(57)【要約】  液体処理システムのための方法が、提供される。本方法は、所定の幾何学的形状(R1、L1)を通る液体の第1の流れを準備するステップと、液体の前記第1の流れについて前記幾何学的形状を通る流量(Q1)および前記幾何学的形状(R1、L1)にわたる圧力低下(Δp1)を決定するステップと、所定の幾何学的形状(R2、L2)を通る液体の第2の流れを準備するステップと、液体の前記第2の流れについて前記幾何学的形状を通る流量(Q2)および前記幾何学的形状(R2、L2)にわたる圧力低下(Δp2)を決定するステップと、前記幾何学的形状(R1、R2、L1、L2)ならびに液体の前記第1および第2の流れについての流量(Q1、Q2)および圧力低下(Δp1、Δp2)を使用して前記液体についてのコンシステンシー(K)および流動挙動指数(n)を計算するステップとを含む。
2016532112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体処理システムのための方法であって、
所定の幾何学的形状(R1、L1)を通る液体の第1の流れを準備するステップと、
液体の前記第1の流れについて前記幾何学的形状を通る流量(Q1)および前記幾何学的形状(R1、L1)にわたる圧力低下(Δp1)を決定するステップと、
所定の幾何学的形状(R2、L2)を通る液体の第2の流れを準備するステップと、
液体の前記第2の流れについて前記幾何学的形状を通る流量(Q2)および前記幾何学的形状(R2、L2)にわたる圧力低下(Δp2)を決定するステップと、
前記幾何学的形状(R1、R2、L1、L2)ならびに液体の前記第1および第2の流れについての流量(Q1、Q2)および圧力低下(Δp1、Δp2)を使用して前記液体についてコンシステンシー(K)および流動挙動指数(n)を計算するステップとを備える、方法。
【請求項２】
前記液体は、非ニュートン流体である、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
液体の前記第1の流れと関連する前記幾何学的形状(R1、L1)は、液体の前記第2の流れと関連する前記幾何学的形状(R2、L2)と異なる、請求項1または2に記載の方法。
【請求項４】
液体の前記第1の流れと関連する前記幾何学的形状(R1、L1)は、液体の前記第2の流れと関連する前記幾何学的形状(R2、L2)に等しく、液体の前記第1の流れと関連する前記流量(Q1)もしくは前記圧力低下(Δp1)、又はその両方は、液体の前記第2の流れと関連する前記流量(Q2)および前記圧力低下(Δp2)と異なる、請求項1または2に記載の方法。
【請求項５】
前記幾何学的形状は、それらのそれぞれの長さ(L)および内側半径(R)として決定される、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記流動挙動指数(n)は、
【数１】
2016532112.tif 000014
として計算される、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記コンシステンシー(K)は、
【数２】
2016532112.tif 000015
として計算され、ただしR、Q、L、およびΔpは、液体の前記第1または第2の流れの1つと関連する、請求項6に記載の方法。
【請求項８】
前記コンシステンシー(K)および前記流動挙動指数(n)の前記計算値を、前記液体処理システムを通って流れる液体と関連する基準値と比較するステップをさらに含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
液体処理システムのためのデバイスであって、
液体の第1の流れについて所定の幾何学的形状(R1、L1)を通る流量(Q1)および前記幾何学的形状(R1、L1)にわたる圧力低下(Δp1)を測定するように構成される第1の測定ユニット(120、122、124、220、222、224)と、
液体の第2の流れについて所定の幾何学的形状(R2、L2)を通る流量(Q2)および前記幾何学的形状(R2、L2)にわたる圧力低下(Δp2)を測定するように構成される第2の測定ユニット(126、128、220、222、224、30、32、34)と、
前記幾何学的形状(R1、R2、L1、L2)ならびに液体の前記第1および第2の流れについての前記流量(Q1、Q2)および圧力低下(Δp1、Δp2)を使用して前記液体についてコンシステンシー(K)および流動挙動指数(n)を計算するように構成される制御ユニット(130、230)とを備える、デバイス。
【請求項１０】
前記第1の測定ユニット(220、222、224)もしくは前記第2の測定ユニット(220、222、224)、又はその両方と流体連通する開口液体チャンネル(210)をさらに備え、そのチャンネル(210)は、前記液体処理システム(10)のパイプ(16)と流体連通して配置されるように構成される、請求項9に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記デバイスは、前記制御ユニット(130、230)が、前記液体処理システム(10)によって処理される液体についてリアルタイムで前記コンシステンシー(K)および前記流動挙動指数(n)を決定することを許可されるように、前記液体処理システム(10)の一部を形成するように構成される、請求項9に記載のデバイス。
【請求項１２】
請求項9から11のいずれか一項に記載のデバイス(100、200)を備える、液体処理システム。
【請求項１３】
前記液体は、食品製品である、請求項12に記載の液体処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体処理システムのための方法およびデバイスに関する。より詳しくは、本発明は、液体処理システムを通って流れる液体のレオロジー特性を決定するための方法およびデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体処理、特に液体食品処理においては、しばしば、液体の実際の処置と相関があるデータを得るために、動作を監視することが、望まれる。例えば、液体食品は普通、液体食品に処置を提供するために、加熱、混合、分離、その他などの、様々な処理ステップを受け、その処置は、最終液体製品に要求される特性を達成するために必要である。プロセスの動作を監視することによって、液体処理システムの状態を正確に決定することが、可能であり、それによって障害が、検出されることもあり、最終製品の品質が、確保されることもある。
【０００３】
特に液体食品処理においては、原材料の変化が、むしろ頻繁に起こることもあり、その変化は、必ずしも処理装置上での動作にかなりの影響を与えるとは限らないが、しかしながら、それらは、最終製品それ自体に望ましくない変化をもたらすこともある。1つのそのような例は、トマトソースまたはピューレを製造するときであり、その場合高量の砂糖を有する1つのバッチのトマトからより少ない量の砂糖を有する別のバッチへの原材料の変化は、最終製品の粘度を変化させることになる。
【０００４】
伝統的に粘度計またはレオメータが、この問題に対処するために使用されることもあり、それによって、サンプルが、液体処理システムから引き抜かれ、最終製品でのどんな変化も明らかにするために計量装置で分析される。粘度のそのような変化が、検出されるならば、オペレータは、それに応じて液体処理装置の動作パラメータを調整することもあり、または使用される原材料を取り替えるために処理装置を停止することさえもある。粘度のそのような監視は、非常に時間がかかり、サンプルを抽出するためだけでなく、また結果を評価し、必要な決定をするためにも、熟練オペレータの必要性を要求する。この方法に関するさらなる欠点は、衛生用途について、抽出されたサンプルが、検査後に廃棄されなければならず、処理すべき液体の不要な損失をもたらすという事実と関連する。
【０００５】
それは、処理すべき液体が非ニュートン流体であるとき、さらにより複雑になり、それによって粘度は実際、せん断速度またはせん断速度履歴に依存する。レオロジーパラメータは、ポンプ、ホモジナイザー、遠心分離機、その他などの処理装置によって引き起こされるせん断速度に応じて変化することもあるので、レオロジーパラメータだけを分析することは、それらの場合十分でないことになる。
【０００６】
それ故に、実際の製品の正確なインライン監視を可能にするデータを提供する、液体処理システムのための改善された方法およびデバイスの必要性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、上述の問題を克服するまたは軽減することが、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
基本的考え方は、処理される液体がそこではべき法則モデルによって表される、液体処理システムのための方法およびデバイスを提供することであり、その方法およびデバイスは、処理される液体のコンシステンシー(K)および流動挙動指数(n)のインライン決定を提供する。
【０００９】
本発明の第1の態様によると、液体処理システムのための方法が、提供される。本方法は、所定の幾何学的形状を通る液体の第1の流れを準備するステップと、液体の前記第1の流れについて前記幾何学的形状を通る流量および前記幾何学的形状にわたる圧力低下を決定するステップと、所定の幾何学的形状を通る液体の第2の流れを準備するステップと、液体の前記第2の流れについて前記幾何学的形状を通る流量および前記幾何学的形状にわたる圧力低下を決定するステップと、前記幾何学的形状ならびに液体の前記第1および第2の流れについての流量および圧力低下を使用して前記液体についてコンシステンシーおよび流動挙動指数を計算するステップとを含む。
【００１０】
好ましくは、液体は、非ニュートン流体であり、それによって本方法は、そのような液体のためのプロセス制御をさらに改善するために液体のレオロジーパラメータを表すコンシステンシーおよび流動挙動指数の連続データを提供する。
【００１１】
液体の第1の流れと関連する幾何学的形状は、液体の第2の流れと関連する幾何学的形状と異なってもよい。それ故に、コンシステンシーおよび流動挙動指数は、特定の時間に決定されてもよく、従ってプロセスでの時間差異によって引き起こされる測定誤差を低減する。
【００１２】
他の実施形態では、液体の第1の流れと関連する幾何学的形状は、液体の第2の流れと関連する幾何学的形状に等しく、液体の第1の流れと関連する流量もしくは圧力低下、又はその両方は、液体の第2の流れと関連する流量および圧力低下と異なる。これは、同じ幾何学的形状についてだが、しかし異なる圧力低下および異なる流量について測定を行うことが、必要であるけれども、デバイスは、センサ数の減少によりはるかにより小さくできるという点において有利である。
【００１３】
前記幾何学的形状は、それらのそれぞれの長さおよび内側半径として決定されてもよく、その場合流動挙動指数は、
【００１４】
【数１】
2016532112.tif 000003
【００１５】
として計算されてもよい。
【００１６】
さらに、コンシステンシーは、
【００１７】
【数２】
2016532112.tif 000004
【００１８】
として計算されてもよく、ただしR、Q、L、およびΔpは、液体の前記第1または第2の流れの1つと関連する。
【００１９】
本方法はさらに、コンシステンシーおよび流動挙動指数の前記計算値を、前記液体処理システムを通って流れる液体と関連する基準値と比較するステップを含んでもよい。それ故に、プロセス制御を改善するために液体製品について品質チェックを連続的に行うことが、可能である。
【００２０】
第2の態様によると、液体処理システムのためのデバイスが、提供される。本デバイスは、液体の第1の流れについて所定の幾何学的形状を通る流量および前記幾何学的形状にわたる圧力低下を測定するように構成される第1の測定ユニットと、液体の第2の流れについて所定の幾何学的形状を通る流量および前記幾何学的形状にわたる圧力低下を測定するように構成される第2の測定ユニットと、前記幾何学的形状ならびに液体の前記第1および第2の流れについての流量および圧力低下を使用して前記流体についてコンシステンシーおよび流動挙動指数を計算するように構成される制御ユニットとを備える。
【００２１】
本デバイスはさらに、前記第1の測定ユニットもしくは第2の測定ユニット、又はその両方と流体連通する開口液体チャンネルを備えてもよく、そのチャンネルは、前記液体処理システムのパイプと流体連通して配置されるように構成される。それ故に、本デバイスは、システムオペレータからの要請に応じて液体処理システムに接続されてもよい独立型ユニットとして提供されてもよい。
【００２２】
本デバイスは、前記制御ユニットが、前記液体処理システムによって処理される液体についてリアルタイムでコンシステンシーおよび流動挙動指数を決定することを許可されるように、前記液体処理システムの一部を形成するように構成されてもよい。これは、本デバイスがいつも、処理される液体のレオロジー特性について正確な値を提供することができ、従ってもし液体が、所定の特性から外れるならば、即座のフィードバックを可能にするという点において有利である。
【００２３】
第3の態様によると、第2の態様によるデバイスを備える、液体処理システムが、提供される。前記液体は好ましくは、食品製品である。
【００２４】
本発明の上記の目的、特徴、および利点、ならびに追加の目的、特徴、および利点は、添付の図面を参照して、本発明の好ましい実施形態の下記の説明に役立ちかつ限定されない詳細な説明を通じてより良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】一実施形態によるそのための方法が実施されてもよい液体処理システムの概略図である。
【図２】一実施形態によるデバイスの概略図である。
【図３】さらなる実施形態によるデバイスの概略図である。
【図４】別の実施形態によるデバイスの概略図である。
【図５】一実施形態による方法の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図1から始めると、液体処理システム10が、示され、そのシステム10は、前記システム10を通って流れる液体のレオロジーパラメータを決定するための方法およびデバイスとともに使用されてもよい。そのような方法およびデバイスは、以下でさらに詳細に述べられることになる。液体処理システム10は、例えば液体食品処理システムであってもよいが、しかしそれはまた、薬剤、化粧品、および/または石油、油、もしくは様々な液体ポリマーなどの他の液体に処置を提供する能力があってもよい。
【００２７】
液体処理システム10の基本的設定を簡潔に説明するために、入口12は、処理すべき液体の流れを提供する。入口12は、上流の装置への接続継ぎ手、または図1に示されるようなバッチタンクであってもよい。普通は、ポンプ14は、強制的に液体が入口12から出て、様々な管状導管16を通り、液体が出口24から出る前にさらに処理装置18、20、22に入るように動作する。液体食品処理の場合、出口24は、充填機の入口に隣接して配置されてもよく、それによって処理された食品は、液体食品包装容器に保管される。出口24は、他の実施形態では、なおさらなるバッチタック、または出口24の下流に配置される他の処理装置への接続部を表してもよい。
【００２８】
処理装置18、20、22は、加熱器、冷却器、ホモジナイザー、分離機、保持セル、混合器、その他などのコンポーネントを含んでもよい。処理装置18、20、22の選択は好ましくは、特定の液体製品および所望の処置に関して選択されてもよい。例えば、液体製品が、滅菌されるならば、おそらく加熱器、紫外線照射器、その他などの、いくらかの滅菌用装置を提供することが、必要である。
【００２９】
液体が、液体処理システム10を通って輸送されているとき、実際に行われている処置に関係する入力データを受け取ることは、重要性が高い。特に液体食品用途では、液体食品の最終品質は、もし1つまたはいくつかの処置プロセスが、本来すべきように動作していないならば、大きく変化することもある。液体食品を殺菌するように構成される加熱器の機能不良の場合、最終製品は、増加した量の微生物学的物質を有することもあり、従って保管時間の短縮をもたらし、または最悪の場合には消費者に病気を引き起こす。
【００３０】
処置ステップの監視は、液体処理システム10の1つまたはいくつかのコンポーネントを制御することによって行われてもよい。これは、特定のコンポーネントの現在の動作に関係するデータを送信するために液体処理システム10の特定の部分に特定の出力を提供することによってなされてもよい。
【００３１】
監視はまた、液体処理システム10に1つまたは複数のセンサを提供することによってなされてもよく、各センサは、動作中に温度、流量、圧力低下、その他などの特定のパラメータを測定するように構成されてもよい。そのような監視は好ましくは、インラインで、すなわち処理される液体のサンプルを抽出することなくリアルタイムでなされてもよい。
【００３２】
それ故に、液体処置プロセスの監視は、液体処理システムの所望の動作を確保するために、従ってまた最終液体製品の要求される品質レベルを確保するためにも、インラインセンサによって行われてもよい。しかしながら、ある種の液体については、既知の監視原理は、十分に正確ではないことが判明している。そのレオロジーパラメータが最終製品にとって極めて重要である、そのような液体は、例えば練り歯磨き、トマトソース、カスタード、シャンプー、および様々なでんぷん懸濁液(starch suspension)を含む。これらの液体は一般に、非ニュートン流体として示され、以下で述べられる方法およびデバイスは、それらにとって特に重要である。
【００３３】
本方法およびデバイスの具体的実施形態を述べる前に、そのような非ニュートン流体についてのいくつかの概評が、与えられることになる。非ニュートン流体は、べき法則モデルがそのうちの1つである、いくつかのモデルによって理論的に表されてもよいレオロジー的挙動を有する。
【００３４】
べき法則モデルによると、円形パイプ中を流れる流体の平均速度は、
【００３５】
【数３】
2016532112.tif 000005
【００３６】
として表されてもよく、ただし、
Δpは、円形パイプにわたる圧力低下であり、
Kは、コンシステンシーであり、
Lは、円形パイプの長さであり、
nは、流体挙動指数であり、
Qは、体積流量であり、
Rは、円形パイプの内側半径であり、
νは、円形パイプの横断面積にわたる平均速度であり、
【００３７】
【数４】
2016532112.tif 000006
【００３８】
は、せん断速度であり、
μは、
【００３９】
【数５】
2016532112.tif 000007
【００４０】
によって定義される、動的粘度であり、
σは、
【００４１】
【数６】
2016532112.tif 000008
【００４２】
として定義される、せん断応力である。
【００４３】
流体の実際の挙動を述べるために、Kおよびnそれぞれについての関数を表すことが、有利である。それ故に、上記の方程式は、
【００４４】
【数７】
2016532112.tif 000009
【００４５】
および
【００４６】
【数８】
2016532112.tif 000010
【００４７】
と書き換えられてもよい。
【００４８】
二点測定を提供し、レオロジー特性Kおよびnを一定のままにしておくことによって、nを、
【００４９】
【数９】
2016532112.tif 000011
【００５０】
と書き換えることが、可能であり、ただし指数1、2は、測定の特定点を示す。
【００５１】
上記から、二点測定が、Kおよびnを計算するのに必要であることは、明白である。液体処理において、Kおよびnのリアルタイム監視は、品質チェック、システム性能分析、処理状態チェック、その他のための非常に効率的な方法であることが判明している。
【００５２】
今から図2を参照すると、液体のレオロジーパラメータを決定するためのデバイス100が、示される。デバイス100は、処理すべき液体を輸送するための管状導管110を含む。円形横断面を有する、管状導管110は、既存の液体処理システム10の一部を形成してもよく、またはそれは、測定時に液体処理システム10の流体ラインに接続される別個の導管であってもよい。
【００５３】
管状導管110は、第1の内径を有する第1の部分112、および第2の直径を有する第2の部分114を含む。第1および第2の直径は、互いに異なり、従って液体が、管状導管110を通って輸送されるとき、異なる速度をもたらす。動作中に、液体は、第1の部分112に入り、管状導管110を通って流れた後、第2の部分114から出る。
【００５４】
第1の部分112は、流量および第1の部分112にわたる圧力低下を測定するために1つまたは複数のセンサ120、122、124を提供される。図2に示されるように、3つのセンサ120、122、124が、提供される。第1のセンサ120は、液体の体積流量を測定するように構成される。第2のセンサ122は、入口圧力を測定するように構成され、一方第3のセンサ124は、第1の部分112について出口圧力を測定するように構成される。
【００５５】
第2の部分114は、第2の部分114の入口端部および出口端部における圧力を測定するために2つの追加のセンサ126、128を提供される。
【００５６】
センサ120、122、124、126、128は、液体処理システム内で使用される様々な利用可能なセンサから選択されてもよい。好ましい実施形態では、2つのセンサ122、124は、第1の部分112にわたる圧力低下を測定するように構成される単一センサ、すなわち入口圧力と出口圧力との間の差を測定する単一センサとして提供されてもよい。同様に、2つのセンサ126、128は、第2の部分114にわたる圧力低下を測定するように構成される単一センサ、すなわち入口圧力と出口圧力との間の差を測定する単一センサとして提供されてもよい。
【００５７】
コントローラ130は、データをセンサ120、122、124、126、128から収集するために提供される。この目的のために、コントローラ130は、計算ユニット134の複数の入力チャンネルを含み、各入力チャンネルは、特定のセンサ120、122、124、126、128と関連している。
【００５８】
それ故に、計算ユニットは、第1の部分112の第1のセンサ120と接続され、それによって計算ユニット134は、管状導管110を通る体積流量に対応するデータを受け取る。
【００５９】
計算ユニット134はさらに、第2および第3のセンサ122、124と接続され、それによって計算ユニット134は、第1の部分112にわたる圧力低下に対応するデータを受け取る。このために、計算ユニット134は、圧力低下を第2および第3のセンサ122、124のデータから計算するように構成される。オプションとして、もし圧力低下が、上述の実施形態による単一センサによって測定されるならば、計算ユニット134は、圧力低下に対応するデータを受け取るために1つのセンサだけに接続される。
【００６０】
計算ユニット134は、第2の部分114のセンサ126、128と接続され、それによって計算ユニット134は、第2の部分114にわたる圧力低下に対応するデータを受け取る。このために、計算ユニット134は、圧力低下をセンサ126、128のデータから計算するように構成される。オプションとして、もし圧力低下が、上述の実施形態による単一センサによって測定されるならば、計算ユニット134は、第2の部分にわたる圧力低下に対応するデータを受け取るために1つのセンサだけに接続される。
【００６１】
計算ユニット134は、データ値を各センサ120、122、124、126、128から受け取る。計算ユニット134はさらに、コントローラ130内に保管されるかまたは遠く離れて配置され、有線もしくは無線データ通信を介してアクセスされる、メモリ(図示されず)を備える。メモリは、管状導管110の半径および各部分112、114の長さなどの、システム定数に対応する値を保管する。計算ユニット134が、データをセンサ120、122、124、126、128から受け取るとき、計算ユニット134は、上記で与えられる式に従ってコンシステンシーKおよび流体挙動指数nを計算するためにシステム定数をメモリからフェッチするようにプログラムされる。それ故に、これらの値は、液体処理システム10の他のコンポーネントが、液体処理システムによって処理される液体のレオロジー特性を表すこれらの値にアクセスし、分析することを可能にするために2つの別個の出力136a、136bに送信される。
【００６２】
今から図3を参照して、デバイス200の別の実施形態が、述べられることになる。デバイス200は、圧力低下および流量に関係するデータを測定するための様々なセンサ、ならびに図2を参照してすでに述べられたコントローラ130に等しいコントローラ230を含む。それ故に、コントローラ230ならびにその入力チャンネル、計算ユニット、および出力は、さらに述べられないことになる。しかしながら、デバイス200は、液体処理システム10への接続に関係する具体的詳細においてデバイス100と異なる。
【００６３】
デバイス200は、一定の直径を有する管状導管210を含み、すなわち管状導管210の横断面は、その長さにわたって一定である。管状導管210は、2つの分岐パイプ16a、16bを用いて液体処理システム10のパイプ16に接続される。管状導管210の直径は、液体処理システム10のパイプ16の直径と異なるように選択される。この実施形態では、管状導管210は、流量および管状導管210にわたる圧力低下を測定するために3つのセンサ220、222、224を備え付けられる。それ故に、管状導管210のセンサ配置は、図1を参照して述べられた管状導管110の第1の部分112のセンサ配置に等しい。
【００６４】
パイプ16はまた、流量およびパイプ16にわたる圧力低下を測定するために3つのセンサ30、32、34も含む。それ故に、パイプ16のセンサ配置は、図1を参照して述べられた管状導管110の第1の部分112のセンサ配置に等しい。
【００６５】
センサ222、224、すなわち管状導管210の入口圧力および出口圧力を測定するために提供される圧力センサは、圧力低下を直接測定するように構成される単一センサに置き換えられることもあり得ることに留意すべきである。同じことは、パイプ16の入口圧力および出口圧力を測定するために提供されるセンサ32、34にも当てはまる。
【００６６】
図1を参照して述べられたことと同様に、コントローラ230は、パイプ16の流量および圧力低下、ならびにデバイス200の管状導管210の流量および圧力低下に対応するデータを受け取る。それ故に、パイプ16ならびに管状導管210のためのシステム定数(すなわち、流動チャンネルの寸法)は、メモリに保管されているので、コントローラ230の計算ユニットは、流体のコンシステンシーKおよび流体挙動指数nを計算することができる。この実施形態では、流量は、管状導管210とパイプ16との間で変わることもあるので、コントローラは、パイプ16ならびに管状導管210について流量の値を受け取る必要がある。
【００６７】
今から図4を参照すると、別の実施形態が、示される。図は、図3のデバイス200と同一の、すなわち管状導管210、センサ220、222、224およびコントローラ230を含むデバイス200を示す。管状導管210は、管状導管210が実際はパイプ16の一部であるように液体処理システム10の一部を形成してもよいか、またはそれは、例えば分岐パイプ(図示されず)を介してパイプ16に接続される別個の導管として提供されてもよい。
【００６８】
デバイス200は、ある特定の時間に圧力低下および流量を測定し、第2の時間に再び管状導管210にわたる圧力低下および流量を測定することによって動作する。これらの測定点については、流量および従ってまた圧力低下も、第1および第2の入力チャンネルの値が第3および第4の入力チャンネルの値と異なるように、変化していなければならない。それ故に、液体の2つの異なる流れについて圧力低下および流量を測定することによって、流体についてコンシステンシーKおよび流動挙動指数nを計算することが、可能である。
【００６９】
今までに述べられたすべての実施形態について、上記の式中の分母が、ゼロに等しくないように、プロセスパラメータ、すなわち幾何学的形状、圧力低下、および体積流量を選択することが、必要である。また、上記の式中の分子が、ゼロに等しくないように、プロセスを設計することも、好ましい。
【００７０】
デバイス100、200は好ましくは、液体処理内のいくつかの用途に、特に食品処理に使用されてもよい。プロセスの品質チェックを行うために、デバイス100、200は、nおよびKの実際の値を提供するように動作してもよい。液体処理システムのコントローラまたはコントローラ130、230内のさらなるモジュールなどの、追加のコントローラを使用してこれらの値を基準値と比較することによって、最終製品におけるどんな望ましくない変化も検出することが、可能なこともある。これは例えば、ケチャップ製造について当てはまることもあり、その場合レオロジー特性は、消費者が消費者の期待製品品質を経験するために厳密な間隔内にあるべきである。もし原材料が、第1のバッチのトマトから第2のバッチのトマトに変えられるならば、その場合でんぷんの量は、異なる成熟度に起因して異なり、レオロジーパラメータは、最終製品を消費者の期待外れの状態にするのに十分大きな量に変化することもある。
【００７１】
レオロジーパラメータnおよびKは、熱処理、すなわち温度および製品がそのような温度にさらされる時間に依存するので、デバイス100、200はまた、測定値を基準値と比較することによって熱処理プロセスを検証するために使用されてもよい。それ故に、デバイス100、200は、条件監視のために、すなわち処理装置の実際の条件をリアルタイムで監視するために使用されてもよい。
【００７２】
今から図5を参照して、一実施形態による方法300が、述べられることになる。本方法は、所定の幾何学的形状R1、L1を通る液体の第1の流れを準備する第1のステップ302を含む。幾何学的形状は、良く規定された長さおよび内側半径を有する管状導管に対応する。第2のステップ304では、本方法は、提供されるセンサを使用して液体の前記第1の流れについて前記幾何学的形状を通る流量Q1および前記幾何学的形状R1、L1にわたる圧力低下Δp1を決定する。その後のステップ306では、液体の第2の流れが、所定の幾何学的形状R2、L2を通って提供され、その場合幾何学的形状は、良く規定された長さおよび内側半径を有する管状導管に対応する。ステップ306は、もし幾何学的形状が異なるならば、ステップ302と同時に行われてもよい。ステップ308では、前記幾何学的形状を通る流量Q2および前記幾何学的形状R2、L2にわたる圧力低下Δp2が、液体の前記第2の流れについて決定される。最終ステップ310では、本方法は、上記の式に従って前記幾何学的形状R1、L1、R2、L2ならびに液体の前記第1および第2の流れについての流量Q1、Q2および圧力低下Δp1、Δp2を使用して前記液体についてコンシステンシーKおよび流動挙動指数nを計算する。
【００７３】
本方法300はまた、オプションのステップ312を含んでもよく、そのステップではnおよびKについての値が、さらなるコントローラに送信され、そのコントローラは、液体のための現在のプロセスを評価しかつ/または分析するために測定値を基準値と比較する。
【００７４】
所定の幾何学的形状は好ましくは、円形横断面を有する管状導管またはパイプの長さおよび半径を表してもよい。しかしながら、提示される方法およびデバイスはまた、円形でない横断面を有する導管およびパイプについて実施されてもよい。そのような実施形態について、コンシステンシーおよび流動挙動指数は、半径値R1、2を水力半径、
【００７５】
【数１０】
2016532112.tif 000012
【００７６】
に対応する値に置き換えられてもよく、それは、
【００７７】
【数１１】
2016532112.tif 000013
【００７８】
として表されてもよい。それ故に、円形管状導管について、水力半径は、円形横断面の半径に等しい。
【００７９】
上記の説明は大部分、液体食品処理システムに関して行われたけれども、本方法およびデバイスの一般的原理は、様々な異なる液体処理システムに適用可能であることが、すぐに理解されるはずである。
【００８０】
さらに、本発明は主に、少数の実施形態に関して述べられた。しかしながら、当業者にはすぐに理解されるように、上記で開示されたもの以外の実施形態は、添付の請求項によって規定されるように、本発明の範囲内で等しく可能である。
【符号の説明】
【００８１】
10  液体処理システム
12  入口
14  ポンプ
16  管状導管、パイプ
16a  分岐パイプ
16b  分岐パイプ
18  処理装置
20  処理装置
22  処理装置
24  出口
30  センサ
32  センサ
34  センサ
100  デバイス
110  管状導管
112  第1の部分
114  第2の部分
120  センサ
122  センサ
124  センサ
126  センサ
128  センサ
130  コントローラ
134  計算ユニット
136a  出力
136b  出力
200  デバイス
210  管状導管
220  センサ
222  センサ
224  センサ
230  コントローラ
【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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【国際調査報告】
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