弱酸性除菌水の製造装置、及び弱酸性除菌水の製造方法
【課題】弱酸性除菌水に含まれる残留塩素濃度の安定性を高めることの可能な弱酸性除菌水の製造装置、及び弱酸性除菌水の製造方法を提供することにある。
【解決手段】ガス溶解装置ＧＤＬを通して炭酸ガスを水に溶解し、該水に対しｐＨを調整する第一調整部と、定量ポンプＣＰ４から間欠的に吐出される次亜塩素酸水溶液を水に溶解し、該水における残留塩素濃度を調整する第二調整部とを備え、前記第一調整部から導出される水と前記第二調整部から導出される水とを混合することにより、前記炭酸ガスと前記次亜塩素酸水溶液とが原水に溶解した弱酸性除菌水を製造する弱酸性除菌水の製造装置であって、前記第二調整部は、前記次亜塩素酸水溶液の原液を貯溜する原液タンクＴ３と、前記原液タンクＴ３から導入される前記原液を水で希釈して定量ポンプＣＰ４に供給する第２ミキサーＭＸ２とを備える。
【解決手段】ガス溶解装置ＧＤＬを通して炭酸ガスを水に溶解し、該水に対しｐＨを調整する第一調整部と、定量ポンプＣＰ４から間欠的に吐出される次亜塩素酸水溶液を水に溶解し、該水における残留塩素濃度を調整する第二調整部とを備え、前記第一調整部から導出される水と前記第二調整部から導出される水とを混合することにより、前記炭酸ガスと前記次亜塩素酸水溶液とが原水に溶解した弱酸性除菌水を製造する弱酸性除菌水の製造装置であって、前記第二調整部は、前記次亜塩素酸水溶液の原液を貯溜する原液タンクＴ３と、前記原液タンクＴ３から導入される前記原液を水で希釈して定量ポンプＣＰ４に供給する第２ミキサーＭＸ２とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭酸ガスと次亜塩素酸水溶液とが原水に溶解することにより除菌力が調整された水である弱酸性除菌水を製造する弱酸性除菌水の製造装置、及び弱酸性除菌水の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、特許文献１及び特許文献２に記載のように、ｐＨが調整された次亜塩素酸水溶液を除菌水として製造する弱酸性除菌水の製造装置が知られている。図７は、こうした弱酸性除菌水の製造装置における流路系統図の一例を示す。
【０００３】
図７に示されるように、弱酸性除菌水の製造装置の内部には、原水が貯留された原水タンクＴ１と、炭酸ガスが充填された炭酸ガスボンベＴ２と、中空糸膜を通して炭酸ガスを原水に溶解させるガス溶解装置ＧＤＬと、次亜塩素酸水溶液の原液が貯留された原液タンクＴ３とが収容されている。
【０００４】
原水タンクＴ１の導入口には、工水や市水等の原水を供給する供給口が接続されている。また、原水タンクＴ１の導出口とガス溶解装置ＧＤＬとの間には、原水タンクＴ１に貯留された原水を吐出する原水ポンプＣＰ１と、原水から異物を除去する原水フィルターＦ１と、原水の流量を計測する原水流量計ＳＦＬとが、原水タンクＴ１からガス溶解装置ＧＤＬに向けて順に直列に接続されている。そして、原水ポンプＣＰ１が駆動されると、原水タンクＴ１に貯留された原水が、原水フィルターＦ１を通してガス溶解装置ＧＤＬに導入される。
【０００５】
炭酸ガスボンベＴ２の導出口とガス溶解装置ＧＤＬとの間には、炭酸ガスの圧力を計測する圧力計ＰＧと、炭酸ガスから異物を除去するガスフィルターＦ２と、炭酸ガスをガス溶解装置ＧＤＬに供給するマスフローコントローラーＭＦＣとが炭酸ガスボンベＴ２からガス溶解装置ＧＤＬに向けて順に直列に接続されている。そして、マスフローコントローラーＭＦＣが駆動されると、炭酸ガスボンベＴ２に充填された炭酸ガスが、ガスフィルターＦ２を通してガス溶解装置ＧＤＬに導入される。その結果、ガス溶解装置ＧＤＬでは、中空糸膜を通して原水に炭酸ガスが溶解し、これにより炭酸ガスの流量に応じた酸性度で弱酸性の炭酸水が導出される。
【０００６】
ガス溶解装置ＧＤＬでは、該ガス溶解装置ＧＤＬにて生成された弱酸性の炭酸水の一部が水蒸気となり、炭酸ガスの流れる中空糸膜内にて凝縮する場合がある。そのため、こうした炭酸水が排出されるためのドレインＤＲが、ガス溶解装置ＧＤＬには接続されている。ガス溶解装置ＧＤＬの後段には、弱酸性の炭酸水がガス溶解装置ＧＤＬへ逆流することを抑止するための逆止弁が接続されている。この逆止弁の後段には、弱酸性の炭酸水と他の水溶液とを混合する第１ミキサーＭＸ１と、水溶液における水素イオン指数（ｐＨ）を計測するｐＨ計測計ＳＰＨと、水溶液における残留塩素濃度を計測する残留塩素計ＳＣＬとが、この順に連結されている。さらにまた、逆止弁と第１ミキサーＭＸ１との間には、原液タンクＴ３の導出口が原液ポンプＣＰ３を介して接続されている。
【０００７】
そして、原液ポンプＣＰ３が駆動されると、除菌剤である次亜塩素酸水溶液の原液が原液ポンプＣＰ３から吐出されるとともに、上述した弱酸性の炭酸水と該次亜塩素酸水溶液とが第１ミキサーＭＸ１で混合される。これにより、第１ミキサーＭＸ１からは、弱酸性の次亜塩素酸水溶液、すなわち弱酸性除菌水が装置の外部へ導出される。
【０００８】
この際、弱酸性除菌水の製造装置では、原水流量計ＳＦＬの計測値が設定値になるように原水ポンプＣＰ１が駆動され、またｐＨ計測計ＳＰＨの計測値が設定値になるようにマスフローコントローラーＭＦＣが駆動される。さらに、残留塩素計ＳＣＬの計測値が設定値になるように原液ポンプＣＰ３が駆動される。その結果、原水、炭酸ガス、及び次亜塩素酸水溶液が混合されてなる弱酸性除菌水では、該弱酸性除菌水におけるｐＨと残留塩素濃度との各々が設定値に向けて調整されることとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平５‐２３７４７８号公報
【特許文献２】特開２００４‐３０７４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、原液タンクＴ３に貯留される次亜塩素酸水溶液の濃度は、一般には１２重量％程度であって、弱酸性除菌水に必要とされる残留塩素濃度と比較して極めて高い濃度である。一方、次亜塩素酸水溶液を吐出するための原液ポンプＣＰ３とは、通常、ダイヤフラム方式やプランジャ方式等が採用された定量ポンプであって、次亜塩素酸水溶液の原液を間欠的に吐出するポンプである。
【００１１】
このような構成では、残留塩素計ＳＣＬの計測値が設定値になるように原液ポンプＣＰ３が駆動されるとはいえ、次亜塩素酸水溶液が間欠的に吐出される以上、弱酸性除菌水における残留塩素濃度が自ずと大きく変動することになる。その結果、弱酸性除菌水による除菌効果にばらつきが生じたり、弱酸性除菌水によって除菌された食品等の除菌対象物において風味が失われたりするという問題が生じている。
【００１２】
一方、残留塩素濃度が変動するという問題は、弱酸性除菌水が導出される部位の前段に、残留塩素濃度の均一化を目的としたバッファタンクが取り付けられることで解決可能と考えられる。しかしながら、バッファタンクが採用された構成では、残留塩素濃度の均一化が確かに実現可能ではあるものの、弱酸性除菌水における残留塩素濃度の調整に際して、その応答が遅くなるという解決し難い問題が新たに生じてしまう。それゆえに、弱酸性除菌水を製造する技術では、弱酸性除菌水に含まれる残留塩素濃度を定常的に安定させる技術が強く望まれている。
【００１３】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、弱酸性除菌水に含まれる残留塩素濃度の安定性を高めることの可能な弱酸性除菌水の製造装置、及び弱酸性除菌水の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明における一つの態様は、中空糸膜を通して炭酸ガスを水に溶解し、該水に対しｐＨを調整する第一調整部と、定量ポンプから間欠的に吐出される次亜塩素酸水溶液を水に溶解し、該水における残留塩素濃度を調整する第二調整部とを備え、前記第一調整部から導出される水と前記第二調整部から導出される水とを混合することにより、前記炭酸ガスと前記次亜塩素酸水溶液とが原水に溶解した弱酸性除菌水を製造する弱酸性除菌水の製造装置であって、前記第二調整部は、前記次亜塩素酸水溶液の原液を貯溜する貯留部と、前記貯留部から導入される前記原液を水で希釈して前記定量ポンプに供給する希釈部とを備えることを要旨とする。
【００１５】
本発明における一つの態様は、中空糸膜を介して水に炭酸ガスを溶解し、該水に対しｐＨを調整する第一調整工程と、定量ポンプから間欠的に吐出される次亜塩素酸水溶液を水に溶解し、該水における残留塩素濃度を調整する第二調整工程とを含み、前記第一調整工程で生成される水と前記第二調整工程で生成される水とを混合することにより、前記炭酸ガスと前記次亜塩素酸水溶液とが原水に溶解した弱酸性除菌水を製造する弱酸性除菌水の製造方法であって、前記第二調整工程では、前記次亜塩素酸水溶液の原液を貯溜する貯留部から導出される前記原液を水で希釈して前記定量ポンプに供給することを要旨とする。
【００１６】
上述した態様によれば、次亜塩素酸水溶液の原液が水で希釈された水溶液が生成され、且つ次亜塩素酸水溶液を供給する定量ポンプに対して、その希釈された水溶液が供給される。そのため、定量ポンプでは次亜塩素酸水溶液が間欠的に吐出させるとはいえ、吐出される次亜塩素酸水溶液が装置内で希釈されたものである以上、次亜塩素酸水溶液の原液を直接吐出する構成と比較して、弱酸性除菌水における残留塩素濃度の変動を抑えることが可能である。
【００１７】
また、上述した態様では、定量ポンプの吐出間隔に基づいて次亜塩素酸水溶液の流量が調整されるため、該流量の調整可能な最小値が、１回の吐出機会で吐出される流量に限られることとなる。ただし、吐出される次亜塩素酸水溶液が、装置内で予め希釈されたものであるため、調整可能な流量の最小値が同じであるという前提では、調整可能な残留塩素濃度の最小値を小さくすることが可能である。ひいては、残留塩素濃度そのものの調整精度を高めることが可能にもなる。
【００１８】
本発明における一つの態様は、前記第二調整部が、前記第一調整部から導出された水の一部を希釈液として前記希釈部に導入する希釈液導入部を備え、前記希釈部が、前記希釈液導入部から導入される水の一部と前記貯留部から導入される前記原液とを混合して該原液を希釈することを要旨とする。
【００１９】
この態様によれば、第一調整部から導出される水と第二調整部から導出される水とが混合される前に、第一調整部から導出される水の一部と次亜塩素酸水溶液の原液とが先行して混合されることになる。それゆえに、第一調整部から導出される水と第二調整部から導出される水とが混合される前に、次亜塩素酸水溶液の原液と炭酸ガスの一部とが先行して混合される分、弱酸性除菌液内におけるこれらの濃度分布のばらつきを抑えることが可能にもなる。
【００２０】
この発明における一つの態様は、前記第二調整部が、前記原水の一部を希釈液として前記希釈部に導入する希釈液導入部を備え、前記希釈部が、前記希釈液導入部から導入される前記原水と前記貯留部から供給される前記原液とを混合して該原液を希釈することを要旨とする。
【００２１】
この態様によれば、希釈液導入部から供給される原水と貯留部から供給される原液とが混合されて該原液が希釈される。それゆえに、第一調整部から導出される水等、装置内で別途生成された水溶液で次亜塩素酸水溶液の原液を希釈する態様と比較して、製造装置の駆動態様に関わらず、希釈された次亜塩素酸水溶液を定常的に安定して生成することが可能にもなる。また、希釈するための水である希釈水の性状を安定させること、ひいては希釈された次亜塩素酸水溶液の性状を安定させることが可能でもある。
【００２２】
本発明における一つの態様は、前記第一調整部は、前記第二調整部から導出された水である調整液が導入される調整液導入部と、前記調整液導入部にて残留塩素濃度を計測する残留塩素計とを備え、前記調整液導入部から導入される前記調整液に炭酸ガスを溶解し、該調整液に対しｐＨを調整することを要旨とする。
【００２３】
この態様によれば、次亜塩素酸水溶液のｐＨが調整される前に、該次亜塩素酸水溶液の残留塩素濃度を計測することが可能になる。残留塩素計にて計測される残留塩素濃度の値とは、通常、アルカリ性の水溶液下において高い精度が得られる。この点、上述した態様によれば、次亜塩素酸水溶液に炭酸ガスが溶解する前に、すなわち次亜塩素酸水溶液が弱酸性になる前に、該次亜塩素酸水溶液の残留塩素濃度を計測することが可能にもなるため、弱酸性除菌液における残留塩素濃度の測定精度を高めることが可能にもなる。
【００２４】
本発明における一つの態様は、前記定量ポンプの後段で残留塩素濃度を計測する残留塩素計と、前記残留塩素計の計測値が前記残留塩素濃度の設定値となるように前記原水の流量を制御する流量制御系とを備えることを要旨とする。
【００２５】
この態様によれば、弱酸性除菌水における残留塩素濃度の調整が、希釈された次亜塩素酸水溶液の流量変更の他、原水の流量変更によっても実現可能になる。それゆえに、弱酸性除菌水における残留塩素濃度を調整することに際して、調整可能な濃度の範囲を大きくすること、残留塩素濃度の調整精度を高めること、それらが可能にもなる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第一実施形態の弱酸性除菌水の製造装置における水の流れを示す流路系統図。
【図２】同じく弱酸性除菌水の製造装置にて弱酸性除菌水の流量を制御する流量制御系の構成を示す制御ブロック図。
【図３】同じく弱酸性除菌水の製造装置にてｐＨを制御するｐＨ制御系の構成を示す制御ブロック図。
【図４】同じく弱酸性除菌水の製造装置にて残留塩素濃度を制御する残留塩素制御系の構成を示す制御ブロック図。
【図５】第二実施形態の弱酸性除菌水の製造装置における水の流れを示す流路系統図。
【図６】第三実施形態の弱酸性除菌水の製造装置における流量制御系及び濃度制御系の構成を示すブロック図。
【図７】従来例の弱酸性除菌水の製造装置における水の流れを示す流路系統図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（第一実施形態）
以下、本発明における弱酸性除菌水の製造装置、及び弱酸性除菌水の製造方法を具体化した第一実施形態について、図１乃至図４を参照して説明する。
【００２８】
なお、第一実施形態における弱酸性除菌水の製造装置は、図７を参照して説明した先の製造装置とは、特にガス溶解装置ＧＤＬの後段における構成要素が互いに異なるものである。また、第一実施形態における弱酸性除菌水の製造方法は、図７を参照して説明した先の製造方法とは、特にガス溶解装置ＧＤＬの後段にて実施される工程が互いに異なるものである。そのため、以下では、こうした互いに異なる構成要素について特に説明する一方、図７を参照して説明した先の弱酸性除菌水の製造装置における構成要素と機能が同じ構成要素には、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００２９】
弱酸性除菌水の製造装置の内部には、図１の右上に示されるように、次亜塩素酸水溶液の原液が貯留された貯留部としての原液タンクＴ３と、希釈された次亜塩素酸水溶液である調整液が貯留された希釈部を構成する調整液タンクＴ４とが収容されている。
【００３０】
ガス溶解装置ＧＤＬと調整液タンクＴ４との間には、炭酸水ポンプＣＰＧと第２ミキサーＭＸ２とが、ガス溶解装置ＧＤＬから順に直列に接続されている。炭酸水ポンプＣＰＧは、ダイヤフラム方式やプランジャ方式等が採用された定量ポンプであって、ガス溶解装置ＧＤＬの導出口に逆止弁を介して接続されており、ガス溶解装置ＧＤＬの生成した弱酸性の炭酸水をガス溶解装置ＧＤＬから間欠的に吐出する。第２ミキサーＭＸ２は、炭酸水ポンプＣＰＧの吐出した弱酸性の炭酸水と他の水溶液とを混合して導出する。
【００３１】
炭酸水ポンプＣＰＧと第２ミキサーＭＸ２との間には、原液ポンプＣＰ３を介して原液タンクＴ３が接続されている。原液ポンプＣＰ３は、炭酸水ポンプＣＰＧと同じく、ダイヤフラム方式やプランジャ方式等が採用された定量ポンプであって、原液タンクＴ３に貯留された次亜塩素酸水溶液の原液、例えば１２重量％の次亜塩素酸ナトリウム水溶液を間欠的に吐出する。そして、炭酸水ポンプＣＰＧと原液ポンプＣＰ３とが駆動されると、弱酸性の炭酸水と次亜塩素酸水溶液の原液とが第２ミキサーＭＸ２で混合され、弱酸性の炭酸水で希釈された次亜塩素酸水溶液である調整液が調整液タンクＴ４に導入される。例えば、１２％濃度の次亜塩素酸ナトリウム水溶液が１０００ｐｐｍの調整液として調整液タンクＴ４に導入される。
【００３２】
調整液タンクＴ４の導出口には、調整液ポンプＣＰ４、第１ミキサーＭＸ１、ｐＨ計測計ＳＰＨ、及び残留塩素計ＳＣＬが、この順に直列に接続されている。調整液ポンプＣＰ４は、炭酸水ポンプＣＰＧと同じく、ダイヤフラム方式やプランジャ方式等が採用された定量ポンプであって、調整液タンクＴ４に貯留された調整液を間欠的に吐出する。この調整液ポンプＣＰ４と第１ミキサーＭＸ１との間には、ガス溶解装置ＧＤＬの導出口が逆止弁を介して接続されている。そして、上記炭酸水ポンプＣＰＧと調整液ポンプＣＰ４とが駆動されると、ガス溶解装置ＧＤＬから導出された弱酸性の炭酸水の一部と調整液とが第１ミキサーＭＸ１で混合され、これにより弱酸性除菌水が生成される。
【００３３】
次に、上述した弱酸性除菌水の製造装置にて、弱酸性除菌水の流量を制御する流量制御系、ｐＨを制御するｐＨ制御系、及び残留塩素濃度を制御する残留塩素制御系について図２乃至４を参照して説明する。
【００３４】
弱酸性除菌水の製造装置における流量制御系では、弱酸性除菌水における流量の出力値である流量出力値Ｑａが流量設定値Ｑｐに追従するように、原水流量のフィードバック制御が行われる。詳述すると、図２に示されるように、流量制御系は、第１演算器Ｃ１、ポンプ駆動部ＩＮＶ、及びフィードバックセンサーである原水流量計ＳＦＬから構成されている。
【００３５】
第１演算器Ｃ１には、弱酸性除菌水における流量の設定値である流量設定値Ｑｐが、図示されない指令部から入力されるとともに、原水における流量の計測値である流量計測値Ｑｍが、原水流量計ＳＦＬからフィードバックされる。そして、第１演算器Ｃ１は、流量計測値Ｑｍが流量設定値Ｑｐに追従するように、実験等に基づく演算式を用い、弱酸性除菌水に必要とされる原水の流量制御値を算出する。ポンプ駆動部ＩＮＶは、原水の流量制御値に対応するモーター回転数を算出し、原水ポンプＣＰ１のモーター回転数が該演算結果になるように、原水ポンプＣＰ１のモーター回転数を制御する。
【００３６】
弱酸性除菌水の製造装置におけるｐＨ制御系では、弱酸性除菌水におけるｐＨの出力値であるｐＨ出力値ＨａがｐＨ設定値Ｈｐに追従するように、原水流量のフィードバック制御とｐＨのフィードバック制御とが行われる。詳述すると、図３に示されるように、ｐＨ制御系は、第２演算器Ｃ２、第１変換部１１、第３演算器Ｃ３、マスフローコントローラーＭＦＣ、フィードバックセンサーである原水流量計ＳＦＬ、及びフィードバックセンサーであるｐＨ計測計ＳＰＨから構成されている。
【００３７】
第２演算器Ｃ２には、弱酸性除菌水におけるｐＨの設定値であるｐＨ設定値Ｈｐが、図示されない指令部から入力されるとともに、弱酸性除菌水におけるｐＨの計測値であるｐＨ計測値Ｈｍが、ｐＨ計測計ＳＰＨからフィードバックされる。そして、第２演算器Ｃ２は、ｐＨ計測値ＨｍがｐＨ設定値Ｈｐに追従するように、実験等に基づく演算式を用い、ｐＨ設定値Ｈｐになるために必要とされる炭酸ガスの濃度を算出する。
【００３８】
第１変換部１１は、第２演算器Ｃ２の演算結果である炭酸ガスの濃度を炭酸ガスの質量流量に変換する。すなわち、第１変換部１１は、実験等に基づく変換式を用い、ｐＨ計測値ＨｍがｐＨ設定値Ｈｐに追従するように、所定流量の弱酸性除菌水に必要とされる炭酸ガスの質量流量を算出する。第３演算器Ｃ３には、第１変換部１１の変換結果である炭酸ガスの質量流量が、第１変換部１１から入力されるとともに、流量計測値Ｑｍが、原水流量計ＳＦＬからフィードバックされる。そして、第３演算器Ｃ３は、流量計測値Ｑｍの原水に必要とされる炭酸ガスの質量流量を算出する。すなわち、第３演算器Ｃ３は、第１変換部１１の変換結果である炭酸ガスの質量流量を原水の流量に応じて補正する。マスフローコントローラーＭＦＣは、炭酸ガスの質量流量が第３演算器Ｃ３の演算結果になるように、該マスフローコントローラーＭＦＣ内のコントロールバルブを制御する。
【００３９】
弱酸性除菌水の製造装置における残留塩素制御系では、弱酸性除菌水における残留塩素濃度の出力値である濃度出力値ＣＬａが濃度設定値ＣＬｐに追従するように、原水流量のフィードバック制御と残留塩素濃度のフィードバック制御とが行われる。詳述すると、図４に示されるように、残留塩素制御系は、第４演算器Ｃ４、第２変換部１２、第５演算器Ｃ５、調整液ポンプＣＰ４、フィードバックセンサーである原水流量計ＳＦＬ、及びフィードバックセンサーである残留塩素計ＳＣＬから構成されている。
【００４０】
第４演算器Ｃ４には、弱酸性除菌水における残留塩素濃度の設定値である濃度設定値ＣＬｐが、図示されない指令部から入力されるとともに、弱酸性除菌水における残留塩素濃度の計測値である濃度計測値ＣＬｍが、残留塩素計ＳＣＬからフィードバックされる。そして、第４演算器Ｃ４は、濃度計測値ＣＬｍが濃度設定値ＣＬｐに追従するように、実験等に基づく演算式を用い、濃度設定値ＣＬｐになるために必要とされる調整液の流量を算出する。
【００４１】
第２変換部１２は、第４演算器Ｃ４の演算結果である調整液の流量を調整液ポンプＣＰ４におけるストローク速度に変換する。すなわち、第２変換部１２は、実験等に基づく変換式を用い、濃度計測値ＣＬｍが濃度設定値ＣＬｐに追従するように、所定流量の弱酸性除菌水に必要とされる調整液ポンプＣＰ４のストローク速度を算出する。第５演算器Ｃ５には、第２変換部１２の変換結果であるストローク速度が、第２変換部１２から入力されるとともに、流量計測値Ｑｍが、原水流量計ＳＦＬからフィードバックされる。そして、第５演算器Ｃ５は、流量計測値Ｑｍの原水に必要とされるストローク速度を算出する。すなわち、第５演算器Ｃ５は、第２変換部１２の変換結果である調整液ポンプＣＰ４のストローク速度を流量計測値Ｑｍに応じて補正する。調整液ポンプＣＰ４は、調整液の流量が第５演算器Ｃ５の演算結果になるように、該調整液ポンプＣＰ４のストローク速度を制御する。
【００４２】
次に、上記弱酸性除菌水の製造装置にて行われる弱酸性除菌水の製造方法について弱酸性除菌水の製造装置の作用とともに以下に説明する。
弱酸性除菌水の製造装置が駆動されると、原水タンクＴ１に貯留された原水が、原水ポンプＣＰ１の駆動により、原水フィルターＦ１を通してガス溶解装置ＧＤＬに導入される。また、炭酸ガスボンベＴ２に充填された炭酸ガスが、マスフローコントローラーＭＦＣの駆動により、ガスフィルターＦ２を通してガス溶解装置ＧＤＬに導入される。これにより、原水と炭酸ガスとがガス溶解装置ＧＤＬに導入され、中空糸膜を通して原水に炭酸ガスが溶解して弱酸性の炭酸水がガス溶解装置ＧＤＬにて生成される（第一調整工程）。
【００４３】
次いで、ガス溶解装置ＧＤＬにて生成された弱酸性の炭酸水が、炭酸水ポンプＣＰＧの駆動により、第１ミキサーＭＸ１と第２ミキサーＭＸ２とに導入される。また、原液タンクＴ３に貯留された次亜塩素酸水溶液の原液が、原液ポンプＣＰ３の駆動により、これもまた第２ミキサーＭＸ２に導入される。これにより、弱酸性の炭酸水の一部と次亜塩素酸水溶液の原液とが第２ミキサーＭＸ２に導入され、弱酸性の炭酸水によって希釈された次亜塩素酸水溶液である調整液が調整液タンクＴ４に導入される。
【００４４】
続いて、調整液タンクＴ４に貯留された調整液が、調整液ポンプＣＰ４の駆動により、第１ミキサーＭＸ１へ導入される。その結果、先に導入された弱酸性の炭酸水の残部と調整液とが第１ミキサーＭＸ１に導入され、これにより炭酸ガスと次亜塩素酸水溶液とが原水に溶解した弱酸性除菌水が生成される。この際、弱酸性除菌水における流量出力値Ｑａが流量設定値Ｑｐに追従するように、上述した流量制御系において、原水流量のフィードバック制御が行われる。また、弱酸性除菌水におけるｐＨ出力値ＨａがｐＨ設定値Ｈｐに追従するように、上述したｐＨ制御系において、原水流量のフィードバック制御とｐＨのフィードバック制御とが行われる。さらにまた、弱酸性除菌水における濃度出力値ＣＬａが濃度設定値ＣＬｐに追従するように、上述した残留塩素制御系において、原水流量のフィードバック制御と残留塩素濃度のフィードバック制御とが行われる。その結果、第１ミキサーＭＸ１から導出される弱酸性除菌水では、ｐＨと残留塩素濃度との各々が、ｐＨ設定値Ｈｐと濃度設定値ＣＬｐとに向けて調整され続けることになる（第二調整工程）。
【００４５】
なお、第一実施形態では、炭酸ガスボンベＴ２、圧力計ＰＧ、ガスフィルターＦ２、マスフローコントローラーＭＦＣ、及びガス溶解装置ＧＤＬによって第一調整部が構成されている。また、炭酸水ポンプＣＰＧ、原液タンクＴ３、原液ポンプＣＰ３、第２ミキサーＭＸ２、調整液タンクＴ４、及び調整液ポンプＣＰ４によって第二調整部が構成されるとともに、第２ミキサーＭＸ２及び調整液タンクＴ４によって希釈部が構成され、炭酸水ポンプＣＰＧによって希釈液導入部が構成されている。
【００４６】
以上、第一実施形態における弱酸性除菌水の製造装置、及び弱酸性除菌水の製造方法によれば、以下に列記する効果を得ることが可能である。
（１）次亜塩素酸水溶液を間欠的に吐出する調整液ポンプＣＰ４には、次亜塩素酸水溶液の原液が装置内で希釈された調整液が供給される。それゆえに、調整液ポンプＣＰ４が調整液を間欠的に吐出させるとはいえ、吐出される調整液が装置内で希釈されたものである以上、弱酸性の炭酸水と次亜塩素酸水溶液の原液との混合からなる弱酸性除菌水と比較して、弱酸性除菌水における残留塩素濃度のばらつきを定常的に抑えることが可能である。
【００４７】
（２）なお、調整液ポンプＣＰ４の吐出間隔に基づいて次亜塩素酸水溶液の流量が調整されるため、１回の吐出機会で吐出される次亜塩素酸水溶液の流量が、次亜塩素酸水溶液の流量に対しそれを調整することの可能な最小値となる。この点、吐出される次亜塩素酸水溶液が、上述したように装置内で予め希釈された調整液であれば、調整可能な流量の最小値が同じであっても、調整可能な残留塩素濃度の最小値を小さくすることが可能である。ひいては、残留塩素濃度そのものの調整精度を高めることが可能にもなる。
【００４８】
（３）ｐＨ制御系では、炭酸ガスの質量流量が流量計測値Ｑｍに基づいて補正され、また残留塩素濃度制御系では、調整液の流量がこれもまた流量計測値Ｑｍに基づいて補正される。それゆえに、弱酸性除菌液における流量設定値Ｑｐが変更される場合であっても、該流量設定値Ｑｐの変更に基づいてｐＨと残留塩素濃度とを円滑に調整することが可能である。
【００４９】
（４）ガス溶解装置ＧＤＬから導出される弱酸性の炭酸水と調整液タンクＴ４から導出される調整液とが混合される前に、弱酸性の炭酸水の一部と次亜塩素酸水溶液の原液とが、第２ミキサーＭＸ２において先行して混合される。それゆえに、弱酸性の炭酸水の一部と次亜塩素酸水溶液の原液とが先行して混合される分、弱酸性除菌液内において、ｐＨのばらつきや残留塩素濃度のばらつきを抑えることが可能にもなる。
【００５０】
（５）ガス溶解装置ＧＤＬと調整液タンクＴ４とが、炭酸水ポンプＣＰＧを介して接続されている。このような炭酸水ポンプＣＰＧの接続態様であれば、ガス溶解装置ＧＤＬが生成した弱酸性の炭酸水を第１ミキサーＭＸ１に導出することが可能であることは当然のこと、調整液タンクＴ４に導出される弱酸性の炭酸水の流量を炭酸水ポンプＣＰＧで直接的に調整することが可能にもなる。それゆえに、調整液における残留塩素濃度を調整することが容易になるとともに、調整液における残留塩素濃度の調整精度を高めることが可能にもなる。
（第二実施形態）
以下、本発明における弱酸性除菌水の製造装置、及び弱酸性除菌水の製造方法を具体化した第二実施形態について、図５を参照して説明する。なお、第二実施形態における弱酸性除菌水の製造装置は、第一実施形態における弱酸性除菌水の製造装置とは、特に次亜塩素酸水溶液の原液を希釈するための希釈液が互いに異なるものである。そのため、以下では、こうした互いに異なる構成要素について特に説明する一方、第一実施形態の製造装置における構成要素と機能が同じ構成要素には、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
原水タンクＴ１とガス溶解装置ＧＤＬとの間には、原水ポンプＣＰ１、原水フィルターＦ１、原水流量計ＳＦＬ、逆止弁、第４ミキサーＭＸ４、及び残留塩素計ＳＣＬが、原水タンクＴ１から順に直列に接続されている。これらのうち原水流量計ＳＦＬと第４ミキサーＭＸ４との間には、原水流量計ＳＦＬと第４ミキサーＭＸ４との間に配置された逆止弁が迂回されるように、バイパス経路が連結されている。
【００５２】
上記バイパス経路は、原水分流ポンプＣＰＷ、第３ミキサーＭＸ３、調整液タンクＴ４、及び調整液ポンプＣＰ４が、原水流量計ＳＦＬから順に第４ミキサーＭＸ４に向けて直列に接続された経路である。このバイパス経路のうち、原水分流ポンプＣＰＷと第３ミキサーＭＸ３との間には、原液ポンプＣＰ３を介して原液タンクＴ３が接続されている。原水分流ポンプＣＰＷは、ダイヤフラム方式やプランジャ方式等が採用された定量ポンプであって、原水流量計ＳＦＬを通過した原水の一部を第３ミキサーＭＸ３に向けて間欠的に吐出する。第３ミキサーＭＸ３は、原水分流ポンプＣＰＷの吐出した原水と原液ポンプＣＰ３の吐出した原液とを混合する。
【００５３】
そして、原水分流ポンプＣＰＷと原液ポンプＣＰ３とが駆動されると、原水の一部と次亜塩素酸水溶液の原液とが第３ミキサーＭＸ３で混合され、原水で希釈された次亜塩素酸水溶液である調整液が調整液タンクＴ４に導入される。例えば、１２％濃度の次亜塩素酸ナトリウム水溶液が１０００ｐｐｍの調整液として調整液タンクＴ４に導入される。
【００５４】
また、調整液ポンプＣＰ４が駆動されると、調整液ポンプＣＰ４から間欠的に吐出される調整液と原水の残部とが第４ミキサーＭＸ４で混合され、原水と調整液との混合液が残留塩素計ＳＣＬを通してガス溶解装置ＧＤＬに導入される。そして、ガス溶解装置ＧＤＬに導入される炭酸ガスが、原水と調整液との混合液に溶解することにより、弱酸性除菌水が生成される。
【００５５】
なお、第二実施形態では、原液タンクＴ３、原液ポンプＣＰ３、第３ミキサーＭＸ３、調整液タンクＴ４、及び調整液ポンプＣＰ４によって第二調整部が構成されている。また、原水分流ポンプＣＰＷ、第３ミキサーＭＸ３、及び調整液タンクＴ４によって希釈部が構成されるとともに、原水分流ポンプＣＰＷによって希釈液導入部が構成され、第４ミキサーＭＸ４によって調整液導入部が構成されている。
【００５６】
以上、第二実施形態における弱酸性除菌水の製造装置、及び弱酸性除菌水の製造方法によれば、上記（１）乃至（３）に記載の効果に加えて、以下に列記する効果を得ることが可能である。
【００５７】
（６）第３ミキサーＭＸ３には、原水ポンプＣＰ１の吐出した原水の一部が、原水分流ポンプの吐出によって導入され、且つ次亜塩素酸水溶液の原液が、原液ポンプＣＰ３によって導入される。そして、これら原水の一部と次亜塩素酸水溶液の原液とが第３ミキサーＭＸ３で混合されることにより、低濃度の次亜塩素酸水溶液である調整液が生成される。
【００５８】
それゆえに、製造装置内で別途生成された水溶液、例えば上述した弱酸性の炭酸水で次亜塩素酸水溶液の原液が希釈される態様と比較して、希釈水におけるｐＨ等の性状を安定させること、ひいては調整液における残留塩素濃度等の性状を安定させることが可能となる。
【００５９】
（７）ガス溶解装置ＧＤＬの前段では、原水と調整液との混合と、該混合によって生成された水溶液における残留塩素濃度の計測とが行われる。それゆえに、次亜塩素酸水溶液が弱酸性に調整される前に、該次亜塩素酸水溶液の残留塩素濃度を計測することが可能になる。例えば、次亜塩素酸水溶液のｐＨが８乃至１０となるアルカリ領域にて、１０乃至１００（ｍｇ／ｌ）という高い濃度の残留塩素濃度を測定することが可能にもなる。
【００６０】
残留塩素計ＳＣＬにて計測される残留塩素濃度の値とは、通常、アルカリ性の水溶液下において高い精度が得られる。この点、上述した態様によれば、次亜塩素酸水溶液が弱酸性になる前に、該次亜塩素酸水溶液の残留塩素濃度を計測することが可能になるため、弱酸性除菌液における残留塩素濃度の測定精度を高めることが可能にもなる。
（第三実施形態）
以下、本発明における弱酸性除菌水の製造装置、及び弱酸性除菌水の製造方法を具体化した第三実施形態について、図６を参照して説明する。なお、第三実施形態における弱酸性除菌水の製造装置は、第一実施形態、及び第二実施形態における弱酸性除菌水の製造装置とは、特に流量制御系及び残留塩素制御系の構成が互いに異なるものである。そのため、以下では、こうした互いに異なる構成について特に説明する一方、第一実施形態の製造装置、及び第二実施形態の製造装置における構成要素と機能が同じ構成要素には、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００６１】
弱酸性除菌水の製造装置における流量制御系及び残留塩素制御系では、弱酸性除菌水における濃度出力値ＣＬａが濃度設定値ＣＬｐに追従するように、原水流量のフィードバック制御と残留塩素濃度のフィードバック制御とが行われる。詳述すると、図６に示されるように、残留塩素制御系は、第４変換部１４、調整液ポンプＣＰ４、第６演算器Ｃ６、第５変換部１５、第７演算器Ｃ７、第８演算器Ｃ８、フィードバックセンサーである原水流量計ＳＦＬ、及びフィードバックセンサーである残留塩素計ＳＣＬから構成されている。
【００６２】
第４変換部１４は、濃度設定値ＣＬｐを調整液ポンプＣＰ４におけるストローク速度に変換する。すなわち、第２変換部１２は、実験等に基づく変換式を用い、濃度設定値ＣＬｐに応じた調整液ポンプＣＰ４のストローク速度を算出する。そして、調整液ポンプＣＰ４は、調整液の流量が第４変換部１４の変換結果になるように、該調整液ポンプＣＰ４のストローク速度を制御する。
【００６３】
第６演算器Ｃ６には、図示されない指令部から濃度設定値ＣＬｐが入力されるとともに、弱酸性除菌水における濃度計測値ＣＬｍが残留塩素計ＳＣＬからフィードバックされる。そして、第６演算器Ｃ６は、実験等に基づく演算式を用い、濃度計測値ＣＬｍが濃度設定値ＣＬｐに追従するように、弱酸性除菌水に必要とされる残留塩素濃度を算出する。第５変換部１５は、第６演算器Ｃ６の演算結果である残留塩素濃度を原水の流量に変換する。すなわち、第５変換部１５は、実験等に基づく変換式を用い、濃度計測値ＣＬｍが濃度設定値ＣＬｐに追従するような原水の流量を算出する。
【００６４】
第７演算器Ｃ７には、図示されない指令部から流量設定値Ｑｐが入力されるとともに、第５変換部１５の変換結果が入力される。そして、第７演算器Ｃ７は、実験等に基づく演算式を用い、濃度計測値ＣＬｍが濃度設定値ＣＬｐに追従するように、流量設定値Ｑｐに対し、第６演算器Ｃ６の演算結果に基づく補正が行われる。例えば、濃度計測値ＣＬｍが濃度設定値ＣＬｐに追従するための原水の流量が流量設定値Ｑｐよりも小さい場合、第７演算器Ｃ７は、流量設定値Ｑｐよりも小さい流量を演算結果として出力する。反対に、濃度計測値ＣＬｍが濃度設定値ＣＬｐに追従するための原水の流量が流量設定値Ｑｐよりも大きい場合、第７演算器Ｃ７は、流量設定値Ｑｐよりも大きな流量を演算結果として出力する。
【００６５】
第８演算器Ｃ８には、第７演算器Ｃ７の演算結果が第７演算器Ｃ７から入力されるとともに、流量計測値Ｑｍが原水流量計ＳＦＬからフィードバックされる。そして、第８演算器Ｃ８は、流量計測値Ｑｍが第８演算器Ｃ８の演算結果に追従するように、実験等に基づく演算式を用い、弱酸性除菌水に必要とされる原水の流量制御値を算出する。ポンプ駆動部ＩＮＶは、原水の流量制御値に対応するモーター回転数を算出し、原水ポンプＣＰ１のモーター回転数が該演算結果になるように、原水ポンプＣＰ１のモーター回転数を制御する。
【００６６】
そして、弱酸性除菌水が生成されるとき、弱酸性除菌水における濃度出力値ＣＬａが濃度設定値ＣＬｐに追従するように、濃度設定値ＣＬｐに応じた流量で調整液タンクＴ４から調整液が導出される。さらに、濃度出力値ＣＬａが濃度設定値ＣＬｐに追従するように、原水ポンプＣＰ１から導出される原水の流量が、流量設定値Ｑｐに対して微調整される。
【００６７】
以上、第三実施形態における弱酸性除菌水の製造装置、及び弱酸性除菌水の製造方法によれば、上記（１）乃至（７）に記載の効果に加えて、以下に列記する効果を得ることが可能である。
【００６８】
（８）弱酸性除菌水における残留塩素濃度の調整が、調整液に対する流量調整の他、原水の流量調整によっても可能になる。それゆえに、弱酸性除菌水における残留塩素濃度を調整することに際し、調整可能な濃度範囲や調整精度を高めることが可能にもなる。
【００６９】
なお、上記第一乃至第三実施形態は、以下のような態様に変更して実施することもできる。
・第一実施形態において、炭酸水ポンプＣＰＧは、ガス溶解装置ＧＤＬと第１ミキサーＭＸ１との間に接続される構成であってもよい。あるいは、第２ミキサーＭＸ２に対する炭酸水の流量が原水ポンプＣＰ１の供給圧によって十分に確保される構成であれば、炭酸水ポンプＣＰＧが割愛される構成であってもよい。このような構成であっても、上記（１）乃至（４）に準じた効果を得ることは可能である。
【００７０】
・第一実施形態では、次亜塩素酸水溶液の原液を希釈するための希釈液が、弱酸性の炭酸水である。これに限らず、例えば原液タンクＴ３とガス溶解装置ＧＤＬとの炭酸水ポンプＣＰＧを介した接続、及び炭酸水ポンプＣＰＧが割愛されるとともに、第２ミキサーＭＸ２に原水が導入される構成であってもよい。すなわち、次亜塩素酸水溶液の原液を希釈するための希釈液が原水であり、且つこれによって調整された調整液がガス溶解装置ＧＤＬの後段で弱酸性の炭酸水に加えられる構成であってもよい。このような構成であっても、上記（１）乃至（３）に準じた効果を得ることは可能である。
【００７１】
・第二実施形態では、原水ポンプＣＰ１の導出する原水の一部が、次亜塩素酸水溶液の原液を希釈する希釈液として用いられている。これに限らず、例えば原液タンクＴ３と原水ポンプＣＰ１との直接的な接続が割愛されるとともに、原水分流ポンプＣＰＷが原水タンクＴ１とは互いに異なる他の原水タンクに接続される構成であってもよい。すなわち、弱酸性の炭酸水を生成するための原水と調整液を生成するための原水とが互いに異なる原水タンクから導出される構成であってもよい。このような構成であっても、上記（７）に準じた効果を得ることは可能である。
【００７２】
・第二実施形態において、残留塩素計ＳＣＬは、ガス溶解装置ＧＤＬの後段に接続される構成であってもよい。このような構成であっても、上記（６）に準じた効果を得ることは可能である。
【符号の説明】
【００７３】
Ｃ１…第１演算器、Ｃ２…第２演算器、Ｃ３…第３演算器、Ｃ４…第４演算器、Ｃ５…第５演算器、Ｃ６…第６演算器、Ｃ７…第７演算器、Ｃ８…第８演算器、ＤＲ…ドレイン、Ｆ１…原水フィルター、Ｆ２…ガスフィルター、Ｈａ…ｐＨ出力値、Ｈｍ…ｐＨ計測値、Ｈｐ…ｐＨ設定値、ＰＧ…圧力計、Ｑａ…流量出力値、Ｑｍ…流量計測値、Ｑｐ…流量設定値、Ｔ１…原水タンク、Ｔ２…炭酸ガスボンベ、Ｔ３…原液タンク、Ｔ４…調整液タンク、ＣＬａ…濃度出力値、ＣＬｍ…濃度計測値、ＣＬｐ…濃度設定値、ＣＰ１…原水ポンプ、ＣＰ３…原液ポンプ、ＣＰ４…調整液ポンプ、ＣＰＧ…炭酸水ポンプ、ＣＰＷ…原水分流ポンプ、ＧＤＬ…ガス溶解装置、ＩＮＶ…ポンプ駆動部、ＭＦＣ…マスフローコントローラー、ＭＸ１…第１ミキサー、ＭＸ２…第２ミキサー、ＭＸ３…第３ミキサー、ＭＸ４…第４ミキサー、ＳＣＬ…残留塩素計、ＳＦＬ…原水流量計、ＳＰＨ…ｐＨ計測計、１１…第１変換部、１２…第２変換部、１４…第４変換部、１５…第５変換部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭酸ガスと次亜塩素酸水溶液とが原水に溶解することにより除菌力が調整された水である弱酸性除菌水を製造する弱酸性除菌水の製造装置、及び弱酸性除菌水の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、特許文献１及び特許文献２に記載のように、ｐＨが調整された次亜塩素酸水溶液を除菌水として製造する弱酸性除菌水の製造装置が知られている。図７は、こうした弱酸性除菌水の製造装置における流路系統図の一例を示す。
【０００３】
図７に示されるように、弱酸性除菌水の製造装置の内部には、原水が貯留された原水タンクＴ１と、炭酸ガスが充填された炭酸ガスボンベＴ２と、中空糸膜を通して炭酸ガスを原水に溶解させるガス溶解装置ＧＤＬと、次亜塩素酸水溶液の原液が貯留された原液タンクＴ３とが収容されている。
【０００４】
原水タンクＴ１の導入口には、工水や市水等の原水を供給する供給口が接続されている。また、原水タンクＴ１の導出口とガス溶解装置ＧＤＬとの間には、原水タンクＴ１に貯留された原水を吐出する原水ポンプＣＰ１と、原水から異物を除去する原水フィルターＦ１と、原水の流量を計測する原水流量計ＳＦＬとが、原水タンクＴ１からガス溶解装置ＧＤＬに向けて順に直列に接続されている。そして、原水ポンプＣＰ１が駆動されると、原水タンクＴ１に貯留された原水が、原水フィルターＦ１を通してガス溶解装置ＧＤＬに導入される。
【０００５】
炭酸ガスボンベＴ２の導出口とガス溶解装置ＧＤＬとの間には、炭酸ガスの圧力を計測する圧力計ＰＧと、炭酸ガスから異物を除去するガスフィルターＦ２と、炭酸ガスをガス溶解装置ＧＤＬに供給するマスフローコントローラーＭＦＣとが炭酸ガスボンベＴ２からガス溶解装置ＧＤＬに向けて順に直列に接続されている。そして、マスフローコントローラーＭＦＣが駆動されると、炭酸ガスボンベＴ２に充填された炭酸ガスが、ガスフィルターＦ２を通してガス溶解装置ＧＤＬに導入される。その結果、ガス溶解装置ＧＤＬでは、中空糸膜を通して原水に炭酸ガスが溶解し、これにより炭酸ガスの流量に応じた酸性度で弱酸性の炭酸水が導出される。
【０００６】
ガス溶解装置ＧＤＬでは、該ガス溶解装置ＧＤＬにて生成された弱酸性の炭酸水の一部が水蒸気となり、炭酸ガスの流れる中空糸膜内にて凝縮する場合がある。そのため、こうした炭酸水が排出されるためのドレインＤＲが、ガス溶解装置ＧＤＬには接続されている。ガス溶解装置ＧＤＬの後段には、弱酸性の炭酸水がガス溶解装置ＧＤＬへ逆流することを抑止するための逆止弁が接続されている。この逆止弁の後段には、弱酸性の炭酸水と他の水溶液とを混合する第１ミキサーＭＸ１と、水溶液における水素イオン指数（ｐＨ）を計測するｐＨ計測計ＳＰＨと、水溶液における残留塩素濃度を計測する残留塩素計ＳＣＬとが、この順に連結されている。さらにまた、逆止弁と第１ミキサーＭＸ１との間には、原液タンクＴ３の導出口が原液ポンプＣＰ３を介して接続されている。
【０００７】
そして、原液ポンプＣＰ３が駆動されると、除菌剤である次亜塩素酸水溶液の原液が原液ポンプＣＰ３から吐出されるとともに、上述した弱酸性の炭酸水と該次亜塩素酸水溶液とが第１ミキサーＭＸ１で混合される。これにより、第１ミキサーＭＸ１からは、弱酸性の次亜塩素酸水溶液、すなわち弱酸性除菌水が装置の外部へ導出される。
【０００８】
この際、弱酸性除菌水の製造装置では、原水流量計ＳＦＬの計測値が設定値になるように原水ポンプＣＰ１が駆動され、またｐＨ計測計ＳＰＨの計測値が設定値になるようにマスフローコントローラーＭＦＣが駆動される。さらに、残留塩素計ＳＣＬの計測値が設定値になるように原液ポンプＣＰ３が駆動される。その結果、原水、炭酸ガス、及び次亜塩素酸水溶液が混合されてなる弱酸性除菌水では、該弱酸性除菌水におけるｐＨと残留塩素濃度との各々が設定値に向けて調整されることとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平５‐２３７４７８号公報
【特許文献２】特開２００４‐３０７４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、原液タンクＴ３に貯留される次亜塩素酸水溶液の濃度は、一般には１２重量％程度であって、弱酸性除菌水に必要とされる残留塩素濃度と比較して極めて高い濃度である。一方、次亜塩素酸水溶液を吐出するための原液ポンプＣＰ３とは、通常、ダイヤフラム方式やプランジャ方式等が採用された定量ポンプであって、次亜塩素酸水溶液の原液を間欠的に吐出するポンプである。
【００１１】
このような構成では、残留塩素計ＳＣＬの計測値が設定値になるように原液ポンプＣＰ３が駆動されるとはいえ、次亜塩素酸水溶液が間欠的に吐出される以上、弱酸性除菌水における残留塩素濃度が自ずと大きく変動することになる。その結果、弱酸性除菌水による除菌効果にばらつきが生じたり、弱酸性除菌水によって除菌された食品等の除菌対象物において風味が失われたりするという問題が生じている。
【００１２】
一方、残留塩素濃度が変動するという問題は、弱酸性除菌水が導出される部位の前段に、残留塩素濃度の均一化を目的としたバッファタンクが取り付けられることで解決可能と考えられる。しかしながら、バッファタンクが採用された構成では、残留塩素濃度の均一化が確かに実現可能ではあるものの、弱酸性除菌水における残留塩素濃度の調整に際して、その応答が遅くなるという解決し難い問題が新たに生じてしまう。それゆえに、弱酸性除菌水を製造する技術では、弱酸性除菌水に含まれる残留塩素濃度を定常的に安定させる技術が強く望まれている。
【００１３】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、弱酸性除菌水に含まれる残留塩素濃度の安定性を高めることの可能な弱酸性除菌水の製造装置、及び弱酸性除菌水の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明における一つの態様は、中空糸膜を通して炭酸ガスを水に溶解し、該水に対しｐＨを調整する第一調整部と、定量ポンプから間欠的に吐出される次亜塩素酸水溶液を水に溶解し、該水における残留塩素濃度を調整する第二調整部とを備え、前記第一調整部から導出される水と前記第二調整部から導出される水とを混合することにより、前記炭酸ガスと前記次亜塩素酸水溶液とが原水に溶解した弱酸性除菌水を製造する弱酸性除菌水の製造装置であって、前記第二調整部は、前記次亜塩素酸水溶液の原液を貯溜する貯留部と、前記貯留部から導入される前記原液を水で希釈して前記定量ポンプに供給する希釈部とを備えることを要旨とする。
【００１５】
本発明における一つの態様は、中空糸膜を介して水に炭酸ガスを溶解し、該水に対しｐＨを調整する第一調整工程と、定量ポンプから間欠的に吐出される次亜塩素酸水溶液を水に溶解し、該水における残留塩素濃度を調整する第二調整工程とを含み、前記第一調整工程で生成される水と前記第二調整工程で生成される水とを混合することにより、前記炭酸ガスと前記次亜塩素酸水溶液とが原水に溶解した弱酸性除菌水を製造する弱酸性除菌水の製造方法であって、前記第二調整工程では、前記次亜塩素酸水溶液の原液を貯溜する貯留部から導出される前記原液を水で希釈して前記定量ポンプに供給することを要旨とする。
【００１６】
上述した態様によれば、次亜塩素酸水溶液の原液が水で希釈された水溶液が生成され、且つ次亜塩素酸水溶液を供給する定量ポンプに対して、その希釈された水溶液が供給される。そのため、定量ポンプでは次亜塩素酸水溶液が間欠的に吐出させるとはいえ、吐出される次亜塩素酸水溶液が装置内で希釈されたものである以上、次亜塩素酸水溶液の原液を直接吐出する構成と比較して、弱酸性除菌水における残留塩素濃度の変動を抑えることが可能である。
【００１７】
また、上述した態様では、定量ポンプの吐出間隔に基づいて次亜塩素酸水溶液の流量が調整されるため、該流量の調整可能な最小値が、１回の吐出機会で吐出される流量に限られることとなる。ただし、吐出される次亜塩素酸水溶液が、装置内で予め希釈されたものであるため、調整可能な流量の最小値が同じであるという前提では、調整可能な残留塩素濃度の最小値を小さくすることが可能である。ひいては、残留塩素濃度そのものの調整精度を高めることが可能にもなる。
【００１８】
本発明における一つの態様は、前記第二調整部が、前記第一調整部から導出された水の一部を希釈液として前記希釈部に導入する希釈液導入部を備え、前記希釈部が、前記希釈液導入部から導入される水の一部と前記貯留部から導入される前記原液とを混合して該原液を希釈することを要旨とする。
【００１９】
この態様によれば、第一調整部から導出される水と第二調整部から導出される水とが混合される前に、第一調整部から導出される水の一部と次亜塩素酸水溶液の原液とが先行して混合されることになる。それゆえに、第一調整部から導出される水と第二調整部から導出される水とが混合される前に、次亜塩素酸水溶液の原液と炭酸ガスの一部とが先行して混合される分、弱酸性除菌液内におけるこれらの濃度分布のばらつきを抑えることが可能にもなる。
【００２０】
この発明における一つの態様は、前記第二調整部が、前記原水の一部を希釈液として前記希釈部に導入する希釈液導入部を備え、前記希釈部が、前記希釈液導入部から導入される前記原水と前記貯留部から供給される前記原液とを混合して該原液を希釈することを要旨とする。
【００２１】
この態様によれば、希釈液導入部から供給される原水と貯留部から供給される原液とが混合されて該原液が希釈される。それゆえに、第一調整部から導出される水等、装置内で別途生成された水溶液で次亜塩素酸水溶液の原液を希釈する態様と比較して、製造装置の駆動態様に関わらず、希釈された次亜塩素酸水溶液を定常的に安定して生成することが可能にもなる。また、希釈するための水である希釈水の性状を安定させること、ひいては希釈された次亜塩素酸水溶液の性状を安定させることが可能でもある。
【００２２】
本発明における一つの態様は、前記第一調整部は、前記第二調整部から導出された水である調整液が導入される調整液導入部と、前記調整液導入部にて残留塩素濃度を計測する残留塩素計とを備え、前記調整液導入部から導入される前記調整液に炭酸ガスを溶解し、該調整液に対しｐＨを調整することを要旨とする。
【００２３】
この態様によれば、次亜塩素酸水溶液のｐＨが調整される前に、該次亜塩素酸水溶液の残留塩素濃度を計測することが可能になる。残留塩素計にて計測される残留塩素濃度の値とは、通常、アルカリ性の水溶液下において高い精度が得られる。この点、上述した態様によれば、次亜塩素酸水溶液に炭酸ガスが溶解する前に、すなわち次亜塩素酸水溶液が弱酸性になる前に、該次亜塩素酸水溶液の残留塩素濃度を計測することが可能にもなるため、弱酸性除菌液における残留塩素濃度の測定精度を高めることが可能にもなる。
【００２４】
本発明における一つの態様は、前記定量ポンプの後段で残留塩素濃度を計測する残留塩素計と、前記残留塩素計の計測値が前記残留塩素濃度の設定値となるように前記原水の流量を制御する流量制御系とを備えることを要旨とする。
【００２５】
この態様によれば、弱酸性除菌水における残留塩素濃度の調整が、希釈された次亜塩素酸水溶液の流量変更の他、原水の流量変更によっても実現可能になる。それゆえに、弱酸性除菌水における残留塩素濃度を調整することに際して、調整可能な濃度の範囲を大きくすること、残留塩素濃度の調整精度を高めること、それらが可能にもなる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第一実施形態の弱酸性除菌水の製造装置における水の流れを示す流路系統図。
【図２】同じく弱酸性除菌水の製造装置にて弱酸性除菌水の流量を制御する流量制御系の構成を示す制御ブロック図。
【図３】同じく弱酸性除菌水の製造装置にてｐＨを制御するｐＨ制御系の構成を示す制御ブロック図。
【図４】同じく弱酸性除菌水の製造装置にて残留塩素濃度を制御する残留塩素制御系の構成を示す制御ブロック図。
【図５】第二実施形態の弱酸性除菌水の製造装置における水の流れを示す流路系統図。
【図６】第三実施形態の弱酸性除菌水の製造装置における流量制御系及び濃度制御系の構成を示すブロック図。
【図７】従来例の弱酸性除菌水の製造装置における水の流れを示す流路系統図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（第一実施形態）
以下、本発明における弱酸性除菌水の製造装置、及び弱酸性除菌水の製造方法を具体化した第一実施形態について、図１乃至図４を参照して説明する。
【００２８】
なお、第一実施形態における弱酸性除菌水の製造装置は、図７を参照して説明した先の製造装置とは、特にガス溶解装置ＧＤＬの後段における構成要素が互いに異なるものである。また、第一実施形態における弱酸性除菌水の製造方法は、図７を参照して説明した先の製造方法とは、特にガス溶解装置ＧＤＬの後段にて実施される工程が互いに異なるものである。そのため、以下では、こうした互いに異なる構成要素について特に説明する一方、図７を参照して説明した先の弱酸性除菌水の製造装置における構成要素と機能が同じ構成要素には、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００２９】
弱酸性除菌水の製造装置の内部には、図１の右上に示されるように、次亜塩素酸水溶液の原液が貯留された貯留部としての原液タンクＴ３と、希釈された次亜塩素酸水溶液である調整液が貯留された希釈部を構成する調整液タンクＴ４とが収容されている。
【００３０】
ガス溶解装置ＧＤＬと調整液タンクＴ４との間には、炭酸水ポンプＣＰＧと第２ミキサーＭＸ２とが、ガス溶解装置ＧＤＬから順に直列に接続されている。炭酸水ポンプＣＰＧは、ダイヤフラム方式やプランジャ方式等が採用された定量ポンプであって、ガス溶解装置ＧＤＬの導出口に逆止弁を介して接続されており、ガス溶解装置ＧＤＬの生成した弱酸性の炭酸水をガス溶解装置ＧＤＬから間欠的に吐出する。第２ミキサーＭＸ２は、炭酸水ポンプＣＰＧの吐出した弱酸性の炭酸水と他の水溶液とを混合して導出する。
【００３１】
炭酸水ポンプＣＰＧと第２ミキサーＭＸ２との間には、原液ポンプＣＰ３を介して原液タンクＴ３が接続されている。原液ポンプＣＰ３は、炭酸水ポンプＣＰＧと同じく、ダイヤフラム方式やプランジャ方式等が採用された定量ポンプであって、原液タンクＴ３に貯留された次亜塩素酸水溶液の原液、例えば１２重量％の次亜塩素酸ナトリウム水溶液を間欠的に吐出する。そして、炭酸水ポンプＣＰＧと原液ポンプＣＰ３とが駆動されると、弱酸性の炭酸水と次亜塩素酸水溶液の原液とが第２ミキサーＭＸ２で混合され、弱酸性の炭酸水で希釈された次亜塩素酸水溶液である調整液が調整液タンクＴ４に導入される。例えば、１２％濃度の次亜塩素酸ナトリウム水溶液が１０００ｐｐｍの調整液として調整液タンクＴ４に導入される。
【００３２】
調整液タンクＴ４の導出口には、調整液ポンプＣＰ４、第１ミキサーＭＸ１、ｐＨ計測計ＳＰＨ、及び残留塩素計ＳＣＬが、この順に直列に接続されている。調整液ポンプＣＰ４は、炭酸水ポンプＣＰＧと同じく、ダイヤフラム方式やプランジャ方式等が採用された定量ポンプであって、調整液タンクＴ４に貯留された調整液を間欠的に吐出する。この調整液ポンプＣＰ４と第１ミキサーＭＸ１との間には、ガス溶解装置ＧＤＬの導出口が逆止弁を介して接続されている。そして、上記炭酸水ポンプＣＰＧと調整液ポンプＣＰ４とが駆動されると、ガス溶解装置ＧＤＬから導出された弱酸性の炭酸水の一部と調整液とが第１ミキサーＭＸ１で混合され、これにより弱酸性除菌水が生成される。
【００３３】
次に、上述した弱酸性除菌水の製造装置にて、弱酸性除菌水の流量を制御する流量制御系、ｐＨを制御するｐＨ制御系、及び残留塩素濃度を制御する残留塩素制御系について図２乃至４を参照して説明する。
【００３４】
弱酸性除菌水の製造装置における流量制御系では、弱酸性除菌水における流量の出力値である流量出力値Ｑａが流量設定値Ｑｐに追従するように、原水流量のフィードバック制御が行われる。詳述すると、図２に示されるように、流量制御系は、第１演算器Ｃ１、ポンプ駆動部ＩＮＶ、及びフィードバックセンサーである原水流量計ＳＦＬから構成されている。
【００３５】
第１演算器Ｃ１には、弱酸性除菌水における流量の設定値である流量設定値Ｑｐが、図示されない指令部から入力されるとともに、原水における流量の計測値である流量計測値Ｑｍが、原水流量計ＳＦＬからフィードバックされる。そして、第１演算器Ｃ１は、流量計測値Ｑｍが流量設定値Ｑｐに追従するように、実験等に基づく演算式を用い、弱酸性除菌水に必要とされる原水の流量制御値を算出する。ポンプ駆動部ＩＮＶは、原水の流量制御値に対応するモーター回転数を算出し、原水ポンプＣＰ１のモーター回転数が該演算結果になるように、原水ポンプＣＰ１のモーター回転数を制御する。
【００３６】
弱酸性除菌水の製造装置におけるｐＨ制御系では、弱酸性除菌水におけるｐＨの出力値であるｐＨ出力値ＨａがｐＨ設定値Ｈｐに追従するように、原水流量のフィードバック制御とｐＨのフィードバック制御とが行われる。詳述すると、図３に示されるように、ｐＨ制御系は、第２演算器Ｃ２、第１変換部１１、第３演算器Ｃ３、マスフローコントローラーＭＦＣ、フィードバックセンサーである原水流量計ＳＦＬ、及びフィードバックセンサーであるｐＨ計測計ＳＰＨから構成されている。
【００３７】
第２演算器Ｃ２には、弱酸性除菌水におけるｐＨの設定値であるｐＨ設定値Ｈｐが、図示されない指令部から入力されるとともに、弱酸性除菌水におけるｐＨの計測値であるｐＨ計測値Ｈｍが、ｐＨ計測計ＳＰＨからフィードバックされる。そして、第２演算器Ｃ２は、ｐＨ計測値ＨｍがｐＨ設定値Ｈｐに追従するように、実験等に基づく演算式を用い、ｐＨ設定値Ｈｐになるために必要とされる炭酸ガスの濃度を算出する。
【００３８】
第１変換部１１は、第２演算器Ｃ２の演算結果である炭酸ガスの濃度を炭酸ガスの質量流量に変換する。すなわち、第１変換部１１は、実験等に基づく変換式を用い、ｐＨ計測値ＨｍがｐＨ設定値Ｈｐに追従するように、所定流量の弱酸性除菌水に必要とされる炭酸ガスの質量流量を算出する。第３演算器Ｃ３には、第１変換部１１の変換結果である炭酸ガスの質量流量が、第１変換部１１から入力されるとともに、流量計測値Ｑｍが、原水流量計ＳＦＬからフィードバックされる。そして、第３演算器Ｃ３は、流量計測値Ｑｍの原水に必要とされる炭酸ガスの質量流量を算出する。すなわち、第３演算器Ｃ３は、第１変換部１１の変換結果である炭酸ガスの質量流量を原水の流量に応じて補正する。マスフローコントローラーＭＦＣは、炭酸ガスの質量流量が第３演算器Ｃ３の演算結果になるように、該マスフローコントローラーＭＦＣ内のコントロールバルブを制御する。
【００３９】
弱酸性除菌水の製造装置における残留塩素制御系では、弱酸性除菌水における残留塩素濃度の出力値である濃度出力値ＣＬａが濃度設定値ＣＬｐに追従するように、原水流量のフィードバック制御と残留塩素濃度のフィードバック制御とが行われる。詳述すると、図４に示されるように、残留塩素制御系は、第４演算器Ｃ４、第２変換部１２、第５演算器Ｃ５、調整液ポンプＣＰ４、フィードバックセンサーである原水流量計ＳＦＬ、及びフィードバックセンサーである残留塩素計ＳＣＬから構成されている。
【００４０】
第４演算器Ｃ４には、弱酸性除菌水における残留塩素濃度の設定値である濃度設定値ＣＬｐが、図示されない指令部から入力されるとともに、弱酸性除菌水における残留塩素濃度の計測値である濃度計測値ＣＬｍが、残留塩素計ＳＣＬからフィードバックされる。そして、第４演算器Ｃ４は、濃度計測値ＣＬｍが濃度設定値ＣＬｐに追従するように、実験等に基づく演算式を用い、濃度設定値ＣＬｐになるために必要とされる調整液の流量を算出する。
【００４１】
第２変換部１２は、第４演算器Ｃ４の演算結果である調整液の流量を調整液ポンプＣＰ４におけるストローク速度に変換する。すなわち、第２変換部１２は、実験等に基づく変換式を用い、濃度計測値ＣＬｍが濃度設定値ＣＬｐに追従するように、所定流量の弱酸性除菌水に必要とされる調整液ポンプＣＰ４のストローク速度を算出する。第５演算器Ｃ５には、第２変換部１２の変換結果であるストローク速度が、第２変換部１２から入力されるとともに、流量計測値Ｑｍが、原水流量計ＳＦＬからフィードバックされる。そして、第５演算器Ｃ５は、流量計測値Ｑｍの原水に必要とされるストローク速度を算出する。すなわち、第５演算器Ｃ５は、第２変換部１２の変換結果である調整液ポンプＣＰ４のストローク速度を流量計測値Ｑｍに応じて補正する。調整液ポンプＣＰ４は、調整液の流量が第５演算器Ｃ５の演算結果になるように、該調整液ポンプＣＰ４のストローク速度を制御する。
【００４２】
次に、上記弱酸性除菌水の製造装置にて行われる弱酸性除菌水の製造方法について弱酸性除菌水の製造装置の作用とともに以下に説明する。
弱酸性除菌水の製造装置が駆動されると、原水タンクＴ１に貯留された原水が、原水ポンプＣＰ１の駆動により、原水フィルターＦ１を通してガス溶解装置ＧＤＬに導入される。また、炭酸ガスボンベＴ２に充填された炭酸ガスが、マスフローコントローラーＭＦＣの駆動により、ガスフィルターＦ２を通してガス溶解装置ＧＤＬに導入される。これにより、原水と炭酸ガスとがガス溶解装置ＧＤＬに導入され、中空糸膜を通して原水に炭酸ガスが溶解して弱酸性の炭酸水がガス溶解装置ＧＤＬにて生成される（第一調整工程）。
【００４３】
次いで、ガス溶解装置ＧＤＬにて生成された弱酸性の炭酸水が、炭酸水ポンプＣＰＧの駆動により、第１ミキサーＭＸ１と第２ミキサーＭＸ２とに導入される。また、原液タンクＴ３に貯留された次亜塩素酸水溶液の原液が、原液ポンプＣＰ３の駆動により、これもまた第２ミキサーＭＸ２に導入される。これにより、弱酸性の炭酸水の一部と次亜塩素酸水溶液の原液とが第２ミキサーＭＸ２に導入され、弱酸性の炭酸水によって希釈された次亜塩素酸水溶液である調整液が調整液タンクＴ４に導入される。
【００４４】
続いて、調整液タンクＴ４に貯留された調整液が、調整液ポンプＣＰ４の駆動により、第１ミキサーＭＸ１へ導入される。その結果、先に導入された弱酸性の炭酸水の残部と調整液とが第１ミキサーＭＸ１に導入され、これにより炭酸ガスと次亜塩素酸水溶液とが原水に溶解した弱酸性除菌水が生成される。この際、弱酸性除菌水における流量出力値Ｑａが流量設定値Ｑｐに追従するように、上述した流量制御系において、原水流量のフィードバック制御が行われる。また、弱酸性除菌水におけるｐＨ出力値ＨａがｐＨ設定値Ｈｐに追従するように、上述したｐＨ制御系において、原水流量のフィードバック制御とｐＨのフィードバック制御とが行われる。さらにまた、弱酸性除菌水における濃度出力値ＣＬａが濃度設定値ＣＬｐに追従するように、上述した残留塩素制御系において、原水流量のフィードバック制御と残留塩素濃度のフィードバック制御とが行われる。その結果、第１ミキサーＭＸ１から導出される弱酸性除菌水では、ｐＨと残留塩素濃度との各々が、ｐＨ設定値Ｈｐと濃度設定値ＣＬｐとに向けて調整され続けることになる（第二調整工程）。
【００４５】
なお、第一実施形態では、炭酸ガスボンベＴ２、圧力計ＰＧ、ガスフィルターＦ２、マスフローコントローラーＭＦＣ、及びガス溶解装置ＧＤＬによって第一調整部が構成されている。また、炭酸水ポンプＣＰＧ、原液タンクＴ３、原液ポンプＣＰ３、第２ミキサーＭＸ２、調整液タンクＴ４、及び調整液ポンプＣＰ４によって第二調整部が構成されるとともに、第２ミキサーＭＸ２及び調整液タンクＴ４によって希釈部が構成され、炭酸水ポンプＣＰＧによって希釈液導入部が構成されている。
【００４６】
以上、第一実施形態における弱酸性除菌水の製造装置、及び弱酸性除菌水の製造方法によれば、以下に列記する効果を得ることが可能である。
（１）次亜塩素酸水溶液を間欠的に吐出する調整液ポンプＣＰ４には、次亜塩素酸水溶液の原液が装置内で希釈された調整液が供給される。それゆえに、調整液ポンプＣＰ４が調整液を間欠的に吐出させるとはいえ、吐出される調整液が装置内で希釈されたものである以上、弱酸性の炭酸水と次亜塩素酸水溶液の原液との混合からなる弱酸性除菌水と比較して、弱酸性除菌水における残留塩素濃度のばらつきを定常的に抑えることが可能である。
【００４７】
（２）なお、調整液ポンプＣＰ４の吐出間隔に基づいて次亜塩素酸水溶液の流量が調整されるため、１回の吐出機会で吐出される次亜塩素酸水溶液の流量が、次亜塩素酸水溶液の流量に対しそれを調整することの可能な最小値となる。この点、吐出される次亜塩素酸水溶液が、上述したように装置内で予め希釈された調整液であれば、調整可能な流量の最小値が同じであっても、調整可能な残留塩素濃度の最小値を小さくすることが可能である。ひいては、残留塩素濃度そのものの調整精度を高めることが可能にもなる。
【００４８】
（３）ｐＨ制御系では、炭酸ガスの質量流量が流量計測値Ｑｍに基づいて補正され、また残留塩素濃度制御系では、調整液の流量がこれもまた流量計測値Ｑｍに基づいて補正される。それゆえに、弱酸性除菌液における流量設定値Ｑｐが変更される場合であっても、該流量設定値Ｑｐの変更に基づいてｐＨと残留塩素濃度とを円滑に調整することが可能である。
【００４９】
（４）ガス溶解装置ＧＤＬから導出される弱酸性の炭酸水と調整液タンクＴ４から導出される調整液とが混合される前に、弱酸性の炭酸水の一部と次亜塩素酸水溶液の原液とが、第２ミキサーＭＸ２において先行して混合される。それゆえに、弱酸性の炭酸水の一部と次亜塩素酸水溶液の原液とが先行して混合される分、弱酸性除菌液内において、ｐＨのばらつきや残留塩素濃度のばらつきを抑えることが可能にもなる。
【００５０】
（５）ガス溶解装置ＧＤＬと調整液タンクＴ４とが、炭酸水ポンプＣＰＧを介して接続されている。このような炭酸水ポンプＣＰＧの接続態様であれば、ガス溶解装置ＧＤＬが生成した弱酸性の炭酸水を第１ミキサーＭＸ１に導出することが可能であることは当然のこと、調整液タンクＴ４に導出される弱酸性の炭酸水の流量を炭酸水ポンプＣＰＧで直接的に調整することが可能にもなる。それゆえに、調整液における残留塩素濃度を調整することが容易になるとともに、調整液における残留塩素濃度の調整精度を高めることが可能にもなる。
（第二実施形態）
以下、本発明における弱酸性除菌水の製造装置、及び弱酸性除菌水の製造方法を具体化した第二実施形態について、図５を参照して説明する。なお、第二実施形態における弱酸性除菌水の製造装置は、第一実施形態における弱酸性除菌水の製造装置とは、特に次亜塩素酸水溶液の原液を希釈するための希釈液が互いに異なるものである。そのため、以下では、こうした互いに異なる構成要素について特に説明する一方、第一実施形態の製造装置における構成要素と機能が同じ構成要素には、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
原水タンクＴ１とガス溶解装置ＧＤＬとの間には、原水ポンプＣＰ１、原水フィルターＦ１、原水流量計ＳＦＬ、逆止弁、第４ミキサーＭＸ４、及び残留塩素計ＳＣＬが、原水タンクＴ１から順に直列に接続されている。これらのうち原水流量計ＳＦＬと第４ミキサーＭＸ４との間には、原水流量計ＳＦＬと第４ミキサーＭＸ４との間に配置された逆止弁が迂回されるように、バイパス経路が連結されている。
【００５２】
上記バイパス経路は、原水分流ポンプＣＰＷ、第３ミキサーＭＸ３、調整液タンクＴ４、及び調整液ポンプＣＰ４が、原水流量計ＳＦＬから順に第４ミキサーＭＸ４に向けて直列に接続された経路である。このバイパス経路のうち、原水分流ポンプＣＰＷと第３ミキサーＭＸ３との間には、原液ポンプＣＰ３を介して原液タンクＴ３が接続されている。原水分流ポンプＣＰＷは、ダイヤフラム方式やプランジャ方式等が採用された定量ポンプであって、原水流量計ＳＦＬを通過した原水の一部を第３ミキサーＭＸ３に向けて間欠的に吐出する。第３ミキサーＭＸ３は、原水分流ポンプＣＰＷの吐出した原水と原液ポンプＣＰ３の吐出した原液とを混合する。
【００５３】
そして、原水分流ポンプＣＰＷと原液ポンプＣＰ３とが駆動されると、原水の一部と次亜塩素酸水溶液の原液とが第３ミキサーＭＸ３で混合され、原水で希釈された次亜塩素酸水溶液である調整液が調整液タンクＴ４に導入される。例えば、１２％濃度の次亜塩素酸ナトリウム水溶液が１０００ｐｐｍの調整液として調整液タンクＴ４に導入される。
【００５４】
また、調整液ポンプＣＰ４が駆動されると、調整液ポンプＣＰ４から間欠的に吐出される調整液と原水の残部とが第４ミキサーＭＸ４で混合され、原水と調整液との混合液が残留塩素計ＳＣＬを通してガス溶解装置ＧＤＬに導入される。そして、ガス溶解装置ＧＤＬに導入される炭酸ガスが、原水と調整液との混合液に溶解することにより、弱酸性除菌水が生成される。
【００５５】
なお、第二実施形態では、原液タンクＴ３、原液ポンプＣＰ３、第３ミキサーＭＸ３、調整液タンクＴ４、及び調整液ポンプＣＰ４によって第二調整部が構成されている。また、原水分流ポンプＣＰＷ、第３ミキサーＭＸ３、及び調整液タンクＴ４によって希釈部が構成されるとともに、原水分流ポンプＣＰＷによって希釈液導入部が構成され、第４ミキサーＭＸ４によって調整液導入部が構成されている。
【００５６】
以上、第二実施形態における弱酸性除菌水の製造装置、及び弱酸性除菌水の製造方法によれば、上記（１）乃至（３）に記載の効果に加えて、以下に列記する効果を得ることが可能である。
【００５７】
（６）第３ミキサーＭＸ３には、原水ポンプＣＰ１の吐出した原水の一部が、原水分流ポンプの吐出によって導入され、且つ次亜塩素酸水溶液の原液が、原液ポンプＣＰ３によって導入される。そして、これら原水の一部と次亜塩素酸水溶液の原液とが第３ミキサーＭＸ３で混合されることにより、低濃度の次亜塩素酸水溶液である調整液が生成される。
【００５８】
それゆえに、製造装置内で別途生成された水溶液、例えば上述した弱酸性の炭酸水で次亜塩素酸水溶液の原液が希釈される態様と比較して、希釈水におけるｐＨ等の性状を安定させること、ひいては調整液における残留塩素濃度等の性状を安定させることが可能となる。
【００５９】
（７）ガス溶解装置ＧＤＬの前段では、原水と調整液との混合と、該混合によって生成された水溶液における残留塩素濃度の計測とが行われる。それゆえに、次亜塩素酸水溶液が弱酸性に調整される前に、該次亜塩素酸水溶液の残留塩素濃度を計測することが可能になる。例えば、次亜塩素酸水溶液のｐＨが８乃至１０となるアルカリ領域にて、１０乃至１００（ｍｇ／ｌ）という高い濃度の残留塩素濃度を測定することが可能にもなる。
【００６０】
残留塩素計ＳＣＬにて計測される残留塩素濃度の値とは、通常、アルカリ性の水溶液下において高い精度が得られる。この点、上述した態様によれば、次亜塩素酸水溶液が弱酸性になる前に、該次亜塩素酸水溶液の残留塩素濃度を計測することが可能になるため、弱酸性除菌液における残留塩素濃度の測定精度を高めることが可能にもなる。
（第三実施形態）
以下、本発明における弱酸性除菌水の製造装置、及び弱酸性除菌水の製造方法を具体化した第三実施形態について、図６を参照して説明する。なお、第三実施形態における弱酸性除菌水の製造装置は、第一実施形態、及び第二実施形態における弱酸性除菌水の製造装置とは、特に流量制御系及び残留塩素制御系の構成が互いに異なるものである。そのため、以下では、こうした互いに異なる構成について特に説明する一方、第一実施形態の製造装置、及び第二実施形態の製造装置における構成要素と機能が同じ構成要素には、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００６１】
弱酸性除菌水の製造装置における流量制御系及び残留塩素制御系では、弱酸性除菌水における濃度出力値ＣＬａが濃度設定値ＣＬｐに追従するように、原水流量のフィードバック制御と残留塩素濃度のフィードバック制御とが行われる。詳述すると、図６に示されるように、残留塩素制御系は、第４変換部１４、調整液ポンプＣＰ４、第６演算器Ｃ６、第５変換部１５、第７演算器Ｃ７、第８演算器Ｃ８、フィードバックセンサーである原水流量計ＳＦＬ、及びフィードバックセンサーである残留塩素計ＳＣＬから構成されている。
【００６２】
第４変換部１４は、濃度設定値ＣＬｐを調整液ポンプＣＰ４におけるストローク速度に変換する。すなわち、第２変換部１２は、実験等に基づく変換式を用い、濃度設定値ＣＬｐに応じた調整液ポンプＣＰ４のストローク速度を算出する。そして、調整液ポンプＣＰ４は、調整液の流量が第４変換部１４の変換結果になるように、該調整液ポンプＣＰ４のストローク速度を制御する。
【００６３】
第６演算器Ｃ６には、図示されない指令部から濃度設定値ＣＬｐが入力されるとともに、弱酸性除菌水における濃度計測値ＣＬｍが残留塩素計ＳＣＬからフィードバックされる。そして、第６演算器Ｃ６は、実験等に基づく演算式を用い、濃度計測値ＣＬｍが濃度設定値ＣＬｐに追従するように、弱酸性除菌水に必要とされる残留塩素濃度を算出する。第５変換部１５は、第６演算器Ｃ６の演算結果である残留塩素濃度を原水の流量に変換する。すなわち、第５変換部１５は、実験等に基づく変換式を用い、濃度計測値ＣＬｍが濃度設定値ＣＬｐに追従するような原水の流量を算出する。
【００６４】
第７演算器Ｃ７には、図示されない指令部から流量設定値Ｑｐが入力されるとともに、第５変換部１５の変換結果が入力される。そして、第７演算器Ｃ７は、実験等に基づく演算式を用い、濃度計測値ＣＬｍが濃度設定値ＣＬｐに追従するように、流量設定値Ｑｐに対し、第６演算器Ｃ６の演算結果に基づく補正が行われる。例えば、濃度計測値ＣＬｍが濃度設定値ＣＬｐに追従するための原水の流量が流量設定値Ｑｐよりも小さい場合、第７演算器Ｃ７は、流量設定値Ｑｐよりも小さい流量を演算結果として出力する。反対に、濃度計測値ＣＬｍが濃度設定値ＣＬｐに追従するための原水の流量が流量設定値Ｑｐよりも大きい場合、第７演算器Ｃ７は、流量設定値Ｑｐよりも大きな流量を演算結果として出力する。
【００６５】
第８演算器Ｃ８には、第７演算器Ｃ７の演算結果が第７演算器Ｃ７から入力されるとともに、流量計測値Ｑｍが原水流量計ＳＦＬからフィードバックされる。そして、第８演算器Ｃ８は、流量計測値Ｑｍが第８演算器Ｃ８の演算結果に追従するように、実験等に基づく演算式を用い、弱酸性除菌水に必要とされる原水の流量制御値を算出する。ポンプ駆動部ＩＮＶは、原水の流量制御値に対応するモーター回転数を算出し、原水ポンプＣＰ１のモーター回転数が該演算結果になるように、原水ポンプＣＰ１のモーター回転数を制御する。
【００６６】
そして、弱酸性除菌水が生成されるとき、弱酸性除菌水における濃度出力値ＣＬａが濃度設定値ＣＬｐに追従するように、濃度設定値ＣＬｐに応じた流量で調整液タンクＴ４から調整液が導出される。さらに、濃度出力値ＣＬａが濃度設定値ＣＬｐに追従するように、原水ポンプＣＰ１から導出される原水の流量が、流量設定値Ｑｐに対して微調整される。
【００６７】
以上、第三実施形態における弱酸性除菌水の製造装置、及び弱酸性除菌水の製造方法によれば、上記（１）乃至（７）に記載の効果に加えて、以下に列記する効果を得ることが可能である。
【００６８】
（８）弱酸性除菌水における残留塩素濃度の調整が、調整液に対する流量調整の他、原水の流量調整によっても可能になる。それゆえに、弱酸性除菌水における残留塩素濃度を調整することに際し、調整可能な濃度範囲や調整精度を高めることが可能にもなる。
【００６９】
なお、上記第一乃至第三実施形態は、以下のような態様に変更して実施することもできる。
・第一実施形態において、炭酸水ポンプＣＰＧは、ガス溶解装置ＧＤＬと第１ミキサーＭＸ１との間に接続される構成であってもよい。あるいは、第２ミキサーＭＸ２に対する炭酸水の流量が原水ポンプＣＰ１の供給圧によって十分に確保される構成であれば、炭酸水ポンプＣＰＧが割愛される構成であってもよい。このような構成であっても、上記（１）乃至（４）に準じた効果を得ることは可能である。
【００７０】
・第一実施形態では、次亜塩素酸水溶液の原液を希釈するための希釈液が、弱酸性の炭酸水である。これに限らず、例えば原液タンクＴ３とガス溶解装置ＧＤＬとの炭酸水ポンプＣＰＧを介した接続、及び炭酸水ポンプＣＰＧが割愛されるとともに、第２ミキサーＭＸ２に原水が導入される構成であってもよい。すなわち、次亜塩素酸水溶液の原液を希釈するための希釈液が原水であり、且つこれによって調整された調整液がガス溶解装置ＧＤＬの後段で弱酸性の炭酸水に加えられる構成であってもよい。このような構成であっても、上記（１）乃至（３）に準じた効果を得ることは可能である。
【００７１】
・第二実施形態では、原水ポンプＣＰ１の導出する原水の一部が、次亜塩素酸水溶液の原液を希釈する希釈液として用いられている。これに限らず、例えば原液タンクＴ３と原水ポンプＣＰ１との直接的な接続が割愛されるとともに、原水分流ポンプＣＰＷが原水タンクＴ１とは互いに異なる他の原水タンクに接続される構成であってもよい。すなわち、弱酸性の炭酸水を生成するための原水と調整液を生成するための原水とが互いに異なる原水タンクから導出される構成であってもよい。このような構成であっても、上記（７）に準じた効果を得ることは可能である。
【００７２】
・第二実施形態において、残留塩素計ＳＣＬは、ガス溶解装置ＧＤＬの後段に接続される構成であってもよい。このような構成であっても、上記（６）に準じた効果を得ることは可能である。
【符号の説明】
【００７３】
Ｃ１…第１演算器、Ｃ２…第２演算器、Ｃ３…第３演算器、Ｃ４…第４演算器、Ｃ５…第５演算器、Ｃ６…第６演算器、Ｃ７…第７演算器、Ｃ８…第８演算器、ＤＲ…ドレイン、Ｆ１…原水フィルター、Ｆ２…ガスフィルター、Ｈａ…ｐＨ出力値、Ｈｍ…ｐＨ計測値、Ｈｐ…ｐＨ設定値、ＰＧ…圧力計、Ｑａ…流量出力値、Ｑｍ…流量計測値、Ｑｐ…流量設定値、Ｔ１…原水タンク、Ｔ２…炭酸ガスボンベ、Ｔ３…原液タンク、Ｔ４…調整液タンク、ＣＬａ…濃度出力値、ＣＬｍ…濃度計測値、ＣＬｐ…濃度設定値、ＣＰ１…原水ポンプ、ＣＰ３…原液ポンプ、ＣＰ４…調整液ポンプ、ＣＰＧ…炭酸水ポンプ、ＣＰＷ…原水分流ポンプ、ＧＤＬ…ガス溶解装置、ＩＮＶ…ポンプ駆動部、ＭＦＣ…マスフローコントローラー、ＭＸ１…第１ミキサー、ＭＸ２…第２ミキサー、ＭＸ３…第３ミキサー、ＭＸ４…第４ミキサー、ＳＣＬ…残留塩素計、ＳＦＬ…原水流量計、ＳＰＨ…ｐＨ計測計、１１…第１変換部、１２…第２変換部、１４…第４変換部、１５…第５変換部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空糸膜を通して炭酸ガスを水に溶解し、該水に対しｐＨを調整する第一調整部と、
定量ポンプから間欠的に吐出される次亜塩素酸水溶液を水に溶解し、該水における残留塩素濃度を調整する第二調整部とを備え、
前記第一調整部から導出される水と前記第二調整部から導出される水とを混合することにより、前記炭酸ガスと前記次亜塩素酸水溶液とが原水に溶解した弱酸性除菌水を製造する弱酸性除菌水の製造装置であって、
前記第二調整部は、
前記次亜塩素酸水溶液の原液を貯溜する貯留部と、
前記貯留部から導入される前記原液を水で希釈して前記定量ポンプに供給する希釈部とを備える
ことを特徴とする弱酸性除菌水の製造装置。
【請求項２】
前記第二調整部は、
前記第一調整部から導出された水の一部を希釈液として前記希釈部に導入する希釈液導入部を備え、
前記希釈部は、
前記希釈液導入部から導入される水の一部と前記貯留部から導入される前記原液とを混合して該原液を希釈する
請求項１に記載の弱酸性除菌水の製造装置。
【請求項３】
前記第二調整部は、
前記原水の一部を希釈液として前記希釈部に導入する希釈液導入部を備え、
前記希釈部は、
前記希釈液導入部から導入される前記原水と前記貯留部から供給される前記原液とを混合して該原液を希釈する
請求項１に記載の弱酸性除菌水の製造装置。
【請求項４】
前記第一調整部は、
前記第二調整部から導出された水である調整液が導入される調整液導入部と、
前記調整液導入部にて残留塩素濃度を計測する残留塩素計とを備え、
前記調整液導入部から導入される前記調整液に炭酸ガスを溶解し、該調整液に対しｐＨを調整する
請求項３に記載の弱酸性除菌水の製造装置。
【請求項５】
前記定量ポンプの後段で残留塩素濃度を計測する残留塩素計と、
前記残留塩素計の計測値が前記残留塩素濃度の設定値となるように前記原水の流量を制御する流量制御系とを備える
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の弱酸性除菌水の製造装置。
【請求項６】
中空糸膜を介して水に炭酸ガスを溶解し、該水に対しｐＨを調整する第一調整工程と、
定量ポンプから間欠的に吐出される次亜塩素酸水溶液を水に溶解し、該水における残留塩素濃度を調整する第二調整工程とを含み、
前記第一調整工程で生成される水と前記第二調整工程で生成される水とを混合することにより、前記炭酸ガスと前記次亜塩素酸水溶液とが原水に溶解した弱酸性除菌水を製造する弱酸性除菌水の製造方法であって、
前記第二調整工程では、
前記次亜塩素酸水溶液の原液を貯溜する貯留部から導出される前記原液を水で希釈して前記定量ポンプに供給する
ことを特徴とする弱酸性除菌水の製造方法。
【請求項１】
中空糸膜を通して炭酸ガスを水に溶解し、該水に対しｐＨを調整する第一調整部と、
定量ポンプから間欠的に吐出される次亜塩素酸水溶液を水に溶解し、該水における残留塩素濃度を調整する第二調整部とを備え、
前記第一調整部から導出される水と前記第二調整部から導出される水とを混合することにより、前記炭酸ガスと前記次亜塩素酸水溶液とが原水に溶解した弱酸性除菌水を製造する弱酸性除菌水の製造装置であって、
前記第二調整部は、
前記次亜塩素酸水溶液の原液を貯溜する貯留部と、
前記貯留部から導入される前記原液を水で希釈して前記定量ポンプに供給する希釈部とを備える
ことを特徴とする弱酸性除菌水の製造装置。
【請求項２】
前記第二調整部は、
前記第一調整部から導出された水の一部を希釈液として前記希釈部に導入する希釈液導入部を備え、
前記希釈部は、
前記希釈液導入部から導入される水の一部と前記貯留部から導入される前記原液とを混合して該原液を希釈する
請求項１に記載の弱酸性除菌水の製造装置。
【請求項３】
前記第二調整部は、
前記原水の一部を希釈液として前記希釈部に導入する希釈液導入部を備え、
前記希釈部は、
前記希釈液導入部から導入される前記原水と前記貯留部から供給される前記原液とを混合して該原液を希釈する
請求項１に記載の弱酸性除菌水の製造装置。
【請求項４】
前記第一調整部は、
前記第二調整部から導出された水である調整液が導入される調整液導入部と、
前記調整液導入部にて残留塩素濃度を計測する残留塩素計とを備え、
前記調整液導入部から導入される前記調整液に炭酸ガスを溶解し、該調整液に対しｐＨを調整する
請求項３に記載の弱酸性除菌水の製造装置。
【請求項５】
前記定量ポンプの後段で残留塩素濃度を計測する残留塩素計と、
前記残留塩素計の計測値が前記残留塩素濃度の設定値となるように前記原水の流量を制御する流量制御系とを備える
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の弱酸性除菌水の製造装置。
【請求項６】
中空糸膜を介して水に炭酸ガスを溶解し、該水に対しｐＨを調整する第一調整工程と、
定量ポンプから間欠的に吐出される次亜塩素酸水溶液を水に溶解し、該水における残留塩素濃度を調整する第二調整工程とを含み、
前記第一調整工程で生成される水と前記第二調整工程で生成される水とを混合することにより、前記炭酸ガスと前記次亜塩素酸水溶液とが原水に溶解した弱酸性除菌水を製造する弱酸性除菌水の製造方法であって、
前記第二調整工程では、
前記次亜塩素酸水溶液の原液を貯溜する貯留部から導出される前記原液を水で希釈して前記定量ポンプに供給する
ことを特徴とする弱酸性除菌水の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２５０２０９（Ｐ２０１２−２５０２０９Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２６４３７（Ｐ２０１１−１２６４３７）
【出願日】平成２３年６月６日（２０１１．６．６）
【出願人】（５９５１４０１１４）セントラルフィルター工業株式会社 (4)
【出願人】（５０８３６５７６８）株式会社ウオーターテクノカサイ (7)
【出願人】（５０９１１２８４４）日本クッカリー株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月６日（２０１１．６．６）
【出願人】（５９５１４０１１４）セントラルフィルター工業株式会社 (4)
【出願人】（５０８３６５７６８）株式会社ウオーターテクノカサイ (7)
【出願人】（５０９１１２８４４）日本クッカリー株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
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