JP3874704B2 - Fluid heat exchange system - Google Patents
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- Y02P60/80—Food processing, e.g. use of renewable energies or variable speed drives in handling, conveying or stacking
- Y02P60/85—Food storage or conservation, e.g. cooling or drying
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一般的には、流動体を加熱又は冷却するための熱交換システムに関し、より詳しくは、熱交換器を通過させることにより流動体を連続的に熱処理(加熱又は冷却)するのに好適な熱交換システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
流動体の連続的な熱処理のために、チューブ式熱交換器、プレート式熱交換器等が用いられているが、この種の熱交換器を組み込んだ熱交換システムにあっては、ロータリーポンプやモーノスクリューポンプなどのポンプ源が必須の要素と考えられており、このポンプ源により流動体を熱交換器の中に送り込むのが一般的である。
【0003】
特に、食品や医薬などでは、厳格な熱処理時間の管理が要求されるが、このための手段として、ポンプ源の制御が行われ、これにより流動体が熱交換器を通過するのに要する時間を一定に保つようにされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、熱交換システムにロータリーポンプなどを組み込んだ場合、例えば、固形物と液体とを含む固液混合物を熱処理しようとすると、ロータリーポンプによって、固形物の一部が欠損する「崩れ」が生じてしまう。このような固形物の「崩れ」の問題は、例えば食品業界では、製品の品質にも関係する問題であることから看過することはできない。このような問題により、従来の熱交換システムでは、その適用範囲が制限されていた。
【0005】
本発明の他の目的は、流動体を熱交換システムに送り込むために従来のようにロータリーポンプのような移送用の動力ポンプを必要としない熱交換システムを提供することにある。
【0006】
本発明の更なる目的は、熱交換システムの下流側で、熱処理後の流動体を小売り用容器に充填する定量排出器を備えたシステムに好適に適用することができる熱交換システムを提供することにある。
【0007】
本発明の別の目的は、固液混合物に含まれる固形物の「崩れ」が製品の品質に大きな影響を及ぼす食品を加熱又は冷却するのに好適な熱交換システムを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
かかる技術的課題を達成するために、本発明によれば、
加圧ガスの供給を受けて所定の圧力に保持され且つ流動体を収容するためのタンクと、
該タンクに連通され、該タンクから供給される前記流動体を加熱又は冷却するための熱交換器と、
該熱交換器に連通され、該熱交換器で加熱又は冷却された前記流動体を所定の時間間隔で所定の量の排出を行う充填ノズルを含む定量排出器とを有することを特徴とする流動体の熱交換システムが提供される。
【0009】
本発明によれば、タンク内の流動体は、タンク内圧によって熱交換器に供給され、この熱交換器で加熱又は冷却された流動体は、定量排出器によって、所定の時間間隔で所定の量が排出されるため、この定量排出器によって、流動体が熱交換器を通過するのに要する時間が厳格に制御される。したがって、従来のように、流動体を熱交換器に送り込むためのポンプ及びその制御を必要としない。
【0010】
そのため、本発明による熱交換システムは、液体、ペースト状の流動体を加熱又は冷却することは勿論であるが、固液混合物を処理したとしても、従来のようにロータリーポンプのようなポンプ源による固形物の「崩れ」の問題が発生しないので、本発明の熱交換システムによって固液混合物の加熱または冷却を好適に行うことができる。
【0011】
本発明の上記課題及び他の課題並びにその作用効果は、以下の本発明の好ましい実施例の詳しい説明から明らかになろう。
【0012】
【実施例】
添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例を以下に詳しく説明する。
【0013】
第1実施例(図1)
図1は、第1実施例の熱交換システム1を示す。システム1は、エア源に接続された加圧タンク2を有し、加圧タンク2内の圧力はレギュレーター3によって調整される。熱交換システム1は、また、バルブ4を備えた配管5を介して加圧タンク2と接続された二重管型チューブ式熱交換器6(配管内径:23mm、配管長さ:1600cm、材質:ステンレス製、熱媒体は熱水を使用)と、チューブ式熱交換器6の下流端と配管7を介して接続された定量排出器8とを有する。定量排出器8は、入口バルブ9と、この入口バルブ9の下流側に設けられた計量ピストン10と、計量ピストン10の下流側に設けられた充填ノズル11とを含み、充填ノズル11から排出された流動体は、小売り用容器(例えば、パウチ)12に収容される。
【0014】
定量排出器8の作動は次のとおりである。熱交換器6により熱処理(加熱又は冷却)された後の流動体が定量排出器8に達すると、まず、入口バルブ9を開放して流動体を計量ピストン10内に引き入れられる。計量ピストン10で計量後、入口バルブ9を閉鎖し、その後計量ピストン10から充填ノズル11へ流動体を押し出す。以上の作動により、定量排出器8は熱処理された流動体を定量的に排出する。なお、入口バルブ9、計量ピストン10、充填ノズル11は、外部の制御機器からの信号により、所定のサイクル、例えば、20〜40回/分のサイクルで作動するように制御される。
【0015】
そして、上述したように定量排出器8を制御して、定量排出器8を一定のサイクルで動作させることにより、チューブ式熱交換器6を通る固液混合物の通過時間すなわち熱処理時間を厳密に制御することができる。なお、実施例の熱交換システム1では、チューブ式熱交換器6を用いたが、これに代えてプレート式熱交換器を組み込むようにしてもよい。
【0016】
従来のようにポンプ源を設けるとともにこのポンプ源を制御する必要がなく、比較的簡素な構成であるシステム1によれば、従来と同様に、液体、ペースト状の流動体を加熱又は冷却することができる。このような流動体の熱処理時間を管理するには、流速分布を考慮に入れて、例えばチューブ式熱交換器6の断面における中心部分を通る流動体の速度を基準にして、熱交換器6の通過時間が所定の値になるように各種のパラメータを設定すればよい。
【0017】
また、実施例のシステム1は、上述したように、ポンプ源が存在していないため、固形物と液体とを含む固液混合物を熱処理したとしても、ポンプによる固形物の「崩れ」の問題を発生することがない。従って、実施例のシステム1を用いて、従来のシステムでは難しいとされた固液混合物、特に固形物含量が多い固液混合物に対しても熱処理を行うことができる。なお、固液混合物を熱処理する場合には、一般的にプレート式熱交換器よりもチューブ式熱交換器の方が好ましい。
【0018】
ここで、実施例のシステム1を用いた連続的な固液混合物の熱処理に関し、最も好ましい処理方法を以下に詳しく説明する。
【0019】
固形物と液体とが混在する固液混合物は、固形物の密度が小さいとその流動特性は液体に近いものとなるが、逆に、固形物の密度が大きくなると、隣接する固形物間の隙間を液体がすり抜け易くなる。このような液体の「すり抜け」現象が発生すると、液体が伝熱管を通過するのに要する時間と、固形物が伝熱管を通過するのに要する時間とに差が発生し、固液混合物に対して均等な熱処理を施すことが不可能になってしまう。しかし、この液体の「すり抜け」現象を抑えることができれば、固形物と、その周囲の液体とを一緒に移動させることができる。
【0020】
上記の観点から、▲1▼固液混合物をガス圧により圧送して熱交換器を通過させ;▲2▼固形物を密状態に調整し;▲3▼液体の粘度を調整する、という3つの要素を組み合わせることが好ましく、これにより、チューブ式熱交換器6の内部で実質的に流速分布を生じさせることなく、また、上述した液体の「すり抜け」現象を抑えて固液混合物を均一に加熱又は冷却することができる。
【0021】
このような処理を行うのに、固形物の密度と液体の粘度との関係は、熱交換器を通過する流速などと相関関係があり、数値で一律に規定することは難しいが、流速が比較的速ければ、液体の粘度は比較的小さくてもよい。逆に、流速が比較的遅ければ、液体の粘度を比較的大きくすることが望ましい。液体の粘度はでん粉、増粘剤等を用いて調整すればよい。固形物は、チューブ式熱交換器6を通過可能な大きさを有するものであればよい。
【0022】
チューブ式熱交換器6を構成する伝熱管の内径は、一般的には、10mm〜25mmとするのがよく、この伝熱管の管路長は、固液混合物の移送速度(伝熱管を通過する固液混合物の速度)と熱処理条件とを加味して決めればよい。
【0023】
固液混合物の食品の例として、コーン粒入りコーンスープ、米飯粒を含む雑炊、あるいはタピオカ、白玉団子等の小固形物を含む飲料等を挙げることができ、これに含有される固形物として、例えば、牛肉、豚肉、鶏肉等の肉類、魚肉、貝類等の魚介類、ニンジン、ジャガイモ、カボチャ、ピーマン、タマネギ等の野菜類、とうもろこし等の穀粒、大豆、えんどう豆等の豆類等の粒状物等を挙げることができる。
【0024】
増粘剤としては、ジェランガム、キサンタンガム、アルギン酸ナトリウム等の耐熱性を有する増粘多糖類又は化工澱粉などを挙げることができる。液体の上記「すり抜け」現象を抑えるのに、液体の粘度は、実験によれば、700mPa・s〜4000mPa・sであるのが好ましく、より好ましくは900mPa・s〜3000mPa・s、最も好ましくは、1100mPa・s〜2000mPa・sの粘性液であるのがよい。このような粘度を得るのに、例えば水のような液体の粘度を調整するのに必要な、固液混合物に対する増粘剤の含有割合は、増粘剤の種類によって異なるが、0.1重量%〜2.0重量%でよい。
【0025】
固液混合物中の固形物の密状態は、固形物の含有割合を調整すればよい。すなわち、固液混合物に固形物が30重量%以上、より好ましくは35重量%〜80重量%、さらに好ましくは40重量%〜70重量%、最も好ましくは45重量%〜65重量%含まれるように、固形物及び液状物を混合するのがよい。
【0026】
以上のように、固液混合物を調整することにより、固液混合物は、チューブ式熱交換器6の中を、固形物間及び液体との間の相対的な位置関係を維持しながら下流側に向けて移動するようになる。すなわち、流速分布の発生を抑え、また、液体の「すり抜け」現象を抑えながら、チューブ式熱交換器6により、固液混合物を均一に熱処理することができる。
【0027】
具体的に、第1実施例のシステム1を用いて、グリーンピース50重量部(全粒、平均粒径7mm)と、49.5重量部の水と、0.5重量部の増粘剤としてのキサンタンガムを溶解させた粘性液(約1100mPa・s(東機産業株式会社製B型粘度計、ローターNo.3、品温25℃で測定))との混合物(以下、単に混合物)を熱処理した。
【0028】
上記のように調整した混合物をタンク加圧タンク2内に投入して混合した。次いで、エアレギュレーター3で加圧タンク2内を0.3MPaに圧力調整した後に、バルブ4を開放して、タンク2内の混合物を、配管5を経て二重管型チューブ式熱交換器6へ圧送して熱処理を行い、熱処理後の混合物は定量排出器8を介して小売り用パウチに充填した。熱交換器6を通過する上記混合物の品温は90℃であり、熱交換器6を通過するのに要する時間は13.3分であった(この間の平均流速は、500g/min)。
【0029】
上記の条件により、上記混合物を連続的に加熱殺菌処理し、小売り用パウチ12に収容した製品を確認したところ、グリーンピースには褪色が見られず、しかも過加熱臭もなく、そして崩れのあるグリーンピースも全く見当たらなかった。
【0030】
以上のように、定量排出器8をチューブ式熱交換器6に連通させ、この定量排出器8を所定のサイクルで一定時間開放させることにより、チューブ式熱交換器6に圧送される上記混合物は間欠的に熱交換器6の内部を移動することになる。
【0031】
図2は、この状態を説明するための図である。同図の上下に延びる波線で区画された領域A、B、C・・・は定量排出器8の一回の動作で小売り用容器12に収容される固液混合物を示す。同図から理解できるように、上記混合物は、システム1のチューブ式熱交換器6での流速分布の発生が抑えられ、領域Aの固液混合物が、その下流の領域Bの固液混合物を押し出すようにしてコマ送りのように断続的に移動することになる。換言すれば、チューブ式熱交換器6内では、固液混合物は、その固形物S間及び液体Lとの間の相対的な位置関係を維持しながら下流側に向けて移動し、定量排出器8を制御することにより、チューブ式熱交換器6を通る固液混合物の加熱又は冷却を厳格に制御することが可能になる。
【0032】
第2実施例(図3)
図3は、第2実施例の熱交換システム20を示す。この第2実施例のシステム20は、上述した第1実施例のシステム1に別ライン(第2ライン24)を付加した構成を有する。ここに、上述の第1実施例のシステム1に含まれる要素と同一の要素には同一の参照符号を付すことにより、適宜その説明を省略する。
【0033】
すなわち、第2実施例の熱交換システム20は、メインラインとして、上述した第1実施例のシステム1を含む。ここに、第1実施例のシステム1に、バルブ21、22を介して接続されたストレージタンク23が追加されている。なお、これと同様に、先に説明した第1実施例のシステム1(図1)にストレージタンク23を追加してもよい。
【0034】
第2実施例のシステム20には、第1ライン(第1実施例のシステム)1に第2ライン24が付加され、この第2ライン24は、スープを収容する混合タンク25と、この混合タンク25にバルブ26を介して接続された配管27とを含む。
【0035】
配管27には、ロータリーポンプ28と、チューブ式熱交換器29と、この熱交換器29の下流端に接続された配管30に介装されたホモジナイザー31と、このホモジナイザー31の下流側に設けられた第2ストレージタンク38とを有し、第2ストレージタンク38は、バルブ39を介して配管30に接続されている。配管30の下流端は、共通充填ノズル11に接続され、これにより、第1ライン1と第2ライン24とが共通充填ノズル11で合流されている。
【0036】
定量排出器8は、先の第1実施例で説明した構成に加えて、計量ピストン10の下流側に設けられたバルブ13を有し、また、第2ラインの配管30には、入口バルブ40と、この入口バルブ40の下流側に設けられた第2計量ピストン41と、計量ピストン41の下流側に設けられたバルブ42とを有する。
【0037】
第2実施例のシステム20は、第1ライン1の第1計量ピストン10で計量された固液混合物と、第2ライン24の第2計量ピストン41で計量された液体成分とを混合して共通充填ノズル11を通じて小売り用容器(例えば、パウチ)12に充填される。
【0038】
この第2実施例のシステム20の動作に関し、グリーンピース入りスープを例に説明する。第1ライン1では、第1実施例で前述したとおり、グリーンピースを含む粘性液の粘度が調節され、また、固形物であるグリーンピースも高い密度となるように調節されて、タンク2に収容される。
【0039】
第2ライン24の混合タンク25には、製品であるグリーンピース入りスープのスープ原料が収容され、この混合攪拌タンク25でスープ原料を混合してスープを調製する。次いで、バルブ26を開放すると共にロータリーポンプ28を作動させ、混合タンク25内のスープを、配管27を経由してチューブ式熱交換器29に移送し、このチューブ式熱交換器29を通過させてスープに加熱殺菌処理を施した。
【0040】
チューブ式熱交換器29を通過中のスープの流量は4500g/分である。次いで、殺菌済みのスープは、配管30を経由してホモジナイザー31に送られ、ホモジナイザー31によって均質化処理が施される。次いで、均質化されたスープが定量排出器8に移送される。
【0041】
定量排出器8内では、まず入口バルブ9を開放し、グリーンピース及び粘性液を第1計量ピストン10に引き入れる。計量ピストン10で計量後、入口バルブ9を閉鎖し、バルブ13を開放し、第1計量ピストン10から共通充填ノズル11へ上記グリーンピース及び粘性液を供給する。
【0042】
一方、第2ライン24のスープは、入口バルブ40を開放し第2計量ピストン41に引き入れ、その後、入口バルブ40を閉鎖し、バルブ42を開放して共通充填ノズル11へ送られる。なお、入口バルブ9、40及びバルブ13、42は、それぞれ外部の制御機器からの信号により25回/分で開閉される。この共通充填ノズル11において、第1ライン1と第2ライン24とから供給される材料を混合して、グリーンピース10重量部、粘性液10重量部およびスープ180重量部の比率からなるグリーンピース入りスープ200重量部をパウチ12に充填する。
【0043】
第2実施例のシステム20の動作中に、何らかの原因で、共通充填ノズル11及び図示しない充填シール装置等の周辺装置で作動不良が発生した場合、第1チューブ式熱交換器6で加熱殺菌処理された固液混合物は、第1ストレージタンク23に貯蔵され、第2チューブ式熱交換器29で加熱殺菌処理されたスープは、第2ストレージタンク38に貯蔵される。
【0044】
以上の作動は、共通充填ノズル11等の作動不良が解消されるまで継続される。この間、配管7(第1ライン1)では、チューブ式熱交換器6側からのグリーンピース及び粘性液の圧送と、定量排出器8側からの逆行移送との切り替えが行われる。この切り替えは、バルブ22及びバルブ21の開閉によって行なわれる。切り替えの頻度は、この実施例では入口バルブ9の開閉頻度と同じ25回/分である。このように、ストレージタンクを設けることによって、加圧タンク2はグリーンピース及び粘性液をチューブ式熱交換器6に断続的に圧送することができる。そのため、充填ノズル、あるいは図示しない充填シール装置等の周辺装置における作動不良が発生してもグリーンピース及び粘性液をストレージタンクで回収することができるので、その過加熱が回避される。一方、スープについては、充填ノズル11等が作動不良等の原因で流動体の排出を停止している間、定量排出器8の入口バルブ40を閉鎖し、バルブ39を開放して、加熱処理済みスープは第2ストレージタンク38内に貯蔵される。
【0045】
当業者であれば、以上の説明から分かるように、第1ライン1を用いて加熱又は冷却処理した固液混合物の粘度又は固形物の密度のままでは製品として適切でないときには、熱処理後に、第2ライン24で熱処理した液体成分を混入することにより、製品の固液混合物の粘度を低下させ、また、固形物の密度を低下させて、所望の粘度と密度の製品を得ることができる。
【0046】
第2ライン24の熱交換器29として、プレート式熱交換器や他の任意の熱交換器を用いてもよく、また、ポンプ28の代わりに、第1ライン1と同様に、タンク25に代えて、エア源に接続されレギューレータで圧力調節されるタンクを用いてもよい。また、一つの第2ライン24を第1ライン1に付加するようにしたが、上記第2ライン24と同様の一以上のラインを更に追加してもよい。
【0047】
なお、上記第1ライン1及び第2ライン24は、それぞれ別の流動体を処理することができ、特に、粘度変化を受けやすい液体(例えば、葛、馬鈴薯でん粉等により粘性を付与された粘性液)、熱に弱い成分を含む流動体(例えば、フレーバーを含む調味液)、あるいは乳化を引き起こしやすい流動体(油脂を含むソース、スープ等)等、成分に応じて熱交換処理条件を変えることが望ましい二種以上の流動体を熱交換処理するのに適している。また、共通充填ノズルで流動体を混合するので、各流動体が均一に混合されやすい。
【0048】
これらのうち、乳化を起こしやすい液体の処理する場合についてより具体的に説明すると、トマトソース等の油脂を含むソースあるいはスープを第1ライン1で熱交換処理し、これとは別にフレーバー等の熱に弱い成分を含む液体を第2ライン24で熱交換処理し、充填ノズル11で両者を混合して小売り容器に充填密封することにより、上記油脂を含むスープ、ソース等の液体を、ポンプを通過させずに熱交換処理し得るので、ポンプ通過によって引き起こされる乳化が抑制され、発色のよいソース、スープが得られ、その一方、別の液体に含まれているフレーバー成分の劣化が抑制されることから、発色と香りのよいスープあるいはソース等の液状食品を得ることができる。
【0049】
また、上記システムは、第1ライン1及び第2ライン24ともに、流動体として固液混合物を熱交換処理することが挙げられる。この場合、第2ライン24からポンプ28を省くことにより、第2ライン24を第1ライン1と実質的に同一の構成に変更するようにしてもよい。例えば、ぶどう、ライチ等のホールか又は適宜の大きさにカットされた果肉とゼリーとを混合した果肉入りゼリーを製造するのに適用する場合、上記果肉と粘性液を含む固液混合物を第1ライン1で熱交換処理し、ゼリーと粘性液とを混合した固液混合物を第2ライン24で熱交換処理し、両者を共通充填ノズル11で合流させて小売り容器12へ充填する。これにより、固形物の大きさに応じた配管径のラインを選択して各固形物に適した熱交換処理を行うことができ、しかも果肉には崩れが発生せず、果肉とゼリーを量目精度の高い状態で小売り容器に充填することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の熱交換システムの概略構成図である。
【図2】第1実施例のシステムを固液混合物を加熱又は冷却に適用するときの好ましい実施方法を採用したときの固液混合物の流動形態を説明するための図である。
【図3】第2実施例の熱交換システムの概略構成図である。
【符号の説明】
1 第1実施例の熱交換システム(第1ライン)
2 加圧タンク
3 レギュレーター
6、29 チューブ式熱交換器
8 定量排出器
20 第2実施例の熱交換システム
24 第2ライン
25 混合タンク
28 ロータリーポンプ
23、38 ストレージタンク
S 固形物
L 液体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates generally to a heat exchange system for heating or cooling a fluid, and more particularly to continuously heat treating (heating or cooling) a fluid by passing it through a heat exchanger. It relates to a suitable heat exchange system.
[0002]
[Prior art]
For continuous heat treatment of fluids, tube heat exchangers, plate heat exchangers, etc. are used. In heat exchange systems incorporating this type of heat exchanger, rotary pumps, A pump source such as a mono-screw pump is considered an essential element, and it is common to feed fluid into the heat exchanger by this pump source.
[0003]
In particular, foods and medicines require strict heat treatment time management. As a means for this, the pump source is controlled, thereby reducing the time required for the fluid to pass through the heat exchanger. To keep it constant.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a rotary pump or the like is incorporated in the heat exchange system, for example, if a solid-liquid mixture containing solids and liquids is to be heat-treated, the rotary pump will cause “collapse” in which some of the solids are lost. End up. Such a problem of “disintegration” of solids cannot be overlooked because, for example, in the food industry, it is a problem related to product quality. Due to such problems, the application range is limited in the conventional heat exchange system.
[0005]
It is another object of the present invention to provide a heat exchange system that does not require a transfer power pump such as a rotary pump as in the prior art in order to send the fluid to the heat exchange system.
[0006]
A further object of the present invention is to provide a heat exchange system that can be suitably applied to a system provided with a quantitative discharger that fills a retail container with a heat-treated fluid downstream from the heat exchange system. It is in.
[0007]
Another object of the present invention is to provide a heat exchange system suitable for heating or cooling foods in which the “collapse” of the solid contained in the solid-liquid mixture has a great influence on the quality of the product.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this technical problem, according to the present invention,
A tank for receiving a supply of pressurized gas and being held at a predetermined pressure and containing a fluid;
A heat exchanger in communication with the tank and for heating or cooling the fluid supplied from the tank;
A flow rate meter comprising a metering discharger including a filling nozzle that communicates with the heat exchanger and discharges a predetermined amount of the fluid heated or cooled by the heat exchanger at a predetermined time interval. A body heat exchange system is provided.
[0009]
According to the present invention, the fluid in the tank is supplied to the heat exchanger by the tank internal pressure, and the fluid heated or cooled by the heat exchanger is given a predetermined amount at a predetermined time interval by the quantitative discharger. Is discharged, the time required for the fluid to pass through the heat exchanger is strictly controlled by the metered discharger. Therefore, unlike the prior art, the pump for feeding the fluid to the heat exchanger and its control are not required.
[0010]
Therefore, the heat exchange system according to the present invention not only heats or cools a liquid or paste-like fluid, but even if a solid-liquid mixture is processed, a conventional pump source such as a rotary pump is used. Since the problem of “collapse” of the solid material does not occur, the solid-liquid mixture can be suitably heated or cooled by the heat exchange system of the present invention.
[0011]
The above and other problems of the present invention and the effects thereof will become apparent from the following detailed description of preferred embodiments of the present invention.
[0012]
【Example】
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0013]
First embodiment (FIG. 1 )
FIG. 1 shows a
[0014]
The operation of the
[0015]
Then, as described above, by controlling the
[0016]
According to the
[0017]
In addition, since the
[0018]
Here, the most preferable processing method is demonstrated in detail below regarding the heat processing of the continuous solid-liquid mixture using the
[0019]
A solid-liquid mixture in which a solid and a liquid are mixed has a flow characteristic close to that of a liquid when the density of the solid is small, but conversely, when the density of the solid is large, the gap between adjacent solids is increased. The liquid is easy to slip through. When such a “slip-through” phenomenon of the liquid occurs, there is a difference between the time required for the liquid to pass through the heat transfer tube and the time required for the solid material to pass through the heat transfer tube. It becomes impossible to perform uniform heat treatment. However, if this “slip-through” phenomenon of the liquid can be suppressed, the solid substance and the surrounding liquid can be moved together.
[0020]
From the above viewpoints, (1) the solid-liquid mixture is pumped by gas pressure and passed through the heat exchanger; (2) the solid is adjusted to a dense state; and (3) the viscosity of the liquid is adjusted. It is preferable to combine the elements, so that the solid-liquid mixture is heated uniformly without causing a flow velocity distribution substantially inside the
[0021]
For such processing, the relationship between the density of solids and the viscosity of the liquid correlates with the flow rate that passes through the heat exchanger, etc., and it is difficult to uniformly define numerical values. The liquid viscosity may be relatively small if it is fast enough. Conversely, if the flow rate is relatively slow, it is desirable to make the viscosity of the liquid relatively large. What is necessary is just to adjust the viscosity of a liquid using starch, a thickener, etc. The solid material only needs to have a size capable of passing through the
[0022]
The inner diameter of the heat transfer tube constituting the
[0023]
Examples of solid-liquid mixture foods include corn soup with corn grains, miscellaneous food containing rice grains, or tapioca, beverages containing small solids such as white ball dumplings, etc. For example, meat such as beef, pork and chicken, seafood such as fish and shellfish, vegetables such as carrots, potatoes, pumpkins, peppers and onions, grains such as corn, beans such as soybeans and peas And the like.
[0024]
Examples of the thickener include heat-resistant thickening polysaccharides or modified starches such as gellan gum, xanthan gum and sodium alginate. In order to suppress the above “slip-through” phenomenon of the liquid, the viscosity of the liquid is preferably 700 mPa · s to 4000 mPa · s, more preferably 900 mPa · s to 3000 mPa · s, most preferably, according to experiments. The viscous liquid is preferably 1100 mPa · s to 2000 mPa · s. In order to obtain such a viscosity, for example, the content of the thickener relative to the solid-liquid mixture necessary for adjusting the viscosity of a liquid such as water varies depending on the type of the thickener, but is 0.1 weight. % To 2.0% by weight.
[0025]
What is necessary is just to adjust the content rate of a solid substance in the dense state of the solid substance in a solid-liquid mixture. That is, the solid-liquid mixture contains 30% by weight or more of solids, more preferably 35% to 80% by weight, still more preferably 40% to 70% by weight, and most preferably 45% to 65% by weight. It is preferable to mix solid and liquid materials.
[0026]
As described above, by adjusting the solid-liquid mixture, the solid-liquid mixture moves downstream in the
[0027]
Specifically, using the
[0028]
The mixture prepared as described above was charged into the tank
[0029]
Under the above conditions, the mixture was continuously heat sterilized, and the product contained in the
[0030]
As described above, by connecting the
[0031]
FIG. 2 is a diagram for explaining this state. In the figure, regions A, B, C... Partitioned by wavy lines extending in the vertical direction indicate a solid-liquid mixture accommodated in the
[0032]
Second embodiment (FIG. 3)
FIG. 3 shows the
[0033]
That is, the
[0034]
In the
[0035]
The
[0036]
The fixed
[0037]
In the
[0038]
Regarding the operation of the
[0039]
The mixing tank 25 of the
[0040]
The flow rate of soup passing through the tube heat exchanger 29 is 4500 g / min. Next, the sterilized soup is sent to the
[0041]
In the
[0042]
On the other hand, the soup in the
[0043]
During the operation of the
[0044]
The above operation is continued until the operation failure of the
[0045]
As will be understood from the above description, if the person skilled in the art understands that the viscosity of the solid-liquid mixture heated or cooled using the
[0046]
As the heat exchanger 29 in the
[0047]
In addition, the said
[0048]
Among these, the case of processing a liquid that easily causes emulsification will be described more specifically. Sauce or soup containing fats and oils such as tomato sauce is heat-exchanged in the
[0049]
Moreover, the said system can heat-process a solid-liquid mixture as a fluid in both the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a heat exchange system according to a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram for explaining a flow form of a solid-liquid mixture when a preferred method of applying the system of the first embodiment to heating or cooling of the solid-liquid mixture is adopted.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a heat exchange system according to a second embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Heat exchange system of the first embodiment (first line)
2
Claims (5)
該タンクに連通され、該タンクから供給される前記流動体を加熱又は冷却するための熱交換器と、
該熱交換器に連通され、該熱交換器で加熱又は冷却された前記流動体を所定の時間間隔で所定の量の排出を行う充填ノズルを含む定量排出器とを有し、
上記タンク内の流動体をタンク内圧によって熱交換器に供給し、熱交換器で加熱又は冷却された流動体を、定量排出器で所定の時間間隔で所定の量排出することによって、流動体が熱交換器を通過する時間を制御するようにしたことを特徴とする流動体の熱交換システム。A tank for receiving a supply of pressurized gas and being held at a predetermined pressure and containing a fluid;
A heat exchanger in communication with the tank and for heating or cooling the fluid supplied from the tank;
Communicates with the heat exchanger, possess a quantitative ejector comprising a filling nozzle to discharge a predetermined amount of the fluid which is heated or cooled in heat exchanger at predetermined time intervals,
The fluid in the tank is supplied to the heat exchanger by the internal pressure of the tank, and the fluid heated or cooled by the heat exchanger is discharged by a predetermined amount at a predetermined time interval by the metering discharger. A fluid heat exchange system characterized in that the time for passing through the heat exchanger is controlled .
該第2のラインが、
第2の流動体を収容するタンクと、
該タンクに連通され、該タンクから供給される前記第2の流動体を加熱又は冷却するための第2の熱交換器と、
該第2の熱交換器に連通され、前記充填ノズルを共通の充填ノズルとして含む定量排出器とを有することを特徴とする流動体の熱交換システム。It is added to the heat exchange system according to any one of claims 1 to 3, and includes at least one second line joined by the filling nozzle,
The second line is
A tank containing a second fluid;
A second heat exchanger in communication with the tank and for heating or cooling the second fluid supplied from the tank;
A fluid heat exchange system, characterized in that the fluid heat exchange system includes a fixed amount discharger that is in communication with the second heat exchanger and includes the filling nozzle as a common filling nozzle.
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