや、ポンプ等の機器類の接続部には、ガスケットやパッキン等のシール部材が介装される。液状製品の製造にあたって香料等が使用された場合、香料に含まれる香気成分が、シール部材の表面に付着したり、シール部材の深部にまで浸透したりすることが知られている。このようにして生じる香気成分の着香は、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、シリコンゴム等を材質とするシール部材において顕著である。
【０００６】
シール部材に着香した香気成分は、アルカリ洗浄や酸洗浄によっても短時間に除去することが困難である。シール部材等に香気成分が残留していると、製造ライン上で製品切り替えがなされた後にも溶出し続け、他製品へ移行して香り移りの問題を生じてしまう。従来、このような問題への対処としては、製造ラインの脱臭を目的とした脱臭洗浄が実施されている。脱臭洗浄は、アルカリ洗浄や酸洗浄に付随して行われており、脱臭洗浄の実施によって大量の熱水を消費すると共に、定置洗浄の所要時間が長期化している現状がある。
【０００７】
従来は、脱臭洗浄にオゾン水を利用する技術が検討されている。例えば、特許文献１には、食品製造設備の被洗浄物を洗浄する洗浄装置であって、前記食品製造設備の被洗浄物を洗浄するためのオゾンを生成するオゾン発生器と、オゾンを溶解させる水を加熱する加熱装置と、前記オゾン発生器で発生させたオゾンと前記加熱装置で加熱した水とを混合して加熱オゾン混合水を調製する混合器と、前記混合器で調製した加熱オゾン混合水を前記食品製造設備の被洗浄物に供給する配管とを含む洗浄装置について開示されている（請求項１、請求項２等参照）。被洗浄物としては、シリコンゴム製のシール材を備えた食品製造機器、または食品製造タンク、または接続配管が挙げられている。また、食品製造設備の被洗浄物を洗浄する洗浄方法であって、前記食品製造設備における被洗浄物を洗浄するためのオゾンを生成し、オゾンを溶解させる水を加熱し、生成されたオゾンと加熱された水とを混合してオゾン混合水を調製し、前記食品製造設備のシリコンゴム製のシール材を備えた食品製造機器、または食品製造タンク、または接続配管からなる被洗浄物を、調製されたオゾン混合水を用いて洗浄することで当該シール材に付着した香気成分の除去を行う洗浄方法について開示されている（請求項６等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４９１９３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に開示される技術では、食品製造設備の被洗浄物にオゾン混合水を供給し、シリコンゴム製のシール材を備えた食品製造機器、食品製造タンク、接続配管を洗浄することによって、シール材に付着した香気成分の除去を行っている。このとき、加熱装置によって加熱された加熱オゾン混合水を用いると、シール材に吸着した香気成分を効率よく除去することができるとされている。
【００１０】
しかしながら、定置洗浄すべき被洗浄設備にオゾン混合水を供給する方法では、オゾンは香気成分の分解に対して十分に寄与することができない。被洗浄設備に対して供給されたオゾンは、水分の存在下で早期に分解し、被洗浄設備の出口側にまで到達し難いためである。一般に、オゾンによる香気成分の分解速度を速める観点からは、オゾン溶液の液温は高温であることが望まれる。ところが、液温が高温であると、オゾンは香気成分の存在下に到達する前に分解してしまうため、香気成分の分解に殆ど寄与することが無い。また、オゾンの溶解度は、液温が高いほど低下してしまうことが知られている。そのため、終端側を含む被洗浄設備の全体の脱臭を試みたとしても、適切な分解速度と適切な溶存濃度とを両立させた状態でオゾンによる香気成分の分解を行うことは困難である。
【００１１】
また、被洗浄設備にオゾン混合水を供給する方法では、被洗浄設備内に供給されたオゾンが、溶解度が低い分子状酸素に分解し、配管等の内部に気泡を発生させてしまう。このような気泡が大量に蓄積すると、配管等の内部に空気溜まりが形成され、洗浄液が到達し難い箇所が局所的に生じる恐れがある。つまり、このような事態によって、被洗浄設備についての香気成分の除去性は悪化することになる。
【００１２】
また、被洗浄設備にオゾン混合水を供給する方法では、供給されたオゾンとシール部材から溶出した香気成分とが、専ら被洗浄設備内で反応することになる。反応雰囲気が管理されていない被洗浄設備内では、オゾンと香気成分との反応効率が悪いし、オゾンの自己分解を契機に開始される連鎖反応の効率も低くなる。特に、この連鎖反応によって生じるヒドロキシルラジカルが、香気成分の分解に対して有効に利用されなくなってしまう。
【００１３】
このように、被洗浄設備にオゾン混合水を供給する方法では、オゾンの生成に動力を費やすにも関わらず、オゾンによる脱臭の効率が、求められる水準に達し難いのが実情である。そのため、被洗浄設備中の香気成分が十分に分解されるまで、長時間にわたってオゾン混合水の循環供給を継続する必要が生じてしまう。その結果、定置洗浄の所要時間は長期化し、オゾン混合水の加熱に要する熱量も嵩んでしまうことになる。また、オゾンによって適切に分解されなかった香気成分が被洗浄設備に循環供給されて再着香を生じ得るため、オゾンの生成に要した動力が浪費されることになり効率的ではない。
【００１４】
そこで、本発明は、液状製品の製造設備を効率的に脱臭することができる有機物分解装置及び有機物分解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】
【００１５】
前記課題を解決するために本発明に係る有機物分解装置は、液状物が通流する配管及び該配管の接続部に介装されたシール部材を備えた製造設備である被洗浄設備を定置洗浄する有機物分解装置であって、前記被洗浄設備を洗浄するときに洗浄液を前記被洗浄設備に供給する供給管と、前記被洗浄設備を洗浄し、前記被洗浄設備から有機物が溶出した洗浄液を回収する回収管と、オゾンガスを生成するオゾンガス生成手段と、回収された前記洗浄液と前記オゾンガスとを気液混合すると共に、前記オゾンガスによって有機物が分解された洗浄液の脱気を行う処理層と、有機物が分解されると共に脱気された洗浄液を５０℃以上に加熱する加熱手段とを備え、加熱された前記洗浄液を前記被洗浄設備に再供給することを特徴とする。または、洗浄液を被洗浄設備に供給する供給管と、前記被洗浄設備を洗浄し、前記被洗浄設備から有機物が溶出した洗浄液を回収する回収管と、オゾンガスを生成するオゾンガス生成手段と、回収された前記洗浄液と前記オゾンガスとを気液混合すると共に、前記オゾンガスによって有機物が分解された洗浄液の脱気を行う処理槽とを備え、前記処理槽が、生成された前記オゾンガスの散気を行う散気装置を有し、有機物が分解されると共に脱気された洗浄液を前記被洗浄設備に再供給するか、又は、前記処理槽が、前記オゾンガスの気泡の上昇を阻害する抵抗体を備えるか、又は、前記被洗浄設備から回収される前記洗浄液に含まれている有機物の一部を脱揮させる脱揮槽を前記処理槽の前段にさらに備えるか、又は、前記処理槽において洗浄液から脱気された気体と、前記オゾンガス生成手段によって生成されたオゾンガスとの間で熱交換を行う熱交換器をさらに備えるか、又は、前記被洗浄設備が、液状製品の製造設備であり、前記有機物が、前記液状製品の製造に用いられる香気成分である。
【００１６】
また、本発明に係る有機物分解方法は、液状物が通流する配管及び該配管の接続部に介装されたシール部材を備えた製造設備である被洗浄設備に、洗浄液を供給して洗浄すると共に、前記被洗浄設備を洗浄し、前記被洗浄設備から有機物が溶出した洗浄液を回収する工程と、回収された前記洗浄液にオゾンガスを散気によって気液混合し、前記洗浄液に含まれている有機物を分解させる工程と、有機物が分解された前記洗浄液の脱気を行う工程と、有機物が分解されると共に脱気された洗浄液を５０℃以上に加熱する工程と、加熱された前記洗浄液を前記被洗浄設備に再供給する工程とを含んでなることを特徴とする。または、洗浄液を被洗浄設備に供給して洗浄すると共に、前記被洗浄設備を洗浄し、前記被洗浄設備から有機物が溶出した洗浄液を回収する工程と、回収された前記洗浄液にオゾンガスを散気によって気液混合し、前記洗浄液に含まれている有機物を分解させる工程と、有機物が分解された前記洗浄液の脱気を行う工程と、有機物が分解されると共に脱気された洗浄液を前記被洗浄設備に再供給する工程とを含み、前記オゾンガスは、気泡が前記洗浄液の気液界面に浮上する流量で散気されるか、又は、前記被洗浄設備から回収される洗浄液に含まれている有機物の一部を前記オゾンガスを気液混合する前に脱揮させるか、又は、前記洗浄液から脱気された気体とオゾンガスとを熱交換し、熱交換によって予熱された前記オゾンガスを、前記被洗浄設備から回収された前記洗浄液に気液混合するか、又は、前記被洗浄設備が、液状製品の製造設備であり、前記有機物が、前記液状製品の製造に用いられる香気成分である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、液状製品の製造設備を効率的に脱臭することができる有機物分解装置及び有機物分解方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る有機物分解装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る有機物分解装置の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る有機物分解装置の概略構成を示す図である。
【図４】本発明の変形例に係る有機物分解装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１実施形態］
はじめに、本発明の第１実施形態に係る有機物分解装置及び有機物分解方法について説明する。なお、以下の各図において共通する構成については、同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２０】
図１は、本発明の第１実施形態に係る有機物分解装置の概略構成を示す図である。
図１に示すように、第１実施形態に係る有機物分解装置１は、回収管１１０と、供給管１２０と、オゾンガス生成手段１０と、処理槽２０とを備えている。この有機物分解装置１は、飲料等の液状製品の製造設備を定置洗浄し、製造設備から回収された洗浄液に含まれている有機物をオゾンを利用して分解処理する装置となっている。
【００２１】
有機物分解装置１は、図１に示すように、定置洗浄を施すべき液状製品の製造設備（被洗浄設備Ｆ）に付帯して備えられる。液状製品には、飲料、液状食品、流動性を持つ半固体食品等の他、化粧品、医薬品、医薬部外品、衛生用品等の非食品の液状製品が含まれる。被洗浄設備Ｆは、例えば、液状製品、半製品、原料等の液状物が通流する配管や、液状物が貯留されるタンク等を備えて構成されている。そして、被洗浄設備Ｆには、配管やタンク等が連なることによって、製造ラインとなる液状物の流路（被洗浄流路ｐ）が形成されている。
【００２２】
液状物の流路（被洗浄流路ｐ）においては、液状製品の製造にあたって、原料の調合、抽出、加熱、冷却、脱気、ガス圧入、滅菌、充填等の各種工程の全部又は一部がインラインで実施される。そのため、この流路（被洗浄流路ｐ）には、取り扱われる液状物に接し得るようにポンプ、バルブ、熱交換器、計測器、濾過器等の機器類が備えられている。定置洗浄では、被洗浄設備Ｆが有するこのような被洗浄流路ｐに洗浄液が通されることによって、これらの被洗浄物の洗浄が行われる。
【００２３】
図１に示すように、被洗浄設備Ｆが有する被洗浄流路ｐの入口には、管路を介して切換弁Ｖ１が接続されている。この管路には、循環ポンプ７０と加熱装置８０とが設置されている。そして、切換弁Ｖ１には、給液管１０１の一端が接続されている。また、被洗浄流路ｐの出口には、管路を介して切換弁Ｖ２が接続されている。そして、切換弁Ｖ２には、排液管１０２の一端が接続されている。なお、これら循環ポンプ７０、加熱装置８０、給液管１０１、排液管１０２、切換弁Ｖ１及び切換弁Ｖ２は、それぞれ独立に、有機物分解装置１と一体に設けてもよいし、有機物分解装置１と別体とし、被洗浄設備Ｆ又はその他の定置洗浄装置（ユニット）に設けてもよい。また、加熱装置８０は、製造工程における加熱殺菌機がその機能を兼ねてもよい。
【００２４】
給液管１０１は、被洗浄設備Ｆに洗浄液を供給する流路を形成している。一端が切換弁Ｖ１に接続されている給液管１０１の他端は、通常、不図示の複数の管路に分岐し、複数備えられる洗浄液供給源にそれぞれ接続される。そして、各洗浄液供給源からの洗浄液の供給は、定置洗浄の計画に従って所定時間毎に切り替え制御されて定置洗浄が行われる。これによって、各種の洗浄液が、切換弁Ｖ１を経て被洗浄設備Ｆが有する被洗浄流路ｐに順次供給されることになる。
【００２５】
被洗浄設備Ｆには、例えば、アルカリ洗浄に際して、水酸化ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム、界面活性剤等を含むアルカリ性洗浄液が供給され、酸洗浄に際して、硝酸、界面活性剤等を含む酸性洗浄液が供給される。また、殺菌のために、次亜塩素酸ナトリウム等の殺菌用洗浄液が供給され、アルカリ洗浄や酸洗浄の事前に行われる前洗浄に際してや、これらの洗浄の合間及び事後に行われる濯ぎに際しては、塩分や金属類を実質的に含有していない清水の供給が行われる。
【００２６】
循環ポンプ７０は、供給される洗浄液を圧送し、洗浄液を被洗浄設備Ｆに供給する。また、加熱装置８０は、被洗浄設備Ｆに供給される洗浄液の加熱を行う。循環ポンプ７０によって圧送される洗浄液は、加熱装置８０によって温水域又は熱水域にまで加熱され、生成された高温の洗浄液が、被洗浄設備Ｆに通される。洗浄液は、被洗浄設備Ｆが有する被洗浄流路ｐを通流して被洗浄物を洗浄した後、被洗浄流路ｐの出口から排出される。
【００２７】
排液管１０２は、被洗浄物を洗浄した洗浄液を排出する流路を形成している。一端が切換弁Ｖ２に接続されている排液管１０２の他端は、不図示の洗浄液供給源に接続されている。被洗浄流路ｐを通流した洗浄液は、排液管１０２を通じて洗浄液供給源に移送された後、再び給液管１０１を経て被洗浄設備Ｆに循環供給されるようになっている。そして、所定時間にわたって被洗浄設備Ｆに繰り返し供給されて被洗浄物を洗浄した洗浄液は、排液管１０２の下流や被洗浄流路ｐの中間部から系外に排出され、必要に応じて冷却処理された後に排液処理される。
【００２８】
液状製品の製造設備（被洗浄設備Ｆ）においては、液状製品の製造にあたって香料が使用されることがある。香料は、香気成分として、炭化水素類、エステル類、ケトン類、芳香族、脂肪酸類、アルデヒド類、アルコール類、エーテル類等の各種の有機物を含有している。香気成分としては、テルペン系化合物のような炭化水素系化合物の他、含硫黄化合物、含窒素化合物等の種々の元素組成の化合物が使用され得る。また、原子間結合の種類や、揮発性の程度等も多岐に及んでいる。
【００２９】
一方、製造設備（被洗浄設備Ｆ）に備えられる配管や、タンクや、ポンプ等の機器類の接続部には、通常、ガスケットやパッキン等のシール部材が介装されている。こうしたシール部材は、一般に、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、シリコンゴム等を材質としている。このような材質のシール部材は、香料に含まれている香気成分（有機物）が着香し易い性質を有している。
【００３０】
そのため、香料が添加されている液状製品や半製品等が、製造設備（被洗浄設備Ｆ）が有する液状物の流路（被洗浄流路ｐ）において取り扱われると、種々の香気成分が、シール部材の表面に強固に付着したり、シール部材の深部にまで浸透したりする。このようにしてシール部材に着香した香気成分は、被洗浄設備Ｆにアルカリ性洗浄液や酸性洗浄液を循環供給した後にも、シール部材の深部等に残留していることが少なくない。
【００３１】
そこで、このような液状製品の製造設備（被洗浄設備Ｆ）には、香気成分の脱臭を目的とした脱臭洗浄を施す。詳細には、有機物分解装置１と被洗浄設備Ｆとの間で洗浄液を循環させることで、被洗浄流路ｐ中のシール部材に着香している香気成分を洗浄液に溶出させる。そして、香気成分が溶出した洗浄液を有機物分解装置１に返送することによって被洗浄設備Ｆを脱臭する。脱臭洗浄は、具体的には、各切換弁Ｖ１，Ｖ２を切り替えて給液管１０１と排液管１０２とを閉鎖し、循環ポンプ７０の稼働によって洗浄液を有機物分解装置１と被洗浄設備Ｆとの間で定流量的に循環させることによって行う。
【００３２】
脱臭洗浄において好ましく用いられる洗浄液は、５０℃以上６０℃未満の温水域の洗浄液、又は、６０℃以上の熱水域の洗浄液である。洗浄液の液温は、８０℃以上であってよいし、９０℃以上であってもよい。洗浄液は、塩分や金属類を実質的に含有していない清水が好ましいが水道水等であってもよい。被洗浄設備Ｆに高温の洗浄液を通すことによって、香気成分の溶解度が高められると共に深部に浸透している香気成分の拡散速度が向上し、シール部材中を拡散する時間が短縮される。そのため、シール部材に浸透している香気成分は洗浄液に溶出し易くなり、所要時間が長期化すること無く効率的な脱臭洗浄が行われる。また、高温の清水や水道水であれば、シール部材への損傷も少ない。
【００３３】
回収管１１０は、洗浄液を被洗浄設備Ｆから回収（返送）する流路を形成している。回収管１１０の一端は、切換弁Ｖ２に接続されている。切換弁Ｖ２は被洗浄設備Ｆが有する被洗浄流路ｐの出口と管路を介して連結されているため、切換弁Ｖ２の切り替えによって、被洗浄設備Ｆを洗浄し、被洗浄設備Ｆから香気成分（有機物）が溶出した洗浄液が有機物分解装置１に回収されることになる。なお、このとき、切換弁Ｖ２の排液管１０２側の流路は閉鎖される。一方、回収管１１０の他端は、処理槽２０に接続されており、処理槽２０から供給管１２０に至る流路が連なっている。
【００３４】
供給管１２０は、洗浄液を被洗浄設備Ｆに供給する流路を形成している。供給管１２０の一端は、処理槽２０に接続されている。一方、供給管１２０の他端は、切換弁Ｖ１に接続されている。切換弁Ｖ１は被洗浄設備Ｆが有する被洗浄流路ｐの入口と管路を介して連結されているため、切換弁Ｖ１の切り替えによって、有機物分解装置１から被洗浄設備Ｆに洗浄液が供給されることになる。なお、このとき、切換弁Ｖ１の給液管１０１側の流路は閉鎖される。そして、被洗浄設備Ｆを洗浄した洗浄液は、回収管１１０を通じて回収された後、供給管１２０を通じて被洗浄設備Ｆに再供給されて循環する。
【００３５】
洗浄液における香気成分の濃度は、洗浄液が被洗浄設備Ｆに繰り返し供給されるに伴って次第に増大していくことになる。その結果、溶出した香気成分のシール部材への再付着が発生し、香気成分の脱臭の効率は低下していく。そのため、一般には、循環供給している洗浄液の頻繁な交換が必要である。しかしながら、洗浄液の交換を行う場合には脱臭洗浄を停止しなければならないため、定置洗浄の所要時間が増してしまう。また、洗浄液の交換に水使用量がかかるし、新たに交換された洗浄液には、多大な再加熱の加熱経費を要する。
【００３６】
そこで、有機物分解装置１では、被洗浄設備Ｆから回収された洗浄液に含まれている香気成分（有機物）をオゾンを利用して分解する有機物分解処理を行う。有機物分解装置１において行われる処理方法（第１実施形態に係る有機物分解方法）は、洗浄液を被洗浄設備Ｆに供給して洗浄すると共に、被洗浄設備Ｆを洗浄し、前記被洗浄設備から有機物が溶出した洗浄液を返送する工程と、回収された洗浄液にオゾンガスを散気によって気液混合し、洗浄液に含まれている有機物を分解させる工程と、有機物が分解された洗浄液の脱気を行う工程と、有機物が分解されると共に脱気された洗浄液を被洗浄設備Ｆに再供給する工程とを含む方法である。
【００３７】
この有機物分解方法では、オゾンガスの供給を、特に、処理槽に一時的に滞留している洗浄液への散気によって行うものとしている。被洗浄設備Ｆから回収された洗浄液と散気されたオゾンガスとを気液混合することによって、循環している洗浄液に溶出している香気成分を分解させる。そして、処理槽において、香気成分が分解された洗浄液を脱気した後、被洗浄設備Ｆに再供給することにより継続的に脱臭洗浄を行う。
【００３８】
オゾンガス生成手段１０は、図１に示すように、圧縮機１１と、酸素濃縮器１２と、オゾン発生器１３と、濃度計１４とを備えている。オゾンガス生成手段１０は、オゾンを含むオゾンガスを生成し、被洗浄設備Ｆから回収された洗浄液にオゾンガスを供給する装置となっている。オゾンガス生成手段１０が備える圧縮機１１には、空気が給気されるようになっている。
【００３９】
圧縮機１１は、空気を圧縮することによって圧縮空気を生成する。そして、生成された圧縮空気は、酸素濃縮器１２に導入される。酸素濃縮器１２は、例えば、ＰＳＡ（pressure swing adsorption）方式とされ、ゼオライト等の吸着材が充填された吸着塔等を備えている。吸着材は、窒素や水分等に対して吸着能を有しており、所定圧以上に加圧された圧縮空気に含まれている窒素や水分等を除去するものである。
【００４０】
酸素濃縮器１２は、吸着塔に導入された圧縮空気から窒素や水分等を除去し、酸素濃度が高められた酸素濃縮ガスを生成する。一方で、酸素濃縮器１２の吸着材は、所定圧未満の空気に対しては、吸着している窒素や水分等を脱離させる。そのため、酸素濃縮器１２では、加減圧の繰り返しによって、酸素濃縮ガスの生成と吸着材の吸着能の再生とが繰り返される。
【００４１】
オゾン発生器１３は、酸素濃縮ガス中にオゾンを発生させてオゾンガスを生成する。オゾン発生器１３におけるオゾンの発生方式は、放電式、電気分解式、紫外線式等の適宜の形態とすることができる。但し、好ましい形態は、オゾンの大量生成に適した放電式によるものである。放電式のオゾン発生器１３は、例えば、誘電体で被覆された電極対を備えるものである。この電極間に、酸素濃縮ガスが導入されると共に交流電圧が印加されることによって、無声放電の発生に伴いオゾンガスが生成する。
【００４２】
オゾンガスは、オゾンを２３０ｇ／ｍ３以下の濃度で含有し、残部が主として酸素によって組成される混成ガスである。オゾン発生器１３において生成されたオゾンガスは、被洗浄設備Ｆから回収された洗浄液に供給される。このとき、供給されるオゾンガスの濃度は、濃度計１４によって計測されるようになっている。有機物分解装置１は、例えば、供給されるオゾンの濃度が洗浄液の流量に対して一定に保たれるように運転される。
【００４３】
処理槽２０は、被洗浄設備Ｆから回収された洗浄液を滞留させることが可能な密閉型の槽となっている。処理槽２０には、被洗浄設備Ｆを洗浄した洗浄液が回収管１１０を通じて回収される。処理槽２０は、回収管１１０や供給管１２０と比較して容積が大きく設けられているため、回収された洗浄液が処理槽２０の内空に一時的に滞留するようになっている。処理槽２０は、定液量を保持するように運用され、滞留する洗浄液の液相と共に酸素又はオゾンを主体とする気相が維持される。
【００４４】
処理槽２０は、図１に示すように、内空に散気装置２２を備えている。散気装置２２は、微小気泡を放出可能な多孔質構造を有している。また、散気装置２２には、オゾンガス生成手段１０が接続されている。そのため、圧縮機１１により加圧されたオゾンガスが、散気装置２２から処理槽２０内に散気されるようになっている。すなわち、オゾンガス生成手段１０が生成したオゾンガスは、処理槽２０に滞留している洗浄液に散気されるかたちで供給されることになる。
【００４５】
オゾンガスは、気泡径が１００μｍ程度以上の粗大気泡の形態で散気されることが好ましく、気泡径が１０００μｍ程度以上であることがより好ましい。オゾンガスの気泡径が１００μｍ程度以上の粗大気泡であれば、気泡の上昇速度が、気泡径が５０μｍ程度以下のマイクロバブル等と比較して速くなるため、洗浄液から気泡内に揮発した香気成分や、オゾンが分解消失してしまった気泡を洗浄液から速やかに排除することができる。
【００４６】
散気装置２２は、具体的には、オゾンガスの散気量が洗浄液の流量に対して１０％以上の流量となるように散気を行うことが好ましい。オゾンガスの散気量を多くすると、処理槽２０に滞留している洗浄液が散気によって攪拌されるため、オゾンによる香気成分の分解反応の効率が高められる。このとき、オゾンガス中のオゾン濃度は、１００ｇ／ｍ３以下が好ましく、８０ｇ／ｍ３以下がより好ましく、６０ｇ／ｍ３以下がさらに好ましい。散気される気泡中のオゾン濃度が低濃度であると、オゾンガスの気泡がオゾンの溶解によっては縮小し難くなるためである。
【００４７】
処理槽２０では、被洗浄設備Ｆから回収された洗浄液と、オゾンガス生成手段１０が生成したオゾンガスとが気液混合される。そして、気液混合されたオゾンガスによって、洗浄液に含まれている香気成分（有機物）の分解が行われる。詳細には、オゾンガスに含まれているオゾンの一部は、洗浄液に溶解し、液相において香気成分を直接酸化によって分解したり、水分の存在下に水酸化物イオン等と反応して自己分解したりする。また、オゾンの残部は、気相に揮発した香気成分を直接酸化によって分解したり、気相において自己分解して分子状酸素と共に酸素ラジカルを発生したりする。さらに、液相や気相におけるオゾンの自己分解を契機として、各種のラジカル種や活性酸素種が発生し、これらの活性種も香気成分の分解に寄与することになる。
【００４８】
香気成分の分解反応の速度は、オゾンやその他の活性種の酸化力に影響される。オゾンの酸化還元電位は、約２．０７Ｖである。したがって、結合エネルギが比較的小さい、炭素水素（Ｃ−Ｈ）間結合、二重結合、芳香環、エーテル結合等については、オゾンによる直接酸化によって開裂が生じ、香気成分が速やかに分解されることになる。その一方で、結合エネルギが比較的大きいエステル結合等については、オゾンによる直接酸化によっては分解が進み難い。
【００４９】
これに対して、オゾンの自己分解により開始される連鎖反応においては、より強い酸化力を有するラジカル種が生成し得る。例えば、気相中のオゾンが分解する等して酸素ラジカル（Ｏ）が生じ得る。酸素ラジカルの酸化還元電位は、約２．４２Ｖである。また、水分の存在下にオゾンが自己分解し、ヒドロトリオキシルラジカル（ＨＯ３）の生成を経てヒドロキシルラジカル（ＯＨ）が生じ得る。ヒドロキシルラジカルの酸化還元電位は、取り分け高く約２．８１Ｖである。これらのラジカル種によれば、エステル結合等のように結合エネルギが比較的大きい結合をも開裂させることが可能である。
【００５０】
処理槽２０は、図１に示すように、内空の気体を排出するための排気孔１４０を有している。排気孔１４０には、ミストセパレータ２６が設置されている。ミストセパレータ２６は、排出される気体に含まれている洗浄液の飛沫を捕集し、気体と共に洗浄液が排出されるのを防止するように働く。また、排気孔１４０には、管路を介して排気処理装置６０が接続されている。そして、排気処理装置６０の排気側には、吸引ポンプ６２が設けられている。
【００５１】
処理槽２０では、洗浄液とオゾンガスとの気液混合と共に、オゾンガスによって香気成分（有機物）が分解された洗浄液の脱気が行われる。吸引ポンプ６２は、処理槽２０の内空にある気体を排気処理装置６０に吸引すると共に、処理槽２０の内空に形成される気相を減圧雰囲気に維持する。そのため、処理槽２０に一時的に滞留している洗浄液が気液分離され、未反応のオゾン、オゾンの自己分解によって発生した酸素、未分解の香気成分、香気成分の分解によって生成した各種気体成分等が効率的に脱気される。そして、脱気された洗浄液は、供給管１２０を通じて被洗浄設備Ｆに再供給される。その一方で、洗浄液から気液分離された気体は、排気処理装置６０に送られる。
【００５２】
排気処理装置６０は、洗浄液から気液分離された気体に含まれ得るオゾンの無害化処理を行う。排気処理装置６０は、例えば、オゾン分解器、冷却器、冷却トラップ等が直列状に列設されて構成される。オゾン分解器は、排出される気体に含まれているオゾンを加熱して酸素分子に分解し、冷却器は、オゾン分解器によって加熱された気体を冷却する。冷却トラップは、減圧された気体中に含まれ得る微量のオゾン、香気成分、他の気体成分等を捕集し、系外への意図しない放出を阻止する。その後、排気処理装置６０において無害化された気体は、吸引ポンプ６２を通じて系外に排気される。
【００５３】
なお、処理槽２０は、内空において回収管１１０の出口から供給管１２０の入口に至る洗浄液の下向流と散気装置２２からのオゾンガスの気泡の上昇とが対向する向流式としてもよいし、或いは、洗浄液の上向流とオゾンガスの気泡の上昇とが並行する並流式としてもよい。
【００５４】
また、処理槽２０は、内空と不図示の洗浄液供給源とを、弁類を介して直接的に連通した形態としてもよい。混合タンク２０の内空に清水や水道水を直接的に供給し、被洗浄設備Ｆとの間における洗浄液の循環の開始や、脱臭洗浄が終了した際の濯ぎを行うことが可能である。また、処理槽２０には、オゾンによる反応を管理するためにｐＨ調整された清水や水道水を供給するようにしてもよい。
【００５５】
また、処理槽２０は、内空に滞留する洗浄液を調温する調温手段を付帯して備えていてもよい。処理槽２０において気液混合されるオゾンの溶解度や分解反応速度は、洗浄液の液温にも左右される。一方、被洗浄設備Ｆを通流し、被洗浄流路ｐを洗浄した洗浄液の液温は、気液混合の適温から乖離している場合がある。調温手段により適温から乖離した洗浄液を適切に調温することによって、オゾンと香気成分との反応や、オゾンの自己分解の効率を向上させることが可能である。また、処理槽２０には、洗浄液とオゾンガスとの気液混合を促進させるために、攪拌翼によって撹拌する機械的撹拌装置、液流により撹拌する流体攪拌装置等の適宜の撹拌手段を設けてもよいが、散気装置２２のみによって攪拌を行い、その他の攪拌手段は設けないものとすることもできる。
【００５６】
以上の有機物分解装置１によれば、香気成分の溶出に適した温水域又は熱水域の洗浄液を被洗浄設備Ｆに循環させることによって、被洗浄物に付着又は浸透している香気成分を効率的に溶出させることができる。このとき、被洗浄設備Ｆには、実質的にオゾンを含有していない洗浄液が供給される。通常、洗浄液に混合されたオゾンは急速に自己分解するため、オゾンによる香気成分の分解は、洗浄液とオゾンガスとが混合された直後の短時間で終息し、洗浄液が被洗浄設備内の通流を終えるまでは持続し難い。そのため、オゾンを被洗浄設備Ｆに導入したとしても、未分解の香気成分の残留量が多く、洗浄液の循環供給によって再着香を生じ易い。
【００５７】
これに対し、有機物分解装置１によると、温水域又は熱水域の洗浄液に効率的に溶出させた香気成分を、被洗浄設備Ｆの外部でオゾンにより分解させることができる。被洗浄設備Ｆの外部では、反応条件の管理をより適切に行うことが可能である。また、高温域において早期に分解し易いオゾンを、処理槽２０に供給することによって、香気成分の存在下に直ちにおくことが可能である。そのため、有機物分解装置１によると、生成したオゾンや、オゾンの自己分解によって生じた各種の活性種の大半を香気成分と速やかに反応させることができる。その結果、オゾンの利用率が高められて確実に香気成分が分解され、オゾンの生成に要した動力が浪費されることが無くなる。具体的には、洗浄液に３００ｐｐｂ以下の濃度で含まれている極低濃度の分解対象有機物に対しての脱臭が可能であり、分解対象有機物の濃度を０．１ｐｐｂ以下程度まで低下せしめることができる。また、香気成分を含む洗浄液が被洗浄設備Ｆに再供給されることが無いため、シール部材等への再着香が防止される。そして、香気成分の効率的な分解と再着香の防止とによって、脱臭洗浄の所要時間が短縮され、洗浄液の交換の頻度や、洗浄液の加熱に要する熱量も削減される。
【００５８】
また、有機物分解装置１によれば、処理槽２０において気液分離によって脱気された洗浄液が被洗浄設備Ｆに再供給される。そのため、被洗浄設備内に供給されたオゾンガスは気泡を発生させることが少なく、被洗浄設備中に空気溜まりが形成され難くなっている。それ故、空気溜まりの存在によって洗浄液が到達し難い箇所を生じず、被洗浄流路の全域を確実に脱臭洗浄することが可能になっている。また、被洗浄設備中にオゾンが滞留することが少なくなるため、オゾンによる被洗浄物の劣化が防止されるし、洗浄液を系外に排出するにあたってオゾンの無害化処理を簡略化することも可能となっている。したがって、本実施形態に係る有機物分解装置及び有機物分解方法によると、オゾンによる香気成分の確実な分解と、洗浄液の気液分離とによって、液状製品の製造設備を効率的に脱臭することができる。
【００５９】
加えて、有機物分解装置１では、未分解の香気成分の一部も気液分離によって積極的に揮発して脱気されるため、オゾンによる分解のみによって脱臭する場合と比較して、脱臭洗浄の効率は一層高いものとなる。また、有機物分解装置１では、実質的にオゾンを含有していない温水域又は熱水域の洗浄液を被洗浄設備Ｆに循環供給させるため、加熱装置８０においては、オゾンの消散への対処が不要となり、熱交換器、通電加熱装置、気液接触を伴う蒸気加熱等を行う直接加熱装置など適宜の加熱原理を採用し得る点で有利である。
【００６０】
また、有機物分解装置１によれば、洗浄液を滞留させる処理槽２０が備えられ、オゾンガスが処理槽２０に滞留している洗浄液に散気されて供給される。そのため、洗浄液に含まれている香気成分は、オゾンガスの気泡内に揮発して、気相においてオゾンと反応したり、オゾンガスの気泡によって形成される水蒸気密度が高い気液界面においてオゾンと反応したりすることができる。これによって、酸化力が高いヒドロキシルラジカルが気液界面付近で多量に生じ、気相付近で寿命を保つため、香気成分の分解を効率的に行うことができる。
【００６１】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る有機物分解装置及び有機物分解方法について説明する。
【００６２】
図２は、本発明の第２実施形態に係る有機物分解装置の概略構成を示す図である。
図２に示すように、第２実施形態に係る有機物分解装置２は、回収管１１０と、供給管１２０と、オゾンガス生成手段１０と、処理槽２０Ａとを備えている。この有機物分解装置２は、前記の有機物分解装置１と同様に、飲料等の液状製品の製造設備を定置洗浄し、製造設備から回収された洗浄液に含まれている有機物をオゾンを利用して分解処理する装置となっている。有機物分解装置２が、前記の有機物分解装置１と異なる点は、処理槽２０Ａが、内空に抵抗体２１０を備えている点である。
【００６３】
有機物分解装置２では、被洗浄設備Ｆから回収された洗浄液に含まれている香気成分（有機物）をオゾンを利用して分解する有機物分解処理を行う。有機物分解装置２において行われる処理方法（第２実施形態に係る有機物分解方法）は、有機物分解装置１における処理方法において、オゾンガスの気泡が洗浄液の気液界面に浮上する流量でオゾンガスの散気が行われるようにしたものである。
【００６４】
処理槽２０Ａは、被洗浄設備Ｆから回収された洗浄液を滞留させることが可能な密閉型の槽となっている。抵抗体２１０は、処理槽２０Ａの内空を高さ方向に複数室に仕切るように複数設けられている。また、内空の下部側には、散気装置２２が備えられ、上部側には、滞留する洗浄液の液相と共に気相が維持されて気液界面が形成されている。また、処理槽２０Ａの下部側には、回収管１１０が接続され、処理槽２０Ａの上部側には、抵抗体２１０の設置高さよりも上方に供給管１２０が接続されている。すなわち、処理槽２０Ａは、内空において回収管１１０の出口から供給管１２０の入口に至る洗浄液の上向流と散気装置２２からのオゾンガスの気泡の上昇とが並行する並流式とされている。
【００６５】
抵抗体２１０は、オゾンガスの気泡の上昇を物理的に阻害する構造物である。抵抗体２１０が散気されたオゾンガスの気泡の上昇を阻害することによって、オゾンガスの気泡が気相と洗浄液との気液界面に浮上するまでに要する時間が、延長されるようになっている。また、並流式の流れによって、被洗浄設備Ｆから回収された洗浄液と散気されたオゾンガスとが、処理槽２０Ａ内で直ちに共存下におかれるようになっている。
【００６６】
抵抗体２１０としては、図２に示すように、迂流壁又は迂流板を設けることができる。迂流壁や迂流板は、処理槽２０Ａの内空の水平断面の一部のみを覆い、互い違いに設けた開口を通じて流れを迂流させるように働く。或いは、抵抗体２１０として、阻流壁又は阻流板を設けることもできる。阻流壁や阻流板は、内空の水平断面の全部を覆い、貫設された複数の開口を通じて流れを減衰させるように働く。また、このような迂流壁、迂流板、阻流壁及び阻流板を組み合わせて設けることもできる。
【００６７】
処理槽２０Ａでは、散気装置２２によって、オゾンガスの気泡が洗浄液の気液界面に浮上する流量（散気量）でオゾンガスの散気を行う。被洗浄設備Ｆから回収された洗浄液の液温は、通常、高温域のままに在ることが多い。そのため、散気したオゾンガス中のオゾンは自己分解を生じ易く、生成する各種の活性種を含め、早期に消失してしまう。そこで、処理槽２０Ａでは、オゾンガスの気泡が気液界面に到達するように気泡径を大きくし、気泡に内包されているオゾンが洗浄液の末端付近まで滞留し続けるように散気を行う。有機物分解装置２におけるその他の構成は、前記の有機物分解装置１においてと同様である。
【００６８】
以上の有機物分解装置２によれば、前記の有機物分解装置１と同様に、温水域又は熱水域の洗浄液に効率的に溶出させた香気成分を、オゾンによって被洗浄設備Ｆの外部で分解させることができる。また、有機物分解装置２によれば、気液分離によって脱気された洗浄液を被洗浄設備Ｆに再供給させることができる。したがって、本実施形態に係る有機物分解装置及び有機物分解方法によると、オゾンによる香気成分の確実な分解と、洗浄液の気液分離とによって、液状製品の製造設備を効率的に脱臭することができる。加えて、未分解の香気成分の一部も気液分離によって積極的に揮発して脱気されるため、脱臭洗浄の効率は一層高いものとなるし、加熱装置８０においては、適宜の加熱原理を採用し得る点で有利である。
【００６９】
また、有機物分解装置２によれば、抵抗体２１０によってオゾンガスの気泡の上昇が阻害される。通常、洗浄液に混合されたオゾンは急速に自己分解するので、有機物との反応時間を保障するために、一般には、処理槽について数メートルに及ぶ水深を確保する必要がある。これに対し、有機物分解装置２によると、抵抗体２１０による作用と並流式の流れとが相俟って、オゾンガスと洗浄液に含まれている有機物とを長時間にわたって共存下におくことが可能になっている。そのため、循環する洗浄液の流量を高流量に維持しつつ、効率的に有機物を分解することが可能である。
【００７０】
また、有機物分解装置２によれば、オゾンガスの気泡が洗浄液の気液界面に浮上する流量でオゾンガスの散気が行われることによって、オゾンが気相下に維持されて寿命が比較的保たれ易くなる。そのため、オゾンを内包した気泡が洗浄液の末端付近まで到達するようになり、オゾンによる香気成分の分解の反応時間を長期間確保することができる。また、酸化力が高いヒドロキシルラジカルが気液界面付近で多量に生じ、気相付近で寿命を保つため、香気成分の分解を効率的に行うことができる。さらに、気泡が洗浄液の末端付近まで維持されることによって、香気成分が気泡内に脱揮され易くなるため、香気成分の揮発量を高めることができ、脱臭洗浄の効率は一層高いものとなる。
【００７１】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る有機物分解装置及び有機物分解方法について説明する。
【００７２】
図３は、本発明の第３実施形態に係る有機物分解装置の概略構成を示す図である。
図３に示すように、第３実施形態に係る有機物分解装置３は、回収管１１０ａ，１１０ｂと、供給管１２０と、オゾンガス生成手段１０と、処理槽２０と、脱揮槽３０とを備えている。この有機物分解装置３は、前記の有機物分解装置１と同様に、飲料等の液状製品の製造設備を定置洗浄し、製造設備から回収された洗浄液に含まれている有機物をオゾンを利用して分解処理する装置となっている。有機物分解装置３が、前記の有機物分解装置１と異なる点は、処理槽２０の前段に、被洗浄設備から回収される前記洗浄液に含まれている有機物の一部を脱揮させる脱揮槽３０を備えている点である。
【００７３】
有機物分解装置３では、被洗浄設備Ｆから回収された洗浄液に含まれている香気成分（有機物）をオゾンを利用して分解する有機物分解処理を行う。有機物分解装置３において行われる処理方法（第３実施形態に係る有機物分解方法）は、有機物分解装置１における処理方法において、被洗浄設備Ｆから回収される洗浄液に含まれている有機物の一部をオゾンガスを気液混合する前にあらかじめ脱揮させるようにしたものである。
【００７４】
有機物分解装置３においては、第１回収管１１０ａと第２回収管１１０ｂとが、洗浄液を被洗浄設備Ｆから返送する流路を形成している。第１回収管１１０ａの一端は、切換弁Ｖ２に接続され、他端は、脱揮槽３０に接続されている。また、第２回収管１１０ｂの一端は、脱揮槽３０に接続され、他端は、処理槽２０に接続されている。そのため、被洗浄設備Ｆを洗浄し、被洗浄設備Ｆから香気成分（有機物）が溶出した洗浄液は、処理槽２０においてオゾンガスと気液混合される前に脱揮槽３０に導入されるようになっている。
【００７５】
脱揮槽３０は、被洗浄設備Ｆから回収された洗浄液を滞留させることが可能な密閉型の槽となっている。脱揮槽３０には、被洗浄設備Ｆを洗浄した洗浄液が、第１回収管１１０ａを通じて回収されて、内空に一時的に滞留するようになっている。また、脱揮槽３０は、内空に散気装置３２を備えている。散気装置３２には、ブロワ３４を介して空気が給気され、散気装置３２によって、空気が散気されるようになっている。また、脱揮槽３０は、ミストセパレータ２６が設置された排気孔１４０を有しており、排気孔１４０には、管路を介して吸引ポンプ３８が接続されている。
【００７６】
脱揮槽３０では、洗浄液に含まれている有機物の少なくとも一部を脱揮させる処理が行われる。被洗浄設備Ｆを洗浄した洗浄液に含まれている香気成分は、比較的高い揮発性を有する化合物である。一方、吸引ポンプ３８は、脱揮槽３０の内空にある気体を吸引し、脱揮槽３０の内空に形成される気相を減圧雰囲気に維持する。そのため、香気成分の少なくとも一部は、散気される空気の気泡内に揮発し、気泡と共に浮上して洗浄液から分離される。そして、香気成分の一部が脱揮された洗浄液は、第２回収管１１０ｂを通じて処理槽２０に導入され、香気成分の残部がオゾンによって分解される。その一方で、洗浄液から分離された香気成分は、吸引ポンプ６２を通じて系外に排気される。
【００７７】
なお、脱揮槽３０は、散気装置３２によって空気が散気されるものとされているが、空気に代えて、酸素ガス、窒素ガス等の適宜の気体を散気させることが可能である。また、脱揮槽３０は、内空に滞留する洗浄液を調温する調温手段を付帯して備えていてもよいし、香気成分の揮発を促進させるために、撹拌手段を設けてもよい。有機物分解装置３におけるその他の構成は、前記の有機物分解装置１においてと同様である。
【００７８】
以上の有機物分解装置３によれば、前記の有機物分解装置１と同様に、温水域又は熱水域の洗浄液に効率的に溶出させた香気成分を、オゾンによって被洗浄設備Ｆの外部で分解させることができる。また、有機物分解装置３によれば、気液分離によって脱気された洗浄液を被洗浄設備Ｆに再供給させることができる。したがって、本実施形態に係る有機物分解装置及び有機物分解方法によると、オゾンによる香気成分の確実な分解と、洗浄液の気液分離とによって、液状製品の製造設備を効率的に脱臭することができる。加えて、未分解の香気成分の一部も気液分離によって積極的に揮発して脱気されるため、脱臭洗浄の効率は一層高いものとなるし、加熱装置８０においては、適宜の加熱原理を採用し得る点で有利である。
【００７９】
また、有機物分解装置３によれば、脱揮槽３０によって被洗浄設備から回収される洗浄液に含まれている有機物の一部がオゾンガスを気液混合する前に脱揮される。脱揮によって処理槽２０に回収される香気成分の量をあらかじめ減じることができるため、オゾンの使用量を抑制することが可能である。具体的には、揮発性が高いエステル類等については、オゾンを利用すること無く脱揮によって脱臭し、脱揮によって除去し難い香気成分に対してのみ、オゾンやその他の活性種を有効に作用させることができる。そのため、オゾンの生成に要する動力を一層低減することができるし、オゾン生成手段１０に要求されるオゾン生成能を緩和させることが可能になる。
【００８０】
［変形例］
次に、本発明の変形例に係る有機物分解装置及び有機物分解方法について説明する。
【００８１】
図４は、本発明の変形例に係る有機物分解装置の概略構成を示す図である。
図４に示すように、変形例に係る有機物分解装置４は、熱交換器９０を備えている。有機物分解装置４は、前記の有機物分解装置１に熱交換器９０を付加した構成を有しており、その他の構成は、前記の有機物分解装置１においてと同様となっている。
【００８２】
有機物分解装置４では、被洗浄設備Ｆから回収された洗浄液に含まれている香気成分（有機物）をオゾンを利用して分解する有機物分解処理を行う。有機物分解装置４において行われる処理方法（変形例に係る有機物分解方法）は、有機物分解装置１における処理方法において、洗浄液から脱気された気体と、洗浄液に気液混合されるオゾンガスとを熱交換し、熱交換によって予熱されたオゾンガスを、被洗浄設備Ｆから回収された洗浄液に気液混合するようにしたものである。
【００８３】
熱交換器９０は、処理槽２０において洗浄液から脱気された気体（排気）と、オゾンガス生成手段１０によって生成されたオゾンガスとの間で熱交換を行う。熱交換器９０は、伝熱管、断熱室等によって形成され、互いに隔離された放熱部Ｓと受熱部Ｒとを有している。そして、放熱部Ｓの一端は、処理槽２０が有する排気孔１４０に接続され、他端は、排気処理装置６０に接続されている。一方、受熱部Ｒの一端は、オゾンガス生成手段１０に接続され、他端は、処理槽２０に接続されている。
【００８４】
オゾンガス生成手段１０によって生成されたオゾンガスは、処理槽２０に滞留する高温の洗浄液と比較して低温である。そのため、生成されたオゾンガスが、処理槽２０に滞留している洗浄液と気液混合されると、洗浄液の液温が低下してしまう。一方、高温の洗浄液から気液分離された排気は、生成されたオゾンガスと比較して高温である。そこで、熱交換器９０の放熱部Ｓに、処理槽２０において気液分離された排気を導入し、受熱部Ｒに、オゾンガス生成手段１０によって生成されたオゾンガスを導入する。そして、熱交換によって加温されたオゾンガスを処理槽２０に供給して洗浄液との気液混合を行う。
【００８５】
以上の変形例に係る有機物分解装置及び有機物分解方法によれば、熱交換によってオゾンガスが予熱されるため、オゾンガスと気液混合される洗浄液の液温の低下を抑制することが可能である。そのため、洗浄液の液温がオゾンの自己分解に適した高温に保持され易くなり、香気成分の分解の効率が向上する。また、被洗浄設備Ｆに循環供給される洗浄液を再加熱するための熱量を低減することができる。
【００８６】
また、変形例に係る有機物分解装置及び有機物分解方法によれば、被洗浄設備Ｆが有する被洗浄流路ｐを通流して、液温が低下した洗浄液についても、オゾンガスの気液混合による液温の低下を抑制することができるため、より安定した脱臭洗浄が可能である。なお、変形例に係る有機物分解装置及び有機物分解方法の構成は、前記の各実施形態のいずれに適用することも可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１  有機物分解装置
２  有機物分解装置
３  有機物分解装置
４  有機物分解装置
１０  オゾンガス生成手段
１１  圧縮機
１２  酸素濃縮器
１３  オゾン発生器
１４  濃度計
２０  処理槽（脱気部）
２０Ａ  エジェクタ
２０Ｂ  気液混合ポンプ
３０  脱揮槽
４０  紫外線反応塔
４１  紫外線塔
４２  紫外線光源
５０  脱気装置（脱気部）
６０  排気処理装置
７０  循環ポンプ
８０  加熱装置
９０  熱交換器
１０１  給液管
１０２  排液管
１１０  供給管
１２０  回収管
Ｆ  被洗浄設備
ｐ  被洗浄流路
【図１】
0006594030.tif 000002
【図２】
0006594030.tif 000003
【図３】
0006594030.tif 000004
【図４】
0006594030.tif 000005