JPH0248052B2 - - Google Patents
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- JPH0248052B2 JPH0248052B2 JP58184570A JP18457083A JPH0248052B2 JP H0248052 B2 JPH0248052 B2 JP H0248052B2 JP 58184570 A JP58184570 A JP 58184570A JP 18457083 A JP18457083 A JP 18457083A JP H0248052 B2 JPH0248052 B2 JP H0248052B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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- G01N11/02—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by measuring flow of the material
- G01N11/04—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by measuring flow of the material through a restricted passage, e.g. tube, aperture
- G01N11/06—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by measuring flow of the material through a restricted passage, e.g. tube, aperture by timing the outflow of a known quantity
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Description
発明の背景
本発明は非ニユートン流体のUSDA Bostwick
コンシステンシー（粘稠度）値を測定する方法お
よびそのための装置に関し、より詳細には、
USDA Bostwickコンシステンシー値を測定する
ための現在複雑な必須USDA手続を行うことな
しに物質製造流から直接にトマトペーストなどの
濃厚物質のコンシステンシーを測定する方法およ
びそのための装置に関する。米国の全国缶詰業者
協会（National Canners Association）が発行
した、トマト製品に関する資料（Bulletin）27−
Ｌ（1977年１月発行）では、USDA規格によるグ
レードが、グレードＡ（Fancy）−33.0％、グレー
ドＢ（Extra Standard）−29.0％、グレードＣ
（Standard）−25.0％およびSub−Standardのグレ
ードに類別されており（第27頁）、各グレードが、
全固体についての最少の含有量（前記％）と最少
のコンシステンシー値を有していることが定めら
れている（第27頁）。コンシステンシー値
（USDA Bostwickコンシステンシー値）は、
Bostwickコンシストメーターより、所定の方法
で測定することが指定されている（第62頁〜第65
頁）。 コンシストメーターは、例えば、USDAのE.P.
Bostwickによつて1938年に開発されかつトマト
ケチヤツプなどのピユーレ化製品のコンシステン
シーによる格付けに使用するために公認された
Bostwickコンシストメーターは、コンシステン
シーとして知られた主観的品質に従つてこれら製
品を格付けするための一定組の値を設定するよう
に開発された。このようなピユーレのコンシステ
ンシーを測定するのに開発された他のコンシスト
メーターは、Adamsコンシストメーターを改良
したものである。典型的には、Bostwickおよび
Adamsコンシストメーターの両方は所定の時間
間隔にわたつてピユーレからのスランプ量または
フラツトニング（flattening）量を測定する非常
に簡単な装置である。Bostwickコンシストメー
ターの性能を表す数式を導びくことは困難であ
り、それにもかかわらず、このコンシストメータ
ーは食品工業で広く使用されている。これは、消
費者がこの特性を主観的に感知するようにコンシ
ステンシーとの相関関係が良好でありかつ操作が
容易であるためである。しかしながら、これら装
置はバツチ式測定用として良好であるだけで、連
続的工程では不適当である。連続的工程でコンシ
ステンシーを測定する方法として、申し分なく組
立てられかつ数学的に計算可能な多くの粘度計の
うちの一つを使用することが提案された。しか
し、実験室の試験の結果、この粘度計では
Bostwick装置が装定できる同じ特性を測定でき
なかつた。実際、Bostwick装置は現実の消費者
の好みを表すのに大へん良好な働きを示す。 コンシステンシーを測定するのに粘度計を使用
する場合の問題は、かかる測定では、ピユーレを
あたかも真の液体であるかのように扱い、粘度が
単一の選択されたせん断率で測定されるという点
である。この解決法は２種の仮定を必要とする。
第一に、真の普通の液体を扱うこと、第二に、測
定された特性と真の特性との間に値を測定するに
十分な比例関係がある以外は第一の仮定はおそら
く間違つているということである。比例関係は一
定ではなく、いくつかの場合、大きく変化するの
で、得られた測定を大きく誤らせることがある。 連続的流れに対するコンシステンシー測定の問
題を解決する他の試みは、Food Technology
Journal（1957年１月11日）の標題「可塑度計（連
続的記録および制御のコンシストメーターの新た
な進展）」（David Eolkin著）の論文に論じられ
ている。この論文には、製造ラインからの部分流
を二重のブリツジへ分岐しかつそれぞれのチユー
ブの直径を変化させることによつて圧力降下差を
生じさせる装置が論じられている。次いで、これ
ら測定値は成分製品の組織を測定するのに用いら
れる。他方では、上記論文の第256頁に論じられ
ているように、真のコンシストメーターでは、コ
ンシステンシーと粘度とを区別せず、全体として
の系を測定する。かくして、いくつかの場合、可
塑度計によつて生じた測定値は実際のコンシステ
ンシー値とは全く異なる。さらに、この装置はけ
つして測定値をUSDA Bostwick値と相互に関連
づけるものではない。 発明の概要 従つて、本発明の目的はピユーレなどの非ニユ
ートン流体の連続的製造の流れのコンシステンシ
ーを測定する方法を提提供することである。 本発明の他の目的は所定の時刻に非ニユートン
流体の流れのコンシステンシーを測定するための
装置を提供することにある。 本発明のさらに他の目的はトマトペーストなど
の食料品の連続的製造流のコンシステンシーを測
定する方法およびそのための装置を提供すること
にある。 明細書および添付の特許請求の範囲をさらに考
察すると、本発明の更に別の目的および利点が当
業者には明らかになるであろう。 本発明の方法によれば、非ニユートン流体の連
続流の流量は、温度および圧力降下を知つて測定
される。次いで、流体のUSDA Bostwickコンシ
ステンシー値は、前もつて定められた関数関係式
に従つて既知の温度および圧力降下での測定流量
の関連づけによつて決定されて、原料のUSDA
Bostwickコンシステンシー値を表す予測値が与
えられる。他の面では、本発明は連続的製造流か
ら分岐された部分流について上記の測定を行うこ
とよりなる。 本方法を実施するために、装置は非ニユートン
流体流が流通する導管と連結される、分岐手段が
設けられる。典型的には、弁を備えた直径のより
小さい導管は上記の導管と連通しており、かつ非
ニユートン流体の部分流を周期的に分岐するよう
になつている。流体の分岐部分流の温度を測定、
およびその圧力降下を測定かつ調節するための手
段が設けられ、部分流の流量を同時に測定するた
めの測定手段が上記手段と連結され、それによつ
て上記手段を組み立てたものによつて測定された
値は、前もつて定められた関数関係式で関連づけ
ることができて、導管を流通する非ニユートン流
体の連続流の実際のUSDA Bostwickコンシステ
ンシー値を表す予測値を得る。 発明の具体的説明 ブロツク図が第１図に示され、本発明の方法の
行い方を一般的に示しており、それにより、
USDA Bostwick値の大きさによるコンシステン
シーの連続評価は、連続的な流れの中で製造され
ている非ニユートン流体、すなわち、ペーストに
ついて予測することができる。 本方法では、試料すなわち部分流の温度を測定
しかつ所定の圧力降下値に圧力を調節し、材料す
なわちペーストの流量を、所定の流れ管システ
ム、すなわち前もつて定めた長さおよび直径の一
方を介して、時間あたりの重量で測定することを
必要とする。 本発明の工程を行なうための装置の一実施の態
様が第２図に示されている。より詳細には、第２
図はペースト製造源に接続されたメインパイプラ
イン１を示し、ポンプにより、このペースト製造
源からパイプライン１を介して充填ステーシヨン
まで矢印Ａの方向に圧送する。 分岐流路３は主流から部分流を分岐するために
メインパイプライン１に連結されている。部分流
の分岐は無菌弁５によつて制御されるので、流量
の周期的な測定は所定の方法で行つて主製造流の
コンシステンシーを測定することができる。部分
流の温度はWahl高温計（図示せず）などの温度
測定手段によつて測定され、この手段は弁５の下
流であり圧力調節手段９と連通する７の部位に位
置し、圧力調節手段９は部分流の圧力降下を測定
しかつこれを予め定めた値に調節するために圧力
計１１と連通して設けられている。弁５は、製造
流を急速に分岐するようにしたプラグコツク、ス
テムおよびシートまたはボール弁などの急開閉弁
のどの型式のものであつてもよい。無菌弁とは、
細菌がシステムに入るといういかなる点において
もステムシールとなす追加の特徴を有するこれら
弁のいずれも意味するものである。基本的に、重
要なことは標準的な無菌実施に従うという点であ
る。本装置に有用な無菌弁の一つは、Alloy
Products Corp.製のAPC Air Operated
Stainless Steel Sanitary Aseptic Valveとして
当業者に知られている。 次いで、部分流は分岐流路３から、直径少なく
とも0.64cm（1/4″）および長さ約0.6ｍ（２ft）
の小径の部分３′を通つてはかりまで流れる。使
用することができる他の管径は1.0cm（3/8″）乃
至1.3cm（1/2″）を含み、これらは0.64cm（1/4″）
管と同様に行える。しかしながら、ペーストのむ
だを少なくするために最も小さい直径の管を使用
することが望ましい。はかりへの流量（重量／時
間）は従来の方法で測定される。次いで、流量、
圧力降下および温度の値は前もつて定められた関
数式で相互に関係づけられる。このシステムは特
に操作者によつて手動操作するようになつてい
る。しかしながら、材料製造に際して厳密な品質
管理を維持するように所定の間隔で自動操作する
ためにかかるシステムを従来法で修正することは
当業者にとつて容易である。尚、このシステムで
は、製造流のコンシステンシー値がある限度を越
えるたびに作動することのできる警報システムを
設けることができる。これら修正態様のすべては
当業者には周知であろう。 本発明による方法は、ペーストのUSDA
Bostwickコンシステンシー値を次の関数関係式
に従つて計算することができるということに基づ
いている。 ｙ＝5.38＋4.77logr （式中、ｙは本発明の方法を行うことによつて得
られる予測USDA Bostwick値であり、ｒは測定
された流量（ｇ／秒）である。） この関係式は以下に論じるように実験操作から
誘導された。より一般的な関係式は次のごとくで
ある。 ｙ＝ａ＋ｂ logr （式中、ａおよびｂは定数であり、ｒは測定され
た流量（ｇ／秒）である。） 処理条件がある程度までUSDA Bostwick値に
影響するため、個々の工程についての使用者が定
数ａおよびｂを決める。ペースト流量がわかつて
いると、実際のUSDA Bostwick値は第３図に示
されるように信頼性包絡線内にある時間の95％で
あるであろう。これは以後に記載の例に挙げたデ
ータについてのみの特定のものであるが、本方法
の予測精度のものである。 実施の一態様において、この方法は長さ約0.6
ｍ（約２ft）の0.64cm（1/4″）管を介して28.3℃
（83〓）の温度で6.8×105Pa／ｍ長さ（30psi／ft
長さ）の圧力降下で行なわれる。温度が28.3℃
（83〓）から変わると、測定された流量に加算さ
れるべき、または減算されるべき、すなわち、温
度がより高い場合は減算されるべき、そして温度
がより低い場合は加算されるべき補正値は次の温
度についての次の関数関係式によつて決められ
る。 Ｃ＝補正係数0.4ｇ／秒／〓×〓 （式中、Ｃは加算または減算されるべき補正値で
ある。） しかして、例えば24.4℃（76〓）で測定された
1.45ｇ／秒の流量は（83−76）×0.04に等しい補
正式、すなわち、より詳細には＋0.28ｇ／秒の補
正値を必要とする。かくして、補正された流量は
1.73ｇ／secに等しくなる。 物質中の固体の量は、温度と同じほどには流量
値に影響しないが、流量に影響する。固体のこの
量は従来゜ブリツクス固体係数（゜Brix solid
factor）として測定されており、この係数は一般
に物質中の可溶性固体のパーセントを示すものと
して当業者には周知である。この゜ブリツクス係
数は可溶性固体の正確な分量ではないが、しかし
それにもかかわらず、この係数は公平に正しいか
つ従来使用された表現である。 本発明の方法において、得られた流量測定値か
らUSDA Bostwickコンシステンシー値を最も正
確に予測するために、31.6の゜ブリツクス係数を
有するペーストについて測定を行うべきである固
体の゜ブリツクス値（゜ブリツクス係数の値）が
上記の値と異なる場合、測定された流量に対する
補正はＡ／31.6（但し、Ａは測定されるペースト
の実際の固体゜ブリツクス値である）の補正係数
による掛け算によつて適用することができる。従
つて、例えば、31.9゜ブリツクス値係数を有する
28.3℃（83〓）の温度での1.78ｇ／秒のペースト
流量の場合、測定された流量に31.9／31.6を掛け
てBostwick値を得るために用いられる補正流量
を得る、すなわち、補正流量は1.80となる。それ
にもかかわらず、たとえ゜ブリツクス係数補正が
適用されなくても、計算されたBostwick値は先
に論じた95％信頼性範囲内にいまだはいつてい
る。しかしながら、゜ブリツクス値係数補正を適
用することによつて、USDA Bostwickコンシス
テンシー値のより正確な評価を得ることができ
る。やはり、゜ブリツクス補正係数の適用は一般
に非実用的である。従つて、上流点で゜ブリツク
ス固体をモニター調整することが最良であり、そ
の点から処理条件の注意深い制御によつて、Ｎ±
１％の゜ブリツクス制御を維持することができ
る。さらに、温度差および固体について補正を行
う場合、温合補正をまず行うべきであり、そして
固体の補正を温度補正された値について行うべき
であることは注意すべきである。なお、固体の量
変動についての補正値は係数である必要はなく、
かつ製造中懸濁された固体に関して厳密な品質管
理を単に維持するだけで係数として省くことがで
きる。 さらに詳述することなしに、当業者は先の説明
により本発明をその最も全体的な範囲まで利用す
ることができると思われる。従つて、次の好まし
い特定の実施の態様は残りの開示を説明するもの
であり、けつして限定するものではない。次の諸
例において、すべての温度は℃（〓）で訂正され
ずに記載してあり、別段指示がない限り、すべて
の部およびパーセント（％）は重量部および重量
パーセント（％）である。 例 試験装置および試験におけるその使用 本方法の実施可能性を決めるために試験を行う
にあたり、第４図に示された実験装置を用いた。 更に詳細には、ペースト試料約15（約
4gallons）を密封された圧力ポツト１５に加え
た。真空ポンプ系３１を介して適度の真空すなわ
ち約660〜686mmHg（約26〜27″Hg）にして水の損
失なしにペーストのすきまからの脱ガスを促進し
た。脱ガスによつて生じたペースト中の空隙を除
くに十分な時間沈降させた後、真空弁を閉じ、次
いで空気圧力弁２９および排出弁２１を開いてペ
ーストを排出管１９中へおよびその排出管を通つ
て流すことによつて操作を始めた。所定の圧力値
を維持するのに電子圧力計２５、典型的には
Heiss電子計を用い、それによつて6.8×105Pa／
ｍ（30psi／ft）の圧力降下で長さほぼ0.6ｍ（２
ft）の直径0.64cm（1/4″）の流路管を通してペー
ストを送つた。ペーストの流量（ｇ／秒）を精度
0.01ｇの実験用はかり３３によつて測定し、ペー
ストの温度をはかり３３で従来の温度測定手段
（図示せず）によつて測定した。 試験されるペースト試料 これら試験のために種々のトマトペースト試料
を用いた。計11種の試料を３群Ａ、Ｂ、Ｃに分
け、群Ａを5.5〜6.5のBostwick値に及ぶより濃い
ペーストとし、群Ｂを6.6〜7.5の値の範囲のもの
とし、そして群Ｃを7.6〜8.5の値の範囲の最も薄
いものとして試験した。試験をＡ試料５種、Ｂ試
料３種およびＣ試料３種に分けて行つた。試験に
先だつて、各試料についてのUSDA Bostwickコ
ンシステンシー値を測定した。 試験前に、他の目的でペーストドラムを開けて
いる時間にわたつて、ペースト試料を採取した。 これら試料を使用前日まで冷凍状態に保ち、温
度および湿度条件を所望の値に調節することがで
きかつ35℃（95〓）に一晩中保つことができる室
として当業者には周知の環境室に放置した。 試験中、ペースト試験のうち２種を約13℃〜29
℃（約55〓〜85〓）の温度で一定の6.8×105Pa／
ｍ（30psi／ft）の圧力降下で試験し、約0.04
ｇ／秒の流量変化が華氏１度あたりに生じたこと
を測定した。データから、理想の試験条件が6.8
×105Pa／ｍ（30psi／ft）の圧力降下で約0.6ｍ
（約２ft）の直径0.64cm（1/4″）の管では28℃
（83〓）であるということが決定される。異なる
温度で得られた値を以上で論じたように補正し
た。 また、固体の量もまた流量にわずかな効果を及
ぼしたこともわかつた。固体は31.6゜ブリツクス
の固体量が理想である。゜ブリツクス固体として
測定した。かくして、測定流量を、また31.6゜ブ
リツクス値からの固体の変動に対して補正した。
結果を次の表に挙げる。
コンシステンシー（粘稠度）値を測定する方法お
よびそのための装置に関し、より詳細には、
USDA Bostwickコンシステンシー値を測定する
ための現在複雑な必須USDA手続を行うことな
しに物質製造流から直接にトマトペーストなどの
濃厚物質のコンシステンシーを測定する方法およ
びそのための装置に関する。米国の全国缶詰業者
協会（National Canners Association）が発行
した、トマト製品に関する資料（Bulletin）27−
Ｌ（1977年１月発行）では、USDA規格によるグ
レードが、グレードＡ（Fancy）−33.0％、グレー
ドＢ（Extra Standard）−29.0％、グレードＣ
（Standard）−25.0％およびSub−Standardのグレ
ードに類別されており（第27頁）、各グレードが、
全固体についての最少の含有量（前記％）と最少
のコンシステンシー値を有していることが定めら
れている（第27頁）。コンシステンシー値
（USDA Bostwickコンシステンシー値）は、
Bostwickコンシストメーターより、所定の方法
で測定することが指定されている（第62頁〜第65
頁）。 コンシストメーターは、例えば、USDAのE.P.
Bostwickによつて1938年に開発されかつトマト
ケチヤツプなどのピユーレ化製品のコンシステン
シーによる格付けに使用するために公認された
Bostwickコンシストメーターは、コンシステン
シーとして知られた主観的品質に従つてこれら製
品を格付けするための一定組の値を設定するよう
に開発された。このようなピユーレのコンシステ
ンシーを測定するのに開発された他のコンシスト
メーターは、Adamsコンシストメーターを改良
したものである。典型的には、Bostwickおよび
Adamsコンシストメーターの両方は所定の時間
間隔にわたつてピユーレからのスランプ量または
フラツトニング（flattening）量を測定する非常
に簡単な装置である。Bostwickコンシストメー
ターの性能を表す数式を導びくことは困難であ
り、それにもかかわらず、このコンシストメータ
ーは食品工業で広く使用されている。これは、消
費者がこの特性を主観的に感知するようにコンシ
ステンシーとの相関関係が良好でありかつ操作が
容易であるためである。しかしながら、これら装
置はバツチ式測定用として良好であるだけで、連
続的工程では不適当である。連続的工程でコンシ
ステンシーを測定する方法として、申し分なく組
立てられかつ数学的に計算可能な多くの粘度計の
うちの一つを使用することが提案された。しか
し、実験室の試験の結果、この粘度計では
Bostwick装置が装定できる同じ特性を測定でき
なかつた。実際、Bostwick装置は現実の消費者
の好みを表すのに大へん良好な働きを示す。 コンシステンシーを測定するのに粘度計を使用
する場合の問題は、かかる測定では、ピユーレを
あたかも真の液体であるかのように扱い、粘度が
単一の選択されたせん断率で測定されるという点
である。この解決法は２種の仮定を必要とする。
第一に、真の普通の液体を扱うこと、第二に、測
定された特性と真の特性との間に値を測定するに
十分な比例関係がある以外は第一の仮定はおそら
く間違つているということである。比例関係は一
定ではなく、いくつかの場合、大きく変化するの
で、得られた測定を大きく誤らせることがある。 連続的流れに対するコンシステンシー測定の問
題を解決する他の試みは、Food Technology
Journal（1957年１月11日）の標題「可塑度計（連
続的記録および制御のコンシストメーターの新た
な進展）」（David Eolkin著）の論文に論じられ
ている。この論文には、製造ラインからの部分流
を二重のブリツジへ分岐しかつそれぞれのチユー
ブの直径を変化させることによつて圧力降下差を
生じさせる装置が論じられている。次いで、これ
ら測定値は成分製品の組織を測定するのに用いら
れる。他方では、上記論文の第256頁に論じられ
ているように、真のコンシストメーターでは、コ
ンシステンシーと粘度とを区別せず、全体として
の系を測定する。かくして、いくつかの場合、可
塑度計によつて生じた測定値は実際のコンシステ
ンシー値とは全く異なる。さらに、この装置はけ
つして測定値をUSDA Bostwick値と相互に関連
づけるものではない。 発明の概要 従つて、本発明の目的はピユーレなどの非ニユ
ートン流体の連続的製造の流れのコンシステンシ
ーを測定する方法を提提供することである。 本発明の他の目的は所定の時刻に非ニユートン
流体の流れのコンシステンシーを測定するための
装置を提供することにある。 本発明のさらに他の目的はトマトペーストなど
の食料品の連続的製造流のコンシステンシーを測
定する方法およびそのための装置を提供すること
にある。 明細書および添付の特許請求の範囲をさらに考
察すると、本発明の更に別の目的および利点が当
業者には明らかになるであろう。 本発明の方法によれば、非ニユートン流体の連
続流の流量は、温度および圧力降下を知つて測定
される。次いで、流体のUSDA Bostwickコンシ
ステンシー値は、前もつて定められた関数関係式
に従つて既知の温度および圧力降下での測定流量
の関連づけによつて決定されて、原料のUSDA
Bostwickコンシステンシー値を表す予測値が与
えられる。他の面では、本発明は連続的製造流か
ら分岐された部分流について上記の測定を行うこ
とよりなる。 本方法を実施するために、装置は非ニユートン
流体流が流通する導管と連結される、分岐手段が
設けられる。典型的には、弁を備えた直径のより
小さい導管は上記の導管と連通しており、かつ非
ニユートン流体の部分流を周期的に分岐するよう
になつている。流体の分岐部分流の温度を測定、
およびその圧力降下を測定かつ調節するための手
段が設けられ、部分流の流量を同時に測定するた
めの測定手段が上記手段と連結され、それによつ
て上記手段を組み立てたものによつて測定された
値は、前もつて定められた関数関係式で関連づけ
ることができて、導管を流通する非ニユートン流
体の連続流の実際のUSDA Bostwickコンシステ
ンシー値を表す予測値を得る。 発明の具体的説明 ブロツク図が第１図に示され、本発明の方法の
行い方を一般的に示しており、それにより、
USDA Bostwick値の大きさによるコンシステン
シーの連続評価は、連続的な流れの中で製造され
ている非ニユートン流体、すなわち、ペーストに
ついて予測することができる。 本方法では、試料すなわち部分流の温度を測定
しかつ所定の圧力降下値に圧力を調節し、材料す
なわちペーストの流量を、所定の流れ管システ
ム、すなわち前もつて定めた長さおよび直径の一
方を介して、時間あたりの重量で測定することを
必要とする。 本発明の工程を行なうための装置の一実施の態
様が第２図に示されている。より詳細には、第２
図はペースト製造源に接続されたメインパイプラ
イン１を示し、ポンプにより、このペースト製造
源からパイプライン１を介して充填ステーシヨン
まで矢印Ａの方向に圧送する。 分岐流路３は主流から部分流を分岐するために
メインパイプライン１に連結されている。部分流
の分岐は無菌弁５によつて制御されるので、流量
の周期的な測定は所定の方法で行つて主製造流の
コンシステンシーを測定することができる。部分
流の温度はWahl高温計（図示せず）などの温度
測定手段によつて測定され、この手段は弁５の下
流であり圧力調節手段９と連通する７の部位に位
置し、圧力調節手段９は部分流の圧力降下を測定
しかつこれを予め定めた値に調節するために圧力
計１１と連通して設けられている。弁５は、製造
流を急速に分岐するようにしたプラグコツク、ス
テムおよびシートまたはボール弁などの急開閉弁
のどの型式のものであつてもよい。無菌弁とは、
細菌がシステムに入るといういかなる点において
もステムシールとなす追加の特徴を有するこれら
弁のいずれも意味するものである。基本的に、重
要なことは標準的な無菌実施に従うという点であ
る。本装置に有用な無菌弁の一つは、Alloy
Products Corp.製のAPC Air Operated
Stainless Steel Sanitary Aseptic Valveとして
当業者に知られている。 次いで、部分流は分岐流路３から、直径少なく
とも0.64cm（1/4″）および長さ約0.6ｍ（２ft）
の小径の部分３′を通つてはかりまで流れる。使
用することができる他の管径は1.0cm（3/8″）乃
至1.3cm（1/2″）を含み、これらは0.64cm（1/4″）
管と同様に行える。しかしながら、ペーストのむ
だを少なくするために最も小さい直径の管を使用
することが望ましい。はかりへの流量（重量／時
間）は従来の方法で測定される。次いで、流量、
圧力降下および温度の値は前もつて定められた関
数式で相互に関係づけられる。このシステムは特
に操作者によつて手動操作するようになつてい
る。しかしながら、材料製造に際して厳密な品質
管理を維持するように所定の間隔で自動操作する
ためにかかるシステムを従来法で修正することは
当業者にとつて容易である。尚、このシステムで
は、製造流のコンシステンシー値がある限度を越
えるたびに作動することのできる警報システムを
設けることができる。これら修正態様のすべては
当業者には周知であろう。 本発明による方法は、ペーストのUSDA
Bostwickコンシステンシー値を次の関数関係式
に従つて計算することができるということに基づ
いている。 ｙ＝5.38＋4.77logr （式中、ｙは本発明の方法を行うことによつて得
られる予測USDA Bostwick値であり、ｒは測定
された流量（ｇ／秒）である。） この関係式は以下に論じるように実験操作から
誘導された。より一般的な関係式は次のごとくで
ある。 ｙ＝ａ＋ｂ logr （式中、ａおよびｂは定数であり、ｒは測定され
た流量（ｇ／秒）である。） 処理条件がある程度までUSDA Bostwick値に
影響するため、個々の工程についての使用者が定
数ａおよびｂを決める。ペースト流量がわかつて
いると、実際のUSDA Bostwick値は第３図に示
されるように信頼性包絡線内にある時間の95％で
あるであろう。これは以後に記載の例に挙げたデ
ータについてのみの特定のものであるが、本方法
の予測精度のものである。 実施の一態様において、この方法は長さ約0.6
ｍ（約２ft）の0.64cm（1/4″）管を介して28.3℃
（83〓）の温度で6.8×105Pa／ｍ長さ（30psi／ft
長さ）の圧力降下で行なわれる。温度が28.3℃
（83〓）から変わると、測定された流量に加算さ
れるべき、または減算されるべき、すなわち、温
度がより高い場合は減算されるべき、そして温度
がより低い場合は加算されるべき補正値は次の温
度についての次の関数関係式によつて決められ
る。 Ｃ＝補正係数0.4ｇ／秒／〓×〓 （式中、Ｃは加算または減算されるべき補正値で
ある。） しかして、例えば24.4℃（76〓）で測定された
1.45ｇ／秒の流量は（83−76）×0.04に等しい補
正式、すなわち、より詳細には＋0.28ｇ／秒の補
正値を必要とする。かくして、補正された流量は
1.73ｇ／secに等しくなる。 物質中の固体の量は、温度と同じほどには流量
値に影響しないが、流量に影響する。固体のこの
量は従来゜ブリツクス固体係数（゜Brix solid
factor）として測定されており、この係数は一般
に物質中の可溶性固体のパーセントを示すものと
して当業者には周知である。この゜ブリツクス係
数は可溶性固体の正確な分量ではないが、しかし
それにもかかわらず、この係数は公平に正しいか
つ従来使用された表現である。 本発明の方法において、得られた流量測定値か
らUSDA Bostwickコンシステンシー値を最も正
確に予測するために、31.6の゜ブリツクス係数を
有するペーストについて測定を行うべきである固
体の゜ブリツクス値（゜ブリツクス係数の値）が
上記の値と異なる場合、測定された流量に対する
補正はＡ／31.6（但し、Ａは測定されるペースト
の実際の固体゜ブリツクス値である）の補正係数
による掛け算によつて適用することができる。従
つて、例えば、31.9゜ブリツクス値係数を有する
28.3℃（83〓）の温度での1.78ｇ／秒のペースト
流量の場合、測定された流量に31.9／31.6を掛け
てBostwick値を得るために用いられる補正流量
を得る、すなわち、補正流量は1.80となる。それ
にもかかわらず、たとえ゜ブリツクス係数補正が
適用されなくても、計算されたBostwick値は先
に論じた95％信頼性範囲内にいまだはいつてい
る。しかしながら、゜ブリツクス値係数補正を適
用することによつて、USDA Bostwickコンシス
テンシー値のより正確な評価を得ることができ
る。やはり、゜ブリツクス補正係数の適用は一般
に非実用的である。従つて、上流点で゜ブリツク
ス固体をモニター調整することが最良であり、そ
の点から処理条件の注意深い制御によつて、Ｎ±
１％の゜ブリツクス制御を維持することができ
る。さらに、温度差および固体について補正を行
う場合、温合補正をまず行うべきであり、そして
固体の補正を温度補正された値について行うべき
であることは注意すべきである。なお、固体の量
変動についての補正値は係数である必要はなく、
かつ製造中懸濁された固体に関して厳密な品質管
理を単に維持するだけで係数として省くことがで
きる。 さらに詳述することなしに、当業者は先の説明
により本発明をその最も全体的な範囲まで利用す
ることができると思われる。従つて、次の好まし
い特定の実施の態様は残りの開示を説明するもの
であり、けつして限定するものではない。次の諸
例において、すべての温度は℃（〓）で訂正され
ずに記載してあり、別段指示がない限り、すべて
の部およびパーセント（％）は重量部および重量
パーセント（％）である。 例 試験装置および試験におけるその使用 本方法の実施可能性を決めるために試験を行う
にあたり、第４図に示された実験装置を用いた。 更に詳細には、ペースト試料約15（約
4gallons）を密封された圧力ポツト１５に加え
た。真空ポンプ系３１を介して適度の真空すなわ
ち約660〜686mmHg（約26〜27″Hg）にして水の損
失なしにペーストのすきまからの脱ガスを促進し
た。脱ガスによつて生じたペースト中の空隙を除
くに十分な時間沈降させた後、真空弁を閉じ、次
いで空気圧力弁２９および排出弁２１を開いてペ
ーストを排出管１９中へおよびその排出管を通つ
て流すことによつて操作を始めた。所定の圧力値
を維持するのに電子圧力計２５、典型的には
Heiss電子計を用い、それによつて6.8×105Pa／
ｍ（30psi／ft）の圧力降下で長さほぼ0.6ｍ（２
ft）の直径0.64cm（1/4″）の流路管を通してペー
ストを送つた。ペーストの流量（ｇ／秒）を精度
0.01ｇの実験用はかり３３によつて測定し、ペー
ストの温度をはかり３３で従来の温度測定手段
（図示せず）によつて測定した。 試験されるペースト試料 これら試験のために種々のトマトペースト試料
を用いた。計11種の試料を３群Ａ、Ｂ、Ｃに分
け、群Ａを5.5〜6.5のBostwick値に及ぶより濃い
ペーストとし、群Ｂを6.6〜7.5の値の範囲のもの
とし、そして群Ｃを7.6〜8.5の値の範囲の最も薄
いものとして試験した。試験をＡ試料５種、Ｂ試
料３種およびＣ試料３種に分けて行つた。試験に
先だつて、各試料についてのUSDA Bostwickコ
ンシステンシー値を測定した。 試験前に、他の目的でペーストドラムを開けて
いる時間にわたつて、ペースト試料を採取した。 これら試料を使用前日まで冷凍状態に保ち、温
度および湿度条件を所望の値に調節することがで
きかつ35℃（95〓）に一晩中保つことができる室
として当業者には周知の環境室に放置した。 試験中、ペースト試験のうち２種を約13℃〜29
℃（約55〓〜85〓）の温度で一定の6.8×105Pa／
ｍ（30psi／ft）の圧力降下で試験し、約0.04
ｇ／秒の流量変化が華氏１度あたりに生じたこと
を測定した。データから、理想の試験条件が6.8
×105Pa／ｍ（30psi／ft）の圧力降下で約0.6ｍ
（約２ft）の直径0.64cm（1/4″）の管では28℃
（83〓）であるということが決定される。異なる
温度で得られた値を以上で論じたように補正し
た。 また、固体の量もまた流量にわずかな効果を及
ぼしたこともわかつた。固体は31.6゜ブリツクス
の固体量が理想である。゜ブリツクス固体として
測定した。かくして、測定流量を、また31.6゜ブ
リツクス値からの固体の変動に対して補正した。
結果を次の表に挙げる。
【表】
試験の結果を第３図のグラフにプロツトして指
数関数的曲線を生じさせた。この曲線はUSDA
Bostwickコンシステンシーと補正された測定流
量との関係を示すものであり、先に論じたように
特定の関数関係式によつて定義することができ
る。また、信頼性包絡線、すなわちUSDA
Bostwickの予測値についての95％、もまた曲線
によりグラフにされている。この点において、ペ
ーストの流量からUSDA Bostwickコンシステン
シー値を予測する信頼性範囲が以上で論じた結果
の補正に厳密に基づくものより著しく広いと言え
る。これはこの信頼性範囲が異なるデータ群を説
明するために従来の如く決定される確率的変動を
含むからである。 先の例で使用のものに代わつて総評的かつ特定
的に記載の反応物および／または本発明の操作条
件を用いることによつて、先の例を同様に首尾よ
くくり返すことができる。上記の説明から、当業
者は本発明の本質的な特徴を容易に確認すること
ができ、かつ本発明の精神および範囲から逸脱す
ることなしに本発明を種々の使用法および条件に
適合させるように本発明の種々の変更および修正
態様を行うことができる。
数関数的曲線を生じさせた。この曲線はUSDA
Bostwickコンシステンシーと補正された測定流
量との関係を示すものであり、先に論じたように
特定の関数関係式によつて定義することができ
る。また、信頼性包絡線、すなわちUSDA
Bostwickの予測値についての95％、もまた曲線
によりグラフにされている。この点において、ペ
ーストの流量からUSDA Bostwickコンシステン
シー値を予測する信頼性範囲が以上で論じた結果
の補正に厳密に基づくものより著しく広いと言え
る。これはこの信頼性範囲が異なるデータ群を説
明するために従来の如く決定される確率的変動を
含むからである。 先の例で使用のものに代わつて総評的かつ特定
的に記載の反応物および／または本発明の操作条
件を用いることによつて、先の例を同様に首尾よ
くくり返すことができる。上記の説明から、当業
者は本発明の本質的な特徴を容易に確認すること
ができ、かつ本発明の精神および範囲から逸脱す
ることなしに本発明を種々の使用法および条件に
適合させるように本発明の種々の変更および修正
態様を行うことができる。
第１図は本発明の方法を行う方法を一般的に説
明するブロツク図、第２図は本発明の方法を行う
装置の実施の一態様の略図、第３図は28.3℃（83
〓）に調節された0.64cm（1/4″）管の30psi／ft
長さのデータによるBostwickコンシステンシー
値と本発明の方法により得られた測定流量値との
関係を示す線図、および第４図は本発明の方法の
操作可能性を試験するにあたり用いられた実験装
置を示す略図である。 １……パイプライン、３……分岐流路、５……
無菌弁、９……圧力調節手段、１５……圧力ポツ
ト、１９……排出管、２１……排出弁、２５……
電子圧力計、２９……空気圧力弁、３３……はか
り。
明するブロツク図、第２図は本発明の方法を行う
装置の実施の一態様の略図、第３図は28.3℃（83
〓）に調節された0.64cm（1/4″）管の30psi／ft
長さのデータによるBostwickコンシステンシー
値と本発明の方法により得られた測定流量値との
関係を示す線図、および第４図は本発明の方法の
操作可能性を試験するにあたり用いられた実験装
置を示す略図である。 １……パイプライン、３……分岐流路、５……
無菌弁、９……圧力調節手段、１５……圧力ポツ
ト、１９……排出管、２１……排出弁、２５……
電子圧力計、２９……空気圧力弁、３３……はか
り。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 非ニユートン流体の連続的製造の流れの
USDA Bostwickコンシステンシー値を測定する
方法において、該非ニユートン流体の第一の流れ
を形成しかつ維持する工程、該流体の部分流を分
流して第二の流れをつくる工程、第二の流れ中に
おける該流体の流動状態を調節して所定の圧力降
下を達成する工程、所定の圧力降下で該第二の流
れ中の該流体の流量を測定する工程、および所定
の関数関係式で該測定流量を関係づけて該第一の
流れの中の流体のUSDA Bostwickコンシステン
シー値を得る工程からなることを特徴とする、
USDA Bostwickコンシステンシー値を測定する
方法。 ２ 部分流の温度を測定し、測定された温度が所
定の温度値と異なるとき、所定の係数によつて測
定された流量について補正することを含む、特許
請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 上記部分流の流体の固体の含有量を測定し、
測定された固体量が所定の固体量値と異なると
き、所定の係数によつて測定された流量について
補正することを含む、特許請求の範囲第２項記載
の方法。 ４ 上記の測定が、部分流を長さ0.6ｍ（２ft．）、
直径0.64cm（1/4″）の管を通して6.8×105Pa／ｍ
（30psi／ft。）の圧力降下で送ることによつて行
われる、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５ 28.3℃（83〓）で、長さ0.6ｍ（２ft．）の直
径、0.64cm（1/4″）の管を通して導びかれかつ
31.6゜ブリツクス値に相当する固体量を有する部
分流について6.8×105Pa／ｍ（30psi／ft．）の上
記所定の圧力降下で、USDA Bostwickコンシス
テンシー値への流量補正を行うこと、および次の
関数関係式に従つて測定流量からUSDA
Bostwickコンシステンシー値を決定する、特許
請求の範囲第２項記載の方法。 ｙ＝5.48＋4.77logr （式中、ｙは予測されたUSDA Bostwickコンシ
ステンシー値、およびｒは補正係数を適用した測
定流量である） ６ 上記測定がトマトペースト流に関して行われ
る、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ７ 自動的に所定の間隔おきに行う、特許請求の
範囲第１項記載の方法。 ８ 非ニユートン流体の連続的製造の流れのコン
システンシーを測定する方法において、非ニユー
トン流体の流れを形成しかつ維持する工程、流れ
における該流体の流動状態を調節して所定の圧力
降下を達成する工程、該流れにおいて所定の圧降
下で該流体の流量を測定する工程、および所定の
関数関係式で該測定流量を関係づけて該流れ中の
流体のUSDA Bostwickコンシステンシー値を得
る工程からなることを特徴とするコンシステンシ
ー測定法。 ９ 流れの温度を測定し、測定温度が所定の温度
値と異なるとき、所定の係数によつて測定流量に
ついて補正することを含む、特許請求の範囲第８
項記載の方法。 １０ 上記流れの流体の懸濁固体量を測定し、測
定固体量が所定の固体量値と異なるとき、所定の
係数によつて測定流量について補正することを含
む、特許請求の範囲第９項記載の方法。 １１ 流れを6.8×105Pa／ｍ（30psi／ft．）の圧
力降下で長さ0.6ｍ（２ft．）、直径0.64cm（1/4″）
の管を通して送ることによつて、上記測定を行
う、特許請求の範囲第８頁記載の方法。 １２ 28.3℃（83〓）で、長さ0.6ｍ（２ft．）、
直径0.64cm（1/4″）の管を通して導びかれかつ
31.6゜ブリツクス値に相当する固体量を有する流
れについて6.8×105Pa／ｍ（30psi／ft．）の上記
既知の圧力降下で、USDA Bostwickコンシステ
ンシー値への流量補正を行うこと、および次の関
数関係式に従つて測定流量からUSDA Bostwick
コンシステンシー値を決定する、特許請求の範囲
第９項記載の方法。 ｙ＝5.48＋4.77Iogr （式中、ｙは予測されたBostwickコンシステン
シー値に等しく、ｒは補正係数を適用した測定流
量である） １３ 上記測定がトマトペースト流について行わ
れる、特許請求の範囲第８頁記載の方法。 １４ 自動的に所定の間隔おきに行う、特許請求
の範囲第８項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/451,672 US4495798A (en) | 1982-12-12 | 1982-12-12 | Method and apparatus for measuring consistency of non-Newtonian fluids |
| US451672 | 1982-12-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59135345A JPS59135345A (ja) | 1984-08-03 |
| JPH0248052B2 true JPH0248052B2 (ja) | 1990-10-23 |
Family
ID=23793227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58184570A Granted JPS59135345A (ja) | 1982-12-12 | 1983-10-04 | 非ニユ−トン流体のコンシステンシ−測定法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4495798A (ja) |
| JP (1) | JPS59135345A (ja) |
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1982
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1983
- 1983-10-04 JP JP58184570A patent/JPS59135345A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4214396Y1 (ja) * | 1964-09-21 | 1967-08-16 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59135345A (ja) | 1984-08-03 |
| US4495798A (en) | 1985-01-29 |
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