(57)【要約】  水処理用の装置及び方法には、水入口（３１）及び水出口（２８ａ、２８ｂ）がある容器（６）と、水入口を介して容器に給水するための手段と、が含まれる。容器には、水域と、水のｐＨを上げることのできる１つ以上の元素金属及びその酸化物を含む固体粒子又は顆粒状材料が入っている。容器を水が通過する間、水域内に固体材料を懸濁させるのに十分な容器に入る水の循環運動を引き起こし、それにより、水のｐＨを、７〜１１の範囲内するための手段（３２）が、容器内に位置し、水入口に接続されている。【選択図】図３Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水処理用の装置であって、水入口及び水出口を有する容器と、前記水入口を介して前記容器に給水する手段であって、前記容器には、水域と、前記水のｐＨを上げることができる１つ以上の元素金属又はその酸化物を含む、固体粒子又は顆粒状材料と、が入っている、給水する手段と、前記容器内に位置し、前記水入口に接続され、前記容器を水が通過する間、前記水域内に前記固体材料を懸濁させるのに十分な、前記容器に入る水の循環運動を引き起こし、それにより、前記水のｐＨを、７〜１１の範囲内にする手段と、を備える装置。
【請求項２】
循環運動を引き起こす前記手段が、前記容器に入る水の流量を増加させる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
循環運動を引き起こす前記手段が、ベンチュリ効果誘発デバイスを含む、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
循環運動を引き起こす前記手段が、前記容器内に延在する管をさらに含む、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記ベンチュリデバイスが、接続リブを介して前記入口に接続され、半長方形状の本体、上部通気孔、及び下部通気孔を有し得、直径が４．５〜６．５ｃｍである、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記装置が、請求項１に定義されるような複数の容器を備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記材料が最高１７個の金属及び／又はそれらの酸化物を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記酸化物が、カルシウム、カリウム、ナトリウム、マンガン、亜鉛、マグネシウム、ゲルマニウム、鉄、亜鉛、銅、クロム、コバルト、ニッケル、ホウ素、バナジウム、モリブデン、及びセレンの酸化物のうちの１つ以上を含む、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記容器又は各容器を通る流量が２５〜１５０リットル／分である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記装置が、１つ以上のモジュールを含み、各モジュールが、入口給水用外部タンク、手動バタフライバルブ、入口給水用外部ポンプ、自動バタフライバルブ、請求項１において定義された容器、コントロールパネル、フィールドコントロールボックス、モジュール式ダイアフラムバルブ、出口水用タンク、出口水用外部ポンプ、外部取り付け枠、媒体交換ボックス、及び濾過カートリッジ、を備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記装置が、複数のモジュールと、前記モジュールの構成要素を相互接続し、前記モジュールを瓶詰めプラントの機械類に接続する配管網と、を備える、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記モジュール又は各モジュールには、オペレータが、データ情報を見るのを可能にする、タッチスクリーン表示画面が設けられたフィールドコントロールボックスを介してコントロールパネルに接続されたケーブルによってデータ情報を送信する複数の性能プローブ及び水質プローブが備えられている、請求項１０又は１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記モジュール又は各モジュールには、水ｐＨ、伝導性、温度、水圧、水流量、水存在、及び水位の計器用のプローブが備えられている、請求項１１又は１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記コントロールパネルには、複数の前記水質プローブからのデータ情報とともに、使用される適切な媒体の量、前記適切な媒体内の要素の化学的性質及び物理的性質、前記出口水の目標とする望ましい化学的性質及び物理的特性を計算することによって、前記モジュール内の反応条件を制御し、維持し、調整するアルゴリズムでプログラムされたＰＬＣ及びソフトウェアが備えられている、請求項１２又は１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記コントロールパネルが、遠隔局に無線フィードを提供する、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
前記装置が、２〜１６個以上のモジュールを備え、その両方又はすべてがコントロールパネルによってモニタされる、請求項１２から１５のいずれかに記載の装置。単一のコントロールパネルで、最高１６個のモジュールを制御し、モニタすることができる、請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
前記容器又は各容器が、管状形状であり、食品用材料で製造され、外部金属枠内にボルト留めされている、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
前記容器又は各容器が、約１．５ｍ（Ｌ）、１．５ｍ（Ｗ）、１．５ｍ（Ｈ）の設置空間を有する、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
前記容器又は各容器が、細長く、各端に開閉式蓋を備えている、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
前記蓋が、ロック式Ｔｒｉ−クランプによって前記容器又はある容器に固定されている、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記下蓋には、水及び／又は反応媒体を手動で解放するように、バルブが設けられている、請求項１９又は２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記装置には、前記出口アルカリ水と相互作用してｐＨ値を活性化し、高め、また、１つ以上の内部酵素プローブによって前記出口アルカリ水をさらにきれいにし、精製する媒体交換ボックスが備えられている、請求項１〜２１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
前記水のｐＨを７〜１１の範囲内にさせる水処理の方法であって、請求項１から２２のいずれかに定義された装置に前記水を通すことを含む、方法。
【請求項２４】
前記入口水が、７０ｐｐｍを下回るＴＤＳ値を有する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記ミネラル操作チャンバ内の前記ミネラル懸濁デバイスが、ベンチュリセクションを有し、前記ベンチュリセクションが、接続リブを介して排出オリフィス構成要素に接続され、半長方形状の本体、５．５ｃｍの直径の上部通気孔及び下部通気孔を有する、請求項２３又は２４に記載の方法。
【請求項２６】
出口アルカリ水が、瓶詰めプラントの機械類に流入する前に濾過カートリッジに通される、請求項２３〜２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
出口アルカリ水を飲料配合物と混合又はブレンドして、フレーバードリンク、スポーツドリンク、タンパク質リッチドリンク、ＴＨＣ有無のＣＢＤ含有ドリンクを含むが、これらに限定されない、人間の摂取に適したアルカリ飲料を製造する、請求項２３〜２６のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水を処理するための装置及び方法とともに、飲み物の調製及び配合に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルカリ水は、ｐＨ値が７を超えるプレミアムウォータである。アルカリ水の摂取は、運動後の水分補給の増進、日中の有効な水分補給、身体活動及び運動中に失われたミネラルの補充、並びに血中の酸素濃度の上昇による身体エネルギレベルの上昇を含む、特定の健康上の利益をもたらすことが報告されている。アルカリ水は、癌や糖尿病の予防の助けとなり得、呑酸の治療とともに、他の多くの健康上の有益作用をもたらす助けとなり得る。
【０００３】
アルカリ水は、生成方法に従って、自然高ｐＨ水と人工強化水との２つの範疇に分類され得る。自然高ｐＨ水は、天然泉又は天然帯水層を源とする。この水は、自然高ｐＨ値を有し、天然ミネラルを含んでいる。一方、人工強化水は、天然水源又は地方自治体水源を源とし、その後、そのミネラル含有量又はそのｐＨ値を上げるために一種の人工的な処理又は加工を受ける。人工強化アルカリ水の生成に一般的に使用される加工方法の中には、水電解及び化学物質添加がある。
【０００４】
アルカリ水電解は、２つの電極を液体電解質溶液（例えば、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムなど）に浸し、生成ガスを分離し、１つの電極から別の電極へ水酸化物イオン（−ＯＨ）を運ぶために、隔壁によって分離させることによって特徴付けられる、一種の水電解である。この方法では、溶液中に化学物質が存在し、電気を伝導するために電極に電流を通す必要がある。結果として、電解槽の片側に酸性水が溜る一方、電解槽の他の側にアルカリ水が溜り、それにより、オペレータは、アルカリ水を集めながら、酸性水を吸い出すことができる。
【０００５】
最近、合成酸化マグネシウム媒体又は炭酸カルシウム又はソーダなどの化学物質がアルカリ水を生成するのに使用されている。天然水又は地方自治体供給水は、炭酸カルシウム又は合成酸化マグネシウム媒体で満たされたフィルタを通して流される。材料は、水に溶解し、そのｐＨ値を上げる。
【０００６】
これらのプロセスは、維持費、電気の使用、廃水の生成、化学物質の持続不可能な使用、及び最終製品の化学的性質及び物理的性質、特に電解によってもたらされる水のｐＨ値の不安定性を含む、多くの制限と欠点に悩まされる。また、多くの調査研究が、電解されたアルカリ水の摂取が、癌や心臓血管系の病理など、病気につながる場合あることを示している。
【０００７】
通常、飲み物は、水、砂糖／甘味料、香味料、可溶化剤、安定剤、及びその他の成分で作られている。飲み物の製造時、規制基準に準拠するように有機成分及び無機成分を取り除くために、本管から引き込んだ水が最初に逆浸透（ＲＯ）と呼ばれる高圧プロセスを使用して濾過される。ただし、この水は、化学的に攻撃的であり、酸性ｐＨは６．１、ＴＤＳは０．３ｍｇ／ｌである。一度配合されると、清涼飲料のｐＨは、２．５（強酸）になり、体の組織や臓器に有害である。また、添加された香料によって生じる苦味を中和するために、大量の砂糖／甘味料が添加される。しかし、清涼飲料中の砂糖／甘味料は、糖尿病、肥満、高血圧、及び心臓や腎臓の病気など、多くの医学的状態及び健康状態に結び付けられてきた。例えば、ユーロスタットのデータによると、ＥＵ−２８内の成人人口の５１．６％（≧  １８歳）は、２０１５年では太りすぎ（女性の４４．７％、男性の５９．１％）と見なされている。肥満は、医療費と生産性損失により、年間ＥＵで７００億ユーロの費用がかかると推定されている。欧州肥満研究協会（ＥＡＳＯ）は、直接的な肥満関連費用がフランスの医療費の１．５〜４．６％からスペインの約７％の範囲であることを見出した。ヨーロッパの政府が体重管理に割り当てられるすべての既存及び将来のリソースを最も費用効果の高い取り組みに充てれば、一部のヨーロッパ諸国では、最大６０％節約することができると示唆する予想がある。
【０００８】
清涼飲料の摂取によるさらなる健康上の懸念は、高い酸性度と高い糖含有量の結果としての齲歯（虫歯）、果糖の過剰摂取による血圧の上昇（２０１５年には、ＥＵ２８カ国の人口（≧  １５歳）の２０．５％が高血圧であると自己申告（女性の２１％、男性の２０％））、清涼飲料の強酸性による胸焼け（又は胃食道逆流症ＧＥＲＤ）（２０１６年には、ヨーロッパ人の９〜２０％がＧＥＲＤを患う（男女間で等しい有病率））、及び肝臓への有害な影響に関係している。長期的には、酸性質及び根本的なミネラル不均衡に起因する、２０１８年にヨーロッパで有病率が２３．７％の非アルコール性脂肪性肝疾患（性差に関する研究者間の意見が一致していない）と、慢性腎臓病（ＣＫＤ）を患うヨーロッパの人口の１０％に腎臓障害のリスクがある。ＣＫＤステージＧ３−Ｇ５は、女性でより多く見られることが報告されている。さらに、エネルギスポーツ飲料では、酸性の液体を摂取すると、乳酸の蓄積を悪化させ、それによりアスリートのパフォーマンスを妨げる可能性がある。一人当たりの清涼飲料の典型的な摂取量２２７リットルに基づくと、これは、砂糖の摂取量約１５．８９ｋｇに相当する。飲み物における目標である５０％の適度な全体的な砂糖の削減は、７．９４５ｋｇ少ない砂糖又は３０，７４７ｋｃａｌ  ｐ．ａ．（３８７ｋｃａｌ／１００ｇ砂糖に基づく）に相当する。これは、上記の健康問題を減らすのに役立つ。
【０００９】
残念ながら、イオン交換及び／又は電解プロセスを使用してＲＯ水のｐＨをアルカリ性に調整することは、実現できない。上で述べたように、後者の方法は、予備のアルカリ分がないため、安定したｐＨを維持することができない。また、ＲＯ水にアルカリ性溶液を加えると、塩折沈殿を引き起こし、風味が損なわれる。
【００１０】
安定しており、酸性水に変わることなく配合物、香料、及び他の成分の添加に耐えることもできる、飲料業界の市場需要を満たす商業的に大量のアルカリ水を製造することができることは有益であり得る。また、この安定したアルカリ水の製造中に、水のｐＨ、伝導性、及び不純物レベルなどの品質及び重要パフォーマンス指標をモニタし、制御することは好都合であり得る。これは、添加砂糖や添加甘味料を排除するのに重要であり、市販の清涼飲料中の高レベルの砂糖及び人工甘味料に関連する病気に取り組むのに役立つであろう。
【発明の概要】
【００１１】
本発明は、単一のモジュール又は複数のモジュールの組立体で構成されるシステム［名称：活性化エンハンスメントシステム（ＡＥＳ］におけるミネラル操作チャンバ内で非磁性懸濁攪拌プロセス（ｎ−ＭＳＡＰ）によって精製水を処理することによって市販の大量の安定したアルカリ水が製造される、新規の水処理及び飲料配合の方法及び装置に関するものである。
【００１２】
本発明により、水処理用の装置が提供され、この装置は、水入口及び水出口がある容器と、水入口を介して容器に給水する手段であって、容器には、水域、及び水のｐＨを上げることができる１つ以上の元素金属又はその酸化物を含む固体粒子又は顆粒状材料が入っている、給水する手段と、容器内に位置し、水入口に接続されて、容器を水が通過する間、水域内に固体材料を懸濁させるのに十分である、容器に入る水の循環運動を引き起こし、それにより、水のｐＨを７〜１１の範囲内にする手段と、を備える。
【００１３】
非磁性懸濁攪拌プロセス（ｎ−ＭＳＡＰ）は、容器内で行われ、容器は、ミネラル操作チャンバであるか又はそれを含み、それにより、入口精製水は、カルシウム、カリウム、ナトリウム、マンガン、亜鉛、マグネシウム、ゲルマニウム、鉄、亜鉛、銅、クロム、コバルト、ニッケル、ホウ素、バナジウム、モリブデン、及びセレンを含む、最高１７個の元素金属及び／又はそれらの酸化物、並びにこれらの元素同士の組合せ及びこれらの元素と他の元素との組み合わせ、を含むことが好ましい反応媒体と接触する。入口流水と懸濁反応媒体との反応により、水のｐＨが７〜１１の範囲内になる。
【００１４】
該ミネラルチャンバ内のｎ−ＭＳＡＰによる入口水と反応媒体との反応は、装置の要素によってモニタされ、制御される。装置は、食品用材料で製造されている。
【００１５】
この装置は、ミネラル懸濁デバイスによって、また外部ポンプ及びバルブの助けを借りて、入口精製水を反応媒体と絶えず懸濁させ、循環させることによって、入口精製水と反応媒体との密接な接触を確実にするように設計されている。該ミネラル懸濁デバイスは、チャンバ内の水を循環運動で移動させ、入口水域内で反応媒体の効果的な懸濁を促進し、維持する。
【００１６】
装置は、１つ以上の容器を備えることがあり、その容器又は各容器及びその関連機器は、モジュールを構成し得る。各モジュールには、ｐＨプローブ、伝導性プローブ、温度プローブ、水流量プローブなどを含むがこれらに限定されない、複数の反応性能及び水質プローブが備えられている場合がある。これらのデバイスは、入口精製水と該反応媒体との反応をモニタし、ｎ−ＭＳＡＰを最適化し、出口生成物のアルカリ水の水質が、生成されるアルカリ水のｐＨ値、ＴＤＳ値、温度、及び量を含むが、これらに限定されない、商業上の基準を満たしているか確認する。
【００１７】
個々のＡＥＳモジュールが、ミネラル操作チャンバ、外部タンク、外部ポンプ、バルブ、反応プローブ、コントロールパネル、フィールドコントロールボックス、取り付け枠、媒体交換ボックス、及び０．２μｍ濾過カートリッジを収容するモジュール容器を含み得るのが好ましい。
【００１８】
容器には、上端及び下端に開閉式蓋が備わっていることがある。両方の蓋は、ロック式Ｔｒｉ−クランプによって該容器に固定され得る。上蓋には、チューブが突き出る穴が設けられていることがある。各穴の周囲には封止ガスケットが設けられている。
【００１９】
容器は、外部取り付け枠にボルト留めされ得、上蓋に位置するチューブによって外部水道管に接続され得、上蓋を通して、入口供給精製水が、ミネラル懸濁デバイス、並びに一連の外部ポンプ及びバルブの助けを借りて、ミネラル操作チャンバに流入される。エダクタノズルが、ミネラル懸濁デバイスとして利用され得るのが好ましい。
【００２０】
入口給水が、濾過システムによって、モジュール容器の上流で７５ｐｐｍを下回るＴＤＳ値に精製されるのが好ましい。
【００２１】
個々のモジュールには、伝導性プローブ、ｐＨ計プローブ、水圧プローブ、及び水温プローブを含むがこれらに限定されない、モジュール内の様々な重要な箇所／場所に設置されている複数の水質プローブが備えられていることがある。
【００２２】
入口給水の流量は、コントロールパネルによってモニタされ、制御され得る。コントロールパネルは、ＰＬＣで構成され、フィールドコントロールボックスを介して複数の水質プローブから入力フィードを受信する。これらのプローブは、外部ポンプの前及び該モジュール容器の前後を含むがこれらに限定されない重要な処理箇所／場所の水道管内に設置され得る。コントロールパネルには、プローブからの入力フィードデータを表示するデジタルディスプレイタッチスクリーンが備えられている。また、コントロールパネルには、プローブからのデータ入力フィードを計算して反応条件を制御し、維持し、望ましい化学的性質及び物理的性質で水を生成するアルゴリズムでプログラムされたＰＬＣが設けられている。代替として、オペレータが、緊急時に入口給水の流量を調整することもできる。
【００２３】
反応媒体は、上蓋を通して、又は該容器の上端に設置され得る媒体処方システムを通して、手作業で容器に注がれ得る。
【００２４】
個々のモジュールは、５０〜１５０リットル／分の流量の入口精製水を処理する能力があり得る。組立体にさらにモジュールを追加することによって、大量の入口水が処理され得る。例として、２４００リットル／分の累積水処理量を処理する構成で、１６個のモジュールが設置され得る。
【００２５】
例として、５０〜１５０リットル／分の水処理量を処理する個々のモジュールの場合、容器の設置空間は、約１．５ｍ（Ｌ）×１．５ｍ（Ｗ）×２．５ｍ（Ｈ）であり得る。
【００２６】
容器の底の蓋には、チューブが突き出る穴が設けられていることがある。チューブの端には、反応水及び反応媒体の制御下の手作業による廃棄又は緊急廃棄を可能にするように、ロック式バラフライバルブが固定され得る。
【００２７】
容器にはまた、その側面に穴が設けられていることがあり、その穴を通って、収集チューブが出口水収集タンクと接続している外部水道管に延在する。穴には、ガスケット封止材が設けられ得る。
【００２８】
収集チューブには、容器を出る出口水の流量を調節し、したがってミネラル操作チャンバ内の水位を調整するように、自動制御式外部バルブが備えられ得る。バルブは、コントロールフィールドボックスを介してコントロールパネルに接続され得る。アルゴリズムは、該バルブを自動的に制御することができる。また、オペレータが、コントロールパネル上の入力によってバルブを調整することができる。
【００２９】
容器の上部の蓋には、水位プローブが備えられ、これは、水位計に取り付けられ、該ミネラル操作チャンバ内の水位をモニタする。水位計からの入力フィードは、コントロールフィールドボックスを介してコントロールパネルに送信される。ミネラル操作チャンバ内の水位が最大許容レベルを超えると、コントロールパネルＰＬＣが、容器を出る出口アルカリ水の流量を増やすための信号を外部バルブに送信する。
【００３０】
ミネラル操作チャンバ内での反応に続いて、出口アルカリ水（ｐＨ７〜１１）は、該容器を出て、次に、重力によって、該収集チューブを介して出口水収集タンクに流入する。出ていく出口アルカリ水の流量は、上記のように外部バルブによって自動的に調節され得る。
【００３１】
収集チューブには、容器を出る出口アルカリ水の水質をモニタするための複数の水質プローブが備えられ得る。水質プローブには、伝導性プローブ、温度プローブ、及びｐＨ計プローブが含まれるが、これらに限定されない。プローブは、コントロールフィールドボックスを介してコントロールパネルに接続されている。
【００３２】
ＰＬＣには、理想的な反応処理条件を制御し、維持するためのアルゴリズムでプログラムされたソフトウェアが備えられている。アルゴリズムは、ミネラル操作チャンバ内の専有反応媒体の量及び他の重要な反応変数からの入力データに加えて、該プローブからの入力フィードデータを処理する。また、生成された出口水の望ましい化学的性質及び物理的性質も考慮する。
【００３３】
コントロールパネルには、オペレータによる組み立て時に１つ以上のモジュールをモニタし、制御するのを容易にするようにディスプレイタッチスクチーンが備えられている。該ディスプレイタッチスクリーンは、モジュールに取り付けられた複数のプローブからの入力フィードデータからの読み取り値を提供する。
【００３４】
ＡＥＳ装置を出る出口アルカリ水は、水収集タンクに集められ、次に、保持タンクに貯蔵することにより、瓶詰めライン設備又は清涼飲料製造施設に間接的にポンプで送られ得る。代替として、ＡＥＳ装置は、瓶詰めライン設備又は清涼飲料製造施設内に簡単かつ直接に設置することができる後付け技術をもたらすことができる。
【００３５】
個々のモジュールには、一体型不正加工防止システムが備えられ得る。不正加工防止システムは、正規サービスエンジニアによるその点検整備を可能にしながら、認められていない者による、モジュール容器、任意のモジュール構成要素を取り外す、それらにアクセスする、また懸濁専有反応媒体の除去といったいずれの試みも、検出し、防止することができる。不正加工防止システムは、複数のロック式Ｔｒｉ−クランプ、視覚的検出装置、及び他のデバイスを含み得る。
【００３６】
不正加工防止視覚的検出装置は、モジュールのいずれの箇所にも取り付けられ、リモートＳＩＭ接続性技術を介してディスプレイプラットフォームに遠隔接続するように、内蔵バッテリ、メモリ、及び追加機能が備えられている。
【００３７】
個々のモジュールには、モジュールを電圧低下や停電から保護するために、安全バッテリバックアップＵＰＳシステムが備えられ得る。
【００３８】
個々のモジュールには、懸濁専有反応媒体又は任意のモジュール構成要素を変更するときに、サービスエンジニアが流れを止めることができるように、マニュアルオーバーライドが設けられ得る。
【００３９】
個々のモジュールには、ＣＩＰシステムが備わっている場合があり、ＣＩＰシステムは、洗浄に使用される試薬が何であれ、清浄度の問題として、又は懸濁反応媒体の効力が失われたときに、それを注ぎ足すか又は入れ替えるように、手作業の介入を必要とする可能性がある。
【００４０】
遠隔計測システムを利用すると、ある妥当な媒体閾値に達すると、「アラート」電子メールがシステムオペレータに送信され、懸濁反応媒体の取り替えが必要であり得ると事前通知され得る。補充されない場合、効力のしきい値に達すると、懸濁反応媒体が補充されていない、またシステムがシャットダウンし、マニュアルオーバーライドを必要とし得ることを知らせる別の電子メールが送信される。
【００４１】
マニュアルオーバーライドが有効にされると、サービスレベルアグリーメント（ＳＬＡ）が無効になり、ＳＬＡが有効に戻り得る前に、サービスエンジニアが補充とリセットに来なければならない場合がある。アラート電子メールに加えて、アラームコード化されたライトシステムがユニットで点灯し、点検整備実施間隔が反故にされようとしていることを知らせる場合がある。シャットダウンを無効にするには、「権限」キー、ＲＦＩＤタグ、又はコードを、おそらく電子メール又はＷｅｂサイトの顧客エリアを介して、また遠隔計測システムを利用して、送信する必要がある。これで、確実に、関連する費用を認可し、ＣＩＰなしで稼働する責任を受け入れることができる適切な人だけが、シャットダウンを無効にして、ＳＬＡを反故にすることができるようになる。
【００４２】
複数の個別のＡＥＳモジュールを含む組立体は、より大きな流量の入口給水（＞１５０リットル／分）を処理するように構成され得る。例として、７５０リットル／分の入口給水を処理する構成で、５つのモジュールが設置され得る。
【００４３】
複数のモジュール構成の該組立体では、入口給水をマニホールドにポンプで送って、入口給水をモジュールに分配することができる。マニホールドは、その構成のモジュールのそれぞれで外部ポンプの上流に取り付けられ得る。
【００４４】
入口給水が、濾過システムによって、マニホールドの上流で、７５ｐｐｍを下回るＴＤＳ値に精製され得るのが好ましい。
【００４５】
複数のモジュールの組立体では、出口水収集タンクの上流で、水道管にマニホールドが取り付けられ得る。これは、構成内の各モジュールによって生成された出口アルカリ水を収集し、それを水収集タンクに向けるためのものである。
【００４６】
複数のモジュールの該組立体では、単一のコントロールパネルが、構成内の最高１６個のモジュールの性能をモニタし、制御することができる。コントロールパネルは、コントロールフィールドボックス（組立体内のそれぞれの個々のモジュールで）から入力フィードバックを受信し得る。
【００４７】
個々のモジュール内、又は複数のモジュールの組立体内のコントロールパネルは、動作中の１つ以上のモジュールの遠隔モニタリング及び制御を容易にするための無線フィードバックを、遠隔制御局に提供することができる。
【００４８】
瓶詰めライン又は飲料製造施設では、厳格な製造及び瓶詰め／パック詰め条件下で出口アルカリ水を瓶詰め／パック詰めして、ｐＨが７〜１１の範囲である瓶詰め／パック詰めプレーンアルカリ水を製造することができる。代替として、瓶詰めライン又は飲料製造施設における厳格な製造及び瓶詰め／パック詰め条件下で出口アルカリ水を飲料配合物と混合して、フレーバーアルカリ水、清涼飲料、フレーバードリンク、機能性飲料、プロテインリッチ飲料、及びスポーツドリンクを含むがこれらに限定されない飲料を製造することができる。
【００４９】
さらに、瓶詰めライン又は飲料製造施設での厳格な製造及び瓶詰め／パック詰め条件下で、出口アルカリ水を飲料配合物と混合して、砂糖及び人工甘味料が添加されていないか、又は添加が抑えられた飲料を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
添付の図面は、以下の通りである。
【図１Ａ】は、本発明の単一モジュールＡＥＳ装置の計装及び配管の概略図である。
【図１Ｂ】は、図１Ａの単一モジュールＡＥＳ装置の概略二次元図である。
【図２Ａ】図１Ａの装置のＡＥＳ容器の斜視図である。
【図２Ｂ】図２ＡのＡＥＳ容器の立面図である。
【図２Ｃ】は、外部金属枠に取り付けられた図２ＡのＡＥＳ容器の立面図である。
【図３Ａ】は、図１の装置のＡＥＳ容器の縦断面である。
【図３Ｂ】は、容器に入る水の循環運動を引き起こす、図１の装置の容器内のデバイスの縦断面である。
【図３Ｃ】は、図３Ｂと同様のデバイスの概略図であるが、それが容器の半径方向内向きの水入口に取り付けられていることを示す。
【図４】は、本発明の単一モジュールＡＥＳ装置において使用する遠隔モニタリング及び制御装置の概略図である。
【図５Ａ】は、計装及び配管を備える構成の２つのＡＥＳモジュールを有する本発明のＡＥＳ装置の概略図である。
【図５Ｂ】は、図５Ａの装置の側方立面である。
【図６Ａ】は、図５Ａ及び図５Ｂの装置の遠隔モニタリング及び制御装置の概略図である。
【図６Ｂ】は、図５Ａ及び図５Ｂの装置の遠隔モニタリング及び制御装置の概略図である。
【図６Ｃ】は、図５Ａ及び図５Ｂの装置の遠隔モニタリング及び制御装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
次に、添付図面を参照して、単に例として、本発明について述べる。
【００５２】
添付図面の図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、本発明のＡＥＳ装置は、入口給水用タンク１、手動バタフライバルブ２及び３、入口給水用外部ポンプ４、自動バタフライバルブ５，ＡＥＳモジュール容器６，コントロールパネル７、フィールドコントコールボックス８、モジュール式ダイアフラムバルブ９、出口水用タンク１０、出口水用外部ポンプ１１、外部取り付け枠２２、手動バタフライバルブ１２、媒体交換ボックス１３、濾過カートリッジ１４、及び装置を瓶詰めプラントの機械類に接続し、また装置自体の構成要素を接続する配管網を備える単一のモジュールから成る。
【００５３】
水と直接接触する装置の構成要素は、食品用材料から製造されている。
【００５４】
この装置は、図１Ａ〜図１Ｂに示されるように、水ｐＨプローブ２０、水伝導性プローブ１９ａ及び１９ｂ、水圧プローブ１８ａ及び１８ｂ、水流量計プローブ１７、水温プローブ２１、水存在プローブ１６、並びに水位プローブ１５ａ〜ｃの複数の水質プローブを含む。これらは、装置を通過する水の流量をモニタし、入口給水及び出口生成水の両方の水質をモニタし、制御するためのものである。
【００５５】
水質プローブは、ＰＬＣが設けられているコントロールパネル７に接続されているケーブルを介してフィールドコントロールボックス８に接続されている。コントロールパネル７は、水質プローブによって生成されたデータフィードを受信し、水質プローブからの入力フィードデータを表示するデジタルディスプレイタッチスクリーンを介したデータフィードの提示及びモニタリングを容易にする。
【００５６】
入口給水タンク１には、手動バタフライバルブ２を通して水が供給される。水は、泉、川、掘削孔、もしくはその他の天然源を源とするか、又は代替として、逆浸透（ＲＯ）処理による浄水に続いて、瓶詰めプラントから供給される。入口ＲＯ精製水のＴＤＳは、７５ｐｐｍである。
【００５７】
外部ポンプ４とバルブ３及び５により、水は入口給水タンク１から配管網を通ってモジュール容器６中に流れ、そこで非磁性懸濁攪拌プロセス（ｎ−ＭＳＡＰ）による処理が行われ、水のｐＨが７〜１１の範囲になる。装置を通過する水の経路が、添付図に矢印の方向で表されている。
【００５８】
非磁性懸濁攪拌プロセス（ｎ−ＭＳＡＰ）は、入口水が、カルシウム、カリウム、ナトリウム、マンガン、亜鉛、マグネシウム、ゲルマニウム、鉄、亜鉛、銅、クロム、コバルト、ニッケル、ホウ素、バナジウム、モリブデン、及びセレンを含む１７元素の元素金属及び／又は酸化物、並びにこれらの元素同士の組み合わせ及びこれらの元素と他の元素との組み合わせを含む、反応媒体と接触すると、行われる。入口流水と懸濁反応媒体との反応により、水のｐＨが７〜１１の範囲内になる。
【００５９】
該コントロールパネル７を介して、望ましいｐＨ値及び望ましい流量を含むがこれらに限定されない、ｎ−ＭＳＡＰのパラメータが、オペレータによって設定され得る。入口給水の流れは、該反応アルゴリズムによって自動的に、又は外部ポンプ４の圧力を変えることによって入口給水の流量を調整することによる、該コントロールパネル７のデジタルタッチスクリーンを介したオペレータからの入力によって手動で、制御され、維持され得る。
【００６０】
コントロールパネル７は、動作中のＡＥＳモジュールの遠隔モニタリング及び制御を容易にするための無線フィードバックを遠隔制御局に提供することができる。
【００６１】
この単一モジュール装置は、５０〜１５０リットル／分の流量の入口水を処理することができる。装置にモジュールをさらに追加することで、大量の入口水が処理され得る。例として、１６個のモジュールが、２４００リットル／分の累積水処理量を処理する構成に設定され得る。
【００６２】
この単一モジュール装置の容器６は、約１．５ｍ（Ｌ）×１．５ｍ（Ｗ）×２．５ｍ（Ｈ）の設置空間を有する。
【００６３】
容器６内のｎ−ＭＳＡＰによる入口水の処理に続いて、出口アルカリ水（ｐＨ７〜１１）が、容器６を出て、次に重力によって収集チューブ２３を通って出口水タンク１０に流入する。出て行く出口アルカリ水の流量はまた、水位計に取り付けられた水位プローブ１５ｂからの入力フィードを介して該モジュール式ダイアフラムバルブ９、及びコントロールパネル７内のＰＬＣによって自動的に調節され得る。
【００６４】
収集チューブ２３には、容器６を出る出口アルカリ水の流量を調節し、したがって、容器内の水位を調節するための自動制御式モジュール式ダイアフラムバルブ９が備えられている。バルブ９は、コントロールフィールドボックス８を介してコントロールパネル７に接続されている。オペレータが、緊急時に、コントロールパネル７上の入力によってバルブを調整することもできる。
【００６５】
図１Ａに示されるように、次に、出口水タンク１０内のアルカリ生成水を、外部出口水ポンプ１１によって、出口アルカリ水のｐＨを活性化し、維持する反応媒体を収容し、出口アルカリ水をさらにきれいにするように、内部の酵素攪拌機が設けられた、媒体交換ボックス１３に流入させることができる。次に、出口アルカリ水を０．２μｍフィルタ１４に供給して、粒子を取り除くことができる。代替として、出口水タンク１０内のアルカリ生成水を、手動バタフライバルブ１２を介して媒体交換ボックス１３を迂回して、０．２μｍフィルタ１４に直接流入させることができる。
【００６６】
図１Ａに示されるように、装置は、後続の瓶詰め／パック詰めに向けて出口からのアルカリ水が貯蔵される保持タンクを通して瓶詰めプラントに間接的に接続されている。代替として、瓶詰めプラントの機械類にＡＥＳ機械を後付けすることができ、瓶詰めプラントの機械類を通して、アルカリ水が瓶詰め／パック詰めに向けて瓶詰めプラントに直接送達される。
【００６７】
個々のモジュールには、一体型不正加工防止システムが備えられ得る。不正加工防止システムは、正規サービスエンジニアによるその点検整備を可能にしながら、認められていない者による、モジュール容器６、任意のモジュール構成要素を取り外し、又はそれにアクセスする、また懸濁専有反応媒体の除去といったいずれの試みも検出し、防止することができる。不正加工防止システムは、複数のロック式Ｔｒｉクランプ及び視覚的検出装置を備え得る。
【００６８】
個々のモジュールには、モジュールを電圧低下や停電から保護するための安全バッテリバックアップＵＰＳシステムが備えられ得る。
【００６９】
個々のモジュールには、懸濁反応媒体又は任意のモジュール構成要素を変えるときに、サービスエンジニアが水流を止めることができるように、マニュアルオーバーライドが設けられ得る。
【００７０】
個々のモジュールには、ＣＩＰシステムが備わっている場合があり、ＣＩＰシステムは、洗浄用の試薬が何であれ、清浄度の問題として、又は懸濁反応媒体の効力が失われたときに、それを注ぎ足すか又は入れ替えるように、手作業の介入を必要とする可能性がある。
【００７１】
遠隔計測システムを利用すると、ある反応媒体閾値に達すると、「アラート」電子メールがシステムオペレータに送信され、懸濁反応媒体を取り替えることが必要であり得ると事前通知され得る。補充されない場合、効力のしきい値に達すると、懸濁反応媒体が補充されていない、またシステムがシャットダウンし、マニュアルオーバーライドを必要とし得ることを知らせる別の電子メールが送信される。
【００７２】
手動オーバーライドが有効にされると、サービスレベルアグリーメント（ＳＬＡ）が無効になり、ＳＬＡが有効に戻り得る前に、サービスエンジニアが補充とリセットに来なければならない場合がある。アラート電子メールに加えて、アラームコード化されたライトシステムがユニットで点灯し、点検整備実施間隔が反故にされようとしていることを知らせる場合がある。シャットダウンを無効にするには、「権限」キー、ＲＦＩＤタグ、又はコードを、おそらく電子メール又はＷｅｂサイトの顧客エリアを介して、また遠隔計測システムを利用して、送信する必要がある。これで、確実に、関連する費用を認可し、ＣＩＰなしで稼働する責任を受け入れることができる適切な人だけが、シャットダウンを無効にして、ＳＬＡを反故にすることができるようになる。
【００７３】
添付図面の図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃを参照すると、容器は、形状が管状であり、外部取り付け枠２２にボルト留めされ得る。容器は、ミネラル操作チャンバを収容し、それにより、入口流水が、該非磁性懸濁攪拌プロセス（ｎ−ＭＳＡＰ）によって処理される。
【００７４】
容器には、上端と下端とにそれぞれ開閉式蓋２４、２５が設けられている。両方とも、ロック式Ｔｒｉクランプによって容器に固定されている。
【００７５】
容器の下蓋２５には、チューブ２６が突き出る穴が設けられている。チューブの端には、反応水の制御下の手作業の廃棄又は緊急廃棄を可能にするように、ロック式バタフライバルブが固定され得る。
【００７６】
上蓋２４には、チューブが突き出し得る穴２７ａ、ｂ及びｄが設けられている。各穴の周囲には封止ガスケットが設けられている。上蓋２４は、湾曲したチューブ２７ｃによって外部水道管に接続されており、このチューブ２７ｃを通して、ミネラル懸濁デバイス並びに一連の外部ポンプ及びバルブの助けを借りて、入口給水をミネラル操作チャンバに流入させることができる。
【００７７】
反応媒体は、チューブ２７ｂを介して上蓋を通して該ＡＥＳモジュール容器に手作業で注がれる。代替として、反応媒体は、湾曲したチューブ２７ｃを介してミネラル懸濁デバイスに接続され得る媒体処方システムを通して容器に注がれ得る。
【００７８】
容器６はまた、その側面に穴２８ａ及び２８ｂが設けられ得、穴２８ａ及び２８ｂを通して収集チューブが出口水タンクと接続する外部水道管に延在する。穴には、反応媒体の漏れを防ぐために、フィルタが組み込まれたガスケット封止材が備えられている。
【００７９】
添付図面の図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、容器６は、非磁性懸濁攪拌プロセス（ｎ−ＭＳＡＰ）が行われるミネラル操作チャンバ２９、並びにミネラル懸濁デバイス３０、及び水位計を備える。
【００８０】
ミネラル操作チャンバ２９は、カルシウム、カリウム、ナトリウム、マンガン、亜鉛、マグネシウム、ゲルマニウム、鉄、亜鉛、銅、クロム、コバルト、ニッケル、ホウ素、バナジウム、モリブデン、及びセレンを含む最高１７個の元素金属及び／又はそれらの酸化物、並びにこれらの元素同士の組み合わせ及びこれらの元素と他のミネラルとの組み合わせを含む、反応媒体を収容する。入口流水と懸濁反応媒体との反応により、水のｐＨが７〜１１の範囲内になる。
【００８１】
ミネラル操作チャンバ２９には、入口流水を該ミネラル操作チャンバ２９内に絶えずポンプで送り込み、入口水を循環運動で移動させ、循環移動入口水中に反応媒体を懸濁させるミネラル懸濁デバイス３２が備えられている。これは、循環する入口流水における反応媒体の効果的な懸濁を確実にし、該チャンバ内で懸濁専有反応媒体との密接な接触を維持するためのものである。
【００８２】
ミネラル操作デバイス３０は、２つの区画、管３１及び水循環器実施形態３２を含み、配管網を通して外部入口給水ポンプに接続され、食品用のステンレス鋼を含む食品用材料で製造されている。
【００８３】
水循環器実施形態３２は、管３１の端に溶接されている。実施形態３２は、排出オリフィス３３構成要素及びベンチュリセクション３４構成要素を含む。実施形態３２は、水が実施形態を通過するに従って周囲の流体を引き込み、その結果、通常、チャンバ内で動き始める水の量は、実際にチャンバに入る水の量の５倍となる。
【００８４】
排出オリフィス３３は、雄型突出セクション３５及びノズル３６を備え得る。雄型突出セクションは、排出オリフィス３６を入口管３１内に接続し、外部入口水ポンプの圧力の影響下で、ポンプ送りされた入口水の送達を容易にする。
【００８５】
ベンチュリセクション３４は、上部通気孔３７及び下部通気孔３８を備えた半長方形状の本体を有する。ベンチュリセクションは、接続リブ３９〜４１を介して排出オリフィス構成要素に接続されている。
【００８６】
水循環器実施形態３２は、高さが２０〜２４ｃｍであり、最大幅が９．８ｃｍである。下部通気孔３８の直径は、５．５ｃｍであり得る。
【００８７】
入口水は、外部入口水ポンプ圧力の影響下で、排出オリフィス３６を通してベンチュリセクション３４内にポンプで送られる。ミネラル操作チャンバに入口流水を満たした後、入口水は、排出オリフィス３３を通して、ベンチュリセクション３４内にポンプで送られ続ける。ポンプ送りされた水の噴射がベンチュリセクション３４に入り、上部通気孔３７を介してミネラル操作チャンバ２９内の周囲の水域から追加の水を取り出し、それをベンチュリに通して移動させる。排出ノズル３６からポンプ送りされた水とミネラル操作チャンバから取り出された水を合わせた排出プルームは、下部通気孔３８を通ってベンチュリから出て、これにより、水域を循環運動で移動させる。これにより、入口流水と反応媒体との密接な接触を維持しながら、入口水域内での反応媒体の要素の効果的かつ連続的な懸濁が可能になる。
【００８８】
代替として、エダクタノズル１４７が、図３Ｃに示されるように、入口管１４６の半径方向内向きの端に固定され得る。この図では、水流が矢印で示されている。
【００８９】
ソフトウェアは、ｎ−ＭＳＡＰ中に理想的な反応処理条件を確立し、制御するように、反応アルゴリズムにプログラムされている。ソフトウェアは、ＰＬＣにインストールされ、ミネラル操作チャンバ２９内の専有反応媒体の量、専有反応媒体に含まれる元素金属及び／又はそれらの酸化物の化学的性質及び物理的性質を含むがこれらに限定されない入力データに加えて、該複数の水質プローブからの入力フィードデータを処理する。反応アルゴリズムは、水処理の目標期間、またｐＨ、ＴＤＳ、温度、体積、及び流量を含むがこれらに限定されない、目標出口アルカリ水の化学的性質及び物理的性質も考慮する。
【００９０】
容器６の上部の蓋２４には、ミネラル操作チャンバ２９内の水位をモニタするように、水位計に取り付けられた水位プローブも備えられ得る。次に、水位プローブからの入力フィードが、該コントロールフィールドボックスを介して該コントロールパネルに送信され得る。ミネラル操作チャンバ内の水位がオペレータによって設定された最高許容レベルを超える場合、該コントロールパネルＰＬＣは、容器６を出る出口アルカリ水の流量を増加させるための信号を、該外部自動ダイアフラムバルブに送信する。
【００９１】
添付図面の図３Ｃを参照すると、エダクタ１４７が水を半径方向内向きに向けるように、入口１４６が半径方向内向きに向けられた端セクションを有する代替の配置が示されている。エダクタに流入し、そこを通る水は、この図面に矢印で示されている。
【００９２】
添付図面の図４を参照すると、本発明による単一モジュールを備えるＡＥＳ装置の連続制御及びモニタリング用の装置が示されている。この装置は、水ｐＨ、伝導性、温度、水位、水存在、及び装置の構成要素を通過する水の流量を絶えず測定し、モニタすることができる。装置には、５つの試験箇所が含まれ得、第１の試験箇所４２は、入口供給タンク１と外部入口水ポンプ４との間に位置し、第２の試験箇所４３は、容器６の上流に位置し、第３の試験箇所４４は、容器６内部に位置し、第４の試験箇所４５は、容器６の下流に位置し、第５の試験箇所４６は、出口水タンク１０と媒体交換ボックス１３との間に位置する。
【００９３】
試験箇所は、ｐＨ計プローブ２０、流量計プローブ１７、水圧プローブ１８ａ及び１８ｂ、水位プローブ１５ａ〜ｃ、伝導性プローブ１９ａ及び１９ｂ、水温プローブ２１、並びに水存在プローブ１６を含む。プローブは、フィールドボックス６６（図１Ａ及び１Ｂの項目８）に位置する送信機にケーブルを介して接続されている。送信機は、ケーブルを介してコントロールパネル７にデータを送信するデータロガーエピセンサ４６〜５７に接続されている。送信機はまた、電波を介してゲートウェイ６７にデータを送信し、今度はゲートウェイ６７が、データをオンライン制御及びモニタリングプラットフォーム６８に送信する。
【００９４】
水圧プローブ１８ａ及び１８ｂ、流量計プローブ１７、水ｐＨプローブ２０、及び温度プローブ２１からのデータ情報は、オペレータが、出口アルカリ水の望ましいｐＨを維持するように流量を直接調整するのを助けるために、フィールドボックス６６を介してコントロールパネル７に送られる。代替として、アルゴリズムが、装置のポンプ及びバルブを調整することによって、出口アルカリ水の望ましいｐＨを自動的に維持し、制御することもできる。
【００９５】
水温、ｐＨ、伝導性、流量、圧力、及び水位に関するデータ情報は、ローカルに又は遠隔に表示され得る。データは、上記のようにコントロールパネル７に送信され得る。また、データは、携帯電話上のテキストを介して地元のサービスエンジニアに送信される場合がある。代替として、情報が分析されて、いずれの問題も対処され得る、ローカル又は遠隔の制御室にデータが送信され得る。情報は、例えば、従来のケーブル、オンライン技法、又は衛星通信を使用して中継され得る。メッセージが、携帯電話上のテストを介して地元のサービスエンジニアに送信される場合がある。
【００９６】
ＡＥＳモジュール容器内の反応媒体が望ましいｐＨ値に出口水を生成することができなくなった場合、上記のように、容器６の上蓋の穴を介して追加の反応媒体を手作業で注ぐことができる。
【００９７】
先に述べたように、装置には、視覚的検出装置及びロック式Ｔｒｉ−クランプを含むがこれらに限定されない不正加工防止手段が備えられ得る。不正加工防止視覚的検出装置は、第１の試験局と第５の試験局との間の任意の箇所、又は任意の他のＡＥＳ機械構成部分に取り付けられる。視覚的検出装置は、内蔵バッテリ、内部メモリを有している場合があり、ＳＩＭカード技術を通して視覚フィードを遠隔に送信することができる場合もある。
【００９８】
複数のモジュールで構成される組立体が、より大きな流量の入口給水（＞１５０リットル／分）を処理する構成に設定され得る。例として、最大７５０リットル／分の入口給水を処理する構成に５つのモジュールが設定され得る。
【００９９】
添付図面の図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、２つのモジュールの構成が示されている。外部入口給水タンク６９からの入口給水が、マニホールド及び自動抽気バルブ７１を介して２つのモジュールに流入させられる。マニホールド及び自動抽気バルブ７１は、モジュールのそれぞれで外部ポンプ７３ａ及び７３ｂの上流に取り付けられ得る。
【０１００】
入口給水は、図１〜図４の装置に関連して説明したのと同様に、逆浸透（ＲＯ）又は他の任意の濾過プロセスによって外部入口給水タンク６９の上流で７５ｐｐｍを下回るＴＤＳ値に精製され得る。
【０１０１】
マニホールド及び自動抽気バルブ７１による入口給水の分配に続いて、外部入口水ポンプ７３ａ及び７３ｂによって、水が各ＡＥＳモジュール容器７６ａ及び７６ｂに流入する。各ＡＥＳモジュールには、別個の外部入口水ポンプが必要となる。例として、５つのＡＥＳモジュールを有するＡＥＳ装置には、５つの外部入口水ポンプが必要である。
【０１０２】
図５Ａ及び図５Ｂの装置は、各ＡＥＳモジュールに含まれる構成要素に加えて、外部入口給水タンク６９、マニホールド、及び自動抽気バルブ７１を含む。これらには、手動バタフライバルブ８６ａ及び８６ｂ、入口給水用外部ポンプ７３ａ及び７３ｂ、自動バタフライバルブ７４ａ及び７４ｂ、ＡＥＳモジュール容器７６ａ及び７６ｂ、コントロールパネル８３、フィールドコントロールボックス７５ａ及び７５ｂ、モジュール式ダイアフラムバルブ７７ａ及び７７ｂ、出口水用タンク７８、出口水用外部ポンプ７９、外部取り付け枠８４、手動バタフライバルブ８０、媒体交換ボックス８１、０．２μｍ濾過カートリッジ８２、並びにＡＥＳ機械構成部分を瓶詰めプラントの機械類に接続し、またそのＡＥＳ機械構成要素も接続する配管網、が含まれる。
【０１０３】
ＡＥＳモジュール容器７６ａ及び７６ｂの設計、構造、及び働きは、図１〜図４の装置に関連して説明されたＡＥＳモジュール容器のものと同様である。
【０１０４】
図１〜図４のＡＥＳ装置と同様に、ｎ−ＭＳＡＰが、容器７６ａ及び７６ｂのミネラル操作チャンバ内で行われ、これにより、入口給水が反応媒体と接触し、水のｐＨが７〜１１の範囲内になる。
【０１０５】
入口給水は、ポンプ及びバルブの助けを借りて、外部入口給水タンク６９から瓶詰めプラントの機械類まで、装置の構成要素を通って流れるようにされる。装置を通過する流水の経路は、図５Ａ及び図５Ｂに矢印の方向で提示されている。
【０１０６】
水と直接接触する図５Ａ及び図５Ｂの装置の構成要素は、食品用材料で製造されている。
【０１０７】
各ＡＥＳモジュールには、水ｐＨプローブ９０ａ及び９０ｂ、水伝導性プローブ８９ａ〜ｄ、水圧プローブ８８ａ〜ｃ、水流量計プローブ８７、水位プローブ８５ａ〜ｄ、水存在プローブ８６ａ及び８６ｂ、並びに水温プローブ９１ａ及び９１ｂを含むがこれらに限定されない、複数の性能及び水質プローブが備えられている。これは、装置を通過する水の流れをモニタし、入口給水及び出口生成水の両方の水質をモニタし、制御するためのものである。
【０１０８】
水質プローブは、ケーブルを介してフィールドコントールボックス７５ａ及び７５ｂに接続され、今度は、フィールドコントロールボックス７５ａ及び７５ｂが、ＰＬＣが設けられているコントロールパネル８３にケーブルを介して接続されている。コントロールパネル８３は、水プローブによって生成されたデータフィードを受信し、該水質プローブからの入力フィードデータを表示するデジタルディスプレイタッチスクリーンを介してデータフィードの提示及びモニタリングを容易にする。
【０１０９】
単一のコントロールパネルで、最高１６個のモジュール構成の性能をモニタし、制御することができる。したがって、図５Ａ及び図５Ｂでは、コントロールパネル８３は、２つのＡＥＳモジュールを制御し、モニタする。１６個を超えるＡＥＳモジュールを有する装置の場合、最高１６個の追加のＡＥＳモジュールを制御し、モニタするように、さらにコントロールパネルが追加され得る。
【０１１０】
図１〜図４の装置と同様に、コントロールパネル８３は、ＰＬＣ、ソフトウェア、及びディスプレイタッチスクリーンを備える。ソフトウェアは、装置の性能を自動的に制御し、維持するアルゴリズムでプログラムされている。ソフトウェアは、他の重要な反応変数及び望ましい出口水生成品質に加えて、複数の該プローブから受信したデータ情報を計算する。
【０１１１】
入口給水の流れは、入口給水の流量を適宜調整することにより、該コントロールパネル８３のデジタルタッチスクリーンを介したオペレータからの手動入力によっても、制御し、維持され得る。
【０１１２】
該ＡＥＳモジュール容器７６ａ及び７６ｂ内のｎ−ＭＳＡＰによる入口水の処理に続いて、出口アルカリ水（ｐＨ７〜１１）は、容器を出て、次に、重力により、収集チューブ９２ａ及び９２ｂを通って出口水タンク７８に流入する。これは、各モジュールによって生成された出口アルカリ水を収集し、出口アルカリ水の外部出口水タンク７８への流入を確実にするためである。
【０１１３】
出て行く出口アルカリ水の流量は、該モジュール式ダイアフラムバルブ７７ａ及び７７ｂによって自動的に調節され得る。収集チューブには、ＡＥＳモジュール容器７６ａ及び７６ｂを出る出口アルカリ水の流量を調節し、それによって該ＡＥＳモジュール容器内の水位を調節するための自動制御式モジュール式ダイアフラムバルブが備えられている。バルブ７７ａ及び７７ｂは、コントロールフィールドボックス７５ａ及び７５ｂを介してコントロールパネル８３に接続され得る。オペレータは、緊急時に、コントロールパネル８３上の入力によって該バルブを調整することができる。
【０１１４】
出口水タンク７８内の出口アルカリ生成水は、出口水のｐＨを活性化、維持するように外部出口水ポンプ７９によって媒体交換ボックス８１に流入させられて、次に、いずれの粒子も取り除くように０．２μｍ濾過カートリッジ８２に流入させられる。代替として、出口水タンク７８内の出口アルカリ生成水を、手動バタフライバルブ８０を介して媒体交換ボックス８１を迂回して、０．２μｍフィルタ８２に直接流入させることができる。
【０１１５】
媒体交換ボックス８１が、水のｐＨ値を活性化し、それを７〜１１の範囲内に維持するための反応媒体を収容するのが好ましい。媒体交換ボックス８１は、出口アルカリ水をさらにきれいにし、精製するための内部酵素プローブも備える。
【０１１６】
装置は、出口生成アルカリ水が、後続の瓶詰め／パック詰めに向けて貯蔵される、保持タンクを通して瓶詰めプラントに間接的に接続されている。代替として、装置を瓶詰めプラントの機械類に後付けすることができ、この機械類を通して、出口生成アルカリ水が瓶詰め／パック詰めのために、瓶詰めプラントに直接送達される。装置を通過する流水の経路は、図５Ａに示される矢印で示されている。
【０１１７】
一体型不正加工防止システムが提供され得る。不正加工防止システムは、正規サービスエンジニアによるその点検整備を可能にしながら、認められていない者による、該ＡＥＳモジュール容器７６ａ及び７６ｂ、任意の組立構成要素を取り外す、又はそれにアクセスする、また懸濁専有反応媒体の除去といったいずれの試みも検出し、防止することができる。不正加工防止システムは、複数のロック式Ｔｒｉクランプ及び視覚的検出装置を備え得る。
【０１１８】
モジュールを電圧低下や停電から保護するために、それぞれ個々のＡＥＳモジュールには、安全バッテリバックアップＵＰＳシステムが備えられ得る。また、懸濁専有反応媒体又は任意のモジュール構成部分を変更するときに、サービスエンジニアが水流を止めることができるように、個々のＡＥＳモジュールには、マニュアルオーバーライドが設けられ得る。
【０１１９】
装置には、ＣＩＰシステムが備わっている場合があり、ＣＩＰシステムは、清浄度の問題として、又は懸濁反応媒体の効力が失われたときに、反応媒体が確実に注ぎ足される又は入れ替えられるように、手作業による介入を必要とする可能性がある。
【０１２０】
遠隔計測システムを利用することにより、ある妥当な媒体閾値に達すると、「アラート」電子メールがシステムオペレータに送信され、懸濁反応媒体の取り替えが必要であり得ると事前通知され得る。補充されない場合、効力の閾値に達すると、懸濁反応媒体が補充されていないこと、またシステムがシャットダウンし、マニュアルオーバーライドを必要とし得ることを知らせる別の電子メールが送信される。
【０１２１】
手動オーバーライドが有効にされると、サービスレベルアグリーメント（ＳＬＡ）が無効になり、ＳＬＡが有効に戻り得る前に、サービスエンジニアが補充とリセットに来なければならない場合がある。アラート電子メールに加えて、アラームコード化されたライトシステムがユニットで点灯し、点検整備実施間隔が反故にされようとしていることを知らせる場合がある。シャットダウンを無効にするには、「権限」キー、ＲＦＩＤタグ、又はコードを、おそらく電子メール又はＷｅｂサイトの顧客エリアを介して、また遠隔計測システムを利用して、送信する必要がある。これで、確実に、関連する費用を認可し、ＣＩＰなしで稼働する責任を受け入れることができる適切な人だけが、シャットダウンを無効にして、ＳＬＡを反故にすることができるようになる。
【０１２２】
瓶詰めライン又は飲料製造施設では、出口アルカリ水は、ｐＨが７〜１１の範囲の瓶詰め／パック詰めプレーンアルカリ水を製造するように、厳格な製造及び瓶詰め／バック詰め条件下で瓶詰め／パック詰めされる。
【０１２３】
添付図面の図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃを参照すると、２つのＡＥＳモジュールを備えるＡＥＳ装置の連続制御及びモニタリング用の装置が示されている。この装置は、構成内のＡＥＳ組立構成部分を通過する水の水ｐＨ、伝導性、温度、水位、水圧、水存在、及び流量を絶えず測定し、モニタすることができる。装置には、６つの試験箇所が含まれ得、１つの試験箇所９３は、入口供給タンク６９と外部入口水ポンプ７３ａ及び７３ｂとの間に位置し、４つの試験箇所９４〜１０１は、組立体内の各ＡＥＳモジュールに位置し、１つの試験箇所１０２は、出口水タンク７８と媒体交換ボックス８１との間に位置する。
【０１２４】
試験箇所は、ｐＨ計プローブ９０ａ及び９０ｂ、流量計プローブ８７、水圧プローブ８８ａ〜ｃ、水位プローブ８５ａ〜ｄ、伝導性プローブ８９ａ〜ｄ、水存在プローブ８６ａ及び８６ｂ、並びに水温プローブ９１ａ及び９１ｂを備える。プローブは、各ＡＥＳモジュールのフィールドボックス１２２及び１４３（図５Ａの項目７５ａ及び７５ｂ）に位置する送信機にケーブルを介して接続され得る。送信機は、ケーブルを介してコントロールパネル８３にデータを送信することができるデータロガーエピセンサ１０３〜１１３及び１２５〜１３４に接続されている。送信機はまた、電波を介してゲートウェイ１２３及び１４４にデータを送信し、今度はゲートウェイ１２３及び１４４が、そのデータをオンライン制御及びモニタリングプラットフォーム１２４及び１４５に送信する。
【０１２５】
水圧プローブ８８ａ〜ｃ、流量計８７、水ｐＨプローブ９０ａ及び９０ｂ、並びに温度プローブ９１ａ及び９１ｂからのデータ情報は、先に説明したように、オペレータが、入口流量を調整することによって、出口アルカリ水の望ましいｐＨに装置を手作業で調整するのを助けるために、フィールドボックス１２２及び１４２を介してコントロールパネル８３に送信される。これはまた、プローブからのデータ入力フィードを計算して、先に説明したように装置の構成要素を調整することによって装置内の反応条件を自動的に制御し、維持する反応アルゴリズムによって自動的に実現され得る。
【０１２６】
水温、ｐＨ、伝導性、流量、圧力、存在、及び水位に関するデータ情報は、ローカルに又は遠隔に表示され得る。データは、上記のようにコントロールパネルに送信され得る。また、データは、携帯電話上のテキストを介して地元のサービスエンジニアに送信される場合がある。代替として、情報が分析されて、いずれの問題も対処され得る、ローカル又は遠隔の制御室にデータが送信され得る。情報は、例えば、従来のケーブル、オンライン技法、又は衛星通信を使用して中継され得る。メッセージが、携帯電話上のテストを介して地元のサービスエンジニアに送信される場合がある。
【０１２７】
反応媒体が望ましいｐＨ値に出口水を生成できなくなった場合、先に説明したように、各ＡＥＳモジュール容器の上蓋の穴を介して追加の反応媒体を手作業で注ぐことができる。代替として、それらのそれぞれの上蓋を通して、各容器７６ａ及び７６ｂに接続され得る媒体処方システムの助けを借りて、追加の反応媒体が添加される。
【０１２８】
先に説明したように、装置には、視覚的検出装置及びロック式Ｔｒｉ−クランプを含むがこれらに限定されない不正加工防止手段が備えられている。不正加工防止視覚的検出装置は、第１の試験局と第６の試験局との間の任意の箇所、又はＡＥＳ組立構成部分内の任意の箇所に設置される。該視覚的検出装置には、内蔵電池、データメモリが備えられている場合があり、また、ＳＩＭ接続性を介してオンラインで接続され得る。
【０１２９】
瓶詰めプラントの機械類への出口アルカリ水の送達に続き、出口アルカリ水を厳格な製造及び瓶詰め／パック詰め条件下で瓶詰め／パック詰めし、７〜１１の範囲の安定したｐＨの瓶詰め／パック詰めプレーンアルカリ水を製造する。
【０１３０】
本発明においてｎ−ＭＳＡＰによって生成された出口アルカリ水は、誘導結合プラズマ発光分光分析（ＩＣＰ−ＯＥＳ）、誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）、メトロームコンパクトイオンクロマトグラフィ（Ｍｅｔｒｏｈｍ  Ｃｏｍｐａｃｔ  ＩＣ）、及びプロトン核磁気共鳴（１Ｈ−ＮＭＲ）を含む、最先端の化学・微生物分析方法を使用することにより、飲水性について化学的に分析されている。出口アルカリ水は、様々な標準化された最先端の微生物汚染方法を使用して、微生物汚染についても分析されている。化学分析及び微生物分析の両方の試験が、独立公認研究所及び独立認定研究所によって実施された。本発明の装置内の反応媒体に逆浸透（ＲＯ）濾過によって精製された水を接触させることによって生成された出口アルカリ水の飲水性試験の結果は、以下の通りである。
【表１】
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【０１３１】
さらに、本発明のｎ−ＭＳＡＰによって生成された出口アルカリ水は、栄養証明書及び化学証明書に使用される最先端の方法によって栄養学的かつ化学的に分析されている。栄養証明書及び化学証明書が、独立公認研究所及び独立認定研究所によって発行された。上記のｎ−ＭＳＡＰで説明されているように、逆浸透（ＲＯ）濾過によって精製された水をＡＥＳモジュール内の反応媒体と接触させることによって生成された出口アルカリ水の栄養証明書及び化学証明書の結果は、次の通りである。
【表２】
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【０１３２】
図１〜図４又は図５及び図６の装置から瓶詰めプラントの機械類への出口アルカリ水の送達に続いて、出口アルカリ水を厳格な製造及び瓶詰め／パック詰め条件下で瓶詰め／パック詰めし、７〜１１の範囲の安定したｐＨの瓶詰め／パック詰めプレーンアルカリ水を製造する。
【０１３３】
さらに、出口アルカリ水を、瓶詰めライン又は飲料製造施設での厳格な製造及び瓶詰め／パック詰め条件下で、飲料配合物と混合かつ／又はブレンドして、プレーバーアルカリ水、清涼飲料、フレーバードリンク、機能性飲料、プロテインリッチ飲料、スポーツドリンク、浸出液、ＣＢＤ又はＣＢＤ及びＴＨＣ含有飲料を含むがそれらに限定されない、飲料を製造することができる。
【０１３４】
さらに、出口アルカリ水を、瓶詰めライン又は飲料製造施設での厳格な製造及び瓶詰め／パック詰め条件下で、飲料配合物と混合かつ／又はブレンドして、砂糖及び人工甘味料を添加しないか又は添加を抑えて飲料を製造することができる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【国際調査報告】
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