TW201334710A - 洗淨方法及洗淨裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種：洗淨後的廢液不會對環境造成不良影響，可利用濃度較低的還元水、酸性水並以較短的時間，去除附著於容器的汙物或細菌、或者附著於蔬菜或水果等農作物的農藥或細菌的洗淨裝置及洗淨方法。本發明的洗淨方法具備：利用還元水洗淨容器或農作物的洗淨步驟；和利用酸性水，對前述洗淨步驟後的前述容器或前述農作物執行消毒的消毒步驟；和利用清洗液，對前述消毒步驟後的前述容器或前述農作物執行清洗的清洗步驟；和回收「用於洗淨的還元水廢液」及「用於消毒的酸性水廢液」，並利用光觸媒材料對前述還元水及前述酸性水進行淨化處理的淨化處理步驟；及利用過濾器，對前述淨化處理步驟後的前述還元水及前述酸性水進行過濾的過濾步驟。可藉由將經過濾器過濾的液體，供給給還元水、酸性水用，而提供循環型的洗淨裝置及洗淨方法。

Description

洗淨方法及洗淨裝置
本發明是關於：具有開口的容器、蔬菜等農作物的洗淨方法及洗淨裝置。
由於栽種蔬菜或水果時噴灑農藥的緣故，即使在收成之後，農藥仍然附著於蔬菜和水果的表面。因此，在烹調或者生食之前，必須去除殘留的農藥。就該農藥的去除而言，採用了各種的作法，雖然「使用農藥去除洗劑」的作法也受到採用，卻也具有：為了清洗去除該農藥去除洗劑，需要大量的水的問題。專利文獻1的作法為：藉由將氯化鈉水溶液作為被電解水來執行隔膜電解，而採用在陽極側所生成的酸性水，作為可充分去除殘留於蔬菜等農作物表面之農藥的洗淨液。然而，在該作法中，並未考慮到農藥去除後的廢液處理，即使可去除附著於農作物的農藥成分，但因為混合有農藥之廢液的排出，恐有對環境帶來不良影響之虞。
此外，近年來環保意識高漲，譬如分類回收被稱為寶特瓶和玻璃瓶的飲料水用容器並加以再利用，而使有限的資源之再生利用的活動蓬勃發展。但是，飲料水用容器的分類回收和執行再利用的步驟相當費時費力，且由於資源的再生利用仍處於停滯不前的現狀，因此基於簡易化及效率化的觀點，也提倡「對使用過的飲料水用容器進行洗淨 再使用」的活動。就作為這種「對使用過的飲料水用容器進行洗淨的裝置」而言，舉例來說，專利文獻2提出一種：將噴嘴插入飲料水用容器內，並藉由該噴嘴所噴射的水，對容器的內側底面及側面進行洗淨的裝置。此外，專利文獻3提出一種：將經逆浸透膜模組所過濾的水朝飲料水用容器內噴射，而對容器內進行洗淨的裝置。然而，上述的洗淨裝置，僅是單純地利用水來沖洗使用過的飲料水用容器，並未考慮到對容器的消毒或洗淨後之容器的乾燥。
在此，倘若利用「搭配界面活性劑的一般性洗劑」來實施寶特瓶、玻璃瓶的洗淨，為了清洗去除洗劑而需要大量的水，結果仍存在：混入有大量洗劑的水被排出的問題。有鑑於此，專利文獻4提出一種洗淨技術：不使用洗劑，而使用「由對氯化鈉水溶液進行隔膜電解，而在陰極側所生成」的還元水，使附著於食器類的油脂乳化成「可微生物分解的微粒子狀態」後，使用「由對氯化鈉水溶液進行隔膜電解，而在陽極側所生成」的酸性水對食器類進行洗淨殺菌，並製作當清洗洗淨後，用來蓄積排水的廢液承接部，在該廢液部利用微生物來分解「經乳化成微粒子狀態的油脂部分」之後，藉由微小纖維製的棉狀構件來吸附未被分解的油脂部分，而不會對分解環境造成不良影響。
[專利文獻1]日本特開2010-185018號公報
[專利文獻2]日本特開平8-309306號公報
[專利文獻3]日本特開2004-122000號公報
[專利文獻4]日本特開2008-272334號公報
然而，引用文獻4所記載的洗淨技術卻具有以下的問題：由於廢液中混入有用於洗淨殺菌的酸性水，該酸性水也會對微生物產生作用，致使微生物分解無法充分地實現。
如以上所述，現今的狀況，針對附著於具有開口之容器的汙物或細菌、或者附著於蔬菜或水果等農作物的農藥或細菌，雖可利用「由氯化鈉水溶液的隔膜電解所生成」的還元水、酸性水來進行洗淨、殺菌，但是對於這些對環境有不良影響之廢液的處理仍然無法充分地實施。此外，還元水、酸性水是藉由對氯化鈉水溶液執行隔膜電解所生成，但為了達到充分的殺菌、洗淨，而生成並使用高濃度的酸性水、還元水。一旦採用該高濃度的酸性水、還元水，將對人體造成肌膚乾燥之類的不良影響。不僅如此，為了生成高濃度的酸性水、還元水，必須對濃度較高的氯化鈉水溶液執行隔膜電解，此時恐有在陽極側產生大量有毒氯氣的疑慮，因此具有以下的問題：對於防止該大量產生，且對人體有害的氯氣洩漏至外部的措施，必須審慎檢討的要求。
有鑑於此，本發明的目的是提供一種：上述習知技術 之問題點的洗淨後廢液不會對環境造成不良影響，可使用濃度較低的酸性水、還元水，以較短的時間來去除附著於容器的汙物或細菌、或者附著於蔬菜或水果等農作物的農藥或細菌的洗淨裝置及洗淨方法。
本案的發明人，在專注地檢討可解決上述課題時，發現可藉由以下所述的洗淨方法及洗淨裝置來解決上述課題，進而完成本發明。亦即，本發明的洗淨方法，是用來洗淨具有開口的容器或農作物的方法，其具備：利用還原水來洗淨前述容器或前述農作物的洗淨步驟；和利用酸性水對前述洗淨步驟後的前述容器或前述農作物執行消毒的消毒步驟；和利用清洗液對前述消毒步驟後的前述容器或前述農作物執行清洗的清洗步驟；和回收溶解有「由洗淨用的前述還元水所去除之附著於容器的油脂之類的有機物或農藥」的廢液、及含有「由消毒用的前述酸性水所去除之細菌等」的洗淨廢液，並利用光觸媒材料執行淨化處理的淨化處理步驟；及利用過濾器來過濾「前述淨化處理步驟後，未被光觸媒材料所去除的農藥、油脂等髒汙成分、或細菌、食物殘渣等」之固態物的過濾步驟。
在上述構成的洗淨方法中，前述光觸媒材料最好是由以下的方式形成：在對鈦金屬或鈦合金實施氮化處理後，執行在含有「從具有侵蝕性的無機酸、有機酸中選出一種以上的酸」的電解液中，對前述鈦金屬或鈦合金施加火花 放電之發生電壓以上之電壓的陽極氧化處理。
此外，在前述淨化處理步驟中，為了利用光觸媒材料來淨化廢液，最好採用可放射近紫外線(near ultraviolet)或紫外線的白熾燈或螢光燈，對前述光觸媒材料形成光照射。
此外，洗淨用的前述還元水及消毒用的前述酸性水，最好是利用「將稀薄的氯化鈉水溶液作為被電解水」的隔膜電解所生成。
此外，前述過濾步驟後的前述還元水及前述酸性水，最好再利用於生成洗淨的前述還元水及消毒用的前述酸性水。
此外，前述過濾器，最好是由從用來去除有機物的過濾器、用來去除固態物的過濾器、離子交換樹脂過濾器中所選出的至少其中一種的過濾器所構成。
本發明的洗淨裝置，是用來洗淨具有開口之容器的裝置，其具備：透過前述開口對前述容器內供給還元水的洗淨部；和透過前述開口對前述容器內供給酸性水的消毒部；和透過前述開口對前述容器內供給清洗液的清洗部；和透過前述開口對前述容器內送風的乾燥部；和回收含有「利用前述洗淨部所排出的前述還元水所去除之附著於容器的油脂等有機物之類的髒汙成分」的廢液、及含有「利用前述消毒部所排出的前述酸性水所去的細菌等」的廢液，並利用光觸媒材料執行淨化處理的淨化處理部；及利用過濾器來過濾「由前述淨化處理部所排出，無法由光觸 媒材料所去除之物質」的過濾部。
在上述構造的洗淨裝置中最好：前述洗淨部具有還元水供給源、及將來自於前述還元水供給源的還元水對前述容器內噴射的第1噴嘴，前述消毒部具有酸性水供給源、及將來自於前述酸性水供給源的酸性水對前述容器內噴射的第2噴嘴，前述清洗部具有清洗液供給源、及將來自於前述清洗液供給源的清洗液對前述容器內噴射的第3噴嘴，前述乾燥部具有氣流產生手段、及將前述氣流產生手段所發送的空氣對前述容器內噴射的第4噴嘴。根據該構造，可在對1個容器進行乾燥時，對其他容器執行洗淨、消毒或清洗，因此能有效率且快速地洗淨容器。而就洗淨液供給源及消毒液供給源而言，舉例來說，除了用來貯留洗淨液及消毒液的槽之外，也可以是「將稀薄的氯化鈉水溶液作為被電解水，並利用隔膜電解來生成還元水及酸性水」之電解水製造裝置的陰極側槽及陽極側槽。
此外，最好更進一步具備：可供前述第1~第4噴嘴配置成朝上方突出，且由光觸媒材料所構成的設置面。根據該構造，即使在容器所排出的還元水、酸性水及清洗液附著於設置面的場合中，還元水、酸性水及清洗液的液滴也將因為光觸媒材料的超親水性而難以殘留於設置面，可使設置面保持清潔。
此外，本發明的洗淨裝置，是用來洗淨農作物的裝置，其具備：貯留還元水，且能浸漬前述農作物的洗淨部；和貯留酸性水，且能浸漬前述農作物的消毒部；和貯 留清洗液，且能浸漬前述農作物的清洗部；和回收含有「由前述洗淨部所排出的前述還元水、或前述消毒部所排出的前述酸性水從農作物所去除的農藥成分或細菌」的廢液，並利用光觸媒材料執行淨化處理的淨化處理部；及利用過濾器來過濾「從前述淨化處理部排出，且無法由光觸媒材料所去除之物質」的過濾部。
在上述構造的洗淨裝置中，前述洗淨部、前述消毒部及前述清洗部最好可搖動。此外，前述洗淨部、前述消毒部及前述清洗部最好是由光觸媒材料所構成。
在上述的任一個洗淨裝置中，前述光觸媒材料最好是由以下的方式形成：在對鈦金屬或鈦合金實施氮化處理後，執行在含有「從具有侵蝕性的無機酸、有機酸中選出一種以上的酸」的電解液中，對前述鈦金屬或鈦合金施加火花放電之發生電壓以上之電壓的陽極氧化處理。
此外，前述光觸媒材料，最好是由具有超親水性的鈦金屬或者鈦合金所形成。而本發明中所謂「具有超親水性」是指：與水之間的接觸角度為10°以下之意。
以下，針對本發明的實施形態，參考圖面進行詳細地說明。本實施形態的洗淨裝置10，是用來去除附著於具有開口之瓶子B(容器)的污物或細菌等，並對瓶子B進行洗淨的裝置，如第1圖所示，具備：對瓶子B內供給作為洗淨液之還元水的洗淨部6；和對瓶子B內供給作為消毒 液之酸性水的消毒部1；和對瓶子B內供給清洗液的清洗部2；和對瓶子B內送風的乾燥部3；和回收「用於洗淨的還元水及用於消毒之酸性水等」的廢液，並利用光觸媒材料執行淨化處理的淨化處理部7；及用來過濾「淨化處理後，無法由光觸媒材料所去除之物質」的過濾部8。此外，洗淨裝置10具備：設有後述第1~4噴嘴61、11、21、31的設置面4。
洗淨部6，具備從設置面4朝上方突出的第1噴嘴61、及貯留有還元水的洗淨液貯留槽(洗淨液供給源)62，並且構成：藉由利用空壓機將壓縮空氣送入洗淨液貯留槽62內，而將洗淨液貯留槽62內的還元水送往第1噴嘴61。第1噴嘴61可從前端及側面，將來自於洗淨液貯留槽62的還元水朝瓶子B內噴射，並且構成可在軸的周圍360°旋轉。該第1噴嘴61只要是可插入瓶子B內的形狀即可，但為了可使被噴入瓶子B內的還元水從瓶子B的開口排出，而形成其直徑小於瓶子B的開口。在設置面4設有第1限制具50，藉由該第1限制具50限制瓶子B的移動，不會因為第1噴嘴61所噴射之還元水的液壓而朝上方移動。第1限制具50並無特述的限制，可列舉出「譬如具備棒材501及上片材502，且構成瓶子B的底面抵接於上片材502」之類的構件，上片材502可利用螺絲而可裝卸地安裝於棒材501、或者將與棒材501之間的連結部作為支點而開啟地安裝於棒材501。有時(使用者的)嘴巴直接接觸於具有開口的瓶子B，因此亦可將噴嘴 設成：也能對瓶子B之開口的外周面噴射還元水。
在洗淨部6所噴霧之還元水的溫度並無特需的限制，通常為5℃~30℃，最好是20℃~30℃。此外，還元水的噴霧時間，是視附著於瓶子B之油脂等有機物的量而有所不同，為1秒~60秒，最好是1秒~30秒，其中又以3秒~10秒最佳。藉由縮短噴霧時間，可減少還元水的廢液量，而提高「經污染之還元水的排水處理」的執行效率。
消毒部1，具備從設置面4朝上方突出的第2噴嘴11、及貯留有酸性水的消毒液貯留槽(消毒液供給源)12，並且構成：藉由利用空壓機將壓縮空氣送入消毒液貯留槽12內，而將消毒液貯留槽12內的酸性水送往第2噴嘴11。第2噴嘴11可從前端及側面，將來自於消毒液貯留槽12的酸性水朝瓶子B內噴射，並且構成可在軸的周圍360°。有時(使用者的)嘴巴直接接觸於具有開口的瓶子B，因此亦可將噴嘴設成：也能對瓶子B之開口的外周面噴射酸性水。針對第2噴嘴11及第2限制具51的構造，由於與第1噴嘴61及第1限制具61相同，因此省略說明。
在消毒部1所噴霧之酸性水的溫度並無特殊的限制，通常為5℃~30℃，最好是20℃~30℃。此外，酸性水的噴霧時間，是視附著於瓶子B的細菌污染度而有所不同，為1秒~60秒，最好是1秒~30秒，其中又以3秒~10秒最佳。藉由縮短噴霧時間，可減少酸性水的廢液量，而提高「經污染之酸性水的排水處理」的執行效率。
上述的還元水及酸性水，譬如可利用以下的方法生成。亦即，在隔著「陰離子或陽離子可穿透的離子滲透膜」而設有陽極板及陰極板的電解槽中，藉由使氯化鈉水溶液形成隔膜電解，而在陰極側生成還元水，並同時在陽極側生成具有殺菌消毒性的酸性水。而就該電解槽中的氯化鈉水溶液而言，可採用濃度為0.001~0.5%，最好是0.01~0.5%，其中又以0.01~0.2%最佳的稀薄氯化鈉水溶液。藉此，可生成環境負荷少且不會對人體造成影響的稀薄還元水及酸性水。而該還元水的pH值為10.25~12.00且ORP(氧化還原電位)為-121mV~-858mV左右，此外，酸性水的pH值為2.10~3.50且ORP(氧化還原電位)為+746mV~+1171mV左右。在本實施形態中，是由電解水製造裝置9生成上述的稀薄還元水及酸性水，並分別供給至洗淨液貯留槽(洗淨液供給源)62及消毒液貯留槽(消毒液供給源)12。
清洗部2，具備從設置面4朝上方突出的第3噴嘴21、及貯留有清洗液的清洗液貯留槽(清洗液供給源)22，並且構成：藉由利用空壓機將壓縮空氣送入清洗液貯留槽22內，而將清洗液貯留槽22內的清洗液送入第3噴嘴21。而亦可將噴嘴設成：也能對瓶子B之開口的外周面噴射清洗液。針對第3噴嘴21及第3限制具52的構造，由於與第1噴嘴61及第1限制具61相同，因此省略說明。就清洗液而言，只要是對瓶子B不具殘存性液體，便無特殊的限制，但考慮到經濟性，最好是使用自來水。
乾燥部3具備：從設置面4朝上方突出的第4噴嘴31、及氣流產生手段32。就氣流產生手段32而言，只要是能產生朝向第4噴嘴31之氣流的裝置，便無特殊的限制，譬如可採用：用來產生壓縮空氣的空壓機、或者空氣泵、風扇等各型式的裝置。為了縮短瓶子B的乾燥時間，最好在乾燥部3設有：用來對「由氣流產生手段32送至第4噴嘴31的空氣」進行加熱的加熱器(圖示省略)。針對第4噴嘴31及第4限制具53的構造，由於與第1噴嘴61及第1限制具61相同，因此省略說明。
設置面4最好是由光觸媒材料所構成。光觸媒材料也可以是具有超親水性的鈦金屬或鈦合金。具體地說，在鈦金屬或鈦合金表面形成氮化鈦後，藉由在含有「從對鈦具有侵蝕作用的無機酸及有機酸所形成的群中」選出的至少一種酸的電解液中，執行施加火花放電發生電位以上之電壓(通常為100V以上，最好為150V以上)的陽極氧化處理，而可對鈦金屬或鈦合金表面實施「與水之間的接觸角度成為10°以下，可發揮超親水性」的光觸媒機能化。就形成氮化鈦的方法而言，譬如可舉出：PVD、CVD、熱熔射(thermal spray)以及在氮氣環境下的加熱處理等，但基於簡便性、量產性及製造成本等的觀點，最好是「氮氣環境下的加熱處理」。陽極氧化處理所使用的電解液，只要從「對鈦具有侵蝕性的無機酸及有機酸中」選擇即可，可單獨採用以下的一種或兩種以上的組合：硫酸、磷酸、氫氟酸、鹽酸、王水等的無機酸；及草酸、蟻酸(甲 酸)、檸檬酸等的有機酸。
如此一來，藉由以光觸媒材料構成設置面4，使從瓶子B排出的還元水、酸性水及清洗液的液滴不易殘留於設置面4，可使設置面4保持清潔。
淨化處理部7，是用來回收上述洗淨、消毒及清洗所使用之還元水廢液、酸性水廢液及清洗液(全部統稱為廢液)並執行淨化處理的構件，且構成：在可貯留廢液之廢液貯留槽的內部設置光觸媒材料。廢液之淨化處理所使用的光觸媒材料，可採用：在鈦金屬或鈦合金表面形成氮化鈦後，藉由在含有「從對鈦具有侵蝕作用的無機酸、有機酸中選出的至少一種以上的酸」的電解液中，執行施加火花放電發生電位以上之電壓的陽極氧化處理，而在鈦金屬或鈦合金表面形成「具有高性能的光觸媒活性」之銳鈦礦型二氧化鈦(anatase-type titanium dioxide)的光觸媒材料。就形成氮化鈦的方法而言，譬如可舉出：PVD、CVD、熱熔射(thermal spray)以及在氮氣環境下的加熱處理等，但基於簡便性、量產性及製造成本等的觀點，最好是「氮氣環境下的加熱處理」。此外，陽極氧化處理所使用的電解液，可採用從以下所選出之一種以上的酸：硫酸、磷酸、氫氟酸、鹽酸、王水等的無機酸；及草酸、蟻酸(甲酸)、檸檬酸等的有機酸。
藉由將廢液注入「設置有以上述方式所製作之光觸媒材料的廢液貯留槽」，並利用白熾燈或螢光燈對光觸媒材料照射「可使銳鈦礦型二氧化鈦形成光激勵(light excitation)」的近紫外線或紫外線，而產生活性極高且氧化力強的OH自由基或超氧化物陰離子(superoxide anion：O2-)之類的活性氧，而可分解「廢液中之難分解性的有機物」。據此，可執行廢液中油脂等有機物的分解、和無法由酸性水所殺除之細菌的殺菌。使用該光觸媒材料的廢液淨化技術，與傳統上所實施的微生物分解不同，即使與具有抗菌性的酸性水共存，也不必擔心效果下降。此外，相對於在微生物分解中，必須頻繁地進入微生物層，利用光觸媒反應的廢液淨化技術，只要光照射，效果便能半永久性地持續。此外，一般利用黏合劑等將二氧化鈦粒子黏接於表面的光觸媒材料，僅有露出於表面的二氧化鈦粒子形成光觸媒反應，而無法顯現高度的光觸媒活性，且存在「與基材間的緊密附著性不佳」之類的問題，由於本實施形態的光觸媒材料，是在鈦金屬或鈦合金表面形成氮化鈦後，藉由在含有「從對鈦具有侵蝕作用的無機酸、有機酸中選出的至少一種以上的酸」的電解液中，執行施加火花放電發生電壓以上之電壓的陽極氧化處理，而使鈦金屬或鈦合金表面形成光觸媒化的材料，故光觸媒活性高且具有絕佳的緊密附著性，因此可長期間地執行高效率之廢液的有機物分解和細菌的殺菌。而為了提高光觸媒反應，亦可添加微量的臭氧或過氧化氫。
過濾部8，是用來從廢液中去除淨化處理後之廢液所含有的食物殘渣或細菌的殘骸、無法以光觸媒材料分解的有機物，且構成將過濾器設置於可供廢液通過之廢液流通 管的內部。就過濾器而言，可藉由採用活性炭、中空纖維膜(hollow fiber membrane)、連續多孔體等多孔質材料，來過濾無法以光觸媒材料分解之瓶子B的汙物、油脂部分等。此外，在廢液中含有離子性物質的場合中，可藉由採用離子交換樹脂過濾器來加以去除。此外，食物殘渣、細菌的死骸之類的固態物，可藉由採用符合該固態物尺寸的濾紙來加以去除。過濾器，可視需要將上述複數類型予以組合使用而良好地過濾廢液，且以清淨的狀態排出。為了提高過濾器的過濾性，可視需要而合併使用聚氯化鋁等的凝集劑(flocculant)。
經淨化處理部7及過濾部8形成清淨狀態的廢液雖可排出，但最好是導入電解水製造裝置9，而再度用於酸性水及還元水的生成。如此一來，藉由使酸性水及還元水形成循環，可有效率地使用酸性水及還元水。此外，關於生成酸性水及還元水的再利用，亦可視需要在導入電解水製造裝置9時，適時地添加氯化鈉。
以下，針對上述洗淨裝置10的使用方法，參考第1、2圖進行說明。
首先，如第2圖所示，將空的瓶子B的開口朝下，從該開口將洗淨部6的第1噴嘴61插入瓶子B內，並將第1限制具50的上片材502配置於瓶子B的上方，使瓶子B無法從第1噴嘴61處脫離(第2圖(a))°在該狀態下，利用空壓機對洗淨液貯留槽62內供給壓縮空氣，使洗淨液貯留槽62內的還元水從第1噴嘴50的前端及側面 朝瓶子B內噴射。此時，第1噴嘴61在軸的周圍形成360°的旋轉，而使還元水確實地遍及瓶子B內的所有部位。朝瓶子B內噴射還元水經特定時間後，停止朝洗淨液貯留槽62內之壓縮空氣的供給，而停止來自於第1噴嘴61之還元水的噴射。
接著，使瓶子B從第1限制具50及第1噴嘴61處分離並朝消毒部1移動(第2圖(b))。然後，將消毒部1的第2噴嘴11插入瓶子B內，並將第2限制具51的上片材512配置於瓶子B的上方，使其無法從第2噴嘴11處脫離(第2圖(b))。在該狀態下，利用空壓機朝消毒液貯留槽12內供給壓縮空氣，使消毒液貯留槽12內的酸性水從第2噴嘴11的前端及側面朝瓶子B內噴射。此時，第2噴嘴11在軸的周圍形成360°的旋轉，而使酸性水確實地遍及瓶子B內的所有部位。朝瓶子B內噴射酸性水經特定時間後，停止朝消毒液貯留槽12之壓縮空氣的供給，而停止來自於第2噴嘴11之消毒液的噴射。
接下來，使瓶子B從第2限制具51及第2噴嘴11處分離並朝清洗部2移動(第2圖(c))。然後，將第3噴嘴21插入瓶子B內並設置第3限制具52，藉由利用空壓機朝清洗液貯留槽22內供給壓縮空氣，使清洗液貯留槽22內的清洗液從第3噴嘴21的前端及側面朝瓶子B內。此時，第3噴嘴21在軸的周圍形成360°的旋轉，使清洗液確實地遍及瓶子B內的所有部位。清洗液的溫度並無特殊的限制，可視瓶子B的材質而調整，通常為5~80 ℃，最好是20~30℃。而清洗液的溫度越高，可縮短後續步驟的乾燥時間。在對瓶子B內噴射清洗液約1秒~60秒的時間後，停止朝清洗液貯留槽22內之壓縮空氣的供給，而停止來自於第3噴嘴21之清洗液的噴射。
接下來，使瓶子B從第3限制具52及第3噴嘴21處分離並朝乾燥部3移動，將第4噴嘴31插入瓶子B內並設置第4限制具53(第2圖(d))。然後，使氣流產生手段32作動，而從第4噴嘴31的前端及側面朝瓶子B內噴射來自於氣流產生手段32的空氣。此時亦可視需要，利用加熱器對由氣流產生手段32送往第4噴嘴31的空氣進行加熱，此時的加熱溫度，是依據所洗淨之瓶子B的材質而調整，可設定為30~100℃。第4噴嘴31在軸的周圍形成360°的旋轉，而使瓶子B內平均地受到乾燥。視所洗淨之瓶子B的材質而有所不同，在對瓶子B內噴射空氣約1秒~60秒的時間後，停止氣流產生手段32便完成瓶子B的洗淨，使瓶子B變得可再使用。
另外，用於上述洗淨、消毒、清洗，且從瓶子B排出的還元水廢液、酸性水廢液、清洗液廢液(廢液)則被淨化處理部7所回收，且在利用光觸媒材料執行有機物的分解和細菌的殺菌等淨化處理後，導入過濾部8並執行過濾處理。藉此，廢液形成清淨的狀態並循環至電解水製造裝置9，而再度用於瓶子B的洗淨、消毒(請參考第1圖)。而亦可視需要，在導入電解水製造裝置9時適時地添加氯化鈉。
如以上所述，本實施形態的洗淨裝置10，除了清洗部2之外，還更進一步具備用來對瓶子B進行洗淨、消毒的洗淨部6與消毒部1、以及用來乾燥瓶子B的乾燥部3，因此不僅可清洗瓶子B，還能對瓶子B進行洗淨、消毒，且對清洗後的瓶子B進行乾燥。此外，由於構成「洗淨部6、消毒部1、清洗部2及乾燥部3分別具有噴嘴」，因此可同時執行複數瓶子B的洗淨、消毒、清洗及乾燥，可有效率且快速地洗淨瓶子B。雖然在本實施形態中是構成：還元水的洗淨、酸性水的殺菌、清洗及乾燥是透過各自的噴嘴來執行，但也能變更設計成：同時集中複數個瓶子B而執行洗淨、殺菌、清洗及乾燥。
不僅如此，由於是藉由對稀薄的氯化鈉水溶液形成隔膜電解，而生成稀薄的還元水、酸性水，並使用該稀薄的還元水及酸性水來執行「附著於瓶子B的汙物或細菌」的洗淨，因此可防止對人體造成不良影響。除此之外，利用光觸媒材料對廢液中所含有的有機物或細菌執行分解、殺菌，並更進一步利用過濾器來過濾「無法以光觸媒材料去除的有機物、細菌、甚至是殘渣等的固態物」，可使廢液形成清淨的狀態，因此也可防止招致環境污染。不僅如此，只要將最後利用過濾器所過濾的廢液導入電解水製造裝置，並利用隔膜電解生成還元水、酸性水的話，便無需將廢液排出，且藉由視需要而適時地添加氯化鈉，可建構出高效率的循環型洗淨裝置。
以上，雖是針對本發明的其中一種實施形態所做的說 明，但本發明並不侷限於上述的實施形態，在不脫離本發明主旨的前提下可有各式各樣的變更。舉例來說，雖然在上述實施形態中，是採用洗淨液貯留槽62及消毒液貯留槽12作為洗淨液供給源及消毒液供給源，但只要是可將還元水及酸性水供給至第1、第2噴嘴的構造即可，譬如亦可將電解水製造裝置直接連結於第1、第2噴嘴。相同地，清洗液供給源也可以採用「連結於第3噴嘴的自來水供水管」來取代清洗液貯留槽22。
此外，雖然在上述的實施形態中，洗淨部6、消毒部1、清洗部2及乾燥部3各自具備有噴嘴，但本發明並不侷限於此，舉例來說，亦可構成：將洗淨液供給源、消毒液供給源、清洗液供給源及氣流產生手段連接於單一噴嘴，並藉由切換閥等而選擇性地執行還元水、酸性水、清洗液或空氣的噴射。
此外，雖然在上述的實施形態中，是經由噴嘴對瓶子B內供給還元水、酸性水及清洗液或者執行送風，但只要是能對容器內供給還元水、酸性水或清洗液、或者送風的話，也可以不使用噴嘴。
此外，雖然在上述的實施形態中，洗淨裝置10分別具備一個洗淨部6、消毒部1、清洗部2及乾燥部3，但亦可分別具備複數個洗淨部、消毒部、清洗部及乾燥部。
此外，雖然在上述的實施形態中，是將「用來洗淨具有開口之瓶子B(容器)的場合」作為例子進行說明，但亦可如第3圖所示，用來洗淨蔬菜、水果等的農作物A。 在洗淨農作物A的場合中，除了能去除附著於農作物A的汙物之外，也能有效地去除農藥。
用來洗淨農作物A的還元水及酸性水，是藉由以隔膜電解，對0.001%~0.5%，最好是0.01%~0.5%，其中又以0.1%~0.2%最佳的稀薄氯化鈉水溶液進行電解所生成。在貯留有「以上述方式所生成之還元水」的槽63內，是將農作物A譬如放入籠內而加以浸漬，並藉由搖動槽63，可去除附著於農作物A的農藥。此時，倘若對農作物A實施超音波洗淨，將可提高農藥的去除效率。
接著，同樣在貯留有酸性水的槽13內，同樣將農作物A放入籠子中並加以浸漬，可藉由搖動而對附著於農作物A的細菌進行殺菌。接下來，在貯留有「以自來水等作為清洗液」的槽23內，同樣將農作物放入籠子等中並加以浸漬，執行還元水及酸性水的清洗。在上述具有開口之瓶子(容器)的洗淨中，由於是利用來自於噴嘴的噴霧所實施，因此可藉由限制噴霧量來限制廢液量。另外，附著於農作物A之農藥的洗淨，由於是使用貯留於槽63、13內的還元水及酸性水，故無需每次更換槽63、13內的還元水及酸性水，且為了避免槽63、13內之還元水及酸性水的農藥濃度升高，最好藉由對還元水及酸性水進行部分的供給、排水，以限制廢液量。而經上述處理後所排出的廢液(還元水廢液、酸性水廢液、以及清洗液廢液)，與上述的實施形態相同，將其導入「設置有可使銳鈦礦型二氧化鈦形成光激勵的近紫外線或者紫外線白熾燈、及光觸 媒材料」的廢液貯留槽(淨化處理部7)內，並利用活性極高且氧化力強的OH自由基或超氧化物陰離子(O2-)等的活性氧，執行：廢液中之難分解性有機物，亦即農藥的分解；或無法由酸性水所殺菌之細菌的殺菌。此外，一般利用黏合劑等將二氧化鈦粒子黏接於表面的光觸媒材料，僅有露出於表面的二氧化鈦粒子形成光觸媒反應，而無法顯現高度的光觸媒活性，且存在「與基材間的緊密附著性不佳」之類的問題，但由於是在鈦金屬或鈦合金表面形成氮化鈦後，藉由在含有「從對鈦具有侵蝕作用的無機酸、有機酸中選出的至少一種以上的酸」的電解液中，執行施加火花放電發生電壓以上之電壓的陽極氧化處理，而使鈦金屬或鈦合金表面形成光觸媒化的材料，故光觸媒活性高且具有絕佳的緊密附著性，因此可長期間地執行高效率之廢液的有機物分解和細菌的殺菌，並且可執行「在光照射的狀態下，廢液中之難分解性的農藥分解」、或「無法由酸性水所殺菌之細菌的殺菌」。而為了提高光觸媒反應，亦可添加微量的臭氧或過氧化氫。
接下來，將廢液中無法由光觸媒材料所分解的有機物、細菌的殘骸導入過濾部8並利用過濾器加以過濾，便能以清淨的狀態排出，可防止環境污染。而形成清淨狀態的廢液無須排出，與上述實施形態相同，只要使其循環於電解水製造裝置9並供應於還元水及酸性水的生成，便可實現「無須重新加水」的循環型洗淨裝置。
此外，藉由使用「與水之間的接觸角度為10°以下之 超親水性光觸媒」構成上述洗淨部6、消毒部1、清洗部2的槽63、13、23，可使還元水、酸性水、清洗液等的液滴不易殘留於槽63、13、23的內外面，可使槽63、13、23保持清潔。
本發明的洗淨方法及洗淨裝置，並不侷限於具有開口之容器的洗淨；及蔬菜、水果等農作物之農藥的洗淨，只要是能利用噴嘴洗淨、或者利用浸漬等加以洗淨的對象，便可應用於各種的場合及對象。
[實施例]
以下，列舉實施例來說明本發明。本發明並不侷限於這些實施例。
實施例1
採用日本ALTECH公司製造的ALTRON-MINI AL-700A(電壓100V，電流0.6A，電解時間10分鐘)，作為隔膜電解裝置的電解水製作裝置，對利用蒸餾水稀釋的氯化鈉水溶液進行電解，並實施「採用陽極側所獲得之酸性水」的抗菌性試驗。在酸性水中所生成的次氯酸，是根據日本自來水試驗法所規定的DPD法(diethyl-p-phenylenediamine法)，使用市面販售的PACKTEST試劑(日本共立理化學研究所製造)使其發色，並此用紫外可視分光光度計UV mini 1240(日本島津製作所製造)根據550nm的吸光度所求得。
使用氯化鈉濃度已被變化的水溶液來求出「前述電解裝置的陽極側所生成之酸性水中的次氯酸濃度」的結果，顯示於第3圖。在氯化鈉濃度與次氯酸濃度之間獲得關聯性，並得知藉由改變氯化鈉的濃度，便可該改變次氯酸的濃度。
利用「對稀薄的氯化鈉水溶液實施隔膜電解，而含有各種濃度之次氯酸」的酸性水、和作為比較對象的自來水及蒸餾水，對「開封後長時間保存於冰箱，且已繁殖有細菌的市售飲料之日本可口可樂公司製造的爽健美茶(登錄商標)」進行調整，而分別形成1容量%，並根據殘存於經調整之溶液中的細菌數執行抗菌試驗。細菌數是採用日本自來水試驗方法所規定的一般細菌數測量方法所測量。具體地說，是將「利用上述的各種溶液使爽健美茶形成1容量%」的溶液0.1ml，塗抹於標準的洋菜培養基(Agar medium；日本日水製藥公司生產)，並根據以37℃培養約24小時後所生成的菌叢(colony)數來求得細菌數。在表1中顯示：藉由適時地稀釋「對0.015%的氯化鈉水溶液進行隔膜電解所產生」的酸性水，而製作出各種次氯酸濃度的酸性水，且對抗菌性進行調查的結果。當酸性水中的次氯酸濃度為0.6 ppm以上時發現顯著的抗菌性，且得知當存在1 ppm程度的次氯酸時，將不會有細菌殘留。此外也得知：雖然自來水中也存在1 ppm程度的次氯酸，但在自來水中完全未顯現出抗菌性。
著眼於「即使含有相同濃度的次氯酸，自來水與酸性水的抗菌性也並不相同」的現象，對酸性水適時地添加作為pH調整劑的磷酸緩衝液(phosphate buffer；日本堀場製作所製)，並以pH值已獲得控制的溶液執行相同的一般細菌數試驗，其結果如表2所示。可得知雖然在對0.01%的稀薄氯化鈉水溶液進行隔膜電解所獲得的弱酸性(pH3.4)中顯示出強抗菌性，但倘若調整pH值而形成中性時，則與自來水一樣完全不具抗菌性。從本試驗結果可得知：對稀薄的氯化鈉水溶液實施隔膜電解所獲得的酸性水，其與自來水等級相同之對人體的為害性完全不必擔心，且無關於次氯酸的濃度，具有強大的抗菌性。
[表2]
實施例2
採用「藉由對稀薄的氯化鈉水溶液執行隔膜電解，而於陰極側所生成」的還元水，實施容器的洗淨試驗。採用食用油所大量含有的油酸(oleic acid)作為污染物質並進行了評估。油酸濃度，是採用氣相色層分析儀GC-2014(日本島津製作所製作)，對「利用甲基酯(Methyl Ester)化套組(日本NACALAI TESQUE公司製)，促使油酸形成3小時誘導化」的結果進行測量所求得。試驗方法，是採用燒杯作為具有開口的容器。採用「藉由對稀薄的氯化鈉水溶液進行隔膜電解，而於陰極側所生成」的還元水，以1800ml/分的噴霧量朝附著有油酸的燒杯進行3秒鐘的噴霧。噴霧後，促使「利用己烷(日本和光純藥公司製)，使附著於燒杯的油酸溶解後的溶液」形成甲基酯化，並利用氣相色層分析儀對該經甲基酯化後的物質進行分析，而求出油酸殘存量。根據初期附著與油酸殘存量對容器的洗淨性進行評估的結果，如表3所示。雖然形成「增加用於隔膜電解的氯化鈉濃度，陽極側之酸性水的次 氯酸越濃，且pH越高，越能提高油酸之洗淨率」的結果，但在酸性水側對「具有與自來水相同程度之次氯酸濃度的0.01%氯化鈉水溶液」進行隔膜電解所獲得的還元水中，達成約90%的去除率。此外，在僅3秒的噴霧中，可利用「對稀薄的氯化鈉水溶液實施隔膜電解所生成的還元水」確保高洗淨性，因此可限制用於洗淨的溶液量，連帶地減少最終排出之廢液的量，也能提高「光觸媒材料的處理」和「過濾器的過濾」的效率。
實施例3
採用「利用稀薄氯化鈉水溶液的隔膜電解而於陰極側所生成」的還元水實施農藥去除試驗。採用速滅松(Sumithion)乳劑(日本住友化學製主成分：撲滅松fenitrothion C9H12NO5PS)作為污染物質。使「利用蒸餾水將速滅松乳劑進行10倍稀釋」所的溶液0.05ml，附著於76mm×26mm的載玻片，且以常溫進行1日的乾燥，而 使農藥附著於載玻片。將附著有該農藥的載玻片在200ml的還元水中浸漬30秒後，再改浸漬於50ml的蒸餾水中，並使用超音波洗淨機ASU CLEANER ASU-3D(日本AS ONE公司製)以43KHz進行15分鐘的超音波洗淨，使附著於載玻片的農藥完全溶解於溶液中。分別製作還元水洗淨前後之「使附著於載玻片的農藥完全溶解」的溶液，並進行分析。農藥去除率，是根據還元水洗淨前後農藥對載玻片的附著量所求出。
農藥速滅松乳劑的分析，是根據JIS K 0102項目46.3.1的過氧二硫酸鉀(potassium peroxydisulfate)分解法，使撲滅松中的磷變成磷酸。利用JIS K 0102項目46.1.1的二氧化鉬光密度法(molybdenum blue optical density method)促使該磷酸濃度發色，並使用紫外可視分光光度計UV mini 1240(日本島津製作所製)來測量880mm的吸光度，進而求出農藥附著量。
表4、5的內容為：使用「基於稀薄氯化鈉水溶液的隔膜電解而在陰極側所生成的還元水」的農藥去除率測量結果。具體地說，表4、5的還元水，是使用利用0.13%、0.20%氯化鈉水溶液的隔膜電解，而於陰極側所生成的還元水。製作該還元水時，於陽極側所同時生成之酸性水側的次氯酸濃度，分別採用20 ppm、40 ppm時所生成的還元水。可得知：藉由增加還元水的濃度，能使農藥去除率提高。相較於前述的容器洗淨方法，雖然不採用高濃度的還元水便無法有效地去除農藥，但相對於前述容器 洗淨方法中「噴霧後進行洗淨」的作法，由於農藥洗淨是採用「藉由浸漬於貯留有還元水的槽內來進行洗淨」的作法，故只需重新供給部分的洗淨用液體即可，因此可抑制廢液量並提高「光觸媒的處理」和「過濾器的過濾」的效率。
10‧‧‧洗淨裝置
1‧‧‧消毒部
11‧‧‧第2噴嘴
12‧‧‧消毒液貯留槽(消毒液供給源)
2‧‧‧清洗部
21‧‧‧第3噴嘴
22‧‧‧清洗液貯留槽(清洗液供給源)
3‧‧‧乾燥部
31‧‧‧第4噴嘴
32‧‧‧氣流產生手段
4‧‧‧設置面
6‧‧‧洗淨部
61‧‧‧第1噴嘴
62‧‧‧洗淨液貯留槽(洗淨液供給源)
第1圖：為本發明其中一種實施形態之洗淨裝置的概略前視圖。
第2圖：是顯示本發明其中一種實施形態之洗淨裝置的使用方法的概略前視圖。
第3圖：為本發明中另一種實施形態之洗淨裝置的概略前視圖。
第4圖：是顯示「被供給至電解裝置的氯化鈉濃度」與「陽極側所生成之酸性水中的次氯酸濃度」間之關係的圖表。
1‧‧‧消毒部
10‧‧‧洗淨裝置
11‧‧‧第2噴嘴
12‧‧‧消毒液貯留槽(消毒液供給源)
2‧‧‧清洗部
21‧‧‧第3噴嘴
22‧‧‧清洗液貯留槽(清洗液供給源)
3‧‧‧乾燥部
31‧‧‧第4噴嘴
32‧‧‧氣流產生手段
4‧‧‧設置面
50‧‧‧第1限制具
501‧‧‧棒材
502‧‧‧上片材
51‧‧‧第2限制具
511‧‧‧棒材
512‧‧‧上片材
52‧‧‧第3限制具
53‧‧‧第4限制具
6‧‧‧洗淨部
61‧‧‧第1噴嘴
62‧‧‧洗淨液貯留槽(洗淨液供給源)
7‧‧‧淨化處理部
8‧‧‧過濾部
9‧‧‧電解水製造裝置
B‧‧‧瓶子

Claims (14)

  1. 一種洗淨方法，是用來洗淨具有開口之容器、或農作物的方法，其特徵為：具備：利用還元水洗淨前述容器或前述農作物的洗淨步驟；和利用酸性水，對前述洗淨步驟後的前述容器或前述農作物執行消毒的消毒步驟；和利用清洗液，對前述消毒步驟後的前述容器或前述農作物執行清洗的清洗步驟；和回收用於洗淨的還元水廢液、及用於消毒的酸性水廢液，並利用光觸媒材料，對前述還元水廢液及前述酸性水廢液進行淨化處理的淨化處理步驟；及利用過濾器，對前述淨化處理步驟後的前述還元水廢液及前述酸性水廢液進行過濾的過濾步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載的洗淨方法，其中前述光觸媒材料是由以下的方式所形成：在鈦金屬或鈦合金經氮化處理後，在含有從對前述鈦金屬或鈦合金具有侵蝕性的無機酸、有機酸中所選出之1種以上的酸的電解液中，執行施加火花放電發生電壓以上之電壓的陽極氧化處理。
  3. 如申請專利範圍第2項所記載的洗淨方法，其中在前述淨化處理步驟中，對前述光觸媒材料照射近紫外線或 紫外線。
  4. 如申請專利範圍第1項所記載的洗淨方法，其中用於洗淨的前述還元水及用於消毒的前述酸性水，是由隔膜電解所生成，該隔膜電解是將稀薄的氯化鈉水溶液作為被電解水。
  5. 如申請專利範圍第4項所記載的洗淨方法，其中前述過濾步驟後的前述還元水及前述酸性水，可再利用於生成：用於洗淨的前述還元水及用於消毒的前述酸性水。
  6. 如申請專利範圍第1項所記載的洗淨方法，其中前述過濾器是由以下的過濾器所構成：從用來去除有機物的過濾器、用來去除固態物的過濾器、離子交換樹脂過濾器中所選出的至少1種以上的過濾器。
  7. 一種洗淨裝置，是用來洗淨具有開口之容器的裝置，其特徵為：具備：透過前述開口，對前述容器內供給還元水的洗淨部；和透過前述開口，對前述容器內供給酸性水的消毒部；和透過前述開口，對前述容器內供給清洗液的清洗部；和透過前述開口，對前述容器內送風的乾燥部；和回收由前述洗淨部所排出的還元水廢液、及由前述消 毒部所排出的酸性水廢液，並利用光觸媒材料對前述還元水廢液及前述酸性水廢液進行淨化處理的淨化處理部：及利用過濾器，對由前述淨化處理部所排出的前述還元水廢液、及前述酸性水廢液進行過濾的過濾部。
  8. 一種洗淨裝置，是用來洗淨農作物的裝置，其特徵為：具備：貯留還元水，且可浸漬前述農作物的洗淨部；和貯留酸性水，且可浸漬前述農作物的消毒部；和貯留清洗液，且可浸漬前述農作物的清洗部；和回收由前述洗淨部所排出的還元水廢液、及由前述消毒部所排出的酸性水廢液，並利用光觸媒材料對前述還元水廢液及前述酸性水廢液進行淨化處理的淨化處理部；及利用過濾器，對由前述淨化處理部所排出的前述還元水廢液、及前述酸性水廢液進行過濾的過濾部。
  9. 如申請專利範圍第7或8項所記載的洗淨裝置，其中前述光觸媒材料是由以下的方式所形成：在鈦金屬或鈦合金經氮化處理後，在含有從對前述鈦金屬或鈦合金具有侵蝕性的無機酸、有機酸中所選出之1種以上的酸的電解液中，執行施加火花放電發生電壓以上之電壓的陽極氧化處理。
  10. 如申請專利範圍第7項所記載的洗淨裝置，其中前述洗淨部具有：還元水供給源、及將來自於前述還元水供給源的還元水朝前述容器內噴射的第1噴嘴， 前述消毒部具有：酸性水供給源、及將來自於前述酸性水供給源的酸性水朝前述容器內噴射的第2噴嘴，前述清洗部具有：清洗液供給源、及將來自於前述清洗液供給源的清洗液朝前述容器內噴射的第3噴嘴，前述乾燥部具有：氣流產生手段、及將前述氣流產生手段所吹送的空氣朝前述容器內噴射的第4噴嘴。
  11. 如申請專利範圍第10項所記載的洗淨裝置，其中更進一步具備：前述第1~第4噴嘴被設置成朝上方突出，且由光觸媒材料所構成的設置面。
  12. 如申請專利範圍第8項所記載的洗淨裝置，其中前述洗淨部、前述消毒部及前述清洗部可搖動。
  13. 如申請專利範圍第8項所記載的洗淨裝置，其中前述洗淨部、前述消毒部及前述清洗部是由光觸媒材料所形成。
  14. 如申請專利範圍第11或13項所記載的洗淨裝置，其中前述光觸媒材料，是具有超親水性的鈦金屬或鈦合金。
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