説明

前処理を用いた産業設備のクリーニングのための方法

従来のCIPクリーニング工程の前に現場清掃手順および前処理溶液を使用する熱交換器、蒸発器、タンクおよびその他の産業設備等のクリーニング設備の方法。前処理ステップは、汚れの柔軟度を改善し、この様にその除去を促進する。前処理溶液は、強酸性溶液、強アルカリ性溶液、または浸透剤を含むことが出来る。好ましい強酸性溶液は、酸過酸化物溶液である。いくつかの態様では、前処理は、強アルカリまたは酸成分を含まない可能性があり;むしろ浸透剤が許容できるレベルの前処理を与える。
FIG.1

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、蒸発器、熱交換器等の設備、および伝統的にCIP(現場清掃:clean-in-place)工程を使用してクリーニングされてきた他のそうした設備等の産業設備のクリーニングに関する。
【背景技術】
【0002】
食品および飲料の製造等の多くの産業上の利用では、硬質表面は一般に炭水化物、タンパク、硬度汚れおよびその他の汚れで汚染される。そうした汚れは、液体および固体食料品の両方の製造から発生する。セルロース、モノサッカロイド、ジサッカロイド、オリゴサッカロイド、スターチ、ガムおよびその他の複合材料等の炭水化物汚れは、乾燥すると、特にたんぱく質、酵素、脂肪、油およびその他と結びつくと、汚れを除去することが難しい困難物を形成する場合がある。そうした炭水化物汚れの除去は、重要な問題である可能性がある。同様にたんぱく質、酵素、脂肪および油等のその他の材料は、除去することが難しい汚れおよび残渣を形成可能である。
【0003】
現場清掃クリーニング技法は、飲料、ミルク、ジュース、等の液体製品の流れ加工に通常使用されるタンク、ライン、ポンプおよびその他の工程設備の内部構成部品から汚れを除去するために、適合させた特定のクリーニング回復法である現場清掃クリーニングは、いかなるシステム構成部分も分解することなく、系にクリーニング溶液を通すことを含む。最小限の現場清掃技法は、クリーニング溶液の設備への通過および次に通常の加工の再開を含む。クリーナーで汚染されたいかなる製品も廃棄できる。多くの場合現場清掃の方法は第1のリンス洗浄、クリーニング溶液の適用、飲用水での第2のリンス洗浄工程の再開を含む。本工程は、リンス洗浄、酸性または塩基性の機能性流体、溶媒または熱水、冷水等のその他のクリーニング構成部分が工程の間のいかなるステップにおいても設備と接触可能なあらゆるその他の接触ステップを含むことができる。多くの場合最終の飲料水のリンス洗浄は、クリーニング殺菌ステップに続く、設備のバクテリアによる汚染を防止するために省略される。
現場清掃プロセッシングは、生産時間の損失となるクリーニングされる設備の完全なシャットダウンを要求する。多くの場合、長い休止時間が必要となるため、設備は充分にクリーニングされない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
必要なのは、汚れを充分に除くために、より少ない時間を消費する現場清掃工程を使用した本設備のクリーニングのための改善された方法である。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、現場清掃手順を使用する熱交換器、蒸発器、タンクおよびその他の産業設備等の設備クリーニングの方法に関する。本方法は、有機汚れの除去さらに食品汚れの除去に特に適する。さらに本方法は、現場清掃の方法を使用する飲料の製造場所からの炭水化物およびタンパク性の汚れの除去のためのクリーニング工程に関する。本方法は、従来のクリーニング工程の前で、前処理または前処理ステップの使用を含む。
【0006】
ある側面では、本発明は、汚れで汚れた表面の強酸性溶液での前処理を含む方法を対象とする。従来の現場清掃工程は、本前処理ステップに続く。好ましい強酸性溶液は、酸過酸化物溶液である。強酸性前処理ステップの後のアルカリ性洗剤を使用する従来の現場清掃工程は、特に効果的な結果を与えることが見出された。酸性前処理溶液中の活性成分の濃度は、少なくとも0.3%であり、通常は少なくとも0.6%である。
【0007】
別の面では、本発明は、汚れで汚れた表面の強アルカリ性溶液での前処理を含む方法を対象とする。従来の現場清掃工程が、本前処理ステップに続く。強アルカリ性前処理ステップの後での酸性洗剤を使用する従来の現場清掃工程が、特に効果的な結果を与えることが見出された。
【0008】
すべての前処理は、酸性またはアルカリ性のいずれかの浸透剤を含む可能性がある。浸透剤の添加は、汚れの柔軟化の度合いを改善し、この様に汚れの除去を促進する。前処理溶液中の過酸化物を加えた酸の濃度は、少なくとも0.5%であり、通常少なくとも0.7%である。約1%の濃度は代表的である。
【0009】
別の面では、本発明は、大量の酸またはアルカリの存在なしに汚れで汚れた表面の浸透剤での前処理を含む方法を対象とする。従来の現場清掃工程が、本浸透剤の前処理ステップに続く。前処理溶液中の浸透剤の濃度は、少なくとも0.25%であり、通常少なくとも0.5%である。ある特定の態様では、浸透剤の前処理溶液は、約0.9%のグリコールエーテル溶媒の混合物を含み;浸透剤としてその他のレベルのグリコールエーテルが適する。
【0010】
ある特定の態様では、本発明は、CIP工程を使用する産業設備からの汚れのクリーニング方法を対象とする。汚れへの、アルカリ源、酸源、浸透剤、酸化剤、およびビルダーいずれかを含む活性成分と伴に、少なくとも0.25重量%活性成分を含む溶液である前処理溶液の適用を含む本方法は、薄い洗剤を含むCIP溶液である前処理溶液の後で設備を通る第1のCIP溶液の再循環、および設備のリンス洗浄を含む。前処理溶液は、0.25〜1.5重量%の酸および0.01〜1重量%のパーオキサイド等のオキシダントを有する。グリコールエーテル等の浸透剤は、0.4〜10重量%で存在しても良い。
【0011】
別の特定の態様では、本方法は、少なくとも0.5重量%の活性成分を含む前処理溶液での汚れの前処理、あらゆるアルカリ源、酸源、浸透剤、酸化剤、界面活性剤、およびビルダーを含む活性成分、薄い洗剤溶液で少なくとも一部分が浸透された汚れの除去、および設備のリンス洗浄を含む。いくつかの態様では、前処理溶液はアルカリ源を含み、薄い洗剤は酸を含む。その他の態様では、前処理溶液は酸源を含み、薄い洗剤は塩基性である。
【0012】
本発明は2つの異なるCIP溶液の使用を含む。前処理溶液に関するさらなる詳細および前処理溶液の使用方法は、以下に与えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
本発明は現場清掃手順と組み合わせた前処理ステップを使用する産業設備のクリーニングを対象とする。従来の現場清掃溶液および工程と組み合わせた前処理ステップの使用は、従来の工程だけよりも増加した汚れの除去を与える。さらに、前処理ステップの使用に続く水のリンス洗浄は、予想外の量の汚れの除去を与える。前処理ステップの使用は伝統的に相容れないケミストリーの使用を許容する。
【0014】
ここで使用されるように“重量パーセント”、“重量%”、“重量でのパーセント”、“重量での%”、およびそれらのバリエーションは、その物質の重量を組成物の全重量で割って、100をかけた物質の濃度をいう。ここで使用されるように、“パーセント”、“%”、およびその同類のものは、“重量パーセント”、“重量%”等と同義と意図されることが理解される。
【0015】
ここで使用されるように、“約”の語は、例えば、実世界での代表的な測定および濃縮物の作製のための液体の取り扱い手順または溶液の使用を通して;これらの手順での不注意な誤差を通して;製造、源、組成物の作製または方法の実行のための内容物の純度における違いを通して;起こりえる数値量のバリエーションおよびその同類のものをいう。“約”の語はまた特定の初期混合物から結果として生じる組成物の異なる平衡状態によって異なる量を包含する。“約”の語によって修飾されているといないとにかかわらず、請求項は量に対して均等なものを含む。
【0016】
注目すべきは、本明細書および付属する請求項で使用されるように、単数形の“a”、“an”および“the”は、内容が明確に他の意味を記述していなければ、複数指示物を含む。この様に、例えば、“化合物(単数形)”を含む組成物に関しては、2以上の化合物を有することを含む。“or”の語は、内容が明確に他の意味で記載されていなければ一般的に“および/又は”を含む意味で使用されることに注目すべきである。
【0017】
本発明の方法は、設備一般的に現場清掃(すなわち、CIP)クリーニング手順を使用してクリーニングされる設備に適用する。そうした設備の例は、蒸発器、熱交換器(チューブ内チューブ型の交換器、および枠内プレート型の交換器を含む)、熱コイル(蒸気、炎または熱移送流体加熱を含む)再クリスタライザー、パンクリスタライザー、スプレー乾燥機、ドラム乾燥機、およびタンクを含む。本方法は、たんぱく質または炭水化物等の汚れの上で固まったものまたは汚れの上で燃焼したもので、除去が必要なものの適用に広く使用することが出来;適用は、食品産業(特に酪農)、醸造、オイルプロセス、工業農業およびエタノールプロセッシングを含む。
【0018】
CIPプロセッシングは、一般的に周知である。工程は、薄い溶液(通常約0.5〜3%)のクリーニングされる表面への適用を含む。溶液は、表面(通常流れ出る)にわたって滝のように流れ、ゆっくりと汚れを除去する。新しい溶液が表面に再適用されるか、または同じ溶液が再循環して表面に適用される。
【0019】
有機、無機または2つの成分の合物を含む)汚れの除去のための典型的なCIP工程は、少なくとも3つステップを含む:アルカリ性溶液リンス洗浄、酸溶液リンス洗浄、そして水洗浄。アルカリ性溶液は汚れを柔軟にし、有機アルカリ性に可溶な汚れを除去する。続く酸溶液は、アルカリ性のクリーニングステップによって残留したミネラル汚れを除去する。アルカリ性および酸溶液の強さおよびクリーニングステップの期間は、通常汚れの耐久性に依存する。水リンス洗浄は、あらゆる残留溶液および汚れを除去し、設備が稼動に戻る前に表面をクリーニングする。本発明は、CIP工程の前に汚れ中に浸透する前処理ステップを与える。汚れを柔軟にする浸透性材料は、触媒として働き、または汚れに接触する時には従来のCIP溶液の活性を高める。このように、前処理は汚れの除去を促進する。
【0020】
図1を参照すると、工程設備のスキーム的な図が数字10で示されている。工程10は、クリーニングされる設備であるタンク20を含む。供給ライン25は、種々のクリーニング溶液をタンク20に供給し、ドレインライン27は、タンクから溶液を除く。適当なパイプを介して操作可能に接続されているバルブ、ポンプ等は、CIP工程のための設備であり、参照数字30で示されている。CIP工程30は、薄いCIPケミストリーを保持するためのタンクを含む。タンク20からのドレインライン27は、タンク20からの溶液を工程30およびタンク35に戻して再循環するために使用される。工程10もまた参照数字40でしめされる前処理工程のための設備を含む。前処理設備40は、第1のタンク42および第2のタンク44を含む。2つのタンクが使用されると、一般的に1つのタンク、例えば、タンク42は、アルカリ性前処理剤を含み別のタンク、例えば、タンク44は酸性の前処理剤を含むであろう。適当なパイプ、バルブ、ポンプ等は、タンク20への供給ライン25を備えたタンク42、44を含み操作可能なように適当な位置にある。工程10の本設定は、配管等の追加的設備の大量な使用を伴わずに、タンク20に適用された前処理を許容する。クリーニングタンク20の方法に関する追加的な詳細は、下に記載される。
【0021】
前処理溶液
上記に記載されたように、前処理溶液または前処理ステップは、従来のCIPケミストリーの適用に先立って汚れに適用される。前処理溶液のケミストリーは、クリーニングされる表面上の汚れの除去を促進するために選択される。前処理溶液は汚れの中に前コートおよび浸透し、汚れを柔軟にする。除去される汚れに基づいて特定のケミストリーが選択可能である。使用されるケミストリーは、CIPケミストリーと相溶(compatible)可能である。いくつかの態様では、CIPケミストリーと相溶しない前処理を有することが望ましく;そうした例では、前処理剤は、CIPケミストリーと反応する。相溶しないケミストリーの仕様はさらに汚れの除去の効果を増すことが見出された。
【0022】
前処理溶液は、少なくとも0.25%の活性成分、通常は少なくとも0.5%、好ましくは少なくとも2%、およびさらに好ましくは少なくとも4%含む。“活性成分”の語の使用によって意図されていることは汚れの柔軟化、溶解、および除去を促進する非不活性成分である。これらの活性成分は、あらゆるアルカリ性/塩基性、酸、浸透剤(界面活性剤を含む)、ビルダー、酸化剤、触媒およびキーラント(chelant)ないしキレート剤を含む。多くの態様では、水は溶液の残余である。通常、溶液は約15%の活性成分、好ましくは約10%を越えないで有する。大部分の適用では、約1〜10%の濃度が好ましく;約2〜5%の濃度が、大部分の適用に適している。
【0023】
前処理溶液は、所望によりおよび好ましくは、アルカリ性または酸性成分を含む。アルカリ性源の適した例は、塩基性の塩、アミン、モルフォリン、カーボネートおよびシリケートを含む。特に好ましいアルカリ性源は、NaOH(水酸化ナトリウム)、KOH(水酸化カリウム)、TEA(メタノールアミン)、DEA(ジエタノールアミン)、およびMEA(モノエタノールアミン)、ナトリウム金属シリケートおよびカリウムシリケートを含む。
【0024】
適した酸性源の例は、鉱酸(リン酸、硝酸、硫酸等)、および有機酸(乳酸、酢酸、ヒドロキシ酢酸、クエン酸、グルタミン酸、グルタル酸等)を含む。
【0025】
前処理溶液中のアルカリまたは酸の量は、通常少なくとも0.25重量%であり、10重量%を越えない。アルカリまたは酸に共通するレベルは2〜5重量%および0.5〜1.5重量%を含む。
【0026】
浸透剤
浸透剤は、前処理溶液中に存在しても良い。浸透剤は溶液中のアルカリまたは酸源と組み合わせられても良く、または、浸透剤は、アルカリまたは酸源なしで使用されても良い。好ましくは、浸透剤は水溶性である。
【0027】
適当な浸透剤の例はアルコール、短鎖のエトキシレート化アルコールおよびフェノール(1〜6のエトキシレート基を有する)を含む。有機溶媒も、適当な浸透剤である。浸透剤としての使用のための適当な有機の例は、エステル、エーテル、ケトン、アミン、および窒素化および塩素化炭化水素を含む。
【0028】
別の好ましい浸透剤のクラスは、エトキシレート化アルコールである。エトキシレート化アルコールの例は、アルキル、アリール、およびアルキルアリールアルコキシレートを含む。これらのアルコキシレートは、塩素、臭素、ベンジル、メチル、エチル、プロピル、ブチルおよびアルキルでキャップすることで、さらに修飾可能である。溶液中の好ましいエトキシレート化アルコールのレベルは1〜20重量%である。
【0029】
別の好ましい浸透剤としての使用のための溶媒のクラスは、水溶性であるグリコールエーテルである。グリコールエーテルの例は、ジプロピレングリコールメチルエーテル(ダウケミカル社からドワノール(DOWANOL)DPMの取引称号で入手可能)、ジエチレングリコールメチルエーテル(ダウケミカル社からドワノールDMの取引称号で入手可能)およびプロピレングリコールメチルエーテル(ダウケミカル社からドワノールPMの取引称号で入手可能)を含む。溶液中のグリコールエーテルの好ましいレベルは、0.5〜20重量%である。
【0030】
界面活性剤もまた前処理溶液中での使用に適した浸透剤である。適当な界面活性剤の例は、非イオン性、カチオン性、およびアニオン性界面活性剤を含む。非イオン性界面活性剤が好ましい。非イオン性界面活性剤は、汚れの除去を改善し、処理される表面上での溶液の接触角を減ずることが出来る。適した非イオン性界面活性剤の例は、アルキル、アリール、およびアリールアルキル、アルコキシレート、アルキルポリグリコシドおよびそれらの誘導体、アミンおよびそれらの誘導体、およびアミドおよびそれらの誘導体を含む。さらに、有用な非イオン性界面活性剤は、界面活性剤分子の一部分としてポリアルキレンオキサイドポリマーを有するものを含む。そうした非イオン性界面活性剤は、例えば、脂肪酸アルコールの塩素、ベンジル、メチル、エチル、プロピル、ブチルおよびその他のようなアルキルキャップポリオキシエチレンおよび/又はポリオキシプロピレングリコールエーテル;アルキルポリグリコシド等のポリアルキレンオキサイドのない非イオン性界面活性剤;ソルビタンおよびスクロースエステルおよびそれらのエトキシレート;アルコキシレート化エチレンジアミン;脂肪酸のグリセロールエステル、ポリオキシエチレンエステル、エトキシレート化およびのグリコールエステル等のカルボン酸エステルおよびその同類のもの;ジエタノールアミン凝縮物、モノアルカノールアミン凝縮物、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド等のカルボキシルアミドおよびその同類のもの;およびエトキシレート化アミンおよびエーテルアミンおよびその他の非イオン性化合物を含む。シリコーン界面活性剤も使用可能である。
【0031】
さらに、ポリアルキレンオキサイドポリマー部分を有する適当な非イオン性界面活性剤は、以下を含む:1〜約20のエチレンオキサイド基を有するC6〜C24アルコールエトキシレートの非イオン性界面活性剤;1〜約100のエチレンオキサイド基を有するC6〜C24アルキルフェノールエトキシレート;1〜約20のグリコシド基を有するC6〜C24アルキルポリグリコシド;C6〜C24の脂肪酸エステルエトキシレート、プロポキシレートまたはグリセリド;およびC4〜C24モノまたはジアルカノールアミド。
【0032】
もし界面活性剤が浸透剤として使用されるのであれば、前処理溶液中の界面活性剤の量は、通常少なくとも0.25%であり、且つ10重量%を越えない。界面活性剤の共通するレベルは、0.4〜8重量%、および1〜4重量%を含む。
【0033】
全体的に、アルカリまたは酸源が存在する時は、前処理溶液中の浸透剤の量は、通常少なくとも0.2重量%であり、且つ2.5重量%を越えない。浸透剤の共通するレベルは、アルカリまたは酸源が存在する時は、0.4〜2重量%を含み;1〜2重量%が好ましい。何らかのアルカリまたは酸源が存在する時に関係する浸透剤の量は、一般的に1:1〜1:5である。
【0034】
アルカリまたは酸源を有さない前処理溶液のために溶液中の浸透剤の量は、少なくとも0.05重量%であり、且つ50%を越えない。通常、そのレベルは0.1〜25重量%である。共通する浸透剤のレベルは、0.5〜10重量%、および1〜5重量%を含む。
【0035】
酸化剤
酸性溶液は、パーオキサイドまたはペルオキシ酸等の酸化剤または酸化剤を含んでも良い。結果として生じる溶液は、効果的なたんぱく質汚れに対して非常に効果的である。さらに、これらの酸素化合物の汚れとの反応は、アルカリ源と組合せられた時は化学的活動によって起こされる動きを越えて、特に、汚れの上および中で激しい機械的な動きを作り出し、汚れの除去を高める。
【0036】
適当な成分は、クロライト、臭素、ブロメート、臭化モノクロライド、ヨード、ヨードモノクロライド、ヨウ素酸、過マンガン酸、硝酸、ボレート、パーボレート(perborates)等のオキシダント、およびオゾン等のガス状オキシダント、酸素、二酸化塩素、二酸化硫黄等である。過炭酸を含む過酸化物および種々の過カルボン酸を含むペルオキシジェン化合物が適する。典型的なペルオキシジェン化合物は、過酸化水素(H)、過酢酸、過硫酸、または過炭酸を含む。
【0037】
前処理溶液中のオキシダントの量は、通常少なくとも0.01重量%であって、且つ1重量%を越えない。共通するオキシダントのレベルは、0.01〜0.25重量%であり;0.05重量%が特に適し共通のレベルである。何らかの酸源に関係する適当なオキシダントのレベルは、一般的に2:1〜1:2000である。共通するレベルは、1:2〜1:100、さらに共通する1:20〜1:50である。50〜5000ppm(0.005重量%〜0.5重量%)の過酸化水素を含む0.25重量%〜10重量%リン酸の溶液が特に適する。前処理溶液の例は、オキシダント:酸の比率で1:15である0.75重量%のリン酸および500ppm(0.05重量%)の過酸化水素を含む。
【0038】
ビルダー
前処理溶液は、好ましくはビルダーを含む。ビルダーはキレート剤(キレーター)、金属イオン封鎖剤(セクエストラント:sequestrant)、洗剤ビルダー、およびその同類のものを含む。ビルダーは、多くの場合組成物または溶液を安定させる。ビルダーの例は、ホスホン酸およびホスホネート、ホスフェート、アミノカルボキシレートおよびそれらの誘導体、ピロホスフェート、ポリホスフェート、エチレンジアミンおよびエチレントリアミン誘導体、ヒドロキシ酸、およびモノ、ジおよびトリカルボキシレート、およびそれらの対応する酸を含む。その他のビルダーは、アルミニウムシリケート、ニトロロアセテート(nitroloacetates)およびそれらの誘導体、およびそれらの混合物を含む。さらにその他のビルダーは、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)、ヒドロキシエチレンジアミンテトラ酢酸(HEDTA)、およびジエチレントリアミンペンタ酢酸の塩を含むアミノカルボキシレートを含む。好ましいビルダーは水溶性である。
【0039】
特に好ましいビルダーは、EDTA(テトラナトリウムEDTAを含む)、TKPP(ポリリン酸三カリウム)、PAA(ポリアクリル酸)およびその塩、ホスホンブタンカルボン酸、およびナトリウムグルコン酸を含む。
【0040】
前処理溶液中のビルダーの量、もし存在すれば、通常少なくとも0.25重量%であり、且つ5重量%を越えない。共通するビルダーのレベルは、0.5〜1.0重量%および1重量%〜2.5重量%を含む。
【0041】
前処理の方法
本発明の方法は、従来のCIP工程の前にクリーニングされる表面への前処理溶液の適用を対象とする。結果として得られるCIP工程は、より少ないステップおよび/又は各ステップのためのより少ない時間を必要とする。例えば、従来のCIP工程は、最初の水リンス洗浄の後で以下の5ステップを含む:汚れを除去するための従来のアルカリ性(NaOH)洗浄、暫定的なリンス洗浄、ミネラルおよび酸化膜を除去するための従来の酸洗浄、水リンス洗浄、および従来の殺菌ステップ。本工程は、最初の水リンス洗浄の後で以下の3つのステップ工程で置き換え可能である:酸性前処理ステップ、従来のアルカリ性洗浄、および水リンス洗浄。あるいは、3つのステップ工程は、以下の様でも可能である:アルカリ性前処理ステップ、従来の酸性洗浄、および水リンス洗浄。そうした工程を使用することによって、暫定的なリンス洗浄は必要でない、酸および塩基の反応のため別々のステップが好ましい。
【0042】
すぐ上に記載の2つの前処理工程のいずれかの使用によって、前処理を伴う全体的なクリーニング工程で使用される水の量は、従来の5ステップ工程に比較して約30%減少する。前処理を伴う全体的な工程の時間の量は、従来の5ステップ工程に比較して約30%減少する。ステップの具体的な数、水の使用、またはプロセッシング時間の減少は、前処理溶液の濃度およびケミストリー(chemistry)に依存するであろう。
【0043】
再度図1を参照すると、前処理溶液は40で示された設備に貯蔵される。本工程10、タンク42は、アルカリ性前処理溶液を有し、タンク44は過酸化物を含む酸性前処理溶液を有する。
【0044】
20をクリーニングするために、タンク20および接続するラインは、存在する可能性があるあらゆる製品を排出される。水リンス洗浄は残留する製品の除去に含まれても良い。ある態様では、タンク42からのアルカリ性前処理溶液は、パイプおよび供給ライン25を経由してタンク20にポンプで送られる。スプレーヘッド等の従来のCIP適用設備は、前処理溶液をタンク20の内側表面の上に適用する。前処理溶液の滝のように落ちるかあるいはさもなければタンク20の表面に流れ落ちて、汚れを柔軟化する。一般的には必要ではないが、第2の前処理溶液の適用がなされても良い。
【0045】
適用および前処理溶液の排出の後で、工程30およびタンク35からの洗剤を使用する従来のCIP工程が行われる。CIP洗剤は、酸性またはアルカリ性である可能性があり。タンク35からの洗剤は、タンク20を通り供給ライン、ライン25、戻りライン27、およびその他の適当なパイプを経由して再循環する。
【0046】
別の態様では、タンク44からの過酸化水素を含む前処理溶液は、パイプおよび供給ライン25を経由してタンク20内にポンプで送られる。適用および過酸化物前処理溶液の排出の後で、工程30およびタンク35からの水酸化ナトリウム等のアルカリ性洗剤を使用する従来のCIP工程が行われる。水酸化ナトリウムは、タンク20の壁上のあらゆる過酸化物を活性化する。
【0047】
適当な前処理ステップの種々の一般的な例が下に与えられる。ある具体的な実施例では、10重量%NaOHのアルカリ性前処理溶液が、保持タンクの内部表面の上にスプレーされ排出される。約20分後に、1%酸性溶液を有するCIP工程が開始される。
【0048】
第2の具体的な実施例では、1重量%リン酸の酸性前処理溶液が枠内プレート型熱交換器の内部表面の上に循環する。溶液は、0.1重量%Hを含む。過酸化物を伴う酸は、柔軟化を助ける機械的な動きを与えるあわ立ち効果を与え、汚れを除去する。過酸化物も、またさらにあわ立ちと汚れの除去を起こすその後の従来のアルカリ性CIP溶液によって触媒的に活性化される。
【0049】
第3の具体的な実施例では、約1.0重量%鉱酸および1.0重量%溶媒浸透剤を有する酸性前処理溶液は蒸発器の熱交換器表面の上で循環し、表面から排出された。約20分後に、CIP工程が開始された。従来のアルカリ性洗浄、約0.5重量%活性NaOHが蒸発器の中に供給された。アルカリはあらゆる酸性残渣と反応して、熱および汚れの除去を促進する機械的動きを発生する。
【実施例】
【0050】
実施例1
テスト手順
固体ミルクペレットが、3グラムの乾燥ミルク粉と3グラムの汚れを混合することで調製された。結果として生じた混合物が10,000ポンドで30秒間ダイプレスされた。さらに再び30秒間10,000ポンドの圧力が加えられた。ペレットは、網に入れられ下に記載するように、5分間前処理溶液に漬けられ、除去され、そして5分間排出された。網に入れられた乾燥されたペレットは、0.5重量%NaOHで120華氏のビーカー内に置かれた。(「なし」と示されたテストは、前処理ステップがなく;「なし*」と示されたテストは前処理ステップがなく120華氏での0.5%NaOHでなく3.0%NaOHでクリーニングがされた)。ビーカーは、350回転/分で大きい攪拌子が回転しており、49℃(約120華氏)に設定されたホットプレート上に置かれた.30分後に、網に入れられたペレットは、クリーニング溶液から除去され、5回脱イオン水に静かに漬けられ除去され、一晩50℃のオーブンで乾燥された。テストの結果を下に示す。
【0051】
前処理1
10重量%溶液の活性NaOHが調製され、前処理剤として使用された。前処理剤は100,000ppmの水酸化ナトリウム(アルカリ性クリーナー)を有していた。
【0052】
前処理2
1360ppmのテトラナトリウムEDTA(ビルダーおよび/又はキーラント)、3000ppmのナトリウムグルコン酸(ビルダーおよび/又はキーラント)、2400ppmのカリウムシリケート(アルカリ性クリーナー)、7000ppmのアルキルポリグリコシド(界面活性剤)、および4200ppmの水酸化カリウム(アルカリ性クリーナー)を有する前処理溶液が調製された。本前処理剤2は、4.79%の活性成分を与える3.66%のアルカリ、0.43%のビルダー/キーラント、および0.7%の界面活性剤を有した。
【0053】
前処理3
41550ppmのポリカルボキシル化アルコールエトキシレート(界面活性剤)、9540ppmのオクチルアミンオキサイド(界面活性剤)、25500ppmのアルキルポリグリコシド(界面活性剤)、および4150ppmの2エチルヘキサノールエトキシレート(浸透剤)を有する前処理溶液が調製された。本前処理剤3は、8%の活性成分を与える0.4%の浸透剤および7.6%の界面活性剤を有した。
【0054】
前処理4
1600pm水酸化カリウム(アルカリ性クリーナー)、9465ppmの水酸化ナトリウム(アルカリ性クリーナー)、18500ppmのポリアクリル酸(ビルダーおよび/又はキーラント)、および4625ppmのホスホノブタントリカルボン酸(ビルダーおよび/又はキーラント)を有する前処理溶液が調製された。本前処理4は、2.9%の活性成分を与える1.10%のアルカリ性および2.3%のビルダー/キーラントを有した。
【0055】
【表1】

【0056】
結果は、クリーニング工程内での一貫性と、方法を比較したときの差を表す。結果は、低レベルのNaOHが高レベルより良いこと、および前処理溶液3および4は、前処理溶液1および2より優れていることを示す。しかし、この差は、使用されたテスト手順による可能性がある。テスト3および4が第2のホットプレート上で行われたのに対し。テスト1および2は、一つのホットプレート上で行われた。これらの2つのホットプレートが120華氏を保つ上で等しくなかった可能性がある。
【0057】
劇的な差が複製テストで見られ(すなわち、61%および39%の溶液4)たが;ペレットの一つに、ペレットが壊れる弱い状況を与えるひびがあった可能性がある。暴露度の高い表面範囲は、崩壊の際の、速度を上げる結果となった。
【0058】
ホットプレートの温度コントロール間の矛盾があったか否かを決めるために同じホットプレート上でテストが繰り返された。結果は、“前処理したペレットの損失重量%”の欄に示され下に与えられる。
【0059】
代替および比較方法として、1グラムの前処理溶液が315グラムの0.5%NaOHクリーニング溶液に加えられた。この様に、別々のステップとしての前処理ケミストリーではなく、前処理ケミストリーがクリーニング溶液に加えられた。結果は、“前処理しなかったペレットの損失重量%”の欄に示され下の表に示される。
【0060】
【表2】

【0061】
結果は別々の前処理ステップの除去およびクリーニング溶液への化学品の直接の追加は、2つのより効果的でない溶液(1〜10%NaOH;2〜10%KX−3108)の性能を向上させ2つのさらに効果的な溶液(3〜10%(クアデックス(Quadexx)400;4〜10%クアデックス500)の性能を低下させることを示す。これら全ての結果は、前処理が存在しない(約29%のペレットの損失を与える)際よりも良かった。
【0062】
実施例2
テスト手順
汚れで汚れ片側に汚れがあるステンレススチールテストパネルが、パネルの片側に乗ったすりつぶしたとうもろこしの固体の混合物を120℃で4時間オーブンで乾燥して調製された。汚れで汚れたパネルは、下に記載するようにクリーニングされた。
【0063】
前処理ステップを有するテスト(I)のために、800グラムの前処理溶液5が1000mlビーカーの中に置かれた。約1グラムの前処理溶液が汚れで汚れたパネルの上に接触し残留したことが測定された。短い前処理剤へのディップの後で、パネルは、5分間空気中で吊るされた。乾燥したパネルは、750gの40℃水中に汚れの付いた側を下向きにして1000mlビーカーの中に置かれた。30分後に、パネルはゆっくりと5回脱イオン水に漬けられ除去され、パネルは乾燥された。本テストの結果が下に示される。
【0064】
テスト(II)のために、パネルは前処理されず、1gの前処理剤5が水に加えられた750gの40℃水中でクリーニングされた。
テスト(III)のために、テストパネルは、前処理されず750gの40℃水の中でクリーニングされた。
【0065】
前処理5
400ppmのテトラナトリウムEDTA(ビルダーおよび/又はキーラント)、4500ppmのトリカリウムポリホスフェート(ビルダーおよび/又はキーラント)、3852ppmの水酸化カリウム(アルカリ性クリーナー)、3000ppmのポリエチレンフェノールエーテルリン酸(界面活性剤)、1000ppmのナトリウム金属シリケート(アルカリ性クリーナー)、9000ppmのエチレングリコールモノブチルエーテル(浸透剤)、および2400ppmのナトリウムキシレンスルホン酸(界面活性剤)を有する前処理剤が調製された。本前処理5は、2.4%の活性成分を与える0.5%のアルカリ性、0.5%のビルダー/キーラント、0.5%の界面活性剤、および0.9%の浸透剤を有した。
【0066】
テスト方法 汚れが除去された平均%
I 99.12%(3テストの平均値)
II 14.14%(3テストの平均値)
III 14.12%(2テストの平均値)
【0067】
上記の結果は、単に洗浄溶液に前処理ケミストリーを加えることは、テストパネルからの汚れの除去を改善しないことを示す。むしろ、別々およびステップ毎の前処理溶液の適用および洗浄溶液が汚れの除去に改善をもたらす。
【0068】
本発明は、種々の具体的および好ましい態様および技法を参照して記載されてきた。しかし、多くの変化物および改良物が本発明の精神および範囲内で行われることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【0069】
【図1】図1はクリーニングされる設備、CIP工程設備、および前処理設備を含む産業工程のスキーム図である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
CIP工程を使用した産業装置のクリーニング方法であって、以下を含む方法:
(a)汚れ(soil)への前処理溶液の適用工程であって、該前処理溶液が、少なくとも0.25重量%の活性成分を含み、且つ該活性成分が、アルカリ源、酸源、浸透剤、酸化剤(oxidizer)、およびビルダーのいずれかを含むものであり;
(b)該前処理溶液の後で、設備内で第1のCIP溶液を再循環する工程であって、該CIP溶液が薄い洗剤を含み;且つ、次に
(c)設備をリンスする工程。
【請求項2】
前処理溶液が0.25〜1.5重量%の酸を含む請求項1による方法。
【請求項3】
前処理溶液がさらに0.01〜1重量%のオキシダントを含む請求項2による方法。
【請求項4】
オキシダントがパーオキサイドである請求項3の方法。
【請求項5】
前処理溶液が0.4〜10重量%の浸透剤を含む請求項1による方法。
【請求項6】
浸透剤がグリコールエーテルである請求項5による方法。
【請求項7】
前処理溶液が0.25〜1.5重量%の酸および0.4〜8重量%の浸透剤を含む請求項1による方法。
【請求項8】
前処理溶液が0.3〜10重量%のアルカリ度源を含む請求項1による方法。
【請求項9】
前処理溶液が以下を含む請求項1による方法であって:
(a)0.25〜1.5重量%の酸がリン酸、硝酸、硫酸、乳酸、酢酸、ヒドロキシ酢酸およびクエン酸の少なくとも一つであり;且つ、
(b)0.01〜1重量%のオキシダントがペルオキシジェン(peroxygen)化合物である方法。
【請求項10】
ペルオキシジェン化合物が0.05〜0.5重量%のレベルで存在する請求項9による方法。
【請求項11】
以下を含む請求項1による方法:
(a)0.25〜1.5重量%の酸および0.01〜1重量%のオキシダントを含む前処理溶液の適用および、
(b)前処理溶液の後、装置にアルカリ性CIP溶液の再循環。
【請求項12】
請求項10による方法であって:
(a)酸がリン酸、硝酸、硫酸、乳酸、酢酸、ヒドロキシ酢酸およびクエン酸の内少なくとも一つであり;且つ、
(b)オキシダントがペルオキシジェン化合物である方法。
【請求項13】
CIP工程を用いた産業設備からの汚れのクリーニング方法であって、以下を含む方法:
(a)前処理溶液が少なくとも0.5重量%の活性成分を含み、且つ該活性成分が、汚れの前処理、アルカリ源、酸源、浸透剤、酸化剤、界面活性剤、およびビルダーのいずれかを含むものであって;
(b)薄い洗剤溶液が浸透した汚れの少なくとも一部分を除去する工程;および、
(c)設備をリンスする工程。
【請求項14】
請求項13による方法であって:
(a)前処理溶液がアルカリ源を含み;および、
(b)薄い洗剤溶液が酸を含む方法。
【請求項15】
請求項13による方法であって:
(a)前処理溶液が酸源を含み;および、
(b)薄い洗剤溶液がアルカリを含む。
【請求項16】
前処理溶液がさらにオキシダントを含む請求項15による方法。
【請求項17】
CIP工程を使用した産業設備からの汚れのクリーニング方法であって、以下を含む方法:
(a)汚れへ前処理溶液を適用する工程であって、該溶液が少なくとも0.25重量%の活性成分を含み、且つ活性成分が、アルカリ源、酸源、浸透剤、酸化剤、およびビルダーのいずれかを含み;
(b)該前処理溶液の後、設備で第1のCIP溶液を再循環する工程であって、該CIP溶液が薄い洗剤を含み;
(c)第1のCIP溶液の後、設備での第2のCIP溶液を再循環する工程;およびそして、
(d)設備をリンスする工程。
【請求項18】
前処理溶液の適用ステップが以下を含む請求項17による方法:
(a)0.25〜1.5重量%の酸および0.01〜1重量%のオキシダントを含む前処理溶液の適用。
【請求項19】
前処理溶液の適用ステップが以下を含む請求項18による方法:
(a)0.25〜1.5重量%の酸および0.05〜0.5重量%のオキシダントを含む前処理溶液の適用。
【請求項20】
オキシダントがパーオキサイドである請求項18による方法。
【請求項21】
前処理溶液が酸性であり、第1のCIP溶液がアルカリ性である請求項17による方法。
【請求項22】
前処理溶液がアルカリ性であり、第1のCIP溶液が酸性である請求項17による方法。

【図1】
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【公表番号】特表2008−511438(P2008−511438A)
【公表日】平成20年4月17日(2008.4.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−529886(P2007−529886)
【出願日】平成17年8月1日(2005.8.1)
【国際出願番号】PCT/US2005/027525
【国際公開番号】WO2006/026041
【国際公開日】平成18年3月9日(2006.3.9)
【出願人】(500320453)イーコラブ インコーポレイティド (120)
【Fターム(参考)】