JPH0429947B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液体の殺菌や変性に用いられる加熱
処理装置に関するものである。

［従来の技術］ 液体、例えば、濃縮魚肉エキス、豆乳、或いは
醸造用諸味等の高粘性の液体の殺菌や、変性を目
的とした加熱処理装置として、従来熱交換器を用
いた間接加熱手段、及び水蒸気と液体とを直接接
触させる直接加熱手段を組合せ、液体を加熱処理
する方法は行なわれていた。

以上の従来の加熱処理方法においては、間接加
熱手段の熱交換器として、主にプレートヒータ式
熱交換器が用いられている。

［発明が解決しようとする課題］ 以上の従来技術で用いられるプレートヒータ式
熱交換器は、ヒートプレート間を液体が層状に流
れるので、プレートと接触する外層の接触部と、
中央部との間に液体の入れ替りがなく、特に高粘
性の液体ではこの傾向が強い。

このため、液体のプレートと接触する外層部は
常に高温にさらされることとなり、焦げ付きが発
生したり、或いは焦げ付きを防止するには過度の
加熱を防止する必要があり、加熱温度に限界があ
つた。従つて、二段目の直接加熱手段の加熱負担
が多くなり、水蒸気の凝縮水も増加し、結果とし
て、処理液の水分増加傾向が多くなるという欠点
があつた。

本発明は、以上の課題を解決すべくなされたも
ので、その目的とする処は、処理液体の焦げ付き
を無くし、最小限の水分増加で高温迄液体を加熱
処理することが可能であるとともに、間接加熱手
段における熱交換を効率良く行ない、直接加熱手
段の加熱負担を少なくし、更に、各段で温度を処
理液体の物性に応じて適宜最適条件で加熱処理で
きるようにした液体の加熱処理装置を提供するに
ある。

［課題を解決するための手段］ 上記した課題を解決するための手段は、被処理
液体を流通させ、該液体の流路と画成された外側
の加熱媒体で間接加熱する手段と、該間接加熱手
段の下流に設けられ、間接加熱された処理液体を
加熱する直接加熱手段とからなり、前記間接加熱
手段の処理液体流路中に該液体を撹拌する固定撹
拌機構を設け、該固定撹拌機構は、軸方向に稔ら
れた板状部材で構成され、且つ、該処理液体流路
の軸方向に位相をズラせて複数連設して構成した
液体加熱処理装置を得せしめることにある。

［上記手段による作用］ 上記手段によれば、間接加熱に際し、液体は、
流路中の固定撹拌機構、即ち、軸方向稔られ、軸
方向に位相をズラせて複数設けられた板状部材で
撹拌され、各部均等に熱交換されて加熱され、層
流とならないので外層部の焦げ付きは防止され、
効率の良い加熱がなされる。そして、この結果、
水蒸気等による次段の直接加熱における加熱負担
が少なくなり、液体の水分増加も可及的に低く抑
制でき、間接加熱温度を、液体の物性に応じて最
適条件に設定して加熱処理できる。

［実施例］ 次に本発明の一実施例を添付した図面に従つて
詳述する。

第１図は本発明にかかる装置の模式的説明図、
第２図は間接加熱装置の縦断側面図、第３図は翼
体の側面図、第４図は同平面図、第５図は直接加
熱装置の縦断側面図、第６図は加熱装置の第２の
実施例の図、第７図は同第３実施例の図である。

第１図において１は処理液の収納タンクで、タ
ンク１の下流には、例えば容積型のポンプ２を設
け、タンク１内の液体をライン３を介して間接加
熱装置に圧送する。

間接加熱装置４は第２図に示される如くで、第
２図はこれのユニツトの一例を示す。ユニツト５
は、液体が流通する内筒６と、これの外周を覆う
外筒７とからなり、内筒６の両端には、ユニツト
相互を連通接続する連管９……の取り付けフラン
ジ６０１，６０２が設けられている。外筒７の軸
方向両端部には、閉塞７０１，７０２が内筒６の
両端部近傍外周から半径方向外方に延びる如く形
成され、外筒７の一端上壁には間接加熱媒体入口
部７０３を、又、他端下壁には同出口部７０４が
形成され、内・外筒管の空間を媒体通路７０５と
する。

内筒６内の液体通路６０３内には固定撹拌機構
８を設ける。固定撹拌機構８は、第３図に示めさ
れる如くで、板状体を中央部を中心として90°稔
つて軸方向に螺旋状となる翼体８０１を構成し、
これを軸方向に位相を相互に90°ズラせて軸方向
に複数個配設する。第４図は第３図の翼体８０１
を上から見た平面図で、第２図では翼体８０１…
…を相互に90°位相をズラせて通路６０３内に順
次軸方向に配設したもので、通路６０３の略全長
に亘り配設されている。

以上のユニツト５……を複数用意し、相互を反
転して夫々の入口部７０３と手前の出口部７０４
とを接続し、出口部７０４を次段のユニツトの入
口部７０３に接続し、最終段のユニツト５Ｂの入
口部７０３を間接加熱媒体の供給ライン１０に接
続し、一段目のユニツト５Ａの出口部７０４を排
出ライン１１に接続する。そして、個々のユニツ
トの内筒６の端部は、Ｕ字型の連管９に接続し、
各ユニツト５……の内筒６は連通接続される。

間接加熱装置に用いられる間接加熱媒体は、例
えば、熱水や水蒸気等を用い、ライン１０から最
終段５Ｂの外筒入口部７０３に流入させ、媒体は
各ユニツトの通路７０５……が各出口部で接続し
ていることから各通路を流れ、一段目の出口部７
０４から排出され、これにより、内筒６内の液体
を間接加熱する。一方、ポンプ２から圧送される
液体は、内筒６内の通路６０３内を上流から下流
に流れ、通路６０３……内の固定翼体８０１……
によつて液流は稔られ、且つ、次段のものが位相
が90°ズレていることにより分割されて稔られ、
順次これを反復して効率的に撹拌されつつ下流に
送られる。従つて、液流は層流になることがな
く、外層、中間層、内層夫々が万遍なく撹拌され
つつ内筒６の内壁に接しつつ移動し、効率良く熱
交換を行なつて加熱されることとなる。

以上において、撹拌機構を構成する翼体８０１
……の数等を設定することにより、液体の物性に
応じて最適条件で加熱するように設定することが
できる。

ところで、加熱媒体供給ライン１０の入口部７
０３に近い下流部には制御弁１３を設け、一方、
連結管１２のの上流部に温度センサ１４を設け、
サーモコトローラ１５にセンサ１４の情報を投入
し、コントローラ１５の判断で、制御弁１３を、
例えばダイヤフラム１３１で開閉制御、或いは開
閉調整を行なつて流量制御を行ない、媒体の供給
量を調節し、加熱温度の制御を行なう。

間接加熱装置４の下流に直接加熱装置１６を設
け、相互を既述の連結管１２で連通接続する。

第５図は直接加熱装置１６の一例を示す。

直接加熱装置１６は、予熱された液体が流れる
管体からなる本体１７を備え、これの軸方向両端
部には、連結管への接続フランジ１７１，１７２
を備える。本体１７の上には、平行に両端閉塞管
体からなる水蒸気分配室１８を備え、これの一端
上壁には、飽和水蒸気等の直接加熱媒体入口部１
８１が設けられ、入口部端には接続フランジ１８
２が設けられている。分配室１８を形成する管体
１８３の底壁１８４と、本体１７の上壁１７３の
との間を複数導入パイプ１９……で連通接続し、
パイプ１９……は小径で、且つ、液体が流れる方
向、図では左から右に液体が流れるためこの方向
に傾斜し、各パイプ１９……は平行である。本体
１７の上流端１７４は、既述の連通管１２の下流
端に接続し、既述の間接加熱処理された液体は、
本体１７の通路１７５に流入し、下流端１７６に
接続した連結管２０を介してホールドチユーブ２
１に排出される。

ところで、入口部１８１から供給ライン２２を
介して、例えば飽和水蒸気が分配室１８内に供給
され、分配室１８からパイプ１９……を介して通
路１７５内に飽和水蒸気が導入され、水蒸気の噴
出方向は、液体の流動方向に対して順方向に傾斜
しているため、水蒸気は効率良く液体に混入し、
液体を効率良く加熱する。尚通路１７５内に既述
と同様の撹拌機構を設け、撹拌しつつ加熱しても
良い。

尚、供給ライン２２には制御弁２３を介設し、
弁２３の上流にはフイルタ２４を介設する。そし
て、直接加熱装置１６から流出した直後の加熱処
理後の液体の温度を、連結管２０に設けたセンサ
２５で検出し、情報をサーモコントローラ２６に
入力し、制御弁２３を、例えばダイヤフラム２３
１で開閉制御、或いは開度調整を行なつて流量制
御を行ない、加熱媒体の供給量を調節して加熱温
度を行なう。

既述のホールドチユーブ２１を処理液体輸送ラ
イン２７に接続し、このライン２７の下流端を間
接冷却装置２８に接続し、この冷却装置２８は前
記間接加熱装置４と類似構造で、内筒２９と、こ
れを囲む外筒３０の間に冷水等を流通させ、輸送
されてくる加熱処理後の液体を冷却する。間接冷
却装置２８の下流端に、最終輸送ライン３１を接
続し、ライン３１を製品収納タンク３２に接続
し、ライン３１には、圧力センサ３３を開設して
液体の輸送圧力を検出し、必要に応じては、圧力
コントローラ３４により、センサ３３下流に設け
た制御弁３５を調節する。そして、圧力コントロ
ーラ３４により、処理ライン内の圧力を直接加熱
装置における蒸発温度より適宜高めに設定するこ
とにより、ライン内の処理液の沸騰を防止でき
る。

以上により、液体の加熱処理ラインを構成す
る。

第６図は加熱処理装置の第２実施例を示し、前
記実施例と同一部分には同一符号を付し、詳細な
説明は省略する。

本実施例では、既述のホールドチユーブ２１下
流の処理液体輸送ライン２７に、次工程として、
処理後に濃縮工程を設け、例えば、真空蒸発装置
４０を設け、これにライン２７の下流端を接続す
る。加熱処理液体を蒸発装置４０に導入し、導入
に際し、ライン２７にはセンサ４１、圧力コント
ローラ４２、制御弁４３を設けて圧力を制御す
る。蒸発装置４０には分離水分除去用のライン４
４を設け、これにエジエクタ４５を付設し、蒸発
水分を排出する。かくすることにより、直接加熱
装置１６で増加した処理液中の水分を蒸発させ、
除去するとともに、処理液の温度も下げことがで
き、蒸発装置で濃縮された液体は、弁４６を介し
てライン３１により製品収納タンク３２に収納す
る。尚、処理液の温度調整が更に必要な場合に
は、上記した真空蒸発装置の次工程に、必要に応
じて冷却装置を設けても良い。

第７図は加熱処理装置の第３実施例を示し、基
本構造は第１実施例と同じてあるため、同一部分
には同一符号を付し、各部の詳細な説明は省略す
る。

本実施例は、直接加熱装置１６の下流の温度を
検出し、直接加熱媒体の温度を制御するサーモコ
ントローラ２６と、間接冷却装置２８から製品収
納タンク３２間の圧力を検出し、密閉容器（管
路）状の処理ラインの圧力を制御する圧力コント
ローラ３４とを連繁させたもので、圧力コントロ
ーラ３４にサーモコントローラ２６の検出値を送
信し、被処理液体の温度とその圧力を連動させた
ものである。

［発明の効果］ 以上で明らかなように本発明によれば、 液体を間接加熱するに際し、間接加熱装置内で
撹拌しつつ加熱するので、従来の如く焦げ付き等
の不都合がなくなり、加熱温度も高くできて効率
の良い、そして各部均等な加熱が行なえる。特に
間接加熱装置内に設置した固定撹拌機構が、板部
材を軸方向に捻り、これを軸方向に複数相互に位
相をズラせて設置した構成なので、一枚の板部材
に対し次の板部材が位相がズレて軸方向に配設さ
れ、従つて、処理液体は板材を通過する過程で稔
られ、外層、中間層、内層夫々が万遍なく撹拌さ
れ、間接加熱装置内の内壁に夫々が接しつつ移動
し、効率の良い熱交換がなされ、各部均等な、焦
げ付きのない、効率的な間接加熱が行なえる。

又、前段で上記したように、効率の良い加熱が
行なえる結果、次段の直接加熱での熱負担担が少
なくて済み、又これにより、高温迄液体を加熱処
理しつつ、凝縮水の増加も最小限に抑制できて良
好な製品が得られる他、各段で温度を物性に応じ
て適宜最適条件下で加熱処理でき、更に、間接加
熱装置に上記した固定撹拌機構を設けるという簡
素な構成で上記を実現できる等多大の利点が有
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図
は本発明にかかる装置の模式的説明図、第２図は
間接加熱装置の縦断側面図、第３図は翼体の側面
図、第４図は同平面図、第５図は直接加熱装置の
縦断側面図、第６図は加熱装置の第２の実施例の
図、第７図は同第３実施例の図である。尚図面中
４は間接加熱手段、８は固定撹拌機構、８０１は
板状部材である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高粘性の被処理液体を流通させ、該液体の流
   路と画成された外側の加熱媒体で間接加熱する手
   段と、該間接加熱加熱手段の下流に設けられ、間
   接加熱された上記高粘性の被処理液体を加熱する
   直接加熱手段とからなり、前記間接加熱手段の被
   処理液体流路中に該液体を撹拌する固定撹拌機構
   を設け、該固定撹拌機構は、軸方向に稔られた板
   状部材で構成され、且つ、該被処理液体流路の軸
   方向に位相をズラせて複数連設して構成したこと
   を特徴とする液体加熱処理装置。