JPH06245717A - 食品高圧処理装置の制御方法及び装置 - Google Patents

食品高圧処理装置の制御方法及び装置

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JPH06245717A
JPH06245717A JP5037215A JP3721593A JPH06245717A JP H06245717 A JPH06245717 A JP H06245717A JP 5037215 A JP5037215 A JP 5037215A JP 3721593 A JP3721593 A JP 3721593A JP H06245717 A JPH06245717 A JP H06245717A
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pressure
pressurizing
food
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line
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JP5037215A
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Hiroshi Oya
博志 大矢
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 300MPa(約3000Kg/cm2)級以上の
高圧の圧力範囲において、所望の加圧サイクルを正確に
実現できる食品高圧処理装置の制御方法及び装置を提供
する。 【構成】 加圧媒体の圧力検出器14を有し食品を内部
に収容する高圧容器と、高圧容器を圧縮する増圧シリン
ダと、インバータ駆動の油圧ポンプ26と流量を可変に
調節できる電磁式流量調節弁28とを有する油圧制御装
置と、加圧媒体の昇圧速度、保圧圧力、保圧時間及び降
圧速度を設定するプログラム設定器とを備え、加圧媒体
の圧力を検出してプログラム設定器にフィードバック
し、設定圧力と圧力検出器による実際の圧力とを比較
し、補正した出力をインバータに入力してポンプ油量を
調節し、かつ補正した流量信号を電磁式流量調節弁に入
力して降圧ラインの流量を調節する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、食品高圧処理装置の制
御方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】食品を高圧で処理する食品加工技術が現
在脚光を浴びている。この食品高圧処理は、例えば30
0MPa(約3000Kg/cm2)以上の圧力で食品を加圧
すると、食品の組織が圧力により変化し、これまで得ら
れなかった食品の性状や風味が得られるものである。か
かる食品高圧処理は、例えば食品を凍らせずに低温保蔵
して冷・解凍によるダメージをなくしたり、生玉子等の
タンパク質を加熱なしでゲル化させたり、塩辛等のなま
ものに新しい風味を付けるために用いることができる。
かかる食品高圧処理装置には、冷間等方加圧技術(CI
P)と同様の圧力制御技術が従来から適用されている。
これは、電気油圧方式によるシーケンス制御であり、圧
力スイッチ、リミットスイッチ、電磁弁等を用いて圧力
制御や流路切換制御を行い、また絞り弁やサーボ弁を用
いて流量制御を行い、或いは可変容量ポンプを用いて駆
動部負荷制御が行われていた。例えば図4は従来の食品
高圧処理装置に用いられている制御装置の油圧回路を示
している。食品高圧処理は、加圧行程、保圧行程、降圧
行程の3つの行程を順次行う加圧サイクルからなり、加
圧行程では、電磁切換弁1のソレノイドaを励磁し、ポ
ンプ2から高圧の作動油を電磁切換弁1、パイロット逆
止弁3、一方向絞り弁4を通して増圧シリンダ10のキ
ャップ側(図の下側)に流入させ、ピストン11を押し
上げて高圧容器12を加圧する。一方、ポンプ2を出た
作動油の一部は温度補償付きの第1流量調節弁5を通っ
て油タンク6にバイパスし、このバイパス量により昇圧
速度が調節される。また、増圧シリンダ10のヘッド側
(図の上側)の作動油は一方向絞り弁7、パイロット逆
止弁3′、電磁切換弁1を通って油タンク6に戻る。保
圧行程においては、電磁切換弁1のソレノイドaが消磁
して電磁切換弁が中立となり、高圧の作動油がパイロッ
ト逆止弁3により閉じ込められて増圧シリンダ10のキ
ャップ側の圧力が一定に保持される。弁内部のリーク等
により圧力が低下すると、油圧スイッチPSが圧力低下
を検出して電磁切換弁1のソレノイドaが励磁され、作
動油が再び供給され、圧力が回復すると圧力スイッチP
Sがこれを検出してソレノイドaを消磁する。降圧行程
においては、電磁開閉弁8が励磁されて増圧シリンダ1
0内の作動油を電磁開閉弁8、第2流量調整弁9を通し
て油タンク6に戻し、増圧シリンダのピストン11を下
降させる。この際、第2流量調整弁9によりピストン1
1の下降速度が調節される。増圧シリンダ10のヘッド
側には油タンク6から電磁切換弁1、パイロット逆止弁
3′を通して作動油が供給される。食品は、高圧容器1
2の内部に入れられ、水等の加圧媒体を高圧容器12の
内部に充填し、上述した加圧サイクルにより、高圧容器
12を圧縮して内部の加圧媒体圧力を例えば300〜5
00MPa(約3000〜5000Kg/cm2)まで高める
ことにより、食品の高圧処理が行われる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の食品高
圧処理装置の制御方法及び装置では、加圧行程、保圧行
程、降圧行程のサイクルを計画通りに正確に行うことが
できない問題点があった。すなわち、食品高圧処理装置
での圧力範囲が、上述のように300〜500MPa
(約3000〜5000Kg/cm2)と高く、このため、図
2に例示するようにポンプ(A)や弁(B)の流量が変
化し、また加圧媒体(水)の圧縮率(C)がリニアでな
くなる。また各構成機器の内部漏洩によっても加圧媒体
の昇降圧速度が変化し、結果として、例えば図3に例示
するように、計画した加圧サイクル(実線で示す)に対
し、実際の圧力は破線で示すようにだれてしまい、特に
重要な高圧領域で大きなズレが生ずる問題点があった。
その結果、計画通りの加圧サイクルが得られず、加工し
た食品の品質がばらつくおそれがあり、また、保圧時間
を一定にしようとすると加圧サイクルのサイクル時間が
延びて生産性が低下し、かつ動力消費原単位が増加する
問題があった。更に、これらの問題点を補うために、流
量調節弁等を常時調節して所望の加圧サイクルを得よう
とすると、人手がかかり過ぎる問題点があった。本発明
はかかる問題点を解決するために創案されたものであ
る。すなわち、本発明によれば、300MPa(約30
00Kg/cm2)級以上の高圧の圧力範囲において、所望の
加圧サイクルを正確に実現できる食品高圧処理装置の制
御方法及び装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、加圧媒
体と食品を内部に収容し、前記加圧媒体の圧力を検出す
る圧力検出器を有し、全体を圧縮して内部の加圧媒体を
加圧し、該加圧媒体を介して食品を加圧する高圧容器
と、前記高圧容器を圧縮する増圧シリンダと、前記増圧
シリンダに圧油を供給する加圧ラインと、前記増圧シリ
ンダから圧油を排出する降圧ラインを有し、加圧ライン
にインバータモータで駆動する油圧ポンプを有し、降圧
ラインに制御信号により流量を可変に調節できる電磁式
流量調節弁を有する油圧制御装置と、前記加圧媒体の昇
圧速度、保圧圧力、保圧時間及び降圧速度を設定するプ
ログラム設定器を有する操作盤と、を備え、前記圧力検
出器により加圧媒体の圧力を検出して前記プログラム設
定器にフィードバックし、前記プログラム設定器により
設定圧力と前記圧力検出器による実際の圧力とを比較
し、補正した出力をインバータに入力してポンプ油量を
調節し、かつ補正した制御信号を前記電磁式流量調節弁
に入力して降圧ラインの流量を調節する、ことを特徴と
する食品高圧処理装置の制御方法が提供される。また、
本発明によれば、加圧媒体と食品を内部に収容し、前記
加圧媒体の圧力を検出する圧力検出器を有し、全体を圧
縮して内部の加圧媒体を加圧し、該加圧媒体を介して食
品を加圧する高圧容器と、前記高圧容器を圧縮する増圧
シリンダと、前記増圧シリンダに圧油を供給する加圧ラ
インと、前記増圧シリンダから圧油を排出する降圧ライ
ンを有し、加圧ラインにインバータモータで駆動する油
圧ポンプを有し、降圧ラインに制御信号により流量を可
変に調節できる電磁式流量調節弁を有する油圧制御装置
と、前記加圧媒体の昇圧速度、保圧圧力、保圧時間及び
降圧速度を設定するプログラム設定器を有する操作盤
と、を備え、前記プログラム設定器は、設定圧力と前記
圧力検出器による実際の圧力とを比較し、補正した出力
をインバータに入力してポンプ油量を調節し、かつ補正
した制御信号を電磁式流量調節弁に入力して降圧ライン
の流量を調節するように設定されている、ことを特徴と
する食品高圧処理装置の制御装置が提供される。
【0005】
【作用】上記本発明の構成によれば、加圧媒体及び食品
を内部に収容する高圧容器に加圧媒体の圧力を直接検出
する圧力検出器を有しており、かつ加圧ラインにインバ
ータモータで駆動する油圧ポンプを備え、降圧ラインに
制御信号により流量を可変に調節できる電磁式流量調節
弁を有するので、プログラム設定器により設定圧力と実
際の圧力とを比較し、補正した出力をインバータに入力
してポンプ油量を調節することにより、加圧行程におけ
る圧力を設定圧力とおりに正確に制御することができ
る。また、同様に補正した制御信号を電磁式流量調節弁
に入力して降圧ラインの流量を調節することにより、降
圧行程における圧力を設定圧力とおりに正確に制御する
ことができる。更に、保圧行程においても、前記圧力検
出器により加圧媒体の圧力を直接検出することができる
ので、プログラム設定器により油圧ボンプを適宜制御
し、一定の圧力を正確に保持することができる。
【0006】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照
して説明する。なお、以下の図において、図4に示した
従来の制御装置と同様の機器には同一の符号を付して使
用する。図1は、本発明による食品高圧処理装置の制御
装置の油圧回路図である。この図において、本発明の制
御装置は、加圧媒体と食品を内部に収容する高圧容器1
2と、この高圧容器12を圧縮する増圧シリンダ10
と、油圧制御装置20と、加圧媒体の昇圧速度、保圧圧
力、保圧時間及び降圧速度を設定するプログラム設定器
32を有する操作盤30と、を備えている。高圧容器1
2は、内部の加圧媒体(例えば水)の圧力を検出する圧
力検出器14を有しており、この高圧容器12の全体を
圧縮して内部の加圧媒体を加圧し、該加圧媒体を介して
食品を加圧するようになっている。油圧制御装置20
は、増圧シリンダ10に圧油を供給する加圧ライン22
と、増圧シリンダから圧油を排出する降圧ライン24を
有しており、この加圧ライン22にはインバータモータ
23で駆動する油圧ポンプ26が設けられ、降圧ライン
24には制御信号により流量を可変に調節できる電磁式
流量調節弁28が設けられている。油圧ポンプ26は、
高圧小流量のポンプと、低圧大流量のポンプが同軸に連
結され、単一のインバータモータ23で駆動されるよう
になっている。更に、操作盤30にはインバータモータ
23を駆動するためのインバータ34が設けられてい
る。このインバータ34により、プログラム設定器32
からの入力に基づき、インバータモータ23へ入力する
交流の周波数を変化させ、油圧ポンプ26を任意の回転
速度で駆動することができる。なお、図1に示す電磁切
換弁1、パイロット逆止弁3、3′、電磁開閉弁8は、
従来の制御装置と同様であり、同一の機能を果たすよう
に設けられている。
【0007】図1に示した制御装置は、以下のように作
動する。まず、圧力検出器14は、加圧媒体の圧力を検
出し、直流電圧に変換した出力をプログラム設定器32
に常時入力する。プログラム設定器32は加圧媒体の加
圧速度、保圧圧力、保圧時間及び減圧速度を任意に設定
でき、加圧開始の条件が成立すると加圧サイクルを開始
し、降圧が終了すると加圧サイクルを停止するサイクル
を自動的に繰り返す。加圧サイクルの開始と共に電磁切
換弁1のソレノイドaが励磁されて作動油が増圧シリン
ダ10のピストン側(図で下側)に入り、ピストン11
を押し上げて高圧容器12全体を圧縮し、高圧容器12
内の加圧媒体を昇圧させる。高圧容器12は、図示のよ
うに中空円筒状の容器本体12aと容器を密閉するピス
トン状の蓋12bとからなり、食品を内部に収容して蓋
12bを閉じ、容器本体12aに設けられた通路から加
圧媒体(例えば水)を内部に充填し、かつ蓋12bに設
けられた空気抜き通路から空気を抜き、更に全体を圧縮
して内部の加圧媒体を加圧するようになっている。プロ
グラム設定器32はあらかじめ設定されたサイクル条件
によりその時々の設定圧力と実際の圧力とを比較し、補
正した出力をインバータに送り、それによりインバータ
モータ23の回転数が調節され、必要な油量が増圧シリ
ンダ10に供給される。この際、増圧シリンダ10のヘ
ッド側(図で上側)の油は押し出されてパイロット逆止
弁3′、電磁切換弁1を経て油タンク6に戻る。圧力が
設定値に達すると、保圧行程に移り電磁切換弁1のソレ
ノイドaが消磁されて作動油の流れが停止し、圧力が保
持される。弁の漏れ等により圧力が設定下限値まで低下
すると電磁切換弁1のソレノイドaが励磁されて作動油
を再び送り、圧力が設定値上限に達するまで継続する。
この動作を設定時間中繰り返し、時間が経過すると降圧
行程に移る。降圧行程では、電磁開閉弁8のソレノイド
が再び励磁されて増圧シリンダ10内の油を電磁開閉弁
8、電磁式可変流量調整弁28を通して油タンク6に戻
し、増圧シリンダ10のピストン11を下降させる。こ
の際、電磁式可変流量調整弁28を流れる油量は、プロ
グラム設定器からの補正した制御信号により制御され
る。増圧シリンダ10のヘッド側(図で上側)には油タ
ンク6から電磁切換弁1、パイロット逆止弁3′を通し
て作動油が供給される。圧力が大気圧まで下がると、プ
ログラム設定器による1サイクルの制御が完了し停止す
る。
【0008】上述したように、本発明によれば、加圧媒
体と食品を内部に収容する高圧容器に加圧媒体の圧力を
直接検出する圧力検出器を有しており、かつ加圧ライン
にインバータモータで駆動する油圧ポンプを備え、降圧
ラインに制御信号により流量を可変に調節できる電磁式
流量調節弁を有するので、プログラム設定器により設定
圧力と実際の圧力とを比較し、補正した出力をインバー
タに入力してポンプ油量を調節することにより、加圧行
程における圧力を設定圧力どおりに正確に制御すること
ができる。また、同様に補正した制御信号を電磁式流量
調節弁に入力して降圧ラインの流量を調節することによ
り、降圧行程における圧力を設定圧力とおりに正確に制
御することができる。更に、保圧行程においても、前記
圧力検出器により加圧媒体の圧力を直接検出することが
できるので、プログラム設定器により油圧ボンプを適宜
制御し、一定の圧力を正確に保持することができる。
【0009】
【発明の効果】従って、本発明により、所望の加圧サイ
クルを正確に実現できる食品高圧処理装置の制御方法及
び装置を提供することができる。これにより、1.設定
した通りの加圧処理ができるので一定の品質が確保で
き、2.加圧処理が自動化でき、3.サイクルタイムど
おりの加工ができるので生産性がよく、4.油圧系が単
純で内部の油漏れが少なく、かつバイパス流量が少ない
などにより油圧ユニットが小型化でき、5.インバータ
モータにより出力を軽減でき、省エネルギー化ができ
る、等の優れた効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による食品高圧処理装置の制御装置を示
す油圧回路図である。
【図2】ポンプと弁の流量特性、及び水の圧縮特性線図
である。
【図3】従来の制御装置における加圧サイクル線図であ
る。
【図4】従来の制御装置を示す油圧回路図である。
【符号の説明】
1 電磁切換弁 2 油圧ポンプ 3 パイロット逆止弁 4、7 一方向絞り弁 5、9 流量調節弁 6 油タンク 8 電磁開閉弁 10 増圧シリンダ 11 ピストン 12 高圧容器 14 圧力検出器 20 油圧制御装置 22 加圧ライン 23 インバータモータ 24 降圧ライン 26 インバータモータ駆動の油圧ポンプ 28 電磁式可変流量調節弁 30 操作盤 32 プログラム設定器 34 インバータ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加圧媒体と食品を内部に収容し、前記加
    圧媒体の圧力を検出する圧力検出器を有し、全体を圧縮
    して内部の加圧媒体を加圧し、該加圧媒体を介して食品
    を加圧する高圧容器と、 前記高圧容器を圧縮する増圧シリンダと、 前記増圧シリンダに圧油を供給する加圧ラインと、前記
    増圧シリンダから圧油を排出する降圧ラインを有し、加
    圧ラインにインバータモータで駆動する油圧ポンプを有
    し、降圧ラインに制御信号により流量を可変に調節でき
    る電磁式流量調節弁を有する油圧制御装置と、 前記加圧媒体の昇圧速度、保圧圧力、保圧時間及び降圧
    速度を設定するプログラム設定器を有する操作盤と、を
    備え、 前記圧力検出器により加圧媒体の圧力を検出して前記プ
    ログラム設定器にフィードバックし、 前記プログラム設定器により設定圧力と前記圧力検出器
    による実際の圧力とを比較し、補正した出力をインバー
    タに入力してポンプ油量を調節し、 かつ補正した制御信号を前記電磁式流量調節弁に入力し
    て降圧ラインの流量を調節する、ことを特徴とする食品
    高圧処理装置の制御方法。
  2. 【請求項2】 加圧媒体と食品を内部に収容し、前記加
    圧媒体の圧力を検出する圧力検出器を有し、全体を圧縮
    して内部の加圧媒体を加圧し、該加圧媒体を介して食品
    を加圧する高圧容器と、 前記高圧容器を圧縮する増圧シリンダと、 前記増圧シリンダに圧油を供給する加圧ラインと、前記
    増圧シリンダから圧油を排出する降圧ラインを有し、加
    圧ラインにインバータモータで駆動する油圧ポンプを有
    し、降圧ラインに制御信号により流量を可変に調節でき
    る電磁式流量調節弁を有する油圧制御装置と、 前記加圧媒体の昇圧速度、保圧圧力、保圧時間及び降圧
    速度を設定するプログラム設定器を有する操作盤と、を
    備え、 前記プログラム設定器は、設定圧力と前記圧力検出器に
    よる実際の圧力とを比較し、補正した出力をインバータ
    に入力してポンプ油量を調節し、かつ補正した制御信号
    を前記電磁式流量調節弁に入力して降圧ラインの流量を
    調節するように設定されている、ことを特徴とする食品
    高圧処理装置の制御装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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