JPS61228250A - 液体加熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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１例えば濃縮魚肉エキス、豆乳、或は醸造用諸法等
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み合せて液
体を加熱処理する方法は行われていた。

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技術課題） 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ため、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、コゲ付が発生したり、或はコゲ
付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った。従っ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
った。

本発明は以上の技術課題を解決すべくなされたもので、
その目的とする処は、処理液体のコゲ付をなくシ、最少
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
。

（技術課題を解決するための手段） 以上の技術課題を解決するための手段は、処理液体を流
通させ、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１間接加熱された
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
拌機構を設けたことである。

（上記手段による作用） 上記手段によれば１間接加熱にさいし、液体は撹拌され
、各部均等に熱交換されて加熱され、層流とならないた
め外層部のコゲ付は防止され、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、又固定撹拌機構の選定で温度を液体の物
性に応じて最適条件で加熱処理できる。

（実施例） 次に本発明の好適一実施例を添付図面を参照しつつ詳述
する。

第１色は本発明の一例を示す模式図で、（１）は処理液
の収納タンクを示し、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（０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
はこれのユニットの一例を示す、ユニット（５）は液体
が流通する内筒（８）とこれの外周を覆う外筒（７）と
からなり、内筒（６）の両端にはユニット相互を連通接
続する連管（９）・・・の取付フランジ（８０１）、（
１３０２）が設けられ、外筒（７）の軸方向両端部には
閉蓋（７０１）、（７０２）が内筒（８）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（７０３）を、又他
端下壁には同出口（７００が形成され、内・外筒間の空
間を媒体通路（７０５）とする。

内筒（８）内の液体通路（Ｅ１０３）内には固定撹拌機
構（８）を設け、固定撹拌機構（８）は実施例では第３
図に示される如き板状体を中央部を中心として９０°ひ
ねって軸方向に螺線状となる翼体（８０１）で構成し、
これを軸方向に位相を相互に９０”ズラせて軸方向に複
数個配設し、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９θ
°位相をズラせて順次通路（８０３）内に軸方向に配設
したもので、実際は通路（８０３）の略全長に亘り配設
されている。

以上のユニット（５）を複数用意し、相互に反転して入
口部（７０３）と手前の出口ｍ　（７０４）を接続し、
出口部（７０４）を次段のユニットの入口部（７０３）
に接続し、最終段のユニット（５Ｂ）の入口部（７０３
）を間接加熱媒体の供給ライン（ｌＯ）に接続し、一段
目のユニツ）　（５Ａ）の出口部（７０４）を排出ライ
ン（１１）に接続する。そして個々のユニットの内筒（
６）の端部はＵ字型の連管（９）に接続し、各ユニット
（５）の内筒は連通接続される。

一段目のユニッ）　（５Ａ）の内筒（８）の上流端を既
述のライン（３）に接続し、最終段のユニッ）　（５Ｂ
）の下流端を連結管（１２）に接続する。

間接加熱装置（４）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
ニットの通路（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（７０４）から
排出され、これにより内筒（［１）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（８０３）内を上流から下流へ流れ
１通路（８０３）・・・内の固定翼体（８０１）・・・
によって液流はひねられ、且つ次段のものが位相が例え
ば９０°ズしていることにより分割されてひねられ、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
。従って液流は層流となることがなく、外層、中間層、
内層夫々が萬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っ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）・・
・の数等を選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（ｌＯ）の入口部（７０３
）に近い下流部には制御弁（１３）を設け、一方、連結
管（１２）の上流部に温度センサ（１０を設け、サーモ
コントローラ（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、或は開閉調整を
行って流量制御を行い、媒体の供給量を調節して加熱温
度の制御を行う。

間接加熱装置（０下流に直接加熱装置（１８）を設け、
相互を既述の連結管（１２）で連通接続する。

第６図は間接加熱装置の変更実施例を示す。

本実施例はユニツ）　（５０）の内筒（６０）の液体通
路（Ｂ３）内に軸方向に離間して液体の流れと対向する
方向に端部を尖鋭とした小径の軸部（８１）を設け、こ
れの外周に放射状に翼片（８２）・・・を設けてこれを
内情（８０）の内壁に接合し、翼片（８２）・・・をひ
ねり。

これにより固定撹拌機構（８０）を形成した。液体はか
かる機構（８０）で撹拌されることとなり、外筒（７０
）と内筒（６０）との間の通路に加熱媒体を流通させ、
液体を間接加熱する。

第５図は直接加熱装置（１８）の−例を示す。

装置（１Ｂ）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０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（１８１）が設けられ。

入口部端には接続フランジ（１８２）が設けられている
０分配室（１８）を形成する管体（１８３）の底壁（１
８４）と本体（１７）の土壁（１７３）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、且つ液体の流れる方向、図では左から
右に液体が流れるためこの方向に傾斜し、各パイプは平
行である０本体（１７）の上流端（１７０は既述の連痛
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（１７Ｂ）に接続した連結管（２０）を介してホール
ドチューブ（２１）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（１８）・・・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。尚実施例では通路（１７５）を真直としたが、通
路内←既述と同様の撹拌機構を設けても良い。

尚供給ライン（２２）には制御弁（２３）を介設し、弁
（２３）の上流にはフィルタ（２０を介設する。そして
直接装置（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（２Ｇ）に設けたセンサ（２５）で検出
し、情報をサーモコントローラ（２Ｂ）に入力し、制御
弁（２３）を例えばダイヤフラム（２３１）で開閉制御
、或は開度調整を行って流量制御を行い、加熱媒体の供
給量を調節して加熱温度の制御を行う。

既述のホールドチューブ（２１）を処理液体輸送ライン
（２７）に接続し、該ライン（２７）の下流端を間接冷
却装置（２８）に接続し、該冷却装置（２８）は前記間
接加熱装置（０と略類似構造で、内筒（２Ｂ）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０間接冷却装Ｍ　（２
８）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）を介設して液体の輸送
圧力を検出し、必要に応じては圧力コントローラ（３０
によりセンサ（３３）下流に設けた制御弁（３５）を調
節する。

以上により液体の加熱処理ラインを構成する。

第７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ューブ（２１）下流の処
理培体輸送ライン（２７）に次工程として処理液の濃縮
工程を設け、例えば真空蒸発装置（４０）を設けてこれ
にライン（２７）の下流端を接続し、液体を蒸発装置（
４０）に導入し、導入にさいしライン（２７）にはセン
サ（４１）、圧力コントローラ（４２）　、制御弁（４
３）を設けて圧力を制御する。蒸発装置（４Ｇ）には分
離水分除去用のライン（４０を設け、これにエジェクタ
（４５）を付設して蒸発水分を排出する。かくすること
により直接加熱装置（１Ｂ）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るこ
とができ、蒸発装置で濃縮された液体は弁（４８）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８図は加熱処理装置の第３実施例を示し、基本構造は
第１実施例と同じであるため同一部分には同一符合を付
し、各部の詳細な説明は省略する。

本実施例は２直接加熱装置（ＩＢ）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（
２Ｂ）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（３０とを３１
繋させたもので、圧力コントローラ（３４）にサーモコ
ントローラ（２８）の検出値を送信し、例えば圧力コン
トローラ（３０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も適宜高目に設定し、ライン内
の処理液の沸騰を防止するようにした。

（発明の効果） 以上で明らかな如く本発明によれば、液体を間接加熱す
るにさいし加熱装置内で撹拌しつつ加熱するため従来の
如くコゲ付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えるとともに
、前段で効率良い加熱が行える結果次段の直接加熱での
熱負担が少なくてすみ、又これにより高温迄液体を加熱
処理可能としつつ凝縮水の増加も最少限に抑制できて良
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。

【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
に係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図は間接加熱
装置の他の実施例の図、第７図は加熱装置の第２の実施
例の図、第８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）、（８０）は固
定撹拌機構、（１Ｂ）は直接加熱手段である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、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たことを
   特徴とする液体の加熱処理装置。 ２、前記撹拌機構は前記流路中に設けられ、軸方向にひ
   ねられた板状部材で構成した前記特許請求の範囲第１項
   の液体の加熱処理装置。 ３、前記板状部材は流路の軸方向に位相をズラせて複数
   設けた前記特許請求の範囲第２項の撹拌機構。 ４、前記撹拌機構は流路中に設けられ、該流路の中央部
   で軸方向に長さを有する軸部と、該軸部から径方向外方
   に突出され、軸方向に角度を有する翼片からなる前記特
   許請求の範囲第１項の液体の加熱処理装置。