(57)【要約】【課題】熱交換部表面への食品残渣の付着を防止し、また、付着物の薬品洗浄性を改善する。【解決手段】食品と接触する表面側を、ＰＥＥＫ、ＰＰ、ＰＥＴ、ＰＶＤＦ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のエンジニアリングプラスチックで被覆した食品プロセス用熱交換器。金属よりも熱伝導性の低いプラスチックで食品と接触する表面を被覆したため、熱伝導が緩和され、熱交換部表面での食品の急激な温度上昇が防止され、この結果、従来と同じ加熱温度においても、食品残渣が付着しにくいものとなる。また、付着した食品残渣の固着も防止され、洗浄性が改善される。エンジニアリングプラスチックであれば、耐熱性に優れるため、食品プロセス用熱交換器としての使用温度に問題なく適用可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品と接触する表面側をエンジニアリングプラスチックで被覆したことを特徴とする食品プロセス用熱交換器。
【請求項２】
エンジニアリングプラスチックがＰＥＥＫ、ＰＰ、ＰＥＴ、ＰＶＤＦ、ＰＦＡ、及びＰＴＦＥからなる群から選ばれる１種以上である請求項１に記載の食品プロセス用熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、牛乳、マヨネーズ、チーズ、しょう油、各種飲料、油脂製品等の食品の調製ないし加工等のプロセスにおいて、食品の調製、殺菌のための加熱等に用いられる熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、牛乳、マヨネーズ、チーズ、しょう油、各種飲料、油脂製品等の食品プロセスにおいて、食品の調製や殺菌、加工のための加熱等に用いられる熱交換器の熱交換部表面は、熱交換効率、耐食性等に優れる点から、ステンレス等の金属で構成されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
しかし、熱交換部表面が金属で構成された従来の食品プロセス用熱交換器にあっては、金属製の熱交換部表面に食品が直接接触することで、食品中の成分であるタンパク質等が熱交換部表面に付着し、この付着表面で更に加熱を受けることにより凝固、固着し易いという問題があった。
【０００４】
このように、熱交換器の熱交換部表面にタンパク質等の食品残渣が付着すると、熱交換器の熱交換効率を低下させる上に、熱交換部の温度制御が困難となり、この結果、殺菌等の工程において加熱条件等を正確に制御することができなくなる。
【０００５】
このため、従来においては、このような付着物による問題を防止するために、定期的にプロセスの運転を停止して、熱交換器の薬品洗浄が行われている。この洗浄は、通常、付着物の組成や形態に応じて、適当な酸、アルカリ等の薬剤を用い、薬剤注入、加温、浸漬、循環、薬剤押出洗浄等の工程を経て実施されている。また、これらの付着物による汚染が激しく、薬品洗浄では除去できない場合には、熱交換器を解体し、ブラッシング等で直接熱交換部表面の付着物を除去するための清掃作業が行われる。
【０００６】
しかし、このような熱交換器の薬品洗浄のためには、連続操業を中断する必要があり、また、多くの時間と手間を要し、更に熱交換器を解体して行う清掃にはより一層の時間と手間を要するものであることから、このような熱交換部表面への食品残渣の付着の問題がない、或いは付着が低減され、また薬品による洗浄性に優れた食品プロセス用熱交換器が求められている。
【０００７】
なお、食品プロセス用ではなく、超純水製造用の熱交換器においては、熱交換部表面から金属不純物が溶出して超純水の純度が低下することを防止するために、超純水と接触する熱交換部表面にＰＥＥＫの被覆層を設けたものが提案されている（特許文献２）。
【特許文献１】「果汁・果実飲料事典」（社団法人日本果汁協会監修（朝倉書店）１９７８年９月発行）第４７頁
【特許文献２】特許第３１７２７３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の如く、従来の食品プロセス用熱交換器では、熱交換部表面への食品残渣の付着の問題があり、このような付着物の防止ないしは低減、更には付着物の洗浄性の向上が求められていた。
【０００９】
従って、本発明は、熱交換部表面への食品残渣の付着の問題がない、或いは付着が低減され、また洗浄性に優れた食品プロセス用熱交換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明（請求項１）の食品プロセス用熱交換器は、食品と接触する表面側をエンジニアリングプラスチックで被覆したことを特徴とする。
【００１１】
請求項２の食品プロセス用熱交換器は、エンジニアリングプラスチックがＰＥＥＫ、ＰＰ、ＰＥＴ、ＰＶＤＦ、ＰＦＡ、及びＰＴＦＥからなる群から選ばれる１種以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の食品プロセス用熱交換器は、食品と接触する表面側がエンジニアリングプラスチックで被覆されているため、熱交換部表面への食品残渣の付着が防止され、また、その洗浄性も改善される。
【００１３】
即ち、熱交換部表面が金属で構成されている従来の食品プロセス用熱交換器にあっては、金属の熱伝導性が高いために、瞬間的に大量の熱が食品側に伝導し、このことが食品残渣が熱交換部表面に付着し、更に、凝固、固着させる原因となっていた。
【００１４】
本発明の食品プロセス用熱交換器では、金属よりも熱伝導性の低いプラスチックで食品と接触する表面を被覆したため、熱伝導が緩和され、上述のような熱交換部表面での食品の急激な温度上昇が防止され、この結果、従来と同じ加熱温度においても、食品残渣が付着しにくいものとなる。また、付着した食品残渣の固着も防止され、洗浄性が改善される。
【００１５】
なお、エンジニアリングプラスチックであれば、耐熱性に優れるため、食品プロセス用熱交換器としての使用温度に問題なく適用可能である。
【００１６】
本発明において、エンジニアリングプラスチックとしては、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシフルオロポリマー）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等が好ましく、特に、ＰＥＥＫは、性能面、耐久性等の面で好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明の食品プロセス用熱交換器の実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】
本発明の食品プロセス用熱交換器は、食品と接触する熱交換部表面を含めて、食品と接触する表面が、エンジニアリングプラスチックで被覆されていること以外は、一般的に食品プロセスで用いられている熱交換器と同様の構成とされ、その型式には特に制限はなく、プレート型熱交換器、チューブ型熱交換器等を採用することができる。
【００１９】
このような熱交換器の食品と接触する表面を被覆するエンジニアリングプラスチックとしては、好ましくは、ＰＥＥＫ、ＰＰ、ＰＥＴ、ＰＶＤＦ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等、或いはこれらの２種以上が挙げられる。
【００２０】
プラスチックは徐々に温度を上昇させると、無変化領域（吸熱領域）、溶融領域、分解領域（燃焼領域：焦げる領域から燃焼に変化）を経て最終的には燃焼する。熱交換器のコーティングを行うためには溶融温度領域の広いプラスチックであることが好ましい。図１に各種プラスチックの熱特性を示すが、このグラフからも明らかなように、ＰＥＥＫは溶融温度領域の広いプラスチックであり、コーティング材料として適している。ＰＥＡ、ＰＶＤＦ、ＰＴＦＥも溶融温度領域の広いものであるが、コーティング性能や耐久性（寿命）等の面から、コーティング材料としてはＰＥＥＫが好ましい。
【００２１】
なお、ＨＴ−ＰＶＣ（耐熱ポリ塩化ビニル）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などは溶融温度領域が狭く、温度上昇と共に直ちに焦げる可能性があるため、コーティング材料としては好ましくない。
【００２２】
本発明においては、ステンレス、チタン、アルミニウム、銅等で構成されている熱交換器の金属製の熱交換部材等の表面を、上述のようなエンジニアリングプラスチックで被覆する。このような金属製熱交換部材等の表面をエンジニアリングプラスチックで被覆する方法としては、これらの熱交換部材の表面に粉状のプラスチックを付着させて加温溶融させて表面に融着させる方法、溶融させたプラスチックを金属表面に塗って付着させる方法、或いは溶融させたプラスチックの中に熱交換部材を漬けて付着させる方法等があり、ＰＥＥＫ等のエンジニアリングプラスチックはいずれの方法も採用可能である。なお、エンジニアリングプラスチックによるコーティング層の形成に際しては、これらの熱交換部材に対してプライマー処理等の前処理を施しても良い。
【００２３】
このようなエンジニアリングプラスチックで形成されるコーティング層の厚さとしては特に制限はないが、１０〜１００μｍ程度とすることが好ましい。このコーティング層の厚さが薄過ぎると、コーティング層を形成したことによる急激な熱伝導の緩和効果を十分に得ることができず、このため、食品残渣の付着防止及び洗浄性の改善効果を十分に得ることができない。コーティング層の厚さが過度に厚いと熱伝導効率が低下するおそれがあり、また、形成コストが高くつき不利である。
【００２４】
このような本発明の食品プロセス用熱交換器は、牛乳、マヨネーズ、チーズ、しょう油、各種飲料、油脂製品等の食品の調製ないし殺菌、加工等のための加熱用熱交換器として有用であり、その熱交換部表面への付着物防止効果、洗浄性改善効果により、薬品洗浄頻度、薬品洗浄時間の低減を図り、長期に亘り、高い熱交換効率、高精度の熱交換制御にて連続運転を行うことができる。
【実施例】
【００２５】
以下に、実験例及び実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００２６】
実施例１
金属プレートとＰＥＥＫコーティングプレートを使用して食品が付着した後の剥離性を調べる試験を行った。
【００２７】
試験材料としての通常のプレート型熱交換器に使用しているＳＵＳ−３０４プレートとＳＵＳ−３０４プレートの表面に厚さ５０μｍのＰＥＥＫコーティングを施したプレートを用いた。
【００２８】
試験は食品の付着状態を作るために各プレート面に表１に記載の各種食品を滴下し、プレート面が１４０〜１５０℃になるように背面から加熱を加え、食品を乾固させた。次に、乾固面にセロハン粘着テープを貼り付けて１〜２分後に瞬間的に引き剥した（ＪＩＳ−Ｋ−５４００  ８．５．２（４）（ｅ）に基づく）。剥離後のプレート表面の付着物の状況を目視で観察し、下記基準で評価して結果を表１に示した。  
［評価基準］
◎：付着物残量０％。付着物が全く残っていない状態
○：付着物が１０％未満残っている状態
△：付着物が１０以上５０％未満残っている状態
×：付着物が５０％以上残っている状態
【００２９】
【表１】
2006200815.tif 000003
【００３０】
表１より明らかなように、ＳＵＳ−３０４プレートでは剥離しにくい付着物であってもＰＥＥＫコーティングプレートであれば容易に剥離できる。この結果から、熱交換器の食品と接触する表面をエンジニアリングプラスチックで被覆することにより、食品残渣の付着を大幅に軽減できることがわかる。
【００３１】
実施例２
食品の付着性を確認するために図２に示すミニ熱交換器（内面大きさ：２０ｃｍ×５ｃｍ×０．５ｃｍＨ。表面積：１００ｃｍ２）を試作し、試験を行った。この熱交換器は、試料流通側部材１と蒸気流通側部材２とが熱交換プレート３を介してボルト４及びナット５により一体化されたものであり、蒸気流通側部材１には試料入口１Ａと試料出口１Ｂが設けられている。また、蒸気流通側部材２には、蒸気入口２Ａと蒸気出口２Ｂが設けられている。
【００３２】
熱交換プレート３としては、ＰＥＥＫコーティング（コーティング厚み５０μｍ）３Ａを施したＳＵＳ−３０４プレート３Ｂを、ＰＥＥＫコーティング３Ａ面が試料側となるように設けた。
【００３３】
この熱交換器の蒸気流通側に約１４０℃の蒸気を通気すると共に、試料流通側に試料として豆乳液（２０重量％）を２０ｍＬ／分で通液して、熱交換プレート３の試料流通面（ＰＥＥＫコーティング３Ａ面）側への付着性を評価した。
【００３４】
比較のため、熱交換プレート３としてコーティング無しのＳＵＳ−３０４製プレートを用いて同様の試験を行った。
【００３５】
試料の付着性は試料の通液時間と熱交換器表面への食品残渣付着による入口圧力（差圧）の上昇傾向を測定することにより評価した。
【００３６】
試験結果は図３に示すように、ＳＵＳ−３０４プレートを用いた場合は通液開始から８時間程度で圧力上昇傾向を示すのに対し、ＰＥＥＫコーティングプレートを用いた場合は３０時間程度でゆるやかな圧力上昇傾向を示した。
【００３７】
これらの結果から、熱交換器の食品と接触する表面をエンジニアリングプラスチックでコーティングすることにより、メンテナンス頻度（洗浄頻度）が低減され、装置稼動効率を大幅に向上できることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】各種プラスチックの熱特性を示すグラフである。
【図２】実施例２で用いた試験用熱交換器を示す模式的断面図である。
【図３】実施例２の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３９】
１  試料流通側部材
２  蒸気流通側部材
３  熱交換プレート
３Ａ  ＰＥＥＫコーティング
３Ｂ  ＳＵＳ−３０４プレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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