CN1053329C - 食品灭菌装置及食品灭菌方法 - Google Patents

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Abstract

一种食品灭菌装置，其特征在于，该食品灭菌装置是连续地配置有加热灭菌食品的加热灭菌室及，通过密闭闸门与上述加热灭菌室连接的冷却室，并将具有开口部分的开放容器中收容的食品通过前述密闭闸门从上述加热灭菌室运入上述冷却室内的食品无菌装置，其中，维持上述冷却室内的压力较上述加热灭菌室内的压力高0.05-0.3kg/cm2。

Description

食品灭菌装置及食品灭菌方法
本发明涉及食品灭菌装置，更详细地是指涉及进行加热灭菌的食品灭菌室及冷却室被连续地配置的食品灭菌装置及食品灭菌方法。
已知有各种能将食品等连续搬入高温或高温高压的密闭灭菌室内进行灭菌的灭菌装置。该种装置有例如在特开昭49-71177号公报、特开昭51-42391号公报、特开昭64-51069号公报中公布的装置。
但在这些灭菌装置中，其灭菌室内必须设有可使运入的食品移动的搬运装置。在被密闭的灭菌室内设置搬运装置，存在装置的结构变得复杂且不易保持灭菌室内的无菌状态等问题。
鉴于上述先有技术中存在的问题，提出了如在先申请特愿平5-214191号中记载的在被密闭的加热灭菌室等内不设置搬运装置的，能连续地搬运需要灭菌的食品的食品灭菌装置。在该食品加热灭菌装置中，食品在加热器内加热灭菌后，通过密闭闸门将食品搬入与该加热器连接的冷却室内，在此将食品冷却。加热器与冷却器由于通过密闸闭门连接在一起，食品从加热器被搬入冷却室内时，密闭闸门被暂时打开。此时，为不使冷空气从冷却器侧流入加热器侧，因此要设定加热器内的压力比冷却器内的压力高。
但如果加热器侧的压力升高，打开密闭门时容易引起密闭闸门的加热器侧的压力骤然下降。由于该压力下降引起加热器内积存的排泄水暴沸的重新沸腾现象，存在将食品润湿的问题。特别是将食品以开放状态加热灭菌的情况下，存在由于暴沸水而使食品品质显著降低的问题。
本发明的目的在于，鉴于上述存在的问题提供一种加热灭菌装置及加热灭菌方法，能够防止打开切断加热器及冷却器的密闭闸门时随之发生的重新沸腾现象。
为实现上述目的，本发明提供了一种食品灭菌装置，该食品灭菌装置是一种连续配置有加热灭菌食品的加热灭菌室及，通过密闭闸门与上述加热灭菌室连接的冷却室，并将具有开口部分的敞开容器中收容的食品通过前述密闭闸门从上述加热灭菌室搬入上述冷却室内的食品灭菌装置，它可维持上述冷却室内的压力比上述加热灭菌室内的压力高0.05-0.3kg/cm2。
另外，本发明提供的食品灭菌装置是由与大气连通的食品导入部及，升压用调压室及，将食品在较大气压高的压力下加热灭菌的加热灭菌室及，将已加热灭菌的食品冷却的冷却室及，减压用调压室及，排出食品的排出部分别通过密闭闸门连续地连接在一起，并连续地将具有开口部分的刚性容器中收容的食品进行灭菌处理的食品灭菌装置，上述食品导入部及上述加热灭菌室及，上述冷却室及上述排出部被互相垂直或互相平行安装，在上述食品导入部及上述升压用调压室及上述加热灭菌室及，上述冷却室及，上述减压用调压室及，上述排出部的上流侧分别装有可将上述刚性容器向下流侧方向推出的推出装置，各推出装置的行程长度为上述1个刚性容器的大小以上，并可维持上述冷却室内的压力较上述加热灭菌室内的压力高0.05-0.3kg/cm2。
本发明中，要维持冷却室内的压力较加热灭菌室内的压力高0.05-0.3kg/cm2，最优选0.1-0.2kg/cm2的原因是因为如果压力差小于0.05kg/cm2则发生重新沸腾现象。另一方面如压力差大于0.3kg/cm2，则从冷却室流入加热灭菌室内的空气量增加，使加热灭菌室内的加热效率降低。
以下根据附图详细说明本发明的实施例。
首先说明本发明的实施例1的食品灭菌装置100。
本实施例的食品灭菌装置100为对图2所示的刚性托盘90之类的容器中直接收容的米饭、面食或咖喱肉、炖肉等所谓的蒸煮类食品的配菜(蔬菜等)等固态食品进行加热灭菌的装置。托盘90由不锈钢等金属制成，为装有开口朝向上方的开口部分93的有底圆筒形状。各个托盘90收容一定量的食品，使许多个托盘90连续地通过食品灭菌装置100内，进行食品的加热灭菌。
托盘90的底板91上遍布形成的小孔92。加热灭菌的食品通过被装载到底板91上而被收容到盘90内，因而小孔92的大小形状适于选择食品不能穿过(不落下)为宜。借助该小孔92，蒸汽等加热灭菌用流体可自由通过底板，使蒸汽等汽体能无遗漏地与该底板91上装载的食品接触。
下面说明食品灭菌装置100的主体。如图1所示，食品灭菌装置100从上流侧开始按顺序依次装备有，与大气连通的可导入收容有灭菌食品的托盘90的食品导入部1、将食品在较大气压高的压力下加热灭菌的加热灭菌室3、冷却被加热灭菌食品的冷却室4、将被冷却的食品从灭菌装置排出的排出部6。
食品导入部1由用于装载收容有食品的托盘的上流侧的装载部11及，将托盘90内的食品在常压下预热的下流侧的预热室12构成。另外，在加热灭菌室3的上流侧部分设置有，以第2闸阀20隔开的升压用调压室2，在排出部6的上流侧部分设置有以第5闸阀门50隔开的减压用调压室5。
作为食品导入部1的下流部分的预热室12，通过第1闸阀10，与作为加热灭菌室3的上流部分的升压用调压室2相连接。另外，加热灭菌室3的下流部分通过第3闸阀30，与冷却室4的上流部分相连接。另外，冷却室4的下流部分，通过第4闸阀40，与作为排出部6的上流部分的减压用调压室5相连接。从而，从食品导入部1的装载部11被导入到食品灭菌装置100的托盘90，通过推出装置13、14、26、34、42、45、52，经过预热室12，升压用调压室2、加热灭菌室3、冷却室4、减压用调压室5，被运至排出部6。
在食品导入部1的装载部11上，通过图中未示出的供给装置，将收容有按规定单位灭菌的食品的托盘90并列装载。在装载部11的上流侧设置有可将装载部11上并列装载的2个托盘90、90向下流方向(X方向)搬运的第1推出装置13。该第1推出装置13具有伸缩自如的T字形的推出杆13a，该推出杆13a，可将托盘90以并列状态向下流方向(X方向)推入食品导入部1内，具有可将其运至预热室12的下流端的行程长度。
另外，在预热室12的下流侧端部的外侧，配置有第2推出装置14。更详细地说是指该第2推出装置14插在预热室12的下流侧端部，与升压用调压室2相对，配置在预热室12的外侧位置。该第2推出装置14与上述第1推出装置12相同，具有伸缩自如的T字形的推出杆14a，该推出杆14a可按与利用上述第1推出装置13来搬运托盘90的方向垂直的方向(Y方向)即朝向升压用调压室2的方向伸缩。另外，推出杆14a伸缩行程长度设定为可延伸进入预热室12的下流端部，上述第1推出装置12可将被搬运到预备加热室11的下流端部的2个托盘90沿着Y方向以纵列状态推挤，将其送入升压用调压室2内配置的转台内。
预备加热室12处于大气开放(连通)状态即常压状态，其内部具有能将2个托盘90并列摆放并且可向下流方向引导的大小及形状。
另外，在预热室12中安装有如图1模拟显示的预热装置15。该预热装置15，一方面可将预热室12脱气，还可向该预热室12内供给蒸汽。
在升压用调压室2的上部连结有供给蒸汽的蒸汽供给管线21。该蒸汽供给管线21经过控制开—关的控制阀门22、贮存蒸汽的蒸汽罐(加压流体罐)23与锅炉等蒸汽供给源(图中未示出)连通。该蒸汽供给管线21，通过向升压用调压室2内供给由上述蒸汽供给源产生的蒸汽，使该升压用调压室2的压力及温度上升至加热灭菌室3内的压力。蒸汽罐23可暂时贮存由蒸汽供给源供给的蒸汽，其容量为升压用调压室2的容量的5—50倍，特别理想的为10—30倍。另外，蒸汽罐23内的蒸汽压力为0.5—3.0kg/cm2，特别理想的是1.0—2.5kg/cm2(表压)。控制阀门22，通过图中未示出的控制装置，进行开—关控制，控制向升压用调压室2内的蒸汽供给。在升压用调压室2内，配置有可以上下方向延伸的轴线Z为中心转动的转台24(参照图3、图4)。转台24，其纵向方向的一侧为敞开的大致呈长方体形状的箱体，其内部大小为可收容2个以纵列状态排列的托盘90。从而，2个盘90可以纵列状态通过该敞开的一侧(敞开部分24b)出入转台24。另外，在转台24的纵向方向另一端的侧壁大致中央处形成有大致呈圆形的孔24a。
另外，转台24的顶板24C覆盖收容在转台24内的托盘90的上方开口。即，顶板24C位于开口于升压用调压室2内的蒸汽供给管线21的开口端21a及，转台24内收容的盘90的上方开口部分93之间，成为可防止由管线21开口端21a吹出的蒸汽直接吹向托盘90的开口部分93的遮蔽板。
在转台24的底部装有转动轴25，转台24可以该转动轴25为中心旋转。即，该转台24可在开放部分24b朝向预热室12方向的第1位置(图1及图3)与开放部分24b朝向加热灭菌室3的第2位置(图4)之间旋转90°。在第1位置，通过敞开部分24b，利用第2推出装置14向升压用调压室2方向(Y方向)推出2个托盘90，托盘90可被收容入转台24内，另一方面，在第2位置，通过敞开部分24b，后述第3推出装置26将2个托盘90从转台24压推至加热灭菌室3内。
另外，在升压用调压室2的加热灭菌室3的反对侧外部，配置有第3推出装置26，可将转到图5所示的在第2位置的转台24内的盘90推至加热灭菌室4内。第3推出装置26的伸缩自如的推出杆26a，其大小形状为能够穿过转台24的壁上形成的孔24a，其行程长度要足够将图5表示的转台24内以纵列状态收容的2个托盘90推至加热灭菌室4内。
位于升压用调压室2的下流侧的加热灭菌室3，具有大致呈圆筒形状的细长室内空间，在该空间内按规定间隔配置有遍及纵方向全长的2根轨条31a、31b。托盘90通过第3推出装置26从第3调压室2被推至加热灭菌室3，在该轨条31a、31b上顺次向下流方向移动，两轨条31a、31b的间隔以能支撑盘90的底部为宜。另外，在轨条31a、31b上，如图3及图4所示按规定间隔装有引导构件35，使托盘90能够沿着轨条31a、31b移动。即，由轨条31a、31b及引导构件35，形成了向加热灭菌室3内成列地运送托盘90的搬运线。
在加热灭菌室3中安装有为维持加热灭菌室2内的压力及温度为所定压力及温度的加热灭菌装置32。图1模拟表示的加热灭菌装置32可向加热灭菌室3内供给蒸汽，维持加热灭菌室3内的压力及温度为0.45-2.65kg/cm2，理想的是1.00-2.15kg/cm2(表压)，120℃-135℃。
在加热灭菌室3的下流侧端部上配置有与上述升压用调压室2内配置的转台24相同的转台33。另外，在加热灭菌室3的下流侧端部的、与冷却室4相对的外侧，配置有与第3推出装置26相同的第4推出装置34。转台33与推出装置34具有与上述转台24及第3推出装置26相同的功能。如上所述，加热灭菌室3的下流侧端部通过第3闸阀30，与加热灭菌室3平行延伸方向上配置的冷却室4的上流侧端部连接。
在冷却室4的上流侧端部配置有与上述升压用调压室2内配置的转台24相同的转台41，另外，在冷却室4的上流侧端部附近配置有与第3推出装置26相同的第5推出装置42。转台41及推出装置42分别具有同上述转台24及第3推出装置26相同的功能。
冷却室4具有与加热灭菌室3相同的构成。即具有大致呈圆筒形状的细长室内空间，在该空间内按规定间隔配置有在纵向方向上延长的2根轨条46a、46b。在转台41上以纵列状态排列的被收容的2个托盘90，通过第5推出装置42，在此轨条46a、46b上依次向下流方向移动。两轨条46a、46b的间隔以能支撑托盘90的底部为宜。另外，在轨条46a、46b上也可按规定间隔安装与上述引导构件35相同的引导构件(图中未示出)，使托盘90能够沿着轨条46a、46b移动。
在冷却室4安装有可维持冷却室4内压力为所定压力及温度的冷却装置43。如图1模拟表示的冷却装置43，将80℃的空气送入冷却室4内，维持冷却室4内的温度为80℃，并且要维持冷却室4内的压力较加热灭菌室3内的压力高0.05-0.3kg/cm2，理想的是高0.1-0.2kg/cm2。
在冷却室4的下流侧端部配置有与上述升压用调压室2内配置的转台24相同的转台44，并且在冷却室4的下流侧端部附近配置有与第3推出装置26相同的第6推出装置45。转台44及第6推出装置45具有与上述转台24及第3推出装置26相同的功能。
在冷却室4的下流侧端部通过闸阀40并列连接的减压用调压室5，与升压用调压室2的形成大致相同。即，设置有接受从冷却室4送来的托盘90的转台51及，将该转台51内纵列收容的2个托盘90推至排出部6的第7推出装置52。与升压用调压室2的不同在于，设置有空气供给管线(图中未示出)以替代蒸汽供给管线21。
在排出部6的下流侧设置有带式传送机等搬运装置70，可将被搬运至排出部的已灭菌的食品分盘送至包装工序(图中未示出)。另外，排出部6，搬运装置70及包装工序配置在净化车间内。在包装工序中，食品由托盘90出来，充填入作为制品容器的已灭菌的空容器内，如有必要，在向容器内注入已灭菌的液态食品后将容器密封。
另外，本发明中所说的蒸汽是指饱和蒸汽、过热水蒸汽或用于加热灭菌的各种蒸汽。
下面说明食品灭菌装置100的运转。
首先，通过图中未示出的供给装置，在食品导入部1的装载部11上收容的2个盘90以并列状态装载后，启动第1推出装置13，使并列状态的托盘90被推出杆13a移动至预热室12的下流端部。
在预热室12内，因为通过蒸汽供给装置15供给蒸汽，在运入预热室12中的这段时间内，托盘90中收容的食品间隙中的空气被蒸汽取代，使食品被预热。
接下来，在第2闸阀20关闭的状态下，打开第1闸阀10使升压用调压室2与预热室12连通，并且转台24位于第1位置即图1及图3所示状态。
然后，伸长第2推出装置14的推出杆14a，使以并列状态移动至预热室12下流端的托盘90向升压用调压室2的方向以纵列状态推入转台24内。此时后方的托盘90有可能攀附到前面的托盘90，转台24的顶板24C可防止这种攀附。
然后，在收缩推出杆14a的同时，使转台24逆时针旋转90°处于第2位置即图4所示状态。与此同时或随后关闭第1闸阀门10以关闭升压用调压室2，打开控制阀门22，从罐70向升压用调压室2内导入蒸汽，使升压用调压室2内的压力上升至与加热灭菌室3内的压力相等。如上所述，由于转台24的顶板24c位于管线21的开口端21a及托盘90的开口部分93之间，因而从管线21的开口端吹出的蒸汽不直接与盘90内的食品接触，不会将食品吹飞。
接下来打开第2闸阀，启动第3推出装置26，伸长推出杆26a，将转台24上收容的托盘90推至加热灭菌室3的托盘搬运线上。在搬运线上，被前面工序推出的托盘90以一列纵队排列，如果向搬运线上推入2个新的托盘90，则搬运线上最下流的2个托盘被推至转台33侧。此时转台33的敞开部分朝向搬运线侧，将被推出的2个托盘90收容入转盘33内。
然后使转台33顺时针方向旋转90°，打开第3闸阀30。如上所述，由于维持冷却室4内的压力较加热灭菌室3内的压力高0.05-0.3kg/cm2，最好是0.1-0.2kg/cm2，因此即使打开第3闸阀30也不会引起该闸阀30的加热灭菌室3侧的压力降低。从而不会发生重新沸腾现象。然后启动第4推出装置34，伸长推出杆34a，将转台33内的托盘90向冷却室4方向推挤，将这2个托盘收容入敞开部分朝向第4推出装置34方向的转台41内。
另外，从升压用调压室2推出2个托盘90、90后，立即关闭第2闸阀20，使升压用调压室2通过图中未示出的减压用阀门等手段，减压至大气压(常压)。然后打开第1闸阀门，将后面的2个托盘90运入升压用调压室2内。
接着关闭第3闸阀门，使转台41逆时针旋转90°，转台41的敞开部分朝向冷却室4内的搬运线方向。然后启动第5推出装置42，伸长推出杆42a，将转台41内的2个托盘90送至冷却室4内的搬运线上。在冷却室4内的搬运线上，由于托盘90、90是以一列纵队状态排列，因此如果启动第5推出装置42，则与加热灭菌室3的情况相同，最下流侧的2个托盘被推入开口部分朝向搬运线的转台44内。
然后，使转台44顺时针旋转90°。另外，关闭第5闸阀50，并且在转台51的开口部分朝向冷却室4的状态(图1表示状态)下，从空气供给管线向减压用调压室5内供给空气，该调压室5与冷却室4的压力相等后，打开第4闸阀40，使减压用调压室5与冷却室4连通，然后伸长第6推出装置45的推出杆45a，将转台44上以纵列状态收容的托盘90推入转台51内。
然后，收缩第6推出装置45的推出杆45a，使其回到初始状态，同时使转台51逆时针方向旋转90°使转台51的开口部分朝向排出部6的方向，与此同时或随后，关闭第4闸阀40，关闭减压用调压室5，启动图中未示出的减压用阀门等减压装置，使减压用调压室5内的压力减压至大气压。
然后，在打开第5闸阀50的同时启动第7推出装置52，通过推出杆52a向排出部6内推出转台51内以纵列状态收容的2个托盘90。
进入排出部6内的托盘90，通过带式输送机，被搬运至进行无菌包装的工序等下面的工序中(图中未示出)。
图1表示使用食品灭菌装置100进行食品加热灭菌。其条件如下。[实验例1]
保持加热灭菌室3内的温度为130℃，压力为1.75kg/cm2，冷却室4内的温度为80℃，压力为1.80kg/cm2，将装有200g白米饭的刚性托盘按每批10个的比例加热灭菌。[实验例2]
保持加热灭菌室3内的温度为130℃，压力为1.75kg/cm2，冷却室4内的温度为80℃，压力为1.90kg/cm2，其他条件与实验例1相同，进行加热灭菌。[实验例3]
保持加热灭菌室3内的温度为130℃，压力为1.75kg/cm2，冷却室4内的温度为80℃，压力为2.05kg/cm2，其他条件与实验例1相同，进行加热灭菌。[比较例1]
保持加热灭菌室3内的温度为130℃，压力为1.75kg/cm2，冷却室4内的温度为80℃，压力为1.65kg/cm2，其他条件与实验例1相同，进行加热灭菌。
实验例1-3及比较例1的结果如下表所示。
                  表1
           压力差※(1) 灭菌后食品的状态※(2)食品表面  食品味道
实验例1    0.05kg/cm2     ○        ○实验例2    0.15            ○        ○实验例3    0.30            ○        ○比较例1    -0.10           ×                  ×
※(1)从冷却室内的压力向加热灭菌室3内引入压力的值。※(2)食品表面  ○食品表面无多余水分。
           ×食品表面被过剩水分润湿。
 食品味道  ○良好
           △水分稍多
           ×水分过多有腻示感
下面参照图5说明本发明实施例2的食品灭菌装置200。因为食品灭菌装置200与上述实施例1的食品灭菌装置100的构成大致相同，所以对于相对应的部分，标记有可代表装置200的相同参照号码，省略其说明，只说明不同点。
由图1及图5可清楚知道，食品灭菌装置100与食品灭菌装置200之间的不同点在于，食品导入部1、201及，加热灭菌室3、203及，冷却室4、204的连接方法不同。在食品灭菌装置100中，食品导入部1及加热灭菌室3及冷却室4按照食品导入部1内的托盘进行方向与加热灭菌室3内的托盘行进方向与冷却室4内的托盘行进方向互相平行的方式连接。因此，各连接部分，通过使用2个推出装置(如14及26)及转台(如24)，将2个托盘以“曲柄”状搬运。
与此不同，在食品灭菌装置200中，按照能使食品导入部201内的托盘行进方向与加热灭菌室203内的托盘行进方向垂直的方式，将食品导入部201及加热灭菌室203互相垂直连接，另外，按照能使加热灭菌室203内的托盘进行方向与冷却室204内的托盘行进方向垂直的方式，将加热灭菌室203与冷却室204互相垂直连接。
其结果，不再需要升压用调压室202内的转台，并且在各连接部分上只设置一个推出装置(214，234)，即可将托盘送至下面的工序。
按照本发明，以敞开状态处理食品的灭菌装置中，可防止重新沸腾现象，并可维持或提高被灭菌后的食品的品质。
附图简单说明如下。图1为表示本发明实施例1的食品灭菌装置的概略构成图。图2为本发明实施例1及2中所用的，用来收容食品的托盘的斜视图。图3为位于本发明实施例1食品灭菌装置的升压用调压室内第1位置上的转台概略构成图。图4为位于本发明实施例1食品灭菌装置的升压用调压室内第2位置上的转台概略构成图。图5为本发明实施例2的食品灭菌装置的概略构成图。图中符号说明：1.食品导入部              2.升压用调压室3.加热灭菌室              4.冷却室5.减压用调压室            6.排出部15.蒸汽供给装置           16.脱气装置21.蒸汽供给管线           22.控制阀门23.蒸汽罐                 24.转台90.托盘                   100.食品灭菌装置。

Claims (6)

1.一种食品灭菌装置，其特征在于，该食品灭菌装置是连续地配置有加热灭菌食品的加热灭菌室(3)及，通过密闭闸门(30)与上述加热灭菌室(3)连接的冷却室(4)，并将具有开口部分(93)的开放容器(90)中收容的食品通过前述密闭闸门(30)从上述加热灭菌室(3)运入上述冷却室(4)内的食品灭菌装置，
其中，维持上述冷却室(4)内的压力较上述加热灭菌室(3)内的压力高0.05-0.3kg/cm2。
2.权利要求1中记载的食品灭菌装置，其特征为，维持上述冷却室(4)内的压力较上述加热灭菌室(3)内的压力高0.1-0.2kg/cm2。
3.一种食品灭菌方法，它是一种使用权利要求1记载的食品灭菌装置的食品灭菌方法，其中，维持冷却室内的压力较灭菌室内的压力高0.05-0.3kg/cm2。
4.权利要求3中记载的食品灭菌方法，其特征为，维持上述冷却室内的压力较上述加热灭菌室内的压力高0.1-0.2kg/cm2。
5.根据权利要求1的食品灭菌装置，其特征为，它是一种与大气连通的食品导入部(1)及、升压用调压室(2)及，将食品在较大气压高的压力下加热灭菌的加热灭菌室(3)及，将被加热灭菌的食品冷却的冷却室(4)及、减压用调压室(5)及、排出食品的排出部(6)分别通过密闭闸门(10)、(20)、(30)、(40)、(50)被连续地连接，并将具有开口部分(93)的刚性容器(90)中收容的食品进行连续灭菌处理的食品灭菌装置，其中，上述食品导入部(1)及上述加热灭菌室(3)及，上述冷却室(4)及上述排出部(6)被互相垂直或互相平行地设置，在上述食品导入部(1)及、上述升压用调压室(2)及、上述加热灭菌室(3)及、上述冷却室(4)及、上述减压用调压室(5)及、上述排出部(6)的上流侧分别装有可将上述刚性容器(90)向下流侧方向推出的推出装置(13)、(14)、(26)、(34)、(42)、(45)、(52)，各推出装置的行程长度为上述1个刚性容器的大小以上，并维持上述冷却室(4)内的压力较上述加热灭菌室(3)内的压力高0.05-0.3kg/cm2。
6.权利要求5中记载的食品灭菌装置，其特征为，维持上述冷却室(4)内的压力较上述加热灭菌室(3)内的压力高0.1-0.2kg/cm2。
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