JPH0813259B2

JPH0813259B2 - 熱処理システム

Info

Publication number: JPH0813259B2
Application number: JP63295116A
Authority: JP
Inventors: 良郎山中; 太小塚; 正典寺山
Original assignee: Kikkoman Corp
Current assignee: Kikkoman Corp
Priority date: 1988-11-21
Filing date: 1988-11-21
Publication date: 1996-02-14
Anticipated expiration: 2011-02-14
Also published as: JPH02142458A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は醸造業或いは食品加工業等における熱処理シ
ステムの内、コロイド状（粒径１〜100mμ）或いは懸濁
状（粒径100mμ以上）の分散系を成し、時として粘質を
呈することの多い有機組成の液状原料を対象とするシス
テム、特に、滅菌、変性等の加熱プロセスを受持つもの
に関する。

（従来の技術）斯かる技術分野の熱処理システムは、例えば、特開昭
61−228250号公報等に見る如く、原料を送給するポンプ
と、ポンプから供給された原料に熱処理を施す流体回路
とを備えて構成され、通常であれば、処理系つまり流体
回路中での最適原料流量が分っており、当然ながら、こ
れを維持することに異存はないが、その際、システムを
余りいじると、当業界の場合、最終製品への影響、特
に、味覚や香りの微妙な変化を予測し難く、一段落する
まで長期間の試行錯誤を要することから、好結果を期待
できない。

そこで、従来は、性能の比較的安定したポンプを選定
して、吐出量の最適値を経験的に割出し、この値に設定
した状態で連続運転を行なうに留めていた。

（発明が解決しようとする課題）然るに、こうしたポンプは、一般に熱処理前後におい
て原料の粘度が一定である事を前提として性能の安定性
が論じられており、熱処理により原料の粘度が大きく変
化する場合、ポンプ自体としては与えられた条件内で正
常に機能していても、システム全体から見れば、吐出量
が設定値を踏み外す結果となることを否めず、まして処
理系内の原料に最適流量の維持を期すことは難しく、処
理温度のバラつきから収量の低下につながらざるを得な
い。

この点、当分野の熱処理システムは、例えば、デンプ
ン質の糊化に見る如く、対象となる原料に比較的大幅な
粘度変化を招来し得る条件で熱処理を施す場合が少なく
ない。

これは、処理系の外に視点を置いてみたとき、流体回
路が圧力的に能動なメカニズムを発動し得るに等しく、
そうした場合、従来方式の侭では、粘度変化の小康を座
して待つよりは無いことを意味している。

本発明は斯かる従来の熱処理システムにおける問題点
を有効に解決すべく為されたもので、その目的とする処
は、従来よりの構成を余りいじることなく、処理系の能
動的メカニズムに好便に対処し得る熱処理システムを提
供するにある。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成すべく本発明は、有機組成の原料を送
給するポンプをモーノポンプとし、流体回路を流れる原
料の流量を検出し、検出流量に応じた信号でポンプの回
転数を制御することにより、熱処理系の最適流量を維持
するようにした。

（作用）上記手段によれば、実質的に、ポンプへフィードバッ
ク制御を掛けるに等しく、従って、吐出量の強制的安定
化が可能となり、しかも設備構成上必要な措置を、フィ
ードバックラインの付設程度に留め得る。

（実施例）以下、本発明を、熱源と被処理物間に熱媒を介在させ
て加熱を行なう間接加熱型の熱処理システムに適用した
実施例に付き、添付図面に基いて詳細な説明を行なう。

先ず、第１図及び第２図を参照して、熱媒を被処理物
と接触させない非接触式システムの例を示す。

第１図は非接触式熱処理システムの流れ概要図、第２
図は同システムの流体回路を構成する熱交換ユニットの
縦断面図である。

図中、S1は非接触式熱処理システムの全体を表し、同
システムS1は、液状原料Mlを非接触熱媒としての熱湯Wh
で比較的緩やかに加熱して変性処理を行なう為のもの
で、システム的には、原料Mlを所要量送給する供給系Sf
と、供給された原料Mlに熱処理を施す処理系Sp1とを備
えて成り、設備として捉えれば、ホッパー10に貯溜した
原料Mlをフィードポンプ11に通し加圧給球するフィード
ラインLfと、熱湯Whを熱媒とする熱交換器20に原料Mlを
通して加熱処理し処理済原料Mpを排出するプロセスライ
ンLp1とで構成されている。

ポンプ11は、脈動の少ないモーノポンプとするのが好
ましい。モーノポンプは、一重ねじのロータが二重ねじ
のステータ内を、偏心運動をしながら回転するポンプで
あり、構造が簡単で、固形粒子を含んだ粘性の液体も差
支えなく、自吸能力があるなどの特長をもつ。ポンプ11
は、これを駆動する電動モータ12を備え、モータ12は、
リード線13を介してコントローラ14から送られた制御信
号Scに応じ作動する。

モータ12は信号Scの大小に応じて回転数を増減し、信
号Sc一定の場合、回転数が負荷に略反比例するものと
し、一方、コントローラ14は、単独でモータ12を制御す
る場合、ポンプ11に、その二次圧が正常であれば、最適
流量を吐出させ得るように設定されているものとする。
従って、原料Ml又はMpの粘度が上がり、ポンプ11の二次
圧が大きくなって、負荷が増大したような場合、（単独
制御であれば）信号Scの大きさが当初の設定値に保たれ
た侭変化しないことから、漏れ等によりポンプ11の吐出
量が低下して、最適流量を維持できなくなる。

熱交換器20は横置のユニット21を複数段積上げ直例に
接続したもので、各ユニット21は、第２図に示すよう
に、ストレートな原料導通用内管22と、これを同軸に囲
繞する熱湯導通用外管23から成り、原料流過時その流束
を直径振分けに二分して180度位相をずらすスワールプ
レート24が90度ピッチで内管22の略全長に亘り連設され
ている。

本実施例では、以上において、プロセスラインLp1を
実際に流れている原料Mpの流量を検出する検出器１を熱
交換器20の下流側に取付け、その検出信号Sd1を伝える
リード線２をモータコントローラ14に接続してフィード
バック制御を掛けることにより、制御信号Scの大きさを
適宜増減せしめ、以って、モータ12の回転数を制御して
ポンプ流量を一定に保持し、ポンプ11に常に最適流量を
吐出させるようにしている。

次いで、第３図及び第４図を参照し、熱媒を被処理物
に直接接触させる接触式システムの例を述べる。

第３図は接触式熱処理システムの流れ概要図、第４図
は同システムの流体回路を構成するスチームインジェク
ターの縦断面図で、前の実施例と同様なものは同じ参照
番号で表されている。

図中、S2は接触式熱処理システムの全体を表し、同シ
ステムS2は、液体原料Mlに熱媒としての蒸気Stを直接混
入接触させ、比較的速やかに加熱して滅菌処理を行なう
為のもので、システム面では、処理系Sp2の加熱方式
が、また、設備面では、プロセスラインLp2をスチーム
インジェクター40で構成し、その原料流量検出信号Sd2
をモータ12のコントローラ14に入力している点が、前実
施例と相違している。

インジェクター40は、原料導通管41とこれに平行なス
チームヘッダー42を複数本の傾斜ノズル43…でつないだ
構造のもので、プロセスラインLp2の原料流量が誤検出
されない程度に蒸気Stの吹込み量を抑えてある。

最後に、第５図を参照して、接触非接触併用式熱処理
システムの例を説明しておく。

第５図は同システムの流れ図で、前の実施例と同様な
ものは同じ参照番号で表されている。

図中、S3は接触非接触併用式熱処理システムの全体を
表し、本システムS3は、前記接触式システムS2の供給系
Sfと処理系Sp2との間に、非接触式システムS1の処理系S
p1を介在せしめたもので、設備的には、フィードライン
LfとプロセスラインLp2をプロセスラインLp1で直列につ
ないだ構成を有し、下流側に位置するプロセスラインLp
2の原料流量検出信号S d2がコントローラ14にフィード
バックされている。尚、接続位置での温度条件と圧力条
件が整合すれば、プロセスラインLp1とLp2の接続順序を
逆にし、ラインLp1からの検出信号S d1をフィードバッ
クさせるようにしても良い。

以上、いずれの実施例においても、従来よりの構成、
つまり、フィードバック系1,2を除いた各システムS1〜S
3の構成を余りいじることなく、処理系Sp1,Sp2の能動的
メカニズム、即ち、ポンプ11の二次圧押上げに逐一対処
することができる。

こゝで、非接触式熱処理システムS1と、これよりフィ
ードバック系を取除いた従来システムとの比較実験例を
示しておく。

設備仕様ポンプ11:モーノポンプ2NEL−20 吐出量max1,200l/hr 兵神装備（株）製熱交換器20 段数、接続:6段直列ユニット21:内径23mm 長さ1.25m スワールプレート34枚検出器1:電磁流量計MET−Y442−C6−2F 山武ハネウェル（株）製コントローラ14:デジタル指示調節計山武ハネウェル（株）製プロセス仕様原料Ml:フラワーペースト熱媒Wh:熱湯加熱条件原料側：温度入口 40℃ 出口 115℃ 熱媒側：温度入口 150℃ 出口 140℃ 実験結果システムS1 設定流量 200l/hr 加熱時流量 200l/hr 従来システム設定流量 200l/hr 加熱時流量 30l/hr 次いで、接触式熱処理システムS2の性能試験結果を二
種の原料Mlにつき例示しておく。

原料Ｉ名称：フラワーペースト（コーンスターチ、粉乳、練
乳、脱脂粉乳、グラニュー糖、バニラエッセンス、油、
水等の混合液）粘度：処理前 3,000CP（40℃）処理後 80,000CP（40℃）温度：プロセス入口 40℃ 加熱処理 120℃ 処理量:200l/hr 菌数（個/g）一般生菌：処理前 4,000 処理後＜ 10 耐熱菌：処理前 2,000 処理後＜ 10 大腸菌：処理前（＋）処理後（−）原料II 名称：カスタードクリーム（コーンスターチ、牛乳、卵
黄、脱脂粉乳、グラニュー糖、バニラエッセンス、油、
水等の混合液）粘度：処理前 3,000CP（40℃）処理後 10,000CP（40℃）温度：プロセス入口 40℃ 加熱処理 120℃ 処理量:200l/hr 菌数（個/g）一般生菌：処理前 4,000 処理後＜ 10 耐熱菌：処理前 2,000 処理後＜ 10 大腸菌：処理前（＋）処理後（−）尚、前記実施例において、モータ12のコントローラ14
の回路詳細並びにその配設位置は、これを適宜選定し得
ること明らかであろう。

（発明の効果）以上の説明により明らかな如く、本発明によれば、原
料を送給するポンプをモーノポンプとし、熱処理システ
ムの処理系に位置する流体回路中の原料流量を検出し、
検出流量に応じた信号でポンプの回転数を制御して、最
適流量を維持するようにしているので、従来よりの構成
を余りいじることなく、処理系の能動的メカニズムに逐
一対処することができ、下流側に負荷の変動があったと
しても流量に変動がなく常に一定となり、その結果、処
理温度も安定し、収量が増す。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を熱媒加熱型の熱処理システムに適用した
実施例に付いてのもので、第１図は非接触式システムの
流れ図、第２図は同システムを構成する熱交換ユニット
の縦断面図、第３図は接触式システムの流れ図、第４図
は同システムを構成するスチームインジェクターの縦断
面図、第５図は接触非接触併用式システムの流れ図であ
る。尚、図中、１は流量検出器、２はリード線、11はフィー
ドポンプ、12はモータ、14はコントローラ、20は熱交換
器、40はスチームインジェクタ、Lfはフィードライン、
Lp1,Lp2はプロセスライン、Mlは液体原料、Mpは処理済
原料、S1は非接触式熱処理システム、S2は接触式熱処理
システム、S3は接触非接触併用式熱処理システム、Scは
制御信号、Sd1,Sd2は検出信号、Sfは供給系、Sp1,Sp2は
処理系、Stは蒸気、Whは熱湯を表している。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機組成の原料を送給するポンプと、該ポ
ンプより供給された原料に熱処理を施して原料粘度を比
較的大幅に変化せしめ得る流体回路とを備えて成り、上
記ポンプは吐出量が二次圧に左右され、上記熱処理は最
適の原料流量が知られている熱処理システムにおいて、
前記ポンプをモーノポンプとし、前記流体回路を流れる
原料の流量を検出し、検出流量に応じた信号でポンプの
回転数を制御して、前記最適流量を維持するようにした
熱処理システム。
【請求項２】前記流体回路は原料と触媒とに非接触状態
で熱を交換させ合う為の機構を備えて成る請求項１記載
の熱処理システム。
【請求項３】前記流体回路は原料に熱媒を直接接触させ
る為の機構を備えて成る請求項１記載の熱処理システ
ム。