(57)【要約】      （修正有）【課題】被加熱処理流体通路を形成するプレート及びその周辺配管に、食品である被加熱処理流体の変性体や含有物が熱交換器に付着することがない食品プロセス用熱交換器、及びその周辺配管を提供する。【解決手段】金属製プレート２０を間隔を置いて固定し、複数の前記間隔に加熱媒体Ｖ及び被加熱処理流体Ｆである食品を交互に流通させることによって前記食品を熱処理する食品プロセス用熱交換器１０であって、前記プレートの食品と接触する面を、非晶性・サルフォン系樹脂のスーパーエンジニアリングプラスチックであるＰＰＳＵ，ＰＳＵ，ＰＥＳＵのうちの一つによって被覆した食品プロセス用熱交換器１０及びその周辺配管。【選択図】図２
0003188096.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
金属製プレートを間隔を置いて固定し、複数の前記間隔に加熱媒体及び被加熱処理流体である食品を交互に流通させることによって前記食品を熱処理する食品プロセス用熱交換器であって、前記プレートの食品と接触する面を、非晶性・サルフォン系樹脂のスーパーエンジニアリングプラスチックであるＰＰＳＵ，ＰＳＵ，ＰＥＳＵのうちの一つによって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】
金属製プレートを間隔を置いて固定し、複数の前記間隔に加熱媒体及び被加熱処理流体である食品を交互に流通させることによって前記食品を熱処理する食品プロセス用熱交換器の周辺配管であって、前記プレートの食品と接触する面を、非晶性・サルフォン系樹脂のスーパーエンジニアリングプラスチックであるＰＰＳＵ，ＰＳＵ，ＰＥＳＵのうちの一つによって被覆したことを特徴とする食品プロセス用熱交換器の周辺配管。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、乳製品、各種飲料、各種調味料、マヨネーズ、チーズ、油脂類食品等の殺菌や加工のために行う加熱処理において使用される熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
牛乳を代表とする乳製品類や、各種飲料、各種調味料、マヨネーズ、チーズ、カレールウ、油脂製品は、加熱殺菌を行う。加熱殺菌をすることにより、食品の品質を保ち、また細菌及び微生物を死滅させ、衛生上の危険を防止し、安全性を保っている。
【０００３】
しかし、牛乳等に於いて加熱殺菌の温度は、ここ１０年で約１０℃近く上昇し、最高では１４０℃を超えるケースも出てきている。殺菌温度の上昇に伴い、牛乳中のカルシュームやタンパク質の変性が増加し、ステンレス製熱交換器の伝熱プレート表面やその周辺の配管内面への付着が増加する。その結果、加熱殺菌処理の連続運転時間が短くなる。変性したカルシュームやタンパク質がステンレス製熱交換器の伝熱プレート表面やその周辺の配管内面に付着した場合、加熱殺菌処理を中断して、ＣＩＰ（定置洗浄）によりステンレス製熱交換器の伝熱プレート表面やその周辺の配管内面を洗浄しなければならない。ステンレス製熱交換器の伝熱プレート表面やその周辺配管内面への付着が増加すれば、当然にその洗浄の頻度を高くしなければならない。
【０００４】
カレールウの生産に於いても、果物や野菜に蜂蜜やワイン等の酒類を配合するため、食品の残渣が伝熱プレート表面やその周辺の配管内面に付着する。カレールウ等の食品は、美味で芳醇な味・香りにより商品価値を高め商品の差別化を図ることが望ましい。食品の残渣が伝熱プレート表面やその周辺の配管内面に付着することは、この美味で芳醇な味・香りの高まりを妨げることになり、頻繁な除去すなわち洗浄が必要になる。
【０００５】
従来の食品プロセス用熱交換器として、プレート全面への流体の流れを均一化して伝熱性能の向上を図るとともに、プレートへのスケールの付着を防止するために、四隅に通路孔を開口し、その間に三角堰伝面および主伝面からなる伝面部を有するプレートを複数枚積層してなるプレート式熱交換器であって、プレートの入口側通路孔から出口側通路孔に至る伝面部に、この伝面部を流れる流体に対し流れに方向性を付与にする流路壁を設け、この流路壁により流体をプレート全面へ順次分流してプレート全面の流体の流れを均一化するプレート式熱交換器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
従来の他の食品プロセス用熱交換器として、不純物を含んだ被熱交換媒体を流通させても該不純物が堆積することなく、被熱交換媒体の流通性を確保して効率の良い熱交換を行うために、表裏両面に複数の凸条及び凹条が交互に形成された伝熱部を有する複数の伝熱プレートを備え、該複数の伝熱プレートが伝熱部同士を対向させて積層され、各伝熱部を境にして熱交換媒体を流通させる第一空間と被熱交換媒体を流通させる第二空間とが交互に形成されたプレート式熱交換器であって、前記第一空間は、互いの凸条同士を交差衝合させた伝熱部間に形成され、一方、第二空間は、凸条及び凹条の形成された領域同士が非接触の伝熱部間に形成されるプレート式熱交換器が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
従来の他の食品プロセス用熱交換器として、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であって、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ものが提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１８４０７７号公報
【特許文献２】特開２００８−１２１９５６号公報
【特許文献３】特開２００８−１３９０２１号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１による食品プロセス用熱交換器によると、プレートの入口側通路孔から出口側通路孔に至る伝面部すなわち電熱部に、この伝面部を流れる流体に対し流れに方向性を付与にする流路壁を設け、この流路壁により流体をプレート全面へ順次分流してプレート全面の流体の流れを均一化する。これによりプレート全面の流体の流れを均一化して加熱処理を均一的かつ効率的に行うことができる。しかし、被処理液体通路を形成するプレートは、何ら表面処理されていない金属板であり、被処理流体の含有物が熱交換器及びその周辺配管に付着することは避けられない。
【００１０】
特許文献２による食品プロセス用熱交換器によると、第一空間は、互いの凸条同士を交差衝合させた伝熱部間に形成される一方、第二空間は、凸条及び凹条の形成された領域同士が非接触の伝熱部間に形成されるから、被熱交換媒体はプレート間をプレート面と直交する方向に波動しながら走行し、不純物を含んだ被熱交換媒体を流通させても該不純物が堆積することなく、均一的かつ効率的に行うことができる。しかし、被熱交換媒体通路を形成するプレートは、何ら表面処理されていない金属板であり、被熱交換媒体の含有物が熱交換器及びその周辺配管に付着することは避けられない。
【００１１】
特許文献３によって提案された食品プロセス用熱交換器によると、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する。しかし、エンジニアリングプラスチックは、図１に記載した表１に示すように、食品プロセス用熱交換器の材料として多くの欠点がる。
【００１２】
（考案の目的）
本考案は、従来の食品プロセス用熱交換器に於ける上述した問題に鑑みてなされたものであって、被加熱処理流体通路を形成するプレート及びその周辺配管に、食品である被加熱処理流体の変性体や含有物が熱交換器に付着することがない食品プロセス用熱交換器、及びその周辺配管を提供することを目的とする。
【００１３】
本考案はまた、高温の連続熱処理によっても、食品である被加熱処理流体と接触するプレート及びその周辺配管の内面の劣化や剥離の問題が少なく、長時間連続して効率的に熱処理を行うことができる食品プロセス用熱交換器、及びその周辺配管を提供することを目的とする。
【００１４】
本考案はさらに、加熱処理時間を延長するために被加熱処理流体を加熱なしで高温維持することを効率的かつ省エネルギーで行うことができる食品プロセス用熱交換器の周辺配管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】
【００１５】
第１考案は、
金属製プレートを間隔を置いて固定し、複数の前記間隔に加熱媒体及び被加熱処理流体である食品を交互に流通させることによって前記食品を熱処理する食品プロセス用熱交換器であって、前記プレートの食品と接触する面を、非晶性・サルフォン系樹脂のスーパーエンジニアリングプラスチックであるＰＰＳＵ，ＰＳＵ，ＰＥＳＵのうちの一つによって被覆したことを特徴とする食品プロセス用熱交換器ある。
【００１６】
第２考案は、
金属製プレートを間隔を置いて固定し、複数の前記間隔に加熱媒体及び被加熱処理流体である食品を交互に流通させることによって前記食品を熱処理する食品プロセス用熱交換器の周辺配管であって、前記プレートの食品と接触する面を、非晶性・サルフォン系樹脂のスーパーエンジニアリングプラスチックであるＰＰＳＵ，ＰＳＵ，ＰＥＳＵのうちの一つによって被覆したことを特徴とする食品プロセス用熱交換器の周辺配管である。
【００１７】
ここで、ＰＰＳＵ，ＰＳＵ，ＰＥＳＵの構造式は、以下の通りである。
0003188096.tif 000003
【考案の効果】
【００１８】
本考案の食品プロセス用熱交換器及びその周辺配管によれば、被加熱処理流体通路を形成するプレート及びその周辺配管に、食品である被加熱処理流体の変性体や含有物が熱交換器に付着することがない食品プロセス用熱交換器及びその周辺配管を構成することができる。
【００１９】
本考案の食品プロセス用熱交換器及びその周辺配管によればまた、高温の連続熱処理によっても、食品である被加熱処理流体と接触するプレート及びその周辺配管の内面の劣化や剥離の問題が少なく、長時間連続して効率的に熱処理を行うことができる食品プロセス用熱交換器及びその周辺配管を構成することができる。
【００２０】
本考案によればさらに、加熱処理時間を延長するために被加熱処理流体を加熱なしで高温維持することを効率的かつ省エネルギーで行うことができる食品プロセス用熱交換器の周辺配管を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】エンプラとスーパ−エンプラの特性比較表である。
【図２】本考案の実施形態の食品プロセス用熱交換器の及びその周辺配管の斜視図である。
【図３】本考案の実施形態の食品プロセス用熱交換器の熱交換プレート部材の正面図及びガスケット説明図である。
【図４】本考案の実施形態の食品プロセス用熱交換器の第１ガスケット及び第２ガスケットの説明図である。
【図５】図３の線Ｖ−Ｖに沿った断面図である。
【図６】図３の線VI−VIに沿った断面図である。
【図７】本考案の実施形態の食品プロセス用熱交換器の作動説明図である。
【考案を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本考案の実施形態の食品プロセス用熱交換器及びその周辺配管を図に基づいて説明する。実施形態の食品プロセス用熱交換器１０及びその周辺配管１１は、図２に示すように、牛乳等の被加熱処理流体Ｆを、加熱水蒸気等の加熱媒体Ｖによって非接触で所定時間加熱処理する。
【００２３】
食品プロセス用熱交換器１０は、図２に示すように、熱交換プレート部材２０を、第１ガスケット２２（図２に図示せず）及び第２ガスケット２４（図２に図示せず）を交互に介在させて積み重ねてなる。
【００２４】
熱交換プレート部材２０は、図３に示すように、上下の左右隅部に被加熱処理流体入口開口３０、被加熱処理流体出口開口３２、加熱媒体入口開口３４、加熱媒体出口開口３６を有する。熱交換プレート部材２０の周辺部には、ガスケット溝３９が設けられている。
【００２５】
熱交換プレート部材２０の全表面は、被覆材料すなわち非晶性・サルフォン系樹脂のスーパーエンジニアリングプラスチックであるＰＰＳＵ，ＰＳＵ，ＰＥＳＵのうちの一つによって、被覆されている。被覆材料は、粉体にされて熱交換プレート部材２０の材料の板部材に吹き付けられた後、高温の炉内で溶着される。
【００２６】
熱交換プレート部材２０は、図３に示すように、中央部に、左右対称に傾斜してそこを通過する流体等を乱流にするための平行段溝４０を形成している。
【００２７】
被加熱処理流体入口開口３０と平行段溝４０の領域との間には、被加熱処理流体入口開口３０から流入した被加熱処理流体Ｆを平行段溝４０の領域の幅に拡散させるための拡散段溝４２が形成されている。
加熱媒体出口開口３２と平行段溝４０の領域との間には、平行段溝４０の領域からの被加熱処理流体Ｆを被加熱処理流体出口開口３２へ集中させるための集中段溝４４が形成されている。
【００２８】
加熱媒体入口開口３４と平行段溝４０の領域との間には、加熱媒体入口開口３４から流入した加熱媒体Ｖを平行段溝４０の領域の幅に拡散させるための拡散段溝４６が形成されている。
加熱媒体出口開口３６と平行段溝４０の領域との間には、平行段溝４０領域からの加熱媒体Ｖを加熱媒体出口開口３６へ集中させるための集中段溝４８が形成されている。
【００２９】
第１ガスケット２２は、図４（a）に示すように、ガスケット溝３９の所定の部分に配置され、熱交換プレート部材２０を積み重ねたときに、被加熱処理流体入口開口３０と被加熱処理流体出口開口３２とを連通させるように形成される。
【００３０】
第２ガスケット２４は、図４（b）に示すように、ガスケット溝３９の所定の部分に配置され、熱交換プレート部材２０を積み重ねたときに、加熱媒体入口開口３４と加熱媒体出口開口３６とを連通させるように形成される。
【００３１】
被加熱処理流体出口開口３２は、被加熱処理流体Ｆの加熱処理時間を延長するための周辺配管１１の熱処理配管５０に連通されている。熱処理配管５０は、加熱機能は有せず、食品プロセス用熱交換器１０において最低加熱処理温度より高く加熱された被加熱処理流体Ｆを、所定時間、最低加熱処理温度より高い状態で維持することによって加熱処理する。
熱処理配管５０の内面は、被覆材料すなわち非晶性・サルフォン系樹脂のスーパーエンジニアリングプラスチックであるＰＰＳＵ，ＰＳＵ，ＰＥＳＵのうちの一つによって、被覆されている。被覆材料は、粉体にされ熱処理配管１１（ホールデイングパイプともいう）の内面に吹き付けられた後、４００℃前後に加熱され、溶着される。
【００３２】
（食品プロセス用熱交換器の作動）
食品プロセス用熱交換器１０の作動は、図７に示すように、複数の熱交換プレート部材２０を同一方向を向けて配置し、それらの間に交互に第１ガスケット２２及び第２ガスケット２４を介在させる。これらは、被加熱処理流体入口開口３０、被加熱処理流体出口開口３２、加熱媒体入口開口３４、加熱媒体出口開口３６のそれぞれに対応する開口６０を有する前側端板６２、及び被加熱処理流体入口開口３０、被加熱処理流体出口開口３２、加熱媒体入口開口３４、加熱媒体出口開口３６のそれぞれに対応する部分を閉じた後端板６４と組み合わせて、長ビス・ナット（図示せず）によって一体化してなる。
【００３３】
このように構成された食品プロセス用熱交換器１０において、例えば、図７における左から１番目の熱交換プレート部材２０（１）と同じく２番目の熱交換プレート部材２０（２）との間では、加熱媒体Ｖが、加熱媒体入口開口３４から流入し、下降し、加熱媒体出口開口３６から出て行く。
【００３４】
図７における左から２番目の熱交換プレート部材２０（２）と同じく３番目の熱交換プレート部材２０（３）との間では、被加熱処理流体Ｆが、被加熱処理流体入口開口３０から流入し、上昇し、被加熱処理流体出口開口３２から出て行く。被加熱処理流体出口開口３２から流出した被加熱処理流体Ｆは、熱処理配管５０に入る。熱処理配管５０は、加熱機能がないため、被加熱処理流体Ｆは温度降下する。
【００３５】
被加熱処理流体Ｆは、食品プロセス用熱交換器１０によって所望加熱処理温度より高い温度に加熱され、熱処理配管５０から流出するとき所望加熱処理温度となるように温度制御される。結果として、被加熱処理流体Ｆは、食品プロセス用熱交換器１０及び熱処理配管５０を通過する時間にわたって所望加熱処理温度で所定の加熱処理がなされたことになる。
【符号の説明】
【００３６】
Ｆ              被加熱処理流体
Ｖ              加熱媒体
１０            食品プロセス用熱交換器
１１            周辺配管
２０            熱交換プレート部材
２２            第１ガスケット
２４            第２ガスケット
３０            被加熱処理流体入口開口
３２            被加熱処理流体出口開口
３４            加熱媒体入口開口
３６            加熱媒体出口開口
３９            ガスケット溝
４２、４６      拡散段溝
４４、４８      集中段溝
５０            熱処理配管
【図１】
0003188096.tif 000004
【図２】
0003188096.tif 000005
【図３】
0003188096.tif 000006
【図４】
0003188096.tif 000007
【図５】
0003188096.tif 000008
【図６】
0003188096.tif 000009
【図７】
0003188096.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成25年10月25日(2013.10.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
ここで、ＰＰＳＵ，ＰＳＵ，ＰＥＳＵの構造式は、以下の通りである。
0003188096.tif 000011
【手続補正２】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
金属製プレートを間隔を置いて固定し、複数の前記間隔に加熱媒体及び被加熱処理流体である食品を交互に流通させることによって前記食品を熱処理する食品プロセス用熱交換器であって、前記プレートの食品と接触する面を、非晶性・サルフォン系樹脂のスーパーエンジニアリングプラスチックであるＰＰＳＵ，ＰＳＵ，ＰＥＳＵのうちの一つによって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】
前記食品プロセス用熱交換器が、周辺配管を有し、該周辺配管が、金属製プレートを間隔を置いて固定し、複数の前記間隔に加熱媒体及び被加熱処理流体である食品を交互に流通させることによって前記食品を熱処理する食品プロセス用熱交換器の周辺配管であって、前記プレートの食品と接触する面を、非晶性・サルフォン系樹脂のスーパーエンジニアリングプラスチックであるＰＰＳＵ，ＰＳＵ，ＰＥＳＵのうちの一つによって被覆したことを特徴とする請求項１に記載の食品プロセス用熱交換器。