JP2018501950A - フィルタを備えたブライン注入システム - Google Patents

Abstract

本発明は、製品に挿入し、そこからブラインを製品に注入する複数の針を有するブライン注入システムに関する。該システムにおいて、製品中の余ったブラインは回収及びリサイクルされ、リサイクルの際、ブラインがフィルタを通過する。

Description

本発明は、製品に挿入し、そこからブラインを製品に注入する複数の針を有するブライン注入システムに関する。このシステムにおいて、製品内の余ったブラインを回収及びリサイクルし、リサイクルの際、ブラインがフィルタを通過する。

このようなシステムは当該分野においてよく知られている。複数の針を備えたニードルヘッド（needle head）が離れた場所から注入位置まで往復運動するものであり、注入位置では、ブラインをマリネする製品に針が押し込まれる。典型的な製品としては、食肉や家禽肉、及び／または、魚が挙げられるが、他の製品も考えられる。針が製品に挿入されると、ブラインが例えば針先に形成された（単数もしくは複数の）孔から押し出される。多くの場合、ブラインは製品に全部が注入されるわけではなく、及び／または、注入後製品内に残留している。このブラインはその後回収されリサイクルされるが、針に再度充填する前に、回収されたブライン（戻りブライン）を濾過する必要がある。現行の注入システムにおけるフィルタシステムは、第１回転ドラムフィルタと、さらに 第２回転ドラムフィルタと、吸入フィルタと、インラインフィルタとを有する。
第１回転ドラムフィルタは、戻りブライン中の動物タンパク質、脂肪粒子、骨および軟骨片を濾過し、それをスクレーパに送る。スクレーパはドラムから濾液を掻き落として該濾液をリザーバに送るものである。骨や軟骨といった比較的硬い粒子は容易に掻き落とすことが出来るが、例えば、「ゼリー状（jelly）」肉タンパク質はフィルタ開口を通過でき、掻き落とし作業（除去作業）の結果、濾過後の戻りブラインに混入してしまう。
この場合、さらに戻りブラインを濾過するための第２回転ドラムフィルタを第１ドラムフィルタの下流に設けることが出来るが、この第２フィルタでの激しい除去作業により、時間と共に「ゼリー状」肉タンパク質などの遊離成分が浮遊し、再び濾過されたブラインや新鮮なブラインに混入してしまう。

よって、更なる吸入フィルタを用いるが、時間と共に、粒子がこのフィルタの目も塞いでしまい、その結果マニホールドや針に供給される流量が減少し、及び／または、遊離粒子がポンプに流入したり、また針に流入して目詰まりが生じてしまう。

このため、インラインフィルタをポンプの後方かつ針の前方に配置するが、正圧ポンプによって、比較的小さな粒子はインラインフィルタをも通過してしまう。自浄式インラインフィルタは、フィルタのドラム によりタンパク質を除去することにより上記作用を促進している。この除去作業により、フィルタが例えば「ゼリー状」タンパク質により目詰まりする場合がある。通過した成分はフィルタの内側に蓄積し、剥離片(flakes)が分離して中空の針の中に入り込む可能性があり、このような針は目詰まりして注入性能が低下する。

現行のフィルタシステムの別の問題として、少なくとも日に１度は多数の部品を全て注入器から取り外し、洗浄し、その後、組み立てなければならない。この作業は、非常に時間がかかり、システムをさらに摩耗させるものである。

本発明の目的は、当該分野における上記問題を解決することにある。

上記目的は、製品に挿入し、そこからブラインを製品に注入する複数の針を有するブライン注入システムによって達成される。このシステムにおいて、製品内の余ったブラインは回収及びリサイクルし、リサイクルの際、ブラインがフィルタを通過する。フィルタはフィルタ要素を備え、フィルタ要素に沿って濾過されていないブラインが流れ、濾過されたブラインはフィルタ要素を通過し、また、フィルタ要素は濾過されていないブライン中の残留物を捕捉する。

本発明は複数の針を有し、多くの場合、これらの針は離れた場所から注入位置へと往復するニードルヘッドに装備されており、注入位置ではブラインをマリネする製品に針が押し込まれる、ブライン注入システムに関する。典型的な例としては、食肉や家禽肉、及び／または、魚が挙げられるが、その他の製品も考えられる。ブラインとは一般に塩及び／またはその他の機能性及び／または風味増強物質を含む水溶液である。針が製品に挿入された後、及び／または、挿入前に、ブラインが針の孔から押し出される。しかしながら、注入されたブラインが全て使われるわけではなく、製品内に残留している。本発明によれば、このようなブラインをリサイクル、すなわち、製品に再び注入する。再注入前に、回収されたブラインを濾過して中空の針を塞いでしまう可能性がある脂質（脂肪）、ゲル状粒子、骨片などをブラインから取り除く必要がある。

濾過はフィルタ要素を有するフィルタを用いて実行される。ここで、濾過されていないブラインはフィルタ要素に沿って流れ、濾過されたブラインはフィルタ要素を通過し、またフィルタ要素は濾過されていないブライン中の残留物を捕捉する。捕捉された残留物は恒常的または断続的に濾過されたブライン或いは部分的にのみ濾過されたブラインによりフィルタから押し流され、好ましくは重力によりフィルタから流れ落ちる。本発明のシステムにおけるフィルタは洗浄すべき部品が極めて少ない。これにより、時間を節約し、間違った組み立てによる損傷を低減できる。フィルタを洗浄するためのスクレーパは設けず、フィルタ要素は回転しない。

フィルタ要素は好ましくはスクリーンである。フィルタ要素はフィルタから容易に取り外し可能であり、例えば別のモジュールに交換可能な、及び／または、洗浄可能なモジュールであることが好ましい。

フィルタ要素は垂直及び／または水平面に対して少なくとも局所的に、好ましくは全体的に傾斜しているのが好ましい。この傾斜により、ブラインをポンプ輸送する必要がなく、重力によってフィルタ要素に沿って流れる。傾斜角は、ブラインの流長に応じて決定できる。水平面に対する傾斜角は流長の増加と共に減少させるのが好ましい。傾斜角は、好ましくは、０〜９０°である。

フィルタ要素は少なくとも局所的に湾曲しているのが好ましい。曲率半径はフィルタ設計における、８００〜８０００ｍｍ、より好ましくは、１５００〜１８００ｍｍの広い範囲で設定可能である。

濾過されていないブラインは重力によってフィルタ要素に沿って流れ、及び／または、フィルタ要素に沿ってポンプ輸送される。濾過されたブラインは重力、及び／または、好適実施形態において制御可能な高い圧力によってフィルタ要素を通過する。高い圧力は、例えばフィルタ要素上を流れるブラインの流量 レベルを高めることにより得られる。圧力レベルはフィルタ要素上の全流長に亘って等しくする必要はなく、変更可能である。

本発明の好適実施形態によれば、フィルタ要素の透過度はフィルタ要素に沿ったブラインの流長に応じて変化する。より好ましくは、この透過度はフィルタ要素に沿ったブラインの流長に応じて増加させる。すなわち、透過度を最初はむしろ低く設定し、ブラインがフィルタ要素に沿ってその端部まで進んでいくと共に増加させる。透過度は、連続的あるいは段階的に変化してよい。好適実施形態によれば、フィルタ要素の透過度を調整できる。この調整は、手作業で行ってもよく自動的に実施してもよい。

フィルタ要素はスクリーン、好ましくはスロットスクリーン（slotted screen）であり、スロットの大きさは好ましくは、フィルタ要素に沿った濾過されていないブラインの流長に応じて変化するのが好ましい。また、スロット／孔の大きさは最初は比較的小さく、濾過されていないブラインの流長に応じて増加させるのが好ましい。

該システムはリサイクルされたブラインのための冷却装置を備えることが好ましく、冷却装置は好ましくはフィルタの上流に配置する。冷却装置は好ましくはブラインを２〜４°Cに冷却し、及び／または、ブラインをこの温度範囲に保持する。冷却装置がリサイクルされたブラインをリザーバからフィルタへポンプ輸送するポンプを備えることが好ましい。

本発明の好適実施形態によれば、フィルタ要素が振動して自身の濾過容量を増加させ、とりわけ、残留物除去性能を向上させる。

好適実施形態によれば、該システムは針の上流かつメインフィルタの下流にさらなるフィルタを備える。好ましくは、さらなるフィルタは２つのフィルタを有し、それぞれ平行に設けられており、いずれか一方が使用される。他方のフィルタは待機用としてもよく、或いは、一方が用いられている間に洗浄してもよい。

好適実施形態によれば、本発明のブライン注入システムは洗浄システム、好ましくは、掃除機を備える。洗浄システムは粒子、好ましくは肉の粒子及び／またはゼリー状粒子などの半流動粒子をフィルタ要素の表面から取り除き、表面が目詰まりするのを防いでいる。掃除機は好ましくは、肉の粒子などの固体粒子及び／またはゼリー状粒子などの半流動粒子のみをフィルタ要素から取り除き、液状のブラインは出来るだけ除去しないように設計されている。

該掃除機は粒子を吸入するためのノズルを備えていることが好ましい。

好ましくは、洗浄システムは移動装置を備え、移動装置はメインフィルタのフィルタ要素に対して洗浄システムを移動させるものである。この移動装置はフィルタ要素の表面に平行な１または２方向に移動可能である。フィルタ要素が１方向にのみ移動する場合は、移動方向に垂直な方向におけるノズル幅をフィルタ要素の幅と少なくとも同様に設定するのが好ましい。移動装置が２方向へ移動する場合は、ノズル幅は好ましくは洗浄器の幅よりも小さくする。この２つの移動方向は互いに垂直であると好ましい。

フィルタ要素の表面は全体的に或いは部分的にのみ洗浄可能である。

好ましくは、洗浄システムは連続的にまたは断続的に動作する。

好ましくは、洗浄システムはセンサを備え、該センサはフィルタ要素を通過するブラインの流量を測定する。該センサからの信号は、洗浄システムを制御するのに好適に用いられる。フィルタ要素を通過するブライン流量が所定のレベルを下回っている場合、洗浄システムを作動できる。

好ましくは、洗浄システムは、洗浄システムが吸入したブラインをリサイクルするためのリサイクル手段を備えている。

以下に図面に従って本発明を説明する。以下の説明は、本出願の保護する範囲を限定するものではない。

本発明のシステムを示す図である。 フィルタの詳細を示す図である。 洗浄器を示す図である。

図１に本発明のシステム１６を示す。該システムは、多数の針を有するニードルヘッド６を備え、これらの針は離れた場所から注入位置まで往復運動する。注入位置において、例えば、食肉や家禽肉、魚、野菜といった製品に針が差し込まれ、ブラインが中空の針の内部を通って製品内に押し出される。余剰ブラインは、例えば、注入器のベルトの下方において回収され、該注入器は針の下へ製品を移動させて離し、ブラインは流出部（out-flow）１を通ってブラインタンクのセグメント「Ａ」に流入する。セグメント「Ａ」では、戻りブラインがタンパク質や、脂肪粒子や、骨や軟骨片により汚染されている場合があり、第１の洗浄工程として、タンクの上部に接続されている１枚と、これより小さな、タンクの下部に接続されている１枚の計２枚の任意の板１４，１５が互いに離間して配置され、これにより、比較的重い成分は沈降し、脂肪は上面に浮くようになっている。

図１に示す実施形態では、GEA SuperChill^(R)２が最終の 事前処理 を終えたタンク「Ａ」からの戻りブラインを、内蔵された冷却部（cooling block）にポンプ輸送するために用いられ、これにより、ブライン温度が好ましくは２〜４°Cに保たれる。
戻りブライン温度や環境温度が好ましいブライン温度範囲に影響を与える心配がない場合は、GEA SuperChill^(R)を通常のポンプ及び制御システムと置き換え、ポンプをオン／オフしてタンク「Ａ」内の流速及び流量レベルを制御し、ドライポンピング（dry-pumping）しないようにポンプを保護する。GEA SuperChill^(R)または別のポンプが、図２に示すメインフィルタ３の裏面における入口接続部（inlet connection）に向けて戻りブラインをポンプ輸送する。輸送された戻りブラインはフィルタ３の任意のリザーバ７に回収され、フィルタ要素８上に流れ出してくる。濾過されていないブラインをフィルタ要素８へと向かわせるように堰１０を設置してもよい。

戻りブラインの流速及び流量は注入量、例えば、注入モードやポンプ圧、及び／または、ニードルヘッド速度だけでなく、ベルト負荷や、製品やブラインの種類等に左右されるが、ポンプ２の流量調整器により容易に管理できる。濾液はフィルタ３から流れ出し、タンクセグメント「Ｂ」において回収される。ここで、２〜４°Cの所望温度に冷却された新鮮なブラインと混合されると好ましい。その後、ブラインは注入器のポンプ４によって複数のインラインフィルタ５の１つを通ってポンプ輸送されるが、インラインフィルタは任意に設けられるものである。何らかの成分が例えば人的要因により誤ってセグメント「Ｂ」に混入した場合、（単数もしくは複数の）インファインフィルタがこのような破片を取り除く。これらのフィルタ５は、製造工程を中断することなく１つのフィルタを取り出し、検査／洗浄できるように迂回可能に設けるのが好ましい。注入器のマニホールドや針６にブラインを供給する前にいずれのフィルタを用いるかを、バルブを使用して制御できる。

図２を参照すると、矢印Ｘに示すように濾過されていない、もしくは濾過前のブライン１１がフィルタ要素８に沿って流れており、ここで矢印Ｘはフィルタ要素に沿ったブラインの流長を表している。ブラインがフィルタ要素８に沿って流れるにつれ、濾過されたブライン１２の一部がフィルタ要素８を通過して、フィルタ要素８の下に集まる。ここで、傾斜した底面１７に沿って濾過されたブラインが出口に案内され、出口はセグメント「Ｂ」のタンクにつながっている。残留物は、フィルタ要素８上に堆積し、濾過されていないブライン１１の流れ、及び本例においては、重力によって洗い落とされる。フィルタ要素８の端部において、残留物がリザーバ９ に集められ排出される。
フィルタ要素８は好ましくは、モジュール式組立スクリーンデッキである。ブライン粘度、ブライン成分、汚染度合、注入器で用いられる針に応じて、濾過プロセスを最適化するのが望ましい。最適化は様々な方法で実行可能であり、例えば、スクリーン８の傾斜角αや傾斜角βを調整することにより、及び／または、透過度を変化させて、例えば、スロットスクリーン（slotted screen）を用いる場合は網目の大きさを調整して、ブラインの流長Ｘを、例えば位置「Ｈ」では透過度を低く、すなわち、流長を短くし、位置「Ｌ」では透過度を高く、すなわち、流長を長くすることにより達成されるものである。
フィルタ要素に沿ったブラインの流長が短ければ、傾斜角αは小さく、流長増加と共に少なくとも局所的に大きくするのが好ましい。これにより、濾過プロセスの初期においては、濾過されていないブラインの粘度が高く、流長が増加すると、粘度は低下する。残留物が容易に滑り落ちるように、フィルタ要素８は、参照符号「Ｒ」で示すように湾曲していると好ましい。濾過プロセスの最適化が十分でない場合は、別の傾斜角である例えば曲率「Ｒ」のフィルタ要素８を用いることができる。フィルタ要素８は好ましくはモジュールであり、所望の用途に応じて交換可能である。さらなる最適化は、振動スクリーン８を用いることで達成できる。

図３は洗浄システム２０を示し、該洗浄システムは、本例ではノズル１８であり、該ノズルは、フィルタ要素８の表面から固体、及び／または、「ゼリー状」粒子を取り除くために真空源に接続されている。洗浄はフィルタ要素８の目詰まりを防ぐために実施される。洗浄システムは、好ましくは、フィルタ要素表面からブラインを出来るだけ除去しないように設計されている。好ましくはノズル１８である洗浄システム２０は、洗浄システム２０及び／またはノズル１８をフィルタ要素表面に対し相対的に移動させる移動装置（図示省略）に接続されているのが好ましい。移動装置は洗浄システム２０及び／またはノズルをフィルタ要素８の表面に平行して１方向もしくは２方向に移動できる。移動パターンは好ましくは洗浄器及び／またはノズルの大きさに左右される。

フィルタ要素８の表面は部分的にまたは全体的に洗浄できる。洗浄は連続して行ってもよく、断続的に行ってもよい。洗浄システムは、例えば、フィルタ要素を通過する流量を直接的または間接的に測定するセンサを有してもよい。センサ信号に応じて、洗浄システムを作動してもしなくてもどちらでもよい。

洗浄システムは、フィルタ要素８表面から除去されたブライン量を測定するセンサを有することが好ましい。この量が大きすぎる場合は、洗浄システムを調整及び／または停止する。

洗浄システム表面から除去されたブラインは好ましくはシステムに還流して再利用する。

１ 流出部
２ ポンプ,冷却装置
３ メインフィルタ
４ ポンプ
５ インラインフィルタ
６ 針、ニードルヘッド
７ リザーバ
８ フィルタ要素
９ 残留物
１０ 堰
１１ 濾過されていないブラインの流れ
１２ 濾過されたブラインの流れ
１３ 仕切りタンク
１４ 仕切り板
１５ 仕切り板
１６ ブライン注入システム
１７ 傾斜底面
１８ ノズル掃除機
１９ 掃除機接続部
２０ 洗浄システム、掃除機
Ａ 第１セグメントタンク
Ｂ 第２セグメントタンク
Ｈ 第１透過度を有するフィルタ領域
Ｌ 第２透過度を有するフィルタ領域
Ｒ フィルタ要素の曲率
Ｘ ブラインの流れ方向、流長
α 垂直面に対する傾斜角
β 水平面に対する傾斜角

Claims (15)

1. 製品に挿入し、そこからブラインを前記製品に注入する複数の針を有するブライン注入システム（１６）であって、
   前記製品内で余ったブラインは回収及びリサイクルされ、
   リサイクルの際、前記ブラインがフィルタ（３）を通過し、
   前記フィルタ（３）はフィルタ要素（８）を備え、濾過されていないブライン（１１）は前記フィルタ要素（８）に沿って流れ、濾過されたブライン（１２）は前記フィルタ要素（８）を通過し、また、前記フィルタ要素（８）は前記濾過されていないブライン（１１）中の残留物（９）を捕捉する
   ことを特徴とするシステム。
2. 前記フィルタ要素（８）は垂直及び／または水平面に対して少なくとも局所的に、好ましくは全体的に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のブライン注入システム（１６）。
3. 前記フィルタ要素（８）は少なくとも局所的に湾曲していることを特徴とする請求項１または２に記載のブライン注入システム（１６）。
4. 前記ブラインが重力によって前記フィルタ要素（８）に沿って流れ、また通過することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のブライン注入システム（１６）。
5. 前記フィルタ要素への透過度が、前記フィルタ要素に沿った前記ブラインの流長（Ｘ）に応じて変化することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のブライン注入システム（１６）。
6. 前記透過度は、前記フィルタ要素に沿った前記ブラインの流長に応じて増加することを特徴とする請求項５に記載のブライン注入システム（１６）。
7. 前記ブラインのための冷却装置（２）を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のブライン注入システム（１６）。
8. 前記フィルタ要素（８）はスクリーン、好ましくは、スロットスクリーンであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のブライン注入システム（１６）。
9. 前記フィルタ要素が振動することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のブライン注入システム（１６）。
10. 前記針（６）の上流にさらなるフィルタ（５）を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のブライン注入システム（１６）。
11. 洗浄システム（２０）、好ましくは、掃除機（２０）を備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のブライン注入システム（１６）。
12. 前記洗浄システム（２０）は前記メインフィルタ（３）のフィルタ要素（８）に対して前記洗浄システム（２０）を移動させる移動装置を備えることを特徴とする請求項１１に記載のブライン注入システム（１６）。
13. 前記 洗浄システムが連続的または断続的に動作することを特徴とする請求項１１または１２に記載のブライン注入システム（１６）。
14. 前記フィルタ要素（８）に沿ったブライン流量を計測するセンサを備え、前記センサからの信号が前記洗浄システム（２０）を制御するために用いられることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項に記載のブライン注入システム（１６）。
15. 前記洗浄システム（２０）によって吸入されるブラインをリサイクルするためのリサイクル手段を備えることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１項に記載のブライン注入システム（１６）。

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