JP3893968B2 - Hot air heat transfer type liquid sterilizer - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は液体食品等の滅菌装置に関するものであり、特に熱媒を空気とした熱風伝熱式液体滅菌装置に係るものである。
【0002】
【発明の背景】
従来より、固形物入りの液体、粘度の高い液体である液体食品等の殺菌には、図5(a)に示すような装置が供されている。
この装置は、液状の被処理物を通過させる加熱管路1′と冷却管路3′とを連続して具え、この冷却管路3′の終端側に具えたバルブ7′またはポンプによってこれら管路の内部圧力を調整し、前記加熱管路1′を通過する際の被処理物の沸騰を防ぎながらこのものを加熱滅菌し、続いて冷却管路3′を通過させて冷却した後、製品として排出する装置である。
そして前記加熱管路1′を加熱するための構成として、図5(b)に示すような二重管型熱交換器が採用されている。この熱交換器は、管体30′をジャケット36′に内包するものであり、これらジャケット36′と管体30′との間に熱水を通すことにより、この熱水の熱を管体30′内を通過する被処理物に伝導するようにしたものである。なお管体30′内にはスタティックミキサ33′を具え、管体30′中を通過する被処理物を乱流状態として熱交換効率の向上を図っている。
【0003】
ところで前記管体30′内を通過する被処理物を加熱滅菌(加熱殺菌)するためには、被処理物の温度を110〜130℃まで高める必要があり、ジャケット36′内を通過する熱水の温度を140℃程度とすることが要求される。このため現状では、被処理物及び熱水の沸騰を防止するために、管体30′内及びジャケット36′内を0.3〜0.35MPaGに加圧した状態で運用している。
管体30′内を通過する被処理物の圧力調整は上述したようにバルブ7′またはポンプの開度を調節して行うものであり、一方、ジャケット36′内を通過する熱水の圧力は、図5(a)に示すように熱水循環用ポンプ入口のレリーフ弁を調整することにより行われている。
【0004】
このような既存の液体滅菌装置は、高粘度の液体や、熱に敏感で焦げつき易い液体あるいは固形物を含む液体を、品質の劣化を最小限に抑えて加熱滅菌することができ、相応の運用実績のある装置である。
しかしながら圧力容器に因む事故等による労働災害を防止する見地からの法制上の制限や、更なるコストダウンを図るといった点においては改良の余地があった。
【0005】
【開発を試みた技術的課題】
本発明はこのような背景を認識してなされたものであって、装置全体に占める圧力容器に相当する構成部分の割合を縮小することにより、加熱滅菌機能を損なうことなくコストダウンを実現することのできる、新規な熱風伝熱式液体滅菌装置の開発を技術課題とした。
【0006】
【課題を解決するための手段】
すなわち請求項1記載の熱風伝熱式液体滅菌装置は、液状の被処理物を通過させる加熱管路と冷却管路とを連続して具え、この冷却管路の終端側に具えたバルブまたはポンプによってこれら管路の内部圧力を調整することにより、前記加熱管路を通過する際の被処理物の沸騰を防ぎながらこのものを加熱滅菌し、続いて冷却管路を通過させて冷却した後、製品として排出する装置において、前記加熱管路を加熱装置における筐体内に配するとともに、この筐体内に熱風を供給することにより、熱風の熱を加熱管路内を通過する被処理物に伝導するように構成したことを特徴として成るものである。
この発明によれば、加熱管路を加熱するために圧力容器を用いないため、装置全体に占める圧力容器に相当する構成部分の割合を縮小することができ、加熱滅菌機能を損なうことなくコストダウンを実現することができる。
また圧力容器に因む事故等による労働災害を防止する見地からの法制上の制限の基準となるPV値(容積×圧力)を縮小することができるため、各種手続きを簡素化することが可能となり、延いてはコストダウンを実現することがことができる。
【0007】
また請求項2記載の熱風伝熱式液体滅菌装置は、前記要件に加え、前記加熱管路を構成する管体には複数のフィンを具えたことを特徴として成るものである。
この発明によれば、熱媒体である熱風と、被処理物との間での熱交換を効率的に行うことができる。
【0008】
更にまた請求項3記載の熱風伝熱式液体滅菌装置は、前記要件に加え、前記加熱管路の屈曲部を筐体外部に位置させたことを特徴として成るものである。
この発明によれば、管体内部に位置するスタティックミキサのメンテナンスを容易に行うことができるとともに、パッキン類の劣化を防止することができる。
そしてこれら各請求項記載の要件を手段として前記課題の解決が図られる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下本発明の熱風伝熱式液体滅菌装置について、図示の実施の形態に基づいて説明する。
図中符号Dに示すものが熱風伝熱式液体滅菌装置であり、このものは適宜の機枠に対して加熱管路1、ホールド管路2及び冷却管路3を連続した状態で具えるとともに、前記加熱管路1を加熱装置5内に配して成るものである。そして原料供給装置6により、固形物入りの液体や粘度の高い液体(液体食品等)を被処理物として前記加熱管路1に対して供給し、この被処理物を加熱菅路1を通過させる過程において沸騰を防ぎながら加熱し、ホールド管路2において殺菌・滅菌に必要な所定時間を確保し、その後冷却菅路3を通過させて冷却した後、製品として排出する。
【0010】
以下これら熱風伝熱式液体滅菌装置Dを構成する諸部材について詳しく説明する。まず前記加熱管路1について説明するとこのものは、図2に示すように一例として三本の直管状の管体10を、コの字型の180°ベント管11を用いてモノチューブ様に接続して成るものであり、これら管体10と180°ベント管11との間にパッキン12を設けることにより内部の気密性を保つように構成した。また前記管体10内にはスタティックミキサ13を設けることにより、管体10中を通過する被処理物を攪拌混合するものである。更に前記管体10の外周部にはフィン15を複数具えることにより伝熱面積の拡張を図っている。
そして上記モノチューブ様に接続された管体10の一端を投入口16とし、逆端を排出口17とする。更に排出口17付近には図1に示すように温度センサT1を具える。
【0011】
上述のように構成された加熱管路1は、図1、3に示すように加熱装置5内に配されるものであり、ここで前記加熱装置5について説明する。このものは金属板を適宜箱状に形成するとともに外側に断熱材を張設する等して構成した筐体51に、導風口52及び排風口53を形成し、更に前記導風口52及び排風口53に管路50を接続することにより循環路を形成するとともに、この循環路の途中にヒータ55、ファン56及びスチームヒータ57を具て成るものである。なおスチームヒータ57によって管路50中の雰囲気温度を高めるものである。また管路50における一例として前記ヒータ55とスチームヒータ57との間には温度センサT5を具える。
なおこの実施の形態では前記180°ベント管11、投入口16及び排出口17については加熱装置5における筐体51の外部に突出した状態とした。因みにこのような加熱管路1の設置態様を採ることにより、熱によるパッキン12の劣化を防ぐとともに、180°ベント管11を取り外してのスタティックミキサ13のメンテナンスを容易に行うことが可能と成るものである。
【0012】
次に前記冷却管路3について説明するとこのものは、図4に示すように一例として三本の直管状の管体30を、コの字型の180°ベント管31を用いてモノチューブ様に接続して成るものであり、これら管体30と180°ベント管31との間にパッキン32を設けることにより内部の気密性を保つように構成した。また前記管体30内にはスタティックミキサ33を設けることにより、管体30中を通過する被処理物を攪拌混合するものである。そして上記モノチューブ様に接続された管体30の一端を投入口34とし、逆端を排出口35とする。
更に前記管体30の外周部にジャケット36を具えることにより、冷却管路3を二重菅構造とするものであり、個々のジャケット36を接続菅37によってモノチューブ様に接続する。そしてこのようにモノチューブ様に接続されたジャケット36の一端に入水口38を形成し、逆端に出水口39を形成する。
なお、この実施の形態では図示しない適宜のポンプを用いて地下水等を入水口38に供給するものとした。更にこの実施の形態では、排出口39から排出される冷却水は廃液として外部に送り出し、入水口38への際供給は行わないように構成した。もちろん適宜冷却装置を具えて、温度の上昇した冷却水を冷却し、再度入水口38に供給するように構成してもよい。
【0013】
次に前記ホールド管路2について説明すると、このものは前記加熱管路1と、冷却管路3との間を管体20によって接続することによって構成され、加熱管路1から排出された被処理物の高温状態を所定時間維持することを目的として設けられるものである。また管体20の適宜の個所に圧力センサPを具える。更にホールド管路2における管体20内にスタティックミキサを具えるようにしてもよい。
【0014】
次に前記原料供給装置6について説明するとこのものは、ホッパ61及びポンプ62を具えて成るものであり、前記加熱管路1における投入口16に被処理物を供給するための装置である。また原料供給装置6には流量センサFを具える。
【0015】
更に前記冷却管路3における排出口35に接続される管路には圧力調整バルブ7を具えるものであり、この圧力調整バルブ7の開度を調節することにより、加熱管路1、ホールド管路2及び冷却管路3内の圧力を調整することができる。なお圧力調整バルブ7に代えて背圧用ポンプを用いるようにしてもよい。
本発明の熱風伝熱式液体滅菌装置Dは一例として上述したように構成されるものであり、以下この装置の作動態様について説明する。
【0016】
〔起動操作〕
まず加熱装置5におけるファン56を起動して管路50及びこの管路50に接続された筐体51内の雰囲気を循環させ、ヒータ55及びスチームヒータ57を起動してこの雰囲気の温度を上昇させる。
また冷却管路3における入水口38に対して冷却水を供給する。
【0017】
〔被処理物の供給〕
そして管路50及び筐体51内を循環する雰囲気の温度が所定の値(この実施の形態では一例として150℃)となったことを温度センサT5が検知した時点で加熱管路1への原材料(被処理物)の供給を開始するものであり、原料供給装置6を起動する。
原料供給装置6では、ホッパ61に投入された原材料(被処理物)をポンプ62によって送出するものであり、流量センサFの検出値に基づいて一定量を送出する。
このとき圧力調整バルブ7の開度を調節することにより、加熱管路1、ホールド管路2及び冷却管路3内の圧力を一例として0.3〜0.35MPaGに調整する。
【0018】
〔滅菌処理〕
そして被処理物は、加熱管路1における管体10内において、筐体51内の雰囲気との間で熱交換を行うものであり、高温雰囲気の熱が被処理物に伝導することにより、被処理物を110〜130℃まで昇温し、加熱殺菌、加熱滅菌が行われる。このとき管体10内の圧力は0.3〜0.35MPaGとなっているため、被処理物は沸騰したり焦げ付いてしまうことなく加熱殺菌、加熱滅菌が行われることとなる。また管体10は、フィン15によって放熱面積が拡張されているため、熱媒体である熱風と、被処理物との間での熱交換が効率的に行われる。
なお管体10内にはスタティックミキサ13を具えているため、管体10中を通過する被処理物は攪拌混合されて熱交換効率が向上するものである。
【0019】
〔ホールド〕
その後、被処理物はホールド管路2に移動するものであり、ここを通過することにより、被処理物の殺菌・滅菌に必要な所定時間が確保される。
【0020】
〔冷却処理〕
続いて被処理物は冷却管路3に移動するものであり、ジャケット36内を通過する冷水に対して熱を伝導することにより、この被処理物の温度が常温付近まで低下する。なお管体30内にはスタティックミキサ33を具えているため、管体30中を通過する被処理物は攪拌混合され、熱交換効率が向上するものである。
そして冷却管路3から出た被処理物は熱風伝熱式液体滅菌装置Dの外部に送られ、無菌充填等、その後の処理が施されるものである。
【0021】
本発明の熱風伝熱式液体滅菌装置Dは上述したように動作するものであり、前記温度センサT1、温度センサT5、圧力センサP及び流量センサFの検出値に基づいて、適宜の制御装置によってポンプ62、スチームヒータ57、ヒータ55及び圧力調整バルブ7を操作するものである。
【0022】
【発明の効果】
本発明によれば、液体滅菌装置全体に占める圧力容器に相当する構成部分の割合を縮小することができ、加熱滅菌機能を損なうことなくコストダウンを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の熱風伝熱式液体滅菌装置のブロック図である。
【図2】加熱管路を示す側面図及び正面図である。
【図3】加熱装置を示す側面図である。
【図4】冷却装置を示す側面図である。
【図5】既存の液体滅菌装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
D 熱風伝熱式液体滅菌装置
1 加熱管路
10 管体
11 180°ベント管
12 パッキン
13 スタティックミキサ
14
15 フィン
16 投入口
17 排出口
2 ホールド管路
20 管体
3 冷却管路
30 管体
31 180°ベント管
32 パッキン
33 スタティックミキサ
34 投入口
35 排出口
36 ジャケット
37 接続管
38 入水口
39 出水口
5 加熱装置
50 管路
51 筐体
52 導風口
53 排風口
55 ヒータ
56 ファン
57 スチームヒータ
6 原料供給装置
61 ホッパ
62 ポンプ
7 圧力調整バルブ
F 流量センサ
P 圧力センサ
T1 温度センサ
T5 温度センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sterilizer for liquid foods, and more particularly to a hot air heat transfer type liquid sterilizer using air as a heat medium.
[0002]
BACKGROUND OF THE INVENTION
Conventionally, an apparatus as shown in FIG. 5 (a) has been provided for sterilization of liquid containing solid matter, liquid food having high viscosity, and the like.
This apparatus comprises a heating pipe line 1 'and a cooling pipe line 3' through which a liquid workpiece is passed, and these pipes are provided by a valve 7 'or a pump provided at the end of the cooling pipe line 3'. After adjusting the internal pressure of the passage and preventing the boiling of the object to be treated when passing through the heating pipe line 1 ', this is heat sterilized and then cooled by passing through the cooling pipe line 3'. As a device to discharge as.
And as a structure for heating said heating pipe line 1 ', the double pipe type heat exchanger as shown in FIG.5 (b) is employ | adopted. This heat exchanger encloses a tube body 30 'in a jacket 36'. By passing hot water between the jacket 36 'and the tube body 30', the heat of the hot water is transferred to the tube body 30 '. It is made to conduct to an object to be processed that passes through. In addition, a static mixer 33 'is provided in the tube body 30' to improve the heat exchange efficiency by making the object to be processed passing through the tube body 30 'into a turbulent state.
[0003]
By the way, in order to heat sterilize (heat sterilize) the object to be processed that passes through the pipe body 30 ', it is necessary to increase the temperature of the object to be processed to 110 to 130 ° C, and hot water that passes through the jacket 36'. The temperature is required to be about 140 ° C. For this reason, at present, in order to prevent boiling of the object to be processed and hot water, the tube body 30 'and the jacket 36' are operated under a pressure of 0.3 to 0.35 MPaG.
As described above, the pressure of the object to be processed passing through the pipe body 30 'is adjusted by adjusting the opening of the valve 7' or the pump, while the pressure of the hot water passing through the jacket 36 'is As shown in FIG. 5A, this is done by adjusting the relief valve at the inlet of the hot water circulation pump.
[0004]
Such existing liquid sterilizers can heat and sterilize highly viscous liquids, liquids that are sensitive to heat and easily burnt, or liquids that contain solids with minimal degradation of quality, and are suitable for operation. It is a proven device.
However, there is room for improvement in terms of legal restrictions from the standpoint of preventing occupational accidents due to accidents caused by pressure vessels and further cost reduction.
[0005]
[Technical issues for which development was attempted]
The present invention has been made in view of such a background, and by reducing the proportion of the components corresponding to the pressure vessel in the entire apparatus, the cost can be reduced without impairing the heat sterilization function. Development of a new hot air heat transfer type liquid sterilizer that can be used was a technical issue.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
That is, the hot air heat transfer type liquid sterilization apparatus according to claim 1 is provided with a heating line and a cooling line that allow a liquid workpiece to pass through continuously, and a valve or pump provided on the terminal side of the cooling line. By adjusting the internal pressure of these pipes by means of heat sterilization while preventing the boiling of the object to be processed when passing through the heating pipes, and then cooling by passing through the cooling pipes, In an apparatus for discharging as a product, the heating pipe is arranged in a casing of the heating apparatus, and hot air is supplied into the casing to conduct heat of the hot air to an object to be processed passing through the heating pipe. It is characterized by having been configured as described above.
According to this invention, since the pressure vessel is not used to heat the heating pipe line, the proportion of the components corresponding to the pressure vessel in the entire apparatus can be reduced, and the cost can be reduced without impairing the heat sterilization function. Can be realized.
In addition, it is possible to reduce the PV value (volume x pressure), which is the standard for legal restrictions from the viewpoint of preventing occupational accidents due to accidents caused by pressure vessels, etc., making it possible to simplify various procedures. As a result, cost reduction can be realized.
[0007]
The hot air heat transfer type liquid sterilization apparatus according to claim 2 is characterized in that, in addition to the above requirements, the tube constituting the heating pipe line includes a plurality of fins.
According to the present invention, heat exchange between hot air that is a heat medium and a workpiece can be efficiently performed.
[0008]
Furthermore, the hot air heat transfer type liquid sterilization apparatus according to
According to the present invention, it is possible to easily perform maintenance of the static mixer located inside the tubular body, and to prevent deterioration of the packings.
The above-described problems can be solved by using the requirements described in these claims as means.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the hot air heat transfer type liquid sterilization apparatus of the present invention will be described based on the illustrated embodiment.
What is indicated by a symbol D in the figure is a hot air heat transfer type liquid sterilizer, which comprises a heating pipe 1, a hold pipe 2 and a
[0010]
Hereinafter, various members constituting the hot air heat transfer type liquid sterilizer D will be described in detail. First, the heating pipe line 1 will be described. In this case, as shown in FIG. 2, three straight
One end of the
[0011]
The heating pipe line 1 configured as described above is arranged in the
In this embodiment, the 180 °
[0012]
Next, the
Further, by providing a
In this embodiment, groundwater or the like is supplied to the
[0013]
Next, the hold pipe line 2 will be described. This is constituted by connecting the heating pipe line 1 and the
[0014]
Next, the raw material supply apparatus 6 will be described. This apparatus includes a
[0015]
Further, the pipe connected to the
The hot air heat transfer type liquid sterilization apparatus D of the present invention is configured as described above as an example, and the operation mode of this apparatus will be described below.
[0016]
[Startup operation]
First, the
Further, cooling water is supplied to the
[0017]
[Supply of workpieces]
The raw material to the heating pipe 1 is detected when the temperature sensor T5 detects that the temperature of the atmosphere circulating in the
In the raw material supply device 6, the raw material (object to be processed) put in the
At this time, by adjusting the opening degree of the
[0018]
[Sterilization]
The object to be processed exchanges heat with the atmosphere in the
In addition, since the
[0019]
〔hold〕
Thereafter, the object to be processed moves to the hold pipe line 2, and a predetermined time required for sterilization and sterilization of the object to be processed is secured by passing through the object.
[0020]
[Cooling treatment]
Subsequently, the object to be processed moves to the
And the to-be-processed object which came out of the
[0021]
The hot air heat transfer type liquid sterilization apparatus D according to the present invention operates as described above, and based on the detected values of the temperature sensor T1, the temperature sensor T5, the pressure sensor P, and the flow rate sensor F, by an appropriate control device. The
[0022]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to reduce the proportion of the constituent parts corresponding to the pressure vessel in the entire liquid sterilization apparatus, and it is possible to realize cost reduction without impairing the heat sterilization function.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a hot air heat transfer type liquid sterilization apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a side view and a front view showing a heating pipe line.
FIG. 3 is a side view showing a heating device.
FIG. 4 is a side view showing a cooling device.
FIG. 5 is a block diagram showing an existing liquid sterilization apparatus.
[Explanation of symbols]
D Hot-air heat transfer type liquid sterilizer 1
15
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