JP2020094794A - 真空冷却装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図2は、本実施例1の真空冷却装置1の運転方法の一例を示すフローチャートである。
食品判定制御S6aでは、品温TFと槽内圧力換算温度TSとの温度差ΔTから、食品Fの冷却の難易を判定し、冷えにくい食品Fの場合には、減圧能力を高める。真空冷却装置1により食品Fを真空冷却する場合、処理槽2内の圧力を低下させるに従って、品温TFは槽内圧力換算温度TSに追従する形で下がっていくが、冷えにくい食品Fでは品温TFの追従が悪くなり、品温TFと槽内圧力換算温度TSとの温度差ΔTが大きくなるので、温度差ΔTから冷却の難易を判定することができる。そして、冷えにくい食品Fの場合には、減圧能力を高めることで、食品Fの冷却を迅速に進めることができる。本実施例では、蒸気エゼクタ6の作動で減圧能力が高まり槽内圧力が段階的に低下するときの品温変化に注目し、蒸気エゼクタ6の作動直後に、前記温度差ΔTが所定よりも大きくなれば、冷えにくい食品Fと判定して、減圧能力を高める。
限界能力判定制御S6bでは、品温TFと槽内圧力換算温度TSとの温度差ΔTから、現在の減圧能力(真空ポンプ9への給水量、蒸気エゼクタ6への給蒸量)での到達限界に達した(あるいは近づいた(以下同様))ことを判定し、到達限界に達した場合には、減圧能力を高める。真空度の到達限界に達すると、槽内圧力換算温度TSをそれ以上下げることができず、品温TFと槽内圧力換算温度TSとの温度差ΔTが小さくなるので、温度差ΔTから到達限界か否かを判定することができる。そして、到達限界に達した場合には、減圧能力を高めることで、処理槽2内の減圧をさらに進めることができる。本実施例では、食品判定制御S6aを優先して適用し、食品判定制御S6aで冷えにくい食品Fを判定されなかった場合、限界能力判定制御S6bを実施する。
変形例1の真空冷却装置1では、前記各判定制御(食品判定制御S6a、限界能力判定制御S6b)と並行して、第一バックアップ制御が実行可能とされる。ここでは、上記一連の冷却運転中(第一冷却工程〜第三冷却工程)、第一バックアップ制御により所望の減圧(ひいては冷却)が図られているかを監視し、万一冷却遅れや冷却不足が懸念される場合には、減圧能力(冷却能力)を上げる操作を行う。
変形例2の真空冷却装置1では、前記各判定制御(食品判定制御S6a、限界能力判定制御S6b)と並行して、第二バックアップ制御が実行可能とされる。ここでは、上記一連の冷却運転中(第一冷却工程〜第三冷却工程)、第二バックアップ制御により所望の減圧(ひいては冷却)が図られているかを監視し、万一冷却遅れや冷却不足が懸念される場合には、減圧能力(冷却能力)を上げる操作を行う。
本変形例3の真空冷却装置1も、前記実施例と同様に、第一冷却工程および第二冷却工程を順次に実行した後、第三冷却工程を実行可能とされる。
本実施例2の真空冷却装置1も、基本的には前記実施例1と同様である。そこで、以下においては、両者の異なる点を中心に説明し、同様の箇所については説明を省略する。また、前記実施例1と対応する箇所には、同一の符号を付して説明する。本実施例2の真空冷却装置1は、構成については前記実施例1(図1)と同一であり、運転方法が異なる。
2 処理槽
3 減圧手段
4 復圧手段
5 排気路
6 蒸気エゼクタ(6a:吸引口、6b:入口、6c:出口)
7 熱交換器
8 逆止弁
9 真空ポンプ(9a:給水口、9b:吸気口、9c:排気口)
10 エゼクタ給蒸路(10a:第一給蒸路、10b:第二給蒸路、10c:上流側給蒸路、10d:下流側給蒸路)
11 減圧弁
12 第一給蒸弁
13 第二給蒸弁
14 封水給水路(14a:第一封水路、14b:第二封水路、14c:上流側封水路、14d:下流側封水路)
15 第一封水弁
16 第二封水弁
17 第一定流量弁
18 第二定流量弁
19 常温水給水路
20 常温水給水弁
21 冷水給水路
22 冷水給水弁
23 共通給水路
24 熱交給水路
25 熱交排水路
26 冷水戻し路
27 排水出口路
28 冷水戻し弁
29 排水出口弁
30 給気路
31 エアフィルタ
32 給気弁
33 圧力センサ
34 品温センサ
35 温度センサ
S6a 食品判定制御
S6b 限界能力判定制御
S11 初期減圧制御
S12 温度差一定制御
S13 最終減圧制御
TF 品温
TS 槽内圧力換算温度
TZ 冷却目標温度
Claims (8)
- 食品が収容される処理槽と、この処理槽内の気体を外部へ吸引排出する減圧手段と、減圧された前記処理槽内へ外気を導入する復圧手段と、前記処理槽内の圧力を検出する圧力センサと、前記処理槽内に収容された食品の温度を検出する品温センサと、前記各手段を制御する制御手段とを備え、
前記減圧手段として、前記処理槽内からの排気路に、蒸気凝縮用の熱交換器と水封式の真空ポンプとを備え、
限界能力判定制御として、前記品温センサの検出温度と前記圧力センサの検出圧力における飽和温度との温度差を監視し、この温度差が限界能力判定値を下回ると、前記真空ポンプへの給水量を増加させるか、および/または、前記真空ポンプの回転数を増加させる
ことを特徴とする真空冷却装置。 - 前記減圧手段として、蒸気エゼクタをさらに備え、
前記温度差が限界能力判定値を下回ると、(a)前記真空ポンプへの給水量の増加、(b)前記蒸気エゼクタへの給蒸量の増加、および(c)前記真空ポンプの回転数の増加の内、いずれか一以上を実行する
ことを特徴とする請求項1に記載の真空冷却装置。 - 前記減圧手段として、蒸気エゼクタをさらに備え、
前記蒸気エゼクタの作動後、食品判定制御として、食品判定時間内に前記温度差が食品判定値を上回ると、(a)前記真空ポンプへの給水量の増加、(b)前記蒸気エゼクタへの給蒸量の増加、および(c)前記真空ポンプの回転数の増加の内、いずれか一以上を実行し、
前記食品判定時間内に前記温度差が食品判定値を上回らない場合、限界能力判定制御として、前記温度差が限界能力判定値を下回ると、(a)前記真空ポンプへの給水量の増加、(b)前記蒸気エゼクタへの給蒸量の増加、および(c)前記真空ポンプの回転数の増加の内、いずれか一以上を実行する
ことを特徴とする請求項1に記載の真空冷却装置。 - 前記品温センサの検出温度と前記圧力センサの検出圧力における飽和温度との温度差が設定温度差になるように、前記処理槽内の圧力を調整しつつ前記処理槽内を減圧する温度差一定制御を実行可能とされ、
この温度差一定制御において、限界能力判定制御として、前記設定温度差を確保できず、温度差が限界能力判定値を下回ると、前記真空ポンプの回転数を増加させ、それでも限界能力判定値を下回ると、前記真空ポンプへの給水量を増加させる
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の真空冷却装置。 - 前記温度差一定制御では、食品判定制御として、前記品温センサの検出温度の設定時間内の温度下降幅が設定値未満になると、前記設定温度差を増加させる
ことを特徴とする請求項4に記載の真空冷却装置。 - 前記各判定制御と並行して、第一バックアップ制御を実行可能とされ、
この第一バックアップ制御では、前記処理槽内の圧力とその圧力に至るまでの最長到達時間との関係が予め設定されており、最長到達時間内にその圧力に到達しない場合、(a)前記真空ポンプへの給水量の増加、(b)前記減圧手段として蒸気エゼクタを備える場合にはその蒸気エゼクタへの給蒸量の増加、および(c)前記真空ポンプの回転数の増加の内、いずれか一以上を実行する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の真空冷却装置。 - 前記各判定制御と並行して、第二バックアップ制御を実行可能とされ、
この第二バックアップ制御では、前記処理槽内の圧力域とその圧力域での最低減圧速度との関係が予め設定されており、最低減圧速度を下回った場合、(a)前記真空ポンプへの給水量の増加、(b)前記減圧手段として蒸気エゼクタを備える場合にはその蒸気エゼクタへの給蒸量の増加、および(c)前記真空ポンプの回転数の増加の内、いずれか一以上を実行する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の真空冷却装置。 - 第一冷却工程および第二冷却工程を順次に実行した後、前記各判定制御を実行可能とされ、
前記第一冷却工程では、通水開始条件を満たすまで、前記熱交換器の通水を停止した状態で、前記真空ポンプに常温水を供給しつつ、前記真空ポンプにより前記処理槽内を減圧し、
前記第二冷却工程では、前記熱交換器の通水を開始すると共に、前記熱交換器および前記真空ポンプへの給水を冷水に切り替え、
前記各冷却工程において、前記真空ポンプ内の封水温度または前記真空ポンプからの排水温度を監視し、この温度が上限値以上になると前記真空ポンプへの給水量を第一設定水量から第二設定水量に増加させ、その後、下限値以下を所定時間継続すると、前記真空ポンプへの給水量を第一設定水量に戻す
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の真空冷却装置。
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