JP2013208058A - 連続加熱方法および前記方法を用いた密封食品の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】食品を短時間で連続的にマイクロ波を用いた加熱をすることのできる食品の製造方法および製造装置を提供する。
【解決手段】
食品で搬送し、前記搬送の手段に食品を設置する工程と、食品を１００℃以上にマイクロ波で加熱する工程と、食品を１００℃以上に保ち滅菌する熟成工程と、滅菌された食品を流体で冷却する冷却工程と、冷却され１００℃以下となった食品を取り出す取出工程と有する食品の製造方法および製造装置。密封された食品を気体加圧雰囲気内で搬送し連続加熱することもでき、気体加圧雰囲気内の圧力は２．０〜３．０気圧とし、マイクロ波加熱による食品温度は１１０〜１２０℃とし、加熱時間は、８０〜１２０秒とし、熟成工程は１１０〜１２０℃を保つものとすることもできる。
【選択図】図４

Description

本発明は、マイクロ波で複数の食品を順々に連続加熱する方法と、この方法を用いたレトルトパウチなどの密封食品の製造装置に関する。

マイクロ波加熱は電子レンジなどに用いられている技術であり、食品を装置内に設置し、加熱するものであった。電子レンジやバッチ式のマイクロ波加熱装置は毎回食品の出し入れを必要とし、使用者は面倒な操作に悩まされるものであった。マイクロ波で複数の食品を順々に連続加熱する方法として、特許文献１記載の発明が開示されている。

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、トレイとそのスリットによる複雑なマイクロ波制御を必要とするものであり、汎用性が乏しいものであった。

また、レトルトパウチなどで密封された食品は、冷蔵保存を必要とせず常温で長期保存が可能な為、非常食や咄嗟の日常食として利用されている。このレトルトパウチは、事前に加圧加熱し殺菌・滅菌することにより長期間の常温保存を可能とする。
この加圧加熱は、熱風や蒸気や熱水などを用いてレトルトパウチ内の食品を加熱し、殺菌・滅菌するものである。しかしながら、熱伝導による加熱は、目標とする１２０℃まで加熱するのに長い時間がかかり、いわゆるレトルト臭を発生させてしまうものであった。
その結果、レトルトパウチに密封された食品として、カレー、シチュー スープ、パスタソース、丼物の具、ハンバーグなどが代表的なものとなった。これらの食品は元々の臭いが強いものであり、レトルト臭があまり気にならないものだからである。

特許文献２には、示唆等はないが、マイクロ波を用いて短時間での加圧加熱が可能で、レトルト臭を発生させない可能性を有する製造装置が記載されている。
しかしながら、特許文献２記載の技術は、いわゆるバッチ式の加熱装置であり、大量のレトルト食品を加圧加熱し滅菌殺菌するには時間がかかりすぎるという問題があった。
また、特許文献１記載の発明においても、袋詰めのレトルトパウチ食品を加圧加熱し滅菌殺菌できるものではなかった。

特開２００３−３３９３６１号公報

特開２０００−２２８２８１号公報

そこでこの発明は、マイクロ波で複数の食品を順々に連続加熱する方法を提供する。さらに、この連続加熱方法を使用し、レトルトパウチなどを代表とする袋詰めされた食品であっても加熱加圧による滅菌殺菌を可能とし、この加圧加熱によってレトルト臭を発生させず、短時間で大量に製造することのできる密封食品の製造装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本件発明は以下の手段を用いた。
（請求項１記載の発明）
請求項１記載の連続加熱方法は、複数の食品を順々に搬送し、前記搬送と共に複数の工程によってなされる連続加熱方法であって、前記複数の工程は、少なくとも、設置工程と、マイクロ波加熱工程と、熟成工程と、冷却工程とを有し、設置工程は、前記搬送の手段に食品を設置する工程であり、これによって、食品は搬送されるものであり、マイクロ波加熱工程は、搬送されてきた食品を、マイクロ波によって、加熱する工程であり、これによって、食品は１００℃以上となり、熟成工程は、食品を１００℃以上に保つ工程であり、これによって、食品は滅菌されたものとなり、冷却工程は、滅菌された食品を流体で冷却する工程であり、これによって、食品は１００℃以下となることを特徴とする。
（請求項２記載の発明）
請求項２記載の連続加熱方法は、請求項１記載の連続加熱方法において、密封された食品を気体加圧雰囲気内で連続加熱することを特徴とする。

（請求項３記載の発明）
請求項３記載の発明は、請求項２記載の連続加熱方法において、気体加圧雰囲気内の圧力は２．０〜３．０気圧とし、マイクロ波加熱による食品温度は１１０〜１２０℃とし、加熱時間は、８０〜１２０秒とし、熟成工程は１１０〜１２０℃を保つものであることを特徴とする。
（請求項４記載の発明）
請求項４記載の発明は、請求項３記載の連続加熱方法を用いた密封食品の製造装置であって、製造装置は、搬送手段により食品を移動させ、食品にライン工程を受けさせるものであり、搬送手段の周囲は、壁で囲まれており、壁内の気体圧力は、加圧装置により増加されたものであり、搬送手段上の食品は、周囲の気体圧力が加圧された状態で移動するものであり、ライン工程は、搬送手段で食品が開始側から終了側に進むにつれて、設置工程部、マイクロ波加熱工程部、熟成工程部、冷却工程部を通過させるものであり、設置工程部は、開始側に食品投入口と、入口エアロック室と、供給設置部とを有し、設置工程部終了側の壁に電波吸収体を有し、マイクロ波加熱工程部は、マイクロ波が通過可能な壁の外側にキャビティを有し、２４５０ＭＨｚのマイクロ波を、キャビティに取り付けられた導波管に通過させ、キャビティ内で反射させ、壁内の前記食品に照射し加熱するものであり、熟成工程部は、熟成工程部開始側の壁内側に電波波吸収体を有し、加熱が完了し目標温度となった食品を搬送時間で熟成させるものであり、冷却工程部は、壁に取り付けられた冷却管に、冷却用流体を通過させ、前記食品に吹き掛けて冷却するものであることを特徴とする。

（請求項５記載の発明）
請求項５記載の発明は、請求項４記載の密封食品の製造装置であって、マイクロ波が通過可能な壁の材料は、ポリテトラフルオロエチレンからなることを特徴とする。
（請求項６記載の発明）
請求項６記載の発明は、請求項５記載の密封食品の製造装置であって、キャビティを多角形とし、キャビティ内でマイクロ波を乱反射させることを特徴とする。

この連続加熱方法を用いると、複数の食品をマイクロ波で順々に連続加熱できるものとなる。また、この連続加熱方法を応用して、レトルトパウチなどを代表とする袋詰めされた食品であっても加圧加熱による滅菌殺菌を可能とし、この加圧加熱によってレトルト臭を発生させず、短時間で連続に製造することのできる密封食品の製造装置を提供することができる。

図１は、本件製造方法の食品温度推移グラフである。 図２は、従来製造方法の食品温度推移グラフである。 図３は、図１と図２グラフを重ね合わせたグラフである。 図４は、食品製造装置の全体図側面である。 図５は、設置工程部の部分断面側面図である。 図６は、加熱工程部の部分断面側面図である。 図７は、熟成工程部の部分断面側面図である。 図８は、冷却工程部の部分断面側面図である。 図９は、取出工程部の部分断面側面図である。 図１０は、図５のＡ断面図である。 図１１は、図６のＢ断面図である。 図１２は、図７のＣ断面図である。 図１３は、図８のＤ断面図である。

以下にこの発明の製造方法を各図と共に説明する。
（１．食品の製造方法の概要について）
図１は本件製造方法の食品温度推移グラフである。
この製造方法は、密封された食品を気体加圧雰囲気内で搬送し、前記搬送と共に複数の工程によってなされるものである。
前記複数の工程は、図１に示すように、少なくとも、設置工程と、マイクロ波加熱工程と、熟成工程と、冷却工程からなる。

気体加圧雰囲気内の圧力は２．０〜３．０気圧とし、１２０℃において密封した食品の水分が沸騰しないものとする。大気圧に約１気圧を加圧し、気体加圧雰囲気は２．０〜２．２気圧とするのが好ましい。
図２は、従来製造方法の食品温度推移グラフである。図３は、図１と図２グラフを重ね合わせたグラフである。以下に各工程について比較する。

（２．設置工程について）
設置工程は、前記搬送の手段に食品を設置する工程であり、これによって、食品は搬送されるものとなる。
従来技術のバッチ式の加熱加圧であると、例えばレトルト食品５０袋を容器内に毎回設置する必要があった。したがって図２に示すように、設置工程に時間浪費するものであった。
本件は、搬送手段と設置工程を有しており、短時間で加熱準備を行なうことができる。

（３．加熱工程について）
マイクロ波加熱工程は、図１に示すように、搬送されてきた食品を、マイクロ波によって、加熱する工程であり、これによって、食品は加圧雰囲気内で１００℃以上となる。マイクロ波加熱による食品温度は１１５〜１２０℃とすることができる。前記温度は、１１８℃〜１２０℃とするのが好ましい。
このマイクロ波加熱は、例えば、食品５０ｇ〜２００ｇあたり１５００Ｗを９０秒照射するものである。これにより食品は１２０℃付近にまで加熱される。（温度は食品の水分含有量にも依存する。）加熱時間は、８０秒〜１２０秒とするのが好ましい。

従来の熱風や水蒸気や熱水による熱伝導加熱と、本発明のマイクロ波加熱を比較すると、図３に示すように、温度上昇が急激なものとなる。
したがって、食品が熱を受ける時間を総合的に減らすことができる。これによりレトルト臭を減少させることができ、淡白な風味の食品であっても、レトルト化させることができるようになる。

（４．熟成工程について）
熟成工程は、食品を１００℃以上に保つ工程であり、これによって、食品は滅菌されたものとなる。図１に示すように、熟成工程は１１０〜１２０℃を保つものとするのが好ましい。
このような温度であっても、加圧雰囲気中であるから、食品の水分は沸騰しないものである。
加熱による滅菌は、芽胞菌の場合１２０℃であると言われており、温度および時間を最適なものに調整することができる。

（５．冷却工程について）
冷却工程は、滅菌された食品を流体で冷却する工程であり、これによって、食品は１００℃以下となる。冷却工程は、食品に冷えた流体を吹き付ける方法が好ましい。吹き付ける流体は、液体および気体を利用することができる。気体を用いるのが衛生上好ましい。加圧雰囲気中の冷風吹きつけは、冷風の圧力を２．０〜２．２気圧の加圧雰囲気よりも大きくすることによってなされるものである。
これによって、通常大気圧であっても沸騰が起こらない１００℃まで食品温度を下げることができる。

（６．取出工程について）
１００℃以下となった食品を取り出し、食品は加圧雰囲気から通常圧雰囲気に移動される。７０℃〜９５℃で取り出しても良い。このようにすると、沸点の低い液体を含有する食品にも対応可能となる。

（７．製造方法まとめ）
このような製造方法であるから、６００秒以内（１０分以内）でレトルトパウチ食品に加熱を行い、滅菌殺菌処理が終了する。また、製造装置のラインを複数ラインとし、食品内容量に応じて、マイクロ波のワット数を変更することができる。この製造方法においては製造ラインを増やした場合であっても、滅菌殺菌処理時間が長くなることはない。
従来の熱伝導式のものや従来のバッチ式のものを業務用に大型化すると、図２に示す設置工程はさらに長いものとなり、加熱工程は４０分近くかかるものとなり、前述のレトルト臭を生じるものであった。また、図２は家庭用の小型圧力鍋を用いた場合のデータであり、食品一袋（５０〜２００ｇ）を滅菌殺菌処理するのが限界であり、連続で利用できるものではない。
以下にこの製造方法を行なう為の製造装置を実施例として示す各図と共に説明する。

〔１．製造装置Ｒの全体的な構成について〕
図４は、製造装置Ｒの全体側面図である。製造装置Ｒは、未加熱の食品Ｆを加熱し、滅菌・殺菌し、食品Ｆを常温保存可能なものとする装置である。製造装置Ｒは、図４に示すように、設置工程部１と、加熱工程部２と、熟成工程部３と、冷却工程部４と、取出工程部５とを有する。
前述の工程部２〜４と設置工程１終了側と取出工程５開始側は、加圧雰囲気である。
前述の加圧は、加圧装置Ｐによってなされている。加圧装置Ｐによって加圧された大気は、壁Ｗ（Ｗ１〜Ｗ５）によって密封されており、圧力が下がらない態様となっている。加圧装置Ｐとして、加圧ポンプなどを例示することができる。
壁Ｗで囲まれ、加圧された雰囲気内では搬送手段Ｔが設けられており、搬送手段Ｔはベルトコンベヤとするのが好ましい。ベルトコンベヤＴ幅を大きいものとして、２列以上の食品Ｆを並べても良い。また、壁Ｗ１〜Ｗ５はそれぞれ加圧空気が漏れない態様で接続されている。キャビティＯ内部の気体圧力を上げることもできる。

〔２.設置工程部１について〕
図５は、設置工程部１の部分断面側面図である。図５に示すように、食品Ｆは、投入コンベヤ１０によって投入口１１に投入される。
投入された食品Ｆは、エアロック室１３の入り口１２を通過し、一定数が運び込まれるまで一旦エアロック室１３内に留められる。一定数を１０袋とした場合、１０袋の食品Ｆがエアロック室１３に溜まったのをセンサー等で確認し、エアロック室の入口１２を閉じる。入口１２の閉鎖は、仕切弁Ｖ１によってなされる。次に、エアロック室１３の出口１４を、仕切弁Ｖ２を用いて解放する。食品Ｆは、出口１４より供給設置部１５に落下し、移動する。
食品Ｆが落下し、空になったエアロック室１３は、出口１４を閉じ、その後入口１２を開き、食品Ｆを取り込むものである。このようにすると、壁Ｗ１〜Ｗ５内の圧力を保つことができる。
供給設置部１５に移動した食品Ｆは、設置アーム１６によって、ベルトコンベヤ往路Ｔｆに載置される。ベルトコンベヤ往路Ｔｆの下には、ベルトコンベヤ復路Ｔｂがある。
ベルトコンベヤ往路Ｔｆ上に載せられた食品Ｆは、加熱工程部２側へ移動する。加熱工程部２側の壁Ｗ１内側には、電波吸収体１７が設けられている。
図５のＡ−Ａ断面は、図１０であり、電波遮蔽板１８が設けられている。

〔３．加熱工程部２について〕
図６は、加熱工程部２の部分断面側面図である。図１１は、図６のＢ−Ｂ断面の断面図である。設置工程部１から移動してきた食品Ｆは、加熱工程部２で加熱される。
加熱工程部２は、図６に示すように、マイクロ波制御部２０と、マイクロ波導波管２１と、冷却ファン２２と壁Ｗ２とキャビティＯを有する。加熱工程部２において、キャビティＯは、多角形とするのが好ましい。図６及び図１１においては、八角形のキャビティＯとした。このキャビティＯ内には、図１１に示すように円筒状の壁Ｗ２が設けられている。壁Ｗ２には、ＰＴＦＥパイプ（ポリテトラフルオロエチレンパイプ）を用いるのが好ましい。
食品Ｆは、内容量が５０〜２００ｇである場合、１５００Ｗマイクロ波によって９０秒で１２０℃を越えるあたりまで加熱される。これに基づき、ベルトコンベヤＴの移動速度は、加熱工程部２の幅が１８００ｍｍである場合、毎秒２０ｍｍとすることができる。
すなわち、マイクロ波のワット数、食品Ｆの内容量に合わせて、ベルトコンベヤＴの速度を調整することができる。マイクロ波のワット数を一定に保ち、ベルトコンベヤＴの移動速度で調整するのが好ましい。

〔４．八角形のキャビティＯ内部について〕
加熱工程部２の壁Ｏは、図１１に示すように、２〜３ｍｍのステンレス板を用いて断面正八角形に形成されている。これによって、導波管２１より導入されたマイクロ波は、乱反射し、食品Ｆにまんべんなく照射され、局所的な加熱を防ぐことができる。
また、１０〜１５ｍｍ厚のＰＴＦＥパイプＷ２（ポリテトラフルオロエチレンパイプＷ２）を用いたことにより、マイクロ波を食品Ｆに照射可能しつつ、加圧装置Ｐからの圧力を円筒形状で受け止めることができる。これにより、加圧装置Ｐの加圧によって、キャビティＯのステンレス板が膨らんで変形することはない。
また、ベルトコンベヤＴのベルトもポリテトラフルオロエチレンで作成するのが好ましい。

〔５．熟成工程部３について〕
図７は、熟成行程部３の部分断面側面図である。図１２は、図７のＣ−Ｃ断面図である。
熟成行程部３は、前述の加熱行程部２で加熱され１２０℃前後状態となった食品Ｆを温度維持しつつ移動させる。前述の温度維持は、１８０秒程度なされるものである。即ち、ベルトコンベアＴの移動速度が一定である場合、移動に９０秒かかる加熱工程部２の幅の２倍の距離が熟成工程部３ラインとして設けられている。
また、熟成工程部３も壁Ｗに囲まれており、加熱工程部２側には電波遮断板３０と電波吸収体３１とが設けられている。

〔６．電波遮断板１８，３０と電波吸収体１７，３１について〕
マイクロ波の漏洩は人体に有害であることから加熱工程部２の入口には、図１０に示すように電波遮断板１８を設けている。加熱工程部２の出口も同様に電波遮断板３０を設けている。電波遮断板として、マイクロ波を遮断するステンレスメッシュ板などを例示することができる。
前述の電波遮断板３０において遮断しきれなかったマイクロ波に関しては、加熱工程部２の出口付近に図１２に示すように、電波吸収体３１を設置することによって、より確実にマイクロ波の漏洩を防ぐことができる。加熱工程部２の入口付近も同様に、電波吸収体１７を設置している。
電波吸収タイ１７、３１として、多孔質大型セラミック板やトイシなどを例示することができる。

〔７．冷却工程部４について〕
図８は冷却工程部４の部分断面側面図である。図１３は図８のＤ−Ｄ断面図である。
冷却工程部４は、図８および図１３に示すように、冷却装置４０と前記装置に取り付けられた冷却管４１を有する。そして冷却流体４２を食品Ｆに吹き付けることにより食品Ｆを９５℃以下にまで冷却する。
このとき使用する冷却流体４２は、気体とするのが好ましい。冷却流体が液体であると、廃液の処理が困難でありカビ等の発生により、衛生環境が悪化するからである。
また、図８のＴｃは、ベルトコンベヤの操作盤Ｔｃである。

〔８．取出工程部５について〕
図９は取出工程部５の部分断面側面図である。
食品Ｆは、ベルトコンベヤ往路Ｔｆによって受取口５０に投入される。
投入された食品Ｆは、エアロック室５２の入り口５１を通過し、一定数が運び込まれるまで一旦エアロック室５２内に留められる。一定数を１０袋とした場合、１０袋の食品Ｆがエアロック室５２に溜まったのをセンサー等で確認し、エアロック室の入口５１を閉じる。入口５１の閉鎖は、仕切弁Ｖ３によってなされる。次に、エアロック室５２の出口５３を、仕切弁Ｖ４を用いて解放する。食品Ｆは、出口５３より取出コンベヤ５４に落下し、移動する。
食品Ｆが落下し、空になったエアロック室５２は、出口５３を閉じ、その後入口５１を開き、食品Ｆを受け取るものである。このようにすると、壁Ｗ内の圧力を保つことができる。
また、図９中のＴｇは、ベルトコンベア駆動装置Ｔｇである。

実施例においては、レトルトパウチ食品を加熱し殺菌および滅菌について記載した。しかしながら、この発明は個々の食品に連続的なマイクロ波調理を行なう装置に関して利用および応用することができる。

１ 設置工程部
２ 加熱工程部
３ 熟成工程部
４ 冷却工程部
５ 取出工程部
Ｒ 製造装置
Ｗ 壁
Ｏ キャビティ
Ｆ 食品
Ｖ 仕切弁
Ｔ 搬送手段（ベルトコンベヤ）
Ｔｆ 搬送手段往路
Ｔｂ 搬送手段復路

Claims (6)

1. 複数の食品を順々に搬送し、
   前記搬送と共に複数の工程によってなされる
   連続加熱方法であって、
   前記複数の工程は、少なくとも、
   設置工程と、マイクロ波加熱工程と、熟成工程と、冷却工程とを有し、
   設置工程は、
   前記搬送の手段に食品を設置する工程であり、
   これによって、食品は搬送されるものであり、
   マイクロ波加熱工程は、
   搬送されてきた食品を、マイクロ波によって、加熱する工程であり、
   これによって、食品は１００℃以上となり、
   熟成工程は、
   食品を１００℃以上に保つ工程であり、
   これによって、食品は滅菌されたものとなり、
   冷却工程は、
   滅菌された食品を流体で冷却する工程であり、
   これによって、食品は１００℃以下となること
   を特徴とする連続加熱方法。
   
2. 密封された食品を気体加圧雰囲気内で連続加熱すること
   を特徴とする請求項１記載の連続加熱方法。
   
3. 気体加圧雰囲気内の圧力は２．０〜３．０気圧とし、
   マイクロ波加熱による食品温度は１１０〜１２０℃とし、
   加熱時間は、８０〜１２０秒とし、
   熟成工程は１１０〜１２０℃を保つものであること
   を特徴とする請求項２記載の連続加熱方法。
   
4. 請求項３記載の連続加熱方法を用いた
   密封食品の製造装置（Ｒ）であって、
   製造装置（Ｒ）は、搬送手段（Ｔ）により食品（Ｆ）を移動させ、
   食品（Ｆ）にライン工程を受けさせるものであり、
   搬送手段（Ｔ）の周囲は、壁（Ｗ）で囲まれており、
   壁（Ｗ１〜Ｗ５）内の気体圧力は、
   加圧装置（Ｐ）により増加されたものであり、
   搬送手段（Ｔ）上の食品（Ｆ）は、
   周囲の気体圧力が加圧された状態で移動するものであり、
   ライン工程は、
   搬送手段（Ｔ）で食品（Ｆ）が開始側から終了側に進むにつれて、
   設置工程部（１）、マイクロ波加熱工程部（２）、熟成工程部（３）、
   冷却工程部（４）を通過させるものであり、
   設置工程部（１）は、
   開始側に食品投入口（１１）と、入口エアロック室（１３）と、供給設置部（１５）と
   を有し、
   設置工程部終了側の壁（Ｗ１）に電波吸収体（１７）を有し、
   マイクロ波加熱工程部（２）は、
   マイクロ波が通過可能な壁（Ｗ２）の外側にキャビティ（Ｏ）を有し、
   ２４５０ＭＨｚのマイクロ波を、
   キャビティ（Ｏ）に取り付けられた導波管（２１）に通過させ、
   キャビティ（Ｏ）内で反射させ、
   壁（Ｗ２）内の前記食品（Ｆ）に照射し加熱するものであり、
   熟成工程部（３）は、
   熟成工程部開始側の壁（Ｗ３）内側に電波波吸収体（３１）を有し、
   加熱が完了し目標温度となった食品（Ｆ）を搬送時間で熟成させるものであり、
   冷却工程部（４）は、
   壁（Ｗ４）に取り付けられた冷却管（４１）に、
   冷却用流体を通過させ、
   前記食品（Ｆ）に吹き掛けて冷却するものである
   ことを特徴とする密封食品の製造装置。
   
5. マイクロ波が通過可能な壁（Ｗ２）の材料は、
   ポリテトラフルオロエチレンからなる
   ことを特徴とする請求項４記載の密封食品の製造装置。
   
6. キャビティ（Ｏ）を多角形とし、
   キャビティ（Ｏ）内でマイクロ波を乱反射させる
   ことを特徴とする請求項５記載の密封食品の製造装置。