(57)【要約】【課題】加熱された液体と混合物用原料とを混合して液体混合物を生成し、かつ該液体混合物を適温にまで冷却する工程を自動的に行い得る混合物生成装置及び混合物生成方法を提供する。【解決手段】供給される液体（Ｌ）を加熱するヒーター（４）と、ヒーター（４）にて加熱された液体（Ｌ）を熱交換する第１の熱交換器（３）と、粉ミルクと第１の熱交換器（３）にて熱交換された液体（Ｌ）とを混合してミルク（Ｍ）を生成する調乳部（５）と、調乳部（５）にて生成されたミルクを熱交換する第２の熱交換器（６０）とが設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給される液体を加熱する液体加熱部と、
上記液体加熱部にて加熱された液体を熱交換する第１の熱交換器と、
混合物用原料と上記第１の熱交換器にて熱交換された液体とを混合して液体混合物を生成する混合部と、
上記混合部にて生成された液体混合物を熱交換する第２の熱交換器とが設けられていることを特徴とする混合物生成装置。
【請求項２】
前記液体加熱部と第１の熱交換器との間の流路には、開閉度を調整可能な第１の弁を介して前記混合部に接続される第１の分岐流路が設けられていることを特徴とする請求項１記載の混合物生成装置。
【請求項３】
前記液体加熱部に供給される液体と、前記混合部にて生成された液体混合物が第２の熱交換器にて熱交換される液体とは、共用されるようになっていることを特徴とする請求項１記載の混合物生成装置。
【請求項４】
前記第１の熱交換器は、前記液体加熱部に供給される液体と該液体加熱部にて加熱された液体との間で熱交換することにより、上記液体加熱部に供給される液体の温度を上昇させ、かつ上記液体加熱部にて加熱された液体を冷却して７０℃以上の温度範囲に保つことを特徴とする請求項１、２又は３記載の混合物生成装置。
【請求項５】
供給される液体を加熱する液体加熱工程と、
加熱された液体を第１の熱交換器にて熱交換する第１の熱交換工程と、
混合物用原料と上記第１の熱交換器にて熱交換された液体とを混合して液体混合物を生成する混合工程と、
生成された液体混合物を第２の熱交換器にて熱交換する第２の熱交換工程とを含むことを特徴とする混合物生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混合物用原料と高温の液体とを自動で混合し、液体混合物を生成する混合物生成装置及び混合物生成方法に関するものである。より詳しくは、混合物用原料としての乾燥粉末乳（粉ミルク）に高温液体を供給することにより液体混合物としてのミルクを生成し、そのミルクを適温に冷却する機能を持つ乳児用の粉末乳調乳装置及びその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＷＨＯ（世界保健機関：World Health Organization）とＦＡＯ（国連食糧農業機関：Food and Agriculture Organization of the United Nations）とによって、「乳児用乾燥粉末乳の安全な調乳、保存及び取扱いに関するガイドライン」が共同作成された。
【０００３】
このガイドラインによれば、乳児用乾燥粉末乳つまり乳児用の粉ミルクに関して、エンテロバクター・サカザキ等への感染による乳児の重篤な疾患や死亡との関連が報告されている。また、上記感染への防止対策としては、乳児に与える乾燥粉末乳の調乳用の混合物水は、７０℃以上に沸かしたものを使用しなければならないとされている。さらに、ガイドラインには、以下の具体的な調乳方法が記載されている。
（１）乾燥粉末乳（粉ミルク）を調乳するところの表面を清掃し消毒する。
（２）石鹸と清浄な水とで手指を洗い、清潔な布又は使い捨てのナプキンを用いて水分を拭き取る。
（３）十分な量の安全な水を沸騰させる。
（４）火傷に気をつけて、７０℃以上にまで冷却した適量の沸騰させた水を、清潔で滅菌済みのコップ又は哺乳ビンに注ぐ。
（５）表示された量の乾燥粉末乳を正確に量って加える。
（６）水道の流水の下に置くか、冷水又は氷水の入った容器に静置することにより、授乳に適した温度まで短時間で冷却する。
（７）哺乳用コップ又は哺乳ビンの外側を清潔な布又は使い捨ての布で拭き、乾燥粉末乳の種類、乳児の名前若しくは識別番号、調乳した日付と時刻、又は調乳した職員の名前等の必要な情報を表示する。
（８）非常に高温の湯が調乳に使用されるため、乳児の口に火傷を負わさないよう、授乳する前に授乳温度を確認することが不可欠である。
（９）調乳後２時間以内に消費されなかった乾燥粉末乳は、全て廃棄すること。
【０００４】
ここで、乳児に与えるミルクは、母乳の温度や体温等を勘案し、４０℃程度が適温とされている。このため、乾燥粉末乳を調乳し、乳児に与える混合物とするためには、７０℃以上に沸騰させた液体を用いて調乳した後、混合物を４０℃程度にまで冷却する必要がある。
【０００５】
乳児用のミルクを調乳するための従来の装置及び方法としては、例えば特許文献１及び特許文献２に開示されている調乳装置が知られている。
【０００６】
特許文献１に開示された調乳装置では、調乳用水を保管するタンクに設置されたヒーターにて調乳用水を加熱することによって殺菌する。また、コリオリ式質量流量計にて高温の調乳用水の供給流量を調整する。これにより、インラインで自動調乳することができるようになっている。
【０００７】
また、例えば特許文献２に開示されている調乳装置では、ある量の温水によって混合物の総量に必要な量の調合乳を混合した濃縮物を調製する。そして、その濃縮物に対して混合物の最終体積に達するように、ある低い温度の液体を加えることによって、適温のミルクを調整するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２５２４２７号公報（２００７年１０月４日公開）
【特許文献２】特表２０１０−５２４５５０公報（２０１０年７月２２日公表）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の混合物生成装置及び混合物生成方法では、以下の問題点を有している。
【００１０】
まず、特許文献１に開示された調乳装置では、煮沸殺菌された水にてミルクを作製することは自動で行えるが、ミルクの冷却に関しては、自動で行うことはできず、人の手によって行う必要がある。しかしながら、哺乳瓶等の容器に入ってしまった混合物は冷却し難く、冷却容器を用いても５分以上の冷却時間が必要となる。特に、生後間もない乳児に乾燥粉末乳を調乳して与える場合は、数時間おきにミルクを与える必要がある上、夜間も与える必要がある。このため、哺乳瓶を冷やすといった煩わしい作業は極力なくすことが望ましく、利便性の観点から課題がある。
【００１１】
次に、特許文献２に開示された調乳装置では、ミルクの作製から冷却までの一連の作業を自動で行うことはできるが、濃縮物を希釈する必要がある。このため、温水と冷却水とを混ぜ合わせるための撹拌・混合工程を必要とする。しかしながら、その際、ミルク内に大量の空気等の気泡を含有する可能性がある。ミルク内に気泡等が含まれると、乳児の胃の中に空気が入り易くなり、大きなげっぷ等が出易く、その拍子による吐き戻しの原因となる。
【００１２】
また、げっぷの排出が不十分な場合には夜泣き等の原因となる。さらに、乾燥粉末乳の溶け残りを防ぐためには、多量の高温水を用いて濃縮物を作製する必要がある。そのため、調乳後のミルクを一定温度かつ一定量に調整するためには、常温以下の冷却水を用いる必要があり、調乳装置内には必ず冷却装置を備えておく必要がある。冷却装置により冷却水の水温を下げて一定に保持するためには、電源ＯＮから調乳を開始することが可能となるまでに長時間必要となる。また、冷却装置を備える必要がある等、コスト的な観点においても課題がある。さらに、調乳方法としては、「乳児用乾燥粉末乳の安全な調乳、保存及び取扱いに関するガイドライン」による安全な調乳方法とは異なる。
【００１３】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、加熱された液体と混合物用原料とを混合して液体混合物を生成し、かつ該液体混合物を適温にまで冷却する工程を自動的に行い得る混合物生成装置及び混合物生成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一態様における混合物生成装置は、上記の課題を解決するために、供給される液体を加熱する液体加熱部と、上記液体加熱部にて加熱された液体を熱交換する第１の熱交換器と、混合物用原料と上記第１の熱交換器にて熱交換された液体とを混合して液体混合物を生成する混合部と、上記混合部にて生成された液体混合物を熱交換する第２の熱交換器とが設けられていることを特徴としている。
【００１５】
本発明の一態様における混合物生成方法は、上記の課題を解決するために、供給される液体を加熱する液体加熱工程と、加熱された液体を第１の熱交換器にて熱交換する第１の熱交換工程と、混合物用原料と熱交換された液体とを混合して液体混合物を生成する混合工程と、生成された液体混合物を第２の熱交換器にて熱交換する第２の熱交換工程とを含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一態様によれば、加熱された液体と混合物用原料とを混合して液体混合物を生成し、かつ該液体混合物を適温にまで冷却する工程を自動的に行い得る混合物生成装置及び混合物生成方法を提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１における混合物生成装置としての粉末乳調乳装置の構成を示すブロック図である。
【図２】上記粉末乳調乳装置の構成を示す斜視図である。
【図３】上記粉末乳調乳装置に設けられた第２の熱交換器の構成を示す分解斜視図である。
【図４】上記粉末乳調乳装置に設けられた第２の熱交換器の構成の一部を破断して示す斜視図である。
【図５】上記粉末乳調乳装置の動作フロー及び使用方法を示すフローチャートである。
【図６】上記粉末乳調乳装置における調乳部直前の液体温度と液体タンク内水温との関係を示すグラフである。
【図７】上記粉末乳調乳装置における第２の熱交換器を通過した液体混合物温度と冷却水供給流量との関係を示すグラフである。
【図８】上記粉末乳調乳装置における第２の熱交換器の熱交換後の冷却水タンク内水温と冷却水タンク容量との関係を示すグラフである。
【図９】上記粉末乳調乳装置における第２の熱交換器を通過した液体混合物温度と冷却水温との関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施の形態２における混合物生成装置としての粉末乳調乳装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態３における混合物生成装置としての粉末乳調乳装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の実施の形態４における混合物生成装置としての粉末乳調乳装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１〜図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００１９】
本実施の形態の混合物生成装置としての例えば粉末乳調乳装置の構成について、図１及び図２に基づいて説明する。図１は、本実施の形態の粉末乳調乳装置１０Ａの構成を示すブロック図である。図２は、本実施の形態の粉末乳調乳装置１０Ａの構成を示す斜視図である。
【００２０】
本実施の形態の混合物生成装置としての粉末乳調乳装置１０Ａは、図１及び図２に示すように、液体を蓄える液体タンク１と、液体タンク１に蓄えられた液体Ｌを供給するための液体供給管路１１及び液体ポンプ２と、供給された液体Ｌを予備加熱し、かつヒーター４の出口からの液体を冷却するための第１の熱交換器３と、該第１の熱交換器３にて予備加熱された液体Ｌを煮沸殺菌するための液体加熱部としてのヒーター４と、煮沸殺菌されかつ第１の熱交換器３にて冷却された液体と混合物用原料としての粉末乾燥乳つまり粉ミルクとをそれぞれ適量に調整及び混合して液体混合物としてのミルクＭを生成するための混合部としての調乳部５と、調乳部５において生成されたミルクＭを任意に設定した温度まで調整するための第２の熱交換器６０と、第２の熱交換器６０から流出したミルクＭを蓄えるためのミルク受け部７と、第２の熱交換器６０を通過するミルクＭを冷却するための冷却水を蓄えるための冷却水タンク８と、冷却水を第２の熱交換器６０内に供給するための冷却水管路１２及び冷却水ポンプ９と、ミルクＭの温度が設定した値になるように液体ポンプ２及び冷却水ポンプ９の出力を調整するための制御記憶部２０とを備えている。
【００２１】
上記液体タンク１は、その内部に、例えば水道水や炭酸水等のミルク調整用の液体Ｌを注ぐことができる。液体タンク１の内部には、該液体タンク１の内部に注がれた液体Ｌの水位を感知するための図示しない水位センサー及び水温を感知するための温度センサーが設けられている。このため、液体タンク１内に注がれた液体Ｌの水位や温度等を感知することができる。
【００２２】
水位センサーとしては、その測定原理や使用方法が異なる様々な方式のセンサーを使用することができる。すなわち、水位センサーには、例えば電極式、磁力式又は水圧式等の種類があるが、液体タンク１内の水位を検知できるものであれば、どの方式のセンサーを使用してもよい。ただし、衛生面の観点から、液体Ｌとは非接触にて検知可能である方式のものを選定することが好ましい。本実施の形態では、例えば、非接触で測定可能なマグネット方式の水位センサーを使用している。
【００２３】
温度センサーも同様に、液体タンク１内の水温を感知できるものであれば、原理や使用方法が異なるいかなる方式のものを使用してもよい。ただし、液体Ｌと非接触にて検知可能であるものが好ましい。
【００２４】
また、液体タンク１には、例えば図示しない活性炭やイオン交換膜からなるフィルタ等を設置し、注がれた液体Ｌ内の不純物や塩素、バクテリアや細菌、イオン系金属類等の成分を除去可能とする構成としてもよい。さらに、液体タンク１に液体Ｌを注いだ直後にヒーター４に供給して加熱することが好ましい。また、液体Ｌを長時間蓄えるために、例えば紫外線照射装置等の殺菌手段を、液体タンク１の上部に設置し、蓄えた液体Ｌに紫外線を照射し、殺菌することができる構成としてもよい。さらに、例えば、液体タンク１と外部の水道蛇口等とを直接接続することにより、液体Ｌを供給できる構造としてもよい。
【００２５】
液体供給管路１１及び冷却水管路１２は、液体タンク１及び冷却水タンク８内に蓄えられた液体Ｌが通るための流路である。液体供給管路１１及び冷却水管路１２の材質としては、例えばＳＵＳ等の金属配管やシリコンやテフロン（登録商標）系の樹脂配管等の配管を使用することができる。好ましくは、食品用途の供給に適した例えばシリコン系の部材を選定することが望ましい。本実施の形態では、液体供給管路１１として、内径φ３ｍｍのシリコンチューブを使用し、例えば液体タンク１や液体ポンプ２等の各パーツとの接続は、ホースクリップ等の固定具を用いて行っている。チューブの材質や内径等のサイズは任意に設定することができる。また、各パーツとの接続は、チューブのサイズ等に適した任意の固定方法を選択することができる。
【００２６】
液体ポンプ２及び冷却水ポンプ９としては、例えばソレノイド方式やダイヤフラム方式等のポンプを使用することができる。本実施の形態では、例えば、最大圧力０．８ＭＰａ、最大流量８００ｃｃ／ｍｉｎのソレノイド方式ポンプを使用している。ポンプの適応圧力や適用流量は、粉末乳調乳装置１０Ａの構成・仕様に合わせて選定することが好ましい。
【００２７】
第１の熱交換器３は、ミルク生成用の液体Ｌの温度を上昇させ、ヒーター４で必要な負荷を低減すると共に、ヒーター４から流出した煮沸した高温の液体Ｌの温度を低下させることができる。特に、煮沸した高温の液体Ｌを調乳部５に直接注いだ場合、ビタミン類等の栄養成分を破壊する恐れがある。このため、本実施の形態の粉末乳調乳装置１０Ａでは、１００℃近い液体Ｌを「乳児用乾燥粉末乳の安全な調乳、保存及び取扱いに関するガイドライン」に則した最低調乳温度である７０℃まで低下させている。これにより、ビタミン類の破壊を極力減少させる構成としている。第１の熱交換器３としては、例えばアルミ製の向流式又は並流式の液−液熱交換器を使用することができる。本実施の形態では、例えば、熱交換効率が比較的高いアルミ製の向流式の液−液熱交換器を使用している。この場合、第１の熱交換器３の材質や内部の形状、構成等は任意に選択してもよい。
【００２８】
ヒーター４は、ミルク生成用の液体Ｌを加熱して煮沸させ、殺菌する。ヒーター４は、形状や構造については問わない。例えばコイル型ヒーター、シートヒーター又はシリコンヒーター等、ヒーター部に供給された液体Ｌを所定時間加熱し、煮沸殺菌させることができるものであればよい。また、本実施の形態のヒーター４には、図示しない温度センサーが設置されており、ヒーター４の加熱温度を常に測定することができるようになっている。
【００２９】
調乳部５は、予めセットしておいた乾燥粉末乳つまり粉ミルクとミルク生成用の煮沸済の液体Ｌとを混合することにより、ミルクＭを調整するものである。本実施の形態の調乳部５では、筐体の下方に乾燥粉末乳を保持するための乾燥粉末乳設置部が設けられている。このため、乾燥粉末乳設置部にミルクＭを生成するために必要な量の任意に設定される乾燥粉末乳を設置するようになっている。調乳部５の側部には、ミルクＭを生成するための液体Ｌを供給するためのノズルが設けられている。このため、ノズルから供給された液体Ｌは、乾燥粉末乳設置部に向けて液体Ｌを放出することができる。放出された液体Ｌは、乾燥粉末乳との接触することによって、徐々に混合されながら溶解し、ミルクＭが生成される。
【００３０】
調乳部５と第１の熱交換器３との配管接続は、例えばワンタッチコネクター等の容易に取り外し可能な構造となっている。このため、粉末乳調乳装置１０Ａの使用者によって、例えば次亜塩素酸ナトリウム液の浸漬等容易に内部の洗浄や殺菌を行うことができる。
【００３１】
また、調乳部５の外壁面には、図示しないコンタクトスイッチが設けられている。このため、取り外された調乳部５が正確にセットされていない場合には、取り付け部の回路が断線するようになっている。
【００３２】
ミルク受け部７は、例えば哺乳瓶等の生成されたミルクＭを蓄えるための容器を設置する場所である。ミルク受け部７は、受け皿状の容器の上方にメッシュ構造の蓋が取り付けられた構造となっており、例えばこぼしたミルクＭ等を排水することが可能である。
【００３３】
冷却水タンク８は、調乳部５にて調整されたミルクＭの温度を、第２の熱交換器６０において任意の温度に調整するための熱交換用の冷却水ＣＷを蓄えるために用いられる。その内部に蓄える冷却水ＣＷとしては、例えば、水道水や市販クーラント液体等を使用することができ、なるべく比熱の大きな液体を使用することが好ましい。ただし、粘度等の物性が非常に高い場合には冷却水ＣＷの循環が困難となるため、冷却水ポンプ９の動作仕様に合わせて選定することがより好ましい。冷却水タンク８の内部には、液体タンク１と同様に図示しない液体水位を感知するための水位センサー及び水温を感知するための温度センサーが設けられている。このため、冷却水タンク８内に注がれた液体の水位や温度等を感知することができる。また、冷却水タンク８には、ペルチェ等の冷却ユニット等を設置し、冷却水ＣＷの温度を調整する構成としてもよい。
【００３４】
第２の熱交換器６０は、調乳部５で調整された乾燥粉末乳と冷却水ＣＷとの熱交換を行うことにより、任意に設定したミルクＭの温度に調整するものである。第２の熱交換器６０としては、第１の熱交換器３と同様の液―液熱交換器を使用することができる。第２の熱交換器６０の流路の片方には、高温の流体として調乳部５で調整した混合物を流入させる。
【００３５】
また、第２の熱交換器６０は、冷却水管路１２を介して冷却水タンク８及び冷却水ポンプ９に接続されている。このため、冷却水タンク８内部に蓄えられた冷却水ＣＷが、冷却水ポンプ９によって第２の熱交換器６０に送られ、第２の熱交換器６０内部の流路内を通過することにより熱交換が行われる。したがって、本実施の形態の第２の熱交換器６０は、熱交換が完了した冷却水ＣＷは、冷却水タンク８に戻される循環サイクル構造となっている。
【００３６】
本実施の形態では、第２の熱交換器６０には、第１の熱交換器３と同様の液−液熱交換器を使用している。また、第２の熱交換器６０と調乳部５及び冷却水管路１２との接続は、調乳部５と同様に例えばワンタッチコネクターの様な簡便に取り外しが可能な構造となっている。このため、粉末乳調乳装置１０Ａの使用者によって、例えば次亜塩素酸ナトリウム液の浸漬等容易に内部の洗浄や殺菌を行うことができる。また、第２の熱交換器６０も調乳部５と同じく外壁面には、図示しないコンタクトスイッチが設けられており、取り外された第２の熱交換器６０が正確にセットされていない場合には、回路が断線することとなる。
【００３７】
ここで、第２の熱交換器６０は、ミルクの熱交換を行うので、洗浄、消毒および状態確認が容易である。
【００３８】
そこで、本実施の形態の第２の熱交換器６０は、以下の構成を有している。本実施の形態の第２の熱交換器６０の構成について、図２、図３及び図４に基づいて、詳細に説明する。図３は本実施の形態の第２の熱交換器６０の構成を示す分解斜視図である。図４は本実施の形態の第２の熱交換器６０の構成の一部を破断して示す斜視図である。
【００３９】
本実施の形態の第２の熱交換器６０は、図２、図３及び図４に示すように、容器形状を有する第１の流路形成部材としての流路形成第１部材６１及び流路形成第２部材６２と、第１の流路形成部材の内側に、第１の流路形成部材に対して取り外し可能に配置された第２の流路形部材としての流路形成第３部材６３とを備えている。
【００４０】
第１の流路形成部材としての流路形成第１部材６１及び流路形成第２部材６２は、容器形状の周壁部の内周面の径が上部から下部に向かって漸次小さくなる。また、冷却水ＣＷを流す第１流路６４が、周壁部内である流路形成第１部材６１と流路形成第２部材６２との間に形成されている。
【００４１】
また、第１の流路形成部材の内周面を形成する流路形成第２部材６２と第２の流路形成部材としての流路形成第３部材６３との間には、冷却水ＣＷと熱交換されるミルクＭを流す螺旋状の第２流路６５が形成されている。さらに、流路形成第３部材６３は、波板状部材にてなっている。
【００４２】
この構成によれば、第１の流路形成部材を構成する流路形成第１部材６１及び流路形成第２部材６２は容器形状の周壁部の内周面の径が上部から下部に向かって漸次小さくなっている。このため、第１の流路形成部材の内側に第２の流路形部材を配置することにより、第１の流路形成部材の内周面と第２の流路形成部材との間に螺旋状の第２流路６５を容易に形成することができる。また、このようにして形成される第２流路６５は、１周分の径が上部（上流側）から下部（下流側）に向かって漸次小さくなっている。
【００４３】
また、第２流路６５は螺旋状に形成されて流路長が長くなっているので、第２流路６５を流れるミルクＭと第１流路６４を流れる冷却水ＣＷとの熱交換効率が良好となる。さらに、流路形成第３部材６３は波板状部材にてなっているので、空冷するための表面積が多くなり、ミルクＭの冷却効率が高くなっている。
【００４４】
また、第２の流路形部材は、第１の流路形成部材に対して取り外し可能に配置されているので、第２の流路形部材を取り外すことにより、第２流路６５の洗浄、消毒及び状態確認を容易に行うことができるものとなる。
【００４５】
この結果、本実施の形態の第２の熱交換器６０は、熱交換効率が良好であり、かつ流体流路の洗浄、消毒及び状態確認が容易であり、ミルクＭの冷却に適しているといえる。
【００４６】
次に、上記の構成を備えた粉末乳調乳装置１０Ａにおける動作フロー及び使用方法について、図５に基づいて説明する。図５は、本実施の形態の粉末乳調乳装置１０Ａの動作フロー及び使用方法を示すフローチャートである。
【００４７】
最初に、準備作業として、粉末乳調乳装置１０Ａの使用者は、図１に示す液体タンク１及び冷却水タンク８内に、ミルクＭを調整する液体Ｌや冷却水ＣＷを供給する。その後、予め調整に必要な量の乾燥粉末乳を調乳部５内部に投入した後に、粉末乳調乳装置１０Ａに調乳部５及び第２の熱交換器６０の取り付けを実施しておく。
【００４８】
この準備作業が終わった後、図５に示すように、まず、粉末乳調乳装置１０Ａの電源をＯＮする（Ｓ１）。この場合、各液体タンク１及び冷却水タンク８への液体供給、調乳部５並びに第２の熱交換器６０の取り付けは順不同であり、使用者はどの動作から実施してもよい。
【００４９】
粉末乳調乳装置１０Ａの電源がＯＮされると、初期センシング動作を実施する（Ｓ２）。そして、初期センシング動作が完了したか否かについては次ステップ（Ｓ４）に移行する前に確認される（Ｓ３）。
【００５０】
初期センシング動作の対象としては、調乳部５及び第２の熱交換器６０の取り付け確認、並びに液体タンク１及び冷却水タンク８内の水位センサー及び温度センサーによる測定等がある。調乳部５及び第２の熱交換器６０の取り付け確認は、上述したコンタクトスイッチにて実施し、それぞれの部位の取り付けが不十分な場合には、回路が断線する仕組みになっている。したがって、回路の断線有無によって取り付け状態の確認を行うことができる。そして、取り付けが不十分な場合には、例えばブザー等の警告音又はランプ等の点滅等の警告手段を用いて、使用者に伝達し、取り付けの確認や再取り付けの実施を要求する。
【００５１】
水位センサー及び温度センサーによる初期センシング動作は、各液体タンク１及び冷却水タンク８内の水位及び水温の測定を行うことによって実施する。各水位センサー及び温度センサーの測定値には、予め基準値が設けられており、その基準値を超えたか否かにて判断をする。基準値を超えた場合には、ヒーター４に所定の電力が投入され、次々ステップ（Ｓ５）である予備加熱動作が実施される。測定値が基準値を下回る場合には、上述した取り付け確認の場合と同じく、例えばブザー等の警告音又はランプ等の点滅等の警告手段を用いて使用者に伝達する。そして、測定値が基準値を上回るように、例えばタンク内への液体供給等を実施するように使用者に促す。
【００５２】
ここで、液体タンク１における水位センサー、及び温度センサーの基準値の設定方法について説明する。
【００５３】
まず、液体タンク１に設置した水位センサーの基準値については、粉末乳調乳装置１０Ａを動作させたときに、運転動作１回当たりによって生成可能なミルクＭの最大値を基準値としている。最大値以下を基準値として設定した場合、使用者が要求した量に対し、ミルクＭの調整量が下回るケースが生じる可能性がある。そのため、１回の運転において調整可能な量の最大値とすることが好ましい。
【００５４】
次に、液体タンク１の温度センサーの基準値について、図６に基づいて説明する。図６は、第１の熱交換器３から調乳部５へ流入する液体温度と液体タンク１内の液体温度との関係をプロットしたグラフである。
【００５５】
温度センサーの基準値は、第１の熱交換器３の熱交換能力に応じて決定される。まず、図６に示すように、第１の熱交換器３から調乳部５へ流入する液体温度と液体タンク１内の液体温度との関係データを取得する。
【００５６】
ＷＨＯ（世界保健機関：World Health Organization）とＦＡＯ（国連食糧農業機関：Food and Agriculture Organization of the United Nations）とによって共同作成された「乳児用乾燥粉末乳の安全な調乳、保存及び取扱いに関するガイドライン」では、調乳部５に供給される液体温度は７０℃以上と規定されている。このため、調乳部５での温度が７０℃以上となる液体タンク１のタンク内液体温度を基準値として設定する。
【００５７】
調乳部５での温度が７０℃以上にするためには、図６に示すように、液体タンク１のタンク内液体温度は、１５℃以上であればよいことが分かる。そこで、本実施の形態では、温度センサーの基準値を例えば１５℃と設定している。
【００５８】
次に、冷却水タンク８の水位センサー及び温度センサーの基準値の設定方法について、図７〜図９に基づいて説明する。図７は、粉末乳調乳装置１０Ａにおける第２の熱交換器６０を通過したミルクＭの温度と冷却水供給流量との関係を示すグラフである。図８は、粉末乳調乳装置１０Ａにおける第２の熱交換器６０の熱交換後の冷却水タンク内水温と冷却水タンク容量との関係を示すグラフである。図９は、粉末乳調乳装置１０Ａにおける第２の熱交換器６０を通過した液体混合物温度と冷却水温との関係を示すグラフである。
【００５９】
冷却水タンク８に蓄える冷却水ＣＷは、第２の熱交換器６０において冷却水として使用されるため、冷却水ＣＷの量及び温度は、第２の熱交換器６０の熱交換器特性により決定することが望ましい。そこで、まず、一定温度の冷却水ＣＷを冷却水タンク８内に供給し、第２の熱交換器６０の熱交換特性を測定することにより、冷却水ＣＷの供給流量を決定する。
【００６０】
次に、上述のようにして決定した供給流量にて、冷却水タンク容量と熱交換後の冷却水タンク８内の温度上昇を測定する。これによって、冷却水タンク８の最低容量つまり水位センサー位置を決定する。最後に、選択した供給流量及びタンク容量に設定した後、冷却水温度を変化させたときの熱交換器性能の測定を実施する。この結果を基に、冷却水ＣＷの基準温度つまり温度センサーの基準値を決定する。尚。これら評価を実施するときには、第２の熱交換器６０に供給する高温流体の温度は、調乳部５から流出する温度と同じ温度に設定する。
【００６１】
本実施の形態においては、図７に示す冷却水供給流量と第２の熱交換器６０からの高温流体出口温度の関係、及び図８に示す冷却水供給流量と熱交換完了後の冷却水温度の関係により求める。具体的には、熱交換器出口温度が体温に近い４０℃であり、かつ熱交換後の冷却水温度上昇が小さいことから、供給流量として３００ｃｃ／ｍｉｎ、水位センサーの基準値として４００ｃｃとしている。この場合、測定時の冷却水温度は１５℃としている。
【００６２】
また、図９に示す冷却水ＣＷの温度と第２の熱交換器６０からの高温流体出口温度との関係から、本実施の形態では、高温流体出口温度が４０℃近い温度となる冷却水温度１０℃を温度センサーの基準値として設定している。
【００６３】
次に、図５のフローチャートにおける次ステップ（Ｓ４）である冷却水冷却循環動作について説明する。
【００６４】
調乳部５を出たミルクＭと熱交換した後の冷却水ＣＷは、前記図８に示すように、２５〜３５℃程度まで上昇する。また、連続的にミルクＭの生成を繰り返す場合には、冷却水温度はさらに上昇する。そこで、本実施の形態では、連続的にミルクＭの生成をしたとしても、冷却水温度が所定温度以上に上昇することを防ぐために、第２の熱交換器６０を介して、冷却水ＣＷと空気との熱交換を任意時間実施するようにしている。
【００６５】
ミルクＭを生成した後の第２の熱交換器６０内は環境温度の空気が充填されている。このため、予め設定した流量になるよう冷却水ポンプ９を運転動作させることによって、冷却水温度を低下させることができる。その場合、冷却水ポンプ９からの供給流量は任意に設定することができる。しかし、熱交換時の伝熱係数を高め熱交換効率を上げるためには、冷却水ポンプ９からの供給流量は可能な限り高く設定することが好ましい。また、熱交換時間は、冷却水ＣＷの上限温度の設定値に依存する。このため、予め、第２の熱交換器６０を用いて各冷却水入口温度と出口温度とを測定し、上限温度になるまでの時間から熱交換時間を決定することが好ましい。
【００６６】
次に、図５に示す予備加熱動作（Ｓ５）について説明する。
【００６７】
予備加熱動作では、ヒーター４に流入する液体Ｌの温度が、予め設定した温度設定値になるように制御される。本実施の形態では、温度設定値は、例えば５０℃としている。
【００６８】
制御方法としては、例えばＯＮ−ＯＦＦ制御やＰＩＤ（Proportional Integral Derivative）制御等の制御方法を使用することができ、その他の制御方法を用いてもよい。温度設定値については、例えば予備加熱温度からミルクＭ生成時の温度までの加熱時間等のヒーター性能やミルクＭ生成タクト等を考慮し、任意に設定することができる。
【００６９】
尚、本実施の形態では、予備加熱動作は、使用者がミルクＭの生成条件を入力してから、実際にミルクＭが生成されるまでの時間を短縮するため、及びミルクＭ生成を連続的に実施した場合の省エネルギー化等のために行っている。したがって、上記の点等を考慮しない場合には、必ずしも予備加熱動作を実施する必要はない。
【００７０】
図５に示すように、予備加熱動作が終了すると、粉末乳調乳装置１０Ａの使用者は、飲料の生成条件つまりミルクＭの生成条件を入力することができるので、飲料の生成条件が入力されたか否かが判断される（Ｓ６）。ミルクＭの生成条件としては、例えば、ミルクＭの調整量や調整温度等がある。本実施の形態においては、調整量は、例えば、８０ｃｃから２０ｃｃ刻みに設定することができるようになっている。最大調整量としては２４０ｃｃまで調整可能であり、調整温度は４０±５℃にて設定可能となっている。
【００７１】
図５に示すように、ミルクＭの生成条件が入力されると、ミルクＭ生成動作が開始される（Ｓ７）。このミルクＭの生成動作について具体的に説明する。
【００７２】
まず、上述した冷却水条件にて冷却水ポンプ９が駆動を開始し、冷却水管路１２内及び第２の熱交換器６０の流路内に冷却水ＣＷが供給される。このとき、供給される冷却水ＣＷの流量は、上述したミルクＭの生成条件によって入力された調整温度にて可変する。すなわち、冷却水ＣＷの供給流量を変化させることによって、ミルクＭの温度を調整する。
【００７３】
ここで、前記図７のグラフによって、ミルクＭの調整温度Ｙは、
Ｙ＝−０．０９６３×供給流量Ｘ＋α
の関係にて線形近似することができる。このため、使用者によって任意に入力されるミルクＭの調整温度Ｙの値から供給流量Ｘを算出することによって、入力に応じた冷却水ＣＷの供給流量が設定される。
【００７４】
ここで、上記線形近似線は、冷却水ＣＷの温度毎に若干変化する。そのため、予め冷却水ＣＷの温度別に、冷却水供給流量と第２の熱交換器６０からの高温流体出口温度の関係を測定しかつ線形近似線を算出しておくことが好ましい。これによって、冷却水ＣＷの温度に応じて参照する近似線を変更させることによって、より正確にミルクＭの調整温度を制御することが可能となる。
【００７５】
続いて、ミルクＭの生成動作（Ｓ７）においては、ヒーター４に電力が投入され、加熱動作が開始される。このときの投入される電力やヒーター４の温度は、ヒーター４の種類や形状等によって異なる。したがって、本実施の形態では、ヒーター４内での液体滞留時間内において、供給される液体Ｌがヒーター４内部で煮沸することが可能な温度になるように、投入電力量及びヒーター温度が設定される。尚、液体Ｌのヒーター４内での液体滞留時間は、液体ポンプ２によって供給される液体Ｌの流量、及び液体供給管路１１の内径によって決定される。本実施の形態においては、具体的には、例えば、投入電力を１１００Ｗとし、ヒーター温度を１１０℃としている。
【００７６】
ヒーター４が十分な温度になると、液体ポンプ２が駆動し、液体タンク１内の液体Ｌの供給が開始される。液体ポンプ２による供給流量については、任意に設定することができ、第１の熱交換器３の高温温側出口流体温度やミルクＭの生成タクトを考慮して決定することができる。本実施の形態においては、第１の熱交換器３の出口流体温度が７０℃以上となる供給流量として、ミルクＭの生成タクトを例えば２４０ｃｃ／ｍｉｎとしている。
【００７７】
また、ミルクＭの調整量については、例えば、調整量が１２０ｃｃの場合、液体ポンプ２の駆動時間は３０秒というように、液体ポンプ２の駆動時間を調整することによって実施する。液体ポンプ２から供給された液体Ｌは、第１の熱交換器３によって、熱交換され、ある程度温度が上昇した後、ヒーター４内に供給される。
【００７８】
ヒーター４内に供給された液体Ｌは、煮沸・殺菌された後、再度、高温流体として第１の熱交換器３内を通過する。
【００７９】
第１の熱交換器３を通過した液体Ｌは、煮沸温度から７０℃程度まで冷却され、調乳部５に供給される。調乳部５では、液体Ｌは乾燥粉末乳つまり粉ミルクと混合され、約７０℃のミルクＭとして生成される。生成されたミルクＭは、第２の熱交換器６０において任意温度に冷却される。冷却されたミルクＭは、ミルク受け部７に設置された哺乳瓶等の容器内に供給される。
【００８０】
粉末乳調乳装置１０Ａ内のミルクＭの全てがミルク受け部７内の容器内に供給されると、例えばブザーやＬＥＤランプ等による使用者への告知手段によって、使用者に伝達され、混合物生成動作が完了する（Ｓ８）。
【００８１】
ミルクＭの生成動作が完了すると、ヒーター４は予備加熱温度になるように投入電力が減少され、冷却水ポンプ９の動作が停止する。
【００８２】
この結果、本実施の形態の粉末乳調乳装置１０Ａを使用することによって、「乳児用乾燥粉末乳の安全な調乳、保存及び取扱いに関するガイドライン」に順守した上で、ミルクＭを生成し、かつ調乳から任意温度までの冷却を自動で行うことができる。
【００８３】
上述のように、本実施の形態の粉末乳調乳装置１０Ａでは、調乳用の液体Ｌとしての水を供給する供給手段である液体タンク１及び液体ポンプ２と、供給された水の温度を測定するための測定手段である液体タンク１の温度センサーと、調乳用の水の供給量を設定する設定手段である制御記憶部２０と、調乳用の水を加熱するための加熱手段であるヒーター４と、加熱した水を調乳温度に調整するための第１の調整手段である第１の熱交換器３と、乾燥粉末乳と加熱した水とを混合するための混合部としての調乳部５と、調乳部５から流出した液体混合物としてのミルクＭを適切な温度に調整するための第１の調整手段である第２の熱交換器６０とを備えている。
【００８４】
このため、ヒーター４によって常温で供給された調乳用の水が煮沸・殺菌される。その後、ヒーター４にて煮沸された湯は、第１の熱交換器３にて７０℃程度の温度に調整されて調乳部５にて乾燥粉末乳と混合される。
【００８５】
この結果、乾燥粉末乳が持つ栄養成分の破壊等を最少にすることができる。また、ミルクＭの温度を調整する第２の熱交換器６０においては、ミルクＭが哺乳瓶等の容器に流入する前に直接冷却を行う。このため、短時間で効率よくミルクＭを冷却することができる。
【００８６】
また、ミルクＭの温度の調整は、図７〜図９のグラフに基づいた、冷却水ＣＷの水温に応じた冷却水ＣＷの流量テーブルを参照し、冷却水ＣＷの流量をフレキシブルに変動させることによって行う。このため、別途の冷却装置にてミルクＭを冷却する必要がないので、粉末乳調乳装置１０Ａの低コスト化を図ることができる。
【００８７】
また、調整したミルクＭを第２の熱交換器６０を用いてインラインにて冷却するため、気泡の混入を最少にすることができる。
【００８８】
また、本実施の形態の混合物生成方法の手順は、「乳児用乾燥粉末乳の安全な調乳、保存及び取扱いに関するガイドライン」を順守している。さらに、混合物生成過程は全てインラインで実施することから、常温の水を供給してから、任意の温度及び量のミルクＭを短時間で調整することが可能である。
【００８９】
以上のように、本実施の形態の粉末乳調乳装置１０Ａでは、供給される液体Ｌを加熱するヒーター４と、ヒーター４にて加熱された液体Ｌを熱交換する第１の熱交換器３と、乾燥粉末乳つまり粉ミルクと第１の熱交換器３にて熱交換された液体Ｌとを混合してミルクＭを生成する調乳部５と、調乳部５にて生成されたミルクＭを熱交換する第２の熱交換器６０とが設けられている。
【００９０】
また、本実施の形態における混合物生成方法は、供給される液体Ｌを加熱する液体加熱工程と、加熱された液体Ｌを第１の熱交換器３にて熱交換する第１の熱交換工程と、乾燥粉末乳つまり粉ミルクと第１の熱交換器３にて熱交換された液体Ｌとを混合してミルクＭを生成する混合工程と、生成されたミルクＭを第２の熱交換器６０にて熱交換する第２の熱交換工程とを含む。
【００９１】
上記の構成によれば、ヒーター４は、液体加熱工程において、供給される液体Ｌを加熱する。次いで、第１の熱交換器３は、第１の熱交換工程において、ヒーター４にて加熱された液体Ｌを熱交換する。次いで、調乳部５は、混合工程において、乾燥粉末乳つまり粉ミルクと第１の熱交換器３にて熱交換された液体Ｌとを混合してミルクＭを生成する。最後に、第２の熱交換器６０は、第２の熱交換工程において、調乳部５にて生成されたミルクＭを熱交換する。
【００９２】
この結果、加熱された液体Ｌと乾燥粉末乳つまり粉ミルクとを混合してミルクＭを生成し、かつ該ミルクＭを適温にまで冷却する工程を自動的に行い得る粉末乳調乳装置１０Ａ及び混合物生成方法を提供することができる。
【００９３】
また、本実施の形態における粉末乳調乳装置１０Ａでは、第１の熱交換器３は、ヒーター４に供給される液体Ｌと該ヒーター４にて加熱された液体Ｌとの間で熱交換することにより、ヒーター４に供給される液体Ｌの温度を上昇させ、かつヒーター４にて加熱された液体Ｌを冷却して７０℃以上の温度範囲に保つ。
【００９４】
これにより、ヒーター４に流入される液体Ｌが第１の熱交換器３にて予備加熱されるので、ヒーター４での必要電力量を低減することができる。また、ヒーター４にて加熱された液体Ｌが第１の熱交換器３にて、ヒーター４に流入される液体Ｌを用いて熱交換される。このため、調乳部５に流入される液体Ｌの温度を効率よく冷却することができる。さらに、第１の熱交換器３は、ヒーター４にて加熱された液体Ｌを冷却して７０℃以上の温度範囲に保つ。この結果、ＷＨＯ（世界保健機関）とＦＡＯ（国連食糧農業機関）とによって共同作成された「乳児用乾燥粉末乳の安全な調乳、保存及び取扱いに関するガイドライン」を順守した粉末乳調乳装置１０Ａを提供することができる。
【００９５】
また、本実施の形態における粉末乳調乳装置１０Ａでは、第２の熱交換器６０は、容器形状を有する第１の流路形成部材としての流路形成第１部材６１及び流路形成第２部材６２と、第１の流路形成部材の内側に、第１の流路形成部材に対して取り外し可能に配置された第２の流路形部材としての流路形成第３部材６３とを備えている。第１の流路形成部材としての流路形成第１部材６１及び流路形成第２部材６２は、容器形状の周壁部の内周面の径が上部から下部に向かって漸次小さくなり、かつ冷却水ＣＷを流す第１流路６４が周壁部内である流路形成第１部材６１と流路形成第２部材６２との間に形成されている。また、第１の流路形成部材の内周面を形成する流路形成第２部材６２と第２の流路形成部材としての流路形成第３部材６３との間には、冷却水ＣＷと熱交換されるミルクＭを流す螺旋状の第２流路６５が形成されている。
【００９６】
この結果、本実施の形態の第２の熱交換器６０は、熱交換効率が良好であり、かつ流体流路の洗浄、消毒及び状態確認が容易であり、ミルクＭの冷却に適している。
【００９７】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図１０に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９８】
本実施の形態の粉末乳調乳装置１０Ｂは、前記実施の形態１の粉末乳調乳装置１０Ａの構成に加えて、図１０に示すように、ヒーター４と第１の熱交換器３との間の液体供給管路１１において第１電磁弁３０を介した第１バイパスライン３１を構成している点が異なっている。
【００９９】
本実施の形態における混合物生成装置としての粉末乳調乳装置１０Ｂの構成について、図１０に基づいて説明する。図１０は、本実施の形態の粉末乳調乳装置１０Ｂの構成を示すブロック図である。
【０１００】
本実施の形態の粉末乳調乳装置１０Ｂは、図１０に示すように、液体加熱部としてのヒーター４と第１の熱交換器３との間の流路としての液体供給管路１１には、開閉度を調整可能な第１の弁としての第１電磁弁３０を介して混合部としての調乳部５に接続される第１の分岐流路としての第１バイパスライン３１が設けられている。尚、これ以外の構成は、実施の形態１にて説明した粉末乳調乳装置１０Ａと同じであるので、その説明を省略する。
【０１０１】
すなわち、本実施の形態の粉末乳調乳装置１０Ｂでは、液体Ｌを２方向に分配供給可能な第１電磁弁３０を採用している。また、第１電磁弁３０は、供給電圧又は電流を調整することによって、開閉度を任意に調整可能となっている。
【０１０２】
ここで、前記図６に示すように、第１の熱交換器３を介してヒーター４に供給される液体Ｌの温度が１５℃よりも低い場合には、第１の熱交換器３を介して調乳部５に流入される高温の液体Ｌの温度は７０℃以下になる。この場合には、第１の熱交換器３における熱交換量が過剰であるといえる。
【０１０３】
そこで、本実施の形態では、供給される液体Ｌの温度に応じて、第１電磁弁３０の開閉度を調整する構成となっている。具体的には、１５℃よりも低温の液体Ｌをヒーター４に供給した場合には、第１電磁弁３０を開けて、ヒーター４を通過した高温の液体Ｌの一部を第１バイパスライン３１に流入させ、第１の熱交換器３を通過した７０℃以下の液体Ｌと混合させる。これによって、調乳部５の直前では、液体Ｌの温度を７０℃に調整することができる。
【０１０４】
尚。本実施の形態の粉末乳調乳装置１０Ｂにおける、第１電磁弁３０の開閉度や開閉時間等の条件については、予め、調乳部５の直前における液体Ｌの温度を測定し、その測定データに基づいて決定する。
【０１０５】
以上のように、本実施の形態の粉末乳調乳装置１０Ｂでは、ヒーター４と第１の熱交換器３との間の液体供給管路１１には、開閉度を調整可能な第１電磁弁３０を介して調乳部５に接続される第１バイパスライン３１が設けられている。尚、具体的には、ヒーター４と第１の熱交換器３との間の液体供給管路１１には、開閉度を調整可能な第１電磁弁３０を介して調乳部５と第１の熱交換器３との間の流路である液体供給管路１１に接続される第１バイパスライン３１が設けられているとすることが好ましい。
【０１０６】
すなわち、ヒーター４に供給される液体Ｌが、例えば１５℃よりも低い場合には、第１の熱交換器３における熱交換量が過剰となり、ヒーター４から第１の熱交換器３を介して調乳部５に流入する加熱された液体Ｌの温度が７０℃以下になる恐れがある。
【０１０７】
そこで、本実施の形態では、ヒーター４と第１の熱交換器３との間の液体供給管路１１には、開閉度を調整可能な第１電磁弁３０を介して調乳部５に接続される第１バイパスライン３１を設けている。これにより、ヒーター４にて加熱された液体Ｌの一部が第１の熱交換器３にて熱交換されずに調乳部５に流入する。
【０１０８】
この結果、加熱された液体Ｌの温度が７０℃以下になるのを抑制することができる。また、これにより、供給される液体Ｌの温度が例えば０℃近傍となっても、「乳児用乾燥粉末乳の安全な調乳、保存及び取扱いに関するガイドライン」を順守して、ミルクＭを生成することが可能となる。
【０１０９】
〔実施の形態３〕
本発明のさらに他の実施の形態について図１１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１１０】
本実施の形態の混合物生成装置としての粉末乳調乳装置１０Ｃは、図１１に示すように、前記実施の形態１の粉末乳調乳装置１０Ａの構成に加えて、調乳部５の直前に、第２電磁弁４０を介した第２バイパスライン４１を構成している点が異なっている。
【０１１１】
本実施の形態の混合物生成装置としての粉末乳調乳装置１０Ｃの構成について、図１１に基づいて説明する。図１１は、本実施の形態における粉末乳調乳装置１０Ｃの構成を示すブロック図である。
【０１１２】
本実施の形態の粉末乳調乳装置１０Ｃは、図１１に示すように、調乳部５の直前に、第２電磁弁４０を介した第２バイパスライン４１を備えており、この第２バイパスライン４１は、ミルク受け部７のドレインに接続されている。この第２バイパスライン４１は、液体供給管路１１内の洗浄メンテナンスラインとして使用されるようになっている。
【０１１３】
すなわち、液体供給管路１１内の洗浄メンテナンスは、乾燥粉末乳つまり粉ミルクを調乳部５にセットせずに調乳部５方向に液体Ｌを供給することでも実施可能である。しかしながら、その場合には、調乳部５等のミルクＭが通過する箇所を洗浄用の液体が通過することになる。このため、それら箇所には殺菌処理を施す必要がある。
【０１１４】
これに対して、本実施の形態の粉末乳調乳装置１０Ｃでは、調乳部５の直前に、第２電磁弁４０を介した第２バイパスライン４１を備えている。これによって、ミルクＭを生成する前の洗浄メンテナンス時には、第２電磁弁４０を第２バイパスライン４１の方向に切り替え、ドレイン機構を有したミルク受け部７方向に液体Ｌを流す。そして、ミルクＭの生成時には、調乳部５方向に切り替える。
【０１１５】
これにより、ミルクＭの生成箇所である調乳部５には洗浄用の液体Ｌが流入しないため、調乳部５の殺菌処理回数を減少させることができる。さらに、第２電磁弁４０の弁操作により、液体Ｌの流路を任意に切り替えることができるため、例えばミルクＭの生成毎に自動で液体供給管路１１内の洗浄メンテナンスを実施することができる。
【０１１６】
〔実施の形態４〕
本発明のさらに他の実施の形態について図１２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１１７】
本実施の形態の混合物生成装置としての粉末乳調乳装置１０Ｄは、図１２に示すように、前記実施の形態１の粉末乳調乳装置１０Ａの構成に加えて、ヒーター４に供給される液体Ｌと第２の熱交換器６０への冷却水ＣＷを共用する形態となっている点が異なっている。
【０１１８】
本実施の形態の混合物生成装置としての粉末乳調乳装置１０Ｄの構成について、図１２に基づいて説明する。図１２は、本実施の形態における粉末乳調乳装置１０Ｄの構成を示すブロック図である。
【０１１９】
本実施の形態の粉末乳調乳装置１０Ｄは、図１２に示すように、液体ポンプ２から第１の熱交換器３へ通ずる液体供給管路１１における第１の熱交換器３の直前において、第３電磁弁５０を介した第３バイパスライン５１が設けられている。その結果、液体加熱部としてのヒーター４に供給される液体Ｌと、混合部としての調乳部５にて生成された液体混合物としてのミルクＭが第２の熱交換器６０にて熱交換される液体である冷却水ＣＷとは、共用されるようになっている。
【０１２０】
したがって、実施の形態１の粉末乳調乳装置１０Ａにて存在した冷却水タンク８及び冷却水ポンプ９は廃されている。その代わりに、本実施の形態の粉末乳調乳装置１０Ｄでは、熱交換された後の冷却水ＣＷを蓄えるための廃液タンク５２を備える構成となっている。尚、ドレイン構造を持つミルク受け部７において十分量の廃液が可能である場合には、廃液タンク５２を備えず、ミルク受け部７に熱交換された後の冷却水ＣＷを廃液する構成としてもよい。
【０１２１】
すなわち、調乳部５にて生成されたミルクＭを第２の熱交換器６０にて冷却水ＣＷと熱交換するためには、冷却水ＣＷを第２の熱交換器６０に供給する冷却水タンク８及び冷却水ポンプ９が必要となる。
【０１２２】
しかし、本実施の形態の粉末乳調乳装置１０Ｄでは、ヒーター４に供給される液体Ｌと、調乳部５にて生成されたミルクＭが第２の熱交換器６０にて熱交換される液体である冷却水ＣＷとは共用される。この結果、冷却水ＣＷを第２の熱交換器６０に供給する冷却水タンク８及び冷却水ポンプ９を設ける必要がなくなるので、粉末乳調乳装置１０Ｄのコスト低減を図ることができる。
【０１２３】
〔まとめ〕
本発明の態様１における混合物生成装置（粉末乳調乳装置１０Ａ）は、供給される液体Ｌを加熱する液体加熱部（ヒーター４）と、上記液体加熱部（ヒーター４）にて加熱された液体Ｌを熱交換する第１の熱交換器３と、混合物用原料（乾燥粉末乳：粉ミルク）と上記第１の熱交換器３にて熱交換された液体Ｌとを混合して液体混合物（ミルクＭ）を生成する混合部（調乳部５）と、上記混合部（調乳部５）にて生成された液体混合物（ミルクＭ）を熱交換する第２の熱交換器６０とが設けられていることを特徴としている。
【０１２４】
本発明の態様５における混合物生成方法は、供給される液体Ｌを加熱する液体加熱工程と、加熱された液体Ｌを第１の熱交換器３にて熱交換する第１の熱交換工程と、混合物用原料（乾燥粉末乳：粉ミルク）と上記第１の熱交換器３にて熱交換された液体Ｌとを混合して液体混合物（ミルクＭ）を生成する混合工程と、生成された液体混合物（ミルクＭ）を第２の熱交換器６０にて熱交換する第２の熱交換工程とを含むことを特徴としている。
【０１２５】
上記の発明によれば、液体加熱部は、液体加熱工程において、供給される液体を加熱する。次いで、第１の熱交換器は、第１の熱交換工程において、液体加熱部にて加熱された液体を熱交換する。次いで、混合部は、混合工程において、混合物用原料と第１の熱交換器にて熱交換された液体とを混合して液体混合物を生成する。最後に、第２の熱交換器は、第２の熱交換工程において、混合部にて生成された液体混合物を熱交換する。
【０１２６】
この結果、加熱された液体と混合物用原料とを混合して液体混合物を生成し、かつ該液体混合物を適温にまで冷却する工程を自動的に行い得る混合物生成装置及び混合物生成方法を提供することができる。
【０１２７】
本発明の態様２における混合物生成装置（粉末乳調乳装置１０Ｂ）は、態様１における混合物生成装置において、前記液体加熱部（ヒーター４）と第１の熱交換器３との間の流路（液体供給管路１１）には、開閉度を調整可能な第１の弁（第１電磁弁３０）を介して前記混合部（調乳部５）に接続される第１の分岐流路（第１バイパスライン３１）が設けられているとすることができる。
【０１２８】
すなわち、液体加熱部に供給される液体が、例えば１５℃よりも低い場合には、第１の熱交換器における熱交換量が過剰となり、液体加熱部から第１の熱交換器を介して混合部に流入する加熱された液体の温度が７０℃以下になる恐れがある。
【０１２９】
そこで、本発明では、液体加熱部と第１の熱交換器との間の流路には、開閉度を調整可能な第１の弁を介して混合部に接続される第１の分岐流路を設けている。これにより、液体加熱部にて加熱された液体の一部が第１の熱交換器にて熱交換されずに混合部に流入する。
【０１３０】
この結果、加熱された液体の温度が７０℃以下になるのを抑制することができる。
【０１３１】
本発明の態様３における混合物生成装置（粉末乳調乳装置１０Ｄ）は、態様１における混合物生成装置において、前記液体加熱部（ヒーター４）に供給される液体Ｌと、前記混合部（調乳部５）にて生成された液体混合物（ミルクＭ）が第２の熱交換器６０にて熱交換される液体である冷却水ＣＷとは、共用されるようになっているとすることができる。
【０１３２】
すなわち、混合部にて生成された液体混合物を第２の熱交換器にて冷却水と熱交換するためには、冷却水を第２の熱交換器に供給する冷却水タンク及び冷却水ポンプが必要となる。
【０１３３】
しかし、本発明では、液体加熱部に供給される液体と、混合部にて生成された液体混合物が第２の熱交換器にて熱交換される液体である冷却水とは共用される。この結果、冷却水を第２の熱交換器に供給する冷却水タンク及び冷却水ポンプを設ける必要がなくなるので、混合物生成装置のコスト低減を図ることができる。
【０１３４】
本発明の態様４における混合物生成装置（粉末乳調乳装置１０Ａ・１０Ｂ・１０Ｄ）は、態様１、２又は３における混合物生成装置において、前記第１の熱交換器３は、前記液体加熱部（ヒーター４）に供給される液体Ｌと該液体加熱部（ヒーター４）にて加熱された液体Ｌとの間で熱交換することにより、上記液体加熱部（ヒーター４）に供給される液体Ｌの温度を上昇させ、かつ上記液体加熱部（ヒーター４）にて加熱された液体Ｌを冷却して７０℃以上の温度範囲に保つことが好ましい。
【０１３５】
これにより、液体加熱部に流入される液体が第１の熱交換器にて予備加熱されるので、液体加熱部での必要電力量を低減することができる。また、液体加熱部にて加熱された液体が第１の熱交換器にて、液体加熱部に流入される液体を用いて熱交換される。このため、混合部に流入される液体の温度を効率よく冷却することができる。さらに、第１の熱交換器は、液体加熱部にて加熱された液体を冷却して７０℃以上の温度範囲に保つ。この結果、ＷＨＯ（世界保健機関）とＦＡＯ（国連食糧農業機関）とによって共同作成された「乳児用乾燥粉末乳の安全な調乳、保存及び取扱いに関するガイドライン」を順守した混合物生成装置を提供することができる。
【０１３６】
尚、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明は、適切な調乳方法を順守しかつ短時間で自動調乳することができる混合物生成装置及び混合物生成方法に適用できる。具体的には、衛生的な飲料の加温及び冷却、特に、調乳後の高温ミルクの適温への冷却に利用することができる。
【符号の説明】
【０１３８】
１        液体タンク
２        液体ポンプ
３        第１の熱交換器
４        ヒーター（液体加熱部）
５        調乳部（混合部）
７        ミルク受け部
８        冷却水タンク
９        冷却水ポンプ
１０Ａ      粉末乳調乳装置（混合物生成装置）
１０Ｂ      粉末乳調乳装置（混合物生成装置）
１０Ｃ      粉末乳調乳装置（混合物生成装置）
１０Ｄ      粉末乳調乳装置（混合物生成装置）
１１        液体供給管路（流路）
１２        冷却水管路
２０        制御記憶部
３０        第１電磁弁（第１の弁）
３１        第１バイパスライン（第１の分岐流路）
４０        第２電磁弁
４１        第２バイパスライン
５０        第３電磁弁
５１        第３バイパスライン
５２        廃液タンク
６０        第２の熱交換器
６１        流路形成第１部材
６２        流路形成第２部材
６３        流路形成第３部材
６４        第１流路
６５        第２流路
ＣＷ        冷却水
Ｌ        液体
Ｍ        ミルク（液体混合物）
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図２】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年3月5日(2015.3.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給される液体を加熱する液体加熱部と、
上記液体加熱部にて加熱された液体を熱交換する第１の熱交換器と、
混合物用原料と上記第１の熱交換器にて熱交換された液体とを混合して液体混合物を生成する混合部と、
上記混合部にて生成された液体混合物を熱交換する第２の熱交換器とが設けられていると共に、
上記第２の熱交換器は、
容器形状の流路形成第１部材と該流路形成第１部材の内側に重ね合わせて設けられた容器形状の流路形成第２部材との間に形成される第１流路と、
上記流路形成第２部材のさらに内側に重ね合わせて該流路形成第２部材に対して取り外し可能に設けられた容器形状の流路形成第３部材と該流路形成第２部材との間に形成される第２流路とを有し、
上記第１流路には冷却水が流される一方、上記第２流路には上記混合部にて生成された液体混合物が流されることを特徴とする混合物生成装置。
【請求項２】
前記液体加熱部と第１の熱交換器との間の流路には、開閉度を調整可能な第１の弁を介して前記混合部に接続される第１の分岐流路が設けられていることを特徴とする請求項１記載の混合物生成装置。
【請求項３】
前記液体加熱部に供給される液体と、前記混合部にて生成された液体混合物が第２の熱交換器にて熱交換される液体とは、共用されるようになっていることを特徴とする請求項１記載の混合物生成装置。
【請求項４】
前記第１の熱交換器は、前記液体加熱部に供給される液体と該液体加熱部にて加熱された液体との間で熱交換することにより、上記液体加熱部に供給される液体の温度を上昇させ、かつ上記液体加熱部にて加熱された液体を冷却して７０℃以上の温度範囲に保つことを特徴とする請求項１、２又は３記載の混合物生成装置。
【請求項５】
供給される液体を加熱する液体加熱工程と、
加熱された液体を第１の熱交換器にて熱交換する第１の熱交換工程と、
混合物用原料と上記第１の熱交換器にて熱交換された液体とを混合して液体混合物を生成する混合工程と、
生成された液体混合物を第２の熱交換器にて熱交換する第２の熱交換工程とを含み、
上記第２の熱交換器は、容器形状の流路形成第１部材と該流路形成第１部材の内側に重ね合わせて設けられた容器形状の流路形成第２部材との間に形成される第１流路と、上記流路形成第２部材のさらに内側に重ね合わせて該流路形成第２部材に対して取り外し可能に設けられた容器形状の流路形成第３部材と該流路形成第２部材との間に形成される第２流路とを有し、
上記第１流路には冷却水を流す一方、上記第２流路には上記生成された液体混合物を流すことを特徴とする混合物生成方法。