JP2007162975A - Food machine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、被処理物が収容された処理槽内を減圧する工程を実行可能に構成され、処理槽から吸引された蒸気を凝縮する熱交換器を備える食品機械に関するものである。 The present invention relates to a food machine including a heat exchanger configured to be capable of executing a step of reducing the pressure inside a processing tank in which an object to be processed is stored, and condensing steam sucked from the processing tank.
真空冷却装置、真空調理装置などの食品機械は、被処理物を収容した処理槽を減圧することにより飽和蒸気温度を低下させ、これにより被処理物の水分を蒸発させる際の気化潜熱を利用して被処理物を冷却する工程を行う。このような食品機械においては、減圧の効率を高めるため、被処理物より発生した蒸気を熱交換器により凝縮させてから真空ポンプなどの減圧装置により減圧作業を行っている。この場合、蒸気を凝縮させるために熱交換器に供給する冷却用水を大量に要していた。 Food machines such as vacuum cooling devices and vacuum cooking devices use the latent heat of vaporization when evaporating the moisture of the object to be processed by reducing the saturated steam temperature by reducing the pressure of the processing tank containing the object to be processed. And a step of cooling the object to be processed. In such a food machine, in order to increase the efficiency of decompression, the steam generated from the object to be processed is condensed by a heat exchanger and then decompressed by a decompression device such as a vacuum pump. In this case, a large amount of cooling water supplied to the heat exchanger is required to condense the steam.
そこで、下記特許文献1においては、真空冷却装置における熱交換器に供給する冷却用水の削減方法が提案されている。特許文献1に記載の方法は、被処理物たる食品を冷却する場合において、通常、食品を収容する処理槽の減圧開始直後は食品からほとんど蒸気が発生せず、減圧が進行し飽和蒸気温度が食品温度以下となった時点から蒸気の発生量が急激に増加する点に着目し、真空冷却装置の運転開始からの経過時間をタイマー装置によって計測し、所定時間(たとえば、1分間)が経過するまでは熱交換器への冷却用水の供給を一切行わず、前記所定時間経過後に冷却用水の供給を開始することで冷却用水の削減を図ろうとするものである。
Therefore, in the following
しかしながら、被処理物たる食品を冷却する工程においては、時間の経過により被処理物から発生する蒸気の量や温度が大きく変動するため、その蒸気の凝縮に必要となる冷却用水の量も大きく変化する。それにもかかわらず、前記特許文献1に記載の方法では、真空冷却装置の運転開始から所定時間経過後に冷却用水制御弁を開くという制御のみを行うものであり、冷却用水制御弁が開かれた後は常に一定量の冷却用水が供給され続けることになる。そのため、特許文献1に記載の方法では、冷却用水の供給量を冷却工程において冷却用水が最も必要とされる期間の量に設定した場合、冷却の効率性は確保されるもののその他の期間においては冷却用水の供給量が過大となり、節水効果が期待できなくなってしまう。一方、節水を重視して、冷却用水の供給量を冷却工程において最も必要とされる量よりも低めに設定した場合、冷却の効率性を損なう結果、冷却に要する時間が長くなってしまう。
However, in the process of cooling the food that is the object to be processed, the amount and temperature of the steam generated from the object to be processed fluctuate over time, so the amount of cooling water required to condense the steam also changes greatly. To do. Nevertheless, in the method described in
さらに、特許文献1に記載の方法では、被処理物の種類や量の差異による蒸気発生量の変化、および季節や気候の差異などによる冷却用水の温度変化などに対応することができず、常に一定量の冷却用水を供給することになる。
Furthermore, the method described in
また、真空解凍装置においては、解凍前または解凍中の処理槽内の空気排除工程において、蒸気を供給しながら減圧したり、熱交換器の上流側に設けた蒸気エゼクタを作動させて減圧したりすることが行われる。このため真空冷却装置と同様に蒸気を凝縮させるための熱交換器が必要となる。この真空解凍装置に対して、特許文献1に記載の方法を適用すると、給水温度が低い場合においても一定量の冷却用水を流すことになり、冷却用水の供給量が過大となり、節水効果が期待できなくなる。一方、節水を重視して冷却用水の供給量を低めに設定すると、減圧効率を損なう結果、減圧に要する時間が長くなってしまう。
この発明が解決しようとする課題は、冷却用水の温度変化に対応して熱交換器への冷却用水の供給量を制御することにより、冷却用水の使用量を削減し、さらに減圧の効率性を高めて減圧時間の短縮を実現することにある。また、真空冷却においては、冷却工程における負荷の変動、被処理物の種類や量の変化に対応して熱交換器への冷却用水の供給量を制御することにより、冷却用水の使用量を削減し、さらに冷却の効率性を高めて冷却時間の短縮を実現することにある。 The problem to be solved by the present invention is to control the amount of cooling water supplied to the heat exchanger in response to changes in the temperature of the cooling water, thereby reducing the amount of cooling water used and further reducing the efficiency of decompression. This is to increase the pressure reduction time. In vacuum cooling, the amount of cooling water used can be reduced by controlling the amount of cooling water supplied to the heat exchanger in response to fluctuations in the load in the cooling process and changes in the type and amount of workpieces. In addition, the cooling efficiency is further improved to shorten the cooling time.
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、被処理物が収容される処理槽と、減圧配管を介して前記処理槽内の減圧を行う減圧手段と、減圧配管内を流れる蒸気を冷却する熱交換器と、前記熱交換器の冷却用水の流路に設けられ、前記熱交換器内または前記熱交換器を通過した冷却用水の温度が高くなるにしたがって冷却用水の流量を増加させ、前記温度が低くなるにしたがって冷却用水の流量を減少させるように、前記温度に対応して開度を調整する温調弁とを備えることを特徴とする食品機械である。
This invention was made in order to solve the said subject, The invention of
請求項1に記載の発明によれば、減圧工程における負荷の変動、被処理物の種類および量の変化、および冷却用水の温度変化に対応することにより、熱交換器に供給する冷却用水を削減し、減圧の効率性を高め減圧時間の短縮を実現できる。 According to the first aspect of the present invention, the amount of cooling water supplied to the heat exchanger can be reduced by responding to load fluctuations in the decompression process, changes in the type and amount of the object to be processed, and changes in the temperature of the cooling water. Thus, the efficiency of decompression can be increased and the decompression time can be shortened.
請求項2に記載の発明は、被処理物が収容される処理槽と、前記処理槽と減圧配管を介して接続されて前記処理槽内の減圧を行う手段であって、蒸気エゼクタからなる第一減圧手段と蒸気エゼクタ以外の減圧装置からなる第二減圧手段のうちの両者もしくは前記第二減圧手段のみと、前記処理槽または前記第一減圧手段と前記第二減圧手段との間に設けられ、前記減圧配管内の蒸気を冷却する熱交換器と、前記熱交換器の冷却用水の流路に設けられ、前記熱交換器内または前記熱交換器を通過した冷却用水の温度が高くなるにしたがって冷却用水の流量を増加させ、前記温度が低くなるにしたがって冷却用水の流量を減少させるように、前記温度に対応して開度を調整する温調弁とを備えることを特徴とする食品機械である。
The invention described in
請求項2に記載の発明によれば、減圧工程における負荷の変動、被処理物の種類および量の変化、および冷却用水の温度変化に対応することにより、熱交換器に供給する冷却用水を削減し、減圧の効率性を高め減圧時間の短縮を実現できる。 According to the second aspect of the present invention, the amount of cooling water supplied to the heat exchanger is reduced by responding to load fluctuations in the decompression process, changes in the type and amount of the object to be processed, and changes in the temperature of the cooling water. Thus, the efficiency of decompression can be increased and the decompression time can be shortened.
請求項3に記載の発明は、被処理物が収容される処理槽と、前記処理槽と減圧配管を介して接続される蒸気エゼクタと、前記処理槽と前記減圧配管を介して蒸気エゼクタの出口側に接続される水封式真空ポンプと、前記蒸気エゼクタと前記水封式真空ポンプとの間に設けられ、減圧配管内の蒸気を冷却する熱交換器と、前記熱交換器の冷却用水出口側に設けられ、前記熱交換器を通過した冷却用水の温度が高くなるにしたがって冷却用水の排水量を増加させ、前記温度が低くなるにしたがって冷却用水の排水量を減少させるように、前記温度に対応して開度を調整する温調弁とを備えることを特徴とする食品機械である。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a processing tank in which an object to be processed is accommodated, a steam ejector connected to the processing tank via a decompression pipe, and an outlet of the steam ejector via the processing tank and the decompression pipe. A water-sealed vacuum pump connected to the side, a heat exchanger provided between the steam ejector and the water-sealed vacuum pump, for cooling the steam in the decompression pipe, and a cooling water outlet for the heat exchanger The amount of cooling water discharged is increased as the temperature of the cooling water passing through the heat exchanger increases, and the amount of cooling water discharged is decreased as the temperature decreases. And a temperature control valve for adjusting the opening degree.
請求項3に記載の発明によれば、熱交換器に供給する冷却用水の削減し、減圧の効率性を高め減圧時間の短縮を図るとともに、効率的な減圧作業が可能となる。 According to the third aspect of the present invention, it is possible to reduce the cooling water supplied to the heat exchanger, increase the efficiency of decompression, shorten the decompression time, and enable efficient decompression work.
さらに、請求項4に記載の発明は、前記温調弁は、前記熱交換器を通過した冷却用水の流路に位置し、この冷却用水の温度に対応して膨張および収縮する物質が封入された感温部と、前記感温部に設けられ、前記感温部に封入された物質が冷却用水の温度に対応して膨張または収縮することにより移動して冷却用水の流路面積を調整する調量部とを備え、前記調量部は、最閉位置においても所定量の冷却用水の通過を許容することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の食品機械である。
Further, in the invention according to
請求項4に記載の発明によれば、さらに冷却用水の流量について温度センサを使用した電気的制御が不要となるため、故障が少なく低コストな食品機械を実現できる。 According to the fourth aspect of the present invention, since it is not necessary to electrically control the flow rate of cooling water using a temperature sensor, it is possible to realize a food machine with few failures and low costs.
この発明によれば、冷却工程における負荷の変動、被処理物の種類や量の変化、および冷却用水の温度変化に対応して熱交換器への冷却用水の供給量を制御することにより、冷却用水の使用量を削減し、さらに減圧の効率性を高めて減圧時間の短縮を実現することができる。 According to the present invention, by controlling the amount of cooling water supplied to the heat exchanger in response to fluctuations in the load in the cooling process, changes in the type and amount of the object to be processed, and changes in the temperature of the cooling water, The amount of water used can be reduced, and the decompression time can be shortened by increasing the efficiency of decompression.
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この発明は、真空冷却装置、真空調理装置、真空解凍装置などの食品機械に関する。もっとも、この発明は、被処理物が収容された処理槽内を減圧する工程を実行可能に構成され、処理槽から吸引された蒸気、および/または蒸気エゼクタからの蒸気を冷却、凝縮する熱交換器を備える食品機械であれば、その種類を問わず適用できる。また、真空冷却装置における被処理物としては、典型的には汁物、揚物、米飯などの加熱調理された食品が挙げられるが、特にその種類は限定されない。 Next, an embodiment of the present invention will be described. The present invention relates to a food machine such as a vacuum cooling device, a vacuum cooking device, and a vacuum thawing device. However, the present invention is configured to execute a step of reducing the pressure in the processing tank in which the object to be processed is stored, and heat exchange for cooling and condensing the steam sucked from the processing tank and / or the steam from the steam ejector. Any food machine equipped with a bowl can be used regardless of the type. Moreover, typically as a to-be-processed object in a vacuum cooling device, food cooked by cooking, such as soup, fried food, and cooked rice, is mentioned, but the kind in particular is not limited.
本実施形態の食品機械は、被処理物が収容される処理槽と、減圧配管を介して処理槽内を減圧する減圧手段と、前記減圧配管内を流れる蒸気を冷却する熱交換器と、前記熱交換器の冷却用水の流路に設けられ、前記熱交換器内または前記熱交換器を通過した冷却用水の温度が高くなるにしたがって冷却用水の流量を増加させ、前記温度が低くなるにしたがって冷却用水の流量を減少させるように、前記温度に対応して開度を調整する温調弁とを備える真空冷却装置である。 The food machine according to the present embodiment includes a processing tank in which an object to be processed is stored, a decompression unit that decompresses the inside of the processing tank via a decompression pipe, a heat exchanger that cools steam flowing in the decompression pipe, It is provided in the cooling water flow path of the heat exchanger, and increases the flow rate of the cooling water as the temperature of the cooling water passing through the heat exchanger or through the heat exchanger increases, and as the temperature decreases. It is a vacuum cooling device provided with the temperature control valve which adjusts an opening degree corresponding to the said temperature so that the flow volume of cooling water may be decreased.
前記処理槽は、被処理物を収容して密閉可能な中空容器であり、形状および被処理物を出し入れするための開口位置は特に限定されない。本実施形態の処理槽は、扉により開閉可能な中空ボックス状である。 The said processing tank is a hollow container which accommodates to-be-processed object and can be sealed, and the opening position for taking in / out a to-be-processed object is not specifically limited. The treatment tank of the present embodiment has a hollow box shape that can be opened and closed by a door.
前記減圧手段は、処理槽内の空気を外部へ吸引排気することで、処理槽内を減圧する手段である。この減圧手段としては、真空ポンプ、エゼクタなどが挙げられるが、その種類は限定されない。また、この減圧手段は、1の減圧装置で構成してもよいし、複数もしくは複数種の減圧装置を組み合わせて構成してもよい。好ましくは、この減圧手段として、処理槽と減圧配管を介して接続される蒸気エゼクタからなる第一減圧手段と、蒸気エゼクタの出口側に接続される水封式真空ポンプからなる第二減圧手段とを組み合わせることができる。 The decompression means is means for decompressing the inside of the processing tank by sucking and exhausting the air in the processing tank to the outside. Examples of the pressure reducing means include a vacuum pump and an ejector, but the kind thereof is not limited. Moreover, this decompression means may be constituted by one decompression device, or may be constructed by combining a plurality of or a plurality of types of decompression devices. Preferably, as the decompression means, a first decompression means comprising a steam ejector connected to the treatment tank via a decompression pipe, and a second decompression means comprising a water ring vacuum pump connected to the outlet side of the steam ejector. Can be combined.
前記熱交換器は、処理槽から排出され減圧手段へと流れる蒸気を冷却し凝縮させる。前記熱交換器はコイルなどの熱交換手段を備え、冷却用水供給配管に接続されて冷却用水が供給される。前記減圧手段が、処理槽と減圧配管を介して接続される蒸気エゼクタと、減圧配管を介して蒸気エゼクタの出口側に接続される水封式真空ポンプとで構成されている場合、熱交換器は蒸気エゼクタと水封式真空ポンプとの間に設けるのが好ましい。また、前記冷却用水として常温水を使用することもできるし、冷却用水供給配管の上流側に接続される給水手段としてチラーを設け、チラーにより冷却された冷水を使用することもできる。 The heat exchanger cools and condenses the steam discharged from the treatment tank and flowing to the decompression means. The heat exchanger includes heat exchange means such as a coil, and is connected to a cooling water supply pipe to be supplied with cooling water. When the pressure reducing means is composed of a steam ejector connected to the treatment tank via a pressure reducing pipe and a water-sealed vacuum pump connected to the outlet side of the steam ejector via the pressure reducing pipe, a heat exchanger Is preferably provided between the steam ejector and the water ring vacuum pump. Moreover, normal temperature water can be used as the cooling water, or a chiller can be provided as a water supply means connected to the upstream side of the cooling water supply pipe, and the cold water cooled by the chiller can be used.
前記温調弁は、熱交換器の冷却用水の流路に設けられ、熱交換器内または熱交換器を通過した冷却用水の温度が高くなるにしたがって冷却用水の流量を増加させ、前記温度が低くなるにしたがって冷却用水の流量を減少させるように、前記温度に対応して開度を調整する。前記温調弁は、その開度を最大とした場合に得られる冷却用水の最大流量が減圧工程,すなわち冷却工程において最も必要とされる冷却用水の量を供給できるように構成するのが好ましい。これにより、減圧,すなわち冷却の効率性をより向上させることができ、減圧時間,すなわち冷却時間の短縮を実現できる。また、この温調弁は、前記温度に対応して流量を調整できるものであればその構成は特に限定されない。例えば、熱交換器内もしくは熱交換器の下流側に温度センサを設け、この温度センサにより冷却用水の温度を検出し、この検出された温度に基づいて温調弁の開度を調整するように構成してもよい。このとき、温調弁は熱交換器の上流側である冷却用水供給配管上に配置してもよいし、下流側の冷却用水排水配管上に配置してもよい。 The temperature control valve is provided in the cooling water flow path of the heat exchanger, and increases the flow rate of the cooling water as the temperature of the cooling water passing through the heat exchanger or passing through the heat exchanger increases. The opening degree is adjusted corresponding to the temperature so as to decrease the flow rate of the cooling water as the temperature decreases. It is preferable that the temperature control valve is configured such that the maximum flow rate of cooling water obtained when the opening degree is maximized can supply the most required amount of cooling water in the decompression step, that is, the cooling step. Thereby, the pressure reduction, that is, the cooling efficiency can be further improved, and the pressure reduction time, that is, the cooling time can be shortened. Moreover, the structure of this temperature control valve will not be specifically limited if the flow volume can be adjusted according to the said temperature. For example, a temperature sensor is provided in the heat exchanger or downstream of the heat exchanger, the temperature of the cooling water is detected by the temperature sensor, and the opening degree of the temperature control valve is adjusted based on the detected temperature. It may be configured. At this time, the temperature control valve may be arranged on the cooling water supply pipe on the upstream side of the heat exchanger, or may be arranged on the cooling water drain pipe on the downstream side.
好ましくは、前記温調弁を、熱交換器を通過した冷却用水の流路に位置し、冷却用水の温度に対応して膨張および収縮する物質が封入された感温部と、感温部に設けられ感温部に封入された物質が冷却用水の温度に対応して膨張または収縮することにより移動して冷却用水の流路面積を調整する調量部とを備える弁装置であって、前記調量部が、最閉位置においても所定量の冷却用水の通過を許容するように構成されたものとすることができる。かかる構成よりなる温調弁は、熱交換器の下流側に設けられる。前記感温部に封入された前記物質としては、典型的にはワックスが挙げられるが、感温部に設けられた調量部を移動させて冷却用水の流路面積を調節できる程度に熱膨張率が大きく、かつ前記冷却用水の温度が低下した場合にその温度に対応して収縮する可逆的な性質をもつものであればその種類は限定されない。また、本実施形態の調量部は、冷却用水が通過可能な通水孔を設け、最閉位置においても通水孔が完全に閉鎖されないようにすることにより所定量の冷却用水の通過を許容するようにしているが、この構成に限定されるものではなく、最閉位置においても所定量の冷却用水の通過を許容しうるものであればよい。また、前記調量部は、感温部と一体成形することにより設けてもよいし、別部材を連結して設けてもよい。ところで、前記調量部が最閉位置においても冷却用水の通過を許容しているのは、熱交換器を通過した冷却用水の温度を感温部において遅滞なく感知するためであり、その量は適宜変更することができる。 Preferably, the temperature control valve is positioned in a flow path of the cooling water that has passed through the heat exchanger, and a temperature sensing part in which a substance that expands and contracts according to the temperature of the cooling water is enclosed, and the temperature sensing part A metering unit that adjusts the flow passage area of the cooling water by moving or expanding and contracting the substance enclosed in the temperature sensing unit corresponding to the temperature of the cooling water, The metering unit may be configured to allow passage of a predetermined amount of cooling water even in the most closed position. The temperature control valve having such a configuration is provided on the downstream side of the heat exchanger. The substance enclosed in the temperature sensing part typically includes wax, but the thermal expansion to such an extent that the flow area of the cooling water can be adjusted by moving the metering part provided in the temperature sensing part. The type is not limited as long as it has a reversible property that shrinks in accordance with the temperature when the temperature is high and the temperature of the cooling water decreases. In addition, the metering unit of the present embodiment has a water passage hole through which cooling water can pass, and allows passage of a predetermined amount of cooling water by preventing the water passage hole from being completely closed even in the most closed position. However, the present invention is not limited to this configuration, and any structure that allows passage of a predetermined amount of cooling water even at the most closed position may be used. Further, the metering part may be provided by being integrally formed with the temperature sensing part, or may be provided by connecting another member. By the way, the reason that the metering unit allows the cooling water to pass even in the closed position is to detect the temperature of the cooling water that has passed through the heat exchanger without delay in the temperature sensing unit, and the amount is It can be changed as appropriate.
この発明の実施の形態は、前記の真空冷却装置に限定されるものではなく、真空解凍装置の実施の形態を含む。この真空解凍装置は、処理槽内を低圧に保持して蒸気を供給し、被処理物(被解凍物)を解凍する装置である。真空解凍装置における解凍前の処理槽内の空気排除工程や解凍工程では、蒸気を供給しながら減圧したり、熱交換器の上流側に設けた蒸気エゼクタを作動させて減圧したりすることが行われる。 The embodiment of the present invention is not limited to the vacuum cooling device described above, but includes an embodiment of a vacuum thawing device. This vacuum thawing apparatus is an apparatus that keeps the inside of a processing tank at a low pressure, supplies steam, and defrosts an object to be processed (an object to be thawed). In the air evacuation process and the thawing process in the treatment tank before thawing in the vacuum thawing apparatus, the pressure is reduced while supplying steam, or the pressure is reduced by operating the steam ejector provided on the upstream side of the heat exchanger. Is called.
そして、この真空解凍装置は、前記真空冷却装置と同様な構成とすることができる。具体的には、被処理物が収容される処理槽と、減圧配管を介して処理槽内を減圧する減圧手段と、前記減圧配管内を流れる蒸気を冷却する熱交換器と、前記熱交換器の冷却用水の流路に設けられ、前記熱交換器内または前記熱交換器を通過した冷却用水の温度が高くなるにしたがって冷却用水の流量を増加させ、前記温度が低くなるにしたがって冷却用水の流量を減少させるように、前記温度に対応して開度を調整する温調弁とを備える。 The vacuum thawing device can have the same configuration as the vacuum cooling device. Specifically, a processing tank in which an object to be processed is accommodated, a decompression unit that decompresses the inside of the treatment tank via a decompression pipe, a heat exchanger that cools steam flowing in the decompression pipe, and the heat exchanger The flow rate of the cooling water is increased as the temperature of the cooling water in the heat exchanger or passed through the heat exchanger increases, and the cooling water is decreased as the temperature decreases. And a temperature control valve that adjusts the opening according to the temperature so as to reduce the flow rate.
この真空解凍装置において、真空冷却装置と異なるのは、真空冷却工程の代わりに、減圧手段を作動させて処理槽内を減圧して空気や蒸気を排出する空気排除工程と、この工程後に減圧手段を作動させて処理槽内を大気圧以下の低圧に保持して蒸気を供給し、被処理物を低圧蒸気により解凍する解凍工程を行う点である。この真空解凍装置の各構成要素について、前記真空冷却装置と同様な構成を採用することができる。 In this vacuum thawing device, the difference from the vacuum cooling device is that, instead of the vacuum cooling step, the pressure reducing means is operated to depressurize the inside of the processing tank to discharge air and vapor, and after this step, the pressure reducing means Is operated to supply a vapor while keeping the inside of the treatment tank at a low pressure below atmospheric pressure, and to perform a thawing step of thawing the object to be treated with the low-pressure vapor. About each component of this vacuum thawing apparatus, the structure similar to the said vacuum cooling apparatus is employable.
この真空解凍装置の実施の形態によれば、給水温度が低い場合は、冷却用水の供給量を低減することができ、かつ減圧効率を向上させ、減圧に要する時間を短縮することができる。 According to the embodiment of this vacuum thawing device, when the feed water temperature is low, the supply amount of cooling water can be reduced, the decompression efficiency can be improved, and the time required for decompression can be shortened.
以下、この発明を真空冷却装置に適用した具体的実施例を図面に基づいて説明する。図1は実施例1の真空冷却装置の概略構成図、図2は調量部が最閉位置にあるときの温調弁を示す図であり、図3は熱交換器を通過した冷却用水の温度が上昇したときの温調弁を示す図であり、図4は実施例1の真空冷却装置における処理槽内の圧力、熱交換器入口側における冷却用水の温度、熱交換器出口側における冷却用水の温度、および冷却用水の流量変化の概略を示す図である。 Hereinafter, specific embodiments in which the present invention is applied to a vacuum cooling apparatus will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the vacuum cooling device of Example 1, FIG. 2 is a diagram showing a temperature control valve when the metering unit is in the most closed position, and FIG. 3 is a diagram of cooling water that has passed through the heat exchanger. FIG. 4 is a diagram illustrating a temperature control valve when the temperature rises, and FIG. 4 illustrates the pressure in the treatment tank, the temperature of cooling water on the heat exchanger inlet side, and the cooling on the heat exchanger outlet side in the vacuum cooling apparatus of Example 1. It is a figure which shows the outline of the temperature of water, and the flow volume change of cooling water.
本実施例の真空冷却装置1は、図1に示すように、被処理物たる食品が収容される処理槽2と、処理槽2内を減圧する蒸気エゼクタ3および真空ポンプ4からなる減圧手段5と、蒸気を冷却する熱交換器6と、熱交換器6に供給される冷却用水の流量を調整する温調弁7と、外気を導入して減圧された処理槽2内を復圧する復圧手段8とを備える。前記減圧手段5および復圧手段8の動作は、制御部9からの制御信号に基づき制御されている。
As shown in FIG. 1, the
処理槽2は、密閉する扉(不図示)により開閉可能な中空ボックス状であり、内部に被処理物たる食品が収容される。処理槽2には、処理槽2内の空気を外部に真空引きして処理槽2内を減圧する減圧手段5が、減圧配管10を介して接続されている。また、処理槽2には、除菌フィルター11を介して外気と連通可能とされた外気導入配管12と、外気導入配管12の中途に設けられた復圧制御弁13とを備え、処理槽2内を大気圧まで復圧する復圧手段8が接続されている。
The
本実施例では、前記減圧手段5は、第一減圧手段としての蒸気エゼクタ3と第二減圧手段としての真空ポンプ4とで構成される。蒸気エゼクタ3においては、蒸気入口14は給蒸配管15を介してボイラ(不図示)と接続され、吸入口16は減圧配管10を介して処理槽2と接続され、出口17は減圧配管10を介して真空ポンプ4と接続されている。
In this embodiment, the decompression means 5 is composed of a
前記給蒸配管15の中途には、給蒸制御弁18が設けられている。この給蒸制御弁18は、電磁弁のような開閉を切り替えるだけのものでもよいが、比例制御弁またはモータバルブなどのように開度調整が可能なものを用いることができる。給蒸制御弁18が開度調整可能な場合には、蒸気エゼクタ3の蒸気入口14への蒸気供給の有無だけでなく、その蒸気供給量を変更して減圧能力を調整することができる。
A steam
真空ポンプ4としては、本実施例では水封式真空ポンプが用いられる。この真空ポンプ4の封水は、冷却用水供給配管19の中途で分岐する封水供給配管20を介して供給され、真空ポンプ4の排水は、封水排水配管21を介して排水口(不図示)へ排出される。
As the
そして、蒸気エゼクタ3と真空ポンプ4との間の減圧配管10には、熱交換器6と逆止弁22が設けられている。前記熱交換器6は内部に熱交換手段としてコイル23を備える。このコイル23へは冷却用水供給配管19を介して冷却用水が供給され、コイル23の内部を冷却用水が通過することにより、減圧配管10を介して熱交換器6に流入した蒸気が冷却、凝縮される。また、熱交換器6を通過した冷却用水は、熱交換器6内部のコイル23に接続された冷却用水排水配管24を介して排水口(不図示)へ排出される。本実施例では、冷却用水として井戸や上水道から得られる常温水を使用している。
The
このように、熱交換器6を蒸気エゼクタ3と真空ポンプ4との間に設けることにより、真空ポンプ4を作動させつつ蒸気エゼクタ3の蒸気入口14から出口17へ向けて蒸気を噴射させ、被処理物から発生した蒸気と蒸気エゼクタ3に供給された蒸気とが混合してなる混合流体が熱交換器6により冷却、凝縮される。このように、蒸気エゼクタ3と真空ポンプ4とにより、処理槽2内の空気を外部へ吸入排出するため、処理槽2内を効果的に減圧することができる。
Thus, by providing the heat exchanger 6 between the
また、前記冷却用水排水配管24の中途には、熱交換器6を通過した冷却用水の温度に対応して開度を調整する温調弁7が設けられている。前記温調弁7は、図2および図3に示すように、感温部25と、感温部25に連結された調量部26と、感温部25の基端側に連結され感温部25を先端方向へ付勢するコイルバネ27が弁箱28に収納されて構成される。
A
前記弁箱28には、弁箱28上面側が開口し、バネ27、感温部25、および調量部26を収納する縦穴29が形成されている。前記縦穴29の開口は、バネ27、感温部25、および調量部26を収納してOリング30を介して蓋31で閉じられる。前記蓋31は、前記バネ27の一端と当接している。また、弁箱28には、前記縦穴29と略垂直に繋がる冷却用水の入口32と出口33が形成されている。弁箱28の入口32は冷却用水排水配管24を介して熱交換器6の出口34に接続され、弁箱28の出口33は冷却用水排水配管24を介して排水口(不図示)へ接続されている。この入口32と出口33とは段違いに形成されており、入口32は感温部25と略同じ高さ位置に、出口33は弁箱28の底部35と略同じ高さ位置になるように設けられている。そして、弁箱28の底部35には棒状の固定軸36が略垂直上方に突出して設けられている。
In the
前記感温部25は、基端側にフランジ状の止水部37が形成され、先端側に調量部26が連結される。感温部25の内部には、温度が高くなるにしたがって膨張し、温度が低くなるにしたがって収縮するワックスが封入されている。そして、感温部25の内部にはピン38が備えられている。このピン38は、ワックスが熱せられて膨張すると、感温部25の先端方向に突出するように構成されている。また、感温部25の先端側には、弁箱28の底部35に設けられた固定軸36を挿通する挿通孔39が軸方向に沿って開けられており、固定軸36の先端は、挿通孔39内部で感温部25のピン38の先端と当接している。
The
前記調量部26は、弁箱28の縦穴29と適合する横断面形状に形成されており、弁箱28の縦穴29の周側面との接触面において止水されている。そして、調量部26には、弁箱28の入口32から流入した冷却用水が通過して出口33から流出することを許容する通水孔40が開けられている。
The
ここで、本実施例の温調弁7の動作について説明する。熱交換器6を通過した冷却用水は、弁箱28の入口32から弁箱28の内部へ流入する。このとき、感温部25の基端側は止水部37によって止水されているため、弁箱28の内部へ流入した冷却用水は流れの方向を感温部25の先端側へと変更し、調量部26の通水孔40を通過して弁箱28の出口33へと流れる。このように構成することにより、感温部25は熱交換器6を通過した冷却用水の流路に位置するため、冷却用水の温度を確実に感知することができる。
Here, the operation of the
本実施例においては冷却用水として常温水を使用しているため、弁箱28内部へ流入した冷却用水が常温付近にあるときは、調量部26は最閉位置に位置するように構成されている。つまり、図2に示されるように、感温部25に封入されたワックスは収縮しているために感温部25のピン38は突出せず、感温部25はその基端側に連結されたバネ27により先端方向へ付勢されているため、感温部25の先端側に連結された調量部26は、冷却用水の流量を最小とする最閉位置に位置することになる。もっとも、調量部26が最閉位置にあるときでも、調量部26と弁箱28の底部35との間には隙間Xがわずかに生じるように構成されており、真空冷却装置1の運転中は常に所定量の冷却用水の通過が許容される。
In the present embodiment, room temperature water is used as cooling water, so that when the cooling water flowing into the
弁箱28の内部へ流入する冷却用水の温度が上昇すると、その温度に対応して感温部25に封入されたワックスは膨張し、図3に示されるように感温部25のピン38が感温部25の先端方向へ突出してくる。そのため、ピン38の先端は感温部25の先端に形成された挿通孔39の内部で当接している弁箱28の底部35に設けられた固定軸36の先端を押し、その反作用で感温部25が底部35から離れる方向へ移動する。そうすると、感温部25の先端に連結された調量部26も底部35から離れる方向へと移動し、調量部26と底部35との間の隙間Xが大きくなる。その結果、冷却用水の流量が増大する。このようにして、本実施例における温調弁7は熱交換器6を通過した冷却用水の温度変化に対応して、熱交換器6に供給される冷却用水の流量を調整する。ところで、本実施例の温調弁7は図2、図3にあらわされたように縦穴29の開口を上に向けた状態だけでなく、その他の方向、たとえば側方や下方に向けた状態においても使用できる。
When the temperature of the cooling water flowing into the inside of the
次に、本実施例の真空冷却装置1の運転に伴う冷却用水の温度変化などと対応させて、前記温調弁7の動作を説明する。図4は、本実施例の真空冷却装置の冷却工程における冷却用水の流量変化などの概略をあらわした図であり、点線は処理槽内の圧力(庫内圧力)、一点鎖線は熱交換器入口における冷却用水の温度(熱交入口温度)、実線は熱交換器を通過した冷却用水の温度(熱交出口温度)、二点鎖線は冷却用水の流量(流量)を示している。
Next, the operation of the
本実施例の真空冷却装置1により被処理物たる食品を冷却する場合、まず、被処理物を処理槽2内に収納し、扉を閉めて密閉してから、制御部9は真空ポンプ4を作動させて処理槽2内の減圧を開始する。併せて、給水手段(不図示)より熱交換器6および真空ポンプ4への給水が開始されるが、真空冷却装置1の運転開始直後は被処理物からはほとんど蒸気が発生しないため、図4に示すとおり、熱交出口温度はほとんど変化せず、熱交入口温度、すなわち常温に近い温度のままである。このとき、前記温調弁7における調量部26は最閉位置にあり、熱交換器6に供給される冷却用水は、温調弁7の感温部25にて温度を遅滞なく感知するために必要な流量に制限される。
When the food that is the object to be processed is cooled by the
そのまま処理槽2内を減圧していき、飽和蒸気温度が食品温度以下となり被処理物からの水分の蒸発が始まると、被処理物から急激に熱が奪われ始める。このとき、減圧配管10を介して熱交換器6へ流入する多量の蒸気が熱交換器6において冷却、凝縮されるため、熱交出口温度が急激に高くなる。この熱交出口温度に対応して温調弁7の感温部25に封入されたワックスが急激に膨張し、温調弁7の調量部26は弁箱28の底部35から離れる方向へ大きく移動する。これにより、熱交換器6に供給される冷却用水の流量は急激に増大し、その時点での蒸気の冷却に必要な量の冷却用水が熱交換器6に供給される。そのため、冷却の効率性が向上し、目標値までの冷却時間の短縮が図れる。
The inside of the
その後、処理槽2内の減圧が進行すると、被処理物から発生する蒸気の温度が低下していく。そうすると、常温水を冷却用水として使用する熱交換器6では蒸気の冷却、凝縮ができなくなり、常温水を封水として使用する真空ポンプ4のみでは処理槽2内の減圧ができなくなる。そこで、熱交換器6で蒸気を凝縮できなくなる少し手前の時点(図4の時点T1)において、制御部9は給蒸制御弁18を開く。これにより、ボイラ(不図示)から給蒸配管15を介して蒸気エゼクタ3へ蒸気が供給され、蒸気エゼクタ3が作動し始める。このように、真空ポンプ4の作動開始時点に対して蒸気エゼクタ3の作動開始時点を遅らせているのは、蒸気エゼクタ3を真空ポンプ4と同時に起動すると目標とする庫内圧力まで減圧する時間が長くなってしまうためである。本実施例においては、圧力センサ(不図示)により検出された庫内圧力が設定値に達したときに蒸気エゼクタ3の作動を開始するようにしているが、他の検出値に基づいて作動を開始させるようにすることもでき、真空冷却装置1の運転開始からの経過時間をタイマー装置にて計測し、設定時間経過後に作動を開始するようにすることもできる。
Thereafter, when the pressure reduction in the
蒸気エゼクタ3の作動開始後は、蒸気エゼクタ3に供給された蒸気と被処理物から蒸発した蒸気とが混じり合った混合流体となって熱交換器6へ流入することになる。この混合流体は、常温よりも高い温度に維持されており、蒸気を含む混合流体は熱交換器6で冷却、凝縮され、真空ポンプ4により排出される。このように、蒸気エゼクタ3の作動開始後は、蒸気エゼクタ3と真空ポンプ4とによって処理槽2内が効率的に減圧される。
After the start of the operation of the
また、蒸気エゼクタ3の作動開始後において熱交出口温度はほぼ一定となり、一旦冷却用水の流量を急激に増大させていた温調弁7は、その感温部25内のワックスが次第に熱交出口温度に対応する体積まで収縮していくことにより、冷却用水の流量を減少させていく。このように本実施例の真空冷却装置1は、温調弁7によって熱交換器6への冷却用水の供給量を調整しているので、冷却用水の削減が図れる。
In addition, the temperature of the heat exchanger outlet temperature after the operation of the
そして、被処理物の温度が目標値まで低下すると、制御部9は復圧制御弁13を開き、除菌フィルター11を通した外気を外気導入配管12を介して処理槽2内に導入し、処理槽2内を復圧する。併せて、給水手段による冷却用水および封水の供給を停止して、冷却工程を終了する。
And when the temperature of the to-be-processed object falls to the target value, the
次に、本発明の実施例2について図5に基づいて説明する。図5は実施例2の真空冷却装置1の概略構成図であり、実施例1と同一の部材については同一の符号を使用している。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the
本実施例においては、実施例1における温調弁7を、熱交換器6下流側の冷却用水排水配管24に設けられた温度センサ42と、熱交換器6の上流側の冷却用水供給配管19に設けられ、熱交換器6に供給される冷却用水の流量を調整する流量調整弁43とで構成することにより、代替している。
In the present embodiment, the
制御部9は、前記温度センサ42によって熱交換器6を通過した冷却用水の温度を検出し、その検出した温度に基づいて流量調整弁43の開度を調整する。つまり、温度センサ42により検出された冷却用水の温度が高くなると、その温度に対応して流量調整弁43は開度を大きくし、流量を増大させる。一方、温度センサ42により検出された冷却用水の温度が低くなると、その温度に対応して流量調整弁43は開度を小さくし、流量を減少させる。
The
前記温度センサ42は、熱交換器6内に設けてもよい。そして、前記流量調整弁43は熱交換器6の上流側の冷却用水供給配管19に設けたが、これを熱交換器6の下流側で、かつ温度センサ42の下流側の冷却用水排水配管24に設けてもよい。また、前記流量調整弁43は、冷却用水の流量を調整することのできるものであれば、その構成は問わない。
The
以上、この発明の実施例について説明したが、本発明は前記実施例の構成に限定されるものではなく、適宜変更可能である。例えば、温調弁7は前記実施例の構成に限定されるものではなく、他の構成のものでもよい。また、前記実施例では、熱交換器6の冷却用水として常温水を使用したが、給水手段としてチラーを設け、冷水を使用することもできる。さらに、前記実施例では第一減圧手段として蒸気エゼクタ3を使用しているが、省略することも可能である。さらにまた、前記実施例においては、蒸気エゼクタ3の作動開始時点を真空ポンプ4の作動開始時点から遅らせているが、両者を同時に作動させてもよい。さらに、本発明は、真空解凍装置にも適用可能である。
The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the configuration of the embodiment, and can be changed as appropriate. For example, the
1 真空制御装置
2 処理槽
3 蒸気エゼクタ
4 (水封式)真空ポンプ
6 熱交換器
7 温調弁
10 減圧配管
25 感温部
26 調量部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
減圧配管を介して前記処理槽内の減圧を行う減圧手段と、
減圧配管内を流れる蒸気を冷却する熱交換器と、
前記熱交換器の冷却用水の流路に設けられ、前記熱交換器内または前記熱交換器を通過した冷却用水の温度が高くなるにしたがって冷却用水の流量を増加させ、前記温度が低くなるにしたがって冷却用水の流量を減少させるように、前記温度に対応して開度を調整する温調弁と
を備えることを特徴とする食品機械。 A treatment tank in which an object to be treated is accommodated;
Pressure reducing means for reducing the pressure in the processing tank via a pressure reducing pipe;
A heat exchanger for cooling the steam flowing in the decompression pipe;
As the temperature of the cooling water provided in the cooling water flow path of the heat exchanger and passing through the heat exchanger or through the heat exchanger increases, the flow rate of the cooling water is increased and the temperature becomes lower. Therefore, a food machine comprising: a temperature control valve that adjusts an opening degree corresponding to the temperature so as to reduce a flow rate of cooling water.
前記処理槽と減圧配管を介して接続されて前記処理槽内の減圧を行う手段であって、蒸気エゼクタからなる第一減圧手段と蒸気エゼクタ以外の減圧装置からなる第二減圧手段のうちの両者もしくは前記第二減圧手段のみと、
前記処理槽または前記第一減圧手段と前記第二減圧手段との間に設けられ、前記減圧配管内の蒸気を冷却する熱交換器と、
前記熱交換器の冷却用水の流路に設けられ、前記熱交換器内または前記熱交換器を通過した冷却用水の温度が高くなるにしたがって冷却用水の流量を増加させ、前記温度が低くなるにしたがって冷却用水の流量を減少させるように、前記温度に対応して開度を調整する温調弁と
を備えることを特徴とする食品機械。 A treatment tank in which an object to be treated is accommodated;
A means for reducing the pressure in the treatment tank connected to the treatment tank via a decompression pipe, both of a first decompression means comprising a steam ejector and a second decompression means comprising a decompression device other than the steam ejector. Or only the second decompression means,
A heat exchanger that is provided between the treatment tank or the first decompression means and the second decompression means, and cools the steam in the decompression pipe;
As the temperature of the cooling water provided in the cooling water flow path of the heat exchanger and passing through the heat exchanger or through the heat exchanger increases, the flow rate of the cooling water is increased and the temperature becomes lower. Therefore, a food machine comprising: a temperature control valve that adjusts an opening degree corresponding to the temperature so as to reduce a flow rate of cooling water.
前記処理槽と減圧配管を介して接続される蒸気エゼクタと、
前記処理槽と前記減圧配管を介して蒸気エゼクタの出口側に接続される水封式真空ポンプと、
前記蒸気エゼクタと前記水封式真空ポンプとの間に設けられ、減圧配管内の蒸気を冷却する熱交換器と、
前記熱交換器の冷却用水出口側に設けられ、前記熱交換器を通過した冷却用水の温度が高くなるにしたがって冷却用水の排水量を増加させ、前記温度が低くなるにしたがって冷却用水の排水量を減少させるように、前記温度に対応して開度を調整する温調弁と
を備えることを特徴とする食品機械。 A treatment tank in which an object to be treated is accommodated;
A steam ejector connected to the treatment tank via a decompression pipe;
A water-sealed vacuum pump connected to the outlet side of the steam ejector via the treatment tank and the decompression pipe;
A heat exchanger provided between the steam ejector and the water ring vacuum pump for cooling the steam in the decompression pipe;
Provided on the cooling water outlet side of the heat exchanger, the cooling water drainage amount increases as the temperature of the cooling water passing through the heat exchanger increases, and the cooling water drainage amount decreases as the temperature decreases. A food control machine comprising: a temperature control valve that adjusts an opening degree corresponding to the temperature.
前記熱交換器を通過した冷却用水の流路に位置し、この冷却用水の温度に対応して膨張および収縮する物質が封入された感温部と、
前記感温部に設けられ、前記感温部に封入された物質が冷却用水の温度に対応して膨張または収縮することにより移動して冷却用水の流路面積を調整する調量部と
を備え、
前記調量部は、最閉位置においても所定量の冷却用水の通過を許容する
ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の食品機械。 The temperature control valve is
A temperature sensing part that is located in a flow path of cooling water that has passed through the heat exchanger, and in which a substance that expands and contracts in accordance with the temperature of the cooling water is enclosed;
A metering unit that is provided in the temperature sensing unit and moves when the substance enclosed in the temperature sensing unit expands or contracts according to the temperature of the cooling water to adjust the flow passage area of the cooling water. ,
The food meter according to any one of claims 1 to 3, wherein the metering unit allows a predetermined amount of cooling water to pass even in the most closed position.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005356987A JP2007162975A (en) | 2005-12-09 | 2005-12-09 | Food machine |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010181041A (en) * | 2009-02-03 | 2010-08-19 | Miura Co Ltd | Cooling device and cooling method |
JP2013236581A (en) * | 2012-05-14 | 2013-11-28 | Miura Co Ltd | Food machine having vacuum-cooling function |
JP2015110551A (en) * | 2013-10-29 | 2015-06-18 | 三菱化学株式会社 | Method for distilling easily polymerizable compound under reduced pressure, and method for producing acrylic acid |
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2005
- 2005-12-09 JP JP2005356987A patent/JP2007162975A/en active Pending
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