JP5615718B2 - 電気化学的に活性化された水を使用する飲料の製造、処理、パッケージング及び分注 - Google Patents
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Description
飲料製造及びパッケージング設備内では、内部の品質保証要件を満たし、バッチ放出の規格に適合させるために、高い衛生状態及びそのために効果的なプロトコルを維持しなければならないことが定着している。
電気化学的に活性化された水(ECA)
電気化学的に活性化された(ECA)水は、分離可能な陰極液及び陽極液製品を製造するため、電流を電解質溶液に通すことにより希釈された解離性塩溶液から生成できることが周知である。陰極チャンバから流出する溶液である陰極液は、通常pHが約8〜約13の範囲であり、酸化還元(レドックス)電位(ORP)が−200mV〜約−1100mVの範囲の抗酸化剤である。陽極チャンバから流出する溶液である陽極液は、通常pHが2〜約8の範囲であり、ORPが+300mV〜約+1200mVの範囲であり、遊離酸化剤(Free Available Oxidant)(FAO)濃度が300ppm以下の酸化剤である。
酸化還元電位(ORP)−ミリボルト(mV)
導電率(EC)−ミリジーメンス/センチメータ(mS/cm)
遊離酸化剤(FAO)−パーツパーミリオン(parts per million)/ミリグラム/リットル(ppm/mg/lit)。
1.GAC容器の外側に可能な限り全ての残留水を排出する。
陽極液投与
14.容器の流入処理点での陽極液のORP、pH及びECを測定する。
これは、従来の定置洗浄(CIP)プロトコルで使用される現行の化学薬品を置き換えるためのECAW溶液の使用を伴う比較試験であった。以下で示されるように、本発明の方法は、炭酸飲料プラントでの微生物管理の向上、水の使用低減、並びに洗浄及び消毒サイクルの短縮を提供した。
結論:
従来の洗浄及び消毒化学物質の完全な排除に加えて、3工程及び5工程のCIP手順の両方へのECA溶液の統合により、水の使用の有意な低減及びCIPプロセスを完了させるのに必要とされる時間の実質的な削減がもたらされた。
実施例2
ECA溶液の炭酸化
所定の希釈ECA溶液の炭酸化を行い、二酸化炭素気体(CO2)の添加及び存在に起因した生理化学的特質の変化を確立した。
結論:
ECA溶液の炭酸化により、洗浄及び殺細菌能に影響を与える物理化学的パラメータにおいて実質的な移行が生じる。炭酸陽極液のレドックス電位の上昇が非炭酸陽極液と比べた抗微生物能の向上を提供する。
実施例3
残留物の中和
酸化剤ECA陽極溶液による殺虫剤及び殺菌剤の残留物の分解を以下の通りに評価した。
有機リン及びカルバメート群の殺虫剤及びベンズイミダゾール、アニリノピリミジン、ストロビルリン、ピリミジン及びベンズイミダゾール系の殺菌剤を全て、陽極溶液に曝露することにより酸化させた。
実施例4
ECA溶液による活性炭顆粒の微生物汚染除去及び表面自由エネルギー操作
ECA溶液を、深さ2000mm及び直径1700mmの寸法の活性濾過装置を有する標準的な粒状活性炭(GAC)カラム容器に適用した。かさ密度が500kg/m3の市販の(F200等級)活性炭顆粒を様々なサイズ及び密度の段階的ペブル濾過装置に敷き詰めた。活性炭顆粒濾過装置は次第に、成熟微生物バイオフィルムで汚染されるため、従来の手順を使用する顆粒の最適な操作回復には、蒸気による低温殺菌の延長又は顆粒の完全な交換が必要になる。
粒状活性炭(GAC)濾過カラムへのタンデムで且つ連続的な介入として適用された場合、電気化学的に活性化された陰極溶液及び陽極溶液の酸化還元電位(ORP)の上昇が、飲料処理及びパッケージングプラントで、並びに他の用途で濾過及び吸着に使用される活性炭顆粒の表面上で且つこれらの孔内で表面自由エネルギー電荷の選択的な操作能を有することが実証された。この操作能は、顆粒の吸着特質の再生を助け、顆粒の表面上と孔内の両方で微生物の負荷(burden)を実質的に軽減する働きがあった。
実施例5
ECA溶液の風味中和能
本発明に従って、陽極溶液は驚くべきことに、その広範な基となる抗微生物有効性に加えて、製造及びパッケージング機器からの残留する風味剤分子及び合成成分の残留物を酸化させることが同時に可能であるという別の利点を提供し得ることがさらに発見されている。
結論:ECA陽極溶液は、持続的で且つしつこいフレーバー分子を中和する能力がある。
実施例6
ECAW陽極液製品をビール製造に使用される井戸水に連続的に投与した。試験中に、試験に使用される濃縮陽極液のpHを約6.5±0.5、ORP(ミリボルト)を900±50、及び導電率(mジーメンズ/cm)を5.5±0.5に維持した。得られた処理井戸水の陽極液濃度は0.5容量%であり、pHは6.5±0.5であり、ORPは500±50であり、導電率は0.2±0.05であった。
Claims (18)
- 飲料処理システムの少なくとも一部分を定置洗浄する方法であって、該方法が総容量の水を使用し、該方法が(a)該飲料処理システムの該部分を介して或る量のリンス水を送達する工程と、それから(b)該飲料処理システムの該部分を介して或る量の消毒水溶液を送達する工程とを含んでおり、該量の該リンス水及び該量の該消毒水溶液が共に前記飲料処理システム内の或るレベルの微生物管理を得るのに有効である、方法において、その改良は、
工程(b)において前記消毒水溶液として電気化学的に活性化された陽極水溶液を使用することにより、前記レベルの微生物管理を低下させずに、該方法に使用される水の前記総容量を低減すること、及び工程(b)に使用される前記消毒水溶液の前記量を低減することを含み、かつ
工程(a)において前記リンス水として電気化学的に活性化された陽極希釈水溶液を使用することにより、前記レベルの微生物管理を低下させずに、前記方法に使用される水の該総容量を低減すること、及び工程(a)に使用される前記リンス水の前記量を低減することもさらに含む、方法。 - 前記改良が、工程(b)に使用される前記電気化学的に活性化された陽極水溶液が、無希釈形態でpHが4.5〜7.5の範囲であり、且つ酸化還元電位が少なくとも+650mVである陽極液を含むことであることをさらに含む請求項1に記載の方法。
- 前記改良が、工程(b)に使用される前記電気化学的に活性化された陽極水溶液が無希釈形態の前記陽極液であることをさらに含む、請求項2に記載の方法。
- 前記改良が、工程(b)に使用される前記電気化学的に活性化された陽極水溶液が前記陽極液の水希釈液であることをさらに含む、請求項2に記載の方法。
- 前記改良が、前記陽極液の水希釈液が、50容量部の前記陽極液当たり少なくとも50容量部の電気化学的に活性化されていない水を含むことをさらに含む、請求項4に記載の方法。
- 前記改良が、工程(a)に使用される前記電気化学的に活性化された陽極希釈水溶液が、40容量部の陽極液当たり少なくとも60容量部の電気化学的に活性化されていない水を含み、かつ無希釈形態で酸化還元電位が+300mV〜+1200mVの範囲であり、pHが2〜8の範囲であることをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記改良が、前記陽極液が、無希釈形態でpHが4.5〜7.5であり、且つ酸化還元電位が少なくとも+650mVであることをさらに含む、請求項6に記載の方法。
- 前記改良が、工程(a)に使用される前記電気化学的に活性化された陽極希釈水溶液が、5容量部の前記陽極液当たり95容量部の前記電気化学的に活性化されていない水を含むことをさらに含む、請求項6に記載の方法。
- 前記飲料処理システムの前記部分が、飲料成分混合ライン、ボトルに充填するため若しくは他の製品パッケージに充填するための充填ライン、又はそれらの組合せを備える、請求項1に記載の方法。
- 前記飲料処理システムが炭酸ソフトドリンク、醸造飲料、果実飲料、発酵飲料、野菜飲料、スポーツドリンク、コーヒードリンク又はそれらの組合せを処理するシステムである、請求項9に記載の方法。
- 飲料処理システムの少なくとも一部分を定置洗浄する方法であって、該方法が総容量の水を使用し、該方法が(a)該飲料処理システムの該部分を介して或る量の洗浄水溶液を送達する工程と、それから(b)該飲料処理システムの該部分を介して或る量の中間リンス水を送達する工程と、それから(c)該飲料処理システムの該部分を介して或る量の消毒水溶液を送達する工程とを含み、該量の該洗浄水溶液、該量の該中間リンス水及び該量の該消毒水溶液が共に、前記飲料処理システムの前記部分において或るレベルの微生物管理を得るのに有効である、方法において、その改良が、
(i)工程(a)において前記洗浄水溶液として電気化学的に活性化された陰極水溶液を使用すること、
(ii)工程(c)において前記消毒水溶液として電気化学的に活性化された陽極水溶液を使用すること、及び
(iii)工程(b)において前記中間リンス水の前記量を低減すること、又は該中間リンス水を除去することにより、前記レベルの微生物管理を低下させずに、該方法で使用される水の前記総容量を低減すること、並びに工程(a)で使用される前記洗浄水溶液の前記量及び工程(c)で使用される前記消毒水溶液の前記量を低減することを含み、
前記方法が、工程(a)の前に、前記飲料処理システムの前記部分を介して或る量の開始リンス水を送達する工程も含んでおり、前記改良が、前記開始リンス水として電気化学的に活性化された陽極希釈水溶液を使用することにより、前記レベルの微生物管理を低下させずに、前記方法に使用される水の前記総容量をさらに低減すること、及び前記開始リンス水の前記量を低減することも含む、方法。 - 前記飲料処理システムの前記部分が、飲料成分混合ライン、ボトルに充填するため若しくは他の製品パッケージに充填するための充填ライン、又はそれらの組合せを備える、請求項11に記載の方法。
- 前記飲料処理システムが炭酸ソフトドリンク、醸造飲料、果実飲料、発酵飲料、野菜飲料、スポーツドリンク、コーヒー飲料又はそれらの組合せを処理するシステムである、請求項12に記載の方法。
- 前記改良が、工程(b)の前記中間リンス水を排除することをさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 前記改良が、工程(a)に使用される前記電気化学的に活性化された陰極水溶液が陰極液及び電気化学的に活性化されていない水を含む陰極希釈水溶液であることをさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 前記改良が、工程(c)に使用される前記電気化学的に活性化された陽極水溶液が、
無希釈形態でpHが4.5〜7.5の範囲であり、且つ酸化還元電位が少なくとも+650mVである陽極液と、
50容量部の前記陽極液当たり少なくとも50容量部の電気化学的に活性化されていない水と、
を含む陽極希釈水溶液であることをさらに含む、請求項15に記載の方法。 - 飲料処理システムの少なくとも一部分を定置洗浄する方法であって、該方法が総容量の水を使用し、該方法が(a)該飲料処理システムの該部分を介して或る量の洗浄水溶液を送達する工程と、それから(b)該飲料処理システムの該部分を介して或る量の中間リンス水を送達する工程と、それから(c)該飲料処理システムの該部分を介して或る量の消毒水溶液を送達する工程とを含み、該量の該洗浄水溶液、該量の該中間リンス水及び該量の該消毒水溶液が共に、前記飲料処理システムの前記部分において或るレベルの微生物管理を得るのに有効である、方法において、その改良が、
(i)工程(a)において前記洗浄水溶液として電気化学的に活性化された陰極水溶液を使用すること、
(ii)工程(c)において前記消毒水溶液として電気化学的に活性化された陽極水溶液を使用すること、及び
(iii)工程(b)において前記中間リンス水の前記量を低減することにより、前記レベルの微生物管理を低下させずに、該方法で使用される水の前記総容量を低減すること、並びに工程(a)で使用される前記洗浄水溶液の前記量及び工程(c)で使用される前記消毒水溶液の前記量を低減することを含み、
前記改良が、工程(a)に使用される前記電気化学的に活性化された陰極水溶液が陰極液及び電気化学的に活性化されていない水を含む陰極希釈水溶液であることをさらに含む、方法。 - 前記改良が、工程(c)に使用される前記電気化学的に活性化された陽極水溶液が、
無希釈形態でpHが4.5〜7.5の範囲であり、且つ酸化還元電位が少なくとも+650mVである陽極液と、
50容量部の前記陽極液当たり少なくとも50容量部の電気化学的に活性化されていない水と、
を含む陽極希釈水溶液であることをさらに含む、請求項17に記載の方法。
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