JPH04339739A - Estimating device for temperature inside container - Google Patents
Estimating device for temperature inside containerInfo
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は、飲料充填プラントのパ
ストライザにおける容器内温度推定装置に関するもので
、飲料以外の充填プラントにおいて、容器を加熱、冷却
する装置にも適用が可能である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for estimating the temperature inside a container in a pasteurizer of a beverage filling plant, and can also be applied to a device for heating and cooling containers in a filling plant other than beverages.
【0002】0002
【従来の技術】図3に示した飲料充填プラントにおいて
、飲料液が充填された容器5はパストライザ1に送られ
、加熱殺菌される。パストライザ1は、図に示すように
n個の連続した部屋2−1〜2−nから構成されており
、容器5はコンベヤ4に載せられ、進行方向6に、部屋
2−1から部屋2−nへと順次送られていく。各部屋2
−1〜2−nには、温水が噴き出すシヤワー3−1〜3
−nが取り付けられている。それらのシヤワー3−1〜
3−nは、各部屋2−1〜2−nごとに設定された所定
温度の温水を噴き出し、その部屋を通過する容器5を加
熱し、容器内部の飲料液を殺菌する。2. Description of the Related Art In a beverage filling plant shown in FIG. 3, a container 5 filled with a beverage liquid is sent to a pasteurizer 1 and sterilized by heating. As shown in the figure, the pasteurizer 1 is composed of n consecutive chambers 2-1 to 2-n, and the containers 5 are placed on a conveyor 4 and are moved from chamber 2-1 to chamber 2-n in the traveling direction 6. It is sent to n sequentially. Each room 2
-1 to 2-n have showers 3-1 to 3 that spout hot water.
-n is attached. Those showers 3-1~
3-n spouts hot water at a predetermined temperature set for each of the rooms 2-1 to 2-n, heats the container 5 passing through the room, and sterilizes the beverage liquid inside the container.
【0003】ここで、容器5内部の温度遷移は、飲料の
品質に大きく影響を与える要因の1つである。すなわち
、容器5内部の飲料液温度が十分上がらなければ(一定
温度以上の状態が一定時間続かないならば)、その飲料
液の殺菌は不十分であり、製品として出荷できない。
一方、容器5内部の飲料液温度が必要以上に上がったら
(一定温度以上の状態が必要時間以上続けば)、その飲
料液は十分殺菌されているものの、味が落ち、製品価値
は低下してしまう。よって、容器5内部の温度を適正に
制御することは、製品品質を向上させるために必要であ
り、そのためには、容器5内部の温度変化を把握するこ
とは不可欠である。[0003] Temperature changes inside the container 5 are one of the factors that greatly affect the quality of the beverage. That is, if the temperature of the beverage inside the container 5 does not rise sufficiently (if the temperature does not remain above a certain level for a certain period of time), the sterilization of the beverage is insufficient and it cannot be shipped as a product. On the other hand, if the temperature of the beverage inside the container 5 rises more than necessary (if the temperature remains above a certain level for longer than the required time), the beverage will be sufficiently sterilized, but the taste will deteriorate and the product value will decrease. Put it away. Therefore, it is necessary to appropriately control the temperature inside the container 5 in order to improve product quality, and for this purpose, it is essential to understand the temperature change inside the container 5.
【0004】容器5内部の温度を推定する手段として、
温度記録器13が従来用いられてきた。この温度記録器
13は、特定の容器5と共にコンベヤ4上に載せられ、
シヤワー3−1〜3−nから噴き出る温水の温度を時々
刻々記録する。そして、パストライザ1を出た後にコン
ピユータ14などに接続され、記録した温度データをコ
ンピユータ14に提供する。コンピユータ14では、そ
の温度データから温度記録器13と共にコンベヤ4に載
せられた特定容器5内部の温度遷移を推定し、容器5内
の飲料液の品質を推定する。As a means for estimating the temperature inside the container 5,
A temperature recorder 13 has been used conventionally. This temperature recorder 13 is placed on the conveyor 4 together with a specific container 5,
The temperature of the hot water spouted from the showers 3-1 to 3-n is recorded moment by moment. After leaving the pasteurizer 1, it is connected to a computer 14, etc., and provides the computer 14 with the recorded temperature data. The computer 14 estimates the temperature transition inside the specific container 5 placed on the conveyor 4 together with the temperature recorder 13 from the temperature data, and estimates the quality of the beverage liquid in the container 5.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】前述の従来方式は、温
度記録器13が直接、温度を測定するため、特定容器5
内の温度遷移を高精度で推定できる利点があるが、一方
、次のような問題を有する。
(1)温度記録器13とコンピユータ14がオンライン
で接続されていないため、パストライザ1の途中を通過
している容器5内の温度が推定できない。(温度記録器
13がパストライザ1を出てくるまで待たなければなら
ない。)
(2)数多くの容器に対して、各々の温度遷移を記録し
ようとすれば、温度記録器13が多数必要となり、実際
にはコンベヤ4に載せ、降ろすことは、手間がかかるた
め実行するのは難しい。(パストライザ1を容器5が通
過するのに通常60分要す。よってパストライザ1に1
分毎に入る容器5の温度を測定するためには、60台以
上の温度記録器13が必要である。)
(3)温度記録器13のデータを取り出すためには、毎
回、コンピユータ14と接続、接断してやる必要があり
手間がかかる。[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional method described above, since the temperature recorder 13 directly measures the temperature,
Although it has the advantage of being able to estimate the temperature transition within with high accuracy, it has the following problems. (1) Since the temperature recorder 13 and the computer 14 are not connected online, the temperature inside the container 5 passing through the pasteurizer 1 cannot be estimated. (You have to wait until the temperature recorder 13 comes out of the pasteurizer 1.) (2) If you try to record the temperature transition of each of a large number of containers, a large number of temperature recorders 13 will be required, and in practice It is difficult to put the objects on the conveyor 4 and take them down because it takes time and effort. (It usually takes 60 minutes for the container 5 to pass through the pasteurizer 1.
In order to measure the temperature of the container 5 that enters every minute, 60 or more temperature recorders 13 are required. (3) In order to retrieve data from the temperature recorder 13, it is necessary to connect and disconnect the computer 14 each time, which is time-consuming.
【0006】本発明は、上記従来技術における問題点を
排除し、下記の機能を有する容器内温度推定装置を提供
することを目的とするものである。
(1)パストライザ1の途中を通過中の容器5内の温度
を推定できるようにする。
(2)多数の容器(最大、全容器)の温度遷移を推定で
きるだけの能力を有する。
(3)全機器をオンラインで接続することにより、人手
を介しての温度記録器13の接続、接断の手間を省くこ
とができる。An object of the present invention is to eliminate the problems in the prior art described above and to provide a container internal temperature estimating device having the following functions. (1) The temperature inside the container 5 passing through the pasteurizer 1 can be estimated. (2) It has the ability to estimate the temperature transition of a large number of containers (maximum, all containers). (3) By connecting all devices online, it is possible to eliminate the need for manual connection and disconnection of the temperature recorder 13.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】図1に示すように、パス
トライザ1の入口気温を測定する温度センサ8−0、パ
ストライザ1内部の各部屋2−1〜2−nのシヤワー3
−1〜3−nの温度を測定する温度センサ8−1〜8−
n、及びコンベヤ4の速度を測定する速度センサ9を演
算処理装置7にオンラインで接続する。また演算処理装
置7には、結果を出力するためのCPT10、プリンタ
ー11、コンピユータとの通信12などのインターフエ
ースを設ける。[Means for Solving the Problems] As shown in FIG. 1, a temperature sensor 8-0 for measuring the inlet air temperature of the pasteurizer 1, a shower 3 for each room 2-1 to 2-n inside the pasteurizer 1,
-1 to 3-n temperature sensors 8-1 to 8-
n, and a speed sensor 9 that measures the speed of the conveyor 4 is connected online to the processing unit 7. The arithmetic processing unit 7 is also provided with interfaces such as a CPT 10 for outputting results, a printer 11, and a communication 12 with a computer.
【0008】[0008]
【作用】温度センサ8−0によって、パストライザ1の
入口付近の気温が測定され、温度センサ8−1〜8−n
によって、パストライザ1内部の各部屋2−1〜2−n
のシヤワー3−1〜3−nが噴き出す温水の温度が測定
される。また速度センサ9によって、コンベヤ4の速度
が測定される。
ここで上記の測定データはオンラインで演算処理装置7
に送られる。[Operation] The temperature sensor 8-0 measures the air temperature near the entrance of the pasteurizer 1, and the temperature sensors 8-1 to 8-n
Accordingly, each room 2-1 to 2-n inside Pasteurizer 1
The temperature of the hot water spouted by the showers 3-1 to 3-n is measured. Also, the speed of the conveyor 4 is measured by the speed sensor 9. Here, the above measurement data is stored online in the arithmetic processing unit 7.
sent to.
【0009】演算処理装置7において、パストライザ1
を通過中の容器5の内部温度Tm は次式で推定される
。In the arithmetic processing unit 7, the past riser 1
The internal temperature Tm of the container 5 while passing through is estimated by the following equation.
【0010】0010
【数1】
ここでTm 、Tm−1 はそれぞれ、容器5内部の推
定温度であり、単位時間をto とすると、Tm−1
は容器5がパストライザ1に入ってから(m−1)・t
o 時間後の内部推定温度であり、Tm はm・to
時間後の内部推定温度である。また、Ts はその時点
で容器5が浴びているシヤワー温度、eは自然対数の底
、kは各部屋2−1〜2−nに固有な熱伝達係数、Sは
容器5の表面積、Gc は容器5の熱容量、tlog
は各部屋2−1〜2−nに固有な熱伝達の遅れ時間であ
る。[Equation 1] Here, Tm and Tm-1 are the estimated temperatures inside the container 5, respectively, and if the unit time is to, then Tm-1
is (m-1)・t after container 5 enters pasteurizer 1
is the estimated internal temperature after o hours, and Tm is m・to
This is the estimated internal temperature after hours. Further, Ts is the shower temperature that the container 5 is exposed to at that time, e is the base of the natural logarithm, k is the heat transfer coefficient specific to each room 2-1 to 2-n, S is the surface area of the container 5, and Gc is Heat capacity of container 5, tlog
is a heat transfer delay time specific to each room 2-1 to 2-n.
【0011】上記の通り、eは一般定数であり、S、G
c は容器5に固有の定数である。また、k、tlog
は各部屋2−1〜2−nに固有な定数であり、Ts
も各部屋2−1〜2−n毎に測定される測定値であり、
どちらも容器5がどの部屋を通過中であるかが判かれば
、それらの値は求まる。すなわち、To をパストライ
ザ1の入口付近の気温であるとすると、T1 ,T2
,…Tm−1 ,Tm は単位時間To が経過する毎
に、順次計算にて求められる。つまり、容器5の内部温
度が常に推定されることになる。As mentioned above, e is a general constant, and S, G
c is a constant specific to the container 5. Also, k, tlog
is a constant specific to each room 2-1 to 2-n, and Ts
is also a measurement value measured for each room 2-1 to 2-n,
In either case, if it is known which room the container 5 is passing through, these values can be determined. That is, if To is the temperature near the entrance of pasteurizer 1, then T1, T2
,...Tm-1, Tm are calculated sequentially every time the unit time To passes. In other words, the internal temperature of the container 5 is always estimated.
【0012】演算処理装置7における(数1)に従った
処理アルゴリズムを図2に示す。ある時刻にパストライ
ザ1に入った容器5の内部推定温度の遷移は、以下のよ
うに求められる。
(a)ある時刻にパストライザ1に容器が入ったとして
、演算が開始される。ここで通常コンベヤ4には多数の
容器が連続して流れるため、容器を特定するためにパス
トライザ1に入った時刻を用いる。
(b)パストライザ1の入口付近の気温を測定し、その
温度を容器5の内部温度T0 であるとする。
(c)単位時間to が経過するまで待つ。経過したら
次の処理(d)へ移る。
(d)コンベヤ4の速度を測定する。これにより、単位
時間to の間にどれだけの距離lm 分だけ容器が進
んだかが算出できる。
(e)(d)からlm が求まれば次式により、容器5
のパストライザ1入口からの距離Lm が求まる。A processing algorithm according to equation (1) in the arithmetic processing unit 7 is shown in FIG. The transition in the estimated internal temperature of the container 5 that entered the pasteurizer 1 at a certain time is determined as follows. (a) Assuming that a container is placed in the pasteurizer 1 at a certain time, calculation is started. Since a large number of containers normally flow continuously on the conveyor 4, the time at which the container entered the pasteurizer 1 is used to identify the container. (b) Measure the air temperature near the entrance of the pasteurizer 1, and assume that the temperature is the internal temperature T0 of the container 5. (c) Wait until the unit time to has elapsed. Once the time has elapsed, move on to the next process (d). (d) Measuring the speed of the conveyor 4. Thereby, it is possible to calculate how much distance lm the container has traveled during the unit time to. (e) If lm is found from (d), the container 5
The distance Lm from the entrance of past riser 1 is determined.
【0013】[0013]
【数2】
ここでLm から、容器5が、現在どの部屋2−1〜2
−nを通過中かが計算でき、容器5の位置が明らかとな
る。
(f)ここでLm から容器5がパストライザ1の内部
を通過中かをチエツクして、パストライザ1を通過中な
らば、(h)へ、パストライザ1を出ていたならば(g
)へと分岐する。
(g)演算処理を終了する。
(h)容器5が通過中の部屋2−kのシヤワー温度Ts
を測定する。
(i)部屋2−kのシヤワー温度Ts 、部屋2−kに
固有な熱伝達係数k、熱伝達の遅れ時間tlog など
を(数1)に代入し、容器5内部の推定温度を算出する
。
(j)容器5内部の推定温度などをCRT10、プリン
タ11、通信12などに出力して(c)へ戻る。[Math. 2] From Lm, in which room 2-1 to 2 is the container 5 currently located?
-n can be calculated, and the position of the container 5 becomes clear. (f) Check from Lm whether the container 5 is passing through the pasteurizer 1. If it is passing through the pasteurizer 1, go to (h), and if it has left the pasteurizer 1, go to (g).
). (g) End the calculation process. (h) Shower temperature Ts of room 2-k through which container 5 is passing
Measure. (i) The estimated temperature inside the container 5 is calculated by substituting the shower temperature Ts of the room 2-k, the heat transfer coefficient k specific to the room 2-k, the heat transfer delay time tlog, etc. into (Equation 1). (j) Output the estimated temperature inside the container 5 to the CRT 10, printer 11, communication 12, etc. and return to (c).
【0014】[0014]
【実施例】本発明の実施例を図1、図2について説明す
る。飲料充填プラントにおけるパストライザ1、コンベ
ヤ4の構成は従来のものと同様である。ここで新たに、
パストライザ1の入口気温を測定する温度センサ8−0
、パストライザ1内部の各部屋2−1〜2−nのシヤワ
ー3−1〜3−nの温度を測定する温度センサ8−1〜
8−nを熱電対を用いて設置する。またコンベヤ4の速
度を測定する速度センサ9をタコメータを用いて設置す
る。これらのセンサ8−1〜8−n、9は、オンライン
で演算処理装置7に接続される。演算処理装置7では、
パストライザ1の入口気温、各部屋2−1〜2−nのシ
ヤワー温度、およびコンベヤ4の速度を適宜測定するこ
とが可能である。ここで演算処理装置7はパソコンで構
成し、結果出力用として、CRT10、プリンタ11、
他コンピユータへの通信を備えている。[Embodiment] An embodiment of the present invention will be explained with reference to FIGS. 1 and 2. The configurations of the pasteurizer 1 and conveyor 4 in the beverage filling plant are similar to those of the conventional ones. Here, new
Temperature sensor 8-0 that measures the inlet air temperature of pasteurizer 1
, temperature sensors 8-1 to 8-1 for measuring the temperature of the showers 3-1 to 3-n in each of the rooms 2-1 to 2-n inside the pasteurizer 1.
8-n using a thermocouple. Also, a speed sensor 9 is installed to measure the speed of the conveyor 4 using a tachometer. These sensors 8-1 to 8-n, 9 are connected to the processing unit 7 online. In the arithmetic processing unit 7,
It is possible to appropriately measure the inlet air temperature of the pasteurizer 1, the shower temperature of each room 2-1 to 2-n, and the speed of the conveyor 4. Here, the arithmetic processing device 7 is composed of a personal computer, and for outputting results, a CRT 10, a printer 11,
Equipped with communication to other computers.
【0015】演算処理装置7では、一定時刻ごと(例え
ば1分ごと)に、パストライザ1に入り、コンベヤ4上
を進行方向6に進む容器5の内部推定温度を、図2に示
す演算アルゴリズムに従って算出してゆく。即ち、複数
の容器に対して、それぞれの内部推定温度を算出するの
であるが、これはマルチタスクのソフトウエアを用いて
、各容器ごとにタスクを割り当ててやれば容易に実現で
きる。The arithmetic processing unit 7 calculates the estimated internal temperature of the container 5 that enters the pasteurizer 1 and moves in the traveling direction 6 on the conveyor 4 at fixed time intervals (for example, every minute) according to the arithmetic algorithm shown in FIG. I will do it. That is, the estimated internal temperature of each of a plurality of containers is calculated, but this can be easily accomplished by using multitasking software and assigning a task to each container.
【0016】マルチタスクのソフトウエアにおいては、
一定時間毎(例えば1分毎)にパストライザ1に入る容
器に対しタスクが割り当てられる。すなわち、ある時刻
(例えば11時11分)にタスクが生成され、その時刻
にパストライザ1に入ったと考えられる容器の内部推定
温度の遷移を記録していく。その後一定時間(例えば1
分)後に、別のタスクが生成され、その時刻にパストラ
イザ1に入ったと考えられる容器の内部推定温度の遷移
を記録していく。これらのタスクは、容器がパストライ
ザ1を出ると消滅する。よって内部推定温度の遷移を計
測している容器数と同数のタスクが演算処理装置7上で
同時、並列に実行されている。例えばパストライザ1を
容器が通過するのに60分必要である場合、1分毎に入
る容器の内部温度を推定するには60のタスクが必要と
なる。[0016] In multitasking software,
A task is assigned to a container that enters the pasteurizer 1 at regular intervals (for example, every minute). That is, a task is generated at a certain time (for example, 11:11) and records the transition of the estimated internal temperature of the container that is considered to have entered the pasteurizer 1 at that time. After that, for a certain period of time (for example, 1
minutes) later, another task is generated and records the transition of the estimated internal temperature of the container that is considered to have entered the pasteurizer 1 at that time. These tasks disappear when the container leaves the pasteurizer 1. Therefore, the same number of tasks as the number of containers whose estimated internal temperature transitions are being measured are executed simultaneously and in parallel on the arithmetic processing unit 7. For example, if it takes 60 minutes for a container to pass through the pasteurizer 1, 60 tasks are required to estimate the internal temperature of the container entering every minute.
【0017】そして、パストライザ1の内部を通過中の
各容器の内部推定温度は、CRT10に表示されたり、
プリンタ11に印字されたり、通信12によって他のコ
ンピユータに送られて活用される。The estimated internal temperature of each container passing through the pasteurizer 1 is displayed on the CRT 10,
The information is printed on the printer 11 or sent to another computer via the communication 12 for use.
【0018】[0018]
【発明の効果】本発明による容器内温度推定装置は、容
器内の飲料などを加熱殺菌するパストライザおよび容器
を搬送するコンベヤを含む飲料などの充填プラントにお
いて、パストライザ入口の気温を測定する温度センサ、
パストライザ内部のシヤワー温度を測定する温度センサ
、コンベヤの速度を測定する速度センサおよびそれらの
センサからの信号を入力し、容器内の推定温度を算出す
る演算処理装置から構成され、パストライザ内部で高温
殺菌されている容器内部の温度を推定することにより、
次の効果を有する。
(1)パストライザを通過中のどの容器に対しても、任
意の時点での内部温度が推定可能となる。これによりパ
ストライザ内部での加熱不足による殺菌不良、加熱過剰
による飲料品質低下などがリアルタイムで判断でき品質
向上に役立つ。
(2)多数の容器(最大は全容器)の温度遷移を推定す
る能力があるため、時々刻々と変化する容器内部温度を
きめ細かく把握することができ、品質向上に役立つ。
(3)センサなどがオンラインで接続されており、全て
の測定が自動化されるため、人手を介しての測定が不要
となり、省人化に役立つ。Effects of the Invention The device for estimating the temperature inside a container according to the present invention is used in a filling plant for beverages and the like that includes a pasteurizer that heat-sterilizes beverages and the like in the container and a conveyor that conveys the containers.
It consists of a temperature sensor that measures the shower temperature inside the Pasteurizer, a speed sensor that measures the speed of the conveyor, and a processing unit that inputs signals from these sensors and calculates the estimated temperature inside the container.High temperature sterilization is performed inside the Pasteurizer. By estimating the temperature inside the container,
It has the following effects. (1) The internal temperature of any container passing through the pasteurizer at any time can be estimated. This makes it possible to determine in real time whether there is a sterilization failure due to insufficient heating inside the pasteurizer or a decline in beverage quality due to overheating, which is useful for improving quality. (2) Since it has the ability to estimate temperature changes in a large number of containers (up to all containers), it is possible to precisely grasp the constantly changing internal temperature of containers, which is useful for improving quality. (3) Sensors and other devices are connected online and all measurements are automated, eliminating the need for manual measurements and contributing to labor savings.
【図1】本発明の実施例のシステム構成図である。FIG. 1 is a system configuration diagram of an embodiment of the present invention.
【図2】図1に示した演算処理装置における処理のフロ
ーチヤートである。FIG. 2 is a flowchart of processing in the arithmetic processing device shown in FIG. 1;
【図3】従来装置のシステム構成図である。FIG. 3 is a system configuration diagram of a conventional device.
1 パストライザ
2−1〜2−n パストライザ内部の部屋3−1〜3
−n シヤワー
4 コンベヤ
5 容器
7 演算処理装置
8−0〜8−n 温度センサ
9 コンベヤの速度センサ
10 CRT
11 プリンタ1 Pasteurizer 2-1 to 2-n Rooms inside Pasteurizer 3-1 to 3
-n Shower 4 Conveyor 5 Container 7 Arithmetic processing unit 8-0 to 8-n Temperature sensor 9 Conveyor speed sensor 10 CRT 11 Printer
Claims (1)
トライザおよび容器を搬送するコンベヤを含む飲料など
の充填プラントにおいて、パストライザ入口の気温を測
定する温度センサ、パストライザ内部のシヤワー温度を
測定する温度センサ、コンベヤの速度を測定する速度セ
ンサおよびそれらのセンサからの信号を入力し、容器内
の推定温度を算出する演算処理装置から構成され、パス
トライザ内部で高温殺菌されている容器内部の温度を推
定することを特徴とする容器内温度推定装置。1. A temperature sensor that measures the air temperature at the inlet of the pasteurizer and a temperature sensor that measures the shower temperature inside the pasteurizer in a filling plant for beverages, etc. that includes a pasteurizer that heat-sterilizes beverages, etc. in containers, and a conveyor that conveys the containers. , consists of a speed sensor that measures the speed of the conveyor and a processing unit that inputs signals from those sensors and calculates the estimated temperature inside the container, and estimates the temperature inside the container that is being sterilized at high temperature inside the pasteurizer. A device for estimating temperature inside a container.
Priority Applications (1)
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JP10430391A JP2786550B2 (en) | 1991-05-09 | 1991-05-09 | Container temperature estimation device |
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1991
- 1991-05-09 JP JP10430391A patent/JP2786550B2/en not_active Expired - Fee Related
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