JP6986429B2 - 流動性食品材料パルス処理装置用電源装置および流動性食品材料パルス処理装置 - Google Patents
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その理由は次のとおりである。
さらに特許文献4では、前記インバータ回路が、前記休止期間の長さが調整可能となるように、前記インバータ制御信号発生回路によって制御される構成とすることも提案している。この場合、処理すべき流動性食品材料の種類や、温度、流速などに応じて、断続パルスの休止期間を適切に制御することが可能となる。
またその際、プリント基板としては、絶縁材からなる基材の表側の面、および裏側の面にそれぞれ回路の配線パターンを銅などの導体層によって形成した、2層構造(導体層の層数として2層の構造)の基板、すなわちいわゆる両面プリント配線板を使用するのが一般的である。
具体的には、従来の高電圧パルス殺菌処理における周波数は20kHz程度が一般的であったが、50kHz程度以上、望ましくは60kHz程度以上に印加周波数を高くすることによって、スケールの発生・付着、腐食の進行を抑えることが可能となる。しかしながら、50kHz程度以上に印加周波数を高くした場合、新たに別の問題が発生する。
さらに本発明では、流動性食品材料について殺菌等のパルス処理を連続的に行うための処理装置として、上述のような電源装置を使用することによって、ノイズの影響を最小限に抑えながらパルス周波数を高くすることにより、スケールや電極の腐食を防止しうるようにした流動性食品材料パルス処理装置を提供することをも課題としている。
流動性食品材料を連続的に通過させるための流路が電極間に形成されており、前記電極間にパルスを加えて流動性食品材料を処理するようにした流動性食品材料パルス処理装置に使用される電源装置であって、
商用交流を整流して直流としかつ出力電圧を可変とした、サイリスタを備えた整流器と、
前記サイリスタを制御するためのサイリスタ制御部と、
整流器によって得られた直流電流をチョッピングして、高周波矩形パルス電流を発生させるための、スイッチング素子を備えたインバータ回路と、
前記インバータ回路の動作を制御するため、前記スイッチング素子のゲート信号を発生するゲート制御回路と、
前記インバータ回路の出力の高周波矩形パルス電流の電圧を変圧して、前記電極間に加えるべき電圧のパルスを得るための出力トランスと
を有し、
前記サイリスタ制御部の回路がサイリスタ制御基板に形成され、前記インバータ制御回路がインバータ制御基板に形成され、
前記サイリスタ制御基板およびインバータ制御基板が、それぞれ導電層数として少なくとも4層を有しかつ各導電層の間に絶縁層が介在された多層プリント配線板で構成されており、
前記各多層プリント配線板は、その一方の板面を第1面、他方の板面を第2面とし、第1面および第2面にそれぞれ回路パターンの導電層が形成され、第1面と第2面との間に、絶縁層を隔ててグラウンドライン用導電層および電源ライン用導電層が形成されていることを特徴とする。
流動性食品材料を連続的に通過させるための流路に、間隔を置いて配設された一対以上の電極間に、前記電源装置の出力トランスからのパルスを印加するように構成したことを特徴とする。
供給管29Aには、図示しない流動性食品材料供給源から、ポンプなどの加圧手段によって、ジュースなどの流動性食品材料が連続的に供給されるようになっている。
一方、電極21A、21Bは、電源装置33に接続されており、この電源装置33から1kV程度以上、望ましくは数kV以上の高電圧のパルスが印加されるようになっている。
供給管29Aには、図示しない流動性食品材料供給源から、ポンプなどの加圧手段によって、流動性食品材料が連続的に供給されるようになっている。また排出管29Bは、流動性食品材料を冷却するための冷却管や熱交換器などからなる図示しない冷却部に接続されている。
そして、交流パルスの電圧、電流が、電源装置33から電極22A、22Bに給電される構成とされる。
図3において、電源装置33は、外部の商用交流から、図1に示したパルス処理装置(もしくは図2に示したパルス処理装置)20における電極21A、21B(もしくは電極22A、22B)間に印加するための高周波パルス電圧を発生するための電源ユニット35と、その電源ユニット35を制御するための制御ユニット37と、その制御ユニット37を外部から操作するための操作ユニット39とからなる構成とされている。
ゲート駆動回路55は、制御ユニット37内の後述するインバータ制御部57のゲート制御回路(ゲート信号発生回路)58からのゲート制御信号(インバータ制御信号)S3によって制御される。
制御ユニット37は、基本的には、プログラマブルコントローラ49と、サイリスタ制御部50と、インバータ制御部57を有している。また操作ユニット39は、主操作部61と、パルス制御操作部63を有している。
高周波発振器65は、例えば60kHz程度以上、700kHz程度以下の高周波信号を発生するためのものであり、水晶振動子などを用いた他励発振器等を使用することができる。
このような断続パルスを発生する状態(第2の状態)は、高電圧パルス殺菌装置に好適である。
そしてまた、休止期間TBの長さの調整によって、出力トランス59からの出力SCのパルス電圧高さを調整することができる。
図5において、ゲート信号発生回路58は、高周波発振器65からの基準高周波信号を波形整形して、高周波パルス信号とするための波形整形回路77と、その波形整形回路77から出力される高周波パルス信号の周波数を変換して駆動用周波数信号とするための周波数変換回路78と、その周波数変換回路78によって変換調整された周波数のパルス(駆動用周波数信号)を間引くための間引き回路79とを備えている。そして周波数変換回路78には、その出力周波数を制御するための周波数変換制御回路74が接続されており、この周波数変換制御回路74には、パルス制御操作部63の周波数調整手段としての可変抵抗器72が接続されている。また間引き回路79には、その間引き動作をON/OFF制御するためのON/OFF制御回路81と、間引き動作の間引き間隔(間引き幅)を制御するための間引き幅制御回路83とが接続されている。上記のON/OFF制御回路81には、パルス制御操作部63のON/OFFスイッチ71が接続され、また間引き幅制御回路83には、パルス制御操作部63の休止期間調整操作手段としての可変抵抗器73が接続されている。
このようなゲート制御基板101もしくはサイリスタ制御基板102の一例を図6に示す。
第1面103および第2面104と第2面との間には、電気絶縁材からなる第1面側絶縁層105A、コア絶縁層105B、第2面側絶縁層105Cが介在している。第1面側絶縁層105A、第2面側絶縁層105C、およびコア絶縁層105Bは、それぞれ例えばガラスエポキシなどからなる。
21A、21B・・・電極(平板状電極)
22A、22B・・・電極(リング状電極)
25・・・流路
33…電源装置
43・・・サイリスタスタック(整流器)
53・・・インバータ回路
58・・・ゲート制御回路(インバータ制御信号発生回路)
59・・・出力トランス
65・・・高周波発振器
101・・・ゲート制御基板
102・・・サイリスタ制御基板
103・・・第1面
104・・・第2面
105A・・・第1面側絶縁層
105B・・・コア絶縁層、
105C・・・第2面側絶縁層
106・・・第1面側導電層
107・・・第2面側導電層
110・・・電源ライン用導電層110
111・・・グラウンドライン用導電層
Claims (3)
- 流動性食品材料を連続的に通過させるための流路が電極間に形成されており、前記電極間にパルスを加えて流動性食品材料を処理するようにした流動性食品材料パルス処理装置に使用される電源装置であって、
商用交流を整流して直流としかつ出力電圧を可変とした、サイリスタを備えた整流器と、
前記サイリスタを制御するためのサイリスタ制御部と、
整流器によって得られた直流電流をチョッピングして、高周波矩形パルス電流を発生させるための、スイッチング素子を備えたインバータ回路と、
前記インバータ回路の動作を制御するため、前記スイッチング素子のゲート信号を発生するゲート制御回路と、
前記インバータ回路の出力の高周波矩形パルス電流の電圧を変圧して、前記電極間に加えるべき電圧のパルスを得るための出力トランスと
を有し、
前記サイリスタ制御部の回路がサイリスタ制御基板に形成され、前記インバータ回路がインバータ制御基板に形成され、
前記サイリスタ制御基板およびインバータ制御基板が、それぞれ導電層の層数として少なくとも4層を有しかつ各導電層の間に絶縁層が介在された多層プリント配線板で構成されており、
前記各多層プリント配線板は、その一方の板面を第1面、他方の板面を第2面とし、前記第1面および前記第2面にそれぞれ回路パターンの導電層が形成され、
前記第1面と前記第2面との間に、良導電体からなるグラウンドライン用導電層および電源ライン用導電層が絶縁層を介して互いに対向して形成され、
前記電源ライン用導電層および前記グラウンドライン用導電層は、当該電源ライン用導電層および当該グラウンドライン用導電層と電気的に接続されないそれぞれの貫通導電部から離隔した位置までの領域の全面に、それぞれ形成されており、
前記電極間に加えるパルスの周波数が50kHz以上である、流動性食品材料パルス処理装置用電源装置。 - 前記電極間に加えるパルスの周波数が、外部からの操作によって調整される、請求項1に記載の流動性食品材料パルス処理装置用電源装置。
- 請求項1または請求項2に記載の流動性食品材料パルス処理装置用電源装置と、
流動性食品材料を連続的に通過させるための前記流路に、間隔を置いて配設された一対以上の電極と、を備え、
一対以上の前記電極間に、前記電源装置の前記出力トランスからのパルスを印加する、流動性食品材料パルス処理装置。
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