(57)【要約】【課題】本発明は、モータの駆動電流の検出値を用いて冷媒量調節弁の開度を制御して各処理容器内の原料の温度を制御し、原料の品質を保つことを目的とする。【解決手段】本発明は処理容器(6,6a)の排出側の温度センサ(14,14a)により原料(25)の温度を検出し、この温度検出値に基づいて冷却部(110,110a)の冷媒量調節弁(16,16a)の開度を制御し、原料(25)の温度を制御する方法において、モータ(7,7a)の駆動電流値に基づいて温度調節器(15,15a)により前記冷媒量調節弁(16,16a)の開度を制御する方法と構成である。【選択図】        図１
2004202377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ(7,7a)により駆動される攪拌機(60,61)が内挿され外周に冷却部(110,110a)が設けられている第１、第２処理容器(6,6a)の排出側の原料配管(5)に設けられた原料温度検出用センサ(14,14a)により原料(25)の温度を検出し、前記温度の温度検出値に基づいて第１、第２温度調節器(15,15a)により前記冷却部(110,110a)の冷媒排出配管(111a,111b)に設けられた冷媒量調節弁(16,16a)の開度を制御し、前記各処理容器(6,6a)内の原料(25)の温度を制御するようにした連続高圧処理における制御方法において、前記モータ(7,7a)の駆動電流の電流検出値に基づいて前記温度調節器(15,15a)により前記冷媒量調節弁(16,16a)の開度を制御することを特徴とする連続高圧処理における制御方法。
【請求項２】
モータ(7,7a)により駆動される攪拌機(60,61)が内挿され外周に冷却部(110,110a)が設けられている第１、第２処理容器(6,6a)の排出側の原料配管(5)に設けられた原料温度検出用センサ(14,14a)により原料(25)の温度を検出し、前記温度の温度検出値に基づいて第１、第２温度調節器(15,15a)により前記冷却部(110,110a)の冷媒排出配管(111a,111b)に設けられた冷媒量調節弁(16,16a)の開度を制御し、前記各処理容器(6,6a)内の原料(25)の温度を制御するようにした連続高圧処理における制御方法において、前記温度検出値が所定の偏差内に到達した時点から前記モータ(7,7a)の駆動電流に基づいて温度制御する制御に切換えることを特徴とする連続高圧処理における制御方法。
【請求項３】
モータ(7,7a)により駆動される攪拌機(60,61)が内挿され外周に冷却部(110,110a)が設けられている第１、第２処理容器(6,6a)の排出側の原料配管(5)に設けられた原料温度検出用センサ(14,14a)により原料(25)の温度を検出し、前記温度の温度検出値に基づいて第１、第２温度調節器(15,15a)により前記冷却部(110,110a)の冷媒排出配管(111a,111b)に設けられた冷媒量調節弁(16,16a)の開度を制御し、前記各処理容器(6,6a)内の原料(25)の温度を制御する連続高圧処理における制御装置において、前記モータ(7,7a)の駆動電流の電流検出値に基づいて前記温度調節器(15,15a)により前記冷媒量調節弁(16,16a)の開度を制御するように構成したことを特徴とする連続高圧処理における制御装置。
【請求項４】
モータ(7,7a)により駆動される攪拌機(60,61)が内挿され外周に冷却部(110,110a)が設けられている第１、第２処理容器(6,6a)の排出側の原料配管(5)に設けられた原料温度検出用センサ(14,14a)により原料(25)の温度を検出し、前記温度の温度検出値に基づいて第１、第２温度調節器(15,15a)により前記冷却部(110,110a)の冷媒排出配管(111a,111b)に設けられた冷媒量調節弁(16,16a)の開度を制御し、前記各処理容器(6,6a)内の原料(25)の温度を制御するようにした連続高圧処理における制御装置において、前記温度検出値が所定の偏差内に到達した時点から前記モータ(7,7a)の駆動電流に基づいて温度制御する制御に切換える構成としたことを特徴とする連続高圧処理における制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続高圧処理における制御方法および制御装置に関し、特に、電流制御等により物性の良好な原料を得るための新規な改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、食品、薬品、化粧品などの製造過程において、油脂組成物などからなる比較的高粘度の液体状の原料を、混合物あるいは添加物とともに高圧下で連続的に加工処理することが行われている。このような加工処理を行う処理装置および処理過程で重要な原料の温度制御の事例として、図３の連続高圧処理における処理装置の構成および図４の連続高圧処理装置における原料温度の制御機能フローを示すことができる。
【０００３】
図３において、符号５０で示されるものは連続高圧処理装置であり、この連続高圧処理装置５０は、処理工程の上流側から下流側へ、原料２５が供給される供給タンク９、加圧ポンプ１、第１、第２処理容器６、６ａ、減圧ポンプ２および熟成機１７が順次配列して構成され、これらは原料配管５により連結されている。前記供給タンク９には攪拌機９ａが設けられ、加圧ポンプ１および減圧ポンプ２は、加圧ポンプ１の吐出量が減圧ポンプ２の吐出量よりも大きくなるように、第１、第２駆動機１ａ、２ａにより駆動されている。直列に配列された第１、第２の処理容器６、６ａは、それぞれ、第１、第２モータ７、７ａにより外部駆動される第１、第２攪拌機６０、６１が内挿され、外周に第１、第２冷却部１１０、１１０ａが設けられている。各冷却部１１０、１１０ａには、図示しない冷却装置から冷媒供給配管１１１により冷媒１１０Ａが供給され、冷媒排出配管１１１ａ、１１１ｂにより排出回収されている。
【０００４】
前記加圧ポンプ１と第１処理容器６間の原料配管５には、安全弁１２および第１圧力センサ８が設けられている。前記第１処理容器６と第２処理容器６ａ間の原料配管５には、第２圧力センサ８ａおよび第１原料温度検出用センサ１４が設けられている。前記第２処理容器６ａと減圧ポンプ２間の原料配管５には、第２原料温度検出用センサ１４ａおよびエア抜き弁１３が設けられている。前記冷媒排出配管１１１ａ、１１１ｂには、それぞれ第１冷媒量調節弁１６および第２冷媒量調節弁１６ａが設けられている。第１原料温度検出用センサ１４と第１冷媒量調節弁１６とは第１温度調節器１５を介して連結され、同様に、第２原料温度検出用センサ１４ａと第２冷媒量調節弁１６ａとが第２温度調節器１５ａを介して連結されている。
【０００５】
前記第１、第２温度調節器１５、１５ａは図４に示されている。すなわち各温度調節器１５、１５ａは、入力キー２００および設定値指示計２０１、各センサ１４、１４ａの原料の温度の温度検出値を示す現在値指示計２０２、現在値と設定値との偏差を示す偏差部２０３、ＰＩＤ部２０４、加算部２０５および各調節弁１６、１６ａの電流／空気変換部２０６に接続された操作出力指示計２０７により構成されている。
【０００６】
以上のように構成された連続高圧処理装置５０の動作について述べる。
まず、油脂組成物などからなる比較的高粘度の液体状の原料に混合物あるいは添加物が加えられた原料２５が、原料供給タンク９に投入され、攪拌機９ａにより均一に混合・攪拌される。この原料２５は原料配管５を経て加圧ポンプ１へ供給されて加圧され、原料配管５を経て第１処理容器６へ供給される。この第１処理容器６において、原料２５は、所定時間を掛けて流動する間に第１攪拌機６０により混合・攪拌され、原料配管５を経て第２処理容器６ａへ供給される。同様に、第２処理容器６ａでは、原料２５は、所定時間を掛けて流動する間に第２攪拌機６１により混合・攪拌される。第２処理容器６ａから排出された原料２５は、原料配管５を経て減圧ポンプ２に到り、減圧ポンプ２において減圧され、原料配管５を経て熟成機１７へ供給される。
【０００７】
一連の高圧処理において、加圧ポンプ１および減圧ポンプ２が、加圧ポンプ１の吐出量を減圧ポンプ２のそれよりも大きくするように駆動されていることにより、加圧ポンプ１と減圧ポンプ２との間では原料２５が高圧に加圧された状態で連続的に流動する。従って、最も高い位置の原料配管５に設けられたエア抜き弁１３から空気を放出し、原料５の圧力を第１圧力センサ８および第２圧力センサ８ｂにより検出し、所定値以上の高圧になった場合は、安全弁１２を作動させて圧力を下げる。
【０００８】
また、第１処理容器６および第２処理容器６ａは、各冷却部１１０、１１０ａに冷媒１１０Ａが供給され、原料２５の有する熱、加圧ポンプ１における昇圧により発生する熱および処理容器６、６ａ内の混合・分散により発生する熱を吸収し、原料２５を所定の温度に維持する。すなわち、各処理容器６、６ａの排出口付近で各センサ１４、１４ａにより原料２５の高圧処理後の温度が検出され、この温度の温度検出値により、それぞれの温度調節器１５、１５ａを介して各調節弁１６、１６ａの開度を調節し、冷媒１１０Ａの流量を調節して冷却量を調節する。すなわちフィードバック制御することにより、原料２５が所定の目標温度に維持制御される。
【０００９】
各温度調節器１５、１５ａにおいて、維持制御されるべき原料２５の温度を入力キー２００において入力することにより、設定値指示計２０１に目標温度が予め設定・表示され、偏差部２０３へ送られる。各センサ１４、１４ａにより検出された原料２５の温度検出値が、現在値指示計２０２に表示されるとともに、偏差部２０３へ送られる。偏差部２０３では目標温度と温度検出値とを比較し、ＰＩＤ部２０４で得られた１制御周期の操作変化量ΔＭＶが１制御周期前のＭＶ値に加算部２０５で加算されて操作出力指示計２０７で表示されると共に各調節弁１６、１６ａの電流／空気変換部２０６に出力される。以上の一連の動作が、適宜の時間間隔で繰返され、原料２５が所定の目標温度に維持制御される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の連続高圧処理における制御方法および制御装置は以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。すなわち、油脂組成物などを原料とする食品、薬品、化粧品などの製造過程においては、原料自体の耐熱特性が低いため、出来るだけ低温状態で加工処理することが望ましい。このような原料を低温・高圧状態で処理する場合、固化あるいは結晶化が起こり易い。また、均一化のための混合・攪拌操作にもかかわらず、処理容器内において部分的に発生する原料成分の不均一な部分で、固化あるいは結晶化する場合がある。このような原料の固化あるいは結晶化する部分が拡大すると処理容器内において攪拌機が運転不能になり、機器および配管内に原料が滞留し、連続高圧処理装置が運転停止に到ることがあった。
【００１１】
従来の連続高圧処理装置において、このような原料の固化あるいは結晶化を防止するために、温度調節計による処理容器内の原料の温度上昇防止を含めた温度制御が行われている。従来の温度制御では、処理容器から排出された加工原料の温度を検出しており、処理容器内の加工原料の温度ではなく、また、処理容器内で混合・攪拌中の温度でもない、すなわち処理容器外部における時間的に遅れた時点の温度を検出している。従って、処理容器の内部で発生している部分的な固化あるいは結晶化を発生時点で検出することは出来ず、時間的に遅れた制御を行っている。また、調節弁の開閉により冷却能力を変化させて処理容器内の加工原料の温度を制御する方法は、直ちに制御効果が得られるものではなく、追従に時間を必要としていた。
【００１２】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、特に、電流制御等により物性および品質を確保可能な連続高圧処理における制御方法および制御装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明による連続高圧処理における制御方法は、モータにより駆動される攪拌機が内挿され外周に冷却部が設けられている第１、第２処理容器の排出側の原料配管に設けられた原料温度検出用センサにより原料の温度を検出し、前記温度の温度検出値に基づいて第１、第２温度調節器により前記冷却部の冷媒排出配管に設けられた冷媒量調節弁の開度を制御し、前記各処理容器内の原料の温度を制御するようにした連続高圧処理における制御方法において、前記モータの駆動電流の電流検出値に基づいて前記温度調節器により前記冷媒量調節弁の開度を制御する方法であり、また、モータにより駆動される攪拌機が内挿され外周に冷却部が設けられている第１、第２処理容器の排出側の原料配管に設けられた原料温度検出用センサにより原料の温度を検出し、前記温度の温度検出値に基づいて第１、第２温度調節器により前記冷却部の冷媒排出配管に設けられた冷媒量調節弁の開度を制御し、前記各処理容器内の原料の温度を制御するようにした連続高圧処理における制御方法において、前記温度検出値が所定の偏差内に到達した時点から前記モータの駆動電流に基づいて温度制御する制御に切換える方法であり、また、本発明による連続高圧処理における制御装置は、モータにより駆動される攪拌機が内挿され外周に冷却部が設けられている第１、第２処理容器の排出側の原料配管に設けられた原料温度検出用センサにより原料の温度を検出し、前記温度の温度検出値に基づいて第１、第２温度調節器により前記冷却部の冷媒排出配管に設けられた冷媒量調節弁の開度を制御し、前記各処理容器内の原料の温度を制御する連続高圧処理における制御装置において、前記モータの駆動電流の電流検出値に基づいて前記温度調節器により前記冷媒量調節弁の開度を制御するようにした構成であり、また、モータにより駆動される攪拌機が内挿され外周に冷却部が設けられている第１、第２処理容器の排出側の原料配管に設けられた原料温度検出用センサにより原料の温度を検出し、前記温度の温度検出値に基づいて第１、第２温度調節器により前記冷却部の冷媒排出配管に設けられた冷媒量調節弁の開度を制御し、前記各処理容器内の原料の温度を制御するようにした連続高圧処理における制御装置において、前記温度検出値が所定の偏差内に到達した時点から前記モータの駆動電流に基づいて温度制御する制御に切換える構成である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明による連続高圧処理における制御方法および制御装置の好適な実施の形態について説明する。尚、連続高圧処理装置５０は図３と同一であるため、図３の構成を援用し、その説明は省略すると共に、図４と同一部分には図１および図２に同一符号を付し、その説明は省略すると共に、異なる部分についてのみ説明する。
図１は本発明におけるフィードフォワード制御系を含んだ温度制御を示すフロー図である。
すなわち、各攪拌用電動機７、７ａを駆動する駆動電流２６０は電流／電流信号変換器２５０により変換されて電流信号ｙとして演算部２５１で演算された後にフィードフォワード信号２５２として周知の比例積分微分演算を行うＰＩＤ部２０４からの信号と乗算部２５３にて乗算され、得られたΔＭＶが加算部２０５に入力され図４と同様の処理が行われる。
【００１５】
以上の図１に示される各温度調節器１５、１５ａの制御過程において、各処理容器６、６ａ内で部分的な原料２５の固化あるいは結晶化現象が万一発生した場合、各センサ１４、１４ａでは検出できないが、各攪拌機６０、６１において、過負荷現象が発生し、各モータ７、７ａの駆動電流に変化が発生する。この駆動電流２６０の変換後の電流信号ｙがフィードフォワード信号２５２として乗算部２５３に加算して補正演算され、従来のΔＭＶよりも大なる値とされて加算部２０５に入力され各調節弁１６、１６ａの開度が制御されて冷媒１１０Ａの量が制御されて各冷却部１１０、１１０ａの温度が制御され、原料２５の固化や結晶化を避けることができる。
従って、図１の構成では、従来の温度制御にフィードフォワード制御を加えて各調節弁１６、１６ａの開弁度を制御して冷媒量を制御する方法である。
【００１６】
次に、図２は図１の他の形態を示すもので、温度調節器１５、１５ａは、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、図１と異なる部分についてのみ説明する。
すなわち、図２においては、各センサ１４、１４ａによって検出した原料２５の温度が所定の偏差内に入った時点から、それまでの温度制御に代えて各モータ７、７ａの駆動電流を制御する電流制御に切換えることにより高精度の制御を行う方法である。
【００１７】
すなわち、第１偏差部２０３からの偏差は正動作用のＰＩＤ部２０４を経て第１スイッチ３００に入力され、この第１偏差部２０３からの偏差は絶対値化部３０１および比較部３０２を経て第１スイッチ３００および第２スイッチ３０３に入力され、電流信号ｙが前記第２スイッチ３０３に接続された第２偏差部３０４に入力されると共に電流現在値指示計３０５で指示され、この第２スイッチ３０３では電流設定値３０６と電流の現在値トラッキング３０７とをＯＦＦ／ＯＮで切換えられるように構成されている。
【００１８】
前記第２偏差部３０４からの偏差は逆動作としてのＰＩＤ部３０８を経て第１スイッチ３００に入力され、各ＰＩＤ部２０４、３０８の何れかの出力が第１スイッチ３００で切換えられて加算部２０５に入力されて各冷媒量調節弁１６、１６ａの開度の制御が行われる。
【００１９】
従って、通常は、各センサ１４、１４ａからの温度検出値に基づいて図１と同様に温度制御が行われ、各スイッチ３００、３０３はＯＦＦ状態となってＰＩＤ部２０４からの出力により各調節弁１６、１６ａの開弁制御が行われるが、温度検出値が設定値指示計２０１の設定値よりも高い、すなわち所定の偏差内に入った時点で、偏差絶対値Ｅｎに基づいて各スイッチ３００、３０３がＯＦＦからＯＮに切換わり、逆動作のＰＩＤ部３０８からの出力が加算部２０５に入力されて各調節弁１６、１６ａの開度が制御され、各処理容器６、６ａ内の原料２５の温度制御が高精度に行われる。
尚、前述の形態では、一対の処理容器を用いた場合について述べたが、１個又は３個以上等とすることもできる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明による連続高圧処理における制御方法および制御装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
（１）連続高圧処理される加工原料温度の維持制御において、処理容器から排出された加工原料の温度信号に対して、攪拌機の駆動電流の変化に基づいて冷媒量調節弁の開度を制御することにより、処理容器内で部分的な原料の固化あるいは結晶化の異常現象を防止することができる。
（２）連続高圧処理される加工原料温度の維持制御において、処理容器から排出された原料の温度信号による通常の制御に対し、この温度検出値が所定の偏差内に到達した時点からモータの駆動電流に基づいて温度制御するように切換えるため、処理容器内での部分的な原料の固化あるいは結晶化の異常現象を防止できる。
（３）また、各処理容器の攪拌用のモータの制御も行うため、運転費の削減も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による連続高圧処理における制御方法および装置を示す制御機能フロー図である。
【図２】図１の他の形態を示す制御機能フロー図である。
【図３】従来の連続高圧処理における処理装置を示す構成図である。
【図４】図３の制御機能フロー図である。
【符号の説明】
１    加圧ポンプ
２    減圧ポンプ
５    原料配管
６、６ａ    処理容器
７、７ａ    モータ
８、８ａ    圧力センサ
９    原料供給タンク
１２    安全弁
１４、１４ａ    原料温度検出用センサ
１５、１５ａ    温度調節器
１６、１６ａ    冷媒量調節弁
１７    熟成機
２５    原料
５０    連続高圧処理装置
６０、６１    攪拌機
１１０、１１０ａ    冷却部
１１０Ａ    冷媒
【図１】
2004202377.tif 000003
【図２】
2004202377.tif 000004
【図３】
2004202377.tif 000005
【図４】
2004202377.tif 000006