JP5972136B2 - Circulating steam sterilization system - Google Patents
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Description
本発明は、例えば食品や医薬品等の粉粒体を対象とし、これを循環する蒸気と直接接触させて殺菌するシステムに関するものである。 The present invention relates to a system for sterilizing powder and granular materials such as foods and pharmaceuticals by direct contact with the circulating steam.
食品や医薬品等の粉粒体を効率的に殺菌する一手法として循環式蒸気殺菌システムが知られている。このシステムは、例えば図3(a)に示すように、殺菌装置2′から排出された蒸気(排蒸気S2)を、循環経路5′により再び殺菌装置2′に循環させながら、殺菌装置2′に殺菌対象物Wを定量ずつ投入して、殺菌対象物Wを蒸気によって殺菌するものである。なお、このような殺菌システムにおいて、蒸気を循環させるのは、使用する蒸気量を削減するためである。 A circulation type steam sterilization system is known as one method for efficiently sterilizing powder and granular materials such as foods and pharmaceuticals. For example, as shown in FIG. 3 (a), this system circulates steam (exhaust steam S2) discharged from the sterilizer 2 'through the circulatory path 5' to the sterilizer 2 'again, and sterilizer 2'. The sterilization target object W is put into the sterilized quantity at a time, and the sterilization target object W is sterilized with steam. Note that the steam is circulated in such a sterilization system in order to reduce the amount of steam used.
ここで従来の循環式蒸気殺菌システム1′にあっては、蒸気を循環させるブロワ(循環ブロワ)として、ルーツ式の循環ブロワ(ポンプ)Pが適用されることが多かった(ルーツ式の循環ブロワについては特許文献1参照)。
ルーツ式の循環ブロワPは、例えば同図3(b)に示すように、ケーシングC内に一対のロータRを組み込んで成り、このロータRには凸部R1と凹部R2とが形成され、一方のロータRの凹部R2に、他方のロータRの凸部R1が入り込む噛合状態を維持しながら回転し、流体(ここでは蒸気)を吸込口VOから排出口DOに圧送するものである。
Here, in the conventional circulation type steam sterilization system 1 ', a root type circulation blower (pump) P is often applied as a blower (circulation blower) for circulating steam (a root type circulation blower). (See Patent Document 1).
For example, as shown in FIG. 3 (b), the roots type circulation blower P is formed by incorporating a pair of rotors R in a casing C. The rotor R is formed with a convex portion R1 and a concave portion R2. The rotor R is rotated while maintaining the meshing state in which the convex portion R1 of the other rotor R enters the concave portion R2, and fluid (here, steam) is pumped from the suction port VO to the discharge port DO.
しかしながら、このようなルーツ式の循環ブロワPを用いた従来の殺菌システムにおいては、以下のような問題点があった。
まず、ルーツ式の循環ブロワP自体が高価であるため、必然的に殺菌システムもイニシャルコストが高くなる傾向にあった。また過熱蒸気等の高温蒸気で殺菌する場合、殺菌対象物W中の揮発成分や粉粒体等の一部が排蒸気S2に同伴されることがあり、加えてルーツ式の循環ブロワPは、ロータRとケーシングCのクリアランスが小さいために、このような揮発成分等が構成部材に付着し易く、この付着によってロータRの回転が妨げられて急激な機械的停止を起こし、長時間の連続運転が困難になることが多かった。もちろん、このような場合には、揮発成分等が付着したブロワを毎回洗浄する必要があり、場合によっては分解洗浄しなければならなかった。また、このような構造であるため、ルーツ式の循環ブロワPは、CIP洗浄(Cleaning In Place:定置洗浄)が行えず、摩耗・腐食が考えられる場合にはロータRやケーシングCのオーバーホールが必要となり、メンテナンスの手間や費用が嵩むものであった。
However, the conventional sterilization system using such a roots type circulation blower P has the following problems.
First, since the roots-type circulation blower P itself is expensive, the sterilization system inevitably has a tendency to increase the initial cost. In addition, when sterilizing with high-temperature steam such as superheated steam, some of the volatile components and powder particles in the sterilization target W may be accompanied by the exhaust steam S2, and in addition, the roots type circulation blower P is Since the clearance between the rotor R and the casing C is small, such volatile components and the like are likely to adhere to the constituent members, and this adhesion hinders the rotation of the rotor R and causes an abrupt mechanical stop. Was often difficult. Of course, in such a case, it is necessary to wash the blower to which the volatile component or the like adheres every time, and in some cases, the blower must be decomposed and washed. In addition, because of this structure, the root-type circulation blower P cannot be cleaned by CIP (Cleaning In Place), and if it is considered to be worn or corroded, an overhaul of the rotor R or casing C is required. Therefore, the labor and cost of maintenance are increased.
本発明は、このような背景を認識してなされたものであって、循環式蒸気殺菌システムにおいてルーツ式の循環ブロワではなくエジェクタ式の循環装置を使用することにより、上述した循環式蒸気殺菌システムの問題点を解決するようにした新規な循環式蒸気殺菌システムに係るものである。 The present invention has been made in view of such a background. By using an ejector-type circulation device instead of a root-type circulation blower in the circulation-type steam sterilization system, the circulation-type steam sterilization system described above is used. The present invention relates to a novel circulating steam sterilization system that solves the above problem.
まず請求項1記載の循環式蒸気殺菌システムは、
殺菌装置に投入した殺菌対象物を蒸気と直接接触させて殺菌し、且つ殺菌処理後の排蒸気を循環経路によって再び殺菌処理に利用するようにした殺菌システムにおいて、
前記殺菌対象物は、蒸気に同伴されることで移送可能な粉粒体であり、且つ
前記殺菌装置に蒸気を送り込むにあたっては、エジェクタポンプが適用され、
なお且つ、このエジェクタポンプは、駆動蒸気をエジェクタポンプ内に送り込むことにより、排蒸気をエジェクタポンプ内に吸い込み、これら両蒸気をエジェクタポンプ内で混合・圧縮した後、殺菌装置に送り込んで蒸気を循環させるものであり、
更に、前記駆動蒸気をエジェクタポンプ内に送り込むことと、排蒸気の一部を本循環式蒸気殺菌システムから排気することとにより、本循環式蒸気殺菌システム内の蒸気の圧力を維持するようにしたことを特徴として成るものである。
First, the circulating steam sterilization system according to
In the sterilization system in which the object to be sterilized put into the sterilizer is sterilized by directly contacting with the steam, and the exhausted steam after the sterilization process is used again for the sterilization process by the circulation path.
The object to be sterilized is a granular material that can be transferred by being accompanied by steam, and in sending the steam to the sterilizer, an ejector pump is applied ,
In addition, this ejector pump sucks exhaust steam into the ejector pump by feeding the drive steam into the ejector pump, mixes and compresses both the steam in the ejector pump, and then feeds the steam into the sterilizer to circulate the steam. It is what
Further, the pressure of the steam in the circulation steam sterilization system is maintained by sending the driving steam into the ejector pump and exhausting a part of the exhaust steam from the circulation steam sterilization system. It is characterized by this.
また請求項2記載の循環式蒸気殺菌システムは、前記請求項1記載の要件に加え、
前記殺菌対象物の殺菌は、過熱蒸気で行われることを特徴として成るものである。
In addition to the requirement of
The sterilization target is sterilized with superheated steam.
また請求項3記載の循環式蒸気殺菌システムは、前記請求項1または2記載の要件に加え、
前記駆動蒸気は、飽和蒸気を加熱ヒータにより加熱して生成するものであり、
また前記エジェクタポンプと殺菌装置との間の検出温度、または前記殺菌装置と循環経路との間の検出温度により、加熱ヒータの温度を制御して、駆動蒸気の過熱度を制御するようにしたことを特徴とする請求項1または2記載の循環式蒸気殺菌システム。
The circulating steam sterilization system according to
The driving steam is generated by heating saturated steam with a heater,
In addition, the temperature of the heater is controlled by the detected temperature between the ejector pump and the sterilizer or the detected temperature between the sterilizer and the circulation path, thereby controlling the degree of superheat of the driving steam. The circulating steam sterilization system according to
また請求項4記載の循環式蒸気殺菌システムは、前記請求項1、2または3記載の要件に加え、
前記循環経路には、ヒータが外被状に設けられ、排蒸気の温度低下を防止するようにしたことを特徴として成るものである。
Moreover, in addition to the requirements of the said
The circulation path is provided with a heater in the form of a jacket so as to prevent the temperature of exhaust steam from decreasing.
また請求項5記載の循環式蒸気殺菌システムは、前記請求項1、2、3または4記載の要件に加え、
前記殺菌装置に殺菌対象物を投入するにあたっては、前記エジェクタポンプにおいて混合・圧縮された蒸気と、殺菌対象物が接触するように投入することを特徴として成るものである。
Moreover, in addition to the requirements of the said
In putting the sterilization object into the sterilizer, the steam mixed and compressed in the ejector pump and the sterilization object are put in contact with each other.
まず請求項1記載の発明によれば、エジェクタポンプにより殺菌装置に蒸気を送り込むため、例えば殺菌対象物中の揮発成分や粉粒体等の一部が蒸気に同伴されて循環経路に入りエジェクタポンプ内に付着しても、エジェクタポンプ自体に機械的可動部(機械的運動部)が存在しないため、該付着物によって急激な機械的停止に至る状況を回避でき、長時間の連続運転が突然中断される危険性が低いものである。また、エジェクタポンプ自体に機械的可動部がないため、メンテナンスに手間が掛からず、メンテナンス費用も削減でき、メンテナンスフリーな運転も可能となる。また、エジェクタポンプの構造がシンプルであるため、循環式蒸気殺菌システムとしてもシンプルな構造が採れ、イニシャルコストを低く抑えることができる。
因みに、従来は、この種の循環式蒸気殺菌システムにあっては、ルーツ式の循環ブロワが適用されることが多く、その場合、殺菌対象物中の揮発成分や粉粒体等の一部が循環ブロワを構成するロータやケーシングに付着すると、ブロワの動力が上がり(高負荷となり)突然過負荷動力となり急激な機械的停止に至るなどして、長時間の連続運転が行えなくなることも多かった。また、付着物を除去するためには、その都度、洗浄が必要になる等、ブロワのメンテナンスに手間が掛かり、メンテナンス費用も嵩むものであった。また、上記ロータのような機械的可動部を有するルーツ式の循環ブロワはCIP洗浄(Cleaning In Place:定置洗浄)が行えず、更にはブロワ自体が高価であり、循環式蒸気殺菌システムとしても高コストとなっていた。
また本発明によれば、エジェクタポンプにより駆動蒸気と排蒸気とを混合・圧縮して殺菌装置に送り込み、なお且つ殺菌装置から吐き出された排蒸気を循環させるため、排蒸気の保有する熱を再び殺菌に利用することができ、エジェクタポンプに送り込む駆動蒸気の使用量が削減されて、効率の良い運転が行える。
また本発明によれば、外気が本循環式蒸気殺菌システム内に侵入することを抑制し、殺菌に適正な蒸気の流量を維持することができる。
According to the first aspect of the present invention, since the steam is sent to the sterilization apparatus by the ejector pump, for example, a part of the volatile component or the granular material in the object to be sterilized is entrained by the steam and enters the circulation path. Even if it adheres to the inside, there is no mechanical moving part (mechanical moving part) in the ejector pump itself, so it is possible to avoid a situation where the adhering substance causes a sudden mechanical stop, and a long continuous operation is suddenly interrupted. The risk of being done is low. In addition, since the ejector pump itself has no mechanical moving parts, maintenance is not required, maintenance costs can be reduced, and maintenance-free operation is possible. Further, since the structure of the ejector pump is simple, a simple structure can be adopted as a circulation type steam sterilization system, and the initial cost can be kept low.
Incidentally, in the past, in this type of circulation steam sterilization system, a roots type circulation blower is often applied, and in that case, a part of volatile components and granular materials in the sterilization target are removed. If it adheres to the rotor or casing constituting the circulation blower, the power of the blower increases (becomes high load), suddenly becomes overloaded power, and suddenly stops mechanically. . In addition, in order to remove the deposits, the maintenance of the blower is time consuming and the maintenance cost is increased. In addition, the root-type circulating blower having a mechanically movable part such as the rotor described above cannot perform CIP cleaning (Cleaning In Place), and the blower itself is expensive. It was a cost.
Further, according to the present invention, the drive steam and the exhaust steam are mixed and compressed by the ejector pump, sent to the sterilizer, and the exhaust steam discharged from the sterilizer is circulated. It can be used for sterilization, and the amount of driving steam sent to the ejector pump is reduced, so that efficient operation can be performed.
Moreover, according to this invention, it can suppress that external air penetrate | invades into this circulation type steam sterilization system, and can maintain the flow volume of a vapor | steam suitable for sterilization.
また請求項2記載の発明によれば、乾熱と湿熱との両方の性質を持ち、なお且つ大きな熱エネルギーも持つ過熱蒸気で、殺菌対象物の殺菌を行うため、短時間で均一に殺菌することができ、殺菌対象物に熱損傷を与えることが少ないものである。
According to the invention described in
また請求項3記載の発明によれば、過度な熱を殺菌対象物に与えて熱損傷を引き起こすことが抑制され、適正な殺菌を行うことができる。
According to the invention described in
また請求項4記載の発明によれば、排蒸気をエジェクタポンプに戻す移送中に、ヒータによって蒸気の温度低下を防止できるため、より一層効率の良い運転(排蒸気を利用したムダのない運転)が行える。 According to the invention of claim 4 , since the heater can prevent the temperature of the steam from being lowered during the transfer of the exhaust steam back to the ejector pump, the operation is more efficient (operation without waste using exhaust steam). Can be done.
また請求項5記載の発明によれば、殺菌装置に投入される殺菌対象物は、エジェクタポンプにおいて駆動蒸気及び排蒸気とが混合・圧縮されたものと接触するように投入されるため、殺菌対象物を殺菌する蒸気(混合・圧縮蒸気)の状態(温度や圧力等)をより安定化させることができ、より一層確実で均一な殺菌が行える。 Further, according to the invention described in claim 5, since the sterilization target to be put into the sterilization apparatus is put into contact with the mixed and compressed drive steam and exhaust steam in the ejector pump, The state (temperature, pressure, etc.) of the steam (mixed / compressed steam) for sterilizing the object can be further stabilized, and more reliable and uniform sterilization can be performed.
本発明を実施するための形態は、以下の実施例に述べるものをその一つとするとともに、更にその技術思想内において改良し得る種々の手法を含むものである。 The mode for carrying out the present invention includes one described in the following embodiments, and further includes various methods that can be improved within the technical idea.
本発明の循環式蒸気殺菌システム1は、殺菌対象物Wに蒸気を直接接触させて殺菌するシステムであり、殺菌後の蒸気は、再び殺菌用蒸気として循環使用するものである。この際、蒸気を循環させるための循環装置として、エジェクタポンプ4を適用したことが本発明の大きな特徴である。因みに、本実施例では、殺菌用蒸気として高圧高温の過熱蒸気(過熱水蒸気)を用いるものであり、これは過熱蒸気が乾熱と湿熱との両方の性質を持ち、熱エネルギーとしても大きいために、殺菌対象物Wに熱損傷を与えることなく、短時間で均一に殺菌することができるためである。もちろん、殺菌はこのような過熱蒸気に限定されるものではなく、低温蒸気等を使用することも可能である。
The circulation type
またエジェクタポンプ4自体は、既に公知のものであり、その作用は、高圧の流体(ここでは蒸気であり、これを駆動蒸気S1とする)を高速でポンプ内(ボディ内)に流すことにより、ポンプ(ボディ)に連通する別経路から他の流体(ここでは殺菌装置2から排出される蒸気であり、これを排蒸気S2とする)を吸い込み、これらを混合して殺菌装置2に送り込むものである。
Further, the ejector pump 4 itself is already known, and its action is achieved by flowing a high-pressure fluid (here, steam, which is referred to as driving steam S1) into the pump (in the body) at high speed. The other fluid (here, the steam discharged from the
ここで本明細書に記載する蒸気について整理(区別)しておく。本実施例では、まず飽和蒸気S0を加熱することにより過熱蒸気を生成するものであり、これを上記のように駆動蒸気S1とし、この駆動蒸気S1をエジェクタポンプ4に高速で送り込むものである。この駆動蒸気S1はエジェクタポンプ4内で高速流を形成するため、この作用によって排蒸気S2がエジェクタポンプ4内に吸い込まれ、これら駆動蒸気S1と排蒸気S2とをエジェクタポンプ4内で混合・圧縮し、殺菌装置2に送り込むものであり、この蒸気を混合・圧縮蒸気S3とする。つまり、殺菌対象物Wは、実質的にこの混合・圧縮蒸気S3により殺菌されるものである。
Here, the steam described in this specification is organized (distinguished). In the present embodiment, the saturated steam S0 is first heated to generate superheated steam, which is used as the driving steam S1 as described above, and this driving steam S1 is sent to the ejector pump 4 at high speed. Since this driving steam S1 forms a high-speed flow in the ejector pump 4, the exhaust steam S2 is sucked into the ejector pump 4 by this action, and the driving steam S1 and the exhaust steam S2 are mixed and compressed in the ejector pump 4. The steam is fed into the
因みに、従来のエジェクタ(本明細書のエジェクタポンプ4に相当)は、殺菌室(殺菌空間)を減圧するための吸引ポンプとして使用されることが多かった(例えば、特開平11−332532号公報や特開2000−202007号公報参照)。この点、本発明は、蒸気を循環させるためのポンプや圧縮機としてエジェクタを使用している点で大きく相違し、この点が画期的と言える。なお、エジェクタを、殺菌室(殺菌空間)を減圧するための吸引ポンプとして使用していた従来の場合には、主に低温蒸気による殺菌であった。 Incidentally, a conventional ejector (corresponding to the ejector pump 4 in this specification) is often used as a suction pump for depressurizing a sterilization chamber (sterilization space) (for example, JP-A-11-332532 and JP 2000-202007 A). In this respect, the present invention is greatly different in that an ejector is used as a pump or a compressor for circulating steam, and this point is epoch-making. In the conventional case where the ejector is used as a suction pump for decompressing the sterilization chamber (sterilization space), the sterilization is mainly performed by low-temperature steam.
ここで本発明において殺菌対象となる殺菌対象物Wについて説明する。殺菌対象物Wとしては、「粉原料」、「キザミ原料」、「粒原料」など広範囲な粉粒体が適するものであり、殺菌対象物Wの用途や種類等としては、香辛料、生薬、穀類、魚粉類、乾燥野菜、茶葉などが挙げられる。なお、本発明では、このような殺菌対象物Wを直接、蒸気と接触させて殺菌するものであり、換言すれば、蒸気に同伴され得る材料が殺菌に適する殺菌対象物Wとも言える。また、本明細書では殺菌処理後の殺菌対象物Wを製品W1と称するものである。 Here, the sterilization target W which is the sterilization target in the present invention will be described. A wide variety of powders such as “powder raw material”, “kisaki raw material”, “grain raw material” are suitable as the sterilization target W, and the uses and types of the sterilization target W include spices, crude drugs, cereals. , Fish meal, dried vegetables, and tea leaves. In the present invention, such a sterilization target W is sterilized by directly contacting with steam. In other words, it can be said that the material that can be accompanied by the steam is suitable for sterilization. Moreover, in this specification, the sterilization target object W after sterilization is called the product W1.
以下、本発明の循環式蒸気殺菌システム1について、更に詳細に説明する。
なお、以下の説明では、「加熱殺菌系」という用語も使用するが、これは主に高圧高温状態の蒸気が存在する部位、換言すれば高圧高温状態を維持する必要がある部位を指すものである。
本発明の循環式蒸気殺菌システム1は、一例として図1(a)に示すように、殺菌対象物Wを蒸気と直接接触させて殺菌を行う殺菌装置2と、殺菌用の蒸気(ここでは過熱蒸気)を生成するための蒸気生成部3と、殺菌装置2に蒸気を循環状態に送り込む循環装置としてのエジェクタポンプ4と、殺菌装置2から吐き出された排蒸気S2をエジェクタポンプ4に戻すための循環経路5と、殺菌装置2に殺菌対象物Wを投入するための投入装置6と、殺菌処理後の殺菌対象物Wである製品W1を殺菌装置2から取り出すための取出装置7とを具えて成るものである。
以下、各構成部について説明する。
Hereinafter, the circulation type
In the following description, the term “heat sterilization system” is also used, which mainly refers to a portion where steam in a high pressure and high temperature state exists, in other words, a portion where it is necessary to maintain a high pressure and high temperature state. is there.
As shown in FIG. 1 (a) as an example, the circulation type
Hereinafter, each component will be described.
まず殺菌装置2について説明する。殺菌装置2は、上述したように、主として殺菌対象物Wを蒸気と直接接触させて殺菌を行う部位であるが、本実施例では殺菌後の製品W1を蒸気(加熱殺菌処理後の蒸気)から分離する機能(分離機)も含めた概念とする。
ここで、殺菌装置2に送り込む過熱蒸気の温度(混合・圧縮蒸気S3の温度であり、これがほぼ殺菌温度となる)は、種々の数値が採り得るが、設定圧力から一義的に決まる飽和温度(飽和水蒸気の温度)よりも高い温度(過熱度)とするものである。具体的には、例えば0.2MPa・Gの圧力下では、133℃が飽和温度であるため、これよりも高い温度である、例えば180℃の過熱蒸気を生成し、この温度の過熱蒸気で殺菌することができる。因みに、この場合の過熱蒸気の過熱度は、飽和温度との差となる47℃である。
もちろん本実施例では、このような過熱蒸気による殺菌であるため、殺菌装置2を含めた加熱殺菌系が過熱蒸気の高圧高温に耐え得るように構成される。
具体的には、ステンレス鋼管内に殺菌対象物Wが蒸気に同伴されて流されることで主たる殺菌処理が行われる。また、このステンレス鋼管に接続され、殺菌処理後の製品W1と蒸気(排蒸気S2)とを分離する分離機としては、図示を省略するサイクロン(蒸気分離用サイクロン)、そして当該サイクロン下部に、詳しくは後述するロータリーバルブ71が具えられた構成等を適用することができる。
なお、殺菌装置2内に送り込まれた混合・圧縮蒸気S3は、殺菌対象物Wの投入直後、殺菌対象物Wとの接触により一時的に熱が奪われて温度が低下するため、殺菌装置2には熱補給用のヒータを設けておき(図示略)、温度が低下した混合・圧縮蒸気S3を再加熱することも可能である。
First, the
Here, the temperature of the superheated steam sent to the sterilizer 2 (the temperature of the mixed / compressed steam S3, which is almost the sterilization temperature) can take various numerical values, but the saturation temperature (uniquely determined from the set pressure) ( The temperature (superheated temperature) is higher than the temperature of the saturated water vapor. Specifically, for example, under a pressure of 0.2 MPa · G, since 133 ° C. is the saturation temperature, superheated steam having a higher temperature, for example, 180 ° C. is generated and sterilized with superheated steam at this temperature. can do. Incidentally, the superheat degree of the superheated steam in this case is 47 ° C. which is a difference from the saturation temperature.
Of course, in the present embodiment, since the sterilization is performed using such superheated steam, the heat sterilization system including the
Specifically, the main sterilization treatment is performed by causing the sterilization object W to flow along with the steam in the stainless steel pipe. Further, as a separator connected to the stainless steel pipe and separating the sterilized product W1 and the steam (exhaust steam S2), a cyclone (steam separating cyclone) not shown in the figure, and a lower part of the cyclone are described in detail. A configuration including a
The mixed / compressed steam S3 sent into the
次に蒸気生成部3について説明する。蒸気生成部3は、エジェクタポンプ4に送り込む駆動蒸気S1(ここでは過熱蒸気)を生成する部位であり、本実施例では例えば図1(a)に示すように、飽和蒸気S0を加熱ヒータ31により加熱して、適宜の圧力・温度を有する過熱蒸気(駆動蒸気S1)を生成するものである。
Next, the
次にエジェクタポンプ4について説明する。エジェクタポンプ4は、上述したように排蒸気S2を循環させる循環装置としての作用を担うものであり、一例として図1(b)に示すように、ボディ41と、ノズル42と、ディフューザ43とを具えて成るものである。
ボディ41は、例えば本図1(b)に示すように、三方に開口部を有するT字パイプ状に形成され、直通方向の二つの開口部にノズル42とディフューザ43とが直通路として接続される。そして、この直通路とほぼ直交するように、もう一つの開口部である排蒸気取込口41Eが連通状態に形成され、ここから循環経路5を通してボディ41内に排蒸気S2が吸い込まれるものである。
Next, the ejector pump 4 will be described. As described above, the ejector pump 4 serves as a circulation device that circulates the exhaust steam S2. As shown in FIG. 1B, the ejector pump 4 includes a
For example, as shown in FIG. 1B, the
ノズル42は、ボディ41への取付状態で、ボディ41内に位置する蒸気吐出口42Dが先窄まり状に形成され、ここから噴出される駆動蒸気S1の流速を速めるように形成される(ノズルと称される所以)。なおノズル42の蒸気吐出口42Dは、ディフューザ43の蒸気受入口43Eに臨むように設置される。
またディフューザ43は、蒸気(混合・圧縮蒸気S3)を移送する管路の途中が狭くなるように形成された絞り機構部44を具え、これは駆動蒸気S1と排蒸気S2とを効率的に混合・圧縮するためである。なおディフューザ43は、蒸気受入口43Eがノズル42の蒸気吐出口42Dから幾分距離をあけて設けられ、このような構成からノズル42から駆動蒸気S1を勢いよく噴出させると、ボディ41内が減圧され、循環経路5から排蒸気S2を吸引するものである(いわゆるベンチュリ効果)。
また、エジェクタポンプ4(特にディフューザ43)あるいは混合・圧縮蒸気S3が流れる経路の外側には、図示を省略するヒータ等を外被状に設け、ポンプ内で生成された混合・圧縮蒸気S3の温度低下を防止することが好ましい。
The
The
Further, a heater or the like (not shown) is provided outside the path through which the ejector pump 4 (especially the diffuser 43) or the mixed / compressed steam S3 flows, and the temperature of the mixed / compressed steam S3 generated in the pump is provided. It is preferable to prevent the decrease.
次に循環経路5について説明する。循環経路5は、上述したように殺菌装置2から吐出された排蒸気S2を回収して、エジェクタポンプ4に送る経路であり、排蒸気S2を循環使用するための回路であり、例えばステンレス鋼管などが用いられる。なお、このような回収管としての機能を有する循環経路5も、加熱殺菌系を構成する部位であるため、過熱蒸気(排蒸気S2)の高圧高温に耐え得るように形成される(高圧高温を維持できるように形成される)。
また、この循環経路5にも、ヒータ51などを外被状に設けることが好ましく、これは排蒸気S2を循環使用することに因み、移送中の温度低下を防止するためである。これによりエジェクタポンプ4内に吸い込む時の排蒸気S2の温度低下を防ぐことができ、ポンプ内での混合・圧縮蒸気S3の生成、ひいては殺菌対象物Wの殺菌がより安定して行えるものである。
ここでヒータ51としては、例えば循環経路5を外側から覆うように設けられたジャケット構造体に、加熱用の蒸気を流す形式のものが採用できる。あるいは、電気トレースヒータを循環経路5の外側に設けることでヒータ51としても構わない。なお、循環経路5が排蒸気取込口41Eに接続される近傍に、循環経路5内の排蒸気S2の温度を測定する温度センサ(図示は省略)を設け、その温度が所定の温度となるようヒータ51の加熱状態を制御するものであり、基本的に循環経路5の排蒸気S2は、過熱状態が維持されるように制御される。
Next, the circulation path 5 will be described. The circulation path 5 is a path for collecting the exhaust steam S2 discharged from the
The circulation path 5 is also preferably provided with a
Here, as the
次に投入装置6について説明する。投入装置6は、殺菌対象物Wをほぼ一定量ずつ殺菌装置2に供給するものであり、ここでは高圧高温仕様のロータリーバルブ61を適用し、これを介して殺菌対象物Wを殺菌装置2に投入する。なお、ロータリーバルブ61を高圧高温仕様としたのは、殺菌処理時には殺菌装置2を含む加熱殺菌系内が高圧高温状態となるためである。すなわち、殺菌対象物Wを投入する際の蒸気漏れをできる限り防止し、加熱殺菌系内の高圧高温状態を極力維持するためにシール性に優れたものとしている。
もちろん殺菌装置2に殺菌対象物Wを投入するにあたっては、ロータリーバルブ61のみに限定されるものではなく、スクリュータイプのバルブや、バタフライバルブを二重に設けるなど、加圧殺菌系内の高圧高温状態を維持できるものであれば、種々のバルブ形態や設置態様が採り得るものである。
Next, the charging
Of course, when putting the sterilization object W into the
次に取出装置7について説明する。取出装置7は、殺菌処理後の製品W1を殺菌装置2から取り出すものであり(排蒸気S2から分離されたもの)、ここでも高圧高温仕様のロータリーバルブ71を介して製品W1を殺菌装置2から取り出すものである。もちろん、取出時も投入時と同様に、種々の形態のバルブや設置態様が採り得るものである。
Next, the take-out
次に、エジェクタポンプ4を用いて排蒸気S2を循環させるようにした本発明の循環式蒸気殺菌システム1の効果について説明する。
まずエジェクタポンプ4は、機械的可動部(運動部材)が全く存在せず、構造そのものが極めてシンプルであり、軸受やシールなどの消耗品が必要なく、循環装置としてはもちろん、殺菌システム全体としてもイニシャルコストを安く抑えることができる。また、機械的可動部がないために、メンテナンスに手間も掛からず(メンテナンス性が良く)、維持・管理費用も抑えられ、更にはメンテナンスフリーな運転も可能となる。加えて殺菌対象物W中の粉粒体の一部や殺菌処理時に揮発する成分等が排蒸気S2により運ばれても、付着を生じ難い構造であり、エジェクタポンプ4に万一付着しても、付着による急激な運転停止状況をきたす等のトラブルが回避でき、長時間の連続運転も可能となる。更にエジェクタポンプ4は、図1(b)に示されるような配管構造的なシンプルな構造であるため、CIP洗浄も可能となる等の効果を奏する。
Next, the effect of the circulating
First, the ejector pump 4 has no mechanical moving parts (moving members), has a very simple structure, does not require consumables such as bearings and seals, and can be used not only as a circulation device but also as a whole sterilization system. The initial cost can be kept low. Further, since there are no mechanical movable parts, maintenance is not time consuming (good maintainability), maintenance and management costs are reduced, and maintenance-free operation is possible. In addition, even if a part of the granular material in the sterilization target W or a component that volatilizes during the sterilization process is carried by the exhaust steam S2, the structure does not easily cause adhesion, and even if it adheres to the ejector pump 4 Therefore, troubles such as sudden stoppage due to adhesion can be avoided, and continuous operation for a long time is also possible. Further, since the ejector pump 4 has a simple piping structure as shown in FIG. 1 (b), the CIP cleaning can be performed.
本発明の循環式蒸気殺菌システム1は、以上のような基本構造を有するものであり、以下、このシステムによって殺菌対象物Wを殺菌処理する作動態様について説明する。
まず蒸気生成部3において飽和蒸気S0から所定の高圧高温の過熱蒸気(駆動蒸気S1)を生成する。この過熱蒸気(駆動蒸気S1)は、エジェクタポンプ4のノズル42に送り込まれ、その後、ディフューザ43の絞り機構部44において蒸気(混合・圧縮蒸気S3)は、亜音速、音速あるいは超音速の高速流となり、この高速流によりボディ41内が減圧され、循環経路5を通して排蒸気取込口41Eから排蒸気S2が吸い込まれる。このためエジェクタポンプ4内では駆動蒸気S1と排蒸気S2とが混合・圧縮され、この状態でディフューザ43から殺菌装置2に送り込まれる。
一方、混合・圧縮蒸気S3が気流となって流れる殺菌装置2においては、投入装置6から高圧高温仕様のロータリーバルブ61を介して、殺菌対象物Wが定量ずつ供給されるものであり、殺菌対象物Wは、殺菌装置2内を流れる蒸気中(混合・圧縮蒸気S3中)を分散浮遊、すなわち蒸気に同伴されて移送され、その間に瞬時に加熱殺菌される。
The circulation type
First, a predetermined high pressure and high temperature superheated steam (driving steam S1) is generated from the saturated steam S0 in the
On the other hand, in the
このようにして殺菌処理された製品W1は、その後、排蒸気S2から分離された後、取出装置7によって高圧高温仕様のロータリーバルブ71を介して、殺菌装置2(加熱殺菌系)から取り出される。
因みに、殺菌対象物Wが殺菌装置2内に投入されてから(つまり蒸気と接触してから)製品W1として取り出されるまでの時間は、一例として4〜5秒程度である。
なお、殺菌対象物Wは蒸気(混合・圧縮蒸気S3)と直接接触することにより殺菌されるが、この接触と同時に殺菌対象物Wは高温となり(蒸気の飽和温度程度の品温となり)、また殺菌対象物W中の水分温度が上昇するため(多少の蒸気を同伴するため)、殺菌装置2から取り出された製品W1は、除湿や冷却が行われるものである(図示しない製品捕集サイクロン等で回収される)。
一方、殺菌装置2から吐き出された排蒸気S2は、エジェクタポンプ4による吸引作用(駆動蒸気S1の高速流によって生じる吸引作用)によって、循環経路5を通して、エジェクタポンプ4(ボディ41内)に導入される。
The product W1 thus sterilized is then separated from the exhaust steam S2, and then taken out from the sterilizer 2 (heat sterilization system) by the take-out
Incidentally, the time from when the sterilization object W is put into the sterilization apparatus 2 (that is, after coming into contact with the steam) to be taken out as the product W1 is about 4 to 5 seconds as an example.
The sterilization target W is sterilized by direct contact with the steam (mixed / compressed steam S3), but simultaneously with this contact, the sterilization target W becomes hot (the product temperature is about the saturation temperature of the steam), and Since the water temperature in the sterilization object W rises (because some steam is accompanied), the product W1 taken out from the
On the other hand, the exhaust steam S2 discharged from the
なお、本循環式蒸気殺菌システム1においては、種々のバルブやセンサを併設することが可能であり、例えば図2では調整弁81、温度センサ82(82A)、放出弁83、圧力センサ84等を設けており、以下、これらの作用・目的について説明する。
殺菌処理においては、殺菌装置2に殺菌対象物Wを投入したり、殺菌装置2から製品W1を取り出したりする際に、殺菌装置2内の圧力が低下することがある(投入または取り出し時に殺菌装置2内の蒸気が漏れ、本循環式蒸気殺菌システム1内の圧力が低下する)。このような場合を考慮して、例えば図2に示すように、殺菌装置2に送り込む蒸気量を調整すべく、例えば飽和蒸気S0を送り込む加熱ヒータ31の前段に、調整弁81を設けておき、加熱殺菌系に送り込む蒸気量を微調整することが可能である。具体的には殺菌装置2の下流側の圧力が低下したことを圧力センサ84により検知した場合、調整弁81の操作によって加熱ヒータ31に送り込む飽和蒸気S0を多くすることで加熱殺菌系に送り込む蒸気量を多くすることが可能である。
一方、本循環式蒸気殺菌システム1内の蒸気の圧力が上昇することもあり、この場合には、例えば殺菌装置2の下流側の圧力が所定の圧力を超えたことを圧力センサ84により検知し、この検知に基づき放出弁83を開放し、蒸気を循環式蒸気殺菌システム1の外に排気して圧力を下げることが可能である。
このように循環式蒸気殺菌システム1内の圧力を維持することで、外気が当該システム内に侵入することを抑制し、殺菌に適正な蒸気の流量を維持することができる。
In the circulation
In the sterilization treatment, the pressure in the
On the other hand, there is also the pressure of the vapor of the circulating
By maintaining the pressure in the circulating
また殺菌装置2に送り込む蒸気(混合・圧縮蒸気S3)の温度を所定の値に正確に維持したい場合には、例えば同図2に併せ示すように、エジェクタポンプ4と殺菌装置2との間に温度センサ82を設けておき、この検出温度によって飽和蒸気S0を加熱する加熱ヒータ31の温度(過熱度)を自動制御することが可能である。すなわち、例えば上記温度センサ82による検出温度が設定値よりも下がった場合に、加熱ヒータ31の温度を上昇させるものである。あるいは、エジェクタポンプ4と殺菌装置2との間に温度センサ82を設ける代わりに、一例として図2に併せ示すように、殺菌装置2と循環経路5の接続部近傍に温度センサ82Aを設け、この温度センサ82Aにより加熱ヒータ31を自動制御することも可能である。
Further, when it is desired to accurately maintain the temperature of the steam (mixed / compressed steam S3) fed to the
1 循環式蒸気殺菌システム
2 殺菌装置
3 蒸気生成部
4 エジェクタポンプ
5 循環経路
6 投入装置
7 取出装置
3 蒸気生成部
31 加熱ヒータ
4 エジェクタポンプ
41 ボディ
41E 排蒸気取込口
42 ノズル
42D 蒸気吐出口
43 ディフューザ
43E 蒸気受入口
44 絞り機構部
5 循環経路
51 ヒータ
6 投入装置
61 ロータリーバルブ(高圧高温仕様のロータリーバルブ)
7 取出装置
71 ロータリーバルブ(高圧高温仕様のロータリーバルブ)
81 調整弁
82 温度センサ
82A 温度センサ
83 放出弁(逃がし弁)
84 圧力センサ
W 殺菌対象物
W1 製品(殺菌処理後の殺菌対象物)
S0 飽和蒸気
S1 駆動蒸気
S2 排蒸気
S3 混合・圧縮蒸気
P ルーツ式の循環ブロワ
C ケーシング
R ロータ
R1 凸部
R2 凹部
VO 吸込口
DO 排出口
DESCRIPTION OF
3
4
5
6
7
81 Adjusting
84 Pressure sensor
W Object to be sterilized W1 product
S0 saturated steam
S1 Drive steam S2 Exhaust steam
S3 Mixed / compressed steam
P Roots type circulation blower C Casing R Rotor R1 Convex R2 Concave VO Suction port DO Discharge port
Claims (5)
前記殺菌対象物は、蒸気に同伴されることで移送可能な粉粒体であり、且つ
前記殺菌装置に蒸気を送り込むにあたっては、エジェクタポンプが適用され、
なお且つ、このエジェクタポンプは、駆動蒸気をエジェクタポンプ内に送り込むことにより、排蒸気をエジェクタポンプ内に吸い込み、これら両蒸気をエジェクタポンプ内で混合・圧縮した後、殺菌装置に送り込んで蒸気を循環させるものであり、
更に、前記駆動蒸気をエジェクタポンプ内に送り込むことと、排蒸気の一部を本循環式蒸気殺菌システムから排気することとにより、本循環式蒸気殺菌システム内の蒸気の圧力を維持するようにしたことを特徴とする循環式蒸気殺菌システム。
In the sterilization system in which the object to be sterilized put into the sterilizer is sterilized by directly contacting with the steam, and the exhausted steam after the sterilization process is used again for the sterilization process by the circulation path.
The object to be sterilized is a granular material that can be transferred by being accompanied by steam, and in sending the steam to the sterilizer, an ejector pump is applied ,
In addition, this ejector pump sucks exhaust steam into the ejector pump by feeding the drive steam into the ejector pump, mixes and compresses both the steam in the ejector pump, and then feeds the steam into the sterilizer to circulate the steam. It is what
Further, the pressure of the steam in the circulation steam sterilization system is maintained by sending the driving steam into the ejector pump and exhausting a part of the exhaust steam from the circulation steam sterilization system. Circulating steam sterilization system characterized by that.
The circulating steam sterilization system according to claim 1, wherein the sterilization target is sterilized by superheated steam.
また前記エジェクタポンプと殺菌装置との間の検出温度、または前記殺菌装置と循環経路との間の検出温度により、加熱ヒータの温度を制御して、駆動蒸気の過熱度を制御するようにしたことを特徴とする請求項1または2記載の循環式蒸気殺菌システム。
The driving steam is generated by heating saturated steam with a heater,
In addition, the temperature of the heater is controlled by the detected temperature between the ejector pump and the sterilizer or the detected temperature between the sterilizer and the circulation path, thereby controlling the degree of superheat of the driving steam. The circulating steam sterilization system according to claim 1 or 2 .
The circulating steam sterilization system according to claim 1, 2, or 3 , wherein a heater is provided in a jacket shape in the circulation path to prevent a temperature drop of exhaust steam.
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