JP6829877B2 - 洗浄装置 - Google Patents

Description

本願は、水等の洗浄液中にて食品等の洗浄対象物を洗浄する洗浄装置に関する。

例えば、特許文献１に記載の食品洗浄装置は、微細な気泡を含んだジエット水流（以下、曝気噴流水ともいう。）を噴射して食品を洗浄する。

特開２０１５−８０４２３号公報

特許文献１に記載の発明では、曝気噴流水を食品に噴射して当該食品を洗浄するため、洗浄対象物である食品が損傷するおそれがある。
本願は、上記点に鑑み、洗浄対象物に損傷が発生することを抑制しながら、確実に洗浄対象物を洗浄することが可能な洗浄装置を提供する。

本願は、「食品等の洗浄対象物に付着した付着物等の夾雑物は電荷を帯びている場合が多い」という発明者等の知見を基づく発明である。
具体的には、洗浄液が貯留された洗浄液槽（３）と、洗浄液槽（３）内において洗浄液中に浸漬された洗浄ドラム（５）であって、当該洗浄液が通過可能な多数の通過穴（５Ａ）を有するとともに、洗浄対象物が投入される洗浄ドラム（５）と、電荷を帯びた気泡を洗浄ドラム（５）内に注入する注入部（７）とを備える。

これにより、食品等の洗浄対象物に付着した夾雑物には、当該夾雑物と極性が異なる電荷を帯びた気泡が多数吸着する。このため、多数の気泡が吸着した夾雑物が、それら気泡に作用する浮力により、洗浄対象物から剥離して気泡と共に洗浄液中に浮かび上がる。したがって、洗浄対象物に損傷が発生することを抑制しながら、確実に洗浄対象物を洗浄することが可能となる。

なお、概ね、夾雑物は正電荷を帯びている。そして、気泡の直径が略５０μｍ以下となると、当該気泡は負電荷を帯びる。したがって、略５０μｍ以下の気泡（以下、マイクロバブルともいう。）を洗浄ドラム（５）内に注入すると、本願を容易に実施できる。

因みに、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的構成等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記括弧内の符号に示された具体的構成等に限定されるものではない。

本発明の実施形態に係る洗浄装置１の概念図である。 Ａは実施形態に係る洗浄ドラム５の断面図である。Ｂは洗浄ドラム５の断面の拡大図である。

以下に説明する「発明の実施形態」は、本願発明の技術的範囲に属する実施形態の一例
を示すものである。つまり、特許請求の範囲に記載された発明特定事項等は、下記の実施形態に示された具体的構成や構造等に限定されるものではない。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。なお、各図に付された方向を示す矢印等は、各図相互の関係を理解し易くするために記載したものである。本発明は、各図に付された方向に限定されるものではない。

少なくとも符号を付して説明した部材又は部位は、「１つの」等の断りをした場合を除き、少なくとも１つ設けられている。つまり、「１つの」等の断りがない場合には、当該部材は２以上設けられていてもよい。

（第１実施形態）
本実施形態は、食品原料や加工食品等の食品を洗浄するための洗浄装置に本発明を適用したものである。つまり、本実施形態に係る洗浄装置の洗浄対象物は食品である。

１．洗浄装置の構成
洗浄装置１は、図１に示すように、洗浄液槽３、洗浄ドラム５及び注入部７等を少なくとも備える。洗浄液槽３は水等の洗浄液が貯留される。洗浄ドラム５は、洗浄対象物が投入される略円筒状の部材である。

洗浄ドラム５は、洗浄液槽３内において全体が洗浄液中に浸漬されるとともに、図２Ａに示すように、洗浄液が通過可能な通過穴５Ａが多数設けられている。各通過穴５Ａは、図２Ｂに示すように、円筒状の洗浄ドラム５を径方向に貫通する貫通穴であって、径方向外側の断面積が径方向内側の断面積より小さい貫通穴である。

なお、本実施形態に係る洗浄ドラム５はウェッジワイヤースクリーンにより構成されている。ウェッジワイヤースクリーンは、洗浄ドラム５の中心軸線Ｌｏ（図１参照）と平行に延びる多数本のウェッジワイヤー５Ｂが円周方向に等間隔で並べられたものである。

各ウェッジワイヤー５Ｂは、断面形状が三角形状又は台形状に構成されたワイヤー状の部材である。各ウェッジワイヤー５Ｂは、底辺側が径方向外側に位置するように円周方向に等間隔で並べられている。つまり、各ウェッジワイヤー５Ｂの底辺部分により洗浄ドラム５の外周面が構成されている。

そして、隣り合うウェッジワイヤー５Ｂ間の隙間が通過穴５Ａとして機能する。したがって、本実施形態に係る通過穴５Ａは、図１に示すように、中心軸線Ｌｏと平行な方向に延びるスリット状の貫通穴となる。

注入部７は、負電荷を帯びた気泡を洗浄ドラム５内に注入する。気泡生成装置９は、負電荷を帯びた気泡を生成する。具体的には、当該気泡生成装置９は、略５０μｍ以下の気泡、つまりマイクロバブルを生成する。

気泡生成装置９は、ポンプ９Ａ及び細砕器９Ｂ等を有している。ポンプ９Ａは、空気等の気体と水（洗浄液）とを同時に吸引して吐出する。細砕器９Ｂは、ポンプ９Ａから吐出された気泡を砕いて微粒化することにより、マイクロバブルを生成する。

なお、本実施形態に係る細砕器９Ｂは、ベンチェリー効果を利用して気液二相状態の水を加速するとともに、その際に発生する乱流により空気と水と混合しながら気泡を砕いてマイクロバブルを生成する。

洗浄ドラム５は、図１に示すように、その中心軸線Ｌｏが鉛直方向と交差した方向に一致した状態で配設されている。具体的には、洗浄ドラム５の中心軸線方向一端側（図１の左端）が他端側（図１の右端）より高くなるように、中心軸線Ｌｏが略水平方向に延びている。

そして、洗浄ドラム５の中心軸線方向両端側それぞれは、一対のローラ１５（図２Ａ参照）により回転可能に支持されている。つまり、洗浄ドラム５は、中心軸線Ｌｏを中心として回転可能に洗浄液槽３内に配設されている。第１電動モータＭ１は、洗浄ドラム５を回転させる。なお、洗浄ドラム５の回転速は、約１〜５回転／分である。

洗浄ドラム５の内周には、図２Ａに示すように、螺旋ブレード１１及び撹拌ブレード１３が固定されている。螺旋ブレード１１は、中心軸線方向一端側から他端側に架けて中心軸線Ｌｏを中心として螺旋状に湾曲した帯板状の部材である。

撹拌ブレード１３は、洗浄ドラム５の内周から中心軸線Ｌｏ側に向けて突出するとともに、洗浄ドラム５の回転方向と交差（本実施形態では、直交）する面を有する壁状の部材である。なお、本実施形態では、複数の撹拌ブレード１３が設けられ、かつ、それら撹拌ブレード１３は、円周方向において９０度間隔で設けられている。

本実施形態では、図１に示すように、洗浄ドラム５の中心軸線方向一端側（図１の左端）から洗浄対象物及びマイクロバブルが洗浄ドラム５内に投入される。そして、洗浄が終了した洗浄対象物は、洗浄ドラム５の中心軸線方向他端側（図１の右端）から当該洗浄ドラム５から排出される。

なお、ベルトコンベア１７は、洗浄ドラム５から排出された洗浄対象物を回収する。第２電動モータＭ２は、ベルトコンベア１７を稼働させる。
２．本実施形態に係る洗浄装置の特徴
２．１ 洗浄作動
約１〜５回転／分で回転している洗浄ドラム５の中心軸線方向一端側（図１の左端）から洗浄対象物及びマイクロバブルが洗浄ドラム５内に投入される。これにより、洗浄対象物に付着した夾雑物に負電荷を帯びた多数のマイクロバブルが吸着する。

このため、多数のマイクロバブルが吸着した夾雑物がそれら気泡に作用する浮力により、洗浄対象物から剥離してマイクロバブルと共に洗浄液中に浮かび上がる。洗浄ドラム５内に浮遊する夾雑物は、マイクロバブルに作用する浮力によって当該マイクロバブルと共に洗浄ドラム５の通過穴５Ａを通り抜けて上方側に浮上する。

そして、洗浄液の液面まで浮上した夾雑物は、洗浄液槽３の上部に設けられた排水口３Ａ（図１参照）から洗浄液と共に洗浄液槽３外に排出される。なお、洗浄時の洗浄液槽３には、一定流量の洗浄液が常に供給されている。このため、洗浄液槽３の液面高さは、略一定に保持される。

洗浄ドラム５の回転に伴って撹拌ブレード１３が回転するため、以下の攪拌機能が発揮される。
すなわち、比重が小さく洗浄ドラム５内の上方側に集合し易い洗浄対象物は、撹拌ブレード１３の回転により洗浄ドラム５内の下方側に向けて撹拌・移送される。逆に、比重が大きく洗浄ドラム５内の下方側に集合し易い洗浄対象物は、撹拌ブレード１３の回転により洗浄ドラム５内の上方側に向けて撹拌・移送される。

洗浄ドラム５内の洗浄対象物は、螺旋ブレード１１の回転により洗浄ドラム５内を中心
軸線方向他端側（図１の右端）に移送される。そして、夾雑物が剥離・洗浄された洗浄対象物は、洗浄ドラム５から排出された後、ベルトコンベア１７にて回収される。

なお、本実施形態に係る洗浄装置１は、（ａ）連続洗浄処理、及び（ｂ）バッチ洗浄処理のいずれも実施可能である。（ａ）連続洗浄処理は、洗浄対象物が連続的に洗浄ドラム５に供給される洗浄処理である。（ｂ）バッチ洗浄処理は、予め決められた時間毎に洗浄対象物が洗浄ドラム５に供給される洗浄処理である。

なお、夾雑物の剥離・洗浄に時間を要する洗浄対象物については、バッチ洗浄処理にて洗浄対象物を洗浄することが望ましい。バッチ洗浄処理の実行時においては、洗浄ドラム５を正転及び逆転させることより、撹拌機能を実施しながら洗浄対象物を所定時間だけ洗浄ドラム５内に滞留させることができる。

すなわち、洗浄ドラム５が正転すると、洗浄ドラム５内に投入された洗浄対象物は、軸線方向一端側から他端側に移送されて洗浄ドラム５から排出されていく。洗浄ドラム５が逆転すると、洗浄対象物は軸線方向他端側から一端側に移送される。

したがって、洗浄ドラム５の正転及び逆転を制御することにより、洗浄対象物が洗浄ドラム５内に滞留する時間を制御できる。つまり、バッチ洗浄処理の実行時に洗浄ドラム５の正転及び逆転を制御することにより、洗浄対象物の洗浄時間等の制御できる。

２．２ 本実施形態に係る洗浄作動の特徴
本実施形態に係る洗浄装置１では、食品等の洗浄対象物に付着した夾雑物には、洗浄ドラム５内において多数のマイクロバブルが吸着する。これにより、夾雑物は、洗浄対象物から剥離してマイクロバブルと共に洗浄液中に浮かび上がる。したがって、洗浄対象物に損傷が発生することを抑制しながら、確実に洗浄対象物を洗浄することが可能となる。

つまり、本実施形態では、曝気噴流水を洗浄対象物に噴射しないので、洗浄対象物同士が強く擦れ合うことは殆どない。このため、浄対象物に損傷が発生することを抑制しながら、確実に洗浄対象物を洗浄することが可能となる。

なお、洗浄液槽３への給水量は、液面に到達した夾雑物を洗浄液と共に排出可能な程度でよい。したがって、洗浄液槽３への給水量、つまり洗浄液槽３からの排水量を小さくできる。延いては、給水及び排水のためのポンプ動力も小さくできる。

本実施形態では、洗浄ドラム５全体が洗浄液中に浸漬されている。これにより、洗浄対象物の比重によらず、洗浄対象物に負電荷を帯びたマイクロバブルを供給することができる。

つまり、仮に洗浄ドラム５の一部が洗浄液の液面より上方に位置すると、比重の小さい洗浄対象物は、当該洗浄対象物が液面上を浮遊してしまう。このため、洗浄対象物に十分な量のマイクロバブルを洗浄対象物に供給することできない。

これに対して、本実施形態では、洗浄ドラム５の全体が洗浄液中に浸漬されているので、洗浄対象物が洗浄ドラム５内に存在すれば、洗浄対象物の比重によらず、当該洗浄対象物に負電荷を帯びたマイクロバブルを十分に供給することができる。したがって、確実に洗浄対象物を洗浄することが可能となる。

洗浄ドラム５内に配設されて中心軸線Ｌｏ周りに回転する撹拌ブレード１３を備える。これにより、撹拌機能を実現することができる。したがって、洗浄対象物の比重によらず
、マイクロバブルを確実に当該洗浄対象物に供給することができる。

延いては、確実に洗浄対象物を洗浄することが可能となる。なお、撹拌ブレード１３の回転速は、概ね１〜５回転／分であるので、撹拌機能の実施時に洗浄対象物が損傷することは殆ど無い。

洗浄ドラム５の中心軸線Ｌｏを中心として回転する撹拌ブレード１３を備える。これにより、洗浄ドラム５内の洗浄対象物を中心軸線Ｌｏ方向に移送することができる。延いては、洗浄対象物の洗浄時間や洗浄回数等を容易に制御することができる。

撹拌ブレード１３及び螺旋ブレード１１は、洗浄ドラム５の内周面に固定されている。これにより、撹拌ブレード１３及び螺旋ブレード１１を容易に回転させることができる。
さらに、通過穴５Ａは、洗浄ドラム５を径方向に貫通する貫通穴であって、径方向外側の断面積が径方向内側の断面積より小さい貫通穴である。これにより、通過穴５Ａを通過して洗浄ドラム５外に浮出した夾雑物が洗浄ドラム５内に逆流してしまうことを抑制できる。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、大気、つまり空気にてマイクロバブルを生成した。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。

すなわち、例えば、（ａ）オゾンガスにてマイクロバブルを生成してもよい。オゾンガスであれば、洗浄効果に加えて、殺菌効果を兼ね添えた洗浄装置を得ることができる。（ｂ）窒素ガスにてマイクロバブルを生成してもよい。窒素ガスであれば、洗浄液の溶存酸素を０．１ｍｇ／Ｌ以下まで低減することが出来、雑菌の増殖を抑えることができる。

上述の実施形態に係る通過穴５Ａは、径方向外側の断面積が径方向内側の断面積より小さい貫通穴であった。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、断面積が一定の貫通穴で構成された通過穴５Ａであってもよい。

上述の実施形態に係る洗浄ドラム５は、ウェッジワイヤースクリーンにて構成されていた。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、丸穴のパンチングメタル等で構成された洗浄ドラム５であってもよい。

上述の実施形態では、撹拌ブレード１３及び螺旋ブレード１１が洗浄ドラム５の内周に固定されていた。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。

すなわち、例えば、（ａ）撹拌ブレード１３及び螺旋ブレード１１のうち少なくとも一方が廃止された構成、又は（ｂ）洗浄ドラム５が固定され、撹拌ブレード１３及び螺旋ブレード１１が回転する構成等であってもよい。

上述の実施形態では、食品の洗浄を例に本願に係る洗浄装置１を説明した。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、金属加工品の油分除去、ゴム・樹脂加工品の洗浄装置にも適用可能である。

上述の実施形態では、夾雑物は正電荷を帯びていることが多いため、負電荷を帯びた気泡を注入した。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。夾雑物は負電荷を帯びている場合には、正電荷を帯びた気泡を注入することが望ましい。

上述の実施形態では、気泡の直径を略５０μｍ以下にすることにより、気泡に負電荷を帯びさせた。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。すなわち、その他公知の手法にて気泡に負電荷を帯びさせてもよい。

さらに、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。したがって、上述した複数の実施形態のうち少なくとも２つの実施形態を組み合わせてもよい。

１… 洗浄装置
３… 洗浄液槽
３Ａ… 排水口
５… 洗浄ドラム
５Ａ… 通過穴
７… 注入部
９… 気泡生成装置
１１… 螺旋ブレード
１３… 撹拌ブレード

Claims (1)

1. 洗浄液が貯留された洗浄液槽と、
   前記洗浄液槽内において全体が洗浄液中に浸漬された洗浄ドラムであって、当該洗浄液が通過可能な多数の通過穴を有するとともに、洗浄対象物が投入される洗浄ドラムと、
   電荷を帯びた気泡を前記洗浄ドラム内に注入する注入部と、
   前記洗浄ドラム内に配設されて前記中心軸線周りに回転する撹拌ブレードと、
   前記洗浄ドラム内に配設され、前記中心軸線を中心とする螺旋状の螺旋ブレードであって、当該中心軸線を中心として回転する螺旋ブレードと
   前記洗浄ドラムの中心軸線を中心として当該洗浄ドラムを回転させる電動モータとを備え、
   前記洗浄ドラムは、前記中心軸線が鉛直方向と交差した方向に一致した状態で配設され、
   前記撹拌ブレード及び前記螺旋ブレードは、前記洗浄ドラムの内周面に固定されており、
   さらに、前記通過穴は、前記洗浄ドラムを径方向に貫通する貫通穴であって、径方向外側の断面積が径方向内側の断面積より小さい貫通穴である洗浄装置。

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