JP2000274910A - 牛乳の急速冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】細菌の増殖を抑制し風味のある牛乳を得るた
め、搾乳した温かい牛乳を急速に冷却できる装置を提供
する。 【解決手段】搾乳量を３５℃から４℃に冷却できる氷量
を冷凍機２で製氷するとともに、2℃から４℃の冷水を
収容する氷蓄熱槽１を設け、氷蓄熱槽１からプレートク
ーラ９に所定量の冷水量をポンプ６で循環させる。搾乳
した牛乳を液面計１９を備えた調量タンク１３に受け、
送乳ポンプ１５で調量タンク１３からプレートクーラ９
に所定量の牛乳を送乳し４℃に冷却する。プレートクー
ラ９の排出側の牛乳排出管１８に流量調整弁２０を設
け、プレートクーラ９に供給される牛乳量を加減し、牛
乳の冷却温度を４℃に保つようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、氷蓄熱槽から冷水
を循環するプレートクーラに搾乳した温かい牛乳を通過
させ、急速に冷却する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】搾乳された牛乳の細菌増殖を抑制するた
め、貯乳タンクで牛乳を約４℃に冷却し保冷する装置と
してバルククーラが用いられている。バルククーラとし
て広く用いられている直膨式バルククーラは、冷凍機の
冷却サイクルの回路にＲ２２という冷媒を充填し、冷凍
機の蒸発器を貯乳タンクの底部から側面に配設し、前記
冷媒が周囲から熱を奪って気化することによって貯乳タ
ンク内の牛乳を冷却するものである。

【０００３】現在、酪農家は朝夕１回ずつ搾乳を行い、
１頭から５分間で牛乳約１５ｌを搾乳している。バルク
クーラの貯乳タンクにおいては、初回に投入され約４℃
に冷却されているところに、次回に搾乳された約３５℃
の牛乳が投入されるので、乳温が上昇し細菌が増殖する
という問題があった。この牛乳投入毎におきる貯乳タン
ク内の乳温上昇を無くする提案として、特開平１０−２
１５７１８号公報の発明がある。この公報の発明は、搾
乳室から温かい牛乳を調量のためのバランスタンクで受
け、バランスタンクから牛乳をプレートクーラに供給し
約４℃に冷却して貯乳タンクに供給し、投入毎におきる
貯乳タンク内の乳温上昇を無くするものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来から牛
乳とくに飲用乳においておいしさや風味についての関心
が高くなっている。おいしく風味のある牛乳は、搾った
ばかりの温かい牛乳を早く４℃に下げることによって得
られる。施設面においては、搾乳牛の増加や高泌乳牛を
導入した場合、乳量の増加によって既設のバルクーラで
は対応できなくなり、新たに大型のバルククーラを導入
しなければならなくなる。バルクーラを大型にすると、
多くの場合、バルクーラを設置する建物の改築に多額の
出費が必要になるという問題点があった。またバルクク
ーラを更新する際、まだ貯乳タンクが使用できる場合に
は、搾乳した牛乳を冷却する装置だけを購入し、安価に
更新をしたいという要望がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、既設の貯乳
タンクを利用して搾乳量の増加に対応することができ、
牛乳の風味を保つように牛乳を急速に冷却できる装置を
得ることを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】氷蓄熱槽と、この氷蓄熱
槽から冷水を循環するプレートクーラと、搾乳した牛乳
を受ける調量タンクと、前記調量タンクに設け調量タン
クの乳面を検知する液面計と、前記調量タンクから前記
プレートクーラへ送乳する送乳ンプと、前記プレートク
ーラの牛乳排出管に設ける流量調整弁と、を備えて牛乳
の急速冷却装置を構成する。

【０００７】

【発明の実施の形態】氷蓄熱槽を、朝夕いずれか１回の
搾乳量を３５℃から４℃に冷却できる氷量を冷凍機で造
るものにする。氷蓄熱槽の氷量で造る冷水をプレートク
ーラに循環し、搾乳された牛乳をプレートクーラに通過
させ４℃に冷却する。プレートクーラは、前記の朝また
は夕の搾乳量を約１時間で３５℃から４℃に冷却できる
ものを用いる。調量タンクは、搾乳装置から間歇的に送
られる乳量を受け、流量を均してプレートクーラに送乳
できる容積にする。調量タンクの下方に送乳ポンプを設
け、調量タンクに設ける液面計で乳面を検知し、前記送
乳ポンプの回転および停止を自動制御する。プレートク
ーラの牛乳排出管に流量を加減して牛乳の冷却状態を調
整する流量調整弁を設ける。

【０００８】

【実施例】実施例は、搾乳頭数８４頭、１回の搾乳量約
１，２６０ｌを冷却する装置である。図１は本発明装置
の系統図、図２は氷蓄熱槽と冷凍機の斜視図である。図
１、図２において、１は氷蓄熱槽であり、内径約１６０
ｃｍ、深さ約１３０ｃｍの断熱水槽の内部に冷凍機２の
蒸発器３を配置している。氷蓄熱槽１の理論氷量は、前
記１，２６０ｌの牛乳を３５℃から４℃まで冷却する熱
量が、牛乳の比熱１kcal／℃として（３５−４）×１，
２６０×１kcal／℃＝３９，０６０ｋｃａｌなので、こ
れを氷の蓄熱量８０ｋａｌ／ｋｇで除した４８８ｋｇで
ある。氷蓄熱槽１内には前記氷量で造られる２℃から４
℃の冷水１，４００ｌを収容する。氷蓄熱槽１は、図2
のように、上面に防水布３６をはと目に通したロープ３
７で取付け屋外配置可能にし、新たに格納の建物を必要
としないようにした。３８は台枠である。

【０００９】蒸発器３は、外径１９ｍｍの銅管を用い、
１ｍ当たりの蓄熱量４９０ｋｃａｌの氷量として総延長
を３９，０６０÷４９０≒８０ｍにした。そしてこの総
延長の銅管を、１コイル長１３ｍのコイルとし、６段に
配置してヘッダに接続され、外周に前記の氷量より多い
約５００ｋｇを造るようにしている。冷凍機２は、スク
ロール冷凍機であり、使用冷媒がＲ２２、蒸発温度−１
５℃、冷凍能力６，７００ｋｃａｌ／ｈで、圧縮機の定
格出力が３．７５ｋＷである。４は冷媒送り出し管、５
は冷媒もどり管である。

【００１０】６は氷蓄熱槽１内に設けたポンプであり、
冷水送り管７、冷水もどり管８によってプレートクーラ
９に２℃の冷水１０，０００ｋｇ／ｈを循環するように
なっている。ポンプ６は０．７５ｋＷの水中ポンプであ
る。プレートクーラ９は、牛乳流量１，５４５ｋｇ／ｈ
を、前記の冷水流量で入口温度３５℃から出口温度４．
０℃にパス数２で冷却するパラフロー形式のものであ
る。１０はドレンバルブであり、プレートクーラ９の底
部に設け、洗浄時にプレートクーラ９から牛乳または後
述する洗浄液を排出するようになっている。図2、図3に
おける矢印aは冷水送り方向、bは冷水もどり方向であ
る。

【００１１】図１において、１１は搾乳装置であり、６
頭２列で搾乳時間約５分、牛の入れ替え時間約７分、１
サイクル平均１２分で搾乳を行うものである。１頭の乳
牛は５分間で約１５ｌの牛乳を出し、８４頭では前述の
約１，２６０ｌが搾乳される。また８４頭の搾乳牛は、
８４頭／１２頭で７サイクルの搾乳が行われ、１サイク
ルで１５ｌの１２頭分、約１８０ｌが搾乳される。

【００１２】１２は牛乳送り管、１３は調量タンクであ
る。牛乳送り管１２は一端が搾乳装置１１に接続された
図示省略のポンプに接続され、他端が調量タンク１３の
受入れ口１４に挿入されている。搾乳装置１１において
乳牛入れ替え時には搾乳がないので、調量タンク１３に
は連続的に牛乳が供給されない。すなわち、調量タンク
１３には搾乳時と乳牛入れ替え時とで間歇的に牛乳が供
給される。調量タンク１３は、前記間歇的に供給される
乳量を一時貯留し、プレートクーラ９に供給するもので
ある。

【００１３】図３も参照して説明すると、１５は送乳ポ
ンプであり、吸入管１６を調量タンク１３の底部に接続
し、プレートクーラ９への送乳量が毎分２６ｌ、馬力が
０．７５ｋＷである。１７は送乳ポンプ１５の排出管で
あり、水平にプレートクーラ９の上部背面に接続されて
いる。調量タンク１３の容積は、前述の１２頭で毎分３
６ｌの搾乳量からプレートクーラ９への送乳量毎分２６
ｌを差し引いた毎分１０ｌの搾乳時間５分間に対する５
０ｌあればよいが、余裕をみて１１０ｌにしている。１
８は、プレートクーラ９の出口に接続された牛乳排出管
で、外周を断熱材で被覆している。図中、矢印ｃは牛乳
排出方向である。

【００１４】１９は、調量タンク１３の上面から着脱自
在に挿入した液面計であり、公知のアッパーリミット検
知体、ミドルリミット検知体、ロアーリミット検知体お
よびアースを備え、頂部に乳面の高低を検知した信号を
伝える電気導線４９が接続されている。液面計１９は、
調量タンク１３内の乳面がアッパーリミット検知体に触
れると、操作ボックス２２に設けた警報ブザーが鳴り、
調量タンク１３から牛乳がオーバーフローする危険を知
らせ、ミドルリミット検知体が液面を感知すると、送乳
ポンプ１５が自動的に運転を開始し、プレートクーラ９
に調量タンク１３の牛乳を供給するようになっている。

【００１５】またロアーリミット検知体が液面を感知す
ると、送乳ポンプ１５が自動的に運転を停止し、送乳ポ
ンプ１５が空気吸い込んで吸い上げ不能になるのを防ぐ
ようになっている。これらの自動制御は電気導線４９が
接続された電磁スイッチ２３によって作動する公知の電
子機器を操作ボックス２２に設けて行っている。電磁ス
イッチ２３は操作ボックス２２内に格納されている。２
４は電磁スイッチ２３から送乳ポンプ１５に配線された
電線である。

【００１６】２０は流量調整弁であり、プレートクーラ
９の排出側の牛乳排出管１８に設け、牛乳の冷却温度が
高いときは流量を絞って低温になるようにし、冷却温度
が低すぎるときは流量を増加し、冷却状態を４℃に保つ
ために設けている。図1の２６は牛乳投入管であり、プ
レートクーラ９の排出側に接続された牛乳排出管１８の
先端部に継手２５で一端が連結され、他端が図示省略の
貯乳タンク上面の注乳口に挿入され、冷却された牛乳を
貯乳タンクに供給するものである。

【００１７】２７は洗浄液配管であり、洗浄時に継手２
５から牛乳投入管２６を取外して一端を繋ぎ替え、他端
を調量タンク１３の上面に立設し内部に開口する洗浄液
管２８の上端部に連結具２９で連結するようになってい
る。洗浄液管２８の下端に公知のスプレーボール３０が
取付けられ、外周の微小孔から洗浄液を噴出し調量タン
ク１３内を洗浄するようになっている。

【００１８】３１は洗浄液ホースであり、洗浄ホッパー
２１の底部から調量タンク１３の受入れ口１４に端末部
を挿入し、洗浄ホッパー２１の洗浄液を調量タンク１３
に供給するものである。洗浄液ホース３１を受入れ口１
４に挿入する際は、牛乳送り管１２の端末を受入り口１
４から取外して挿入する。洗浄ホッパー２１は、バルブ
３３を備えたすすぎ水送り管３２とバルブ３５を備えた
洗浄液送り管３４を設けている（図４参照）。

【００１９】次に図３は本発明装置の牛乳受入れ時にお
ける要部正面斜視図、図４は同じく洗浄時の要部右側面
の斜視図である。これらの図において、３９はフレーム
であり、４柱形に形成し中間部にポンプ取付台４１を水
平に固定し、その上面に送乳ポンプ１５を固定してい
る。４０は、送乳ポンプ１５を覆っているポンプカバー
である。４２はキヤップ付点検口であり、キャップを取
り外し調量タンク１３の内部を点検するために設けてい
る。４３はテーブルであり、送乳ポンプ１５の上方で水
平にフレーム３９の中間部に固定し、上面に調量タンク
１３を載せ固定している。

【００２０】フレーム３９の右側面の上部には前述した
洗浄ホッパー２１を取り付け、同じく中間部に操作ボッ
クス２２を取付けている。フレーム３９の左側下方の床
面上にプレートクーラ９を設けている。図３において、
プレートクーラ９は３７枚のプレート４６をヘッド４４
とフォロアー４５の間に挟み、タイトニングバー４７で
固定し、下部に脚４８を設けている。本発明装置は、設
置面積を小さくするために、フレーム３９を４柱形に
し、調量タンク１３、送乳ポンプ１５、洗浄ホッパー２
１、操作ボックス２２を一体的に配設している。

【００２１】図５および図６は、それぞれ牛乳受入れ時
および洗浄時における調量タンク１３の一部省略の斜視
図である。これらの図において、２８は洗浄管であり、
上部と下部に連結具２９を備えている。洗浄時には、プ
レートクーラ９のドレンバルブ１０から調量タンク１３
およびプレートクーラ９の牛乳を排出し、前述したよう
に継手２５に繋ぎ替えた洗浄液ホース２７の端末を、洗
浄液管２８の上端部に連結具２９で結合するものであ
る。そして調量タンク１３の受入れ口１４から牛乳送り
管１２をはずし、洗浄ホッパー２１の底部から洗浄液ホ
ース３１の一端を受入れ口１４の挿入し（図6参照）、
調量タンク１３に洗浄液を供給する。

【００２２】そして送乳ポンプ１５を運転すると、調量
タンク１３内の洗浄液が、プレートクーラ９、流量調節
弁２０、継手２５、洗浄ホース２７、洗浄液管２８を順
次通過し、スプレーボール３０から噴霧状態で調量タン
ク１３に噴出することを繰り返し洗浄が行われる。所定
時間の洗浄を終了すれば、プレートクーラ９に設けたド
レンバルブ１０で洗浄液を排出し、すすぎ水送り管３２
からすすぎ水を洗浄ホッパー２１に供給する。そして洗
浄ホッパー２１から洗浄すすぎ水を調量タンク１３に供
給し、前記洗浄液の通過した箇所のすすぎを行い洗浄を
終了する。

【００２３】

【発明の効果】本発明の牛乳の急速冷却装置は、間歇的
に搾乳される牛乳を調量タンクで受け流量を均してプレ
ートクーラに送乳するようにしたので、プレートクーラ
が安定した牛乳冷却作用を発揮することができる。そし
てプレートクーラで連続的に４℃に冷却するものなの
で、細菌の増殖を抑制し風味のよいおいしい牛乳を得る
ことができる。

【００２４】また氷蓄熱槽を用いたので、日中に比べ格
段に料金が安い深夜電気料金で製氷すれば、ランニング
コストを低下させることができる。搾乳を受ける調量タ
ンクに液面計を設け、調量タンクの乳面を的確に検知
し、液面計の発する信号により送乳ポンプの運転を自動
制御したので、調量タンクからプレートクーラに的確に
送乳することができる。また牛乳排出管に流量調整弁を
設けたので、プレートクーラにおける通過乳量を加減
し、牛乳の冷却状態を４℃に保つことができる。

【００２５】さらに貯乳タンクが使用可能な場合には、
本発明の装置だけを購入すれば、安価にバルクーラの更
新ができる。また搾乳頭数の増加で乳量が増加する場合
は、乳量に対応した処理量の本発明装置を備えることに
よって、既存の貯乳タンクを利用して毎日集乳にすれ
ば、従来の２倍までの乳量を保冷することが可能にな
り、しかもバルクーラを格納する新規の建物を必要とし
ないというすぐれた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の一例を示す系統図である。

【図２】本発明装置中の氷蓄熱槽と冷凍機の斜視図であ
る。

【図３】本発明装置の牛乳受入れ時における要部正面の
斜視図である。

【図４】本発明装置の洗浄時における要部右側面の斜視
図である。

【図５】牛乳受入れ時における調量タンクの一部省略の
前方斜視図である。

【図６】洗浄時における調量タンクの一部省略の前方斜
視図である。

【符号の説明】

１ 氷蓄熱槽 ２ 冷凍機 ３ 蒸発器 ６ 送乳ポンプ ７ 冷水送り管 ８ 冷水もどり管 ９ プレートクーラ １３ 調量タンク １５ 送乳ポンプ １８ 牛乳排出管 １９ 液面計 ２０ 流量調整弁 ２１ 洗浄ホッパー ２２ 操作ボックス ３９ フレーム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】氷蓄熱槽から冷水を循環するプレートクー
   ラと、搾乳した牛乳を受ける調量タンクと、前記調量タ
   ンクに設け調量タンクの乳面を検知する液面計と、前記
   調量タンクから前記プレートクーラへの送乳ポンプと、
   前記プレートクーラの牛乳排出管に設ける流量調整弁と
   を備えた牛乳の急速冷却装置。