JP2004525635A - 製品をその表面処理によって消毒する方法および装置 - Google Patents

Abstract

製品、特に食料品の表面上の細菌に対抗するための蒸気デバイスを備える消毒装置の形態の方法および装置。装置は、蒸気デバイスを通って移送される製品の表面上の細菌を殺菌するために蒸気と超音波の組み合わせを採用している。圧縮された蒸気が、蒸気通路を通って、蒸気をキャビティへ移送する開口へ供給され、キャビティの中で、蒸気が超音波振動数で振動させられる。蒸気内の振動は、蒸気が製品を過度に加熱するのを防止する。一方、製品の表面上に存在する細菌は加熱され、殺菌される。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、製品を、その表面処理と、製品の表面へ放出される液体蒸気、好ましくは水蒸気と、音波、好ましくは超音波とによって消毒する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
食料品を加工し、その後に包装するとき、食料品の表面上およびその他の固い表面上に存在する胞子、微生物等の細菌を殺菌することが望ましい。食品を熱処理して細菌を殺菌することが公知である。しかし、このような熱処理は、通常、処理後の食品の香りおよび風合いの望ましくない変化を生じさせ、最悪の場合、食品を損なうことがある。製品の表面から不純物を、その超音波処理によって除去することもまた公知である。
【０００３】
日本で公開された特開平０７−１４３９９９号明細書は、滅菌するべき器具が最初に超音波に曝され、次に高圧蒸気を用いてオートクレーブ処理され、最後に紫外線光で照射される滅菌装置を開示している。しかし、この原理は、とくにオートクレーブ処理中に使用される高温のため、食品の処理には適していない。
【０００４】
また、欧州特許出願公開第ＥＰ ０７１１５６６Ａ１号は、歯科用器具を除菌するための方法および装置を開示している。この装置は、たとえば、蒸気噴射、高温空気、超音波槽、電磁放射による処理などの、細菌に対抗するための様々な原理を利用している。しかし、この装置は、提案された方法の多くで、極めて高い熱量が被処理製品によって吸収されるため、食品の処理には適していない。
【０００５】
さらに、蒸気を用いてたとえば食料品などの表面を加熱して、細菌を殺菌することが知られている。しかし、所望の殺菌効果を得るために、過度に曝露された結果として、処理される食品の最も外側の層が損傷される。
【０００６】
蒸気と超音波の組み合わせを用いて液体食品を滅菌することが、ロシア国特許第２００００５８号からさらに知られている。食品は容器に供給され、液体食品の層が遠心力によって形成される。蒸気が、容器の内部表面から食品に供給される。蒸気が複数のノズルを通って注入され、それによって液体食品内で超音波振動が発生する。蒸気の凝縮の際、キャビテーションが形成される。この処理方法の使用は、いくつかの理由で制限されている。すなわち、液体食品にしか適しておらず、遠心分離機が必要であり、水蒸気の凝縮のため水が食品に供給される。このタイプの凝縮は、回避されることが好ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、製品に熱を誘起しすぎることなく製品の表面上の細菌を効率的に殺菌するのに適した、製品の消毒のための方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記のタイプの方法は、蒸気が放出されるのと同時に超音波を発生させ、個々の分子の移動が殺菌されるバクテリアまたは細菌の寸法を超えるような高い音圧で、超音波領域の振動数で振動させることを特徴とする本発明によるものである。
【０００９】
したがって、蒸気中の超音波は、高い粒子振動および粒子速度を発生させるため、水分子が製品の表面のあちこちへかわるがわる供給される。その結果として、
１．力が、蒸気の形態で供給される。
２．製品の周囲の蒸気ゾーンが、凝結および断熱を防止するために連続的に除去される。
３．表面内の自然の微細構造は、蒸気が全ての細菌に到達するのを防げない。
【００１０】
このことは、
１．製品の表面が、製品を取り囲む空気ゾーンを通って熱が伝導される場合よりもかなり速く蒸気温度まで加熱される。
２．自然のポケットおよび孔に隠れた細菌が、食品それ自体にほとんど影響を与えることなく加熱される。
【００１１】
処理中、製品内部の温度は、深さに応じて低下する。このことはまた、表面上の細菌にも適用される。生物製品では、細菌は通常、製品の細胞サイズよりも何倍か小さい。このことは、細菌が７０℃を超えるコア温度に一度に到達することを意味しており、その温度では、熱勾配は、数マイクロメートルしか製品の表面細胞内へ侵透しない。
【００１２】
処理がその後完了されたとき、製品の細胞によって吸収されたエネルギーの量は、それ自体分散し、その結果製品の全般的な加熱になる。製品の細胞の体積が細菌の体積を超えるため、処理中に誘起される熱の総量は、極めて小さく、したがって製品に対して無害である。処理時間は、比較的短く、好ましくは数秒にすぎない。
【００１３】
本発明の特に好ましい実施形態では、超音波発生デバイスによって蒸気を処理し、個々の分子の移動が殺菌されるバクテリアまたは細菌の寸法を超えるような高い音圧、超音波領域の振動数で蒸気を振動させることによって、超音波を発生させる。
超音波発生デバイスは、たとえばジェット流およびキャビティで形成されてもよい。
【００１４】
本発明は、また、少なくとも１つの蒸気通路および開口を有する、固体の製品、特に固体の食料品の表面上の細菌に対抗するための蒸気デバイスを備える、本方法を実施するための消毒装置に関する。
【００１５】
消毒装置は、キャビティが開口の近傍に設けられ、使用中に蒸気通路を通ってかなり高い圧力下で水蒸気のジェットが供給されるように構成され、それによって、開口から拡散した水蒸気が、キャビティによって決定される振動数で振動させられていることを特徴とする。この結果、特に有利な消毒装置が得られる。
添付の図面を参照にして本発明を以下でさらに詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明による方法を実施するための図１に示す消毒装置は、外側部分５および内側部分６を備えるディスク状のいわゆるディスク・ジェットとして形成された蒸気デバイス１を備え、同図中に断面図で表示されている。圧縮された水が、蒸気チャンバ１０から、外側部分５および内側部分６によって画定された蒸気通路３を通って開口２へ通過し、開口２から蒸気が内側部分６内に設けられたキャビティ４に向かってジェットで放出される。蒸気は、蒸留または脱塩された水から作製されてもよい。蒸気の圧力が十分高い場合、キャビティ４へ供給される蒸気内に、キャビティ４の寸法によって定まる振動数の振動が発生する。キャビティ４の寸法を、たとえばその音響固有振動数が２０ｋＨｚから２５ｋＨｚの範囲であるように構成することによって、蒸気デバイス１は、蒸気の圧力が十分高い場合、開口２から音響振動を発生させる。蒸気の圧力をさらに増加させても、振動数は顕著には変化しないが、蒸気デバイス１によって伝達される音圧はかなり増加する。図１に示したタイプの蒸気デバイスは、約４気圧の蒸気圧で１６０ｄＢ_ＳＰＬまでの超音波音圧を発生させることができる。蒸気デバイス１は、真鍮、アルミニウム、または適切なステンレス材料のステンレス鋼またはその他の十分硬い材料で作ることができる。材料は、蒸気デバイスが使用中に受ける音圧および温度に耐えるだけでよい。図１に動作方法も示されている。図１で、拡散した蒸気７が、キャビティ４によって振動させられる。拡散した振動する蒸気は、下のコンベア９のほうへ方向付けられ、コンベア９の上に、消毒される製品８、たとえば食料品が配置される。製品８は、所望の消毒度合に対応する所定の速度で移送される。放出された振動する蒸気は、任意選択で種子を消毒するために使用することができる。
【００１７】
本発明による蒸気デバイスの任意選択の実施形態、すなわち、いわゆるディスク・ジェットを図２に示す。蒸気デバイス１は、環状の外側部分５および円筒形の内側部分６を備え、内部に環状のキャビティ４が空けられている。環状の蒸気通路３を通って、蒸気が、環状の開口２へ拡散し、そこからキャビティ４へ移送されてもよい。外側部分５は、たとえば、ねじまたはその他の調節デバイス（図示せず）を外側部分５の底部に設けることによって、内側部分６に対して調節可能であってよい。外側部分５は、さらに、内側部分６との間に所望の間隔が得られたとき、外側部分５を内側部分６に対してロックするための締結手段（図示せず）を備えてもよい。図２に示した蒸気デバイスの有利な寸法は、たとえば８０ｍｍの外側部分５の外直径、約２２ｍｍの開口２の縁の内直径、約１５ｍｍの、キャビティ４が設けられた内側部分６の先端の直径であり、キャビティ４は、約１０ｍｍの内直径および１．５から２ｍｍの範囲の幅を有する。このような蒸気デバイスは、４気圧の蒸気圧で約１９ｋＨｚの振動数を発生させる。蒸気の分子は、このようにして、４．５ｍ／ｓの最大速度で、毎秒約１９，０００回、３６μｍまで移動する。これらの値は、蒸気デバイスのサイズおよび割合の概念を与えるために包含されるだけであり、図示した実施形態を制限するものではない。
【００１８】
図３は、開口２、蒸気通路３およびキャビティ４の形状をより明確に表現するための図２の蒸気デバイス１の断面図である。開口２が環状であることが、さらに明らかになる。蒸気通路３および開口２は、ほぼ環状の外側部分５およびその中に配置された円筒形の内側部分６によって画定される。開口２から放出された蒸気ジェットは、内側部分６内に形成されたほぼ円周状のキャビティ４に当たり、次いで蒸気デバイス１から出る。前に述べたように、外側部分５は、蒸気通路３の外部を画定し、蒸気デバイスの開口を形成しているその内側円周の外側表面に沿って約３０°の角度に傾斜し、そこから蒸気ジェットが、拡散したときに広がる。内側円周の内側表面上の約６０°の対応する傾斜とともに、上記の傾斜は、外側で開口２を画定する鋭角の周縁を形成している。内側部分６は、その外側円周に、開口に面し、開口２を内側で画定する約４５°の傾斜を有する。外側部分５を内側部分６に対して調節し、それによって、キャビティ４に当たる蒸気ジェットの圧力を調節してもよい。キャビティ４が設けられた内側部分６の頂部もまた、振動する蒸気ジェットが蒸気デバイスの開口で広がることができるように約４５°傾斜している。
【００１９】
消毒装置の蒸気デバイスのオプションの実施形態として、細長いレール状の本体１が図４に示されている。同本体は、図１および図２に示した各実施形態とそれぞれ機能的に等価である。この実施形態では、外側部分は、２つの別個のレール状の部分５ａおよび５ｂを備え、レール状の内側部分６とともに蒸気デバイス１を形成している。２つの蒸気通路３ａおよび３ｂが、外側部分５の２つの部分５ａと５ｂと内側部分６との間に設けられている。前記各蒸気通路はそれぞれ、開口２ａ、２ｂを有し、放出された蒸気を蒸気通路３ａおよび３ｂから、内側部分６内に設けられた２つのキャビティ４ａ、４ｂへ移送する。この実施形態の１つの利点は、レール状の本体が円形の本体よりもかなり広い表面積を覆うことができることである。この実施形態の別の利点は、蒸気デバイスを押出し成形アルミニウム製にすることができ、それによって材料のコストが低減されることである。
【００２０】
図４に示した蒸気デバイスの実施形態は、直線状でなくてもよい。図５は、３つの円形の別個のリングとして形成されたレール状の本体１を示している。外側リングが最も外側の外側部分５ａを画定し、中間リングが内側部分６を画定し、内側リングが最も内側の外側部分５ｂを画定している。蒸気デバイスの３つの部分はともに、図４の実施形態に示すよう断面を形成している。ここで、２つのキャビティ４ａおよび４ｂが、内側部分に設けられ、最も外側の外側部分５ａと内側部分６の間の空間が、外側蒸気通路３ａおよび外側開口２ａをそれぞれ画定し、内側部品６と最も内側の外側部分５ｂの間の空間が、内側蒸気通路４ｂおよび内側開口２ｂをそれぞれ画定している。この蒸気デバイスの実施形態は、一度に極めて大きい領域を覆うことができ、したがって、食料品、たとえばホール・チーズ、大きな野菜または半分にされた屠殺体などの大きな製品の表面を処理することができる。
【００２１】
図６に示すように、このタイプの蒸気デバイスを開曲線として形成することも可能である。この実施形態では、機能部分は図４で示したものに対応し、さらなる詳細は説明のこの部分から明らかになるので、それについて言及する。開曲線として形成された蒸気デバイスは、異形の製品の表面から細菌が除去されるところで適用可能である。異なる開曲線として形成された複数の蒸気デバイスが本発明による消毒装置内に配置され、広い範囲の様々な用途に使用されるシステムが考えられる。
【００２２】
一般的には、消毒装置は、液体の蒸気とともに使用することができるが、必ずしも水蒸気でなくてもよい。消毒装置は、たとえばアルコールとともに使用することができる。後者の場合、様々な添加剤、任意選択で気体状の添加剤を、液体に添加することができる。
【００２３】
本発明による消毒装置を、食料品の表面の消毒に関して上記で説明してきたが、本発明はこの用途に限定されるものではない。本発明の他の可能な用途の例は、出版物の表面消毒、外科用器具の消毒、化学プロセス技術および医薬産業に伴う製品の表面の活性化、または食品包装材のその使用前の清浄を含む。
【００２４】
本発明はさらに、食肉処理場、一般的な食品生産、手術室、クリーン・ルーム、バイオ技術研究室および家畜舎などで使用することができる。
この装置は、必ずしも静止している必要はなく、移動式ユニットであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による消毒装置の蒸気デバイスからの蒸気ジェットの拡散を示す図である。
【図２】ディスク形のディスク・ジェットの形態の蒸気デバイスの実施形態を示す図である。
【図３】図２の蒸気デバイスの直径に沿った断面図である。
【図４】細長体として形成された蒸気デバイスを示す図である。
【図５】閉曲線として形成された図４と同じタイプの蒸気デバイスを示す図である。
【図６】開曲線として形成された図４と同じタイプの蒸気デバイスを示す図である。

Claims (12)

1. 製品を、その表面処理と、前記製品の表面に放出される液体の蒸気、好ましくは水蒸気と、音波、好ましくは超音波とによって消毒する方法であって、蒸気が拡散すると同時に超音波を発生させ、個々の分子の移動が殺菌されるバクテリアまたは細菌の寸法を超えるような高い音圧で超音波領域の振動数で振動させることを特徴とする方法。
2. 同時の超音波発生が、蒸気を超音波発生デバイスに通し、前記蒸気を超音波領域の振動数で振動させることによって提供されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記超音波発生デバイスが、ジェット流およびキャビティで形成されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記超音波発生デバイスが、蒸気および超音波を発生させるためのホイッスルで形成されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
5. 比較的短い処理時間を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
6. 少なくとも１つの蒸気通路（３）および開口（２）を有する、固体製品、特に固体の食品の表面上の細菌に対抗するための蒸気デバイス（１）を備える請求項１に記載の方法を実施するための消毒装置であって、キャビティ（４）が前記開口（２）の近傍に設けられ、使用中に前記蒸気通路（３）を通ってかなり高い圧力下で水蒸気のジェットが供給されるように構成され、それによって前記開口（２）から放出された水蒸気が、前記キャビティ（４）によって決定される振動数、好ましくは超音波振動数で振動させられることを特徴とする消毒装置。
7. 前記キャビティ（４）が、蒸気デバイスの前記開口（２）から調節可能に離隔されていることを特徴とする、請求項６に記載の消毒装置。
8. 前記キャビティ（４）が、前記開口（２）に隣接して配置され、任意選択で前記開口（２）と一体に形成されることを特徴とする請求項６に記載の消毒装置。
9. 前記蒸気デバイス（１）が、その内壁が蒸気通路の外壁を画定する外側部分（５）と、前記蒸気通路（３）の外壁を実質上画定し、前記開口（２）もまた画定する内側部分（６）とを備え、前記キャビティ（４）が、前記開口に隣接して設けられており、前記外側部分（５）および前記内側部分（６）が、前記蒸気通路（３）を通って供給される水蒸気が実質的にキャビティによって決定される振動数、好ましくは超音波振動数で振動されるようにして前記キャビティ（４）に向かって移送されるように互いに対して固定されていることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の消毒装置。
10. 前記キャビティ（４）を伴い、前記蒸気デバイス（１）が、ハートマン（Ｈａｒｔｍａｎｎ）発生器、蒸気ジェットまたはディスク・ジェットであることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の消毒装置。
11. 前記蒸気デバイスが、ディスク状の本体として形成されていることを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか１項に記載の消毒装置。
12. 前記蒸気デバイスが、レール状の本体として形成されていることを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか１項に記載の消毒装置。

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