JP2019071828A - Sterilization device and sterilization method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レトルト食品などの処理対象物を殺菌処理するための殺菌処理装置および殺菌処理方法に関する。 The present invention relates to a sterilizing apparatus and a sterilizing method for sterilizing an object to be treated such as retort food.
缶詰やレトルト食品等の殺菌処理方法の一つとして、これらの処理対象物を所定の温度に加熱した状態を所定の時間維持することによって処理対象物の殺菌を行う、いわゆる加熱殺菌処理が知られている。例えば、レトルト食品の加熱殺菌処理では、複数のレトルト食品をトレー上に並べ、該トレーを複数段積み重ねた状態で処理槽内に収容し、該処理槽内で蒸気や熱水により処理対象物を80〜130℃の温度で所定の時間維持することによって行われる。 As one of sterilization treatment methods for canned foods, retort foods, etc., a so-called heat sterilization treatment is known in which the treatment object is sterilized by maintaining the condition where the treatment object is heated to a predetermined temperature for a predetermined time. ing. For example, in the heat sterilization process of retort food, a plurality of retort foods are arranged on a tray, and the trays are stacked in a plurality of stages and stored in the treatment tank, and the object to be treated is treated with steam or hot water in the treatment tank. It is carried out by maintaining at a temperature of 80 to 130 ° C. for a predetermined time.
従って、殺菌処理が終了しても処理対象物は高温の状態となっているため、直ぐには処理槽から取り出すことは出来ず、製品が破袋しない、且つ、作業者が取り扱うことのできる適当な温度、例えば40℃程度となるまで処理対象物を冷却した後に処理槽から取り出す必要がある。従って、処理対象物の殺菌処理に要する時間を短縮するためには、殺菌工程後に該処理対象物を速やかに冷却することが必要となる。 Therefore, even if the sterilization process is completed, the object to be treated is in a high temperature state, so it can not be taken out immediately from the treatment tank, the product does not break, and the worker can handle it properly. It is necessary to cool the object to be treated to a temperature of, for example, about 40 ° C. and then take it out of the treatment tank. Therefore, in order to reduce the time required for the sterilization treatment of the treatment object, it is necessary to cool the treatment object immediately after the sterilization step.
従来、加熱工程後に処理対象物を冷却する方法として、処理槽内を冷却水で満たし、処理対象物を該冷却水中に浸漬させて冷却する満水式や、処理槽内に設けられたシャワーノズルから処理対象物に向けて冷却水を噴射することで該処理対象物を冷却するシャワー式などの冷却方法が知られている。 Conventionally, as a method of cooling an object to be treated after the heating step, the inside of the treatment tank is filled with cooling water, and the treatment object is immersed in the cooling water to be cooled, or a shower nozzle provided in the treatment tank There is known a cooling method such as a shower type which cools the processing object by injecting cooling water toward the processing object.
しかしながら、満水式の場合には、トレー上に並べられて処理槽内に収容された処理対象物が水を満たすことによって浮遊し、処理前に載置した位置から別の位置へと移動してしまうことがある。処理対象物の位置が変わると作業者が取り扱にくくなったり、また、自動化のためにロボットを導入した場合には該ロボットが処理対象物を掴み損ね易くなったりするという不具合が生じ得る。 However, in the case of full-fill type, the objects to be treated that are lined up on the tray and contained in the treatment tank float by filling the water, and move from the position where they were placed before treatment to another position. There are times when If the position of the object to be processed changes, it may be difficult for the operator to handle, or when the robot is introduced for automation, the robot may easily fail to grasp the object to be processed.
また、満水式の場合は使用する水量が多く、処理コストが高くなるという問題もある。 In addition, in the case of a full water system, there is also a problem that the amount of water used is high and the treatment cost is high.
一方、シャワー式の場合には処理槽内に冷却水を噴射するシャワーノズルを設置する必要があるが、処理対象物がトレー上に載置され、該トレーを複数積み重ねた状態で処理槽内に設置されるため、そのシャワーノズルは、積み重ねられたトレーの隙間から処理対象物に冷却水が当たるように設置する必要がある。そうすると、処理対象物の寸法や形状に応じてトレーの種類を変更しようとしても、シャワーノズルとの位置関係に制約をうけることとなる。 On the other hand, in the case of the shower type, it is necessary to install a shower nozzle for injecting cooling water into the treatment tank, but the object to be treated is placed on the tray and a plurality of trays are stacked in the treatment tank. In order to be installed, the shower nozzle needs to be installed so that the cooling water hits the object to be treated from the gap of the stacked trays. Then, even if it is intended to change the type of tray according to the size and shape of the processing object, the positional relationship with the shower nozzle is restricted.
本発明は、加熱殺菌処理した処理対象物をトレー上で移動させることなく、また、処理対象物やトレーの形状および寸法が変わっても装置構成を変更することなく、処理対象物を均一に冷却し得る殺菌処理装置及び殺菌処理方法を提供することを課題とする。 The present invention uniformly cools the processing target without moving the heat-sterilized processing target on the tray, and without changing the apparatus configuration even if the shape and size of the processing target and the tray change. An object of the present invention is to provide a sterilizing apparatus and a sterilizing method that can be performed.
本発明に係る殺菌処理装置は、処理対象物を収容する処理槽と、該処理槽内部に収容された処理対象物を加熱する加熱装置とを備えた殺菌処理装置であって、前記処理槽の内部には、霧状の水滴を噴霧するミスト供給装置を備えたことを特徴とする。 The sterilizing apparatus according to the present invention is a sterilizing apparatus including a treatment tank for containing an object to be treated and a heating device for heating the object to be treated contained in the inside of the treatment tank. The interior is characterized by including a mist supplying device for spraying misty water droplets.
ミスト供給装置から噴霧され霧状となった水滴(以下、ミストともいう)は、処理対象物の表面に付着して顕熱により該処理対象物を冷却するとともに、水滴の粒径が極めて小さいために該処理対象物の表面から蒸発し潜熱を奪うことができる。つまり、ミストを噴霧することで処理対象物を冷却水の顕熱と潜熱により効果的に冷却することが可能となる。
また、上記装置を用いた冷却では、冷却水の顕熱と潜熱による効果的な冷却が可能であるため、満水式の場合と比較して使用する水量が少なくて済み、経済的であるとともに、満水式のように処理対象物が浮遊して移動することがないため、殺菌処理後の処理対象物の取扱いが容易となる。
また、ミストは空気の流れに乗って処理槽内の隅々まで行き渡りやすく、処理対象物を載置したトレーを複数段積み重ねた場合でも、内側に配置された処理対象物まで均一に冷却できるという効果がある。
The water droplets sprayed from the mist supply device (hereinafter referred to as mist) adhere to the surface of the object to be treated and cool the object to be treated by sensible heat, and the particle diameter of the water droplets is extremely small. It is possible to evaporate latent heat from the surface of the object to be treated. That is, by spraying the mist, it is possible to effectively cool the object to be treated by the sensible heat and the latent heat of the cooling water.
Further, in the cooling using the above-described apparatus, since effective cooling by the sensible heat and latent heat of the cooling water is possible, the amount of water used can be smaller than in the case of the full-water type, which is economical. Since the object to be treated does not float and move as in the full-water type, the handling of the object to be treated after sterilization treatment becomes easy.
In addition, the mist can easily travel to the corners of the treatment tank on the air flow, and even when the trays on which the treatment objects are placed can be stacked in multiple stages, the treatment objects placed inside can be uniformly cooled. effective.
一実施形態に係る殺菌処理装置では、前記処理槽の内部に、噴霧されたミストを処理槽内で循環させるための撹拌装置を備えたものとし得る。撹拌装置によりミストを循環させることにより、処理槽内の隅々まで該ミストを行き渡らせることができ、複数の処理対象物をより一層効果的に冷却することができる。 In the sterilization treatment apparatus according to one embodiment, the treatment tank may be provided with a stirring device for circulating the sprayed mist in the treatment tank. By circulating the mist by the stirring device, the mist can be distributed to every corner in the treatment tank, and a plurality of objects to be treated can be cooled more effectively.
他の実施形態に係る殺菌処理装置では、前記処理槽内の空気を外気と置換しうる換気装置を備えたものとし得る。処理槽内の空気を外気と置換することにより、処理槽内の蒸気量を減らしてミストの気化を促進させ、潜熱を利用した冷却効果を継続させることができる。 In the sterilizing apparatus according to another embodiment, a ventilating device capable of replacing the air in the treatment tank with the outside air may be provided. By replacing the air in the treatment tank with the outside air, the amount of steam in the treatment tank can be reduced to accelerate the vaporization of the mist, and the cooling effect utilizing the latent heat can be continued.
また、本発明に係る殺菌処理方法は、処理槽内に収容された処理対象物を加熱する加熱工程と、該加熱工程の後、前記処理槽内に霧状の水滴を噴霧して処理対象物を冷却する冷却工程とを備えたことを特徴とする。一実施形態に係る殺菌処理方法では、前記冷却工程において、霧状の水滴を処理槽内で循環させることができる。また、他実施形態に係る殺菌処理方法では、前記冷却工程において、処理槽内の空気を換気するようにしてもよい。 In the sterilizing method according to the present invention, the object to be treated is sprayed by spraying atomized water droplets in the treatment tank after the heating step of heating the object to be treated contained in the treatment tank and the heating step. And a cooling step of cooling. In the sterilizing method according to one embodiment, in the cooling step, misty water droplets can be circulated in the treatment tank. In the sterilizing method according to the other embodiment, the air in the processing tank may be ventilated in the cooling step.
本発明に係る殺菌処理方法によれば、処理槽内部に霧状の水滴を噴霧することにより、加熱された処理対象物の表面に霧状の水滴が付着して顕熱により該処理対象物を冷却するとともに、該処理対象物表面から該水滴が蒸発するために潜熱を奪うことができる。つまり、ミストを噴霧することで処理対象物を顕熱と潜熱により効果的に冷却することができる。 According to the sterilizing method according to the present invention, the atomized water droplets adhere to the surface of the heated object to be treated by spraying atomized water droplets inside the treatment tank, and the object to be treated is sensible heat. As it cools, the latent heat can be removed because the water droplets evaporate from the surface of the object to be treated. That is, by spraying the mist, the object to be treated can be effectively cooled by the sensible heat and the latent heat.
本発明によれば、加熱殺菌処理した処理対象物を移動させることなく、また、処理対象物や該処理対象物を載置するトレーの寸法等によって調整が必要とならず、処理対象物を均一に冷却することのできる加熱処理装置及び加熱処理方法が提供される。 According to the present invention, it is not necessary to move the object to be treated which has been subjected to the heat sterilization treatment, nor to adjust the size of the object to be treated or the tray on which the object to be treated is placed. There is provided a heat treatment apparatus and a heat treatment method that can be cooled.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
本実施形態に係る殺菌処理装置1は、レトルト食品等の処理対象物Xを蒸気によって加熱殺菌する蒸気式の殺菌処理装置である。該殺菌処理装置1は、処理対象物Xを収容する処理槽10と、該処理槽10内に蒸気Aを供給する蒸気供給装置20と、該処理槽10内に加圧空気を供給する加圧装置(図示せず)と、該処理槽10内に霧状の冷却水(以下、ミストともいう)を噴霧するミスト供給装置30と、該処理槽10内の空気を循環させるための撹拌装置40と、該処理槽10内の空気を排出し又は処理槽10内に空気を供給しうる給気管50と、該処理槽10内の空気を排出する排気管60とを備えている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The
該処理槽10は、図1及び図2に示すように、開口部11aを有する処理槽本体11と該開口部11aを閉じるための蓋12とを備え、開口部11aが水平方向(横方向)に向くように設置されている。該処理槽10は、前記開口部11aを介して処理対象物Xが水平方向から出し入れ自在となるように構成されている。本実施形態では、図2に示すように、複数の処理対象物Xがトレー2の上に並べられ、該トレー2が複数段積み重ねられた状態で処理槽本体11の内部に収容されるように構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
前記蒸気供給装置20は、蒸気を発生させる蒸気発生装置(図示せず)と、該蒸気発生装置で発生させた蒸気を前記処理槽10内へ供給する蒸気供給配管21とを備える。蒸気供給配管21は、好ましくは、先端部に多数の孔を有する蒸気供給ヘッダー22を備えている。蒸気発生装置で発生させた蒸気は、蒸気供給配管21を通って前記処理槽10内へと導かれ、該蒸気供給配管21の先端に設置された蒸気供給ヘッダー22より処理槽10内へと供給される。
The
前記加圧装置(図示せず)は、加圧空気を処理槽10内に供給することによって処理槽10内部の気圧を上昇させるものである。処理対象物Xを加熱装置(図示せず)により加熱すると該処理対象物Xの容器の内部圧力が高まるため、前記加圧装置によって処理槽10内の気圧を高めることにより処理対象物Xの容器内外における圧力の均衡を保ち、容器が破損することを防止することができる。
The pressurizing device (not shown) is to increase pressurized pressure inside the
前記ミスト供給装置30は、具体的には、冷却水Bを処理槽10内へと導く冷却水供給配管31と、該冷却水供給配管31の先端部に取り付けられた複数のミストノズル32とを備える。該冷却水供給配管31は、前記処理槽10において前記蓋12と反対側である処理槽10の背面より処理槽10内へと冷却水Bを導くように配設されている。処理槽10内では、該冷却水供給配管31は左右、即ち処理槽10の幅方向両側へと分岐し、さらに処理槽10の下方へと延びるように設けられている。そして、該冷却水供給配管31の先端部は所定の長さに亘って前記処理槽10の内壁面に沿って水平に延びるように配置された冷却水供給ヘッダー31aとなっている。該冷却水供給ヘッダー31aは、処理槽10の奥行き方向、すなわち処理対象物Xが載置されたトレー2を出し入れする方向と平行に設置されている。本実施形態では、該冷却水供給ヘッダー31aは、処理槽10の幅方向、すなわち前記奥行き方向と直交する方向、の両側にそれぞれ設けられている。
Specifically, the
該冷却水供給ヘッダー31aに取り付けられたミストノズル32は、冷却水供給配管31によって供給された冷却水Bを霧状の水滴として処理槽10内に噴霧するものである。該ミストノズルとしては、噴霧される水滴の粒径が5〜300μmであるものが好ましく、10〜100μmであるものがより好ましく、20〜50μmであるものが特に好ましい。ミストの粒径が小さすぎると水滴が処理対象物に到達する前に気化しやすくなり処理対象物から潜熱を奪うという作用が発揮されにくくなり、逆に粒径が大きすぎると気流に乗らず落下しやすくなるため、処理対象物に到達し難くなる。
The
本実施形態におけるミストノズル32は、前記冷却水供給配管31を介して加圧された冷却水Bが供給され、該加圧された冷却水Bの水圧によってミストを発生させる、いわゆる一流体ノズルを採用したものであるが、該冷却水Bに加えて圧縮空気を供給し、該圧縮空気を冷却水Bと共に噴出させてミストを発生させる、いわゆる二流体ノズルを採用することも可能である。
The
本実施形態では、前記冷却水供給配管31の先端部に設けられた冷却水供給ヘッダー31aに、前記ミストノズル32が略等間隔で並ぶように設置されている。好ましくは、図1〜3に示すように、前記冷却水供給ヘッダー31aが前記処理槽10内の下部に設置されている場合、前記複数のミストノズル32は各々上方へとミストを噴霧しうるように冷却水供給ヘッダー31aの上面に、上方に向けて設置される。
In the present embodiment, the
前記撹拌装置40は、前記処理槽10内の上部に設置され、鉛直方向に設置された回転軸41と、該回転軸41に取り付けられた羽根42とを備えている。該撹拌装置40は、処理槽10内の空気を下方側から吸い込み、回転軸41に沿って上方側へ又は回転軸41に対して径方向外側へと排出するように構成されたものを好適に採用し得る。該撹拌装置40は、処理槽10の奥行き方向の長さに応じて2以上設置されてもよく、2以上設置される場合には前記処理槽10の奥行き方向に沿って並ぶように配置される。
The stirring
また、本実施形態で用いられるトレー2は、処理対象物Xを載置するアルミ製プレート200と、該アルミ製プレート200の外周から起立した周壁201とを備えている。具体的には、本実施形態のトレー2は、平面視において処理槽10の幅方向に間隔を隔てて配置された2枚の長方形状のアルミ製プレート200を備えており、各アルミ製プレートの外周から周壁201が起立した構成となっている。また、各アルミ製プレートには多数の孔(図示せず)が形成されており、該多数の孔を通ってトレー2の上下方向に空気および水が流通自在となるように構成されている。そして、このような構成のトレー2が上下方向に複数段積み重ねられることにより、積み重ねられたトレー2の中央部には上下方向に延びる空間が形成されることとなる。
Further, the
また、本実施形態に係る殺菌処理装置は、前記給気管50および前記排気管60、並びに該給気管50又は排気管60の少なくとも何れか一方に備えられたブロア(図示せず)が、換気装置として機能する。即ち、ブロアを作動させることにより、該給気管50を介して処理槽10の外部から処理槽10内に空気が供給され、該排気管60を介して処理槽10内の空気が排出されるように構成されている。
In the sterilizing apparatus according to the present embodiment, the
次に、上記構成の殺菌処理装置1を用いた殺菌処理方法について説明する。
まず、処理対象物Xを載置したトレー2を複数段積み重ねた状態とし、開口部11aを介して処理槽10内に導入し、蓋12を閉じて処理槽10を密閉する。次いで処理槽10内に蒸気供給配管21及び蒸気供給ヘッダー22を介して蒸気Aを供給するとともに、該処理槽の内部にある空気を排気管60を介して排出し、処理槽10の内部に蒸気Aを充満させる。次いで処理槽10内を加熱装置(図示せず)により加熱して所定の温度、例えば120℃にまで昇温させる。このとき、好ましくは加圧装置を用いて加圧空気を処理槽10内に供給し、処理槽10内を加圧する。処理槽10内を加圧することにより、加熱により容器内部の圧力が高まった処理対象物Xが容器内部の圧力で破損することを防止し得る。該加熱状態は、例えばレトルト食品においては30〜60分程度維持される。
Next, a sterilizing method using the
First, the
前記加熱工程が終了すると、次いで冷却工程に移行する。冷却工程では、前記冷却水供給配管31より前記ミストノズル32へと冷却水Bを供給し、該ミストノズル32から冷却水をミストとして噴霧させる。また、ミストの噴霧と同時に、前記処理槽10の上部に設置された前記撹拌装置40を作動させて処理槽10内の空気を循環させる。前記撹拌装置40を作動させることにより、図3に示すように、処理槽10内には、撹拌装置40が設置された処理槽10の上部から該処理槽10の幅方向両側へと送られて処理槽10の側面に沿って下降し、処理槽10の底から幅方向中央部を通って上昇するような循環流Cが形成される。本実施形態においては、上述のように、積み重ねられたトレー2の中央部には上下方向に延びる空間が形成されているため、その空間を通って空気およびミストがスムーズに上昇するため、上記のような循環流Cがより一層形成され易くなっている。
When the heating step is completed, the process proceeds to a cooling step. In the cooling step, the cooling water B is supplied from the cooling
また、上記のような循環流Cが形成されると、図3に示すように、トレー2の幅方向外側の空間から、トレー2同士の隙間を通ってトレー2の中央部の空間へと向かう空気の流れが生じやすくなるため、この空気の流れに乗ってミストがトレー2同士の隙間に供給されやすくなる。これにより、トレー2上に載置された処理対象物Xの表面にミストが円滑に供給されることとなり、該ミストが該処理対象物Xの表面に付着し、気化することで潜熱を奪い、該処理対象物Xを効果的に冷却することができる。
Further, when the circulating flow C as described above is formed, as shown in FIG. 3, the space from the outside in the width direction of the
該冷却工程においては、ミストの噴霧と並行して処理槽10内の空気を排気して処理槽10の外部から空気を導入する換気操作を行うことが好ましい。本実施形態の殺菌処理装置においては、ブロア(図示せず)を作動させることで給気管50から処理槽10内に空気を導入するとともに排気管60を介して処理槽10内の空気を排出することで換気操作が行われる。該換気操作を行うことにより、処理槽10内の空気に含まれる水蒸気量を低下させてミストの気化を促進し、潜熱による冷却効果を継続させることができる。
In the cooling step, it is preferable to perform a ventilating operation of evacuating the air in the
前記処理対象物Xの温度が、例えば約40℃となるまで、十分に冷却されると、該冷却工程を終了し、処理対象物Xの殺菌処理を終了する。 When the temperature of the object to be treated X is sufficiently cooled, for example, to about 40 ° C., the cooling step is finished, and the sterilization treatment of the object to be treated X is finished.
本実施形態に係る殺菌処理方法では、冷却工程においてミストノズル32から噴霧するミストによる冷却を行うため、従来の満水式のように殺菌処理の前後において処理対象物Xの位置が移動することがない。また、ミストは処理槽内の空気の流れに乗って処理槽10の隅々まで行き渡るため、処理対象物Xを載置したトレー2が積み重ねられた状態であっても、該処理対象物Xをムラなく均等に冷却することができる。
In the sterilizing method according to the present embodiment, since the cooling is performed by the mist sprayed from the
尚、上記実施形態で説明した殺菌処理装置は本発明の一例に過ぎず、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。 In addition, the sterilization treatment apparatus demonstrated by the said embodiment is only an example of this invention, and this invention is not limited to the said embodiment.
例えば、上記実施形態では処理槽内に蒸気を供給して処理対象物を加熱殺菌する蒸気式を採用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、処理槽内に配置されたスプレーノズルから処理対象物Xへ直接熱水を噴射することによって処理対象物Xを加熱殺菌する、スプレー式の殺菌処理を採用することもできる。 For example, although the above-mentioned embodiment explained the case where the steam type which supplies steam in a processing tank and heat-sterilizes a processing target object was adopted, the present invention is not limited to this but the spray arranged in a processing tank It is also possible to adopt a spray type sterilization process in which the treatment object X is heat-sterilized by injecting hot water directly from the nozzle to the treatment object X.
また、上記実施形態では、処理槽10内の幅方向両側の下部に、処理槽の奥行き方向に沿って複数のミストノズルが並んで配置された場合について説明したが、本発明はこのような構成に限定されず、処理槽の上部や処理槽の奥にミストノズルを配置してもよい。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where several mist nozzles were arranged in a line along the depth direction of the processing tank in the lower part of the width direction both sides in the
また、上記実施形態では、処理槽の中央部で空気が上昇し、処理槽の壁面に沿って空気が下降するような循環流Cを生じさせる場合について説明したが、処理槽の中央部で空気が下降し、処理槽の壁面に沿って空気が上昇するような循環流を生じさせてもよい。 In the above embodiment, the case where the air is raised at the central portion of the processing tank and the circulating flow C is generated such that the air is lowered along the wall surface of the processing tank has been described. , And may cause a circulating flow such that the air rises along the wall of the processing tank.
1…殺菌処理装置、2…トレー、10…処理槽、11…処理槽本体、12…蓋、20…蒸気供給装置、21…蒸気供給配管、22…蒸気供給ヘッダー、30…ミスト供給装置、31…冷却水供給配管、31a…冷却水供給ヘッダー、32…ミストノズル、40…撹拌装置、50…給気管、60…排気管、A…蒸気、B…冷却水、X…処理対象物
DESCRIPTION OF
Claims (6)
該処理槽の内部に収容された処理対象物を加熱する加熱装置とを備えた殺菌処理装置であって、前記処理槽の内部に霧状の水滴を噴霧するミスト供給装置を備えたことを特徴とする殺菌処理装置。 A treatment tank for containing the object to be treated;
It is a sterilization treatment apparatus provided with the heating device which heats the processing subject stored inside the treatment tank, and the mist supply device which sprays a misty water droplet inside the treatment tank is characterized. Sterilization processing equipment.
該加熱工程の後、前記処理槽内に霧状の水滴を噴霧して処理対象物を冷却する冷却工程とを備えたことを特徴とする殺菌処理方法。 A heating step of heating an object to be treated contained in the treatment tank;
And cooling the object to be treated by spraying atomized water droplets into the processing tank after the heating step.
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