KR20100137451A - 전기 화학적으로 활성화시킨 물을 이용한 음료의 제조, 가공, 포장 및 분배 - Google Patents

전기 화학적으로 활성화시킨 물을 이용한 음료의 제조, 가공, 포장 및 분배 Download PDF

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Abstract

(a) 하나의 음료로부터 다른 음료로의 생산 이행시, 전기 화학적으로 활성화시킨 물 (ECAW)을 사용하여 상용성이 없는 잔여물을 중화시키는 단계, (b) ECAW를 사용하여 공급 물 정제 시스템 내에서 사용되는 입상 활성탄층을 복원 및 살균하는 단계, (c) 탄산이 든 ECAW 생성물을 생산하고, 탄산이 든 ECAW를 사용하여 시스템을 세척 및 살균하는 단계, (d) 음료 설비 작업장 시스템에서 ECAW 용액을 사용하여 물의 사용을 크게 감소시키고 화학 세제 및 살균제의 사용을 감소 또는 제거시켜서 향상된 미생물 제거를 수행하는 단계, (e) ECAW 양극액을 물 성분 공급 스트림에 첨가함으로써, 가공 시스템 내에서 추가적으로 세균막 생장을 감소시키고, 염소의 사용 없이도 물 성분을 정제하는 단계, (f) 포장 전, 음료 생성물 병 또는 기타의 포장 용기를 1개 이상의 ECAW 용액들로 세척하는 단계,
를 포함하는 음료의 제조, 공정, 포장 및 분배를 위한 전기 화학적으로 활성화시킨 물의 시스템 사용.

Description

전기 화학적으로 활성화시킨 물을 이용한 음료의 제조, 가공, 포장 및 분배 {BEVERAGE MANUFACTURE, PROCESSING, PACKAGING AND DISPENSING USING ELECTROCHEMICALLY ACTIVATED WATER}
본 발명은, 제조, 가공, 포장 (예컨대, 병입, 캔 포장 등), 및/또는 물, 과일 주스, 탄산 음료, 이온 음료, 발효 음료, 양조 음료, 그리고 기타 음료들의 분배 동안의 전기 화학적으로 활성화시킨 (electochemically activated; ECA) 물의 용도 및 그 용도에 의하여 생성된 생성물에 관한 것이다.
내부의 보증 요건을 만족시키고 배치 유출 사양을 충족시키기 위하여 고도의 위생 조건 및 효과적인 프로토콜이 유지되어야 하는 음료 생산과 포장 설비가 잘 수립되어 있다.
동일한 생산 라인을 사용하는 동일한 설비 내에서의 계속적인 더욱 다양한 음료 종류의 개발, 제조, 포장에 따라, 생산성을 증가시키고 서로 다른 상품 종류의 확장된 수의 믿을만한 공급을 여전히 제공하기 위한 압력은 미생물 오염을 예방하고 잔여 오염 성분들 (예컨대, 풍미, 색, 알코올 성분 등)의 이월을 예방하기 위한 효과적인 세척 및 살균 전략을 필요로 한다.
대부분의 음료 제조와 포장 설비는 영구적인 시설 (즉, 각 시스템 성분들이 알맞게 제거되거나 별도로 취급될 수 없다)의 일부라서, 상기 장치를 분해하고 수동으로 세척하고 살균하는 것을 수반하는 특정의 독립적인 간섭을 허용하는 것보다는, 그것의 세척 및 살균을 위해서는 전체 시스템 동안 내내 전용제의 주입과 순환이 필요하다. 따라서, "작업장 세척 (Cleaning-in-Place)"은 시스템 부품, 장비 및 서브 시스템의 전체 조립을 통한 순환하는 세척 및 살균제의 실행을 의미하는 것이다. 반면, "작업장 밖 세척 (Cleaning-out-Place)"은 영구적인 제조 및 포장 시스템으로부터 떨어진 장소에서 대체로 손으로 해체된 장치와 제거될 수 있는 세간을 별개로 세척하고 살균하는 절차를 의미하는 것이다.
동일한 충전 장치를 사용하여 동일한 설비 내에서 제조되고 포장되는 다양한 상품들은 종종 알코올 성분을 포함하는 상품과 알코올 성분을 포함하지 않는 상품 둘 다를 포함할 수 있다. 그러한 모든 상품에 대한 포장 조건들은, 고도의 풍미와 냄새가 심한 상품들과 병에 든 물 사이에 적용될 수 있는 이종 오염이 되지 않도록 지시되는 동일한 엄격한 세척 및 살균 처방에 의하여 통제된다. 이러한 강력한 풍미 또는 알코올 잔여물의 적절한 제거는, 사용할 수 없고 유순하지 않은 상품들로 전환할 때, 세척과 충전 라인의 회송에 대한 주된 제한으로 남고, 라인과 충전제 헤드 세척 동안에 일반적으로는 다량의 물을 소비하도록 한다.
미생물 오염의 아주 흔한 가능성과 상품 부패와 악화에 대한 관련된 가능성 외에, 추가적인 상품 질 기준은 색, 맛, 향, 그리고 거품 형성과 음료 농도 등과 같은 전반적인 특징을 포함하는 내부 배치 유출 설명서에 따라야 한다.
이들 우려와 제한을 다루기 위하여 지금까지는 다음을 포함하는 종래의 조치들이 사용되었다: 상당히 높은 온도로 가열된 용액 또는 해결책의 사용, 증가된 액체 및 기체 압력의 사용, 높은 유체 순환율의 사용, 높은 농도의 부식성 세제와 잠재적으로는 위험한 살균성 화합물에의 장기간 노출.
그러나, 이들 조치들은, 세척 및 위생적으로는 크게 효과적이지만, 실질적으로는 다음과 같은 면에서의 단점이 있다; (a) 하나의 상품에서 또 다른 상품으로의 공정 라인의 빠른 전환을 위한 산업에서의 현재의 불능으로 인한 생산성 손실, (b) 이전 절차를 위한 높은 에너지, 음용수, 그리고 노동력의 요구. 제조 및 포장 공정에서의 다른 아이템의 높은 비용의 조절뿐 아니라, 물의 소비도 생산성 효율 측정과 운영을 위한 중요한 기준이다.
음료 공정 공장에서 공정의 질과 사용되는 성분 물을 보장하기 위하여, 상기 기술한 세척 및 살균 외의 추가적인 조치가 일반적으로 사용된다. 그러한 공정들은 유해한 살충제와 살진균제, 독소, 무기물 화합물, 그리고 유기 잔여물 또는 오염 물질의 선택적인 제거를 위하여 부분적으로 가공된 물의 '세척'을 위하여 다양한 다공성의 합성 막의 사용, 그리고 입상 활성탄 여과층 (Granular Activated Charcoal (GAC) beds) 또는 컬럼의 사용을 포함하는 다양한 여과 장비를 포함한다.
유감스럽게도, 임의의 여과 기술들은, 막 및/또는 GAC 종류가 어떻게 되든 연속적으로 여과되는 물질 또는 성분을 잡을 것이다. 이들 여과액은 계속해서 상기 시스템의 선택적인 분리 효율이 타협되는 지점까지 축적된다. 따라서, 지금까지는 이들 무질서한 여과 시스템의 유지와 원기 회복에는, (a) 많은 비용이 들고 상당히 비 환경적으로 중요한 여과 성분들의 간헐적인 교체, 또는 (b) 상기 시스템의 기능적 효율을 복원 및 회복하기 위한 물리적인 (열) 및/또는 화학적인 간섭이 필요하였다.
또한, 폐수 수도관 망 시스템으로의 다량의 더러운 유출 용액들 (예컨대, 음료 성분들, 살균제, 세척 화합물 등을 함유하는 유출물)의 방출은 최적의 음료 생산 및 포장 능력에 대한 중요한 환경적 제약이다. CIP 화학 물질 및/또는 폐수 스트림 내의 음료 오염 물질을 제한하기 위한 단계는, 세척 및 살균 후 다양한 시스템으로부터 화학 물질 잔여물을 제거하기 위하여 사용된 세척 물의 양을 제한하기 위한 노력뿐 아니라, 재사용하기 위한 서로 다른 화학 약품을 회복하고 저장하기 위한 시스템의 설비를 포함한다. 더 효과적이고 신중한 물과 화학 물질 사용은 음료 제조 및 포장 설비에 있어서 중대한 생산 제약으로 여겨지는 유출물 배출의 질, 유출물 배출의 질과 양면에서의 어느 정도의 개선을 제공한다.
음료 상품의 제조 및 포장 동안, 효율의 정도를 향상시키고 질을 달성하기 위한 필요로 제외하고, 음료 분배 시스템 (예컨대, 물과 소다수 판매점, 그리고 생맥주 기계)을 유사하게 잔여 상품이 세척되고 살균되도록 투입된 노력으로 최종 생성물의 온전함을 유지하는 것이 또한 중요하다. 상품 잔여물은 추가적인 미생물 생장의 매체로서 제공되고, 따라서 바이오필름 개발, 그리고 상품 질, 건강, 그리고 안전성을 제공하는데 불리한 영향을 가진다.
결과적으로, 생산 환경에 있어서, 기존의 고정된 자산 (즉, 가공 및 포장 라인 등)의 생산성을 최적화하기 위한 다량의 압력이 존재하고, 계속해서 소비자와 주주의 의식을 고조시키고 자원의 비효율적 사용의 불만족, 유지 가능한 질을 장담하고 개선된 생산성을 실현하기 위한 세척 및 위생에 더 많은 전인적이고 점차적인 재생 가능한 접근을 위한 큰 관심이 존재한다.
전기 화학적으로 활성화시킨 물 ( ECA )
분리 가능한 음극액 및 양극액 생성물을 생산하기 위한 전해 용액에 전기를 통과시킴으로써 희석된 해리 염 용액으로부터 전기 화학적으로 활성화시킨 (ECA) 물을 생산할 수 있다는 것은 잘 알려져 있다. 음극원 (cathodal chamber)에서 나가는 용액인 음극액은 pH가 약 8 내지 약 13 범위이고, 산화 환원 (산화 환원 반응) 전위 (Oxidation-reduction potential; ORP)가 약 -200 mV 내지 약 -1100 mV 범위인 항산화제이다. 양극원 (anodal chamber)에서 나가는 용액인 양극액은, pH가 약 2 내지 약 8 범위이고, ORP가 약 +300 mV 내지 약 +1200 mV 범위이고, 해리 가능한 산화제 (Free Available Oxidant; FAO) 농도가 =300ppm인 산화제이다.
수용성 전해 용액의 전기화학적 활성 동안, 용액 내에는 다양한 산화종 및 환원 종들이 존재할 수 있다. 예를 들면, HOCl (차아염소산), ClO2 (이산화염소), OCl- (차아염소산염), Cl2 (염소); O2 (산소), H2O2 (과산화수소); OH- (수산기) 및 H2 (수소). 용액 내의 임의의 특정 반응 종들의 존재 또는 부재는 대부분 사용되는 유도체 염과 최종 용액 pH에 영향을 받는다. 따라서, 예를 들면, pH가 3 이하인 경우, HOCl는 독성 정도를 증가시키는 Cl2로 전환되는 경향이 있다. pH가 5 이하인 경우에는, 낮은 염화물 농도가 HOCl을 생산하는 경향이 있지만, 높은 염화물 농도는 전형적으로 Cl2 기체를 생산한다. 7.5보다 높은 pH에서, 하이포아염소산 이온 (OCl-)가 일반적으로 우세한 종이다. pH > 9에서는, 산화제 (아염소산염, 차아염소산염)는 비산화제 (염화물, 염소산염 및 과염소산염)로 전환되고, 염소산염 (ClO3 -)으로의 전환으로 인하여 일반적으로는 활성 염소 (즉, Cl2, HOCl과 ClO-로 정의됨)를 잃게 되는 경향이 있다. 4.5 내지 7.5의 pH에서는, 우세한 종들은 일반적으로 HOCl (하이포염소산), O3 (오존), O2 2 - (과산화 이온) 및 O2 - (초과산화 이온)이다.
이러한 이유로, 양극액은 일반적으로 ClO, ClO-, HOCl, OH-, HO2, H2O2, O3, S2O8 2- 및 Cl2O6 2 - 등의 종들을 대부분 포함하지만, 음극액은 일반적으로 NaOH, KOH, Ca(OH)2, Mg (OH)2, HO-, H3O2 -, HO2 -, H2O2 -, O2 -, OH- 및 O2 2 - 등의 종들을 대부분 포함한다. 이들 종들의 산화력 순서는 다음과 같다: HOCl (가장 강함) > Cl2 > OCl-(약간 강함). 이러한 이유로, 양극액은 음극액 또는 규정된 용량으로 사용되는 상업적으로 이용 가능한 안정화된 염소에 비하여 향균성과 살균 효능이 훨씬 높다.
본 발명은 음료의 가공 중, 포장되고/되거나 제공되는 생성물, 가공 기반 시설 및 포장 용기 내의 세균으로 의한 오염 제거, 해로운 세척물 및 살균 화합물, 살생물제 강화의 필요를 감소 또는 제거, 살충제 오염 물질의 제거, 그리고 냄새와 맛 잔여물의 중화를 제공한다.
발명의 요약
본 발명은 상기 기술한 필요를 만족시키고 문제점들을 완화시킨다. 본 발명의 장점은 이에 제한되지 않지만, 가공 중, 포장되고/되거나 제공되는 생성물, 가공 기반 시설 및 포장 용기 내의 세균으로 의한 오염 제거, 해로운 세척물 및 살균 화합물, 살생물제 강화의 필요를 감소 또는 제거, 살충제 오염 물질의 제거, 그리고 냄새와 맛 잔여물의 중화를 포함한다.
하나의 측면에서, 제1 음료 가공으로부터 제2 음료 가공으로 음료 가공 시스템의 최소한 일부를 이행하는 방법에 있어서, 상기 제1 음료는 상기 제2 음료와 상용성이 없는 재료를 포함하고, 상기 재료의 양은 상기 제1 음료 가공 후 상기 음료 가공 시스템의 상기 일부에 잔류하는 것인 방법을 제공한다. 상기 재료는 풍미를 부여하는 물질, 색상을 부여하는 물질, 알코올, 향을 부여하는 물질, 또는 이들의 조합일 수 있다. 상기 방법은 (a) 상기 음료 가공 시스템의 일부를 통하여 상기 음료 중의 상기 재료의 최소한 일부를 산화시키는 데 유효한 일정량의 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액을 전달하는 단계와, 이어서 (b) 상기 가공 시스템의 일부 중 상기 제2 음료를 가공하는 단계를 포함한다. 단계 (a) 내에서의 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액에 의하여 산화된 상기 재료의 일부는 상기 재료가 맛, 향, 색상, 알코올 성분 또는 이들의 조합을 위한 방출 요건을 충족하는 것을 방해하지 않는 데에 충분한 양이다. 단계 (a) 내에서 사용되는 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액은 희석되지 않은 형태로 사용될 수 있고, 또는 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액의 수용성 희석액으로서 단계 (a) 내의 음료 가공 시스템의 일부를 통하여 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액의 수용성 희석액으로서 사용될 수 있다.
본 명세서과 청구항에서 사용된 바와 같이, "음료 가공 시스템"이라는 용어는 임의의 주어진 음료의 전체 생산 및 포장 시스템을 의미하는 것이다. 전체 시스템은 생성물을 생산하고 포장하기 위한 모든 라인과 서브 시스템을 포함하는 수많은 서로 다른 부분의 공정 (assembly)을 포함할 수 있다. 그러한 라인과 서브 시스템의 실시예들로는, 이에 제한되지 않지만, 성분 운반 시스템, 성분 혼합 시스템, 병을 채우거나 기타의 포장 용기를 채우기 위한 주입선 (注入線; fill lines), 그리고 가열, 냉각 또는 탄산화를 위한 중간체 가공 시스템, 및/또는 기타의 생산 공정을 수행하기 위한 서브 시스템을 포함한다.
또 다른 측면에서, 음료 생산 및 포장 장치에서 잔여 음료 더러움(soil)을 제거하기 위한 세척제로서 무독성 (non-toxic)의 ECAW (좋기로는 음극액 또는 수용성 음극액 희석액)의 사용을 포함하는 방법을 제공한다. 이 세척제는 종래의 알칼리성 부식성 소다 기반의 세척 제형에 비하여 주위 온도에서 작업장 세정 절차에 포함될 수 있고, 상기 ECAW는 헹구지 않아도 되므로 (free-rinsing), 의무적인 큰 부피, 이후의 부식성 물 헹굼이 불필요하다. 따라서, 본 발명의 추가적인 측면에서, 본 발명의 방법은 물 효율성을 증가시킨다. 또한, 이 점과 관련하여, 최종 살균을 위하여 사용되는 산화 양극액과 함께 세척을 위하여 사용되는 본질적으로 양립 가능한 음극액은, 중간 헹굼 단계를 필요로 하지 않고, 2개의 용액 (음극액, 이어서 양극액)을 순차적이면서 동시 적용할 수 있도록 한다. 양극액의 살균 특성은 잔여 음극액에서 이월된 잔여물에 의하여 영향을 받지 않는다.
또 다른 측면에서, 다양한 음료 종류의 생산 및 포장에 있어서 무독성 살균 해결책으로서 전기 화학적으로 활성화시킨 물 (ECAW) (좋기로는 양극액 또는 수용성 양극액 희석액)의 사용을 포함하는 방법을 제공한다. 상기 ECAW는 좋기로는 HOCl을 포함하는데, 이는 차아염소산염보다 해로운 병원균을 사멸시키는데 더욱 효과적이다. 이러한 해결책은 또한, 주위 온도에서 실질적으로 효과적이고, 상응하는 세균 억제 수준을 달성하기 위하여 살균제 세척 용액의 고온의 온도 조정의 필요를 배제한다는 장점을 갖는다.
또 다른 측면에서, 음료 가공 시스템의 최소한 일부에서, 작업장 세정을 위한 개선된 방법이 제공되는데, 상기 방법은 총량의 물을 사용하고, 상기 방법은(a) 상기 음료 가공 시스템의 일부를 통하여 일정량의 수용성 세척제를 전달하는 단계와, 이어서 (b) 상기 음료 가공 시스템의 일부를 통하여 일정량의 수용성 살균 용액을 전달하는 단계를 포함하고, 상기 일정량의 수용성 세척제와 일정량의 상기 수용성 살균 용액은 그 내부의 미생물 억제 수준을 얻는 데 유효하다. 상기 개선은, 최소한 상기 수준의 미생물 억제를 얻으면서, 상기 방법에서 사용되는 물의 총량을 감소시키는 것과, 단계 (b)에서 사용되는 수용성 살균 용액의 양을 감소시키는 것을 포함한다. 이는, 단계 (b)에서 수용성 살균 용액으로서 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액을 사용하는 것에 의하여 가능하다.
독창적인 작업장 세정 방법의 또 다른 측면에서, 상기 독창적인 개선은 좋기로는, 최소한 동일한 수준의 미생물 억제를 얻으면서 상기 공정에서 사용되는 물의 총량을 감소시키고, 단계 (a)에서 사용된 수용성 세척액의 양을 감소시키는 것을 추가로 포함한다.
음료 가공 시스템의 실시예들, 그 중에서도 개선된 작업장 세정 방법은 이에 제한되지 않지만, 탄산 음료, 양조 음료, 과일 음료, 발효 음료, 야채 음료, 이온 음료, 커피 음료, 차 음료 또는 이들의 조합을 가공하기 위한 시스템을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예로서, 상기 개선된 작업장 세정 방법은 또한, 병에 든 또는 포장되는 물을 제공하기 위한 음료 가공 시스템에서 사용될 수도 있다.
또 다른 측면에서, 음료 가공 시스템의 최소한 일부로서 작업장 세정 방법을 위한 개선된 방법이 제공되는데, 상기 방법은 총량의 물을 사용하고, 상기 방법은, (a) 상기 음료 가공 시스템의 일부를 통하여 일정량의 수용성 세척 용액을 전달하는 단계와, 이어서 (b) 상기 음료 가공 시스템의 일부를 통하여 일정량의 중간체 수용성 세척액을 전달하는 단계, 이어서 (c) 상기 음료 가공 시스템의 일부를 통하여 일정량의 수용성 살균 용액을 전달하는 단계를 포함하고, 상기 일정량의 수용성 세척 용액, 일정량의 상기 중간체 수용성 세척액, 그리고 상기 일정량의 수용성 살균 용액은 상기 음료 가공 시스템 내의 일부에서 미생물 억제 수준을 얻는 데 유효하다. 상기 개선은, 최소한 상기 수준의 미생물 억제를 얻으면서, 상기 방법에서 사용되는 물의 총량을 감소시키는 것과, 단계 (a)에서 사용되는 수용성 세척 용액의 양을 감소시키고, 단계 (c)에서 사용되는 수용성 살균 용액의 양을 감소시키는 것을 포함한다. 이는, (ⅰ) 단계 (a)에서 수용성 세척 용액으로서 전기 화학적으로 활성화시킨 물 음극 용액을 사용, (ⅱ) 단계 (c)에서 수용성 살균 용액으로서 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극 용액을 사용, 및 (ⅲ) 단계 (b)에서 상기 중간 수용성 세척액의 일정량의 감소 또는 제거에 의하여 가능하다.
또 다른 측면에서, 물을 정제하기 위하여 사용되는 입상 활성탄층 (Granular Activated Charcoal (GAC) bed)의 복원 및 살균 방법이 제공된다. 상기 방법은, (a) 상기 GAC층과 전기 화학적으로 활성화시킨 물 음극액을 접촉시키는 단계, 및 (b) 상기 GAC층과 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액을 접촉시키는 단계의 비동시성 단계들을 포함한다.
GAC층을 복원 및 살균시키는 방법에 있어서, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액은, 상기 GAC층과 접촉시키기 전, 개시 산화 환원 전위를 가지고, 장치와 접촉시키는 데 사용된 후에는 소비된 산화 환원 전위를 가질 것이다. 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액의 개시 산화 환원 전위는 좋기로는 양성의 mV 산화값일 것이다. 또한, 상기 방법의 단계 (b)는 좋기로는 (ⅰ) 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극 용액의 상기 개시 산화 환원 전위를 측정하는 단계와, (ⅱ) 상기 GAC층을 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액과 접촉시키는 단계와, (ⅲ) 단계 (ⅱ) 후, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액의 상기 소비된 산화 환원 전위를 측정하는 단계와, (ⅳ) 최소한 단계 (ⅲ)에서 측정된 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액의 상기 소비된 산화 환원 전위가 단계 (ⅱ) 전의 개시 산화 환원 전위 미만인 544 mV 보다 크지 않은 때까지, 단계 (ⅱ)와 단계 (ⅲ)를 반복하는 단계를 포함한다. 더 좋기로는, 단계 (ⅳ)에서, 단계 (ⅱ)와 단계 (ⅲ)은 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액의 상기 소비된 산화 환원 전위가 개시 산화 환원 전위 미만인 143 mV 보다 크지 않을 때까지, 가장 좋기로는 104 mV 보다 크지 않은 때까지 반복된다.
또한, GAC층을 복원 및 살균시키는 방법의 단계 (ⅱ)는 좋기로는 다음을 최소한 2번 수행한다: (1) 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액은 최소한 한번 상기 GAC층으로 대체로 정상적인 작동 흐름 방향으로 이송되고, (2) 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액은 최소한 한번 상기 GAC층으로 대체로 정상적인 작동 흐름 방향과는 대체로 다른 편인 역 흐름 방향으로 이송된다. 유사하게, GAC층을 복원 및 살균시키는 방법의 단계 (a)는 좋기로는 다음을 최소한 2번 수행한다: (1) 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 음극액은 최소한 한번 상기 GAC층으로 대체로 정상적인 작동 흐름 방향으로 이송되고, (2) 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 음극액은 최소한 한번 상기 GAC층으로 대체로 정상적인 작동 흐름 방향과는 대체로 다른 편인 역 흐름 방향으로 이송된다.
또 다른 측면에서, 공정 물의 여과와 유해한 불순물과 화학적 오염 물질의 흡착을 위하여 음료 생산 또는 비음료 (non-beverage) 시스템 내에서 사용되는 입상 활성탄 (GAC) 컬럼을 처리하는 방법을 제공한다. 독창적인 방법에 있어서, 상기 탄소 입자들의 복원 및 재생은, 종래의 열적 또는 화학적 재생 공정의 대체물로서 또는 최소한 보충물로서 좋기로는 ECA 용액을 동시에 도입함으로써 달성된다.
또 다른 측면에서, 입상 활성탄 (GAC) 여과 시스템을 살균하는 방법을 제공하는데, 여기서 탄소 입자들의 공극 내의 오염된 흡수면은 ECAW 산화 용액 (좋기로는 양극액 또는 수용성 양극 희석액)에 노출되어, (a) 세균 군집 및 형성된 세균막 (biofilm)의 제거, 그리고 (b) GAC 시스템 내의 고착 및 부유하는 미생물 종 모두의 제거, 둘 다를 용이하게 한다. 상기 독창적인 방법은 그러한 시스템을 살균하기 위하여 지금까지 사용된 종류의 유독 화합물, 고온, 그리고 가압된 스팀 조정의 필요를 감소 또는 제거한다.
또 다른 측면에서, GAC 시스템 내에서 순환하는 동안, ECA 처리 용액의 유입 및 폐수 스트림 모두의 생리 화학적 특성을 측정함으로써 ECA 용액의 살균성 수행을 예측하는 방법을 제공한다. 이러한 방법으로, 잔여 표면 전하에 대한 ECA 용액 인공 주입의 비율은 상대적으로 산화 환원 전위 (Oxidant Reduction Potential; ORP)의 측정과 연관성이 있고, 따라서 최적의 세균막 제거와 미생물 제거에 효과적이고 GAC 시스템의 흡수 용량을 재생시키기 위하여 GAC 시스템에 도포하기 위한 각 특정 ECA 용액의 부피가 필요할 것이다.
또 다른 측면에서, 음료 생성물의 제조 및 포장 동안에 사용하기 위한 음식 품질의 제조 과정에서의 도입, 수용성 기반 ECAW 살생물제를 포함하는 방법을 제공하는데, 상기 방법은 특히 표면의 미생물 세균막 생장의 말기 (termianl) 억제에 특히 효과적인데, 이는 부패와 병원성 미생물과 관련된 세균막으로부터 포장된 생성물의 재오염의 결과로 생긴 감소이다.
또 다른 측면에서, 물 성분 공급물 스트림을 갖는 음료 가공 시스템에서 최소한 세균막 성장을 감소시키는 방법을 제공한다. 상기 방법은 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액을 상기 물 성분 공급물 스트림 부피의 80부당 상기 전기화학적으로 할성화된 물 양극액 부피의 20부를 초과하지 않는 양으로 상기 물 성분 공급물 스트림에 첨가하는 단계를 포함한다.
또 다른 측면에서, 음료 생성물을 생산하기 위한 개선된 공정을 제공하는데, 상기 공정은 생성물 포장지 내에 음료 생성물을 두는 것을 포함한다. 상기 개선은, 상기 포장지 내에 음료 생성물을 두기 전, 전기 화학적으로 활성화시킨 물 음극액을 사용하여 상기 생성물 포장지를 세척하는 단계를 포함한다. 이 공정에 따라 처리된 생성물 포장지는 병 또는 기타 종류의 용기일 수 있다. 상기 개선은 또한, 좋기로는 상기 단계를, 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액 내에서 상기 생성물 포장지를 세척, 도포, 침지 또는 그 밖의 접촉 단계 전에 포함한다.
또 다른 측면에서, 탄산이 든 생성물 용액을 생산하기 위하여, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액 내에 CO2를 용해하는 단계를 포함하는 전기 화학적으로 활성화된 물 용액의 전기 화학적 특성 (예컨대, pH, 산화 환원 전위, 자유 활성 산화제 함유량 및/또는 전기 전도성)을 가능하게 하는 방법을 제공한다. 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액은 양극 용액, 음극 용액 또는 이들의 조합을 포함할 수 있고, 희석되지 않은 형태 또는 수용성 희석액 형태일 수 있다.
또 다른 측면에서, 전기 화학적으로 활성화시킨 물의 산화 환원 전위의 양성의 mV 변화를 초래하기 위하여 그 안에 유효량의 CO2가 용해된 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액을 포함하는 것인 탄산 조성물이 제공된다. 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액은 양극 용액, 음극 용액 또는 이들의 조합을 포함할 수 있고, 희석되지 않은 형태 또는 수용성 희석액 형태일 수 있다.
또 다른 측면에서, 전기 화학적으로 활성화시킨 물의 산화 환원 전위의 양성의 mV 변화를 초래하기 위하여 그 안에 유효량의 CO2가 용해된 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액을 포함하는 것인 음식 가공 시스템의 최소한 일부에서의 세척 또는 살균 방법을 제공한다. 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액은 양극 용액, 음극 용액 또는 이들의 조합을 포함할 수 있고, 희석되지 않은 형태 또는 수용성 희석액 형태일 수 있다.
또 다른 측면에서, ECA 용액을 탄산화시키거나 가압하기 위하여 ECAW 또는 희석된 ECAW 내에 기체 이산화탄소(CO2)의 도입을 포함하는 산화제 ECA 용액의 살균성 활성을 가능하게 하는 방법을 제공한다. 따라서, 제조, 가공 및 포장 시스템, 그리고 기반 시설 및/또는 음료 생산 및 포장 시스템 내의 다른 곳, 또는 비음료 시스템 내에서 탄산이 든 ECAW, 또는 탄산이 든 ECAW의 수용성 희석액의 도입을 포함하는 방법을 또한 제공한다. 본 발명에서 발견된 바에 의하면, 살균성 활성의 신뢰할만한 예측 변수로서 REDOX 퍼텐셜 (ORP)을 탄산이 든 ECA 용액과 함께 사용하면, 주어진 수준의 항균성 효능을 얻기 위하여 탄산이 없는 산화제 ECA 용액과 대비하였을 때, 감소된 양 및/또는 비율의 ECAW가 필요하다.
음료 혼합 및 충전 장치를 살균하는 동안, 특정 CO2의 도입은 충전 및 혼합 장치의 모든 면에 대하여 "CO2를 증가시킨 산화제"의 증가된 노출에 의하여 최적의 살균 보장을 가능하게 한다. 음료 충전 장치 내의 공급 펌프에 의한 종래의 기압 경도는 최적의 항균 효과를 위한 충분한 살균 분배를 제공하지 않을 수 있다.
CO2로 "탄산화"된 수용성 희석액 양극 용액의 놀랍고도 예상치 못한 효능 증가는 향군 활성에 영향을 미치지 않으면서 임의의 특정 적용에서 사용된 양극액의 양을 감소시킨다. 이러한 발견의 하나의 장점은, 위험성이 큰, 맛, 색상 및 농도가 생성물의 체질의 중요한 요소인 병에 든 물 등의 고도로 민감한 생성물과 아이스 커피 등의 방부제 제제와 함께 사용될 때 양극액이 가질 수 있는 가능성 있는 악영향을 추가로 최소화하는 것이다.
CO2 기체로 물 기반 음료의 탄산화는 일반적으로 일정량의 탄산 (H2CO3) 형성으로 야기된다. 독창적인 탄산화된 양극액의 증가된 살균 효능은, 어느 정도는, 탄산화된 수용성 양극 용액 내의 일정량의 탄산 형성에서 기인한다.
그러나 다른 측면에서는, 종래에는 고온의 부식성 세제 용액과 늘어난 물 세척 사이클에 오랫동안의 노출을 필요로 하는 잔여 냄새 및 풍미 성분의 맛을 중화시키기 위하여 음료 생산과 포장 장치를 ECAW 또는 수용성 희석된 ECAW로 주위 온도에서 처리하는 것을 포함하는 방법을 제공한다.
다른 측면에서는, 음료 생산 시스템, 용기, 그리고 포장 시스템 기반 시설로부터 알코올을 함유하는 잔여물의 개선된 제거 및 배제를 위한 ECAW 용액, 그리고 ECAQ 용액의 적용을 포함하는 방법을 제공한다.
또 다른 측면에서, 세척제, 살균제 및/또는 모든 종류의 음료의 제조, 가공 및 포장의 성분으로서의 ECAW의 사용 방법을 제공한다. 상기 방법은 음료의 온전함과 소비자의 건강에 해로울 수 있는 화학적 살충제, 살진균제 및 제초제 잔여물을 제거한다. 그러한 잔여물은 물 공급을 얻는 공정, 예를 들면, 높은 농업 활동의 지역에서의 일반적인 오염 물질이고, 중요한 건강 및 안정성 위험을 제기한다.
또 다른 측면에서, ECAW 용액으로 최종 생성물질에 부정적인 영향을 줄 수 있는, 확인되지 않은 세균 성장이 계획되지 않은 일시적인 또는 연장된 제조 과정 중의 저장에 놓일 수 있는 중간체와 미리 포장된 생성물의 항균 물질 차단 방역을 증가시키는 방법을 제공한다.
또 다른 측면에서, 이에 제한되지 않지만, 물 및 탄산음료 원천 및 생맥주 분배 시스템을 포함하는 음료 분배 시스템의 안정하고 효과적인 세척 및 오염 물질 제거에 ECAW를 사용하는 방법을 제공한다.
본 발명의 추가적인 목적, 특징 및 장점은 수반된 도면을 실시하고 바람직한 실시예의 하기 상세한 설명을 읽음으로써 당해 기술 분야의 보통의 숙련된자들에게 명백할 것이다.
도 1은 포장 생성물에 대한 실시예 1에서 얻은 미생물 수 결과를 나타내는 차트이다.
도 2는 충전 장치 및 용기 내의 실시예 1에서 얻은 미생물 수 결과를 나타내는 차트이다.
도 3은 최종 세척물에 대한 실시예 1에서 얻은 미생물 수 결과를 나타내는 차트이다.
도 4는 본 발명에 의하여 제공되는 개선된 청량 음료의 제조, 가공 및 포장 시스템의 실시예 2를 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 의하여 제공되는 개선된 병에 든 물 생산 시스템의 실시예 6을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명에 의하여 제공되는 개선된 과일 주스 생산 및 포장시스템의 실시예 10을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 의하여 제공되는 개선된 와인 생산 및 병입 시스템의 실시예 14를 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명에 의하여 제공되는 개선된 맥주 생산 및 포장 시스템의 실시예 18을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 입상 활성탄 (GAC) 여과 시스템을 처리하기 위하여 본 발명에 의하여 제공되는 방법을 도식적으로 나타낸 것이다.
바람직한 실시 상태의 상세한 설명
본 발명에 따르면, 살생물제로 조정하는 공정, 실시간 방법이 제공되는데, 여기서, ECAW (즉, 양극액, 음극액, 또는 이들의 조합)는 다양한 범위의 음료 생성물을 제조, 포장 및/또는 투여하는 동안, 살균제 및/또는 세제로서 사용된다. 상기 방법은 중간체 생성물을 생성할 수 있고, 일관되게 엄격한 위생적인 사양을 충족시키는 최종 생성물을 포장한다.
하나의 측면에서, 본 발명은 좋기로는 음료의 제조 및/또는 중간체 및 포장된 생성물의 포장 시스템 ((a) 실질적으로 전체 제조 라인/시스템, (b) 이들의 임의의 희망하는 부분, 도는 (c) 임의의 선택된 서브 시스템 중 어느 하나를 포함)을, 상기 시스템을 통하여 전기 화학적으로 활성화시킨 수용성 양극액 또는 그의 수용성 희석액을 전달함으로써 살균하는 단계를 포함한다. 상기 사용된 양극액은 좋기로는 pH (희석되지 않은)가 약 4.5 내지 약 7.5 범위이고, ORP (희석되지 않은)는 약 +650mV 내지 ≥ +900 mV 범위이고, 해리 가능한 산화제 (FAO) 농도 (희석되지 않은)는 ≤ 300ppm이다. 상기 양극액의 pH (희석되지 않은)는 더 좋기로는 약 5.5 내지 약 7 범위이다.
상기 양극액이 다양한 상기 공정 (여과, 살균, 그리고 성분 물)을 통하여 첨가되거나 전달될 때, pH, 전기 전도성, ORP 및 해리 가능한 산화제 (FAO) 농도 등과 같은 독특한 생리화학적 속성을 가질 것이고, 그러한 특성을 줄 것이다. 이들 매개 변수들은, 차례로 세균 바이오로드 (bioload) 및 도포된 양극액 희석액 사이의 역 관계에 반한 항균 효능을 갖는 직접적인 인과 관계를 갖는다. 다른 말로, 더 높은 세균 수는 (a) 더 짧은 노출 시간에 대하여 더 높은 양극액 농도 (즉, 더 낮은 희석), 또는 (b) 더 낮은 양극액 농도 (즉, 더 많은 희석)에 대하여 더 긴 노출 기간 중 어느 하나를 필요로 한다. 이는 전기 전도성 내에서의 양극액의 수용성 희석액과 예측할 수 있는 변화의 측정과 희석된 시료 내에서 측정되는 해리 가능한 산화제 농도 간에 직접적인 관계가 있다는 사실을 나타낸다. 상기 희석액 시리즈 내의 pH와 ORP 변화는 직접적인 선형 환원 동향을 따르지 않는다. 상기 ORP 값은 ORP가 급격하게 떨어지는 지점에서, 고도로 희석 (1:50 내지 1:100)될 때까지 실질적으로 증가된 상태로 유지되는 경향이 있다. 반면, pH는 일정하게 유지되고, 희석액의 pH값을 띠는 경향이 있다.
이들 매개변수는 임의의 주어진 지점에서, 양극액 용액의 항균성 능력을 신뢰할 수 있도록 예측하기 위해서 실시간으로 측정될 수 있다. ORP와 예측 가능한 항균성 활성 사이에는 직접적인 관계가 있다. 높은 ORP (즉, ≥ 600mV)는 5분 이내에 효과적인 세균 제거를 산출할 것이다. 그러나, 이러한 효능은 ORP가 감소되면 하락한다. 낮은 ORP 양극액 농도 및/또는 높은 미생물 수준에서는, 항균성은 노출 시간의 증가에 의하여 필요에 따라 증가할 수 있다.
상기 양극액은 좋기로는, 물 1 리터당 약 1 내지 약 9 그램 범위의 염을 포함하는 전기 화학적으로 활성화시킨 희석된 수용성 염류 용액에 의하여 생성될 것이다. 상기 염류 용액은 좋기로는, 물 1 리터당 약 2 내지 약 3 그램으로 포함될 것이다.
상기 염은 임의의 무기 염류일 수 있다. 상기 염은 좋기로는 요오드로 처리하지 않은 염화 나트륨 (NaCl) 또는 염화 칼륨 (KCL)일 수 있다.
독창적인 방법은 양극액 용액을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 다양한 종류의 장치와 공정들은 상기 기술한 특성을 갖는 기술 분야에서 알려진 양극액을 생산하는데 사용될 수 있다. 당해 기술 분야의 사람들에 의하여 이해되는 바와 같이, 양호한 공정은 다음 단계들을 포함한다: 양극액과 음극액 용액들 (즉, "농축된 용액")이 생성될 수 있는 분리 가능한 전기 화학적으로 활성화된 수용성 양극과 음극을 포함하는 전기화학적 반응기 내에서 희석된 전해액 (염) 용액을 전기화학적으로 활성화하는 단계, 음극액 용액을 별도로 수확하는 단계, 임의의 담수가 없을 때 양극 내로 적어도 일부의 음극 용액을 재도입하는 단계, 대부분 HOCl (하이포염소산), O3 (오존), O2 2 - (과산화 이온) 및 O2 - (초과산화 이온), 그리고 ≤ 300 ppm 농도의 해리 가능한 산화제 (FAO) 농도를 포함하는 것을 특징으로 하는 양극 용액을 생산하기 위하여 필요한 만큼 양극을 통하여 음극의 유동률, 수압 흐름 배열 및 요법, 압력과 온도를 조정하는 단계.
음료의 제조, 가공 및 포장 시스템을 위하여 살균 세척제로서 독창적인 방법에서 사용될 때, 상기 양극액은 좋기로는 물로 희석된다. 상기 희석된 양극 용액은 좋기로는 농축된 양극액 부피의 50부당 물 부피를 최소한 50부 포함한다. 더 좋기로는, 상기 희석된 양극액은 탄산 청량 음료와 양조된 음료 등과 같은 생산 및 포장 제조된 음료를 위한 시스템에서 사용될 때, 최소 60:40의 물 내지 양극액 부피 비율을 가지고, 과일 기반 또는 발효된 과일 또는 야채 기반 생성물을 생산하기 위해서는 시스템 내에서 최소 50:50의 물 내지 양극액 비율을 가진다. 각 경우에 있어서, 농축된 양극액에 대한 물의 부피 비율은 좋기로는 98:2를 넘지 않고, 더 좋기로는 95:5를 넘지 않고, 더욱 좋기로는 약 94:6 내지 약 60:40의 범위 내이고, 가장 좋기로는 약 93:7 내지 약 65:35의 범위이다.
양극액 살균 세척제는 바람직하게는 표준 조작 조건들에 따른 온도에서 도입될 수 있다. 상기 양극액 살균 세척제는 좋기로는 약 5℃ 내지 약 45℃의 범위 내의 온도에서 도입된다.
독창적인 방법은, 처리되는 시스템을 통하여 양극 용액의 산화 환원 전위 (ORP)를 바라는 수준에서 유지하기 위하여 단일 및/또는 복합 살균 지점에서 또는 음료 시스템의 섹션들에서 양극액 용액의 도입에 의하여 연속적인 및/또는 단편적인 처리 조정들을 포함할 수 있는데, 이는 살균하는 동안 시스템을 통하여 최저의 살미생물 활성과 양극액 살균 세척제의 측정된 산화제 반응도 간의 예측 관계를 가능하게 한다.
독창적인 방법은 또한, 해리 세척 세제 또는 표면 활성제로서 항산화제, 전기 화학적으로 활성화시킨 수용성 음극 용액을 선택적으로 음료의 제조, 가공 및/또는 포장 시스템 내로 선택적으로 분배하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 필요한 노출 기간은 좋게는 높은 부피의 가공 및 포장의 시간 제한 내이다. 상기 음극액 (희석되지 않은)은 좋기로는 pH가 약 8 내지 약 13 범위이고, ORP가 최소 -700 mV이다.
독창적인 방법은 추가로, pH (희석되지 않은)가 약 2 내지 약 5 범위, ORP (희석되지 않은)가 ≥1000 mV인 양극액으로 음료 시스템의 임의의 목적하는 세척 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 양극 용액은 음료 시스템 내의 임의의 적절한 처리 포인트에서 적용될 수 있다. 특별히 유리한 처리 포인트의 실시예들은, 이에 제한되지 않지만, 벌크 보유 용기, 발효 통, 브라이트 비어 또는 합성 시럽 탱크, 이송 용기 및/또는 관련된 수도관 망 시스템은, 예를 들면, 여과, 분리, 희석, 저온 살균 및 탄산화 시스템을 포함할 수 있다.
또한, 독창적인 방법은 선택적으로 양극액을 적용하는 단계, 좋기로는 pH (희석되지 않은)가 약 6.0 내지 약 6.5 범위, ORP (희석되지 않은)가 ≥ 950 mV, 그리고 해리 가능한 산화제 농도 (희석되지 않은)가 ≤ 300 ppm인 양극액을, 잔여 세균 오염 물질을 연속적으로 중화하기 위해서뿐 아니라, 잠재적으로 재오염될 수 있는 세균막 생장을 억제하기 위한 하류 공정 장치의 잔여 살균에 효과적이도록 적용하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 좋기로는, 물 부피 80부당 양극액 부피를 20부까지의 농도에서 일반적인 공정 물 내로 상기 양극액이 도입된다. 이러한 단계는 좋기로는, 물 공급 시스템 (지방 자치제 권한, 시추공 등)으로부터 새롭게 도입된 미생물을 제거하기 위하여 일반적인 공정 물 스트림 내로 연속적으로 양극액을 포함하는 낮은 분배량을 포함하고, CIP 공정 동안 또는 다른 곳에서 양극액 처리의 불규칙적인 조정으로 인한 추가적인 또는 새로운 세균막의 성장을 예방할 수 있도록 상기 처리된 물의 전하를 조정하는 것도 포함한다. 상기 연속적인 낮은 분배량의 양극액 적용은 시스템 내로의 새로운 미생물 도입을 제거하고, 시간에 따른 미생물 오염의 새로운 근원을 일으킬 수 있는 세균막의 새로운 성장도 예방하게 한다. 전체적인 공정 흐름에서의 적용 포인트는 좋기로는 상기 공정 내에서 최소한의 시간에 의하여 기술한 바와 같이 살생물제 접촉 기간에 대한 표적 미생물에 해당되고, 그 자체는 양극 희석액의 규모와 처리된 공정 물 내에서 요구되는 미생물 오염 제거의 최소 농도에 해당된다. 일반적으로는 큰 배치 생산 부피는 연장된 가공 시간을 필요로 하고, 따라서 연장된 저장 및 포장 기간을 필요로 한다.
본 발명에 따라, 농축되거나 좋기로는 수용성의 희석된 형태의 음극액이 세척 용액으로 도입될 수 있는 전형적인 음료 생산 가공 및 포장 유닛 내의 포인트 또는 시스템의 실시예들은, 이에 제한되지 않지만 다음을 포함한다: (a) 예컨대, 응집 혼합 및 바닥 세척을 위한 물 처리 영역, (b) 작업장 세정 방법 (CIP) 시스템 내에서 세제와 다른 제제에 대한 대체물로서 예컨대, 막 세척, 하류 및 상류 살균과 소독을 위한 고도의 여과 모듈 영역, (c) 더러움 (soil) 제거, 및 (d) 생성물 오염 제거를 위한 체인 루브 세균막 제거.
맥주 공장 내의 발효 용기의 내부를 세척하는데 사용될 때, 상기 양극액 세척 용액은 좋기로는 발효 용기 내의 거품 형성을 감소, 그리고 가장 좋기로는 방지하기에 효과적인 (a) 전기 화학적으로 활성화시킨 물 음극 용액, 그리고 (b) 일정량의 음식 품질 비이온성 계면 활성제를 포함한다. 계면 활성제 없이는, 발효 용기 내에 기름기가 함유된 유기 잔여물은 양극 용액의 물리적 전단력을 크게 억제할 수 있는 거품 형성을 야기하고, 따라서 세척 유효성을 상당히 감소시킨다. 그러나, 본 출원인은 상대적으로 적은 양의 비이온성 계면 활성제를 상기 세척 조성물에 첨가하면 거품 형성의 감소 또는 방지에 효과적이라서, 상기 음극 용액의 세척 유효성이 크게 증가된다는 것을 발견하였다.
발효 용기 세척 조성물 내에서 사용된 전기 화학적으로 활성화시킨 물 음극 용액은 희석되지 않거나 수용성 희석액 형태일 수 있고, 좋기로는 희석되지 않은 형태일 경우, 산화 환원 전위가 최소 -100 mV이고 pH가 약 8 내지 약 13 범위인 음극액 생성물을 포함한다. 상기 음극액 용액은 좋기로는, 비전해질 희석액과 음극액 생성물의 총 혼합된 부피에 대하여 비전해질 물을 최소 50 부피% (더 좋기로는, 최소 70 부피%, 가장 좋기로는 최소 80 부피%)로 포함하는 음극액 생성물의 수용성 희석액이다.
발효 용기 세척 조성물 내에서 사용하기 위한 비이온성 계면 활성제의 실시예로는, 이에 제한되지 않지만, 폴리실록산을 포함하는 수용성 에멀젼인 Biosil AF 720F, 처리된 실리카, 유화제, 그리고 폴리옥시에틸렌 계면 활성제가 포함된다. 비이온성 계면 활성제는 좋기로는, 상기 음극액 세척 조성물의 리터당 최소 10 mg (또는 10 ppm)의 양으로 사용된다. 더 많은 양의 상기 계면 활성제는 일반적으로, 상기 양극 용액의 농도 증가에 따라 선호된다.
일반적인 음료 생산 가공 및 포장 공장 내의 영역에서 농축되거나 또는 좋기로는 수용성 희석된 형태의 양극액이 살균 세척제 또는 제제로 사용될 수 있는 장소의 실시예로는, 이에 제한되지 않지만, (a) 예컨대, 염소 살균제 및 세균막 제거를 포함하는 물 처리 적용, (b) CIP 화학 제제와 기술 분야에서 지금까지 사용되던 세척제의 대체물로서 예컨대, 막 세척, 하류 및 상류 살균 및 멸균 등의 초 여과 모듈 지역 적용, (c) 세균막 제거, 세균막 억제 그리고 당 제거, (d) 예컨대, 사실 루브 세균막 제거를 포함하여, 당해 기술 분야에서 지금까지 사용된 CIP 화학물질과 노즐 세척의 대체물로서 생성물 오염물질 제거 적용, 그리고 (e) 병과 뚜껑 세척을 포함하는 병 세척 적용을 포함한다.
도 4는 다양한 관점에서, 그리고 다양한 서브 시스템에서 ECAW을 이용하기 위하여 개선된 청량 음료 생산 가공 및 포장 시스템 2를 도식으로 나타낸 것이다. 상기 청량 음료 라인 2는 양극액과 음극액 생성물을 생산하기 위한 전기 화학적 활성 시스템/반응 유닛 4를 포함한다. 시스템, 서브 시스템, 청량 음료 생산 라인 2에서 농축되거나 수용성 희석된 음극액 세척 용액이 도입되고 사용되는 지점들의 실시예는 다음을 포함한다: 병 세척, 병 세척 부식성 배쓰 적용, 그리고 실질적으로 전체 라인 2 또는 이의 임의의 부분에 대한 작업장 세정 (CIP) 시스템. 시스템, 서브 시스템, 본 발명에 따라 농축되거나 수용성 희석된 양극액 세척 용액이 도입되고 사용되는 지점들의 실시예는 다음을 포함한다: 실질적으로 전체 라인 2 또는 이의 임의의 부분에 대한 작업장 세정 (CIP) 시스템, 물 처리, 일반적인 위생 시설, 상자 세척, 병 침지 및 세척, 뚜껑과 병 제조, 그리고 음료 성분.
도 5는 본 발명에 따라 양극액과 음극액 처리를 이용하는 개선된 병에 든 물 가공 및 포장 시스템 6을 도식으로 나타낸 것이다. 상기 개선된 병에 든 물 라인 6 은 상기 사용된 양극액과 음극액 물질을 생산하기 위하여 전기 화학적 활성 시스템/반응기 8을 포함한다. 시스템, 서브 시스템, 농축된 음극액 또는 수용성 희석된 음극액 세척 용액이 사용되는 지점의 실시예는 다음을 포함한다: CIP 시스템, 병 세척, 그리고 병 세척 부식성 배쓰 및 침지 작동. 시스템, 서브 시스템, 농축된 양극액 또는 수용성 희석된 양극액 살균 세척 용액이 사용되는 지점들의 실시예로는 다음을 포함한다: CIP 시스템, 물 처리, 일반적인 위생 시설, 상자 세척, 부식성 배쓰 적용, 그리고 완성된 생성물.
도 6은 개선된 과일 주스 제조, 가공, 그리고 본 발명에 따라 ECWA 용액이 사용된 병입 시스템 10을 나타낸 것이다. 상기 과일 주스 라인 10은 본 발명의 공정에서 사용된 양극액과 음극액 물질을 생산하기 위한 전기 화학적 활성 시스템/반응기 12를 포함한다. 시스템, 서브 시스템, 그리고 과일 주스 라인 10에서 농축된 음극액 또는 수용성 희석된 음극액 세척 용액이 사용된 지점의 실시예로는 CIP 시스템, 병 세척, 그리고 혼합을 포함한다. 시스템, 서브 시스템, 그리고 상기 독창적인 공정에 따라 사용된 농축되거나 수용성 희석된 양극액이 사용된 지점들의 실시예로는 다음이 포함된다: CIP 시스템, 일반적인 위생 시설, 상자 세척, 병 세척, 물 처리, 그리고 생성물 성분.
도 7은 몇몇의 목적을 위하여 본 발명에 따라 ECAW가 사용된 개선된 와인 생산 및 병입 시스템 14를 도식으로 나타낸 것이다. 상기 개선된 와인 생산 및 병입 라인 14는 개선된 공정에서 사용되는 양극액과 음극액 물질을 생산하기 위한 전기 화학적 활성 시스템/반응기 16을 포함한다. 개선된 와인 생산 및 병입 라인 14에서, 시스템, 서브 시스템, 농축된 음극액 또는 수용성 희석된 음극액 세척 용액이 사용되는 지점들의 실시예로는, CIP 시스템, 병 세척, 제조, 그리고 병입이 포함된다. 와인 생산 및 병입 라인 14에서, 시스템, 서브 시스템, 농축된 양극액 또는 수용성 희석된 양극액 살균 용액이 사용되는 지점들은 다음을 포함한다: CIP 시스템, 물 처리, 일반적인 위생 시설, 상자 세척, 그리고 병 세척.
도 8은 다양한 목적을 위하여, 본 발명에 따라 ECAW가 사용된 개선된 맥주 생산 및 병입 시스템을 도식으로 나타낸 것이다. 개선된 맥주 생산 및 병입 라인 18은 개선된 시스템에서 사용되는 양극액과 음극액 물질을 생산하기 위한 전기 화학적 활성 시스템/반응기 20을 포함한다. 개선된 맥주 생산 및 병입 라인 18에서, 시스템, 서브 시스템, 농축된 음극액 또는 수용성 희석된 음극액 세척 용액이 사용되는 지점들의 실시예로는, CIP 시스템, 병 세척, 제조, 그리고 병입이 포함된다. 맥주 생산 및 병입 라인 18에서, 시스템, 서브 시스템, 농축된 양극액 또는 수용성 희석된 양극액 살균 용액이 사용되는 지점들은 다음을 포함한다: CIP 시스템, 물 처리, 일반적인 위생 시설, 상자 세척, 그리고 맥주 성분.
상기 방법은 또한, GAC 여과 시스템에서 탄소 (charcoal) 입자들의 일반적인 미생물과 특이적인 세균막 오염에 대한 살균 처리방안으로서의 전기 화학적으로 활성화시킨 수용성 양극액의 사용을 포함한다. 다양한 희석액의 양극액의 REDOX 퍼텐셜은 표면 전하와 미생물과 세균막 존재를 지지하는 탄소 입자들의 해리 에너지를 조정하기 위하여 사용된다. 이러한 조정은 pH (희석되지 않은)는 약 4.5 내지 약 7.5 범위이고, ORP (희석되지 않은)는 약 +650mV 내지 ≥ +900 mV 범위인 양극 용액을 탄소 알갱이 물질과 접촉시키는 단계, 좋기로는 수세식 GAC 시스템 내에서 사용되는 공정 물 내로 상기 양극액을 도입하여 접촉시키는 단계를 포함한다.
본 발명은, 추가로 다양한 음료 생성물의 제조, 가공 및 포장에 사용되는 시스템과 장치의 살균에 사용되는 공정 물의 처리제로서, pH (희석되지 않은)는 약 4.5 내지 약 7.5 범위이고, ORP (희석되지 않은)는 약 +650mV 내지 ≥ +900 mV 범위인 전기 화학적으로 활성화시킨 수용성 양극액 생성물을, 좋기로는 수용성 희석된 형태로 포함한다.
또한, 본 발명은 예를 들면, 하나의 음료 생성물에서 다른 음료의 생산으로 음료 시스템을 전환할 때, 전용 생성물 풍미와 부딪히는 성분들을 포함하여 오염시키는 화학 잔여물의 제거에 있어서, 산화제로서 전기 화학적으로 활성화시킨 수용성 양극액의 사용도 포함한다. 이 단계는, pH (희석되지 않은)는 약 4.5 내지 약 7.5 범위이고, ORP (희석되지 않은)는 약 +650mV 내지 ≥ +900 mV 범위이고, 해리 가능한 산화제 (FAO) 농도 (희석되지 않은)는〈 300ppm인 양극액과 상기 시스템과 장치 성분들을 접촉시키는 것을 포함한다. 상기 양극액은 좋기로는 수용성 희석된 형태로 적용된다.
본 발명은 추가로, 살충제와 진균제 잔여물을 제거하기 위한 공정 물의 처리에 있어서 산화제로 사용하기 위한 pH (희석되지 않은)는 약 4.5 내지 약 7.5 범위이고, ORP (희석되지 않은)는 약 +650mV 내지 ≥ +900 mV 범위이고, 해리 가능한 산화제 (FAO) 농도 (희석되지 않은)는 ≤ 300ppm인 전기 화학적으로 활성화시킨 수용성 양극액을 포함한다.
또한, 본 발명은 입상 활성탄 컬럼에서, 살충제 잔여물을 중성화시킬 뿐 아니라, 탄소 알갱이들의 구멍 표면의 오염 물질을 제거하기 위한 처리제로 사용하기 위하여, pH (희석되지 않은)는 약 4.5 내지 약 7.5 범위이고, ORP (희석되지 않은)는 약 +650mV 내지 ≥ +900 mV 범위이고, 해리 가능한 산화제 (FAO) 농도 (희석되지 않은)는 ≤ 300ppm인 전기 화학적으로 활성화시킨 양극액을 포함한다.
다음은 전기 화학적으로 활성화시킨 물 (ECAW)로 입상 활성탄 (GAC) 컬럼을 처리하기 위한 양호한 공정의 하나의 실시예이다. 이 공정은 GAC를 사용하여 표준 여과 시스템과 관련하여 기술하였다. 적용 프로토콜은 여과 용기 및/또는 여과액의 흐름 동력의 설계에서의 차이를 수용하기 위하여 손쉽게 조정될 수 있다.
독창적인 공정은 바람직하게는 표면 해리 에너지, 따라서 GAC 알갱이들의 본질적인 전화 환경을 방해하기 위한 활성을 갖는 ECAW 용액의 독특한 속성을 사용하고, 추가로 탄소 (charcoal) 표면에서 정전기적으로 결합된 세균막 토양과 유기물 잔해의 해리를 위한 전하의 조정에 사용될 뿐 아니라 살균성 조정 전용의 시스템으로부터 불안정한 에너지를 흡수하기 위해 사용된다.
이는 ECAW 음극액과 양극액을 순차적으로 적용함으로써 신뢰할 수 있고 효과적으로 활성된다. "에너지가 풍부한" 음극액 용액의 도입에 의한 상기 수립된 유기물 더러움 (soiling)과 세균막 성장의 유통 및 제거는 음극액의 잠재 세제와 응집되지 않는 감소된 특성에 의하여 촉진된다. 유사하게는, 해리의 유동적이고 알갱이에 접착하는 GAC층 내의 미생물의 중성화는 상기 높은 산화제 양극 용액의 존재로 달성된다.
2개의 ECAW 용액의 수행 평가 면에서, 상기 용액들의 GAC 용기를 통한 운반 전과 후의 생리화학적 특성의 측정은 달성된 조정의 정도를 계산하기 위하여 사용될 수 있다. 그러나, GAC 입자들에서의 전하는 꾸준히 그리고 누적 방식으로 변화되고, 컬럼 깊이를 통하여 변경된 전하 구배가 ECAW 용액들과의 접촉 결과 발생된다. 따라서, 적용 시점에서의 "새로운" 용액과 접촉한 입자들은 GAC층을 통하여 스며드는 ECAW 용액으로 점진적으로 효과가 약화되는 가장 큰 변화를 나타낼 것이다. 이러한 전하 "희생"은 상기 입자들의 표면 해리 에너지에 의하여 적용된 여과액 용액에의 에너지 요구의 결과이고, GAC 컬럼 내에서 증가하는 깊이에서의 입자에 대한 전하 변경의 점진적인 증가 정도에 대한 ECAW 용액의 연속적인 흐름 또는 반복적인 적용을 요구한다.
따라서, ECAW 유입과 배출 용액들의 측정된 특성 간에 더 적은 차이가 발견되었고, 달성되는 효능의 정도는 더 컸다. 따라서, 음극액 용액은 양극액 용액이 높은 산화 상태에서 유지되어야 하는 반면, GAC층 동안 효율적인 감소를 유지해야 한다.
설명한 목적을 위하여, 본 발명에서 제공되는 상기 과정은 도 9에서 나타낸 표준 용기 고안을 사용하여 이제 설명한다.
서로 다른 ECAW 용액들의 성능을 예측하기 위하여 사용된 생리화학적 측정의 순도를 최적화하기 위하여, 바람직하게는 임의의 ECAW 용액들이 도입되기 전에 GAC 컬럼 내의 물 흐름에 대한 이들 동일한 특성의 기준값을 먼저 측정하였다. 여과된 물의 질에 영향을 미치는 것에 관하여 GAC 입자들의 현재의 성능을 측정하고, ECAW 용액들로 조정에 영향을 미치는 것과 비교하기 위한 기준선을 제공하기 위하여 동일한 측정 장치로 유입 및 유출 물 흐름 모두를 포획하였다.
상기 데이터는 컬럼 내의 입자들의 수명과 여과 용기의 고안과 흐름 동력뿐 아니라 살균 및 전하 재생산/회복에 대한 현재의 실습 면에서 이해된다.
이들 측정은 좋기로는 다음을 포함한다:
산화 환원 전위 (ORP) - 밀리볼트 (mV)
전기 전도성 (EC) - 밀리지멘스/센티미터 (mS/cm)
자유 활성 산화제 (FAO) - 백만분율 / 밀리그램 / 리터 (ppm / mg/lit)
일반적으로, 독창적인 GAC 처리에서 사용된 상기 용액들은 좋기로는 하기 측정된 값과 최저 부피이다.
Figure pct00001
도 9에서 나타낸 ECAW 용액들로 GAC 컬럼을 처리하기 위한 바람직한 공정은 다음과 같다:
1. GAC 용기 밖으로 가능한 모든 잔여물을 배수한다.
2. 연속적인 처리를 수행하기 위해서, 충분한 양의 양극액과 음극액의 신선한 용액들을 좋기로는 현장에서 생산한다.
3. 음극액의 ORP, pH 및 EC을 용기의 주입구 처리 지점에서 측정한다.
4. 상기 탄소층의 수준 위로 음극액이 채워지도록 정방향 (normograde) 흐름에서 농축된 음극액 용액을 GAC 용기에 채운다.
5. 용기의 꼭대기 부분을 통하여 또는 상부 분배 벨 마우드 (bell mouth)로 연결되도록 존재하는 주입구 파이프를 통하여 상기 음극액을 투여할 수 있다. 이는 일반적으로 5 내지 20분 소요된다.
6. 상기 음극액이 바닥 포트 또는 밸브를 통하여 자유롭게 배수되도록 한다. 이는 일반적으로 5 내지 10분 소요된다.
7. 유출되는 음극액의 ORP, pH 및 EC를 용기의 배출 지점에서 측정한다.
8. 상기 용액의 ORP, pH 및 EC를 측정한 후, 역 (retrograde) 흐름 방향 (즉, 바닥에서 위쪽을 향하는)에서 음극액의 투여를 반복한다.
9. 상기 음극액이 자유롭게 빠지고, 유출되는 용액의 ORP, pH 및 EC를 측정할 수 있도록 한다.
10. 단계들 8과 9에서 열거한 바와 같이, 투여와 측정을 반복한다.
11. 단계들 5 내지 7에서 기술한 공정에 따라 음극액의 정방향 (normograde) 투여를 반복한다.
12. 음극액 용액의 2번의 반복된 적용은 일반적으로 세균막 응집에 대하여 충분하지만, 상기 분배 스케줄의 반복 횟수는 증가할 수 있고, 이는 세균막 성장, 유기물 더러움 또는 미생물 바이오로드 (bioload)의 정도에 따라 좌우된다.
13. 상기 용기는 좋기로는, 가능한 잔여 음극액 유출물의 전체를 배출한다.
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양극액 투여
14. 상기 용기의 주입구 처리 지점에서 양극액의 ORP, pH 및 EC를 측정한다.
15. 상기 탄소층의 수준 위로 양극액이 채워지도록 정방향 (normograde) 흐름에서 농축된 음극액 용액으로 GAC 용기를 채운다.
16. 용기의 꼭대기 부분을 통하여 또는 상부 분배 벨 마우드 (bell mouth)로 연결되도록 존재하는 주입구 파이프를 통하여 상기 양극액을 투여할 수 있다. 이는 일반적으로 5 내지 20분 소요된다.
17. 상기 양극액이 바닥 포트 또는 밸브를 통하여 자유롭게 배수되도록 한다. 이는 일반적으로 5 내지 10분 소요된다.
18. 유출되는 양극액의 ORP, pH 및 EC를 용기의 배출 지점에서 측정한다.
19. 상기 용액의 ORP, pH 및 EC를 측정한 후, 역 흐름 방향 (즉, 바닥에서 위쪽을 향하는)에서 양극액의 분배를 반복한다.
20. 상기 양극액이 자유롭게 배수되고, 유출되는 용액의 ORP, pH 및 EC를 측정할 수 있도록 한다.
21. 단계들 19와 20에서 열거한 바와 같이, 투여와 측정을 반복한다.
22. 단계들 16 내지 18에서 기술한 공정에 따라 양극액의 정방향 투여를 반복한다.
23. 상기 GAC 여과 시스템으로부터 잔여 ECAW용액들을 씻어내기 위하여, 상기 시스템으로부터 모든 잔여 양극액 유출물을 배수하고 유연하게 처리된 물을 넣는다. 이는 유입된 물과 유출된 물 스트림의 생리화학적 특성 간에 동등함이 달성될 때 수행될 수 있다.
전하 회복에 더하여, 상기 활성화된 탄소 입자들을 살균하기 위하여, 상기 방법에 따라 사용된 ECAW 용액들의 사용은 추가로 살충제 잔여물을 중성화시키고 GAC 시스템을 강화시키도록 운용된다.
이들의 범위를 한정함 없이, 상기 발명은 하기 실시예와 실험 결과를 인용하여 더욱 기술되고 예시화된다.
실시예 1
이는 종래의 작업장 세정 (CIP) 프로토콜에서 사용된 기존의 화학 제제를 대체하기 위한 ECAW 용액들의 사용을 포함하는 비교 시험이다. 하기에서 나타낸 바와 같이, 본 방법은 개선된 미생물 억제, 감소된 물 사용, 그리고 탄산 음료 공장에서의 더 짧은 세척과 살균 사이클을 제공하였다.
종래의 탄산 음료 공장에서의 시스템과 장치의 세척과 살균은 일반적으로 2개의 프로토콜을 포함한다 - 3 단계 (오직 살균을 위함) 또는 5 단계 공정 (세척, 헹굼 및 살균).
존재하는 종래의 화학 생성물을 완전히 대체하도록 다양한 음료 종류에 대한 생산 및 포장 시스템과 장치의 세척 및 살균을 위하여 사용된 물을 처리하기 위하여 산화방지제 음극액 및 산화제 양극액을 첨가하였다.
사용된 희석된 수용성 처리 용액들의 측정된 특성들은 다음과 같다:
Figure pct00002
* 용액 농도는 부피%로 표현하였다.
** 전기 전도성 (mS/cm-센티미터 당 밀리지멘스)
대표적인 탄산 음료 제조 및 포장 공장에서 비교 실험을 수행하였다.
비교 실험에서 사용된 종래의 세척 화학물은 2 ~ 3% 클로로-알칼린 수산화 나트륨 (NaOH) 용액을 포함하도록 주위 온도에서 사용하였다. 종래의 살균 용액은 나트륨 또는 칼슘 차아염소산염 용액을 포함하거나, 50 ppm의 비율로 유리 유효 염소 (FAC)를 상기 시스템 내에 주위 온도에서 분배되는 동량의 산화제를 포함하였다.
상기 종래 공정에 대한 프로토콜은 다음과 같다:
종래의 화학물을 사용하는 CIP 프로토콜
공정 단계 5 단계 3 단계
처리수로 초기 헹굼 5 내지 10분
±7000ℓ처리수 사용		 5 내지 10분
±7000ℓ 처리수 사용
세제 세척 15 내지 20 분 @ 2.5% 클로로알칼리
±10000ℓ처리수 사용		 수동 CIP 전환을 위한 제외 시간- 약 20분
처리수 헹굼 5 내지 10분
±7000ℓ처리수 사용		 5 내지 10분
±7000ℓ 처리수 사용
위생 시설 20 내지 30분 @ 50mg/l
±10000ℓ처리수 사용		 20분 @ 50mg/l
±10000ℓ처리수 사용
처리수 헹굼 5 내지 10분
±7000ℓ처리수 사용		 5 내지 10분
±7000ℓ처리수 사용
총 시간
총 용액 사용량 		50 내지 80분
±41,000ℓCIP 용액 사용		 35 내지 50분
±31,000ℓ처리수 사용
비교 목적으로, 본 방법에 따른 ECAW 용액을 사용한 하기의 프로토콜을 이어서 시개시하였다:
ECA 용액을 사용한 CIP 프로토콜
공정 단계 5 단계 3 단계
5% 양극액 처리수로 초기 헹굼 <10 분
±3000ℓ처리수 사용		 <10 분
±3000ℓ처리수 사용
세제 세척 15 분 @ 30% 음극액
±3000ℓ처리수 사용		 Nil
처리수 헹굼 Nil Nil
위생 시설 15 분 @ 30% 양극액
±3000ℓ처리수 사용		 15 분 @ 30% 양극액
±3000ℓ처리수 사용
처리수 헹굼 <10 분
±3000ℓ처리수 사용		 <10 분
±3000ℓ처리수 사용
총 시간
총 용액 사용량 		50 분
±12,000ℓCIP 용액 사용		 35 분
±9,000ℓ처리수 사용
산화제 양극 용액의 항균성 효능은 도 1, 2 & 3에서 나타냈다.
표준 막 여과 방법을 모든 미생물 시료를 시험하기 위하여 사용하였다. 인식된 표준 프로토콜당 표본을 수집하였다.
결론:
종래의 세척 및 살균 화학물의 완전한 제거 외에, 3 단계 및 5 단계 CIP 공정 모두로의 ECA 용액의 통합은 완전한 CIP 공정에 필요한 물 사용량의 확연한 감소와 상당한 시간 절약을 야기하였다.
실시예 2
ECA 용액들의 탄산화
기체 이산화탄소 (CO2)의 첨가 및 존재로 인한 생리화학적 특성에서의 변화를 수립하기 위하여 예정된 탄산화, 희석된 ECA 용액을 사용하였다.
갓 생성된 ECA 양극액과 음극액의 표준 희석액을 처리하지 않은 음용 공정수를 사용하여 제조하였다. CO2의 도입에 의한 변화를 상세히 열거하기 위하여, 탄산화 전과 후 모두 상기 각 용액의 생리화학적 특성을 기록하였다.
기술 분야의 당업자들에게 잘 알려져있는 바와 같이, 이 실시예에서 시험된 다양한 용액들을, 주위 온도에서 2.5 부피 (5 gm/500 ml)의 CO2를 500 ml의 시료에 적용하여 탄산화시켰다.
탄산화 전과 후의 ECA 용액들의 생리화학적 매개변수
매개변수 음극액 @ 30% 음극액 농축물
전 후
EC (mS) 3.38 2.53 9.93
pH 11.3 5.4 11.6
ORP (mV) 15 441 -110
양극액 @ 30% 양극액 농축물
전 후
EC (mS) 2.8 2.63 8.14
pH 6.9 4.7 7.0
ORP (mV) 830 980 885
FAO (ppm) 80 80 +200
양극액 @ 5%
Before After
EC (mS) 0.69 0.6
pH 6.9 4.7
ORP (mV) 823 930
FAO (ppm) 20-25 20-25
범례: ORP-산화 환원 전위 (mV -밀리볼트), EC- 전기 전도성-(mS/cm-센티미터 당 밀리지멘스), FAO- 유리 가능한 산화제 (ppm-백만분율)
음극액 용액에 있어서, 약하게 산화되는 능력을 실질적으로 감소시켜서 REDOX 포텐셜에서의 실질적인 변화가 있었다.
ORP는 시스템 내에서 항미생물 바이오로드 (cfu/ml)의 사전 지식과 함께, 서로 다른 희석 비율에서 양극액 용액의 항미생물 효능 포텐셜의 믿을만한 기준이라는 것이 반복적으로 증명되었다. 미생물 오염을 제거하기 위하여 필요한 양극액은 이러한 관계를 기반으로 정확하게 적정될 수 있다. 희석된 양극 용액으로의 CO2 첨가는 증가된 산화 활성을 갖는 REDOX 포텐셜이 실질적으로 증가하는 변화를 야기하고, 또한, 상기 ECA 살균 용액의 살균 활성 효력을 증가시키도록 하는 pH에서의 등가물의 환원에 의하여 필적하게 되었다.
결론:
ECA 용액들의 탄산화는 세척 및 항균 능력에 영향을 미치는 생리화학적 매개변수에서의 실질적인 변화를 야기한다. 탄산화된 양극액의 증가된 REDOX 포텐셜은 탄산화되지 않은 양극액에 비하여 증가된 항균성 능력을 제공한다.
실시예 3
잔여물 중화
산화 ECA 양극액에 의한 살균제와 진균제 잔여물의 분해는 다음과 같이 측정하였다.
상기 산화제 양극 용액을 10배씩 연속하여 희석하였다. 이 시험을 이한 대조군으로서, ECA에 기반하지 않은 가수분해 또는 화학적 분해를 위한 포텐셜로 2개의 처리하지 않은 대조군 용액들을 사용하여 평가하였는데, 전기 활성 전, 전기 분해 공급 용액으로서 하나는 양극액 연속 희석액에서 희석액으로서 수돗물을 사용하였고, 다른 것은 비활성화된 소금물 용액을 사용하였다.
상기 실험은, 수돗물과 다양하게 희석된 양극 용액을 고정된 포함 비율로 동일한 AI'로 '혼합 (spiked)'한 후, 여러 가지의 살균제와 진균제 활성 성분들의 회복 정도의 차이를 대조하기 위하여 수행하였다. 각 경우에서, 상기 활성 성분들의 하나의 ppm 혼합제를 시험 또는 대조군 용액 시료의 100 ml 분취액에 첨가하였다.
상기 시험 시료를 주위 온도에서 5분 동안, 기계 교반기로 교반학, 이어서 유기 용매로 추출하고, 기체 또는 액체 크로마토크로피로 분석하였다.
대조군과 양극액 시험 용액들의 생리화학적 매개변수
용액 종류 ORP ( mV ) pH EC ( mS / cm ) FAO ( ppm )
수돗물 대조군 280 8.2 0.21 -
2.5gm/리터 비활성화된 염 용액 290 7.7 5.22 -
1% 양극액 436 7.5 0.35 ≤ 5
10% 양극액 803 7.2 1.34 20-25
100% 양극액 940 6.5 5.45 ≤ 200
범례: ORP-산화 환원 전위 (mV -밀리볼트), EC- 전기 전도성-(mS/cm-센티미터 당 밀리지멘스), FAO- 유리 가능한 산화제 (ppm-백만분율)
Figure pct00003
결론
유기인계 및 카바메이트기 살충제와 벤지마다졸, 아닐리노피리미딘, 스트로빌루린, 피리미딘, 그리고 벤지마다졸계 살진균제는 모두 상기 양극액에 대한 노출에 의하여 산화되었다.
실시예 4
ECA 용액으로 활성화된 탄소 입자들의 미생물 오염제거와 표면 해리 에너지 조정
2000mm 깊이와 1700mm 지름의 활성 여과층을 갖는 표준 입상 활성탄 (GAC) 컬럼 용기에 ECA 용액을 도포하였다. 500kg/m3의 부피 밀도를 갖는 상업적으로 (F200 grade) 활성화된 탄소 (charcoal) 입자들을 다양한 크기와 밀도의 눈금이 매겨진 페블층 (pebble bed) 위에 덮어씌웠다. 상기 탄소층은, 연장된 스팀 저온 살균 또는 안전한 입자들의 교체를 필요로 하는 종래의 절차를 사용하여 입자들의 숙성된 미생물 세균막과 최적의 작동 복원으로 계속해서 오염된다.
표면 해리 에너지에 기반한 숯 입자들의 특정 흡수 특성을 고려하여, 세균막에서 여과된 물의 표면 장력:흡수된 무기물의 세균막 망의 붕괴를 촉진하는 탄소 입자 접속을 조종하기 위하여 항산화 음극액을 처음에 사용하였다.
유입 용액들의 생리화학적 특성의 변화를 상기 유출 스트림의 것에 대하여 대조하고, 이들 차이를 수행된 표면 해리 에너지 조작의 정도뿐 아니라 탄소 입자 표면에서의 흡수 용량의 변경 정도를 예측하기 위하여 기술하였다.
연속적인 음극액 투입, 담그기, 배수에 따라, 양극액 용액을 도입하고, 유입 스트림과 유출 스트림 모두의 생리화학적 특성을, 필요한 향균성 효과를 얻기 위하여 층 내에서 최적의 산화 환원 전위가 이루어질 수 있도록 상세히 대비하였다.
탄소 입자들의 표면으로 ECA 용액들의 최적의 혼합은 여과 용기의 상부뿐 아니라 하부에도 ECA 용액들을 도입함으로써 수행하였고, 이 프로토콜은 입자층 내에 존재하는 흐름 배열을 통한 여과액의 채널링을 방해함으로써 입자 표면 노출을 증가시켰다.
GAC 용기에 적용된 ECA 용액들의 생리화학적 특성의 시간에 따른 변화
입상 활성탄 컬럼 내로 도입시, 음극액과 양극액의 생리화학적 매개변수의 시간에 따른 변화
시간 용액 종류 활성 ORP pH EC ΔORP 해리-유출
양극액 전처리 935 6.6 5.15
음극액 전처리 -804 11.1 6.61
09:10 음극액 상부로 펌프 -804 11.1 6.61
09:20 음극액 배출 65 9.8 5.15 -869
09:26 음극액 　 85 9.9 4.77 -889
09:43 음극액 하부로 펌프 -804 11.1 6.61
10:21 음극액 배출 5 11.1 6.35 -809
10:23 음극액 　 18 11.1 6 -822
10:24 음극액 하부로 펌프 -804 11.1 6.61
10:42 음극액 배출 50 11.1 6 -854
10:45 음극액 상부+하부로 펌프 -804 11.1 6.61
10:48 음극액 배출 9 11.2 6.39 -813
10:52 음극액 　 -3 11.3 6.32 -801
11:00 음극액 　 32 11.1 5.51 -836
11:07 음극액 　 35 10.7 5.03 -839
11:12 음극액 　 54 10 5.29 -858
11:15 음극액 　 184 9.7 4.18 -988
11:20 양극액 상부+하부로 펌프 935 6.6 5.15
11:22 양극액 배출 295 9.9 4.98 640
11:28 양극액 　 274 9.7 5.26 661
11:38 양극액 　 334 9.2 5.26 601
11:47 양극액 　 256 9.5 5.26 679
11:49 양극액 상부로 펌프, 배출하지 않음 935 6.6 5.15
12:15 양극액 배출 215 9 5.21 720
12:21 양극액 　 245 9 4.93 690
12:30 양극액 하부로 펌프 935 6.6 5.15
13:06 양극액 상부로 펌프 935 6.6 5.15
13:20 양극액 　 844 7.4 5.19 91
13:23 양극액 　 792 7.5 5.15 143
13:28 양극액 　 391 8.6 5.2 544
13:35 양극액 하부로 펌프 935 6.6 5.15
14:06 양극액 상부로 펌프 935 6.6 5.15
14:18 양극액 배출 843 7.5 5.27 92
14:22 양극액 담금 831 7.4 5.24 104
범례: ORP-산화 환원 전위 (mV -밀리볼트), EC- 전기 전도성-(mS/cm-센티미터 당 밀리지멘스), FAO- 유리 가능한 산화제 (ppm-백만분율)
결론
전기 화학적으로 활성화시킨 음극액과 양극액의 증가된 산화 환원 전위 (ORP)를 동시에 그리고 순차적으로 입상 활성탄 (GAC) 여과 컬럼에 적용할 때, 기타의 적용뿐 아니라 음료 공정 및 포장 공장 내에서의 여과 및 흡수에 사용되는 탄소 입자들의 기공 내 그리고 표면을 채우는 표면 해리 에너지를 선택적으로 조정하기 위한 용량을 갖는다는 것이 증명되었다. 이러한 용량은 입자들의 흡수 특성의 재생산뿐 아니라 입자들의 기공 내 그리고 표면에서의 미생물 부담을 실질적으로 감소시킬 수 있는 입자들의 흡수 특성의 재생산을 돕는다.
실시예 5
ECA 용액들의 풍미 중화 용량
본 발명에 따라, 양극 용액은 놀랍게도 추가된 장점과 넓은 항균성 효능을 제공하고, 양극액은 동시에 제조 및 포장 장비로부터 잔여 풍미 분자 및 합성 성분 잔여물을 산화시킬 수 있다는 것을 추가로 발견하였다.
실험은 탄산 음료 공장 내의 포장 장비로부터 끊임없이 제공되는 강한 풍미 지문을 제거하기 위한 ECA 용액들의 용량의 감각기 및 비색법 평가를 포함하였다.
하나의 특히 지속적이고 강한 풍미 종류 (파인애플 기반)로부터 표준 콜라 풍미 또는 소다수 기반 생성물로의 변화는, ECA 용액들에 대한 노출 후, 풍미 물질의 잔여물의 이월의 완전한 제거를 증명하였다.
추가로, 사과 (MJ3116), 체리 (MJ 2381), 라즈베리 (MJ3102), 블랙커런트 (MJ1115), 파인애플 (MJ2082), 풍선껌 (MG1250) 및 딸기 (MJ2507)를 포함하는 상업적 합성 풍미 분자 (크랜브룩 향기)로의 시험관 내 시험은 모두 풍미 분자들이 혼합된 ECA 용액들 내에서 효과적으로 중성화된다는 것이 증명되었다.
결론: ECA 양극액은 지속적이고 강한 풍미 분자들을 중화시키는 능력을 갖는다.
실시예 6
ECAW 양극액 생성물은 맥주 생산에 사용되는 우물물 내로 연속적으로 분배하였다. 실험 과정 동안, 실험에서 사용된 농축된 양극액의 pH는 약 6.5±0.5, ORP (밀리볼트)는 900±59, 그리고 전기 전도성 (mSiemens/cm)는 5.5±0.5로 유지시켰다. 생성된 처리시킨 우물물은 양극액 농도가 0.5 부피%, pH는 6.5±0.5, ORP는 500±50이고, 전기 전도성은 0.2±0.05였다.
정상 상태 조건을 달성한 후, 처리된 우물물이 미생물이 없는 상태가 되게 하였다. 처리된 우물물을 맥주 생산을 위한 실제 성분으로 사용하였다. 처리된 물의 사용으로 인하여 맥주 생산의 맛, 특성, 색상 또는 기타의 특성에서 어떠한 부작용도 검출되지 않았다.
* * * *
따라서, 본 발명은 상기 언급한 목적을 수행하기 위하여, 그리고 상기 언급한, 그리고 그 안에 내재하는 목표와 이점들을 이루기 위하여 매우 적당하다. 현재의 양호한 실시예들은 이들 내용의 목적을 기술하기 위한 것으로, 수많은 변화 및 변경이 기술 분야의 당업자들에게 명백할 것이다. 그러한 변화와 변경은 청구항들에 의하여 정의된 본 발명의 범위 내에 포함된다.

Claims (81)

  1. 제1 음료 가공으로부터 제2 음료 가공으로 음료 가공 시스템의 최소한 일부를 이행하는 방법에 있어서, 상기 제1 음료는 상기 제2 음료와 상용성 (相容性)이 없는 재료를 포함하고, 상기 재료는 풍미를 부여하는 물질, 색상을 부여하는 물질, 알코올, 향을 부여하는 물질, 또는 이들의 조합이고, 일정량의 상기 재료는 상기 제1 음료 가공 후 상기 음료 가공 시스템의 상기 최소한 일부에 잔류하고, 상기 방법은,
    a. 상기 음료 가공 시스템의 일부를 통하여 상기 음료 중의 재료의 최소한 일부를 산화시키는 데 유효한 일정량의 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액을 전달하는 단계와, 이어서
    b. 상기 가공 시스템의 일부 중 상기 제2 음료를 가공하는 단계
    를 포함하고, 상기 제2 음료는 맛, 향, 색상, 알코올 성분 또는 이들의 조합을 위한 방출 요건을 가지고, 단계 (a)에서의 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액에 의하여 산화된 상기 재료의 일부는 상기 재료가 상기 제2 음료의 상기 방출 요건을 충족하는 것을 방해하지 않는 데에 충분한 양인 것인 방법.
  2. 제1항에 있어서, 희석되지 않은 형태일 경우, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액은 pH가 약 4.5 내지 약 7.5 범위이고, 산화 환원 전위가 최소 +650 mV인 것인 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액은 단계 (a)에서의 상기 음료 가공 시스템의 상기 최소한 일부를 통하여 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액을 수용성 희석액으로서 전달되는 것인 방법.
  4. 제2항에 있어서, 희석되지 않은 형태일 경우, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액은 자유 활성 산화 함량이 300 ppm 미만인 것인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 음료 가공 시스템의 상기 일부는 병 또는 기타 상품 포장물을 채우기 위한 주입선 (注入線; fill line)을 포함하는 것인 방법.
  6. (a) 입상 활성탄층을 전기 화학적으로 활성화시킨 물 음극액과 접촉시키는 단계와,
    (b) 상기 입상 활성탄층을 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액과 접촉시키는 단계
    의 비동시성 (非同時性) 단계들을 포함하는 물을 정제하기 위하여 사용되는 입상 활성탄층의 복원 및 살균 방법.
  7. 제6항에 있어서, 희석되지 않은 형태일 경우, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 음극액은 음극성 산화 환원 전위가 최소 -110 mV이고, pH는 약 8 내지 약 13 범위이며,
    희석되지 않은 형태일 경우, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액은 양극성 산화 환원 전위가 최소 +650 mV이고, pH가 약 4.5 내지 약 7.5 범위인 것인 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 음극액의 상기 음극성 산화 환원 전위는 최소 -700 mV인 것인 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 음극액은, 단계 (a)에서 상기 입상 활성탄층과 접촉시키기 위하여 희석되지 않은 형태로 사용되고, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액은, 단계 (b)에서의 상기 입상 활성탄층과 접촉시키기 위하여 희석되지 않은 형태로 사용되는 것인 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액은 상기 입상 활성탄층과 접촉하기 전의 개시 산화 환원 전위를 가지고,
    상기 개시 산화 환원 전위는 양성의 mV 산화값이며,
    상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극 용액은 상기 입상 활성탄층과 접촉시키는 데 사용된 후의 소비된 산화 환원 전위를 가지고,
    단계 (b)는,
    (ⅰ) 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극 용액의 상기 개시 산화 환원 전위를 측정하는 단계와,
    (ⅱ) 상기 입상 활성탄 여과층을 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액과 접촉시키는 단계와,
    (ⅲ) 단계 (ⅱ) 후, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액의 상기 소비된 산화 환원 전위를 측정하는 단계와,
    (ⅳ) 최소한 단계 (ⅲ)에서 측정된 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액의 상기 소비된 산화 환원 전위가 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액의 상기 개시 산화 환원 전위 미만인 544 mV 보다 크지 않은 양성의 mV 산화값으로 될 때까지 단계 (ⅱ)와 단계 (ⅲ)을 반복하는 단계
    를 포함하는 것인 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액의 상기 개시 산화 환원 전위는 최소 +650 mV인 것인 방법.
  12. 제10항에 있어서, 단계 (ⅳ)에서, 단계 (ⅱ)와 단계 (ⅲ)은 단계 (ⅲ)에서 측정된 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액의 상기 소비된 산화 환원 전위가 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액의 상기 개시 산화 환원 전위 미만인 143 mV 미만보다 크지 않을 때까지 최소한 반복되는 것인 방법.
  13. 제10항에 있어서, 단계 (ⅳ)에서, 단계 (ⅱ)와 단계 (ⅲ)은 단계 (ⅲ)에서 측정된 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액의 상기 소비된 산화 환원 전위가 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액의 상기 개시 산화 환원 전위 미만인 104 mV 미만보다 크지 않을 때까지 최소한 반복되는 것인 방법.
  14. 제6항에 있어서, 단계 (b)는 최소한 2회,
    상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액은 최소한 한번 대체로 정상적인 작동 흐름 방향 내에서 상기 입상 활상탄 여과층으로 이송되고,
    상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액은 최소한 한번 대체로 정상적인 작동 흐름 방향에 대체로 다른 편인 역 흐름 방향에서 상기 입상 활성탄 여과층으로 이송되는 것을 수행하는 것인 방법.
  15. 제6항에 있어서, 단계 (a)는 최소한 2회,
    상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 음극액은 최소한 한번 상기 입상 활성탄 여과층으로 대체로 정상적인 작동 흐름 방향 내에서 이송되고,
    상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 음극액은 최소한 한번 상기 입상 활성탄 여과층으로 대체로 정상적인 작동 흐름 방향에 대체로 다른 편인 역 흐름 방향으로 이송되는 것을 수행하는 것인 방법.
  16. 탄산이 든 생성물 용액을 생산하기 위하여, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액 내에 CO2를 용해하는 단계를 포함하는 전기 화학적으로 활성화된 물 용액의 전기 화학적 특성을 가능하게 하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액은 양극액을 포함하는 것인 방법.
  18. 제17항에 있어서, 희석되지 않은 형태일 경우, 상기 양극액의 pH가 약 2 내지 약 8 범위이고, 산화 환원 전위는 약 +300 mV 내지 약 +1200 mV 범위인 것인 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 용해 단계에서 사용되는 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액은 희석되지 않은 형태의 상기 양극액인 것인 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 용해 단계에서 사용되는 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액은 상기 양극액의 수용성 희석액인 것인 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 양극액의 상기 pH는, 희석되지 않은 형태일 경우, 약 4.5 내지 약 7.5 범위이고, 상기 희석되지 않은 형태의 양극액의 산화 환원 전위는 최소 +650 mV인 것인 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 양극 용액의 상기 수용석 희석액은 상기 양극액 부피의 50부당 전기화학적으로 활성화되지 않은 물의 부피의 최소 50부를 포함하는 것인 방법.
  23. 제16항에 있어서, 용해의 상기 단계 전, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액은 탄산이 없는 산화 환원 전위를 가지고,
    상기 용해 단계에서, 상기 탄산이 든 생성물 용액이 상기 탄산이 없는 산화 환원 전위보다 높은, 최소 +107 mV의 산화 환원 전위 값을 가지도록 유효량의 상기 CO2가 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물에서 용해되는 것인 방법.
  24. 제16항에 있어서, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액은 음극액을 포함하는 것인 방법.
  25. 제24항에 있어서, 희석되지 않은 형태일 경우, 상기 음극액의 상기 pH는 약 8 내지 약 13 범위이고, 음성 산화 환원 전위는 최소 -110 mV인 것인 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 용해 단계에서 사용된 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액은 희석되지 않은 형태의 상기 음극 용액인 것인 방법.
  27. 제25항에 있어서, 상기 용해 단계에서 사용된 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액은 상기 음극액의 수용석 희석액인 것인 방법.
  28. 제24항에 있어서,
    상기 용해 단계 전, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액은 산화 용액이고,
    상기 용해 단계에서, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액에는 상기 탄산이 든 생성물 용액이 산화 용액이 되기에 유효량의 CO2가 용해되는 것인 방법.
  29. 제16항에 있어서, 상기 용해 단계에서, CO2의 양은 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액의 500 ㎖당 최소 5 gm의 CO2의 양이 최소 30초 동안 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액에 첨가되는 것인 방법.
  30. 전기 화학적으로 활성화시킨 물의 산화 환원 전위의 양성의 mV 변화를 초래하기 위하여 그 안에 유효량의 CO2가 용해된 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액을 포함하는 것인 탄산 조성물.
  31. 제30항에 있어서, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액은 양극액을 포함하는 것인 탄산 조성물.
  32. 제31항에 있어서, 그 안에 용해된 CO2가 없는 희석되지 않은 형태일 경우, 상기 양극액의 pH는 약 2 내지 약 8 범위이고, 산화 환원 전위는 약 +300 mV 내지 약 +1200 mV 범위인 것인 탄산 조성물.
  33. 제31항에 있어서, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액은 희석되지 않은 형태의 상기 양극 용액인 것인 탄산 조성물.
  34. 제31항에 있어서, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액은 상기 양극액의 수용성 희석액인 것인 탄산 조성물.
  35. 제34항에 있어서, 그 안에 용해된 CO2가 없는 희석되지 않은 형태일 경우, 상기 양극액의 pH는 약 4.5 내지 약 7.5 범위이고, 산화 환원 전위는 최소 +650 mV인 것인 탄산 조성물.
  36. 제35항에 있어서, 상기 양극액의 수용성 희석액은 상기 양극액의 부피 50 부당 전기화학적으로 활성화되지 않은 물의 부피를 최소 50부 포함하는 것인 탄산 조성물.
  37. 제30항에 있어서, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액 내에는 상기 CO2가, 상기 탄산 조성물이 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액의 상기 산화 환원 전위보다 큰, 최소 +107 mV의 산화 환원 전위를 가지는 탄산 조성물을 초래하기에 유효량으로 충분히 용해되는 것인 탄산 조성물.
  38. 제30항에 있어서, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액은 음극액을 포함하는 것인 탄산 조성물.
  39. 제38항에 있어서, 그 안에 CO2가 용해되지 않은 희석되지 않은 형태일 경우, 상기 음극액의 pH는 약 8 내지 약 13 범위이고, 음성의 산화 환원 전위는 최소 -110 mV인 것인 탄산 조성물.
  40. 제38항에 있어서, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액은 희석되지 않은 형태의 상기 음극액인 것인 탄산 조성물.
  41. 제38항에 있어서, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액은 상기 음극액의 수용성 희석액인 것인 탄산 조성물.
  42. 제38항에 있어서, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액은 산화 용액이고, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액 내에는 상기 탄산 조성물이 산화 조성물이 되기에 충분히 유효량의 CO2가 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액에 용해되는 것인 탄산 조성물.
  43. 식품 가공 시스템의 최소한 일부를 세정 또는 살균하는 방법으로서, 유효량의 CO2가 용해된 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액을 포함하는 탄산 용액으로 상기 식품 가공 시스템의 최소한 일부를 처리하여 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액의 산화 환원 전위의 양성의 mV 변화를 생성하는 단계를 포함하는, 식품 가공 시스템의 최소한 일부를 세척 또는 살균하는 방법.
  44. 제43항에 있어서, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액은 양극액을 포함하는 것인 방법.
  45. 제44항에 있어서, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액은 희석되지 않은 형태의 상기 양극액인 것인 방법.
  46. 제44항에 있어서, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액은 상기 양극액의 수용성 희석액인 것인 방법.
  47. 제43항에 있어서, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 용액은 음극액을 포함하는 것인 방법.
  48. 제43항에 있어서, 상기 식품 가공 시스템은 음료 가공 시스템인 것인 방법.
  49. 제48항에 있어서, 상기 식품 가공 시스템의 상기 일부는 음료 성분 혼합 라인인 것인 방법.
  50. 제48항에 있어서, 상기 식품 가공 시스템의 상기 일부는 음료 혼합 장치와 같은 것인 방법.
  51. 제48항에 있어서, 상기 식품 가공 시스템의 상기 일부는 생성물 병을 채우거나 기타의 생성물 포장물을 채우기 위한 주입선인 것인 방법.
  52. 제48항에 있어서, 상기 식품 가공 시스템의 상기 일부는 생성물 병 또는 기타의 생성물 포장 용기를 채우기 위한 장치와 같은 것인 방법.
  53. 제48항에 있어서, 상기 식품 가공 시스템의 상기 일부는 물 정제 라인인 것인 방법.
  54. 제43항에 있어서, 상기 식품 가공 시스템의 상기 일부는 물 정제 장치와 같은 것인 방법.
  55. 음료 가공 시스템의 최소한 일부를 작업장 세정 방법에 있어서, 상기 방법은 총량의 물을 사용하고, 상기 방법은 (a) 상기 음료 가공 시스템의 상기 최소한 일부를 통하여 일정량의 수용성 세척제를 전달하는 단계와, 이어서 (b) 상기 음료 가공 시스템의 최소한 일부를 통하여, 일정량의 수용성 살균 용액을 전달하는 단계를 포함하고, 상기 일정량의 수용성 세척제와 일정량의 상기 수용성 살균 용액은 그 내부의 미생물 억제 수준을 얻는 데 유효하고, 상기 개선은 상기 방법에서 사용되는 물의 총량을 감소시키는 것과, 단계 (b)에서 사용되는 상기 수용성 살균 용액의 양을 감소시키는 한편, 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액을 단계 (b)에서의 수용성 살균 용액으로서 사용하여 최소한 상기 수준의 미생물 억제를 얻는 것을 포함하는 것인 작업장 세정 방법.
  56. 제55항에 있어서, 상기 개선은 희석되지 않은 형태일 경우, pH는 약 4.5 내지 약 7.5 범위이고, 산화 환원 전위가 최소 +650 mV인 양극액을 포함하는 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액을 더 포함하는 것인 방법.
  57. 제56항에 있어서, 상기 개선은 단계 (b)에서 희석되지 않은 형태의 상기 양극액으로 사용되는 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액을 더 포함하는 것인 방법.
  58. 제56항에 있어서, 상기 개선은 단계 (b)에서 상기 양극액의 수용석 희석액으로서 사용되는 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액을 더 포함하는 것인 방법.
  59. 제58항에 있어서, 상기 개선은 상기 양극액의 부피 50부당 전기화학적으로 활성화되지 않은 물 부피의 최소 50부를 포함하는 상기 양극액의 상기 수용성 희석액을 더 포함하는 것인 방법.
  60. 제55항에 있어서, 상기 개선은 또한 상기 공정에서 사용되는 전체적인 물의 총 부피를 감소하고, 단계 (a)에서 상기 수용성 세척액으로 수용성 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액 희석액을 사용함으로써 최소한의 동일한 수준의 미생물 억제를 얻으면서, 단계 (a)에서 사용되는 상기 수용성 세척액의 양을 감소하는 것을 포함하는 것인 방법.
  61. 제60항에 있어서, 상기 개선은 희석되지 않은 형태일 경우, 산화 환원의 범위가 약 +300 mV 내지 약 +1200 mV이고, pH는 약 2 내지 약 8 범위인 양극액 부피의 40부당 전기화학적으로 활성되지 않은 물 부피의 최소 60부를 포함하는, 상기 수용성 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액 희석액을 더 포함하는 것인 방법.
  62. 제61항에 있어서, 상기 개선은 희석되지 않은 형태일 경우, pH는 약 4.5 내지 약 7.5 범위이고, 산화 환원 전위가 최소 +650 mV인 양극액을 더 포함하는 것인 방법.
  63. 제61항에 있어서, 개선은 상기 양극액 부피의 5부당 상기 전기화학적으로 활성화되지 않은 물 부피의 약 95부를 포함하는 상기 수용성 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액을 더 포함하는 것인 방법.
  64. 제60항에 있어서, 상기 음료 가공 시스템의 상기 일부는, 음료 성분 혼합 라인, 병이나 기타 생산물 포장 용기, 또는 이의 조합을 채우기 위한 주입선을 포함하는 것인 방법.
  65. 제64항에 있어서, 상기 음료 가공 시스템은 탄산 음료, 양조 음료, 과일 음료, 발효 음료, 야채 음료, 이온 음료, 커피 음료 또는 이들의 조합을 공정하기 위한 시스템인 것인 방법.
  66. 작업장 세정 방법에 있어서, 음료 가공 시스템의 최소한 일부에 있어서, 상기 방법은 총량의 물을 사용하고, 상기 방법은 (a) 상기 음료 가공 시스템의 일부를 통하여 일정량의 수용성 세척 용액을 전달하는 단계, 이어서 (b) 상기 음료 가공 시스템의 상기 일부를 통하여 일정량의 중간체 수용성 세척액을 전달하는 단계, 이어서 (c) 상기 음료 가공 시스템의 상기 일부를 통하여 일정량의 수용성 살균 용액, 일정량의 상기 중간체 수용성 세척액, 상기 일정량의 수용성 살균 용액을 상기 음료 가공 시스템 내의 미생물 억제 수준을 얻기에 유효량의 일정량의 수용성 살균 용액을 전달하는 단계로, 상기 개선은 상기 공정에서 사용되는 전체적인 물의 총 부피를 감소하는 것, 그리고
    (ⅰ) 단계 (a)에서 상기 수용성 세척 용액으로서 전기 화학적으로 활성화시킨 물 음극 용액을 사용,
    (ⅱ) 단계 (c)에서 상기 수용성 살균 용액으로서 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극 용액을 사용, 및
    (ⅲ) 단계 (b)에서 상기 중간체 수용성 세척액의 일정량의 감소 또는 제거에 의하여 최소한의 미생물 억제 수준을 얻는 동안, 단계 (a)에서 사용되는 일정량의 상기 수용성 세척 용액과, (c)에서 사용되는 상기 일정량의 수용성 살균 용액을 감소하는 것을 포함하는 것인, 작업장 세정 방법.
  67. 제66항에 있어서, 상기 공정은 단계 (a) 전에, 일정량의 초기 수용성 세척액을 상기 음료 가공 시스템을 통하여 이송하는 단계를 또한 포함하고, 상기 개선은 상기 초기 수용성 세척액으로서 수용성 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액을 사용하여 최소한 상기 미생물 억제 수준을 얻을 수 있는 동안, 상기 공정에서 사용되는 전반적인 물의 총 부피를 감소하고, 일정량의 초기 수용성 세척액을 감소하는 것을 더 포함하는 것인 방법.
  68. 제67항에 있어서, 상기 음료 가공 시스템의 상기 일부는, 음료 성분 혼합 라인, 병 또는 기타 생성물 포장지를 채우기 위한 주입선, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 방법.
  69. 제68항에 있어서, 상기 음료 가공 시스템은 탄산 음료, 양조 음료, 과일 음료, 발효 음료, 야채 음료, 이온 음료, 커피 음료 또는 이들의 조합을 공정하기 위한 시스템인 것인 방법.
  70. 제67항에 있어서, 상기 개선은 단계 (b)에서의 상기 중간체 수용성 세척액을 제거하는 것을 더 포함하는 것인 방법.
  71. 제66항에 있어서, 상기 개선은 음극액과 전기화학적으로 활성화되지 않은 물을 포함하는 수용성 음극 희석액으로 단계 (a)에서 사용되는 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 음극 용액을 더 포함하는 것인 방법.
  72. 제71항에 있어서, 상기 개선은
    희석되지 않은 형태일 경우, pH는 약 4.5 내지 약 7.5 범위이고, 산화 환원 전위가 최소 +650 mV이고,
    상기 양극액 부피의 50부당 전기화학적으로 활성화되지 않은 물 부피당 최소 50부를 포함하는 수용성 양극 희석액으로 단계 (c)에서 사용되는 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극 용액을 더 포함하는 것인 방법.
  73. 물 성분 공급물 스트림을 갖는 음료 가공 시스템에서 세균막 (biofilm) 성장을 최소한 감소시키는 방법으로서, 상기 방법은 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액을 상기 물 성분 공급물 스트림에 상기 물 성분 공급물 스트림 부피의 80부당 상기 전기화학적으로 할성화시킨 물 양극액 부피의 20부를 초과하지 않는 양으로 첨가하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  74. 제73항에 있어서, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액의 pH는 약 6 내지 약 7 범위이고, 산화 환원 전위는 최소 +850 mV인 것인 방법.
  75. 생산물 포장지 내에 상기 음료 생산물을 두는 것을 포함하는 음료 생산물을 생산하는 공정에 있어서, 개선은 상기 포장지 내에 상기 음료 생산물을 두기 전, 전기 화학적으로 활성화시킨 물 음극액을 사용하여 상기 생산물 포장지를 세척하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  76. 제75항에 있어서, 상기 생산물 포장지는 병인 것인 방법.
  77. 제75항에 있어서, 상기 개선은 상기 세척 단계 전, 전기 화학적으로 활성화시킨 물 양극액 내에서 상기 생산물 포장지를 침지하는 단계를 추가로 포함하는 것인 방법.
  78. 발효 용기의 내부를 세척 조성물로 세척하는 방법으로서, (a) 전기 화학적으로 활성화시킨 물 음극액과 (b) 상기 발효 용기의 내부에서 세척 조성물의 거품 발생을 최소한 감소시키는 데 유효한 일정량의 비이온계 계면 활성제를 포함하는 세척 조성물을 발효 용기의 내부와 접촉시키는 단계를 포함하는 발효 용기 내부의 세척 방법.
  79. 제73항에 있어서, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 음극액은, 희석되지 않은 형태일 경우형태일 경우산화 환원 전위가 최소 -110 mV이고, pH는 약 8 내지 약 13 범위인 음극액 생성물을 포함하는 것인 방법.
  80. 제79항에 있어서, 상기 전기 화학적으로 활성화시킨 물 음극액은 상기 음극액 생성물이 수용성 희석액인 것인 방법.
  81. 제78항에 있어서, 상기 비이온계 계면 활성제는 상기 세척 조성물의 리터당 상기 비이온계 계면 활성제를 최소 10 mg의 양으로 상기 세척 조성물 내에 존재하는 것인 방법.
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