JP2005131466A - Washing apparatus of stagnation part at time of washing of fluid flow piping line and evaluation of degree of washing thereof - Google Patents
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Description
この発明は、食品製造等における流動物流通配管ラインを洗浄する際、その配管ラインの分岐部等の淀み部の洗浄装置、その洗浄度合評価方法、並びに最適な洗浄水の流通速度の検出方法に関するものである。 The present invention relates to a washing device for a stagnation part such as a branching part of the piping line, a method for evaluating the degree of washing, and a method for detecting an optimum washing water circulation rate when washing a fluid distribution pipe line in food production or the like. Is.
例えば、食品の製造ラインでは、食品の安全性が叫ばれる今日、そのラインを定期的に洗浄し、各種の細菌の発生を防いで安全な食品を世に提供するように要求される。このため、食品製造ラインには、その一部に洗浄装置を組み込み、その洗浄装置により、必要なとき、例えば定期的に又は随時にそのラインを自動洗浄するようにしている。これを定置洗浄、又はCIP(Cleaning in Place)洗浄と称している。
この洗浄において、被洗浄配管に超音波振動子を付設してその超音波により洗浄効率を高めること等が行われている(特許文献1参照)。
In this cleaning, an ultrasonic vibrator is attached to the pipe to be cleaned and the cleaning efficiency is increased by the ultrasonic waves (see Patent Document 1).
この超音波洗浄のメカニズムは、超音波の付与によるキャビテーション、直進流及び媒体の加速度等によると考えられている。
そのキャビテーションは、液体中に超音波を印加すると、液中に正圧の部分と負圧の部分が交互に生じ、この負圧の圧力で液体が引き裂かれ空洞を生じる現象を言う。その空洞は、液体中に加圧がかかるとき、液圧によって押し潰されて瞬時に壊滅し、その壊滅時に液体分子同士が衝突し、これにより、衝撃波が局所的に発生する。この大きな圧力が液の局所攪拌や付着粒子の剥離を促進して洗浄効果を高める、とされている。
The mechanism of this ultrasonic cleaning is considered to be due to cavitation by applying ultrasonic waves, straight flow, acceleration of the medium, and the like.
The cavitation is a phenomenon in which, when an ultrasonic wave is applied to a liquid, a positive pressure portion and a negative pressure portion are alternately generated in the liquid, and the liquid is torn by this negative pressure to generate a cavity. When pressure is applied to the liquid, the cavity is crushed and instantaneously destroyed by the liquid pressure, and liquid molecules collide with each other at the time of the destruction, whereby a shock wave is locally generated. It is said that this large pressure enhances the cleaning effect by promoting local stirring of the liquid and peeling of the adhered particles.
また、音波の伝搬を物体で遮ると、その物体を音波の伝搬方向に押す力が生じ、この音の放射圧による力は、物体のみならず、伝搬物質にも作用し、その物質に流体運動を励起する。この流れを直進流と言う(音響流とも言う)。この直進流は、音波の持つ波動エネルギーの一部が媒体を動かすためのエネルギーに変換して生じる現象で、音波の二次的な副産物とみることができる。その流れは、輻射面に略垂直で、この直進流により、被洗浄物付近の攪拌が促進され、これにより、洗浄効果を高める、とされている。 In addition, when the propagation of sound waves is blocked by an object, a force is generated that pushes the object in the direction of sound wave propagation. The force generated by the radiation pressure of this sound acts not only on the object but also on the propagating substance, and fluid motion occurs on the substance. Excited. This flow is called straight flow (also called acoustic flow). This straight flow is a phenomenon that occurs when a part of wave energy of sound waves is converted into energy for moving the medium, and can be regarded as a secondary by-product of sound waves. The flow is substantially perpendicular to the radiation surface, and this straight flow promotes stirring in the vicinity of the object to be cleaned, thereby improving the cleaning effect.
さらに、超音波が媒体に衝突すれば、その媒体には音波の持つ波動エネルギーの一部が媒体を動かすためのエネルギーに変換されて生じ、これにより、媒体の加速度等が増す。この加速度等の増加により、他の媒体との速度差が生じて洗浄効果が高まる、とされている。 Further, when the ultrasonic wave collides with the medium, a part of wave energy of the sound wave is converted into energy for moving the medium in the medium, thereby increasing the acceleration of the medium. This increase in acceleration or the like causes a difference in speed from other media, thereby enhancing the cleaning effect.
一方、この種の製造ラインには、例えば、この発明の実施例を示す図1〜図3に示すように、製造ラインP1にドレン配管10を分岐したり(図1、2)、製造ラインを複数分岐させて各種製品の製造ラインP1、P2、P3・・・を組み合わせたものがある(図3)。この複数分岐した製造ラインは、例えば、図3において、ラインP1を使用している場合には、ラインP2、P3の分岐後の開閉弁6は閉じられる。
On the other hand, in this type of production line, for example, as shown in FIGS. 1 to 3 showing the embodiment of the present invention, the
このような、ドレン配管10、及び不使用の製造ラインP2、P3の分岐部から開閉弁6までの配管10は、その先が閉じられているため、それらの配管10内にその製造する食品が入り込んで留まることとなる(淀み部となる)。
この分岐した配管10のある製造ラインにおいても、従来では、洗浄効率向上のための工夫は、いずれも洗浄水が流通する配管(ラインP1)のみに関するものである。すなわち、分岐部の洗浄は考慮に入れていない。このため、そのドレン配管10等に入った食品はラインP1の配管内を流れる洗浄水のインゼクタ作用により吸引して除去することとなる。
このインゼクタ作用の吸引による除去作用は、洗浄水の流通速度等によって著しく相違する。
Such a
Even in the production line with the
The removal action by suction of the injector action is remarkably different depending on the flow rate of the washing water.
この発明は、分岐部に滞留する(淀み部の)流動物の円滑な除去を図ることを課題とする。 This invention makes it a subject to aim at the smooth removal of the fluid which stays in a branch part (stagnation part).
上記課題を達成するため、この発明は、まず、その分岐部に超音波振動子を付設することとしたのである。超音波をその分岐部(ドレン配管、開閉弁までの配管)内の滞留流動物に付与すると、上記キャビテーション、直進流及び媒体の加速度増加等の作用により、その流動物は管内壁から剥がれて流動し易くなるとともに、そのもの自体の流動性が増し、全体としての流動性はすこぶる高まる。このため、インゼクタ作用は高まってその分岐部内の洗浄効率はすこぶる向上する(後記実験例参照)。 In order to achieve the above object, according to the present invention, first, an ultrasonic transducer is attached to the branch portion. When ultrasonic waves are applied to the staying fluid in the bifurcation (drain piping, piping to the on-off valve), the fluid is peeled off from the inner wall of the tube due to the cavitation, straight flow, and acceleration of the medium. As a result, the fluidity of the product itself is increased, and the fluidity of the whole is greatly increased. For this reason, the injector action is enhanced, and the cleaning efficiency in the branch portion is greatly improved (see the experimental example described later).
つぎに、この発明は、その超音波の付与により向上した洗浄効率と洗浄水の流通速度との関係を検出(測定)することとしたのである。インゼクタ作用は、その作用を励起する流れの速度に大きく左右されるため、超音波振動とその速度の最適なものを把握すれば、最高効率の洗浄を行うことができる。 Next, the present invention detects (measures) the relationship between the cleaning efficiency improved by the application of the ultrasonic waves and the flow rate of the cleaning water. Since the injector action is greatly influenced by the flow speed that excites the action, the most efficient cleaning can be performed by grasping the optimum ultrasonic vibration and its speed.
この発明は、滞留物が生じる分岐部に超音波振動を付与するようにしたので、インゼクタ作用が向上し、その分岐部の洗浄効率がすこぶる向上する。また、その洗浄効率が最適な洗浄水の流通速度を得ることができるので、効率的な洗浄を行うことができる。 According to the present invention, since ultrasonic vibration is applied to the branch portion where the accumulated matter is generated, the injector action is improved, and the cleaning efficiency of the branch portion is greatly improved. Moreover, since the flow rate of the washing water with the optimum washing efficiency can be obtained, efficient washing can be performed.
この発明の一実施形態としては、流動物流通配管ラインに洗浄水を流通させてその配管ライン内を洗浄する際、前記洗浄配管ラインから分岐する配管に超音波振動子を付設し、その超音波振動子を作動させてその超音波振動による前記配管内の洗浄度合を評価するようにする。 As one embodiment of the present invention, when cleaning water is circulated through a fluid distribution piping line and the inside of the piping line is cleaned, an ultrasonic vibrator is attached to a pipe branched from the cleaning piping line, The vibrator is operated to evaluate the degree of cleaning in the pipe by the ultrasonic vibration.
このようにすれば、分岐配管内の淀んだ流動物が超音波振動により剥離等されて、洗浄(除去)される度合を知ることができ、これにより、分岐配管内の超音波振動の付与による洗浄度合を評価できる。そのとき、超音波振動の強弱度及び付与位置を適宜に選択することにより、最適な超音波振動度合及び位置を得ることができる。 In this way, it is possible to know the degree to which the stagnant fluid in the branch pipe is peeled off by ultrasonic vibration and is washed (removed), thereby providing the ultrasonic vibration in the branch pipe. The degree of cleaning can be evaluated. At that time, an optimal ultrasonic vibration degree and position can be obtained by appropriately selecting the strength and position of the ultrasonic vibration.
また、この評価は、一(いち)の流動物流通配管ラインに他の流動物流通配管ラインを分岐して、その各配管ラインの分岐部後段に開閉弁を介設し、その各開閉弁を開閉して各配管ライン毎に洗浄水を流通させて洗浄する際、その開閉弁と分岐部の間の配管に超音波振動子を付設し、その超音波振動子を作動させてその超音波振動による前記配管内の洗浄度合を評価する場合にも採用できて、同様な作用効果を得る。 In addition, this evaluation is performed by branching another fluid distribution piping line to one (1) fluid distribution piping line, and installing an opening / closing valve downstream of the branching section of each piping line. When cleaning with water flowing through each piping line by opening and closing, an ultrasonic vibrator is attached to the pipe between the on-off valve and the branch, and the ultrasonic vibrator is operated to operate the ultrasonic vibration. It can also be adopted when evaluating the degree of cleaning in the pipe according to the above, and the same effect can be obtained.
これらの洗浄度合評価方法は、上記洗浄配管ラインの洗浄水流通速度と上記配管の洗浄度合の関係を測定して、その洗浄水流通速度を加味した前記配管内の洗浄度合を評価するようにし得る。洗浄水流通速度はインゼクタ作用に大きく関係するため、その速度を加味することは有効である。
このとき、洗浄配管ラインの最適な洗浄水流通速度を得るようにすれば、その速度で洗浄することにより、淀み部の円滑な洗浄をすることができる。
These cleaning degree evaluation methods may measure the relationship between the cleaning water flow rate of the cleaning pipe line and the cleaning degree of the pipe, and evaluate the cleaning degree in the pipe in consideration of the cleaning water flow rate. . Since the washing water flow rate is largely related to the injector action, it is effective to take this rate into account.
At this time, if an optimum washing water flow rate of the washing piping line is obtained, the stagnation part can be smoothly washed by washing at that rate.
これらの洗浄度合評価方法及び洗浄水の流通速度検出方法によれば、配管ラインの淀み部における超音波振動の洗浄効果を確認することができ、その確認に基づき、そのラインに淀み部の洗浄装置を設ける。 According to these cleaning degree evaluation methods and cleaning water flow rate detection methods, the cleaning effect of ultrasonic vibrations in the stagnation part of the piping line can be confirmed, and on the basis of the confirmation, the stagnation part cleaning device in the line Is provided.
その洗浄装置の実施形態としては、例えば、分岐配管を有する流動物流通配管ラインに、その分岐管の一端を閉じた状態で洗浄水を流通させてその配管ライン内を洗浄する装置において、前記分岐配管に超音波振動子を付設し、洗浄時にその超音波振動子を作動させる構成を採用できる。 As an embodiment of the cleaning device, for example, in the device for cleaning the inside of the piping line by flowing cleaning water through a fluid distribution piping line having a branch piping with one end of the branch tube closed, the branch It is possible to employ a configuration in which an ultrasonic vibrator is attached to the pipe and the ultrasonic vibrator is activated during cleaning.
また、一の流動物流通配管ラインに他の流動物流通配管ラインを分岐した配管ラインをその流動物流通配管ライン毎に洗浄水を流通させて洗浄する装置においては、前記各配管ラインの分岐部後段に開閉弁を介設し、その開閉弁と分岐部の間の配管に超音波振動子を付設し、その超音波振動子は洗浄水の流通時に作動させる構成を採用できる。 Further, in an apparatus for cleaning a piping line obtained by branching another fluid distribution piping line to one fluid distribution piping line by flowing cleaning water for each fluid distribution piping line, a branch portion of each piping line It is possible to adopt a configuration in which an on-off valve is provided in the subsequent stage, an ultrasonic vibrator is attached to the pipe between the on-off valve and the branching portion, and the ultrasonic vibrator is operated when the cleaning water flows.
一実施例を図1及び図2に示し、この実施例は、実験装置において、製造ラインP1の分岐部の洗浄効果(図2の一点鎖線で示す配管P1及び分岐管10の部分を洗浄する際のその分岐部の洗浄効果)を評価するものであり、温水タンク1と洗浄水タンク2から、ポンプ3により、ロータメータ4を介して製造ライン配管P1にその温水又は洗浄水が選択的に送られるようになっている。そのラインP1の途中の適宜位置にドレン配管10が分岐され、その分岐部からは、例えばストレーナ5を通って温水又は洗浄水が各タンク1、2に戻る。この循環ラインには適宜に開閉弁6が設けられており、この各開閉弁6が適宜に開閉されて温水又は洗浄水が選択的に循環する。図中、黒塗り開閉弁6が閉止状態、白抜きが開放状態を示す。
FIG. 1 and FIG. 2 show an embodiment, and this embodiment is an experimental device that cleans the branch portion of the production line P 1 (cleans the portion of the pipe P 1 and the
分岐部(ドレン配管)をなす配管10は、超音波振動子12を内部に組み込んだ構造のものを採用しており、その超音波振動子12に電圧を印加すると、その配管10内部の物に超音波が付与され、その超音波の付与により、その物にはキャビテーション、直進流及び媒体の加速度増加等が生じ、そのキャビテーション等の作用により、その物は管内壁から剥がれ流動し易くなるとともに、そのもの自体の流動性が増し、全体としの流動性はすこぶる高まる。
The
この実施例において、洗浄度合を評価するには、まず、配管10をラインP1から外してその内に洗浄する物、例えば、食品が「ごまだれ(胡麻、米酢、みりん、砂糖、 清酒、醤油、 胡麻油などの混合物)」ならば、その「ごまだれ」を配管10内に充填して、その配管10をラインP1に取付ける。
In this embodiment, in order to evaluate the degree of washing, first, the
つぎに、その状態で、洗浄水及び温水を、製造ラインP1のCIP洗浄と同様に循環させるとともに、超音波振動子12に電圧を印加する。
このとき、洗浄水及び温水の流通速度及び温度の両者又は一方を適宜に変えてその配管10内の洗浄度合を測定する。その測定は、所要の一定時間後にその配管10をラインP1から取外してその配管10の上部からの「ごまだれ」の除去深さHを測定する(図2参照)。その結果を表1に示す。同表には、超音波を全くしなかった場合(ブランク)の結果も示す。
Next, in this state, the cleaning water and the hot water are circulated in the same manner as the CIP cleaning of the production line P 1 , and a voltage is applied to the
At this time, the degree of cleaning in the
この結果から、超音波を付与すれば、インゼクタ作用が向上して、配管10内の留まり物の除去率が向上することが理解できる。また、その超音波の付与効果は、洗浄水等の流通速度が低い程、高いことが分る。
このような実験により、最もコスト的に効率の良い流通速度を決定する。
From this result, it can be understood that if ultrasonic waves are applied, the injector action is improved and the removal rate of the residue in the
Through such experiments, the most cost-effective distribution speed is determined.
図3には他の実施例を示し、この実施例は、一の製造ラインP1に他の製造ラインP2、P3を分岐した配管ラインをその製造ラインP1、P2、P3毎に洗浄水を流通させて洗浄するものである。その各製造ラインP1、P2、P3の配管分岐部後段には開閉弁6を介設し、その開閉弁6と分岐部の間の配管10に超音波振動子12を付設する。分岐する製造ラインの数は任意である。
The Figure 3 shows another embodiment, this embodiment is one other production lines P 2 for the production line P 1, P 3 that production line P 1 a pipe line which branches a, each P 2, P 3 Washing water is circulated through the water. An opening /
この実施例は、例えば、製造ラインP1を使用する場合には、製造ラインP2、P3の開閉弁6が閉じられており、その洗浄時、その製造ラインP2、P3への分岐部の超音波振動子12を作動させる。これにより、その分岐部内の滞留物には、上記と同様に、キャビテーション、直進流及び媒体の加速度増加等が生じ、そのキャビテーション等の作用により、その物は管内壁から剥がれ流動し易くなるとともに、そのもの自体の流動性が増し、全体としての流動性はすこぶる高まる。このため、インゼクタ作用もスムースになされてその分岐部内部の洗浄が円滑になされる。製造ラインP2、P3の場合も同様である。
In this embodiment, for example, when the production line P 1 is used, the on-off
これらの実施例において、超音波振動の周波数を変化させること(超音波振動の強弱)による洗浄度合も評価することができる。このとき、洗浄水等の流通速度・温度も変化させることができる。 In these embodiments, the degree of cleaning by changing the frequency of ultrasonic vibration (the intensity of ultrasonic vibration) can also be evaluated. At this time, the flow rate and temperature of washing water and the like can also be changed.
また、これらの実施例は、実験装置の場合であったが、実際の製造ラインP11、P2、P3の分岐部(ドレン配管10)の洗浄効率を上げるには、その分岐管(配管10)に超音波振動子12を組み込んで、製造ラインP1、P2、P3の洗浄の際にはその分岐配管10に超音波振動を与えてインゼクタ作用を向上させる。この構成により、そのラインの分岐部の洗浄度合の評価及び洗浄を行うことができる。また、最適な洗浄水流通速度・温度も得ることができる。
These examples was the case of the experimental apparatus, in order to increase the cleaning efficiency of the actual production line P 1 1, the branch portion of the P 2, P 3 (the drain pipe 10), the branch pipes ( The
なお、各実施例では食品の製造ラインの場合であったが、各種の化学プラント、例えば、薬品製造ライン、化学品製造ライン、石油化学プロセス等においても、この発明を採用できることは勿論である。 In each embodiment, the food production line is used. However, the present invention can be applied to various chemical plants such as a chemical production line, a chemical production line, and a petrochemical process.
1 温水タンク
2 洗浄水タンク
3 ポンプ
6 開閉弁
10 分岐管(配管)
12 超音波振動子
P1、P2、P3 製造ライン
P2 分岐管
1
12 Ultrasonic vibrators P 1 , P 2 , P 3 production line P2 Branch pipe
Claims (6)
上記分岐配管10に超音波振動子12を付設し、洗浄時にその超音波振動子12を作動させるようにしたことを特徴とする流動物流通配管ラインの洗浄装置。 An apparatus for cleaning the inside of the piping line P 1 by flowing cleaning water through the fluid distribution piping line P 1 having the branch pipe 10 with one end of the branch pipe 10 closed.
An apparatus for cleaning a fluid distribution pipe line, wherein an ultrasonic vibrator 12 is attached to the branch pipe 10 and the ultrasonic vibrator 12 is operated during cleaning.
上記各配管ラインP1、P2、P3の分岐部後段に開閉弁6を介設し、その開閉弁6と分岐部の間の配管10に超音波振動子12を付設し、その超音波振動子12は上記洗浄水の流通時に作動させるようにしたことを特徴とする流動物流通配管ラインの洗浄装置。 The wash water is circulated one another in fluids circulation pipe line P 1 of the fluidized product flow pipe line P 2, pipe line which is branched to P 3 that fluids circulation pipe line P 1, P 2, each P 3 An apparatus for cleaning,
An on-off valve 6 is provided downstream of the branch portions of the above-described piping lines P 1 , P 2 , P 3 , and an ultrasonic vibrator 12 is attached to the pipe 10 between the on-off valve 6 and the branch portion. The vibrator 12 is operated at the time of the circulation of the cleaning water, and is a cleaning device for a fluid distribution pipe line.
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