JPH0510560B2

JPH0510560B2 -

Info

Publication number: JPH0510560B2
Application number: JP58078756A
Authority: JP
Inventors: Akira Sugisawa; Kazuya Sekiguchi; Masao Taguchi; Masayuki Nakatani; Hitoshi Iwata
Original assignee: House Food Industrial Co Ltd
Current assignee: House Foods Corp
Priority date: 1983-05-02
Filing date: 1983-05-02
Publication date: 1993-02-10
Also published as: US4559963A; CA1236437A; JPS59205100A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、或る液状物を送液後、他の異なる液
状物に切り替えて送液するための送液システムに
関し、更に詳しくは、特に性状の異なる液状物を
切り替えても、送液の流量・圧力に変動を来たさ
ず、性状の異なる２種以上の液状物を所定の流
量・圧力で連続的に送液可能な送液システムに関
する。

一般に、異なる２種以上の液状物を切り替え
て、連続的に送液する場合には、液状物をシステ
ム内に供給するための装置に、異なる液状物を切
り替えて送入し、これを吐出ポンプで送液した
り、或は、吐出ポンプの前方に複数の供給装置を
設け、供給装置と吐出ポンプの間に設けられたバ
ルブ等を操作することによつて、液状物の切り替
えが行なわれた。ところが、これらの方法による
と、切り替えられた液状物は、切り替え前の液状
物ととをいつの吐出ポンプを通過するため、特に
液状物が性状の異なるもの、例えば低粘性のもの
から高粘性のものに、固形物を含まないものから
含むものに、或はそれらの逆に切り替わると、液
状物がポンプを通過する際の抵抗が変わつたり、
ポンプのローターとステーターの間でのスリツプ
量が変化したり、或は固形物が吐出ポンプのクリ
アランスの部分で目詰りしたりして、送液の流
量・圧力が大きく変動した。

そして、上記のことは、システム内に高圧をか
けることが必要な場合に、特に著しく発生した。
また、上記の問題を防止するために、液状物の切
り替え時に吐出ポンプの吐出量・吐出圧をごく短
時間で、かつ正確に調整することは、吐出ポンプ
の性能面、及び吐出量・吐出圧の変動を検知して
から制御するまでの時間的な遅れがあるため、極
めて困難であつた。

また、上記のことは、液状の食品や医薬品等を
微生物的に安全な状態にまで殺菌する場合、即
ち、液状物を送液システムから一定の流量・圧力
で殺菌装置に送り込み、殺菌装置内での滞留時間
や滞留温度を一定に保つことによつて、液状物を
処理する場合等には、液状物の加熱不足による殺
菌不良や、過度の加熱による品質劣化等の問題に
繋がつた。また、特に液状物を無菌処理システム
によつて処理する場合には、殺菌装置以降の無菌
ゾーンへの菌の侵入（いわゆるコンタミ）等が発
生して、致命的な問題となつた。

本発明の目的は、上記のような問題のない送液
システムを提供することにある。即ち、本発明の
第１の目的は、性状の異なる液状物を切り替えて
も、送液の流量・圧力に変動を来たさず、性状の
異なる２種以上の液状物を所定の流量・圧力で連
続的に送液可能な、送液システムを提供すること
にある。また、本発明の他の目的は、特に無菌処
理システムに使用する場合に好適な送液システム
を提供することにある。

本発明者らは、上記の目的を達成すべく送液シ
ステムについて研究を進めた結果、特に２本以上
の送液用の移送用管をバルブを介して１本に連結
し、連結前の移送用管には各々吐出ポンプを設
け、また、少なくとも連結前の移送用管のうち１
本を除く他の移送用管の、吐出ポンプと上記のバ
ルブとの間に、一定の圧力を保持しながら液状物
を排出する機能を有した背圧装置を設け、１）或
る液状物を、連結前の移送用管のうちの１本に通
して、これに設けられた吐出ポンプによつて送液
し、２）この間、１）の液状物は性状の異なる液
状物を、連結前の他の移送用管に通して、これに
設けられた吐出ポンプ及び背圧装置によつて、
１）に於る液状物の送液の流量・圧力と等しくな
るように、流量及び圧力を制御しながら液状物を
システム外に排出し、３）連結前の移送用管を連
結する際に設けられる上記のバルブを操作して、
１）の液状物から２）の液状物に切り替える場合
には、吐出ポンプ及び背圧装置の作用によつて、
連結前の各移送用管内の液状物の流量・圧力は全
て均一に保たれ、各々の移送用管から供給される
性状の異なる液状物を切り替えた場合にも、切り
替えは非常にスムーズかつ連続的に行なわれて、
送液の流量・圧力も一切変動しないことを見出し
た。

本発明は、上記の知見に基づいてなされたもの
で、その要旨は、液状物を移送用管に供給するた
めの装置、該移送用管、該移送用管の途中に設け
られた吐出ポンプ、以上の送液装置を少なくとも
２連設けてなてり、該送液装置は、バルブを介し
て１本の他の移送用管に連結され、少なくとも該
送液装置の１連を除いた残りの送液装置には、該
吐出ポンプ及び該バルブの途中に、所定の圧力を
保持しながら液状物を排出する機能を有した背圧
装置を設けたことを特徴とする、性状の異なる２
種以上の液状物を所定の圧力・流量で連続的に送
液可能な送液システムである。

以下、図面に基づいて本発明について詳しく説
明する。

第１図は、本発明の好ましい一態様を示すフロ
ー図である。本発明送液システムで、製品タンク
１及び吐出ポンプ３を備えた移送用管８と、製品
タンク２、吐出ポンプ４及び背圧装置５を備えた
移送用管９は、三方バルブ６を介して、１本の移
送用管１０に連結される。また、上記の背圧装置
５は、移送用管９の吐出ポンプ４と三方バルブ６
の間に、三方バルブ７を介して移送用管９に連結
する配管に設けられる。

実際にこの送液システムを稼動させる場合に
は、先ず液状物は、これを移送用管に供給するた
めの装置、例えば製品タンク１から移送用管８内
に供給され、移送用管８の途中に設けられた吐出
ポンプ３によつて移送用管１０に送られる。ここ
で、吐出ポンプ３は、比較的定量性の高いピスト
ン型ポンプ、スネーク型ポンプ、ロータリー型ポ
ンプ等を使用することが好ましく、これらは他の
ポンプ、例えば送液流量の大きいセントリフユー
ガルポンプ等と組合せて、移送用管８に設けるこ
ともできる。

尚、上記の場合に、三方バルブ６の移送用管
８，９，１０の間は全て開放、又は、移送用管
８，１０の間は開放・移送用管８，１０と移送用
管９の間は閉鎖の状態にある。但し、三方バルブ
６の三方全てが開放される場合は、三方バルブ７
の移送用管９の三方バルブ７より前方及び背圧装
置５に繋がる配管と、移送用管９の三方バルブ７
より後方の間は、閉鎖の状態にある必要がある。

この状態に於て、液状物が製品タンク１から移
送用管１０に流される間に、上記の液状物とは性
状の異なる液状物が、製品タンク２から移送用管
９内に供給され、移送用管９の途中に設けられた
吐出ポンプ４及び背圧装置５を経てシステム外に
排出される。ここで、吐出ポンプ４は、上記の吐
出ポンプ３と同様のもので、定量性を有し、移送
用管９に他のポンプと組み合せて設けることもで
きる。また、背圧装置５は、システムの背圧装置
５より前方部分の圧力を所定の圧力に保持しなが
ら、液状物を排出する機能を有するもので、例え
ば、圧力制御弁（安全弁）、リークの少ないポン
プ、空気圧の制御が可能なタンク等を使用するこ
とが可能である。尚、液状物が固形物を含んだ
り、高粘性の場合には、空気圧の制御が可能なタ
ンク、リークの少ないロータリー型ポンプ等の使
用が特に有効である。

上記の場合について、更に詳しく述べると、上
述のように製品タンク１から供給された液状物が
移送用管１０に流される間は、移送用管９に設け
られた三方バルブ７の移送用管９の三方バルブ７
より前方と背圧装置５に繋がる配管の間は開放、
移送用管９の三方バルブ７より前方及び背圧装置
５に繋がる配管と移送用管９の三方バルブ７より
後方の間は閉鎖の状態にある。したがつて、吐出
ポンプ４から送られた液状物は、三方バルブ７を
経て背圧装置５に送られる。この際、背圧装置５
によつて、システムの背圧装置５より前方の部分
の圧力は、移送用管８の吐出ポンプ３より後方の
部分の圧力（圧力ゲージ１５で測定される圧力）
と均しくなるように制御される。また、これと同
時に、吐出ポンプ４の回転数を調整することによ
つて、背圧装置５を通過した後に排出される液状
物の流量が、移送用管８内の吐出ポンプ３より後
方の部分の液状物の流量と均しくなるように制御
される。上記の場合は、例えば、吐出ポンプ３よ
り後方の液状物の流量を測定する流量計Ａと、背
圧装置５を通過した後に排出される液状物の流量
（吐出ポンプ４より後方の流量）を測定する流量
計Ｂとを設けて、流量計Ｂの測定値が流量計Ａの
ものと同じになるように、吐出ポンプ４の回転数
を調節すればよい（流量計Ａ，Ｂは共に図示せ
ず）。この場合、流量計Ａ及びＢの測定に基づい
て、吐出ポンプ４の回転数を自動的に調節するよ
うな適当な制御系をこれらの間で組むこともでき
る。尚、前記のような方法により、特定の２種の
液状物を同じ流量で送液する場合における吐出ポ
ンプ３及び４の各々の回転数が経験的に求められ
るので、以降は吐出ポンプ３及び４の回転数を上
記の回転数にして、流量制御を実施すればよい。

以上の操作によつて、吐出ポンプ４を通過した
後の液状物の流量及び圧力は、吐出ポンプ３を通
過した後の液状物の流量・圧力と均しいものとな
る。尚、上記の場合に、背圧装置５を通過した後
にシステム外に排出される液状物を、再度製品タ
ンク２に回収して、循環させることができること
は言うまでもない。

次に、液状物が所定量あるいは所定時間製品タ
ンク１から移送用管１０に流されると、三方バル
ブ６の移送用管８，１０の間は閉鎖され、移送用
管９，１０の間が開放され、またこれと同時に、
三方バルブ７の移送用管９と背圧装置５に繋がる
配管の間は閉鎖され、移送用管９の前後の間が開
放される。上記の操作によつて、移送用管１０に
送られる液状物は、製品タンク１から供給される
ものから、製品タンク２からのものへ瞬時に切り
替えられる。この際、上述のように、製品タンク
２から供給されて、吐出ポンプ４を通過後の液状
物の流量及び圧力は、液状物の性状にかかわら
ず、予め吐出ポンプ３を通過後の液状物の流量・
圧力と均しく制御されているため、性状の異なる
液状物に切り替えた際にも、移送用管１０を通る
液状物の流量及び圧力は全く変動せず、切り替え
操作も非常にスムーズに行なわれる。

尚、第１図に於て、液状物の供給装置及び吐出
ポンプを備えた送液装置（連結前の移送用管）
は、２連設けられているが、本発明送液システム
では、これに限らず、上記の送液装置を３連以上
の複数設けることもできる。上記の場合には、例
えば３連の移送装置によると、性状の異なる液状
物を各々の送液装置に送り、順次これらを切り替
えることによつて、性状の異なる３種の液状物を
所定の流量・圧力で連続的に送液することが可能
となる。

また、第１図に於て、背圧装置５は移送用管９
にのみ設けられているが、本発明送液システムで
は、少なくとも連結前の送液装置の、１連を除い
た残りの送液装置に背圧装置が設けられればよ
く、全ての送液装置の吐出ポンプ及び連結の際に
設けられるバルブの間に、背圧装置を設けること
もできる。

上記の場合には、例えば２連の送液装置を設
け、各々に背圧装置を設けると、１）先ず、或る
液状物を移送用管のうちの１本に送液し（この
際、当該移送用管に設けられた背圧装置は稼動さ
せず）、２）この間、１）とは性状の異なる液状
物を他の移送用管に送り、これに設けられた吐出
ポンプ及び背圧装置によつて、流量・圧力を１）
の送液と均しく制御しながらシステム外に排出
し、３）次に１）の液状物から２）の液状物へ切
り替えを行ない、４）２）の液状物が送液される
間に、１）の移送用管に設けられた背圧装置を稼
動させて、１），２）とは性状の異なる新たな液
状物を１）の移送用管に送り、１）の移送用管の
吐出ポンプ及び背圧装置によつて、流量・圧力を
２）の送液と均しく制御しながらシステム内に排
出し、５）２）の液状物から１）の液状物へ切り
替えることによつて、性状の異なる３種の液状物
を所定の流量・圧力で連続的に送液することが可
能となる。尚、上記の操作を繰り返すことによつ
て、性状の異なる更に多種類の液状物を送液可能
となることは言うまでもない。

また、第１図に於て、連結前の移送用管を連結
する際に設けられるバルブは、移送用管の分岐点
に設けられるが、上記バルブは、上述のように液
状物の切り替えが可能であれば、連結前の移送用
管の吐出ポンプより後方（背圧装置が設けられる
場合は、背圧装置より後方）の任意の場所に設け
ることができ、また形状も三方バルブに限定され
ない。

次に、上述した本発明送液システムを、例えば
無菌処理システムに使用した場合について説明す
る。

一般に、無菌処理システムを実際に稼動させる
場合には、第１段階として、作業開始前システム
全体の無菌性を確保するために、あらかじめ加圧
下で130〜150℃の熱水により30分以上保持して殺
菌し（装置滅菌）、第２段階として、上記の装置
滅菌の状態で冷却器を稼動し（水運転）、第３段
階として、上記の水運転から実際の処理物に切り
替え完全に実際の処理物に切り替える（実液運
転）、以上の各段階を追って稼動される。第１図
に示す、本発明送液システムを使用した無菌処理
システムに於て、加熱器１１、ホールデイングチ
ユーブ１２、冷却器１３及び無菌タンク１４、記
載の順で、上述の送液システムの移送用管１０よ
り繋がる配管に設けられる。

ここで、加熱器１１は、高温処理が可能なプレ
ート式、チユーブ式、表面掻き取り式等の各種熱
交換器、スチームインジエクシヨン式の加熱装置
等の使用が可能であり、必要な場合には、これら
は連設して使用される。尚、液状物が固形物を含
んだり、高粘性の場合は、表面掻き取り式熱交換
器の使用が特に有効である。また、冷却器１３と
しては、上記の加熱器１１と同様の各種熱交換器
等を使用する。

また、無菌タンク１４は、例えば圧力センサー
１７及び圧力コントローラー１８を備え、圧力セ
ンサー１７でタンク内の圧力を感知し、圧力コン
トローラー１８でコントロールバルブ１９を操作
して、タンク内の圧力を、空気圧によつて絶えず
一定に制御する機能を有し、かつ耐圧性のもの
で、また必要な場合、攪拌機能を有するものであ
る。

尚、上記無菌タンク１７の、空気圧の制御は、
エアーレギユレーター等によつて行なうこともで
きる。但し、完全無菌製品を望む場合には、タン
ク１４に注入される空気は、例えば、除菌エアー
フイルターを通した無菌エアーである必要があ
る。

上記の無菌処理システムを実際に稼動させる場
合には、先ず最初の装置滅菌の段階では、製品タ
ンク１からシステム内に供給された水は、吐出ポ
ンプ３から、移送用管８，１０を経て加熱器１１
に送られ、通常130〜150℃に加熱される。加熱器
１１で加熱された熱水は、ホールデイングチユー
ブ１２及び冷却器１３（稼動していない）を経
て、背圧装置２０を通過した後にシステム外に排
出される。この場合に、背圧装置２０は上述の背
圧装置５と同様の機能を有し、システム内には、
吐出ポンプ３及び上記背圧装置２０によつて沸騰
抑制圧（背圧）がかけられ、水は、加熱器１１に
よつて充分に加熱滅菌されるとともに、この熱水
によつて、製品となる液状物が通る配管及び機器
の滅菌が行なわれる。一方、無念タンク１４は、
別途蒸気等で加熱滅菌される。

また、上記の無菌タンク１４には、装置滅菌終
了後無菌エアーが導入され、圧力センサー１７、
圧力コントローラー１８及びコントロールバルブ
１９を操作することにより、無菌タンク１４は、
一定の圧力で無菌状態に保たれる。

次に、水運転は、冷却器１３を稼動する以外
は、上記の装置滅菌の場合と同様にして行なわれ
る。この場合も、システム内には背圧装置２０に
よつて背圧がかけられる。

上記の装置滅菌、水運転が行なわれる間、水と
全く性状の異なる液状物、例えば、固形物を含ん
だ液状物、高粘性の液状物等が、製品タンク２か
ら移送用管９内に供給され、吐出ポンプ４及び背
圧装置５を経てシステム外に排出される。この
際、上述の操作によつて、吐出ポンプ４を通過し
た後の液状物の流量及び圧力は、吐出ポンプ３か
ら移送用管８，１０を経て加熱器に送られる水の
流量・圧力と全く均しく制御される。

次に水運転が終了すると、上述のようにして、
三方バルブ６で切り替え操作が行なわれ、三方バ
ルブ１６の地点で、水から固形物を含んだ液状物
（高粘性の液状物）に完全に切り替わつた時点で、
三方バルブ１６の冷却器１３と無菌タンク１４の
間が開放、冷却器１３・無菌タンク１４と背圧装
置２０の間が閉鎖される。上記の操作によつて、
水に代えて、製品タンク２から供給された固形物
を含んだ液状物（高粘性の液状物）が、移送用管
１０に送られ、加熱器１１、ホールデイングチユ
ーブ１２、冷却器１３を経て、無菌タンク１４に
回収される（実液運転）。この場合に、システム
内には、吐出ポンプ４及び無菌タンク１４で制御
される空気圧によつて背圧がかけられ、製品は沸
騰せずに充分高温で殺菌される。

上記のような本発明送液システムを適用した、
無菌処理システムによれば、水運転から実液運転
に切り替わる際に、液状物の性状が異なる場合で
も、加熱器１１及びホールデイングチユーブ１３
に送られる液状物の流量及び圧力は、絶えず一定
であるため、液状物は同一条件で加熱滅菌され
る。したがつて、従来の送液システムを使用した
無菌処理システムでは、例えば、処理物が水から
高粘性の液状物に切り替わると、吐出ポンプの回
転数が均しい場合には、高粘性液の吐出量が水の
吐出量を上回り、このため、高粘性液の滅菌装置
内での滞留時間が短くなつたり、加熱器の加熱能
力が追いつかず、必要な滅菌温度を下回つて、滅
菌不良になり易く、無菌ゾーンへの菌の浸入の恐
れがあつた。また、これを防止するために、予め
装置滅菌や水運転の段階で、滅菌条件を高めに設
定すると、実液運転に切り替わつた際に、加熱過
度による製品の品質劣化が生じた。しかし、上述
のように、本発明送液システムを無菌処理システ
ムに使用すれば、全く性状の異なる液状物を切り
替えた場合にも、液状物は絶えず一定の最適条件
で滅菌されるため、細菌のコンタミの発生及び製
品の品質保持の両面で全く問題はなくなり、か
つ、そのための操作も極めて簡便である。

尚、上記の本発明送液システムを使用した無菌
処理システムに於て、システム内に背圧をかける
ための背圧装置は特に限定されず、例えば、圧力
制御弁、リークの少ないポンプ、空気圧の制御が
可能なタンク等をシステムの殺菌装置より後方に
設けて背圧がかけられる。尚、上述の空気圧の制
御が可能なタンクを使用すれば、圧力の制御が空
気を媒体として行なわれるため、システム内に非
常に安定的に背圧をかけることができまた液状物
が固形物を含んだり、高粘性の場合にも、目詰り
等を起こさず、良好に背圧をかけることができ
る。したがつて、これを本発明送液システムと併
用した場合には、性状の異なる２種以上の液状物
を極めて安定な条件で、連続的に滅菌処理するこ
とが可能となる。

以上のように、本発明送液システムによれば、
性状の異なる２種以上の液状物を所定の流量・圧
力で連続的に送液可能であり、特に液状の食品や
医薬品を商業的無菌状態にまで滅菌する無菌処理
システムに使用する場合に非常に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明送液システムを適用した無菌
処理システムの一実施例を示すフロー図である。１，２……製品タンク、３，４……吐出ポン
プ、５，２０……背圧装置、６，７，１６……三
方バルブ、８〜１０……移送用管、１１……加熱
器、１２……ホールデイングチユーブ、１３……
冷却器、１４……無菌タンク、１５，１５′……
圧力ゲージ、１７……圧力センサー、１８……圧
力コントローラー、１９……コントロールバル
ブ。

Claims

【特許請求の範囲】１液状物を常圧を越える圧力下で送液するため
の送液システムであつて、液状物を移送用管に供
給するための装置、該移送用管、該移送用管の途
中に設けられた吐出ポンプ、以上の装置からなる
送液装置を少なくとも２連設けてなり、該送液装
置はバルブを介して１本の他の移送用管に連結さ
れ、少なくとも該送液装置の１連を除いた残りの
送液装置には、該吐出ポンプ及び該バルブの途中
に、所定の圧力を保持しながら液状物を排出する
機能を有した背圧装置を設けたことを特徴とす
る、性状の異なる２種以上の液状物を所定の圧
力、流量で連続的に送液可能な送液システム。２送液システムが無菌処理システム用のもので
ある特許請求の範囲第１項記載の送液システム。