JP3341160B2 - 自動洗浄装置付き食品等製品製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ミルク、コ−ヒ−、飲
み薬などのような液状・クリーム状等食品や薬品、その
他の同状製品の製造に使用するサニタリ機器等から成る
製品製造装置本体に当該製品製造装置本体を自動洗浄で
きる状態で自動洗浄装置（ＣＩＰ）を設けた自動洗浄装
置付き食品等製品製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】食品製造に使用するサニタリ機器は、製
品製造の直後に洗浄装置を用いることにより製造時に付
着した物質を取り除いて、常に清潔に保つことが必要で
ある。この必要性を充たすために洗浄装置は、洗剤タン
ク、送液ポンプ、加熱装置および洗剤溶液の自動切換弁
等から構成されている。

【０００３】そして、この洗浄装置において、製品から
清水、洗剤から洗剤、洗剤から清水の切換作業は、実装
置（プラント）において、試運転調整時に切換時間を実
測しこれを基に洗浄時間が設定されている。また最終の
洗剤から清水の切換は洗剤の残留がないことをすすぎ水
をサンプリングして定性分析することにより確認する等
の方法を以て行っている。

【０００４】これ等の作業は非常に煩雑であり、試運転
オペレーターが余裕時間を見込んで安全を確保しようと
する傾向があるために洗浄の設定時間が必ずしも同一時
間とはならなく、また同時に製品の種類、製造時間、洗
剤の種類、温度・流量等の処理条件によって洗浄条件も
異なる等のことから、現実には最も長い時間に調整され
る。このために洗浄時間が長くなり、使用する清水（リ
ンス水）の無駄も多くなる等の不都合があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、洗浄時間を
短縮することおよび使用清水（リンス水）の無駄を解消
することができる新規の自動洗浄装置付き食品等製品製
造装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、液状・クリーム状等の食品や薬品、その他
の同状製品の製造に使用するサニタリ機器等から成る製
品製造装置本体に当該製品製造装置本体を自動洗浄でき
る状態で自動洗浄装置を設けた自動洗浄装置付き食品等
製品製造装置に関し、洗浄用水の電気伝導度、濁度、屈
折率、散乱光率、吸光率、ペーハー、イオン濃度、比抵
抗のうちの一つ以上を検出するためのセンサを洗浄管路
に設け、このセンサにより洗剤残存率（Ｒ）を連続計測
して当該洗剤残存率（Ｒ）の変動波形を得ると共に当該
波形上に判定基準点（ＲＳ１）を選定し、連続計測中に
前時間・後時間の関係にある判定基準点（ＲＳ１）の間
の経過時間（ΔＴ１）を波形の一サイクル毎に連続判定
して当該経過時間（ΔＴ１）が使用者が決定した規定時
間（ΔＴ０）を超えた事実を認識したときに洗浄完了と
してトリガー信号を発するコントローラを以て自動洗浄
装置を制御するようにしたものである。

【０００７】

【作用】より高い品質の製品を製造するためにはＣＩＰ
（自動定置洗浄装置）による洗浄の重要性は既に明らか
にされているが、実際の食品等製品の製造装置（プラン
ト）においては改善すべき事項が残されている。特に機
器の汚れを完全に取り除くこと、取り除いた汚れを清水
によりリンスをすることが重要である。そして、すすぎ
を自動化することにより次のような改善が可能になる。 ａ．すすぎ時間を合理的に設定することができ、すすぎ
の終点を管理することが可能である。 ｂ．すすぎの終点を管理することによりリンス水の無駄
をなくすことができるようになる。 ｃ．現場試運転において、すすぎ時間の調整作業が短縮
できる。

【０００８】

【実施例】図に示す実施例は、サニタリー機器等から成
る製品製造装置本体（被洗浄物）１に対して当該製品製
造装置本体１を自動洗浄できる状態で自動定置洗浄装置
（ＣＩＰ）２を連結し、この自動定置洗浄装置２を後述
するコントローラ５を以て制御するようにしたものであ
る。

【０００９】このコントローラ５は、計算式 残存率（Ｒ）＝（戻り導電率ー清水導電率）／戻り導電
率 により得た洗剤の残存率（Ｒ）に基づいているものであ
る。

【００１０】すなわち、すすぎのきっかけ時の残存率
（ＳＲＳ）と、すすぎの本完了に至る途中の仮完了時に
おける残存率による判定基準点（ＲＳ１）と、前の仮完
了時から次の仮完了時までの経過時間（ΔＴ１）と、使
用者が決定した規定時間（ΔＴ０）の設定とを可能とす
ることにより得るようにしたものである。

【００１１】「すすぎの判定基準点（ＲＳ１）」すすぎ
の本完了時残存率を決定するには予めテスト等により得
たデータから作成した参考資料の値を目安として設定す
るようにする。 （例）アルカリ洗浄（アルカリ洗剤の水酸化ナトリウム
（ＮａＯＨ）使用）後の最終すすぎをアルカリ濃度３ｐ
ｐｍ以下に設定する場合 すすぎ用清水の電気伝導度を測定する（０．２０ｍ
Ｓ／ｃｍ）。 参考資料より、水酸化ナトリウムＮａＯＨの３ｐｐ
ｍの値を見て決める（０．０１８ｍＳ／ｃｍ）。 と加算する（０．２０＋０．０１８＝０．２１
８ｍＳ／ｃｍ）。 の値をＣＩＰ戻り洗浄水として残存率を計算する
｛（１−０．２０／０．２１８）｝×１００＝８．３
％）。 の値（８％）を最終すすぎ（本完了時）の残存率
（ＲＳ）に設定する。 尚、最終のすすぎ具合が決まっていない場合には、残存
率（Ｒ）＝｛１−清水電気伝導度／（清水電気伝導度＋
０．０１５〜０．１５ｍＳ／ｃｍ）｝×１００％として
残存率（Ｒ）を設定し、サンプリングにより決定する。

【００１２】「きっかけ時残存率（ＳＲＳ）」すすぎス
テップ開始時は前に行ったＣＩＰのすすぎ水が戻りライ
ンに残っているため０％に近く、その後に残存率（Ｒ）
の値が大きくなってくる場合がある（最初の水すす
ぎ）。そこで、すすぎがＯＮするためには、残存率
（Ｒ）値が１回きっかけの残存率（ＳＲＳ）を通ること
を条件として設ける。

【００１３】「規定時間（ΔＴ０）」個々の洗浄ライン
において洗浄特性またはセンサー特性上、残存率（Ｒ）
が判定基準点（ＲＳ１）に達し一定時間経過後、再度判
定基準点以上の値を示すことが考えられる。この場合、
最初に判定基準点になった時点ですすぎを終了するとす
すぎ不良となり、次回の製品製造時に重大な問題を引き
起こす可能性がある。これを回避するためには個々の洗
浄ラインについて判定基準点（ＲＳ１）になった後一定
時間判定基準点以下であることを確認し、そののちにす
すぎを終了する必要がある。

【００１４】そこで、本発明者はこのことに着目し、こ
れを計測に利用して本発明を完成するためのコントロー
ラを開発したものである。すなわち、洗浄特性の例とし
て （１）図２に示す洗剤残存率（Ｒ）の変動波形における
最初の仮完了残存率点である判定基準点（ＲＳ１）から
第２の判定基準点（ＲＳ１）までの”Ａ”経過時間（Δ
Ｔ１）を測定し、この”Ａ”経過時間（ΔＴ１）が規定
時間（ΔＴ０）の範囲内であるか否かの判定を行い範囲
内の場合はすすぎ不合格と判断しすすぎを継続する。 （２）第３の判定基準点から第４の判定基準点の”Ｂ”
経過時間（ΔＴ１）を測定し、規定時間（ΔＴ０）と”
Ｂ”経過時間（ΔＴ１）を比較判定してこれが規定時間
（ΔＴ０）の範囲以内の場合すすぎ不合格と判断しすす
ぎを継続する。 （３）”Ａ””Ｂ”経過時間（ΔＴ１）が不合格の時、
第５の判定基準点から第６の判定基準点の”Ｃ”経過時
間（ΔＴ１）を測定し、これが規定時間（ΔＴ０）の範
囲以内であるか否かの判定を行い範囲内の場合に、不合
格としてすすぎを継続する。 （４）このように不合格を幾度か繰り返してうちに”
Ａ””Ｂ””Ｃ”経過時間（ΔＴ１）よりも長い”Ｄ”
経過時間（ΔＴ１）が計測され、この”Ｄ”経過時間
（ΔＴ１）と規定時間（ΔＴ０）とを比較して、これが
規定時間（ΔＴ０）の範囲より長いか否かの判定を行っ
て範囲外の場合に、すすぎの合格を確認してすすぎの完
了をコントローラ５にて判断し、トリガー信号を自動洗
浄装置２の制御部に送るようにしたものである。

【００１５】次に、センサー特性の例を図３に示す、セ
ンサーの種類、構造等により温度変化等の影響を受け一
旦判定基準点より小さい値を示した後、再度判定基準点
以上になる場合がある。そこで次に示す方法により正確
なすすぎ終了の制御が可能となる。 （１）洗剤残存率（Ｒ）の変動波形における第１の判定
基準点（ＲＳ１）から第２の判定基準点（ＲＳ１）まで
の”Ａ”経過時間（ΔＴ１）を測定し、この”Ａ”経過
時間（ΔＴ１）が規定時間（ΔＴ０）の範囲内であるか
否かの判定を行い範囲内の場合はすすぎ不合格と判断し
すすぎを継続する。 （２）第３の判定基準点から第４の判定基準点の”Ｂ”
経過時間（ΔＴ１）を測定し、規定時間（ΔＴ０）と”
Ｂ”経過時間（ΔＴ１）を比較判定してこれが規定時間
（ΔＴ０）の範囲より長いか否かの判定を行って範囲外
の場合に、すすぎの合格を確認しすすぎの完了をコント
ローラ５にて判断し、トリガー信号を自動洗浄装置２の
制御部に送るようにしたものである。

【００１６】上記の実施例は、従来の方法である一定時
間の洗浄方式を根本的に見直し、洗浄理論に基づき合理
的に洗浄およびすすぎを行う方法である。この実施例の
清水（リンス水）を使用するステップの切換は下記の
「Ａ」製品から清水、「Ｂ」洗剤から洗剤の切換、
「Ｃ」洗剤から清水（リンス）の切換の３種類が存在す
る。

【００１７】「Ａ」 製品から清水の切換 これは製造終了後、配管及び機械内部に残留した製品を
清水にて押し出す工程である。押し出される液体濃度は
（１）製品濃度が一定の部分、（２）製品と清水が混合
し製品濃度が急激に減少する部分、（３）デッドスペー
ス等に滞留した製品が流出し濃度がゆるやかに減少する
部分、（４）配管や機器の接液表面に強く吸着した製品
がすすぎ落とされ濃度がさらにゆるやかに減少する部
分、以上４種類の傾きをもった曲線にて示される。ここ
では（１）、（２）の液体は回収し、再度製品として用
いることも可能である。（３）、（４）の液体はほとん
ど水であって含まれる製品はわずかであるので再利用す
るのは無駄である。そこで、（２）の工程後に次のステ
ップに移行することで無駄な清水を節約できる。

【００１８】「Ｂ」 洗剤から洗剤の切換 これは上記「Ａ」の工程終了後アルカリ洗剤で洗浄し、
一旦アルカリ洗剤を回収し更に酸洗剤で洗浄する工程で
ある。この場合も上記「Ａ」と同様（１）洗剤濃度が一
定の部分、（２）洗剤と清水が混合し洗剤濃度が急激に
減少する部分、（３）デッドスペース等に滞留した洗剤
が流出し濃度がゆるやかに減少する部分、（４）配管や
機器の接液表面に強く吸着した洗剤がすすぎ落とされ濃
度がさらにゆるやかに減少する部分、以上４種類の傾き
をもった曲線にて示される。ここでも（１）、（２）の
洗剤は回収し、再利用することが可能である。（３）、
（４）の液体はほとんど水であって、含まれる洗剤はわ
ずかであるので再利用するのは無駄である。そこで、
（Ｂ）の工程後次のステップに移行することで無駄な清
水を節約できる。

【００１９】「Ｃ」 洗剤から清水の切換 これは洗浄プログラムの最後のステップで洗浄機構は上
記「Ｂ」と同様である。ただし、洗浄後配管や機器接液
部表面に洗剤および汚れが残留することはゆるされな
い。したがってこれ等すべてを除去するためには（４）
の工程が終了するまで清水（リンス水）により完全にす
すぐことが重要であり、洗剤濃度が完全にゼロになるの
を確認してから終了させるべきである。

【００２０】また、上記コントローラ５の導入よるメリ
ットを述べると次の通りである。 １．洗浄の終点の正確な判定 従来では洗浄の終点の正確な判断がむずかしかったが、
コントローラ５の使用によりＣＩＰ洗浄毎に判断し自動
的に洗浄を終了させることができる。 ２．すすぎの無駄の消滅 水すすぎは安全性を配慮し必要以上に行う傾向にあった
が、コントローラ５の使用によりこの無駄を消滅する事
が可能である。 ３．洗浄時間の短縮 コントローラ５の使用によりＣＩＰ洗浄が最短時間で終
了できるので、プロセス運転時間の増大、オペレータの
作業時間の低減が可能になる。 ４．ユーザーによる洗浄管理 コントローラ５の使用によりＣＩＰ洗浄パターン、洗浄
時間について試運転時データと比較することができるの
で、プラント納入後ユーザーにて洗浄状態を管理するこ
とが可能になる。 ５．既設ＣＩＰ設備の診断、改善提案 既設ＣＩＰシステムにコントローラ５を組み込むことに
よりＣＩＰプログラムの良否が判定でき、ユーザーに対
する改善提案を行うことが可能になる。 ６．設計、試運転の合理化 すすぎ時間の設定は設計者が過去の経験に基づきＣＩＰ
のライン毎に設定し、試運転調整時に再設定していた
が、コントローラ５の使用によりこれらの作業が不要と
なり且つ設計者によるバラツキをなくすことが可能にな
る。 ７．社内設計機器の洗浄評価 サニタリ機器の開発において、コントローラ５の使用に
よりＣＩＰ洗浄性能の評価にも利用が可能になる。

【００２１】コントローラ５の導入によりユーザーが得
られるメリットを試算すると次のようになる。 試算条件 ＣＩＰ時間 ３０分 すすぎ流量 ２０ｍ^３ ／ｈ 消滅時間 ５分 ＣＩＰライン数 ５ライン 水道料金 ５９０円／ｍ^３ ＣＩＰ回数 １回／日ライン 電気料金 １７．５円／ｋｗｈ 節水料 ２０ｍ^３ ／ｈ×５分／６０分×５ライン×２０日／月×１２ 月／年＝２，０００ｍ^３ ／年 水道代 ２，０００ｍ^３ ／年×５９０円／ｍ^３ ＝１，１８０，０００円／年 節電量 １０ｋｗｈ×５分／６０分×５ライン×２０日／月×１２月 ／年＝１，０００ｋｗｈ／年 電気代 １，０００ｋｗｈ／年×１７．５円／ｋｗｈ ＝１７，５００円／年 節約費用 １，１８０，０００円／年＋１７，５００円／年 ＝１，１９７，５００円／年 以上の条件の場合、年間約１２０万円のコストダウンに
寄与することが可能となる。

【００２２】

【発明の効果】本発明に係る自動洗浄装置付き食品等製
品製造装置によるときには、すすぎ時間を合理的に設定
することができ、すすぎの本完了点、仮完了点を管理す
ることができ、すすぎの本完了点を管理することにより
リンス水（清水）の無駄をなくすることができ、また現
場試運転においてすすぎ時間の調整作業が短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概念図である。

【図２】タイミング・チャートである。

【図３】センサーの特性図である。

【符号の説明】

１ 製品製造装置本体 ２ 自動定置洗浄装置 ３ 清水の入口点 ４ すすぎの終点 ５ コントローラ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液状・クリーム状等の食品や薬品、その
   他の同状製品の製造に使用するサニタリ機器等から成る
   製品製造装置本体に当該製品製造装置本体を自動洗浄で
   きる状態で自動洗浄装置を設けた自動洗浄装置付き食品
   等製品製造装置に関し、洗浄用水の電気伝導度、濁度、
   屈折率、散乱光率、吸光率、ペーハー、イオン濃度、比
   抵抗のうちの一つ以上を検出するためのセンサを洗浄管
   路に設け、このセンサにより洗剤残存率（Ｒ）を連続計
   測して当該洗剤残存率（Ｒ）の変動波形を得ると共に当
   該波形上に判定基準点（ＲＳ１）を選定し、連続計測中
   に前時間・後時間の関係にある判定基準点（ＲＳ１）の
   間の経過時間（ΔＴ１）を波形の一サイクル毎に連続判
   定して当該経過時間（ΔＴ１）が使用者が決定した規定
   時間（ΔＴ０）を超えた事実を認識したときに洗浄完了
   としてトリガー信号を発するコントローラを以て自動洗
   浄装置を制御するようにしたことを特徴とする自動洗浄
   装置付き食品等製品製造装置。