特開 2023-122219 加熱冷却装置及び加熱冷却方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023122219

(43)【公開日】2023-09-01

(54)【発明の名称】加熱冷却装置及び加熱冷却方法

(51)【国際特許分類】

   F28G 9/00 20060101AFI20230825BHJP

【ＦＩ】

F28G9/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022025792

(22)【出願日】2022-02-22

(71)【出願人】

【識別番号】000152480

【氏名又は名称】株式会社日阪製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110002734

【氏名又は名称】弁理士法人藤本パートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】井城 ひなた

(57)【要約】

【課題】冷却水による蒸気生成装置への悪影響を防止しつつ、処理対象物の加熱冷却処理におけるエネルギー効率を高めた加熱冷却装置及び加熱冷却方法を提供する。
【解決手段】本発明は、処理槽と、熱交換器と、熱交換器の一次側流路に加熱蒸気を供給し且つ使用済加熱蒸気を回収して再利用する蒸気供給装置と、熱交換器の一次側流路に冷却水を供給し且つ使用済冷却水を回収して再利用する冷却水供給装置と、制御装置と、を備え、処理槽に収容された処理対象物を、熱交換器において加熱蒸気により加熱された前記熱媒体で加熱する加熱工程、加熱工程の後、処理対象物を、熱交換器において前冷却水により冷却された熱媒体で冷却する冷却工程、および冷却工程の後、熱交換器の一次側流路に残った冷却水を排出し且つ洗浄水で一次側流路を洗浄する排水洗浄工程、を実施するように構成された。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

処理対象物を収容し且つ熱媒体で前記処理対象物を加熱及び冷却する処理槽と、
互いに熱交換可能な一次側流路及び二次側流路を有する熱交換器と、
前記熱交換器の一次側流路に加熱蒸気を供給し且つ該一次側流路でから排出される使用済加熱蒸気を回収して再利用する蒸気供給装置と、
前記熱交換器の一次側流路に冷却水を供給し且つ該一次側流路から排出される使用済冷却水を回収して再利用する冷却水供給装置と、
制御装置と、を備え、
前記処理槽に収容された前記処理対象物を、前記熱交換器において前記加熱蒸気により加熱された前記熱媒体で加熱する加熱工程、
前記加熱工程の後、前記処理対象物を、前記熱交換器において前記冷却水により冷却された前記熱媒体で冷却する冷却工程、および
前記冷却工程の後、前記熱交換器の一次側流路に残った前記冷却水を排出し且つ洗浄水で一次側流路を洗浄する排水洗浄工程、を実施するように構成されたことを特徴とする加熱冷却装置。

【請求項2】

前記制御装置は、前記排水洗浄工程において、前記洗浄水によって前記熱交換器内の熱媒体を冷却し、該熱媒体を前記熱交換器から前記処理槽へと供給し、前記処理対象物を冷却するように構成された、請求項１記載の加熱冷却装置。

【請求項3】

処理対象物を収容し且つ熱媒体で前記処理対象物を加熱及び冷却する処理槽と、
互いに熱交換可能な一次側流路及び二次側流路を有する熱交換器と、
前記熱交換器の一次側流路に加熱蒸気を供給し且つ該一次側流路から排出される使用済加熱蒸気を回収して再利用する蒸気供給装置と、
前記熱交換器の一次側流路に冷却水を供給し且つ該一次側流路から排出される使用済冷却水を回収して再利用する冷却水供給装置と、
を備えた加熱冷却装置を用いて処理対象物を加熱及び冷却する加熱冷却方法であって、
前記処理槽に収容された前記処理対象物を、前記熱交換器において前記加熱蒸気により加熱された前記熱媒体で加熱する加熱工程と、
前記加熱工程の後、前記処理対象物を、前記熱交換器において前記冷却水により冷却された前記熱媒体で冷却する冷却工程と、
前記冷却工程の後、前記熱交換器の一次側流路に残った前記冷却水を排出し且つ洗浄水で一次側流路を洗浄する排水洗浄工程と、を備えたことを特徴とする加熱冷却方法。

【請求項4】

前記排水洗浄工程において、前記洗浄水によって前記熱交換器内の熱媒体を冷却し、該熱媒体を前記熱交換器から前記処理槽へと供給し、前記処理対象物を冷却する、請求項３記載の加熱冷却方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、処理対象物を処理槽内で加熱した後に冷却する際に用いられる冷却水を回収可能な加熱冷却装置及び加熱冷却方法に関する。

【背景技術】

【0002】

レトルト食品などの処理対象物を製造する際に、処理対象物を加熱した後に冷却する加熱冷却装置が使用される（特許文献１参照）。この加熱冷却装置は、収容した処理対象物に熱媒体を噴射可能なスプレーノズルが設けられた処理槽、加熱蒸気を供給可能なボイラ、及び、冷却水を供給可能なクーリングタワーを備える。また、加熱冷却装置は、一次側流路にボイラ又はクーリングタワーが切り替え可能に接続され且つ二次側流路にスプレーノズルが接続される熱交換器等を備える。この加熱冷却装置では、例えば、処理対象物の加熱殺菌処理を行い、さらに冷却処理を行った後、処理対象物を処理槽から取り出し、次の処理対象物を処理槽に収容し、この処理対象物の加熱殺菌処理及び冷却処理を行う。

【0003】

具体的に、処理対象物に対する加熱殺菌処理では、ボイラからの蒸気を熱交換器の一次側流路に供給することで熱交換器の二次側流路を通って循環する熱媒体を加熱し、加熱された熱媒体をスプレーノズルから処理対象物に向け噴射する。所定の温度及び時間で加熱殺菌処理を行った後、続く冷却処理では、クーリングタワーで冷却された冷却水を熱交換器の一次側流路に供給することで熱交換器の二次側流路を通って循環する熱媒体を冷却し、冷却された熱媒体をスプレーノズルから処理対象物に向け噴射する。処理対象物を所定の温度まで冷却すると、この処理対象物を処理槽から取り出し、次の処理対象物を処理槽に収容する。

【0004】

次の処理対象物に対する加熱殺菌処理では、ボイラから熱交換器の一次側流路に蒸気を供給開始してから所定時間が経過するまで、熱交換器の一次側流路に残留する冷却水を外部に排出させる。これは、冷却水には、クーリングタワーのスケール防止剤等の薬剤が含まれているため、この冷却水がボイラに流入してボイラを損傷することを防止するためである。所定時間が経過した後、蒸気の凝縮により熱交換器の一次側流路に生じたドレンは、スケール防止剤等の薬剤が含まれずボイラで回収可能となるため、回収してボイラに供給する。その後、この処理対象物に対しても冷却処理を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第５７３７５５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

前記加熱冷却装置では、蒸気の供給開始から所定時間が経過するまでの間において、熱交換器の一次側流路から排出されたドレンを冷却水とともに外部に排出しており、熱エネルギーの回収効率が十分ではなかった。

【0007】

本発明は、冷却水による蒸気生成装置への悪影響を防止しつつ、処理対象物の加熱冷却処理におけるエネルギー効率を高めた加熱冷却装置及び加熱冷却方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の加熱冷却装置は、処理対象物を収容し且つ熱媒体で前記処理対象物を加熱及び冷却する処理槽と、互いに熱交換可能な一次側流路及び二次側流路を有する熱交換器と、前記熱交換器の一次側流路に加熱蒸気を供給し且つ該一次側流路から排出される使用済加熱蒸気を回収して再利用する蒸気供給装置と、前記熱交換器の一次側流路に冷却水を供給し且つ該一次側流路から排出される使用済冷却水を回収して再利用する冷却水供給装置と、制御装置と、を備え、前記処理槽に収容された前記処理対象物を、前記熱交換器において前記加熱蒸気により加熱された前記熱媒体で加熱する加熱工程、前記加熱工程の後、前記処理対象物を、前記熱交換器において前記冷却水により冷却された前記熱媒体で冷却する冷却工程、および前記冷却工程の後、前記熱交換器の一次側流路に残った前記冷却水を排出し且つ洗浄水で一次側流路を洗浄する排水洗浄工程、を実施するように構成されたことを特徴とする。

【0009】

冷却水供給装置がいわゆる冷却塔である場合は、冷却水にはスケール防止剤が含まれている。本発明では、この冷却水を用いた冷却工程の後、熱交換器の一次側流路に残った冷却水を排出し且つ洗浄水で一次側流路を洗浄する排水洗浄工程を実施するようにしたため、次の加熱工程では、蒸気の供給と同時に凝縮水を蒸気供給装置へと回収し再利用することができ、従来と比較してエネルギー効率を高めることが可能となる。

【0010】

また、前記加熱冷却装置は、前記制御装置は、前記排水洗浄工程において、前記洗浄水によって前記熱交換器内の熱媒体を冷却し、該熱媒体を前記熱交換器から前記処理槽へと供給し、前記処理対象物を冷却するように構成されてもよい。

【0011】

一般に、冷却塔等の冷却水供給装置から供給される冷却水よりも排水洗浄工程で使用される洗浄水としての上水の方が低温であるため、該洗浄水で熱交換器内を洗浄すると同時に熱媒体を冷却し、処理対象物を冷却することにより、冷却に要する時間を短縮し、一バッチの処理時間を短縮することが可能となる。

【0012】

本発明の加熱冷却方法は、処理対象物を収容し且つ熱媒体で前記処理対象物を加熱及び冷却する処理槽と、互いに熱交換可能な一次側流路及び二次側流路を有する熱交換器と、前記熱交換器の一次側流路に加熱蒸気を供給し且つ該一次側流路から排出される使用済加熱蒸気を回収して再利用する蒸気供給装置と、前記熱交換器の一次側流路に冷却水を供給し且つ該一次側流路から排出される使用済冷却水を回収して再利用する冷却水供給装置と、を備えた加熱冷却装置を用いて処理対象物を加熱及び冷却する加熱冷却方法であって、前記処理槽に収容された前記処理対象物を、前記熱交換器において前記加熱蒸気により加熱された前記熱媒体で加熱する加熱工程と、前記加熱工程の後、前記処理対象物を、前記熱交換器において前記冷却水により冷却された前記熱媒体で冷却する冷却工程と、前記冷却工程の後、前記熱交換器の一次側流路に残った前記冷却水を排出し且つ洗浄水で一次側流路を洗浄する排水洗浄工程と、を備えたことを特徴とする。

【0013】

かかる構成では、冷却水供給装置がいわゆる冷却塔である場合は、冷却水にはスケール防止剤が含まれている。本発明では、この冷却水を用いた冷却工程の後、熱交換器の一次側流路に残った冷却水を排出し且つ洗浄水で一次側流路を洗浄する排水洗浄工程を実施するようにしたため、次の加熱工程では、蒸気の供給と同時に凝縮水を蒸気供給装置へと回収し再利用することができ、従来と比較してエネルギー効率を高めることが可能となる。

【0014】

前記加熱冷却方法では、前記排水洗浄工程において、前記洗浄水によって前記熱交換器内の熱媒体を冷却し、該熱媒体を前記熱交換器から前記処理槽へと供給し、前記処理対象物を冷却してもよい。

【0015】

一般に、冷却塔等の冷却水供給装置から供給される冷却水よりも洗浄工程で使用される洗浄水としての上水方が低温であるため、該洗浄水で熱交換器内を洗浄すると同時に熱媒体を冷却し、処理対象物を冷却することにより、冷却に要する時間を短縮し、一バッチの処理時間を短縮することが可能となる。

【発明の効果】

【0016】

以上より、本発明によれば、冷却水による蒸気生成装置への悪影響を防止しつつ、処理対象物の加熱冷却処理におけるエネルギー効率を高めた加熱冷却装置及び加熱冷却方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、本実施形態に係る加熱冷却装置の模式図である。

【図2】図２は、本実施形態に係る加熱冷却方法の全体の処理手順を示すフローチャートである。

【図3】図３は、前記処理手順における冷却工程及び排水洗浄工程の具体的な処理手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態について、図１～図３を参照しつつ説明する。本実施形態に係る加熱冷却装置１は、図１に示すように、処理槽２と、熱交換器３と、蒸気供給装置４と、冷却水供給装置５と、制御装置６と、を備える。この加熱冷却装置１は、給水装置７も備える。

【0019】

処理槽２は、処理対象物を収容し且つ熱媒体で処理対象物を加熱及び冷却するものである。処理対象物は、例えば、食品である。具体的には、アルミパウチに収容されたレトルト食品である。この処理槽２内には、処理対象物に対して加熱あるいは冷却された熱媒体としての水を噴射する複数のスプレーノズルが配設されている。さらに、処理槽２には、処理槽２内の給水レベルを検出する水位計と、処理槽２内の温度を検出する温度センサとが設けられている。

【0020】

熱交換器３は、互いに熱交換可能な一次側流路３１及び二次側流路３２を有する。また、熱交換器３は、一次側流路３１に加熱蒸気が供給されると、該加熱蒸気により二次側流路３２に流れる熱媒体が加熱される。さらに、熱交換器３は、一次側流路３１に冷却水が供給されると、該冷却水により二次側流路３２に流れる熱媒体が冷却される。本実施形態の加熱冷却装置１では、熱交換器３は、重ね合わされた複数の伝熱プレートを有するプレート式熱交換器である。

【0021】

蒸気供給装置４は、熱交換器３の二次側流路３２を流れる熱媒体を加熱するための蒸気を生成するものである。また、蒸気供給装置４は、熱交換器３の一次側流路３１に加熱蒸気を供給し且つ該一次側流路３１から排出される使用済加熱蒸気（例えば、一次側流路３１で凝縮した凝縮水）を回収して再利用する。例えば、蒸気供給装置４は、ボイラである。

【0022】

冷却水供給装置５は、熱交換器３の二次側流路３２を流れる熱媒体を冷却するための冷却水を生成する。また、冷却水供給装置５は、熱交換器３の一次側流路３１に冷却水を供給し且つ該一次側流路３１から排出される使用済冷却水を回収して再利用する。例えば、冷却水供給装置５は、冷却塔（クーリングタワー）である。この冷却塔は、開放式であっても、密閉式であってもよい。冷却水には、スケール防止剤が含まれている。

【0023】

本実施形態の加熱処理装置１では、熱交換器３の二次側流路３２の一端３２Ａから、処理槽２（具体的には、処理槽２の複数のスプレーノズル）までを接続する配管３２０が設けられている。例えば、配管３２０は、二種類の高さ（上側と下側）に配置された処理対象物に対応するため、上流から下流に向かう途中で二本に分岐しており、それぞれに仕切弁１０２、１０３が配置されている。なお、配管３２０は、分岐していなくてもよく、この場合、例えば、上流側の端部と下流側の端部との間の途中に一つの弁が配置される。さらに、処理槽２から、熱交換器３の二次側流路３２の他端３２Ｂまでを接続する配管３２１が設けられている。配管３２１には、熱媒体循環ポンプＰ１が配置されている。これら配管３２０、３２１により、熱媒体を、熱交換器３の二次側流路３２を通して処理槽２と熱交換器３との間で循環させる熱媒体循環流路が構成されている。また、熱媒体循環流路では、熱媒体循環ポンプＰ１は、処理槽２に貯留された熱媒体を熱交換器３の二次側流路３２に送給し、配管３２０を介して処理槽２の複数のスプレーノズルから噴射する。

【0024】

蒸気供給装置４から、熱交換器３の一次側流路３１の一端３１Ａまでを接続する配管３１０が設けられている。配管３１０には、温度調節用蒸気弁１０４が配置されている。配管３１０は、蒸気供給装置４より生成された蒸気を熱交換器３の一次側流路３１に供給する蒸気供給流路を構成している。

【0025】

熱交換器３の一次側流路３１の他端３１Ｂから、蒸気供給装置４までを接続する配管３１１が設けられている。配管３１１には、蒸気トラップ弁１０５が配置されている。配管３１１は、熱交換器３の一次側流路３１から排出される使用済加熱蒸気（例えば、一次側流路３１で凝縮した凝縮水（ドレン））を蒸気供給装置４に還流するドレン回収流路を構成している。

【0026】

冷却水供給装置５から、熱交換器３の一次側流路３１の一端３１Ａまでを接続する配管３１２が設けられている。配管３１２には、温度調節用冷却弁１０７が配置されている。また、熱交換器３の一次側流路３１の他端３１Ｂから、冷却水供給装置５までを接続する配管３１３が設けられている。配管３１３には、冷却水出口弁１０６が配置されている。配管３１２、３１３は、冷却水供給装置５により生成された冷却水を熱交換器３の一次側流路３１に供給するとともに、熱交換器３の一次側流路３１を通った冷却水を冷却水供給装置５に回収する冷却水循環流路を構成している。

【0027】

給水装置７から、配管３２１における循環ポンプＰ１よりも上流側の箇所までを接続する配管３２２が設けられている。配管３２２には、上流側から、給水ポンプＰ２と、給水弁１０１と、が配置されている。配管３２２に供給される熱媒体としての水の温度は、例えば、２０℃である。

【0028】

給水装置７から、配管３１３における熱交換器３の一次側流路３１の他端３１Ｂと冷却水出口弁１０６との間の箇所までを接続する配管３２３が設けられている。配管３２３には、上流側から、給水ポンプＰ２と、注入弁１１０と、が配置されている。熱交換器３の一次側流路３１の一端３１Ａから、加熱冷却装置１の外部までを接続する配管３１４が設けられている。配管３１４には、蒸気遮断弁１１１が配置されている。配管３２３、３１４により、洗浄水で熱交換器３の一次側流路３１を洗浄する洗浄流路が構成されている。

【0029】

この加熱冷却装置１の外部から、熱交換器３の一次側流路３１の一端３１Ａまでを接続する配管３１５が設けられている。配管３１５には、エアー押し弁１０８が配置されている。熱交換器３の一次側流路３１の他端３１Ｂから、加熱冷却装置１の外部までを接続する配管３１６が設けられている。配管３１６には、残水ブロー弁１０９が配置されている。配管３１５、３１６により、熱交換器３の一次側流路３１に残った冷却水や洗浄水を排出する（具体的には、加熱冷却装置１の外部に排出する）残留水排出流路が構成されている。

【0030】

制御装置６は、加熱冷却装置１が備える各構成要素を制御するように構成されている。具体的には、制御装置６による加熱冷却装置１が備える各構成要素の制御により、加熱冷却装置１は、処理槽２に収容された処理対象物を、熱交換器３において加熱蒸気により加熱された熱媒体で加熱処理する加熱工程、加熱工程の後、処理対象物を、熱交換器３において冷却水により冷却された熱媒体で冷却する冷却工程、および、冷却工程の後、熱交換器３の一次側流路３１に残った冷却水を排出し且つ洗浄水で一次側流路を洗浄する排水洗浄工程、を実施するように構成されている。

【0031】

また、制御装置６による加熱冷却装置１が備える各構成要素の制御により、加熱冷却装置１は、排水洗浄工程において、洗浄水によって熱交換器３内の熱媒体を冷却し、該熱媒体を熱交換器３から処理槽２へと供給し、処理対象物を冷却するように構成されている。

【0032】

制御装置６は、給水弁１０１、給水ポンプＰ２、熱媒体循環ポンプＰ１、温度調節用蒸気弁１０４、温度調節用冷却弁１０７、及び、冷却水出口弁１０６等の各弁やポンプを、処理対象物の加熱冷却処理手順に従って制御する制御盤を備える。また、制御装置６は、温度センサが検出する処理槽２内の温度をモニターしており、この温度が予め定められた設定温度に到達したか否かを判定するように構成されている。本実施形態の加熱冷却装置１では、制御装置６は、水位計が検出する処理槽２内の給水レベルをモニターしており、この給水レベルが予め定められた所定の水位に到達したか否かを判定するように構成されている。

【0033】

この制御盤は、例えば、マイクロコンピュータによって構成することができる。マイクロコンピュータは、ＣＰＵ、制御プログラムを格納する記憶部等を含んで構成されている。ＣＰＵが前記の制御プログラムを実行することにより制御装置６が上記制御を行う。

【0034】

次に、本実施の形態における加熱冷却方法について図２及び図３を参照して説明する。この加熱冷却方法は、処理対象物を収容し且つ熱媒体で加熱及び冷却する処理槽２と、互いに熱交換可能な一次側流路３１及び二次側流路３２を有する熱交換器３と、熱交換器３の一次側流路３１に加熱蒸気を供給し且つ該一次側流路３１で凝縮した凝縮水を回収する蒸気供給装置４と、熱交換器３の一次側流路３１に冷却水を供給し且つ回収する冷却水供給装置５と、を備えた加熱冷却装置１を用いて処理対象物を加熱及び冷却する加熱冷却方法である。以下、具体的には、上述の加熱処理装置１を用いた加熱冷却方法について説明する。この加熱冷却方法は、図２に示すように、以下に示す各工程を含む。
１）処理槽２に収容された処理対象物を、熱交換器３において加熱蒸気により加熱された熱媒体で加熱する加熱工程Ｓ１。
２）加熱工程Ｓ１の後、処理対象物を、熱交換器３において冷却水により冷却された熱媒体で冷却する冷却工程Ｓ２。
３）冷却工程Ｓ２の後、熱交換器３の一次側流路３１に残った冷却水を排出し且つ洗浄水で一次側流路を洗浄する排水洗浄工程Ｓ３。
４）排水洗浄工程Ｓ３の後、熱交換器３の一次側流路３１に残った洗浄水を排出する洗浄水排水工程Ｓ４。

【0035】

加熱工程Ｓ１では、制御装置６は、熱媒体循環ポンプＰ１を起動し、温度調節用蒸気弁１０４を開動作させ、温度調節用冷却弁１０７を閉状態にすることにより、蒸気供給装置４から熱交換器３の一次側流路３１に蒸気の供給を開始すると共に、処理槽２内の熱媒体を、熱交換器３の二次側流路３２を介して処理槽２内に循環させる。これにより、処理槽２に収容された処理対象物を、熱交換器３において加熱蒸気により加熱された熱媒体で加熱する。このとき、熱交換器３の一次側流路３１から排出される使用済加熱蒸気（例えば、一次側流路３１で凝縮した凝縮水（ドレン））がドレン回収流路で回収され蒸気供給装置４に還流される。なお、本実施形態の加熱処理方法では、処理槽２内の設定温度は１２０℃であり、処理槽２内の圧力は大気圧より高く設定されている。また、この加熱方法では、処理対象物の調理及び殺菌を行う。

【0036】

さらに、制御装置６は、温度センサからの検出信号に基づいて処理槽２内の温度が予め定められた設定温度に到達したかを判定する。ここで、処理槽２内の温度が設定温度に到達していないとき、制御装置６は、温度調節用蒸気弁１０４の開状態および熱媒体循環ポンプＰ１の運転状態を保持する。一方、処理槽２内の温度が設定温度に到達した状態で予め定められた設定時間（例えば、２０分～３０分）が経過しとき、制御装置６は、温度調節用蒸気弁１０４を閉にし、熱媒体循環ポンプＰ１を停止して、加熱工程Ｓ１を終了する。

【0037】

本実施形態の加熱冷却方法において、冷却水循環工程Ｓ２１では、制御装置６は、温度調節用蒸気弁１０４を閉動作させ、温度調節用冷却弁１０７及び冷却水出口弁１０６を開状態にすることにより、冷却水供給装置５から熱交換器３の一次側流路３１に冷却水の供給を開始すると共に、処理槽２内の熱媒体を、熱交換器３の二次側流路３２を介して処理槽２内に循環させる（図１及び図３参照）。これにより、処理対象物を、熱交換器３において冷却水により冷却された熱媒体で冷却する。このとき、熱交換器３の一次側流路３１から排出された冷却水が回収され冷却水供給装置５に還流される。なお、冷却水供給装置５から供給される冷却水の温度は、３０℃乃至４０℃程度であり、熱交換器３の一次側流路３１を通った冷却水の温度は、約７０℃前後から３５℃前後まで低下する。

【0038】

制御装置６は、冷却水循環工程Ｓ２１を温度センサからの検出信号に基づいて処理槽２内の温度が予め定められた切替温度に到達するまで実施する。処理槽２内の温度が切替温度に到達したとき（ステップＳ２２においてＹｅｓ）、排水洗浄工程Ｓ３（具体的には、洗浄工程Ｓ３の後述する冷却水排出工程）を実施する。この切替温度は、例えば、４０～４５℃である。

【0039】

本実施形態の加熱冷却方法では、排水洗浄工程Ｓ３は、例えば、熱交換器３の一次側流路３１に残った冷却水を排出する冷却水排出工程Ｓ３１と、洗浄流路を用いて一次側流路３１を洗浄水により洗浄する洗浄工程Ｓ３２と、を含む。この加熱冷却方法では、排水洗浄工程Ｓ３（本実施形態では、洗浄工程Ｓ３２）において、制御装置６が、熱媒体循環流路に熱媒体を循環させることで、洗浄水によって熱交換器３内で冷却された該熱媒体を熱交換器３から処理槽２へと供給し、処理対象物を冷却する。

【0040】

具体的には、冷却水排出工程Ｓ３１では、熱交換器３の一次側流路３１に残った冷却水を排出する際に、エアブローを実施してもよい。この場合、冷却水排出工程Ｓ３１では、制御装置６は、温度調節用冷却弁１０７及び冷却水出口弁１０６を閉動作させ、エアー押し弁１０８及び残水ブロー弁１０９を開状態にすることにより、エアー供給装置から熱交換器３の一次側流路３１に、加熱冷却装置１の外部からエアーの供給を開始することで、エアブローにより、残留水排出流路を介して熱交換器３の一次側流路３１に残った冷却水を排出する。

【0041】

次いで、洗浄工程Ｓ３２では、制御装置６は、エアー押し弁１０８及び残水ブロー弁１０９を閉動作させ、給水ポンプＰ２を起動させ、注入弁１１０及び蒸気遮断弁１１１を開状態にすることにより、熱交換器３の一次側流路３１に給水装置７から給水する、即ち、洗浄水を供給する。このとき、配管３２３を介した洗浄水を配管３１４を介して排出して、一次側流路３１の底側から洗浄することにより、一次側流路３１に冷却水が残留しにくい。なお、洗浄工程Ｓ３２において、熱交換器３の一次側流路３１にバブリングを行うことにより、洗浄効果をさらに向上させてもよい。

【0042】

制御装置６は、洗浄工程Ｓ３２を、所定の時間（洗浄停止時間）に到達するまで実施する。このとき、制御装置６は、給水ポンプＰ２を起動させたまま、注入弁１１０及び蒸気遮断弁１１１の開状態を保持する。この洗浄停止時間は、例えば、３分である。洗浄工程Ｓ３２の実施時間が所定の時間（洗浄停止時間）に到達したとき（ステップＳ３３においてＹｅｓ）、制御装置６は、洗浄水排水工程Ｓ４を実施する。このように、洗浄工程Ｓ３２を時間制御により実施するが、洗浄工程Ｓ３２を温度制御（処理槽２内の温度が予め定められた冷却停止温度に到達するまで実施する制御）を行ってもよい。

【0043】

洗浄水排水工程Ｓ４では、制御装置６は、給水ポンプＰ２を停止し、注入弁１１０及び蒸気遮断弁１１１を閉動作させ、エアー押し弁１０８及び残水ブロー弁１０９を開状態にすることにより、エアー供給装置から熱交換器３の一次側流路３１にエアーの供給を開始することで、残留水排出流路を介して熱交換器３の一次側流路３１に残った洗浄水を排出する。

【0044】

また、本実施形態の加熱冷却処理を繰り返し行う場合、所定の処理対象物に対して、一連の処理（工程Ｓ１～Ｓ４）を行った後、処理槽２内からの熱媒体の排出、処理槽２内を大気圧にする処理、処理対象物の取り出し等を行い、処理槽２に次に加熱冷却処理を行う処理対象物を収容し、次の処理対象物に対して一連の処理（工程Ｓ１～Ｓ４）を行う。

【0045】

以上の加熱冷却装置１によれば、上述のように、冷却水供給装置５がいわゆる冷却塔である場合は、冷却水にはスケール防止剤が含まれている。この冷却水が、ボイラ等の蒸気供給装置４に流入すると、蒸気供給装置４が損傷するおそれがある。そのため、冷却水を含むドレンを回収して、蒸気供給装置４に供給することは困難である。本実施形態では、この冷却水を用いた冷却工程の後、熱交換器３の一次側流路３１に残った冷却水を排出し且つ洗浄水で一次側流路３１を洗浄する排水洗浄工程を実施するようにしたため、次の加熱工程では、蒸気の供給と同時に凝縮水を蒸気供給装置４へと回収し再利用することができ、従来と比較してエネルギー効率を高めることが可能となる。

【0046】

本実施形態の加熱冷却装置１では、一般に、冷却塔等の冷却水供給装置５から供給される冷却水よりも排水洗浄工程で使用される洗浄水としての上水の方が低温であるため、該洗浄水で熱交換器３内を洗浄すると同時に熱媒体を冷却し、処理対象物を冷却することにより、冷却に要する時間を短縮し、一バッチの処理時間を短縮することが可能となる。

【0047】

なお、本発明の加熱冷却装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することができ、また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることができる。さらに、ある実施形態の構成の一部を削除することができる。

【0048】

例えば、上記実施形態の加熱処理装置では、ドレン回収流路により回収したドレンを蒸気供給装置４に還流していたが、このドレンを別の用途に使用してもよい。例えば、このドレンを、冷却水供給装置５に供給してもよく、この場合、冷却水循環流路にドレン回収流路を接続すればよい。

【0049】

上記実施形態の加熱処理方法では、制御装置６は、冷却停止温度（本来、処理対象物を冷却するべき設定温度）に到達する前の温度（切替温度）まで、冷却工程Ｓ２を行っていたが、冷却停止温度に到達するまで、冷却工程Ｓ２を行ってもよい。この場合、制御装置６は、排水洗浄工程Ｓ３において、洗浄工程Ｓ３２を、熱交換器３の一次側流路３１から冷却水が残留しない程度まで洗浄できるように予め設定した所定時間だけ行えばよい。また、このように洗浄工程Ｓ３２を行い、加熱冷却処理を繰り返し行う場合、洗浄水排水工程Ｓ４を行っている間、処理槽２内に貯留されている熱媒体を排出し、処理槽２内の加圧空気を処理槽２外へ排出して処理槽２内を大気圧にした上で、処理槽２内の処理対象物を取り出し、処理槽２に次に加熱冷却処理を行う次の処理対象物を収容する。さらに、洗浄水排水工程Ｓ４が完了した後、次の処理対象物に対して一連の処理（工程Ｓ１～Ｓ４）を行ってもよい。これにより、加熱冷却処理を繰り返し行う場合の処理時間を短縮することができる。

【0050】

上記実施形態の加熱処理装置では、処理対象物は食品であったが、処理対象物は医薬品等であってもよい。また、実施の形態では、加熱処理工程Ｓ１によって処理対象物の調理及び殺菌を行ったが、加熱処理工程Ｓ１によって被処理物の調理のみ、あるいは、殺菌のみを行ってもよい。

【符号の説明】

【0051】

１…加熱冷却装置、２…処理槽、３…熱交換器、４…蒸気供給装置、５…冷却水供給装置、６…制御装置、７…給水タンク、８…エアー供給装置、９…残水ブロー、２０…配管、３１…一次側流路、３１Ａ…一端、３１Ｂ…他端、３２…二次側流路、３２Ａ…一端、３２Ｂ…他端、３１０、３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３１６、３２０、３２１、３２２、３２３…配管、１０１…給水弁、１０２、１０３…仕切弁、１０４…温度調節用蒸気弁、１０５…蒸気トラップ弁、１０６…冷却水出口弁、１０７…温度調節用冷却弁、１０８…エアー押し弁、１０９…残水ブロー弁、１１０…注入弁、１１１…蒸気遮断弁、Ｐ１…熱媒体循環ポンプ、Ｐ２…給水ポンプ

【図1】

【図2】

【図3】