(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉ミルクを溶かす調乳用水を供給する供給管路と、
上記供給管路の上流側にポンプを介して接続される貯水槽と、
上記調乳用水の供給量を設定する設定手段と、
上記供給管路に設けられ、供給される調乳用水の質量流量を計測する質量流量計と、
上記質量流量計によって計測される質量流量に基づいて調乳用水の供給を制御する制御手段とを有し、
上記制御手段は、
調乳用水の設定供給量と実際に供給された調乳水における供給量の誤差との相関式を、調乳用水の温度別に記憶している記憶部と、
上記設定手段によって調乳用水の供給量が設定された際に、調乳用水の温度に対応する上記相関式を上記記憶部から読み出し、その相関式に基づいて設定供給量に対応する供給量の誤差を求め、その供給量誤差分に応じて設定供給量を補正する補正部と、
を有し、補正後の設定供給量にしたがって調乳用水の供給を制御するように構成され、
上記質量流量計として、センサチューブの材質に高耐熱合金または高耐熱耐食合金を使用したコリオリ式質量流量計を有し、
上記供給管路に調乳用水の流れを二方向に切り替える切替弁が介設され、一方側に切り替えられた場合は調乳用水を吐出し、他方側に切り替えられた場合は戻り管を通じて調乳用水を上記貯水槽に戻して循環させるように構成されていることを特徴とする自動調乳装置。
【請求項２】
上記調乳用水の温度が略８０℃である請求項１記載の自動調乳装置。
【請求項３】
上記貯水槽に加熱手段が備えられている請求項１または２に記載の自動調乳装置。
【請求項４】
上記供給管路に分岐管を有し、この分岐管が上記戻り管と接続されている請求項１記載の自動調乳装置。
【請求項５】
上記質量流量計の上流側または下流側に限外ろ過膜装置が備えられている請求項１〜４のいずれか１項に記載の自動調乳装置。
【請求項６】
上記供給管路の出口部に逆汚染防止弁が設けられ、この逆汚染防止弁の調乳水排出通路に金属繊維焼結フィルタが備えられている請求項１〜５のいずれか１項に記載の自動調乳装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乳幼児用の調合乳を自動的に調乳する自動調乳装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多数の新生児を収容している病院や産院では、調乳室を設置しているところが多く、この調乳室には、粉ミルクを溶かすための調乳用水を作る調乳用水製造装置、粉ミルクをその調乳用水に混合、溶解させてミルクを作る調乳装置、調乳されたミルクを冷却する冷却装置等が備えられている。
【０００３】
ミルクの濃度にばらつきがあると乳幼児が栄養を十分に吸収できなかったり、また、便が固くなる等、乳幼児の健康に悪影響を与えることがあるため、粉ミルクを溶解する調乳用水の計量については正確さが要求される。
【０００４】
その調乳用水を計量する場合、調乳装置における調乳用水吐出口の下方に電子秤を設置し、滅菌庫から取り出した空の調乳用容器をその電子秤に載置し、調乳用水を調乳用容器内に注入して計量する方法が採られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、調乳用水を調乳用容器に注入するのにパルスモータ制御のポンプを用い、このポンプを容積式流量計として機能させ、ポンプの回転数から調乳用水の供給量を間接的に計測する自動調乳装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
ところで、最近では低出生体重児や免疫不全の乳幼児については、大腸菌群と同様に広く自然環境中に存在しているエンテロバクター・サカザキやセレウス菌による健康被害のあることがＷＨＯ（世界保健機関）によって報告されており、エンテロバクター・サカザキについては７０℃の温度で不活化することも報告されている。
【０００７】
この報告を受けて日本乳業協会では調乳時における調乳用水の加熱温度を従来の６０℃から８０℃前後に高めることを推奨している。
【０００８】
このような事情から、インラインで調乳用水の供給、計量が可能であり、広範囲の流体加熱温度にも対応することができ、しかも、設定されたいずれの加熱温度でも調乳用水の供給量を正確に計測することができる調乳装置が要望されている。
【特許文献１】特開２００２−１７３１９７号公報（第(３)頁、図２）
【特許文献２】特開平９−２８５７５号公報（第(２)頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、調乳用水を計量するにあたり上記した容積式流量計、あるいは超音波流量計が測定できる流体温度は通常６０℃までが限度であり、したがって調乳用水の温度を８０℃前後に高めた場合には計測精度が補償されなくなる。
【００１０】
加えて上記したいずれの流量計も単位時間に流れる流量を体積で計測するものであるため、温度の影響で計測値が変動する点も考慮しなければならない。
【００１１】
本発明は以上のような従来の調乳装置における課題を考慮してなされたものであり、インラインで調乳が可能であり、高温の調乳用水にも対応することができ、しかも供給する調乳用水を精度良く計測することができる自動調乳装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、粉ミルクを溶かす調乳用水を供給する供給管路と、上記供給管路の上流側にポンプを介して接続される貯水槽と、調乳用水の供給量を設定する設定手段と、供給管路に設けられ、供給される調乳用水の質量流量を計測する質量流量計と、質量流量計によって計測される質量流量に基づいて調乳用水の供給を制御する制御手段とを有し、
上記制御手段は、調乳用水の設定供給量と実際に供給された調乳水における供給量の誤差との相関式を、調乳用水の温度別に記憶している記憶部と、設定手段によって調乳用水の供給量が設定された際に、調乳用水の温度に対応する相関式を記憶部から読み出し、その相関式に基づいて設定供給量に対応する供給量の誤差を求め、その供給量誤差分に応じて設定供給量を補正する補正部と、を有し、補正後の設定供給量にしたがって調乳用水の供給を制御するように構成され、
上記質量流量計として、センサチューブの材質に高耐熱合金または高耐熱耐食合金を使用したコリオリ式質量流量計を有し、
上記供給管路に調乳用水の流れを二方向に切り替える切替弁が介設され、一方側に切り替えられた場合は調乳用水を吐出し、他方側に切り替えられた場合は戻り管を通じて調乳用水を上記貯水槽に戻して循環させるように構成されていることを特徴とする自動調乳装置である。
【００１３】
本発明に係る質量流量計として、センサチューブの材質に高耐熱合金または高耐熱耐食合金を使用したコリオリ式質量流量計を使用することができる。
【００１４】
この場合、上記調乳用水の温度を略８０℃まで高めることが可能になり、乳幼児用調整粉乳の無菌化をさらに高めることができる。
【００１５】
本発明において、上記供給管路の上流側にポンプを介して貯水槽を接続し、この貯水槽に加熱手段を備えれば、温調された調乳用水を自動調乳装置に供給することができる。
【００１６】
本発明において、上記供給管路に調乳用水の流れを二方向に切り替える切替弁を介設し、調乳水を吐出する場合は一方側に切り替え、調乳水を吐出しない場合は他方側に切り替え、戻り管を通じて調乳用水を上記貯水槽に戻すことによって循環させれば、調乳用水の温度を安定させることができ、質量流量計の計測精度を高めることができる。
【００１７】
本発明において、上記供給管路に分岐管を有し、この分岐管を上記戻り管と接続すれば、例えば切替弁の切替操作によって供給管路に圧力変動が生じても、その圧力変動を戻り管を通じて減衰させることができる。
【００１８】
本発明において、上記質量流量計の上流側または下流側に限外ろ過膜装置が備えることが好ましい。
【００１９】
本発明において、上記供給管路の出口部に逆汚染防止弁を設け、この逆汚染防止弁の調乳水排出通路に金属繊維焼結フィルタを備えれば、万一、供給管路内に異物が混入した場合であってもその異物が自動調乳装置外に排出されず、調乳粉乳の安全性を高めることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の自動調乳装置によれば、インラインで調乳が可能であり、高温の調乳用水にも対応することができ、しかも供給する調乳用水を精度良く計測することができるという長所を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明に係る自動調乳装置およびその自動調乳装置に接続される調乳用水製造装置の全体構成を示すブロック図である。
【００２３】
ａ．調乳用水製造装置
同図において、調乳用水製造装置１には水道配管が接続されており、その水道水を例えば活性炭からなるプレフィルタ２で濾過して不純物や塩素を除去し、さらに、ＲＯ（逆浸透）膜装置３に導入することによりコロイド物質、バクテリア、細菌、イオン類等を除去し、ＲＯ膜装置３を通過して濾過された調乳用水に対し、紫外線照射器４から紫外線を照射した後、貯水槽５に蓄えるようになっている。
【００２４】
なお、上記紫外線照射器４は、貯水槽５→供給管１３→戻り管１５→貯水槽５、または貯水槽５→供給路１３→戻り管１５→貯水槽５の循環系内を無菌に維持するために設けられている。また、紫外線照射器４は、上記実施形態では流水型のインライン方式のものを示したが、これに限らず、貯水槽５に浸漬させる投げ込み式のものを使用することもできる。
【００２５】
上記貯水槽５には加熱手段としてのヒータ６が備えられており、貯水槽５内の調乳用水を所定の温度に加熱するようになっている。加熱された調乳用水の温度は温度センサ７によって検出され、装置の表示部（図示しない）に表示される。
【００２６】
また、調乳用水製造装置１で製造された調乳用水は、ポンプ８を駆動させることによって貯水槽５から自動調乳装置９に送られる。
【００２７】
ｂ．自動調乳装置
ｂ-１．調乳用水計測部
次に、ポンプ８によって調乳水製造装置１から送られた調乳用水は調乳用水計測部９ａに与えられ、中空糸限外濾過膜からなるＵＦ（限外ろ過）膜装置１０でさらに精密濾過される。
【００２８】
精密濾過された調乳用水はコリオリ式質量流量計１１に送られ質量流量が計測される。なお、上記ＵＦ膜装置１０はコリオリ式質量流量計１１の下流側に配置することもできる。
【００２９】
一般的な体積流量計で質量を知るには、別途、測定対象の密度を測り、これと体積とを掛け合わさなければならないが、密度測定自体が極めて面倒である。これに対してコリオリ式質量流量計１１は質量流量を直接測定するものであるため、密度測定する必要がない。
【００３０】
本実施形態で使用するコリオリ式質量流量計１１は、センサチューブの材質にチタンを使用した高耐熱耐食仕様であり、−４０〜＋１５０℃の広範囲にわたって流体の温度を計測することができるものである。また、定格流量１５．８kg／minのものを使用している。
【００３１】
このコリオリ式質量流量計１１を通過した調乳用水は電磁式の三方弁１２に導かれる。
【００３２】
三方弁１２は採水方向ａと戻り方向ｂとの切替位置を有し、採水方向ａに切り替えた場合は、供給管（供給管路）１３を通じて逆汚染防止弁１４に調乳用水を送り、一方、戻り方向ｂに切り替えた場合は、戻り管１５を通じて調乳用水を貯水槽５に戻すようになっている。この三方弁１２の切替動作は後述するコントローラ１７によって制御される。
【００３３】
逆汚染防止弁１４は、調乳用水を供給する供給管１３の出口部に設けられており、外部から供給管１３内に雑菌が侵入するのを防止するように構成されている。
【００３４】
図２に示すように、逆汚染防止弁１４はパイプ状の吐出口１４ａを有し、この吐出口１４ａにノズル１４ｂが垂下した状態で接続されている。
【００３５】
詳しくは、ノズル１４ｂの上端にはフランジ部１４ｃが一体に形成されており、このフランジ部１４を上記吐出口１４ａに対しソケット１４ｄを用いて固定している。
【００３６】
また、フランジ部１４ｃと吐出口１４ａ先端との間にはリング状のシール材１４ｅ，１４ｆが挿入され、それらのシール材１４ｅ，１４ｆの間にフィルタ１４ｇが挟み込まれている。
【００３７】
このフィルタ１４ｇは、金属繊維を焼結して円板状に成形したもの（ボアサイズ２０μｍ）からなり、万一、供給管路内に異物が混入した場合であってもその異物がノズル１４ｂから排出されないようになっている。
【００３８】
また、吐出口１４ａにはヒータ１４ｈが巻回されており、ノズル１４ｂを通して外部から侵入し繁殖しようとする雑菌を死滅させるようになっている。なお、１４ｉはヒータ１４ｈへの通電をオンオフするスイッチであり、コントローラ１７によって制御されるようになっている。
【００３９】
上記戻り管１５が貯水槽５に接続されることにより、貯水槽５→ＵＦ膜１０→コリオリ式質量流量計１１→貯水槽５の経路で調乳用水を循環させる循環路が形成される。それにより、三方弁１２が戻り方向ｂに切り替えられた場合には、コリオリ式質量流量計１１には温度が一定の調乳用水が常時、循環することになり、三方弁１２を採水方向ａに切り替えてもコリオリ式質量流量計１１は安定して質量流量を計測することができる。
【００４０】
また、ＵＦ膜装置１０とコリオリ式質量流量計１１の間に分岐管１６が設けられ、この分岐管１６は戻り管１５に接続されている。この分岐管１６は、三方弁１２が切り替えられることによって供給管路に発生する圧力変動を戻り管１５に逃がして減衰させる働きをするものである。
【００４１】
上記コリオリ式質量流量計１１によって計測された質量流量はパルス信号として出力され制御手段としてのコントローラ１７に与えられる。
【００４２】
ｂ-２．コントローラおよびタッチパネルモニタ
コントローラ１７には表示部と操作部を兼ねたタッチパネルモニタ（設定手段）１８が接続されており、このタッチパネルモニタ１８から採水データとして調乳用水の採水量、調乳用水の温度がそれぞれ設定されるとともに各種指令が入力されるようになっている。
【００４３】
１９ａは運転スイッチ、１９ｂは採水スイッチ、１９ｃは緊急停止スイッチである。
【００４４】
採水データが設定され調乳スタートが指令されると、コントローラ１７は、ＲＯＭ１７ａに予め記憶されているプログラムにしたがって、自動調乳装置９を構成している各要素を制御する。
【００４５】
また、コントローラ１７は、コリオリ式質量流量計１１から出力されるパルスをカウントするパルスカウンタ１７ｂと、タッチパネルモニタ１８を介して設定された採水量、調乳用水の温度等を記憶するためのＲＡＭ１７ｃと、調乳用水の温度に応じて質量の補正を行なう補正部１７ｄを備えている。
【００４６】
図３はタッチパネルモニタ１８の画面構成を示したものである。
【００４７】
同図において、タッチパネルモニタ１８のメニュー画面には、調乳作業を実施するための調乳アイコン１８ａ、機器の起動停止を行うための操作アイコン１８ｂ、現在の装置の状態、警報状況などを表示するための状態表示アイコン１８ｃ、操作に関するガイド等を表示するための操作ガイドアイコン１８ｄが表示されている。
【００４８】
設定調乳量の入力は調乳アイコン１８ａをタッチし、サブメニューからを入力することができるようになっている。
【００４９】
ｂ-３．撹拌冷却部
図１において、撹拌冷却部２０は、蓋（図示しない）を被せることのできる有底円筒状容器で構成されたミルク溶解ポット２１を冷却する冷却槽２２を備えている。
【００５０】
この冷却槽２２の外周壁には、クーラー冷却機２３からの冷却水を循環させるクーリングパイプ２４が周設されており、温度上昇した冷却槽２２内の冷却水と熱交換させ、冷却槽２２内に載置されたミルク溶解ポット２１内のミルクを３７℃前後に冷却するようになっている。
【００５１】
上記冷却操作はメニュー画面の操作アイコン１８ｂをタッチし、サブメニューから実行するようになっている。
【００５２】
上記クーラー冷却機２３は、圧縮機、凝縮器、ドライヤ等から構成される公知の冷却機で構成することができる。
【００５３】
冷却槽２２内の冷却水の一部は導出管２５から取り出されてポンプ２６に導かれ、このポンプ２６から導入管２７を通じて再び冷却槽２２内に戻され、冷却槽２２内の冷却水を循環させるようになっている。
【００５４】
また、冷却槽２２の下方にはマグネティックスタラーから構成される撹拌機２８が備えられ、この撹拌機２８の磁気作用によって冷却槽２２内の撹拌子２９が回転するようになっている。
【００５５】
なお、冷却槽２２内の冷却水は切替弁３０→排水管３１を通じて排水することができ、また、クーラー冷却機２３で使用する冷却水および冷却槽２２内に注入する冷却水は供給管３２から供給される水道水を利用するようになっている。
【００５６】
次に、上記構成を有する自動調乳装置９を制御するコントローラ１７の制御内容を、図４に示すフローチャートにしたがって説明する。
【００５７】
まず、採水データを設定する（ステップＳ１）。
【００５８】
具体的には、タッチパネル１８の調乳アイコン１８ａをタッチし、調乳用水の採水量と調乳用水の温度を設定する。例えば採水量を８００ｇに設定する場合、「８，０，０，０」と入力し、調乳水の温度が調乳水製造装置１で８０℃に設定されている場合、「８，０」と入力する。
【００５９】
次いでサブメニューの実行アイコン（図示しない）を押すと、ステップＳ２において設定入力有り（ＹＥＳ）と判断される。
【００６０】
次に、コントローラ１７の補正部１７ｄが採水量の補正演算を行ない（ステップＳ３）、補正後の採水量をパルスカウンタ１７ｂに転送する（ステップＳ４）。なお、パルスカウンタ１７ｂはメモリを備えており、補正後の採水量をパルス数に変えて記憶している。
【００６１】
図５は採水量の補正処理を説明するグラフである。
【００６２】
同図に示すグラフは、調乳用水の温度を様々に変化させた場合において、設定採水量と実計量値との間に生じる質量誤差（平均差分量）とを実験により求めたものである。
【００６３】
横軸はタッチパネル１８によって設定した設定採水量［ｇ］を示し、縦軸はサンプル数ｎ＝１０における平均差分量（実計量値−設定採水量）［ｇ］を示している。
【００６４】
例えば調乳水の温度（平均水温）が８０℃である場合を例に取ると、
設定採水量と平均差分量との間には、直線回帰式
ｙ＝−０．００７２ｘ＋６．４５６６
で示される相関関係（図中、特定Ｌ参照）がある。
【００６５】
ＲＯＭ１７ａは、調乳用水の温度別に実験によって求めた直線回帰式を複数記憶しており、タッチパネル１８を介して採水量が設定されると、設定採水量に対応する平均差分量を上記直線回帰式から求める。
【００６６】
例えば、採水量を１００００ｇに設定すると、平均差分量は−６５．５ｇとして求められる。すなわち、設定採水量に対して実際に計測された採水量は９９３４．５ｇとなり採水不足が生じることになる。
【００６７】
そこで、補正部１７ｄは上記平均差分量６５．５ｇを設定採水量に加算する補正を行ない、補正後の設定採水量をパルスカウンタ１７ｂのメモリに転送する。
【００６８】
従来の体積流量計で質量を知る場合には、別途、測定対象の密度を測り、これと体積とを掛け合わさなければならなかったが、コリオリ式質量流量計１１を使用すると、密度の測定が不要であり、流体温度による質量差分を補正するだけで流体すなわち調乳用水の質量流量を高精度で計測することができるようになる。
【００６９】
次に、オペレータがサブメニューの採水アイコン（図示しない）を押すと（ステップＳ５においてＹＥＳ）、コントローラ１７は三方弁１２を採水方向ａに切り替える（ステップＳ６）。それにより、逆汚染防止弁１４を介してミルク溶解ポット２１に調乳用水が注入される。
【００７０】
調乳用水がコリオリ式質量流量計１１を通過するとき、質量流量が計測され積算パルス値がパルスカウンタ１７ｂに与えられる（ステップＳ７）。
【００７１】
ここで緊急停止スイッチ１９ｃが押されていないことを確認し（ステップＳ８）、パルスカウンタ１７ｂでは、上記積算パルス値と、補正部１７ｄから転送された補正後の設定採水量（パルス値）とを比較する（ステップＳ９）。
【００７２】
ステップＳ９において、積算パルスカウント値が補正後採水量に到達していなければ、ステップＳ８に戻って採水を継続する。
【００７３】
ステップＳ９において、積算パルスカウント値＝補正後採水量であれば、三方弁１２を戻り方向ｂに切り替え、調乳用水を戻り管１５を通じて循環させる。
【００７４】
このように、本発明の自動調乳装置によれば、インラインで調乳水を計測することが可能になるため、特に、高温に加熱された調乳水を使用する場合には、調乳水を秤に載せるといった危険作業が解消され、作業者の負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明に係る自動調乳装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す逆汚染防止弁の構成を示す縦断面図である。
【図３】図１に示すタッチパネルのメニュー画面を示す説明図である。
【図４】図１に示すコントローラの制御内容を説明するフローチャートである。
【図５】採水量の補正方法を説明するグラフである。
【符号の説明】
【００７６】
１    調乳用水製造装置
２    プレフィルタ
３    ＲＯ膜装置
４    紫外線照射器
５    貯水槽
６    ヒータ
７    温度センサ
８    ポンプ
９    自動調乳装置
９ａ    調乳用水計測部
１０    ＵＦ膜装置
１１    コリオリ式質量流量計
１２    三方弁
１３    供給管
１４    逆汚染防止弁
１５    戻り管
１６    分岐管
１７    コントローラ
１７ａ  ＲＯＭ
１７ｂ  パルスカウンタ
１７ｃ  ＲＡＭ
１７ｄ  補正部
１８    タッチパネルモニタ
１９ａ  運転スイッチ
１９ｂ  採水スイッチ
１９ｃ  緊急停止スイッチ
２０    撹拌冷却部
２１    ミルク溶解ポット
２２    冷却槽
２３    クーラー冷却機
２４    熱交換器
２６    ポンプ
２８    撹拌機
２９    撹拌子
【図１】
0004606358.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004606358.tif 000004
【図４】
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【図５】
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