(57)【要約】【課題】飲料水充填装置を定置洗浄する際に高い洗浄効果が得られる洗浄方法を提供することを目的とする。【解決手段】洗浄対象に第１のＣＩＰ液を供給して行う前処理工程と、洗浄対象に第２のＣＩＰ液を供給して行う本洗浄工程と、洗浄対象に第３のＣＩＰ液を供給して行う後処理工程と、を順番に行うものであり、第１のＣＩＰ液、第２のＣＩＰ液及び第３のＣＩＰ液のいずれかが、１０μｍ以下の気泡径を有するマイクロナノバブルを含むものであることを特徴とする。本発明は、特に、前処理工程に供給される第１のＣＩＰ液がマイクロナノバブルを含むことを推奨する。この場合、マイクロナノバブルを含む第１のＣＩＰ液を、洗浄対象内に滞留させることが好ましい。そうすることで、本洗浄工程における洗浄効果を飛躍的に向上できる。【選択図】図３
2012035862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄対象に第１のＣＩＰ液を供給して行う前処理工程と、
前記洗浄対象に第２のＣＩＰ液を供給して行う本洗浄工程と、
前記洗浄対象に第３のＣＩＰ液を供給して行う後処理工程と、を順番に行う飲料水充填装置の定置洗浄方法であって、
前記第１のＣＩＰ液、前記第２のＣＩＰ液及び前記第３のＣＩＰ液のいずれかが、１０μｍ以下の気泡径を有するマイクロナノバブルを含む、
ことを特徴とする飲料水充填装置の定置洗浄方法。
【請求項２】
前記前処理工程に供給される前記第１のＣＩＰ液が前記マイクロナノバブルを含み、かつ、前記第１のＣＩＰ液を前記洗浄対象内に滞留させた後に、前記本洗浄工程に移行する、
請求項１に記載の飲料水充填装置の定置洗浄方法。
【請求項３】
前記マイクロナノバブルを含む前記第１のＣＩＰ液により前記前処理工程を行い、
次いで、前記第２のＣＩＰ液により前記本洗浄工程を行い、
次いで、前記マイクロナノバブルを含む前記第３のＣＩＰ液で前記後処理工程を行う、
請求項１又は２に記載の飲料水充填装置の定置洗浄方法。
【請求項４】
前記マイクロナノバブルを含む前記第１のＣＩＰ液を貯めるタンクを備え、
前記タンクは、前記第１のＣＩＰ液が供給される向きを基準として、全ての前記洗浄対象よりも上流側に配置される、
請求項２又は３に記載の飲料水充填装置の定置洗浄方法。
【請求項５】
複数の前記洗浄対象に対して、前記マイクロナノバブルを含む前記第１のＣＩＰ液が前記タンクから並列に直接供給される、
請求項４に記載の飲料水充填装置の定置洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、コーヒーなどの飲料水を缶、ペットボトルなどの容器に自動的に充填する飲料水充填装置に関し、特にその洗浄方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種の飲料水を缶や瓶、或いはペットボトルなどの容器に自動的に充填する飲料水充填装置が用いられている。この飲料水充填装置は作業の終了時に機器を含む飲料水の通路を洗浄して次の充填作業に備える必要があり、生産設備を分解せずに簡単な操作で安全に自動洗浄する洗浄装置としてＣＩＰ（Cleaning In Place：定置洗浄）が用いられている。
【０００３】
図６は従来の飲料水充填装置における洗浄フローの一例を示している。
図６において、定置洗浄装置１０１は、洗浄液タンク１０２、殺菌液タンク１０３、送液ポンプ１０６、加熱装置１０７及びそれらを結ぶ配管より構成され、洗浄対象である貯液タンク１１２、液処理機器１１４、貯液タンク１１５及び充填装置１１７を定置洗浄する。洗浄対象を洗浄する場合には、その洗浄の目的に応じてすすぎ液、洗浄液、殺菌液が定置洗浄装置１０１内の液供給配管１０４、洗浄液タンク１０２又は殺菌液タンク１０３より送液ポンプ１０６を介して洗浄対象へ送液される。なお、すすぎ液、洗浄液、殺菌液を総称してＣＩＰ液と呼ぶことにする。このＣＩＰ液は洗浄及び殺菌効果を高めるため、必要に応じ加熱装置１０７によって加熱される。
洗浄対象の内、貯液タンク１１２、１１５、液処理機器１１４及び充填装置１１７は、一般にはＣＩＰ液を送液する送液配管１２０によって直列に接続されており、また送液配管１２０の途中にはＣＩＰ液を下流の洗浄対象へ送液するためのポンプ１１３、１１６が設置されている。そして洗浄対象を洗浄等したＣＩＰ液は、回収タンク１１８を通りポンプ１１９により定置洗浄装置１０１へ戻され、回収弁１０８を通して洗浄液タンク１０２、殺菌液タンク１０３へ回収されるか、排水弁１０９より排出される。
またこの洗浄は、すすぎ液、洗浄液、殺菌液等が予め決められた時間毎に順次送られることにより行われる。例えば、最初にすすぎ液を一定時間だけ洗浄対象へ送液してすすぎ洗いをし、全ての洗浄対象のすすぎが終ったら、次に洗浄液を一定時間だけ送液循環して洗浄対象全ての洗浄を行い、この洗浄が終了したら更に殺菌液を送液し、最後に再びすすぎ液にて洗浄対象全てのすすぎ洗いを行なう。そして各工程の終了時には、次の工程に異なったＣＩＰ液の混入を防ぐために、各機器内のＣＩＰ液は定置洗浄装置１０１の洗浄液タンク１０２、殺菌液タンク１０３へ回収されるか、排水弁１０９より排出された後、次の工程へ移る。
【０００４】
以上の定置洗浄装置１０１は、各工程のＣＩＰ液の排出は上流の機器から順番に行われ、上流の機器の排出が終わっても、下流の機器が排出を完了していない限り、次の工程に移らないため、全工程時間が長くなる欠点がある。そこで、特許文献１は、各洗浄対象の各工程終了時のＣＩＰ液排出完了を電極棒又はフロート等のレベルスイッチを使用して電気的に検知し、その工程が終了した機器は、下流の機器がまだ前工程のＣＩＰ液の排出を行っている場合でも次工程の洗浄工程を開始できるようにするといった改良を加えている。
【０００５】
一方、洗浄効果の向上を図る提案もなされており、その中でＣＩＰ液、特に洗浄液に気体（エア）を混入する例が知られている。しかし、この提案は、洗浄液に高圧のエアを吹き込むものであり，エアを十分にＣＩＰ液に溶解することができず、その効果は期待通りになっていない。そこで特許文献２は、洗浄液を所定の液圧に加圧した状態で気体を供給して溶解させ、しかる後に、気体が溶解した加圧状態の洗浄液を減圧することで微細な気泡を生成させて洗浄に供することを提案している。しかし、特許文献２の提案により生成される気泡の径は数百μｍ程度であるためにその寿命が短く、十分な洗浄効果を得るためには、洗浄対象の直前あるいは洗浄対象で減圧しなければならないといった制約がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２５６６３１７号公報
【特許文献２】特開２００７−３３１８０１号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】大成，マイクロバブル発生機構と収縮特性，水工学論文集，第50巻，2006年2月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような背景に基づいてなされたもので、飲料水充填装置を定置洗浄する際に高い洗浄効果が得られる洗浄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】
【０００９】
従来の例は、すすぎ洗い工程、洗浄（殺菌を含む）工程、すすぎ洗い工程という一連の手順の中で、洗浄工程に用いられる洗浄液にエア（気泡）を混入して洗浄液の洗浄能力を向上させることを目的としていた。ところが、液体中に含まれる気泡は浮上する性質を有するので、洗浄液中に気泡を混入させたとしても、洗浄中に洗浄液中を浮上して、最終的には洗浄液外に排出される。したがって、混入された気泡の中の多くの気泡は洗浄の対象である汚れに十分に関与することができない。
ところが、マイクロナノバブルと称される、径（直径、以下同じ）が１０μｍ以下の極めて微細な気泡は、液体中を浮上する速度が極めて遅い。しかも、このように微細な気泡はマイナス（負）の電位に帯電されている一方、洗浄で落としたい汚れ、特に油成分はプラス（正）の電位に帯電されているので、マイクロナノバブルは、飲料水充填装置内の汚れに誘引される。
【００１０】
そこでなされた本発明の飲料水充填装置の定置洗浄方法は、洗浄対象に第１のＣＩＰ液を供給して行う前処理工程と、洗浄対象に第２のＣＩＰ液を供給して行う本洗浄工程と、洗浄対象に第３のＣＩＰ液を供給して行う後処理工程と、を順番に行うものであり、第１のＣＩＰ液、第２のＣＩＰ液及び第３のＣＩＰ液のいずれかが、１０μｍ以下の気泡径を有するマイクロナノバブルを含むものであることを特徴とする。
【００１１】
本発明は、特に、前処理工程に供給される第１のＣＩＰ液がマイクロナノバブルを含むことを推奨する。この場合、所謂、すすぎ洗いを前処理工程として行うことを許容するが、本発明では、マイクロナノバブルを含む第１のＣＩＰ液を、洗浄対象内に滞留させることが好ましい。本洗浄工程の前に、マイクロナノバブルを含む第１のＣＩＰ液を洗浄対象内に滞留させることで、本洗浄工程における洗浄効果を飛躍的に向上できる。後述する実験例に示すように、マイクロナノバブルを含む第１のＣＩＰ液の滞留により、本洗浄工程において汚れを除去するのに要する時間を半減することができる。
【００１２】
本発明の洗浄方法において、最も好ましい形態は、マイクロナノバブルを含む第１のＣＩＰ液により前処理工程を行い、次いで、第２のＣＩＰ液により本洗浄工程を行い、次いで、マイクロナノバブルを含む第３のＣＩＰ液で後処理工程を行う、というものである。
前処理工程と後処理工程は、従来のすすぎ洗いに対応する工程であり、第１のＣＩＰ液と第３のＣＩＰ液は、同じ種類の液体、典型的には水を用いることができるので、共通のＣＩＰ液供給源を用いることができる。これに対して、第２のＣＩＰ液は、第１のＣＩＰ液及び第３のＣＩＰ液とは異なり、苛性や酸による洗浄、除菌洗浄を行うことができる。
【００１３】
本発明の洗浄方法を実施する上で、マイクロナノバブルを含む第１のＣＩＰ液を貯めるタンクを備えることが、必要なときに洗浄を迅速に行う上で好ましい。そして、このタンクは、洗浄対象が複数ある場合には、全ての洗浄対象よりも上流側に配置される。ここで、上流か否かは、第１のＣＩＰ液が供給される向きにより定められる。
そして、タンクと複数の洗浄対象とを直列に結べば、タンクから供給されるマイクロナノバブルを含む第１のＣＩＰ液は、複数の洗浄対象を順番に通ってから滞留させることができる。
また、タンクと複数の洗浄対象を並列に結べば、マイクロナノバブルを含む第１のＣＩＰ液は、他の洗浄対象を介することなく各洗浄対象にタンクから直接供給される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、飲料水充填装置を定置洗浄する際に高い洗浄効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】マイクロナノバブルによる洗浄のメカニズムを説明する図である。
【図２】従来の洗浄方法に従う手順（試験Ｎｏ．６）と本発明に従う洗浄手順（試験Ｎｏ．７）を比較して示す図である。
【図３】従来の洗浄方法に従う手順（試験Ｎｏ．８）と本発明に従う洗浄手順（試験Ｎｏ．９）を比較して示す図である。
【図４】本実施の形態に係る飲料水充填装置における洗浄フローを示すブロック図である。
【図５】本実施の形態に係る飲料水充填装置における他の洗浄フローを示すブロック図である。
【図６】従来（特許文献１）の飲料水充填装置における洗浄フローを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
飲料水充填装置の定置洗浄方法は、前述したように、すすぎ洗い工程、洗浄工程及びすすぎ洗い工程の三段階の工程を備える。本発明はこの三段階の工程に対応して、前処理工程、本洗浄工程及び後処理工程の少なくとも三段階の工程を備える。以下、この順に説明する。
【００１７】
［前処理工程］
前処理工程は、すすぎ洗いを想定しており、前処理工程で使用される第１のＣＩＰ液は、洗浄剤を含まない水を用いる。水の種類は問わず、水道水、井水及びイオン交換水等の各種の水を用いることができる。この場合、飲料水充填装置内に付着している飲料水成分を概ね除去することができる。すすぎ洗いは、通常、第１のＣＩＰ液を水流として飲料水充填装置内に流す。しかし、本発明の前処理工程は、第１のＣＩＰ液を流すことのみを意味するものではなく、第１のＣＩＰ液を飲料水充填装置、特に洗浄対象に供給した後に滞留させることを含む。この前処理は、あえて表現するとすれば、漬け置き洗いである。前処理工程において漬け置き洗いを行うことで、本洗浄工程における洗浄効果を劇的に向上させることができることを本発明者らは見出した。
【００１８】
漬け置き洗いが、次工程である本洗浄工程における洗浄効果を向上できる理由は、以下説明するマイクロナノバブルによる洗浄のメカニズムを理解すれば明確になるであろう。
図１に示すように、洗浄対象５１の表面に汚れ５２が付着し、その周囲はＣＩＰ液Ｗで満たされているものとする。汚れ５２は、通常、その表面にクラック５３が存在する（図１（ａ））。気泡５４の径が大きいと、図１（ａ）に示すように、汚れ５２との接触が少ないことに加えて、クラック５３内に気泡５４が入り込む余地が少ない。これに対して、径の小さな気泡５５は、図１（ｂ）に示すように、気泡５５がクラック５３内に入り込むこともあって、汚れ５２との接触を多く確保できる。特に、気泡５５の径が１０μｍ以下と小さい場合には、気泡５５の生成からの時間の経過に伴って、気泡５５の径が小さく収縮する（非特許文献１）。したがって、図１（ｃ）に示すように、時間の経過にともなって径が小さくなった気泡５６が汚れ５２のクラック５３に浸透しやすくなる。なお、以下では、気泡５５の径が１０μｍ以下の気泡をマイクロナノバブルと言うことにする。
【００１９】
ここで、液体中の気泡の上昇速度は、以下のStokesの式（１）にほぼ従うことが知られている。したがって、径の大きな気泡は液体内を上昇して液体表面から大気中に放出されるため寿命が短いが、マイクロナノバブルのように径の小さな気泡は液体中の浮上速度が著しく遅い。したがって、気泡５５の径が１０μｍ以下のマイクロナノバブルは液体中に留まる期間が長いため、汚れ５２に付着する機会が多い。しかも、負に帯電されているマイクロナノバブルは、正に帯電されている汚れ５２に付着しやすい。
１０μｍ以下と径が小さい気泡５６は、自ら収縮するという挙動を繰り返し、最終的にはＣＩＰ液中で圧壊により消滅する。この圧壊に伴い衝撃波が生ずることで、汚れ５２のクラック５３が進展し、本洗浄工程における洗浄効果が向上するものと解される。
ｖ=１／１８・ρｇｄ２／μ  式（１）
ｖ：気泡の終端速度（μｍ／ｓ）、ρ：流体密度、g：重力加速度、d：気泡径、μ：流体粘度
【００２０】
また、マイクロナノバブルは汚れ５２に対して界面活性効果を有しているため、汚れ５２の中の油系の汚れが前処理工程において除去される。そのために、本洗浄工程において苛性洗浄剤を用いると、汚れ５２の中の蛋白質に当該洗浄剤の成分（ＮａＯＨ）が作用しやすくなる。
さらに、マイクロナノバブルが圧壊する際に、フリーラジカルが発生することが知られているが（非特許文献１）、発生したフリーラジカルが汚れ５２を酸化させることで汚れ５２の成分が除去されやすいように変質することも、本洗浄工程における洗浄効果の向上に寄与する。
【００２１】
以上のように、マイクロナノバブルを含む第１のＣＩＰ液を前処理工程に用いると洗浄効果を向上できるが、この効果を最大限に発揮するためには、汚れ５２にマイクロナノバブルを十分に付着させることが重要となる。そして、前処理工程において漬け置き洗いを行うことで、本洗浄工程における洗浄効果を劇的に向上させることができるのは、第１のＣＩＰ液が滞留しているとマイクロナノバブル自体が水流に伴って移動することがないので汚れ５２に付着しやすくなるためと解される。もちろん、第１のＣＩＰ液が流れていても、マイクロナノバブルが汚れ５２に付着することができるので、本発明の前処理工程はすすぎ洗いを包含する。また、第１のＣＩＰ液を滞留させた後に、循環させるなどして流れを生じさせてもよい。
【００２２】
［本洗浄工程］
前処理工程の後に行われる本洗浄工程は、洗浄剤を含む第２のＣＩＰ液を用いて洗浄を行う。この第２のＣＩＰ液にもマイクロナノバブルを含ませることができる。この洗浄は、飲料水充填装置の洗浄対象に第２のＣＩＰ液を流して行われる。洗浄剤としては、公知の苛性（アルカリ性）洗浄剤、酸性洗浄剤を使用することができ、苛性洗浄剤として例えばパンクリーナーＭ、パンクリーナーＣＩＰ−１０を、また、酸性洗浄剤として例えばパンケレートＶ−４０、パンケレートＶＳ−１０（いずれも、フタバ興産株式会社製）を用いることができる。洗浄剤は、飲料水の種類に応じて選択されるが、苛性洗浄剤及び酸性洗浄剤の一方を用いることができるし、双方を用いることもできる。また、第２のＣＩＰ液における洗浄剤の濃度、あるいは第２のＣＩＰ液の温度などの条件は、飲料水の種類、洗浄対象の種類などに応じて適宜選択されるべきものである。
【００２３】
［後処理工程］
後処理工程は、前処理工程と同様にすすぎ洗いを想定しており、前処理工程と同様に実施すれば足りる。つまり、第３のＣＩＰ液はマイクロナノバブルを含んでもよいし、含まなくてもよい。また、第３のＣＩＰ液は、滞留させる時間帯を設けてもよい。
【００２４】
前処理工程、本洗浄工程及び後処理工程については以上の通りであり、本発明は、三段階の工程のいずれかにおいて、マイクロナノバブルを含むＣＩＰ液を用いることを必須とする。その中で、各工程において、以下の選択肢を有している。
すなわち、前処理工程においては、マイクロナノバブルを含んでもよいし、含まなくてもよい。また、前処理工程は、すすぎ洗いのように第１のＣＩＰ液に水流を生じさせてもよいし、滞留させてもよい。滞留させた後に、水流を生じさせてもよい。後処理工程も同様である。
また、本洗浄工程は、水流を生じさせて行うことを前提とし、苛性洗浄剤及び酸性洗浄剤の一方又は双方の洗浄剤を用いることができる。双方を用いる場合は、はじめに苛性洗浄剤を含む第２のＣＩＰ液で洗浄を行った後に、酸性洗浄剤を含む第２のＣＩＰ液で洗浄を行う、というように順番に用いる洗浄剤を替える。
【００２５】
［洗浄試験］
以下、本発明に関する洗浄試験の例を示しておく。
＜試験例１＞
飲料水（ミルクコーヒー）を付着させて表面に汚れを意図的に付けた試験片を用い、洗浄試験を行った。試験は、マイクロナノバブル含有水（試験ＣＩＰ液）に試験片を浸漬した後に試験ＣＩＰ液で洗浄した場合（試験Ｎｏ．１）と、浸漬することなく試験ＣＩＰ液で洗浄した場合（試験Ｎｏ．２）の２種類とした。
試験液に含まれるマイクロナノバブルは０．５〜２．０μｍの範囲の粒径を有しており、目視では試験液は透明をなしている。また、洗浄前の浸漬は５分とし、洗浄は試験ＣＩＰ液からなる水流中に試験片を１５分間静置して行った。
洗浄を１５分だけ行った後に、洗浄率を求めて洗浄効果の評価を行った。なお、洗浄率の定義は以下の通りである。
洗浄率：１−（洗浄後の汚れ残留面積／洗浄対象面積）
【００２６】
評価の結果は、以下の通りである。
試験Ｎｏ．１：洗浄率＝３９％
試験Ｎｏ．２：洗浄率＝７４％
【００２７】
＜試験例２＞
次に、液種を替えて試験片を浸漬した後に、苛性洗浄剤を含む液を用いて洗浄を行う試験を行った。
浸漬に用いた液は、清水（試験Ｎｏ．３）、マイクロバブル含有水（試験Ｎｏ．４）及び上述したマイクロナノバブル含有水（試験Ｎｏ．５）の３種類である。マイクロバブル含有水に含まれる気泡の径は、１０〜１００μｍの範囲にある。また、マイクロバブル含有水は、目視により白濁が観察される。
浸漬は５分とし、その後に熱水苛性洗浄（温度：８０℃、洗浄剤：ＮａＯＨ ３質量％）を行い、汚れが全て剥離するまでの時間を計測した。その結果（剥離に要した時間）は以下の通りである。
試験Ｎｏ．３（清水中浸漬）：２５５秒
試験Ｎｏ．４（マイクロバブル含油水中浸漬）：３００秒
試験Ｎｏ．５：（マイクロナノバブル含油水中浸漬）：７５秒
【００２８】
＜試験例３＞
実際の飲料水充填装置のＣＩＰ洗浄を想定して、図２に示す手順で汚れが全て剥離するまで洗浄試験を行った。この場合の汚れは飲料水が野菜飲料であることを想定している。
なお、図２において、ＭＮＢ浸漬（前処理工程に対応）は上述したマイクロナノバブル含有水中に所定の時間だけ試験片を浸漬したことを意味し、また、ＭＮＢすすぎ洗い（後処理工程に対応）は上述したマイクロナノバブル含有水で試験片をすすぎ洗いをしたことを意味する。
図２に示すように、ＭＮＢ浸漬、ＭＮＢすすぎ洗いを行うことで、同じ洗浄効果を得るのに、苛性洗浄（本洗浄工程）の時間を１／３、苛性洗浄の後のすすぎ洗いの時間を１／２に短縮することができ、総洗浄時間も４０％程度短縮することができる。また、前処理工程及び後処理工程を常温で行ってもこのような洗浄時間を短縮できることから、マイクロナノバブルを用いることで洗浄効果が向上することが理解できる。
【００２９】
＜試験例４＞
汚れがミルクコーヒーであることを想定して、酸性洗浄（前述したパンケレートＶ−４０を３質量％含有）を加えた以外は試験例３と同様にして洗浄試験を行った。その手順、結果を図３に示すが、ＭＮＢ浸漬を行うことで、その後の洗浄効果が向上し、本洗浄工程及び総洗浄時間を大幅に短縮できることがわかる。
【００３０】
［飲料水充填装置］
次に、本発明の洗浄方法を行うのに好適な飲料水充填装置の例について説明する。
図４は、本発明による飲料水充填装置２０における洗浄フローの一例を示している。
図４において、飲料水充填装置２０は、定置洗浄装置１を備えている。定置洗浄装置１は、マイクロナノバブル含有水（第１／第３のＣＩＰ液）を貯える第１タンク２と、苛性洗浄液（第２のＣＩＰ液）を貯える第２タンク４と、酸性洗浄液（第２のＣＩＰ液）を貯える第３タンク５と、を備えている。
【００３１】
第１タンク２には、マイクロナノバブルを生成する微細気泡生成装置３が付設されている。微細気泡生成装置３は循環路２１で第１タンク２に繋がれており、第１タンク２と微細気泡生成装置３の間を循環させながら、第１タンク２にマイクロナノバブルを含む水（第１のＣＩＰ液）を貯える。微細気泡生成装置３としては、水とエア（気体）を超高速で旋回させることで発生させるせん断方式の微細気泡生成装置を用いることができる。第１タンク２との間で水を循環させることで、生成される気泡は次第に微細化される。第１タンク２の上流側には、バルブＶを介して水供給源から必要な水が供給されるようになっている。また、第２タンク４及び第３タンク５の上流側にはバルブＶを介して回収配管１７が接続されている。
【００３２】
第１タンク２、第２タンク４及び第３タンク５の下流側には、各々バルブＶを備えた配管１０、１１、１２が繋がれており、さらにこの配管１０、１１、１２は集合してＣＩＰ液供給配管１３が構成される。ＣＩＰ液供給配管１３はポンプＰを介して、熱交換器６を通る配管１４に繋がれている。熱交換器６は、マイクロナノバブル含有水、苛性洗浄液及び酸性洗浄液を、必要に応じて加熱する。また、飲料水を加熱するのに用いることもある。この場合、熱交換器６は洗浄対象となる。
【００３３】
配管１４の下流側には、洗浄対象である貯液タンク７が繋がれている。貯液タンク７は、飲料水充填装置２０における飲料水が貯えられる部分であり、飲料水充填装置２０が飲料水を充填する本来の作業を行うときには飲料水が貯えられているが、定置洗浄を行う際には貯えられていた飲料水はすでに排出されている。貯液タンク７に貯えられている飲料水は、ポンプＰの動作により飲料水供給配管１５を通って充填機８まで送られ、ペットボトル等の容器に充填される。充填機８もまた洗浄対象である。
【００３４】
充填機８の下流側には、配管１６を介して回収タンク９が繋がれている。洗浄対象を通って洗浄に供されたＣＩＰ液は、回収タンク９に一度貯えられた後に、ポンプＰの動作により回収配管１７を通って定置洗浄装置１へ戻され、バルブＶを介して第２タンク４又は第３タンク５へ回収されるか、系外に排出される。
【００３５】
以上のように、飲料水充填装置２０は、熱交換器６、貯液タンク７、充填機８及びこれらを繋ぐ配管１４、１５を含む洗浄対象の上流に定置洗浄装置１（第１タンク２、第２タンク４及び第３タンク５）を設け、適宜、ＣＩＰ液を定置洗浄装置１から供給することで、洗浄対象を洗浄する。より具体的には、以下の手順で定置洗浄が行われる。
【００３６】
定置洗浄が開始される前から微細気泡生成装置３を予め運転させて、第１タンク２にマイクロナノバブル含有水を貯えておく。定置洗浄が開始される直前には、マイクロナノバブルを超える径の気泡を浮上させることで排除するために、微細気泡生成装置３の運転を停止させることが好ましい。微細気泡生成装置３の運転を停止させるタイミングは、予め試験を行うことで把握することができる。
微細気泡生成装置３の運転停止後に、配管１０上のバルブＶを開き、かつ、ＣＩＰ液供給配管１３上のポンプＰを動作させることで、洗浄対象にマイクロナノバブル含有水を供給する。このとき、第２タンク４に繋がる配管１１上のバルブＶ、第３タンク５に繋がる配管１２上のバルブＶは閉じられており、洗浄対象には、マイクロナノバブル含有水のみが供給される。また、充填機８の下流側に繋がる配管１６上のバルブＶは閉じられている。所定量のマイクロナノバブル含有水を供給した後に、ＣＩＰ液供給配管１３上のポンプＰを停止させ、かつ、第１タンク２の下流側に繋がる配管１０上のバルブＶを閉じる。そうすることで、第１タンク２から供給されるマイクロナノバブル含有水を、熱交換器６、貯液タンク７及び充填機８、さらにこれらを繋ぐ配管１４、１５の間に滞留させる。５〜１５分間程度、マイクロナノバブル含有水を滞留させた後に、配管１６上のバルブＶを開き、かつ配管１４、１５上のポンプＰを動作させることで、マイクロナノバブル含有水を回収タンク９に排出させる。
【００３７】
次に、例えば、第２タンク４の下流側に繋がる配管１１上のバルブＶを開き、洗浄対象に苛性洗浄液（第２のＣＩＰ液）を供給する。この洗浄液は、各配管上のポンプＰを動作させることで、第２タンク４、熱交換器６、貯液タンク７、充填機８及び回収タンク９をこの順に循環して、配管も含め、洗浄対象を洗浄（本洗浄工程）する。予め定められた時間だけ、循環による洗浄を行った後に、第２タンク４からの苛性洗浄液の供給を停止する。
【００３８】
最後に、第１タンク２からマイクロナノバブル含有水を洗浄対象に供給して、洗浄対象をすすぎ洗い（後処理工程）を行う。すすぎ洗いを行う場合には、各配管上のポンプＰを動作させることで、第１タンク２、熱交換器６、貯液タンク７、充填機８及び回収タンク９をマイクロナノバブル含有水がこの順に循環して、配管も含め、洗浄対象をすすぎ洗いする。
【００３９】
汚れが落としにくい飲料水を充填していた場合には、第２タンク４からの苛性洗浄液の供給に先立って、第３タンク５から酸性洗浄液（第２のＣＩＰ液）を洗浄対象に対して供給し、さらに上記と同様に循環させることで、洗浄（本洗浄工程）を行う。この場合、酸性洗浄液による洗浄を終えた後に、すすぎ洗いを行ってから、苛性洗浄液による洗浄を行う。なお、苛性洗浄液による洗浄の後に、酸性洗浄液による洗浄を実施しても良く、この順序を本発明は問わない。
【００４０】
以上では、直列に接続されている１系統の配管（配管１０、１３、１４、１５）を通じて、ポンプＰの駆動力により洗浄対象（熱交換器６、貯液タンク７、充填機８等）にマイクロナノバブル含有水を順番に供給する。しかし、洗浄対象に対するマイクロナノバブル含有水の供給はこの方法に限らない。
例えば、図５に示すように、第１タンク２の下流側と貯液タンク７の上流側とを繋ぐ配管２２を、また、第１タンク２の下流側と充填機８の上流側とを繋ぐ配管２３を設ける。そうすると、熱交換器６にはＣＩＰ液供給配管１３を通り、貯液タンク７には配管２２を通り、さらに、充填機８には配管２３を通り、マイクロナノバブル含有水を圧送により供給することができる。
ポンプＰを通過する際にマイクロナノバブル含有水中の気泡が減少するおそれがあるが、圧送によりマイクロナノバブル含有水を供給すれば、洗浄対象に到達するまでに気泡が減少する数を抑制できる。しかも、図５の形態は、第１タンク２に熱交換器６、貯液タンク７及び充填機８が並列に繋がっているので、配管を除く他の洗浄対象を通過することなく、マイクロナノバブル含有水が第１タンク２から直接的に供給されるので、気泡減少の抑制効果が大きい。
【００４１】
＜帯電によるマイクロナノバブルの捕集＞
本発明において、マイクロナノバブルを汚れに効率的に付着させることが、洗浄効果を向上させる上で重要である。そして、マイクロナノバブルが負に帯電されていることは上述の通りである。したがって、洗浄したい汚れが付着している部材を正に帯電させることで、マイクロナノバブルを汚れに効率よく集めることができる。
そのために、正の磁気を洗浄対象に印加する、あるいは、コロナ帯電ガンにより発生させた正の静電気を洗浄対象に付着させることが考えられる。磁気の印加については、永久磁石を利用することもできるし、電磁コイルを利用することもでき、具体的な手段は問わない。この場合、洗浄対象である配管を想定すると、重力方向の下側の部分に汚れが着きやすいので、この部分に選択に正の磁気を印加し、又は、正の静電気を付着させることが有効である。また、洗浄対象に対して、正と負とを交互に印加または付着させることも効果的である。マイクロナノバブルを洗浄対象（汚れ）に一旦付着させた後に、強制的に洗浄対象から離間させることで、マイクロナノバブルに付着した汚れを洗浄対象から剥離させることが期待できる。
【００４２】
＜マイクロナノバブル含有水の加熱＞
マイクロナノバブル含有水による洗浄効果をより向上するには、マイクロナノバブル含有水を加熱することが有効である。そのために、熱交換器６を利用することができるが、そのほかに、洗浄対象となる配管を、内管と外管の二重構造とし、内管と外管の間に熱水を供給することができる。また、配管も含め洗浄対象の周囲にヒータを配置し、ヒータを加熱することでマイクロナノバブル含有水を温めることもできる。
【００４３】
＜気泡消滅・崩壊速度上昇＞
マイクロナノバブルを用いた洗浄には、気泡が消滅するときに放出されるエネルギが寄与している。したがって、洗浄対象の系内に加圧手段を設け、洗浄対象に満たされているマイクロナノバブル含有水に任意のタイミングで圧力を加えて気泡を消滅させ、洗浄効果の向上を図ることができる。気泡の消滅には、加圧手段の他に超音波をマイクロナノバブル含有水に向けて照射することもできる。
【００４４】
以上の他にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択し、あるいは他の構成に適宜変更することが可能である。例えば、マイクロナノバブルを生成するためのガス種としては、コストの観点からも空気が最も有力であるが、純酸素、窒素などの不活性ガス、オゾン、二酸化炭素などを用いることもできる。また、第１タンク２内に界面活性剤を加えることで、第１タンク２と微細気泡生成装置３を循環する間に生成されるマイクロナノバブル含有水の気泡の濃度を増やすことができる。
【符号の説明】
【００４５】
２０…飲料水充填装置
１…定置洗浄装置
２…第１タンク、３…微細気泡生成装置、４…第２タンク、５…第３タンク
６…熱交換器、７…貯液タンク、８…充填機、９…回収タンク
１０，１１，１２，１４，１６，２２，２３…配管、１３…ＣＩＰ液供給配管
１５…飲料水供給配管、１７…回収配管、２１…循環路
【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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