JP5606055B2 - 液体混合方法及び装置 - Google Patents
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Description
本発明の好ましい態様は、前記複数の液体供給源が異なった種類の液体をそれぞれ貯留した複数の貯留タンクからなることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記複数の混合タンクが2又は3の混合タンクからなることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第1液体を流す分岐管路には、流量計と開閉弁が設置されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記混合用液体を流す分岐管路には、前記流量制御弁と流量計が設置されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記給液配管が前記複数の混合タンクの直上流で複数に分岐していることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記給液配管にポンプを設け、インバータ制御により該ポンプの回転数を制御することを特徴とする。
(1)第1液体の供給量により定まる混合用液体の供給量を所定時間毎に測定して不足量を求め、この混合用液体の不足量を補填することができるため、果汁や水等の粘性の低い第1液体と果実繊維や果肉等の固形物を含んだ粘性の高い混合用液体とを混合する場合であっても、第1液体と混合用液体とを所望の比率で混合することができる。
(2)複数の液体供給源にそれぞれ接続された給液配管を複数の混合タンクの直上流で複数に分岐させ、複数の分岐管路を複数の混合タンクにそれぞれ接続して各混合タンクに第1液体と1又は2以上の混合用液体とからなる複数種類の液体を供給可能としたため、給液配管及び送液ポンプの必要数は、複数の供給液体の数と同数で足りるので、配管及びポンプに関するコストを低減することができ、液体供給源と混合タンクとが離間している場合に有効な配管システムとなる。
(3)複雑なPID制御を採用する必要がないため、制御装置が簡易になり、装置コストを低減することができる。
図1は、本発明の液体混合装置を備えた飲料製造プラントの構成例を示す概略図である。本実施形態においては、粘性の低い液体としての果汁や水等の第1液体と粘性の高い液体としての繊維状の成分や固形物等を含有した混合用液体(以下、第2液体と総称する)とを混合する場合を説明する。
制御装置10は、流量計FM11,FM12,FM21,FM22の測定値に基づいて流量制御弁CV1,CV2の弁開度を制御するように構成されている。
給液バルブSV1,SV2を開き、送液ポンプP1,P2を運転するとともに、開閉弁AV1,AV2を開き、流量制御弁CV1,CV2の弁開度を制御することにより、第1貯留タンクT1内の第1液体は給液配管SP1を経て第1分岐管BP11と第2分岐管BP21とに分流した後に第1混合タンクMT1と第2混合タンクMT2に供給され、第2貯留タンクT2内の第2液体は給液配管SP2を経て第1分岐管BP12と第2分岐管BP22とに分流した後に第1混合タンクMT1と第2混合タンクMT2に供給される。
第1液体を第1分岐管BP11を介して第1混合タンクMT1に供給し、流量計FM11により第1分岐管BP11から第1混合タンクMT1に所定時間(例えば3秒を1サイクルとする)内に供給された第1液体の流量を1サイクル分測定した積算流量を測定値V1(I)(流量の単位はリットル(L)とし、以下省略する)として記憶する。
このように、第1液体と第2液体とを第1供給タンクMT1に供給して混合している間に、混合液は第1供給タンクMT1から連続的に充填機に供給されている。
図2に示す実施形態においては、給液配管SP1は下流端ですなわち混合タンクの直上流で第1分岐管BP11と第2分岐管BP21と第3分岐管BP31とに分岐しており、第1液体は第1分岐管BP11を介して第1混合タンクMT1に供給されるとともに第2分岐管BP21を介して第2混合タンクMT2に供給され、第3分岐管BP31を介して第3混合タンクMT3に供給されるようになっている。第1分岐管BP11には流量計FM11と開閉弁AV1が設置されており、第2分岐管BP21には流量計FM21と開閉弁AV2が設置されており、第3分岐管BP31には流量計FM31と開閉弁AV3が設置されている。
図3は、本発明の液体混合装置を備えた飲料製造プラントの別の構成例を示す概略図である。図3に示す実施形態においては、図1に示す実施形態と比較して、第2液体供給系が1個増え、第2液体A供給系と第2液体B供給系が存在する。すなわち3つの液体供給源を有している。その他の構成は図1に示したものと同一である。
図3に示す実施形態においては、第1液体と2種類の第2液体(第2液体Aと第2液体B)の合計3種類の液体を、各混合タンクMT1,MT2に所望の混合比率で混合することができる。この場合、第1液体を基準として、第2液体Aを所定の比率で混合し、第2液体Bを所定の比率で混合する。例えば、第1液体に対して、第2液体Aを5%の比率で、第2液体Bを3%の比率で混合する。
図3に示す飲料製造プラントにおける液体混合装置の動作は、図1に示す装置の動作と同様である。すなわち、図1の実施形態における「第2液体」の供給方法、流量測定、理論流量値算出、不足量算出、必要量算出、液体混合等は、図3の実施形態においては「第2液体A及び第2液体B」の供給方法、流量測定、理論流量値算出、不足量算出、必要量算出、液体混合等となる。したがって、第1液体を基準として、第2液体Aが所望の必要量混合されるように制御されるとともに、第2液体Bが所望の必要量混合されるように制御されることになる。
図1及び図3には2個の混合タンクを用いる場合を示し、図2には3個の混合タンクを用いる場合を示したが、4個以上の混合タンクを用いてもよい。その場合には、各混合タンクの直上流で給液配管を混合タンクの数に合わせて複数に分岐させ、複数の分岐管路を各混合タンクに各々接続する。
10 制御装置
AV1,AV2,AV3 開閉弁
BP11,BP12,BP21,BP22,BP31,BP32,BP12A,BP22A,BP12B,BP22B 分岐管
CV1,CV2,CV3,CV1A,CV2A,CV1B,CV2B 流量制御弁
FM11,FM12,FM21,FM22,FM31,FM32,FM12A,FM22A,FM12B,FM22B 流量計
LM1,LM2 レベル計
MT1,MT2,MT3 混合タンク
P1,P2,P2A,P2B 送液ポンプ
SP1,SP2,SP2A,SP2B 給液配管
SV1,SV2,SV2A,SV2B 給液バルブ
T1,T2,T2A,T2B 貯留タンク
Claims (6)
- 第1液体を含む異なった種類の液体を供給する複数の液体供給源から複数の混合タンクの各々に複数種類の液体を供給してこれらの液体を所望の比率で混合する液体混合方法において、
複数の液体供給源にそれぞれ接続された給液配管を複数に分岐させ、複数の分岐管路を複数の混合タンクにそれぞれ接続して各混合タンクに第1液体と第1液体と混合すべき1又は2以上の混合用液体とからなる複数種類の液体を供給可能とし、
各混合タンクに供給された第1液体の積算流量および混合用液体の積算流量を各混合タンク毎にそれぞれ測定し、各混合タンクに供給された第1液体の積算流量の測定値から前記所望の比率にするために各混合タンクに供給することが必要な混合用液体の積算流量を算出して混合用液体の理論上の必要量を求め、
前記混合用液体の積算流量の測定値と前記混合用液体の理論上の必要量とから混合用液体の不足量を各混合タンク毎に算出し、
前記混合用液体の積算流量の各測定値が前記混合用液体の理論上の必要量に対して不足量が生じた場合には、予め求めておいた混合用液体の不足量に対する流量制御弁の弁開度に基づいて流量制御弁の弁開度を制御して混合用液体を各混合タンクに供給し、前記混合用液体の各測定値が前記混合用液体の理論上の必要量以上であれば前記流量制御弁を全閉にし、
前記流量制御弁の弁開度を前記不足量に対する弁開度に制御して混合用液体を各混合タンクに供給することをサイクル毎に繰り返し、複数に分岐した給液配管による混合用液体の分配供給を制御することを特徴とする液体混合方法。 - 前記第1液体は粘性の低い液体からなり、前記混合用液体は粘性の高い液体からなり、
前記複数の液体供給源は、異なった種類の液体をそれぞれ貯留した複数の貯留タンクからなり、
前記複数の混合タンクは、2又は3の混合タンクからなることを特徴とする請求項1記載の液体混合方法。 - 前記第1液体を流す分岐管路には、流量計と開閉弁が設置され、
前記混合用液体を流す分岐管路には、前記流量制御弁と流量計が設置され、
前記給液配管は、前記複数の混合タンクの直上流で複数に分岐し、
前記給液配管にポンプを設け、インバータ制御により該ポンプの回転数を制御することを特徴とする請求項1又は2記載の液体混合方法。 - 第1液体を含む異なった種類の液体を供給する複数の液体供給源から複数の混合タンクの各々に複数種類の液体を供給してこれらの液体を所望の比率で混合する液体混合装置において、
複数の液体供給源にそれぞれ接続された給液配管を複数に分岐させ、複数の分岐管路を複数の混合タンクにそれぞれ接続して、各混合タンクに第1液体と第1液体と混合すべき1又は2以上の混合用液体とからなる複数種類の液体を供給可能とし、
第1液体を流す各分岐管路に設けられた流量計により測定された第1液体の積算流量に基づいて、混合用液体を流す各分岐管路に設けられた流量制御弁の弁開度を制御して混合用液体の流量を制御する制御装置を設け、
前記制御装置は、
各混合タンクに供給された第1液体の積算流量および混合用液体の積算流量を各混合タンク毎にそれぞれ測定し、各混合タンクに供給された第1液体の積算流量の測定値から前記所望の比率にするために各混合タンクに供給することが必要な混合用液体の積算流量を算出して混合用液体の理論上の必要量を求め、
前記混合用液体の積算流量の測定値と前記混合用液体の理論上の必要量とから混合用液体の不足量を各混合タンク毎に算出し、
前記混合用液体の積算流量の各測定値が前記混合用液体の理論上の必要量に対して不足する場合には、予め求めておいた混合用液体の不足量に対する流量制御弁の弁開度に基づいて流量制御弁の弁開度を制御して混合用液体を各混合タンクに供給し、前記混合用液体の各測定値が前記混合用液体の理論上の必要量以上であれば前記流量制御弁を全閉にし、
前記流量制御弁の弁開度を前記不足量に対する弁開度に制御して混合用液体を各混合タンクに供給することをサイクル毎に繰り返し、複数に分岐した給液配管による混合用液体の分配供給を制御するようにしたことを特徴とする液体混合装置。 - 前記第1液体は粘性の低い液体からなり、前記混合用液体は粘性の高い液体からなり、
前記複数の液体供給源は、異なった種類の液体を貯留した複数の貯留タンクからなり、
前記複数の混合タンクは、2又は3の混合タンクからなることを特徴とする請求項4記載の液体混合装置。 - 前記給液配管は、前記複数の混合タンクの直上流で複数に分岐し、
前記給液配管にポンプを設け、インバータ制御により該ポンプの回転数を制御することを特徴とする請求項4又は5記載の液体混合装置。
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