KR20170094170A - 제품의 고압 처리 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제품, 특히 포장 식품의 고압 처리 방법에 관한 것으로, 제 1 방법 단계에서, 상기 제품은 고압 챔버 (2) 에서 압력 매체의 영향을 받고, 후속하는 방법 단계에서, 상기 압력 챔버 (2) 내에 증강된 압력이 다시 하강되고, 상기 압력의 하강이 하나 이상의 페이즈들 (17, 19, 20) 로 발생하고, 적어도 상기 페이즈들 중 하나의 페이즈 (19) 에서, 상기 압력의 하강은 제어되고, 상기 압력의 증강 동안 기록된 제 1 파라미터에 의해 결정되는 제 2 파라미터가 제어를 위해 사용된다. 또한, 본 발명은 제품의 고압 처리 시스템, 특히 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 따른 고압 처리 시스템에 관한 것으로, 압력 챔버 (2) 에 고압 매체를 공급하기 위한 제 1 디바이스 (3, 4) 및 상기 압력 챔버 (2) 내의 압력을 하강시키기 위한 제 2 디바이스 (10, 11, 12) 를 포함하고, 상기 제 2 디바이스 (10, 11, 12) 는 적어도 하나의 압력 감소 수단 (11) 및 데이터 프로세싱 디바이스 (7) 를 포함하고, 상기 데이터 프로세싱 디바이스 (7) 는 데이터 링크 (13) 에 의해 상기 적어도 하나의 압력 감소 수단 (11) 에 연결되고, 상기 제 1 디바이스 (4) 는 측정 디바이스 (5) 를 포함하고, 상기 측정 디바이스 (5) 는 데이터 링크 (6a, 6b, 6c) 에 의해 상기 적어도 하나의 압력 감소 수단 (11) 을 제어하기 위해 상기 데이터 프로세싱 디바이스 (7) 에 연결된다.
Description
본 발명은 제품, 특히 포장 제품의 고압 처리 방법에 관한 것으로, 제 1 방법 단계에서, 제품은 고압 챔버에서 압력 매체의 영향을 받고, 후속 방법 단계에서, 고압 챔버 내에 증강된 압력은 다시 하강되고, 압력 하강은 하나 이상의 페이즈들로 발생하고, 또한 적어도 상기 페이즈들 중 하나의 페이즈에서, 압력 하강이 제어된 방식으로 축소 (cut back) 된다. 또한, 본 발명은 제품의 고압 처리를 위한 시스템에 관한 것이다.
오늘날 고압 처리들은 다양한 적용 분야에서 사용된다. 이들 중 하나는 세라믹 또는 금속 분말 (CIP) 의 콤팩팅 (compacting) 이다. 이는 고압 챔버에서 콤팩트하게 프레싱되는 분말 입자들의 배치들 (batches) 을 포함하여, 이후에 콤팩트가 취성 재료의 특징들을 가지고, 적절하게 조심스럽게 처리되는 경우, 프레싱 작업 동안 이것이 가정되는 형태를 유지한다.
한편, 고압 처리는 식품 산업에서 또한 사용된다. 대부분의 식품에 대해, 품질의 손실을 방지하거나 적어도 지연시키도록 되어 있는 식품 포장들이 일반적으로 설계된다. 하지만, 제품들은 포장 프로세스 이전에 또는 동안에 이미 유해 물질들이나 미생물들과 접촉하게 될 수도 있다. 그러면, 이들은 제품과 함께 포장되어 포장 내에서 제품을 공격한다. 고압 처리가 도입되기 전에도, 많은 방법들이 이러한 프로세스를 적어도 제지하기 위해 개발되어 왔다. 단지 한 예로서, 여기에서 불활성 가스 분위기 하의 포장, 진공 포장 또는 포장 내 식품의 저온살균이 언급될 수도 있다.
식품들의 고압 처리의 경우에, 포장 제품이 특정 기간에 걸쳐 매우 고압, 예를 들어 200 ~ 600 ㎫ 에 노출된다. 식품 내에 그리고 식품 상에 존재하는 미생물들에 대한 영향들 중에서, 세포막의 붕괴가 있다. 붕괴는 미생물들이 제거되는 결과를 가진다. 다른 한편으로, 비타민, 향료 또는 양양소와 같은 더 작은 구조체들이 대체로 보존된다. 열에 의한 종래의 저온살균에 비해, 고압 처리는 결과적으로 맛을 너무 많이 변경하지 않거나 비타민 함량을 과도하게 감소시키지 않는 장점을 가진다.
본원에 개시된 고압 처리들의 경우에, 압력 증강은 비교적 중요하지 않지만, 대부분의 경우에 압력 감소는 지나치게 빠른 압력 감소가 제품 또는 포장을 손상시킬 수도 있는 범위를 포함한다는 점을 유의해야 한다.
손상은 적용 분야 및 제품에 따라 상이한 물리적 프로세스들에 의해 유발된다. 예를 들어, 분말 콤팩션의 경우에, 압력 증강 동안 분말 입자들 사이에 존재하는 공기가 콤팩트 내에 포획되어 압축된다. 압력 감소 동안, 포획된 공기는 팽창하여 콤팩트를 빠져나온다. 공기가 콤팩트로부터 빠져나오는 것보다 더 빨리 팽창할 경우, 이는 필연적으로 제품을 손상시킬 것이다.
포장 식품들의 경우에, 고압은 식품을 둘러싸는 가스들 또는 물질들이 제품 및/또는 포장 내로 확산될 수 있는 효과를 가진다. 특정 압력 레벨로부터 압력이 다시 감소되면, 반대 프로세스가 일어난다. 하지만, 지나치게 빠른 압력 감소로, 포획된 가스들은 제품 및/또는 포장 밖으로 충분히 빨리 확산되지 않을 수도 있고, 이러한 가스들의 팽창에 의해, 제품에 기포들을 형성하거나, 예를 들어 박리에 의해 포장 필름을 손상시킬 것이다.
이러한 손상을 회피하기 위하여, DE 10 2009 042 088 는 압력 감소가 여러 페이즈들로 나뉘어지는 제품들의 고압 처리 방법을 제안한다. 중요하지 않은 제 1 페이즈에서, 압력 감소는 제어되지 않은 방식으로 일어나는 반면, 이후의 후속하는 제 2 페이즈에서, 압력 감소는 압력 센서에 의해 제어될 수 있는 작동 요소에 의해 일어난다.
하지만, 그의 순수 반응 제어를 갖는 이러한 시스템은 단지 원하는 압력 감소율을 부정확하게 달성한다. 또, 제어 품질은 제품의 컴포지션, 컨테이너 내에 존재하는 제품의 양, 특히 가스의 양에 의존한다. 그러므로, 전술한 고압 처리의 필수적인 재현성은 불만족스럽게 보장된다.
본 발명의 목적은 제품의 고압 처리 방법을 제안하는 것이고, 여기에서 제어 품질 및 압력 감소 또는 압력 저하의 재현성이 개선된다. 본 발명의 추가의 목적은 대응하는 디바이스를 제안하는 것이다.
이러한 목적들은 청구항 1 에 따른 특징들을 갖는 방법 및 청구항 11 에 따른 시스템에 의해 달성된다. 본 발명의 기본 개념은 제 2 파라미터, 특히 특정 압력 차이를 달성하기 위하여 고압 챔버에서 배출되어야 하는 압력 매체의 체적이 압력 하강을 제어하는데 사용되는 것을 제공한다. 결론적으로, 제 2 파라미터는 하나 이상의 압력 감소 수단을 작동시키는데 사용되고, 또한 압력 감소 동안 원하는 압력-시간 곡선을 달성하는 목적을 제공한다. 제 2 파라미터는 압력 감소 동안 기록된 제 1 파라미터에 의한 수학적 모델에 기초하여 결정된다. 이러한 경우에 제 1 파라미터는 압력 챔버에 공급된 고압 매체의 양, 특히 압력 증강에 필요한 고압 매체의 체적 또는 질량에 따라 압력의 거동을 특징짓는다. 결론적으로, 본 발명에 따라, 예를 들어, 시스템에서 현재 압력 및 제어 밸브 또는 밸브들의 공지된 또는 이전에 측정된 특징 곡선들을 제어하는데 일반적으로 사용되는 데이터와 함께 추가의 값들이 사용된다. 이러한 추가의 값들은 압력 증강 페이즈 동안의 측정에 기초한다.
이로 인해, 본 발명은 외부로부터 작용하는 교란들이 시스템 파라미터들에 사실상 영향을 미치지 않도록 고압 챔버가 폐쇄 시스템이라는 사실을 이용한다. 게다가, 본원에 개시된 고압 처리는 배치식 프로세스 (batchwise process) 이고, 여기에서 압력 증강 및 압력 감소 동안의 경계 조건들은 각각 고려되는 배치에 대해 적어도 실질적으로 변경되지 않는 채로 유지된다. 따라서, 제 1 파라미터 및 제 2 파라미터는 이들이 반대로 작용할지라도 서로에 관하여 설정될 수 있다.
결과적으로 압력 증강 동안의 측정에 의해 결정된 제 1 파라미터는 압력 감소 동안 반대로 작용하는 제 2 파라미터를 예측 또는 추정하는데 사용될 수 있다. 더 정확하게, 압력 증강 곡선을 따라 지점에서 또는 세그먼트에 대해 측정된 제 1 값에 기초하여, 압력 감소 곡선의 대응 지점 또는 세그먼트에 대해 예측되는 제 2 값이 결정될 수 있다. 물론, 제 1 파라미터는 반드시 측정된 값일 필요는 없지만, 보간법에 의해 또한 결정될 수도 있다.
그 후, 제 1 파라미터와 제 2 파라미터 사이의 연관성은 예상되는 제 2 값을 수학적 모델에 의해 예측하는데 사용되고 또한 압력 감소를 제어하는데 사용된다. 이의 도움으로, 원하는 압력 감소율, 즉 시간 단위당 원하는 압력 차이에 필요한 제어된 압력 감소 수단의 조절 정도가 설정되고, 또한 가능하게는 정정된다. 그 결과, 전술한 유형의 제어와 비교하여, 더 높은 제어 품질 및 더 큰 재현성이 달성된다. 제어된 압력 감소 수단은 바람직하게는 제어 밸브이고 이후에는 제어 밸브라 부른다.
개시된 제어에 적합한 제품의 고압 처리를 위한 시스템은 압력 챔버에 고압 매체를 공급하기 위한 제 1 디바이스 및 압력 챔버 내에 압력을 하강시키는 제 2 디바이스를 포함한다. 이러한 경우에, 제 2 디바이스는 적어도 하나의 제어된 압력 감소 수단 및 컨트롤러를 포함한다. 컨트롤러는 적어도 하나의 제어 밸브를 제어하기 위한 데이터 프로세싱 디바이스를 포함한다. 본 발명에 따라, 제 1 디바이스는 적어도 하나의 제어 밸브를 제어하기 위한 데이터 프로세싱 디바이스에 데이터 링크에 의해 연결되는 측정 디바이스를 포함한다. 데이터 링크에 의해, 압력 증강 동안 측정된 제 1 파라미터는 데이터 프로세싱 디바이스로 전송되고, 또한 데이터 프로세싱 디바이스에 의해 감압을 제어하는데 사용되는 제 2 파라미터로 변환될 수 있다.
본 발명에 따른 시스템의 일 특정 이점은, 고압 챔버들을 갖는 이미 존재하는 고압 시스템들이 어떠한 큰 노력도 없이 업그레이드될 수 있다는 것이다. 이를 위해 요구되는 것 모두는 제 1 파라미터를 측정하기 위한 디바이스를 추가하는 것, 적어도 하나의 제어가능한 수단을 제어하기 위해 데이터 프로세싱 디바이스와 측정 디바이스 사이에 데이터 링크를 설정하는 것이며, 또한 고압 챔버에서 압력 감소를 제어하기 위한 제어 유닛 또는 데이터 프로세싱 디바이스에서 본 발명에 따른 제어의 프로그래밍을 생성하는 것이다.
본원에 개시된 제어의 경우에, 특히 이것이 특정 제품에 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 배치식 고압 프로세스들에서 일반적으로 사용될 수 있다는 점에서, 이는 유리하다. 제 1 파라미터 및 제 2 파라미터의 비교가능성 (comparability) 이 고압 챔버 내의 제품 및 충전 정도, 및 고압 챔버의 구조적인 설계와는 실질적으로 무관하다는 점에서 이는 특정 이점을 가진다. 또한, 이것이 단지 압력 감소 동안 특정 임계 압력 범위에 적합하지 않지만, 원칙적으로 임의의 압력 감소 페이즈 동안 수행될 수 있다.
이러한 경우에 제 2 파라미터의 도움으로 압력 감소의 본 발명에 따른 제어는 이하의 단계들을 포함한다. 고압 챔버에서 압력 하강을 시작하기 전에, 제품에 적합한 감압 곡선이 미리 설정되고, 즉 압력 감소 시간에 따른 원하는 변화가 규정된다. 적합한 감압 곡선이 아직 공지되지 않았다면, 이는 실험적으로 결정되어야 한다. 그런 다음, 압력 감소 시간에 따른 원하는 변화가 달성될 수 있는 개방 정도는 제어 특징들 및 제 2 파라미터를 이용함으로써 적어도 하나의 제어 밸브에 대해 결정된다. 압력 감소의 개시 이후에, 고압 챔버의 또는 압력 챔버와 제어 밸브 사이의 현재 압력이 압력 센서들에 의해 측정되고, 또한 그의 변동이 확인된다. 수행되는 설정 지점/실제값 비교가 편차를 찾으면, 밸브 위치는 상응하게 정정된다. 정정은 전술한 것과 유사하게, 즉 감압 커브 범위와 관련하여 제 2 파라미터의 값을 고려하면서 수행된다. 결론적으로, 제어는 파라미터 필드에 기초하여 바람직하게는 수행되고, 파라미터 필드는 압력 감소의 특정 세그먼트를 각각 나타내는 복수 개의 제 2 파라미터들을 포함한다. 해결된 문제에 따라, 파라미터 필드 대신에 제어에 대한 다차원 파라미터 함수를 사용하는 것이 유리할 수도 있다.
미리 설정된 감압 곡선이 압력 구배의 변화들을 제공하는 경우, 설정 지점/실제값 비교들이 감압 곡선의 이러한 지점들에서 수행된다면, 이는 유리하다. 대표 값들을 추정할 수 있도록, 압력 증강은 대응하는 세그먼트들로 나뉘어지고, 제 1 파라미터의 대응 값은 각각 판독된다. 이러한 방식으로, 제 2 파라미터의 각각의 값은 제어 밸브 또는 밸브들의 특징 곡선의 이에 적합한 세그먼트와 관련하여 예측 및 설정될 수 있다. 그런 다음, 단위 시간 당 원하는 압력 차이가 감소될 수 있는 제어 밸브의 개방 정도는 특징 곡선으로부터 결정될 수 있다. 특징 곡선을 이용할 수 없다면, 제어 밸브 또는 밸브들은 각각의 조절 값들을 얻기 위하여 측정된다.
이러한 방식에서 파라미터 필드는 미리 설정된 감압 곡선에 대한 목표 지점들의 개수를 정의한다. 제 1 파라미터의 값이 선택된 목표 지점들 중 하나에 대해 결정되지 않은 경우, 목표 지점의 값이 감압 곡선을 따라 보간법에 의해 어떠한 문제 없이 계산될 수 있다.
목표 지점에 도달했을 때, 설정 지점/실제값 비교가 편차를 찾으면, 제어 밸브의 개방 정도는, 다음 후속하는 목표 지점 또는 다음 보간 지점이 더 정확하게 도달되는 방식으로 압력 감소 구배를 변경하는데 적합하다. 이러한 제어의 경우에, 다음번 세그먼트에 대한 압력 구배가 독단적으로 변경될 수 없다면, 이는 유리하다. 이러한 목적을 위해, 개방 정도의 적응 이후에도, 감압 커브가 미리 설정된 목표 회랑 (target corridor) 내에서 경로를 따르는 것이 보장된다. 따라서, 목표 회랑은 제품에 여전히 적합한 감압 곡선의 편차 범위를 규정한다. 목표 회랑이 공지되지 않을 경우, 이는 실험적으로 결정될 수 있다.
예를 들어, 적응 (adaptation) 이 다음번 세그먼트에서 제품이 손상될 수도 있는, 즉 검출될 수도 있는 이러한 가파른 경로를 취하는 압력 구배로 이어질 경우, 제어는 압력 구배가 목표 회랑 내의 경로를 따르는 방식으로 적합해진다. 이러한 정도로, 압력 증강 곡선에서 다음 목표 지점에 정확하게 달성하는 것이 제어의 필수적인 목표는 아니다. 이러한 방식으로 제품에 대한 손상이 더 잘 배제될 수 있다.
압력 증강 동안 특정 압력 차이를 달성하는데 필요한 압력 매체의 질량 또는 체적은 제 1 파라미터로서 바람직하게는 측정된다. 압력 증강 페이즈 동안, 압력 증가가 고압 챔버 내로 펌핑되는 체적에 따라 결정될 경우, 측정된 압력 구배들은 압력-체적 곡선을 형성한다. 이를 압력 감소 페이즈로 전송하는 것은, 얼마나 많은 압력 매체의 체적이 특정 압력 차이를 얻기 위하여 시스템으로부터 다시 배출되어야 하는 지를 예측할 수 있다. 이는 압력 매체의 질량을 측정하는 이에 대한 대안에 상응하게 적용된다. 이러한 관점에서, 각각의 질량 유동 또는 체적 유동을 측정하는 것이 특히 유리하다.
압력 증강 동안, 특정 압력 차이를 달성하는데 필요한 펌프 스트로크들의 개수가 카운팅될 경우, 이는 특히 유리하다. 스트로크 당 체적을 곱하면, 특정 압력 차이를 달성하기 위해 고압 챔버 내로 펌핑되어야 하는 압력 매체의 체적이 매우 쉽게 계산될 수 있다. 물론, 펌프 스트로크들의 개수는 완전한 스트로크들을 의미할 뿐만 아니라, 피스톤의 섹션에 대응하는 프레그먼트들도 포함한다.
이에 대한 대안인 실시형태에서, 측정 디바이스는 동적 체적 측정 디바이스를 포함한다. 특정 압력 차이에 대해 펌핑된 압력 매체의 체적은 유동 센서 (유량계) 에 의해 특히 용이한 방식으로 측정될 수 있다.
추가의 대안적인 실시형태에서, 측정 디바이스는 동적 질량 측정 디바이스를 포함한다.
그런 다음, 측정 결과가 원하는 감압에 필요한 팽창 체적을 결정하는데 사용된다. 이를 위해, 제어 밸브의 개방 정도들 및 특정 압력들에 대한 팽창 체적들이 제어 밸브 또는 밸브들의 특징 곡선들로부터 판독되고, 그 결과 단위 시간 당 원하는 압력 감소에 필요한 개방 정도는 예측된다.
바람직한 실시형태에서, 제 2 파라미터에는 적어도 하나의 정정 인자 또는 이완 인자가 할당된다. 이는 예를 들어 제어 시에 고려되어야 하는 감압 동안 발생하는 확산 프로세스들에 의해 초래되는 관성들을 허용한다. 발생하는 시간에 따른 영향들이 압력 감소 동안 압력의 설정 지점-실제값 비교로부터 결정될 수 있는 정정 인자들, 특히 가변적인 정정 인자들에 의해 제거된다. 다른 확산 프로세스들로 인해 발생하는 편차의 제거는 빈번하게 변경되는 제품들 또는 패키지들의 경우에도 압력 감소의 정확한 제어를 보장한다.
그 각각의 방법 단계들을 갖는 본 발명에 따른 제어의 바람직한 실시형태가 이하에서 개시된다:
압력의 원하는 하강율에 필요한 압력 구배 시간에 따른 변화는 감압 곡선을 미리 설정하고, 이러한 감압 곡선은 제어에 의해 가능한 한 정확하게 추적하도록 되어 있다. 정확한 제어를 위해, 특정 압력 감소에 대해 예상되는 팽창 체적이 사용된다.
팽창 체적의 모델-기반의 추정을 위해, 고압 챔버에서 특정 압력 증강에 필요한 압력 매체의 체적이 측정된다. 이는 압력 증강을 나타내는 압력-체적 곡선을 초래한다. 관련 함수는 압력 증강 동안 계산되고 어레이 (array) 로서 기록된다. 어레이는 압력 증강의 개별 지점들과 관련 파생 값에 대해 측정된 값들을 포함한다. 전술한 바와 같이, 계산된 값들은 감압에 대한 압력-체적 곡선 또는 팽창 함수로 변환될 수 있다.
어떠한 손상 없이 감압에 필요한 감압 곡선은 감압 함수로 나타내어 진다. 이는 보간 지점 어레이를 생성하는데 사용되고, 보간 지점들은 바람직하게는 압력 구배가 제어된 감압 동안 변경되어야 하는 함수의 지점들로 설정된다. 결과적으로, 압력 감소 곡선의 각각의 목표 지점들은 이들이 가능한 한 압력 구배 시간에 따른 변화를 나타내는 방식으로 설정되어야 한다. 원하는 경우, 보간 지점들은 또한 압력 감소 곡선을 따라서 연속체로서 보간될 수도 있다.
따라서, 제어 밸브 또는 밸브들의 제어 특징들에 기초한 어레이 및 입력 값들로 예상되는 팽창 체적 형태의 제 2 파라미터는 컨트롤러에 대해 생성된다. 필요한 팽창 체적이 원하는 시간 단위로 고압 챔버로부터 배출될 수 있는 필요한 개방 정도는 밸브 특징 곡선으로부터 판독된다. 따라서 결정되는 개방 정도에 의해, 제어된 감압이 개시된다. 설정 지점/실제값 비교는 보간 지점들에 각각 수행된다. 설정 지점/실제값 비교 이후에 필요할 수도 있는 밸브 위치 정정은 다음번 세그먼트에 대해 예상되는 팽창 체적을 고려하면서 차례대로 수행된다. 계산은 바람직하게는 근사치에 의해 수행된다. 정정은 선형 근사치에 의해 특히 쉽게 계산될 수 있다. 하지만, 적용에 따라, 복잡한 근사치들이 또한 사용될 수도 있다. 물론, 이를 위한 적어도 하나의 제어 밸브가 무한대로 가변적으로 설정될 수 있다면, 이는 본원에 개시된 제어에 도움이 된다.
본 발명은 2 개의 도면들에 기초하여 추가로 설명된다. 이들 중에서, 도 1 은 제품의 고압 처리를 위한 본 발명에 따른 시스템의 실시형태를 개략도로 도시한다. 도 2 에 의하면, 본 발명에 따른 방법의 도움으로 제어되는 압력 변화가 한 예로서 설명된다.
제품의 고압 처리를 위한 시스템 (1) 은 고압 챔버 (2) 를 포함하고, 상기 고압 챔버 (2) 는 압력 라인 (3) 에 의해 고압 펌프 (4) 에 연결되고 상기 고압 펌프 (4) 에 의해 고압 매체가 공급된다. 측정 디바이스 (5) 는 압력 라인 (3) 상에서 압력 매체의 유동 방향으로 서로에 대해 대안인 위치들에, 즉 고압 펌프 (4) 의 상류 위치 (5a) 또는 하류 위치 (5b) 에 배열된다. 이에 대한 대안으로서, 위치 (5c) 에서 도시된 바와 같이, 측정 디바이스는 그 자체가 고압 펌프 (4) 상에 배열될 수도 있다. 측정 디바이스 (5) 는, 압력 라인 (3) 을 통해 유동하거나 고압 펌프 (4) 에 의해 전달되는 고압 매체의 양, 특히 그의 질량 또는 체적을 측정한다. 측정 디바이스 (5) 는 여기에서 점선으로 나타낸 제 1 데이터 링크 (6a, 6b 6c) 에 의해 이러한 값들을 데이터 프로세싱 디바이스 (7) 에 전송한다.
데이터 프로세싱 디바이스 (7) 는 마찬가지로 점선으로 나타낸 제 2 데이터 링크 (8) 에 의해 압력 센서 (9) 에 연결된다. 압력 센서 (9) 는 고압 챔버 (2) 에 직접적으로 연결될 수도 있고 (9a), 그리고/또는 압력 챔버 (2) 를 제어 밸브 (11) 에 연결하는 압력 라인 (10) 상에 간접적으로 배열될 수도 있다 (9b). 압력 챔버 (2) 와 제어 밸브 (11) 사이에 차단 밸브 (12) 가 제공되고, 상기 차단 밸브 (12) 는 제어 밸브 (11) 로부터 압력 챔버 (2) 를 밀봉한다. 제어 밸브 (11) 는 순차적으로 점선으로 나타낸 제 3 데이터 라인 (13) 에 의해 데이터 프로세싱 디바이스 (7) 에 연결되고, 이로 인해 활성화된다.
도 2 는, 고압 챔버 (2) 에서 시간에 따른 압력 변화가 한 예로서 설명되는 라인 다이어그램 (14) 을 도시한다. 압력 증강의 제 1 페이즈 (15) 에서, 단위 시간 당 압력의 상승은 고압 챔버 (2) 에서 압축이 증가함에 따라 증가한다. 일단 원하는 압력에 도달하면, 압력이 유지되어 고압 챔버 (2) 내에 위치한 제품에 원하는 방식으로 작용하는 이른바 안정기 페이즈인 제 2 페이즈 (16) 가 뒤따른다.
제 3 페이즈 (17) 로 시작하는 감압이 이어지고, 여기에서 압력은 제어된 감압 (18) 의 개시 지점까지 제어되지 않은 방식으로 감소된다. 제어된 감압의 이후의 후속하는 제 4 페이즈 (19) 가 더 작은 압력 감소의 세그먼트 (19a) 및 더 큰 압력 감소의 세그먼트 (19b) 로 나뉜다. 제 4 페이즈의 시작 시에, 제어 밸브 (11) 는 본 발명에 따라 추정되는 개방 정도로 설정된다. 감압 동안, 개방 정도는 제 2 파라미터를 이용함으로써 다시 조절될 수도 있다. 페이즈 (19) 는 임의의 원하는 개수의 목표 지점들, 즉 임의의 원하는 개수의 설정 값/실제 값 비교로 점유되고, 이는 본 발명에 따른 제어에 대한 근거로서 취해진다. 제어된 감압의 페이즈 (19) 는, 압력 챔버에 여전히 남아있는 잔류 압력이 완화되는 페이즈 (20) 로 진행한다.
제 4 페이즈 (19) 동안 통과된 압력 범위 (21) 는 압력 증강 동안 제 1 파라미터를 결정하기에 바람직한 압력 범위이다. 따라서, 압력 범위 (21) 는 제 1 페이즈 (15) 의 세그먼트 (15a) 에 포함될 수도 있다.
두 개의 압력 센서들 (9a, 9b) 이 제공될 경우, 이들은 데이터 링크들 (8a 및 8b) 각각에 의해 데이터 프로세싱 디바이스 (7) 에 연결된다. 이러한 변형예에서, 고압 챔버 (2) 에 간접적으로 연결되고 또한 제어 밸브 (11) 와 차단 밸브 (12) 사이에 있는 압력 센서 (9b) 를 압력 라인 (10) 에 연결하는 것이 유리하다. 이러한 변형예에서, 압력 센서 (9b) 는 페이즈들 (15, 16 및 17) 동안 차단 밸브 (12) 에 의해 고압 챔버 (2) 로부터 연결해제되고, 또한 제어된 감압의 시작 지점 (18) 에서처럼 오로지 압력 챔버 (2) 에 연결된다. 그 결과, 센서 (9b) 에 대해 더 낮은 압력 범위를 위한, 결과적으로 더 높은 정확도를 갖는 기구가 사용될 수 있다. 높은 관류, 특히 관련된 높은 압력 구배의 경우에, 9b 에서 측정된 압력 값은 압력 라인 (10) 내의 압력 손실의 결과로서 고압 챔버 (2) 내의 압력으로부터 상당히 벗어난다. 그러면, 압력 센서 (9a) 는 9b 에서 측정된 압력 값을 정정하고 제어의 안정성을 증가시키기 위하여 이러한 경우들에 사용될 수도 있다.
Claims (14)
- 제품, 특히 포장 식품의 고압 처리 방법으로서,
제 1 방법 단계에서, 상기 제품은 고압 챔버 (2) 에서 압력 매체의 영향을 받고, 후속하는 방법 단계에서, 상기 압력 챔버 (2) 내에 증강된 압력이 다시 하강되고, 상기 압력의 하강이 하나 이상의 페이즈들 (phases; 17, 19, 20) 로 발생하고, 적어도 상기 페이즈들 중 하나의 페이즈 (19) 에서, 상기 압력의 하강은 제어되고, 상기 압력의 증강 동안 기록된 제 1 파라미터에 의해 결정되는 제 2 파라미터가 제어를 위해 사용되는, 제품, 특히 포장 식품의 고압 처리 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어는 파라미터 필드에 기초하여 수행되고, 상기 파라미터 필드는 압력 감소의 특정 세그먼트를 각각 나타내는 복수 개의 제 2 파라미터들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 제품, 특히 포장 식품의 고압 처리 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 압력의 증강 동안 특정 압력 차이를 달성하는데 필요한 상기 압력 매체의 질량, 특히 질량 유동이 제 1 파라미터로서 결정되는 것을 특징으로 하는, 제품, 특히 포장 식품의 고압 처리 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 압력의 증강 동안 특정 압력 차이를 달성하는데 필요한 상기 압력 매체의 체적, 특히 체적 유동이 상기 제 1 파라미터로서 결정되는 것을 특징으로 하는, 제품, 특히 포장 식품의 고압 처리 방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 압력의 증강 동안 특정 압력 차이를 달성하는데 필요한 펌프 스크로크들의 개수가 카운팅되는 것을 특징으로 하는, 제품, 특히 포장 식품의 고압 처리 방법. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 한 항에 있어서,
상기 제 2 파라미터에는 적어도 하나의 정정 인자가 할당되는 것을 특징으로 하는, 제품, 특히 포장 식품의 고압 처리 방법. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 한 항에 있어서,
상기 압력의 증강 동안 기록된 상기 제 1 파라미터는 상기 압력의 하강을 제어하는 데이터 프로세싱 디바이스 (7) 로 전송되는 것을 특징으로 하는, 제품, 특히 포장 식품의 고압 처리 방법. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 한 항에 있어서,
제어된 상기 페이즈 (19) 의 시작 시에 그리고/또는 제어된 상기 페이즈 (19) 중에, 상기 제 2 파라미터를 이용함으로써 압력 감소 수단 (11) 에 대해 상기 압력 감소 시간에 따른 원하는 변화가 달성될 수 있는 조절 정도가 결정되는 것을 특징으로 하는, 제품, 특히 포장 식품의 고압 처리 방법. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 한 항에 있어서,
압력 감소의 개시 이후에, 상기 고압 챔버 (2) 내의 또는 상기 고압 챔버 (2) 와 압력 감소 수단 (11) 사이의 현재 압력이 적어도 하나의 압력 센서 (9) 에 의해 측정되고, 상기 압력 감소 시간에 따른 원하는 변화와 현재 측정된 압력 사이에 편차가 있을 경우, 상기 압력 감소의 정정이 수행되는 것을 특징으로 하는, 제품, 특히 포장 식품의 고압 처리 방법. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 한 항에 있어서,
상기 제어는 목표 회랑 (target corridor) 내의 경로를 따르는 것을 특징으로 하는, 제품, 특히 포장 식품의 고압 처리 방법. - 제품의 고압 처리 시스템, 특히 제 1 항 내지 제 10 항 중 한 항에 따른 방법에 따른 고압 처리 시스템으로서,
상기 시스템은 압력 챔버 (2) 에 고압 매체를 공급하기 위한 제 1 디바이스 (3, 4) 및 상기 압력 챔버 (2) 내의 압력을 하강시키기 위한 제 2 디바이스 (10, 11, 12) 를 포함하고, 상기 제 2 디바이스 (10, 11, 12) 는 적어도 하나의 압력 감소 수단 (11) 및 데이터 프로세싱 디바이스 (7) 를 포함하고, 상기 데이터 프로세싱 디바이스 (7) 는 데이터 링크 (13) 에 의해 상기 적어도 하나의 압력 감소 수단 (11) 에 연결되고,
상기 제 1 디바이스 (4) 는 측정 디바이스 (5) 를 포함하고, 상기 측정 디바이스 (5) 는 상기 적어도 하나의 압력 감소 수단 (11) 을 제어하기 위해 데이터 링크 (6a, 6b, 6c) 에 의해 상기 데이터 프로세싱 디바이스 (7) 에 연결되는 것을 특징으로 하는, 고압 처리 시스템. - 제 11 항에 있어서,
상기 측정 디바이스 (5) 는 동적 체적 측정 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는, 고압 처리 시스템. - 제 11 항에 있어서,
상기 측정 디바이스 (5) 는 동적 질량 측정 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는, 고압 처리 시스템. - 제 11 항에 있어서,
상기 측정 디바이스 (5) 는 상기 고압 챔버 (2) 에 공급하는 고압 펌프 (4) 의 펌프 스트로크들을 기록하기 위한 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는, 고압 처리 시스템.
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |