JPS5852618B2 - 牛乳等の滅菌装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、牛乳および牛乳を含む食品の原料液（以下
牛乳等という）を滅菌あるいは殺菌する装置に関する。

この種の装置において、たとえば牛乳を加熱滅菌する場
合には、低温未滅菌乳を滅菌後の高温の滅菌孔の保持す
る熱を利用して予熱しており、これらの未滅菌乳と滅菌
孔とはプレート状隔壁を介して相互に熱交換せられ、プ
レート状隔壁の周縁部にはガスケットが取り付けられて
いて、両者の流路が相互に完全に区分せられている。

ところが、滅菌装置を長期間使用すると、ガスケットが
損傷を受けて密封性が低下し、このため未滅菌乳が滅菌
孔の中に侵入するおそれがあった。

またプレート状隔壁とガスケットの交換等を適切に行な
わないと、プレート状隔壁に牛乳成分のいわゆるこげ付
き現象等が生じて、牛乳の品質が低下するおそれがある
が、従来の滅菌装置は維持管理が面倒であるという問題
があった。

この発明は、上記の問題を解決するためになされたもの
で、非常に品質のすぐれた牛乳等を製造することができ
、またプレート状隔壁およびガスケットの交換作業を簡
単に行ない得て、装置の維持管理を容易かつ適切に行な
うことができ、しかも装置の製造コストが安くつくとと
もに１．コンパクト化を果し得る滅菌装置を提供しよう
とするものである。

この発明を、以下図面に示す実施例に基づいて説明する
。

なお、実施例はこの発明の装置により牛乳を滅菌処理す
る場合を示すものである。

図面において、未滅菌乳は供給管１よりまず収容タンク
２内に導入される。

末滅菌乳は通常約５℃の温度を有しており、つぎにこれ
は第１流送管３を経て低温側熱交換器４に送られる。

第１流送管３の中間には電磁バルブ５と、送液ポンプＡ
と、手動コツクロがこの順序で介在させられており、さ
らに手動コツクロのあとの第１流送管３部分にはチュー
ブ・ヒーター７が装備されている。

低温側熱交換器４のケーシングの内部は、仕切壁１２に
よって第１予熱部８と冷却部９とに区分せられ、第１予
熱部８はさらに仕切壁１３によって第１熱交換部１０と
第２熱交換部１１とに区分せられている。

第４図に詳細に示すように、冷却部９と第１熱交換部１
０と第２熱交換部１１とにおいては、それぞれ多数の横
断面波形のプレート状隔壁１４と、２種類の特殊形状の
ガスケット１５．１６とが交互に配置されており、第１
および第２の熱交換部ｉｏ、１ｉにおいてはプレート状
隔壁１４を。

介して低温未滅菌乳と中温滅菌孔とが、また冷却部９に
おいては冷却水と低温滅菌孔とが、それぞれ向流状に流
れて相互に熱交換せられるようになされており、隔壁１
４の表裏両側の流路は完全に分離されている。

なお、第４図においては、説明を簡単にするために各部
ｓ、ｉｏ、ｉ１において４枚あるいは２枚のプレート状
隔壁１４と４枚あるいは２枚のガスケット１５．１６が
交互に配置されているが、これらの隔壁１４とガスケッ
ト１５．１６は通常多数使用せられるものである。

上記収容タンク２より出て第１流送管３を流れる低温未
滅菌乳は、まずチューブ・ヒーター７によって予め加熱
される。

このチューブ・ヒーター７には後述する加熱部２３にお
ける加熱水の一部を利用する。

そして未滅菌乳は第１予熱部８の第１熱交換部１０に導
入され、そこで多数のプレート状隔壁１４を介してこの
低温未滅菌乳と、第２熱交換部１１からの中温滅菌孔と
が向流状に流テして相互に熱交換せられ、未滅菌乳は約
５５℃に加熱される。

つきに、未滅菌乳は第２流送管１７によって一旦熱交換
器４の外部に取り出され、この第２流送管１７の中間に
介在せられたホモジナイザ１８によって均一に乳化混合
され、第２熱交換部１１に導入される。

なお、第２流送管１７の中間においてホモジナイザ１８
を経由しないように接続されたバイパス管２４は滅菌装
置の洗浄のさいに使用されるものである。

第２熱交換部１１においては同様に多数のプレート状隔
壁１４を介して約５５℃の低温未滅菌乳と脱気器３８か
らの約１００℃の中温滅菌孔とが相互に熱交換せられ、
未滅菌乳は約９５℃に加温される。

低温側熱交換器４そ出た未滅菌乳は、第３流送管１９に
より第１ホールデイング・チューブ２０を経て高温側熱
交換器２１に導入される。

第１ホールデイング・チューブ２０は下から上に巻き上
げられた螺線形を有しており、このチューブ２０内を流
れることにより未滅菌乳のうちのとくに不安定なタンパ
ク質成分が安定化せしめられる。

高温側熱交換器２１のケーシングの内部は仕切壁２６に
よって第２予熱部２２と加熱部２３とに区分されている
。

そして第２予熱部２２においては、上記第１予熱部８の
場合と同様に、周縁部にガスケット１５，１６を備えた
多数のプレート状隔壁１４を介して中温未滅菌乳と加熱
部２３からの高温滅菌孔とか熱交換せられ、未滅菌乳は
約１２０℃に予熱される。

そしてこの未滅菌乳は第４流送管２７により一旦外部に
取り出されて、同流送管２７の中間に介在させられたポ
ンプＤにより加圧され、加熱部２３内に導入される。

加熱部２３内においては、上記第１予熱部８の場合と同
様に、周縁部にガスケット１５，１６を備えた多数のプ
レート状隔壁１４を介して上記高温未滅菌乳と加熱水と
が熱交換され、未滅菌乳は約１４０℃に加熱され滅菌さ
れる。

加熱水は循環管２８により循環便用せられるものであり
、この循環管２８の中間にはバッファー・タンク２９、
送液ポンプＣおよび蒸気インジェクタ３０が順に介在さ
せられている。

蒸気インジェクタ３０には蒸気供給管３１が接続され、
これには蒸気供給量調整用オートバルブ３２が設けられ
ていて、循環管２８内の加熱水の温度が一定に保持され
る。

また循環管２８のバッファー・タンク２９寄りの部分に
は加熱水取出し管３３が接続されていて、その中間に電
磁バルブ３４が介在させられており、加熱水の一部が上
記未滅菌乳を予熱するためのチューブ・ヒータ−７に供
給されるようになっている。

このようにして加熱部２３において加熱処理された１３
８℃以上の高温滅菌孔は第２ホールデイング・チューブ
３５に導入されそこでこの温度をそのまま数秒間保持す
ることにより滅菌が完全に行なわれる。

なお、このホールディング・チューブ３５の入口部分に
は温度検知器３６が介在させられており、滅菌孔の温度
がたとえば１３８℃以下となって滅菌が完全に行なわれ
ていない場合にこの検知器３６より信号を発して、後述
するフローディバージョン・ブルブ５２を作動し、不完
全滅両孔が充填機５０に供給されず、再度滅菌処理され
るようになっている。

つぎに、滅菌孔は第２ホールデイング・チューブ３５よ
り第２予熱部２２に返送され、そこで滅菌孔と中温未滅
菌乳とが上記のようにして熱交換せられ、滅菌孔の温度
が約１２０℃に低下する。

ついで滅菌孔は第５流送管３７により脱気器３８に導入
され、そこで滅菌孔に含まれるこげ付き臭や加熱臭の原
因となるガスが除かれる。

この場合滅菌孔は約１１５〜１２０℃と比較的高温であ
るので、脱気が非常に円滑に行なわれるものである。

ガスは脱気器３８の頂部より排出管３９を経て排出され
るが、その途中のインジェクター４０において供給管４
１から導入された吸収液に吸収されて外部に排出される
ようになっている。

なお、第２予熱部２２の近くにおいて第３流送管１９と
第５流送管３７とに、中間に送液ポンプＥが介在させら
れたバイパス管４２が接続されているが、これは装置の
洗浄のさいに使用するものである。

また脱気器３８の近くにおいて第５流送管３７に三方オ
ートバルブ４３が介在させられるとともに、ガス排出管
３９に三方電磁バルブ４４が介在させられて、両バルブ
４３．４４が相互に管連結されているが、これも装置の
洗浄を考慮したものである。

脱気器３８の底部から第６流送管４５により送り出され
た滅菌孔はチューブ・クーラー４６によって約ｉ ｏ
ｏ ’ｃに冷され、さらに送液ポンプＢにより低温側熱
交換器４の第１予熱部８に返送される。

第１予熱部８の第２および第１熱交換部１１と１０にお
いては上記のようにして滅菌孔と低温未滅菌乳とが相互
に熱交換せられ、未滅菌乳は予熱されるとともに、滅菌
孔自体の温度は低下する。

そして滅菌孔はさらに冷却部９に導入される。

冷却部９には供給管４７から冷却水が導入されており、
そこで上記第１予熱部８の場合と同様に、プレート状隔
壁１４を介して滅菌孔と冷却水とが相互に熱交換せられ
、滅菌孔は最終的に５〜２０℃に冷却される。

冷却水は排水管４８より排出される。

なおここで、上記においては収容タンク２から第１予熱
部８、第１ホールデイング・チューブ２０、第２予熱部
２２および加熱部２３に至る未滅菌乳流路が形成される
とともに、加熱部２３から第２ホールデイング・チュー
ブ３５、第２予熱部２２、脱気器３８、第１予熱部８お
よび冷却部９に至る滅菌孔流路が形成されているもので
あるが、第２予熱部２２と加熱部２３とを連結する第４
流送管２７の中間に介在せられた加圧用ポンプＤの作動
により、上記滅菌孔流路の内圧が未滅菌乳流路の内圧よ
りも高く保持せられるようになされており、したがって
たとえガスケット１５゜１６が損傷を受けたような場合
にも未滅菌乳が滅菌孔内に流れ込まないようになってい
る。

このようにして滅菌処理された低温滅菌孔は第７流送曽
４９より取り出され、通常の場合充填機５０に送られて
自動的に所定の容器に充填され、また余剰の滅菌孔はさ
らに第７流送管４９より収容タンクに戻される。

ここで、第７流送管４９の冷却部９寄りの部分にはオー
トバルブ５１とフローディバージョン５２とが介在せら
れており、上記温度検知器３６における測定温度が１３
８℃以下である場合には、フローディバージョン・バル
ブ５２の作動によって不完全滅両孔が循環管５３を経て
収容タンク２に戻され、充填機５０の方には供給されず
、再度滅菌処理するようになっている。

また充填機５０と収容タンク２との間の第７流送管４７
部分にはオートバルブ５４と三方電磁バルブ５５が介在
させられており、たとえば充填機５０の準備が整わない
ような場合には、三方電磁バルブ５５の作動により低温
滅菌孔を第８流送管５６より一旦集合タンク５７に貯え
る。

なお、滅菌孔循環管５３と第１流送管３とには収容タン
ク２を迂回するためのバイパス管５８が接続されている
が、これは装置自体を滅菌するさい使用するものである
。

すなわち、オートバルブ５９を開くことにより収容タン
ク２を迂回してこのパイパス管５８に加熱水を流すよう
にすると、滅菌装置のすべての流路はいわゆる閉回路と
なり、したかつて流路内には高温の加熱水を導入するこ
とができ、運転開始前における装置自体の滅菌を確実に
行なうことができる。

な−Ｆ６６０は滅菌装置の操作パネルである。

なお上記実施例においては、第１予熱部８が仕切壁１３
を介して第１熱交換部１０と第２熱交換部１１とに区分
せられているが、このような仕切壁１３を設けることな
く第１予熱部８を１つの熱交換部により構成してもよい
。

また上記実施例においては、牛乳を滅菌する場合を示し
たが、この発明の装置はその他牛乳を含む食品の原料液
を滅菌する場合、あるいは牛乳および牛乳を含む食品の
原料液を殺菌する場合にも同様に使用することができる
。

この場合には殺菌のさいの加熱温度は約９５℃程度と比
較的低いものであり、またこれを比較的長い時間保持す
る必要があるので、加熱部２３のあとのホールディング
・チューブ３５としてコイル状の長いチューブを使用す
るとよい。

この発明による牛乳等の滅菌装置は、上述の次第で、低
温未滅菌乳を予熱しかつこれより温度の高い滅菌乳を冷
却する第１予熱部８稜よび滅菌乳を冷却液によってさら
に冷却する冷却部９を一体に備えた低温側熱交換部４と
、予熱後の未滅菌乳をさらに高温に予熱しかつこれより
高温の滅菌乳の温度を低下する第２予熱部２２および予
熱後の未滅菌乳を加熱して減菌する加熱部２３を一体に
備えた高温側熱交換部２１とを具備し、収容タンク２か
ら第１予熱部８、第２予熱部２２および加熱部２３に至
る未滅菌乳流路が形成され、低温側熱交換部４および高
温側熱交換部２１の中間においてこの未滅菌乳流路の途
上に螺旋状のホールディング・チューブ２０が介在させ
られているから、未滅菌乳中に含まれる不安定なタンパ
ク質成分をこのホールディング・チューブ２０内で充分
に安定化させることができる。

また加熱部２３からホールディング・チューブ３５、第
２予熱部２２、第１熱部８および冷却部９に至る滅菌我
流路が形成され、低温側熱交換部４および高温側熱交換
部２１の中間において滅菌我流路の途上に脱気器３８が
介在させられていて、加熱滅菌後の滅菌乳が脱気器３８
に導入されるようになされているので、滅菌乳に含まれ
るこげ付き臭や加熱臭の原因となるガスを除くことがで
き、したがって非常に品質のすぐれた牛乳および牛乳を
含む食品を製造することができるものである。

また第１予熱部８および冷却部９を一体に備えた低温側
熱交換部４と、第２予熱部２２：Ｆ５よび加熱部２３を
一体に備えた高温側熱交換部２１とが相互に分離されて
いるから、滅菌装置の使用により損傷を受は易い高温側
の第２予熱部２２と加熱部２３を一体に備えた高温側熱
交換部２１とが相互に分離されているから、滅菌装置の
使用により損傷を受は易い高温側の第２予熱部２２と加
熱部２３のプレート状隔壁１４およびガスケット１５゜
１６の交換作業を同時に行なうことができ、しかも損傷
の少ない低温側の第１予熱部８および冷却部９とは別個
に行なうことができるから、全体として少ない作業で滅
菌装置の維持管理をきわめて容易かつ適切に行なうこと
ができる。

またとくに、未滅菌乳の安定化のために螺旋状のホール
ディング・チューブ２０が使用されているから、チュー
ブ・２０の流路が長く、したがってタンパク質成分の安
定化を充分に行なうことができる。

なお従来のように安定化タンクを使用した場合には、そ
の配管が面倒であるうえに、数個の弁装置を備える必要
があるため製造コストが高くつくという欠点があるが、
この発明では上記のような螺旋状のホールディング・チ
ューブ２０を使用するものであるから、配管作業かきわ
めて簡単であるし、弁の使用数も少なくてすみ、それだ
け装置の製造コストが安くつく。

またホールディング・チューブ２０は螺旋状となされて
いるから、設置場所が少なくてすみ、滅菌装置のコンパ
クト化を果し得るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示すもので、第１図は概略管
系図、第２図は平面図、第３図は側面図、第４図は低温
側熱交換器の分解状態を示す拡大斜視図である。 １・・・・・・未滅菌乳供給管、２・・・・・・収容タ
ン久 ４・・・・・・低温側熱交換器、Ｉ・・・・・・
チューブ・ヒーター８・・・・・・第１予熱部、９・・
・・・・冷却部、１０・・・・・・第１熱交換部、１１
・・・・・・第２熱交換部、１２．１３・・・・・・仕
切壁、１４・−・・・・プレート状隔壁、１５．１６・
・・・・・ガスケット、１８・・・・・・ホモジナイザ
、２０・・・−・・第１ホールデイング・チューブ、２
０・・・・・・高温側熱交換器、２２・・・・・・第２
予熱部、２３・・・・・・加熱部、２６・・・・・・仕
切壁、２７・・・・・・第４流送管（高温未載両孔流送
管）、２８・・・・・・加熱水循環管、３０・・・・・
・蒸気インジェクタ、３１・・・・・・蒸気供給管、３
５・・・・・・第２ホールデイング・チューブ、３６・
・・・・・温度検知器、３８・・・・・・脱気器、４６
・・・・・・チューブ・クーラー ４７・・・・・・冷
却水供給管、５０・・・・・・充填機、５２・・・・・
・フローディバージョン・バルブ、Ａ−Ｃ・・・・・・
送液ポンプ、Ｄ・・・・・・加圧用ポンプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 未滅菌乳の収容タンク２と、この収容タンク２から
   送り出された低温未滅菌乳を予熱しかつこれより温度の
   高い滅菌孔を冷却する第１予熱部８および滅菌孔を冷却
   液によってさらに冷却する冷却部９を一体に備えた低温
   側熱交換部４と、予熱後の未滅菌乳をさらに高温に予熱
   しかつこれより高温の滅菌孔の温度を低下する第２予熱
   部２２および予熱後の末滅菌乳を加熱して滅菌する加熱
   部２３を一体に備えた高温側熱交換部２１とを具備し、
   収容タンク２から第１予熱部８、第２予熱部２２および
   加熱部２３に至る未滅菌乳流路が形成されるとともに、
   加熱部２３からホールディング・チューブ３５、第２予
   熱部２２、第１予熱部８および冷却部９に至る滅菌我流
   路が形成され、上記低温側熱交換部４および高温側熱交
   換部２１の中間において未滅菌乳流路の途上に螺旋状の
   ホールディングチューブ２０が介在させられ、同じく低
   温側熱交換部４′Ｆ６よび高温側熱交換部２１の中間に
   おいて滅菌我流路の途上に脱気器３８が介在させられた
   ことを特徴とする牛乳等の滅菌装置。