(57)【要約】【課題】  洗浄殺菌用の湯を、常時約８０℃に保持することができ、この温度で時間として約１０秒という短時間で高温殺菌ができ、さらに温度約４０℃で約２０分の洗浄作業をも可能とする電気ボイラを使った洗浄殺菌装置を提供する。【解決手段】  真空ポンプ１５に接続され、ミルカー１２を取付けるためのミルクタップ１４を備えたミルクライン１１ａと、該ミルクラインと連通し、電気ボイラー２５からの給湯によって前記ミルクライン１１ａを洗浄するようにした洗浄ライン１１ｂとを具えた搾乳装置であって、  前記電気ボイラー２５は、マイコン付制御盤２５４で給湯温度及び給湯量が制御され、水道水供給用の電動弁２５１と、給水のレベルを検知するレベルセンサー及び加熱用のヒーターを備え、さらに出湯温度を調整するためのミキシングユニットを具えていて、該ミキシングユニットによって水道水からの水と電気ボイラー２５からの高温の湯を混合調整し、ミキシングポンプによって定流量弁を介し一定量の給湯が可能とした。【選択図】      図１
2007215432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空ポンプに接続され、ミルカーを取付けるためのミルクタップを備えたミルクラインと、該ミルクラインと連通し、電気ボイラーからの給湯によって前記ミルクラインを洗浄するようにした洗浄ラインとを具えた搾乳装置であって、
前記電気ボイラーは、マイコン付制御盤で給湯温度及び給湯量が制御され、水道水供給用の電動弁と、給水のレベルを検知するレベルセンサー及び加熱用のヒーターを備え、さらに出湯温度を調整するためのミキシングユニットを具えていて、該ミキシングユニットによって水道水からの水と電気ボイラーからの高温の湯を混合調整し、ミキシングポンプによって定流量弁を介し一定量の給湯が可能となっていることを特徴とする酪農家向搾乳装置における電気ボイラーを使用したパイプラインの洗浄殺菌装置。
【請求項２】
前記電気ボイラーからの湯の温度調節はインバーターの使用によって周波数を変更することによりミキシングポンプの回転数を変え、吐出圧力と流量を調節して行うことを特徴とする請求項１記載の酪農家向搾乳装置における電気ボイラーを使用したパイプラインの洗浄殺菌装置。
【請求項３】
ミルカー洗浄用の洗浄タンクと前記電気ボイラー間に電動弁を設けて洗浄タンクに温水を供給可能にし、また前記洗浄ポンプと前記洗浄タンクの間に電動弁を設けて洗浄初期の低温の洗浄水を排出可能にしたことを特徴とする請求項１記載の酪農家向搾乳装置における電気ボイラーを使用したパイプラインの洗浄殺菌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酪農家向け搾乳装置に関し、特に搾乳装置における電気ボイラーを使用したパイプラインの洗浄殺菌装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
酪農家向けの搾乳装置においては、搾った牛乳を搬送するためのステンレス製等のパイプラインが牛舎の内外にわたって配設されている（特許文献１参照）。そして、牛乳を移送した直後のパイプラインまたは牛乳を移送する直前のパイプラインは、これを洗浄殺菌する装置を備えている（特許文献２参照）。
【０００３】
このように牛舎の内外にわたって配設されたパイプラインは、例えば６０m〜１５０mにも及んでいるが、これを従来は家庭用給湯器（３５kw〜５２kw）で沸かした湯を給湯し洗浄殺菌している。
【０００４】
従来の給湯器による出湯の温度は７２℃〜７４℃で、何れの給湯器メーカーにおいてもこれが最高能力であった。従ってこのような温度では高温殺菌はできず、中温での殺菌となり、時間としても２０分以上の長い時間を要している。
【０００５】
また給湯すると、水を補給するが、この補給水により出湯温度の低下は避けられない。このように、必要とする高温での給湯殺菌の温度管理は一般酪農家においては徹底されておらず、実際には薬品洗浄に頼らざるを得ないのが現状である。
【特許文献１】特開２００４−３２１１１８号公報
【特許文献２】実開昭６３−１９６９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで以上のような酪農家における搾乳装置の洗浄・殺菌の温度管理が不徹底である現状にかんがみ、洗浄殺菌用の湯を、常時約８０℃に保持することができ、この温度で時間として約１０秒という短時間で高温殺菌ができ、さらに温度約４０℃で約２０分という短時間での洗浄作業をも可能とする電気ボイラーを使用した洗浄殺菌装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するため、本発明の搾乳装置における電気ボイラーを使用したパイプラインの洗浄殺菌装置は、
真空ポンプに接続され、ミルカーを取付けるためのミルクタップを備えたミルクラインと、該ミルクラインと連通し、電気ボイラーからの給湯によって前記ミルクラインを洗浄するようにした洗浄ラインとを具えた搾乳装置であって、
前記電気ボイラーは、マイコン付制御盤で給湯温度及び給湯量が制御され、水道水供給用の電動弁と、給水のレベルを検知するレベルセンサー及び加熱用のヒーターを備え、さらに出湯温度を調整するためのミキシングユニットを具えていて、該ミキシングユニットによって水道水からの水と電気ボイラーからの湯を混合調整し、ミキシングポンプによって定流量弁を介し一定量の給湯を可能にした。  また、ミルカー洗浄用の洗浄タンクと前記電気ボイラー間に電動弁を設けて洗浄タンクに温水を供給可能にし、また前記洗浄ポンプと前記洗浄タンクの間に電動弁を設けて洗浄初期の低温の洗浄水を排出可能にした。
【発明の効果】
【０００８】
給湯源として電気ボイラーを使用するので設定通りの時刻に任意の温度の温水を供給することができる。即ち既存のミルクラインから要求される２種類の温度、３〜７工程にまたがる給湯を、電気ボイラーの使用で８０℃（高温殺菌）、４０℃（洗浄）の２種類の給湯を自動給湯することが可能となった。
さらに、必要に応じ、水、２０℃、３０℃、４２℃、７０℃、８０℃等多種類の温度の給湯も可能となった。このような多様な温度制御をインバーターの使用によって１〜２秒という短時間での給湯が可能となった。
また、電気ボイラーの電力として深夜電力を使用することができるので、経費を節減することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図１〜図３を参照して本発明の実施形態に係る酪農家向け搾乳装置における電気ボイラーを使用したパイプラインの洗浄殺菌装置について説明する。図１は本発明に係る搾乳装置に使用される電気ボイラー及びその制御系の詳細説明図である。図２は本発明の実施の形態に係る搾乳装置のシステム配管図、図３は本発明の他の実施の形態に係る搾乳装置のシステム配管図、
【００１０】
図４は搾乳工程の一例を示す工程図である。
図２に示すように搾乳装置Ａは牛舎の内と外にわたって配設されたパイプライン１１を備えている。このパイプライン１１は搾乳時に使用するミルクライン１１ａと、これと連通し、電磁弁２８で開閉可能なミルクライン洗浄用の洗浄ライン１１ｂとからなっている。そしてミルクライン１１ａには、搾乳時に使用するための開閉バルブ１３を備えたミルカー１２を接続する複数個のミルクタップ１４を備えている。ミルクライン１１ａは真空ポンプ１５に連結され、これによってパイプライン内を負圧にする。
【００１１】
１６はミルクレベル制御タンクで、このタンクにミルカー１２で搾ったミルクが所定量溜ると、ミルクポンプ１７を介しバルククーラー１８に移すようになっている。
【００１２】
ミルクライン１１ａの洗浄時には、洗浄ポンプ１９で電気ボイラー２５からの湯を給送して行う。２０は洗浄タンクで、洗浄時、この洗浄タンク２０内にミルクタップ１４から外した前記複数個のミルカー１２の下端が挿入され、洗浄タンク２０内の湯を吸い上げることによって洗浄される。前記洗浄タンク２０には水位計２１が設置されており、これによって洗浄タンク２０内の洗浄水のレベルを常に検知している。
【００１３】
２２は洗浄ライン１１ｂに設けた空気取入口で、開閉バルブ２３によって開閉し、これが開くと、洗浄ライン１１ｂ内に空気を入れることができる。そしてこの開閉はミルクライン用制御装盤２４で制御される。
【００１４】
図３は搾乳装置の他の実施形態を示す。
これは、図２に示す搾乳装置における洗浄ラインを１ｂを一部改良したものである。
【００１５】
改良点について説明すると、電気ボイラー２５からの湯を洗浄タンク２０に給湯しパイプライン１１を循環させた時、最初に戻ってくる湯は、パイプに熱を奪われ著しく温度が下降している。そこで既設のタイマーで給湯が停止した後も、電気ボイラー２５のタイマーで約２分間給湯すると同時に前記洗浄タンク２０と前記電気ボイラー２５の間に設けられた電動弁３０と前記洗浄ポンプ１９と前記洗浄タンク２０の間に設けられた電動弁３１により約２分間、冷えた循環水を排水するようにした。かくして洗浄タンク２０の温度をできるだけ９０℃に近づけることができるようにしたものである。
【００１６】
図１に戻り、電気ボイラー２５は開閉バルブ２６を介し水道水に連結されている（図１参照）。電気ボイラー２５から供給される湯は、バルクライン１１ｃを介し前記バルククーラー１８に接続されている。２７はバルクライン１１ｃ内に設けた電磁弁で、バルク用制御盤２９で開閉制御される。２８はバルクライン１１ｃから分岐し、電気ボイラー２５と洗浄タンク２０を継ぐラインに設けた電磁弁である。
【００１７】
（電気ボイラ）
図１は本発明に於る給湯を特徴づける給湯源としての電気ボイラー２５と、その制御系の説明図である。この図を参照して以下酪農家における日常作業における電気ボイラー２５構成及びその使用態様の一例について説明する。
（１）例えば夜の１１時に電動弁２５１を開け、電気ボイラー２５に水道水を供給する。タンクＴの上部まで供給されると、レベルセンサー２５２により電動弁２５１を閉じる。
（２）電動弁２５１が閉じられると、ヒーター２５３に電源が入り、タンクＴ内の水は朝までに９０℃に沸き上がる。
（３）搾乳時刻は、朝５時頃と夕方５時頃の２回行い、この搾乳に要する時間は、牛の頭数にもよるがおよそ２時間を要している。
（４）９０℃の高温水を給湯する場合；マイコン付制御盤２５４の制御により、ミキシングポンプ２５５が作動し、電動弁２５６が開き、タンク内部の９０℃の温水が給湯される（矢印ｄ）。かくして定流量弁２５７により１分間に約１６リットルの給湯が可能となる。
（５）ミキシング給湯の場合；この場合にはミキシングポンプ２５５が作動するとともに、電動弁２５８と電動弁２５６が開き、ミキシングユニット２５９に電気ボイラ２５からの湯と水が入る。ミキシングユニット２５９は、図示しないが螺旋状をなし、ここで水と湯がほぼ完全に混合される。混合温度を温度センサー２６０が感知し、制御盤２５４に信号を送る。
仮に設定温度を４０℃とした場合、ミキシングユニット２５９の温度が４５℃とすれば設定より５℃高いことになる。つまり湯の量を少なくしなければならない。そこで通常の周波数５０ヘルツを４５ヘルツに下げる。するとその結果ミキシングポンプ２５５の回転数が下り、吐出圧力と流量がさがってミキシングユニット２５９の設定された温度の４０℃になる。この時水圧は、減圧弁２６１により０.０８MPaで、ミキシングユニット２５９より出る湯量は、定流量弁２５７により１分間に約１６リットルの流量で吐出される。このように水圧と水量、出湯量が一定でないとミキシングポンプ２５５が変動した時に温度が定まらない。
この作業で、重要なポイントとして、マイコン付制御盤２５４で設定温度との温度差をいち早く感知し、周波数を幾らにするかを早く決定しミキシングポンプ２５５に信号を送る必要がある。なお、ミキシングユニット２５９の使用材質として、ステンレス、砲金あるいは食品衛生法をクリアしている樹脂で安全性が高いものが使用される。
（６）ミルクライン用制御盤とバルク用の制御盤から信号をもらい、既設のシステムに合った温度制御をする。
（７）電動弁２６２（図１）を開き、ミキシングポンプ２５５を運転して、矢印
ｅ方向に湯を流し、タンク内の温水の撹拌をすることで沸き上がりを早くすることができる。また配管の凍結防止も可能となる。
（８）電気ボイラー２５に塩素ガス分離槽２５ａを設けている。これは開放式タンクであるので、上部に空気層ができる。従って水道水に含まれている次亜塩素酸ナトリウムがガス化して塩素ガスが発生し、ステンレス製鋼板の酸化が起きる。このためタンクの材質としてたとえば底板と側板はＳＵＳ３０４、天板と分離槽をＳＵＳ３１６を使用している。これにより水温が５℃から９℃になった時、体積膨張が起こるがその吸収の役目も果たしている。
【００１８】
（作動システム）
以下図２の搾乳装置Ａの実際の搾乳システムと洗浄システムについて以下説明する。
【００１９】
搾乳時の作動：（図２参照）
１）洗浄タンク２０から洗浄済みのミルカー１２を取り外し、これを牛舎（図示しない）内の搾乳場所に近い位置にあるミルクタップ１４に移しこれを取付けたのち、開閉バルブ１３を開く。
２）次に真空ポンプ１５を始動する。するとミルカー１２と真空ポンプ１５の間が負圧になり、牛の乳房から搾り出されたミルクが図１の矢印ａ方向に沿って吸引され、ミルクレベル制御タンク１６に向って流れてゆく。
３）ミルクレベル制御タンク１６は、透明で例えば直径５０cm位のもので、これに一定の高さまでミルクが溜ると、ミルクポンプ１７が作動して牛乳はバルククーラー１８に送られる。
【００２０】
（洗浄時の作動）
洗浄には上述したミルク搾乳時に牛乳が流れるミルクライン１１ａの洗浄と、バルククーラー１８の洗浄時に湯が流れるバルクライン１１ｃの２種類あり、バルク用制御盤２９とミルクライン用制御盤２４とによって別々に制御され洗浄される。
【００２１】
ミルクラインの洗浄について
以下ミルクライン１１ａの洗浄について説明する。
１）ミルカー１２の開閉バルブ１３を閉じ、ミルカー１２をミルクライン１１ａのミルクタップ１４から外し、これを洗浄タンク２０に移動し、図２の状態にする。
２）ミルク用制御盤２４により、電磁弁２８を開く。すると電気ボイラー２５から供給される湯が洗浄タンク２０に溜る。洗浄タンク２０には、水位計２１があり、これにより一定の高さまで湯がたまると電磁弁２８が閉じる。
３）次に真空ポンプ１５を作動させると、パイプラインが負圧となり、洗浄タンク２０の湯が吸い上げられ、ミルカー１２を通して矢印ｂから矢印ａと流れ、ミルクレベル制御タンク１６に溜まる。溜った湯は洗浄ポンプ１９で洗浄タンク２０に戻る。この時間が約１０〜２０分必要である（図３の例に示すように循環しないで排水する場合もある）。
パイプライン１１の洗浄時に前記空気取入口２２（図２）に設けた電磁弁２３を開いて空気を補給すると、真空ポンプ１５の負圧で洗浄タンク２０内の湯を吸い込んだ時、パイプライン１１内に乱流を発生させ、これによりミルクライン１１ａの内壁面に付着したミルクをきれいに洗い落し、ミルクライン１１ａ内の洗浄を行うことができる。
４）バルククーラー１８の洗浄はバルク用制御盤２９によりバルクライン１１ｃ内の電磁弁２７を開いて行う。電気ボイラー２５からの湯をバルクライン１１ｃを経て矢印ｃ方向に流し、バルククーラー１８の中に設けた洗浄ノズル（図示しない）から湯を噴射させて洗浄する。
【００２２】
以上図２と図３で搾乳装置の全体について、また図１でこの搾乳装置に使用される電気ボイラーについて説明したが、図４を参照して搾乳装置の工程の一例について以下概略説明する。
【００２３】
図４は洗浄タンク２０の容量９０Ｌ（リットル）の場合の工程表の一例である。
ここでは、朝５時前後に搾乳を始める「朝ミルクライン」について説明する。
１）前洗浄；搾乳の前に水又はぬるま湯に次亜塩素酸ナトリウム２００PPMを投入し、殺菌洗浄をする、時間は２〜１０分。
２）後洗浄；搾乳直後に、水または４２℃以下のぬるま湯で透明になるまですすぎ洗浄する。４３℃以上の温度では牛乳の脂肪が固まり、乳石として固着するので４２℃以下でなければならない。
３）高温洗浄（アルカリ）；給湯温度７０℃以上のアルカリ洗浄、循環排水温度４０℃以上、時間は２０分以内。
４）酸洗浄；すすぎ温度は、水又はぬるま湯。
５）ここから、３日に一度の頻度で給湯温度７０℃以上、循環排水温度４０℃以上、時間は２０分以内。
６）すすぎ温度は、水又はぬるま湯で行う。
７）以上の行程でバルククーラーの殺菌洗浄、夜のミルクライン殺菌洗浄と繰り返される。
８）洗浄殺菌の重要ポイントとして上げられる事として、
（１）後洗浄で４２℃の温度を保つこと
（２）高温アルカリ洗浄で循環戻り温度を１０秒以上８０℃以上保つことである。
図４の工程表で明らかなように、従来の給湯器を使用した施設においては、制御盤が高温、中温、水の３種類の温度設定になっている。そして高温は、７２℃〜７４℃で給湯するが、補給水がボイラー内に入ってくると温度が急に下がり、洗浄タンク内の平均温度が６３℃に降下する。そして低温の４０℃は２個のバルブの調整で４０℃前後になっている。これに対し本発明の給湯源としてインバータ制御方式による電気ボイラーを使用した新しい搾乳施設の場合には、上記旧施設の４０℃を３０℃と４２℃、また高温の６３℃を７０℃と９０℃に分けて使用することができ温度管理が非常に容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】電気ボイラ及びその制御系の詳細説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る搾乳装置のシステム配管図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る搾乳装置のシステム配管図である。
【図４】搾乳工程の一例を示す工程表である。
【符号の説明】
【００２５】
Ａ  搾乳装置
Ｔ  タンク
11  ミルクライン
11a  ミルクライン
11b  洗浄ライン
11c  バルクライン
12  ミルカー
13  バルブ
14  ミルクタップ
15  真空ポンプ
16  ミルクレベル制御タンク
17  ミルクポンプ
18  バルククーラー
19  洗浄ポンプ
20  洗浄タンク
21  水位計
22  空気取入口
23  開閉バルブ
24  ミルクライン用制御盤
25  電気ボイラー
25a  塩素ガス分離槽
251  電動弁
252  レベルセンサー
253  ヒーター
254  マイコン制御盤
255  ミキシングポンプ
256  電動弁
257  定流量弁
258  電動弁
259  ミキシングユニット
260  温度センサー
261  減圧弁
262  電動弁
26  開閉バルブ
27  電磁弁
28  電磁弁
29  バルク用制御盤
【図１】
2007215432.tif 000003
【図２】
2007215432.tif 000004
【図３】
2007215432.tif 000005
【図４】
2007215432.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成18年2月22日(2006.2.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2007215432.tif 000007
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2007215432.tif 000008
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2007215432.tif 000009