(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
飲料用液状物が流動する配管に取り付けた測熱抵抗管の検温部のスケール防止装置であって、該スケール防止装置は攪拌部を有し、該攪拌部は、攪拌軸と、該攪拌軸を中心として測熱抵抗管の検温部を取り囲み、その外周を回転する羽根と、該羽根の先端に設けられ前記測熱抵抗管の検温部が挿入される孔を有し、前記測熱抵抗管の外周部に取り付けられるガイドと、からなるスケール防止装置。
【請求項２】
前記羽根は、ステンレススチール、チタン合金またはポリテトラフルオロエチレンからなる請求項１記載のスケール防止装置。
【請求項３】
前記羽根の回転により回転軸方向に流れが生じることを特徴とする請求項１記載のスケール防止装置。
【請求項４】
前記羽根は、前記検温部の長手方向の全長にわたりその外周部を回転する請求項１記載のスケール防止装置。
【請求項５】
飲料用液状物が流動する配管に取り付けた測熱抵抗管の検温部のスケール防止装置であって、該スケール防止装置は攪拌部を有し、該攪拌部は、攪拌軸と、該攪拌軸を中心として測熱抵抗管の検温部を取り囲み、その外周を回転する羽根と、該羽根の先端に設けられ前記測熱抵抗管の検温部が挿入される孔を有し、前記測熱抵抗管の外周部に取り付けられるガイドと、からなるスケール防止装置を使用する測熱抵抗管により流動する液状物の温度を検知する工程と、前記検知工程において検知された温度に応じて加熱量を調節し液状物を加熱する工程と、を含む液状物の加熱方法。
【請求項６】
前記加熱工程において、直接加熱方式を採用する請求項５記載の液状物の加熱方法。
【請求項７】
前記加熱工程において、間接加熱方式を採用する請求項５記載の液状物の加熱方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、飲料用液状物を対象とする測熱抵抗管に使用するスケール防止装置およびそのスケール防止装置を使用する改良された加熱方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
温度測定や熱線検出には、測熱抵抗管が広く用いられている。測熱抵抗管のほかには、熱電対温度計があり、熱電対温度計は、熱起電力を利用した温度計である。熱起電力は、異種金属の両端を接合して閉回路を作り、その両端を異なる温度に保つことにより発生し、温度差に応じて発生する熱起電力も異なるから、検流計を用いて温度の測定や熱線の検出が可能である。熱電対温度計には、白金・白金ロジウム、タングステン・モリブデン、アルメル・クロメル、鉄・コンスタンタン、銅・コンスタンタンなどが用いられ、測定感度を上げるために、多数の熱電対温度計を直列に接続した熱伝堆を用いる場合もある。
【０００３】
飲料用液状物の中には、牛乳や青汁などのように製造後、販売までの間に加熱殺菌することが義務付けられているものがあり、健康食品として市場に流通している青汁を例に挙げると、８５℃で３０分間または１２０℃で２秒間の加熱処理をする必要がある。このような温度の管理は、通常、測熱抵抗管を利用して行なわれる。
【０００４】
しかし、青汁は５０℃以上に加熱すると、液体の特性が変化し、凝集や付着が生じやすくなる結果、加熱温度を制御するために配管内に挿入してある測熱抵抗管の検温部に、加熱処理をした青汁が凝集し、付着し、スケールとなって成長するため、運転開始後１０分程度でスケールを除去しなければならない場合もあり、生産性や作業性を向上させる必要がある。また、測熱抵抗管の検温部にスケールが付着すると、測熱抵抗管の感度が低下し、真の温度を表示するまでに時間がかかるようになるため、温度管理が十分に行なわれず、義務付けられている殺菌温度を維持できなかったり、必要以上に加熱して青汁の香りや味を損なう事態も発生しやすい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、測熱抵抗管におけるスケールの発生を防止し、飲料用液状物の加熱処理の生産性、作業性を向上しようとするものである。また、本発明は、飲料用液状物の加熱処理時における温度制御を改良し、過熱などを防止し、飲料用液状物の品質低下を防止しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のスケール防止装置は、飲料用液状物が流動する配管に取り付けた測熱抵抗管の検温部のスケール防止装置であって、スケール防止装置は攪拌部を有し、攪拌部は、攪拌軸と、攪拌軸を中心として測熱抵抗管の検温部を取り囲み、その外周を回転する羽根と、羽根の先端に設けられ測熱抵抗管の検温部が挿入される孔を有し、測熱抵抗管の外周部に取り付けられるガイドと、からなることを特徴とする。
【０００７】
撹拌部の羽根は、ステンレススチール、チタン合金またはポリテトラフルオロエチレンからなるものが好ましく、羽根の回転により回転軸方向に流れが生じるものが好ましい。また、検温部の長手方向の全長にわたりその外周部を回転する羽根が好ましい。
【０００８】
本発明の液状物の加熱方法は、飲料用液状物が流動する配管に取り付けた測熱抵抗管の検温部のスケール防止装置であって、スケール防止装置は攪拌部を有し、攪拌部は、攪拌軸と、攪拌軸を中心として測熱抵抗管の検温部を取り囲み、その外周を回転する羽根と、羽根の先端に設けられ測熱抵抗管の検温部が挿入される孔を有し、測熱抵抗管の外周部に取り付けられるガイドと、からなるスケール防止装置を使用する測熱抵抗管により流動する液状物の温度を検知する工程と、検知工程において検知された温度に応じて加熱量を調節し液状物を加熱する工程と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
加熱方式は、直接加熱方式でも、間接加熱方式でもいずれも好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明のスケール防止装置は、飲料用液状物が流動する配管に取り付けた測熱抵抗管の検温部のスケール防止装置であって、測熱抵抗管の検温部の外周部を回転する羽根を有する撹拌部からなる。
【００１１】
本発明のスケール防止装置を配管に取り付けた状態を図１に示す。液状物が流動する配管５には、測熱抵抗管１およびスケール防止装置４が取り付けられている。スケール防止装置４は、撹拌部３と、取り付け部６と、駆動部７と、からなり、撹拌部３は、羽根３ａと、撹拌軸３ｂと、ガイド３ｃと、からなる。羽根３ａは、測熱抵抗管１の検温部２の外周部を回転する。
【００１２】
図２に、羽根２３ａと、撹拌軸２３ｂと、ガイド２３ｃと、からなる撹拌部２３の形状を例示する。図２（ａ）は平面図であり、図２（ｂ）は正面図である。
【００１３】
羽根の材質は、腐食しにくく、剛性が大きい点では、ステンレススチールが好ましい。ステンレススチールには、たとえばＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６などがある。羽根の材質は、軽量であり、耐腐食性に優れる点では、チタン合金が好ましい。チタン合金には、たとえば高温領域で安定なα型、展伸性および鋳造性に優れるα＋β型、チタン合金中で最も強力なβ型がある。また、羽根の材質は、非粘着性であり、耐久性が大きい点では、ポリテトラフルオロエチレンが好ましい。
【００１４】
羽根の形状は、たとえばスクリュウ状のように、羽根の回転により回転軸方向に流れが生じるものが好ましい。羽根の回転により回転軸方向に流れが生じると、測熱抵抗管の検温部における液状物の流れがそれだけ速くなり、スケールの発生を抑える効果が向上する。
【００１５】
羽根の枚数は、スケールの発生を十分に防止でき、製造も容易である点で、２枚から５枚が好ましい。
【００１６】
羽根の大きさは、測熱抵抗管における検温部の長手方向の全長にわたりその外周部を回転する大きさが、検温部の全長にわたってスケールの発生を防止できる点で、好ましい。
【００１７】
羽根と検温部との間隙は、１ｍｍ〜１０ｍｍが好ましく、２ｍｍ〜５ｍｍがより好ましい。間隙が１ｍｍ未満になると、検温部は可撓性があるため、検温部と羽根とが接触する危険が大きくなる。一方、間隙が１０ｍｍより大きくなると、羽根の回転によるスケールの防止効果が不十分になる。
【００１８】
羽根と配管の内壁との間隙は、１０ｍｍ以下が好ましい。１０ｍｍ以下であると、羽根の回転により配管内における液状物の液温が均一になり、正確な測熱を容易にし、温度制御も正確になる。
【００１９】
羽根には、ガイドを設けることが好ましい。ガイドを設けて、検温部を固定することにより、検温部と羽根とが接触する危険を小さくすることができる。
【００２０】
撹拌部の回転数は、２０ｒｐｍ以上が好ましく、３０ｒｐｍ以上がより好ましい。２０ｒｐｍ未満であると、検温部におけるスケール防止効果が不十分になる。
【００２１】
本発明のスケール防止装置は、サスペンジョンまたはエマルジョンである飲料用液状物の処理に好適である。青汁や繊維飲料などのサスペンジョンやエマルジョンは、処理温度により凝集し付着する傾向があり、これらの液状物の測熱に際して、本発明のスケール防止装置は有効に機能し得る。
【００２２】
本発明の液状物の加熱方法は、スケール防止装置を使用する測熱抵抗管により流動する液状物の温度を検知する工程と、検知工程において検知された温度に応じて加熱量を調節し液状物を加熱する工程と、を含むことを特徴とする。
【００２３】
本発明の加熱方法の例を図３に示す。この例では、液状物は加熱工程でスチーム加熱された後、検知工程において測熱抵抗管により液温が検知される。検知工程において検知された温度は制御盤で電気信号に変えられ、加熱用スチームに信号を送る。検知温度が、設定温度より高いと加熱用スチームのバルブが絞られ、設定温度より低いと加熱用スチームのバルブが広げられる。また設定温度と検知温度との差の大小に応じて、バルブの開度が調節される。
【００２４】
測熱抵抗管の検温部にスケールが付着すると、検知感度が低下するため、実際の温度を検知するまでに時間がかかるようになる。たとえば処理している青汁の温度が上昇している場合に、青汁が設定温度である８５℃になっても直ちに８５℃と検知せず、７０℃と検知する結果、過剰のスチームが青汁に加えられ、青汁の味や香りが低下する。一方、処理している青汁の温度が下降している場合に、青汁が設定温度の８５℃になっても直ちに８５℃とは検知せず、１００℃と検知する結果、必要量のスチームがしばらくの間、加えられず、検知温度が８５℃になるまでの間は加熱殺菌が不十分になる。本発明では、測熱抵抗管には、スケール防止装置が取り付けられ、検温部にスケールが付着しないため、検知感度が高い。したがって、処理している青汁の温度が上昇していても下降していても、８５℃の青汁は直ちに８５℃と検知するから、青汁の品質を低下させることがなく、設定どおりの加熱処理を施した青汁を得ることができる。
【００２５】
加熱方式には、直接加熱方式と間接加熱方式とがある。直接加熱方式は、液状物に直接スチームなどを注入して加熱する方式であり、温度調節を短時間に行なうことができ、設備も簡素化できる点で好ましい。一方、間接加熱方式は、熱交換器を通して、プレートやチューブなどに一旦、熱を移してから加熱する方式であり、低い設定温度での加熱やマイルドな加熱が可能であり、また牛乳などのようにスチームなどで直接加熱することが認可されていない場合でも利用することができる点で好ましい。
【００２６】
（実施例１）
ＳＵＳ３０４製の板状２枚羽根を有する撹拌部からなるスケール防止機を測熱抵抗管に取り付けて、３０ｖｏｌ％の青汁について、スチームによる直接加熱方式で、１２０℃で８秒間処理するように設定し、１時間運転した。運転後、測熱抵抗管を取り出して、観察したところ、検温部にスケールは認められなかった。つぎに図４に示すように、測熱抵抗管４１を温度８６℃の温水４８に入れて検知温度を調べた。調査結果を図５に実線で示す。
【００２７】
（比較例１）
スケール防止機を取り付けなかった以外は実施例１と同様にして、１時間加熱処理をした。その後、測熱抵抗管を取り出して、観察したところ、付着したスケールのため検温部が、外部からじかには見えない状態であった。実施例１と同様に、温度８６℃の温水に入れて、検知温度を調べた。調査結果を図５に破線で示す。
【００２８】
（比較例２）
ブランクとして、未使用の測熱抵抗管について、同様に、温度８６℃の温水に入れて検知温度を調べた。調査結果を図５に点線で示す。
【００２９】
図５のデータから明らかなとおり、本発明のスケール防止機を取り付けた測熱抵抗管（実施例１）は、温水に入れてから１５秒間程度経過した時に、未使用の測熱抵抗管（比較例２）の検知温度と同様の温度を検知した。これに対して、本発明のスケール防止機を取り付けなかった測熱抵抗管（比較例１）では、未使用の測熱抵抗管（比較例２）の検知温度と同様の温度を検知するまでに１５０秒間程度要しており、検知温度の立ち上がりが遅いことがわかった。
【００３０】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、測熱抵抗管におけるスケールの発生を防止し、飲料用液状物の加熱処理の生産性、作業性を向上することができる。
【００３２】
また、飲料用液状物の加熱処理時における温度制御を改良し、過熱などを防止し、飲料用液状物の品質低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のスケール防止装置を配管に取り付けた状態を示す断面図である。
【図２】  （ａ）は、本発明のスケール防止装置に取り付ける撹拌部の平面図であり、（ｂ）は、撹拌部の正面図である。
【図３】  本発明の加熱方法を示す工程図である。
【図４】  測熱抵抗管の試験方法を示す図である。
【図５】  測熱抵抗管の試験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１  測熱抵抗管、２  検温部、３  撹拌部、３ａ  羽根、４  スケール防止装置、５  配管。
【図１】
0003641614.tif 000002
【図２】
0003641614.tif 000003
【図３】
0003641614.tif 000004
【図４】
0003641614.tif 000005
【図５】
0003641614.tif 000006