流体作業監視装置、パイプラインミルカー、バルククーラー
【課題】自動制御によるパイプライン洗浄作業等の洗浄不良の原因を究明できる流体作業監視機能を備えたパイプラインミルカーを提供する。
【解決手段】ミコン制御部１０１と、記憶手段１０２と、洗浄液の循環経路の所定の部位に臨ませて設けた流体の状態を検出するための温度センサ１０７、電気伝導度センサ１０８及びｐＨセンサ１０９を有し、前記記憶手段１０２には予め外部機器が実行する流体による複数の作業工程の種別特徴と良否判定に用いる作業工程の種別に応じた所定の基準値が格納されており、前記マイコン制御部１０１は前記各センサの経時的な出力変化と前記作業工程の種別特徴とを比較観察し、現在行われている流体による作業工程の種別を判定する工程種別判定手段と、前記各センサの出力が作業工程の種別に応じた所定の基準値を充たす状態が一定時間継続したかどうかにより、当該作業工程の良否を判断する作業工程良否判断手段１０１ｃとを備える。
【解決手段】ミコン制御部１０１と、記憶手段１０２と、洗浄液の循環経路の所定の部位に臨ませて設けた流体の状態を検出するための温度センサ１０７、電気伝導度センサ１０８及びｐＨセンサ１０９を有し、前記記憶手段１０２には予め外部機器が実行する流体による複数の作業工程の種別特徴と良否判定に用いる作業工程の種別に応じた所定の基準値が格納されており、前記マイコン制御部１０１は前記各センサの経時的な出力変化と前記作業工程の種別特徴とを比較観察し、現在行われている流体による作業工程の種別を判定する工程種別判定手段と、前記各センサの出力が作業工程の種別に応じた所定の基準値を充たす状態が一定時間継続したかどうかにより、当該作業工程の良否を判断する作業工程良否判断手段１０１ｃとを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプラインミルカーやバルククーラー等の酪農用機器に関し、特に自動制御により行われる配管洗浄・搾乳・搾乳作業等の良否を自動判定するための流体作業監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パイプラインミルカーを用いた集乳システムでは、一般に、図１１のように真空ポンプＰ１により乳牛に装着した搾乳ユニット１０から集乳ライン１１を介してレシーバージャー１２に生乳を集め、さらに集めた生乳を送乳ポンプＰ２によりバルククーラー３０に送って巡回サービスによる集乳まで冷蔵保管する。これらの集乳システム及び保管システムにおいては、ミルクの品質保持のため、温度の管理と所定の手順に基づいた内部の洗浄・殺菌が重要である。
【０００３】
パイプラインミルカーでは、真空ポンプＰ１及び送乳ポンプＰ２を利用した自動洗浄・殺菌システムが知られている。予め送乳ポンプＰの吐出側配管１３を洗浄槽２０内に接続すると共に、洗浄槽２０の上方を通る集乳ライン１１の分岐管１４に設けた接続口１５、１５・・・に搾乳ユニット１０を接続する。そして搾乳ユニット１０の各ティートカップの先端を洗浄槽２０内の洗浄液に浸すことにより、洗浄槽２０から、搾乳ユニット１０、分岐管１４、集乳ライン１１、レシーバージャー１２、送乳ポンプＰを経由する洗浄液の循環回路を形成する。そして洗剤供給装置２１から所定の種類・量の洗浄剤を洗浄槽２０に供給し不図示の湯水バルブからの湯または水と混合することにより、所定量の洗浄液を洗浄槽２０に貯溜する。そして真空ポンプＰ１と送乳ポンプＰ２を駆動することにより洗浄液を強制循環させ、搾乳ユニット１０、集乳ライン１１、レシーバージャー１２を自動洗浄する。洗浄終了時やかけ流し洗浄の場合には、送乳ポンプＰ２の吐出側配管に設けた排水弁１６を開放し、戻った水や洗浄液を自動排出する。洗剤供給装置２１は殺菌剤を供給することも可能であり、殺菌工程では殺菌液を循環させて同様の処理を行う。これらの処理は、真空ポンプＰ１、送乳ポンプＰ２、洗剤供給装置２１、湯水バルブ、排水弁１６等の動作を制御する自動制御装置（不図示）によって行われる。
【０００４】
パイプラインミルカーの洗浄方法は、搾乳作業の前後に、水、酸性・アルカリ性洗浄液等の洗浄水を循環させて洗浄を行う。通常の洗浄手順では、まず常温の水やぬるま湯による最初のかけすすぎにより、乳成分を洗い流す。次にアルカリ性洗浄剤を含む洗浄水での循環洗浄による脂肪分の分解洗浄や、酸性の洗浄水での循環洗浄による無機物類の除去などを順次行って溶けにくい汚れを除去する。その後、水やぬるま湯等で最後のかけすすぎを行って洗浄液を洗い流す。洗浄後、搾乳の前に、さらに殺菌液による殺菌作業を行うこともある。
【０００５】
一方、バルククーラーの洗浄・殺菌においては、図１２のように専用の洗浄ポンプを運転してタンクの内部に洗浄液・殺菌液を循環させ、自動洗浄することが知られている。バルククーラーの洗浄システムの構成は、例えばバルクタンク３０の排水用配管３１に洗浄ポンプＰ３、洗浄液供給装置４０、湯水バルブ４１を設けておき、洗浄ポンプＰ３から洗浄用配管３２を経てバルククーラー３０最上部のノズル３３にいたる洗浄液の循環回路を形成する。そして洗剤供給装置２１から所定の種類・量の洗浄剤・殺菌剤を排水用配管３１に供給し不図示の湯水バルブからの湯または水と混合することにより、所定量の洗浄液を排水用配管３１及びバルククーラー３０の底部に貯溜する。その後分配羽根３４を回転させながら洗浄ポンプＰ３を駆動させることにより、洗浄液をバルクタンク３０内部に満遍なくゆきわたらせて自動洗浄する。洗浄終了時やかけ流し洗浄の場合には、排水用配管３１の末端に設けた排水弁３５を開放し、戻った水や洗浄液を自動排出する。殺菌工程を行う場合は同様に殺菌液を循環させて同様の処理を行う。これらの処理は、洗浄ポンプＰ３、排水弁３５、分配羽根３４の動作を制御する自動制御装置３７によって実行される。
【０００６】
バルククーラーの洗浄方法は、搾乳作業の前後に、水、酸性・アルカリ性洗浄液等の洗浄水を循環させて洗浄を行い、必要に応じて水によるすすぎを行うが、生乳の保存に必要な冷却温度まで装置内部を速やかに冷却するための温度管理も重要となる。例えば、洗浄液による洗浄の直前には薬剤による効果を高めるためにぬるま湯ですすいで配管・バルククーラーの温度を上げ、洗浄後には冷却時間を短縮するために冷水ですすいで配管・バルククーラーの温度を下げるというように、温度を変えて繰り返しすすぎを行う。通常の洗浄手順では、まず常温の水、ついでぬるま湯によるかけすすぎを行って、配管・バルククーラー等の温度を上げ、また乳成分を洗い流す。次にアルカリ性洗浄液での循環洗浄による脂肪分の分解洗浄を行い、常温の水ですすぎを行って洗浄液を洗い流す。さらに酸性洗浄液での循環洗浄による無機物類の除去を行い、溶けにくい汚れを除去する。最後に常温の水、次いで冷水でのすすぎを行って、洗浄液を洗い流すと共にバルククーラーの予冷を行う。洗浄後、貯乳の前に、さらに殺菌液による殺菌作業を行う。
【０００７】
自動制御によりパイプラインミルカーやバルククーラーの洗浄と搾乳を行う場合、洗浄液の不足やすすぎ残しがあるとミルクの品質の劣化につながるので、洗浄不良がないかを逐次確認すると共に、トレーサビリティの要請から、乳質に問題が生じた場合に原因を究明できるよう、洗浄の良否を示すデータを記録しておくことが望ましい。
【０００８】
特開２００５−１５１８０４号公報記載の発明は、親機と子機からなるバルククーラー用の温度監視装置であって、バルククーラの内部に望ませて設けた温度センサを備えており、冷凍機・真空ポンプの作動状態と温度データを監視し、温度の推移を時系列のデータとして表示部に表示すると共に、ポンプの作動や温度の測定値から冷却の不全や操作の誤りを判断して警報するほか、本来温度が上昇すべき洗浄中に上昇しないなど、洗浄の不良が推定される場合にも警報表示を行うものである。
【０００９】
特開２００８−１５４４７０号公報記載の発明は、パイプラインミルカーの洗浄システムにおいて各洗剤を個別にタンクに貯留して順次洗浄槽に供給するのに用いられる洗剤供給装置であるが、洗剤の正しい投入を確認・記録するため、洗剤タンク内に洗剤の必要量が存在するかを判定する水位センサと洗剤の種類を判定する洗剤センサ（電気伝導度センサ、静電容量センサ等）を設けている。そして各洗浄工程の開始後に、洗剤供給装置の制御部が所定のタイミングでこれらの出力を予め記憶された基準値と比較して貯留された洗剤等の種類と量を確認し、その結果を記録すると共に表示部に表示するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−１５１８０４号公報
【特許文献２】特開２００８−１５４４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献２記載の発明は、洗剤の種類を判別できる電気伝導度センサにより洗剤タンクやシリンダ内の洗剤量と洗剤の種類をチェックしている。しかしパイプラインミルカーの洗浄不良の原因としては、制御ミス・配管の漏れ・機器の作動不良などがあり、従来は、実際に配管内を循環する洗浄液等を直接確認できないため、不良の原因によっては判別できない場合が残されていた。これらを判定するためには、実際に配管内を循環する洗浄液等の種類や濃度を知る必要がある。また特許文献１記載の発明は、温度センサの測定値のみで洗浄工程の良否を推定しているために複数の洗浄工程を含むような複雑な自動洗浄システムでは、正確な判定が難しかった。
【００１２】
本発明は、自動制御による酪農用機器の洗浄作業の良否判定において、洗浄等の各工程について配管内の洗剤の種類・量を直接確認し、洗浄不良の原因を究明できる流体作業監視装置を提供することを一つの目的とする。また、複数の洗浄剤等を用いる複雑な洗浄・搾乳作業であっても、各作業の良否を的確に判定できるパイプラインミルカー等の流体作業監視装置を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１記載の発明は、自動制御により行われる酪農用機器の流体作業の進捗とその良否を自動判定する流体作業監視装置であって、該流体作業監視装置が、制御部と、記録手段と、ミルカー配管の所定の部位に臨ませて設けた温度センサと電気伝導度センサとを有し、前記記録手段には予め酪農用機器が実行する複数の作業工程の良否判定に用いる作業工程の種別に応じた所定の基準値が格納されており、前記制御部により、前記センサの全部またはいずれかの出力を前記良否判定に用いる作業工程の種別に応じた所定の基準値を充たしたかどうかにより、当該作業工程の良否を判断する作業工程良否判断手段とを備えていることを特徴とする。
【００１４】
ここで酪農用機器の流体作業とは、パイプラインミルカーの洗浄・殺菌・集乳作業やバルククーラーの洗浄・殺菌・生乳冷蔵作業等をいう。流体作業監視装置が現在行われている作業工程の種別を判定するには、記録手段に予め作業工程の順序と、各作業工程の種別特徴（作業工程を判定するための各センサ出力の閾値）を記録しておき、次回に行われるべき現在行われている作業工程の種別を判定する方法と、酪農用機器の洗浄システムの自動制御装置や洗剤供給装置などの制御信号をモニタすることにより作業工程の種別を判定する方法とがあるが、酪農用機器と一体に設けられる流体作業監視装置では、制御の簡易さの面から後者が望ましい。
【００１５】
一般的な酪農用機器の洗浄作業では、液温はすすぎ・殺菌工程では３５〜５０℃程度に保たれ、酸・アルカリ洗浄工程において６０℃程度に上昇するので、現在いずれの工程にあるかを判断するのには温度センサが有効である。また電気伝導度は、通常の水では０に近いが、洗浄液が混入するとその濃度に従って大きくなるので、すすぎ工程と、洗浄工程を区別したり、洗剤の投入量を確認するのには電気伝導度センサが有効である。従って、温度センサと電気伝導度センサを併用することにより、洗浄・殺菌作業の良否を正確に判定することができる。
【００１６】
良否判断に用いる基準値としては、センサの出力が基準値を充たす状態が一定時間繰り返されるかどうか、測定期間中に当該状態が一定回数表れたかどうか、又は当該状態を満たすセンサ出力の積算値が一定値以上となったかどうかを判断することにより行うことができる。一定時間（一定回数）とは固定値でも各工程ごとに異なる値でも良いが、異なる値とする場合は基準値の一部として記録手段に格納することが好ましい。
【００１７】
請求項２記載の発明は、前記流体作業監視装置が温度センサ及び電気伝導度センサに加えてｐＨセンサをさらに備えたことを特徴とするものである。ｐＨの値は、通常の水道水では６ないし７であり、アルカリ洗浄剤及び殺菌剤が投入されると大きくなり、酸性の洗浄剤が投入されると小さくなるので、ｐＨセンサの出力により、洗浄剤や殺菌剤の種類と量とをさらに正確に判断することができる。従って、温度センサ・電気伝導度センサ・ｐＨセンサを併用することにより、洗浄・殺菌作業の良否を正確に判定することができる。
【００１８】
請求項３記載の発明は、前記流体による作業工程が洗浄工程と殺菌工程を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の流体作業監視装置である。温度センサ・電気伝導度センサ・ｐＨセンサの全部または一部を適宜組み合わせることにより、洗浄・殺菌作業の良否をさらに正確に判断することができる。
【００１９】
請求項４記載の発明は、さらに表示手段と入力手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載の流体作業監視装置である。表示手段には、現在行われている工程（搾乳機の洗浄作業であれば、酸洗浄・アルカリ洗浄・すすぎ）の表示や、作業の良否の判定を表示する。また洗浄方法により工程の順序や基準値が異なる場合であっても、入力手段から設定を行うことにより複数のプログラムから選択したり、記録手段に格納された基準値を書き替えて対応することができるので、自動制御装置の制御プログラムが更新された場合にも容易に対応できる。
【００２０】
請求項５記載の発明は、前記記録手段が、作業工程良否判断手段による良否判断のデータを累積して記録することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の流体作業監視装置である。良否判断のデータを継続的に記録することにより不良品の発生を未然に防いだり、異常な事態の発生した原因を容易に特定することができる。電気伝導度のデータ等を記録に残す場合には、液温の測定値を参照してこれらを補正すればいっそう正確な記録とすることができる。
【００２１】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか一項記載の流体作業監視装置をパイプラインミルカーの洗浄殺菌工程の監視に用いるものであって、該流体作業監視装置が、自動洗浄システムの作動信号に基づいて作業工程の進捗を判断する機能を有することを特徴とするものである。作動信号とは、洗浄システムや洗剤供給装置の制御において、現在どの流体作業工程が行われているかを判別することのできる信号であり、洗浄システムや洗剤供給装置の制御装置にあらかじめ設定・記憶された作業工程手順に従って、他の機器を制御するために送出されるものである。好ましくは、洗浄槽に所定の種類・量の洗剤・殺菌剤等を供給するために用いられる洗剤供給装置の制御手段から、必要な作動信号を受信することができる。
【００２２】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６のいずれか一項記載の流体作業監視装置をバルククーラーの洗浄殺菌工程の監視に用いるものであって、該流体作業監視装置が、洗浄システムの作動信号に基づいて作業工程の進捗を判断する機能を有することを特徴とするものである。好ましくは、洗浄システムの自動制御装置に含まれる洗剤供給装置制御手段から、必要な作動信号を受信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施例１に係る流体作業監視装置の設置方法の概念図
【図２】図１の流体作業監視装置の制御回路の一例を示すブロック構成図
【図３】図２の記録手段に格納される洗浄・殺菌工程良否判断基準値テーブルの一例
【図４】洗浄・殺菌工程監視手順を示すフローチャート
【図５】搾乳機の洗浄工程時の各センサの出力変化を示す図
【図６】搾乳機の殺菌工程時の各センサの出力変化を示す図
【図７】実施例２に係る流体作業監視装置の設置方法の概念図
【図８】図２の記録手段に格納される洗浄・殺菌工程良否判断基準値テーブルの一例
【図９】バルククーラー洗浄工程時の各センサの出力変化を示す図
【図１０】バルククーラー殺菌工程時の各センサの出力変化を示す図
【図１１】パイプラインミルカーの自動洗浄システムの説明図
【図１２】バルククーラーの自動洗浄システムの説明図
【図１３】バケットミルカーの自動洗浄システムの説明図
【図１４】図２の流体作業監視装置の制御回路の一例を示すブロック構成図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら、本発明の具体的な実施形態について説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１はパイプラインミルカーに流体作業監視装置１を設置する場合の一つの実施例を示す図である。本発明のパイプラインミルカーの洗浄システムは、図１４に示されるものと略同様であるから同じ参照符号を用いて説明すると、予め洗浄液供給装置２１、湯水バルブ２２より所定量の洗浄液を洗浄槽２０に貯溜しておき、送乳ポンプＰ２の吐出側配管（送乳ライン）１３を洗浄槽２０に接続すると共に、洗浄槽２０の上方を通る集乳ライン１１の分岐管１４に設けた接続口１５、１５・・・に搾乳ユニット１０を吊下げて、各ティートカップの先端を洗浄槽２０内の洗浄液に浸すことにより、洗浄槽２０から、搾乳ユニット１０、分岐管１４、集乳ライン１１、レシーバージャー１２、送乳ポンプＰ２、送乳ライン１３を経由する洗浄液の循環回路を形成する。そして洗剤供給装置２１から所定の種類・量の洗浄剤を洗浄槽２０に供給し湯水バルブ２２からの湯または水と混合することにより、所定量の洗浄剤をを洗浄槽２０に貯溜し、送乳ポンプＰ２を駆動することにより洗浄液を強制循環させて、集乳ライン１１や搾乳ユニット１０等を自動洗浄する。洗浄終了時やかけ流し洗浄の場合には、送乳ポンプＰ２の吐出側配管に設けた排水弁１６を開放し、戻った水や洗浄液を自動排出する。
【００２６】
本実施例の流体作業監視装置１は、送乳ポンプＰ２のケーシング上に、洗浄システムの自動制御装置と一体に設けられている。送乳ポンプＰ２、湯水バルブ２２、洗剤自動供給装置２３、排水弁１６等の動作を制御し、洗浄・殺菌等の各作業工程の進捗に応じて必要な洗剤等の種類と供給時間を制御することにより洗浄水等を洗浄槽に貯留し、真空ポンプＰ１、送乳ポンプＰ２の動作及び排水弁１６の開閉により洗浄液を循環させて、必要な洗浄・殺菌工程を行わせる自動制御機能を備え、さらに洗浄・殺菌・搾乳工程の進捗に応じて洗浄・殺菌作業の良否を確認する機能を備えたものである。自動洗浄時に洗浄液等が通過する送乳ポンプＰ２の出口側配管に臨ませて、温度センサ・電気伝導度センサ・ｐＨセンサが設置されており、各センサの出力が流体作業監視装置の制御回路１００に出力される。なお流体作業監視装置１の設置箇所はこの位置に限らず、専用のスタンドにより設置するなど、任意の設置方法で見やすい場所に設置することができる。
【００２７】
図２は制御回路１００の一例を示すブロック構成図である。制御回路１００において、マイコン１０１はＡ／Ｄ変換回路１０４〜１０６を介して、送乳ポンプＰ２の出力側配管の内部に設置された温度センサ１０７、電気伝導度センサ１０８、ｐＨセンサ１０９と接続されている。温度センサ１０７は、洗浄・殺菌中、液温を測定し、アナログデータとしてＡ／Ｄ変換回路１０４に送信する。電気伝導度センサ１０８及びｐＨセンサ１０９は、洗浄・殺菌中、それぞれ配管内の電気伝導度及びｐＨ等の変化を測定・記憶し、アナログデータとしてＡ／Ｄ変換回路１０５及び１０６に送信する。Ａ／Ｄ変換回路１０４〜１０６はこれらのデータをデジタルデータに変換する。マイコン１０１はまた真空ポンプＰ１、送乳ポンプＰ２、洗剤供給装置２１その他の外部機器と接続されている。
【００２８】
制御回路１００はまた、記録手段１０２、入力手段である洗浄・殺菌工程設定手段１１３と開始・停止スイッチ１１４、出力手段である表示装置１１０及び通信装置１１１を備え、さらに電源部１１２を備える。表示装置１１０は、装置の前面に設置された液晶表示装置、警報ランプ等であり、各洗浄又は殺菌工程の判別結果と、洗浄・殺菌結果の良否を表示する。通信装置１１１は、無線通信手段等により、判別した工程の順序と良否判断の記憶データを、無線機能を備えた酪農家のパソコン等に出力することができる。
【００２９】
マイコン１０１は、洗浄・搾乳作業のモード信号に応じて自動制御プログラムから呼び出されて実行される論理ブロックとして、各Ａ／Ｄ変換回路１０４〜１０６の信号を繰り返しモニタして記録手段１０２から読み出した基準値と比較して流体の質を判定する流体質判定手段１０１ａと、洗浄及び殺菌工程の良否結果を判定する作業工程良否判断手段である洗浄及び殺菌工程良否判定手段１０１ｃ、送乳ポンプ制御手段１０１ｄ、真空ポンプ制御手段１０１ｆ、洗剤供給装置制御手段１０１ｅ等の外部機器制御手段を有している。記録手段１０２は不揮発性のメモリであり、良否判定と工程判定のプログラム、工程の順序と洗剤や水の所要量、判定基準値テーブル、現在の工程、過去の判定データ等が格納される。洗浄する対象（搾乳機・バルククーラー）や搾乳機制御装置や自動洗浄装置の機種によっては洗浄工程が異なる場合があるため、洗浄・殺菌工程設定手段１１３からの入力に従って、判定する工程・基準値等を選択設定できる方式となっている。設定内容は記録手段１０２に記録され、それに従ってマイコン１０１に各手順が呼び出される。
【００３０】
図３は記録手段１０２に格納される洗浄・殺菌工程良否判断基準値テーブルの一例であり、第一すすぎ工程、アルカリ洗浄工程、第二すすぎ工程、酸リンス工程、殺菌工程に対応する液温、電気伝導度、ｐＨ、継続時間の基準値がそれぞれ記憶されている。例えば第一すすぎ工程で液温３５〜５０℃、電気伝導度０〜２ｍＳ／ｃｍ、ｐＨ６〜７が６０秒間継続したときは、すすぎ工程が良と判断されることを示している。また、本実施例で良否判断の対象となるパイプラインミルカーの洗浄・殺菌工程における液温、電気伝導度及びｐＨの変化は、図５及び６のようになる。
【００３１】
次に、図４のフローチャートを参照しながら、洗浄・殺菌作業監視の具体的な判定手順を説明する。本実施例では、記録手段１２１に設定された各工程について良否判定し、全ての工程で良であれば総合判定を良とし、表示装置に洗浄良と表示する。不良の工程があれば、表示装置に不良工程を全て表示する。各工程における判定手順を詳細に説明すると、まず開始・停止スイッチ１１４の押下（Ｓ１０１）により、マイコン１０１が、記録手段１０２に登録された工程の順序に従って、次に実行されるべき工程についての洗剤や水の所要量を読み出し、それに従って送乳ポンプ制御手段１０１ｄ、真空ポンプ制御手段１０１ｆ、洗剤供給装置制御手段１０１ｅ等の外部機器制御手段が、送乳ポンプＰ２、真空ポンプＰ１、洗剤供給装置２１等に制御信号を送信する。流体質判定手段１０１ａは各センサにより温度・電気伝導度・ｐＨの測定を開始し、（Ｓ１０２）次に記録手段１０２に記憶された現在の工程をチェックし（Ｓ１０３）、全洗浄・殺菌工程が完了していれば各工程の良否をチェックする（Ｓ１０４）。全工程が良判定であれば表示装置に全工程結果が良である旨を表示する（Ｓ１０６）。不良工程があるときは、表示装置に不良工程と不良内容とを表示する（Ｓ１０５）。
【００３２】
洗浄及び殺菌工程良否判定手段１０１ｃによる具体的な工程良否判定手順は、まずタイマーをリセットして、作業時間の計測を開始する（Ｓ１１１）。そして一定間隔で液温・電気伝導度・ｐＨの測定値を積算していく（Ｓ１１２）。そして作業開始からの時間を洗浄・殺菌工程時間を記録手段１０２から読み出した当該作業の時間基準値と比較し（Ｓ１１３）、基準値以下であればＳ１１２を繰り返す。基準値以上であればメモリに記録された液温・電気伝導度・ｐＨの測定値を読み出し、これを基準値テーブルから読み出した各測定値の基準値と洗浄・殺菌工程時間基準値の積と比較し（Ｓ１１４）、判定結果を記録部に記録すると共に表示装置に表示する（Ｓ１１５）。良否判定を終えると温度・電気伝導度・ｐＨの各積算値と洗浄工程時間のタイマーをリセットし（Ｓ１１６）、記録部に設定された手順に従って次の洗浄又は殺菌工程の判定に移る。なお上記の機器構成やアルゴリズムは一例であり、これに限られるものではない。また他の判断方法として、温度・電気伝導度・ｐＨのそれぞれの測定値が基準値を超えた状態が一定回数表れたかどうか、又は当該状態を満たすセンサ出力の積算値が基準測定値と基準時間の積を超えたかどうか等により判断してもよい。
【００３３】
以上のように、本実施例では、流体作業監視装置をパイプラインミルカーの洗浄殺菌工程の自動制御装置と一体に設け、温度センサ・電気伝導度センサ及びｐＨセンサ全部の出力について、作業工程の種別に応じて記録手段から読み出した基準値を充たす状態が一定時間継続したかどうかにより、当該作業工程の良否を判断し、不良の場合には警報を表示するので、洗浄・殺菌工程の不良による搾乳機器内部の細菌の増殖などの弊害を好適に防止することができる。
【００３４】
また、初乳や治療牛の管理のためバケットミルカーをパイプラインミルカーと併用する場合においては、図１４に示すように、搾乳用バケット５０の口部に、洗浄液を吸い込む洗浄液吸込み手段と搾乳用バケット底部に流下した洗浄液を吸い上げる洗浄液送出手段とを備えた接続構造５１を設置し、洗浄液出口に接続したチューブを集乳ラインの分岐管１４に設けた接続口１５に接続し、洗浄液入口に接続したミルククロー１０のティートカップ先端を洗浄槽２０内の洗浄液に浸すことにより、上と同様に、洗浄槽２０から、ミルククロー１０、搾乳用バケット５０、分岐管１４、集乳ライン１１、レシーバージャー１２、送乳ポンプＰ２を経由する洗浄液の循環回路を形成する。そして送乳ポンプＰ２を駆動することにより洗浄液を強制循環させて、搾乳用バケット５０、集乳ライン１４、搾乳ユニット１０を同時に洗浄する。このときパイプラインミルカーについての流体作業監視装置１を作動させることにより、バケット等の洗浄の良否も判定することができる。
【実施例２】
【００３５】
図７はバルククーラーの洗浄システムを示す図である。自動制御装置３７は、バルククーラーの保冷と洗浄システムの両方を制御する機能を備えたものであり、貯乳時には送乳ポンプの作動状況に応じて冷凍機３９を運転し、また洗浄時には洗剤自動供給装置４０、湯水バルブ４１の動作を制御し、洗浄・殺菌等の各作業工程の進捗に応じて必要な洗剤等の種類と供給時間を制御することにより洗浄水等を洗浄槽に貯留し、洗浄ポンプＰ３の動作及び排水弁３５の開閉により洗浄液を循環させると共に分配羽根３４を作動させて、必要な洗浄・殺菌工程を実行する。バルクタンク３０の排水用配管３１に洗浄ポンプＰ３と洗剤自動供給装置４０、湯水バルブ４１を設けておき、洗浄ポンプＰ３から洗浄用配管３２を経てバルクタンク３０最上部のノズル３３にいたる洗浄液の循環回路を形成する。そして分配羽根３４を回転させながら洗浄ポンプＰ３を駆動させることにより洗浄液をバルクタンク３０内部に満遍なくゆきわたらせて自動洗浄する。洗浄終了時やかけ流し洗浄の場合には、洗浄ポンプの下流側に設けた排水弁３５を開放し、戻った水や洗浄液を自動排出する。殺菌工程を行う場合は同じ回路に殺菌液を循環させて同様の処理を行う。
【００３６】
本実施例の流体作業監視装置１’は、バルククーラーの洗浄・殺菌工程の良否を確認する機能を有するものであり、バルクタンク３０の縁部や側面部に固定するか、専用のスタンドにより設置するなど、任意の設置方法で見やすい場所に設置される。自動洗浄時に洗浄液等が通過する洗浄用配管２３に臨ませて、温度センサ１０７・電気伝導度センサ１０８・ｐＨセンサ１０９が設置されており、各センサの出力が流体作業監視装置の制御回路１００に出力される。また、自動制御装置３７との通信手段を備えている。
【００３７】
流体作業監視装置１’が備える制御回路のブロック構成は図１４に示されるが、２に示される実施例１の制御回路と同様の部分については同じ参照符号を用いている。本実施例ではマイコン１０１は外部の自動制御装置３７に接続され、現在行われている工程が何であるかを示す情報が入力される。マイコン１０１は、洗浄・搾乳作業の自動制御プログラムから呼び出されて実行される論理ブロックとして、各Ａ／Ｄ変換回路１０４〜１０６の信号を繰り返しモニタして記録手段１０２から読み出した基準値と比較して流体の質を判定する流体質判定手段１０１ａと、さらに洗浄及び殺菌工程の良否結果を判定する作業工程良否判断手段である洗浄及び殺菌工程良否判定手段１０１ｃを有している。記録手段１０２は不揮発性のメモリであり、良否判定のプログラム、判定する工程の順序、判定基準値テーブル、現在の工程、過去の判定データ等が格納される。酪農用機器の機種によっては洗浄工程が異なる場合があるため、洗浄・殺菌工程設定手段１１３からの入力に従って、判定する工程・基準値等を選択設定できる方式となっている。
【００３８】
図８は本実施例において記録手段１０２に格納される洗浄・殺菌工程良否判断基準値テーブルの一例であり、第一すすぎ工程、第二すすぎ工程、アルカリ洗浄工程、第三すすぎ工程、酸リンス工程、第四すすぎ工程、第五すすぎ工程、殺菌工程にそれぞれ対応する液温、電気伝導度、ｐＨ、継続時間の基準値が記憶されている。例えば第一すすぎ工程で液温３５〜５０℃、電気伝導度０〜２ｍＳ／ｃｍ、ｐＨ６〜７が６０秒間継続したときは、すすぎ工程が良と判断されることを示している。洗浄手順によっては、工程の判定に必ずしも液温・電気伝導度・ｐＨ値の測定値を全部考慮する必要はなく、液温が３５℃〜５０℃のときすすぎ又は殺菌工程、６０℃以上のとき洗浄工程として判定することもできる。また、本実施例で良否判断の対象となるバルククーラーの洗浄・殺菌工程における液温、電気伝導度及びｐＨの変化は、図９及び１０のようになる。また、洗浄・殺菌監視の具体的な判定手順は、図４に示される実施例１と同様である。
【００３９】
以上のように、本実施例では、流体作業監視装置をバルククーラーの洗浄殺菌工程の監視に用い、温度センサ・電気伝導度センサ及びｐＨセンサ全部の出力について、作業工程の種別に応じて記録手段から読み出した基準値を充たす状態が一定時間継続したかどうかにより、当該作業工程の良否を判断し、不良の場合には警報を表示するので、洗浄・殺菌工程の不良による搾乳機器内部の細菌の増殖などの弊害を好適に防止することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１、１’ 流体作業監視装置
１００ 制御回路
１０１ マイコン制御部
１０１ａ 流体質判定手段
１０１ｃ 洗浄及び殺菌工程良否判定手段（作業工程良否判断手段）
１０２ 記憶手段
１０４〜１０６ Ａ／Ｄ変換回路
１０７ 温度センサ
１０８ 電気伝導度センサ
１０９ ｐＨセンサ
１１０ 表示装置
１１１ 通信装置
１１２ 電源部
１１３ 開始・停止スイッチ
１１４ 洗浄・殺菌工程設定手段
１１５ 洗剤供給装置制御手段
１０ 搾乳ユニット
１１ 集乳ライン
１２ レシーバージャー
１３ 吐出側配管
１４ 分岐管
１５ 接続口
２０ 洗浄槽
２１ 洗剤供給装置
２２ 湯水バルブ
３０ バルクタンク
３１ 排水用配管
３２ 洗浄用配管
３３ ノズル
３４ 分配羽根
３５ 排水弁
３９ 冷凍機
４０ 洗剤自動供給装置
４１ 湯水バルブ
Ｐ１ 真空ポンプ
Ｐ２ 送乳ポンプ
Ｐ３ 洗浄ポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプラインミルカーやバルククーラー等の酪農用機器に関し、特に自動制御により行われる配管洗浄・搾乳・搾乳作業等の良否を自動判定するための流体作業監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パイプラインミルカーを用いた集乳システムでは、一般に、図１１のように真空ポンプＰ１により乳牛に装着した搾乳ユニット１０から集乳ライン１１を介してレシーバージャー１２に生乳を集め、さらに集めた生乳を送乳ポンプＰ２によりバルククーラー３０に送って巡回サービスによる集乳まで冷蔵保管する。これらの集乳システム及び保管システムにおいては、ミルクの品質保持のため、温度の管理と所定の手順に基づいた内部の洗浄・殺菌が重要である。
【０００３】
パイプラインミルカーでは、真空ポンプＰ１及び送乳ポンプＰ２を利用した自動洗浄・殺菌システムが知られている。予め送乳ポンプＰの吐出側配管１３を洗浄槽２０内に接続すると共に、洗浄槽２０の上方を通る集乳ライン１１の分岐管１４に設けた接続口１５、１５・・・に搾乳ユニット１０を接続する。そして搾乳ユニット１０の各ティートカップの先端を洗浄槽２０内の洗浄液に浸すことにより、洗浄槽２０から、搾乳ユニット１０、分岐管１４、集乳ライン１１、レシーバージャー１２、送乳ポンプＰを経由する洗浄液の循環回路を形成する。そして洗剤供給装置２１から所定の種類・量の洗浄剤を洗浄槽２０に供給し不図示の湯水バルブからの湯または水と混合することにより、所定量の洗浄液を洗浄槽２０に貯溜する。そして真空ポンプＰ１と送乳ポンプＰ２を駆動することにより洗浄液を強制循環させ、搾乳ユニット１０、集乳ライン１１、レシーバージャー１２を自動洗浄する。洗浄終了時やかけ流し洗浄の場合には、送乳ポンプＰ２の吐出側配管に設けた排水弁１６を開放し、戻った水や洗浄液を自動排出する。洗剤供給装置２１は殺菌剤を供給することも可能であり、殺菌工程では殺菌液を循環させて同様の処理を行う。これらの処理は、真空ポンプＰ１、送乳ポンプＰ２、洗剤供給装置２１、湯水バルブ、排水弁１６等の動作を制御する自動制御装置（不図示）によって行われる。
【０００４】
パイプラインミルカーの洗浄方法は、搾乳作業の前後に、水、酸性・アルカリ性洗浄液等の洗浄水を循環させて洗浄を行う。通常の洗浄手順では、まず常温の水やぬるま湯による最初のかけすすぎにより、乳成分を洗い流す。次にアルカリ性洗浄剤を含む洗浄水での循環洗浄による脂肪分の分解洗浄や、酸性の洗浄水での循環洗浄による無機物類の除去などを順次行って溶けにくい汚れを除去する。その後、水やぬるま湯等で最後のかけすすぎを行って洗浄液を洗い流す。洗浄後、搾乳の前に、さらに殺菌液による殺菌作業を行うこともある。
【０００５】
一方、バルククーラーの洗浄・殺菌においては、図１２のように専用の洗浄ポンプを運転してタンクの内部に洗浄液・殺菌液を循環させ、自動洗浄することが知られている。バルククーラーの洗浄システムの構成は、例えばバルクタンク３０の排水用配管３１に洗浄ポンプＰ３、洗浄液供給装置４０、湯水バルブ４１を設けておき、洗浄ポンプＰ３から洗浄用配管３２を経てバルククーラー３０最上部のノズル３３にいたる洗浄液の循環回路を形成する。そして洗剤供給装置２１から所定の種類・量の洗浄剤・殺菌剤を排水用配管３１に供給し不図示の湯水バルブからの湯または水と混合することにより、所定量の洗浄液を排水用配管３１及びバルククーラー３０の底部に貯溜する。その後分配羽根３４を回転させながら洗浄ポンプＰ３を駆動させることにより、洗浄液をバルクタンク３０内部に満遍なくゆきわたらせて自動洗浄する。洗浄終了時やかけ流し洗浄の場合には、排水用配管３１の末端に設けた排水弁３５を開放し、戻った水や洗浄液を自動排出する。殺菌工程を行う場合は同様に殺菌液を循環させて同様の処理を行う。これらの処理は、洗浄ポンプＰ３、排水弁３５、分配羽根３４の動作を制御する自動制御装置３７によって実行される。
【０００６】
バルククーラーの洗浄方法は、搾乳作業の前後に、水、酸性・アルカリ性洗浄液等の洗浄水を循環させて洗浄を行い、必要に応じて水によるすすぎを行うが、生乳の保存に必要な冷却温度まで装置内部を速やかに冷却するための温度管理も重要となる。例えば、洗浄液による洗浄の直前には薬剤による効果を高めるためにぬるま湯ですすいで配管・バルククーラーの温度を上げ、洗浄後には冷却時間を短縮するために冷水ですすいで配管・バルククーラーの温度を下げるというように、温度を変えて繰り返しすすぎを行う。通常の洗浄手順では、まず常温の水、ついでぬるま湯によるかけすすぎを行って、配管・バルククーラー等の温度を上げ、また乳成分を洗い流す。次にアルカリ性洗浄液での循環洗浄による脂肪分の分解洗浄を行い、常温の水ですすぎを行って洗浄液を洗い流す。さらに酸性洗浄液での循環洗浄による無機物類の除去を行い、溶けにくい汚れを除去する。最後に常温の水、次いで冷水でのすすぎを行って、洗浄液を洗い流すと共にバルククーラーの予冷を行う。洗浄後、貯乳の前に、さらに殺菌液による殺菌作業を行う。
【０００７】
自動制御によりパイプラインミルカーやバルククーラーの洗浄と搾乳を行う場合、洗浄液の不足やすすぎ残しがあるとミルクの品質の劣化につながるので、洗浄不良がないかを逐次確認すると共に、トレーサビリティの要請から、乳質に問題が生じた場合に原因を究明できるよう、洗浄の良否を示すデータを記録しておくことが望ましい。
【０００８】
特開２００５−１５１８０４号公報記載の発明は、親機と子機からなるバルククーラー用の温度監視装置であって、バルククーラの内部に望ませて設けた温度センサを備えており、冷凍機・真空ポンプの作動状態と温度データを監視し、温度の推移を時系列のデータとして表示部に表示すると共に、ポンプの作動や温度の測定値から冷却の不全や操作の誤りを判断して警報するほか、本来温度が上昇すべき洗浄中に上昇しないなど、洗浄の不良が推定される場合にも警報表示を行うものである。
【０００９】
特開２００８−１５４４７０号公報記載の発明は、パイプラインミルカーの洗浄システムにおいて各洗剤を個別にタンクに貯留して順次洗浄槽に供給するのに用いられる洗剤供給装置であるが、洗剤の正しい投入を確認・記録するため、洗剤タンク内に洗剤の必要量が存在するかを判定する水位センサと洗剤の種類を判定する洗剤センサ（電気伝導度センサ、静電容量センサ等）を設けている。そして各洗浄工程の開始後に、洗剤供給装置の制御部が所定のタイミングでこれらの出力を予め記憶された基準値と比較して貯留された洗剤等の種類と量を確認し、その結果を記録すると共に表示部に表示するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−１５１８０４号公報
【特許文献２】特開２００８−１５４４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献２記載の発明は、洗剤の種類を判別できる電気伝導度センサにより洗剤タンクやシリンダ内の洗剤量と洗剤の種類をチェックしている。しかしパイプラインミルカーの洗浄不良の原因としては、制御ミス・配管の漏れ・機器の作動不良などがあり、従来は、実際に配管内を循環する洗浄液等を直接確認できないため、不良の原因によっては判別できない場合が残されていた。これらを判定するためには、実際に配管内を循環する洗浄液等の種類や濃度を知る必要がある。また特許文献１記載の発明は、温度センサの測定値のみで洗浄工程の良否を推定しているために複数の洗浄工程を含むような複雑な自動洗浄システムでは、正確な判定が難しかった。
【００１２】
本発明は、自動制御による酪農用機器の洗浄作業の良否判定において、洗浄等の各工程について配管内の洗剤の種類・量を直接確認し、洗浄不良の原因を究明できる流体作業監視装置を提供することを一つの目的とする。また、複数の洗浄剤等を用いる複雑な洗浄・搾乳作業であっても、各作業の良否を的確に判定できるパイプラインミルカー等の流体作業監視装置を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１記載の発明は、自動制御により行われる酪農用機器の流体作業の進捗とその良否を自動判定する流体作業監視装置であって、該流体作業監視装置が、制御部と、記録手段と、ミルカー配管の所定の部位に臨ませて設けた温度センサと電気伝導度センサとを有し、前記記録手段には予め酪農用機器が実行する複数の作業工程の良否判定に用いる作業工程の種別に応じた所定の基準値が格納されており、前記制御部により、前記センサの全部またはいずれかの出力を前記良否判定に用いる作業工程の種別に応じた所定の基準値を充たしたかどうかにより、当該作業工程の良否を判断する作業工程良否判断手段とを備えていることを特徴とする。
【００１４】
ここで酪農用機器の流体作業とは、パイプラインミルカーの洗浄・殺菌・集乳作業やバルククーラーの洗浄・殺菌・生乳冷蔵作業等をいう。流体作業監視装置が現在行われている作業工程の種別を判定するには、記録手段に予め作業工程の順序と、各作業工程の種別特徴（作業工程を判定するための各センサ出力の閾値）を記録しておき、次回に行われるべき現在行われている作業工程の種別を判定する方法と、酪農用機器の洗浄システムの自動制御装置や洗剤供給装置などの制御信号をモニタすることにより作業工程の種別を判定する方法とがあるが、酪農用機器と一体に設けられる流体作業監視装置では、制御の簡易さの面から後者が望ましい。
【００１５】
一般的な酪農用機器の洗浄作業では、液温はすすぎ・殺菌工程では３５〜５０℃程度に保たれ、酸・アルカリ洗浄工程において６０℃程度に上昇するので、現在いずれの工程にあるかを判断するのには温度センサが有効である。また電気伝導度は、通常の水では０に近いが、洗浄液が混入するとその濃度に従って大きくなるので、すすぎ工程と、洗浄工程を区別したり、洗剤の投入量を確認するのには電気伝導度センサが有効である。従って、温度センサと電気伝導度センサを併用することにより、洗浄・殺菌作業の良否を正確に判定することができる。
【００１６】
良否判断に用いる基準値としては、センサの出力が基準値を充たす状態が一定時間繰り返されるかどうか、測定期間中に当該状態が一定回数表れたかどうか、又は当該状態を満たすセンサ出力の積算値が一定値以上となったかどうかを判断することにより行うことができる。一定時間（一定回数）とは固定値でも各工程ごとに異なる値でも良いが、異なる値とする場合は基準値の一部として記録手段に格納することが好ましい。
【００１７】
請求項２記載の発明は、前記流体作業監視装置が温度センサ及び電気伝導度センサに加えてｐＨセンサをさらに備えたことを特徴とするものである。ｐＨの値は、通常の水道水では６ないし７であり、アルカリ洗浄剤及び殺菌剤が投入されると大きくなり、酸性の洗浄剤が投入されると小さくなるので、ｐＨセンサの出力により、洗浄剤や殺菌剤の種類と量とをさらに正確に判断することができる。従って、温度センサ・電気伝導度センサ・ｐＨセンサを併用することにより、洗浄・殺菌作業の良否を正確に判定することができる。
【００１８】
請求項３記載の発明は、前記流体による作業工程が洗浄工程と殺菌工程を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の流体作業監視装置である。温度センサ・電気伝導度センサ・ｐＨセンサの全部または一部を適宜組み合わせることにより、洗浄・殺菌作業の良否をさらに正確に判断することができる。
【００１９】
請求項４記載の発明は、さらに表示手段と入力手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載の流体作業監視装置である。表示手段には、現在行われている工程（搾乳機の洗浄作業であれば、酸洗浄・アルカリ洗浄・すすぎ）の表示や、作業の良否の判定を表示する。また洗浄方法により工程の順序や基準値が異なる場合であっても、入力手段から設定を行うことにより複数のプログラムから選択したり、記録手段に格納された基準値を書き替えて対応することができるので、自動制御装置の制御プログラムが更新された場合にも容易に対応できる。
【００２０】
請求項５記載の発明は、前記記録手段が、作業工程良否判断手段による良否判断のデータを累積して記録することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の流体作業監視装置である。良否判断のデータを継続的に記録することにより不良品の発生を未然に防いだり、異常な事態の発生した原因を容易に特定することができる。電気伝導度のデータ等を記録に残す場合には、液温の測定値を参照してこれらを補正すればいっそう正確な記録とすることができる。
【００２１】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか一項記載の流体作業監視装置をパイプラインミルカーの洗浄殺菌工程の監視に用いるものであって、該流体作業監視装置が、自動洗浄システムの作動信号に基づいて作業工程の進捗を判断する機能を有することを特徴とするものである。作動信号とは、洗浄システムや洗剤供給装置の制御において、現在どの流体作業工程が行われているかを判別することのできる信号であり、洗浄システムや洗剤供給装置の制御装置にあらかじめ設定・記憶された作業工程手順に従って、他の機器を制御するために送出されるものである。好ましくは、洗浄槽に所定の種類・量の洗剤・殺菌剤等を供給するために用いられる洗剤供給装置の制御手段から、必要な作動信号を受信することができる。
【００２２】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６のいずれか一項記載の流体作業監視装置をバルククーラーの洗浄殺菌工程の監視に用いるものであって、該流体作業監視装置が、洗浄システムの作動信号に基づいて作業工程の進捗を判断する機能を有することを特徴とするものである。好ましくは、洗浄システムの自動制御装置に含まれる洗剤供給装置制御手段から、必要な作動信号を受信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施例１に係る流体作業監視装置の設置方法の概念図
【図２】図１の流体作業監視装置の制御回路の一例を示すブロック構成図
【図３】図２の記録手段に格納される洗浄・殺菌工程良否判断基準値テーブルの一例
【図４】洗浄・殺菌工程監視手順を示すフローチャート
【図５】搾乳機の洗浄工程時の各センサの出力変化を示す図
【図６】搾乳機の殺菌工程時の各センサの出力変化を示す図
【図７】実施例２に係る流体作業監視装置の設置方法の概念図
【図８】図２の記録手段に格納される洗浄・殺菌工程良否判断基準値テーブルの一例
【図９】バルククーラー洗浄工程時の各センサの出力変化を示す図
【図１０】バルククーラー殺菌工程時の各センサの出力変化を示す図
【図１１】パイプラインミルカーの自動洗浄システムの説明図
【図１２】バルククーラーの自動洗浄システムの説明図
【図１３】バケットミルカーの自動洗浄システムの説明図
【図１４】図２の流体作業監視装置の制御回路の一例を示すブロック構成図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら、本発明の具体的な実施形態について説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１はパイプラインミルカーに流体作業監視装置１を設置する場合の一つの実施例を示す図である。本発明のパイプラインミルカーの洗浄システムは、図１４に示されるものと略同様であるから同じ参照符号を用いて説明すると、予め洗浄液供給装置２１、湯水バルブ２２より所定量の洗浄液を洗浄槽２０に貯溜しておき、送乳ポンプＰ２の吐出側配管（送乳ライン）１３を洗浄槽２０に接続すると共に、洗浄槽２０の上方を通る集乳ライン１１の分岐管１４に設けた接続口１５、１５・・・に搾乳ユニット１０を吊下げて、各ティートカップの先端を洗浄槽２０内の洗浄液に浸すことにより、洗浄槽２０から、搾乳ユニット１０、分岐管１４、集乳ライン１１、レシーバージャー１２、送乳ポンプＰ２、送乳ライン１３を経由する洗浄液の循環回路を形成する。そして洗剤供給装置２１から所定の種類・量の洗浄剤を洗浄槽２０に供給し湯水バルブ２２からの湯または水と混合することにより、所定量の洗浄剤をを洗浄槽２０に貯溜し、送乳ポンプＰ２を駆動することにより洗浄液を強制循環させて、集乳ライン１１や搾乳ユニット１０等を自動洗浄する。洗浄終了時やかけ流し洗浄の場合には、送乳ポンプＰ２の吐出側配管に設けた排水弁１６を開放し、戻った水や洗浄液を自動排出する。
【００２６】
本実施例の流体作業監視装置１は、送乳ポンプＰ２のケーシング上に、洗浄システムの自動制御装置と一体に設けられている。送乳ポンプＰ２、湯水バルブ２２、洗剤自動供給装置２３、排水弁１６等の動作を制御し、洗浄・殺菌等の各作業工程の進捗に応じて必要な洗剤等の種類と供給時間を制御することにより洗浄水等を洗浄槽に貯留し、真空ポンプＰ１、送乳ポンプＰ２の動作及び排水弁１６の開閉により洗浄液を循環させて、必要な洗浄・殺菌工程を行わせる自動制御機能を備え、さらに洗浄・殺菌・搾乳工程の進捗に応じて洗浄・殺菌作業の良否を確認する機能を備えたものである。自動洗浄時に洗浄液等が通過する送乳ポンプＰ２の出口側配管に臨ませて、温度センサ・電気伝導度センサ・ｐＨセンサが設置されており、各センサの出力が流体作業監視装置の制御回路１００に出力される。なお流体作業監視装置１の設置箇所はこの位置に限らず、専用のスタンドにより設置するなど、任意の設置方法で見やすい場所に設置することができる。
【００２７】
図２は制御回路１００の一例を示すブロック構成図である。制御回路１００において、マイコン１０１はＡ／Ｄ変換回路１０４〜１０６を介して、送乳ポンプＰ２の出力側配管の内部に設置された温度センサ１０７、電気伝導度センサ１０８、ｐＨセンサ１０９と接続されている。温度センサ１０７は、洗浄・殺菌中、液温を測定し、アナログデータとしてＡ／Ｄ変換回路１０４に送信する。電気伝導度センサ１０８及びｐＨセンサ１０９は、洗浄・殺菌中、それぞれ配管内の電気伝導度及びｐＨ等の変化を測定・記憶し、アナログデータとしてＡ／Ｄ変換回路１０５及び１０６に送信する。Ａ／Ｄ変換回路１０４〜１０６はこれらのデータをデジタルデータに変換する。マイコン１０１はまた真空ポンプＰ１、送乳ポンプＰ２、洗剤供給装置２１その他の外部機器と接続されている。
【００２８】
制御回路１００はまた、記録手段１０２、入力手段である洗浄・殺菌工程設定手段１１３と開始・停止スイッチ１１４、出力手段である表示装置１１０及び通信装置１１１を備え、さらに電源部１１２を備える。表示装置１１０は、装置の前面に設置された液晶表示装置、警報ランプ等であり、各洗浄又は殺菌工程の判別結果と、洗浄・殺菌結果の良否を表示する。通信装置１１１は、無線通信手段等により、判別した工程の順序と良否判断の記憶データを、無線機能を備えた酪農家のパソコン等に出力することができる。
【００２９】
マイコン１０１は、洗浄・搾乳作業のモード信号に応じて自動制御プログラムから呼び出されて実行される論理ブロックとして、各Ａ／Ｄ変換回路１０４〜１０６の信号を繰り返しモニタして記録手段１０２から読み出した基準値と比較して流体の質を判定する流体質判定手段１０１ａと、洗浄及び殺菌工程の良否結果を判定する作業工程良否判断手段である洗浄及び殺菌工程良否判定手段１０１ｃ、送乳ポンプ制御手段１０１ｄ、真空ポンプ制御手段１０１ｆ、洗剤供給装置制御手段１０１ｅ等の外部機器制御手段を有している。記録手段１０２は不揮発性のメモリであり、良否判定と工程判定のプログラム、工程の順序と洗剤や水の所要量、判定基準値テーブル、現在の工程、過去の判定データ等が格納される。洗浄する対象（搾乳機・バルククーラー）や搾乳機制御装置や自動洗浄装置の機種によっては洗浄工程が異なる場合があるため、洗浄・殺菌工程設定手段１１３からの入力に従って、判定する工程・基準値等を選択設定できる方式となっている。設定内容は記録手段１０２に記録され、それに従ってマイコン１０１に各手順が呼び出される。
【００３０】
図３は記録手段１０２に格納される洗浄・殺菌工程良否判断基準値テーブルの一例であり、第一すすぎ工程、アルカリ洗浄工程、第二すすぎ工程、酸リンス工程、殺菌工程に対応する液温、電気伝導度、ｐＨ、継続時間の基準値がそれぞれ記憶されている。例えば第一すすぎ工程で液温３５〜５０℃、電気伝導度０〜２ｍＳ／ｃｍ、ｐＨ６〜７が６０秒間継続したときは、すすぎ工程が良と判断されることを示している。また、本実施例で良否判断の対象となるパイプラインミルカーの洗浄・殺菌工程における液温、電気伝導度及びｐＨの変化は、図５及び６のようになる。
【００３１】
次に、図４のフローチャートを参照しながら、洗浄・殺菌作業監視の具体的な判定手順を説明する。本実施例では、記録手段１２１に設定された各工程について良否判定し、全ての工程で良であれば総合判定を良とし、表示装置に洗浄良と表示する。不良の工程があれば、表示装置に不良工程を全て表示する。各工程における判定手順を詳細に説明すると、まず開始・停止スイッチ１１４の押下（Ｓ１０１）により、マイコン１０１が、記録手段１０２に登録された工程の順序に従って、次に実行されるべき工程についての洗剤や水の所要量を読み出し、それに従って送乳ポンプ制御手段１０１ｄ、真空ポンプ制御手段１０１ｆ、洗剤供給装置制御手段１０１ｅ等の外部機器制御手段が、送乳ポンプＰ２、真空ポンプＰ１、洗剤供給装置２１等に制御信号を送信する。流体質判定手段１０１ａは各センサにより温度・電気伝導度・ｐＨの測定を開始し、（Ｓ１０２）次に記録手段１０２に記憶された現在の工程をチェックし（Ｓ１０３）、全洗浄・殺菌工程が完了していれば各工程の良否をチェックする（Ｓ１０４）。全工程が良判定であれば表示装置に全工程結果が良である旨を表示する（Ｓ１０６）。不良工程があるときは、表示装置に不良工程と不良内容とを表示する（Ｓ１０５）。
【００３２】
洗浄及び殺菌工程良否判定手段１０１ｃによる具体的な工程良否判定手順は、まずタイマーをリセットして、作業時間の計測を開始する（Ｓ１１１）。そして一定間隔で液温・電気伝導度・ｐＨの測定値を積算していく（Ｓ１１２）。そして作業開始からの時間を洗浄・殺菌工程時間を記録手段１０２から読み出した当該作業の時間基準値と比較し（Ｓ１１３）、基準値以下であればＳ１１２を繰り返す。基準値以上であればメモリに記録された液温・電気伝導度・ｐＨの測定値を読み出し、これを基準値テーブルから読み出した各測定値の基準値と洗浄・殺菌工程時間基準値の積と比較し（Ｓ１１４）、判定結果を記録部に記録すると共に表示装置に表示する（Ｓ１１５）。良否判定を終えると温度・電気伝導度・ｐＨの各積算値と洗浄工程時間のタイマーをリセットし（Ｓ１１６）、記録部に設定された手順に従って次の洗浄又は殺菌工程の判定に移る。なお上記の機器構成やアルゴリズムは一例であり、これに限られるものではない。また他の判断方法として、温度・電気伝導度・ｐＨのそれぞれの測定値が基準値を超えた状態が一定回数表れたかどうか、又は当該状態を満たすセンサ出力の積算値が基準測定値と基準時間の積を超えたかどうか等により判断してもよい。
【００３３】
以上のように、本実施例では、流体作業監視装置をパイプラインミルカーの洗浄殺菌工程の自動制御装置と一体に設け、温度センサ・電気伝導度センサ及びｐＨセンサ全部の出力について、作業工程の種別に応じて記録手段から読み出した基準値を充たす状態が一定時間継続したかどうかにより、当該作業工程の良否を判断し、不良の場合には警報を表示するので、洗浄・殺菌工程の不良による搾乳機器内部の細菌の増殖などの弊害を好適に防止することができる。
【００３４】
また、初乳や治療牛の管理のためバケットミルカーをパイプラインミルカーと併用する場合においては、図１４に示すように、搾乳用バケット５０の口部に、洗浄液を吸い込む洗浄液吸込み手段と搾乳用バケット底部に流下した洗浄液を吸い上げる洗浄液送出手段とを備えた接続構造５１を設置し、洗浄液出口に接続したチューブを集乳ラインの分岐管１４に設けた接続口１５に接続し、洗浄液入口に接続したミルククロー１０のティートカップ先端を洗浄槽２０内の洗浄液に浸すことにより、上と同様に、洗浄槽２０から、ミルククロー１０、搾乳用バケット５０、分岐管１４、集乳ライン１１、レシーバージャー１２、送乳ポンプＰ２を経由する洗浄液の循環回路を形成する。そして送乳ポンプＰ２を駆動することにより洗浄液を強制循環させて、搾乳用バケット５０、集乳ライン１４、搾乳ユニット１０を同時に洗浄する。このときパイプラインミルカーについての流体作業監視装置１を作動させることにより、バケット等の洗浄の良否も判定することができる。
【実施例２】
【００３５】
図７はバルククーラーの洗浄システムを示す図である。自動制御装置３７は、バルククーラーの保冷と洗浄システムの両方を制御する機能を備えたものであり、貯乳時には送乳ポンプの作動状況に応じて冷凍機３９を運転し、また洗浄時には洗剤自動供給装置４０、湯水バルブ４１の動作を制御し、洗浄・殺菌等の各作業工程の進捗に応じて必要な洗剤等の種類と供給時間を制御することにより洗浄水等を洗浄槽に貯留し、洗浄ポンプＰ３の動作及び排水弁３５の開閉により洗浄液を循環させると共に分配羽根３４を作動させて、必要な洗浄・殺菌工程を実行する。バルクタンク３０の排水用配管３１に洗浄ポンプＰ３と洗剤自動供給装置４０、湯水バルブ４１を設けておき、洗浄ポンプＰ３から洗浄用配管３２を経てバルクタンク３０最上部のノズル３３にいたる洗浄液の循環回路を形成する。そして分配羽根３４を回転させながら洗浄ポンプＰ３を駆動させることにより洗浄液をバルクタンク３０内部に満遍なくゆきわたらせて自動洗浄する。洗浄終了時やかけ流し洗浄の場合には、洗浄ポンプの下流側に設けた排水弁３５を開放し、戻った水や洗浄液を自動排出する。殺菌工程を行う場合は同じ回路に殺菌液を循環させて同様の処理を行う。
【００３６】
本実施例の流体作業監視装置１’は、バルククーラーの洗浄・殺菌工程の良否を確認する機能を有するものであり、バルクタンク３０の縁部や側面部に固定するか、専用のスタンドにより設置するなど、任意の設置方法で見やすい場所に設置される。自動洗浄時に洗浄液等が通過する洗浄用配管２３に臨ませて、温度センサ１０７・電気伝導度センサ１０８・ｐＨセンサ１０９が設置されており、各センサの出力が流体作業監視装置の制御回路１００に出力される。また、自動制御装置３７との通信手段を備えている。
【００３７】
流体作業監視装置１’が備える制御回路のブロック構成は図１４に示されるが、２に示される実施例１の制御回路と同様の部分については同じ参照符号を用いている。本実施例ではマイコン１０１は外部の自動制御装置３７に接続され、現在行われている工程が何であるかを示す情報が入力される。マイコン１０１は、洗浄・搾乳作業の自動制御プログラムから呼び出されて実行される論理ブロックとして、各Ａ／Ｄ変換回路１０４〜１０６の信号を繰り返しモニタして記録手段１０２から読み出した基準値と比較して流体の質を判定する流体質判定手段１０１ａと、さらに洗浄及び殺菌工程の良否結果を判定する作業工程良否判断手段である洗浄及び殺菌工程良否判定手段１０１ｃを有している。記録手段１０２は不揮発性のメモリであり、良否判定のプログラム、判定する工程の順序、判定基準値テーブル、現在の工程、過去の判定データ等が格納される。酪農用機器の機種によっては洗浄工程が異なる場合があるため、洗浄・殺菌工程設定手段１１３からの入力に従って、判定する工程・基準値等を選択設定できる方式となっている。
【００３８】
図８は本実施例において記録手段１０２に格納される洗浄・殺菌工程良否判断基準値テーブルの一例であり、第一すすぎ工程、第二すすぎ工程、アルカリ洗浄工程、第三すすぎ工程、酸リンス工程、第四すすぎ工程、第五すすぎ工程、殺菌工程にそれぞれ対応する液温、電気伝導度、ｐＨ、継続時間の基準値が記憶されている。例えば第一すすぎ工程で液温３５〜５０℃、電気伝導度０〜２ｍＳ／ｃｍ、ｐＨ６〜７が６０秒間継続したときは、すすぎ工程が良と判断されることを示している。洗浄手順によっては、工程の判定に必ずしも液温・電気伝導度・ｐＨ値の測定値を全部考慮する必要はなく、液温が３５℃〜５０℃のときすすぎ又は殺菌工程、６０℃以上のとき洗浄工程として判定することもできる。また、本実施例で良否判断の対象となるバルククーラーの洗浄・殺菌工程における液温、電気伝導度及びｐＨの変化は、図９及び１０のようになる。また、洗浄・殺菌監視の具体的な判定手順は、図４に示される実施例１と同様である。
【００３９】
以上のように、本実施例では、流体作業監視装置をバルククーラーの洗浄殺菌工程の監視に用い、温度センサ・電気伝導度センサ及びｐＨセンサ全部の出力について、作業工程の種別に応じて記録手段から読み出した基準値を充たす状態が一定時間継続したかどうかにより、当該作業工程の良否を判断し、不良の場合には警報を表示するので、洗浄・殺菌工程の不良による搾乳機器内部の細菌の増殖などの弊害を好適に防止することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１、１’ 流体作業監視装置
１００ 制御回路
１０１ マイコン制御部
１０１ａ 流体質判定手段
１０１ｃ 洗浄及び殺菌工程良否判定手段（作業工程良否判断手段）
１０２ 記憶手段
１０４〜１０６ Ａ／Ｄ変換回路
１０７ 温度センサ
１０８ 電気伝導度センサ
１０９ ｐＨセンサ
１１０ 表示装置
１１１ 通信装置
１１２ 電源部
１１３ 開始・停止スイッチ
１１４ 洗浄・殺菌工程設定手段
１１５ 洗剤供給装置制御手段
１０ 搾乳ユニット
１１ 集乳ライン
１２ レシーバージャー
１３ 吐出側配管
１４ 分岐管
１５ 接続口
２０ 洗浄槽
２１ 洗剤供給装置
２２ 湯水バルブ
３０ バルクタンク
３１ 排水用配管
３２ 洗浄用配管
３３ ノズル
３４ 分配羽根
３５ 排水弁
３９ 冷凍機
４０ 洗剤自動供給装置
４１ 湯水バルブ
Ｐ１ 真空ポンプ
Ｐ２ 送乳ポンプ
Ｐ３ 洗浄ポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動制御により行われる酪農用機器の流体作業の進捗とその良否を自動判定する流体作業監視装置であって、該流体作業監視装置が、制御部と、記録手段と、ミルカー配管の所定の部位に臨ませて設けた温度センサと電気伝導度センサとを有し、前記記録手段には予め酪農用機器が実行する複数の作業工程の良否判定に用いる作業工程の種別に応じた所定の基準値が格納されており、前記制御部により、前記センサの全部またはいずれかの出力を前記良否判定に用いる作業工程の種別に応じた所定の基準値を充たしたかどうかにより、当該作業工程の良否を判断する作業工程良否判断手段とを備えていることを特徴とする流体作業監視装置。
【請求項２】
ミルカー配管の所定の部位に臨ませて設けたｐＨセンサをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の流体作業監視装置。
【請求項３】
前記流体による作業工程が洗浄工程と殺菌工程を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の流体作業監視装置。
【請求項４】
前記流体作業監視装置がさらに表示手段及び操作手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の流体作業監視装置。
【請求項５】
前記記録手段は、作業工程良否判断手段による良否判断のデータを累積して記録することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の流体作業監視装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか一項記載の流体作業監視装置を備えたパイプラインミルカーであって、該流体作業監視装置が、自動洗浄システムの作動信号に基づいて作業工程の進捗を判断する機能を有することを特徴とするパイプラインミルカー。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれか一項記載の流体作業監視装置を備えたバルククーラーであって、該流体作業監視装置が、自動洗浄システムの作動信号に基づいて作業工程の進捗を判断する機能を有することを特徴とするバルククーラー。
【請求項１】
自動制御により行われる酪農用機器の流体作業の進捗とその良否を自動判定する流体作業監視装置であって、該流体作業監視装置が、制御部と、記録手段と、ミルカー配管の所定の部位に臨ませて設けた温度センサと電気伝導度センサとを有し、前記記録手段には予め酪農用機器が実行する複数の作業工程の良否判定に用いる作業工程の種別に応じた所定の基準値が格納されており、前記制御部により、前記センサの全部またはいずれかの出力を前記良否判定に用いる作業工程の種別に応じた所定の基準値を充たしたかどうかにより、当該作業工程の良否を判断する作業工程良否判断手段とを備えていることを特徴とする流体作業監視装置。
【請求項２】
ミルカー配管の所定の部位に臨ませて設けたｐＨセンサをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の流体作業監視装置。
【請求項３】
前記流体による作業工程が洗浄工程と殺菌工程を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の流体作業監視装置。
【請求項４】
前記流体作業監視装置がさらに表示手段及び操作手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の流体作業監視装置。
【請求項５】
前記記録手段は、作業工程良否判断手段による良否判断のデータを累積して記録することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の流体作業監視装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか一項記載の流体作業監視装置を備えたパイプラインミルカーであって、該流体作業監視装置が、自動洗浄システムの作動信号に基づいて作業工程の進捗を判断する機能を有することを特徴とするパイプラインミルカー。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれか一項記載の流体作業監視装置を備えたバルククーラーであって、該流体作業監視装置が、自動洗浄システムの作動信号に基づいて作業工程の進捗を判断する機能を有することを特徴とするバルククーラー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−４１４７３（Ｐ２０１１−４１４７３Ａ）
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８９７３８（Ｐ２００９−１８９７３８）
【出願日】平成２１年８月１９日（２００９．８．１９）
【出願人】（０００１０３９２１）オリオン機械株式会社 (450)
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月１９日（２００９．８．１９）
【出願人】（０００１０３９２１）オリオン機械株式会社 (450)
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