(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料に温水を撒水し、該原料を蒸煮処理する装置であって、加圧蒸煮缶の原料投入口又は原料排出口に水冷式ロータリーバルブを配しており、該ロータリーバルブを通過して加温された冷却水を用いて原料に撒水する温水を生成する流路又は該冷却水を前記温水とする流路を構成したことを特徴とする水冷式ロータリーバルブを使用する連続加圧蒸煮装置。
【請求項２】
水冷式ロータリーバルブに対し、ロータリーバルブを通過して加温された冷却水の温度から経時的な計測値を取得する温度計測手段と、前記計測値に基づいて該冷却水の流量を加減する流量制御手段とを備えた流路を構成したことを特徴とする請求項１記載の水冷式ロータリーバルブを使用する連続加圧蒸煮装置。
【請求項３】
水冷式ロータリーバルブに対し、ロータリーバルブを通過する冷却水の流量から経時的な計測値を取得する流量計測手段と、前記計測値に基づいて該冷却水の流量を加減する流量制御手段とを備えた流路を構成したことを特徴とする請求項１記載の水冷式ロータリーバルブを使用する連続加圧蒸煮装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原料を連続的に供給、移送しながら加圧蒸煮処理する水冷式ロータリーバルブを使用する連続加圧蒸煮装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
醤油製造における脱脂大豆に一定温度の温水(以下、撒水用温水と呼ぶ)を撒水しながらの加圧蒸煮、酵素製造におけるフスマに一定温度の撒水用温水を撒水しながらの加圧蒸煮や納豆製造における加圧蒸煮等では、生産効率を高めるため、原料を移送しながら連続的に蒸煮可能な連続加圧蒸煮装置(以下、蒸煮装置と略する)が使用される。この蒸煮装置は、原料を連続的に投入、排出しながら加圧蒸煮缶内を略密閉にして加圧状態を維持するため、加圧蒸煮缶の原料投入口及び原料排出口それぞれにロータリーバルブが用いられるのが通例である。このロータリーバルブは、通常ロータを冷却可能にしている。
【０００３】
ロータリーバルブのロータを冷却するのは、次の理由による。蒸煮処理を施す原料は、予め加水されていたり、また撒水用温水が撒水されることから、加圧蒸煮缶からの熱気で加温されたロータリーバルブのロータに付着しやすくなっている。原料がロータに付着すると、原料投入口や原料排出口を詰まらせたり、ロータに長時間付着し続けて変色、焦げつきを起こし、蒸煮後の原料品質を低下させるという問題を惹き起こす。特に、タンパク質を含む脱脂大豆では、タンパク質がゲル化し、粘性を増してロータに付着しやすく、問題は深刻化する。そこで、ロータリーバルブのロータ内部を冷却してロータ表面に水蒸気を結露させ、ロータを覆う薄い水の膜により原料のロータへの付着を抑制し、付着した場合でも容易に剥離できるようにしている。前記ロータ内部の冷却手段としては空冷も考えられるが、ロータを効率よく冷却するには水冷式が好ましく、現在では水冷式ロータリーバルブが一般的になっている。従来は、ロータリーバルブの冷却水の流路と装置内で原料に撒水する撒水用温水の流路とは、その役割の違いから当然に別系統とされていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の蒸煮装置では、原料に撒水する撒水用温水を、貯水した撒水タンクに蒸気パイプを潜らせて蒸気により加熱したり、気水混合(蒸気と水との混合、以下同じ)した温水を撒水タンクへ送り込んで生成している。上述のとおり、原料に撒水する撒水用温水とロータリーバルブの冷却水とは別系統の流路を構成しており、一方ではロータ冷却後の加温された冷却水(以下、加温後冷却水と呼ぶ)は棄てられ、他方では撒水用温水を新たに生成していたのである。
【０００５】
上記冷却水と撒水用温水との関係は、エネルギーの使用の観点から非常に無駄の多いシステムということができるが、冷却水と撒水用温水とを同列に扱うことはできない。なぜなら、冷却水は、ロータリーバルブのロータを冷却することを主眼としているために流量が一定ではなく、加温後冷却水の温度も変動するが、撒水用温水は定量、定温である必要があるからである。このため、従来は両者を分離せざるを得ず、加温後冷却水のエネルギーを利用することはなかった。
【０００６】
そこで、蒸煮装置全体としてのエネルギー利用を効率化し、省エネルギー化を図ることを目的とし、設備的、運用的にコストの削減が可能な蒸煮装置の開発を試みた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
検討の結果、開発したものが、原料に撒水用温水を撒水し、この原料を蒸煮処理する装置であって、加圧蒸煮缶の原料投入口又は原料排出口に水冷式ロータリーバルブを配しており、このロータリーバルブを通過した加温後冷却水を用いて撒水用温水を生成する流路又はこの加温後冷却水を前記撒水用温水とする流路を構成した水冷式ロータリーバルブを使用する蒸煮装置である。撒水用温水は、熱交換器を用いて加温後冷却水により間接的に水を昇温させて生成することもできるが、水質的に問題がなければ、加温後冷却水を撒水用温水そのものとして利用する方が効率的である。
【０００８】
上記装置においては、加温後冷却水の流量又は温度を制御することで、エネルギーの利用率を上げ、撒水用温水の温度を安定して一定に保つことができる。具体的には、水冷式ロータリーバルブに対し、(a)ロータリーバルブを通過した加温後冷却水の温度から経時的な計測値を取得する温度計測手段と、前記計測値に基づいて冷却水の流量を加減する流量制御手段とを備えた流路を構成する、(b)ロータリーバルブを通過する冷却水の流量から経時的な計測値を取得する流量計測手段と、前記計測値に基づいて冷却水の流量を加減する流量制御手段とを備えた流路を構成した水冷式ロータリーバルブを使用する蒸煮装置である。流量を計測する冷却水は、ロータリーバルブの通過前後を問わない。
【０００９】
流量制御手段は、計測値に基づいて流量を決定する計算部(例えばコンピュータや調節計等、現時点での流量をフィードバックする流量計等を含む)と、この計算部により駆動、制御される流量調節部(例えば各種開閉バルブや回転数の増減可能なポンプ等)とからなる。計算部と流量調節部とは一体であってもよい。
【００１０】
温度計測手段又は流量計測手段が取得する計測値は、経時的に連続する値であれば、アナログ値、ディジタル値を問わない。例えば、ロータリーバルブから撒水タンクへ向かう配管途中に電磁流量計(流量計測手段)を配し、この電磁流量計の出力、すなわち計測値(アナログ値)を、ロータリーバルブへ冷却水を送り込む配管の開閉弁を操作する調節計(流量制御手段：計算部)に入力し、調節計に開閉弁(流量制御手段：流量調節部)の開度を操作させてもよいし、電磁流量計の出力をサンプリングして得た値を計測値(ディジタル値)としてコンピュータ等(流量制御手段)に入力し、コンピュータに開閉弁の開度を操作するモータ等を制御させてもよい。
【００１１】
加温後冷却水を撒水用温水の生成に利用しようとした場合、加温後冷却水を適切な流量に設定していても経時的な変動が生じ(流路を開閉するバルブを流路一定に固定していても水源からの水圧が一定しないので、結果として流量が変動する場合等)、撒水用温水の温度を変動させる。また、必要により外部の水源から水を補給し、別途加温源を用意して加温後冷却水と補充した水とを混合して加温しなければならないが、補充した水の量が多ければ、撒水用温水の温度が一時的に急激に下がるという問題を生ずる。上記流量制御は、経時的に変動する加温後冷却水の温度又は冷却水の流量を安定させ、加温後冷却水による温度一定の撒水用温水の生成を実現するのである。
【００１２】
加温後冷却水の温度を計測して冷却水の流量を制御する装置では、例えば、冷却水の流量を増減してロータからの熱量に対する水量を加減することにより、加温後冷却水の温度を撒水用温水の温度に等しくしてやれば、通常必要な撒水用温水に足りない水量だけ撒水用温水に等しい温度の温水を加温後冷却水に加えてやるだけで、安定した一定温度の撒水用温水の確保を可能にする。
【００１３】
冷却水の流量を計測して冷却水の流量を制御する装置では、例えば、加温後冷却水の水量を必要な撒水用温水の水量に維持してやれば、撒水用温水の温度が低下した場合に蒸気等により撒水用温水を昇温するだけで、安定した一定温度の撒水用温水の確保を可能にする。このように、本発明は加温後冷却水の流量又は温度のいずれかを定量にすることで、温度変化の小さい撒水用温水の効率的な生成を可能にしている。
【００１４】
上述の加温後冷却水の温度又は冷却水の流量の計測値に基づく冷却水の流量制御は、加圧蒸煮圧力、加圧蒸煮温度、熱膨張を考慮したロータリーバルブのロータとケーシングとの隙間の大きさ、あるいはロータの表面への原料の付着程度等に応じて実施することにより、例えば過剰なエネルギーの使用を抑えた省エネルギーを実現したり、蒸煮装置としての性能面での向上が図れるなど、多面的効用を有している。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、醤油製造用の脱脂大豆を蒸煮処理する蒸煮装置の構成図であり、加圧蒸煮缶１の原料投入口２と原料排出口３とに配したロータリーバルブ４,５には共に流量計測による流量制御の流路を構成している。両流路を共に温度計測による流量制御にしてもよい(図２参照)。本例では、撒水タンク６の貯水に対し加温後冷却水を加えると共に、温度調整用に蒸気、水量補充用に水を加える。
【００１６】
脱脂大豆は、２t/hの割合で撒水スクリュー７内へ送り込まれて70℃の撒水用温水を2.6t/hの割合で撒水され、予熱スクリュー８を経て加圧蒸煮缶１へ送り出される。加圧蒸煮缶１の原料投入口２及び原料排出口３にはそれぞれロータリーバルブ４,５が配されており、加圧蒸煮缶１内の略密閉状態を実現し、投入された原料を２kg/cm2Gで蒸煮する。
【００１７】
本例では、ロータリーバルブ４,５から撒水タンク６へ戻される加温後冷却水の水量それぞれを1.2t/hに保つことにした。すなわち、撒水タンク６へ計2.4t/hの加温後冷却水が戻される。これにより、各ロータリーバルブ４,５から戻される加温後冷却水の温度はそれぞれ65〜70℃の範囲で変動することになるが、生成する撒水用温水に対する加温後冷却水の割合(撒水用温水の生成にはこのほか温度調整用の蒸気、水量補充用の水を用いている)が一定するため、加える蒸気の加減のみで簡単に撒水用温水の温度調整ができるようになる。むしろ、加温後冷却水の流量を、常に必要な撒水用温水の水量以下に抑えることができ、無駄の少ない加温後冷却水の利用が可能になるという利点がある。
【００１８】
流量制御は、ロータリーバルブ４(５)を通過してきた加温後冷却水の流量を電磁流量計９が計測し、その計測値を計算部である調節計(図中FIC)10に出力することで、調節計10内において計測値と設定値(予め決定し、調節計に入力しておいた目標値)とを比較した上、その差分に従って調節計10が流量調節部であるロータリーバルブ４(５)へ冷却水を送る配管の開閉バルブ11を開閉操作することで実現する。
【００１９】
撒水タンク６では、加温後冷却水に蒸気と水とが加えられ、一定温度(本例では70℃)に保たれた撒水用温水が生成される。蒸気は、撒水タンク６内の撒水用温水の温度を温度センサ12で計測し、調節計(図中TIC)13が供給バルブ14を開閉して、温度が低い場合に必要量を供給する。また、水はフロート弁17を用いた自動給水設備等により、撒水タンク６内の撒水用温水の水量が足りなくなったときに補充される。撒水用温水は供給ポンプ15により撒水タンク６から引き出され、撒水スクリュー７内の撒水パイプ16から原料に向けて撒水される。
【００２０】
図２は、酵素製造として、フスマを蒸煮処理する本発明の蒸煮装置の構成図であり、加圧蒸煮缶１の原料投入口２又は原料排出口３に配したロータリーバルブ４,５には共に温度計測による流量制御の流路を構成している。本例では、撒水タンク６の貯水に対し加温後冷却水を加えると共に、水量補充用に65℃の気水混合による温水を加えることにしている。
【００２１】
フスマは、１t/hの割合で撒水スクリュー７内へ送り込まれて65℃の撒水用温水を1.4t/hの割合で撒水され、予熱スクリュー８を経て加圧蒸煮缶１へ送り出される。加圧蒸煮缶１の原料投入口２及び原料排出口３にはそれぞれロータリーバルブ４,５が配されており、加圧蒸煮缶１内の略密閉状態を実現し、投入された原料を1.8kg/cm2Gで蒸煮する。
【００２２】
本例では、ロータリーバルブ４,５から撒水タンク６へ戻される加温後冷却水の温度それぞれを65℃に保つことにした。これにより、各ロータリーバルブ４,５から戻される加温後冷却水の水量はそれぞれ0.50〜0.65t/hの範囲で変動することになるが、撒水タンク６に戻される加温後冷却水の温度が撒水用温水の温度である65℃に等しいため、温度調整のほとんど必要ない利点がある。加温後冷却水の水量を必要な撒水用温水の水量以下にしておけば、加温後冷却水を無駄に棄てることがなくなるし、水量が不足する場合には、例えば撒水タンク６内の水面高さを監視するレベルセンサ20により電磁弁21の開閉を制御して、気水混合により撒水用温水と同じ65℃に加温された温水を補充してやればよい。
【００２３】
温度制御は、ロータリーバルブ４(５)を通過してきた加温後冷却水の温度を温度センサ18が計測し、その計測値を計算部である調節計(図中TIC)19に出力することで、調節計19内において計測値と設定値(予め決定し、調節計に入力しておいた目標値)とを比較した上、その差分に従って調節計19が流量調節部であるロータリーバルブ４(５)へ冷却水を送る配管の開閉バルブ11を開閉操作し、撒水タンク６へ戻される加温後冷却水の流量を制御する形で実現する。
【００２４】
撒水タンク６では、加温後冷却水に気水混合による温水が加えられ、一定温度(本例では65℃)に保たれた温水が生成される。気水混合による温水は、レベルセンサ20により制御される電磁弁21の開閉により、撒水タンク６内の撒水用温水の水量が足りなくなったときに補充される。撒水用温水は、供給ポンプ15により撒水タンク６から引き出され、撒水スクリュー７内の撒水パイプ16から原料に向けて撒水される。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の蒸煮装置により、従来棄てるだけであったロータリーバルブを通過した加温後冷却水の有効利用が図れるようになった。すなわち、この加温後冷却水を撒水用温水の生成、又は撒水用温水そのものとして利用することで運用コストを低減し、流路を簡略化できることで設備コストを低減する。また、撒水タンクにおける撒水用温水の温度調整が簡単になり、この温度調整必要な処理がすべて自動制御で実現される点に本発明の特徴がある。これにより、撒水用温水の温度変動がほとんど見られなくなり、温度的に安定した撒水が実現できる結果、蒸煮処理した製品の品質の向上も図れるのようになるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】醤油製造用の脱脂大豆を蒸煮処理する本発明の蒸煮装置の構成図である。
【図２】酵素製造として、フスマを蒸煮処理する本発明の蒸煮装置の構成図である。
【符号の説明】
１  加圧蒸煮缶
２  原料投入口
３  原料排出口
４  原料投入口のロータリーバルブ
５  原料排出口のロータリーバルブ
６  撒水タンク
７  撒水スクリュー
８  予熱スクリュー
９  電磁流量計
10  調節計(FIC)
11  開閉バルブ
12  撒水タンク内の温度センサ
13  調節計(TIC)
14  供給バルブ
15  供給ポンプ
16  撒水パイプ
17  フロート弁
18  温度センサ
19  調節計(TIC)
20  レベルセンサ(LC)
21  電磁弁
【図１】
0003776531.tif 000002
【図２】
0003776531.tif 000003