JP2012152192A - 連続加圧蒸煮装置のドレン排出装置及び連続加圧蒸煮装置のドレン排出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蒸煮缶から蒸気を極力漏らすことなく、かつドレンを目詰まりなく排出できる連続加圧蒸煮装置のドレン排出装置及び連続加圧蒸煮装置のドレン排出方法を提供する。
【解決手段】蒸煮缶２内の原料３を連続的に加圧蒸煮する連続加圧蒸煮装置のドレン排出装置２０であって、蒸煮缶２に接続されるドレン回収用の貯留槽２４と、貯留槽２４内のドレン量を検知するセンサー３１と、貯留槽２４に接続されるドレン排出用の自動バルブ２７とを備えており、センサー３１の検知信号に基いて自動バルブ２７の開閉駆動を制御して、ドレンを貯留槽２４から自動的に排出する制御機構３６を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、原料を蒸煮処理する連続加圧蒸煮装置におけるドレン排出に関する。

原料を蒸煮処理する装置として、連続加圧蒸煮装置が知られている（例えば下記特許文献１）。連続加圧蒸煮装置は、蒸煮缶内に網状のネットが循環移動するネットコンベアが設けられている。ネットに積載された原料は、ネットの移動に伴い蒸煮缶内を搬送される。蒸煮缶内には蒸煮ノズルを備えており、蒸煮ノズルから蒸気が噴射され、ネットに積載された原料は、搬送されつつ蒸煮缶内において水蒸気雰囲気中で加圧蒸煮されることになる。

蒸煮缶に吹き込まれた水蒸気が結露するとドレンとなり、蒸煮缶の底部に溜まることになる。このため、連続加圧蒸煮装置においては、ドレン排出が必要となる。ドレン排出の際には、蒸煮缶から蒸気を極力漏らすことなく、ドレンを排出することが省エネルギーになる。このためのドレン排出機構としては、スチームトラップが挙げられる。下記特許文献２には、蒸煮缶にスチームトラップを接続した構成が記載されている。

特許第３３９７９０１号公報 実開平６−４１４９４号公報

しかしながら、スチームトラップは、弁機構部分の流路に内径を大幅に狭めた縮径部分があり、高粘度のドレンや固形物が混入しているドレンを通過させると、目詰まりが生じ易く、目詰まりが生じると正常なドレン排出ができなくなるという問題があった。

一方、連続加圧蒸煮装置においては、特に原料が丸大豆や圧ぺん大豆の場合、多糖を含むアメ状のドレンが大量に発生する。さらに、ネットに付着した原料の皮や欠片などが落下してドレンに混入する。したがって、連続加圧蒸煮装置にスチームトラップを用いるには、目詰まり防止対策が必要となる。この目詰まり防止対策としてスチームトラップの上流配管にストレーナ等を設けた場合には、毎回蒸煮処理が終了した後にストレーナ等の洗浄作業が必要となるとともに、長時間の蒸煮処理には耐えられなかった。

そこで、蒸煮缶から蒸気を極力漏らすことなく、かつドレンを目詰まりなく排出できる連続加圧蒸煮装置のドレン排出装置及び連続加圧蒸煮装置のドレン排出方法について検討した。

検討の結果、開発した本発明の連続加圧蒸煮装置のドレン排出装置は、蒸煮缶内の原料を連続的に加圧蒸煮する連続加圧蒸煮装置のドレン排出装置であって、蒸煮缶に接続されるドレン回収用の貯留槽と、貯留槽内のドレン量を検知するセンサーと、貯留槽に接続されるドレン排出用の自動バルブとを備えており、センサーの検知信号に基いて自動バルブの開閉駆動を制御して、ドレンを貯留槽から自動的に排出する制御機構を設けたことを特徴とする。

また、開発した本発明の連続加圧蒸煮装置のドレン排出方法は、蒸煮缶内の原料を連続的に加圧蒸煮する連続加圧蒸煮装置のドレン排出方法であって、原料の加圧蒸煮中に生じるドレンを、蒸煮缶に接続される貯留槽に回収し、前記貯留槽内のドレン量を検知するセンサーの検知信号に基いて、貯留槽に接続されるドレン排出用の自動バルブの開閉駆動を制御して、ドレンを貯留槽から自動的に排出することを特徴とする。

本発明によれば、貯留槽内のドレン量を検知するセンサーの検知信号に基いて、ドレン排出用の自動バルブの開閉駆動が制御されるので、貯留槽内に一定量のドレンが貯えられる毎に、貯留槽からドレンが排出される。すなわち、貯留槽に一定量のドレンが貯えられるまでは、自動バルブは閉じた状態を維持し、貯えられたドレンが排出されている間は、自動バルブが開いた状態を維持することになる。つまり、貯留槽の排水口が常にドレンで満たされた状態にすることが可能になる。したがって、連続加圧蒸煮装置の運転中は、貯留槽の気密性が確保され、貯留槽と接続されている蒸煮缶内の圧力損失を防止することができる。このことにより、蒸煮缶からの蒸気の漏れを極力防止しつつ、ドレン排出をすることが可能になる。

また、前記の効果は、ドレンを貯留できる貯留槽を備えたことと、自動バルブの開閉駆動の制御によるものである。このため、自動バルブは開閉駆動によりドレン排出及びその停止ができれば足りることになる。したがって、ドレン排出経路には大幅な縮径部分を設けた弁機構等を介在させる必要がないので、排出経路の目詰まりを防止でき、ドレン排出不良を防止することが可能になる。

本発明によれば、蒸煮缶からの蒸気の漏れを極力防止しつつ、ドレン排出を実現することが可能になるとともに、高粘度のドレンや固形物が混入しているドレンであっても、ドレン排出不良を防止することが可能になる。

本発明の一実施の形態に係るドレン排出装置を蒸煮缶に接続した状態を示す連続加圧蒸煮装置の構成図。 本発明の一実施の形態に係る図１のドレン排出装置の構成図。 本発明の別の実施の形態に係るドレン排出装置を蒸煮缶に接続した状態を示す連続加圧蒸煮装置の構成図。 本発明の別の実施の形態に係る図２のドレン排出装置の構成図。

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係るドレン排出装置２０を蒸煮缶２に接続した状態を示す連続加圧蒸煮装置の構成図である。最初に連続加圧蒸煮装置の概略を説明する。連続加圧蒸煮装置は、蒸煮缶２内の原料３を水蒸気雰囲気中で連続的に加圧蒸煮処理するものである。原料３としては、例えば脱脂大豆、丸大豆、圧ぺん大豆、ふすま、米、麦等の穀物原料が挙げられる。このうち脱脂大豆、丸大豆、圧ぺん大豆は、醤油醸造に用いられる。

蒸煮缶２内には、原料３を搬送するネットコンベア４が配置されている。ネットコンベア４は環状のネット５を備えており、ネット５は蒸煮缶２内を循環移動するように駆動される。原料３は、原料投入側ロータリーバルブ６のロータの回転により原料投入口７を通過し、ネット５上に投入される。ネット５上に投入された原料３は、ネット５の循環移動により、ネット５上に積載された状態で搬送されることになる。ネット５により搬送された原料３は、排出口８に投入された後、原料排出側ロータリーバルブ９のロータの回転により、蒸煮缶２から排出されることになる。

蒸煮缶２内には蒸煮ノズル１０ａを備えた蒸気パイプ１０を設けている。蒸気パイプ１０には、ボイラ１１からの蒸気が減圧弁１２及び流量制御弁１３を経て供給され、蒸煮ノズル１０ａから蒸気が噴射されることになる。このことにより、原料３は蒸煮缶２内において水蒸気雰囲気中で加圧蒸煮されることになる。加圧蒸煮に用いた水蒸気は、蒸煮缶２内で結露してドレンとなり、蒸煮缶２の底部に溜まることになる。蒸煮缶２内には排水口１４を設けており、ドレンは排水口１４を経てドレン排出装置２０側に導かれる。

排水口１４には配管２１が接続されており、配管２１は配管２２と配管２３に分岐する。配管２２にはバルブ２５を設けており、配管２３にはバルブ２６を設けている。連続加圧蒸煮装置の運転中は、バルブ２５を開きバルブ２６を閉じる。このことにより、加圧蒸煮により蒸煮缶２内で生じたドレンは、配管２１及び配管２２を経て、ドレン回収用の貯留槽２４内へ導かれることになる。一方、蒸煮缶２の洗浄時には、バルブ２５を閉じバルブ２６を開くことにより、大量の洗浄水が貯留槽２４を通過することなく排出されるようにすることができる。

以下、図２を参照しながら、ドレン排出装置２０の詳細について説明する。図２は、図１に示したドレン排出装置２０の拡大図である。ドレン排出装置２０は、ドレンを回収する貯留槽２４を備えている。図２の例では貯留槽２４は横長の円筒容器形状である。図２では、貯留槽２４は内部状態を図示しており、貯留槽２４内に、配管２２を経たドレン３０が溜まっていく様子を示している。

貯留槽２４は排水口３７を備えており、排水口３７に配管２９が接続されている。配管２９にはエア駆動式の自動バルブ２７が介在している。自動バルブ２７を開くことにより、貯留槽２４内のドレン３０は、排水口３７に接続された配管２９を経て排出されることになる。

自動バルブ２７は、バルブ開閉を自動的に行えるものであればよく、図１、２の例のようにエア駆動式に限らず電動式であってもよい。また、自動バルブ２７は、高粘度のドレンや固形物が混入しているドレンが通過可能であればよく、例えばボールバルブやバタフライバルブを用いることができる。

貯留槽２４にはセンサー３１を取り付けている。センサー３１は、ドレン３０のドレン液面３０ａの上限検知用センサー３２と下限検知用センサー３３とで構成されている。センサー３１の検知信号に基いて自動バルブ２７の開閉駆動を制御して、ドレン３０を貯留槽２４から自動的に排出する制御機構３６を設けている。

具体的には、センサー３１の検知信号は制御機構３６として設けたシーケンサに入力され、シーケンサから自動バルブ２７の開閉駆動の命令信号が電磁切替弁３４に出力されている。電磁切替弁３４には、圧縮空気供給源３５からの圧縮空気が供給される。電磁切替弁３４と自動バルブ２７との間には、チューブ２８ａ及び２８ｂが介在している。電磁切替弁３４は、圧縮空気供給源３５からの圧縮空気を、チューブ２８ａを経て自動バルブ２７に供給する設定と、チューブ２８ｂを経て自動バルブ２７に供給する設定とを切り替えることができる。

ドレン３０が溜まっていく様子を示している図２の状態では、上限検知用センサー３２の電極３２ａは貯留槽２４内の気中にあり、下限検知用センサー３３の電極３３ａはドレン３０の液中にある。この状態では、電磁切替弁３４は圧縮空気供給源３５からの圧縮空気が、チューブ２８ａを経て自動バルブ２７に供給される設定となっている。この設定では、チューブ２８ａから供給された圧縮空気により、自動バルブ２７が閉じた状態となり、貯留槽２４内のドレン３０は排出されない。したがって、配管２２から貯留槽２４内にドレンが供給され続けると、ドレン液面３０ａの水位は上昇していくことになる。

ドレン液面３０ａの水位が上昇し続けると、ドレン液面３０ａは、上限検知用センサー３２の電極３２ａの下端に接した状態になる。この状態になると、電磁切替弁３４の設定は、圧縮空気供給源３５からの圧縮空気が、チューブ２８ｂを経て自動バルブ２７に供給される設定に切り替わる。この設定では、チューブ２８ｂから供給された圧縮空気により、自動バルブ２７が開いた状態となり、貯留槽２４内のドレン３０は、排水口３７に接続された配管２９を経て排出されることになる。

ドレン３０の排出が開始すると、ドレン液面３０ａは下降し続け、ドレン液面３０ａが下限検知用センサー３３の電極３３ａの下端から離れる状態に達する。この状態では、電磁切替弁３４の設定は、圧縮空気供給源３５からの圧縮空気が、チューブ２８ａを経て自動バルブ２７に供給される設定に再び切り替り代わる。この設定では、チューブ２８ａから供給された圧縮空気により、自動バルブ２７が閉じた状態に切り替わり、ドレン３０の排出が停止することになる。

以後は、前記の動作を繰り返し、ドレン液面３０ａの水位は、上昇と下降を繰り返し、貯留槽２４内に一定量のドレン３０が貯えられる毎に、貯留槽２４からドレン３０が排出されることになる。

本実施の形態に係るドレン排出装置２０によれば、貯留槽２４内の水位の下限は、下限検知用センサー３３の電極３３ａの下端とほぼ同じ位置となり、貯留槽２４の排水口３７は、常にドレン３０で満たされた状態を維持できる。このため、連続加圧蒸煮装置の運転中は、貯留槽２４の気密性が確保され、配管２１及び配管２２を介して貯留槽２４内と接続されている蒸煮缶２内の圧力損失を防止することができる。このことにより、蒸煮缶２からの蒸気の漏れが極力防止でき、蒸煮缶２内における蒸煮能力の低下を防止しつつ、ドレン排出を実現することが可能になる。

この効果はドレン３０を貯留できる貯留槽２４を備えたことと、自動バルブ２７の開閉駆動の制御によるものである。このため、自動バルブ２７は開閉駆動によりドレン排出及びその停止ができれば足りることになる。したがって、ドレン排出経路には大幅な縮径部分を設けた弁機構等を介在させる必要がないので、高粘度のドレンや固形物が混入しているドレンが通過可能であり、排出経路の目詰まりによるドレン排出不良を防止することが可能になる。

ここで、連続加圧蒸煮装置においては、特に原料が丸大豆や圧ぺん大豆の場合、多糖を含むアメ状のドレンが大量に発生し、ドレンが高粘度になる。さらに、ドレンに原料の皮や欠片等の固形物が混入する。前記の通り、本実施の形態に係るドレン排出装置２０は、排出経路の目詰まりを防止できるので、高粘度のドレンや固形物が混入したドレンが流動する場合に適している。

また、図１においてバルブ２５や自動バルブ２７は、フルボアタイプを用いることが望ましい。フルボアタイプのバルブを用いることにより、バルブ内の流路径と配管径とがほぼ同じになるので、排出経路の目詰まり防止に一層有利になる。

図１、２の例では、ドレン回収用の貯留槽２４は横長の円筒容器形状である。貯留槽の形状は、所定容量のドレンが貯えられるものであれば、他の形状であってもよい。例えば、図１、２の貯留槽２４を縦置きにした円筒状のものでもよく、直方体形状のものであってもよい。以下の図３、４に示した実施の形態は、ドレン回収用の貯留槽の形状を配管形状としたものである。

図３は、本発明の別の実施の形態に係るドレン排出装置４０を蒸煮缶２に接続した状態を示す連続加圧蒸煮装置の構成図である。図１の貯留槽２４が横長の円筒容器形状であるのに対し、図３の貯留槽４１は配管形状である。図３において連続加圧蒸煮装置の構成は、図１に示した連続加圧蒸煮装置の構成と同じであるので、重複した説明は省略する。また、蒸煮缶２からのドレンの排出経路や自動バルブ２７の開閉駆動の制御は、図１、２に示した実施の形態と同様であるので、同一構成の部分には同一番号を付して、その詳細な説明は省略する。

以下、図４を参照しながら、ドレン排出装置４０の詳細について説明する。図４は、図３に示したドレン排出装置４０の拡大図である。図４では、貯留槽４１は内部状態を図示しており、本図では貯留槽４１内に、配管２２を経たドレン３０が溜まっていく様子を示している。

貯留槽４１にはセンサー４２を取り付けている。センサー４２は、ドレン３０のドレン液面３０ａの上限検知用センサー４３と下限検知用センサー４４とで構成されている。上限検知用センサー４３の電極４３ａと下限検知用センサー４４の電極４４ａは横向きに配置されている。

図４の状態からドレン液面３０ａの水位が上昇し続けると、ドレン液面３０ａは、上限検知用センサー４３の電極４３ａに接した状態になる。この状態になると、自動バルブ２７が開き、ドレン３０は排出されることになる。この排出が進み、ドレン液面３０ａが下限検知用センサー４４の電極４４ａから離れる状態に達すると、自動バルブ２７が閉じてドレン３０の排出が停止することになる。このことにより、図１、２の構成と同様に、ドレン液面３０ａの水位は、上昇と下降を繰り返し、貯留槽４１内に一定量のドレン３０が貯えられる毎に、貯留槽４１からドレン３０が排出されることになる。

以上、２種類の本発明の実施の形態について説明したが、自動バルブ２７の開閉駆動の制御は、ドレン３０を貯留槽２４（４１）から自動的に排出する制御であればよく、前記実施の形態の構成に限るものではない。例えば前記実施の形態では、貯留槽２４（４１）に設けるセンサー３１（４２）は、上限検知用センサーと下限検知用センサーとを２個一組で用いた例で説明したが、下限検知用センサーを省き上限検知用センサーのみとしてもよい。この場合は、上限検知用センサーとタイマーとを連動させ、上限検知用センサーが液面に接し満水状態を検知して自動バルブ２７を開いた後、所定時間経過後に自動バルブ２７を閉じるようにすればよい。

また、前記実施の形態では、貯留槽２４（４１）内のドレン量の検知にレベルセンサーを用いる例を示したが、レベルセンサーは例えば電極式レベルセンサーや静電容量式レベルセンサーを用いることができる。また、レベルセンサーに限らず圧力センサーを用いて、貯留槽内のドレン量を検知するようにしてもよい。

圧力センサーを用いた場合は、例えば圧力値が上限設定圧力に達したときに、自動バルブ２７を開きドレンを排出し、圧力値が下限設定圧力に達したときに、自動バルブ２７を閉じて排出を停止するようにすればよい。

以下、実施例を説明しながら本発明をさらに具体的に説明する。実施例に係る連続加圧蒸煮装置は図１の連続加圧蒸煮装置と同様の構成であり、実施例に係るドレン排出装置は、図１、２に示したドレン排出装置２０と同様の構成である。実施例では、図１の原料３を丸大豆とし、これを６ｔｏｎ／Ｈｒの能力で蒸煮処理するようにした。丸大豆の蒸煮時間は４分間、蒸煮圧力は０．１８ＭＰａとし、このときの蒸煮温度は１３１℃であった。

貯留槽は、図１、２に示した貯留槽２４のような横長の円筒形状であり、外径４０６ｍｍ、長さ１５００ｍｍ、容積０．１２４ｍ^３とした。図２の上限検知用センサー３２及び下限検知用センサー３３に相当するセンサーは、電極式レベルセンサーとした。自動バルブ２７に相当するバルブは、エア駆動式のボールバルブとしフルボアタイプとした。

実施例を運転したところ、使用した蒸気量は４ｔｏｎ／Ｈｒであり、ドレン量は約３ｍ^３／Ｈｒであった。運転中は蒸煮圧力０．１８ＭＰａが確保されており、蒸気漏れの現象はほとんど見られなかった。一方、実施例からドレン排出装置を省き、排水口１４（図１）からドレンが直接排出される比較例を運転したところ、使用した蒸気量は４．５ｔｏｎ／Ｈｒであった。すなわち、本実施例では比較例に比べ使用した蒸気量が約１１％減少しており、本発明による省エネルギー効果が見られた。また、原料を丸大豆としたことにより、ドレンは高粘度のものであったが、ドレン排出経路にはドレン詰まりの兆候は見られなかった。さらに、自動バルブ２７の開閉頻度は、約２．５分間に１回であり、この程度の開閉頻度であれば、長期使用にも耐えられるものと考えられる。

２ 蒸煮缶
３ 原料
２０，４０ ドレン排出装置
２４，４１ 貯留槽
２７ 自動バルブ
３０ ドレン
３０ａ ドレン液面
３１，４２ センサー
３６ 制御機構

Claims (2)

1. 蒸煮缶内の原料を連続的に加圧蒸煮する連続加圧蒸煮装置のドレン排出装置であって、
   蒸煮缶に接続されるドレン回収用の貯留槽と、
   貯留槽内のドレン量を検知するセンサーと、
   貯留槽に接続されるドレン排出用の自動バルブとを備えており、
   センサーの検知信号に基いて自動バルブの開閉駆動を制御して、ドレンを貯留槽から自動的に排出する制御機構を設けたことを特徴とする連続加圧蒸煮装置のドレン排出装置。
2. 蒸煮缶内の原料を連続的に加圧蒸煮する連続加圧蒸煮装置のドレン排出方法であって、
   原料の加圧蒸煮中に生じるドレンを、蒸煮缶に接続される貯留槽に回収し、
   前記貯留槽内のドレン量を検知するセンサーの検知信号に基いて、貯留槽に接続されるドレン排出用の自動バルブの開閉駆動を制御して、
   ドレンを貯留槽から自動的に排出することを特徴とする連続加圧蒸煮装置のドレン排出方法。
   
   
   
   

Images