JP2000289716A - 発泡性液体の微量送液装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発泡性液体の安定な微量送液を実現する装置
を提供する。 【解決手段】 本発明の微量送液装置は、過酸化水素水
を貯留する貯留タンク１０と、貯留タンク１０から送ら
れた過酸化水素水を一時的に貯留するサブタンク２０と
を備える。サブタンク２０は二重管構造を有し、外部か
ら供給口２３を介して供給された冷却水が内管２１と外
管２２との間を流れ、内管２１を流れる過酸化水素水を
冷却する。貯留タンク１０から２〜１５ｍｌ／分の流量
で送液される過酸化水素水は、サブタンク２０に一時的
に貯留されて冷却され、管径が０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ
の第２流路パイプ７２を通ってノズル８０に送液され
る。当該送液装置は、上記冷却手段を設けたこと、及び
流路パイプ７２の管径を小さくして送液速度を大きくし
たことにより、過酸化水素水中の気泡の発生及びその成
長を抑制している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発泡性液体の安定
な微量送液を実現するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、食品業界においては、ミルク等の
液体飲料あるいはレトルト食品等を、紙容器やアルミパ
ウチ等の包装資材に無菌充填する際に、その前処理とし
て過酸化水素水等を用いた包装資材の滅菌を行ってい
る。

【０００３】具体的には、包装資材を滅菌装置内に配置
し、該装置のスプレーノズルから噴霧される過酸化水素
水を包装資材表面に均一に吹き付ける方法等が知られて
いる。ところで、この過酸化水素水の吹き付けに際して
は、ノズルに供給される過酸化水素水の流量を厳密に管
理する必要がある。なぜなら、この流量が少なすぎると
滅菌効果が低下して包装資材を無菌化できなくなり、逆
に流量が多すぎると過酸化水素水が包装資材に残留して
しまい、人体に害を与えるといった問題が生じるからで
ある。このため、通常滅菌装置内には貯留タンクからノ
ズルまでの過酸化水素水の微量送液を管理する電磁流量
計が流路内に設置されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、過酸化
水素水は発泡性の液体であり、送液中の管内摩擦、輻射
熱等に起因する温度上昇により気泡を発生、成長させ
る。そして、この気泡が所定の大きさを越えると安定し
た微量送液は不可能となり、ノズルからは過酸化水素水
の均一な噴霧を行うことは困難となる。このため、通常
の微量送液システムでは上記電磁流量計が所定の大きさ
を越える気泡を感知すると、システムにインターロック
をかける構成がとられている。しかし、このようなイン
ターロックが頻繁に行われると円滑な滅菌工程に様々な
支障をきたす。このため、当該滅菌装置においては、可
能な限りインターロックがかからない安定した微量送液
を実現する必要がある。

【０００５】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、発泡性液体の安定な微量送液を実現するための装
置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記課題
を解決するためになされた本願請求項１に記載の装置
は、温度の上昇に伴い、気泡が発生、成長する発泡性液
体を流量２〜１５ｍｌ／分で微量送液するための装置で
あって、上記発泡性液体を装置下流に導くための流路パ
イプと、該流路パイプの経路に配置され、上記発泡性液
体の気泡の発生、成長を抑制するために該発泡性液体を
冷却するための冷却手段と、を備え、上記流路パイプの
少なくとも上記冷却手段より下流側の部分は、その内部
を流れる上記発泡性液体の流速を大きくするために、管
径が０．５〜２ｍｍに構成されたことを特徴とする。

【０００７】発泡性液体を装置内で送液する際の気泡の
発生及びその成長は、主として送液過程における液体の
温度上昇に起因すると考えられる。このため、当該気泡
の発生及び成長を抑制するための手段としては、液体を
冷却することにより液体温度の上昇を抑制すること、あ
るいは、送液速度を大きくして送液時間を短くすること
等が考えられる。

【０００８】このような観点から、上記構成において
は、発泡性液体の冷却手段が設けられるとともに、流路
パイプの管径を小さくして管内を流れる液体の流速を大
きくしている。なお、管径を０．５〜２ｍｍに構成した
のは、管径を２ｍｍよりも大きく構成すると所望の流速
が得られなくなる一方、管径を０．５ｍｍよりも小さく
構成すると加工が難しいためコストが嵩む反面、管内摩
擦の影響が大きくなり流速はそれ以上に大きくならない
からである。

【０００９】上記装置の具体的構成としては、本願請求
項２に記載のように、上記発泡性液体を貯留するための
貯留タンクと、該貯留タンクの下流に設けられた該貯留
タンクより容量が小さいタンクであって、上記冷却手段
を備えたサブタンクと、該サブタンクに貯留した上記発
泡性液体の気泡をガスとして該サブタンク外に排出させ
るガス抜き手段とを有するものが考えられる。

【００１０】上記構成においては、貯留タンクから排出
された過酸化水素水は、一旦容量の小さいサブタンクに
貯留され、それまでに発生した気泡がガス抜き手段によ
り除去される。そして、さらにサブタンク内を冷却する
ことにより更なる気泡の発生が抑制される。このため、
サブタンク下流における過酸化水素水の送液の安定化が
可能となる。

【００１１】このような微量送液装置は、例えば本願請
求項３に記載された滅菌装置に適用される。すなわち、
当該装置は、包装資材の滅菌のために、該包装資材の表
面に過酸化水素水を噴霧する滅菌装置に適用される微量
送液装置であって、上記過酸化水素水を貯留する貯留タ
ンクと、該貯留タンクの下流側に配置され、該貯留タン
クと第１流路パイプを介して接続され、該貯留タンクか
ら送られた過酸化水素水を一時的に貯留する、上記貯留
タンクより容量の小さいサブタンクと、該サブタンク内
の過酸化水素水を冷却するための冷却手段と、上記サブ
タンクから第２流路パイプを介して送られた過酸化水素
水を、上記包装資材に噴霧するスプレーノズルと、該貯
留タンク内の上記過酸化水素水を、２〜１５ｍｌ／分の
流量で下流に微量送液するために、該過酸化水素水に圧
力を供給する圧力供給手段と、を備え、少なくとも上記
第２流路パイプは、その内径が０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ
に形成されたことを特徴とする。

【００１２】上記構成によれば、サブタンクより下流側
において、発泡性液体である過酸化水素水の安定した微
量送液が実現される。この結果、スプレーノズルからの
噴霧状態も安定し、包装資材表面に均一な滅菌層を形成
することができる。また、この安定した微量送液により
滅菌工程が円滑に行われる。

【００１３】また、上記サブタンクの具体的構成として
は、本願請求項４に記載のように、内管と外管からなる
二重管構造が考えられ、上記冷却手段としては、上記外
管の外表面に設けられた供給口及び排出口を介して、上
記内管と上記外管との間に冷却水を循環させ、上記内管
内に貯留された過酸化水素水を冷却するものが考えられ
る。なお、上記冷却水の温度は、本願請求項５に記載の
ように、１８〜２０℃に設定することが好ましい。冷却
の観点からは冷却水の温度は低い方が好ましいが、上記
温度よりさらに低くすると各タンク、流路パイプ等への
露付きが生じ、この露付きが原因となって外部から細菌
が混入する可能性があるからである。

【００１４】また、本願請求項６に記載のように、上記
サブタンク内部に貯留した過酸化水素水の気泡を、過酸
化水素ガスとして大気に排出するために、ガス抜き手段
としてのガス抜き弁を備えることが好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施例を図
面に基づいて説明する。本発明の実施例にかかる微量送
液装置は、包装資材の表面に過酸化水素水を噴霧する形
式の滅菌装置に適用されるものであり、図１に示すよう
に、過酸化水素水を貯留した貯留タンク１０、その下流
に設けられたサブタンク２０、さらに下流に設けられた
液だめタンク３０から構成されている。貯留タンク１０
とサブタンク２０とを接続する第１流路パイプ７１の経
路、及びサブタンク２０と液だめタンク３０とを接続す
る第２流路パイプ７２の経路には、過酸化水素水の送液
を管理する電磁流量計５１，５２がそれぞれ配置されて
いる。貯留タンク１０から排出された過酸化水素水は、
流路パイプ７１、電磁流量計５１を通ってサブタンク２
０に流入した後、流路パイプ７２、電磁流量計５２を通
って、液だめタンク３０にためられ、流路パイプ７３を
経て、スプレーノズル８０から噴霧状に排出される。

【００１６】貯留タンク１０は鋼材（ＳＵＳ）からなる
内容量約１０ｌのタンクであり、内部には所定量の過酸
化水素水が常時貯留されている。タンク上部には、圧力
供給手段によりエアー圧を供給するための配管６１が接
続されており、過酸化水素水の下流側への送液時には、
内部の過酸化水素水にエアーによる一定の圧力（0.35kg
/cm²）が負荷される。過酸化水素水は、タンク下部の側
壁に設けられた排出口１２から下流側に２〜１５ｍｌ／
分の流量で排出される。

【００１７】流路パイプ７１は、内径０．５ｍｍ〜２．
０ｍｍ（好ましくは１ｍｍ以下）の鋼管からなり、貯留
タンク１０から排出された過酸化水素水は、この流路パ
イプ７１を通ってサブタンク２０へ流れる。このよう
に、内径の小さいパイプを使用したのは、管径を小さく
して管内を流れる過酸化水素水の流速を大きくすること
により、当該流路パイプ７１通過時における過酸化水素
水の気泡の発生と成長を抑えるためである。

【００１８】電磁流量計５１は、貯留タンク１０から流
出して流路パイプ７１内を流れる過酸化水素水の流量を
管理し、微量送液が正常に行われているか否かを判別す
るために配置される。すなわち、電磁流量計５１は、所
定の流量を検知せず、送液中に所定の大きさを越える気
泡が発生したと判断すると、送液の安定を確保するため
に滅菌装置のインターロックをかける信号を発生する。
ただし、サブタンク２０の下流側にも電磁流量計５２に
よる送液管理が行われているため、電磁流量計５１の感
度は電磁流量計５２ほどは要求されない。

【００１９】サブタンク２０は鋼管（ＳＵＳ）からなる
二重管構造を有し、この二重管構造が冷却手段としての
冷却装置を構成する。その内管２１は内容量が約１２０
ｍｌに構成されている。その外管２２には供給口２３及
び排出口２４が設けられ、外部から供給口２３を介して
供給された冷却水は、内管２１と外管２２との間を流れ
て内管２１内を流れる過酸化水素水を冷却し、排出口２
４を介して外部に排出される。この冷却手段により過酸
化水素水中の気泡の発生とその成長とを抑制している。
なお、冷却水の温度を約１８〜２０℃に設定される。冷
却水の温度をさらに低くすると、各タンク、流路パイプ
等への露付きが生じ、外部から細菌が混入する可能性が
あるからである。

【００２０】サブタンク２０の横には、サブタンク２０
内の過酸化水素水の液量を観察するためのレベル計４１
が設けられている。このレベル計４１は、テフロン製の
透明パイプからなり、その上端がＬ字管４２、Ｔ字管４
３、４４を介してサブタンク２０に連通し、その下端が
Ｌ字管４５、Ｔ字管４６を介してサブタンク２０に連通
している。Ｔ字管４６の下端は栓４７により気密にシー
ルされており、サブタンク２０内の過酸化水素水は、Ｔ
字管４６、Ｌ字管４５を通ってレベル計４１内に流入し
ている。圧力のバランスからレベル計４１内の液面はサ
ブタンク２０内の液面と等しくなるため、このレベル計
４１の液面を目視することにより、サブタンク２０内の
液量を把握することができる。

【００２１】また、Ｔ字管４３の上部には、ガス抜き手
段としてのガス抜きバルブ９１が取り付けられており、
サブタンク２０内の過酸化水素ガスを除去することがで
きる。サブタンク２０内の上方に滞留した過酸化水素水
の気泡の大部分は、この行程で大気に排出される。

【００２２】流路パイプ７２，７３は、内径０．５ｍｍ
〜２．０ｍｍ（好ましくは１ｍｍ以下）のテフロン製の
透明チューブからなる。流路パイプ７２の上端開口７２
ａは、サブタンク２０の底部より所定量上方に位置する
ように配置されている。この上端開口７２ａをサブタン
ク２０の底部より所定量上方に配置したのは、仮にサブ
タンク２０下方の栓４７付近から過酸化水素水が汚染さ
れたとしても、この汚染された過酸化水素水がさらに下
流へ送液されないようにするためである。

【００２３】なお、透明チューブを使用したのは、送液
の状況を目視により観察できるようにするためであり、
特に観察の必要がなければ流路パイプ７１，７２と同様
の鋼管を用いてもよい。電磁流量計５２は、サブタンク
２０から流出して流路パイプ７２内を流れる過酸化水素
水の流量を管理し、微量送液が正常に行われているか否
かを判別するために配置される。すなわち、電磁流量計
５２は、所定の流量を検知せず、送液中に所定の大きさ
を越える気泡が発生したと判断すると、送液の安定を確
保するために滅菌装置のインターロックをかける信号を
発生する。なお、基本的に過酸化水素水は、この電磁流
量計５２を通過した状態でノズル８０から排出されるた
め、当該電磁流量計５２は上記電磁流量計５１よりも感
度のよいものが使用される。 液だめタンク３０は、鋼
管（ＳＵＳ）からなる内容量が約５０ｍｌのタンクであ
り、ノズル８０からの過酸化水素水の噴射の安定化をさ
らに高めるために、ノズル８０の直前に設けられてい
る。過酸化水素水は、基本的に貯留タンク１０で付与さ
れたエアー圧が維持されて状態でノズル８０まで送液さ
れるが、流路パイプ７２が長い場合には、管壁との摩擦
損失等により流速が落ちることが考えられる。この状態
で過酸化水素水がノズル８０に送られると、ノズル８０
において十分な噴射圧力が得られず、噴霧状態が不安定
になることが考えられる。このため、一旦過酸化水素水
を液だめタンク３０に保持して安定化を図った後、ノズ
ル８０に送液するのである。液だめタンク３０の上部に
は、ガス抜きバルブ９２が取り付けられており、タンク
内部に過酸化水素ガスが存在する場合にはこれを除去で
きるようになっている。

【００２４】次に、本実施例の装置による過酸化水素水
の微量送液の流れを説明する。貯留タンク１０内に貯留
された過酸化水素水は、配管６１から導入された圧搾空
気（エアー圧：0.35/cm²）の圧力によってタンクから排
出され、流路パイプ７１の経路に配置された電磁流量計
５１を通過する。電磁流量計５１は、この過酸化水素水
の微量送液を管理し、所定以上の大きさの気泡が発生し
たと判断すると図示しない制御装置にインターロックを
かけるための信号を発する。制御装置は当該信号を受け
取ると、滅菌装置にインターロックをかけて送液を中止
する。

【００２５】電磁流量計５１を通過した過酸化水素水
は、流路パイプ７１を通ってサブタンク２０に流入す
る。ここで、冷却水による冷却によって過酸化水素の気
泡の発生が抑制されるとともに、ガス抜きバルブ９１の
駆動によりサブタンク２０内の過酸化水素水の気泡が除
去される。

【００２６】このようにして気泡が除去された過酸化水
素水は、サブタンク２０内に配置された流路パイプ７２
の先端からサブタンク２０外に流出され、電磁流量計５
２へ送られる。電磁流量計５２は、この過酸化水素水の
微量送液を管理し、所定以上の大きさの気泡が発生した
と判断すると上記制御装置にインターロックをかけるた
めの信号を発する。制御装置は当該信号を受け取ると、
滅菌装置にインターロックをかけて送液を中止する。

【００２７】電磁流量計５２を通過した過酸化水素水
は、流路パイプ７２を通って液だめタンク３０に一旦貯
留される。このとき、ガス抜きバルブ９２の駆動により
液だめタンク３０内の過酸化水素水の気泡が除去され
る。そして、所定の液圧をもってノズル８０に排出され
る。ノズル８０から噴出された噴霧状の過酸化水素水
は、包装資材に均一に塗布される。

【００２８】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明の実施の形態は、上記実施例に何ら限定され
ることなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形
態をとりうることはいうまでもない。例えば、本実施例
の微量送液装置において特に安定した微量送液が要求さ
れるのはサブタンク２０の下流側であることを考える
と、サブタンク２０の上流側に配置した電磁流量計５１
については省略することができる。

【００２９】また、本実施例に示した各タンクの容量等
は上記のものに限られず、微量送液装置が適用される対
象に応じて適宜選択できることはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例に係る微量送液装置の説明図
である。

【符号の説明】

１０・・・貯留タンク、 ２０・・・サブタンク、２１
・・・内管、 ２２・・・外管、 ３０・・・液だめタ
ンク、５１，５２・・・電磁流量計、 ７１，７２，７
３・・・流路パイプ、８０・・・スプレーノズル、 ９
１，９２・・・ガス抜きバルブ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 温度の上昇に伴い、気泡が発生、成長す
   る発泡性液体を流量２〜１５ｍｌ／分で微量送液するた
   めの装置であって、 前記発泡性液体を装置下流に導くための流路パイプと、 該流路パイプの経路に配置され、前記発泡性液体の気泡
   の発生、成長を抑制するために該発泡性液体を冷却する
   ための冷却手段と、を備え、 前記流路パイプの少なくとも前記冷却手段より下流側の
   部分は、その内部を流れる前記発泡性液体の流速を大き
   くするために、管径が０．５〜２ｍｍに構成されたこと
   を特徴とする装置。
2. 【請求項２】 前記発泡性液体を貯留するための貯留タ
   ンクと、 該貯留タンクの下流に設けられた該貯留タンクより容量
   が小さいタンクであって、前記冷却手段を備えたサブタ
   ンクと、 該サブタンクに貯留した前記発泡性液体の気泡をガスと
   して該サブタンク外に排出させるガス抜き手段と、 を有することを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 包装資材の滅菌のために、該包装資材の
   表面に過酸化水素水を噴霧する滅菌装置に適用される微
   量送液装置において、 前記過酸化水素水を貯留する貯留タンクと、 該貯留タンクの下流側に配置され、該貯留タンクと第１
   流路パイプを介して接続され、該貯留タンクから送られ
   た過酸化水素水を一時的に貯留する、前記貯留タンクよ
   り容量の小さいサブタンクと、 該サブタンク内の過酸化水素水を冷却するための冷却手
   段と、 前記サブタンクから第２流路パイプを介して送られた過
   酸化水素水を、前記包装資材に噴霧するスプレーノズル
   と、 該貯留タンク内の前記過酸化水素水を、２〜１５ｍｌ／
   分の流量で下流に微量送液するために、該過酸化水素水
   に圧力を供給する圧力供給手段と、を備え、 少なくとも前記第２流路パイプは、その内径が０．５ｍ
   ｍ〜２．０ｍｍに形成されたことを特徴とする装置。
4. 【請求項４】 前記サブタンクは、内管と外管からなる
   二重管構造を有し、 前記冷却手段は、前記外管の外表面に設けられた供給口
   及び排出口を介して、前記内管と前記外管との間に冷却
   水を循環させ、前記内管内に貯留された過酸化水素水を
   冷却することを特徴とする請求項３記載の装置。
5. 【請求項５】 前記冷却水の温度が、１８〜２０℃に設
   定されたことを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 【請求項６】 前記サブタンク内部に貯留した過酸化水
   素水の気泡を、過酸化水素ガスとして大気に排出するた
   めのガス抜き弁を備えたことを特徴とする請求項３〜５
   のいずれかに記載の装置。