JP6138296B1 - 食品処理機械 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストかつ簡便な構成で、軸封装置のシール機能の不具合を早期に検出し、軸封装置のシール機能が損なわれていた可能性のある期間に処理を施していたことを理由に廃棄しなければならない食品の数量を低減することが可能な食品処理機械を提供すること。【解決手段】食品処理ケーシング２０と、ケーシング孔に挿通される回転軸３０と、ケーシング孔２０と回転軸３０との間をシールする軸封装置４０と、軸封装置４０に冷却水を供給する冷却機構５０とを備え、冷却機構５０は、冷却水供給源５１と、軸封装置４０に冷却水を供給する冷却部５２と、冷却水を一時貯水する貯水タンク５３と、排水部５４とを有し、貯水タンク５３内には、冷却水の混濁を検出する混濁センサ６０が設置されている食品処理機械１０。【選択図】図１

Description

本発明は、液体状や粘稠体状等の流動性食品に処理を施す食品処理機械に関する。

従来、液体状や粘稠体状等の流動性食品に処理を施す食品処理機械として、食品処理ケーシングに挿通される回転軸を回転させ、回転軸の先端に設けられた撹拌羽根によって食品処理ケーシング内で流動性食品に撹拌処理を施す食品処理機械が知られている（特許文献１を参照）。

このような食品処理機械では、回転軸を挿入する食品処理ケーシングのケーシング孔と回転軸との間隙から、食品処理ケーシング内の流動性食品が漏出したり、外部の水や塵埃が食品処理ケーシング内に侵入することを防止するために、ケーシング孔と回転軸との間をシールするメカニカルシール等の軸封装置が一般に設けられている。また、軸封装置は稼働時に発熱を生じるが、この熱によって流動性食品の品質が劣化することを防止すること等を目的として、食品処理ケーシングの外側から軸封装置に冷却水を供給して軸封装置を冷却する冷却機構を設けることについても公知である。

特開２０１５−００００２２号公報

ここで、食品処理ケーシングの軸封装置では、セラミックス製の部品等、破損を生じる恐れのある部品が使われていることから、食品処理機械の稼働時には、各部品に破損が生じ、軸封装置によるシール機能が損なわれる事態が発生することがある。そのため、このような食品処理機械では、軸封装置のシール機能が損なわれる事態を想定して、食品処理ケーシングの内圧を外部よりも高く設定しており、これにより、軸封装置の部品に破損等が生じた場合に、食品処理ケーシング内の流動性食品が外部に漏出することを許容する代わりに、食品処理ケーシング内に外部の冷却水が侵入することを防止して、流動性食品の安全性を確保していた。

ところが、近年、食品安全に関する要求水準が高くなってきており、軸封装置の部品に破損等が生じた場合に、上述した対策によって、食品処理ケーシング内に外部の冷却水が侵入する恐れは低いものの、破損箇所から食品処理ケーシング内に外部の冷却水が侵入する可能性を否定し切れないことから、軸封装置のシール機能が損なわれていた可能性のある期間に処理を施した食品を廃棄せざるを得ないという問題があった。

また、上述した問題に対応するために、不具合の発生を監視するセンサを軸封装置に設けることも考えられるが、メカニカルシール等の軸封装置は、装置構造が複雑で、破損や不具合を生じる可能性のある部品が多いことから、このようなセンサを設置すると、装置コストが増大してしまうという問題もある。

そこで、本発明は、これらの問題点を解決するものであり、低コストかつ簡便な構成で、軸封装置のシール機能の不具合を早期に検出し、軸封装置のシール機能が損なわれていた可能性のある期間に処理を施していたことを理由に廃棄しなければならない食品の数量を低減することが可能な食品処理機械を提供することを目的とするものである。

本発明は、その内部で流動性食品を処理する食品処理ケーシングと、前記食品処理ケーシングのケーシング孔に挿通される回転軸と、前記ケーシング孔と前記回転軸との間をシールする軸封装置と、前記食品処理ケーシングの外側から前記軸封装置に冷却水を供給する冷却機構とを備えた食品処理機械であって、前記冷却機構は、冷却水供給源と、前記冷却水供給源の下流に設けられ前記軸封装置に冷却水を供給する冷却部と、前記冷却部の下流に設けられ冷却水を一時貯水する貯水タンクと、前記貯水タンクの下流に設けられた排水部とを有し、前記貯水タンク内には、前記冷却水の混濁を検出する混濁センサが設置されていることにより、前記課題を解決するものである。

本請求項１に係る発明によれば、軸封装置を冷却する冷却機構が、軸封装置に冷却水を供給する冷却部と、冷却部の下流に設けられ冷却水を一時貯水する貯水タンクと、貯水タンクの下流に設けられた排水部とを有し、貯水タンク内に、冷却水の混濁を検出する混濁センサが設置されていることにより、混濁センサによって、食品処理ケーシング内から流動性食品が漏出し冷却水に混入したことを検出することが可能であるため、低コストかつ簡便な構成で、軸封装置のシール機能の不具合を早期に検出することができ、その結果、軸封装置のシール機能が損なわれていた可能性のある期間に処理を施していたことを理由に廃棄しなければならない食品の数量を低減することができる。
また、本請求項１に係る発明では、軸封装置を冷却する冷却水を循環させて使用することなく、排水部から排水するように構成することにより、冷却水を循環させて使用した場合に生じがちな冷却水の汚濁を回避することができるばかりでなく、混濁センサが、上記の冷却水の汚濁を、食品処理ケーシング内からの流動性食品の漏出として誤検出することを回避できるため、軸封装置のシール機能の不具合を確実に検出することができる。

本発明の一実施形態に係る食品処理機械を示す説明図。 食品処理機械に組み込まれる貯水タンクおよび混濁センサを示す説明図。

以下に、本発明の一実施形態に係る食品処理機械１０について、図面に基づいて説明する。

食品処理機械１０は、流動性食品に撹拌処理を施すものであり、図１に示すように、食品処理ケーシング２０と、食品処理ケーシング２０のケーシング孔（図示しない）に挿通される回転軸３０と、ケーシング孔（図示しない）と回転軸３０との間をシールする軸封装置４０と、軸封装置４０に冷却処理を施す冷却機構５０と、後述する貯水タンク５３内に設置される混濁センサ６０とを備えている。

以下に、食品処理機械１０の各構成要素について、図１および図２に基づいて説明する。

食品処理ケーシング２０は、その内部で流動性食品に撹拌処理を施すものである。食品処理ケーシング２０の内圧は、食品処理ケーシング２０の外圧よりも高く設定されており、これにより、軸封装置４０に損傷等が生じた場合であっても、水や塵埃等が食品処理ケーシング２０内に侵入することを防止できる。

回転軸３０は、図１に示すように、食品処理ケーシング２０の外側に配置されたモータ等の駆動部３１に接続されて回転駆動されるものであり、回転軸３０の先端には、食品処理ケーシング２０の内部に配置される撹拌羽根３２が取り付けられている。

軸封装置４０は、周知のメカニカルシールや弾性体シール等として構成され、食品処理ケーシング２０と回転軸３０との間に取り付けられ、食品処理ケーシング２０内の流動性食品が外部に漏出することを防止するとともに、食品処理ケーシング２０の外部から食品処理ケーシング２０内に水や塵埃等が侵入することを防止するものである。

冷却機構５０は、食品処理ケーシング２０の外部から軸封装置４０に冷却水を供給することで軸封装置４０を冷却するものであり、図１に示すように、冷却水供給源５１と、冷却水供給源５１の下流に設けられ軸封装置４０に冷却水を供給する冷却部５２と、冷却部５２の下流に設けられた貯水タンク５３と、貯水タンク５３の下流に設けられた排水部５４とを有している。冷却機構５０は、軸封装置４０に供給された冷却水を循環させることなく、排水部５４から排水するように構成されている。

貯水タンク５３は、所定量の冷却水を一時貯水するように構成され、本実施形態では、図２に示すように、所定量以上の冷却水をオーバーフロー管５３ａを通じてオーバーフローさせて排出することで、一定時間で冷却水が入れ替わるように構成されている。
よって、貯水タンク５３への冷却水の流入量や流出量を制御するバルブ等の機構を設ける必要がなく、低コストかつ簡便な構成で、貯水タンク５３の貯水量を確実に調整することができる。

また、冷却水供給源５１は、毎分３．０〜６．０Ｌの量の冷却水を供給するように制御され、また、貯水タンク５３の貯水容量は、１．５〜６．０Ｌで設定されている。これにより、３０秒から１分前後で貯水タンク５３内の冷却水は入れ替わる。
そのため、貯水タンク５３内の混濁センサ６０によって軸封装置４０のシール機能の不具合を早期に検出することができる。
なお、冷却水供給源５１による冷却水の供給量や貯水タンク５３の貯水容量については、上記に限定されず、実施形態に応じて決定すればよい。

また、本実施形態では、上述したように、所定量以上の冷却水をオーバーフロー管５３ａを通じてオーバーフローさせて排出することで、貯水タンク５３の貯水量を一定に保っているが、貯水タンク５３への冷却水の流入量や流出量を制御するバルブ等の機構を設けることで、貯水タンク５３の貯水量を調整してもよい。

混濁センサ６０は、透過形光電センサとして構成され、光源を内蔵した投光器６１と、受光素子を内蔵した受光器６２とを有している。混濁センサ６０は、投光器６１から投射された投射光を、所定距離（本実施形態では３０〜６０ｍｍ）離して配置された受光器６２によって受けて電気信号に変換するものであり、貯水タンク５３に貯留された冷却水に混濁が生じている場合には、投射光が混濁によって遮られて受光器６２に届かず、これにより、冷却水の混濁を検出する。
なお、投光器６１から受光器６２の所定距離は、本実施形態では３０〜６０ｍｍとしたが、所定距離は、貯水タンク５３のサイズを考慮して、設定すればよい。

投光器６１および受光器６２は、図２に示すように、水平方向に対向した状態で、貯水タンク５３の貯水面の１０ｍｍ〜３０ｍｍ下側に位置するように設置され、具体的には、貯水タンク５３のオーバーフロー管５３ａの上端よりも１０ｍｍ〜３０ｍｍ下側に位置するように設置されている。このように設置することで、貯水タンク５３の貯水面上に形成される波によって、混濁センサ６０の検出精度が影響を受けることを回避することができるとともに、投光器６１および受光器６２に接続されるコード等が、貯水タンク５３内に貯水された冷却水に深く浸かることを防止することができる。そして、冷却水と内容物が分離した場合でも、冷却水より比重の小さい内容物の混濁の場合、貯水タンク５３に浮く内容物による遮光で検出が可能となる。また、冷却水より比重の大きい内容物の混濁の場合、沈殿した内容物の堆積による遮光で検出が可能となる。
なお、投光器６１および受光器６２の具体的な配置態様については、上記以外にも、投光器６１および受光器６２を上下方向に対向して配置する等、如何なるものでもよい。

また、本実施形態における投光器６１および受光器６２の間隔を、約３０ｍｍで設定し、水に０．１ｗｔ％のマヨネーズを入れて撹拌したモデル液を使用して実施した実験では、水の混濁を混濁センサ６０によって検出できることが確認された。
なお、上記の投光器６１および受光器６２の間隔については、上記に限定されず、実施形態に応じて決定すればよい。

また、混濁センサ６０の具体的態様については、上述した透過形光電センサに限定されず、導電率を測ることで冷却水の混濁を検出するセンサや、超音波によって冷却水の密度を測ることで冷却水の混濁を検出するセンサ等、如何なるものでもよい。

以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。

例えば、上述した実施形態では、食品処理機械が流動性食品に撹拌処理を施すものとして説明したが、食品処理機械の態様については、食品処理ケーシングの内外に貫通して設置される回転軸の回転を利用して、流動性食品に処理を施すものであれば如何なるものでもよく、例えば、食品処理ケーシング内で流動性食品に泡立て処理を施すものや、ポンプの様に食品処理ケーシングから次の処理工程へ流動性食品を送り出すものであってもよい。

１０ ・・・ 食品処理機械
２０ ・・・ 食品処理ケーシング
３０ ・・・ 回転軸
３１ ・・・ 駆動部
３２ ・・・ 撹拌羽根
４０ ・・・ 軸封装置
５０ ・・・ 冷却機構
５１ ・・・ 冷却水供給源
５２ ・・・ 冷却部
５３ ・・・ 貯水タンク
５３ａ ・・・ オーバーフロー管
５４ ・・・ 排水部
６０ ・・・ 混濁センサ
６１ ・・・ 投光器
６２ ・・・ 受光器

Claims (4)

1. その内部で流動性食品を処理する食品処理ケーシングと、前記食品処理ケーシングのケーシング孔に挿通される回転軸と、前記ケーシング孔と前記回転軸との間をシールする軸封装置と、前記食品処理ケーシングの外側から前記軸封装置に冷却水を供給する冷却機構とを備えた食品処理機械であって、
   前記冷却機構は、冷却水供給源と、前記冷却水供給源の下流に設けられ前記軸封装置に冷却水を供給する冷却部と、前記冷却部の下流に設けられ冷却水を一時貯水する貯水タンクと、前記貯水タンクの下流に設けられた排水部とを有し、
   前記貯水タンク内には、前記冷却水の混濁を検出する混濁センサが設置されていることを特徴とする食品処理機械。
2. 前記貯水タンクは、所定量以上の冷却水をオーバーフローさせて排出するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の食品処理機械。
3. 前記冷却水供給源は、毎分３．０〜６．０Ｌの量の冷却水を供給するように制御され、
   前記貯水タンクの貯水容量は、１．５〜６．０Ｌであることを特徴とする請求項１または２に記載の食品処理機械。
4. 前記混濁センサは、投光器および受光器を有した透過形光電センサであり、
   前記投光器および前記受光器は、水平方向に対向した状態で、前記貯水タンクの貯水面の１０ｍｍ〜３０ｍｍ下側に位置するように設置されていることを請求項１乃至３のいずれかに記載の食品処理機械。

Images