(57)【要約】【課題】ＣＩＰが製造とは異なった時間帯に行われる製造設備においてＣＩＰの排熱を製造に有効活用する。【解決手段】設備要素３のＣＩＰ（ｃｌｅａｎｉｎｇ　ｉｎ　ｐｌａｃｅ）を熱利用手段Ｃの稼働の合間に行う製造設備であって、ＣＩＰの排熱を一時的に蓄熱する蓄熱手段Ａと、該蓄熱手段Ａに予め蓄熱された排熱を前記熱利用手段Ｃに熱源として提供する熱供給手段Ｂとを具備する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
設備要素（３）のＣＩＰ（ｃｌｅａｎｉｎｇ　ｉｎ　ｐｌａｃｅ）を熱利用手段（Ｃ）の稼働の合間に行う製造設備であって、
前記ＣＩＰの排熱を一時的に蓄熱する蓄熱手段（Ａ）と、
該蓄熱手段（Ａ）に予め蓄熱された排熱を前記熱利用手段（Ｃ）に熱源として提供する熱供給手段（Ｂ）と
を具備することを特徴とする製造設備。
【請求項２】
蓄熱手段（９）は潜熱形蓄熱材を用いることを特徴とする請求項１記載の製造設備。
【請求項３】
ビール製品の製造設備であることを特徴とする請求項１または２記載の製造設備。
【請求項４】
熱利用手段（Ｃ）はビール製品を梱包前に加温する加温器であることを特徴とする請求項３記載の製造設備。
【請求項５】
設備要素（３）のＣＩＰ（ｃｌｅａｎｉｎｇ　ｉｎ　ｐｌａｃｅ）を設備稼働の合間に行う製造設備の排熱利用方法であって、
前記ＣＩＰの排熱を蓄熱手段（９）に一時的に蓄熱し、該蓄熱手段（９）に予め蓄熱された排熱を設備稼働時の熱源として利用することを特徴とする製造設備の排熱利用方法。
【請求項６】
蓄熱手段（９）は潜熱形蓄熱材を用いることを特徴とする請求項５記載の製造設備の排熱利用方法。
【請求項７】
製造設備はビール製品の製造設備であることを特徴とする請求項５または６記載の製造設備の排熱利用方法。
【請求項８】
梱包前におけるビール製品の加温工程に適用することを特徴とする請求項７記載の製造設備の排熱利用方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製造設備及びその排熱利用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
製造設備におけるＣＩＰ（ｃｌｅａｎｉｎｇ　ｉｎ　ｐｌａｃｅ）は、通常、食品製造の合間に行われる。例えば日中に食品を製造する場合には、当該食品製造が行われない夜間に熱殺菌等のＣＩＰが実施される。すなわち、ＣＩＰは食品製造とは異なった時間帯に行われるので、殺菌に供された残熱は殺菌が終了すると、そのまま廃棄されており、有効利用されていないのが現状である。なお、ＣＩＰは、定置洗浄と言われるものであり、製造設備の設備要素である機器、配管類等を製造時の状態から分解せずに洗浄することである。
【０００３】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、ＣＩＰが製造とは異なった時間帯に行われる製造設備においてＣＩＰの排熱を製造に有効活用することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、製造設備に係わる第１の手段として、設備要素（３）のＣＩＰ（ｃｌｅａｎｉｎｇ　ｉｎ　ｐｌａｃｅ）を熱利用手段（Ｃ）の稼働の合間に行う製造設備であって、上記ＣＩＰの排熱を一時的に蓄熱する蓄熱手段（Ａ）と、該蓄熱手段（Ａ）に予め蓄熱された排熱を前記熱利用手段（Ｃ）に熱源として提供する熱供給手段（Ｂ）とを具備する構成を採用する。
【０００５】
また、製造設備に係わる第２の手段として、上記第１の手段において、蓄熱手段（９）は潜熱形蓄熱材を用いるという構成を採用する。
【０００６】
製造設備に係わる第３の手段として、上記第１または第２の手段において、ビール製品の製造設備であるという構成を採用する。
【０００７】
製造設備に係わる第４の手段として、上記第３の手段において、熱利用手段（Ｃ）はビール製品を梱包前に加温する加温器であるという構成を採用する。
【０００８】
一方、本発明では、製造設備の排熱利用方法に係わる第１の手段として、備構成要素（３）のＣＩＰ（ｃｌｅａｎｉｎｇ　ｉｎ　ｐｌａｃｅ）を設備稼働の合間に行う製造設備の排熱利用方法であって、上記ＣＩＰの排熱を蓄熱手段（９）に一時的に蓄熱し、該蓄熱手段（９）に予め蓄熱された排熱を設備稼働時の熱源として利用するという構成を採用する。
【０００９】
また、製造設備の排熱利用方法に係わる第２の手段として、上記第１の手段において、蓄熱手段（９）は潜熱形蓄熱材を用いるという構成を採用する。
【００１０】
製造設備の排熱利用方法に係わる第３の手段として、上記第１または第２の手段において、製造設備はビール製品の製造設備であるという構成を採用する。
【００１１】
製造設備の排熱利用方法に係わる第４の手段として、上記第３の手段において、梱包前におけるビール製品の加温工程に適用するという構成を採用する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係わる製造設備及びその排熱利用方法の一実施形態について説明する。なお、本実施形態は、ビール製品の製造を行うビール製造設備に関するものである。
【００１３】
図１は、本実施形態に係わるビール製造設備の要部構成を示す工程図である。この図において、符号１は殺菌湯タンク、２は殺菌湯ポンプ、３はＣＩＰ対象設備要素、４は排湯三方弁、５は切替制御装置、６は排水ヘッダ、７は排湯用熱交換機、８はバイパス三方弁、９は蓄熱槽、１０は熱供給三方弁、１１は蓄熱循環ポンプ、１２は熱供給ポンプ、１３は熱供給用熱交換機、１４は加温水プール、１５は熱需給ポンプ、１６は加温水循環ポンプ、また１７はシャワーである。
【００１４】
これら各構成要素のうち、排湯三方弁４、切替制御装置５、排湯用熱交換機７、バイパス三方弁８、蓄熱槽９、熱供給三方弁１０及び蓄熱循環ポンプ１１は本実施形態における蓄熱手段Ａを構成し、バイパス三方弁８、熱供給三方弁１０、熱供給ポンプ１２、熱供給用熱交換機１３及び熱需給ポンプ１５は熱供給手段Ｂを構成し、また加温水プール１４、加温水循環ポンプ１６及びシャワー１７は加温器を構成しており、すなわち本実施形態における熱利用手段Ｃを構成している。
【００１５】
殺菌湯タンク１は、ＣＩＰ対象設備要素３の加熱殺菌用の殺菌用温水（温度：９５゜Ｃ）を貯留する。殺菌湯ポンプ２は、殺菌湯タンク１から殺菌用温水を汲み出してＣＩＰ対象設備要素３に供給する。ＣＩＰ対象設備要素３は、ビール製造に供される例えば各種配管、フィラー及び／あるいはフィルタ等であり、殺菌後の排湯（定常温度：８５゜Ｃ）を排水ヘッダ６に向けて排水する。排湯三方弁４は、上記ＣＩＰ対象設備要素３と排水ヘッダ６との間に介挿されており、切替制御装置５による制御の下に排湯を排水ヘッダ６あるいは排湯用熱交換機７に供給する。
【００１６】
切替制御装置５は、排湯の温度に基づいて上記排湯三方弁４の切り替え制御を行う。排水ヘッダ６は、排湯三方弁４を介して、あるいは当該排湯三方弁４から排湯用熱交換機７を経由して供給される排湯を受容する。排湯用熱交換機７は、上記排湯三方弁４を介して供給された排湯と流動形蓄熱材との熱交換を行う。バイパス三方弁８は、排湯用熱交換機７と蓄熱槽９の入水端との間に介挿されており、排湯用熱交換機７から供給された流動形蓄熱材を蓄熱槽９あるいは熱供給用熱交換機１３に切り替える。蓄熱槽９は、内部に所定量の潜熱形蓄熱材を備えており、排湯の熱を潜熱形蓄熱材に蓄えると共に、潜熱形蓄熱材に蓄えられた熱エネルギーを熱供給用熱交換機１３を介して加温水に放熱する。
【００１７】
熱供給三方弁１０は、蓄熱槽９の出水端と排湯用熱交換機７との間に設けられており、排湯用熱交換機７に戻す流動形蓄熱材の供給源を蓄熱槽９の出水端あるいは熱供給用熱交換機１３とに切り替える。蓄熱循環ポンプ１１は、上記熱供給三方弁１０から排出された流動形蓄熱材を排湯用熱交換機７に送り込む。熱供給ポンプ１２は、バイパス三方弁８から供給された流動形蓄熱材を熱供給用熱交換機１３に送り込む。熱供給用熱交換機１３は、熱供給ポンプ１２から送り込まれた流動形蓄熱材と製品の加温に供される加温水との熱交換を行う。
【００１８】
加温水プール１４は、加温水を一時的に貯留する。熱需給ポンプ１５は、加温水プール１４と熱供給用熱交換機１３との間に設けられ、加温水プール１４内の加温水を汲み出して熱供給用熱交換機１３との間で循環させる。加温水循環ポンプ１６は加温水プール１４内の加温水を汲み上げてシャワー１７に供給する。シャワー１７は、製品であるビール缶あるいはビール瓶に上方から加温水を放射して製品を一時的に加熱する。
【００１９】
なお、これら加温水プール１４、加温水循環ポンプ１６及びシャワー１７から構成される熱利用手段Ｃは、ビール製品の梱包前に当該ビール製品を一時的に暖めるためのものである。ビール製造は通常１゜Ｃ近辺の温度で行われるため、つまり常温よりも低い温度で行われるので、そのまま段ボール箱等に梱包した場合に結露が生じる。熱利用手段Ｃは、このような結露を防止するために梱包前の該ビール製品を一時的に暖める。
【００２０】
次に、このように構成されたビール製造設備の系統的な動作について詳しく説明する。
【００２１】
まず最初に、このようなビール製造設備では日中にビールの製造が行われ、当該ビール製造の合間である夜間にＣＩＰ対象設備要素３が殺菌用温水によって熱殺菌される。この夜間にはＣＩＰ対象設備要素３の熱殺菌と並行して蓄熱槽９に以下のように熱エネルギーが蓄えられる。なお、この蓄熱槽９への蓄熱工程では、バイパス三方弁８及び熱供給三方弁１０は、排湯用熱交換機７と蓄熱槽９とを接続するように設定される。すなわち、流動形蓄熱材は、蓄熱循環ポンプ１１の作動によって排湯用熱交換機７と蓄熱槽９との間で循環するように状態設定される。
【００２２】
蓄熱工程では、殺菌湯ポンプ２が作動することにより殺菌湯タンク１の殺菌用温水がＣＩＰ対象設備要素３に供給されて熱殺菌が行われる。そして、ＣＩＰ対象設備要素３の熱殺菌に用いられた殺菌用温水は、排湯として排湯三方弁４から排湯用熱交換機７に供給されて流動形蓄熱材との間で熱交換される。すなわち、流動形蓄熱材は、定常温度が８５゜Ｃである排湯との熱交換によって加熱され、バイパス三方弁８を経由して蓄熱槽９に供給されると共に、蓄熱槽９から熱供給三方弁１０を経由して排湯用熱交換機７に環流する。流動形蓄熱材が８５゜Ｃの排湯によって順次加熱されて蓄熱槽９に供給されることにより、蓄熱槽９内に熱エネルギーとして蓄熱し、その熱容量は時間の経過と共に徐々に大きくなる。
【００２３】
ここで、排湯三方弁４は切替制御装置５によって切り替え動作が制御されるが、切替制御装置５は、排湯の温度が予め規定された温度以上になった時点で排湯三方弁４を制御して排湯を排湯用熱交換機７に供給する。すなわち、排湯の温度が８５゜Ｃになるのは定常状態であって、殺菌用温水によってＣＩＰ対象設備要素３の熱殺菌が開始された初期段階では、低温のＣＩＰ対象設備要素３によって排湯の温度は８５゜Ｃよりも遙かに低い温度である。
【００２４】
ビール製造は通常１゜Ｃ近辺の温度で行われるので、初期状態のＣＩＰ対象設備要素３は室温から当該１゜Ｃ近辺まで冷却された状態にある。ＣＩＰ対象設備要素３は９５゜Ｃの殺菌用温水の供給を受けることにより徐々に加熱され、これによって排湯の温度は最終的に８５゜Ｃとなるので、切替制御装置５は、排湯の温度を監視し、排湯の温度が流動形蓄熱材の温度を越えた時点で排湯三方弁４を作動させて排湯用熱交換機７に排湯を供給する。このような切替制御装置５の動作によって、蓄熱工程の初期段階で蓄熱槽９内の潜熱形蓄熱材を無用に冷却してしまうことを防止することができる
【００２５】
このように本ビール製造設備では、夜間にＣＩＰ対象設備要素３の熱殺菌と並行して蓄熱槽９に熱エネルギーが蓄積される。そして、このように蓄熱槽９に蓄積された熱エネルギーは、以下に説明するように加温器（熱利用手段Ｃ）によるビール製品の加熱に流用される。
【００２６】
すなわち、昼間におけるビール製品の製造時には、バイパス三方弁８及び熱供給三方弁１０は、蓄熱槽９を熱供給用熱交換機１３と接続するように状態設定される。この状態において、流動形蓄熱材が循環して熱供給用熱交換機１３にて放熱する。この場合、潜熱形蓄熱材は、蓄熱材として潜熱形のため、流動形蓄熱材の温度上昇は顕熱形蓄熱材を用いた場合に比較して小さい。
【００２７】
このように、流動形蓄熱材が循環することにより、熱供給用熱交換機１３における熱交換によって加温水を加熱する。すなわち、熱需給ポンプ１５の作動によって熱供給用熱交換機１３と加温水プール１４との間の循環する加温水は、熱供給用熱交換機１３から与えられた熱によって加熱されるが、その循環流量は加温水プール１４内の加温水の温度が予め決まられた３５゜Ｃ〜４０゜Ｃの温度を維持するように設定される。そして、このように温度設定された加温水は、加温水循環ポンプ１６の作動によってシャワー１７に供給され、梱包前のビール製品を加温する。そして、当該加温によって温度低下した加温水は、加温水プール１４に回収され、熱供給用熱交換機１３によって再度加熱される。
【００２８】
本ビール製造設備によれば、夜間に行われるＣＩＰ対象設備要素３の熱殺菌の排熱を蓄熱槽９に蓄熱することにより、当該排熱を昼間に行われる梱包前のビール製品の加温に流用することができる。したがって、ビール製造設備のトータル的な熱効率を向上させることができる。
【００２９】
ここで、本ビール製造設備では、日中のビール製造時にＣＩＰ対象設備要素３の一部を熱殺菌することがある。この場合には、ＣＩＰ対象設備要素３の一部の熱殺菌とビール製品の加温とが同時に行われるので、蓄熱槽９に熱エネルギーを蓄熱する必要はない。この場合にはバイパス三方弁８及び熱供給三方弁１０は排湯用熱交換機７と熱供給用熱交換機１３とを接続するように状態設定される。すなわち、流動形蓄熱材は、排湯用熱交換機７と熱供給用熱交換機１３との間を循環する。このような設定により、ＣＩＰ対象設備要素３の一部の熱殺菌に供された排熱を梱包前のビール製品の加熱に直接流用することができる。
【００３０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形が考えられる。
（１）蓄熱槽９から熱エネルギーを取り出す際の流動形蓄熱材の温度変動が許容される場合には、潜熱形蓄熱材に代えて顕熱形蓄熱材を用いても良い。
（２）熱利用手段としては、上記梱包前のビール製品を一時加熱する加温器に限定されるものではなく、他の熱利用手段に適用することが考えられる。
（３）製造設備としては、上記ビール製造設備に限定されない。他の食品製造設備においてＣＩＰの排熱を蓄熱することにより排熱の有効活用を図ることも考えられる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、設備要素のＣＩＰ（ｃｌｅａｎｉｎｇ　ｉｎ　ｐｌａｃｅ）を熱利用手段の稼働の合間に行う製造設備であって、上記ＣＩＰの排熱を一時的に蓄熱する蓄熱手段と、該蓄熱手段に予め蓄熱された排熱を前記熱利用手段に熱源として提供する熱供給手段とを具備するので、ＣＩＰが製造とは異なった時間帯に行われる製造設備にあっても、ＣＩＰの排熱を蓄熱手段に一時的に蓄熱することによってＣＩＰの排熱を製造に有効活用することが可能となる。
すなわち、蓄熱手段を新たに製造設備に導入することにより異なる時間帯で行われる２つの工程間で排熱の有効利用が可能となるので、製造設備におけるトータル的な熱効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わる製造設備の工程図である。
【符号の説明】
１……殺菌湯タンク
２……殺菌湯ポンプ
３……ＣＩＰ対象設備要素
４……排湯三方弁
５……切替制御装置
６……排水ヘッダ
７……排湯用熱交換機
８……バイパス三方弁
９……蓄熱槽
１０……熱供給三方弁
１１……蓄熱循環ポンプ
１２……熱供給ポンプ
１３……熱供給用熱交換機
１４……加温水プール
１５……熱需給ポンプ
１６……加温水循環ポンプ
１７……シャワー
Ａ……蓄熱手段
Ｂ……熱供給手段
Ｃ……熱利用手段
【図１】
2004008174.tif 000003