JP2007159517A - 加熱殺菌装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 殺菌度に過不足が生じることは防ぎながら、玉子豆腐などを加熱殺菌した際に凝固不良が発生することを防止する。
【解決手段】 加圧可能な殺菌槽７内に被殺菌物３を収容し、殺菌槽７内を加熱することで被殺菌物３の加熱殺菌を行う加熱殺菌装置であって、玉子豆腐、茶わん蒸し、プリンなど、加熱殺菌前は液体状であって熱を加えることで凝固させる食材を加熱殺菌する場合、まず殺菌槽内へ蒸気を供給することで殺菌槽内の雰囲気温度を上昇させ、あらかじめ設定しておいた蒸煮温度に維持する蒸煮工程を行い、その後に殺菌槽内の被殺菌物へ向けて熱水を噴射し、あらかじめ設定しておいた殺菌温度に維持する殺菌工程を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、密閉容器内に収容した被殺菌物を加熱殺菌する加熱殺菌装置に関するものである。

プラスチック成形容器などに食品を入れて封をした被殺菌物を殺菌槽内に収容しておき、殺菌槽内を加熱することで被殺菌物を加熱して殺菌をすることが行われている。被殺菌物の加熱には、蒸気や熱水が使用されており、特許第３０５６９３０号公報には蒸気と熱水の両方を使用する殺菌装置が記載されている。蒸気による加熱の場合は、殺菌槽内へ蒸気を供給し、殺菌槽内の雰囲気温度を高温高圧に保っておき、雰囲気の熱を被殺菌物に伝えることで被殺菌物を加熱する。熱水による加熱の場合は、殺菌槽の上部や側部から被殺菌物に向けて熱水を噴射するようにしておき、熱水を被殺菌物に接触させることで被殺菌物の加熱を行う。また、自重によって形の崩れやすい被殺菌物を加熱殺菌する場合には、殺菌槽内を熱水で満たし、浮力を利用することで型くずれを防止しながら殺菌するということも行われている。

これらの加熱方法にはそれぞれ長所と短所があるため、被殺菌物に合わせて適切な加熱方法を選択する必要がある。蒸気加熱の場合、蒸気の熱で直接被殺菌物を加熱するものであるため、ランニングコストを低減することができるが、殺菌槽内に温度のむらが発生しやすく、殺菌に過不足が生じるおそれがある。熱水噴射による加熱の場合には、加熱のむらは発生しにくいが、被殺菌物が玉子豆腐、茶わん蒸し、プリンなど加熱前は液体であって加熱することによって凝固する食品であった場合には、凝固不良が発生するという問題があった。また、熱水貯留による加熱の場合には、多量の熱水を使用することになるために熱のロスが大きいということが問題であった。

通常は蒸気か熱水のどちらかで加熱殺菌を行うのであるが、特許第３０５６９３０号公報に記載の発明では、殺菌槽内の温度が殺菌設定温度に達成するまでは熱水による加熱を行い、殺菌設定温度に達成した後は蒸気にて殺菌を行うようにしている。このことによって温度差が少なく、かつランニングコストも低減することができるというのであるが、玉子豆腐などを加熱殺菌する場合には、凝固不良が発生するためにこの方法を使用することはできなかった。
特許第３０５６９３０号公報

本発明が解決しようとする課題は、殺菌度に過不足が生じることは防ぎながら、玉子豆腐などを加熱殺菌した際に凝固不良が発生することを防止することにある。

請求項１に記載の発明は、加圧可能な殺菌槽内に被殺菌物を収容し、殺菌槽内を加熱することで被殺菌物の加熱殺菌を行う加熱殺菌装置であって、玉子豆腐、茶わん蒸し、プリンなど、加熱殺菌前は液体状であって熱を加えることで凝固させる食材を加熱殺菌する場合、まず殺菌槽内へ蒸気を供給することで殺菌槽内の雰囲気温度を上昇させ、あらかじめ設定しておいた蒸煮温度に維持する蒸煮工程を行い、その後に殺菌槽内の被殺菌物へ向けて熱水を噴射し、あらかじめ設定しておいた殺菌温度に維持する殺菌工程を行うようにしたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記の加熱殺菌装置において、蒸煮工程での加熱量は被殺菌物が凝固するのに必要な熱量をめどに設定し、殺菌工程での加熱量は加熱殺菌が完了するのに必要な熱量を供給できるように設定しておき、蒸煮工程時の加熱量よりも殺菌工程時の加熱量を多く設定したことを特徴とする。

凝固不良の原因であった熱水による振動を無くすことができたため、凝固不良は発生しなくなり、質の高い玉子豆腐などを製造できるようになった。また、熱水貯留式に比べて熱水の使用量を大幅に削減することができているため、熱のロスも少なくなっている。

本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明を実施している加熱殺菌装置のフロー図、図２は運転工程と殺菌槽内温度及び品温変化の説明図である。

加熱殺菌装置は横長な略円筒形の殺菌槽７を持ち、殺菌槽７内に収容した被殺菌物３を加熱殺菌するものである。殺菌槽７は、殺菌槽直胴部の奥側を閉塞し、殺菌槽直胴部の手前側には開閉扉８を設けることで開閉を可能としている。図の殺菌槽７は、トレイを２台車分収容することのできる大きさとしており、被殺菌物３をトレイ４内に並べておき、被殺菌物３を乗せ置いたトレイ４を多数段積み重ねた状態で殺菌槽７内へ収容する。トレイは底板と前後左右に設けている側壁からなる。底板及び前後左右の側壁には多数の穴を開けており、トレイ４へ向けて熱水を噴射すると、トレイ上側と側壁の穴からトレイ内に熱水が入るようにしている。

殺菌槽７内の上部には上部熱水噴射管５、殺菌槽７内の上部熱水噴射管５より低い位置である殺菌槽７内の左右側部に側部熱水噴射管６を設ける。上部熱水噴射管５及び側部熱水噴射管６は、殺菌槽直胴部と平行になるように設置しており、それぞれ循環配管１と接続している。上部熱水噴射管５と側部熱水噴射管６には、それぞれ噴射ノズルを多数配置しておき、積み重ねたトレイ４の上部及び側部からトレイ４に向けて熱水を噴射するようにしておく。上部熱水噴射管５及び側部熱水噴射管６と接続している循環配管１は、他端側を殺菌槽７の底部と接続し、途中に循環ポンプ２を設けており、殺菌槽内の底部まで落下してきた熱水を循環させるようにしている。また、循環配管１には、途中に給水制御弁１０を持った給水配管９を接続しておき、殺菌槽７内への給水が行えるようにもしておく。

殺菌槽７の底部には蒸気配管１１の接続も行っておき、蒸気配管１１の途中に設けた蒸気供給制御装置１２によって殺菌槽７内への蒸気供給を制御する。蒸気供給制御装置１２は、蒸気配管１１の一部を並列化し、並列部に大容量用の蒸気弁と小容量用の蒸気弁を設置しておくことで、段階的に蒸気供給量を変更することができるようにしている。殺菌槽７への蒸気供給は、殺菌槽７内の温度を検出する温度検出器１３を設けておき、温度検出器１３にて検出した槽内温度の値に応じて行う。循環ポンプ２・給水制御弁１０・蒸気供給制御装置１２・温度検出器１３は、殺菌装置の運転を制御する運転制御装置１４と接続しておき、運転制御装置１４によって各機器の作動を制御する。

玉子豆腐・茶わん蒸し・プリンなど、加熱前は液体状であり、加熱することで凝固させる食材を加熱殺菌する場合、被殺菌物３の加熱は最初に蒸気による加熱を行い、その後に熱水による加熱を行う。被殺菌物３はトレイ４に並べておき、トレイ４を積み重ねた状態で被殺菌物３を殺菌槽７内に収容し、開閉扉８を閉じて殺菌槽７内を密閉しておく。運転制御装置１４は、運転を開始する前に、給水制御弁１０を開くことで殺菌槽７内への給水を行っておく。殺菌槽７への給水は、トレイ４よりも低い位置に設定した所定水位までとし、所定の水位に達すると給水制御弁１０を閉じて給水を終了する。

加熱殺菌の工程では、最初に蒸気による加熱を行う。運転制御装置１４は、まず蒸気供給制御装置１２の蒸気弁を開き、殺菌槽７内へ蒸気を供給することで殺菌槽７内の雰囲気温度を上昇させる昇温工程を行う。蒸気配管１１からの蒸気は、殺菌槽内底部に設置した蒸気噴射部から蒸気を噴射するようにしており、蒸気噴射部は水中に没しているため、蒸気は底部の水を加熱するとともに、殺菌槽７内の雰囲気温度を上昇させる。昇温工程では、蒸気供給制御装置１２を通じて供給する蒸気量を多くしており、当初は大容量の蒸気弁と小容量の蒸気弁の両方を開くことで蒸気供給量を最大としておく。昇温工程の初期段階では、殺菌槽底部の水温上昇に熱が使用されるために槽内温度上昇は緩やかとなっているが、その後槽内温度は急激に上昇する。

なお、被殺菌物３を加熱すると被殺菌物は密閉しているために内部の圧力が上昇するが、殺菌槽内の圧力と食材を入れている容器内の圧力とに差が生じると、容器に割れや変形が発生することがある。そのため、被殺菌物内の圧力変化に対応させて、殺菌槽７内に加圧空気を供給したり殺菌槽７内から空気の排出を行い、容器の内外での圧力に差が発生しないようにしておくことで、容器の割れや変形を防止する。

殺菌槽７内の雰囲気温度は温度検出器１３によって検出しておき、殺菌槽７内の温度が所定の温度に到達すると、運転制御装置１４では大容量の蒸気弁を閉じることで蒸気供給量を減少させる。さらに槽内温度が上昇し、あらかじめ設定しておいた蒸煮温度（例えば１０５℃）まで達すると、運転工程を昇温工程から蒸煮工程に移行させる。温度を上昇させる必要のある昇温工程時には、蒸気供給量を多くしておく必要があったが、蒸煮工程では蒸煮温度を維持するだけでよいため、蒸気供給量は少なくなる。運転制御装置１４は、温度検出器１３で検出している槽内温度の検出値が所定の設定幅よりも低くなれば蒸気供給を開始し、設定幅よりも高くなれば蒸気供給を停止する制御を行うことで、殺菌槽内の温度を蒸煮温度とする。運転制御装置１４では、蒸煮工程を開始してからの時間を計測しておき、所定の蒸煮時間（例えば１０分間）が経過するまでは蒸煮温度に維持する。蒸煮時間は食材が凝固するまでの時間をめどに設定しておく。

蒸煮時間が終了すると、蒸気による加熱から熱水による加熱への切替えを行う。運転制御装置１４は、循環ポンプ２を作動することで殺菌槽７の底部にたまっていた熱水を循環配管１に取り出し、循環配管１を通して上部熱水噴射管５及び側部熱水噴射管６へと供給する。上部熱水噴射管５及び側部熱水噴射管６へ供給された熱水は、ノズルから被殺菌物３へ向けて噴射され、被殺菌物３と接触することによって被殺菌物３を加熱する。

熱水噴射ノズルからの熱水は、トレイ４の上面や側面からトレイ内へ入り、被殺菌物３の表面を流れながら被殺菌物３の加熱を行う。トレイ４は、底板にも多数の穴を開けているため、被殺菌物３を加熱した熱水は、トレイ４の底板に開けている穴を通って下方へ落下する。トレイ４は多数段積み重ねているため、落下した熱水は下段のトレイ４に入り、再び下段の被殺菌物３において加熱を行うということを繰り返す。

この時の設定温度は、蒸煮温度よりも高い殺菌温度（例えば１１０℃）としておき、殺菌温度に到達するまでは蒸気供給量を多くする昇温の工程としておく。殺菌温度に到達すると殺菌工程の開始となり、以降は殺菌温度を維持するように蒸気の供給を制御する。運転制御装置１４では、殺菌工程の時間も計測しておき、所定の殺菌時間（例えば２０分間）が経過するまで熱水の循環を行っておき、熱水による被殺菌物３の加熱を継続する。殺菌時間は被殺菌物３の殺菌に必要な熱量（Ｆ値）から定まり、全体の加熱量から蒸煮・昇温時に行われた加熱量を除いた分の加熱が行えるだけとしておく。

殺菌時間が経過すると殺菌工程を終了し、冷却工程とする。冷却工程では蒸気の供給は停止しておき、殺菌槽７内へ水の供給を行うことで殺菌槽７及び被殺菌物３の温度を低下させる。冷却は、所定水位まで給水を行った後で殺菌槽７内から水を排出し、再び殺菌槽７への給水を行うということの繰り返しによって行い、十分に冷却された後で開閉扉８を開いて殺菌槽７から被殺菌物３を取り出す。

従来の加熱殺菌では、始めから熱水による加熱を行っていたが、玉子豆腐などの当初は液体状である食材を加熱することで凝固させ、そのまま加熱殺菌を行うようにしていた場合には凝固不良が発生していた。凝固不良の発生原因を探究した結果、凝固期に水流が衝突することによる振動や循環ポンプの作動によって発生する振動が被殺菌物に伝わることで、被殺菌物が揺れ動いており、この振動によって凝固不良が発生しているということが分かった。本発明では、最初に殺菌槽内の雰囲気温度を蒸気によって上昇させる蒸煮工程を行い、被殺菌物が凝固した後に熱水による加熱を行うようにしている。熱水の噴射を行わない蒸煮工程時には、被殺菌物に振動が発生することはないため、凝固不良は発生しなくなった。

しかし、蒸気による殺菌槽内の雰囲気温度上昇によって被殺菌物３を加熱する場合、殺菌槽７内の位置によって雰囲気温度にむらが発生し、被殺菌物３に対する加熱量に差が生じることがある。加熱量に差が生じれば殺菌レベルに差が生じることとなり、加熱の少ない部分で殺菌が不十分となったり、逆に加熱の多い部分で加熱量が過剰となって風味が低下するなどの問題が発生することになる。そこで、本発明では途中から熱水殺菌に切り替えることで、殺菌度に差が生じることを防ぐようにしている。熱水による殺菌の場合、熱水はすべての被殺菌物３に掛かるために加熱量の差は少なくなり、殺菌のレベルを均一化することができる。

また、蒸煮工程での加熱量は食材が凝固するまでをめどに設定し、殺菌工程での加熱量は加熱殺菌が完了するまでに必要な量に設定することで、蒸煮工程時の加熱量よりも殺菌工程時の加熱量の方が多くなるように設定しておく。蒸煮工程よりも殺菌工程の設定温度を高くし、さらに設定時間も長くしているため、被殺菌物３に対する加熱量は殺菌工程時の方が多くなっている。そのため、個々の被殺菌物３に対する加熱量の差は少なくなり、加熱量の差を殺菌に支障がないレベルまで低減することができる。

本発明の一実施例である加熱殺菌装置のフロー図 本発明の一実施例での運転工程と殺菌槽内温度及び品温変化の説明図

符号の説明

１ 循環配管
２ 循環ポンプ
３ 被殺菌物
４ トレイ
５ 上部熱水噴射管
６ 側部熱水噴射管
７ 殺菌槽
８ 開閉扉
９ 給水配管
１０ 給水制御弁
１１ 蒸気配管
１２ 蒸気供給制御装置
１３ 温度検出器
１４ 運転制御装置

Claims (2)

1. 加圧可能な殺菌槽内に被殺菌物を収容し、殺菌槽内を加熱することで被殺菌物の加熱殺菌を行う加熱殺菌装置であって、玉子豆腐、茶わん蒸し、プリンなど、加熱殺菌前は液体状であって熱を加えることで凝固させる食材を加熱殺菌する場合、まず殺菌槽内へ蒸気を供給することで殺菌槽内の雰囲気温度を上昇させ、あらかじめ設定しておいた蒸煮温度に維持する蒸煮工程を行い、その後に殺菌槽内の被殺菌物へ向けて熱水を噴射し、あらかじめ設定しておいた殺菌温度に維持する殺菌工程を行うようにしたことを特徴とする加熱殺菌装置。
2. 請求項１に記載の加熱殺菌装置において、蒸煮工程での加熱量は被殺菌物が凝固するのに必要な熱量をめどに設定し、殺菌工程での加熱量は加熱殺菌が完了するのに必要な熱量を供給できるように設定しておき、蒸煮工程時の加熱量よりも殺菌工程時の加熱量を多く設定したことを特徴とする加熱殺菌装置。

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