JP2012105549A

JP2012105549A - レトルト装置

Info

Publication number: JP2012105549A
Application number: JP2010254780A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kanazawa; 健司金澤; Taizo Matsukawa; 泰三松川
Original assignee: Miura Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd
Priority date: 2010-11-15
Filing date: 2010-11-15
Publication date: 2012-06-07

Abstract

【課題】被処理物を所定温度まで昇温させるために要する時間を短縮化して確実な殺菌効果が得られるレトルト装置を提供する。
【解決手段】制御手段３０は、加熱処理工程の初期段階で、第１の蒸気噴射ノズル１６から処理槽１２の内部に高温蒸気を噴射させることにより、処理槽１２内部の温度を第１の目標温度Ｔ_Ａまで加熱させ、処理槽１２内部の温度が第１の目標温度Ｔ_Ａに到達したならば、第２の蒸気噴射ノズル１８から処理槽１２に貯留されている熱媒体３２に高温蒸気を噴射することにより熱媒体３２を第２の目標温度Ｔ_Ｂまで加熱させる。熱媒体温度Ｔ２が第２の目標温度Ｔ_Ｂに到達したならば、熱媒体噴射ノズル１４から熱媒体３２を噴射させつつ第１、第２の蒸気噴射ノズル１６、１８の一方または双方から高温蒸気を噴射させることにより、処理槽温度Ｔ１を第３の目標温度ＴＣまで加熱させ、その状態を維持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、レトルト食品や医薬品などの被処理物を加圧下で加熱殺菌する際に使用されて好適なレトルト装置に関する。

レトルト食品などの被処理物を処理槽内で加熱殺菌処理するレトルト装置として、処理槽内に貯留された加熱水を被処理物に噴射する、加熱水用の噴射スプレーと、加熱水用の噴射スプレーから噴射される加熱水に高温蒸気を噴射して加熱水を加熱する、蒸気用の噴射スプレーとを備えるものが提案されている（特許文献１参照）。
また、被処理物を加熱水で加熱する初期段階で、処理槽内に貯留された常温の加熱水に高温蒸気を噴射して加熱水を８０℃程度まで予熱しておき、加熱水の予熱が終了したのち、上記と同様に加熱水用の噴射スプレーと、蒸気用の噴射スプレーと、を用いて加熱水を加熱するものが提案されている（特許文献２参照）。

特開２０１０−１２００１号公報特開平７−１８４６１５号公報

しかしながら、前者の技術では、被処理物を加熱する初期段階では、処理槽に貯留されている加熱水が常温であるため、加熱水に蒸気を噴射しても直ぐには温度が上がらず、したがって、被処理物には当初は常温の水が噴射されることになり、被処理物の温度を予め定められた温度まで昇温させるために時間がかかるといった課題がある。
また、後者の技術では、加熱水の予熱処理を行っている間、被処理物が加熱されないため、前者の技術と同じような課題を有している。
本発明は上記のような点に鑑みなされたもので、被処理物を所定温度まで昇温させるために要する時間を短縮し、被処理物の殺菌を確実に行うことができるレトルト装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、処理槽に収容された被処理物に、前記処理槽の底部に貯留された熱媒体を噴射させる熱媒体噴射ノズルと、前記処理槽の内部に高温蒸気を噴射させる第１の蒸気噴射ノズルと、前記処理槽の底部に貯留された前記熱媒体に高温蒸気を噴射する第２の蒸気噴射ノズルと、前記熱媒体の前記熱媒体噴射ノズルへの供給と、前記第１、第２の蒸気噴射ノズルへの前記高温蒸気の供給とを制御する制御手段とを備えるレトルト装置であって、前記制御手段は前記被処理物を加熱する加熱処理工程において、初期段階で、前記第１の蒸気噴射ノズルから前記処理槽の内部に高温蒸気を噴射させることにより前記処理槽内部の温度を予め定められた第１の目標温度まで加熱させ、前記処理槽内部の温度が前記第１の目標温度に到達したならば、前記第２の蒸気噴射ノズルから前記処理槽に貯留されている熱媒体に高温蒸気を噴射することにより前記熱媒体の温度を予め定められた第２の目標温度まで加熱させ、前記熱媒体が第２の目標温度に到達したならば、前記熱媒体噴射ノズルから前記熱媒体を噴射させることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、加熱処理工程の初期段階で処理槽内に噴射された高温蒸気によって、被処理物が直ちに加熱され、次いで、高温蒸気によって、加熱された熱媒体が被処理物に噴射されることで被処理物が加熱されるため、被処理物を所定温度まで昇温させるために要する時間の短縮化を図ることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御手段は、前記処理槽内の温度が前記第１の目標温度に到達した以降、前記熱媒体の温度が前記第２の目標温度に到達するまでの期間、前記第１の蒸気噴射ノズルへの高温蒸気の供給を制御することにより前記処理槽内の温度を前記第１の目標温度に維持させることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、処理槽内の温度と熱媒体の温度との安定化を図れ、被処理物の加熱を安定して効率よく行うことができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記被処理物の加熱処理工程において、前記熱媒体の温度が第２の目標温度に到達したならば、前記熱媒体噴射ノズルから前記熱媒体を噴射させつつ、前記第１、第２の蒸気噴射ノズルの一方または双方から高温蒸気を噴射させることにより、前記処理槽の内部の温度を前記第１、第２の目標温度よりも高い予め定められた第３の目標温度まで加熱させ、前記加熱させた状態を維持することがなされることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、被処理物を昇温された状態で確実に維持して、被処理物の殺菌を確実に行うことができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の発明において、前記第１の目標温度および前記第２の目標温度が等しいことを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、処理槽内の温度と熱媒体の温度との安定化を図れ、被処理物の加熱を安定して効率よく行うことができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか１項に記載の発明において、前記第２の蒸気噴射ノズルによる前記熱媒体への高温蒸気の噴射は、前記高温蒸気を前記熱媒体に浸漬された箇所から前記熱媒体中に吹き込むことによってなされることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、熱媒体中に高温蒸気を吹き込んでいるので、処理槽内の温度をほぼ一定に保ったままで処理槽の底部に貯留された熱媒体を加熱することができ、被処理物の温度を維持しながら、熱媒体の昇温時間を短縮することができる。

本発明によれば、被処理物を所定温度まで昇温させるために要する時間の短縮することができ、被処理物の殺菌を確実に行うことができる。

実施の形態におけるレトルト装置１０の全体の構成を示す構成図である。レトルト装置１０における全体の処理手順を示すフローチャートである。予備加熱工程、加熱工程、殺菌工程を示すフローチャートである。被処理物の殺菌加熱処理を実施した場合における槽内温度、被処理物の中心温度およびこの温度から求められるＦ値の計測値を示す線図である。

以下、本発明にかかるレトルト装置の実施の形態について、図１を参照して説明する。
本実施の形態では、被処理物がレトルト食品（レトルトパウチ食品）である場合について説明する。レトルト食品は、プラスチックフィルム若しくは金属箔又はこれらを多層に合わせたものを袋状その他の形に成形した容器（レトルトパウチ）に調製した食品を詰め、熱溶融により密封し、加圧加熱殺菌したものである。

図１に示すように、本実施の形態のレトルト装置１０は、処理槽１２と、熱媒体噴射ノズル１４と、第１の蒸気噴射ノズル１６と、第２の蒸気噴射ノズル１８と、熱媒体供給回路２０と、熱媒体排出回路２２と、熱媒体循環回路２４と、蒸気供給回路２６と、圧力調整手段２８と、制御手段３０とを含んで構成されている。

処理槽１２は、貯留部１２０２と、収容部１２０４とを含んで構成されている。
本実施の形態では、処理槽１２は、水平方向に延在する円筒壁と、円筒壁の延在方向の一端に設けられた開口と、円筒壁の他端を閉塞する閉塞壁と、開口を開閉する密閉扉とを備えている。
貯留部１２０２は、処理槽１２の底部に設けられ、熱媒体供給回路２０から供給された熱媒体３２を貯留するものである。本実施の形態では、熱媒体３２は水である。
収容部１２０４は、被処理物が収容される部分である。
より詳細には、収容部１２０４には、台車が出し入れ可能に設けられている。
台車には、被処理物が載置されるトレイが上下方向に積み重ねられて挿脱可能に複数段配置されている。
本実施の形態では、各段においてトレイは、円筒壁の延在方向である前後方向に並べられて複数配置されている。
これらのトレイは、被処理物が載置された複数段のトレイを搭載した台車を処理槽１２の開口部まで移動させて、台車上のトレイ部分だけを処理槽１２の収容部１２０４に移動させて収容部１２０４に収容する。搬出時は、台車を処理槽１２の開口部まで移動させて、収容部１２０４からトレイを引き出して、台車上に移動させる。
また、各トレイの底部には、被処理物に噴射された熱媒体３２が下方に流れ落ちるための多数の孔が貫通形成されている。

処理槽１２には、水位計１２０６と、第１の温度センサ１２０８と、第２の温度センサ１２１０が設けられている。水位計１２０６は、貯留部１２０２に貯留された熱媒体３２の液面の位置（水位）を検出するものであり、水位の検出方法には公知の技術である電極式水位検出方式を用いている。
より詳細には、水位計１２０６は、処理槽１２に配管を介して連通する金属製の容器と、水位検出用の３本の電極棒とを含んで構成されている。
３本の電極棒は、容器に挿入されて配設され、下端部の高さ位置が高位、中位、低位の３段階に異なる高水位用電極棒、中水位用電極棒、低水位用電極棒で構成されている。
各電極棒には電源の一方が接続され、容器には電源の他方が接続されており、水位計１２０６は、各電極棒と容器との導通状態の変化に応じて検出信号を制御手段３０に供給する。
すなわち、水位計１２０６は、容器内の水位が高水位用電極棒、中水位用電極棒、低水位用電極棒にそれぞれ達することにより、容器の水位、すなわち、処理槽１２の水位に応じた検出信号を制御手段３０に供給する。より詳細には、高水位用電極棒で検出される水位は高水位、中水位用電極棒で検出される水位は中水位、低水位用電極棒で検出される水位は低水位となる。
第１の温度センサ１２０８は、収容部１２０４内の温度である槽内温度Ｔ１を検出するものである。
第２の温度センサ１２１０は、貯留部１２０２に貯留されている熱媒体３２の温度である熱媒体温度Ｔ２を検出するものである。

熱媒体噴射ノズル１４は、処理槽１２内に収容された各トレイの前後方向の中間に位置して、収容部１２０４の左右方向の両側方に複数配置されている。そして、この複数の熱媒体噴射ノズル１４は、それぞれ多段に積み重ねられた上下のトレイの間で作られる空間の高さ方向略中央に位置し、収容部１２０４に収容された被処理物に向けて設けられている。
熱媒体噴射ノズル１４は、貯留部１２０２に貯留された熱媒体３２の液面よりも上方の箇所に配設されている。

第１の蒸気噴射ノズル１６は、処理槽１２中において、収容部１２０４の上方に向けて高温蒸気を噴射するものである。
第１の噴射ノズル１６は、貯留部１２０２に貯留された熱媒体３２の液面よりも上方の箇所に配設されている。

第２の蒸気噴射ノズル１８は、貯留部１２０２に貯留された熱媒体３２の中に高温蒸気を噴射するものである。
本実施の形態では、第２の蒸気噴射ノズル１８は、熱媒体３２に浸漬されており、高温蒸気を熱媒体３２に浸漬された箇所から熱媒体３２中に吹き込むことによって熱媒体を加熱する。したがって、熱媒体３２中に高温蒸気を吹き込んでいるので、槽内温度Ｔ１をほぼ一定に保ったままで、貯留部１２０２に貯留された熱媒体３２を加熱することができ、被処理物の温度を維持しながら、熱媒体の昇温時間を短縮することができる。

熱媒体供給回路２０は、貯留部１２０２に熱媒体３２を供給するものである。
熱媒体供給回路２０は、熱媒体タンク２００２と、給水用配管２００４と、給水ポンプ２００６と、給水弁２００８とを含んで構成されている。
熱媒体タンク２００２は、熱媒体３２を収容するものである。
熱媒体タンク２００２には、給水源から熱媒体タンク２００２に貯留される水量を一定のレベルに制御するボールタップ２０１０が設けられている。
給水用配管２００４は、熱媒体タンク２００２と貯留部１２０２との間を接続するものである。
給水ポンプ２００６は、給水用配管２００４に設けられ、熱媒体タンク２００２に収容された熱媒体３２を貯留部１２０２に供給するものである。
給水弁２００８は、給水ポンプ２００６と貯留部１２０２との間の給水用配管２００４の箇所に設けられている。

熱媒体排出回路２２は、貯留部１２０２に貯留されている使用済みの熱媒体３２を排出するものである。
熱媒体排出回路２２は、配管２２０２と、排水弁２２０４とを含んで構成されている。
配管２２０２は、貯留部１２０２と外部（下水溝）とを接続するものである。
排水弁２２０４は、配管２２０２に介設されている。

熱媒体循環回路２４は、貯留部１２０２に貯留されている熱媒体３２を熱媒体噴射ノズル１４に供給して、熱媒体３２を熱媒体噴射ノズル１４から収容部１２０４に収容された被処理物に噴射させることにより、熱媒体３２により被処理物を加熱あるいは冷却するものである。
熱媒体循環回路２４は、配管２４０２と、熱媒体循環ポンプ２４０４とを含んで構成されている。
配管２４０２は、貯留部１２０２と熱媒体噴射ノズル１４とを接続するものである。
熱媒体循環ポンプ２４０４は、配管２４０２に介設され、貯留部１２０２の熱媒体３２を熱媒体噴射ノズル１４に向けて移送するものである。
したがって、熱媒体循環回路２４は、熱媒体３２を、貯留部１２０２、配管２４０２、熱媒体循環ポンプ２４０４、配管２４０２、熱媒体噴射ノズル１４、貯留部１２０２という経路で循環させることになる。

蒸気供給回路２６は、第１の蒸気噴射ノズル１６および第２の蒸気噴射ノズル１８に高温蒸気を供給するものである。
蒸気供給回路２６は、第１の蒸気供給用配管２６０２と、第２の蒸気供給用配管２６０４と、第１の給蒸弁２６０６と、第２の給蒸弁２６０８とを含んで構成されている。
第１の蒸気供給用配管２６０２は、不図示の蒸気供給源（ボイラ）と第１の蒸気噴射ノズル１６とを接続する。
第２の蒸気供給用配管２６０４は、前記の蒸気供給源と第２の蒸気噴射ノズル１８とを接続する。
第１の給蒸弁２６０６は、第１の蒸気供給用配管２６０２に介設されている。
第２の給蒸弁２６０８は、第２の蒸気供給用配管２６０４に介設されている。

圧力調整手段２８は、処理槽１２内の圧力を調整するものである。
本実施の形態では、圧力調整手段２８は、圧縮空気供給弁２８０２と、排気弁２８０４と、逆止弁２８０６と、真空弁２８１０と、エア供給弁２８１２と、開放弁２８１４と、逆止弁２８１６と、フィルタ２８１８とを含んで構成されている。

圧縮空気供給弁２８０２は、不図示の圧縮空気供給源と処理槽１２との間に接続されており、圧縮空気供給弁２８０２が開動作されることにより圧縮空気が処理槽１２内に供給される。

排気弁２８０４は、その上流側が処理槽１２に接続され、下流側が逆止弁２８０６を介して処理槽１２の外部に接続されており、排気弁２８０４が開動作すると、処理槽１２内の加圧空気が排気弁２８０４、逆止弁２８０６を介して処理槽１２外へ放出される。

減圧手段２８０８は、真空弁２８１０を介して処理槽１２に接続されている。真空弁２８１０が開動作した状態で減圧手段２８０８が動作することにより、処理槽１２内が減圧される。
また、減圧手段２８０８は、エア供給弁２８１２および圧縮空気供給弁２８０２を介して、前記の圧縮空気供給源に接続されている。エア供給弁２８１２および圧縮空気供給弁２８０２が開動作することでエゼクタ駆動用としてのエアが減圧手段２８０８に供給される。
減圧手段２８０８としては、エアエゼクタが好適であるが、水封式真空ポンプなどのポンプを使用するなど、従来公知のさまざまな装置が使用可能である。

開放弁２８１４は、下流側が逆止弁２８１６を介して処理槽１２に接続され、上流側がフィルタ２８１８を介して処理槽１２外部に接続されている。
処理槽１２内が負圧となった状態で、開放弁２８１４が開動作すると、処理槽１２外部の空気（大気）がフィルタ２８１８、開放弁２８１４、逆止弁２８１６を介して処理槽１２内に供給され、これにより、処理槽１２内が大気圧に戻る。この際、フィルタ２８１８により、処理槽１２内に吸入される空気中の塵埃等は除去される。

制御手段３０は、水位計１２０６、第１、第２の温度センサ１２０８、１２１０からの検出信号を受け付けると共に、給水ポンプ２００６、熱媒体循環ポンプ２４０４、給水弁２００８、排水弁２２０４、第１、第２の給蒸弁２６０８、２６０６、圧縮空気供給弁２８０２、排気弁２８０４、真空弁２８１０、エア供給弁２８１２、開放弁２８１４を被処理物の加熱殺菌処理手順に従って制御するものである。
また、制御手段３０は、予め、以下に示す各時間を計時するタイマ３００２を備えており、タイマ３００２の計時動作により、以下の各時間が、それぞれ予め定められた設定時間に到達したか否か（設定時間を経過したか否か）を判定するように構成されている。
１）加熱殺菌処理時間（後述する加熱殺菌工程で使用）
２）冷却処理時間（後述する冷却工程で使用）

このような制御手段３０は、マイクロコンピュータによって構成することができる。
すなわち、マイクロコンピュータは、ＣＰＵと、バスラインを介して接続されたＲＯＭ、ＲＡＭ、インタフェースなどを含んで構成されている。ＲＯＭはＣＰＵが実行する加熱殺菌処理用の制御プログラムなどを格納し、ＲＡＭはワーキングエリアを提供する。
そして、ＣＰＵが前記の制御プログラムを実行することにより、制御手段３０が実現される。

次に、本実施の形態におけるレトルト装置１０の処理手順について、図２を参照して説明する。
図２に示すように、レトルト装置によるレトルト食品などの被処理物の加熱殺菌処理は、以下に示す各工程を順次実行することでなされる。
１）処理槽１２への給水工程（Ｓ１０）。
２）熱媒体３２の予備加熱工程（Ｓ１２）。
３）熱媒体３０の加熱工程（Ｓ１４）。
４）熱媒体３０の殺菌工程（Ｓ１６）。
５）被処理物を加圧下で冷却する冷却工程（Ｓ１８）。
６）処理槽１２内の熱媒体３２を排出する排水工程（Ｓ２０）。
７）処理槽１２内の加圧空気を排出して大気圧にする排気工程（Ｓ２２）。
８）処理槽１２内を一旦負圧にした後、大気圧に戻す終了工程（Ｓ２４）。
以下、上記各工程について説明する。

１）給水工程（Ｓ１０）
処理槽１２内に被処理物を収容し、密閉扉（不図示）を閉止する。
給水弁２００８、排水弁２２０４、第１、第２の給蒸弁２６０６、２６０８、圧縮空気供給弁２８０２、真空弁２８１０、エア供給弁２８１２、開放弁２８１４は閉状態とし、排気弁２８０４は開状態として給水工程を実行する。
制御手段３０は、給水弁２００８を開動作させ、給水ポンプ２００６を起動して、給水タンク２００２から処理槽１２の貯留部１２０２に熱媒体３２を供給し、水位計１２０６の検出結果に基づいて、貯留部１２０２の給水レベルが予め定められた所定の水位に到達したと判定したならば、給水ポンプ２００６を停止し、給水弁２００８を閉動作させ、排気弁２８０４を閉動作させる。本実施の形態では、制御手段３０は、高水位用電極棒によって高位の水位が検出されると、貯留部１２０２への給水を停止する。なお、給水タンク２００２から貯留部１２０２に供給される熱媒体３２は常温である。

２）予備加熱工程（Ｓ１２）
図３のフローチャートを参照して説明する。
なお、本実施の形態では、予備加熱工程（Ｓ１２）と加熱工程（Ｓ１４）と殺菌工程（Ｓ１６）とが被処理物を加熱する加熱処理工程を構成している。
制御手段３０は、第１の給蒸弁２６０６を開動作させることにより、蒸気供給回路２６から第１の蒸気噴射ノズル１６に高温蒸気を供給させ、第１の蒸気噴射ノズル１６から処理槽１２の内部に高温蒸気を噴射させ、処理槽１２内を加熱する（Ｓ１０２）。
ここで、第１の蒸気噴射ノズル１６から噴射された高温蒸気により処理槽１２内が加熱されることにより被処理物も同時に加熱される。
制御手段３０は、第１の温度センサ１２０８で検出される槽内温度Ｔ１が、予め定められた第１の目標温度Ｔ_Ａに到達したか否かを判定する（Ｓ１０４）。制御手段３０は、槽内温度Ｔ１が、第１の目標温度Ｔ_Ａに到達していなければ、第１の蒸気噴射ノズル１６からの高温蒸気の噴射を維持する。

制御手段３０は、槽内温度Ｔ１が第１の目標温度Ｔ_Ａに到達すれば、槽内温度Ｔ１が、第１の目標温度Ｔ_Ａを維持するように第１の給蒸弁２６０６の開度を調整すると共に（Ｓ１０６）、第２の給蒸弁２６０８を開動作させることにより、蒸気供給回路２６から第２の蒸気噴射ノズル１８に高温蒸気を供給させ、第２の蒸気噴射ノズル１８から貯留部１２０２の熱媒体３２に高温蒸気を噴射させ、熱媒体３２を加熱する（Ｓ１０８）。
制御手段３０は、第２の温度センサ１２１０で検出される熱媒体温度Ｔ２が、予め定められた第２の目標温度Ｔ_Ｂに到達したか否かを判定する（Ｓ１１０）。制御手段３０は、熱媒体温度Ｔ２が第２の目標温度Ｔ_Ｂに到達していなければ、第２の蒸気噴射ノズル１８からの高温蒸気の噴射を継続させる。
制御手段３０は、熱媒体温度Ｔ２が第２の目標温度Ｔ_Ｂに到達すれば、予備加熱工程（Ｓ１２）を終了して、加熱工程（Ｓ１４）に移行する。
また、制御手段３０は、処理槽１２内の温度が第１の目標温度Ｔ_Ａに到達して以降、熱媒体３２の温度が第２の目標温度Ｔ_Ｂに到達するまでの期間、第１の蒸気噴射ノズル１６への高温蒸気の供給を制御することにより、処理槽１２内の温度を第１の目標温度Ｔ_Ａに維持させる。
なお、本実施の形態では、第１、第２の目標温度Ｔ_Ａ、Ｔ_Ｂは等しい温度であり、９０℃〜１２０℃程度である。第１、第２の目標温度Ｔ_Ａ、Ｔ_Ｂは厳密に同一の温度である必要はないが、第１、第２の目標温度Ｔ_Ａ、Ｔ_Ｂが等しい温度であると、槽内温度Ｔ１と熱媒体温度Ｔ２との安定化を図れることから、被処理物の加熱を安定して効率よく行うことができる。

３）加熱工程（Ｓ１４）
制御手段３０は、熱媒体循環ポンプ２４０４を動作させることにより、熱媒体噴射ノズル１４から熱媒体３２を被処理物に噴射させる（Ｓ１１２）。同時に、制御手段３０は、第１、第２の給蒸弁２６０６、２６０８の一方を開動作させ、他方を閉動作させ、第１、第２の蒸気噴射ノズル１６、１８の一方から高温蒸気を噴射させる（Ｓ１１４）。あるいは、第１、第２の給蒸弁２６０６、２６０８の双方を開動作させ、第１、第２の蒸気噴射ノズル１６、１８の双方から高温蒸気を噴射させてもよい。
ここで、第１の蒸気噴射ノズル１６から高温蒸気を噴射させた場合、噴射された高温蒸気は、熱媒体噴射ノズル１４から噴射される熱媒体３２を加熱し、また、処理槽１２内部および被処理物を加熱する。
第２の蒸気噴射ノズル１８から高温蒸気を噴射させた場合には、噴射された高温蒸気は、貯留部１２０２に貯留されている熱媒体３２のみを加熱することになるが、第２の蒸気噴射ノズル１８からの高温蒸気の噴射により加熱された熱媒体３０が、熱媒体噴射ノズル１４から噴射されるので、間接的に、処理槽１２内部および被処理物を加熱することになる。
このように、第１、第２の給蒸弁２６０６、２６０８の一方、あるいは、双方から高温蒸気を噴射させることにより、熱媒体３２および処理槽１２内部を加熱することができる。
加熱工程（Ｓ１４）では、第１の蒸気噴射ノズル１６から噴射された高温蒸気は熱媒体噴射ノズル１４から噴射される熱媒体３２に接触してドレンとなり、また、第２の蒸気噴射ノズル１８から熱媒体３２に噴射された高温蒸気は熱媒体３２に接触してドレンとなり、それらドレンが熱媒体３２と混合して貯留部１２０２に貯留されるので、貯留部１２０２における熱媒体３２の水位は徐々に上昇する。したがって、制御手段３０は、貯留部１２０２に貯留される熱媒体３２の水位が予め定められた水位となるように、排水弁２２０４の開閉動作を制御する。本実施の形態では、制御手段３０は、水位計１２０６で高水位用電極棒および中水位用電極棒の間に水位が検出されるように排水を制御する。

制御手段３０は、第１の温度センサ１２０８で検出される槽内温度Ｔ１が、予め定められた第３の目標温度Ｔ_Ｃに到達したか否かを判定する（Ｓ１１６）。第３の目標温度Ｔ_Ｃは、被処理物を加熱殺菌するために必要な高温であって、第１、第２の目標温度Ｔ_Ａ、Ｔ_Ｂよりも高い温度であり、本実施の形態では、１１０℃〜１２０℃程度である。

４）殺菌工程（Ｓ１６）
制御手段３０は、槽内温度Ｔ１が第３の目標温度Ｔ_Ｃに到達したならば、タイマ３００２を起動させ計時動作を開始する（Ｓ１１８）。
制御手段３０は、タイマ３００２の計時動作に基づき、第３の目標温度Ｔ_Ｃでの加熱殺菌処理時間が予め定められた設定時間に到達したか否かを判定する（Ｓ１２０）。
制御手段３０は、第３の目標温度Ｔ_Ｃでの加熱殺菌処理時間が設定時間に到達していなければ、Ｓ１２０の動作を維持し、第３の目標温度Ｔ_Ｃでの加熱殺菌処理時間が設定時間に到達していれば、熱媒体循環ポンプ２４０４の運転を継続させたまま、第１、第２の給蒸弁２６０６、２６０８のうち開動作していたものを閉動作させて高温蒸気の供給を停止させる（Ｓ１２２）。これにより、被処理物の加熱殺菌処理が終了する。

なお、加熱工程から殺菌工程における処理槽１２内の圧力は大気圧より高く設定されている。
例えば、制御手段３０は、処理槽１２内に設けられた圧力センサ（不図示）の検出結果に基づいて、圧縮吸気供給弁２８０２および排気弁２８０４を開閉動作させることにより処理槽１２内の圧力を大気圧より高い予め定められた目標圧力Ｐ１に制御する。
また、加熱殺菌工程においては、処理槽１２に不図示の配管を介して圧縮空気を供給することにより、第１、第２の蒸気噴射ノズル１６、１８から噴射される高温蒸気の温度を調整する。そして、高温蒸気を温度調整することによって、第１、第２の蒸気噴射ノズル１６、１８近傍箇所に位置する被処理物が、それ以外の箇所に位置する被処理物よりも高温となるなど、被処理物が局所的に高温となることを抑制するようにしてもよい。

４）冷却工程（Ｓ１８）
冷却工程は以下の（ａ）〜（ｅ）の手順で行われる。
（ａ）制御手段３０は、給水弁２００８を開動作させると共に給水ポンプ２００６を動作させ、水位計１２０６で中水位が検出されるまで熱媒体３２の処理槽１２への供給を行う。
（ｂ）制御手段３０は、中水位が検出されたならば、熱媒体３２の処理槽１２への供給を維持しつつ、水位計１２０６の検出結果に基づき、中水位を維持するように排水弁２２０４の開閉動作を制御し、熱媒体循環ポンプ２４０４を動作させて、熱媒体噴射ノズル１４から熱媒体３２を被処理物に向けて噴射させる。
噴射された熱媒体３２は、被処理物を伝わって下方に流れ落ち貯留部１２０２に至り貯留される。貯留部１２０２に貯留された熱媒体３２は、配管２４０２および熱媒体循環ポンプ２４０４を介して熱媒体噴射ノズル１４から噴射される。このようにして熱媒体３２は循環しながら被処理物に噴射され、被処理物の温度が徐々に低下する。
（ｃ）制御手段３０は、第１の温度センサ１２０８によって検出される槽内温度Ｔ１が９０℃〜１００℃に低下したら、熱媒体循環ポンプ２４０４を停止し、給水弁２００８を閉動作させ、給水ポンプ２００６を停止し、(ｄ)に移行する。
（ｄ）設定回数（０回〜５回）だけ、以下の（１）、（２）を繰り返す。
（１）制御手段３０は、排水弁２２０４を開動作させ、水位計１２０６で低水位が検出されなくなったならば、排水弁２２０４を閉動作させ、給水弁２００８を開動作させ、給水ポンプ２００６を動作させて、水位計１２０６で高水位が検出されるまで常温の熱媒体３２を処理槽１２に供給する。
（２）制御手段３０は、水位計１２０６で高水位が検出されたならば、給水弁２００８を閉動作させ、給水ポンプ２００６を停止させ、タイマ３００２を起動し、熱媒体循環ポンプ２４０４を動作させて、熱媒体噴射ノズル１４から熱媒体３２を被処理物に向けて噴射させる。これにより被処理物の冷却がなされる。タイマ３００２の計時時間が予め定められた第１の冷却処理時間に到達したならば、熱媒体循環ポンプ２４０４を停止させる。
（ｅ）（ｄ）の設定回数が最後の運転では、制御手段３０は、上記（１）、（２）の代わりに、タイマ３００２を起動し、熱媒体循環ポンプ２４０４を動作させて熱媒体噴射ノズル１４から熱媒体３２を被処理物に向けて噴射させる。これにより被処理物の冷却がなされる。制御手段３０は、熱媒体循環ポンプ２４０４の動作を維持した状態で、給水弁２００８を開動作させ、給水ポンプ２００６を動作させて、水位計１２０６で中水位が検出される状態を維持するように、排水弁２２０４を開閉動作させる。タイマ３００２の計時時間が予め定められた第２の冷却処理時間に到達したならば、熱媒体循環ポンプ２４０４、給水ポンプ２００６を停止させ、給水弁２００８、排水弁２２０４を閉動作させる。

６）排水工程（Ｓ２０）
制御手段３０は、給水ポンプ２００６、熱媒体循環ポンプ２４０４の停止および給水弁２００８の閉動作を維持し、排水弁２２０４を開動作させ処理槽１２内の熱媒体３２を全て排出させる。
制御手段３０は、水位計１２０６の検出結果に基づいて、処理槽１２内の熱媒体３２が全て排出されたと判定したならば、給水ポンプ２００６、熱媒体循環ポンプ２４０４の停止を維持し、給水弁２００８の閉動作を維持し、排水弁２２０４の開動作を維持した状態で排水工程を終了する。

７）排気工程（Ｓ２２）
制御手段３０は、排水弁２２０４の開動作を維持しつつ、排気弁２８０４を開動作させることにより、処理槽１２内の加圧空気を排出する。
制御手段３０は、前記の圧力センサにより処理槽１２内の圧力が大気圧となったことが検出されたならば、排水弁２２０４および排気弁２８０４を閉動作させ、排気工程を終了する。

８）終了工程（Ｓ２４）
制御手段３０は、真空弁２８１０、エア供給弁２８１２、圧縮空気供給弁２８０２を開動作させて、減圧手段２８０８を動作させ、処理槽１２内を大気圧に対して僅かに負圧となるようにする。前記の圧力計により処理槽１２内が負圧であることが検出されたならば、真空弁２８１０、エア供給弁２８１２、圧縮空気供給弁２８０２を閉動作させることによって、減圧手段２４０８を停止させ、開放弁２８１４を開動作させる。
その後、前記の圧力計により処理槽１２内が大気圧となったことが検出されたならば、終了工程を終了し、これにより１バッチ分の処理（運転）が完了する。

本実施の形態によれば、被処理物を加熱する加熱処理工程において、初期段階で、第１の蒸気噴射ノズル１６から高温蒸気を噴射させることにより、処理槽温度Ｔ１を第１の目標温度Ｔ_Ａ、Ｔ_Ｂまで加熱させたのち、第２の蒸気噴射ノズル１８から熱媒体３２に高温蒸気を噴射することにより、熱媒体３２の温度を予め定められた第２の目標温度Ｔ_Ｂまで加熱させ、熱媒体噴射ノズル１４から熱媒体３２を噴射させるようにした。
したがって、加熱処理工程の初期段階で処理槽１２内に噴射された高温蒸気によって、被処理物が直ちに加熱され、次いで、高温蒸気によって加熱された熱媒体３２が、被処理物に噴射されることで被処理物が加熱されるため、被処理物を所定温度まで昇温させるために要する時間の短縮化を図ることができ、被処理物の加熱殺菌を確実に行うことができる。

また、本実施の形態においては、制御手段３０は、槽内温度Ｔ１が第１の目標温度Ｔ_Ａに到達した以降、熱媒体温度Ｔ２が第２の目標温度Ｔ_Ｂに到達するまでの期間、槽内温度Ｔ１を第１の目標温度Ｔ_Ａに維持させるので、槽内温度Ｔ１と熱媒体温度Ｔ２との安定化を図れることから、被処理物の加熱を安定して効率よく行うことができる。

また、本実施の形態においては、被処理物の加熱処理工程では、熱媒体温度Ｔ２が第２の目標温度Ｔ_Ｂに到達したならば、熱媒体噴射ノズル１４から熱媒体３２を噴射させつつ第１、第２の蒸気噴射ノズル１６、１８の一方または双方から高温蒸気を噴射させることにより、処理槽温度Ｔ１を第１、第２の目標温度Ｔ_Ａ、Ｔ_Ｂよりも高い第３の目標温度Ｔ_Ｃまで加熱させ、その状態を維持するようにした。したがって、被処理物を昇温された状態で確実に維持して、被処理物の加熱殺菌を確実に行うことができる。

次に、本実施の形態のレトルト装置１０と、比較例のレトルト装置とを用いて被処理物の加熱殺菌を実施した実験結果について説明する。
比較例のレトルト装置は、予め処理槽に貯留された常温の熱媒体に高温蒸気を噴射して加熱しつつ、その熱媒体を処理槽内に設けた熱媒体噴射スプレーから被処理物に循環して噴射するようにしたものである。

図４は、被処理物の殺菌加熱処理を実施した場合における槽内温度、被処理物の中心温度、および、この温度から求められるＦ値の計測値を示す線図である。
図中、符号は以下の数値を示しており、横軸は時間（ｍｉｎ）、縦軸は温度（℃）およびＦ値（ｍｉｎ）を示す。
Ｔ１_Ａ：本実施の形態の槽内温度
Ｔ１_Ｂ：比較例の槽内温度
Ｔ３_Ａ：本実施の形態の被処理物の中心温度
Ｔ３_Ｂ：比較例の被処理物の中心温度
Ｆ_Ａ：本実施の形態の被処理物のＦ値
Ｆ_Ｂ：比較例の被処理物のＦ値
なお、横軸の時間０（ｍｉｎ）は、加熱処理工程の開始時点（予備加熱工程（Ｓ１２）の開始時点）となっている。
また、本例では、第１、第２の目標温度Ｔ_Ａ、Ｔ_Ｂが共に１００℃であり、第３の目標温度Ｔ_Ｃが１２０℃である場合を示す。

図４の温度上昇曲線Ｔ１_Ｂ、Ｔ３_Ｂに見られるように、比較例として用いた従来のレトルト装置では、本願発明と比較して、温度上昇に長く時間がかかっていることがわかる。これは、被処理物を加熱する初期段階では、熱媒体が常温であるため、熱媒体に蒸気を噴射してもすぐには温度が上昇せず、被処理物に対しても常温の熱媒体が噴射されることに起因する。
これに対して、本実施の形態の槽内温度Ｔ１_Ａ、中心温度Ｔ３_Ａは、比較例の槽内温度Ｔ１_B、中心温度Ｔ３_Ｂに比較して、温度が上昇するまでに要する時間が短くなっている。このことは、Ｆ値＝５（ｍｉｎ）で比較すると、本実施の形態が、従来のレトルト装置に比較して、０．５（ｍｉｎ）程度短い時間でＦ値が５に到達していることからも理解できる。
以上の結果から、本実施の形態のレトルト装置は、槽内温度Ｔ１_Ａを短時間で昇温させることによって、被処理物を所定温度まで昇温させるために要する時間の短縮化を図ることができ、被処理物の加熱殺菌を確実に行うことのできる効果が得られていることがわかる。

なお、実施の形態では、被処理物がレトルト食品である場合について説明したが、被処理物は缶詰や医薬品など任意である。
また、実施の形態では、加熱処理工程によって被処理物の殺菌を行う場合について説明したが、加熱処理工程によって被処理物の調理、あるいは、調理および殺菌の双方を行うなど任意である。

１０……レトルト装置
１２……処理槽
１４……熱媒体噴射ノズル
１６……第１の蒸気噴射ノズル
１８……第２の蒸気噴射ノズル
３０……制御手段
３２……熱媒体
Ｔ１……槽内温度
Ｔ２……熱媒体温度
Ｔ_Ａ……第１の目標温度
Ｔ_Ｂ……第２の目標温度
Ｔ_Ｃ……第３の目標温度

Claims

処理槽に収容された被処理物に、前記処理槽の底部に貯留された熱媒体を噴射させる熱媒体噴射ノズルと、
前記処理槽の内部に高温蒸気を噴射させる第１の蒸気噴射ノズルと、
前記処理槽の底部に貯留された前記熱媒体に高温蒸気を噴射する第２の蒸気噴射ノズルと、
前記熱媒体の前記熱媒体噴射ノズルへの供給と、前記第１、第２の蒸気噴射ノズルへの前記高温蒸気の供給とを制御する制御手段とを備えるレトルト装置であって、
前記制御手段は前記被処理物を加熱する加熱処理工程において、
初期段階で、前記第１の蒸気噴射ノズルから前記処理槽の内部に高温蒸気を噴射させることにより前記処理槽内部の温度を予め定められた第１の目標温度まで加熱させ、
前記処理槽内部の温度が前記第１の目標温度に到達したならば、前記第２の蒸気噴射ノズルから前記処理槽に貯留されている熱媒体に高温蒸気を噴射することにより前記熱媒体の温度を予め定められた第２の目標温度まで加熱させ、
前記熱媒体が第２の目標温度に到達したならば、前記熱媒体噴射ノズルから前記熱媒体を噴射させる、
ことを特徴とするレトルト装置。
前記制御手段は、前記処理槽内の温度が前記第１の目標温度に到達した以降、前記熱媒体の温度が前記第２の目標温度に到達するまでの期間、前記第１の蒸気噴射ノズルへの高温蒸気の供給を制御することにより前記処理槽内の温度を前記第１の目標温度に維持させることを特徴とする、
請求項１に記載のレトルト装置。
前記被処理物の加熱処理工程において、
前記熱媒体の温度が第２の目標温度に到達したならば、前記熱媒体噴射ノズルから前記熱媒体を噴射させつつ、前記第１、第２の蒸気噴射ノズルの一方または双方から高温蒸気を噴射させることにより、前記処理槽の内部の温度を前記第１、第２の目標温度よりも高い予め定められた第３の目標温度まで加熱させ、前記加熱させた状態を維持することがなされることを特徴とする、
請求項１または２に記載のレトルト装置。
前記第１の目標温度および前記第２の目標温度が等しいことを特徴とする、
請求項１乃至３の何れか１項に記載のレトルト装置。
前記第２の蒸気噴射ノズルによる前記熱媒体への高温蒸気の噴射は、前記高温蒸気を前記熱媒体に浸漬された箇所から前記熱媒体中に吹き込むことによってなされることを特徴とする、
請求項１乃至４の何れか１項に記載のレトルト装置。