JP4213453B2 - 配管システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は配管システムに係り、特に液体原料または液体製品を充填した複数のタンクと、液体原料に所定の処理を施す複数の処理装置と、処理装置によって製造された液体製品を容器に充填する複数の充填機を連結する配管システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
食品、化粧品、薬品等の各種製品の製造設備においては、液体原料及び／又は粉体原料をタンク内で攪拌して混合した後に処理装置により所定の処理を液体原料に施して液体状の製品（液体製品）を製造し、該液体製品を充填機により所定の容器に充填することが行われている。この場合、少品種多量製造の形態で製品を製造する設備（プラント）では、液体原料を混合するタンクと、液体原料に所定の処理を施す処理装置と、液体製品を容器に充填する充填機とを配管で連結した専用の製造ラインを並列して複数設置して複数の製品を個別に製造することが行われている。この複数の製造ラインを並列して設置したシステムは、定まった少品種のものを多量に製造する場合に適した方法である。
【０００３】
一方、多品種少量製造の形態で製品を製造する設備では、複数のタンクを有し液体原料を搬入する原料搬入ステーション、複数の処理機を有し液体原料に所定の処理を施す処理ステーション、複数の充填機を有し製品を充填する充填ステーションの順に、移動槽を移動させながら製品を製造することが行われている。この方式は配管で液体を移送する代わりに槽を移動する方式であるため、パイプレスシステムと称されている。このパイプレスシステムは、多品種のものを少量製造する場合に適した方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した複数の製造ラインを並列して設置したシステムでは、多品種の製品の製造には対応できず、またパイプレスシステムは少品種のものを多量に製造する場合に対応できないという欠点があるため、両システムの利点および欠点を勘案しつつ、各プラントの仕様に応じて両システムのいずれかを採用していた。
【０００５】
また複数の製品製造ラインを並列して設置したシステムにおいて、一方の製造ラインと他方の製造ラインとを切替バルブ等を備えた接続配管を介して接続することにより、多品種の製品の製造に対応しようとする試みもあるが、製造状態によって未使用機器および未使用配管部分が生じるため、設備を効率的に稼働させることができないという問題点がある。また切替バルブ等の切替作業が煩雑であるという問題点がある。
【０００６】
一方、多品種の製品製造にはパイプレスシステムが採用される場合が多いが、多品種の製品製造といっても多品種少量に特化する形態もあるし、多品種少量に特化するのではなく、主力品種とレア品種（生産頻度が少ない品種）をスケジューリング（工程管理）しながら製造する形態もある。すなわち、多品種の製品製造では多様な製造パターンへの対応が製造現場での課題になっている。
【０００７】
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、少品種多量製造の形態、多品種少量製造の形態、主力品種とレア品種（生産頻度が少ない品種）をスケジューリング（工程管理）しながら製造する形態、等の多様な製造パターンへの対応が可能な配管システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明の配管システムは、上流側の機器群と、下流側の機器群とを連結する配管システムであって、前記上流側の機器群のうち複数の機器と前記下流側の機器群のうち複数の機器とを１対１に対応させてそれぞれ個別に接続する専用配管と、環状の循環配管と、前記各専用配管と前記循環配管とを接続する切替装置とを備え、前記切替装置は、切替装置上流の専用配管と切替装置下流の専用配管とを接続し同時に切替装置上流の循環配管と切替装置下流の循環配管とを接続する機能と、切替装置上流の専用配管と切替装置下流の循環配管とを接続し同時に切替装置上流の循環配管と切替装置下流の専用配管とを接続する機能とを、切替える機能を有する切替装置からなり、前記切替装置上流の循環配管は、液体を前記切替装置に流入させる側の循環配管であり、前記切替装置下流の循環配管は、液体を前記切替装置から流出させる側の循環配管であることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の一態様によれば、前記上流側の機器群はタンク群であり、前記下流側の機器群は処理機群または充填機群である。
本発明の一態様によれば、前記上流側の機器群は処理機群であり、前記下流側の機器群は充填機群または処理機群である。
本発明の一態様によれば、前記上流側の機器群はタンク群であり、前記下流側の機器群はタンク群である。
【００１０】
本発明の配管システムの他の態様は、液体原料を充填した複数のタンクと、液体製品を充填した複数のタンクと、液体原料に所定の処理を施す複数の処理装置と、製造された液体製品を充填する複数の充填機とを連結する配管システムであって、液体原料を充填した各タンクと各処理装置とを１対１に対応させてそれぞれ個別に接続する上流側専用配管と、液体製品を充填した各タンクと各充填機とを１対１に対応させてそれぞれ個別に接続する下流側専用配管と、環状の循環配管と、前記上流側専用配管及び前記下流側専用配管と前記循環配管とを接続する切替装置とを有し、前記切替装置は、切替装置上流の専用配管と切替装置下流の専用配管とを接続し同時に切替装置上流の循環配管と切替装置下流の循環配管とを接続する機能と、切替装置上流の専用配管と切替装置下流の循環配管とを接続し同時に切替装置上流の循環配管と切替装置下流の専用配管とを接続する機能とを、切替える機能を有する切替装置からなり、前記切替装置上流の循環配管は、液体を前記切替装置に流入させる側の循環配管であり、前記切替装置下流の循環配管は、液体を前記切替装置から流出させる側の循環配管であることを特徴とする。
本発明の配管システムの他の態様は、液体原料を充填した複数のタンクと、液体原料に所定の処理を施す複数の処理装置と、製造された液体製品を充填する複数の充填機とを連結する配管システムであって、液体原料を充填した各タンクと各処理装置とを１対１に対応させてそれぞれ個別に接続する上流側専用配管と、各処理装置と各充填機とを１対１に対応させてそれぞれ個別に接続する下流側専用配管と、環状の循環配管と、前記上流側専用配管及び前記下流側専用配管と前記循環配管とを接続する切替装置とを有し、前記切替装置は、切替装置上流の専用配管と切替装置下流の専用配管とを接続し同時に切替装置上流の循環配管と切替装置下流の循環配管とを接続する機能と、切替装置上流の専用配管と切替装置下流の循環配管とを接続し同時に切替装置上流の循環配管と切替装置下流の専用配管とを接続する機能とを、切替える機能を有する切替装置からなり、前記切替装置上流の循環配管は、液体を前記切替装置に流入させる側の循環配管であり、前記切替装置下流の循環配管は、液体を前記切替装置から流出させる側の循環配管であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の一態様によれば、前記液体原料を充填したタンク内の液体原料を前記循環配管を介して所望の処理装置に供給することを可能にした。
【００１２】
本発明の一態様によれば、前記処理装置で処理後の液体製品又は前記液体製品を充填したタンク内の液体製品を前記循環配管を介して所望の充填機に供給することを可能にした。
【００１３】
また、本発明の配管システムは、前記循環配管に下り勾配を設け、液体の送液方向を一定の方向にしたことを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、少品種の製品を多量に製造したい場合には、循環配管（マルチハイウェイ）を利用することなく各々の系統設備を個別に稼働させて複数の製品を個別に製造することができる。また、循環配管を利用することにより、主力品種とレア品種（生産頻度が少ない品種）とをスケジューリング（工程管理）しながら製造することができる。すなわち、本発明によれば、循環配管より上流側の機器群と循環配管より下流側の機器群とを適宜選択して、所望の製造ラインを形成することができる。より具体的には、タンク、処理装置及び充填機を適宜選択して、所望の製造ラインを形成することができるため、多様な製造パターンへの対応が可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る配管システムの一実施形態を図１乃至図７を参照して説明する。図１は本発明の配管システムを備えた製造プラントの全体構成を示す概略図である。図１に示すように、製造プラントは、液体原料を充填する第１原料タンクＴＧ１、液体原料に所定の処理を施す第１処理機Ｐ１、処理後の液体製品を充填する第１製品タンクＴＳ１、液体製品を所定の容器に充填する第１充填機Ｆ１を有した第１系統設備を備えている。また製造プラントは、第２原料タンクＴＧ２、第２処理機Ｐ２、第２製品タンクＴＳ２、第２充填機Ｆ２を有した第２系統設備および第３原料タンクＴＧ３、第３処理機Ｐ３、第３製品タンクＴＳ３、第３充填機Ｆ３を有した第３系統設備を備えている。図１に示す例においては、第１原料タンクＴＧ１および第１製品タンクＴＳ１の容量は８ｍ３であり、第２原料タンクＴＧ２および第２製品タンクＴＳ２の容量は４ｍ３であり、第３原料タンクＴＧ３および第３製品タンクＴＳ３の容量は２ｍ３である。すなわち、第１原料タンクＴＧ１、第２原料タンクＴＧ２、第３原料タンクＴＧ３にいくにつれて容量が小さくなっており、また第１製品タンクＴＳ１、第２製品タンクＴＳ２、第３製品タンクＴＳ３にいくにつれて容量が小さくなっている。勿論、各タンクの容量は各プラントの仕様に応じて任意に設定可能である。
【００１６】
第１系統設備においては、第１原料タンクＴＧ１と第１処理機Ｐ１とを接続する配管ＡＰ１、第１処理機Ｐ１と第１原料タンクＴＧ１および第１製品タンクＴＳ１とを接続する配管ＡＰ２、第１製品タンクＴＳ１と第１充填機Ｆ１とを接続する配管ＡＰ３、第１原料タンクＴＧ１と第１製品タンクＴＳ１と第１充填機Ｆ１とを相互に接続する配管ＡＰ４とを備えている。
【００１７】
第２系統設備においては、第２原料タンクＴＧ２と第２処理機Ｐ２とを接続する配管ＢＰ１、第２処理機Ｐ２と第２原料タンクＴＧ２および第２製品タンクＴＳ２とを接続する配管ＢＰ２、第２製品タンクＴＳ２と第２充填機Ｆ２とを接続する配管ＢＰ３、第２原料タンクＴＧ２と第２製品タンクＴＳ２と第２充填機Ｆ２とを相互に接続する配管ＢＰ４とを備えている。
【００１８】
第３系統設備においては、第３原料タンクＴＧ３と第３処理機Ｐ３とを接続する配管ＣＰ１、第３処理機Ｐ３と第３原料タンクＴＧ３および第３製品タンクＴＳ３とを接続する配管ＣＰ２、第３製品タンクＴＳ３と第３充填機Ｆ３とを接続する配管ＣＰ３、第３原料タンクＴＧ３と第３製品タンクＴＳ３と第３充填機Ｆ３とを相互に接続する配管ＣＰ４とを備えている。また各タンクＴＧ１，ＴＧ２，ＴＧ３，ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３の下流にはポンプＰが設置されている。第１原料タンクＴＧ１、第２原料タンクＴＧ２および第３原料タンクＴＧ３には、それぞれ異なった原料が供給されるようになっている。また、第１処理機Ｐ１、第２処理機Ｐ２および第３処理機Ｐ３は、加熱装置、ホモジナイザー（乳化装置）、遠心分離装置、濾過装置などから構成されており、各処理装置で異なった処理ができるようになっている。
【００１９】
また、製造プラントはマルチハイウェイと称される環状の循環配管１を備えており、循環配管１と第１系統設備の配管ＡＰ１とは切替装置ＡＳ１を介して接続され、循環配管１と第１系統設備の配管ＡＰ３とは切替装置ＡＳ２を介して接続されている。
また、循環配管１と第２系統設備の配管ＢＰ１とは切替装置ＢＳ１を介して接続され、循環配管１と第２系統設備の配管ＢＰ３とは切替装置ＢＳ２を介して接続されている。
さらに、循環配管１と第３系統設備の配管ＣＰ１とは切替装置ＣＳ１を介して接続され、循環配管１と第３系統設備の配管ＣＰ３とは切替装置ＣＳ２を介して接続されている。
循環配管１は、液体の送液方向が一定の方向になるように下り勾配になっている。すなわち、切替装置ＡＳ１のやや上流から切替装置ＢＳ１，ＣＳ１，ＣＳ２，ＢＳ２，ＡＳ２の箇処までは下り勾配になっている。そして、ＡＳ２からＡＳ１の間の１箇処だけ配管に立ち上がり部分が形成されている。なお、この立ち上がり部分は循環配管１のどこの位置でも１箇処あればよい。
【００２０】
図２（ａ）および図２（ｂ）は図１に示す切替装置ＡＳ１，ＡＳ２，ＢＳ１，ＢＳ２，ＣＳ１，ＣＳ２の詳細を示す図であり、図２（ａ）は循環配管１と配管ＡＰ１と切替装置ＡＳ１とを示す模式図であり、図２（ｂ）は切替装置ＡＳ１の詳細を示す模式図である。切替装置ＡＳ１，ＡＳ２，ＢＳ１，ＢＳ２，ＣＳ１，ＣＳ２はスイングベンドと称される切替装置であり、各配管の端部に接続された４つの差込口ＩＳ１，ＩＳ２，ＩＳ３，ＩＳ４に２つのＵ字管状のＵベンド１０を差し込むことにより流路切替を行うことができる。すなわち、一方のＵベンド１０を差込口ＩＳ１とＩＳ２に差し込み、ポートＤとポートＢとを接続し、他方のＵベンド１０を差込口ＩＳ３とＩＳ４に差し込むことによりポートＡとポートＣとを接続することができる。これにより、第１原料タンクＴＧ１と第１処理機Ｐ１とを接続するとともに、切替装置ＡＳ１をはさんで循環配管１の上流側と下流側を接続することができる。
【００２１】
また、一方のＵベンド１０を差込口ＩＳ１とＩＳ３に差し込み、ポートＤとポートＣとを接続し、他方のＵベンド１０を差込口ＩＳ２とＩＳ４に差し込むことによりポートＡとポートＢとを接続することができる。これにより、第１原料タンクＴＧ１と切替装置ＡＳ１の下流側の循環配管１とを接続するとともに、切替装置ＡＳ１の上流側の循環配管１と第１処理機Ｐ１とを接続することができる。すなわち、切替装置ＡＳ１により▲１▼Ａ−Ｃ，Ｄ−Ｂ間接続、▲２▼Ａ−Ｂ，Ｄ−Ｃ間接続の２つの流路切替が可能である。
切替装置ＡＳ２，ＢＳ１，ＢＳ２，ＣＳ１，ＣＳ２も全く同様の構成である。
【００２２】
図３は図１に示す製造プラントの製造例を示す図であり、マルチハイウェイを構成する循環配管１を利用しない製造例を示す模式図である。図３に示す製造例は、主力品種製造時のものであり、第１系統設備と第２系統設備と第３系統設備とが個別に稼働して複数の製品が個別に製造される。すなわち、第１系統設備においては、第１原料タンクＴＧ１において液体原料の攪拌を行って混合した後に、配管ＡＰ１を介して第１処理機Ｐ１に液体原料を供給し、第１処理機Ｐ１において加熱、乳化、濾過等の所定の処理を行う。処理後の液体製品は配管ＡＰ２を介して第１製品タンクＴＳ１に供給された後に第１製品タンクＴＳ１から配管ＡＰ３を介して第１充填機Ｆ１に供給される。そして、液体製品は第１充填機Ｆ１から壜、缶、ペットボトル等の容器に充填される。
【００２３】
また、第２系統設備においては、第２原料タンクＴＧ２において液体原料の攪拌を行って混合した後に、配管ＢＰ１を介して第２処理機Ｐ２に液体原料を供給し、第２処理機Ｐ２において加熱、乳化、濾過等の所定の処理を行う。処理後の液体製品は配管ＢＰ２を介して第２製品タンクＴＳ２に供給された後に第２製品タンクＴＳ２から配管ＢＰ３を介して第２充填機Ｆ２に供給される。そして、液体製品は第２充填機Ｆ２から壜、缶、ペットボトル等の容器に充填される。
【００２４】
さらに、第３系統設備においても同様に、第３原料タンクＴＧ３において液体原料の攪拌を行って混合した後に、配管ＣＰ１を介して第３処理機Ｐ３に液体原料を供給し、第３処理機Ｐ３において加熱、乳化、濾過等の所定の処理を行う。処理後の液体製品は配管ＣＰ２を介して第３製品タンクＴＳ３に供給された後に第３製品タンクＴＳ３から配管ＣＰ３を介して第３充填機Ｆ３に供給される。そして、液体製品は第３充填機Ｆ３から壜、缶、ペットボトル等の容器に充填される。
【００２５】
図４および図５は図１に示す製造プラントの製造例を示す図であり、マルチハイウェイを構成する循環配管１を利用した製造例を示す模式図である。図４および図５に示す製造例は、少量品種（レア製品）製造時のものであり、製造する製品の目的に応じて処理機または充填機を選択的に使用するため、第１系統設備、第２系統設備、第３系統設備の区別なく、液体原料を所望の処理機または充填機に供給し製品が製造される。
【００２６】
図４は、製造する製品の目的に応じて処理機を選択的に使用した場合の製造例を示す模式図である。
まず、第１原料タンクＴＧ１において液体原料の攪拌を行って混合した後に、液体原料は配管ＡＰ１を介して切替装置ＡＳ１に流れ、切替装置ＡＳ１によって循環配管１へ流れる。そして、液体原料は、循環配管１を通過して切替装置ＢＳ１へ流れ、切替装置ＢＳ１によって第２処理機Ｐ２に供給され、第２処理機Ｐ２において加熱、乳化、濾過等の所定の処理のいずれかが行われる。第２処理機Ｐ２によって処理された液体製品は、配管ＢＰ２を介して第２製品タンクＴＳ２に供給された後に、第２製品タンクＴＳ２から配管ＢＰ３を介して切替装置ＢＳ２に流れ、切替装置ＢＳ２によって、第２充填機Ｆ２に供給される。そして、液体製品は第２充填機Ｆ２から壜、缶、ペットボトル等のうちいずれかの容器に充填される。
【００２７】
この時同時に、第２原料タンクＴＧ２において別の液体原料の攪拌を行って混合した後に、液体原料は配管ＢＰ１を介して切替装置ＢＳ１に流れ、切替装置ＢＳ１によって循環配管１へ流れる。そして、液体原料は、循環配管１を通過して切替装置ＣＳ１へ流れ、切替装置ＣＳ１によって第３処理機Ｐ３に供給され、第３処理機Ｐ３において加熱、乳化、濾過等の所定の処理のいずれかが行われる。第３処理機Ｐ３によって処理された液体製品は、配管ＣＰ２を介して第３製品タンクＴＳ３に供給された後に、第３製品タンクＴＳ３から配管ＣＰ３を介して切替装置ＣＳ２に流れ、切替装置ＣＳ２によって、第３充填機Ｆ３に供給される。そして、液体製品は第３充填機Ｆ３から壜、缶、ペットボトル等のうちいずれかの容器に充填される。
【００２８】
さらに、この時同時に、第３原料タンクＴＧ３において更に別の液体原料の攪拌を行って混合した後に、液体原料は配管ＣＰ１を介して切替装置ＣＳ１に流れ、切替装置ＣＳ１によって循環配管１へ流れる。そして、液体原料は、切替装置ＣＳ２、切替装置ＢＳ２、切替装置ＡＳ２を通過して切替装置ＡＳ１へ流れ、切替装置ＡＳ１によって第１処理機Ｐ１に供給され、第１処理機Ｐ１において加熱、乳化、濾過等の所定の処理のいずれかが行われる。第１処理機Ｐ１によって処理された液体製品は、配管ＡＰ２を介して第１製品タンクＴＳ１に供給された後に、第１製品タンクＴＳ１から配管ＡＰ３を介して切替装置ＡＳ２に流れ、切替装置ＡＳ２によって、第１充填機Ｆ１に供給される。そして、液体製品は第１充填機Ｆ１から壜、缶、ペットボトル等のうちいずれかの容器に充填される。
【００２９】
図５は、製造する製品の目的に応じて充填機を選択的に使用した場合の製造例を示す模式図である。
まず、第１原料タンクＴＧ１において液体原料の撹拌を行って混合した後に、配管ＡＰ１、切替装置ＡＳ１を介して第１処理機Ｐ１に液体原料を供給し、第１処理機Ｐ１において加熱、乳化、濾過等の所定の処理を行う。処理後の液体製品は配管ＡＰ２を介して第１製品タンクＴＳ１に供給された後に第１製品タンクＴＳ１から配管ＡＰ３、切替装置ＡＳ２、循環配管１、切替装置ＡＳ１、循環配管１、切替装置ＢＳ１、循環配管１、切替装置ＣＳ１、循環配管１、切替装置ＣＳ２を介して第３充填機Ｆ３に供給される。そして、液体製品は第３充填機Ｆ３から壜、缶、ペットボトル等の容器に充填される。
【００３０】
この時同時に、第２原料タンクＴＧ２において別の液体原料の撹拌を行って混合した後に、配管ＢＰ１、切替装置ＢＳ１を介して第２処理機Ｐ２に液体原料を供給し、第２処理機Ｐ２において加熱、乳化、濾過等の所定の処理を行う。処理後の液体製品は配管ＢＰ２を介して第２製品タンクＴＳ２に供給された後に第２製品タンクＴＳ２から配管ＢＰ３、切替装置ＢＳ２、循環配管１、切替装置ＡＳ２を介して第１充填機Ｆ１に供給される。そして、液体製品は第１充填機Ｆ１から壜、缶、ペットボトル等の容器に充填される。
【００３１】
さらに、この時同時に、第３原料タンクＴＧ３において更に別の液体原料の撹拌を行って混合した後に、配管ＣＰ１、切替装置ＣＳ１を介して第３処理機Ｐ３に液体原料を供給し、第３処理機Ｐ３において加熱、乳化、濾過等の所定の処理を行う。処理後の液体製品は配管ＣＰ２を介して第３製品タンクＴＳ３に供給された後に第３製品タンクＴＳ３から配管ＣＰ３、切替装置ＣＳ２、循環配管１、切替装置ＢＳ２を介して第２充填機Ｆ２に供給される。そして、液体製品は第２充填機Ｆ２から壜、缶、ペットボトル等の容器に充填される。
【００３２】
図６及び図７は循環配管を使用した洗浄工程を示す模式図である。
図６においては、一例として、循環配管１を使用して第１原料タンクＴＧ１および第２製品タンクＴＳ２を洗浄する場合を説明する。図６に示すように、洗浄液は、第１原料タンクＴＧ１に充填され、配管ＡＰ１を通って、切替装置ＡＳ１を介して、循環配管１に供給される。循環配管１に供給された洗浄液はポンプ等の循環手段または配管の勾配により循環され、切替装置ＢＳ１，ＣＳ１，ＣＳ２を通り、切替装置ＢＳ２を介して配管ＢＰ４を通って、第２製品タンクＴＳ２に上から供給される。このとき、配管ＢＰ３にはバルブが設けられており、第２充填機Ｆ２へ洗浄液が供給されないようになっている。第２製品タンクＴＳ２から出た洗浄液は、配管ＢＰ３を通って切替装置ＢＳ２を介して循環配管１に供給される。そして、洗浄液は、切替装置ＡＳ２を通り、切替装置ＡＳ１を介して配管ＡＰ２を通って、第１原料タンクＴＧ１に戻される。
第１製品タンクＴＳ１、第２原料タンクＴＧ２、第３原料タンクＴＧ３および第３製品タンクＴＳ３は、個別に洗浄される。すなわち、第１製品タンクＴＳ１を洗浄する場合、洗浄液は第１製品タンクＴＳ１に供給され、配管ＡＰ３を通って、切替装置ＡＳ２を介して、配管ＡＰ４を通り、第１製品タンクＴＳ１に戻される。第２原料タンクＴＧ２、第３原料タンクＴＧ３および第３製品タンクＴＳ３の場合も同様に洗浄が行われる。なお、配管ＡＰ２，ＢＰ２，ＣＰ２，ＡＰ４，ＢＰ４，ＣＰ４の先端にスプレーボールを取り付けると、効率よく各タンクを洗浄できる。
このとき、処理機Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は個別に洗浄される。処理機の仕様で自動洗浄ができる場合は、配管と同時に洗浄される。
【００３３】
図７は、循環配管１を使用して第１原料タンクＴＧ１、第１製品タンクＴＳ１、第２原料タンクＴＧ２、第２製品タンクＴＳ２、第３原料タンクＴＧ３および第３製品タンクＴＳ３を洗浄する場合を示す模式図である。洗浄液は、ポンプ等の循環手段または配管の勾配によって以下のように循環される。
第１原料タンクＴＧ１→配管ＡＰ１→切替装置ＡＳ１→循環配管１→切替装置ＢＳ１→配管ＢＰ２→第２原料タンクＴＧ２→配管ＢＰ１→切替装置ＢＳ１→循環配管１→切替装置ＣＳ１→配管ＣＰ２→第３原料タンクＴＧ３→配管ＣＰ１→切替装置ＣＳ１→循環配管１→切替装置ＣＳ２→配管ＣＰ４→第３製品タンクＴＳ３→配管ＣＰ３→切替装置ＣＳ２→循環配管１→切替装置ＢＳ２→配管ＢＰ４→第２製品タンクＴＳ２→配管ＢＰ３→切替装置ＢＳ２→循環配管１→切替装置ＡＳ２→配管ＡＰ４→第１製品タンクＴＳ１→配管ＡＰ３→切替装置ＡＳ２→循環配管１→切替装置ＡＳ１→配管ＡＰ２→第１原料タンクＴＧ１
このとき、処理機Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は個別に洗浄される。すなわち、循環配管に洗浄液タンクとして第１原料タンクＴＧ１を接続することによって（または、どれかのタンクをその用途にしても良い）、洗浄液を数回再使用して洗浄液を無駄なく使用することができる。本発明により、いわゆるＣＩＰシステム（定置洗浄システム）を容易に構築することができる。
【００３４】
図６および図７において、循環配管１に配管を設けて熱交換器等に接続して、洗浄液を加熱することにより、洗浄液を溜めて加熱する必要がなく循環させることができる。
また、循環配管１と配管ＡＰ１，ＡＰ３，ＢＰ１，ＢＰ３，ＣＰ１，ＣＰ３との間に切替装置ＡＳ１，ＡＳ２，ＢＳ１，ＢＳ２，ＣＳ１，ＣＳ２を設けることにより、製品製造ラインへの洗浄液の混入を防止できる。
上述したように、循環配管を使用することで、配管の組み合わせが単純になり、全ての配管を容易に洗浄することができる。また、洗浄液を循環させてタンクや配管を洗浄するので、洗浄液の損失を少なくすることができる。
【００３５】
図１乃至図７に示す実施例においては、処理機Ｐ１〜Ｐ３で処理されて製品となった液体製品を製品タンクＴＳ１〜ＴＳ３に貯留して充填機Ｆ１〜Ｆ３に供給する構成を採用したが、製品タンクＴＳ１〜ＴＳ３を省略し、処理機Ｐ１〜Ｐ３と充填機Ｆ１〜Ｆ３とを直接に接続することもできる。この場合には、処理機Ｐ１〜Ｐ３と充填機Ｆ１〜Ｆ３との間に切替装置ＡＳ１，ＡＳ２，ＢＳ１，ＢＳ２，ＣＳ１，ＣＳ２を介して循環配管１が接続される。
【００３６】
また、図１乃至図７に示す実施例においては、原料タンクＴＧ１〜ＴＧ３に貯留された液体原料を処理機Ｐ１〜Ｐ３に供給して処理機Ｐ１〜Ｐ３で処理する構成を採用したが、図８に示すように、原料タンクＴＧ１〜ＴＧ３を処理機Ｐ’１〜Ｐ’３に置き換え、処理機Ｐ’１〜Ｐ’３と処理機Ｐ１〜Ｐ３とを直接に接続することもできる。この場合には、処理機Ｐ’１〜Ｐ’３と処理機Ｐ１〜Ｐ３との間に切替装置ＡＳ１，ＢＳ１，ＣＳ１を介して循環配管１が接続される。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、以下に列挙する効果を奏する。
１）少品種の製品を多量に製造したい場合には、循環配管（マルチハイウェイ）を利用することなく各々の系統設備を個別に稼働させて複数の製品を個別に製造することができる。また、循環配管を利用することにより、主力品種とレア品種（生産頻度が少ない品種）とをスケジューリング（工程管理）しながら製造することができる。すなわち、本発明によれば、タンク、処理装置及び充填機を適宜選択して、所望の製造ラインを形成することができるため、多様な製造パターンへの対応が可能となる。
【００３８】
２）循環配管の設置レベルの高低を最小限とし、循環配管に適切な下り勾配を設けることにより、配管系路中に液溜まりがなく、循環配管内を液体が自然流下で送液される。したがって、製品の品種の切替え時等において、循環配管中に残留する液体の大部分を処理機又は充填機に供給（又は排出）して利用することができるため、液体原料または液体製品の歩留まりの向上を図ることができる。なお、循環配管中の液体を空気又は窒素を用いて圧送することもできる。
【００３９】
３）各々の系統設備ごとに洗浄液を循環させて行う系統ごとの洗浄と、循環配管を利用して所望の系統に循環させて行う循環配管系の洗浄とを組み合わせることによって、洗浄を効率的に行うことができる。すなわち、循環配管を洗浄用の配管として活用することにより、自在な洗浄ルートを選択して洗浄を効率的に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配管システムを備えた製造プラントの全体構成を示す概略図である。
【図２】図１に示す切替装置の詳細を示す図である。
【図３】図１に示す製造プラントの製造例を示す図であり、マルチハイウェイを構成する循環配管を利用しない製造例を示す模式図である。
【図４】図１に示す製造プラントの製造例を示す図であり、マルチハイウェイを構成する循環配管を利用した製造例を示す模式図である。
【図５】図１に示す製造プラントの製造例を示す図であり、マルチハイウェイを構成する循環配管を利用した製造例を示す模式図である。
【図６】循環配管を使用した洗浄工程を示す模式図である。
【図７】循環配管を使用した洗浄工程を示す模式図である。
【図８】本発明の配管システムを備えた製造プラントの他の例の全体構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１ 循環配管
１０ Ｕベンド
ＡＰ１ 配管
ＡＰ２ 配管
ＡＰ３ 配管
ＡＰ４ 配管
ＡＳ１ 切替装置
ＡＳ２ 切替装置
ＢＰ１ 配管
ＢＰ２ 配管
ＢＰ３ 配管
ＢＰ４ 配管
ＢＳ１ 切替装置
ＢＳ２ 切替装置
ＣＰ１ 配管
ＣＰ２ 配管
ＣＰ３ 配管
ＣＰ４ 配管
ＣＳ１ 切替装置
ＣＳ２ 切替装置
Ｆ１ 第１充填機
Ｆ２ 第２充填機
Ｆ３ 第３充填機
Ｐ１ 第１処理機
Ｐ２ 第２処理機
Ｐ３ 第３処理機
ＴＧ１ 第１原料タンク
ＴＧ２ 第２原料タンク
ＴＧ３ 第３原料タンク
ＴＳ１ 第１製品タンク
ＴＳ２ 第２製品タンク
ＴＳ３ 第３製品タンク
【発明の属する技術分野】
本発明は配管システムに係り、特に液体原料または液体製品を充填した複数のタンクと、液体原料に所定の処理を施す複数の処理装置と、処理装置によって製造された液体製品を容器に充填する複数の充填機を連結する配管システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
食品、化粧品、薬品等の各種製品の製造設備においては、液体原料及び／又は粉体原料をタンク内で攪拌して混合した後に処理装置により所定の処理を液体原料に施して液体状の製品（液体製品）を製造し、該液体製品を充填機により所定の容器に充填することが行われている。この場合、少品種多量製造の形態で製品を製造する設備（プラント）では、液体原料を混合するタンクと、液体原料に所定の処理を施す処理装置と、液体製品を容器に充填する充填機とを配管で連結した専用の製造ラインを並列して複数設置して複数の製品を個別に製造することが行われている。この複数の製造ラインを並列して設置したシステムは、定まった少品種のものを多量に製造する場合に適した方法である。
【０００３】
一方、多品種少量製造の形態で製品を製造する設備では、複数のタンクを有し液体原料を搬入する原料搬入ステーション、複数の処理機を有し液体原料に所定の処理を施す処理ステーション、複数の充填機を有し製品を充填する充填ステーションの順に、移動槽を移動させながら製品を製造することが行われている。この方式は配管で液体を移送する代わりに槽を移動する方式であるため、パイプレスシステムと称されている。このパイプレスシステムは、多品種のものを少量製造する場合に適した方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した複数の製造ラインを並列して設置したシステムでは、多品種の製品の製造には対応できず、またパイプレスシステムは少品種のものを多量に製造する場合に対応できないという欠点があるため、両システムの利点および欠点を勘案しつつ、各プラントの仕様に応じて両システムのいずれかを採用していた。
【０００５】
また複数の製品製造ラインを並列して設置したシステムにおいて、一方の製造ラインと他方の製造ラインとを切替バルブ等を備えた接続配管を介して接続することにより、多品種の製品の製造に対応しようとする試みもあるが、製造状態によって未使用機器および未使用配管部分が生じるため、設備を効率的に稼働させることができないという問題点がある。また切替バルブ等の切替作業が煩雑であるという問題点がある。
【０００６】
一方、多品種の製品製造にはパイプレスシステムが採用される場合が多いが、多品種の製品製造といっても多品種少量に特化する形態もあるし、多品種少量に特化するのではなく、主力品種とレア品種（生産頻度が少ない品種）をスケジューリング（工程管理）しながら製造する形態もある。すなわち、多品種の製品製造では多様な製造パターンへの対応が製造現場での課題になっている。
【０００７】
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、少品種多量製造の形態、多品種少量製造の形態、主力品種とレア品種（生産頻度が少ない品種）をスケジューリング（工程管理）しながら製造する形態、等の多様な製造パターンへの対応が可能な配管システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明の配管システムは、上流側の機器群と、下流側の機器群とを連結する配管システムであって、前記上流側の機器群のうち複数の機器と前記下流側の機器群のうち複数の機器とを１対１に対応させてそれぞれ個別に接続する専用配管と、環状の循環配管と、前記各専用配管と前記循環配管とを接続する切替装置とを備え、前記切替装置は、切替装置上流の専用配管と切替装置下流の専用配管とを接続し同時に切替装置上流の循環配管と切替装置下流の循環配管とを接続する機能と、切替装置上流の専用配管と切替装置下流の循環配管とを接続し同時に切替装置上流の循環配管と切替装置下流の専用配管とを接続する機能とを、切替える機能を有する切替装置からなり、前記切替装置上流の循環配管は、液体を前記切替装置に流入させる側の循環配管であり、前記切替装置下流の循環配管は、液体を前記切替装置から流出させる側の循環配管であることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の一態様によれば、前記上流側の機器群はタンク群であり、前記下流側の機器群は処理機群または充填機群である。
本発明の一態様によれば、前記上流側の機器群は処理機群であり、前記下流側の機器群は充填機群または処理機群である。
本発明の一態様によれば、前記上流側の機器群はタンク群であり、前記下流側の機器群はタンク群である。
【００１０】
本発明の配管システムの他の態様は、液体原料を充填した複数のタンクと、液体製品を充填した複数のタンクと、液体原料に所定の処理を施す複数の処理装置と、製造された液体製品を充填する複数の充填機とを連結する配管システムであって、液体原料を充填した各タンクと各処理装置とを１対１に対応させてそれぞれ個別に接続する上流側専用配管と、液体製品を充填した各タンクと各充填機とを１対１に対応させてそれぞれ個別に接続する下流側専用配管と、環状の循環配管と、前記上流側専用配管及び前記下流側専用配管と前記循環配管とを接続する切替装置とを有し、前記切替装置は、切替装置上流の専用配管と切替装置下流の専用配管とを接続し同時に切替装置上流の循環配管と切替装置下流の循環配管とを接続する機能と、切替装置上流の専用配管と切替装置下流の循環配管とを接続し同時に切替装置上流の循環配管と切替装置下流の専用配管とを接続する機能とを、切替える機能を有する切替装置からなり、前記切替装置上流の循環配管は、液体を前記切替装置に流入させる側の循環配管であり、前記切替装置下流の循環配管は、液体を前記切替装置から流出させる側の循環配管であることを特徴とする。
本発明の配管システムの他の態様は、液体原料を充填した複数のタンクと、液体原料に所定の処理を施す複数の処理装置と、製造された液体製品を充填する複数の充填機とを連結する配管システムであって、液体原料を充填した各タンクと各処理装置とを１対１に対応させてそれぞれ個別に接続する上流側専用配管と、各処理装置と各充填機とを１対１に対応させてそれぞれ個別に接続する下流側専用配管と、環状の循環配管と、前記上流側専用配管及び前記下流側専用配管と前記循環配管とを接続する切替装置とを有し、前記切替装置は、切替装置上流の専用配管と切替装置下流の専用配管とを接続し同時に切替装置上流の循環配管と切替装置下流の循環配管とを接続する機能と、切替装置上流の専用配管と切替装置下流の循環配管とを接続し同時に切替装置上流の循環配管と切替装置下流の専用配管とを接続する機能とを、切替える機能を有する切替装置からなり、前記切替装置上流の循環配管は、液体を前記切替装置に流入させる側の循環配管であり、前記切替装置下流の循環配管は、液体を前記切替装置から流出させる側の循環配管であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の一態様によれば、前記液体原料を充填したタンク内の液体原料を前記循環配管を介して所望の処理装置に供給することを可能にした。
【００１２】
本発明の一態様によれば、前記処理装置で処理後の液体製品又は前記液体製品を充填したタンク内の液体製品を前記循環配管を介して所望の充填機に供給することを可能にした。
【００１３】
また、本発明の配管システムは、前記循環配管に下り勾配を設け、液体の送液方向を一定の方向にしたことを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、少品種の製品を多量に製造したい場合には、循環配管（マルチハイウェイ）を利用することなく各々の系統設備を個別に稼働させて複数の製品を個別に製造することができる。また、循環配管を利用することにより、主力品種とレア品種（生産頻度が少ない品種）とをスケジューリング（工程管理）しながら製造することができる。すなわち、本発明によれば、循環配管より上流側の機器群と循環配管より下流側の機器群とを適宜選択して、所望の製造ラインを形成することができる。より具体的には、タンク、処理装置及び充填機を適宜選択して、所望の製造ラインを形成することができるため、多様な製造パターンへの対応が可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る配管システムの一実施形態を図１乃至図７を参照して説明する。図１は本発明の配管システムを備えた製造プラントの全体構成を示す概略図である。図１に示すように、製造プラントは、液体原料を充填する第１原料タンクＴＧ１、液体原料に所定の処理を施す第１処理機Ｐ１、処理後の液体製品を充填する第１製品タンクＴＳ１、液体製品を所定の容器に充填する第１充填機Ｆ１を有した第１系統設備を備えている。また製造プラントは、第２原料タンクＴＧ２、第２処理機Ｐ２、第２製品タンクＴＳ２、第２充填機Ｆ２を有した第２系統設備および第３原料タンクＴＧ３、第３処理機Ｐ３、第３製品タンクＴＳ３、第３充填機Ｆ３を有した第３系統設備を備えている。図１に示す例においては、第１原料タンクＴＧ１および第１製品タンクＴＳ１の容量は８ｍ３であり、第２原料タンクＴＧ２および第２製品タンクＴＳ２の容量は４ｍ３であり、第３原料タンクＴＧ３および第３製品タンクＴＳ３の容量は２ｍ３である。すなわち、第１原料タンクＴＧ１、第２原料タンクＴＧ２、第３原料タンクＴＧ３にいくにつれて容量が小さくなっており、また第１製品タンクＴＳ１、第２製品タンクＴＳ２、第３製品タンクＴＳ３にいくにつれて容量が小さくなっている。勿論、各タンクの容量は各プラントの仕様に応じて任意に設定可能である。
【００１６】
第１系統設備においては、第１原料タンクＴＧ１と第１処理機Ｐ１とを接続する配管ＡＰ１、第１処理機Ｐ１と第１原料タンクＴＧ１および第１製品タンクＴＳ１とを接続する配管ＡＰ２、第１製品タンクＴＳ１と第１充填機Ｆ１とを接続する配管ＡＰ３、第１原料タンクＴＧ１と第１製品タンクＴＳ１と第１充填機Ｆ１とを相互に接続する配管ＡＰ４とを備えている。
【００１７】
第２系統設備においては、第２原料タンクＴＧ２と第２処理機Ｐ２とを接続する配管ＢＰ１、第２処理機Ｐ２と第２原料タンクＴＧ２および第２製品タンクＴＳ２とを接続する配管ＢＰ２、第２製品タンクＴＳ２と第２充填機Ｆ２とを接続する配管ＢＰ３、第２原料タンクＴＧ２と第２製品タンクＴＳ２と第２充填機Ｆ２とを相互に接続する配管ＢＰ４とを備えている。
【００１８】
第３系統設備においては、第３原料タンクＴＧ３と第３処理機Ｐ３とを接続する配管ＣＰ１、第３処理機Ｐ３と第３原料タンクＴＧ３および第３製品タンクＴＳ３とを接続する配管ＣＰ２、第３製品タンクＴＳ３と第３充填機Ｆ３とを接続する配管ＣＰ３、第３原料タンクＴＧ３と第３製品タンクＴＳ３と第３充填機Ｆ３とを相互に接続する配管ＣＰ４とを備えている。また各タンクＴＧ１，ＴＧ２，ＴＧ３，ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３の下流にはポンプＰが設置されている。第１原料タンクＴＧ１、第２原料タンクＴＧ２および第３原料タンクＴＧ３には、それぞれ異なった原料が供給されるようになっている。また、第１処理機Ｐ１、第２処理機Ｐ２および第３処理機Ｐ３は、加熱装置、ホモジナイザー（乳化装置）、遠心分離装置、濾過装置などから構成されており、各処理装置で異なった処理ができるようになっている。
【００１９】
また、製造プラントはマルチハイウェイと称される環状の循環配管１を備えており、循環配管１と第１系統設備の配管ＡＰ１とは切替装置ＡＳ１を介して接続され、循環配管１と第１系統設備の配管ＡＰ３とは切替装置ＡＳ２を介して接続されている。
また、循環配管１と第２系統設備の配管ＢＰ１とは切替装置ＢＳ１を介して接続され、循環配管１と第２系統設備の配管ＢＰ３とは切替装置ＢＳ２を介して接続されている。
さらに、循環配管１と第３系統設備の配管ＣＰ１とは切替装置ＣＳ１を介して接続され、循環配管１と第３系統設備の配管ＣＰ３とは切替装置ＣＳ２を介して接続されている。
循環配管１は、液体の送液方向が一定の方向になるように下り勾配になっている。すなわち、切替装置ＡＳ１のやや上流から切替装置ＢＳ１，ＣＳ１，ＣＳ２，ＢＳ２，ＡＳ２の箇処までは下り勾配になっている。そして、ＡＳ２からＡＳ１の間の１箇処だけ配管に立ち上がり部分が形成されている。なお、この立ち上がり部分は循環配管１のどこの位置でも１箇処あればよい。
【００２０】
図２（ａ）および図２（ｂ）は図１に示す切替装置ＡＳ１，ＡＳ２，ＢＳ１，ＢＳ２，ＣＳ１，ＣＳ２の詳細を示す図であり、図２（ａ）は循環配管１と配管ＡＰ１と切替装置ＡＳ１とを示す模式図であり、図２（ｂ）は切替装置ＡＳ１の詳細を示す模式図である。切替装置ＡＳ１，ＡＳ２，ＢＳ１，ＢＳ２，ＣＳ１，ＣＳ２はスイングベンドと称される切替装置であり、各配管の端部に接続された４つの差込口ＩＳ１，ＩＳ２，ＩＳ３，ＩＳ４に２つのＵ字管状のＵベンド１０を差し込むことにより流路切替を行うことができる。すなわち、一方のＵベンド１０を差込口ＩＳ１とＩＳ２に差し込み、ポートＤとポートＢとを接続し、他方のＵベンド１０を差込口ＩＳ３とＩＳ４に差し込むことによりポートＡとポートＣとを接続することができる。これにより、第１原料タンクＴＧ１と第１処理機Ｐ１とを接続するとともに、切替装置ＡＳ１をはさんで循環配管１の上流側と下流側を接続することができる。
【００２１】
また、一方のＵベンド１０を差込口ＩＳ１とＩＳ３に差し込み、ポートＤとポートＣとを接続し、他方のＵベンド１０を差込口ＩＳ２とＩＳ４に差し込むことによりポートＡとポートＢとを接続することができる。これにより、第１原料タンクＴＧ１と切替装置ＡＳ１の下流側の循環配管１とを接続するとともに、切替装置ＡＳ１の上流側の循環配管１と第１処理機Ｐ１とを接続することができる。すなわち、切替装置ＡＳ１により▲１▼Ａ−Ｃ，Ｄ−Ｂ間接続、▲２▼Ａ−Ｂ，Ｄ−Ｃ間接続の２つの流路切替が可能である。
切替装置ＡＳ２，ＢＳ１，ＢＳ２，ＣＳ１，ＣＳ２も全く同様の構成である。
【００２２】
図３は図１に示す製造プラントの製造例を示す図であり、マルチハイウェイを構成する循環配管１を利用しない製造例を示す模式図である。図３に示す製造例は、主力品種製造時のものであり、第１系統設備と第２系統設備と第３系統設備とが個別に稼働して複数の製品が個別に製造される。すなわち、第１系統設備においては、第１原料タンクＴＧ１において液体原料の攪拌を行って混合した後に、配管ＡＰ１を介して第１処理機Ｐ１に液体原料を供給し、第１処理機Ｐ１において加熱、乳化、濾過等の所定の処理を行う。処理後の液体製品は配管ＡＰ２を介して第１製品タンクＴＳ１に供給された後に第１製品タンクＴＳ１から配管ＡＰ３を介して第１充填機Ｆ１に供給される。そして、液体製品は第１充填機Ｆ１から壜、缶、ペットボトル等の容器に充填される。
【００２３】
また、第２系統設備においては、第２原料タンクＴＧ２において液体原料の攪拌を行って混合した後に、配管ＢＰ１を介して第２処理機Ｐ２に液体原料を供給し、第２処理機Ｐ２において加熱、乳化、濾過等の所定の処理を行う。処理後の液体製品は配管ＢＰ２を介して第２製品タンクＴＳ２に供給された後に第２製品タンクＴＳ２から配管ＢＰ３を介して第２充填機Ｆ２に供給される。そして、液体製品は第２充填機Ｆ２から壜、缶、ペットボトル等の容器に充填される。
【００２４】
さらに、第３系統設備においても同様に、第３原料タンクＴＧ３において液体原料の攪拌を行って混合した後に、配管ＣＰ１を介して第３処理機Ｐ３に液体原料を供給し、第３処理機Ｐ３において加熱、乳化、濾過等の所定の処理を行う。処理後の液体製品は配管ＣＰ２を介して第３製品タンクＴＳ３に供給された後に第３製品タンクＴＳ３から配管ＣＰ３を介して第３充填機Ｆ３に供給される。そして、液体製品は第３充填機Ｆ３から壜、缶、ペットボトル等の容器に充填される。
【００２５】
図４および図５は図１に示す製造プラントの製造例を示す図であり、マルチハイウェイを構成する循環配管１を利用した製造例を示す模式図である。図４および図５に示す製造例は、少量品種（レア製品）製造時のものであり、製造する製品の目的に応じて処理機または充填機を選択的に使用するため、第１系統設備、第２系統設備、第３系統設備の区別なく、液体原料を所望の処理機または充填機に供給し製品が製造される。
【００２６】
図４は、製造する製品の目的に応じて処理機を選択的に使用した場合の製造例を示す模式図である。
まず、第１原料タンクＴＧ１において液体原料の攪拌を行って混合した後に、液体原料は配管ＡＰ１を介して切替装置ＡＳ１に流れ、切替装置ＡＳ１によって循環配管１へ流れる。そして、液体原料は、循環配管１を通過して切替装置ＢＳ１へ流れ、切替装置ＢＳ１によって第２処理機Ｐ２に供給され、第２処理機Ｐ２において加熱、乳化、濾過等の所定の処理のいずれかが行われる。第２処理機Ｐ２によって処理された液体製品は、配管ＢＰ２を介して第２製品タンクＴＳ２に供給された後に、第２製品タンクＴＳ２から配管ＢＰ３を介して切替装置ＢＳ２に流れ、切替装置ＢＳ２によって、第２充填機Ｆ２に供給される。そして、液体製品は第２充填機Ｆ２から壜、缶、ペットボトル等のうちいずれかの容器に充填される。
【００２７】
この時同時に、第２原料タンクＴＧ２において別の液体原料の攪拌を行って混合した後に、液体原料は配管ＢＰ１を介して切替装置ＢＳ１に流れ、切替装置ＢＳ１によって循環配管１へ流れる。そして、液体原料は、循環配管１を通過して切替装置ＣＳ１へ流れ、切替装置ＣＳ１によって第３処理機Ｐ３に供給され、第３処理機Ｐ３において加熱、乳化、濾過等の所定の処理のいずれかが行われる。第３処理機Ｐ３によって処理された液体製品は、配管ＣＰ２を介して第３製品タンクＴＳ３に供給された後に、第３製品タンクＴＳ３から配管ＣＰ３を介して切替装置ＣＳ２に流れ、切替装置ＣＳ２によって、第３充填機Ｆ３に供給される。そして、液体製品は第３充填機Ｆ３から壜、缶、ペットボトル等のうちいずれかの容器に充填される。
【００２８】
さらに、この時同時に、第３原料タンクＴＧ３において更に別の液体原料の攪拌を行って混合した後に、液体原料は配管ＣＰ１を介して切替装置ＣＳ１に流れ、切替装置ＣＳ１によって循環配管１へ流れる。そして、液体原料は、切替装置ＣＳ２、切替装置ＢＳ２、切替装置ＡＳ２を通過して切替装置ＡＳ１へ流れ、切替装置ＡＳ１によって第１処理機Ｐ１に供給され、第１処理機Ｐ１において加熱、乳化、濾過等の所定の処理のいずれかが行われる。第１処理機Ｐ１によって処理された液体製品は、配管ＡＰ２を介して第１製品タンクＴＳ１に供給された後に、第１製品タンクＴＳ１から配管ＡＰ３を介して切替装置ＡＳ２に流れ、切替装置ＡＳ２によって、第１充填機Ｆ１に供給される。そして、液体製品は第１充填機Ｆ１から壜、缶、ペットボトル等のうちいずれかの容器に充填される。
【００２９】
図５は、製造する製品の目的に応じて充填機を選択的に使用した場合の製造例を示す模式図である。
まず、第１原料タンクＴＧ１において液体原料の撹拌を行って混合した後に、配管ＡＰ１、切替装置ＡＳ１を介して第１処理機Ｐ１に液体原料を供給し、第１処理機Ｐ１において加熱、乳化、濾過等の所定の処理を行う。処理後の液体製品は配管ＡＰ２を介して第１製品タンクＴＳ１に供給された後に第１製品タンクＴＳ１から配管ＡＰ３、切替装置ＡＳ２、循環配管１、切替装置ＡＳ１、循環配管１、切替装置ＢＳ１、循環配管１、切替装置ＣＳ１、循環配管１、切替装置ＣＳ２を介して第３充填機Ｆ３に供給される。そして、液体製品は第３充填機Ｆ３から壜、缶、ペットボトル等の容器に充填される。
【００３０】
この時同時に、第２原料タンクＴＧ２において別の液体原料の撹拌を行って混合した後に、配管ＢＰ１、切替装置ＢＳ１を介して第２処理機Ｐ２に液体原料を供給し、第２処理機Ｐ２において加熱、乳化、濾過等の所定の処理を行う。処理後の液体製品は配管ＢＰ２を介して第２製品タンクＴＳ２に供給された後に第２製品タンクＴＳ２から配管ＢＰ３、切替装置ＢＳ２、循環配管１、切替装置ＡＳ２を介して第１充填機Ｆ１に供給される。そして、液体製品は第１充填機Ｆ１から壜、缶、ペットボトル等の容器に充填される。
【００３１】
さらに、この時同時に、第３原料タンクＴＧ３において更に別の液体原料の撹拌を行って混合した後に、配管ＣＰ１、切替装置ＣＳ１を介して第３処理機Ｐ３に液体原料を供給し、第３処理機Ｐ３において加熱、乳化、濾過等の所定の処理を行う。処理後の液体製品は配管ＣＰ２を介して第３製品タンクＴＳ３に供給された後に第３製品タンクＴＳ３から配管ＣＰ３、切替装置ＣＳ２、循環配管１、切替装置ＢＳ２を介して第２充填機Ｆ２に供給される。そして、液体製品は第２充填機Ｆ２から壜、缶、ペットボトル等の容器に充填される。
【００３２】
図６及び図７は循環配管を使用した洗浄工程を示す模式図である。
図６においては、一例として、循環配管１を使用して第１原料タンクＴＧ１および第２製品タンクＴＳ２を洗浄する場合を説明する。図６に示すように、洗浄液は、第１原料タンクＴＧ１に充填され、配管ＡＰ１を通って、切替装置ＡＳ１を介して、循環配管１に供給される。循環配管１に供給された洗浄液はポンプ等の循環手段または配管の勾配により循環され、切替装置ＢＳ１，ＣＳ１，ＣＳ２を通り、切替装置ＢＳ２を介して配管ＢＰ４を通って、第２製品タンクＴＳ２に上から供給される。このとき、配管ＢＰ３にはバルブが設けられており、第２充填機Ｆ２へ洗浄液が供給されないようになっている。第２製品タンクＴＳ２から出た洗浄液は、配管ＢＰ３を通って切替装置ＢＳ２を介して循環配管１に供給される。そして、洗浄液は、切替装置ＡＳ２を通り、切替装置ＡＳ１を介して配管ＡＰ２を通って、第１原料タンクＴＧ１に戻される。
第１製品タンクＴＳ１、第２原料タンクＴＧ２、第３原料タンクＴＧ３および第３製品タンクＴＳ３は、個別に洗浄される。すなわち、第１製品タンクＴＳ１を洗浄する場合、洗浄液は第１製品タンクＴＳ１に供給され、配管ＡＰ３を通って、切替装置ＡＳ２を介して、配管ＡＰ４を通り、第１製品タンクＴＳ１に戻される。第２原料タンクＴＧ２、第３原料タンクＴＧ３および第３製品タンクＴＳ３の場合も同様に洗浄が行われる。なお、配管ＡＰ２，ＢＰ２，ＣＰ２，ＡＰ４，ＢＰ４，ＣＰ４の先端にスプレーボールを取り付けると、効率よく各タンクを洗浄できる。
このとき、処理機Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は個別に洗浄される。処理機の仕様で自動洗浄ができる場合は、配管と同時に洗浄される。
【００３３】
図７は、循環配管１を使用して第１原料タンクＴＧ１、第１製品タンクＴＳ１、第２原料タンクＴＧ２、第２製品タンクＴＳ２、第３原料タンクＴＧ３および第３製品タンクＴＳ３を洗浄する場合を示す模式図である。洗浄液は、ポンプ等の循環手段または配管の勾配によって以下のように循環される。
第１原料タンクＴＧ１→配管ＡＰ１→切替装置ＡＳ１→循環配管１→切替装置ＢＳ１→配管ＢＰ２→第２原料タンクＴＧ２→配管ＢＰ１→切替装置ＢＳ１→循環配管１→切替装置ＣＳ１→配管ＣＰ２→第３原料タンクＴＧ３→配管ＣＰ１→切替装置ＣＳ１→循環配管１→切替装置ＣＳ２→配管ＣＰ４→第３製品タンクＴＳ３→配管ＣＰ３→切替装置ＣＳ２→循環配管１→切替装置ＢＳ２→配管ＢＰ４→第２製品タンクＴＳ２→配管ＢＰ３→切替装置ＢＳ２→循環配管１→切替装置ＡＳ２→配管ＡＰ４→第１製品タンクＴＳ１→配管ＡＰ３→切替装置ＡＳ２→循環配管１→切替装置ＡＳ１→配管ＡＰ２→第１原料タンクＴＧ１
このとき、処理機Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は個別に洗浄される。すなわち、循環配管に洗浄液タンクとして第１原料タンクＴＧ１を接続することによって（または、どれかのタンクをその用途にしても良い）、洗浄液を数回再使用して洗浄液を無駄なく使用することができる。本発明により、いわゆるＣＩＰシステム（定置洗浄システム）を容易に構築することができる。
【００３４】
図６および図７において、循環配管１に配管を設けて熱交換器等に接続して、洗浄液を加熱することにより、洗浄液を溜めて加熱する必要がなく循環させることができる。
また、循環配管１と配管ＡＰ１，ＡＰ３，ＢＰ１，ＢＰ３，ＣＰ１，ＣＰ３との間に切替装置ＡＳ１，ＡＳ２，ＢＳ１，ＢＳ２，ＣＳ１，ＣＳ２を設けることにより、製品製造ラインへの洗浄液の混入を防止できる。
上述したように、循環配管を使用することで、配管の組み合わせが単純になり、全ての配管を容易に洗浄することができる。また、洗浄液を循環させてタンクや配管を洗浄するので、洗浄液の損失を少なくすることができる。
【００３５】
図１乃至図７に示す実施例においては、処理機Ｐ１〜Ｐ３で処理されて製品となった液体製品を製品タンクＴＳ１〜ＴＳ３に貯留して充填機Ｆ１〜Ｆ３に供給する構成を採用したが、製品タンクＴＳ１〜ＴＳ３を省略し、処理機Ｐ１〜Ｐ３と充填機Ｆ１〜Ｆ３とを直接に接続することもできる。この場合には、処理機Ｐ１〜Ｐ３と充填機Ｆ１〜Ｆ３との間に切替装置ＡＳ１，ＡＳ２，ＢＳ１，ＢＳ２，ＣＳ１，ＣＳ２を介して循環配管１が接続される。
【００３６】
また、図１乃至図７に示す実施例においては、原料タンクＴＧ１〜ＴＧ３に貯留された液体原料を処理機Ｐ１〜Ｐ３に供給して処理機Ｐ１〜Ｐ３で処理する構成を採用したが、図８に示すように、原料タンクＴＧ１〜ＴＧ３を処理機Ｐ’１〜Ｐ’３に置き換え、処理機Ｐ’１〜Ｐ’３と処理機Ｐ１〜Ｐ３とを直接に接続することもできる。この場合には、処理機Ｐ’１〜Ｐ’３と処理機Ｐ１〜Ｐ３との間に切替装置ＡＳ１，ＢＳ１，ＣＳ１を介して循環配管１が接続される。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、以下に列挙する効果を奏する。
１）少品種の製品を多量に製造したい場合には、循環配管（マルチハイウェイ）を利用することなく各々の系統設備を個別に稼働させて複数の製品を個別に製造することができる。また、循環配管を利用することにより、主力品種とレア品種（生産頻度が少ない品種）とをスケジューリング（工程管理）しながら製造することができる。すなわち、本発明によれば、タンク、処理装置及び充填機を適宜選択して、所望の製造ラインを形成することができるため、多様な製造パターンへの対応が可能となる。
【００３８】
２）循環配管の設置レベルの高低を最小限とし、循環配管に適切な下り勾配を設けることにより、配管系路中に液溜まりがなく、循環配管内を液体が自然流下で送液される。したがって、製品の品種の切替え時等において、循環配管中に残留する液体の大部分を処理機又は充填機に供給（又は排出）して利用することができるため、液体原料または液体製品の歩留まりの向上を図ることができる。なお、循環配管中の液体を空気又は窒素を用いて圧送することもできる。
【００３９】
３）各々の系統設備ごとに洗浄液を循環させて行う系統ごとの洗浄と、循環配管を利用して所望の系統に循環させて行う循環配管系の洗浄とを組み合わせることによって、洗浄を効率的に行うことができる。すなわち、循環配管を洗浄用の配管として活用することにより、自在な洗浄ルートを選択して洗浄を効率的に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配管システムを備えた製造プラントの全体構成を示す概略図である。
【図２】図１に示す切替装置の詳細を示す図である。
【図３】図１に示す製造プラントの製造例を示す図であり、マルチハイウェイを構成する循環配管を利用しない製造例を示す模式図である。
【図４】図１に示す製造プラントの製造例を示す図であり、マルチハイウェイを構成する循環配管を利用した製造例を示す模式図である。
【図５】図１に示す製造プラントの製造例を示す図であり、マルチハイウェイを構成する循環配管を利用した製造例を示す模式図である。
【図６】循環配管を使用した洗浄工程を示す模式図である。
【図７】循環配管を使用した洗浄工程を示す模式図である。
【図８】本発明の配管システムを備えた製造プラントの他の例の全体構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１ 循環配管
１０ Ｕベンド
ＡＰ１ 配管
ＡＰ２ 配管
ＡＰ３ 配管
ＡＰ４ 配管
ＡＳ１ 切替装置
ＡＳ２ 切替装置
ＢＰ１ 配管
ＢＰ２ 配管
ＢＰ３ 配管
ＢＰ４ 配管
ＢＳ１ 切替装置
ＢＳ２ 切替装置
ＣＰ１ 配管
ＣＰ２ 配管
ＣＰ３ 配管
ＣＰ４ 配管
ＣＳ１ 切替装置
ＣＳ２ 切替装置
Ｆ１ 第１充填機
Ｆ２ 第２充填機
Ｆ３ 第３充填機
Ｐ１ 第１処理機
Ｐ２ 第２処理機
Ｐ３ 第３処理機
ＴＧ１ 第１原料タンク
ＴＧ２ 第２原料タンク
ＴＧ３ 第３原料タンク
ＴＳ１ 第１製品タンク
ＴＳ２ 第２製品タンク
ＴＳ３ 第３製品タンク
Claims (9)
- 上流側の機器群と、下流側の機器群とを連結する配管システムであって、
前記上流側の機器群のうち複数の機器と前記下流側の機器群のうち複数の機器とを１対１に対応させてそれぞれ個別に接続する専用配管と、環状の循環配管と、前記各専用配管と前記循環配管とを接続する切替装置とを備え、
前記切替装置は、切替装置上流の専用配管と切替装置下流の専用配管とを接続し同時に切替装置上流の循環配管と切替装置下流の循環配管とを接続する機能と、切替装置上流の専用配管と切替装置下流の循環配管とを接続し同時に切替装置上流の循環配管と切替装置下流の専用配管とを接続する機能とを、切替える機能を有する切替装置からなり、
前記切替装置上流の循環配管は、液体を前記切替装置に流入させる側の循環配管であり、
前記切替装置下流の循環配管は、液体を前記切替装置から流出させる側の循環配管であることを特徴とする配管システム。 - 前記上流側の機器群はタンク群であり、前記下流側の機器群は処理機群または充填機群であることを特徴とする請求項１記載の配管システム。
- 前記上流側の機器群は処理機群であり、前記下流側の機器群は充填機群または処理機群であることを特徴とする請求項１記載の配管システム。
- 前記上流側の機器群はタンク群であり、前記下流側の機器群はタンク群であることを特徴とする請求項１記載の配管システム。
- 液体原料を充填した複数のタンクと、液体製品を充填した複数のタンクと、液体原料に所定の処理を施す複数の処理装置と、製造された液体製品を充填する複数の充填機とを連結する配管システムであって、
液体原料を充填した各タンクと各処理装置とを１対１に対応させてそれぞれ個別に接続する上流側専用配管と、液体製品を充填した各タンクと各充填機とを１対１に対応させてそれぞれ個別に接続する下流側専用配管と、環状の循環配管と、前記上流側専用配管及び前記下流側専用配管と前記循環配管とを接続する切替装置とを有し、
前記切替装置は、切替装置上流の専用配管と切替装置下流の専用配管とを接続し同時に切替装置上流の循環配管と切替装置下流の循環配管とを接続する機能と、切替装置上流の専用配管と切替装置下流の循環配管とを接続し同時に切替装置上流の循環配管と切替装置下流の専用配管とを接続する機能とを、切替える機能を有する切替装置からなり、
前記切替装置上流の循環配管は、液体を前記切替装置に流入させる側の循環配管であり、
前記切替装置下流の循環配管は、液体を前記切替装置から流出させる側の循環配管であることを特徴とする配管システム。 - 液体原料を充填した複数のタンクと、液体原料に所定の処理を施す複数の処理装置と、製造された液体製品を充填する複数の充填機とを連結する配管システムであって、
液体原料を充填した各タンクと各処理装置とを１対１に対応させてそれぞれ個別に接続する上流側専用配管と、各処理装置と各充填機とを１対１に対応させてそれぞれ個別に接続する下流側専用配管と、環状の循環配管と、前記上流側専用配管及び前記下流側専用配管と前記循環配管とを接続する切替装置とを有し、
前記切替装置は、切替装置上流の専用配管と切替装置下流の専用配管とを接続し同時に切替装置上流の循環配管と切替装置下流の循環配管とを接続する機能と、切替装置上流の専用配管と切替装置下流の循環配管とを接続し同時に切替装置上流の循環配管と切替装置下流の専用配管とを接続する機能とを、切替える機能を有する切替装置からなり、
前記切替装置上流の循環配管は、液体を前記切替装置に流入させる側の循環配管であり、
前記切替装置下流の循環配管は、液体を前記切替装置から流出させる側の循環配管であることを特徴とする配管システム。 - 前記液体原料を充填したタンク内の液体原料を前記循環配管を介して所望の処理装置に供給することを可能にしたことを特徴とする請求項５または６記載の配管システム。
- 前記処理装置で処理後の液体製品又は前記液体製品を充填したタンク内の液体製品を前記循環配管を介して所望の充填機に供給することを可能にしたことを特徴とする請求項５または６記載の配管システム。
- 前記循環配管に下り勾配を設け、液体の送液方向を一定の方向にしたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の配管システム。
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