JP2016209850A - Organic material decomposition apparatus and organic material decomposition method - Google Patents
Organic material decomposition apparatus and organic material decomposition method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016209850A JP2016209850A JP2015098510A JP2015098510A JP2016209850A JP 2016209850 A JP2016209850 A JP 2016209850A JP 2015098510 A JP2015098510 A JP 2015098510A JP 2015098510 A JP2015098510 A JP 2015098510A JP 2016209850 A JP2016209850 A JP 2016209850A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cleaning liquid
- cleaned
- cleaning
- liquid
- ozone
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
- B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/20—Treatment of water, waste water, or sewage by degassing, i.e. liberation of dissolved gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/78—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with ozone
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
- B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
- B08B3/08—Cleaning involving contact with liquid the liquid having chemical or dissolving effect
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
Abstract
Description
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。 The present invention relates to an organic matter decomposing apparatus and an organic matter decomposing method used for stationary cleaning of a liquid product manufacturing facility.
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。 Manufacturing equipment for liquid products including beverages includes equipment such as pipes, tanks, and pumps. Such a cleaning method for manufacturing equipment is roughly classified into disassembly cleaning (Cleaning Out Place; COP) and stationary cleaning (Cleaning In Place; CIP). In the disassembly cleaning, the manufacturing equipment is disassembled, and cleaning is performed mainly on hand washing for each part. On the other hand, in the stationary cleaning, the cleaning is performed by automatically passing the cleaning liquid through the manufacturing line without disassembling the manufacturing equipment.
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。 In-place cleaning is a cleaning method that does not involve disassembly of manufacturing equipment, so it is suitable for ensuring the reliability and safety of cleaning operations compared to disassembly cleaning, and it can also shorten the cleaning time. Yes. Therefore, as a cleaning method for manufacturing equipment for liquid products, stationary cleaning that contributes to improving the operating efficiency of the manufacturing equipment is the mainstream. In-place cleaning is generally performed by circulating and supplying a cleaning liquid to a production line by a stationary cleaning apparatus provided in a manufacturing facility.
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。 In stationary cleaning of liquid product manufacturing facilities, alkaline cleaning liquids for decomposing organic substances such as proteins and carbohydrates, acidic cleaning liquids for removing inorganic substances such as inorganic salts, surfactants and disinfectants are used. It is often done. Also, fresh water is often used for pre-cleaning and rinsing purposes. These cleaning liquids are heated to a hot water region or higher and then passed through a production line to improve cleaning efficiency and sterilization. Since the circulating supply of the cleaning liquid is performed for a long time, the total amount of the cleaning liquid and the amount of heat consumed for the heating have reached a level that cannot be neglected.
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。 Usually, seal members such as gaskets and packings are interposed in pipes, tanks, and connecting parts of equipment such as pumps provided in a liquid product manufacturing facility. When fragrance | flavor etc. are used in manufacture of a liquid product, it is known that the fragrance | flavor component contained in a fragrance | flavor will adhere to the surface of a sealing member, or osmose | permeate to the deep part of a sealing member. The flavoring of the aromatic component thus generated is remarkable in a seal member made of ethylene / propylene / diene rubber (EPDM), nitrile rubber (NBR), silicon rubber or the like.
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。 It is difficult to remove the fragrance component scented on the seal member in a short time even by alkali cleaning or acid cleaning. If a fragrance component remains in the seal member or the like, it continues to elute even after the product is switched on the production line, and shifts to another product to cause a problem of scent transfer. Conventionally, deodorization cleaning for the purpose of deodorizing a production line has been performed as a countermeasure for such a problem. Deodorizing cleaning is performed in conjunction with alkali cleaning and acid cleaning, and a large amount of hot water is consumed by performing deodorizing cleaning, and the time required for stationary cleaning is prolonged.
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)。
Conventionally, a technique using ozone water for deodorizing and cleaning has been studied. For example,
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。
In the technology disclosed in
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、水分や有機物の存在下で早期に分解してしまい、被洗浄設備の終端側にまでは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。 However, in the method of supplying ozone mixed water to the equipment to be cleaned that is to be fixedly cleaned, ozone cannot sufficiently contribute to the decomposition of the aroma components. This is because the ozone supplied to the equipment to be cleaned is decomposed at an early stage in the presence of moisture and organic matter, and it is difficult to reach the terminal side of the equipment to be cleaned. In general, from the viewpoint of increasing the decomposition rate of aromatic components by ozone, it is desirable that the temperature of the ozone solution is high. However, when the liquid temperature is high, ozone decomposes before reaching the presence of the fragrance component, and therefore hardly contributes to the decomposition of the fragrance component. Further, it is known that the solubility of ozone decreases as the liquid temperature increases. Therefore, even if an attempt is made to deodorize the entire equipment to be cleaned including the terminal side, it is difficult to decompose the aroma component with ozone in a state where both an appropriate decomposition rate and an appropriate dissolved concentration are achieved.
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。 Further, in the method of supplying the ozone-mixed water to the equipment to be cleaned, the ozone supplied into the equipment to be cleaned is decomposed into molecular oxygen having a low solubility, and bubbles are generated inside the pipe or the like. If a large amount of such bubbles accumulates, an air pocket is formed inside the piping or the like, and there is a possibility that a location where the cleaning liquid is difficult to reach locally occurs. That is, due to such a situation, the aroma component removability of the equipment to be cleaned is deteriorated.
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。 Further, in the method of supplying the ozone mixed water to the equipment to be cleaned, the supplied ozone and the aromatic component eluted from the seal member react exclusively in the equipment to be cleaned. In a to-be-cleaned facility in which the reaction atmosphere is not managed, the reaction efficiency between ozone and fragrance components is poor, and the efficiency of the chain reaction that starts when ozone self-decomposes becomes low. In particular, the hydroxyl radical generated by this chain reaction is not effectively used for the decomposition of the aromatic component.
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し得るため、オゾンの生成に要した動力が浪費されることにもなり効率的ではない。 As described above, in the method of supplying the ozone-mixed water to the equipment to be cleaned, the deodorization efficiency by ozone hardly reaches the required level even though power is consumed for generating ozone. Therefore, it becomes necessary to continue the circulation supply of ozone mixed water for a long time until the fragrance component in the equipment to be cleaned is sufficiently decomposed. As a result, the time required for stationary cleaning becomes longer, and the amount of heat required for heating the ozone mixed water also increases. Moreover, since the fragrance component which was not decomposed | disassembled appropriately by ozone can be circulated and supplied to the to-be-cleaned equipment and re-scented, the motive power required for the production | generation of ozone will be wasted and it is not efficient.
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。 Then, an object of this invention is to provide the organic substance decomposition | disassembly apparatus and organic substance decomposition | disassembly method which can deodorize efficiently the manufacturing equipment of a liquid product.
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、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た洗浄液を回収する回収管と、回収された前記洗浄液にオゾンガスを供給するオゾンガス供給手段と、供給された前記オゾンガスと前記洗浄液とを気液混合して圧送する圧送手段と、圧送された前記オゾンガスと前記洗浄液とを加圧状態に保持し、前記オゾンガスによって前記洗浄液に含まれている有機物の分解を行う反応部と、有機物が分解された前記洗浄液の気液分離を行う脱気部とを備え、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。 In order to solve the above problems, an organic matter decomposing apparatus according to the present invention includes a supply pipe for supplying a cleaning liquid to a facility to be cleaned, a recovery pipe for recovering the cleaning liquid for cleaning the cleaning equipment, and ozone gas in the recovered cleaning liquid. The ozone gas supply means for supplying the pressure, the pressure feeding means for gas-liquid mixing and feeding the supplied ozone gas and the cleaning liquid, the pressurized ozone gas and the cleaning liquid are maintained in a pressurized state, and the ozone gas causes the A reaction section for decomposing organic substances contained in the cleaning liquid; and a degassing section for performing gas-liquid separation of the cleaning liquid from which the organic substances have been decomposed. It is characterized by being re-supplied to the equipment.
また、本発明に係る有機物分解方法は、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供給し、加圧状態の下で前記オゾンガスを前記洗浄液に溶解させて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気液分離を行う工程と、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んでなることを特徴とする。 In addition, the organic matter decomposition method according to the present invention includes a step of supplying a cleaning liquid to a facility to be cleaned for cleaning, a step of recovering the cleaning liquid for cleaning the target facility, and supplying ozone gas to the recovered cleaning liquid, A step of dissolving the ozone gas in the cleaning liquid under pressure and decomposing the organic matter contained in the cleaning liquid, performing a gas-liquid separation of the cleaning liquid in which the organic matter has been decomposed, and decomposing the organic matter And a step of re-supplying the degassed cleaning liquid to the equipment to be cleaned.
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。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the organic substance decomposition | disassembly apparatus and organic substance decomposition | disassembly method which can deodorize efficiently the manufacturing equipment of a liquid product can be provided.
以下、本発明の一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。 Hereinafter, an organic matter decomposition apparatus and an organic matter decomposition method according to an embodiment of the present invention will be described.
図1は、本発明の一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、本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、オゾンガス供給手段10と、気液混合ポンプ(圧送手段)20と、反応管(反応部)130と、脱気装置(脱気部)50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。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an organic matter decomposing apparatus according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, an organic
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。
As shown in FIG. 1, the organic
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。 In the liquid material flow path (cleaned flow path p), all or part of various processes such as raw material preparation, extraction, heating, cooling, degassing, gas injection, sterilization, and filling are performed in the manufacture of liquid products. Implemented inline. For this reason, the flow path (cleaned flow path p) is provided with devices such as a pump, a valve, a heat exchanger, a measuring instrument, and a filter so as to be in contact with the liquid material to be handled. In the stationary cleaning, the cleaning object is cleaned by passing the cleaning liquid through the cleaning channel p of the cleaning facility F.
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。
As shown in FIG. 1, the switching valve V1 is connected to the inlet of the to-be-cleaned flow path p which the to-be-cleaned equipment F has via the pipe line. A
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。
The
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。 For example, an alkaline cleaning liquid containing sodium hydroxide, sodium hypochlorite, a surfactant and the like is supplied to the equipment F to be cleaned, and an acidic cleaning liquid containing nitric acid, a surfactant and the like is supplied for the acid cleaning. Supplied. In addition, for sterilization, a cleaning liquid for sterilization such as sodium hypochlorite is supplied, and before rinsing performed before alkali cleaning or acid cleaning, or during rinsing between and after these cleanings, Supply of fresh water substantially free of salt and metals is performed.
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。
The
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。
The
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。 In a liquid product manufacturing facility (cleaned facility F), a fragrance may be used in manufacturing a liquid product. The fragrance contains various organic substances such as hydrocarbons, esters, ketones, aromatics, fatty acids, aldehydes, alcohols and ethers as fragrance components. As the aromatic component, compounds of various elemental compositions such as sulfur-containing compounds and nitrogen-containing compounds can be used in addition to hydrocarbon compounds such as terpene compounds. In addition, the types of interatomic bonds, the degree of volatility, and the like are diverse.
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。 On the other hand, sealing members such as gaskets and packings are usually interposed in connecting portions of equipment such as piping, tanks, and pumps provided in the manufacturing facility (cleaned facility F). Such a sealing member is generally made of ethylene / propylene / diene rubber (EPDM), nitrile rubber (NBR), silicon rubber or the like. The sealing member of such a material has the property that the fragrance component (organic substance) contained in the fragrance is easily scented.
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。 Therefore, when a liquid product or semi-finished product to which a fragrance is added is handled in the liquid flow path (cleaned flow path p) of the manufacturing equipment (cleaned equipment F), various aroma components are sealed. It adheres firmly to the surface of the member or penetrates to the deep part of the seal member. In this way, the aromatic component scented on the sealing member often remains in the deep part of the sealing member even after the alkaline cleaning liquid or acidic cleaning liquid is circulated and supplied to the equipment F to be cleaned.
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。
Therefore, deodorizing and cleaning for the purpose of deodorizing the fragrance component is performed on such a liquid product manufacturing facility (cleaned facility F). Specifically, the cleaning liquid is circulated between the organic
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。 The cleaning solution preferably used in the deodorizing cleaning is a cleaning solution in a warm water region of 50 ° C. or more and less than 60 ° C., or a cleaning solution in a hot water region of 60 ° C. or more. The liquid temperature of the cleaning liquid may be 80 ° C. or higher, or 90 ° C. or higher. The cleaning liquid is preferably fresh water substantially free of salt or metals, but may be tap water or the like. By passing a high-temperature cleaning liquid through the equipment F to be cleaned, the solubility of the fragrance component is increased and the diffusion rate of the fragrance component penetrating into the deep portion is improved, and the time for diffusing in the seal member is shortened. Therefore, the fragrance component permeating the seal member is easily eluted into the cleaning liquid, and efficient deodorization cleaning is performed without increasing the required time. Moreover, if it is high temperature fresh water or tap water, there will be little damage to a sealing member.
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、気液混合ポンプ20に接続されており、気液混合ポンプ20から反応管130と脱気装置50とを経て供給管120に至る流路が連なっている。
The
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、脱気装置50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。
The
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の再加熱には、多大な加熱経費を要する。 The concentration of the aroma component in the cleaning liquid gradually increases as the cleaning liquid is repeatedly supplied to the equipment F to be cleaned. As a result, the eluted fragrance component reattaches to the seal member, and the efficiency of deodorization of the fragrance component decreases. For this reason, in general, it is necessary to frequently replace the cleaning liquid being circulated. However, since the deodorizing cleaning must be stopped when the cleaning liquid is replaced, the time required for the stationary cleaning is increased. Moreover, the amount of water used is required for the replacement of the cleaning liquid, and reheating of the newly replaced cleaning liquid requires a large heating cost.
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。本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気液混合し、加圧状態の下でオゾンガスを洗浄液に溶解させて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。
Therefore, in the organic
この有機物分解方法では、特に、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し、加圧状態の下でオゾンガスに含まれているオゾンを洗浄液に実質的に全溶解させて、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、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。 In this organic matter decomposition method, in particular, the cleaning liquid recovered from the equipment F to be cleaned and the diffused ozone gas are gas-liquid mixed, and the ozone contained in the ozone gas is substantially completely contained in the cleaning liquid under pressure. Dissolve to break down fragrance components eluted in the circulating cleaning liquid. Then, after deodorizing the cleaning liquid in which the fragrance component is decomposed, the deodorizing cleaning is continuously performed by supplying the cleaning liquid again to the equipment F to be cleaned.
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。
As shown in FIG. 1, the ozone gas generation means 10 includes a
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。
The
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。
The
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。
The
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。オゾンガスのオゾン濃度は、好ましくは50g/m3以上210g/m3以下、200g/m3付近である。
Ozone gas is a hybrid gas containing ozone at a concentration of 230 g / m 3 or less, with the balance being mainly composed of oxygen. The ozone gas generated in the
気液混合ポンプ20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を気液混合して圧送する。気液混合ポンプ20は、液体と気体とを汲み上げて気液二相流を加圧するポンプである。この種の気液混合ポンプ20としては、筒状のケーシング内に羽根車を収めた渦流ポンプや、自吸性のダイアフラムポンプ、渦巻ポンプ等を利用することができる。オゾンガスと洗浄液とは、気液混合ポンプ20によって気液混合されながら加圧されて、反応管130に圧送される。
The gas-
反応管130は、圧送されたオゾンガスと洗浄液とを加圧状態に保持する管状の反応器である。反応管130の一端は、気液混合ポンプ20に接続されている。一方、反応管130の他端は、流量制御手段(絞り弁)40に接続されている。流量制御手段40は、反応管130を通流する洗浄液の流量を制約し、反応管130における内圧を維持するように働く。なお、図1においては、流量制御手段40として絞り弁が設けられているが、絞り弁は、開度が可変的なものであっても不変的なものであってもよい。また、絞り弁に代えて、オリフィス、多孔板等を設けてもよい。
The
反応管130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加圧雰囲気の下で気液混合されることによって、洗浄液に対するオゾンガスの溶解度が高められる。そして、洗浄液に効率的に溶解したオゾンガスによって、被洗浄物から洗浄液に溶出している香気成分(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大半は、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。反応管130における洗浄液の滞留時間は、洗浄液の返送量や流量制御手段40の開度等によって、香気成分の分解に必要とされる規定時間に維持される。
In the
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。 The rate of decomposition of the aroma component is affected by the oxidizing power of ozone and other active species. The oxidation-reduction potential of ozone is about 2.07V. Therefore, carbon-hydrogen (C—H) bonds, double bonds, aromatic rings, ether bonds, etc., which have relatively low binding energy, are cleaved by direct oxidation with ozone, and the aroma components are rapidly decomposed. become. On the other hand, the decomposition of an ester bond or the like having a relatively large binding energy is difficult to proceed by direct oxidation with ozone.
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。 On the other hand, in the chain reaction initiated by the self-decomposition of ozone, radical species having stronger oxidizing power can be generated. For example, oxygen radicals (O) may be generated due to decomposition of ozone in the gas phase. The redox potential of the oxygen radical is about 2.42V. In addition, ozone self-decomposes in the presence of moisture, and hydroxyl radicals (OH) can be generated through the generation of hydrotrioxyl radicals (HO 3 ). The oxidation-reduction potential of the hydroxyl radical is particularly high at about 2.81V. According to these radical species, it is possible to cleave a bond having a relatively large bond energy such as an ester bond.
図2は、香気成分の脱臭時間と香気成分の残留量との関係の一例を示す図である。(a)は、リナロールオキシドについての関係を示す図、(b)は、イソ酪酸エチルについての関係を示す図である。
図2(a)及び(b)において、横軸は、各香気成分を溶解した水溶液の脱臭に要する時間(分)、縦軸は、水溶液中の各香気成分の濃度(残留量)(ppb)を示している。また、破線は、香気成分の検出限界となる下限濃度を示している。○のプロットは、各香気成分を溶解した水溶液にオゾンガスを気液混合したときの結果、●のプロットは、各香気成分を溶解した水溶液に純酸素ガスを気液混合したときの結果である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the relationship between the deodorization time of the fragrance component and the residual amount of the fragrance component. (A) is a figure which shows the relationship about a linalool oxide, (b) is a figure which shows the relationship about ethyl isobutyrate.
2 (a) and 2 (b), the horizontal axis indicates the time (minutes) required for deodorizing the aqueous solution in which each aromatic component is dissolved, and the vertical axis indicates the concentration (residual amount) of each aromatic component in the aqueous solution (ppb). Is shown. Moreover, the broken line has shown the minimum density | concentration used as the detection limit of an aroma component. Plots are results when ozone gas is gas-liquid mixed with an aqueous solution in which each fragrance component is dissolved, and plots with ● are results when pure oxygen gas is gas-liquid mixed with an aqueous solution in which each fragrance component is dissolved.
図2(a)に示すように、テルペン系化合物の酸化物であるリナロールオキシドについては、オゾンガスを気液混合することによって香気成分の残留量が速やかに検出限界以下に低下している。リナロールオキシドは、C−C結合の他は、C=C結合、C−H結合、C−O結合、O−H結合等の結合エネルギが小さい結合によって形成されているため、オゾンによって短時間で分解されることが確認できる。一方、純酸素ガスを気液混合することによっては残留量の低下は認められないことから、この種の香気成分については、気相への揮発ではなく各種の活性種による分解が脱臭に寄与していることが分かる。 As shown in FIG. 2 (a), with respect to linalool oxide, which is an oxide of a terpene compound, the residual amount of the fragrance component is rapidly reduced below the detection limit by gas-liquid mixing ozone gas. In addition to the C—C bond, linalool oxide is formed by bonds with low bond energy such as C═C bond, C—H bond, C—O bond, and O—H bond. It can be confirmed that it is decomposed. On the other hand, since there is no reduction in the residual amount due to gas-liquid mixing of pure oxygen gas, the decomposition by various active species contributes to deodorization of this type of aroma component, not volatilization in the gas phase. I understand that
これに対して、図2(b)に示すように、エステル類に分類されるイソ酪酸エチルについては、オゾンガスを気液混合することによって香気成分の残留量が低下しているものの、リナロールオキシドと比較して脱臭に時間を要している。イソ酪酸エチルは、C−C結合の他は、C−H結合やC−O結合と、結合エネルギが大きいエステル性のC=O結合とによって形成されているため、オゾンによっては短時間で分解し難いことが確認できる。一方、純酸素ガスを気液混合することによっても残留量の低下が認められ、揮発による脱臭も有効に奏功し得ることが認められる。 On the other hand, as shown in FIG. 2B, for ethyl isobutyrate classified as esters, the residual amount of the fragrance component is reduced by gas-liquid mixing of ozone gas, but linalool oxide and In comparison, it takes time to deodorize. In addition to the C—C bond, ethyl isobutyrate is formed by a C—H bond or a C—O bond and an ester C═O bond having a large bond energy, so that it can be decomposed in a short time depending on ozone. It can be confirmed that it is difficult. On the other hand, it is recognized that the residual amount is also reduced by mixing pure oxygen gas with gas and liquid, and deodorization due to volatilization can be effectively achieved.
反応管130における圧力条件は、このようにオゾンのみによっては分解し難い難分解性の香気成分を速やかに分解させる観点から、酸化力が強いヒドロキシルラジカルの生成に適した圧力条件に保持される。すなわち、反応管130においては、供給されるオゾンが洗浄液中に略全溶解する圧力の下で、オゾンガスと洗浄液とを気液混合させることによって、生成されたオゾンの略全量を水分の存在下に自己分解させて、ヒドロキシルラジカルを効率的且つ多量に生成させる。そして、多量のヒドロキシルラジカルを含む種々の活性種によって、迅速且つ確実な香気成分の分解を実現する。
The pressure condition in the
図3は、オゾンの清水中における半減時間を示す図である。また、図4は、オゾンの清水に対する溶解率を示す図である。また、図5は、オゾンを清水に対して全溶解させるのに要する圧力を示す図である。
図3における縦軸は、常圧且つ暗所の下で清水中に溶解しているオゾンの濃度が半減するのに要する半減時間(秒)を示している。図3は、初期濃度10ppmのオゾンの半減期を、流量400L/分の清水に供給量4g/分のオゾンを気液混合することによって計測した結果である。また、図4における縦軸は、常圧の下で清水に対して溶解し得るオゾンの溶解量を水温0℃における溶解量の相対値(オゾン溶解率)として示している。また、図5における縦軸は、オゾンガス中に含まれているオゾンを清水に対して全溶解させるのに要する最小圧力(atm)を示している。図5は、供給量4g/分のオゾンが全溶解することによりオゾン濃度が10ppmに達するときの圧力を、流量400L/分の清水に供給量20L/分のオゾンガスを加圧溶解させることによって計測した結果である。
FIG. 3 is a diagram showing the half-life of ozone in fresh water. Moreover, FIG. 4 is a figure which shows the dissolution rate with respect to the clear water of ozone. Moreover, FIG. 5 is a figure which shows the pressure required for making ozone fully melt | dissolve with respect to fresh water.
The vertical axis in FIG. 3 indicates the half time (seconds) required for the concentration of ozone dissolved in fresh water under normal pressure and in the dark to be halved. FIG. 3 shows the result of measuring the half-life of ozone with an initial concentration of 10 ppm by gas-liquid mixing ozone with a supply rate of 4 g / min into fresh water with a flow rate of 400 L / min. Moreover, the vertical axis | shaft in FIG. 4 has shown the dissolved amount of ozone which can melt | dissolve with respect to fresh water under a normal pressure as a relative value (ozone dissolution rate) of the dissolved amount in the water temperature of 0 degreeC. Moreover, the vertical axis | shaft in FIG. 5 has shown the minimum pressure (atm) required in order to melt | dissolve the ozone contained in ozone gas completely with respect to fresh water. FIG. 5 shows the pressure when the ozone concentration reaches 10 ppm due to the total dissolution of ozone at a supply rate of 4 g / min by pressurizing and dissolving ozone gas at a supply rate of 20 L / min in fresh water at a flow rate of 400 L / min. It is the result.
図3に示すように、オゾンは、塩分や金属類を含有していない清水中においても分子状酸素に自己分解していく。オゾンの濃度の低下は、熱で自己分解が促進されるために水温が高温であるほど顕著となっている。例えば、水温80℃においては、約10秒でオゾンの半数が分解している。したがって、オゾンの自己分解によって開始される連鎖反応を惹起してヒドロキシルラジカルを効率的に発生させる観点からは、洗浄液の温度は温水域又は熱水域にあることが好ましく、熱水域にあることがより好ましいと判定できる。また、図3は、高温の洗浄液におけるオゾンの消失が速いことを意味しているため、高温の洗浄液と気液混合したオゾンについては直ちに香気成分の存在下におくことが必要であると解される。 As shown in FIG. 3, ozone self-decomposes into molecular oxygen even in fresh water that does not contain salt or metals. The decrease in ozone concentration becomes more prominent as the water temperature is higher because self-decomposition is accelerated by heat. For example, at a water temperature of 80 ° C., half of ozone is decomposed in about 10 seconds. Therefore, from the viewpoint of efficiently generating hydroxyl radicals by initiating a chain reaction initiated by ozone self-decomposition, the temperature of the cleaning liquid is preferably in a warm water region or a hot water region, and more preferably in a hot water region. It can be determined that it is preferable. Further, FIG. 3 means that ozone disappears quickly in the high temperature cleaning liquid, so it is understood that the ozone mixed with the high temperature cleaning liquid needs to be immediately present in the presence of the aroma component. The
一方、図4に示すように、清水に対して溶解し得るオゾンの溶解率は、水温が高温になるにつれて低下する傾向を示し、水温50℃付近において1割を下回ることが認められる。したがって、洗浄液の液温が50℃以上の温水域又は熱水域にある場合、常圧においては、オゾンを洗浄液に対して十分に溶解させることが困難である。オゾンの溶解率が低いと、オゾンの大半はヒドロキシルラジカルを発生させること無く消失してしまう恐れが高く、オゾンの生成に要した動力が浪費されることになってしまう。 On the other hand, as shown in FIG. 4, the dissolution rate of ozone that can be dissolved in fresh water tends to decrease as the water temperature becomes high, and it is recognized that the water temperature is less than 10% around 50 ° C. Therefore, when the temperature of the cleaning liquid is in a hot water area or a hot water area of 50 ° C. or higher, it is difficult to sufficiently dissolve ozone in the cleaning liquid at normal pressure. If the dissolution rate of ozone is low, most of the ozone is likely to disappear without generating hydroxyl radicals, and the power required to generate ozone is wasted.
他方、図5に示すように、オゾンガスを加圧した場合には、オゾンを全溶解させることが可能であることが認められる。水温が高温になるほどオゾンを全溶解させるのに要する圧力は次第に増大していくものの、水温5℃では1.4気圧(141.9kPa)、水温20℃では1.8気圧(182.4kPa)、水温50℃では2.5気圧(253.3kPa)、水温90℃では3.0(304.0kPa)気圧で全溶解が達成されている。そこで、有機物分解装置1においては、被洗浄設備Fから回収される温水域又は熱水域の洗浄液にオゾンを全溶解させてヒドロキシルラジカルを効率的に発生させる観点から、反応管130において洗浄液を所定圧以上の加圧状態に保持して通流させる。
On the other hand, as shown in FIG. 5, it is recognized that when ozone gas is pressurized, it is possible to completely dissolve ozone. Although the pressure required to completely dissolve ozone gradually increases as the water temperature increases, the pressure is 1.4 atm (141.9 kPa) at a water temperature of 5 ° C., and 1.8 atm (182.4 kPa) at a water temperature of 20 ° C. Total dissolution is achieved at 2.5 atm (253.3 kPa) at a water temperature of 50 ° C. and 3.0 (304.0 kPa) at a water temperature of 90 ° C. Therefore, in the organic
反応管130における圧力は、好ましい形態では、洗浄液の液温との関係から、絶対圧を2.5気圧以上に保持する。絶対圧を少なくとも253.3kPa(2.5気圧)以上に保持すると、ヒドロキシルラジカルを効率的に発生させることが可能な50℃以上の洗浄液にもオゾンを全溶解させることができるため、生成したオゾンの利用効率を良好にすることができる。反応管130における圧力は、より好ましくは304.0kPa(3.0気圧)以上である。このような高圧力に保持すると、80℃以上の熱水域の洗浄液にもオゾンを全溶解させることが可能である。反応管130における圧力の上限は、特に制限されるものではないが、608.0kPa(6.0気圧)以下とすることが好ましい。このような圧力範囲であれば、オゾンガス供給手段10が高分圧のオゾンの供給能力を有していない場合であっても、オゾンを全溶解させることが可能である。
In a preferred embodiment, the pressure in the
反応管130の終端は、図1に示すように、流量制御手段40に接続されている。そのため、オゾンガスと気液混合されて香気成分が分解された洗浄液は、流量制御手段40を通過することによって減圧されて、脱気装置50に移送される。
The end of the
脱気装置50は、有機物が分解された洗浄液の気液分離を行う。脱気装置50は、例えば、膜型、中空糸型等の適宜の形態の気液分離膜を備える減圧脱気装置等によって構成される。気液分離膜の一次側には、供給管120の一端が接続され、二次側には、管路を介して排気処理装置60が接続される。そして、排気処理装置60の排気側には、吸引ポンプ62が設けられる。
The
脱気装置50が備える気液分離膜の一次側には、循環ポンプ70によって洗浄液が通される。一方、気液分離膜の二次側には、吸引ポンプ62によって真空引きが施される。そのため、循環している洗浄液はクロスフロー式の濾過によって気液分離されて、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。
The cleaning liquid is passed through the primary side of the gas-liquid separation membrane provided in the
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、冷却器、オゾン分解器等が直列状に列設されて構成される。冷却器は、排出される気体に含まれる水分を除去して脱気装置50等に戻し、オゾン分解器は、排出される気体に含まれるオゾンをオゾン分解触媒により酸素分子に分解し、系外への意図しない放出を防止する。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。
The
なお、前記の有機物分解装置1においては、反応器(反応部)として反応管130が備えられているが、反応管130に代えて、反応タンクを備えてもよい。反応タンクにおける圧力条件等については、前記の反応管130においてと同様である。また、脱気装置50は、減圧脱気装置に代えて、沸騰により気液分離を行う加熱脱気装置、遠心分離の原理で気液分離を行う遠心脱気装置、超音波の伝達による超音波脱気装置、タンクを用いた気液分離装置等によって構成してもよい。脱気装置50は、これらの気液分離の原理が組み合わされた装置であってもよい。
In addition, in the said organic substance decomposition |
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。
According to the organic
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の外部にある反応器(反応部)では、圧力等の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、気液混合ポンプ20により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。具体的には、オゾンの大半は、洗浄液に溶解して液相で自己分解して、効率的にヒドロキシルラジカルを発生させるようになる。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。
On the other hand, according to the organic
また、有機物分解装置1によれば、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。
Further, according to the organic
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。
In addition, in the organic
1 有機物分解装置
10 オゾンガス供給手段
11 圧縮機
12 酸素濃縮器
13 オゾン発生器
14 濃度計
20 気液混合ポンプ(圧送手段)
40 流量制御手段40
50 脱気装置(脱気部)
60 排気処理装置
62 吸引ポンプ
70 循環ポンプ
80 加熱装置
101 給液管
102 排液管
110 供給管
120 回収管
130 反応管(反応部)
F 被洗浄設備
p 被洗浄流路
DESCRIPTION OF
40 Flow rate control means 40
50 Deaerator (Deaerator)
60
F Equipment to be cleaned p Channel to be cleaned
Claims (9)
前記被洗浄設備を洗浄した洗浄液を回収する回収管と、
回収された前記洗浄液にオゾンガスを供給するオゾンガス供給手段と、
供給される前記オゾンガスと前記洗浄液とを気液混合して圧送する圧送手段と、
圧送された前記オゾンガスと前記洗浄液とを加圧状態に保持し、前記オゾンガスによって前記洗浄液に含まれている有機物の分解を行う反応部と、
有機物が分解された前記洗浄液の気液分離を行う脱気部とを備え、
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。 A supply pipe for supplying cleaning liquid to the equipment to be cleaned;
A recovery tube for recovering the cleaning liquid for cleaning the equipment to be cleaned;
Ozone gas supply means for supplying ozone gas to the recovered cleaning liquid;
A pressure feeding means for gas-liquid mixing and feeding the ozone gas and the cleaning liquid supplied;
A reaction section that holds the pressurized ozone gas and the cleaning liquid in a pressurized state and decomposes organic substances contained in the cleaning liquid with the ozone gas;
A degassing part for performing gas-liquid separation of the cleaning liquid in which the organic matter is decomposed,
An organic matter decomposing apparatus, wherein an organic matter is decomposed and degassed cleaning liquid is supplied again to the equipment to be cleaned.
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請求項1に記載の有機物分解装置。 The facility to be cleaned is a liquid product manufacturing facility,
The organic matter decomposing apparatus according to claim 1, wherein the organic matter is an aroma component used for manufacturing the liquid product.
回収された前記洗浄液にオゾンガスを供給し、加圧状態の下で前記オゾンガスを前記洗浄液に溶解させて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気液分離を行う工程と、
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んでなることを特徴とする有機物分解方法。 Supplying the cleaning liquid to the equipment to be cleaned for cleaning, and collecting the cleaning liquid for cleaning the equipment to be cleaned;
Supplying ozone gas to the recovered cleaning liquid, dissolving the ozone gas in the cleaning liquid under pressure, and decomposing organic substances contained in the cleaning liquid;
Performing a gas-liquid separation of the cleaning liquid in which the organic matter has been decomposed;
An organic matter decomposing method, and a step of re-supplying the degassed cleaning liquid to the equipment to be cleaned.
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請求項5に記載の有機物分解方法。 The facility to be cleaned is a liquid product manufacturing facility,
The organic matter decomposition method according to claim 5, wherein the organic matter is an aroma component used for manufacturing the liquid product.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015098510A JP2016209850A (en) | 2015-05-13 | 2015-05-13 | Organic material decomposition apparatus and organic material decomposition method |
PCT/JP2016/064280 WO2016182058A1 (en) | 2015-05-13 | 2016-05-13 | Organic matter decomposition device and organic matter decomposition method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015098510A JP2016209850A (en) | 2015-05-13 | 2015-05-13 | Organic material decomposition apparatus and organic material decomposition method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016209850A true JP2016209850A (en) | 2016-12-15 |
Family
ID=57249224
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015098510A Pending JP2016209850A (en) | 2015-05-13 | 2015-05-13 | Organic material decomposition apparatus and organic material decomposition method |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016209850A (en) |
WO (1) | WO2016182058A1 (en) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001187389A (en) * | 1999-12-28 | 2001-07-10 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Equipment and process for decomposing organic substance difficult to be decomposed |
JP2002066577A (en) * | 2000-08-25 | 2002-03-05 | Hitachi Ltd | Method and device for decomposing organic substance in waste water |
JP4919388B2 (en) * | 2006-03-09 | 2012-04-18 | 国立大学法人広島大学 | Cleaning apparatus and method for cleaning an object to be cleaned in a food production facility |
JP5988155B2 (en) * | 2011-12-15 | 2016-09-07 | 株式会社リコー | Waste liquid treatment equipment |
JP6101044B2 (en) * | 2012-10-29 | 2017-03-22 | 株式会社日立製作所 | Piping cleaning method and piping cleaning system |
-
2015
- 2015-05-13 JP JP2015098510A patent/JP2016209850A/en active Pending
-
2016
- 2016-05-13 WO PCT/JP2016/064280 patent/WO2016182058A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2016182058A1 (en) | 2016-11-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5936743B1 (en) | Organic substance decomposition apparatus and organic substance decomposition method | |
JP4919388B2 (en) | Cleaning apparatus and method for cleaning an object to be cleaned in a food production facility | |
US10694887B2 (en) | Cold plasma sanitation for a dispensing machine | |
JP4949658B2 (en) | Dialysis water production apparatus and sterilization method thereof | |
JP2011177708A (en) | Apparatus for treating rinser waste water and method of sterilizing apparatus for treating rinser waste water | |
JP2016185520A (en) | Chemical cleaning method and chemical cleaning apparatus for reverse osmosis membrane device | |
JP6607828B2 (en) | Organic substance decomposition apparatus and organic substance decomposition method | |
JP5441714B2 (en) | Pure water production method and apparatus, ozone water production method and apparatus, and cleaning method and apparatus | |
JP4738942B2 (en) | Rincer drainage collection system | |
WO2016182058A1 (en) | Organic matter decomposition device and organic matter decomposition method | |
JP2006192354A (en) | Non-regenerative type ion exchange vessel and ultrapure water production apparatus | |
JP6594030B2 (en) | Organic substance decomposition apparatus and organic substance decomposition method | |
US20110100796A1 (en) | System and method for producing supercritical ozone | |
JP2006192352A (en) | Ultrapure water production apparatus and ultrapure water production method | |
JPH03278882A (en) | Method and apparatus for removing dissolved oxygen in water | |
JP4242315B2 (en) | Wastewater treatment equipment | |
JP2005245516A (en) | Water system of dialysis facility | |
JP4058012B2 (en) | Pumped water treatment apparatus and pumped water treatment method | |
WO2012157668A1 (en) | Filtration apparatus and method for washing filtration apparatus | |
JP3945222B2 (en) | Endoscope cleaning method and apparatus | |
JP7307567B2 (en) | Degassing method and degassing device | |
US7347139B2 (en) | Food purifier | |
JP2005211825A (en) | Biological waste liquid treatment apparatus | |
JP2008000647A (en) | Water manufacturing system for dialysis, dialysis system, and these operation method | |
JP2017176974A (en) | Processing apparatus of liquid to be processed, and processing method of liquid to be processed |