JP2007244267A

JP2007244267A - 有機性原料の連続殺菌処理方法

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Publication number: JP2007244267A
Application number: JP2006070888A
Authority: JP
Inventors: Shinya Abe; 真也阿部; Sakae Taneichi; 栄種市; Shiryu Tsuchimune; 志龍土棟
Original assignee: Sasaki Corp
Current assignee: Sasaki Corp
Priority date: 2006-03-15
Filing date: 2006-03-15
Publication date: 2007-09-27

Abstract

【課題】生成された残渣物を殺菌することで後工程までの品質維持時間を稼ぐとともに輸送や保管の効率よい運用を行うため、成分品質の変化を最小限に抑えこれらを効率よく連続して低コストで行う方法と装置を提供する。
【解決手段】温度１２０℃以上２００℃以下で、圧力を常圧以上１．５ＭＰａ以下の条件に、５秒以上１８０秒以下に保持し、一つの機械で連続的に殺菌を行う方法であると共に、スパイラル羽根２を有する回転軸３により被処理物を押圧して押し出す排出口６を設け、排出口６は排出隙間を調整可能で、ケーシング４のスパイラル羽根２近傍に温度を調節できるヒーター５を設けている連続殺菌装置による。また排出口直前に被処理物を混錬撹拌できるパドル部７を設けた連続殺菌装置による。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機性原料であり比較的流動性のある食品残渣等で、比較的短時間で腐敗や変質のしやすいものを再利用や輸送のためできるだけ長時間品質を保持するための処理方法に関するものである。

有機性原料であり比較的流動性のある食品残渣等で代表されるものにオカラがあり、オカラの殺菌方法として「オカラを高温域に保持したままコンベアで移動し、その移動中オカラをマイクロ波で発熱昇温させて殺菌した後処理容器に収納するようになした」オカラの処理装置である特開平１０−１１３１４２号公報（特許文献１）が公知である。

また、「オカラを高速・高圧押出装置のシリンダバレル内に押込んだ後に、ノズル部から大気中に高速・高圧押出処理することにより、前記オカラの微細化、乾燥及び前記オカラ中の微生物の殺菌を行う」オカラの高速・高圧押出処理方法が特開２００２−３４４８７号公報（特許文献２）において開示されている。
特開平１０−１１３１４２号公報特開２００２−３４４８７号公報

流動性のあるスラリー状の食品残渣等の場合、生成されたこれらの残渣物は大量の水分や雑菌を多く含むものが多く、この雑菌により生成後に短時間で腐敗や変質を起こし、再利用や輸送する場合の弊害となっていた。また特に豆腐製造の副産物として大量に出されるオカラは、食品素材として栄養価も高く有効な再利用が望まれているにもかかわらず、再利用されている量は非常に少なく、大半は飼料にするかそのまま廃棄されていた。しかし飼料にする場合でも腐敗等の品質変化が短時間で起きる為、長距離の輸送はできなく利用される量も限られたものであった。前記のように生成された残渣物を殺菌することで後工程までの品質維持時間を稼ぐとともに輸送や保管の効率よい運用を行うことが望まれていた。しかし、成分品質の変化を最小限に抑え殺菌を効率よく連続して低コストで行う装置は知られていなかった。

前記した特許文献１に示される装置は、マイクロ波で発熱昇温させて殺菌するため高価な装置となる課題があった。また、特許文献２に開示された方法は、高速・高圧押出装置のシリンダバレルを使用しているため、装置の堅牢性が必要であり高価な装置となるとともに、間欠的な作業となり連続作業ができない不都合があった。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、温度１２０℃以上２００℃以下、保持時間を５秒以上１８０秒以下、圧力を常圧以上１．５ＭＰａ以下の各条件下に有機性原料の被処理物を保持し、一つの機械で連続的に被処理物の殺菌を行なうことを特徴とする有機性原料の連続殺菌処理方法を提案したものである。

また、請求項２記載の発明は、上記０００６欄記載の連続殺菌処理を効率よく行なうため、ケーシング内に設けたスパイラル羽根を有する回転可能な回転軸と、該スパイラル羽根の回転により被処理物が移動する流れの上流部に設けられる被処理物投入口と、被処理物がスパイラル羽根の回転により移動する流れの下流部に設けられる排出口とを有し、排出口は被処理物の排出隙間寸法を調整可能とすると共に、前記スパイラル羽根の近傍のケーシングに、温度調節可能なヒーターを設けたことを特徴とする０００６欄記載の連続殺菌処理を行なう有機性原料の連続殺菌装置を提案したものである。

さらに、請求項３記載の発明は、ケーシング内に設けたスパイラル羽根を有する回転可能な回転軸と、該スパイラル羽根の回転により被処理物が移動する流れの上流部に設けられる被処理物投入口と、被処理物がスパイラル羽根の回転により移動する流れの下流部に設けられる排出口とを有し、スパイラル羽根終端部と排出口の間には被処理物を移動させると共に撹拌するパドル部が設けられ、排出口は被処理物の排出隙間寸法を調整可能とすると共に、前記スパイラル羽根の近傍のケーシングに、温度調節可能なヒーターを設けたことを特徴とする０００６欄記載の連続殺菌処理を行なう有機性原料の連続殺菌装置を提案したものである。

さらにまた、請求項４記載の発明は、有機性原料を殺菌すると同時に加水分解を行う０００７欄または０００８欄のいずれかに記載の有機性原料の連続殺菌装置を提案したものである。

そして、請求項５記載の発明は、有機性原料は、豆腐製造過程において発生するオカラである０００６欄乃至０００９欄のいずれかに記載の連続殺菌処理方法または連続殺菌装置を提案したものである。

この発明の請求項１の処理方法によれば、温度１２０℃以上２００℃以下、圧力を常圧以上１．５ＭＰａ以下のそれぞれの有機性原料に合った温度、圧力に調整するとともに、被処理物を５秒以上１８０秒以下の一定時間保持可能とすることで、有機性原料を殺菌する方法であるが、これを一つの機械で連続的に行えるようにしたことで、バッチ式の機械装置に比較して既存の有機性原料の発生する製造ライン等に容易に組み込み可能となり、前記温度、圧力、時間の範囲内で調節することで、被処理物の本来の成分品質の変化を最小限に抑え殺菌が可能となった。

また、請求項２の発明によると、ケーシング内に設けたスパイラル羽根を有する回転軸により、投入口より投入された被処理物が連続的に移動されるとともに、排出口部は排出隙間寸法を調整可能に設けてあるため、隙間を被処理物が通過する抵抗力によりケーシング内に発生する圧力を調整可能であり、スパイラル羽根の回転数を調整することと共用するとさらに精密な圧力調整が可能である。さらにスパイラルのピッチや内径を被処理物の種類や調整目的等に合わせて変更することでさらに対応範囲が広くなる。

さらに、スパイラル羽根近傍のケーシングに温度調節可能なヒーターを設けたことで、スパイラル羽根により圧縮混錬されることにより発生する発熱のみに頼ることなく正確に温度管理が可能である。さらにスパイラル羽根により被処理物がケーシング内を適度に混錬されるとともに移動することで、満遍なくヒーターの温度を被処理物に伝道させることができる。このような構成とすることで、装置全体をコンパクトに構成することができる。これにより既存の製造ラインに容易に組み込み可能となり、被処理物を一時保管や移動等をすることがなく効率的に処理が可能となった。バッチ式ではなく工程が簡単であるため、ランニングコストも低く抑えることができる。

また、請求項３の発明によれば、スパイラル羽根終端部と排出口の間に被処理物を移動させると共に撹拌するパドル部が設けられたことにより、スパイラル羽根によりある程度圧縮混錬された被処理物をさらに混錬して均一にでき、パドル部の長さや径を変更することで被処理物の装置内に滞留する時間を調節することが可能である。また、パドル部の撹拌羽根を変更することで、排出量や排出抵抗を変更することが可能である。

また、請求項４の発明によれば、有機性原料を殺菌すると同時に加水分解を行わせることで、炭水化物を分解し食物繊維に変更させることが可能なため、例えば家畜の餌として使用する場合、消化しやすくなると共に食感がまろやかとなり飼料としての付加価値が高くなる。

また、請求項５の発明において、豆腐製造過程において発生するオカラを前記方法により処理することで、大量に発生するオカラを有効に利用可能となる。即ち、廃棄処理されていたオカラを殺菌すると共に成分品質の変化を最小限とすることで、後工程までの品質維持時間が長くなり、長距離輸送や保管が可能となり、食品素材として栄養価も高いオカラの利用される分野が飛躍的に拡大される。

本発明の一実施形態を図面を参照しながら説明する。図１はこの発明の一実施例を示す装置の断面図で、図２は排出口直前にパドル部を設けた装置の断面図、図３は排出口部の要部拡大断面図を示したもので、図４は滞留時間を一定にし各処理温度を変化させた場合の細菌数のグラフを示したものである。

一般に、食品の表面や内部には必ずカビ、酵母、細菌などの微生物が付着あるいは混入し、水分が多い場合には腐敗変質を引き起こす。微生物を湿熱で殺菌する最も簡単な方法がボイル殺菌で、包装後に湯の中に入れて殺菌する方法である。しかし、加熱時間が長いと食品の熱劣化をひきおこす。

細菌には１００℃でも死なない耐熱菌がおり、このような常圧の条件では完全殺菌は不可能である。細菌には、一部の細菌が形づくる、極めて耐久性の高い芽胞と呼ばれる細胞構造のものがある。芽胞を作る能力を持った細菌が、栄養や温度などの環境が悪い状態に置かれたり、その細菌に対して毒性を示す化合物と接触したりすると、細菌細胞内部に芽胞が形成される。このとき、細菌の遺伝子が複製されてその片方は芽胞の中に分配される。芽胞は極めて高い耐久性を持っており、さらに環境が悪化して通常の細菌が死滅する状況に陥っても生き残ることが可能である。芽胞は通常の細菌と比べて極めて高温に強く、１００℃での煮沸によっても完全に死滅させることができない。一般に芽胞菌を死滅させるには１００℃で４００分、１２０℃で４分等が言われている。そこで必要に応じて１００℃を超える加圧加熱殺菌が行われている。

湯煎を利用した場合、水の沸騰温度（１００℃）以上には加熱できないが、蒸気等を利用すると１００℃を超えて加熱することができる。しかし、１００℃を超える温度で加熱した場合、フイルム包装等を行っているものは、冷却時に袋内圧が高くなって破袋等の不都合が生ずるので、加熱時以上に加圧等し、圧力調節しながら冷却する必要があり、温度、時間、圧力を精密に調節できる装置が必要で、１００℃以下での殺菌装置とは比較にならないくらいイニシャルコストが高くなる。

これらを鑑みて本発明は行われており、発明者は最も効率よく有機性原料の連続殺菌に適した条件であると共に、低コストで実現可能な条件を設定可能とし、温度１２０℃以上２００℃以下、保持時間を５秒以上１８０秒以下、圧力を常圧以上１．５ＭＰａ以下の各条件を被処理物の種類や生成条件に応じて容易に調整可能で、一つの機械で連続的に被処理物の殺菌を行なうものとした。

図１において、前記条件で処理できる装置の一例を説明する。１は装置を駆動するモータであり、モータ１の出力軸に固着された駆動プーリ１０から、Ｖベルト１２を介して装置の入力軸１３に固着された従動プーリ１１に伝達され装置は作動する。

伝達された動力は、減速装置１４を介しスパイラル羽根２が固着されて回転可能に設けられた回転軸３に伝達される。被処理物がスパイラル羽根２の回転により移動する流れの上流部には被処理物を投入する投入口４０が設けられていて、被処理物がスパイラル羽根２の回転により移動する流れの下流部には被処理物が排出される排出口６が設けられている。

回転可能に設けられた回転軸３のスパイラル羽根２は、被処理物投入口４０側が一定外径の円筒状で形成された第１搬送部４１と、これに連続して排出口６側の中間部は排出口６に向かってテーパー状に外径が漸減した形状に形成された第２搬送部４２と、さらにこれに連続して投入口４０側のスパイラル羽根２外形より小径の一定外形であるスパイラル羽根が形成された第３搬送部で構成されている。これらを覆うケーシング４内壁はスパイラル羽根２外径に沿うように近接して形成されている。

投入口４０より投入された被処理物は、投入口４０下方の回転するスパイラル羽根２により排出口６側へ送られるとともに、スパイラル羽根ピッチの変化や排出口６に向かってテーパー状に外径が漸減した形状の各スパイラル羽根により順次圧縮されると共に混錬され排出口６側へ移動される。

スパイラル羽根２近傍のケーシング４内に設けたヒーター５は、温度調節可能に制御されていて、移動する被処理物を通過中に所定の温度に加温する。スパイラル羽根２の作用により被処理物は、軸方向に平行にのみ移動することなく回転しながら移動するような作用をなすため、ヒーター５の熱が均一に作用することになる。

排出口６の回転軸３側は、回転軸３から外形方向にテーパー状に増径された部分を有し、さらに連続して一定外径部分と、これに連続してテーパー状に増径された形状に形成された排出弁６１が回転軸３にねじにより螺入され、同じく螺入されたロックナット６２により回転軸３に固定されている。排出弁６１の前記一定外径部分と、これに連続してテーパー状に増径された部分のケーシング４側は、これと同形状でオスメス状に嵌合できる形状に構成されていて、被処理物が通過できる隙間を有している。排出弁６１を軸方向にねじにより移動させることでテーパー部の隙間を調節し、排出量や内部の圧力を調節することができる。排出弁６１の出口側に設けた掻き出し羽根６３は、排出弁６１の外側外周に放射状に設けてあり、排出された被処理物をケーシング４内から掻き飛ばすためのものである。

処理圧力は、排出口６部分の隙間調節やスパイラル羽根２の回転数を調節することで容易に調整でき、スパイラル羽根のピッチの異なるものに変更することでも可能である。

本例では、スパイラル羽根の形状を第１搬送部４１と第２搬送部４２および第３搬送部４３のような異形形状としたが、同径のスパイラル羽根のみの形状や第３搬送部４３部分を除いた形状でも良く、被処理物の所定の圧力と温度および保持時間が確保できる構成であれば良い。前記のように被処理物の種類により異なる処理条件の調整は、通過時間や通過量及び圧力を調節すると共にヒーターの温度を調節しながら排出させ処理を行う。

図２は排出口６直前に被処理物を混錬撹拌するパドル部７を設けた場合の一例で、投入口４０から投入された被処理物は、回転軸３に固着されたスパイラル羽根２により排出口６側のパドル部７に移動される。パドル部７の回転軸３には、被処理物を混錬撹拌するための撹拌羽根７０が回転軸芯を中心に放射状に且つ回転軸線方向に螺旋状に取付けてある。該撹拌羽根７０の形状や配置位置を任意に選択することで、混錬撹拌の作用を行うと共に被処理物の排出抵抗を調節することで内部圧力の調節も可能である。また、パドル部７のケーシング４にはヒーター５が設けてあり、混錬撹拌されながら被処理物が均一に設定温度に保持される。

図３は排出口部の要部を拡大した断面図で、排出弁６１は回転軸３にねじにより螺入されており、同じく螺入されたロックナット６２により固定されている。排出弁６１の外周部とケーシング４との間には、被処理物が排出される隙間が設定されていて、該隙間を調節することで内部圧力や排出量を調節できる。

図４は本発明の装置において滞留時間を０．３ＭＰａの一定にし、処理温度を変化させた場合の細菌数を表したグラフを示したもので、一般細菌などの媒介菌のほとんどが中温性好気性菌であるため、本発明の装置で処理された直後の被処理物であるオカラから１ｇを取り出し、９ｍｌ食塩水（０．８５％）を加え、ストマッカーで１分懸濁し、シャーレに１ｍｌ取り（１０倍希釈）さらに１ｍｌを９ｍｌ食塩水と懸濁しシャーレに１ｍｌ取り（１００倍希釈）標準寒天培地を流し込み好気的条件下で３５℃、２４時間培養し、一般細菌を測定したものである。無処理のオカラの細菌数に対し、１２０℃以上２００℃の間での細菌数は激減していることがわかる。２００℃以上の処理の場合は、細菌数は無くなるが被処理物が炭化する等の成分品質の変化が現れ始める。

本発明の処理条件は、装置全体をコンパクトに構成可能で、目標とする処理条件をできるだけ低イニシャルコスト、低ランニングコストでクリアできる方法から設定されたもので、温度１２０℃以上２００℃以下の条件であるが、水の飽和蒸気圧以下の圧力内での方法であり、圧力が大きくなることによる装置の製造コストアップを抑えた構成としたものである。

有機性原料のオカラは、含水率が７５％から７８％位あり、そのまま本発明の装置で圧力と温度の条件を設定することでオカラの加水分解処理が可能であるが、その他の水分の少ない有機性原料の場合、投入時に加水して処理することもできる。また、加水分解が容易におきる飽和蒸気圧以上の圧力や温度ではないため、加水分解は被処理物の全体を完全に行わず、食感をまろやかにしたり、風味を加える程度の変化にとどめ、できるだけ成分品質の変化を抑えた処理が殺菌と同時に本発明の装置において可能である。

本実施例の図には記載されていないが、排出口６より排出された直後の被処理物を、真空包装等の外気より遮断する処置を行うと、より長期に亘って保管等が可能となる。

この発明の一実施例を示す装置断面図。排出口直前にパドル部を設けた装置の断面図。排出口部の要部拡大断面図。滞留時間を一定とし各処理温度を変化させ処理した場合の細菌数のグラフ

符号の説明

１モータ
１０駆動プーリ
１１従動プーリ
１２Ｖベルト
１３入力軸
１４減速装置
２スパイラル羽根
３回転軸
４ケーシング
４０投入口
４１第１搬送部
４２第２搬送部
４３第３搬送部
５ヒーター
６排出口
６１排出弁
６２ロックナット
６３掻き出し羽根

Claims

温度１２０℃以上２００℃以下、保持時間を５秒以上１８０秒以下、圧力を常圧以上１．５ＭＰａ以下の各条件下に有機性原料の被処理物を保持し、一つの機械で連続的に被処理物の殺菌を行なうことを特徴とする有機性原料の連続殺菌処理方法。
ケーシング内に設けたスパイラル羽根を有する回転可能な回転軸と、該スパイラル羽根の回転により被処理物が移動する流れの上流部に設けられる被処理物投入口と、被処理物がスパイラル羽根の回転により移動する流れの下流部に設けられる排出口とを有し、排出口は被処理物の排出隙間寸法を調整可能とすると共に、前記スパイラル羽根の近傍のケーシングに、温度調節可能なヒーターを設けたことを特徴とする請求項１記載の連続殺菌処理を行なう有機性原料の連続殺菌装置。
ケーシング内に設けたスパイラル羽根を有する回転可能な回転軸と、該スパイラル羽根の回転により被処理物が移動する流れの上流部に設けられる被処理物投入口と、被処理物がスパイラル羽根の回転により移動する流れの下流部に設けられる排出口とを有し、スパイラル羽根終端部と排出口の間には被処理物を移動させると共に撹拌するパドル部が設けられ、排出口は被処理物の排出隙間寸法を調整可能とすると共に、前記スパイラル羽根の近傍のケーシングに、温度調節可能なヒーターを設けたことを特徴とする請求項１記載の連続殺菌処理を行なう有機性原料の連続殺菌装置。
有機性原料を殺菌すると同時に加水分解を行う請求項２又は請求項３のいずれかに記載の有機性原料の連続殺菌装置。
有機性原料は、豆腐製造過程において発生するオカラである請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の連続殺菌処理方法または連続殺菌装置。