(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製造が中断された場合に処理の不十分な製品を戻し行程によって再循環させる形式の液体食品の熱処理プラントにおいて圧力差を保持する方法であって、処理済み製品をプラントの下流側（１４）の導管内であって戻し行程バルブ（１２）と遮断バルブ（２０）との間に封じ込め、製品のための空間を制限して、戻し行程後の圧力差を保持し、ガスを製品用導管（２９）内に導くことを特徴とする方法。
【請求項２】
戻し行程バルブ（１２）と下流側（１４）の再生部（６）との間に製品用導管（２９）内にガスを導くことを特徴とする請求項１に記載された方法。
【請求項３】
遮断バルブ（２０）において製品用導管（２９）内にガスを導くことを特徴とする請求項１に記載された方法。
【請求項４】
製造が中断された場合に処理の不十分な製品を戻し行程によって再循環させる形式の液体食品の熱処理プラントにおいて圧力差を保持する方法であって、処理済み製品をプラントの下流側（１４）の導管内に封じ込め、製品のための空間を制限して、戻し行程後の圧力差を保持し、製品用導管（２９）の一部がその製品用導管（２９）のスロットルを形成する膨張部（２７）で構成されたことを特徴とする方法。
【請求項５】
製品を戻し行程バルブ（１２）と遮断バルブ（２０）との間に封じ込めることを特徴とする請求項４に記載された方法。
【請求項６】
膨張部分（２７）が膨張する弾性内壁（３０）を有するパイプ長さ部分（２８）で構成され、ガスまたは液体がパイプ長さ部分（２８）と内壁（３０）との間の空間に導入されることを特徴とする請求項４または５に記載された方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、製造が中断された場合に処理の不十分な製品を戻し行程によって再循環させる形式の液体食品の熱処理プラントにおいて、圧力差を保持する方法に関する。
【０００２】
（背景技術）
この方法は、スウェーデン国特許明細書ＳＥ９２０３２１３−５に記載された形式の熱処理プラントに使用することを意図される。この熱処理プラントはミルクのような液体食品の低温殺菌を目的とする。プラントは基本的に、冷却部、１以上の再生部、および加熱部に分かれたプレート式熱交換器を含む。プラントは、通常は熱交換器の外部に配置される保持室（セル）、ポンプ、バランス・タンク、および多数の圧力計および温度計も含む。プラントに含まれるさらに他の構成要素は、分離器、規格化機器および均質化装置である。プラントに含まれる各種部品は導管で相互に連結されてユニットを形成する。このユニットは液体食品を熱処理するプラント、すなわち低温殺菌装置である。
【０００３】
この熱処理プラントは、或る予め定めた温度に製品を加熱し、この温度に製品を所定の時間につき保持することを意図する。低温殺菌の温度は、通常は７２〜７５゜Ｃであり、時間間隔は１５〜２０秒である。
【０００４】
意図する熱処理プラントでは、再生部が使用される、すなわちプラントに進入する冷製品を加熱するために、プラントから進出する途中の加熱された低温殺菌済みの製品が使用される。この方法の結果として、プラントは高い温度効率を得ることになる。同時に、低温殺菌済み製品が未低温殺菌製品よりも高圧とされ、熱交換器のプレート間が流体密でない場合に未低温殺菌製品が漏れて低温殺菌済み製品中に混入する危険の無いことを保証しなければならない。この問題は、熱伝達媒体として水を使用するだけで完全に解消できるが、これはプラントの効率を根本的に低下させてしまう。二重プレートを備え、漏れた製品を排出する空間を有する熱交換器も使用できるが、これはプラントをかなり高価にする。
【０００５】
したがって、製造中断時に一時的に圧力低下が生じるために問題となる低温殺菌済み製品の余剰圧力を保持することに努力が注がれている。各国の当局は将来において低温殺菌の安全性に関する厳しい規則をおそらく発布し、その結果、未低温殺菌製品が低温殺菌済み製品に混入する危険を生じないように圧力差を保持できるようにする指令が発布されるであろう。
【０００６】
低温殺菌装置に進入する製品の温度変化、蒸気供給の一時的な中断、または製品の脂肪含有量の変化等における製造の中断時には、正しい温度に達しなかった製品が加熱部から進出することが起こり得る。このような加熱不十分の製品はバランス・タンクへ再循環されるか、またはそれに代えてプレート式熱交換器の幾分かを再循環される。その間、低温殺菌済み製品に余剰圧力を保持することで作動の安全性を支援しなければならない。作動停止時間が長ければ長いほど、余剰圧力を保持することがますます困難になる。
【０００７】
（発明の目的）
本発明の１つの目的は、製造の中断に関連して一時的に圧力が低下したとき、簡単且つ信頼性の高い方法で低温殺菌済み製品に対する余剰圧力の保持を保証することである。
【０００８】
（解決方法）
この目的および他の目的は、冒頭に記載した形式の方法に対して、処理済み製品をプラントの下流側の導管内に封じ込め、また製品のための空間を制限して戻し行程後の圧力差を保持するという特徴を与える本発明によって達成された。
【０００９】
本発明による方法の好ましい実施例は従属請求項に記載された特徴をさらに与えられる。
【００１０】
本発明の好ましい実施例が、添付図面を参照して以下に非常に詳細に記載される。
【００１１】
（好ましい実施例の説明）
本発明による方法を使用できる形式の熱処理プラントが図１〜図４に示されている。製品は導管１にてプラントへ進入し、バランス・タンク２を通り、ポンプ３により圧力計４を経て再生部６で成るプレート式熱交換器５内へ給送される。図１〜図４では１つの再生部６が示されているが、熱交換器５はプラントの設計に応じて２以上の再生部６を含むことができる。再生部６では、プラントへ進入する製品がプラントから進出する加熱済み製品によって加熱される。
【００１２】
プラントは、熱交換器５の各再生部６の間に分離器、規格化機器および均質化装置も含むことができる。しかしそれらの部品は図面に示されていない。
【００１３】
１つまたは複数の再生部６を通過した後、熱交換器５の加熱部９内へさらに進む前に、製品は圧力計７および圧力ブースタ・ポンプ８を通過する。加熱部９では、導管１０で熱交換器５内へ導かれる高温水または蒸気により製品が加熱される。加熱部９内で製品は或る予め定められた温度、通常は７２〜７５゜Ｃの温度に達する。圧力ブースタ・ポンプ８に代えて均質化装置で構成されることができる。
【００１４】
その後、所定温度レベルに加熱された製品はさらに保持室１１へ送られる。保持室１１は通常は螺旋導管で構成され、製品は所定時間にわたって保持される。通常の時間範囲は１５〜２０秒間である。保持室１１の後方には、製品が所望温度に保持されることを読み取れるように、温度計（図示せず）が備えられる。
【００１５】
保持室の後、製品は戻し行程バルブ１２に進入する。正しい温度に達し、要求された時間にわたって保持されたならば、その製品は十分な処理を施されたことになり、したがってこのようにして得た処理済み製品は再生部６にてプラントに進入してくる製品を加熱するのに使用される。正しい温度に達しなかったか、要求された時間にわたっておそらく保持できなかったならば、戻し行程バルブ１２において戻し行程が実行され、処理不十分な製品は戻し導管１３に進入してバランス・タンク２へ戻される。
【００１６】
中断の無い正常な製造において、処理済み製品は再び１つ以上の再生部６を通過され、その加熱された製品は熱交換器５の下流側１４で熱交換器５の上流側１５の冷製品を予熱する。
【００１７】
再生部６からの製品は、その後、熱交換器５の一部を成す冷却部１６へ進入する。冷却部１６で製品は、通常、冷水によって冷却される。冷水または他の冷媒は導管１７を経て熱交換器に進入する。
【００１８】
熱交換器５の後、製品は新たな圧力計１８および定圧バルブまたは逆圧バルブ１９を通る。圧力バルブ１９は、通常の製造において熱交換器５の下流側１４が熱交換器５の上流側１５よりも高い圧力であることを保証する。遮断バルブ２０を経て、新たに処理済みとなった製品はさらに導管２１へ進入し、消費者用パッケージとして製品を包装する充填機械へ送られるか、またはそれに代えて包装される前にさらに他の製品処理へ送られる。
【００１９】
熱処理プラントにおける圧力差は、低温殺菌装置の下流側１４に配置された圧力計１８で測定した圧力値と、低温殺菌装置の上流側１５に配置された圧力計４で測定した圧力値との差である。この差は、再生部６の下流側１４が上流側１５よりも高い圧力であることを保証するために、また低温殺菌されていない製品が漏れて低温殺菌済み製品の中へ混入しないことを保証するために、或る正の値でなければならない。圧力計４、１８の配置は、圧力差が最小である位置で図面に示されているが、他の配置も可能である。
【００２０】
圧力差は逆圧または定圧バルブ１９によって正常な製造のもとで保持される。例えば進入する製品の温度変化や、加熱部９への蒸気の供給の一時的な中断が原因となって製造中断がおきた場合、これは処理の不十分な製品を生じることになる。戻し行程バルブ１２が作動され、処理の不十分な製品は戻し導管１３へ導かれてバランス・タンク２へ戻される。これが起きると、圧力バルブ１９は信頼性を有して圧力差を保持することができない。製造停止時間が長ければ長いほど、許容できないレベル以下に圧力差が低下する危険は大きくなる。
【００２１】
本発明によればこの圧力差は、低温殺菌装置の下流側１４の処理済み製品を戻し行程バルブ１２と遮断バルブ２０との間に封じ込め、同時に製品のための空間をプラントのこの仕切った部分において制限することで保持される。これにおいて導管内の空間は制限され、製品の圧力は上昇される。
【００２２】
図１および図２は本発明の第１および第２の実施例を示しており、戻し行程時に閉止される製品用導管のこの部分にガスが導かれる。ガスは導管内に「クッション」を形成し、このクッションは製品用の空間を制限し、導管は拡大される。ガスは無菌の濾過済み空気、または窒素のような不活性な食品用ガスとすることができる。
【００２３】
第１の実施例（図１）において、ガス入口バルブ２２は戻し行程バルブ１２と再生部６の下流側１４との間に配置されている。ガス入口バルブ２２は無菌フィルタ２３に連結され、ガスは導管２４のフィルタへ導かれる。無菌フィルタ２３は高純度ガスを使用することで省略できる。図２において、遮断バルブ２０は遮断バルブの機能を満たしている。遮断バルブ２０は無菌フィルタ２３およびガス用導管２４に連結されている。さらに、この実施例では追加のバルブ２５が備えられ、そのバルブから充填機械等へ向けて導管２１が出ている。戻し導管を構成する導管２６が遮断バルブ２０から出ている。
【００２４】
戻し行程バルブ１２が作動され、遮断バルブ２０が閉じると同時に（またはその代わりに僅かな時間遅れを有して）、ガス入口バルブ２２が開き、戻し行程バルブ１２が作動されている時間にわたって開き状態を持続される。第２の実施例では、ガス入口は遮断バルブ２０が導管２６に対して閉じたときに開かれる。何故なら、ガスの取り込みは遮断バルブ２０を通して行われるからである。この第２の実施例ではバルブ２５は戻し行程においても導管２１に対して閉じられる。
【００２５】
戻し行程バルブ１２が再び消勢されると、ガス入口バルブ２２が閉じ、またはその代わりに遮断バルブ２０がガスの取り込みを停止させる。製品は閉じられている導管内を再び流れ、「ガス・クッション」は完全な状態で製品に追随する。通常は充填機械に通じる無菌タンク（図示せず）にてガスは気泡となって上昇し、製品から離脱する。
【００２６】
製品がジュースであり、空間制限ガスとして無菌空気が使用される場合には、第２の実施例が好ましい。何故なら、空気はジュースに対して酸化作用を有しており、香りを劣化させるからである。ガス入口を充填機械へ至る導管２１の後に配置した結果、空気の影響を受ける製品は非常に僅かな量となり、そのような作用を受けた製品は導管２６を通して製造工程から除去することができる。その代わりに、この実施例は空気に鈍感な製品を使用できる。バルブ２５はそのような設計には全く機能せず、その結果として省略できる。
【００２７】
本発明の第３および第４の実施例が図３および図４に示されている。製品用の空間は、膨張部分２７が導管の遮断バルブ内に配置されて、これらの実施例で制限される。膨張部分の詳細な変形例が図５に示されている。第３の実施例では、膨張部分２７は戻し行程バルブ１２と再生部６の下流側１４との間に配置されている。第４の実施例では、膨張部分２７は冷却部１６と逆圧バルブ１９との間に見られる。
【００２８】
原理的に、膨張部分は正規の製品用導管２９に連結されたパイプ長さ部分２８で構成されている。パイプ長さ部分２８内には、シリコン・ゴムのような弾性材料で作られた内壁３０がある。パイプ長さ部分２８は周面に液体またはガスのための連結部３１を備えている。液体またはガスのためのこの連結部３１は、パイプ長さ部分２８と弾性内壁３０との間の境界３２に直接に通じている。
【００２９】
加圧されたガスまたは液体を境界３２に供給することで内壁３０は膨張し、これにより導管２９内に位置する製品のための空間が制限される。図５は膨張状態（３０’）および非膨張状態（３０）の両方で内壁３０を示している。
【００３０】
戻し行程バルブ１２、および導管に対して閉じる遮断バルブ２０の作動と同時に（これに代えて多少の時間遅れを有して）、ガスまたは液体が連結部３１を通して内部空間３２へ送られ、壁が膨張される。膨張した壁内壁３０’は導管２９の製品用の空間を減少させ、導管２９内の圧力は上昇する。始動のために戻し行程バルブ１２が戻され、正常な製造が始まると、液体またはガスは内部空間３２から吸い出されて壁３０は通常状態に戻る。
【００３１】
前述の説明から明白となるように、本発明は一時的な製造中断に関して液体食品の熱処理プラントで圧力差を簡単且つ信頼性の高い方法で保持する方法を実現する。これにおいては、処理済み製品はプラントの下流側に封じ込められ、また製品用の空間は制限され、これが圧力の上昇を生じる。
【００３２】
本発明は、上述し図示した内容に制限されると考えるべきでなく、多くの変更が特許請求の範囲に記載の範囲から逸脱することなく考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１の実施例による熱処理プラントの線図である。
【図２】  第２の実施例による熱処理プラントの線図である。
【図３】  第３の実施例による熱処理プラントの線図である。
【図４】  第４の実施例による熱処理プラントの線図である。
【図５】  第３および第４の実施例による製品用導管の膨張部分を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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