JPH07123960A - フリーピストン式加圧処理装置 - Google Patents

フリーピストン式加圧処理装置

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JPH07123960A
JPH07123960A JP5274545A JP27454593A JPH07123960A JP H07123960 A JPH07123960 A JP H07123960A JP 5274545 A JP5274545 A JP 5274545A JP 27454593 A JP27454593 A JP 27454593A JP H07123960 A JPH07123960 A JP H07123960A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
free piston
fluid chamber
fluid
pressure container
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5274545A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshikatsu Naoi
利勝 直井
Takanori Yamauchi
孝紀 山内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP5274545A priority Critical patent/JPH07123960A/ja
Publication of JPH07123960A publication Critical patent/JPH07123960A/ja
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  • Food Preservation Except Freezing, Refrigeration, And Drying (AREA)
  • Formation And Processing Of Food Products (AREA)
  • Supply Devices, Intensifiers, Converters, And Telemotors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フリーピストンの被処理物側に高圧容器の同
側を貫通する増圧棒を設けることにより、フリーピスト
ンのシール性を向上するとともに、フリーピストンの挙
動を容易に把握できるようにする。 【構成】 高圧容器2内がその軸方向に移動自在なフリ
ーピストン5によって二つの流体室6,7に分割され、
一方の流体室6内の流体に圧力をかけてフリーピストン
5を介して他方の流体室7内の被処理物を加圧するよう
にしたフリーピストン式加圧処理装置において、フリー
ピストン5の他方の流体室7側の面に、高圧容器2の他
方の流体室7側を軸方向に貫通する増圧棒15の端部を
固定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フリーピストン式加圧
処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】液状食品等の被処理物を高圧処理して殺
菌や酵素失活等の処理を施す加圧処理装置として、図5
に示すものが知られている。このうち、図5(a)に示
す装置は、ピストン直接加圧方式であり、円筒状の高圧
筒30の下端開口を下蓋31で施蓋するとともに、高圧
筒30の上端開口から先端部に高圧パッキン32を有す
るピストン33を挿通して高圧容器34を構成し、この
高圧容器34内の被処理物を上記ピストン33で直接加
圧するようにしたものである。
【0003】また、図5(b)に示す装置は、フリーピ
ストン方式と呼ばれるもので、高圧筒30の上下開口を
上蓋35と下蓋31で密閉してなる高圧容器34内が、
その軸方向に移動自在なフリーピストン36によって上
下二つの流体室37,38に分割されている。下側の流
体室37には飲料水、上側の流体室38には被処理物が
それぞれ充填されていて、飲料水を高圧ポンプ39で加
圧していくとフリーピストン36が上方へ押圧され、こ
のピストン36を介して被処理物を加圧するようになっ
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】これらの加圧処理装置
のうち、ピストン直接加圧方式では、ピストン33先端
部の高圧パッキン32が加圧状態で高圧容器34内面を
摺動するため、磨耗粉等による食品汚染のおそれがあ
る。一方、フリーピストン方式の場合には、フリーピス
トン36の上下間の差圧がほとんどないため、同ピスト
ン36のシール用パッキン40の磨耗のおそれもほとん
どなく、上記汚染の問題を回避できるものとされてい
る。
【0005】しかし、フリーピストン36の上下間の差
圧がほとんどない場合には、フリーピストン36のシー
ル用パッキン40が等方圧で圧縮されることになるの
で、同パッキン40の高圧容器34内面へのシール力が
低下し、シール不良を起こす可能性がある。従って、下
側の流体室37内の圧媒(飲料水)が被処理物側に漏れ
出す可能性があり、特にフリーピストン36の上方への
移動中はパッキン40の摩擦抵抗分だけ被処理物側の圧
力が低くなるので、よけいに圧媒が流入しやすい。
【0006】一方、従来のフリーピストン方式では、フ
リーピストン36が高圧容器34内に完全に収納されて
いるため、当該ピストン36のストロークの監視を行う
ことができない。従って、フリーピストン36が傾いて
高圧容器34内周面に噛み込み、これによって適正な圧
力伝達がなされていなかったり、被処理物の給排工程が
不完全となっていても、これらの事態ををいち早く発見
することができなかった。
【0007】また、フリーピストン36のストロークの
監視を行えない場合、被処理物の給排工程の工程エンド
が不明確なため、次の工程に移るまでにデッドタイムが
不可欠となり、このことがサイクルタイムを遅らせる原
因となる。本発明は、このような実情に鑑み、フリーピ
ストンの被処理物側に高圧容器の同側を貫通する増圧棒
を設けることにより、フリーピストンのシール性を向上
するとともに、フリーピストンの挙動を容易に把握でき
るようにすることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明は次の技術的手段を講じた。即ち、請求項1記載
の発明は、高圧容器内がその軸方向に移動自在なフリー
ピストンによって二つの流体室に分割され、一方の流体
室内の流体に圧力をかけてフリーピストンを介して他方
の流体室内の被処理物を加圧するようにしたフリーピス
トン式加圧処理装置において、フリーピストンに、高圧
容器の他方の流体室側を軸方向に貫通する増圧棒が接続
されていることを特徴とする。
【0009】また、請求項2記載の発明は、上記構成に
加えて、増圧棒が他方の流体室と高圧容器外とを連通す
るパイプ材よりなることを特徴とする。更に、請求項3
記載の発明は、上記構成に加えて、一方の流体室がフリ
ーピストンの上側でかつ他方の流体室がフリーピストン
の下側となるように高圧容器が設置され、他方の流体室
へガスを給排する給排手段が増圧棒に接続されているこ
とを特徴とする。
【0010】
【作用】増圧棒は高圧容器の他方の流体室側を軸方向に
貫通しているので、他方の流体室(被処理物側)内の流
体圧は、増圧棒の外周断面積分だけ一方の流体室(圧媒
側)内の流体圧よりも高くなっている。従って、両流体
室間で断面積の異なる分だけ差圧が生じ、この差圧によ
ってフリーピストンのパッキンが圧媒側に押し付けら
れ、等方圧で圧縮されることに伴うフリーピストンのシ
ール性の低下が防止される。
【0011】また、被処理物側の流体圧の方が圧媒側の
流体圧よりも高いので、圧媒が被処理物側に漏れ出すこ
とはない。更に、高圧容器の外部に突出した増圧棒の動
きをを監視することにより、フリーピストンのストロー
クや異常な挙動を容易に把握することができる。請求項
2記載の発明では、増圧棒が他方の流体室と高圧容器外
とを連通するパイプ材よりなるので、この増圧棒を汚染
された被処理物の排出用配管や非常用の減圧配管として
活用できる。
【0012】請求項3記載の発明では、一方の流体室
(圧媒側)がフリーピストンの上側でかつ他方の流体室
(被処理物側)がフリーピストンの下側とされているの
で、給排手段によって他方の流体室にガスを供給又は排
出するようにすれば、フリーピストンを移動させずに被
処理物を排出又は供給することができる。
【0013】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。図1は本発明の第一実施例を示している。同図に
おいて、本実施例で採用した液状食品等の加圧処理装置
1は、内部で液状食品等の被処理物が加圧処理される高
圧容器2を備え、この高圧容器2は、円筒状の高圧筒2
Aの上下端を上蓋3及び下蓋4でそれぞれ気密に施蓋す
ることによって構成されている。
【0014】高圧容器2の内部はその軸方向(図1の上
下方向)に移動自在なフリーピストン5によって二つの
流体室6,7に分割されていて、このうち、下側の流体
室6には圧媒としての飲料水が、上側の流体室7には液
状食品等の被処理物がそれぞれ充填されている。なお、
フリーピストン5の外周部には、高圧容器2の内周面に
当接して圧媒の混入を防止するシール用のパッキン8が
周設されている。
【0015】下蓋4には、圧媒を加圧する高圧ポンプ9
が接続され、このポンプ9で下側の流体室6の圧媒を加
圧するとフリーピストン5が上方へ押圧され、このピス
トン5を介して上側の流体室7内の被処理物が加圧され
る。上蓋3には、上側の流体室7に被処理物を供給又は
排出する給排手段10が設けられており、この給排手段
10は、ストップ弁11を介して前工程に接続された供
給管12と、ストップ弁13を介して後工程に接続され
た排出管14とを備えている。
【0016】フリーピストン5の上面(被処理物側の
面)には、流体室7内の被処理物の流体圧を流体室6内
の圧媒の流体圧よりも高くするための増圧棒15が接続
されている。すなわち、この増圧棒15は、上蓋3の中
心部に上下方向に貫通して設けたガイド孔16に上下動
自在に貫通されていて、その下端部がフリーピストン5
の上面中央にねじ止め等によって固定されている。な
お、ガイド孔16の中途部には、増圧棒15に接当して
被処理物の漏れを防止するパッキン17が設けられてい
る。
【0017】本実施例において、図1に示すように、圧
媒側の流体圧をP1 、被処理物側の流体圧をP2 、高圧
容器の内空断面積をA1 、増圧棒の外周断面積をA2 と
すると、 P2 =(1+A2 /ΔA)×P1 、 (ただし、ΔA=A1 −A2 )となる。
【0018】従って、上下の流体室7,6間で断面積の
異なる分だけ差圧ΔP(=P2 −P1 )が生じるので、
この差圧ΔPによってフリーピストン5のパッキン8が
圧媒側に押し付けられ、従来のように等方圧で圧縮され
ることに伴うフリーピストン5のシール性の低下が防止
される。例えば、高圧容器2の内径が300mm、増圧
棒15の外径が15mm、圧媒側の流体圧P1 が400
0kgf/cm2 とすると、ΔP=10kgf/cm2
となり、パッキン8はシール性を損なわない適度な圧力
で圧媒側に押し付けられることになる。
【0019】また、被処理物側の流体圧P2 の方が圧媒
側の流体圧P1 よりも高いので、被処理物が圧媒側に漏
れ出る可能性はあっても、逆に圧媒が被処理物側に漏れ
出すことはなく、被処理物への不純物の混入が確実に回
避されることになる。更に、増圧棒15は上蓋3を貫通
していて高圧容器2の外部でフリーピストン5と同期し
て上下動するので、当該増圧棒15の動きをを監視して
おけば、フリーピストン5のストロークや異常な挙動を
容易に把握できる。
【0020】図2は本発明の第二実施例を示している。
本実施例では、増圧棒15が上側の流体室7と高圧容器
2外とを連通するパイプ材より構成され、かかる増圧棒
15の上端に手動の開閉弁18が設けられており、その
他の構成は上記第一実施例と同様である。この場合、例
えば、不慮の事故で前工程で被処理物が汚染されたよう
なときには、開閉弁18を開くことによって当該増圧棒
15を汚染された被処理物の排出用配管として使用で
き、その後の後工程へ汚染された被処理物が流出するの
を未然に防止することができる。また、流体室7に過大
な圧力が作用したようなときには、当該増圧棒15を非
常用の減圧配管としても活用できる。
【0021】図3は本発明の第三実施例を示している。
本実施例では、増圧棒15がパイプ材より構成されてい
るとともに、第一及び第二実施例の場合と比べて圧媒側
と被処理物側の上下が逆転している。すなわち、高圧ポ
ンプ9を上蓋3に接続することによってフリーピストン
5の上側の流体室6に圧媒が充填され、かつ、下蓋4に
前記給排手段10を設けることによってフリーピストン
5の下側の流体室7に被処理物が充填されるようになっ
ている。
【0022】また、パイプ材よりなる増圧棒15は、そ
の上端がフリーピストン5の下面中央に固定され、その
中途部が下蓋4の中心部を上下方向にかつ気密に貫通し
ている。増圧棒15の下端には、空圧弁19を介して被
処理物側(本実施例では下側)の流体室7へ無菌ガスを
供給又は排出する給排手段20が接続されている。この
給排手段20は、無菌ガスが充填されたガスタンク21
と、同タンク21内の無菌ガスを圧送するガスポンプ2
2とを備え、ガスポンプ22の出側と上記空圧弁19と
の間がチェック弁23を介してガス管24で接続されて
いる。
【0023】この場合、ガスポンプ22によって増圧棒
15を介して被処理物側の流体室7に無菌ガスを送る
と、図3に示すように被処理物はその自重のため流体室
7の下部に溜まることになる。従って、フリーピストン
5を移動させる代わりに無菌ガスを供給するようにすれ
ば、フリーピストン5を高圧容器2内の最下部まで移動
させなくても被処理物をすべて排出できるので、フリー
ピストン5の移動量を極力少なく抑えられ、パッキン8
の磨耗防止を図ることができるとともに、高圧容器2の
内面に付着した皮膜の混入を未然に防止できる。
【0024】なお、上記各実施例において、複数本の増
圧棒15を互いに平行に設けることにしてもよく、この
場合、フリーピストン5の傾斜やガタつきを防止するこ
とができる。以上本発明の各実施例を説明したが、本発
明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0025】例えば、本発明は、加圧手段として高圧ポ
ンプ9を用いたものだけでなく、例えば図4に示すよう
に、加圧手段として加圧ピストン25を使用した加圧処
理装置にも採用することができる。なお、図4に示す加
圧処理装置では加圧ピストン25を用いているが、高圧
容器2内をフリーピストン5で分割している点でフリー
ピストン方式の範疇に属し、図5(a)に示すピストン
直接加圧方式とは異なる。
【0026】また、本発明は、三本の高圧容器2を並列
に備え、各高圧容器2において被処理物の加圧、排出、
供給を順番に行うことによってフリーピストン方式の連
続処理を可能とした加圧処理装置(例えば、特開平3−
7534号公報参照)の各高圧容器2に採用することが
できる。この場合、各高圧容器2における処理工程の変
更は、外部に突出した増圧棒15の動きを把握すること
で的確に行うことができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フリーピストンの被処理物側に高圧容器の同側を貫通す
る増圧棒を設けたので、フリーピストンで仕切られる両
流体室間に生じる差圧によって同ピストンのシール性を
向上でき、しかも被処理物側の流体圧の方が圧媒側の流
体圧よりも高まるため、被処理物側への圧媒の混入を確
実に防止できる。
【0028】また、増圧棒の動きによってフリーピスト
ンのストロークや異常な挙動を容易に確認できるので、
フリーピストンの異常に伴う圧力伝達不良等をいち早く
発見できるとともに、被処理物の給排工程をデッドタイ
ムなしで変更できるため、サイクルタイムを従来より低
減することができる。また、請求項2記載の発明によれ
ば、増圧棒を汚染された被処理物の排出用配管や非常用
の減圧配管として活用できるので、当該装置に生じる不
慮の事故に迅速に対処することができる。
【0029】更に、請求項3記載の発明によれば、フリ
ーピストンを移動させずに被処理物を排出又は供給でき
るので、フリーピストンのパッキンの磨耗を低減できる
ととともに、高圧容器の内面に皮膜(不純物)が付着し
ていてもその皮膜の混入を最小限に抑えることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】第一実施例に係る加圧処理装置の断面図であ
る。
【図2】第二実施例に係る加圧処理装置の断面図であ
る。
【図3】第三実施例に係る加圧処理装置の断面図であ
る。
【図4】他の実施例に係る加圧処理装置の断面図であ
る。
【図5】従来の加圧処理装置の断面図であり、(a)は
ピストン直接加圧方式、(b)はフリーピストン方式の
ものを示す。
【符号の説明】
1 加圧処理装置 2 高圧容器 5 フリーピストン 6 流体室(圧媒側) 7 流体室(被処理物側) 15 増圧棒 20 給排手段

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高圧容器(2)内がその軸方向に移動自
    在なフリーピストン(5)によって二つの流体室(6)
    (7)に分割され、一方の流体室(6)内の流体に圧力
    をかけてフリーピストン(5)を介して他方の流体室
    (7)内の被処理物を加圧するようにしたフリーピスト
    ン式加圧処理装置において、 フリーピストン(5)に、高圧容器(2)の他方の流体
    室(7)側を軸方向に貫通する増圧棒(15)が接続さ
    れていることを特徴とするフリーピストン式加圧処理装
    置。
  2. 【請求項2】 増圧棒(15)が他方の流体室(7)と
    高圧容器(2)外とを連通するパイプ材よりなることを
    特徴とする請求項1記載のフリーピストン式加圧処理装
    置。
  3. 【請求項3】 一方の流体室(6)がフリーピストン
    (5)の上側でかつ他方の流体室(7)がフリーピスト
    ンの下側となるように高圧容器(2)が設置され、他方
    の流体室(7)へガスを給排するための給排手段(2
    0)が増圧棒(15)に接続されていることを特徴とす
    る請求項2記載のフリーピストン式加圧処理装置。
JP5274545A 1993-11-02 1993-11-02 フリーピストン式加圧処理装置 Pending JPH07123960A (ja)

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JP5274545A JPH07123960A (ja) 1993-11-02 1993-11-02 フリーピストン式加圧処理装置

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JP (1) JPH07123960A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105054214A (zh) * 2015-07-30 2015-11-18 华南农业大学 一种面向液态食品的水液压超高压系统及其生产装置
CN113142458A (zh) * 2021-04-21 2021-07-23 哈尔滨商业大学 一种食品加工超高压杀菌机

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CN105054214A (zh) * 2015-07-30 2015-11-18 华南农业大学 一种面向液态食品的水液压超高压系统及其生产装置
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