JP2015107476A - 食品充填用容器洗浄設備 - Google Patents

Abstract

【課題】洗浄装置で発生した洗浄廃水を膜濾過して洗浄装置の洗浄水として利用するにあたり、濾過膜の透過水の水質を向上させることによって、清水の使用量を低減できる食品充填用容器洗浄設備を提供する。
【解決手段】食品充填用容器１１を洗浄水ＲＷで洗浄する洗浄装置１０と、洗浄装置１０に洗浄水ＲＷを供給する洗浄水供給装置２０を備えている食品充填用容器洗浄設備１であって、洗浄水供給装置２０は、洗浄装置１０に供給される洗浄水ＲＷまたは洗浄装置１０から排出された洗浄廃水ＷＷを軟水化する軟水装置３２と、洗浄装置１０から排出された洗浄廃水ＷＷを洗浄装置１０に洗浄水ＲＷとして循環供給する洗浄水循環供給装置３０を備え、洗浄水循環供給装置３０は、軟水装置３２によって軟水化された洗浄廃水ＷＷを膜濾過して洗浄装置１０に循環供給するための洗浄水ＲＷにする逆浸透膜装置３６を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、食品充填用容器を洗浄水で洗浄する洗浄装置と、前記洗浄装置に洗浄水を供給する洗浄水供給装置を備えている食品充填用容器洗浄設備に関する。

食品の製造工場では、食品を缶や瓶等の食品充填用容器に充填する前に、その食品充填用容器を洗浄するために食品充填用容器洗浄設備が設置されている。なお、食品とは、生鮮食品、加工食品、飲料等のすべての飲食物のことをいい、食品充填用容器とは、充填される食品に応じて適宜選択される缶、瓶等の容器をいう。

このような食品充填用容器洗浄設備は、食品充填用容器を洗浄水で洗浄する洗浄装置と、前記洗浄装置に洗浄水を供給する洗浄水供給装置を備え、前記洗浄水供給装置に、前記洗浄装置で発生した洗浄廃水を貯留する廃水受槽と、前記廃水受槽から取り出した洗浄廃水に殺菌用薬剤を添加する薬剤添加装置と、前記薬剤添加装置で殺菌用薬剤が添加された洗浄廃水を膜濾過する膜濾過装置とを設けて、前記膜濾過装置で膜濾過された洗浄廃水を前記洗浄装置に洗浄水として供給することで、食品充填用容器を洗浄した後の洗浄廃水を洗浄水として再利用できるように構成してある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−４３８８６号公報

従来の膜濾過装置は、例えば孔径が数μｍ〜０．００１μｍの濾過膜、つまり、精密濾過膜（ＭＦ）領域や限外濾過膜（ＵＦ膜）領域の分離膜の膜モジュールを備え、洗浄廃水から食品充填用容器の製造過程や保管過程や流通過程等でその容器に付着した有機物を除去して洗浄水が得られる構成となっている。

しかし、精密濾過膜や限外濾過膜では、その孔径より小さい食品充填用容器の溶出物等の異物が除去できないため、前記膜濾過装置で得られた洗浄水は食品充填用容器のプレリンスに用いられるに過ぎず、安全性の観点から新規水によるファイナルリンスが必須であった。従って、膜濾過装置を用いた洗浄廃水の再利用に関して更なる改良が求められていた。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、洗浄装置で発生した洗浄廃水を膜濾過して洗浄装置の洗浄水として利用するにあたり、濾過膜の透過水の水質を向上させることによって、新規水の使用量を低減できる食品充填用容器洗浄設備を提供することを目的とする。

本発明の第１特徴構成は、食品充填用容器を洗浄水で洗浄する洗浄装置と、前記洗浄装置に洗浄水を供給する洗浄水供給装置を備えている食品充填用容器洗浄設備であって、前記洗浄水供給装置は、前記洗浄装置に供給される洗浄水または前記洗浄装置から排出された洗浄廃水を軟水化する軟水装置と、前記洗浄装置から排出された洗浄廃水を前記洗浄装置に洗浄水として循環供給する洗浄水循環供給装置を備え、前記洗浄水循環供給装置は、前記軟水装置によって軟水化された洗浄廃水を膜濾過して前記洗浄装置に循環供給するための洗浄水にする逆浸透膜装置を備えている点にある。

〔作用及び効果〕
逆浸透膜装置で作られる透過水は、精密濾過膜や限外濾過膜による膜濾過では除去できなかった異物、例えば食品充填用容器の溶出物のような物質も除去されている。つまり、従来の濾過膜の透過水より、洗浄水としての水質が向上しているので、ファイナルリンスの新規水に替えて、または新規水に加えて洗浄水として使用することができ、結果として新規水の使用量を低減させることができる。

逆浸透膜装置が備える逆浸透膜は、精密濾過膜や限外濾過膜に比べて非常に孔径が小さいため、洗浄廃水に含まれたカルシウムイオンやマグネシウムイオン等の硬度成分に起因して析出したスケールによって詰まる虞があるが、軟水装置を備えることよって、洗浄装置に供給される洗浄水または前記洗浄装置から排出された洗浄廃水を軟水化することで、逆浸透膜装置には軟水化された洗浄廃水しか供給されなくなるので、上述のような硬度成分に起因するスケールによる詰まりの発生を未然に防止できる。軟水装置としては、イオン交換樹脂が例示できる。

即ち、洗浄装置で発生した洗浄廃水を膜濾過して洗浄装置の洗浄水として利用するにあたり、濾過膜の透過水の水質を向上させることによって、新規水の使用量を低減できる食品充填用容器洗浄設備を提供することができる。

本発明の第２特徴構成は、前記洗浄水循環供給装置は、前記洗浄装置に循環供給される洗浄水の供給量を調整する供給量調整装置を備えている点にある。

〔作用及び効果〕
食品充填用容器の洗浄を連続して行うためには、安定的な洗浄水の供給が行われる必要があるため、洗浄装置で使用される洗浄水より多くの透過水を逆浸透膜装置によって作り、例えばこれを一旦透過水タンクに貯留して、適宜洗浄装置に洗浄水として供給することが行われている。従って、透過水の使用量より貯留量が多いため前記透過水タンクの水位は経時的に増加していくことになる。透過水の前記タンクの満水やオーバーフローを防止するためには、逆浸透膜装置の運転を停止して、新たな透過水を前記透過水タンクに供給しないようにすることが考えらえる。

しかし、一旦停止した逆浸透膜装置を再起動する際には、洗浄装置から排出される洗浄廃水を利用して透過水の水質維持や、逆浸透膜の保護のためフラッシングが必要となる。フラッシングでは、多量の洗浄廃水が系外に排出されるので、経路中に系外から多量の新規水を供給することが必要となってしまう。

上述の第２特徴構成により、洗浄水循環供給装置に備えられた供給量調整装置が、洗浄装置に供給される洗浄水の供給量を増加させると、前記透過水タンクに貯留された透過水の水位は低下するので、満水やオーバーフローが防止され、洗浄装置に供給される洗浄水の供給量を減少させると、前記透過水タンクに貯留された透過水が空になることを防止できる。このように、供給量調整装置によって洗浄装置に供給される洗浄水の供給量を調整することで、逆浸透膜装置の運転を停止させるような事態の発生を回避することができるので、上述のように逆浸透膜装置の再起動時の新規水の供給が不要となる。なお、供給量調整装置としては、循環経路を流れる洗浄水の流量を調整するバルブが例示できる。

即ち、生産量の調整が困難である逆浸透膜装置で作られる透過水の量が、実際に洗浄装置で使用する洗浄水より大量であっても、逆浸透膜装置の運転を止めずに、連続運転させることができる食品充填用容器洗浄設備を提供することができる。

本発明の第３特徴構成は、前記洗浄水循環供給装置は、前記逆浸透膜装置に供給される洗浄廃水の圧力を調整する圧力調整装置を備えている点にある。

〔作用及び効果〕
圧力調整装置によって、逆浸透膜装置に供給される洗浄廃水の供給圧力を減少させると、逆浸透膜装置で作られる透過水の量が低下し、逆に逆浸透膜装置に供給される洗浄廃水の供給圧力を増加させると、逆浸透膜装置で作られる透過水の量が増加する。
このように、圧力調整装置によって逆浸透膜装置に供給される洗浄廃水の供給圧力を調整することで、逆浸透膜装置で作られる透過水の量を調整できるので、上述のように逆浸透膜装置の運転を停止させるような事態の発生を回避できるので、上述のように逆浸透膜装置の再起動時の新規水の供給が不要となる。
圧力調整装置としては、ポンプ及び当該ポンプの電動機の運転周波数を可変するインバータが例示できる。

本発明の第４特徴構成は、前記洗浄水循環供給装置は、前記洗浄装置に循環供給される洗浄水の少なくとも一部を、前記逆浸透膜装置の上流側に返送する返送装置を備えている点にある。

〔作用及び効果〕
返送装置によって、逆浸透膜装置で膜濾過された透過水を、逆浸透膜装置の上流側に返送することで、逆浸透膜装置から洗浄装置に供給される洗浄水の量を調整することができるので、上述のように逆浸透膜装置の運転を停止させるような事態の発生を回避できるので、上述のように逆浸透膜装置の再起動時の新規水の供給が不要となる。返送装置としては、逆浸透膜装置の下流側と上流側を接続する配管と、当該配管に逆浸透膜装置で膜濾過された透過水を供給するポンプが例示できる。

本発明の第５特徴構成は、前記洗浄水循環供給装置は、前記洗浄装置に循環供給される洗浄水に殺菌剤を添加する殺菌剤添加装置と、前記逆浸透膜装置に供給される洗浄廃水に前記殺菌剤を中和する中和剤を添加する中和剤添加装置を備えている点にある。また、本発明の第６特徴構成は、前記洗浄水循環供給装置は、前記洗浄装置に循環供給される洗浄水に殺菌剤を添加する殺菌剤添加装置と、前記逆浸透膜装置に供給される洗浄廃水中の前記殺菌剤を吸着除去する活性炭処理装置を備えている点にある。

〔作用及び効果〕
逆浸透膜装置で膜濾過された透過水は、精密濾過膜や限外濾過膜を用いた膜濾過装置では除去できなかったような異物、例えば食品充填用容器の溶出物のような物質のみならず、洗浄廃水を殺菌するための殺菌成分までも除去されてしまう。殺菌剤添加装置によって、逆浸透膜を透過した透過水に殺菌剤を添加することで、透過水を微生物が増殖し難い洗浄水として再利用できる。殺菌剤としては、例えば次亜塩素酸ナトリウムが好ましく例示され、洗浄水に遊離残留塩素濃度が０．２ｐｐｍ〜１．０ｐｐｍになるように投入することで、洗浄水を水道水の水質基準（０．５±０．３ｐｐｍ）を満たす洗浄水として供給できる。

ところで、殺菌剤として、次亜塩素酸ナトリウムを使用する場合、逆浸透膜を構成するポリアミドが、殺菌のために添加した次亜塩素酸ナトリウム由来の塩素により酸化分解され、逆浸透膜の寿命を著しく縮められる虞がある。このような殺菌剤による弊害を防止するため、逆浸透膜の前段に中和剤添加装置を備えて、逆浸透膜装置に供給される洗浄廃水に前記殺菌剤を中和する中和剤、例えば、次亜塩素酸ナトリウムを中和できる亜硫酸水素ナトリウムを添加し、洗浄廃水に遊離残留する塩素を除去する。亜硫酸水素ナトリウムは、殺菌剤として添加される次亜塩素酸ナトリウムの濃度に応じて適量が添加される。

また、上述のような殺菌剤による弊害を防止するため、逆浸透膜の前段に活性炭処理装置を備えて、逆浸透膜装置に供給される洗浄廃水中の前記殺菌剤、例えば、次亜塩素酸ナトリウムを吸着除去する。

本発明の第７特徴構成は、前記洗浄水循環供給装置は、前記逆浸透膜装置に供給される洗浄廃水を加熱する加熱装置を備えるとともに、前記加熱装置によって洗浄廃水を加熱している際に、前記加熱された洗浄廃水を前記逆浸透膜装置に供給することなく前記洗浄装置に洗浄水として供給するバイパス装置を備えている点にある。

〔作用及び効果〕
洗浄装置、洗浄種循環供給装置等の各装置や、前記各装置間を接続する配管には、洗浄水に含まれる微生物に起因して経時的にスライム等が発生する虞がある。このようなスライム等の発生に対しては加熱殺菌が有効であるため、経路に加熱水を流すことが考えられる。しかし、逆浸透膜に加熱水を透過させると寿命を縮める虞がある。

加熱装置によって洗浄装置から排出された洗浄廃水を加熱し、当該加熱された洗浄廃水を洗浄装置に循環供給して各装置や配管を加熱殺菌する際に、バイパス装置によって加熱された洗浄廃水を、逆浸透膜装置に供給することなく迂回させることで、逆浸透膜の保護をすることができる。

本発明の第８特徴構成は、前記洗浄水循環供給装置は、前記軟水装置、または前記逆浸透膜装置に水質を検出する水質検出装置を備え、前記逆浸透膜装置は、透過水と分離された濃縮水の排出量を調整する排出量調整装置を備え、前記水質検出装置の検出値に基づいて前記排出量調整装置を制御する制御装置を備えている点にある。

〔作用及び効果〕
洗浄廃水に含まれている懸濁物質が、経時的に逆浸透膜に沈着し、逆浸透膜に目詰まりが発生し、この結果透過水量が低下するといった事態が生じる。このような、洗浄廃水中の懸濁物質による逆浸透膜の目詰まりを防止する手段として、洗浄廃水を逆浸透膜で膜濾過するときに透過水と分離された濃縮水を排水側に流すことで、排水するときの水撃で逆浸透膜の目詰まりの原因物質を除去する、いわゆるフラッシングが行われる。

逆浸透膜の目詰まりの指標として、水質検出装置によって軟水装置、または逆浸透膜装置に供給される水質を検出することで、逆浸透膜の目詰まりを検出して、所定の閾値以下に水質が悪化すると、排出量調整装置によって逆浸透膜装置からの濃縮水の排出量を調整することでフラッシングを効果的に行って、逆浸透膜の目詰まりを解消することができる。排出量調整装置としては、逆浸透膜装置からの濃縮水の排出経路に設置された濃縮水の排出量を調整するバルブと、当該バルブを制御する制御装置が例示できる。また、フラッシングに加えて、または替えて、水質検出装置が検出した水質に応じて、逆浸透膜を透過しない濃縮水の排出量を調整することができる。

食品充填用容器洗浄設備の概略図 加熱装置及びバイパス装置の説明図 返送装置の説明図 制御装置の説明図

以下に本発明の食品充填用容器洗浄設備の実施の形態を説明する。
図１に示すように、食品充填用容器洗浄設備１は、食品充填用容器１１を洗浄水ＲＷで洗浄する洗浄装置１０と、洗浄装置１０に洗浄水ＲＷを供給する洗浄水供給装置２０を備えている。洗浄水供給装置２０は、食品充填用容器洗浄設備１の系外から新規水ＮＷを供給する新規水供給装置６０と、洗浄装置１０から排出された洗浄廃水ＷＷを洗浄装置１０に洗浄水ＲＷとして循環供給する洗浄水循環供給装置３０を備えている。

洗浄装置１０は、食品充填用容器１１としての、ビール等の飲料を充填密封する金属缶（２ピース缶）のうちの、缶筒と缶底とを一体形成してある缶胴部の内外面を、飲料を充填する前に洗浄するもので、洗浄水ＲＷを前記缶胴部の内外面に向けて噴射させる洗浄用ノズル装置１２と、洗浄後の洗浄廃水ＷＷを集める集水パン１３とを備えている。なお、食品充填用容器１１とは、上述のような飲料を充填密封する金属缶に限らず、瓶や樹脂製容器等のその他の食品充填用容器であってもよい。

洗浄水循環供給装置３０は、洗浄装置１０から排出された洗浄廃水ＷＷを貯留する回収タンク３１、洗浄廃水ＷＷを軟水化する軟水装置３２、洗浄廃水ＷＷを加熱する加熱装置３３、洗浄廃水ＷＷを通過させ大きいゴミ等を取り除く前処理装置３４、洗浄廃水ＷＷに含まれる殺菌剤を中和する中和剤添加装置４８、前処理された洗浄廃水ＷＷを高圧力にする高圧ポンプ３５、高圧の洗浄廃水ＷＷを逆浸透膜で膜濾過して透過水を作る逆浸透膜装置３６、透過水ＦＷを貯留する透過水タンク３７、透過水ＦＷに殺菌剤を添加する殺菌剤添加装置４７、透過水ＦＷを洗浄水ＲＷとして洗浄装置１０に循環供給する循環ポンプ３８等を、洗浄水循環経路４０に沿ってこの順で備えている。

洗浄水循環供給装置３０は、前記各装置の他に洗浄水ＲＷや洗浄廃水ＷＷ等を送水するポンプや、配管中を流れる洗浄水ＲＷや洗浄廃水ＷＷ等の流量を調整するバルブや、配管中に含まれる異物を除去するストレーナ等を備え、これらが洗浄水循環経路４０に適宜設けられている。なお、軟水装置３２、加熱装置３３、前処理装置３４、高圧ポンプ３５の順は、これに限らず高圧ポンプ３５、加熱装置３３、軟水装置３２、前処理装置３４の順や、その他の順で配置してもよい。

洗浄水循環供給装置３０は、図４に示す制御装置７０によって各装置が制御される。制御装置７０は、ＣＰＵと、ＣＰＵにより実行される制御プログラム等が格納されたＲＯＭと、制御データを格納するＲＡＭと、周辺回路等とを備えて構成され、ＣＰＵが各制御プログラムを実行することにより、洗浄水循環供給装置３０の各装置を制御する。

以下、洗浄水循環供給装置３０について詳述する。
洗浄装置１０で食品充填用容器１１を洗浄した後の洗浄廃水ＷＷが集水パン１３に集水される。集水パン１３に集水された洗浄廃水ＷＷは、配管等を介して回収タンク３１に排出され、貯留される。

軟水装置３２は、例えばイオン交換樹脂で構成され、洗浄装置１０から排出された洗浄廃水ＷＷからカルシウムイオンやマグネシウムイオン等の硬度成分を除去して軟水化する。洗浄廃水ＷＷに硬度成分が含まれていると、逆浸透膜装置３６の逆浸透膜に洗浄廃水ＷＷに含まれた硬度成分に起因して析出したスケールによって詰まる虞がある。このように軟水装置３２を備えることで、逆浸透膜装置３６には軟水化された洗浄廃水ＷＷが供給されるので、硬度成分に起因するスケールによる詰まりの発生を未然に防止できる。

加熱装置３３は、高温蒸気で洗浄廃水ＷＷを加熱する熱交換器で構成されている。加熱装置３３は、食品充填用容器洗浄設備１の通常の洗浄運転時には洗浄廃水ＷＷを加熱しないが、食品充填用容器洗浄設備１のメンテナンス時には熱交換器に高温蒸気を供給して、洗浄廃水ＷＷを例えば８０℃程度に加熱する。この加熱された洗浄廃水ＷＷが洗浄水循環経路４０を循環することで、洗浄装置１０や、洗浄水循環供給装置３０等の各装置や、各装置間を接続する配管が加熱殺菌される。

ところで、逆浸透膜装置３６が備える逆浸透膜は、加熱された洗浄廃水ＷＷを透過させると寿命を縮める虞がある。そこで洗浄水循環供給装置３０は、バイパス装置４１を備えている。バイパス装置４１は、逆浸透膜装置３６の上流側、下流側に夫々接続される配管に夫々設けられた電動バルブ４２、４３と、電動バルブ４２より上流側の配管と、電動バルブ４３より下流側の配管を接続するバイパス管４４と、バイパス管４４の経路中に接続された電動バルブ４５で構成される。電動バルブ４２，４３，４５は、制御装置７０からの制御信号に基づいて開閉制御される。なお、電動バルブ４２，４３，４５に替えて、作業員が手動で開閉するバルブを用いてもよい。

制御装置７０（図４参照）は、食品充填用容器洗浄設備１のメンテナンス時に加熱装置３３を起動制御し、電動バルブ４２、４３に閉制御するとともに、電動バルブ４５を開制御する。すると、図２に示すように、加熱された洗浄廃水ＷＷは、バイパス管４４を経由して、逆浸透膜装置３６の下流側に供給される。このようにして、加熱された洗浄廃水ＷＷが逆浸透膜装置３６に供給されることが回避され、逆浸透膜の保護がされる。

前処理装置３４は、孔径が数μｍ〜０．１μｍの精密濾過膜（ＭＦ）領域や、孔径が０．００１μｍ〜０．０１μｍの限外濾過膜（ＵＦ膜）領域の分離膜の膜モジュールを備え、洗浄廃水ＷＷ中に含まれる夾雑物を除去する前処理を行って、逆浸透膜装置３６の逆浸透膜を保護する。

高圧ポンプ３５は、前処理された洗浄廃水ＷＷを高圧力にし、逆浸透膜装置３６に供給する。制御装置７０（図４参照）は運転周波数信号をインバータに送信し、当該インバータは高圧ポンプ３５の電動機の回転数を制御し、高圧ポンプ３５の吐出圧力が可変制御される。

逆浸透膜装置３６は、孔径が０．０００３μｍｍ以下の逆浸透膜（ＲＯ膜）領域の分離膜の膜モジュールを備えた外圧濾過式の膜濾過装置で構成されている。高圧ポンプ３５によって逆浸透膜装置３６の逆浸透膜の表面の洗浄廃水ＷＷに浸透圧の差以上の圧力がかけられると、逆浸透膜の裏面に透過水ＦＷが透過する。逆浸透膜を透過できない溶存物質やゴミや汚れ物質等の懸濁物質が濃縮された濃縮水ＣＷは逆浸透膜装置３６から排出される。

逆浸透膜装置３６の濃縮水ＣＷの排出経路には排出量調整装置としての電動バルブ３９が設置されている。制御装置７０（図４参照）が電動バルブ３９の開閉を制御することで、濃縮水ＣＷの排出量が調整される。なお、電動バルブ３９に替えて、作業員が手動で開閉するバルブで排出量調整装置を構成してもよい。

ところで、食品充填用容器洗浄設備１の運転中に、洗浄廃水ＷＷに含まれている懸濁物質が、経時的に逆浸透膜装置３６の逆浸透膜に沈着し、逆浸透膜に目詰まりが発生し、この結果透過水量が低下するといった事態が生じることがある。このような逆浸透膜の詰まりの発生を回避するために、洗浄水循環供給装置３０は、軟水装置３２、逆浸透膜装置３６に水質を検出する水質検出装置５０を備えている。

水質検出装置５０は、軟水装置３２に供給される洗浄廃水ＷＷの濁度や有機物を検出する濁度センサ５０ａ、逆浸透膜装置３６に供給される洗浄廃水ＷＷの給水品質を検出する給水品質センサ５０ｂの何れかまたは両方で構成されている。つまり、軟水装置３２に水質検出装置５０を備えるとは、軟水装置３２に供給される洗浄廃水ＷＷの濁度や有機物を検出できる位置に濁度センサ５０ａを備えることをいい、逆浸透膜装置３６に水質検出装置５０を備えるとは、逆浸透膜装置３６に供給される洗浄廃水ＷＷの給水品質を検出できる位置に給水品質センサ５０ｂを備えることをいう。なお、濁度センサは、濁度計、吸光光度計、ｐＨ計、全有機炭素計等公知のセンサで構成することができ、給水品質センサは、導電率計等の公知のセンサで構成することができる。

制御装置７０（図４参照）は、水質検出装置５０から送信された水質の検出値が所定の水質閾値以下である、つまり、水質が良くないことを検出すると、逆浸透膜に目詰まりが発生しやすい状況であると判断して、前記排出量調整装置、つまり、濃縮水ＣＷの排出経路に備えた電動バルブ３９の開度が大きくなるように制御して、濃縮水ＣＷの排出量を増加させてフラッシングを行う。なお、フラッシングとは、洗浄廃水ＷＷを逆浸透膜で膜濾過するときに透過水ＦＷと分離された濃縮水ＣＷを排水側に流し、または排水量を急激に増加させて、排水するときの水撃で逆浸透膜の目詰まりの原因物質を除去する手段をいう。

なお、水質検出装置５０は、水質の検出値と、所定の水質閾値とを比較して、フラッシングの必要、不要を判断する構成に限らず、例えば、制御装置７０に備えたタイマがカウントアップすると、フラッシングを行うように構成してもよい。また、逆浸透膜部の上流側及び下流側に備えられた圧力センサ（図示せず）からの検知信号に基づいて膜間差圧を求めるとともに、当該求めた膜間差圧と膜間差圧の初期値との比較を行って、逆浸透膜の詰まりや劣化の判断を行って、フラッシングの必要、不要を判断してもよい。

逆浸透膜装置３６で膜濾過された透過水ＦＷは、一旦透過水タンク３７に貯留され、循環ポンプ３８によって適宜洗浄装置１０に洗浄水ＲＷとして供給される。食品充填用容器１１の洗浄を連続して行うためには、安定的な洗浄水ＲＷの供給が行われる必要があるため、洗浄装置１０で使用される洗浄水ＲＷより多くの透過水ＦＷが逆浸透膜装置３６によって作られる。従って、透過水ＦＷの貯留量の方が使用量より多いため透過水タンク３７の水位は経時的に増加する。

透過水ＦＷの透過水タンク３７の満水やオーバーフローを防止するためには、逆浸透膜装置３６の運転を停止することが考えられる。これにより、新たな透過水ＦＷの供給は停止されるが、一旦停止した逆浸透膜装置３６を再起動する際には、洗浄装置１０から排出される洗浄廃水ＷＷを利用して透過水ＦＷの水質維持や、逆浸透膜の保護のためフラッシングが必要となる。フラッシングでは、多量の洗浄廃水ＷＷが洗浄水循環供給装置３０の系外に排出されてしまうので、洗浄水循環供給装置３０の系内に多量の新規水を供給することが必要となってしまう。

そこで、洗浄水循環供給装置３０は、透過水タンク３７から洗浄装置１０へ至る経路に、洗浄装置１０に循環供給される洗浄水ＲＷの供給量を調整する供給量調整装置としての電動バルブ５１を備えている。制御装置７０（図４参照）が電動バルブ５１の開閉を制御することで、洗浄装置１０へ供給される洗浄水ＲＷの流量を調整する。なお、電動バルブ５１に替えて、作業員が手動で開閉するバルブで供給量調整装置を構成してもよい。

制御装置７０が、電動バルブ５１を開制御して、洗浄装置１０に供給される洗浄水ＲＷの供給量を増加させると、透過水タンク３７に貯留された透過水ＦＷの水位は低下するので、満水やオーバーフローが防止され、洗浄装置１０に供給される洗浄水ＲＷの供給量を減少させると、透過水タンク３７に貯留された透過水ＦＷが空になることを防止できる。このように、供給量調整装置（電動バルブ５１）によって洗浄装置１０に供給される洗浄水ＲＷの供給量を調整することで、透過水タンク３７に貯留される透過水ＦＷの水位が調整され、逆浸透膜装置３６の運転を停止させるような事態の発生を回避することができ、逆浸透膜装置３６の再起動時の洗浄水循環供給装置３０の系内への新規水の供給を削減できる。

なお、透過水タンク３７の水位は、透過水タンク３７に設置した水位センサ５５で直接求めてもよいし、透過水タンク３７から洗浄装置１０に供給される洗浄水ＲＷの流量を検知する流量センサ（図示せず）の検出値と、逆浸透膜装置３６で膜濾過された透過水ＦＷの流量を検知する流量センサ（図示せず）の検出値との差から間接的に水位を求めるように構成してもよい。

また、上述のような透過水タンク３７に貯留される透過水ＦＷの水位の調整は、逆浸透膜装置３６に供給される洗浄廃水ＷＷの圧力を調整する圧力調整装置５２によっても実現される。

圧力調整装置５２は、圧力ポンプ３５、圧力ポンプ３５の電動機の回転数を可変するインバータと、前記インバータに運転周波数信号を送信する制御装置７０（図４参照）で構成される。圧力調整装置５２によって、逆浸透膜装置３６に供給される洗浄廃水ＷＷの供給圧力を減少させると、逆浸透膜装置３６で作られる透過水ＦＷの量が低下し、逆に逆浸透膜装置３６に供給される洗浄廃水ＷＷの供給圧力を増加させると、逆浸透膜装置３６で作られる透過水ＦＷの量が増加する。

このように、圧力調整装置５２によって逆浸透膜装置３６に供給される洗浄廃水ＷＷの供給圧力を調整することで、逆浸透膜装置３６で作られる透過水ＦＷの量が調整され、透過水タンク３７に貯留される透過水ＦＷの水位が調整され、上述のように逆浸透膜装置３６の運転を停止させるような事態の発生を回避することができ、逆浸透膜装置３６の再起動時の洗浄水循環供給装置３０の系内への新規水の供給を削減できる。

さらに、上述のような透過水タンク３７に貯留される透過水の水位の調整は、逆浸透膜装置３６で膜濾過された透過水ＦＷ、つまり洗浄装置１０に循環供給される洗浄水ＲＷの少なくとも一部を、逆浸透膜装置３６の上流側に返送する返送装置５３によっても実現される。

返送装置５３は、逆浸透膜装置３６の下流側と上流側を接続する配管５４と、配管５４に設けられた逆浸透膜装置３６で膜濾過された透過水ＦＷを供給するポンプやバルブ（図示せず）で構成される。

図３に示すように、返送装置５３によって、逆浸透膜装置３６で膜濾過された透過水ＦＷを、逆浸透膜装置３６の上流側に返送することで、逆浸透膜装置３６から洗浄装置１０に供給される洗浄水ＲＷの量を調整することができる。つまり、供給量調整装置（電動バルブ５１）によって洗浄装置１０に供給される洗浄水ＲＷの量を調整したり、圧力調整装置５２によって逆浸透膜装置３６で作られる透過水ＦＷの量を調整したりすることなく、透過水タンク３７に貯留される透過水ＦＷの水位が調整できるので、上述のように逆浸透膜装置３６の運転を停止させるような事態の発生を回避することができ、逆浸透膜装置３６の再起動時の洗浄水循環供給装置３０の系内への新規水の供給を削減できる。

また、返送装置５３によると、逆浸透膜装置３６で膜濾過された透過水ＦＷが、洗浄装置１０から供給される洗浄廃水ＷＷとともに再度逆浸透膜装置３６に供給される。このとき洗浄廃水ＷＷは透過水ＦＷによって、その濃度が薄められるので、逆浸透膜装置３６の逆浸透膜に対する負荷が低減でき、逆浸透膜の寿命の長期化が図れ、また、フラッシングの頻度を抑制でき、洗浄水循環供給装置３０の系内への新規水の供給を削減できる。

なお、供給量調整装置（電動バルブ５１）、圧力調整装置５２、及び返送装置５３は、何れか一つを選択的に用いてもよいし、何れか、またはすべてを組み合わせ用いてもよい。また、供給量調整装置（電動バルブ５１）、圧力調整装置５２、及び返送装置５３の制御と、排出量調整装置（電動バルブ３９）の制御を連動させることで、洗浄水ＲＷの洗浄装置１０への供給量を維持したまま、フラッシングを行うこともできる。

通常、フラッシングを行うときには、排出量調整装置（電動バルブ３９）によって、逆浸透膜装置３６から排出される濃縮水ＣＷの量が増えるように制御される。すると、逆浸透膜装置３６で作られる透過水ＦＷの量、つまり洗浄装置１０へ供給すべき洗浄水ＲＷの量が減るが、供給量調整装置（電動バルブ５１）を制御して洗浄装置１０へ供給される洗浄水ＲＷの量を増やしたり、圧力調整装置５２を制御して透過水ＦＷの量を増やしたり、返送装置５３を制御して逆浸透膜装置３６の下流側から上流側へ返送される透過水ＦＷの量を減らすことによって、洗浄装置１０へ供給される洗浄水ＲＷの量の維持をすることができる。これにより洗浄装置１０は安定的に食品充填用容器１１の洗浄を継続することができる。これは逆浸透膜装置３６で膜濾過された透過水を一旦貯留する透過水タンク３７を備えていない場合に特に有効である。

逆浸透膜装置３６で膜濾過された透過水ＦＷは、精密濾過膜や限外濾過膜を用いた膜濾過装置では除去できなかったような異物、例えば食品充填用容器１１の溶出物のような物質を除去できる点で好ましいが、逆浸透膜装置３６で作られる透過水ＦＷから、洗浄廃水ＷＷを殺菌するための殺菌成分までも除去されてしまう。

そこで洗浄水循環供給装置３０は、逆浸透膜装置３６と透過水貯留タンク３７との間の配管に、当該配管を通過する透過水ＦＷに殺菌剤を添加する殺菌剤添加装置４７を備えている。

殺菌剤添加装置４７は、透過水ＦＷ中に殺菌剤として酸化剤、例えば、次亜塩素酸ナトリウムを遊離残留塩素濃度が０．２ｐｐｍ〜１．０ｐｐｍになるように投入するもので、通常は、水道水の水質基準である０．５±０．３ｐｐｍになるように投入する。

このように、殺菌剤添加装置４７によって、逆浸透膜を透過した透過水ＦＷに殺菌剤が添加されるので、透過水ＦＷを微生物が増殖し難い洗浄水ＲＷとして再利用できる。ところで、逆浸透膜は全芳香族ポリアミド製スパイラル膜で構成されている。従って、殺菌のために添加した次亜塩素酸ナトリウム由来の塩素が、逆浸透膜を構成するポリアミドが酸化分解され、逆浸透膜の寿命を著しく縮めてしまう虞がある。

そこで、洗浄水循環供給装置３０は、さらに前処理装置３４と逆浸透膜装置３６との間の配管に、当該配管を通過する洗浄廃水ＷＷに含まれる殺菌剤を中和する中和剤を添加する中和剤添加装置４８を備えている。中和剤添加装置４８は、洗浄廃水ＷＷ中に中和剤として還元剤、例えば、前記次亜塩素酸ナトリウムを中和できる亜硫酸水素ナトリウムを添加し、洗浄廃水ＷＷ中に遊離残留する塩素を除去するものである。亜硫酸水素ナトリウムは、殺菌剤として添加される次亜塩素酸ナトリウムの濃度に応じて適量が添加される。

また、中和剤添加装置４８に替えて、当該配管を通過する洗浄廃水ＷＷに含まれる殺菌剤を吸着除去する活性炭処理装置（不図示）を用いてもよい。この活性炭処理装置は、洗浄廃水ＷＷ中の殺菌剤、例えば、次亜塩素酸ナトリウムを活性炭で吸着除去するためのものである。次亜塩素酸ナトリウムを活性炭で吸着して除去することにより、逆浸透膜の濾過能力の早期劣化を防止することができる。

バイパス装置４１は、中和剤添加装置４８の上流側の洗浄廃水ＷＷを、殺菌剤添加装置４７の下流側に供給することで、中和剤と殺菌剤の無駄な添加を回避している。また、返送装置５３は、逆浸透膜装置３６と殺菌剤添加装置４７の間の透過水ＦＷを、中和剤添加装置４８と逆浸透膜装置３６の間に返送するように構成することで、殺菌剤と中和剤の無駄な添加を回避している。

なお、バイパス装置４１及び返送装置５３の構成はこれに限らない。例えば、返送装置５３は、殺菌剤添加装置４７の下流側の透過水ＦＷを、中和剤添加装置４８の上流側に返送する返送するように構成してもよいし、バイパス装置４１は、中和剤添加装置４８と逆浸透膜装置３６の間の洗浄廃水ＷＷを、逆浸透膜装置３６と殺菌剤添加装置４７の間に供給してもよい。

さらに、バイパス装置４１の配管４４と、返送装置５３の配管を兼用してもよい。通常時は、当該配管は返送装置５３の配管として使用でき、食品充填用容器洗浄設備１のメンテナンス時には、加熱装置３３によって加熱された洗浄排水ＷＷを逆浸透膜装置３６を迂回させるバイパス装置４１の配管として使用できる。

中和剤添加装置４８と殺菌剤添加装置４７による中和剤、殺菌剤の添加は、洗浄水循環供給装置３０の運転中は常時行うように構成してもよいし、例えば洗浄水の水質の程度に応じて必要なときに適宜行うように構成してもよい。

食品充填用容器洗浄設備１の運転時には、洗浄装置１０で洗浄される食品充填用容器１１とともに、その表面に付着した洗浄水ＲＷが系外に排出される。また、フラッシングによっても逆浸透膜装置３６から系外に濃縮水ＣＷが排出される。

また、洗浄廃水ＷＷが汚くなった場合や、加熱装置３３によって加熱された洗浄廃水ＷＷによって、洗浄水循環経路４０に備えられた洗浄水循環供給装置３０等の各装置や、各装置間を接続する配管を加熱殺菌した際に、加熱された洗浄廃水ＷＷを冷やすのに時間がかかるため、このような場合は、回収タンク３１から洗浄排水ＷＷが系外に排出される。緊急時に、新規水供給経路６０によって供給した多量の新規水ＮＷによって食品充填用容器１１の洗浄を行った場合は、逆浸透膜装置３６への負荷を低減するために、洗浄排水ＷＷが回収タンク３１から系外に排出される。満水やオーバーフロー防止のためや、殺菌剤添加装置４７によって添加された透過水ＦＷに含まれる殺菌剤の濃度が所定の濃度より高すぎる場合に、透過水ＦＷが透過水タンク３７から系外に排出される。逆浸透膜装置３６の逆浸透膜を透過しない濃縮水ＣＷが逆浸透膜装置３６から排出される。このように、食品充填用容器洗浄設備１の運転時には、様々な原因によって、その系内を循環する洗浄水ＲＷの量は経時的に減少していくことになる。

新規水供給装置６０は、このような洗浄廃水ＷＷ、洗浄水ＲＷ、濃縮水ＣＷの排出による系内の洗浄水ＲＷの不足分を補うために新規水ＮＷを供給する。なお、新規水ＮＷとは、水道水等適当な前処理がされた水や自然水をいう。新規水ＮＷは、洗浄装置１０に洗浄水ＲＷとして供給して、浄水供給装置２０の洗浄水循環供給装置３０から供給された洗浄水ＲＷで食品充填用容器１１を洗浄した後にファイナルリンスを行うようにしてもよいし、回収タンク３１や、透過水タンク３７に供給する構成であってもよい。新規水ＮＷの供給量は、回収タンク３１や透過水タンク３７の水位や、洗浄水循環供給装置３０を流れる洗浄廃水ＷＷや洗浄水ＲＷの量に基づいて制御される構成であってもよく、前記水位によらずに定量が供給される構成であってもよい。

このように新規水供給装置６０を備える場合、洗浄装置１０と逆浸透膜装置３６の間に設置した軟水装置３２に加えて、新規水供給装置６０に軟水装置３２を備え、洗浄装置１０や、回収タンク３１に供給される新規水ＮＷを軟水化するようにしてもよい。新規水供給装置６０に備えた軟水装置３２を経由することなく透過水タンク３７に新規水ＮＷが供給するように構成されていても、洗浄装置１０と逆浸透膜装置３６の間に備えられた軟水装置３２によって、逆浸透膜装置３６に供給される洗浄廃水ＷＷは軟水化される。新規水供給装置６０に備えた軟水装置３２を経由することなく透過水タンク３７等の洗浄水循環供給装置３０に新規水ＮＷが供給される経路がない場合は、軟水装置３２は、新規水供給装置６０、または洗浄装置１０と逆浸透膜装置３６の間にのみ備えればよい。何れにせよ、軟水装置３２で軟水化されていな洗浄廃水ＷＷが逆浸透膜装置３６に供給されることがないように構成すればよい。

洗浄装置１０に供給される洗浄水ＲＷとは、透過水タンク３７から洗浄装置１０に循環供給される逆浸透膜装置３６の透過水ＦＷと、新規水供給装置６０によって洗浄装置１０に供給される新規水ＮＷをいう。さらに、軟水装置３２によって軟水化された洗浄廃水ＷＷとは、洗浄装置１０から排出された洗浄廃水ＷＷであって、洗浄装置１０と逆浸透膜装置３６の間に設置された軟水装置３２によって軟水化された洗浄廃水ＷＷと、新規水供給経路６０に設置された軟水装置３２によって軟水化された食品充填用容器洗浄設備１の系外からの新規水ＮＷが洗浄装置１０で使用された後の洗浄廃水ＷＷをいう。

上述した実施形態は、何れも本発明の一例であり、該記載により本発明が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能であることはいうまでもない。

１０：洗浄装置
１１：食品充填用容器
２０：洗浄水供給装置
３０：洗浄水循環供給装置
３２：軟水装置
３３：加熱装置
３４：前処理装置
３６：逆浸透膜装置
３９：排出量調整装置（電動バルブ）
４１：バイパス装置
４７：殺菌剤添加装置
４８：中和剤添加装置
５０：水質検出装置
５１：供給量調整装置（電動バルブ）
５２：圧力調整装置
５３：返送装置
ＲＷ：洗浄水
ＷＷ：洗浄廃水
ＣＷ：濃縮水

Claims (8)

1. 食品充填用容器を洗浄水で洗浄する洗浄装置と、
   前記洗浄装置に洗浄水を供給する洗浄水供給装置を備えている食品充填用容器洗浄設備であって、
   前記洗浄水供給装置は、前記洗浄装置に供給される洗浄水または前記洗浄装置から排出された洗浄廃水を軟水化する軟水装置と、
   前記洗浄装置から排出された洗浄廃水を前記洗浄装置に洗浄水として循環供給する洗浄水循環供給装置を備え、
   前記洗浄水循環供給装置は、前記軟水装置によって軟水化された洗浄廃水を膜濾過して前記洗浄装置に循環供給するための洗浄水にする逆浸透膜装置を備えている食品充填用容器洗浄設備。
2. 前記洗浄水循環供給装置は、前記洗浄装置に循環供給される洗浄水の供給量を調整する供給量調整装置を備えている請求項１記載の食品充填用容器洗浄設備。
3. 前記洗浄水循環供給装置は、前記逆浸透膜装置に供給される洗浄廃水の圧力を調整する圧力調整装置を備えている請求項１または２記載の食品充填用容器洗浄設備。
4. 前記洗浄水循環供給装置は、前記洗浄装置に循環供給される洗浄水の少なくとも一部を、前記逆浸透膜装置の上流側に返送する返送装置を備えている請求項１から３の何れかに記載の食品充填用容器洗浄設備。
5. 前記洗浄水循環供給装置は、前記洗浄装置に循環供給される洗浄水に殺菌剤を添加する殺菌剤添加装置と、前記逆浸透膜装置に供給される洗浄廃水に前記殺菌剤を中和する中和剤を添加する中和剤添加装置を備えている請求項１から４の何れかに記載の食品充填用容器洗浄設備。
6. 前記洗浄水循環供給装置は、前記洗浄装置に循環供給される洗浄水に殺菌剤を添加する殺菌剤添加装置と、前記逆浸透膜装置に供給される洗浄廃水中の前記殺菌剤を吸着除去する活性炭処理装置を備えている請求項１から４の何れかに記載の食品充填用容器洗浄設備。
7. 前記洗浄水循環供給装置は、前記逆浸透膜装置に供給される洗浄廃水を加熱する加熱装置を備えるとともに、前記加熱装置によって洗浄廃水を加熱している際に、前記加熱された洗浄廃水を前記逆浸透膜装置に供給することなく前記洗浄装置に洗浄水として供給するバイパス装置を備えている請求項１から６の何れかに記載の食品充填用容器洗浄設備。
8. 前記洗浄水循環供給装置は、前記軟水装置、または前記逆浸透膜装置に水質を検出する水質検出装置を備え、
   前記逆浸透膜装置は、透過水と分離された濃縮水の排出量を調整する排出量調整装置を備え、
   前記水質検出装置の検出値に基づいて前記排出量調整装置を制御する制御装置を備えている請求項１から７の何れかに記載の食品充填用容器洗浄設備。

Images