JP2001523109A - 誘導加熱方法及びその装置 - Google Patents

誘導加熱方法及びその装置

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JP2001523109A JP54755098A JP54755098A JP2001523109A JP 2001523109 A JP2001523109 A JP 2001523109A JP 54755098 A JP54755098 A JP 54755098A JP 54755098 A JP54755098 A JP 54755098A JP 2001523109 A JP2001523109 A JP 2001523109A
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Abstract

(57)【要約】 誘導加熱コイル(12,15,16,17)の内腔に収容された対流性物質を加熱するための方法及び装置(10)であって、缶(20)は、加熱される際にそれ自体の軸回りに回転させられる。缶(20)がその内容物の沸点以上に加熱される際、内容物の加熱が超大気圧状態で行われるように、缶(20)は、回転式圧力保持器(13,19,22)を通過するように移送される。

Description

【発明の詳細な説明】 誘導加熱方法及びその装置 発明の属する技術分野 本発明は、缶詰製品を加熱するための方法及び装置に関する。より詳しくは、 本発明は、金属缶を誘導加熱することによって缶の内容物を加熱するために、誘 導コイルからの誘導熱を利用する方法及び装置に関するものである。 発明の背景 缶詰食品や缶詰ペットフードのような多くの缶詰製品が、缶内における有毒バ クテリアの増殖を防止するために、缶詰工程後に滅菌を必要とすることは周知で ある。これは、比較的多くのエネルギを要する工程であり、缶詰製品の加熱減菌 工程のエネルギ効率を改善するためにかなりの努力がなされてきた。このような 工程にさらに求められる重要な点は、少なくとも人が消費する食品の場合には、 缶詰内容物の香り、質感、栄養状態を維持することである。このことは必然的に 、食品の減菌を適切に行える範囲で、加熱は最小限に抑えるべきであるというこ とを意味する。ここで生ずる困難な点は、缶詰製品へ伝熱可能な速度が食品の総 加熱時間に影響を及ぼすということである。多くの食品はまた、もし加熱が速す ぎると缶の内面に焦げ付くという傾向も有する。従って缶詰作業者は、滅菌温度 までゆっくりと缶を加熱しなければならないが、そうすると、最適な味覚、質感 、栄養状態のために望ましい時間よりもずっと長い時間、缶を昇温状態に保持す ることになる。 米国特許第3,961,150号明細書によれば、誘導コイルを利用して缶に熱を与え ることによって缶詰製品を加熱することが提案されている。缶は平坦な誘導コイ ルの下方で往復回動されると記載されている。この方法は、実際のところうまく 行かないことが判った。缶の往復回動にもかかわらず熱伝導率の問題があり、缶 の内容物が昇温状態に維持される時間が長過ぎるのである。 仏国特許第2,501,631号明細書には代替方法として、複数の誘導コイルがそれ ぞれ巻回された内腔の中を缶が通過するような方法が記載されている。缶内容物 の温度の均質化を実現するために、連続する誘導コイル間において、缶はそれ自 体の軸回りに回転させられる。本発明者らは、この方法に次のような問題がある と考える。すなわち、缶が実際の加熱中に回転させられない位置においては、加 熱速度を極めて低く抑えなければならない。さもなくば、加熱段階における缶壁 面への内容物の許容できない焦げ付きが生ずる可能性がある。 米国特許第4,256,922号明細書は、螺旋状に巻回されたコイルに取り囲まれ回 転する金属チューブ上で、容器に入っていない食品を加熱する方法について記載 している。この場合、食品が、取り囲む缶に拘束されることなく、チューブに対 して自由に流動し回転するという事実により、熱伝導に関する問題はやや異なる 。 本発明は缶詰製品の加熱に関して、上記のような公知の方法に替わる方法を提 供することを目的とする。 発明の開示 本発明は、金属缶内に収容された対流性物質を加熱するための方法に関する。 本発明による方法は、誘導コイルが螺旋状に巻回された内腔を通過するように缶 を長手方向に移送すると同時に、缶に回転または振動を与える段階を含んでいる 。本発明はさらに、金属缶内に収容されたの対流性物質を加熱するための装置に 関する。この装置は、螺旋状に巻回され缶の壁体に熱を発生させるために適合し た誘導コイルと、コイルの内腔を通過するように缶を長手方向に移送する手段と 、缶がコイル内を通過する際に缶をそれ自体の軸回りに回転させる手段とを備え ている。 缶は長手方向の軸回りに、連続的に回転させられることが望ましい。しかし、 缶をいかなる軸に関して振動または回転させても、あるいは、ランダムに転動さ せても、それは本発明の範囲に含まれる。 少なくとも本発明に係る好ましい実施形態を使用する限り、コイルの内腔に缶 を通すことによって、向上されたエネルギ効率のもとに高い速度で缶を効果的に 加熱することが可能であることを本発明者は見出した。また、加熱と同時に缶を 適当な速度で回転させてやれば、従来経験されていた高い加熱速度による問題を 回避しつつ、多くの缶詰製品を迅速に加熱することが可能であることも判った。 缶に収容される製品は、液体であるか、または液体中に収められているもので あることが望ましい。このことにより、缶がその軸回りに回転させられたときに 、製品は缶の内面に対して適度にかつ容易に移動することができる。このような 製品は対流性製品と呼ばれている。適度な対流性を有する製品には、ソースを含 む缶詰パスタ、液体を含む缶詰野菜、ある種の缶詰ペットフードが含まれる。缶 詰製品は、好ましくは少なくとも50rpmで、より好ましくは少なくとも80rpm で、さらに好ましくは120rpmで回転させられる。特に本発明に係る好ましい 実施形態では、缶は150rpm〜200rpmの速度で、好ましくは180rpmで回 転させられる。 本発明による方法に使用される缶は金属製でなければならない。そうでないと 、缶に電磁誘導電流が生じない。典型的な缶は、すずなどの保護金属皮膜を有す る鋼鈑から形成されている。本発明に使用されるコイルを通って流れる電流の振 動により熱が誘導される壁体で囲まれて形成された容器であれば、いかなるもの でも、本発明の目的にかなった金属缶とみなされる。 1つの誘導コイルまたは複数の誘導コイルは、1〜500kHzの周波数で、好 ましくは20〜250kHzの周波数で、さらに好ましくは50〜200kHzの周波 数で駆動される。特に本発明に係る好ましい実施形態では、周波数は60〜18 0kHzである。低い周波数はより安価に発生させることができるが、加熱がゆっ くりであるという欠点を有する。個々のいかなる場合においても、処理コストと 缶詰製品のより迅速な処理から得られる利点との間のトレードオフが存在する。 特に本発明に係る好ましい実施形態では、誘導コイルの内腔に配置された非金 属チューブ内を缶が通過する。缶は押してチューブ内を通過させてもよいし、あ るいは、その他の適明な方法によってチューブ内を移送してもよい。単純にチュ ーブを望ましい速度で回転させることによって缶を望ましい速度で回転させても よい。以上は、本発明を実施するにあたり強く推奨されるモードであるが、本発 明を実施する方法は、他にも多数存在することは言うまでもない。 もし、缶詰製品が酸を含まない対流性食品であって、適切に滅菌されなければ ならないものであれば、それは100℃以上の温度に加熱されなければならない 。 この温度にまで加熱すると内容物は沸騰するかもしれない。この沸騰で生ずる水 蒸気圧によって、加熱時に缶は変形したり、あるいは破裂さえする可能性がある 。このような変形の可能性を回避するために、そうした製品の加熱は、超大気圧 に維持された雰囲気中で行うことが好ましい。例えば、缶を大気圧下で90℃ま で予加熱し、次いで雰囲気が所定値に昇圧された圧力保持器に移送して加熱を完 了させてもよい。加熱段階は、缶の内容物が毎秒約1℃の速度で加熱されるよう に実施されることが最も好ましい。 缶壁体が望ましい最高温度になるまで、あるいはその温度を超えるまで、加熱 は可能な限りの最大速度で実施されることが好ましい。次いで、缶及びその内容 物は、さらなる加熱が始まる前に、内容物の平衡状態を実現するために所定時間 保持されることが好ましい。この保持時間全体にわたって、缶には連続的な回転 が与えられることが最も好ましい。もし必要であれば、缶がコイルの内腔を通過 する際に、完全な、または部分的な保持時間を確保するために加熱速度を変化さ せてもよい。変形形態として、複数のコイルを離間した列状に設け、各コイル間 を保持時間に充ててもよい。 缶の内容物が昇温状態にある総時間を短縮するためには、内容物の温度上昇及 び温度下降の両方を迅速に完了させることが重要であることは明らかである。本 発明による方法で加熱された缶を、加熱段階に関して有利であると既に述べた速 度で回転させながら冷却すると、缶の内容物をより速く冷却できることを本発明 者らは発見した。冷却段階は、好ましくは、水のような冷却液体の流れのもとに 行われる。初期の冷却は超大気圧状態で実施される。缶及びその内容物の温度が 約100℃まで低下したら、缶は取出されて大気圧環境に置かれ、冷却が継続さ れる。 図面の簡単な説明 以下、本発明に係る好ましい実施形態を例示し、添付図面を参照して説明する 。添付図面を説明すると、 図1は、本発明による方法を実施するための装置を概略的に示す平面図であり 、 図2は、本発明による装置の一部を概略的に示す垂直断面図である。本発明を実施するための最も好ましい実施形態 図1に示す装置10は、缶詰食料製品の加熱滅菌するために構成されている。 食料製品は酸を含まない対流性食品である。典型的な例としては、缶詰えんどう 豆及びトマトソースの入ったスパゲティが含まれる。これらの食品は、従来のす ずめっき鋼鈑からなる缶に収容されている。 装置10は入口チューブ11を備えている。入口チューブ11は、それ自体の 長手方向軸回りに約200rpmで回転するように構成されている。チューブ11 は第1誘導コイル12の内腔を通っている。このコイル12は、200kHzで交 番する適切な電源によって駆動される。缶20はチューブ11内へ、押込み手段 24によって押込まれる。これら押込み手段24は、缶20をチューブ11内へ 定期的に1個ずつ導入するように作動する。従って、1個の缶がチューブ11内 へ導入されると、別の1個がチューブの他端から排出される。缶20がチューブ 11を通過する時間は、出口端に到達するときまでに缶が約90℃に加熱される よう調節される。コイル12のサイズ及びコイルに流される電流値は、缶の内容 物を缶内面に焦げ付かせない範囲で最大限の加熱速度が得られるように選択され る。チューブ11の200rpmという回転速度において、チューブ11を通過す る缶20が1℃/secの速度で加熱されるように、コイルを駆動することが可能で あることが判った。 チューブ11の出口端部から押出された缶20は、第1転送装置13に押込ま れる。この装置13は、大気圧環境のチューブ11から超大気圧環境の第2チュ ーブ14へと缶20を転送する。この超大気圧は、空気導入管18を通じてチュ ーブ14へ圧縮空気を導入することによりコントロールされる。缶20は、さら なる押込み手段25によりチューブ14に沿って押込まれる。こうして各缶20 がチューブ14内に押込まれると、別の1個が排出端から排出される。チューブ 14は3つの断続する誘導コイル15,16,17の内腔を通っている。これら のコイルは、コイル12と同様の方法で駆動される。缶の壁体はコイル15によ って約130℃に加熱される。次いで缶には、コイル16によってさらに加熱さ れる前に、保持時間が与えられる。続いてこうした工程が繰返され、缶は最後に コイル17によって加熱される。以上の加熱形態はトータルとして、缶の内容物 を可能な限りの最少時間で滅菌可能なものとなる。 チューブ14内で滅菌された缶20は、第2転送装置19へと排出される。こ の装置は、缶を、加熱チューブ14の超大気圧環境から第1冷却チューブ21の 超大気圧環境へと転送する。 先行するチューブ11及び14と全く同様に、チューブ21には、それ自体の 長手方向軸回りに回転が与えられる。同様に、チューブ21を通過するように缶 を移送するための押込み手段26が設けられている。チューブ21内で缶には冷 却用の水が散布される(その装置は図示していない)。この冷却段階は、チュー ブ21すなわち、それと共に回転する缶を高速で回転させると、ずっと効果的に なることが判った。チューブ21の排出端から排出される缶の温度が約100℃ となるように、チューブ21内の冷却手段は調節される。缶は第3転送装置へと 排出される。第3転送装置は、チューブ21の超大気圧雰囲気から冷却コンベヤ 23の大気圧雰囲気へと缶を転送する。このコンベヤ23は、缶が、缶の長手方 向軸回りに回転できるように構成され、かつ冷却手段(図示せず)を備えている 。この冷却手段は、例えば、缶20を雰囲気よりわずかに高い温度にまで冷却す る散水装置である。 缶をコイル12,15,16,17の内腔を通して移送することにより、従来 の滅菌手段と比較して、缶の内容物を昇温された温度に保持する総時間を著しく 短縮する一方で、缶の内容物を効果的に減菌することが可能であることが判った 。このことは言い換えれば、従来方法で滅菌された缶詰食品と比較して、缶の内 容物の、色、感覚器官に与える感覚、栄養状態などの特性が改善されることを意 味する。 特定の実施形態によって示した本発明に対し、広範囲にわたって説明した本発 明の思想または範囲から逸脱することなく多数の変形形態及び/または改良形態 が構成可能であることは当業者には明らかである。従って、本実施形態は、全て の観点において例示が目的であり、これらに限定して考えられるべきではない。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】平成11年2月9日(1999.2.9) 【補正内容】 請求の範囲 1. 金属缶に収容された液体または金属缶に収容された液体中に収められた物 質を加熱するための方法であって、 前記缶を、螺旋状に巻回された誘導コイルの内腔を該缶自体の長手方向に通過 するように移送すると同時に、前記缶に回転または振動を与える段階を含むこと を特徴とする方法。 2. 前記缶を、長手方向軸回りに、連続的に回転させることを特徴とする請求 項1に記載の方法。 . 前記缶を、少なくとも50rpmで、より好ましくは少なくとも80rpmで、 さらに好ましくは120rpmで回転させることを特徴とする請求項1に記載の方 法。 . 前記缶を、150rpm〜200rpmの速度で、好ましくは180rpmで回転 させることを特徴とする請求項に記載の方法。 . 前記缶は、保護金属皮膜を有する鋼鈑から形成されていることを特徴とす る請求項1に記載の方法。 . 前記缶を、誘導コイルの内腔に配置された非金属製チューブ内を通過する ように移送することを特徴とする請求項1に記載の方法。 . 前記チューブを加圧することを特徴とする請求項6に記載の方法。 . 前記1つの誘導コイルまたは複数の誘導コイルを、1〜500kHzの周波 数で、好ましくは20〜250kHzの周波数で、さらに好ましくは50〜200k Hzの周波数で駆動することを特徴とする請求項1に記載の方法。 . 前記1つの誘導コイルまたは複数の誘導コイルを、60〜180kHzの周 波数で駆動することを特徴とする請求項に記載の方法。10 . 前記缶を、その内容物の沸点より低い温度まで大気圧下で予加熱し、次 いで、所定値に昇圧された圧力保持器へ移送して加熱を完了させることを特徴と する請求項1に記載の方法。11 . 前記缶の内容物を毎秒約1℃の速度で加熱して前記加熱段階を実施する ことを特徴とする請求項1に記載の方法。12 . 前記缶を回転させながら冷却することを特徴とする請求項1に記載の方 法。13 . 前記冷却工程を、水のような冷却液の流れのもとに実施することを特徴 とする請求項12に記載の方法。14 . 前記冷却工程を、初期には超大気圧雰囲気内で実施し、前記缶及びその 内容物の温度が約100℃まで低下したら前記缶を取出して大気圧環境へ移送し 、冷却を継続することを特徴とする請求項12に記載の方法。15 . 金属缶に収容された対流性物質を加熱するための装置であって、 螺旋状に巻回され、前記缶の壁体に熱を発生させるために適合した誘導コイル と、 前記コイルの内腔を通過するように前記缶を長手方向に移送する手段と、 前記缶が前記コイル内を通過する際に、前記缶をそれ自体の軸回りに回転させ る手段と、 を備えていることを特徴とする装置。16 . 前記缶を回転させる前記手段は、前記コイルの内腔に配置されかつ自体 の長手方向軸回りに回転可能な非金属製チューブを備えていることを特徴とする 請求項15に記載の装置。17 . 前記チューブ内を通過するように前記缶を長手方向に移送する前記手段 は、突出位置と戻し位置との間で往復するように適合されたラム(突き棒)を備 え、前記突出位置では、前記ラムが前記缶の端部を押して該缶を前記チューブ内 へ押込み、前記戻し位置では、前記ラムと前記チューブとの間に缶が受容される ことを特徴とする請求項16に記載の装置。18 . 前記缶を回転させる前記手段は、少なくとも50rpmで、より好ましく は少なくとも80rpmで、さらに好ましくは120rpmで前記缶を回転させること を特徴とする請求項15に記載の装置。19 . 前記缶を回転させる前記手段は、150rpm〜200rpmの速度で、好ま しくは180rpmで前記缶を回転させることを特徴とする請求項18に記載の装 置。20 . 前記缶が少なくとも一部の前記誘導コイル通過する際に前記缶を加圧す る手段が設けられていることを特徴とする請求項15に記載の装置。21 . 前記1つの誘導コイルまたは複数の誘導コイルは、1〜500kHzの周 波数で、好ましくは20〜250kHzの周波数で、さらに好ましくは50〜20 0kHzの周波数で駆動されることを特徴とする請求項15に記載の装置。22 . 前記1つの誘導コイルまたは複数の誘導コイルは、60〜180kHzの 周波数で駆動されることを特徴とする請求項21に記載の装置。23 . 前記缶をその内容物の沸点より低い温度まで大気圧下で予加熱するため の誘導コイルと、所定値に昇圧された雰囲気を有する圧力保持器と、前記圧力保 持器内を通過するように前記缶を移送する手段と、前記缶の加熱を完了させる誘 導コイルと、を備えていることを特徴とする請求項15に記載の装置。24 . 前記1つの誘導コイルまたは複数の誘導コイルは、前記缶の内容物を毎 秒約1℃の速度で加熱するものであることを特徴とする請求項15に記載の装置 。25 . 前記缶を回転させながら冷却するための冷却手段が設けられていること を特徴とする請求項15に記載の装置。26 . 前記冷却手段は、水のような冷却液の流れを有していることを特徴とす る請求項25に記載の装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR, NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,KE,L S,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL ,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR, BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,DK,E E,ES,FI,GB,GE,GH,GM,GW,HU ,ID,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR, KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,M D,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL ,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK, SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US,U Z,VN,YU,ZW

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 金属缶に収容された対流性物質を加熱するための方法であって、 前記缶を、螺旋状に巻回された誘導コイルの内腔を該缶自体の長手方向に通過 するように移送すると同時に、前記缶に回転または振動を与える段階を含むこと を特徴とする方法。 2. 前記缶を、長手方向軸回りに、連続的に回転させることを特徴とする請求 項1に記載の方法。 3. 前記缶は、液体または液体中に収められた製品を収容していることを特徴 とする請求項1に記載の方法。 4. 前記缶を、少なくとも50rpmで、より好ましくは少なくとも80rpmで、 さらに好ましくは120rpmで回転させることを特徴とする請求項1に記載の方 法。 5. 前記缶を、150rpm〜200rpmの速度で、好ましくは180rpmで回転 させることを特徴とする請求項4に記載の方法。 6. 前記缶は、保護金属皮膜を有する鋼鈑から形成されていることを特徴とす る請求項1に記載の方法。 7. 前記缶を、誘導コイルの内腔に配置された非金属製チューブ内を通過する ように移送することを特徴とする請求項1に記載の方法。 8. 前記チューブを加圧することを特徴とする請求項7に記載の方法。 9. 前記1つの誘導コイルまたは複数の誘導コイルを、1〜500kHzの周波 数で、好ましくは20〜250kHzの周波数で、さらに好ましくは50〜200k Hzの周波数で駆動することを特徴とする請求項1に記載の方法。 10. 前記1つの誘導コイルまたは複数の誘導コイルを、60〜180kHzの 周波数で駆動することを特徴とする請求項9に記載の方法。 11. 前記缶を、その内容物の沸点より低い温度まで大気圧下で予加熱し、次 いで、所定値に昇圧された圧力保持器へ移送して加熱を完了させることを特徴と する請求項1に記載の方法。 12. 前記缶の内容物を毎秒約1℃の速度で加熱して前記加熱段階を実施する ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 13. 前記缶を回転させながら冷却することを特徴とする請求項1に記載の方 法。 14. 前記冷却工程を、水のような冷却液の流れのもとに実施することを特徴 とする請求項13に記載の方法。 15. 前記冷却工程を、初期には超大気圧雰囲気内で実施し、前記缶及びその 内容物の温度が約100℃まで低下したら前記缶を取出して大気圧環境へ移送し 、冷却を継続することを特徴とする請求項13に記載の方法。 16. 金属缶に収容された対流性物質を加熱するための装置であって、 螺旋状に巻回され、前記缶の壁体に熱を発生させるために適合した誘導コイル と、 前記コイルの内腔を通過するように前記缶を長手方向に移送する手段と、 前記缶が前記コイル内を通過する際に、前記缶をそれ自体の軸回りに回転させ る手段と、 を備えていることを特徴とする装置。 17. 前記缶を回転させる前記手段は、前記コイルの内腔に配置されかつ自体 の長手方向軸回りに回転可能な非金属製チューブを備えていることを特徴とする 請求項16に記載の装置。 18. 前記チューブ内を通過するように前記缶を長手方向に移送する前記手段 は、突出位置と戻し位置との間で往復するように適合されたラム(突き棒)を備 え、前記突出位置では、前記ラムが前記缶の端部を押して該缶を前記チューブ内 へ押込み、前記戻し位置では、前記ラムと前記チューブとの間に缶が受容される ことを特徴とする請求項17に記載の装置。 19. 前記缶を回転させる前記手段は、少なくとも50rpmで、より好ましく は少なくとも80rpmで、さらに好ましくは120rpmで前記缶を回転させること を特徴とする請求項16に記載の装置。 20. 前記缶を回転させる前記手段は、150rpm〜200rpmの速度で、好ま しくは180rpmで前記缶を回転させることを特徴とする請求項19に記載の装 置。 21. 前記缶が少なくとも一部の前記誘導コイル通過する際に前記缶を加圧す る手段が設けられていることを特徴とする請求項16に記載の装置。 22. 前記1つの誘導コイルまたは複数の誘導コイルは、1〜500kHzの周 波数で、好ましくは20〜250kHzの周波数で、さらに好ましくは50〜20 0kHzの周波数で駆動されることを特徴とする請求項16に記載の装置。 23. 前記1つの誘導コイルまたは複数の誘導コイルは、60〜180kHzの 周波数で駆動されることを特徴とする請求項22に記載の装置。 24. 前記缶をその内容物の沸点より低い温度まで大気圧下で予加熱するため の誘導コイルと、所定値に昇圧された雰囲気を有する圧力保持器と、前記圧力保 持器内を通過するように前記缶を移送する手段と、前記缶の加熱を完了させる誘 導コイルと、を備えていることを特徴とする請求項16に記載の装置。 25. 前記1つの誘導コイルまたは複数の誘導コイルは、前記缶の内容物を毎 秒約1℃の速度で加熱するものであることを特徴とする請求項16に記載の装置 。 26. 前記缶を回転させながら冷却するための冷却手段が設けられていること を特徴とする請求項16に記載の装置。 27. 前記冷却手段は、水のような冷却液の流れを有していることを特徴とす る請求項26に記載の装置。
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