JP3953465B2 - 混合装置 - Google Patents

Description

本発明は、リンゴ、ブドウ、イチゴ等の各種果肉の入った果肉入りヨーグルトを製造するために、液糖に漬けた状態の上記果肉とヨーグルトとを混合機によって連続的に混合する混合装置に関するものである。

従来におけるこの種の混合装置として、公知文献を具体的に挙げることは出来ないが、この種の混合装置は、液糖に漬けた状態の果肉を溜めた果肉タンクと、ヨーグルトを溜めたヨーグルトタンクと、混合機と、果肉タンクの液糖を含む果肉とヨーグルトタンクのヨーグルトとを夫々送給管を通じて各別に混合機に送給するポンプとを備えており、ヨーグルト送給管の先端部は混合機の入口部に接続され、果肉送給管の先端部側はヨーグルト送給管とほぼ同じ水平面上に延びて、その先端部が混合機の手前側でヨーグルト送給管の横腹部に接続されている。しかして、果肉送給管を所定流量で送給される果肉がヨーグルト送給管を所定流量で送給されているヨーグルトに合流し、混合機において両者が混合した後、この混合した果肉とヨーグルトとが充填部で充填装置によってカップその他の製品容器に充填され、密封されて果肉入りヨーグルト製品が製造されるようになっている。

従来の混合装置では、上記ように果肉送給管の先端部側がヨーグルト送給管とほぼ同じ水平面上に延びて、混合機の手前側でヨーグルト送給管の横腹部に接続されていることから、果肉が混合機の手前側でヨーグルトに合流すると、果肉の比重がヨーグルトよりも重いため果肉が混合機の手前側でヨーグルト送給管内に沈下し易く、停滞しがちとなって、混合機へ連続的に送られ難くなる。しかして、果肉がヨーグルト送給管内に沈下して停滞すると、混合機には一時的にヨーグルトのみが送給されて、果肉は送給されなくなり、それがために混合ムラを生じて、最終的に充填されるカップ等の製品容器には果肉が所定量よりも多く入ったり、逆に少なく入ったりすることがあり、特にヨーグルト製品の充填容器が１００〜１５０ｃｃ程度と小さい場合にはそのような充填ムラが発生し易く、大きな問題とされている。

本発明は、上記の課題に鑑み、混合機の手前側で果肉が果肉送給管からヨーグルト送給管に合流する時、果肉がヨーグルト送給管に沈降することなく、ヨーグルトと共に混合機内にスムーズに連続して送給できる混合装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための手段を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請請求項１に係る発明は、ヨーグルトＹを溜めたヨーグルトタンク１と、液糖Ｓに漬けた状態の果肉Ａを溜めた果肉タンク２と、混合機３と、ヨーグルトタンク１のヨーグルトＹと果肉タンク２の液糖Ｓを含む果肉Ａとを夫々送給管５，７を通じて各別に混合機３側に送給するポンプ４，６とを備え、混合機３によって果肉ＡとヨーグルトＹとを混合するようにした混合装置において、水平管路からなるヨーグルト送給管５の先端部を水平に配管された混合機３に接続し、このヨーグルト送給管５の先端部上面側に果肉送給管７の先端部７ａを接続し、しかして果肉送給管７によって送給される果肉Ａを、混合機３の手前側でヨーグルト送給管５内のヨーグルトＹの上層部に送り込んで合流させることにより、果肉Ａがヨーグルト送給管５内に沈降しないうちに混合機３へ送給されるようにしたことを特徴とする混合装置。

請求項２は、請求項１に記載の混合装置において、ヨーグルト送給管５の先端部５ａ上面側に接続される果肉送給管７の先端部７ａ側は、ヨーグルト送給管５のヨーグルト送給方向に対し下り傾斜状に配設されることを特徴とする。

請求項３は、請求項１又は２に記載の混合装置において、ヨーグルト送給管５の先端部５ａ上面側に接続される果肉送給管先端部７ａの傾斜角度θは、２０°〜７０°に設定されることを特徴とする。

上記解決手段による発明の効果を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請請求項１に係る発明によれば、ヨーグルト送給管５の先端部５ａ上面側に果肉送給管７の先端部７ａを接続して、果肉送給管７によって送給される果肉Ａを混合機３の手前側でヨーグルト送給管５内のヨーグルトＹの上層部に送り込んで合流させるようにしたから、果肉Ａをヨーグルト送給管５内に沈降させることなく、この果肉ＡをヨーグルトＹと共に混合機３内にスムーズに連続して送給させることができる。従って、ヨーグルトＹと液糖Ｓを含む果肉Ａとを連続的に均一に混合させることができ、これによって混合機３で混合した果肉ＡとヨーグルトＹを充填部で各製品容器に充填する際に充填ムラを生じることがない。

請求項２に係る発明によれば、ヨーグルト送給管先端部５ａの上面側に接続される果肉送給管７の先端部７ａ側を、ヨーグルト送給管５のヨーグルト送給方向に対し下り傾斜状に配設することにより、果肉Ａが果肉送給管７の先端部７ａからヨーグルト送給管先端部５ａ内のヨーグルトＹに合流すると、この果肉Ａは先端部５ａ内のヨーグルトＹの上層部に乗っかった状態でヨーグルトＹと共に前方へ送給され、しかして果肉Ａはヨーグルト送給管５内で沈降することなく、ヨーグルトＹ中に浮いたような状態から徐々にヨーグルトＹと混ざり合いながら混合機３に送られ、この混合機３によってヨーグルトＹと連続的により一層均一に攪拌混合されることになる。

請求項３に係る発明のように、ヨーグルト送給管先端部５ａの上面側に接続される果肉送給管先端部７ａの傾斜角度θは２０°〜７０°に設定することが望ましい。これは、傾斜角度θが２０°以下であれば、果肉Ａ及び液糖Ｓが果肉送給管先端部７ａからヨーグルト送給管先端部５ａ内のヨーグルトＹに合流し難くくなると共に、ヨーグルト送給管先端部５ａに対する果肉送給管先端部７ａの配管が製作的に難しくなるからであり、また傾斜角度θが７０°を越えると、果肉送給管先端部７ａからヨーグルト送給管先端部５ａ内のヨーグルトＹに合流した果肉Ａ及び液糖ＳがヨーグルトＹの上層部に的確に乗っかり難く、早期に沈降し易くなるからである。

図１は本発明に係る混合装置の全体を示す説明図、図２は図１の矢印Ｘで囲まれる部分の拡大正面図、図３は図２の要部拡大断面図である。図４は果肉入りヨーグルト製品の一例を開蓋した状態で示す斜視図である。図１において、１はヨーグルトタンク、２は果肉タンクで、この果肉タンク２には果肉としての例えばリンゴの角切り（４〜１０ｍｍ角）が液糖に漬けられた状態で溜められる。３は混合機、４はヨーグルト送給管５を通じてヨーグルトタンク１内のヨーグルトを混合機３側へ送給するポンプ、６は果肉送給管７を通じて果肉タンク２内の果肉を液糖と共に混合機３側へ送給するポンプであり、各ポンプ４，６は夫々ロータリーポンプからなる。８は混合機３によって混合されたヨーグルト製品を充填部（図示せず）側へ送給する製品送給管である。

上記混合機３は、図２にその一例を示すように、２つのラインミキサー９，９を接続管１０を介して直列に接続したものからなり、各ラインミキサー９は、図３に示すように、管９ｏ中に右捻りと左捻りの螺旋状エレメント９ａ，９ｂを交互に且つ隣接するエレメント９ａ，９ｂの端が相互に９０°の角度で接するように多数個配置してなるもので、流体は管９ｏ中を通過する際に各螺旋状エレメント９ａ，９ｂによって流れを分割され、またエレメント９ａ，９ｂの捻りによって螺旋運動を与えられると共に各エレメント９ａ，９ｂごとに流れの方向を変えられ、これらの相乗効果によって流体を攪拌し混合するようになっている。

また図２から分かるように、上記２つのラインミキサー９，９のうち流体流れ方向先方側のラインミキサー９には監視窓３０が設けられている。即ち、この先方側ラインミキサー９の管９ｏはその中央部分９ｃがカットされていて、このカットされた部分９ｃを囲繞するように透明体からなる円筒状のカバー３０ａが管９ｏに対し水密的に取り付けられ、この透明カバー３０ａを通して、果肉とヨーグルトとの攪拌混合状態を確認できるようになっている。

ヨーグルト送給管５は、一端部がヨーグルトタンク１に接続され、その他端部、即ち先端部が混合機３のラインミキサー９に接続されている。このヨーグルト送給管５の先端部側管路５ａは、本管５ｏより太径に形成されて、水平に配管された管路からなるもので、図２及び図３に示すように水平に配管されたラインミキサー９の入口部に同軸に接続されている。尚、この先端部側管路５ａとラインミキサー９の管９ｏとは、図３から分かるように同じ内径を有する。

また、図１〜図３に示すように、果肉送給管７は、一端部が果肉タンク１に接続され、その他端部、即ち先端部がヨーグルト送給管５の先端部側管路５ａの上面側に接続されている。この果肉送給管７の先端部側管路７ａは、本管７ｏより細径にされたもので、ヨーグルト送給管５の先端部側管路５ａの上側にあって、この先端部側管路５ａの上面部にヨーグルト送給方向に対し一定の傾斜角度θ（図３参照）で下り傾斜状に接続配管されている。この場合、ヨーグルト送給管５の先端部側管路５ａに対する果肉送給管７の先端部側管路７ａの傾斜角度θは、２０°〜７０°の範囲に設定することが望ましい。

図１において、１１はヨーグルト供給口で、この供給口１１からヨーグルト供給管１２を通じて導管１３によりヨーグルトタンク１内にヨーグルトが供給される。１４，１５はヨーグルト供給管１２に設けられたオートバルブである。ヨーグルト送給管５には、電磁流量計１６、温度計１７、圧力計１８、ストップバルブ１９及びドレンバルブ２０が設けられる。２１は果肉タンク２の果肉投入口で、液糖及びこれに漬けられた果肉がこの投入口２１より適宜に果肉タンク２に投入される。２２は果肉投入口２１に設けられたフィルターである。果肉送給管７には、電磁流量計２３、温度計２４、監視窓２５、ストップバルブ２６及びドレンバルブ２７，２８が設けられる。また果肉タンク２内には攪拌機２９が配備される。

果肉タンク２内には液糖と果肉とが所定の比率で果肉投入口２１より投入されて供給され、攪拌機２９にて適宜に攪拌されることによって、果肉は液糖に浸漬した状態となる。このような状態では果肉と液糖の比重は同じであって、その比重はヨーグルトの比重よりも大きい。因みに、果肉及び液糖の比重は１．３前後であり、ヨーグルトの比重は１である。

上記のように構成される混合装置によって果肉入りヨーグルトを製造する時に、果肉送給管７からの果肉がヨーグルト送給管５内を送給されるヨーグルトに合流する状態を示したのが図３である。この場合、果肉を例えば一辺が５ｍｍ程度に角切りされた角切りリンゴとして、これをＡで示し、この角切りリンゴＡを漬けている液糖をＳで示し、またヨーグルトをＹで示す。

次に、図３によって果肉（角切りリンゴＡ）がヨーグルトＹに合流して混合機３に送られる状態を詳細に説明する。尚、混合機３を通過して製品送給管８を送給されるヨーグルト製品の流量を１００％とすれば、ヨーグルト送給管５を送給されるヨーグルトＹの流量は８４〜８５％程度であり、果肉送給管７を送給される液糖Ｓ及び角切りリンゴＡの流量は１６〜１５％程度である。従って、ヨーグルト製品の流量が例えば１２００リットル／時間とした場合、ヨーグルトＹの流量は約１０１０〜１０２０リットル／時間であり、液糖Ｓ及び角切りリンゴＡの流量は約１８０〜１９０リットル／時間である。

図３から分かるように、果肉送給管７の先端部側管路７ａは、ヨーグルト送給管５の先端部側管路５ａの上側にあって、この先端部側管路５ａの上面部にヨーグルト送給方向に対し例えば４５°の傾斜角度θで下り傾斜状に接続配管されているから、角切りリンゴＡが液糖Ｓと共に、果肉送給管７の先端部側管路７ａからヨーグルト送給管５の先端部側管路５ａ内のヨーグルトＹに合流すると、図示のように先端部側管路５ａ内のヨーグルトＹの上層部に乗っかった状態でヨーグルトＹと共に前方へ送給され、しかして角切りリンゴＡ及び液糖Ｓは、ヨーグルト送給管５内で直ちに沈降することなく、ヨーグルトＹ中に浮いたような状態から徐々にヨーグルトＹと混ざり合いながら混合機３のラインミキサー９に送られ、このラインミキサー９によってヨーグルトＹと連続的に攪拌混合されることになる。

手前側のラインミキサー９に送られた角切りリンゴＡ及び液糖ＳとヨーグルトＹとは、管９ｏ中を通過する際に各螺旋状エレメント９ａ，９ｂによって流れを分割され、またエレメント９ａ，９ｂの捻りによって螺旋運動を与えられると共に各エレメント９ａ，９ｂごとに流れの方向を変えられ、これらの相乗効果によって連続的に均一に攪拌混合され、そして次のラインミキサー９でも同様に攪拌混合される。こうして２つのラインミキサー９，９によって角切りリンゴＡ及び液糖ＳとヨーグルトＹとが連続的に均一に攪拌混合されたヨーグルト製品は、製品送給管８を通じて充填部へ送給され、そして図４に示すような例えば１００〜１５０ｃｃ程度のカップ（容器）３７に充填された後、蓋３１を被せられて、果肉入りヨーグルト（角切りリンゴ入りヨーグルト）が出来上がる。この図４は、蓋３１を半分程度開けて、互いに均一に混ざり合った角切りリンゴＡ、液糖Ｓ及びヨーグルトＹを露呈した状態の果肉入りヨーグルトを示す。

上記のように、角切りリンゴＡ及び液糖Ｓが、ヨーグルトＹより比重が大きいにも係わらず、合流時にヨーグルト送給管５内で直ちに沈降しないのは、果肉送給管７の先端部側管路７ａがヨーグルト送給管５の先端部側管路５ａの上側にあって、しかもヨーグルト送給方向に対し下り傾斜状に接続配管されていることが大きな要因であるが、これに加えて角切りリンゴＡ及び液糖ＳとヨーグルトＹとが共に高粘度の流体であるため、角切りリンゴＡ及び液糖ＳがヨーグルトＹの上に乗っかった状態では、ヨーグルトＹとの境界層での粘性抵抗によって沈降が抑えられるようになることにも起因している。

前記したように、ヨーグルト送給管５の先端部側管路５ａに対する果肉送給管７の先端部側管路５ａの傾斜角度θは２０°〜７０°の範囲に設定するのが望ましいが、これは、傾斜角度θが２０°以下であれば、果肉である角切りリンゴＡ及び液糖Ｓが果肉送給管先端部側管路７ａからヨーグルト送給管先端部側管路５ａ内のヨーグルトＹに合流し難くくなると共に、ヨーグルト送給管先端部側管路５ａに対する果肉送給管先端部側管路７ａの配管が製作的に難しくなるからであり、また傾斜角度θが７０°を越えるようになると、果肉送給管先端部側管路７ａからヨーグルト送給管先端部側管路５ａ内のヨーグルトＹに合流した角切りリンゴＡ及び液糖ＳがヨーグルトＹの上層部にうまく乗っかることができず、早期に沈下し易くなるからである。

尚、ヨーグルトの供給流量に比べて果肉の供給流量が可なり少ない場合には、ヨーグルト送給管５の先端部側管路５ａに対する果肉送給管７の先端部側管路５ａの傾斜角度θを９０°近くに設定しても、果肉送給管７によって送給される果肉をヨーグルト送給管５内のヨーグルトの上層部に送り込んで果肉がヨーグルト送給管５内に沈降しないうちに混合機３へ送給させるようにすることは可能である。

前記ヨーグルトタンク１及び果肉タンク２の洗浄を行う時には、図１に示すように、ヨーグルト供給口１１から蒸気を導入して、ヨーグルト供給管１２により蒸気供給管３２に供給し、この蒸気供給管３２の先端部のスプレーボール３３から噴射される蒸気によって果肉タンク２内部を洗浄する一方、ヨーグルト供給管１２の途中から分岐した蒸気供給管３４を通じて果肉タンク２内に蒸気を供給することによって果肉タンク２の内部を洗浄する。図１において、３５はヨーグルトタンク１に設けた蒸気逃がし用バルブであり、３６は果肉タンク２に設けた蒸気逃がし用バルブである。

本発明に係る混合装置の全体を示す説明図である。 図１の矢印Ｘで囲まれる部分の拡大正面図である。 図２の要部拡大断面図である。 果肉入りヨーグルト製品の一例を開蓋した状態で示す斜視図である。

符号の説明

１ ヨーグルトタンク
２ 果肉タンク
３ 混合機
４，６ ポンプ
５ ヨーグルト送給管
５ａ ヨーグルト送給管の先端部側管路
７ 果肉送給管
７ａ 果肉送給管の先端部側管路
θ 果肉送給管先端部の傾斜角度

Claims (3)

1. ヨーグルトを溜めたヨーグルトタンクと、液糖に漬けた状態の果肉を溜めた果肉タンクと、混合機と、ヨーグルトタンクのヨーグルトと果肉タンクの液糖を含む果肉とを夫々送給管を通じて各別に混合機側に送給するポンプとを備え、混合機によって果肉とヨーグルトとを混合するようにした混合装置において、
   水平管路からなるヨーグルト送給管の先端部を水平に配管された混合機に接続し、このヨーグルト送給管の先端部上面側に果肉送給管の先端部を接続し、しかして果肉送給管によって送給される果肉を、混合機の手前側でヨーグルト送給管内のヨーグルトの上層部に送り込んで合流させることにより、果肉がヨーグルト送給管内で沈降しないうちに混合機へ送給されるようにしたことを特徴とする混合装置。
2. ヨーグルト送給管の先端部上面側に接続される果肉送給管の先端部側は、ヨーグルト送給管のヨーグルト送給方向に対し下り傾斜状に配設されることを特徴とする請求項１に記載の混合装置。
3. ヨーグルト送給管の先端部上面側に接続される果肉送給管先端部の傾斜角度は、２０°〜７０°に設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の混合装置。

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