JP2528180B2

JP2528180B2 - 高圧処理装置

Info

Publication number: JP2528180B2
Application number: JP1066515A
Authority: JP
Inventors: 神田　　剛; 康彦井上; 由彦坂下; 一男北川
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1989-03-18
Filing date: 1989-03-18
Publication date: 1996-08-28
Anticipated expiration: 2011-08-28
Also published as: JPH02245146A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、食品等の被処理物を、温間またはマイナス
温度域で、静水圧下に加工処理するための装置に関す
る。

（従来の技術）従来の食品加工においては、加工に係る物理的変数と
して、ほとんどの場合、熱が用いられており、圧力は熱
的作用に伴って付随的に発生するものであった。しかし
最近では、食品加工への圧力利用が注目を浴びて研究開
発が進展しつつあり、この場合、圧力とともに温度を相
乗的に作用させることが試みられている。このような圧
力と温度とを食品に付与する加熱加圧装置として、例え
ば特開昭62−66862号公報、特開昭62−69969号公報に記
載の温間静水圧加圧装置が存在する。

上記した従来の装置は、圧力容器内の圧力室に、被処
理物を収納し、該圧力室内の流体圧媒を加圧して、被処
理物に静水圧を付与するとともに、圧力容器の外部か
ら、圧力容器を加熱するか、または圧力容器の外部にお
いて圧媒を加熱して圧力室に加熱圧媒を供給するかし
て、被処理物を加熱するものであった。

（発明が解決しようとする課題）前記圧力容器の外部から加熱するものにあっては、厚
肉の圧力容器の外側から加熱を行うため、内部の圧力室
への熱伝達効率は著しく悪く、とりわけ、被処理物の熱
容量が大きい場合には、目標とする温度に到達するのに
長時間を要し、生産性の点で大きな問題点となってい
た。一方加熱圧媒を圧力室に供給するものにあっては、
圧力容器外部で所定温度に加熱して圧力室へ供給するた
め、圧力室内の温度変化に対応することができないとい
う問題があった。更に食品等尾の熱処理に関しては、前
述のように温間域における加熱のみに止まることなく、
マイナス温度域での冷却加圧加工のように加熱手段と冷
却手段との両者があり、このようなマイナス温度域の冷
却加圧を行う場合も、同様の問題が生じる。

そこで本発明は、かかる圧力室内における温度管理
を、適切、迅速に、かつ任意の温度・圧力パターンのも
とに行える高圧処理装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明は、上記目的を達成するために、被処理物の装
入される圧力室内に、断熱層を介して熱媒および／また
は冷媒の流動する多数の管群による熱交換器を設置する
ことにより、圧力室内の圧媒の加熱および／または冷却
が適切かつ迅速に、任意の温度・圧力パターン下に得ら
れるようにしたものであり、具体的には、圧力容器、上
蓋および下蓋とによって形成した圧力室内に断熱層によ
って囲まれる処理室を形成し、前記断熱層の内側に、管
内を流れる熱媒および／また冷媒によって、処理室内の
圧媒を加熱および／または冷却可能とする熱交換器を配
設し、圧力容器外に、前記熱交換器への熱媒および／ま
たは冷媒を供給可能な熱／冷媒循環装置と、前記圧力室
内の圧力調整装置とを設けることにある。

また前記熱交換器が複数本の管群によって構成される
とともに、各管体の一端は下蓋に、また他端は２つに分
割された上蓋における上下蓋に接続され、熱／冷媒が循
環可能とされることにあり、また圧力調整装置における
圧媒タンクに加熱手段および／または冷却手段が設置さ
れることにあり、また２つに分割された上蓋における上
下蓋または上上蓋にシール構造を介して被処理物収容体
が付設されることにあり、また熱交換器の内側におい
て、その上部および下部に圧媒の流出入開口を有する圧
媒循環用ガイド筒を設け、前記下部開口に圧媒循環用ポ
ンプを配置することにある。

（作用）本発明の上記した技術的手段によれば、圧力室内に断
熱層を介して隔成して処理室内に食品等の被処理物を装
入し、該処理室内に熱／冷媒循環装置によって熱媒およ
び／または冷媒を、処理室内に設けた多数の管群から成
る熱交換器における多数の各管体内に流動かつ循環させ
ることによって、処理室内において圧力調整装置によっ
て所望圧力値に調定された圧媒は、均等かつ迅速、確実
に所望温度に加熱および／または冷却されることによ
り、被処理物に対する所望の圧力・温度パターン下の加
工が与えられることになる。このさい熱媒および／また
は冷媒の温度調節と循環を行う熱／冷媒循環装置と、圧
媒の圧力調整装置とは何れも圧力容器外に独立して設け
られているので、それぞれ任意に個別コントロールする
ことによって、温間域からマイナス温度域に亘る広汎な
温度調整が可能であるのみならず、多数の管群による熱
交換器によって効率のよい加熱乃至冷却効果が得られる
ことになり、任意の圧力・温度パターン下の静水圧その
他による圧力加工と、加熱乃至冷却もしくは加熱後の冷
却、冷却後の加熱等、圧力室内の状況に即応した温度管
理を適切に行えるのである。

また熱交換器を、複数本の管群によって構成し、各管
体の一端は下蓋に、また他蓋は２つに分割した上蓋にお
ける上下蓋に接続したことにより、圧力容器外より処理
室全周をめぐる管群内に、熱／冷媒を循環流動させ、圧
媒並びに被処理物に対して効果的な加熱および／または
冷却作用を及ぼすことができ、また被処理物の出入に支
障を生じることなく、必要熱処理をコンパクトな構造下
で行えるのである。

また圧力容器に設けた圧媒の圧力調整装置における圧
媒タンクに、加熱器および／または冷却器を、加熱手段
および／または冷却手段として設けることにより、被処
理物の加熱乃至冷却を常圧下で行ってよい場合には、前
記加熱器および／または冷却器により、圧媒の予熱乃至
予冷を行って、処理効率を向上させることができる。

また２つに分割された上蓋における上下蓋または上上
蓋に、シール構造を介して被覆処理物の可撓性収容対が
付設されることにより、被処理物と圧媒とを分離して、
被処理物の直接加圧、清浄性の確保を果すことができ
る。

また圧媒の流出入開口を有する圧媒循環用ガイド筒を
設け、前記下部開口に圧媒循環用ポンプを設けることに
より、熱処理時の均質化と熱交換作用の迅速化を積極的
に促進でき、効率の良い運転を行なえるものである。

（実施例）本発明の適切な実施例を第１図乃至第６図に亘って説
示する。

第１図乃至第４図において示す第１実施例について、
軸方向両端が開口された圧力容器１には、上蓋２および
下蓋３がそれぞれ嵌脱可能、かつシール構造を介して密
封、閉塞され、この実施例において、上蓋２は上上蓋2a
と上下蓋2bとの２つに分割され、上下蓋2bは圧力容器１
に直接嵌合され、上上蓋2aは上下蓋2bに嵌合される。

前記容器１、上蓋２および下蓋３によって形成される
圧力室４内への圧媒供給により発生する軸力は、図示省
略してあるが、上蓋２および下蓋３を挟持するプレスフ
レームにより支承される。前記圧力室４を形成する容器
１の内面には円筒状の断熱筒５、下蓋３の内面には下部
断熱板６、上上蓋2aおよび上下蓋2bの各内面には上部断
熱板7aおよび7bによる断熱層が、例えばベークライト等
の断熱材で設けられることにより、断熱層で囲まれた処
理室が圧力室４内に形成されることになる。上記した構
成をもつ圧力容器１において、円筒状の断熱筒５の内側
に位置して、実施例では多数の管体８群により熱交換器
９を配設するのである。即ち各管体８は、第１図に示し
たものでは直管状とされ、その軸方向一端は上下蓋2bに
設けた環状のヘッダ34に連通状に挿設され、また軸方向
他端は下蓋３に設けた同じく環状のヘッダ34に連通状に
挿設される。また管体８の配列は自由に設定できるが、
例えば第２図に１例を示すように円周上に等ピッチに、
かつ断熱筒５と平行状に列設することが適当である。こ
のさい各管体８の両端を上下蓋2bおよび下蓋３に挿設す
るに当っては、第１図に例示するように、上下蓋2bにお
いてはパッキン10a,10bによるシール構造、また下蓋３
においてはパッキン11a,11bによるシール構造を設け、
パッキン10a,10b間に圧媒のリーク検出回路12、パッキ
ン11a,11b間に同じくリーク検出回路13を外部と連通状
に設け、圧媒リークの検出とともに、管体８内に流れる
熱／冷媒と、管外の圧媒との混合を防止するようにして
いる。また管体８の形成としては第１図の直管状のみに
止まることなく、例えば第３図に例示するＵ字管体8a、
また第４図に例示する螺旋管体8bを採用することも可能
である。

上下蓋2bにおける各管体８の軸方向一端が開口される
環状ヘッダ34には、外部と連通する通路14が、また下蓋
３における各管体８の軸方向他端が開口される環状ヘッ
ダ34にも、同じく外部と連通する通路15が設けられ、両
通路14,15間に両者をつなぐ熱／冷媒循環装置16を設け
るのである。

第１図に示した実施例では該循環装置16として、上蓋
２側から下蓋３側に向って、通路14,15を連絡する回路1
6aに、開閉弁17、冷却装置18、循環ポンプ19、加熱装置
20および開閉弁21の順に配設したもので、22は熱／冷媒
用ヘッダ、35はその開閉弁を示している。また36は圧力
計である。

下蓋３側には圧力室４と外部とを連通する通路23が設
けられ、同通路23に圧力室４内に供給する圧媒の圧力調
整装置24が接続される。同装置24は通路23と圧媒タンク
29を結ぶ回路24aにおいて、往路側に加圧ポンプ25およ
び逆止弁26を設け、復路側に開閉弁27および絞り弁28を
設けることによって、圧媒タンク29の圧媒を加圧ポンプ
25を介し、所要圧力下に圧力室４内に供給し、更に加圧
自在とするとともに、圧力室内の圧媒を開閉弁27、絞り
弁28を介して減圧、回収可能としたものであり、37は圧
力計を示している。このさい被処理物の加熱乃至は冷却
を、常圧下で行ってよい場合には、図示のように圧媒タ
ンク29に加熱器32および／または冷却器33を付設して、
圧媒を予熱あるいは予冷することが、熱処理における効
率を高める上において好適である。また上下蓋2bには、
圧力室４と連通し、かつ開閉弁31を備えたエア抜き回路
30が設けられる。

本発明において用いる圧媒としては、流体圧媒として
自由に選定できるが、最も一般的な一例として、また食
品等に対する洗浄性を確保する上で、水が推奨される
が、その他、適当な油等を使用することも可能である。
また本発明において用いる熱／冷媒としても同様であ
り、温度域に応じては適当な精状を有する油等を設定し
て使用することができる。

上記した実施例によれば、圧力容器１内の圧力室４内
に収容した食品等の被処理物に対して、所要の静水圧
（等方圧）加圧並びに加熱および／または冷却操作を、
任意の圧力・温度パターンのもとに、以下のようにして
適用することが可能である。即ち上上蓋2aを開放して処
理室内に食品等の被処理物を直接、あるいはポチエチレ
ンパック等して入れて装填し、上上蓋2aを閉塞して後、
エア抜き回路30を開いて圧力室４内の空気を排出させる
とともに、圧力調整装置24の加圧ポンプ25を駆動して、
圧力室４内に圧媒を供給、充満させてエア抜き回路30を
閉じ、加圧ポンプ25により圧媒を昇圧して、被処理物の
対し所要の静水圧（等方圧）を付与するものである。こ
れとともに悲処理物の加熱に当っては、熱／冷媒循環装
置16の循環ポンプ19を駆動し、熱／冷媒ヘッダ22より開
閉弁35、回路16aより加熱装置20によって加熱した熱媒
を、開閉弁21、通路15およびヘッダ34をへて、熱交換器
９を形成する各管体８の下端より上端に向って流動さ
せ、ヘッダ34、開閉弁17および回路16aをへて循環させ
ることにより、圧力室内の所要圧の圧媒の加熱、従って
また被処理物の加熱が得られ、被処理物に対する温間乃
至熱間による静水圧加圧、加熱処理が、所要時間に亘っ
て行われることになるのである。また被処理物のマイナ
ス温度域に亘る冷却に当っては、同じく熱／冷媒循環装
置16の循環ポンプ19を駆動し、ヘッダ22より冷却装置18
によって加冷した冷媒を、同様にして熱交換器９の各管
体体８に流動、循環させることによって、圧力室内の圧
媒の冷却、従ってまた被処理物の冷却が得られ、被処理
物に対するマイナス温度域に亘る冷却と加圧処理も、所
要時間に亘って行えることになる。このさいその冷却後
の再加熱に当っては、加熱装置20を用いて熱媒循環を行
うことにより、圧媒の再加熱が得られるように、任意と
温度・圧力パターンによる加圧と加熱および／または冷
却による温度処理が自在に可能である。例えば100℃以
上で水分を含む被処理物を温間静水圧処理する場合、先
ず圧力調整装置24によって圧力室４内の圧媒圧力を所要
大きさとして、水分を沸騰蒸発を抑制した状態で、熱／
冷媒循環装置16を駆動し、加熱装置20による熱媒循環を
介し、圧媒加熱を行わせるとか、所要の加熱加圧処理の
終了後、圧力調整装置によって圧媒圧力を降圧させると
か、あるいは冷媒の供給によって被処理物を予じめ冷却
して、水分沸騰による物質変化等の支障を解除する等、
熱媒および／または冷媒の切換使用によって、加熱冷
却の温度コントロールを圧力室内の状況に即応して、広
汎な範囲に亘り操作可能となるのである。

尚第１図に例示したものでは、その熱／冷媒循環装置
16において、冷却装置18および加熱装置20を、循環ポン
プ19に対してシリーズタイプに接続したものを示してい
るが、これは並列に設置して切換使用することも勿論可
能であり、あるいは１つの熱／冷媒タンクを設け、同タ
ンク内に加熱器、冷却器を設置する構成のものとするこ
とも可能である。また先にものべたように、被処理物の
加熱または冷却を常圧下で行ってもよい時には、実施例
で示した圧媒タンク29を設けた加熱器32、冷却器33を用
い、圧媒を予熱あるいは予冷することにより、その熱処
理効率を良好に向上させることができる。

第５図に例示した実施例は、第１図に例示した実施例
の形成に対し、図示のように上蓋２における上下蓋2b
に、シール38および支持部39を介して、例ばえゴム等の
材質を用いた可撓性の被処理物収容体40を取付けること
により、食品等の被処理物をこの収容体40に収容して、
その清浄性の確保、異物の混入等を予防して取扱いの便
を企図してものである。収容体40の形状は自由であり、
またこれは上上蓋2a側に取付けて容器１外に取出し可能
とすることもでき、その他は第１図実施例と全く同一構
成とされ、同一符号は同一部材を示している。

第６図に示した実施例は、第１図に示した実施例の構
成に対し、処理室内の均熱性を高め、熱交換器９との熱
交換を促進させるようにしたものであり、図示のように
熱交換器９における各管体８の内側に間隙を置いて、か
つその軸方向上下両端に、圧媒の流出入開口43,44を設
けた圧媒循環用カイド筒42を配設し、下部の流出入開口
44の中心に位置して下蓋３側に例えば電磁駆動形式の密
閉式ポンプ41を設置し同ポンプ41の駆動を介して圧力室
４内に通路23をへて供給される圧媒に、図矢印で示すよ
うな循環を行わせるようにしたものであり、この場合ポ
ンプ41として遠心式ポンプを用いれば矢印図示のように
上より下に向って流動し、加熱の場合に好適であり、ま
た冷却の場合は軸流式ポンプを用い、下から上に向って
流動させるようにすれば、均熱性確保の点で更に有利で
ある。尚本発明は図示の実施例のみに限定されるもので
なく、例えばその加圧方式をピストンシリンダ型式と
し、ピストン押下によって加圧を行うような装置構成
（例えば第６図における上上蓋2aがピストンとして加圧
降下するタイプ）に対しても適用可能であることはいう
までもない。

（発明の効果）本発明の高圧処理装置によれば、食品素材等の被処理
物の圧力と温度による加工処理に際し、従来の通電ヒー
タ等による加熱装置と全く相違し、熱／冷媒の流動、循
環の可能な多数の管群による熱交換器を用いることによ
り、加熱のみに止まることなくマイナス温度域に亘る冷
却が可能であるとともに、任意の圧力・温度パターンに
よる処理が効率的に得られる点においてきわめて有利で
ある。すなわち圧力容器１外に設置した熱／冷媒循環装
置16には循環ポンプ19と冷却装置18および加熱装置20が
設けられているので、多数の管群に熱媒又は冷媒を流動
かつ循環させることにより、圧媒および被処理物に対
し、迅速かつ容易に加熱または冷却を加えることがで
き、圧力室内の各状況に適応した加熱または冷却を効果
的に加えられる。しかも熱交換器９の設置は通電ヒータ
装置に比し構造簡単であるとともに設置スペースもコン
パクトで足り、処理室の有効スペースを確保し、加熱後
の冷却、冷却後の加熱のように熱／冷媒の切換えによっ
て、かつその温度コントロールも容器外において広汎か
つ多段に制御できる。また均熱性確保の上でも有利であ
る。また圧媒の圧力調整装置における圧媒タンクに加熱
および冷却器を付設すれば、その熱処理効果は更に効率
勝されるし、また圧力容器内に被処理物の可撓性収容体
を用いれば、食品加工時の清浄性確保が容易であり、ま
た熱交換機能強化のために圧媒循環用ガイド筒を併用し
て、その迅速なかつ強力な熱交換も可能であり、熱と圧
力とによる食品素材の加工手段内容を更に高度化するも
のとして有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置実施例の縦断正面図、第２図は同管
群配置例の平面図、第３図、第４図は管体実施例の側面
図、第５図は被処理物収容体付き実施例の縦断正面図、
第６図は圧媒循環ガイド付き実施例の同正面図である。１……圧力容器、２……上蓋、2a……上上蓋、2b……上
下蓋、３……下蓋、４……圧力室、5,6,7a,7b……断熱
材、８……管体、９……熱交換器、16……熱／冷媒循環
装置、18……冷却装置、19……循環ポンプ、20……加熱
装置、24……圧媒圧力調整装置、25……加圧ポンプ、40
……可撓性収容体、41……ポンプ、42……圧媒循環用ガ
イド筒、43,44……流出入開口。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】圧力容器、上蓋および下蓋とによって形成
した圧力室内に断熱層によって囲まれる処理室を形成
し、前記断熱層の内側に、管内を流れる熱媒および／ま
たは冷媒によって、処理室内の圧媒を加熱および／また
は冷却可能とする熱交換器を配設し、圧力容器外に、前
記熱交換器への熱媒および／または冷媒を供給可能な熱
／冷媒循環装置と、前記圧力室内の圧力調製装置とを設
けることを特徴とする高圧処理装置。
【請求項２】熱交換器が複数本の管群によって構成され
るとともに、各管体の一端は下蓋に、また他端は２つに
分割された上蓋における上下蓋に接続され、熱／冷媒が
循環可能とされる請求項（１）記載の高圧処理装置。
【請求項３】圧力調製装置における圧媒タンクに加熱手
段および／または冷却手段が設置される請求項（１）、
又は、（２）記載の高圧処理装置。
【請求項４】２つに分割された上蓋における上下蓋また
上上蓋にシール構造を介して被処理物の可撓性収容体が
付設される請求項（１）、（２）、（３）うち１つの項
に記載の高圧処理装置。
【請求項５】熱交換器の内側において、その上部および
下部に圧媒の流出入開口を有する圧媒循環用ガイド筒を
設け、前記下部開口に圧媒循環用ポンプを配置する請求
項（１）、（２）、（３）、（４）のうち１つの項に記
載の高圧処理装置。