(57)【要約】【課題】洗浄時間の短い熱交換器の洗浄方法、熱交換器及び飲料殺菌システムを提供する。【解決手段】液体を熱交換媒体との間で熱交換させる熱交換器の洗浄方法であって、熱交換器が有する液体が通過する流路を洗浄対象流路として、洗浄対象流路に、通常の熱交換時に液体が通過する方向とは逆方向に洗浄液を供給するポンプの作動ステップＳ２と、洗浄対象流路を通過させた洗浄液を系外に排出する通液ステップＳ３と、通液ステップＳ３の実行後に、所定の洗浄時間が経過すると、ポンプの作動を停止する作動停止ステップＳ４と、作動停止ステップＳ４の実行後に、所定の待機時間が経過すると、洗浄対象流路に対する洗浄液の流入を停止する流入停止ステップＳ５と、を備えた洗浄ステップを、複数回実行する。【選択図】図８
2017036905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を熱交換媒体との間で熱交換させる熱交換器の洗浄方法であって、
前記熱交換器が有する前記液体が通過する流路を洗浄対象流路として、
前記洗浄対象流路に、通常の熱交換時に前記液体が通過する方向とは逆方向に洗浄液を供給するポンプの作動ステップと、
前記洗浄対象流路を通過させた洗浄液を系外に排出する通液ステップと、
前記通液ステップの実行後に、所定の洗浄時間が経過すると、前記ポンプの作動を停止する作動停止ステップと、
前記作動停止ステップの実行後に、所定の待機時間が経過すると、前記洗浄対象流路に対する前記洗浄液の流入を停止する流入停止ステップと、を備えた洗浄ステップを、複数回実行することを特徴とする洗浄方法。
【請求項２】
前記熱交換器は、飲料である液体を加熱殺菌する殺菌装置を構成することを特徴とする請求項１に記載の洗浄方法。
【請求項３】
前記殺菌装置は、
前記液体を、前記熱交換媒体である加熱媒体との間で熱交換させることで、加熱殺菌するための殺菌セクションと、
前記殺菌装置に供給された前記液体を、前記殺菌セクションに至るまでに、前記殺菌セクションを通過した殺菌済液体との間で熱交換させることで、加熱するための加熱セクションと、
前記殺菌セクションを通過した前記殺菌済液体を、前記殺菌セクションへと向かう前記液体との間で熱交換させることで、冷却するための冷却セクションと、
前記冷却セクションを通過した前記殺菌済液体を、前記熱交換媒体である低温媒体との間で熱交換させることで、前記殺菌装置から排出可能な温度にするための排出セクションとを備え、
前記洗浄ステップは、前記加熱セクションが有する前記液体が通過する流路、前記殺菌セクションが有する前記液体が通過する流路、前記冷却セクションが有する前記殺菌済液体が通過する流路及び前記排出セクションが有する前記殺菌済液体が通過する流路を、それぞれ洗浄対象流路として、各洗浄対象流路ごとに所定の順番で実行されることを特徴とする請求項２に記載の洗浄方法。
【請求項４】
前記洗浄ステップは、前記各洗浄対象流路のうち、通常の熱交換時に前記殺菌済液体が通過する流路のうち最も下流側の流路から、前記液体が通過する流路のうち最も上流側の流路にかけて、各流路ごとに順に実行されることを特徴とする請求項３に記載の洗浄方法。
【請求項５】
前記作動ステップは、実行直後に前記洗浄液の流量が最大となることを特徴とする請求項４に記載の洗浄方法。
【請求項６】
前記作動ステップは、前記洗浄対象流路に供給される前記洗浄液の単位時間当たりの供給量が、前記洗浄対象流路から排出される前記洗浄液の単位時間当たりの排出量より多くなるように実行されることを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の洗浄方法。
【請求項７】
前記殺菌装置を通過する洗浄液を加熱する加熱ステップを備えていることを特徴とする請求項３から６のいずれか一項に記載の洗浄方法。
【請求項８】
液体を熱交換媒体との間で熱交換させる熱交換器であって、
前記熱交換器が有する前記液体が通過する流路を洗浄対象流路として、
前記洗浄対象流路に、通常の熱交換時に前記液体が通過する方向とは逆方向に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
前記洗浄対象流路を通過させた洗浄液を系外に排出する排出手段と、
前記洗浄対象流路への洗浄液の供給を遮断する洗浄液遮断手段と、
を備えることを特徴とする熱交換器。
【請求項９】
前記洗浄液供給手段、前記排出手段及び前記洗浄液遮断手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項８に記載の熱交換器。
【請求項１０】
前記熱交換器が、プレート式熱交換器であることを特徴とする請求項８又は９に記載の熱交換器。
【請求項１１】
前記熱交換器は、飲料である液体を加熱殺菌する殺菌装置を構成することを特徴とする請求項８から１０のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項１２】
請求項１１に記載の殺菌装置と、前記殺菌装置で殺菌された液体を貯留するタンクと、を備えることを特徴とする飲料殺菌システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を熱交換媒体との間で熱交換させる熱交換器の洗浄方法、熱交換器及び飲料殺菌システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
乳製品や清涼飲料水等の容器入り液体製品は飲料殺菌システムによって製造される。
飲料殺菌システムは、液体製品の複数の種類の原料をそれぞれ所望の割合で調合する調合装置と、熱交換器で構成され、調合された液体を超高温加熱処理法などにより殺菌する殺菌装置と、前記殺菌装置で殺菌された液体を一旦貯留するタンクと、一旦貯留された液体を容器に所定の入味量ずつ充填する充填装置等の装置を備えている。各装置間には液体供給配管が配設されている。
【０００３】
飲料殺菌システムは、各装置や液体供給配管は、定期的又は飲料の種類を切り替える際に、ＣＩＰ（Cleaning in Place；定置洗浄）をする必要がある。
【０００４】
ＣＩＰは、特許文献１に示されるように、各装置や液体供給配管に、例えば水にアルカリ性薬剤又は酸性薬剤を添加した洗浄液を流すことにより行われる。これにより、各装置や液体供給配管に付着した液体製品の残留物などが除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１５３２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、温度域の異なる二液体の間で熱交換させる熱交換器は構造が複雑なため、短時間で内部に付着した異物を取り除くことが難しく、このため洗浄に非常に時間が費やされていた。さらに、ＣＩＰは、薬品を使用するため中和工程やすすぎ工程が必要であるので、特に熱交換器は洗浄に長時間が費やされていた。特に、飲料殺菌システムにおける熱交換器においては、液体製品の種類を変えるときに、熱交換器内に付着した液体製品を完全に取り除く必要がある。
そのため、生産効率の向上の観点から、熱交換器の洗浄時間の短縮が求められていた。
【０００７】
本発明の目的は、洗浄時間の短い熱交換器の洗浄方法、熱交換器及び飲料殺菌システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するための、本発明による洗浄方法の特徴は、液体を熱交換媒体との間で熱交換させる熱交換器の洗浄方法であって、前記熱交換器が有する前記液体が通過する流路を洗浄対象流路として、前記洗浄対象流路に、通常の熱交換時に前記液体が通過する方向とは逆方向に洗浄液を供給するポンプの作動ステップと、前記洗浄対象流路を通過させた洗浄液を系外に排出する通液ステップと、前記通液ステップの実行後に、所定の洗浄時間が経過すると、前記ポンプの作動を停止する作動停止ステップと、前記作動停止ステップの実行後に、所定の待機時間が経過すると、前記洗浄対象流路に対する前記洗浄液の流入を停止する流入停止ステップと、を備えた洗浄ステップを、複数回実行する点にある。
【０００９】
作動ステップによりポンプが作動し洗浄対象流路には、通常の熱交換時に液体が通過する方向とは逆方向に洗浄液が供給され、通液ステップにより洗浄液を系外に排出する。これにより、通常の熱交換時に液体の流れが淀みがちな箇所であっても、洗浄液により効果的に洗浄されることが期待できる。洗浄時間をたっぷりとることで、洗浄液の流速が遅い箇所であっても効果的に洗浄されることが期待できる。
【００１０】
所定の洗浄時間の経過後に、作動停止ステップによりポンプの作動を停止しても慣性により洗浄液の系外への排出が継続する。
ここで流入停止ステップによって洗浄対象流路へ流入する洗浄液を停止すると、洗浄対象流路から洗浄液の系外への排出が継続するものの、洗浄対象流路への新たな洗浄液の流入がなくなるため、洗浄対象流路内は急激に負圧状態となり、洗浄液の系外への排出部から洗浄対象流路内へと空気が吸い込まれる。この吸い込まれた空気の泡により洗浄対象流路内がバブリング洗浄される。
【００１１】
このような、作動ステップ、通液ステップ、作動停止ステップ及び流入停止ステップを備えた洗浄ステップを複数回実行するという簡単な処理で洗浄対象流路を効果的に洗浄することができる。
上述のように本洗浄方法は、薬品によって化学的に洗浄するのではなく、洗浄液の流れによって物理的に洗浄を行う。したがって、洗浄液として水を用いることができるため、薬品を用いた洗浄方法のように中和やすすぎ工程が不要であり、洗浄時間の短縮を図ることができる。
【００１２】
熱交換器がプレート式熱交換器である場合は、隣接するプレート間が流路となり、隣接するプレート同士の接点付近は液体の流れが淀みがちである。
プレート式熱交換器においては、各プレート間にできた流路を一枚おきに温度域の異なる二液体のうち高温液体と低温液体が交互に流れるが、この交互に並ぶ高温液体が流れる流路と、低温液体が流れる流路に対して、一方の流路又は両方の流路の片方ずつに洗浄液を流すことで、洗浄液の圧力によりプレート間を押し広げることができ、プレート同士の接点部分を効果的に洗浄することができる。
【００１３】
本発明においては、前記熱交換器は、飲料である液体を加熱殺菌する殺菌装置を構成すると好適である。
【００１４】
飲料である液体を加熱殺菌する殺菌装置は、例えば、液体製品の種類を変えるときに、殺菌装置内に付着した液体製品を完全に取り除く必要がある。このような殺菌装置を熱交換器で構成すると、上記のように洗浄対象流路を効果的に洗浄できる点で好ましい。
【００１５】
本発明においては、前記殺菌装置は、前記液体を、前記熱交換媒体である加熱媒体との間で熱交換させることで、加熱殺菌するための殺菌セクションと、前記殺菌装置に供給された前記液体を、前記殺菌セクションに至るまでに、前記殺菌セクションを通過した殺菌済液体との間で熱交換させることで、加熱するための加熱セクションと、前記殺菌セクションを通過した前記殺菌済液体を、前記殺菌セクションへと向かう前記液体との間で熱交換させることで、冷却するための冷却セクションと、前記冷却セクションを通過した前記殺菌済液体を、前記熱交換媒体である低温媒体との間で熱交換させることで、前記殺菌装置から排出可能な温度にするための排出セクションとを備え、前記洗浄ステップは、前記加熱セクションが有する前記液体が通過する流路、前記殺菌セクションが有する前記液体が通過する流路、前記冷却セクションが有する前記殺菌済液体が通過する流路及び前記排出セクションが有する前記殺菌済液体が通過する流路を、それぞれ洗浄対象流路として、各洗浄対象流路ごとに所定の順番で実行されると好適である。
【００１６】
殺菌装置を複数の熱交換器で構成し、各熱交換器のいずれか流路によって各セクションを構成することで、液体をより高い温度域の液体との間で熱交換することを段階的に繰り返させて、非常に高温にまで効率よく加熱することができる。また、非常に高温に加熱された殺菌済液体が有する熱をそのまま捨てることなく、より低い温度域の液体の加熱に用いることができるため、殺菌装置全体の省エネ化を図ることもできる。このように殺菌装置に複数のセクションを備えている場合であっても、各セクションを構成する洗浄対象流路ごとに洗浄し、洗浄済みの洗浄液を都度排出することで、洗浄液が洗浄対象流路の下流側の流路に持ち込まれないので、前記流路が汚れる虞はない。
【００１７】
本発明においては、前記洗浄ステップは、前記各洗浄対象流路のうち、通常の熱交換時に前記殺菌済液体が通過する流路のうち最も下流側の流路から、前記液体が通過する流路のうち最も上流側の流路にかけて、各流路ごとに順に実行されると好適である。
【００１８】
洗浄対象を絞って各流路ごとに洗浄することで、直列に配設された複数の流路に対して一度に洗浄する場合に比べて、より効率的に洗浄することができる。また、洗浄後の洗浄液はすぐに排出されるため系内を汚す虞を回避できる。
【００１９】
本発明においては、前記作動ステップは、実行直後に前記洗浄液の流量が最大となると好適である。
【００２０】
通液ステップの初期において、大量の洗浄液を勢い良く洗浄対象流路に供給することで、洗浄効果を高めることができる。特に、殺菌装置を構成する熱交換器がプレート式熱交換器である場合は、洗浄液の圧力によりプレート間を大きく押し広げることができ、プレート同士の接点部分を効果的に洗浄することができる。
【００２１】
本発明においては、前記作動ステップは、前記洗浄対象流路に供給される前記洗浄液の単位時間当たりの供給量が、前記洗浄対象流路から排出される前記洗浄液の単位時間当たりの排出量より多くなるように実行されると好適である。
【００２２】
洗浄対象流路から排出される洗浄液より、洗浄対象流路に供給される洗浄液が多いため、洗浄対象流路内は圧力が高い状態となる。特に、殺菌装置を構成する熱交換器がプレート式熱交換器である場合は、洗浄液の圧力によりプレート間を大きく押し広げることができ、プレート同士の接点部分を効果的に洗浄することができる。
【００２３】
本発明においては、前記殺菌装置を通過する洗浄液を加熱する加熱ステップを備えていると好適である。
【００２４】
通常、液体は高温ほど粘度が小さくなる。洗浄液を加熱することで粘度を小さくし、洗浄対象流路の中を流れやすくすることで洗浄性が向上する。
【００２５】
上述の目的を達成するための、本発明による熱交換器の特徴は、液体を熱交換媒体との間で熱交換させる熱交換器であって、前記熱交換器が有する前記液体が通過する流路を洗浄対象流路として、前記洗浄対象流路に、通常の熱交換時に前記液体が通過する方向とは逆方向に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記洗浄対象流路を通過させた洗浄液を系外に排出する排出手段と、前記洗浄対象流路への洗浄液の供給を遮断する洗浄液遮断手段と、を備える点にある。前記構成によれば、本発明による熱交換器の洗浄方法を確実に実行することができる。
【００２６】
本発明においては、前記洗浄液供給手段、前記排出手段及び前記洗浄液遮断手段を制御する制御手段を備えると好適である。
【００２７】
本発明においては、前記熱交換器が、プレート式熱交換器であると好適である。
【００２８】
本発明においては、前記熱交換器は、飲料である液体を加熱殺菌する殺菌装置を構成すると好適である。
【００２９】
上述の目的を達成するための、本発明による飲料殺菌システムの特徴は、上述の特徴構成を有する殺菌装置と、前記殺菌装置で殺菌された液体を貯留するタンクと、を備える点にある。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】飲料殺菌システムの説明図
【図２】殺菌装置の洗浄方法の説明図
【図３】殺菌装置の洗浄方法の説明図
【図４】殺菌装置の洗浄方法の説明図
【図５】殺菌装置の洗浄方法の説明図
【図６】殺菌装置の洗浄方法の説明図
【図７】殺菌装置の洗浄方法の説明図
【図８】殺菌装置の洗浄方法のフローチャート
【図９】プレート間の流路の説明図
【図１０】プレート間の流路の説明図
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、乳製品や清涼飲料水等の容器入り液体製品の飲料殺菌システム１を示している。
【００３２】
飲料殺菌システム１は、複数の種類の原料をそれぞれ所望の割合で調合する調合装置（シロップタンク）２と、調合された液体を容器に所定の入味量ずつ充填する充填装置３等を備え、調合装置２と充填装置３との間には液体供給配管４が配設されている。
【００３３】
液体供給配管４には、クッションタンク５、殺菌装置６及びバッファタンク７などが順に備えられている。
さらに、液体供給配管４には、複数のストップバルブＳＶ（ＳＶ０‐ＳＶ１２）、複数のドレンバルブＤＶ（ＤＶ１‐ＤＶ６）及び複数のポンプＰ（Ｐ１‐Ｐ３）などが設けられている。
【００３４】
クッションタンク５は、調合装置２で調合された液体を一旦貯留するタンクである。
殺菌装置６は、クッションタンク５から供給される液体を超高温加熱処理法などにより殺菌する装置である。
バッファタンク７は、殺菌装置６で殺菌された液体を一旦貯留するタンクである。
充填装置３は、バッファタンク７に貯留された液体を、水平面内で回転するホイールの周りに配設された複数の充填ノズルから所定の入味量ずつ容器に充填するものである。なお、液体製品を充填する容器は、ＰＥＴ等の樹脂からなるボトルや、瓶である。
各ストップバルブＳＶ（ＳＶ０‐ＳＶ１２）及び各ドレンバルブＤＶ（ＤＶ１‐ＤＶ６）は電動弁や電磁弁で構成されている。
なお、以下に詳述するが、各ストップバルブＳＶ（ＳＶ０‐ＳＶ１２）は、洗浄対象流路への洗浄液の供給を遮断する洗浄液遮断手段を構成し、各ドレンバルブＤＶ（ＤＶ１‐ＤＶ６）は、洗浄対象流路を通過させた洗浄液を系外に排出する排出手段を構成する。ストップバルブＳＶ０は、ポンプＰ１の運転時には開かれ、ポンプＰ１の停止後の所定の時
間経過後に閉じられる。
ポンプＰ１はクッションタンク５に貯留された液体を殺菌装置６に供給するための供給ポンプであり、ポンプＰ２，Ｐ３は殺菌装置６内の圧損により低下した流速を増速するための中継ポンプである。
飲料殺菌システム１の各部は、シーケンス制御装置等の所定の制御装置で構成された制御手段によって統括制御される。
【００３５】
殺菌装置６は、温度域の異なる二液体の間で熱交換するプレート式熱交換器や、シェルアンドチューブ式熱交換器等の熱交換器で構成されている。このような熱交換器に供給された低温である液体製品は、高温の加熱液体との間で熱交換される過程で超高温加熱処理され殺菌される。
【００３６】
本実施形態においては、殺菌装置６は、４台のプレート式熱交換器ＨＥ（ＨＥ１，ＨＥ２，ＨＥ３，ＨＥ４）で構成されている。
【００３７】
各プレート式熱交換器ＨＥ（ＨＥ１，ＨＥ２，ＨＥ３，ＨＥ４）は、図９に示すように、耐食性金属の薄い金属シートに凹凸の波形パターンをプレス成形し、その周辺を合成ゴムなどのガスケットでシールした伝熱用のプレートＰＬを複数枚ガイドバーに懸垂させ、固定フレームと移動フレームの間に重ね合わせてボルトなどで締め付け、各プレート間にできた流路に対して、プレートＰＬの一枚おきに高温流体ＨＦと低温流体ＬＦとを交互に通液することで、両流体間で熱交換を行わせるように構成されている。
なお、高温流体ＨＦや低温流体ＬＦの高温や低温は相対的なもので、温度域の異なる二流体のうち高温のものを高温流体ＨＦといい、低温のものを低温流体ＬＦという。各プレート間にできる流路はすべて同じ構成であるが、高温流体ＨＦを通液させる流路をＨＣ、低温流体ＬＦを通液させる流路をＬＣとする。
【００３８】
図１に戻り、各プレート式熱交換器ＨＥ（ＨＥ１，ＨＥ２，ＨＥ３，ＨＥ４）のうち、プレート式熱交換器ＨＥ３は、容器に充填する前の液体（以下、「被殺菌液体」という。）を、熱交換媒体である高温の加熱液体ＨＬとの間で熱交換させることで、加熱殺菌するための殺菌セクションを構成する。加熱液体ＨＬは約１２０℃から１５０℃くらいの温度域の液体である。
プレート式熱交換器ＨＥ１，ＨＥ２は、プレート式熱交換器ＨＥ１，ＨＥ２に供給された被殺菌液体を、プレート式熱交換器ＨＥ３に至るまでに、プレート式熱交換器ＨＥ３を通過した殺菌済液体との間で熱交換させることで、加熱するための加熱セクションと、プレート式熱交換器ＨＥ３を通過した殺菌済液体を、プレート式熱交換器ＨＥ１，ＨＥ２を通過してプレート式熱交換器ＨＥ３へと向かう被殺菌液体との間で熱交換させることで、冷却するための冷却セクションを構成する。プレート式熱交換器ＨＥ４は、プレート式熱交換器ＨＥ１を通過した殺菌済液体を、熱交換媒体である低温液体ＬＬとの間で熱交換させることで、殺菌装置６から排出可能な温度にするための排出セクションを構成する。低温液体ＬＬは約２０℃くらいの温度域の液体である。
【００３９】
各プレート式熱交換器ＨＥ（ＨＥ１，ＨＥ２，ＨＥ３，ＨＥ４）には、高温流体ＨＦが通過する流路ＨＣと、低温流体ＬＦが通過する流路ＬＣが備えられている。
【００４０】
プレート式熱交換器ＨＥ１においては、流路ＬＣ（以下「ＬＣ１」という。）を通過する低温流体ＬＦはクッションタンク５から供給される被殺菌液体であり、流路ＨＣ（以下「ＨＣ１」という。）を通過する高温流体ＨＦは、プレート式熱交換器ＨＥ２からプレート式熱交換器ＨＥ４へと向かう殺菌済液体である。
プレート式熱交換器ＨＥ２においては、流路ＬＣ（以下「ＬＣ２」という。）を通過する低温流体ＬＦはプレート式熱交換器ＨＥ１からプレート式熱交換器ＨＥ３へと向かう被
殺菌液体であり、流路ＨＣ（以下「ＨＣ２」という。）を通過する高温流体ＨＦは、プレート式熱交換器ＨＥ３からプレート式熱交換器ＨＥ１へと向かう殺菌済液体である。
プレート式熱交換器ＨＥ３においては、流路ＬＣ（以下「ＬＣ３」という。）を通過する低温流体ＬＦはプレート式熱交換器ＨＥ２からプレート式熱交換器ＨＥ１へと向かう被殺菌液体であり、流路ＨＣ（以下「ＨＣ３」という。）を通過する高温流体ＨＦは、加熱液体ＨＬである。
プレート式熱交換器ＨＥ４においては、流路ＬＣ（以下「ＬＣ４」という。）を通過する低温流体ＬＦは低温液体ＬＬであり、流路ＨＣ（以下「ＨＣ４」という。）を通過する高温流体ＨＦは、殺菌装置６から排出される殺菌済液体である。
【００４１】
容器入り液体製品の製造時、つまり通常の熱交換時には、前記制御手段は、まず、各ストップバルブＳＶ０‐ＳＶ１２のうちＳＶ０，ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶ３，ＳＶ４，ＳＶ６，ＳＶ７，ＳＶ８，ＳＶ１０及びＳＶ１１を開き、それ以外を閉じ、各ドレンバルブＤＶ１‐ＤＶ６を閉じ、次に、ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３を作動させる。これにより、クッションタンク５に貯留された調合済みの液体が殺菌装置６で殺菌され、バッファタンク７に貯留される。
【００４２】
殺菌装置６を複数のプレート式熱交換器ＨＥ（ＨＥ１，ＨＥ２，ＨＥ３，ＨＥ４）で構成し、各プレート式熱交換器ＨＥ（ＨＥ１，ＨＥ２，ＨＥ３，ＨＥ４）のいずれか流路によって各セクションを構成することで、被殺菌液体をより高い温度域の液体との間で熱交換することを段階的に繰り返させて、非常に高温にまで効率よく加熱することができる。また、非常に高温に加熱された殺菌済液体が有する熱をそのまま捨てることなく、より低い温度域の液体の加熱に用いることができるため、殺菌装置６全体の省エネ化を図ることもできる。
【００４３】
上述のように構成された殺菌装置６の洗浄方法について説明する。
殺菌装置６の洗浄は、飲料殺菌システム１のＣＩＰの一環として実施される。ＣＩＰによりクッションタンク５には調合された液体に換えて洗浄液が貯留される。このとき、ポンプＰ（Ｐ１‐Ｐ３）が、洗浄対象流路に、通常の熱交換時に被殺菌液体が通過する方向とは逆方向に洗浄液を供給する洗浄液供給手段となる。
【００４４】
殺菌装置６の洗浄は、各プレート式熱交換器ＨＥ（ＨＥ１，ＨＥ２，ＨＥ３，ＨＥ４）が備える各流路ＨＣ，ＬＣのうち、通常の熱交換時に、殺菌済液体が通過する流路のうち最も下流側の流路であるプレート式熱交換器ＨＥ４が有する流路ＨＣ４から、被殺菌液体が通過する流路のうち最も上流側の流路であるプレート式熱交換器ＨＥ１が有する流路ＬＣ１にかけて、各流路ごとに順に実行される。上述のように殺菌装置６に複数のセクションを備えている場合であっても、各セクションを構成する洗浄対象流路ごとに洗浄し、洗浄済みの洗浄液を都度排出することで、洗浄液が洗浄対象流路の下流側の流路に持ち込まれないので、前記流路が汚れる虞はない。
【００４５】
まず、図２及び図８に基づいて、洗浄対象流路としてプレート式熱交換器ＨＥ４の流路ＨＣ４を洗浄する場合について説明する。
【００４６】
前記制御手段は、まず、各ストップバルブＳＶ０‐ＳＶ１２のうちＳＶ０及びＳＶ１２を開き、それ以外を閉じ、各ドレンバルブＤＶ１‐ＤＶ６のうちＤＶ５を開き、それ以外を閉じる制御をする（バルブ切替ステップＳ１）。
【００４７】
次に、前記制御手段は、ポンプＰ１を作動させる（作動ステップＳ２）。なお、ポンプＰ２及びポンプＰ３は作動させない。作動ステップＳ２によりポンプＰ１が作動し流路ＨＣ４には、通常の熱交換時に殺菌済液体が通過する方向とは逆方向に洗浄液が供給される
。
【００４８】
なお、作動ステップＳ２は、実行直後にポンプＰ１が吐出する洗浄液の流量が最大となるように実行されると好適である。例えば作動ステップＳ２の実行直後の吐出量を、その後の１０％程度多くすることが好ましい。ポンプＰ１の作動の初期において、大量の洗浄液を勢い良く流路ＨＣ４に供給することで、図１０に示すように、洗浄液の圧力によりプレート間を大きく押し広げることができ、プレート同士の接点部分を効果的に洗浄することができる。
【００４９】
また、作動ステップＳ２は、流路ＨＣ４に供給される洗浄液の単位時間当たりの供給量が、流路ＨＣ４から排出される洗浄液の単位時間当たりの排出量より多くなるように実行されると好適である。
これは、バルブ切替ステップＳ１で、ポンプＰ１の吐出量に対するドレンバルブＤＶ５の開度を調節する、又はドレンバルブＤＶ５の開度に対するポンプＰ１の吐出量を調節することで実現できる。
流路ＨＣ４から排出される洗浄液より、流路ＨＣ４に供給される洗浄液が多いため、流路ＨＣ４内は圧力が高い状態となる。この洗浄液の圧力によりプレート間を大きく押し広げることができ、プレート同士の接点部分を効果的に洗浄することができる。
【００５０】
なお、前記制御手段は、バルブ切替ステップＳ１及び作動ステップＳ２において、ドレンバルブＤＶ５を、ポンプＰ１の作動開始時点においては閉じておき、ポンプＰ１の作動後、流路ＨＣ４内の圧力が所定の値まで上昇した後に、又は所定の時間経過した後に開くように制御してもよい。洗浄液の圧力によりプレート間を大きく押し広げることができ、プレート同士の接点部分を効果的に洗浄することができる。これは特にプレートの枚数が多い熱交換器で有効である。
【００５１】
クッションタンク５に貯留された洗浄液は流路ＨＣ４を通過しドレンバルブＤＶ５から系外に排出される（通液ステップＳ３）。
通液ステップＳ３では、通常の熱交換時に殺菌済液体が通過する方向とは逆方向に洗浄液を通過させることで、殺菌済液体の流れが淀みがちな箇所であっても、洗浄液の流れにより効果的に洗浄されることが期待できる。洗浄時間をたっぷりとることで、洗浄液の流速が遅い箇所であっても効果的に洗浄されることが期待できる。
流路ＨＣ４を洗浄済みの洗浄液はその下流で都度排出され、流路ＨＣ４の下流側の、例えばプレート式熱交換器ＨＥ１に持ち込まれないので、プレート式熱交換器ＨＥ１が汚れる虞はない。
【００５２】
前記制御手段は、通液ステップＳ３の実行後に、所定の洗浄時間、例えば５０秒が経過すると、ポンプＰ１の作動を停止する（作動停止ステップＳ４）。
作動停止ステップＳ４によりポンプＰ１の作動を停止しても、慣性により洗浄液の系外への排出が継続する。
【００５３】
前記制御手段は、所定の待機時間、例えば１０秒が経過すると、開いていたストップバルブＳＶ０及びＳＶ１２を閉じて、流路ＨＣ４に対する洗浄液の流入を停止する（流入停止ステップＳ５）。
流入停止ステップＳ５によって流路ＨＣ４へ流入する洗浄液を停止すると、流路ＨＣ４から洗浄液の系外への排出が継続するものの、流路ＨＣ４への新たな洗浄液の流入がなくなるため、流路ＨＣ４内は急激に負圧状態となり、洗浄液の系外への排出部であるドレンバルブＤＶ５から流路ＨＣ４内へと空気が吸い込まれる。この吸い込まれた空気の泡により流路ＨＣ４内がバブリング洗浄される。
【００５４】
その後、所定のインターバル、例えば６０秒をおいて、再度バルブ切替ステップＳ１から流入停止ステップＳ５までを含む洗浄ステップを繰り返し実行する。
【００５５】
洗浄ステップを複数回繰り返して流路ＨＣ４の洗浄が終了すると、次に、各プレート式熱交換器ＨＥ（ＨＥ１，ＨＥ２，ＨＥ３，ＨＥ４）が備える各流路ＨＣ，ＬＣのうち、通常の熱交換時に、殺菌済液体が通過する流路のうち最も下流側の流路ＨＣ４の次に下流側の流路である、プレート式熱交換器ＨＥ１が有する流路ＨＣ１の洗浄が開始される。
【００５６】
図３及び図８に基づいて、洗浄対象流路としてプレート式熱交換器ＨＥ１の流路ＨＣ１を洗浄する場合について説明する。
【００５７】
前記制御手段は、まず、各ストップバルブＳＶ０‐ＳＶ１２のうちＳＶ０，ＳＶ１０及びＳＶ１２を開き、それ以外を閉じ、各ドレンバルブＤＶ１‐ＤＶ６のうちＤＶ４を開き、それ以外を閉じる制御をする（バルブ切替ステップＳ１）。
【００５８】
次に、前記制御手段は、ポンプＰ１を作動させる（作動ステップＳ２）。なお、ポンプＰ２及びポンプＰ３は作動させない。これにより、クッションタンク５に貯留された洗浄液は流路ＨＣ４を経由して流路ＨＣ１を通過しドレンバルブＤＶ４から系外に排出される（通液ステップＳ３）。
【００５９】
前記制御手段は、通液ステップＳ３の実行後に、所定の洗浄時間、例えば５０秒が経過すると、ポンプＰ１の作動を停止する（作動停止ステップＳ４）。
【００６０】
前記制御手段は、所定の待機時間、例えば１０秒が経過すると、開いていたストップバルブＳＶ０，ＳＶ１０及びＳＶ１２を閉じて、流路ＨＣ１に対する洗浄液の流入を停止する（流入停止ステップＳ５）。
流入停止ステップＳ５によって流路ＨＣ１へ流入する洗浄液を停止すると、流路ＨＣ１から洗浄液の系外への排出が継続するものの、流路ＨＣ１への新たな洗浄液の流入がなくなるため、流路ＨＣ１内は急激に負圧状態となり、洗浄液の系外への排出部であるドレンバルブＤＶ４から流路ＨＣ１内へと空気が吸い込まれる。この吸い込まれた空気の泡により流路ＨＣ１内がバブリング洗浄される。
【００６１】
その後、所定のインターバル、例えば６０秒をおいて、再度バルブ切替ステップＳ１から流入停止ステップＳ５までを含む洗浄ステップを繰り返し実行する。なお、流路ＨＣ１の洗浄に関して、ここで説明しなかった構成については、流路ＨＣ４の洗浄についてした説明を援用することができる。
【００６２】
洗浄ステップを複数回繰り返して流路ＨＣ１の洗浄が終了すると、次に、各プレート式熱交換器ＨＥ（ＨＥ１，ＨＥ２，ＨＥ３，ＨＥ４）が備える各流路ＨＣ，ＬＣのうち、通常の熱交換時に、殺菌済液体が通過する流路のうち流路ＨＣ１の次に上流側の流路である、プレート式熱交換器ＨＥ２が有する流路ＨＣ２の洗浄が開始される。
【００６３】
図４及び図８に基づいて、洗浄対象流路としてプレート式熱交換器ＨＥ２の流路ＨＣ２を洗浄する場合について説明する。
【００６４】
前記制御手段は、まず、各ストップバルブＳＶ０‐ＳＶ１２のうちＳＶ０，ＳＶ９，ＳＶ１０及びＳＶ１２を開き、それ以外を閉じ、各ドレンバルブＤＶ１‐ＤＶ６のうちＤＶ３を開き、それ以外を閉じる制御をする（バルブ切替ステップＳ１）。
【００６５】
次に、前記制御手段は、ポンプＰ１及びポンプＰ３を作動させる（作動ステップＳ２）
。なお、ポンプＰ２は作動させない。これにより、クッションタンク５に貯留された洗浄液は流路ＨＣ４及びＨＣ１を経由して流路ＨＣ２を通過しドレンバルブＤＶ３から系外に排出される（通液ステップＳ３）。
【００６６】
前記制御手段は、通液ステップＳ３の実行後に、所定の洗浄時間、例えば５０秒が経過すると、ポンプＰ１及びポンプＰ３の作動を停止する（作動停止ステップＳ４）。
【００６７】
前記制御手段は、所定の待機時間、例えば１０秒が経過すると、開いていたストップバルブＳＶ０，ＳＶ９，ＳＶ１０及びＳＶ１２を閉じて、流路ＨＣ２に対する洗浄液の流入を停止する（流入停止ステップＳ５）。
流入停止ステップＳ５によって流路ＨＣ２へ流入する洗浄液を停止すると、流路ＨＣ２から洗浄液の系外への排出が継続するものの、流路ＨＣ２への新たな洗浄液の流入がなくなるため、流路ＨＣ２内は急激に負圧状態となり、洗浄液の系外への排出部であるドレンバルブＤＶ３から流路ＨＣ２内へと空気が吸い込まれる。この吸い込まれた空気の泡により流路ＨＣ２内がバブリング洗浄される。
【００６８】
その後、所定のインターバル、例えば６０秒をおいて、再度バルブ切替ステップＳ１から流入停止ステップＳ５までを含む洗浄ステップを繰り返し実行する。なお、流路ＨＣ２の洗浄に関して、ここで説明しなかった構成については、流路ＨＣ４の洗浄についてした説明を援用することができる。
【００６９】
洗浄ステップを複数回繰り返して流路ＨＣ２の洗浄が終了すると、次に、各プレート式熱交換器ＨＥ（ＨＥ１，ＨＥ２，ＨＥ３，ＨＥ４）が備える各流路ＨＣ，ＬＣのうち、通常の熱交換時に、流路ＨＣ２の次に上流側の流路である、プレート式熱交換器ＨＥ３が有する流路ＬＣ３の洗浄が開始される。
【００７０】
図５及び図８に基づいて、洗浄対象流路としてプレート式熱交換器ＨＥ３の流路ＬＣ３を洗浄する場合について説明する。
【００７１】
前記制御手段は、まず、各ストップバルブＳＶ０‐ＳＶ１２のうち、ＳＶ０，ＳＶ６，ＳＶ９，ＳＶ１０及びＳＶ１２を開き、それ以外を閉じ、各ドレンバルブＤＶ１‐ＤＶ６のうちＤＶ２を開き、それ以外を閉じる制御をする（バルブ切替ステップＳ１）。
【００７２】
次に、前記制御手段は、ポンプＰ１及びポンプＰ３を作動させる（作動ステップＳ２）。なお、ポンプＰ２は作動させない。これにより、クッションタンク５に貯留された洗浄液は流路ＨＣ４，ＨＣ１及びＨＣ２を経由して流路ＬＣ３を通過しドレンバルブＤＶ２から系外に排出される（通液ステップＳ３）。
【００７３】
前記制御手段は、通液ステップＳ３の実行後に、所定の洗浄時間、例えば５０秒が経過すると、ポンプＰ１及びポンプＰ３の作動を停止する（作動停止ステップＳ４）。
【００７４】
前記制御手段は、所定の待機時間、例えば１０秒が経過すると、開いていたストップバルブＳＶ０，ＳＶ６，ＳＶ９，ＳＶ１０及びＳＶ１２を閉じて、流路ＬＣ３に対する洗浄液の流入を停止する（流入停止ステップＳ５）。
流入停止ステップＳ５によって流路ＬＣ３へ流入する洗浄液を停止すると、流路ＬＣ３から洗浄液の系外への排出が継続するものの、流路ＬＣ３への新たな洗浄液の流入がなくなるため、流路ＬＣ３内は急激に負圧状態となり、洗浄液の系外への排出部であるドレンバルブＤＶ２から流路ＬＣ３内へと空気が吸い込まれる。この吸い込まれた空気の泡により流路ＬＣ３内がバブリング洗浄される。
【００７５】
その後、所定のインターバル、例えば６０秒をおいて、再度バルブ切替ステップＳ１から流入停止ステップＳ５までを含む洗浄ステップを繰り返し実行する。なお、流路ＬＣ３の洗浄に関して、ここで説明しなかった構成については、流路ＨＣ４の洗浄についてした説明を援用することができる。
【００７６】
洗浄ステップを複数回繰り返して流路ＬＣ３の洗浄が終了すると、次に、各プレート式熱交換器ＨＥ（ＨＥ１，ＨＥ２，ＨＥ３，ＨＥ４）が備える各流路ＨＣ，ＬＣのうち、通常の熱交換時に、流路ＬＣ３の次に上流側の流路である、プレート式熱交換器ＨＥ２が有する流路ＬＣ２の洗浄が開始される。
【００７７】
図６及び図８に基づいて、洗浄対象流路としてプレート式熱交換器ＨＥ２の流路ＬＣ２を洗浄する場合について説明する。
【００７８】
前記制御手段は、まず、各ストップバルブＳＶ０‐ＳＶ１２のうち、ＳＶ０，ＳＶ５，ＳＶ６，ＳＶ９，ＳＶ１０及びＳＶ１２を開き、それ以外を閉じ、各ドレンバルブＤＶ１‐ＤＶ６のうちＤＶ１を開き、それ以外を閉じる制御をする（バルブ切替ステップＳ１）。
【００７９】
次に、前記制御手段は、ポンプＰ１-Ｐ３を作動させる（作動ステップＳ２）。これに
より、クッションタンク５に貯留された洗浄液は流路ＨＣ４，ＨＣ１，ＨＣ２及びＬＣ３を経由して流路ＬＣ２を通過しドレンバルブＤＶ１から系外に排出される（通液ステップＳ３）。
【００８０】
前記制御手段は、通液ステップＳ３の実行後に、所定の洗浄時間、例えば５０秒が経過すると、ポンプＰ１-Ｐ３の作動を停止する（作動停止ステップＳ４）。
【００８１】
前記制御手段は、所定の待機時間、例えば１０秒が経過すると、開いていたストップバルブＳＶ０，ＳＶ５，ＳＶ６，ＳＶ９，ＳＶ１０及びＳＶ１２を閉じて、流路ＬＣ２に対する洗浄液の流入を停止する（流入停止ステップＳ５）。
流入停止ステップＳ５によって流路ＬＣ２へ流入する洗浄液を停止すると、流路ＬＣ２から洗浄液の系外への排出が継続するものの、流路ＬＣ２への新たな洗浄液の流入がなくなるため、流路ＬＣ２内は急激に負圧状態となり、洗浄液の系外への排出部であるドレンバルブＤＶ１から流路ＬＣ２内へと空気が吸い込まれる。この吸い込まれた空気の泡により流路ＬＣ２内がバブリング洗浄される。
【００８２】
その後、所定のインターバル、例えば６０秒をおいて、再度バルブ切替ステップＳ１から流入停止ステップＳ５までを含む洗浄ステップを繰り返し実行する。なお、流路ＬＣ２の洗浄に関して、ここで説明しなかった構成については、流路ＨＣ４の洗浄についてした説明を援用することができる。
【００８３】
洗浄ステップを複数回繰り返して流路ＬＣ２の洗浄が終了すると、最後に、各プレート式熱交換器ＨＥ（ＨＥ１，ＨＥ２，ＨＥ３，ＨＥ４）が備える各流路ＨＣ，ＬＣのうち、通常の熱交換時に、被殺菌液体が通過する流路のうち最も上流側の流路である、プレート式熱交換器ＨＥ１が有する流路ＬＣ１の洗浄が開始される。
【００８４】
図７及び図８に基づいて、洗浄対象流路としてプレート式熱交換器ＨＥ１の流路ＬＣ１を洗浄する場合について説明する。
【００８５】
前記制御手段は、まず、各ストップバルブＳＶ０‐ＳＶ１２のうち、ＳＶ０，ＳＶ２，ＳＶ５，ＳＶ６，ＳＶ９，ＳＶ１０及びＳＶ１２を開き、それ以外を閉じ、各ドレンバル
ブＤＶ１‐ＤＶ６のうちＤＶ６を開き、それ以外を閉じる制御をする（バルブ切替ステップＳ１）。
【００８６】
次に、前記制御手段は、ポンプＰ１-Ｐ３を作動させる（作動ステップＳ２）。これに
より、クッションタンク５に貯留された洗浄液は流路ＨＣ４，ＨＣ１，ＨＣ２，ＬＣ３及びＬＣ２を経由して流路ＬＣ１を通過しドレンバルブＤＶ６から系外に排出される（通液ステップＳ３）。
【００８７】
前記制御手段は、通液ステップＳ３の実行後に、所定の洗浄時間、例えば５０秒が経過すると、ポンプＰ１-Ｐ３の作動を停止する（作動停止ステップＳ４）。
【００８８】
前記制御手段は、所定の待機時間、例えば１０秒が経過すると、開いていたストップバルブＳＶ０，ＳＶ２，ＳＶ５，ＳＶ６，ＳＶ９，ＳＶ１０及びＳＶ１２を閉じて、流路ＬＣ１に対する洗浄液の流入を停止する（流入停止ステップＳ５）。
流入停止ステップＳ５によって流路ＬＣ１へ流入する洗浄液を停止すると、流路ＬＣ１から洗浄液の系外への排出が継続するものの、流路ＬＣ１への新たな洗浄液の流入がなくなるため、流路ＬＣ１内は急激に負圧状態となり、洗浄液の系外への排出部であるドレンバルブＤＶ６から流路ＬＣ１内へと空気が吸い込まれる。この吸い込まれた空気の泡により流路ＬＣ１内がバブリング洗浄される。
【００８９】
その後、所定のインターバル、例えば６０秒をおいて、再度バルブ切替ステップＳ１から流入停止ステップＳ５までを含む洗浄ステップを繰り返し実行する。なお、流路ＬＣ１の洗浄に関して、ここで説明しなかった構成については、流路ＨＣ４の洗浄についてした説明を援用することができる。
【００９０】
以上のように、通常の熱交換時に、最も下流側の流路ＨＣ４から最も上流側の流路ＬＣ１にかけて順に洗浄される。
洗浄対象を絞って各流路ごとに洗浄することで、直列に配設された複数の流路に対して一度に洗浄する場合に比べて、より効率的に洗浄することができる。また、洗浄後の洗浄液はすぐに排出されるため系内を汚す虞を回避できる。
なお、本実施形態では流路ＨＣ３及びＬＣ４については通常の熱交換時に被殺菌液体や殺菌済液体が通過しない流路であるため洗浄対象流路から除外しているが、上述の各流路と同様に洗浄してもよい。
【００９１】
以上のように各流路ごとに、バルブ切替ステップＳ１、作動ステップＳ２、通液ステップＳ３、作動停止ステップＳ４及び流入停止ステップＳ５を備えた洗浄ステップを複数回実行するという簡単な処理で各流路を効果的に洗浄することができる。
薬品のように化学的に洗浄するのではなく、上述のように洗浄液の流れによって物理的に洗浄を行うため、洗浄液として水を用いることができる。薬品による洗浄時に必要な中和やすすぎ工程が不要となるので、洗浄時間の短縮を図ることができる。
プレート式熱交換器ＨＥは、隣接するプレートＰＬ間が流路ＨＣ，ＬＣとなり、隣接するプレートＰＬ同士の接点付近は液体の流れが淀みがちである。
【００９２】
容器入り液体製品が、果粒入り果実ジュースのように果実繊維等を含む飲料である場合は、流れが淀む箇所に飲料中に含まれる果実繊維等がプレート式熱交換器のプレート間に残留する虞がある。
【００９３】
プレート式熱交換器は、図９に示すように各プレートＰＬ間にできた流路ＨＣ，ＬＣを一枚おきに温度域の異なる二液体のうち高温流体ＨＦと低温流体ＬＦが交互に流れるが、この交互に並ぶ高温流体ＨＦが流れる流路と、低温流体ＬＦが流れる流路に対して、一方
の流路又は両方の流路の片方ずつに洗浄液を流すことで、図１０に示すように、洗浄液の圧力によりプレートＰＬ間を押し広げることができ、プレート同士の接点部分を効果的に洗浄することができる。果実繊維等が残留したとしても効果的に洗浄することができる。
【００９４】
なお、流路ＬＣ３，ＬＣ２及びＬＣ１を洗浄する際は、プレート式熱交換器ＨＥ３を通過する洗浄液を加熱してもよい（加熱ステップ）。通常、液体は高温ほど粘度が小さくなる。洗浄液を加熱することで粘度を小さくし、洗浄対象流路の中を流れやすくすることで洗浄性が向上する。
【００９５】
上述した実施形態では、熱交換器がプレート式である場合について説明したが、熱交換器はシェルアンドチューブ式であってもよい。
また、上述した実施形態では、殺菌装置６が４台の熱交換器で構成される場合について説明したが、殺菌装置６は４台以外の複数又は単一の熱交換器で構成されていてもよい。
殺菌装置６を単一の熱交換器で構成する場合は、液体を熱交換媒体との間で熱交換させる熱交換器の洗浄方法であって、前記熱交換器が有する前記液体が通過する流路を洗浄対象流路として、前記洗浄対象流路に、通常の熱交換時に前記液体が通過する方向とは逆方向に洗浄液を供給するポンプの作動ステップと、前記洗浄対象流路を通過させた洗浄液を系外に排出する通液ステップと、前記通液ステップの実行後に、所定の洗浄時間が経過すると、前記ポンプの作動を停止する作動停止ステップと、前記作動停止ステップの実行後に、所定の待機時間が経過すると、前記洗浄対象流路に対する前記洗浄液の流入を停止する流入停止ステップと、を備えた洗浄ステップを、複数回実行することを特徴とする洗浄方法により、洗浄時間の短い熱交換器の洗浄方法を提供することができる。
【００９６】
上述した実施形態は、いずれも本発明の一例であり、該記載により本発明が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能である。
【符号の説明】
【００９７】
１        ：飲料殺菌システム
６        ：殺菌装置（熱交換器）
ＨＣ      ：流路
ＨＬ      ：加熱液体
ＬＣ      ：流路
ＬＬ      ：低温液体
Ｐ        ：ポンプ（洗浄液供給手段）
ＤＶ      ：ドレンバルブ（排出手段）
ＳＶ      ：ストップバルブ（洗浄液遮断手段）
Ｓ１      ：バルブ切替ステップ
Ｓ２      ：作動ステップ
Ｓ３      ：通液ステップ
Ｓ４      ：作動停止ステップ
Ｓ５      ：流入停止ステップ
【図１】
2017036905.tif 000003
【図２】
2017036905.tif 000004
【図３】
2017036905.tif 000005
【図４】
2017036905.tif 000006
【図５】
2017036905.tif 000007
【図６】
2017036905.tif 000008
【図７】
2017036905.tif 000009
【図８】
2017036905.tif 000010
【図９】
2017036905.tif 000011
【図１０】
2017036905.tif 000012