(57)【要約】  製品チャンバーと作動油チャンバーとの間に配置されることになる膜構造物が提供される。この膜構造物は、第１の膜および第２の膜を備える。膜間において膜内部空間内にはマーカー液が置かれる。センサーを用いることによって、製品または作動油が膜内部空間に入ったことを検出できるが、これは、二つの膜のいずれかの破裂を、信頼性が高くかつコスト効率に優れた方法によって検出可能であることを意味する。
2016502026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜構造物であって、
第１の膜と、
第２の膜と、を具備し、
マーカー液が、前記第１の膜と前記第２の膜との間に形成される膜内部空間内に置かれた、膜構造物。
【請求項２】
前記マーカー液は導電性溶液である、請求項１に記載の膜構造物。
【請求項３】
前記導電性溶液は塩水である、請求項２に記載の薄膜構造物。
【請求項４】
前記膜内部空間が形成されるように前記第１の膜と前記第２の膜とを互いに結合する膜リングをさらに具備し、前記膜内部空間は前記マーカー液を保持するよう構成される、請求項１ないし請求項３のいずれか1項に記載の膜構造物。
【請求項５】
前記膜リング内にサンプリング開口をさらに具備する、請求項４に記載の膜構造物。
【請求項６】
前記マーカー液の少なくとも一つの特性を記録するよう構成されたセンサーをさらに具備する、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の膜構造物。
【請求項７】
前記センサーは導電率を記録するよう構成される、請求項６に記載の膜構造物。
【請求項８】
前記センサーは前記膜内部空間内に置かれる、請求項６または請求項７に記載の膜構造物。
【請求項９】
前記第２の膜は、第１の面および第２の面を有する本体を備え、前記本体は弾性材料からなり、前記第２の面はプラスチックコーティングを備える、請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の膜構造物。
【請求項１０】
前記弾性材料はゴムである、請求項９に記載の膜構造物。
【請求項１１】
前記ゴムはエチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）である、請求項１０に記載の膜構造物。
【請求項１２】
前記プラスチックコーティングはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）である、請求項９ないし請求項１１のいずれか１項に記載の膜構造物。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載の膜構造物を備えたピストンポンプ装置。
【請求項１４】
作動油チャンバーに接続された圧力リリーフバルブをさらに具備する、請求項１３に記載のピストンポンプ装置。
【請求項１５】
請求項１３または請求項１４に記載のピストンポンプ装置を備えた処理ライン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、処理（加工）産業に関する。さらに詳しくは、本発明は、食品処理、化粧品処理あるいは医薬品処理など衛生的用途に適したピストンポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、食品加工業界においてホモジナイザーを使用することが知られている。例えば、乳業において、重力分離に抗して安定した脂肪乳剤を得るために、脂肪球を小部分へと分割するべくホモジナイザーが使用される。言い換えれば、乳を均質化することによって、クリーム層が乳製品の上に形成されることを回避できる。食品を均質化する他の理由は、より食欲をそそる色、脂肪の酸化感度低下、より芳醇な風味、改良された食感、そして発酵乳製品の良好な安定性を実現することである。
【０００３】
一般に、ホモジナイザーは、二つの主要部品、高圧を形成するための高圧ポンプと、製品が強制的に通過させられるギャップを提供する均質化デバイスに分けることができる。現在、ほとんどの場合、高圧ポンプは３ないし５個のピストンを有するピストンポンプである。ピストンが前後移動しているときに望ましくない微生物が製品に広からないことを確実なものとするためにピストンシールが使用される。一般的な解決策は、いわゆる衛生側に配置された製品と、いわゆる非衛生的な側に配置された、作動油を使用するクランクケースおよびクランクシャフトなどのホモジナイザーの非衛生的な部分との間にバリアを形成できるように、互いに離間して配置された少なくとも二つのピストンシールを持つことである。
【０００４】
例えば、非無菌ホモジナイザー、すなわち熱処理ステーションの上流に配置されたホモジナイザーにおいて、一般的な解決策は、ピストンを潤滑するためのシール間に提供された水によって二重ピストンシールを持つことである。無菌ホモジナイザー、すなわち熱処理ステーションの下流に配置されたホモジナイザーにおいて、高温凝縮物と蒸気との混合物が、再感染を防ぐために、シール間に供給されることがある。
【０００５】
ホモジナイザーおよび均質化処理はさらに、この引用によって本明細書に組み込まれる、Tetra Pak出版の「Dairy Processing Handbook」において説明されている。
【０００６】
ピストンが前後移動しているときに衛生側と非衛生側とを分離状態で維持することは困難であるために、ある食品生産者は、予防措置として、食品等級油のみを使用することを決定した。そうすることによって健康問題を引き起こすリスクが低減されるが、油が製品に至る経路を見出した場合、製品の性状は望ましくない影響を受ける。
【０００７】
上記の理由から、現在、健康問題および製品の損失を避けるために油が製品に到達しないことを確実にすることが食品生産者から要求されている。
【０００８】
さらに、油が製品に到達しないリスクを低減することとは別に、資本支出の視点および運用パフォーマンス支出の両方から技術的解決策はコスト効率的であることが重要である。つまり、技術的な解決策は、食品生産者にとって妥当な投資コストを必要とするべきであり、そして技術的解決策を実行したとき、ユーティリティの必要性は低レベルに維持されるべきであり、そしてサービスの提供は運用コストの大幅な増大を伴わずに可能であるべきである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって本発明は、好ましくは、従来技術における上記欠陥および不都合の一つ以上を単独であるいは組み合わせて軽減し、緩和し、あるいは排除することを目的とし、そして少なくとも上記問題を解決する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の態様によれば、第１の膜および第２の膜を備えた膜構造物であって、マーカー液が第１の膜と第２の膜との間に形成される膜内部空間内に置かれた膜構造物が提供される。
【００１１】
膜構造物は二つの別個の膜からなっていてもよいが、膜リングによって結合された二つの膜を備えたユニットからなっていてもよい。
【００１２】
マーカー液は、ピストンから製品チャンバーへと圧力を伝達することができかつ作動油または製品がマーカー液と混ざり合ったときに一つ以上の特性を変化させる液体、ゲルまたはその他の物質として広く解釈されるべきである。
【００１３】
マーカー液は導電性溶液であってもよい。より具体的には、この導電性溶液の導電率は、製品の導電率とは異なっていても、そして作動油の導電率とは異なってもよい。
【００１４】
導電性溶液は塩水であってもよい。より具体的には、導電性溶液は２％の塩分含有量を有する塩水であってもよい。
【００１５】
膜構造物はさらに、上記膜内部空間が形成されるように第１の膜および第２の膜を互いに結合する膜リングを備えていてもよく、この場合、上記膜内部空間は上記マーカー液を保持するよう構成される。
【００１６】
より具体的には、膜内部空間は閉空間であってもよい。
【００１７】
膜構造物はさらに、上記膜リングにサンプリング開口を備えていてもよい。
【００１８】
さらに、上記マーカー液の少なくとも一つの特性を記録するよう構成されたセンサーが設けられてもよい。
【００１９】
上記センサーは導電率を記録するように構成されてもよい。
【００２０】
上記センサーは膜内部空間内に配置することができる。
【００２１】
さらに具体的には、第２の膜は第１の面および第２面を有する本体を備えていてもよく、この場合、本体は弾性材料から形成され、上記第２の面はプラスチックコーティングを備える。第２の膜の第２の面は上記製品チャンバーに面していてもよい。
【００２２】
上記弾性材料はゴムであってもよい。
【００２３】
上記ゴムはエチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）であってもよい。
【００２４】
上記プラスチックコーティングはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）であってもよい。
【００２５】
第２の態様によれば、第１の態様に基づく膜構造物を備えるピストンポンプ装置が提供される。
【００２６】
このピストンポンプ装置はさらに、作動油チャンバーに接続された圧力リリーフバルブを備えていてもよい。
【００２７】
第３の態様によれば、第２の態様に基づくピストンポンプ装置を備えた処理ラインが提供される。
【００２８】
上記処理ラインは食品処理（加工）ラインであってもよい。
【００２９】
本発明の上記ならびに付加的な目的、特徴および利点は、図面と共に、本発明の好ましい実施形態に関する以下の例示的かつ非限定的な説明から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ホモジナイザーを概略的に示す図である。
【図２】図１のホモジナイザーのいわゆるウェットエンドを概略的に示す図である。
【図３】膜装備ホモジナイザーのウェットエンドを概略的に示す図である。
【図４】膜のさまざまな斜視図である。
【図５ａ】第１のモードで膜を示す図である。
【図５ｂ】第２のモードで膜を示す図である。
【図６ａ】膜モジュールを示す図である。
【図６ｂ】膜モジュールを示す図である。
【図６ｃ】膜モジュールを示す図である。
【図７ａ】導電率センサーの一例を示す図である。
【図７ｂ】導電率センサーの一例を示す図である。
【図８】多数の製品および作動油に関する導電率と汚染物質のレベルとの関係を示すグラフである。
【図９】サンプリングセンサーシステムを概略的に示す図である。
【図１０ａ】サンプリングセンサーシステムの例示的構成を示す図である。
【図１０ｂ】サンプリングセンサーシステムの例示的構成を示す図である。
【図１０ｃ】サンプリングセンサーシステムの例示的構成を示す図である。
【図１１】圧力リリーフバルブを備えた膜装備ホモジナイザーを備えた食品加工システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１はホモジナイザー１００を、特に、Tetra PakによってTetra Alex（商標）との名称で販売されているホモジナイザーを大まかに示している。一般に、ホモジナイザー１００は、二つの主要部分、高圧ポンプおよび均質化デバイスを具備する。高圧ポンプは高圧を形成し、そして均質化デバイスは一つまたは複数のギャップを提供するが、製品は、より小さな脂肪球が形成される効果を伴って、このギャップを強制的に通過させられる。均質化のさらなる効果は、より食欲をそそる色、脂肪酸化に対する感度低減、より芳醇な風味、そして発酵乳製品のより良好な安定性である。
【００３２】
この例では、高圧ポンプは、ベルトトランスミッション１０２およびギヤボックス１０３を介して、クランクケース１０４内に配置されたクランクシャフトに接続された主駆動モーター１０１によって駆動されるピストンポンプである。クランクシャフトを使用することによって、回転運動はポンプピストン１０５を前後に駆動する往復運動へと変換される。現在、３ないし５個のポンプピストンを有することが一般的である。
【００３３】
ポンプピストン１０５は、このポンプピストンによって生み出される高圧に耐えるように作られたポンプブロック１０６内に形成されたキャビティ内で動作する。現在、３００ｋＰａ（３バール）から約１０〜２５ＭＰａ（１００〜２５０バール）まで圧力を高めることが一般的であるが、より高い圧力を用いることもできる。
【００３４】
ポンプブロック１０６内のキャビティを通って、製品は第１の均質化デバイス１０７に、そして、その後、多くの場合、第２の均質化デバイス１０８に入る。上述したように、製品を一つ以上のギャップを強制的に通過させることによって、製品の特性を変化させることができる。
【００３５】
ポンプピストン１０５の往復運動は脈動を形成する。脈動を低減するために、ホモジナイザーの入口に入口ダンパー１０９を配置することが現在では一般的である。さらに、振動および騒音を低減するために、出口に出口ダンパー１１０を配置することが一般的である。
【００３６】
図２は、ホモジナイザーのいわゆるウェットエンドをより詳しく示している。この断面図から分かるように、ピストン１０５は、ポンプブロック１０６内の製品チャンバー２００内に高圧が形成されるように前後に移動する。一つ以上のシール２０２が、ピストン１０５とピストン受け要素２０４との間の緊密な嵌合を維持するために使用される。一つ以上のシール２０２はまた、クランクケースおよびホモジナイザーのその他の非衛生的な部分から、製品チャンバー２００内の製品が分離された状態を維持する。望ましくない微生物が製品内に到達しないことをさらに確実にするために、ピストンシール２０２と組み合わせて蒸気バリア等を使用することが、現在、一般的な解決策である。
【００３７】
図３には、膜装備ホモジナイザーのウェットエンド３００が示されている。図１および２に示されるホモジナイザーと同様、このホモジナイザーは、ピストン３０２を、より正確には多数のピストンを備えている。だが、そのうちの一つしか断面図には示されていない。さらに、ピストン３０２は、ポンプブロック３０４内に高圧を形成する。
【００３８】
図１および図２に示すホモジナイザーとは異なり、ウェットエンド３００は、第１の膜３０６および第２の膜３０８を備える。第１の膜３０６は、作動油チャンバー３１０および膜内部空間３１２、すなわち第１の膜３０６と第２の膜３０８との間に形成される空間が分離した状態で維持されるように配置できる。第２の膜３０８は、膜内部空間３１２および製品チャンバー３１４が分離した状態で維持されるように配置できる。
【００３９】
さらに、高圧リリーフバルブ３１６は、作動油チャンバー内の圧力をこのバルブを開くことによって低下させることができるように、作動油チャンバー３１０に接続することができる。図示していないが、高圧リリーフバルブ３１６を開くとき、作動油をタンク内に供給することができる。このタンクはまた、作動油を後の段階で作動油チャンバー内に供給できるように、入口バルブを介して作動油チャンバーの入口に接続されてもよい。この構成の積極的な効果は、高圧リリーフバルブ３１６を介して放出された作動油を再使用できることである。例示的構成は図１１に示されている。
【００４０】
作動油を持つ理由は、これが、製品チャンバー３１４へと第１の膜３０６および第２の膜３０８を介してピストン３０２によって形成される圧力を伝達するためにだけでなく、シールを潤滑し、これによってシールの寿命を延ばすためにも使用されるからである。したがって、図２に示すウェットエンドとは異なり、ピストンが製品チャンバー３１４内に圧力を間接的に形成する。
【００４１】
ピストン３０２、クランクシャフト、クランクケースおよび非衛生的な側に配置されたその他の部分から製品チャンバー３１４を分離させる膜を有する利点は、十分に画定された境界が形成されることである。この効果は、望ましくない微生物が膜を通過して製品チャンバー３１４内に至るリスクが大幅に低減されることである。たとえ同程度の食品の安全性が、例えば蒸気バリアを用いて達成可能であっても、膜解決策は蒸気バリアが必要ではないという利点を有する。この効果は、ホモジナイザーを動作させるための運転コストを大幅に低減できることである。やはり環境的な観点から、より少ない蒸気の使用は重大な価値がある。
【００４２】
膜装備ホモジナイザーに伴うリスクは、膜が破裂し、その作動油が製品チャンバーに入ることである。これは、使用される作動油次第では食品安全上の問題となることがあり、これは高い可能性を伴って製品の損失につながる。このリスクを克服するために、膜内部空間３１２、すなわち第１の膜３０６と第２の膜３０８との間に形成される空間内に、マーカー液が存在し得る。マーカー液の目的は、確実、迅速かつ費用効率的な方法で膜の破裂を検出することを可能にすることである。
【００４３】
マーカー液は塩水のような液体であってもよいが、それはまた、圧力を伝達し、かつ、作動油または製品と混ざり合ったときに、導電性などの特性を変化させることができるゲルまたはその他の物質であってもよい。
【００４４】
膜破裂を検出する一つの方法は、マーカー液として、塩水などの導電性溶液を有すること、そしてマーカー液の導電率を連続的に測定する導電センサーを有することである。第１の膜３０６が破裂した場合、作動油は膜内部空間３１０に入り、もちろん導電性溶液とは異なる導電率を持つ作動油が選択されたと仮定すれば、導電率が変化するという結果を伴って、マーカー液と混ざり合う。一方、第２の膜３０８が破裂した場合、製品は膜内部空間３１２に入り、導電性溶液と混ざり合う。製品が導電性溶液とは異なる導電率を有すると仮定すると、導電率は変化する。したがって、膜内部空間３１２内に導電性溶液を有することによって、第１の膜３０６および第２の膜３０８の両方が破裂したことを検出できる。
【００４５】
導電性溶液を有する代わりに、非導電性溶液を使用することができ、あるいは非導電性液体を見つけるのが困難な場合には、少なくとも低導電率を有する溶液を使用することができる。例えば脱イオン水などの非導電性溶液を有するとき、もちろん製品および作動油の両方が非導電性溶液よりも高い導電率を有すると仮定すれば、第１の膜３０６または第２の膜３０８が破裂した場合に導電率は増大する。
【００４６】
図３に例示した構成では、サンプルチャネル３１８が設けられる。サンプルチャネル３１８を有することによって、膜内部空間３１２からのサンプルを、膜内部空間３１２の外部に配置された導電率センサーによって採取し、分析することができる。膜内部空間３１２内に導電率センサーを配置しない理由は高圧である。だが、高圧に耐える導電率センサーを有する場合、この導電率センサーを膜内部空間内に配置することができる。
【００４７】
導電率を測定する代わりに、またはそれに対する補足として、他のパラメータ、例えば濁度を用いることができる。例えば作動油および製品の濁度とは異なる濁度を持つマーカー液を有することにより、濁度は膜の破裂による漏れの場合に変化する。この濁度変化は濁度センサーによって検出することができる。
【００４８】
さらに別の例は、作動油および製品の両方とは異なる光透過性を有するマーカー液を有することである。吸収光または反射光を測定することができるように、おそらく発光デバイスと組み合わされた光記録センサーによって、膜が破裂し、作動油または製品が膜内部空間に入ったかどうかを検出することができる。
【００４９】
マーカー液を二つの膜、第１の膜３０６および第２の膜３０８間で保持できるという利点とは別に、両方の膜が同時に破裂するリスクは、したがってまた作動油が製品に入るリスクは非常に低いため、二つの膜を有することは有利である。
【００５０】
図４は、図３に示したウェットエンドにおいて第１の膜３０６または第２の膜３０８として使用することができる膜４００の数多くの異なる斜視図である。
【００５１】
ほんの短時間の後に膜４００が損耗しないような様式でピストンによって生み出された力を受けるために、膜４００は、膜の素材が損耗することなく図５ａに示す第１のモードと図５ｂに示す第２のモードとの間で膜が撓むことを確実にする、膜の周縁部４０４と中央セクション４０６との間に配置された隆起セクション４０２を備えることができる。さらに、隆起セクションを有することの利点はまた、第１のモードと第２のモードとの間のより大きな体積差である。
【００５２】
中央セクション４０６は、コイン形状の中央セクションの小部分が膜からちぎれないように、いわゆる「コイニング」、すなわち膜の破裂を回避するために、補強部分４０８、例えば膜に組み込まれた金属部分によって補強することができる。
【００５３】
図５ａにおいて、膜は、製品チャンバー側（図５ａおよび５ｂの右側）にも、作動油チャンバー側（図５ａおよび５ｂの左側）にも、膜に力が加わっていない第１のモードである。
【００５４】
図５ｂにおいて、膜は、膜の中央セクションが製品チャンバー側に向って押されるように、力が作動油チャンバー側に加えられた第２のモードである。
【００５５】
膜を適切かつ効率的に洗浄できることを確実にするために、膜の製品チャンバー側は、好ましくは、食品残留物を容易に除去できるような特性を備える。さらに、製品チャンバー側もまた洗浄する際に使用される化学物質、例えばアルカリ溶液および酸に耐えることが可能であるべきである。作動油チャンバー側は、一方で、好ましくは、作動油と共に良好に機能するのに適した特性を有するべきである。膜は、全体として、ピストンによって形成された圧力が膜を損耗させることなく、製品チャンバーへと伝達できるように弾力性を有するべきである。さらに、膜はまた、膜が小さくても、例えば１０〜３０ｃｍの直径であってもよいように弾力性を有するべきである。すなわち、小さな膜はポンプブロックを小さくできるという効果を有し、素材、例えばステンレススチールを僅かしか必要としなくなるが、これは食品生産者にとっての投資コストに直接影響する。
【００５６】
図５Ａおよび５Ｂを参照すると、エラストマー等のゴム材料からなる本体５０２を備えた膜５００が示されている。ある特定の例においては、エラストマー・エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）が選択されるが、材料の選択は使用される作動油に依存するため、同様にその他の材料を選択することができる。本体のためにエラストマーなどのゴム材料を使用することで、依然としてピストンからの圧力を十分に伝達することが可能でありながら、膜のサイズを約１０〜３０ｃｍ以下まで低減することができる。
【００５７】
製品チャンバー側を適切に洗浄できるようにするために、コーティング５０４が、この側に設けられてもよい。コーティング５０４はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から形成されてもよいが、食品加工に好適でかつ被覆されることができる、その他のプラスチック材料を用いることもできる。さらにコーティングはまた、洗浄中に使用される洗浄剤に対して、そしてまた研磨製品に対して弾性材料を保護できる。
【００５８】
本体５０２の弾性特性が損なわれないようにするために、コーティング５０４は、好ましくは薄くされ、例えば０．５ｍｍである。だが、異なる材料は異なる特性を有するので、コーティングの厚みは異なる素材に関して異なってもよい。
【００５９】
図５ａおよび５ｂは主として例示のためのものであることに留意されたい。実際の用途においては、第１のモードと第２のモードとの間の差は、さほど重要ではないであろう。
【００６０】
図６ａ，６ｂは、二つの異なる視点から分解状態で、第１の膜６０２と、第２の膜６０４と、膜リング６０６と、センサー６０８とを備えた膜モジュール６００を示している。図６ｃは、第１および第２の膜が膜リング６０６に取り付けられた際の膜モジュールを示している。図示のように、両方の膜は、図４，５ａおよび５ｂに示す種類のものであってもよい。
【００６１】
このようにして第１の膜６０２および第２の膜６０４を互いに結合することにより、閉空間が形成されるが、これは、本明細書では膜内部空間と呼ばれる。この閉空間内には、マーカー液を保持でき、これによって、一つの膜モジュールを別のもので容易に置き換えることが可能となる。
【００６２】
上述のような導電率センサーであってもよいセンサー６０８は膜内部空間内に配置することができる。図示していないが、例えば第１の膜が破裂しかつ作動油が膜内部空間に入ることによってマーカー液の一つ以上の特性が変化したかどうかを検出するために、センサー６０８によって収集されたデータを捕え、そしてデータを分析するよう構成された制御デバイス等へとそれを伝送できるように、センサー接続要素が膜リングの外側に設けられてよい。
【００６３】
図７ａは、膜内部空間内に配置することができるよう高圧に耐える導電率センサーの一例を示す。
【００６４】
導電率センサー７００はさらに図７ｂに示されている。この例では、本体７０２は、第１の電極７０４および第２の電極７０６を保持するために配置することができる。空間７０８内には、導電率を第１の電極７０４および第２の電極を用いて測定することができるようにマーカー液を置くことができる。
【００６５】
マーカー液中に作動油、製品あるいは洗浄剤（ときおり適所クリーニング媒体（ＣＩＰ）とも呼ばれる）が検出されたかどうかを、したがって膜の破裂を知るために、別のテストが実施される。
【００６６】
図８は、塩水、さらに詳しくは２％の塩を含む塩水を用いた、異なる製品、さらに詳しくは、乳、ジュース、作動油（Kluebersynth）およびケチャップに関する結果を示す、これらの試験の一つからのグラフを示す。μＳ／ｃｍで測定した導電率は、塩水中の汚染物質、すなわち製品または油のパーセンテージレベルと比較された。
【００６７】
グラフから分かるように、乳およびジュースは、導電率と汚染物質のレベルとの間の概ね直線的な関係を示す。さらに、導電率の低下は明らかであり、したがって導電率センサーを用いて検出することが可能であろう。
【００６８】
作動油（この試験ではKluebersynth）もまた導電率の明確な低下を示しているが、これは導電率センサーを用いて作動油をやはり検出することを可能にする。
【００６９】
乳あるいはジュースの塩分含有量よりも高い塩分含有量を有するケチャップは、同じ導電率の低下を示さず、したがって、たとえハイエンドセンサーを使用する場合にそれが可能であっても、導電率センサーを用いて検出することはより困難である。代替的にまたは組み合わせで、マーカー液中の製品を検出する能力を向上させるために、製品とマーカー液との間の導電率のより大きな差異を生じるように、より低い塩分含有量のマーカー液が選択されてもよく、これによって、製品がマーカー液と混ざり合ったかどうかを検出することが一層容易になる。同じ解決策は、スポーツドリンクなどの高い塩分含有量を有するその他の製品に使用することができる。
【００７０】
膜内部空間に配置されたセンサーを有することに伴う課題は高圧である。現在のホモジナイザーでは３００ｋＰａ（３バール）から１０〜２５ＭＰａ（１００〜２５０バール）まで圧力を増大させることが普通である。たとえ、これを克服できたとしても、それはセンサーに余分なコストを付加し、したがって、測定のための代替方法が関心事であろう。
【００７１】
図９は、図７ａおよび７ｂに示したインラインセンサの代替物として使用することができる、いわゆるサンプリングセンサーシステム９００を示している。さらに、マーカー液の複数の特性を測定する場合、インラインセンサを用いた測定およびサンプリングセンサーシステムを用いた別な測定の一つを検出することができる。その上、一つのオプションは、継続的にデータを記録する第１のセンサーとして膜内部空間内のセンサーを使用し、そしてバックアップセンサシステムとしてまたは付加的な測定を行うためにサンプリングセンサーシステムを使用することである。
【００７２】
サンプリングセンサーシステム９００は、低圧サンプリングチャンバー９０４につながるチャネルを備えた膜モジュール９０２を具備することができる。膜モジュール９０２内の高圧を維持できることを確実なものとするために、バルブ９０６をチャネル上に設けることができる。
【００７３】
低圧サンプリングチャンバー９０４において、センサー９０８は、チャネルを介して膜モジュール９０２から供給されたマーカー液の一つ以上の特性を記録するために配置可能である。次に、センサー９０８は、センサー出力を解析するための、コンピュータなどの制御デバイス９１０に接続可能である。
【００７４】
図１０ａ，１０ｂおよび１０ｃは、サンプリングセンサーシステム１０００の例示的構成の異なる斜視図である。この例示的構成において、ポンプブロック１００２、バルブ１００４および導管１００６の上には低圧サンプリングチャンバー１００８が設けられている。さらに、アキュムレータ１０１０をマーカー液の一部を吸い込むために使用することができるが、これは、この特定の例では、ゲルであるように選択された。測定を行った後、マーカー液は、再び、膜内部空間内に押し下げることができる。
【００７５】
図１１は、食品加工システム１１００の一部の例示的構成の概略図である。この例では、セパレータ１１０２はピストンポンプ装置１１０４の上流に配置され、そしてスプレードライヤー１１０６はピストンポンプ装置１１０４の下流に配置される。任意選択で、熱処理ステーション１１０８、デアレーター（dearator）または設備のその他の部分がシステムの一部であってもよい。
【００７６】
ピストンポンプ装置１１０４は、製品が作動油チャンバー１１１４内に置かれた作動油から分離した状態で維持されるようにする膜１１１２を備えることができる。作動油を有することによって、ピストン１１１６あるいは複数のピストンによって形成された圧力を、上述したように、膜１１１２に伝達することができる。
【００７７】
急激な圧力増大がピストンポンプ装置１１０４の製品チャンバーに入った場合、例えばセパレータが吐出するかあるいはスプレードライヤー１１０６内で詰まりが生じたとき、この圧力増大は膜１１１２を介して作動油チャンバー１１１４へと伝搬する。圧力リリーフバルブ１１１８を開くことにより、この圧力増大は、作動油チャンバー１１１４から容器１１２０へと作動油を放出することによって低減できる。このようにして、圧力増大または圧力ピークは製品の損失を伴わずに排除できるが、これは、ライン圧力リリーフバルブ、すなわち例えばピストンポンプ装置１１０４とスプレードライヤー１１０６との間の配管上に配置された圧力リリーフバルブが使用された場合には事実であろう。
【００７８】
作動油は容器１１２０に供給されるので、これは作動油チャンバー１１１４に再度入ることができ、したがって作動油は再利用できるが、これは、もちろん、経済的および環境的観点の両方から有益である。
【００７９】
製品損失が少ない利点とは別に、上述した圧力リリーフバルブ１１８を有することで、食品加工プラントにおける安全性が向上する。スプレードライヤーにおけるノズル詰まりによって油圧チャンバー内の圧力が設定閾値を超えると直ちに、作動油チャンバー内の圧力が低下し、これによってピストンが圧力をさらに増大させなくなる。
【００８０】
さらなる利点は、ギヤボックスおよびピストンポンプ装置のその他の部分の摩耗が圧力リリーフバルブを用いて低減されることである。
【００８１】
ときおり、「ダイアフラム」との用語が「膜」の代わりに使用されている。本明細書では、これら二つの用語間に差異は存在せず、それらは、本明細書では、二つの流体を分離状態で維持できる弾性構造体として理解すべきである。
【００８２】
本発明について、主として、いくつかの実施形態を参照して説明してきた。だが、当業者には明らかであるように、上記以外の実施形態も、特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲内で同様に可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１００  ホモジナイザー
１０１  主駆動モーター
１０２  ベルトトランスミッション
１０３  ギヤボックス
１０４  クランクケース
１０５  ポンプピストン
１０６  ポンプブロック
１０７  第１の均質化デバイス
１０８  第２の均質化デバイス
１０９  入口ダンパー
１１０  出口ダンパー
１１８  圧力リリーフバルブ
２００  製品チャンバー
２０２  シール
２０４  ピストン受け要素
３００  ウェットエンド
３０２  ピストン
３０４  ポンプブロック
３０６  第１の膜
３０８  第２の膜
３１０  作動油チャンバー
３１０  膜内部空間
３１２  膜内部空間
３１４  製品チャンバー
３１６  高圧リリーフバルブ
３１８  サンプルチャネル
４００  膜
４０２  隆起セクション
４０４  周縁部
４０６  中央セクション
５００  膜
５０２  本体
５０４  コーティング
６００  膜モジュール
６０２  第１の膜
６０４  第２の膜
６０６  膜リング
６０８  センサー
７００  導電率センサー
７０２  本体
７０４  第１の電極
７０６  第２の電極
７０８  空間
９００  サンプリングセンサーシステム
９０２  膜モジュール
９０４  低圧サンプリングチャンバー
９０６  バルブ
９０８  センサー
９１０  制御デバイス
１０００  サンプリングセンサーシステム
１００２  ポンプブロック
１００４  バルブ
１００６  導管
１００８  低圧サンプリングチャンバー
１０１０  アキュムレータ
１１００  食品加工システム
１１０２  セパレータ
１１０４  ピストンポンプ装置
１１０６  スプレードライヤー
１１０８  熱処理ステーション
１１１２  膜
１１１４  作動油チャンバー
１１１６  ピストン
１１１８  圧力リリーフバルブ
１１２０  容器
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１０ｃ】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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