JP3045305B2 - 高粘性食物を濃縮する方法および装置 - Google Patents

高粘性食物を濃縮する方法および装置

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Description

【発明の詳細な説明】 説 明 本発明は高粘性流動食物を濃縮する、特に、トマトと
果汁および果肉、一般的果肉質食物、等の高い粘性と高
い繊維分をもつ流動食物を単発でなく、連続的に濃縮す
るのに有用な方法に関する。
本発明はまたこの方法を実施する装置に関する。
本発明の方法および装置は、特に、上記流動食物の高
濃縮を可能にすると言う課題を解決する。上記濃縮は、
通常、高い粘性および低い熱伝導性を有する。この観点
から、トマトジュースの濃縮により濃縮液を得ることに
ついて説明する。
表現を簡潔にしかつあらゆる限定を排除するために、
上記タイプの流動食物は、以下、その性質および固さに
関係なく『液体混合物』と言い、脱水される上記液体は
『希釈液』と言う。
従来装置において、濃縮は蒸気パイプコイルまたは他
の加熱装置を用いて加熱されるバット内で上記希釈液を
蒸発させるために上記液体混合物を沸騰させて行われ
る。
かかる装置は上記濃縮液を循環させてそれから蒸気を
除去するのが困難なために上記液体混合物に高い濃縮と
固さを与えることができない。上記液体混合物の濃縮お
よび関連する粘性に伴って現れるかかる困難性は増大す
る。
通常、下流フイルム装置と称されかつ垂直の管ネスト
熱交換機を含む他の従来装置において、上記液体混合物
は完全に管を充填することなく各個の管を流れ下る、即
ち、蒸気が蒸発して管の１端部から放出されるところの
中央部を充満しないでその内壁を横断する。
この種の下流フイルム装置はUS特許第4,683,02号に記
載されており、これはいかにして長い管垂直蒸発機を落
下するフイルム蒸発機へ変換してよいかを開示してい
る。
しかし、かかる従来装置は単に高い流動性の液体混合
物を濃縮するのに効果的であるのみであって、高い濃縮
を得る、特に、液体混合物が繊維成分を含有する場合に
は適さない。
更に、他の一層頻繁に使用されている装置において、
濃縮はネスト形態に設置された管の内部の液体混合物を
加熱することにより行われる。
かかる装置により、各管から放出される液体混合物の
液流はヘッダの内側で合流し、混ざり合ってネット流と
なり、しばしばサイクロン型をした分離器へ送られる。
この分離器内で蒸気が液体混合物から蒸発し、液体混合
物はその結果として濃縮される。
上記混合物濃縮液のいくらかが次の工程へ送られ、残
りは管ネストへ戻されて次の濃縮サイクルへ順次送られ
る。
各個別の管を出る上記液体混合物の流れの表面温度は
そのコア温度または上記分離器へ供給される上記液体混
合物の実質的に均一の温度よりも著しく高くなり、上記
管ネスト管から出る個別的流れが結果的に融合して混合
する。
従って、上記従来装置において、蒸気は分離器へ送ら
れるネスト流の温度に基づいて上記液体混合物から分離
する。この温度は上記のごとく管ネスト管から放出され
る液体混合物の個別流の表面温度よりも低い。
更に、注意すべきことは、上記分離器において、仮に
通常のサイクロン型のものであっても、上記蒸気は液体
混合物の全部、および従って、その蒸発面から最も離れ
た部分からも蒸発し、そのために、蒸発が困難な最も深
い層から蒸気を蒸発させるために混合物の温度を更に高
くする必要がある点である。
本発明の方法は、特に、繊維物質を含む高粘性の流動
食物（液体混合物）を濃縮するのに有用であり、管ネス
ト熱交換機の複数の管へ、いわゆる全管状態（full−tu
be condition）で流動食物を流動させることにより上
記流動食物の連続的流れを加熱することから成るタイプ
のものあり、かつ次の工程から成ることを特徴とする。
即ち、流動食物を上記熱交換機内の各管から直接的に
蒸気室へ供給して、加熱された流動食物の複数の対応す
る遊離ナップ（nappes）を形成し、 上記蒸気室を駆動して蒸気を上記流動食物の各遊離ナ
ップの表面から蒸発させ、 続いて上記流動食物の遊離ナップの全てを濃縮された
流動食物の集団として収集し、かつ 上記濃縮された流動食物の集団を上記加熱交換機の入
口端部へ戻し、続いて濃縮する適宜量の流動食物を添加
して濃縮された液体混合物を放出する。
蒸気室内において、蒸気は各個の遊離ナップの暖かい
周囲層から発生し、上記遊離ナップが融合かつ混合する
前に温度は全体に均一になる。
濃縮された混合物の集団は蒸気室の底部に収集され、
濃縮された液体混合物のいくらかが放出されかつ濃縮さ
れるべき対応量が添加された後に、そこで上記集団はポ
ンプ等の装置により吸い上げられて上記管ネスト熱交換
機の入口端部へ戻される。
上記方法によれば、蒸気環境は、いずれの液体集団の
深層からも蒸気を蒸発させることなく、上記個別遊離ナ
ップの暖かい表面層からのみ行われる。従って、かかる
蒸発に対する抵抗により発生する欠点は除去される。
本発明の好ましい態様において、上記液体混合物分配
に対する抵抗は上記蒸気室の管端部に設けられており、
それにより上記液体混合物は熱交換機の管の全長に沿っ
て上記蒸気室におけるよりも高い圧力を受け、かつ必要
に応じてその壁で更に高い混合温度で上記液体混合物の
蒸気圧を受け、それにより管の内側のいずれの点におい
ても蒸発を伴うことなく上記液体混合物は熱交換機の管
内で加熱される。
このようにして、熱利益は安定して、上記熱交換機の
各管の内側の上記個別液体混合物の流れの表面層が上記
流れのコア領域よりも暖かくなり、かつ上記コア領域が
蒸気室内で対応する遊離ナップを形成するときに、蒸発
がその暖かい外部領域から生じるようにする。特に、濃
縮混合液が果汁および果肉から成る場合に、その利点は
大きく、上記管の内側ではいずれでも蒸発は生じること
なく、その製品が燃えたり、上記管壁を横切る固い堆積
物が形成されることはない。
更に、濃縮された混合液の集団になる前の上記蒸気室
での移動中には上記蒸発表面は上記個別遊離ナップの結
合面と等しいので、この蒸発面は従来技術により得られ
るよりも一層大きい。
本発明の方法は上記液体混合物をより一層早くかつ深
く濃縮し、かつ濃縮工程中に上記混合液の過剰加熱を減
少または一掃することが経験的に立証されている。従っ
て、流動出発食物の感覚特性の保護に寄与する。
本発明の特徴と利点は以下に添付図面を参照して一層
詳細に説明する本発明方法の実施態から一層明瞭になる
であろう。
図面において、 図１は本発明の方法の第１態様を実施するための装置
を概略的に示す。
図２から図５は図１の装置の細部の変形態様を概略的
に示す。
図６は図１の装置の変形態様を概略的に示す。
図７は図１の装置の他の変形態様を概略的に示す。
図面全体を通じて、本発明の装置の同様構成部は同一
参照番号により示した。
図１を参照すると、垂直の管ネスト熱交換機は１によ
り示され、複数の管２はその上端部で濃縮される液体混
合物を受けるように設置された室５へ、およびその底部
で蒸気室６と連絡されている。熱交換機１は入口３を通
って送られる蒸気により加熱され、濃縮水はドレイン４
から排出される。
液体混合物の流れは熱交換機１の複数の管２内で加熱
されて蒸気室６へ落下してその中で対応する複数の遊離
ナップ７を形成する。『遊離ナップ』の語はここで隣の
流れを干渉することなく上記蒸気室を流出入する各液体
流により形成される特定形態を示すために使用されてい
る。
蒸気室６は遊離ナップ７を個別管２から生成して相互
に混合させることなく側並びに下へ流れさせるに足りる
だけの幅と長さを有する。
蒸気は個別遊離ナップ７の表面層からのみ自由に発生
し、個別遊離ナップは該ナップの内部本体（コア）より
熱い。
壁10は蒸気室６内でそれと同軸に上方へ固定されてお
り、蒸気室６の内面と共働して内空間９を形成し、蒸気
はそこを通ってナップ７から発生しかつナップと共に蒸
気室６へ流れ落ちて出口15へ流れる。
蒸気発生後に、ナップ７の結合体は蒸気室６の底部８
で収集されて濃縮された液体混合物の集団に成る。濃縮
される液体混合物の流れは蒸気室６の底部８にある入口
12から導入されて適宜量の上記濃縮された液体混合物に
添加される。
パイプ11と14を介して、パイプ13は濃縮された液体混
合物を濃縮されるべき液体混合物の添加物としてそのサ
イクルへ戻し、それを管２の採り入れ室５へ供給する。
サイクルバックされた液体混合物流からは、15で除去
される蒸気量より少ない12で導入される量に等しく、16
で取り出される。
濃縮されるべき上記液体混合物の導入と濃縮された液
体混合物の除去は異なる点で行われてよい。例えば、上
記ナップを均一にするために適宜の手段を用い新鮮な液
体混合物が16で導入されてよく、かつ濃縮された液体混
合物が12で取り出されてよい。
本発明の態様は、図２で示されたように、管２の上入
口に丸味を付けて入口損失を減少しかつ該管から一層容
易に所望の流速を達成する構成になっている。
更に、管２は、図３に示されたように、蒸気室６へ開
放する出口端部2aの領域を縮少して、例えば、背圧を該
管の終端部に加えて効果的にその中の初期蒸発を防ぎ、
結果として移動係数を減少させ、かつ液体混合食物とし
て固い堆積形成液体混合物、同様に固い堆積物の形成を
制限し、かつ製品が燃えるのを制限する。
上記入口の断面領域の減少は他の様々な方法により行
いえることは自明である。図３は好ましい解決案を示
し、ここでは管２の出口端部18をその管の直径よりも小
さくした出口管プレートの孔内に管２を拡張することに
より先細りにしている。
図４は１解決案を示し、ここではリングインサート19
を、拡大することによりまたねじ山を設けて、上記管の
出口断面へ固定している。図５はその面積を減少するた
めに上記管の出口断面へ固定するホルダ21上に担持され
たピン20を用いた解決案を示す。
本発明の種々態様を通して、管２は、図１のように下
方向へ垂直に延びるのではなく、図６の例示のごとく準
水平方向へ大なり少なり下降傾斜し、図７のごとく大な
り少なり上方へ傾斜できるが、いずれの場合にも蒸気室
６の出口は底部８で収集される濃縮された集団の上に配
設され、かつそこを通って上記遊離ナップが個別の管か
ら発生し、蒸気を発生するのに必要な距離にわたって融
合することなく流動を続けることができる。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A23L 2/00 - 2/40 B01D 1/10

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】トマトと果汁と果肉、一般的食物果肉等の
    混合物および懸濁液のごとく潜在的に繊維を含む粘性流
    動食物を、上記流動食物の連続流を流動させながら、い
    わゆる完全管の状態で管ネスト熱交換機の複数の管へ流
    動することにより加熱することにより濃縮する方法にお
    いて、 上記流動食物を上記熱交換機内の各管から直接蒸気室へ
    供給して、そこで加熱された流動食物の対応する複数の
    遊離ナップを形成し、 上記蒸気室を駆動して蒸気を上記流動食物の各遊離ナッ
    プの表面から発生させ、 続いて、上記流動食物の遊離ナップの全てを収集して濃
    縮された流動食物の集団にし、かつ 上記濃縮された流動食物の集団を上記熱交換機の入口端
    部へ戻し、続いて濃縮されるべき流動食物の適宜量を添
    加しかつ所望量の濃縮された流動食物を放出する、工程
    からなることを特徴とする高粘性流動食物を濃縮する方
    法。
  2. 【請求項２】上記流動食物が流動する上記熱交換機の各
    管内であって上記蒸気室へ送るための出口端部の位置で
    背圧が発生して上記流動食物の蒸発が少なくとも上記管
    の終端部内で起こるのを防止することを特徴とする、請
    求項１の方法。
  3. 【請求項３】トマト果汁と果肉、一般的食物果肉等の混
    合物および懸濁液のごとく潜在的に繊維を含む粘性流動
    食物を濃縮するための装置であって、濃縮された流動食
    物の集団を収集する底部（８）、および少なくとも１つ
    の蒸気放出口（15）、１端部で上記底部（８）と、かつ
    他端部で上記熱交換機（１）の管（２）と連通する再循
    環ポンプ（13）を有する蒸気室（６）と液体を介して上
    記流動食物を流通させる複数の管（２）を有する管ネス
    ト熱交換機（１）から成り、上記濃縮すべき流動食物の
    対応する遊離ナップ（７）を上記蒸気室へ運搬するため
    に、上記管（２）は上記底部（８）の上でそこから所定
    間隔において上記蒸気室（６）へ直接かつ個別的に開放
    するそれぞれの出口端部（2a）を有し、上記管（２）の
    各々はそれぞれの出口端部（2a）で濃縮される流動食物
    の流れに対して背圧を生じさせるために効果的であって
    それにより上記管（２）内の蒸気発生に対抗する障害物
    （18,19,20）を具備することを特徴とする装置。
  4. 【請求項４】上記障害物は上記管のソケットを先細りに
    することによる上記管の上記出口端部（2a）の領域内の
    減少部（18）から成ることを特徴とする、請求項３の装
    置。
  5. 【請求項５】上記障害物はリングインサート（19）から
    成ることを特徴とする、請求項３の装置。
  6. 【請求項６】上記障害物は上記管（２）の出口端部（2
    a）へ侵入するピン（20）から成ることを特徴とする、
    請求項３の装置。
  7. 【請求項７】上記熱交換機（１）の管（２）は垂直位置
    にありかつ上記流動食物を通過させて上から下方向へ加
    熱し、上記蒸気室（６）は熱交換機（１）の下に設置さ
    れていることを特徴とする、請求項３の装置。
  8. 【請求項８】上記熱交換機（１）の管（２は水平または
    下降傾斜し、かつその底部（８）上に一定間隔において
    上記蒸気室（６）へ開放することを特徴とする、請求項
    ３の装置。（９）
  9. 【請求項９】上記管（２）は上方向へ傾斜して設置され
    かつ上記流動食物を上記底部から上方向へ通過させ、上
    記底部（８）上に一定間隔おいて上記蒸気室（６）へ開
    放していることを特徴とする、請求項３の装置。
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