JP2002306575A - オーバーシュート加熱を行う加熱殺菌装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オーバーシュート加熱を行う加熱殺菌装置に
おいて、処理物が殺菌温度より高くなることを防ぎ、か
つ、カムアップ時間を短くする。 【解決手段】 処理槽７内の雰囲気温度を検出する雰囲
気温度検出装置２、処理槽内への熱供給を制御する熱供
給制御装置８、処理槽内の処理物６温度を検出する処理
物温度検出装置１１、熱供給制御装置の作動を制御する
運転制御装置１を持っている加熱殺菌装置において、運
転制御装置１は、加熱工程時に雰囲気温度をオーバーシ
ュート温度として処理物を加熱し、加熱工程時における
処理物温度変化こう配を算出しておき、処理物温度が殺
菌温度よりも低い切替温度になると、雰囲気温度が前記
処理物温度変化こう配のマイナスこう配で降下していく
ように熱供給制御装置８の制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オーバーシュート加熱
を行う加熱殺菌装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】食品を密封包装した包装食品や医療用の
器具などの処理物を処理槽内に収容し、処理槽内で処理
物を加熱して殺菌（滅菌）する加熱殺菌装置がある。殺
菌処理は、多数の処理物を処理槽内に収容して処理槽を
密閉しておき、熱水を循環して処理物へ熱水を噴流する
ことにより行っている。処理槽内に収容した処理物を殺
菌処理する工程は、処理物が殺菌温度になるまで処理物
を加熱する加熱工程、処理物を殺菌温度で設定時間維持
する殺菌工程、殺菌工程終了後に処理槽内を冷却する冷
却工程からなる。

【０００３】加熱工程の場合、雰囲気温度を殺菌温度に
維持して処理物の加熱を行ったのでは、処理物が殺菌温
度に上昇するまでの時間であるカムアップ時間が長くな
る。そのため、処理物温度が低い時期には雰囲気温度を
殺菌温度よりも高い値に設定したオーバーシュート温度
まで高めておき、処理物温度が上昇してくると雰囲気温
度を殺菌温度に変更するオーバーシュート加熱を行うこ
とで、カムアップ時間を短くする。

【０００４】オーバーシュート加熱を行う場合、雰囲気
温度は殺菌温度よりも高くしているため、処理物が殺菌
温度よりも高くなる可能性がある。処理物が殺菌温度よ
りも高くなると、処理物の劣化等をまねくことがあるた
め、処理物が殺菌温度より高くなることがないように早
めに雰囲気温度をオーバーシュート温度から殺菌温度へ
下げる必要がある。しかし、オーバーシュート温度から
殺菌温度へ低下するタイミングが早いと、カムアップ時
間の短縮効果が少なくなる。処理物が殺菌温度よりも高
くなるのを防ぐことと、カムアップ時間を短くすること
を両立できるタイミングで、雰囲気温度をオーバーシュ
ート温度から殺菌温度へ切り換えることができればよい
が、適切なタイミングを定めることは難いという問題が
あった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、オーバーシュート加熱を行う加熱殺菌装置
において、処理物が殺菌温度より高くなることを防ぎ、
かつ、カムアップ時間を短くすることを両立させること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、処理物を処理槽内に収容し、処理槽内で加熱するこ
とにより処理物の殺菌を行う加熱殺菌装置であって、処
理槽内の雰囲気温度を検出する雰囲気温度検出装置、処
理槽内への熱供給を制御する熱供給制御装置、処理槽内
の処理物温度を検出する処理物温度検出装置、雰囲気温
度検出装置及び処理物温度検出装置による検出温度に基
づいて熱供給制御装置の作動を制御する運転制御装置を
持ち、処理物を殺菌温度まで加熱する加熱工程、処理物
を殺菌温度で維持する殺菌工程、処理物を冷却する冷却
工程からなる制御を行っている加熱殺菌装置において、
運転制御装置は、加熱工程時に雰囲気温度が殺菌温度よ
りも高い値に設定しているオーバーシュート温度となる
ように、熱供給制御装置の作動を制御して処理物を加熱
し、また加熱工程時における処理物温度変化こう配を算
出しておき、処理物温度が殺菌温度よりも低い値に設定
している切替温度になると、雰囲気温度が前記処理物温
度変化こう配のマイナスこう配で降下していくように熱
供給制御装置の制御を行うものであることを特徴とす
る。

【０００７】請求項２に記載の発明は、前記のオーバー
シュート加熱を行う加熱殺菌装置において、処理物温度
変化こう配の算出は、処理物温度が切替温度に到達した
時を終点とし、終点から所定時間さかのぼった時点にお
ける処理物温度を始点として処理物温度変化こう配を算
出するものであることを特徴とする。

【０００８】請求項３に記載の発明は、前記のオーバー
シュート加熱を行う加熱殺菌装置において、処理物温度
変化こう配は、処理物温度が切替温度に到達した以降も
所定間隔で算出し、雰囲気温度を降下していくマイナス
こう配の値は、処理物温度変化こう配を算出するごとに
更新していくことを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図面を用いて
説明する。図１は本発明を実施する加熱殺菌装置のフロ
ー図である。加熱殺菌装置は円筒形の処理槽７内に処理
物６を収容し、処理槽７内を加熱加圧することで処理物
６を殺菌するものである。他端を処理槽内の熱水噴流口
に接続している循環配管９を処理槽７の底部に接続し、
循環配管９の途中に循環ポンプ１０を設けておく。循環
配管９は処理槽下部の熱水を循環させて処理槽７内の処
理物６へ熱水を噴流するものであり、循環ポンプ１０を
作動することで熱水の循環を行う。他端を蒸気供給装置
（図示せず）に接続しており、途中に熱供給制御装置８
を設けている蒸気配管３を、処理槽７の底部に接続し、
熱供給制御装置８を開くことで処理槽下部にためた熱水
を加熱するようにしておく。循環配管には途中に給水制
御弁５を設けた給水配管４を接続しておき、給水制御弁
５を開くことで処理槽７内に冷却水を供給し、冷却水を
循環することで処理物６の冷却を行うこともできるよう
にしている。

【００１０】加熱殺菌装置の運転を制御する運転制御装
置１を設け、処理槽７内の雰囲気温度を検出する雰囲気
温度検出装置２と、処理槽７内の処理物６の温度を検出
する処理物温度検出装置１１を運転制御装置１に接続す
る。運転制御装置１は、熱供給制御装置８、循環ポンプ
１０、給水制御弁５とも接続しておき、雰囲気温度検出
装置２及び処理物温度検出装置１１からの情報を受けて
装置各部の制御を行う。運転制御装置１には、処理物６
の温度を殺菌温度まで高める加熱工程、処理物６を殺菌
温度で設定時間維持する殺菌工程、処理物６を常温域ま
で冷却する冷却工程からなる運転工程を設定しておく。

【００１１】また、運転制御装置１には、加熱工程にお
けるオーバーシュート加熱の設定を行っておく。運転制
御装置１には、殺菌温度よりもｔ０℃高い温度であるオ
ーバーシュート温度と、殺菌温度よりｔ１℃低い温度で
ある切替温度を設定しておく。ｔ０℃およびｔ１℃の値
はそれぞれ５℃〜１０℃程度とし、ｔ０＝ｔ１としてい
る。加熱工程では、雰囲気温度をオーバーシュート温度
まで加熱して処理物６を加熱し、処理物６の温度が切替
温度まで上昇すると、雰囲気温度を殺菌温度まで低下さ
せる。雰囲気温度の低下は、処理槽７へ供給する蒸気量
を少なくすることで行い、熱供給制御装置８の制御によ
って雰囲気温度の変化速度を制御する。雰囲気温度の変
化速度は、処理物温度検出装置１１で検出している処理
物温度変化こう配（θ）とは負号が逆であるマイナスこ
う配（−θ）で降下していくように設定しておく。

【００１２】処理物６の加熱殺菌を行う場合、処理物６
を入れたトレーを処理槽７内に積み重ね、扉を閉じて処
理槽７を密閉することで、多数の処理物６をバッチ式に
加熱殺菌する。加熱工程では、運転制御装置１は、雰囲
気温度検出装置２で検出している雰囲気温度と、処理物
温度検出装置１１で検出している処理物温度に基づき、
熱供給制御装置８の作動を制御する。加熱工程を開始す
ると、運転制御装置１は、熱供給制御装置８を開き、循
環ポンプ１０を作動する。熱供給制御装置８を開くと、
処理槽７内の底部にためておいた水中に蒸気が入り、水
が加熱される。循環ポンプ１４の作動を行うことで、処
理槽７底部の熱水を循環させ、処理槽７内の処理物６へ
熱水を噴流することで処理物６を加熱する。熱水を循環
することで、処理槽７内の雰囲気温度と処理物６の温度
が上昇する。

【００１３】図２は加熱工程時における雰囲気温度と処
理物温度を表したものである。雰囲気温度検出装置２で
検出している雰囲気温度は２点鎖線で表し、処理物温度
検出装置１１で検出している処理物温度は実線で表して
いる。運転制御装置１は、雰囲気温度検出装置２で検出
している雰囲気温度がオーバーシュート温度に達する時
間Ａまでは、熱供給制御装置８からの蒸気供給を連続し
て行う。雰囲気温度がオーバーシュート温度に達する
と、熱供給制御装置８の制御を行うことによりオーバー
シュート温度を維持する程度に蒸気供給量を減少する。
オーバーシュート温度の熱水を処理物６に噴流すること
で、処理物６の温度は上昇する。この時、運転制御装置
１は、処理物温度検出装置１１にて検出した処理物温度
を時間とともに記憶しておく。

【００１４】処理物温度が切替温度に達した時点である
時間Ｃとなると、運転制御装置１は雰囲気温度の低下を
開始する。雰囲気温度の低下は、熱供給制御装置８によ
る蒸気供給を遮断して急激に温度を低下させるのではな
く、蒸気供給量を少なくすること緩やかに低下させる。
雰囲気温度低下のこう配は、時間Ｃにおける処理物温度
と、時間Ｃより所定時間前の時点である時間Ｂにおける
処理物温度から、処理物温度変化こう配（θ）を求めて
おき、処理物温度変化の場合とは逆のマイナス方向であ
って同じこう配（−θ）で低下していくように定める。

【００１５】処理物温度と雰囲気温度の差が小さくなる
と、処理物温度変化のこう配は小さくなるため、オーバ
ーシュート温度から殺菌温度までの温度差ｔ０℃と、切
替温度から殺菌温度までの温度差ｔ１℃を同じとする
か、ｔ１℃の方を大きくしておき、雰囲気温度変化のこ
う配を、処理物温度変化のこう配と上下逆であって同じ
こう配としておけば、雰囲気温度が殺菌温度に達する時
点である時間Ｆの方が、処理物温度が殺菌温度に達する
時点である時間Ｇよりも早くなる。

【００１６】処理物温度が殺菌温度まで上昇するよりも
雰囲気温度が殺菌温度まで低下する方が早ければ、処理
物温度が殺菌温度よりも高くなることはない。また、ｔ
１＝ｔ０であった場合、雰囲気温度変化のこう配を処理
物温度変化のマイナスこう配とすれば、雰囲気温度が殺
菌温度に達する時間Ｆと処理物温度が殺菌温度に達する
時間Ｇの時間差は小さくなり、処理物温度が殺菌温度に
達する直前まで雰囲気温度は殺菌温度より高い温度とな
るため、カムアップ時間を短縮する効果を得ることがで
きる。

【００１７】処理物温度が殺菌温度に達すると、運転制
御装置１は運転工程を加熱工程から殺菌工程へ移行す
る。殺菌工程では運転制御装置１は、処理物温度が殺菌
温度を保つように熱供給制御装置８の制御を行い、また
殺菌工程を開始してからの経過時間をカウントする。殺
菌工程では設定温度を設定時間維持することで処理物６
の殺菌を行い、設定時間が経過すると殺菌工程を終了し
て冷却工程を行う。

【００１８】冷却工程では給水制御弁５を開き、給水配
管４から冷水を供給することで処理物６及び処理槽７内
温度を低下させる。冷却工程によって処理槽７内が常温
まで低下すると、運転制御装置１は加熱殺菌装置の運転
を停止し、処理槽７内から処理物６を取り出して処理を
終了する。

【００１９】図３は、雰囲気温度をオーバーシュート温
度から殺菌温度へ低下する際に、雰囲気温度低下のこう
配を変化させている場合の説明図である。図３では加熱
工程での時間Ｂから時間Ｇまでの雰囲気温度と処理物温
度を表しており、雰囲気温度は２点鎖線、処理物温度は
実線で表している。処理物温度が切替温度に達した時間
Ｃから、雰囲気温度の低下を開始しており、雰囲気温度
低下のこう配は処理物温度変化こう配から定める点は前
記の通りである。

【００２０】運転制御装置１は、時間Ｃでの処理物温度
と時間Ｃから所定時間さかのぼった時間Ｂでの処理物温
度から処理物温度変化こう配（θ１）を求めておき、時
間Ｃからの雰囲気温度変化こう配は、前記処理物温度変
化こう配（θ１）のマイナスこう配で低下していくよう
に定める。時間Ｃから一定時間経過後の時間Ｄとなる
と、運転制御装置１は雰囲気温度変化こう配を変更す
る。運転制御装置１は、前記と同様に時間Ｃから時間Ｄ
における処理物温度変化こう配（θ２）を求め、時間Ｄ
からの雰囲気温度変化こう配は、処理物温度変化こう配
（θ２）のマイナスこう配で低下していくように定め
る。さらに時間Ｄから一定時間経過後の時間Ｅとなる
と、運転制御装置１は、時間Ｄから時間Ｅにおける処理
物温度変化こう配（θ３）を求め、時間Ｅからの雰囲気
温度変化こう配は、処理物温度変化こう配（θ３）のマ
イナスこう配で低下していくように定める。時間Ｆにて
雰囲気温度が殺菌温度まで低下すると、運転制御装置１
はそれ以降には雰囲気温度が殺菌温度を保つように熱供
給制御装置８の制御を行う。

【００２１】雰囲気温度が殺菌温度へ向けて低下し、処
理物温度が殺菌温度へ向けて上昇しており、雰囲気温度
と処理物温度の差が小さくなってくると、処理物温度の
上昇速度は低下していく。そのため、当初の処理物温度
こう配（θ１）のままで雰囲気温度を低下させると、早
い段階で雰囲気温度が殺菌温度まで低下することにな
る。この場合、雰囲気温度の低下途中で雰囲気温度の低
下速度を小さくしていくように変更することで、雰囲気
温度が殺菌温度まで低下するのを遅らせることができ、
処理物温度が殺菌温度に達するまでの時間を短縮するこ
とができる。

【００２２】

【発明の効果】本発明を実施することで、オーバーシュ
ート加熱を行う加熱殺菌装置において、処理物が殺菌温
度より高くなることを防ぎ、かつ、カムアップ時間を短
くすることを両立させることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を実施する加熱殺菌装置のフロー図

【図２】 本発明における加熱工程時の雰囲気温度変化
説明図

【図３】 オーバーシュート加熱終了期における雰囲気
温度変化説明図

【符号の説明】

１ 運転制御装置 ２ 雰囲気温度検出装置 ３ 蒸気配管 ４ 給水配管 ５ 給水制御弁 ６ 処理物 ７ 処理槽 ８ 熱供給制御装置 ９ 循環配管 １０ 循環ポンプ １１ 処理物温度検出装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理物を処理槽内に収容し、処理槽内で
   加熱することにより処理物の殺菌を行う加熱殺菌装置で
   あって、処理槽内の雰囲気温度を検出する雰囲気温度検
   出装置、処理槽内への熱供給を制御する熱供給制御装
   置、処理槽内の処理物温度を検出する処理物温度検出装
   置、雰囲気温度検出装置及び処理物温度検出装置による
   検出温度に基づいて熱供給制御装置の作動を制御する運
   転制御装置を持ち、処理物を殺菌温度まで加熱する加熱
   工程、処理物を殺菌温度で維持する殺菌工程、処理物を
   冷却する冷却工程からなる制御を行っている加熱殺菌装
   置において、運転制御装置は、加熱工程時に雰囲気温度
   が殺菌温度よりも高い値に設定しているオーバーシュー
   ト温度となるように、熱供給制御装置の作動を制御して
   処理物を加熱し、また加熱工程時における処理物温度変
   化こう配を算出しておき、処理物温度が殺菌温度よりも
   低い値に設定している切替温度になると、雰囲気温度が
   前記処理物温度変化こう配のマイナスこう配で降下して
   いくように、熱供給制御装置の制御を行うものであるこ
   とを特徴とするオーバーシュート加熱を行う加熱殺菌装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のオーバーシュート加熱
   を行う加熱殺菌装置において、処理物温度変化こう配の
   算出は、処理物温度が切替温度に到達した時を終点と
   し、終点から所定時間さかのぼった時点における処理物
   温度を始点として処理物温度変化こう配を算出するもの
   であることを特徴とするオーバーシュート加熱を行う加
   熱殺菌装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のオーバーシュート加熱
   を行う加熱殺菌装置において、処理物温度変化こう配
   は、処理物温度が切替温度に到達した以降も所定間隔で
   算出し、雰囲気温度を降下していくマイナスこう配の値
   は、処理物温度変化こう配を算出するごとに更新してい
   くことを特徴とするオーバーシュート加熱を行う加熱殺
   菌装置。