JP4437287B2 - 連続式液体加熱機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乳製品、蛋白溶液、調味料、スープ類などの各種の液体を、蒸気を用いて殺菌又は加熱処理するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体状の飲料又は食品を加熱処理するものとして、例えば特表平8-504663号公報の発明が知られている。この発明は、ロータとステータに、僅かの隙間を介してラビリンス状に嵌まり合う同心の円筒状の壁と溝を交互に設け、且つそれぞれの壁にその端部から基部にかけて軸方向に切り欠いた形の多数のスロットを設け、このロータとステータの壁と溝を互いに嵌め合わせ、ステータの中心部から液体を供給し、中心を少し外れた位置から蒸気を供給し、ロータを回転しながらこの二つの流体を嵌め合い部分に流すことにより、液体に蒸気を混合して加熱して外周側から排出させている。
【０００３】
この構造によれば、壁周面とスロットのエッジで流体を分散、破砕するので撹拌作用は強いが、細かいスロットが多く面構造が複雑で液体の付着面積が広く、その上スロットの隅部に液体が残留しやすいため、使用後の清掃が著しく困難で細菌が繁殖するおそれがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、高粘度液、高濃度液、乳成分などを含んだ耐熱性の低い液体などの加熱処理において、汚れの発生を低減できる事により連続運転を可能とする事を課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段として、請求項１の連続式液体加熱機は、内側に羽根車室と整流用のステータを備え、外周に蒸気室を備えた中空の混合部と、液体流入口と蒸気室を備えて混合部の羽根車室側に固定される蓋体と、液体流出口を備え、混合部のステータ側に固定される流出部と、流出部と混合部の内部を流出部側から羽根車室まで伸びる回転軸と、回転軸の前端に固定された羽根車と、混合部の蒸気室に連通し羽根車の側部に向けて開口する蒸気ノズルと、蓋体の蒸気室に連通し羽根車の前部に向て開口する蒸気ノズルとを設けたことを特徴とする。
【０００６】
この手段によれば、一定圧力で供給された蒸気は、回転する羽根車の羽根と羽根の間を通る一定容積の液体中に、一定の時間だけ注入されるから、液体と蒸気は混合比を一定に保持しながら撹拌され、液体は均等に加熱される。
【０００７】
また、請求項２の連続式液体加熱機は、請求項１において、混合部直後の流出部には水ジャケットを備え、水冷を可能としたことを特徴とする。
【０００８】
この手段によれば、水冷する事により、熱交換器高温部に発生するようなスケールの付着・焦げ付きが防止でき、連続運転を可能とする。
【０００９】
更に、請求項３の連続式液体加熱機は、請求項１において、流出部における混合部と反対側の端面に、回転軸が通る水冷部を固定したことを特徴とする。この手段によれば、流出部及び回転軸を介して電動機側に熱が伝わるのを防止でき、スケールの付着・焦げ付きが防止できるとともに、回転軸電動機側のベアリング等の温度上昇を防止して故障の発生を防止でき、連続運転を可能とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は連続式液体加熱機の断面図を示し、その本体２は 回転軸３、フレーム４、水冷部５、流出部６、混合部７、蓋体８を重ねて分離可能に固定したものであり、蓋体８には、液体流入口９が溶接されている。フレーム４と水冷部５の間にはリップシール１１をもつ壁１０が介設され、水冷部５と流出部６の間にはメカニカルシール１３の固定側部材１３ａをもつ壁１２が介設され、この固定側部材１３ａに回転軸３に取り付けた回転側部材１３ｂが接触して液漏れを防止する。
【００１１】
水冷部５から蓋体８までを分離及び固定可能にするために、テーパーフランジ５ａ，６ａ，７ａ，８ａが設けられ、各部分間に適宜のシールが介装されて図２に示す止め具１４で固定される。止め具１４は、前記テーパーフランジと共にクランプ継手を構成するもので、半円形で内側にテーパー面をもつ一対の部材１４ａ、１４ａをピン１４ｂで軸止めし、他端の二つの延長部１４ｃ、１４ｃを締めネジ１４ｄで締め付け、テーパー面のくさび作用でフランジ間に強い圧着力を作用させるようにしたものであり、分解組立てが迅速、容易に行なわれる。流出部６には、その内部から流体を取り出す流出口６ｂが接線方向に設けられている。また、リング状の水冷室１７が形成されている。
【００１２】
混合部７は、前面に羽根車室１６を形成する皿形の凹部が設けられ、この凹部から軸線方向に数個のガイド穴１５ａが貫通されてステータ１５を形成し、これにより羽根車室１６内で撹拌された液体を整流して流出部６に送り出す。ガイド穴１５ａは、軸中心線と同心の円に沿って設けられ、互いに僅かの間隔を開けて並べられている。
【００１３】
混合部７の外周側には、リング状の蒸気室１８と蒸気供給口１９が形成され、蒸気室１８から羽根車室１６内に向けて蒸気噴出ノズル２０が貫通している。
【００１４】
回転軸３の先端には、羽根車２２がナット２３で固定され、混合部７の前面に前記蓋体８が固定されている。蓋体８の端面にはリング状の蒸気室２５が形成され、羽根車室１６に向けて蒸気噴出ノズル２７が貫通している。前記蒸気室１８、２５に蒸気供給口１９、２６より供給された蒸気は、混合部７と蓋体８を加熱してこれらを介して液体を加熱すると共に、蒸気噴出ノズル２０、２７から羽根車室１６内の液体中に噴出して液体を瞬時に均等に加熱する。蒸気噴出ノズル２０、２７は、それぞれ複数個設けられ、個数により加熱温度と圧力が調整できる。
【００１５】
図３、図４は、羽根車２２の一例を示し、ボス２２ａから傾斜した４枚の羽根２２ｂが前向きに伸びた構造であり、この羽根車２２と前記のステータ１５は、出願人の特殊機化工業株式会社において「ホモミクサー」の商標名で製造販売している連続式撹拌機の撹拌部分に用いられているものと同じ構造である。
【００１６】
前記の連続式液体加熱機１を全固形分濃度２５％の脱脂粉乳溶解液の殺菌装置として用いる場合は、一例として、流入口９から８５℃に予熱した同溶解液を２．１ｂａｒの圧力で送り込み、蒸気室２５に１５５℃、４．５ｂａｒの蒸気を送って羽根車２２を周速１７ｍ／ｓの速度で回転させると、羽根車車１６及び流出部６の内部では１３０℃に保持されて流出口６ｂに至り、次の冷却工程に送られる。処理量は毎分５リットルとすることができる。通常のプレート式殺菌機（加熱面を持つ熱交換式器）では、高温部に発生する付着・焦げ付きにより、同液を１３０℃に加熱して長時間安定した連続運転を実現する事は困難である。
【００１７】
なお、これらの数値は、処理すべき液体の種類によって適宜に変更される。
【００１８】
前記の装置において、羽根車２２を回転させながら蒸気噴出ノズル２０．２７から蒸気を噴出させると、羽根と羽根の間を通る一定量の液体中に、一定量の蒸気が注入されるから、液体と蒸気の混合比は一定であり、また、撹拌効果により瞬時に均等に加熱される。
【００１９】
なお、本機を構成する流出部６、混合部７，蓋体８内部は、穴のみを有する単純な構造であり、また羽根車２２もわずか４枚の羽根を有するものであるため、定置洗浄（ＣＩＰ）で、容易に洗浄できる。
【００２０】
また、分解洗浄を行う場合においても、各部は締め具１４を緩めることにより簡単に分解できる。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１の手段によれば、撹拌羽根の運動面に向けて直接蒸気を噴出させるから、液体と蒸気の混合比を一定に保ち瞬時に均等に加熱できるとともに、加熱面が無いため、加熱面を持つ一般的な熱交換器の高温部に発生するようなミネラル成分の析出、蛋白質の変性による付着・焦げ付きが解消される。従って、高濃度・高粘度ならびに耐熱性の低い液体の加熱にも適している。
【００２２】
また、請求項２の手段によれば、昇温後の液体の接する流出部６の壁面を冷却できるため、熱交換器高温部に発生するような付着・焦げ付きを一層防止できる効果がある。
【００２３】
さらに請求項３の手段によれば、上記請求項２の効果に加え、回転軸電動機側のベアリング等の温度上昇を防止して故障の発生を防止できる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態の断面図
【図２】 止め具の正面図
【図３】 羽根車の正面図
【図４】 同じく側面図
【符号の説明】
２ 本体 ３ 回転軸 ５ 水冷部
６ 流出部 ７ 混合部 ８ 蓋体
１４ 止め具 １５ ステータ １６ 羽根車室
１８、２５ 蒸気室 ２０、２７ 蒸気ノズル

Claims (3)

1. 内側に羽根車室と整流用のステータを備え、外周に蒸気室を備えた中空の混合部と、液体流入口と蒸気室を備えて混合部の羽根車室側に固定される蓋体と、液体流出口を備え、混合部のステータ側に固定される流出部と、流出部と混合部の内部を流出部側から羽根車室まで伸びる回転軸と、回転軸の前端に固定された羽根車と、混合部の蒸気室に連通し羽根車の側部に向けて開口する蒸気ノズルと、蓋体の蒸気室に連通し羽根車の前部に向て開口する蒸気ノズルとを設けたことを特徴とする連続式液体加熱機。
2. 請求項１において、混合部直後の流出部に水ジャケットを備え、水冷を可能にしたことを特徴とする連続式液体加熱機。
3. 請求項１において、流出部における混合部と反対側の端面に、回転軸が通る水冷部を固定したことを特徴とする連続式液体加熱機。

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