(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体給送手段により給送される液体を貯留する密閉槽と、密閉槽内の液体を攪拌する攪拌手段と、密閉槽の下部に設けた多数の縦管を有する多管式熱交換器からなり該密閉槽に貯留された液体を縦管内で流下させその外周を通流する加熱流体で液体を加熱する液体加熱手段と、液体加熱手段の下部に設けた多数の縦管を有する多管式熱交換器からなり該液体加熱手段で加熱された液体を縦管内で流下させその外周を通流する冷却水で液体を冷却する液体冷却手段とを備え、液体加熱手段の縦管と液体冷却手段の縦管はそれぞれ連通して設けられ、さらに、液体冷却手段の下部に設けた液体冷却手段の縦管内を流下する液体を集める密閉ホッパと、密閉ホッパに集められた液体を排出ポンプによって排出する液体排出手段とを備えてなることを特徴とする液体の熱処理装置。
【請求項２】
液体給送手段により給送される液体を貯留する密閉槽と、密閉槽内の液体を攪拌する攪拌手段と、密閉槽の下部に設けた多数の縦管を有する多管式熱交換器からなり該密閉槽に貯留された液体を縦管内で流下させその外周を通流する加熱流体で液体を加熱する液体加熱手段と、液体加熱手段の下部に設けた多数の縦管内に該液体加熱手段で加熱された液体を流下させ液体を加熱された液体の温度に保持する液体高温保持手段と、液体高温保持手段の下部に設けた多数の縦管を有する多管式熱交換器からなり縦管内で液体を流下させその外周を通流する冷却水で液体を冷却する液体冷却手段とを備え、液体加熱手段の縦管と液体高温保持手段の縦管と液体冷却手段の縦管とはそれぞれ連通して設けられ、さらに、液体冷却手段の下部に設けた液体冷却手段の縦管内を流下する液体を集める密閉ホッパと、密閉ホッパに集められた液体を排出ポンプによって排出する液体排出手段とを備えてなることを特徴とする液体の熱処理装置。
【請求項３】
液体冷却手段は、多管式熱交換器を積層状態に２段以上備えて、下側から少なくとも１段目の液体冷却手段を除く残りの液体冷却手段を、該液体高温保持手段に選択使用できる構成としたことを特徴とする請求項３に記載の液体の熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、特に具入りタレやレトルトカレーのように、比較的大きな固形物を含む生の低温液体或いは調理済みの高温液体を無菌状態で加熱・冷却し、または加熱殺菌後冷却する液体の熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、先に液体を間接的に加熱殺菌する「間接加熱装置」（特公平７−２６７５８）を出願し特許を得ている。本装置は、加熱管内に設置された固定攪拌機により液体を攪拌しながら加熱するため、効率的に均一な加熱ができる特徴を有するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、肉片あるいは具等の固形物が混在している液体の場合、それらが固定攪拌機に引っかかり液路を閉鎖したり、また固定攪拌機部に液体が残留する等の問題点があった。そこで本願発明の目的は、上記した問題点を解消した液体の熱処理装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため請求項1は、液体給送手段により給送される液体を貯留する密閉槽と、密閉槽内の液体を攪拌する攪拌手段と、密閉槽の下部に設けた多数の縦管を有する多管式熱交換器からなり該密閉槽に貯留された液体を縦管内で流下させその外周を通流する加熱流体で液体を加熱する液体加熱手段と、液体加熱手段の下部に設けた多数の縦管を有する多管式熱交換器からなり該液体加熱手段で加熱された液体を縦管内で流下させその外周を通流する冷却水で液体を冷却する液体冷却手段とを備え、液体加熱手段の縦管と液体冷却手段の縦管はそれぞれ連通して設けられ、さらに、液体冷却手段の下部に設けた液体冷却手段の縦管内を流下する液体を集める密閉ホッパと、密閉ホッパに集められた液体を排出ポンプによって排出する液体排出手段とを備えてなることを特徴とする。
【０００６】
請求項２は、液体給送手段により給送される液体を貯留する密閉槽と、密閉槽内の液体を攪拌する攪拌手段と、密閉槽の下部に設けた多数の縦管を有する多管式熱交換器からなり該密閉槽に貯留された液体を縦管内で流下させその外周を通流する加熱流体で液体を加熱する液体加熱手段と、液体加熱手段の下部に設けた多数の縦管内に該液体加熱手段で加熱された液体を流下させ液体を加熱された液体の温度に保持する液体高温保持手段と、液体高温保持手段の下部に設けた多数の縦管を有する多管式熱交換器からなり縦管内で液体を流下させその外周を通流する冷却水で液体を冷却する液体冷却手段とを備え、液体加熱手段の縦管と液体高温保持手段の縦管と液体冷却手段の縦管とはそれぞれ連通して設けられ、さらに、液体冷却手段の下部に設けた液体冷却手段の縦管内を流下する液体を集める密閉ホッパと、密閉ホッパに集められた液体を排出ポンプによって排出する液体排出手段とを備えてなることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本願発明においては、特に肉片あるいは野菜等の固形物を含む液体、または高粘度の液体を好適に処理できるが、通常の液体も処理可能である。以下、本願発明の実施の形態にかかる液体の熱処理装置を図１〜図３を参照して説明する。液体の熱処理装置は、液体給送手段Ａと、これにより給送される液体を貯留する密閉槽４と、密閉層４に貯留される液体を攪拌する液体攪拌手段Ｂと、密閉層４の下部に設けた多数の垂直に設置された縦管８ｄを有する多管式熱交換器８Ａからなり液体を加熱する液体加熱手段Ｃと、液体加熱手段Ｃの下部に設けた多数の垂直に設置された縦管１２ｄ内に液体を流下させる多管式熱交換器からなる液体高温保持手段Ｄと、液体高温保持手段Ｄの下部に設けた多数の垂直に設置された縦管１４ａを有する多管式熱交換器１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄを積層状態に４段備えてなり液体を冷却する液体冷却手段Ｅと、液体冷却手段Eの下部に設けた液体冷却手段Eの縦管内を流下する液体を集める密閉ホッパ１７と、密閉ホッパ１７に集めた液体を排出ポンプによって排出する排出する液体排出手段Ｆと、コントローラＧを備えてなる。
【０００８】
本願発明は、液体を加熱し一定時間温度保持して殺菌しその後冷却する上記の実施の形態の装置に限定されない。本願発明は、液体を加熱しその後冷却を行う装置を含んでおり、そのときは、図１の装置から液体高温保持手段Ｄを取り除いた装置とする。なお、縦管８ｄ，１２ｄ，１４ａは熱伝導比率が高い銅管が用いられることが好ましいが、耐久性や防錆上の問題からはステンレス管であることが好ましい。
【０００９】
液体給送手段Ａは、図示しない大釜で煮沸調理されたカレー、その他の固形物を有する液体をオープンホッパ１に投入し、外気を遮断できしかも液体内の固形物を噛み潰す惧れがないロータリーポンプ等の給送ポンプ２によって管３を介して液体攪拌手段Ｂの密閉槽４の上部に給送するように構成されている。給送ポンプ２は、予め設定された既定流量の液体を供給する。
【００１０】
液体攪拌手段Ｂは、密閉槽４の大径筒４ａの上下端にリングフランジ４ｂ，４ｃを取り付け、上側のリングフランジ４ｂに鏡板４ｄを被せてボルト・ナット４ｅで締付固定し、下側のリングフランジ４ｃを液体加熱手段Ｃの密閉槽８を構成する上側の鏡板８ｂとボルト・ナット４ｆで締付固定して蜜閉空間を形成している。そして、鏡板４ｄの中央に上端が枢支された回転軸５の下端に攪拌翼６が固定され、さらに鏡板４ｄの上面に取付けられたモータ７の出力軸と回転軸５の上端が固定連結されている。この攪拌翼６は、通常一定回転数で駆動される。攪拌翼６は、密閉槽８内の液体を攪拌し隅部での液体の固化を防ぎ液体中の固形物等を均質に分布させ、固形物が鏡板８ｂの上に堆積するのを防止し、液体加熱手段Ｃの縦管８ｄ内に均一に供給する役目を果たす。
【００１１】
液体加熱手段Ｃは、多数の縦管８ｄを有する多管式熱交換器８Ａを備えてなる。該多管式熱交換器８Ａは、大径筒８ａの上下端に鏡板８ｂ，８ｃを備え、該板８ｂ，８ｃに設けられた小孔に上下端が密閉槽４と後述の縦管１２ｄに連通している多数の縦管８ｄが挿通設置されている。そして、該縦管８ｄの外周の空間を垂直方向に蛇行する蛇行空間８ｎを形成するために、大径筒８ａの内壁に多段に仕切板８ｅが水平設置され、該多段の仕切板８ｅに設けた小孔に縦管８ｄが挿通されている。また、大径筒８ａの、蛇行空間８ｎの最下部及びその空間８ｎの最上部の各々の端部に間接加熱媒体入口８ｆと間接加熱媒体出口８ｇが設置されており、さらに縦管８ｄの下流側に温度センサ９を取り付けてある。また、大径筒８ａの下部にドレン８ｈを設置している。液体加熱手段Ｃに用いられる間接加熱媒体は、例えば、熱水や蒸気が用いられる。それらは、ライン１０から制御弁１１を介して間接加熱媒体入口８ｆより密閉槽８内に導入される。その加熱媒体は、大径筒８ａの蛇行空間８ｎを流れ、間接加熱媒体出口８ｇから排出される。これにより、縦管８ｄを間接加熱媒体で加熱し、縦管８ｄ内を流通する液体を間接的に加熱する。
【００１２】
コントローラＧは、縦管８ｄの下流部で液体の温度を検出する温度センサ９の信号を受けて目標値と比較演算し、制御弁１１で間接加熱媒体の供給量を調節し、加熱温度の制御を行う。該液体加熱手段Ｃは、固形物を含む液体が多数の縦管８ｄ内を通ることによって該管８ｄ内に液体が溜まらず自重で流下させるとともに、縦管８ｄの外周を流通する加熱水が蛇行上昇する流れとなっていて、液体に対して対向流となり高い熱効率が得られる構造となっている。
【００１３】
液体高温保持手段Ｄは、大径筒１２ａの上下端に鏡板１２ｂ，１２ｃを取り付け、鏡板１２ｂ，１２ｃに設けられた小孔に上下端が解放された多数の縦管１２ｄが設けられ、大径筒１２ａにおける縦管１２ｄの外周の空間が密閉され外気との間の熱交換が極小に抑えられてなる。液体高温保持手段Ｄの多数の縦管１２ｄの上端は、前述の通り液体加熱手段Ｃの多数の縦管８ｄと各々対応して連通し、引続き液体が流下するように案内する。一方下端部は、後述の縦管１４ａと連通している。液体は、縦管１２ｄ内を流下するので該管１２ｄ内に溜まる惧れがない。前記温度センサ９は、縦管１２ｄの下流側に設けてもよい。液体高温保持手段Ｄは、上側の鏡板１２ｂと液体加熱手段Ｃの下側の鏡板８ｃと合わされボルト・ナット１３により締付固定されることにより形成され、縦管１２ｄ内を流下する液体の温度を保つことにより殺菌を行う役目を果たす。
【００１４】
液体冷却手段Ｅは、積層されボルト・ナット１５ａ〜１５ｃで連結された多数の縦管１４ａを備えた例えば４段の多管式熱交換器１４Ａ〜１４Ｄを備えてなる。一番上の多管式熱交換器１４Ｄは、前記液体高温保持手段Ｄの下側に積層されボルト・ナット１５ｃで該手段Ｄ連結されている。４段の多管式熱交換器１４Ａ〜１４Ｄの多数の縦管１４ａは各々対応して連通しており、かつ前述の通り液体高温保持手段Ｄの多数の縦管１２ｄと各々対応して連通し、引続き液体が流下するように案内する。一方縦管１４ａの下端部は、後述の密閉ホッパ１７に連通している。
【００１５】
多管式熱交換器１４Ａ〜１４Ｄは、液体加熱手段Ｃの多管式熱交換器８Ａと実質的に同一の構造である。すなわち、仕切板１４ｎにより蛇行空間１４ｍが形成され、該空間１４ｍを間接加熱媒体が流れ液体を間接的に加熱するのである。一番下に位置する第一の多管式熱交換器１４Ａの冷却水出口１４ｃとその上の第二の多管式熱交換器１４Ｂの冷却水入口１４ｄとが、第一の三方弁１６ａを介して接続されている。そして、第二の多管式熱交換器１４Ｂの冷却水出口１４ｅとその上の第三の多管式熱交換器１４Ｃの冷却水入口１４ｆとが、第二の三方弁１６ｂを介して接続されている。そしてさらに、第三の多管式熱交換器１４Ｃの冷却水出口１４ｇとその上の第四の多管式熱交換器１４Ｄの冷却水入口１４ｈとが第三の三方弁１６ｃを介して接続されている。多管式熱交換器１４Ａ〜１４Ｄはそれぞれドレン１４ｊを有している。
【００１６】
液体排出手段Ｆは、第一の多管式熱交換器１４Ａの縦管１４ａを流下する液体を密閉ホッパ１７に集め、上流と下流を遮断できかつ液体内の固形物を噛み潰す惧れがないロータリーポンプ等の給送ポンプ１８によって管１９を介して図示しない充填包装機へ給送するように構成されている。密閉ホッパ１７には、必要に応じ円錐面を覆う冷却ジャケット２０が付設されている。該冷却ジャケット２０には、下部に冷却水入口２０ａが、また反対側上部に冷却水出口２０ｂが設けられている。コントローラＨは、密閉ホッパ１７内の圧力を検出する圧力センサ２１の信号を受けて目標値圧力と比較演算し、高いときは給送ポンプ１８の流量を大きくし、小さいときは給送ポンプ１８の流量を小さくするように制御する。密閉ホッパ１７のリングフランジ１７ａと多管式熱交換器１４Ａの鏡板１４ｋが架台２６に載置されボルト・ナット１５ｅで連結され固定されている。
【００１７】
冷却水出口２０ｂは、管２２により第一の多管式熱交換器１４Ａの冷却水入口１４ｂと連通され、冷却水入口２０ａは、管２２を介してポンプ２３と冷却装置２４と接続され、さらに、冷却装置２４の入口は、戻り管２５により前記の第一ないし第三の三方弁１６ａ，１６ｂ，１６ｃの帰還ポート１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ、及び冷却水出口１４ｉと接続されている。冷却装置２４で例えば約１０℃に冷やされた水は、ポンプ２３により給送され、冷却ジャケット２０内に流入して密閉ホッパ１７内の液体を冷却した後、順に、第一ないし第四の多管式熱交換器１４Ａ〜１４Ｄの縦管１４ａの外周を流通し、縦管１４ａ内を流下する液体を冷却する。
【００１８】
液体高温保持手段Ｄにおいて高温保持時間が短すぎるときは、第四の多管式熱交換器１４Ｄを液体高温保持手段として使用することもできる。この場合には、第三の三方弁１６ｃを操作しその帰還ポート１６ｆと第三の多管式熱交換器１４Ｃの冷却水出口１４ｇとを連通させて、第一ないし第三の多管式熱交換器１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃを第一及び第二の三方弁１６ａ，１６ｂを介して連通状態とし、冷却水を第三の三方弁１６ｃの帰還ポート１６ｆより戻り管２５に途中帰還させる。また、多管式熱交換器１４Ｃも液体高温保持手段として使用するときは、第二の三方弁１６ｂも、帰還側ポート１６ｅと第二の多管式熱交換器１４Ｂの冷却水出口１４ｌとを連通し、冷却水を第二の三方弁１６ｂの帰還ポート１６ｅより戻り管２５に途中帰還させる。さらに、多管式熱交換器１４Ｂも液体高温保持手段として使用するときは、第一の三方弁１６ａも、帰還側ポートと第一の多管式熱交換器１４Ａの接続ポートとを連通し、冷却水を第一の三方弁１６ａの帰還ポートより循環経路に途中帰還させる。従って、この液体冷却手段Ｅは、多管式熱交換器を積層状態に４段備えて、下側から少なくとも１段を除く残りの熱交換器１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄを、前記液体高温保持手段として選択的に使用することも可能である。
【００１９】
【作用】
肉片あるいは具のような固形物が混在している液体が、まずオープンホッパ１貯められ、次いで給液ポンプ２により密閉槽４に供給される。そこで液体は固形物と分離しないように攪拌されながら、液体加熱手段Ｃの縦管８ｄ中を流下し、液体加熱手段Ｃで加熱殺菌される。以降液体は、縦管１２ｄ，１４ａ中を流下しながら、液体高温保持手段Ｄで高温保持され、次いで液体冷却手段Ｅ冷却され、密閉ホッパ１７に到達する。その後給液ポンプ１８により次行程に送られる。なお、液体は液体加熱手段においては、温度コントローラＧにより温度が制御され、また、コントローラＨにより圧力が制御され、常に縦管８ｄ，１２ｄ，１４ａ中に液体が充満するよう調整されている。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本願における請求項１によれば、液体を溜めて流下させ、流下中に、液体を加熱しその後冷却することができ、特に具入りタレやレトルトカレーのように、比較的大きな固形物を含む生の低温液体或いは調理済みの高温液体が重力作用により縦管内を流下するので、省エネルギーになり、液体が多量に管内に残る惧れがなく、従来装置に比べて経済的である。さらにまた、請求項２によれば、液体を溜めて流下させ、流下中に、液体を加熱し一定時間温度保持して殺菌しその後冷却することができ、特に具入りタレやレトルトカレーのように、比較的大きな固形物を含む生の低温液体或いは調理済みの高温液体が重力作用により縦管内を流下するので、省エネルギーになり、液体が多量に管内に残る惧れがなく、従来装置に比べて経済的である。さらにまた、縦管中には何も設置していないので、作業終了後液体を全量排出でき、その後水を送るだけで縦管の掃除ができる。
【００２１】
【図面の簡単な説明】
【図１】液体の熱処理装置の正面図。
【図２】液体の熱処理装置における液体加熱手段、液体加熱手段、及び液体高温保持手段部の拡大正面断面図
【図３】液体の熱処理装置における液体冷却手段、及び液体冷却手段部の拡大正面断面図
【符号の説明】
Ａ 液体給送手段
Ｂ 液体攪拌手段
Ｃ 液体加熱手段
Ｄ 液体高温保持手段
Ｅ 液体冷却手段
Ｆ 液体排出手段
４ 密閉槽
６ 攪拌翼
８ｄ 液体加熱手段の縦管
１２ｄ 液体高温保持手段の縦管
１４ａ 液体冷却手段の縦管
１７ 密閉ホッパ
１８ 排出ポンプ
【図１】
0004012954.tif 000002
【図２】
0004012954.tif 000003
【図３】
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