JP2711083B2 - 高圧殺菌装置 - Google Patents

高圧殺菌装置

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JP2711083B2
JP2711083B2 JP7183187A JP18318795A JP2711083B2 JP 2711083 B2 JP2711083 B2 JP 2711083B2 JP 7183187 A JP7183187 A JP 7183187A JP 18318795 A JP18318795 A JP 18318795A JP 2711083 B2 JP2711083 B2 JP 2711083B2
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正人 守時
一男 北川
信彦 西口
啓 宇都宮
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Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】本発明は,水,ミルク,チューブ
入り食品などに非常に高圧を加えて殺菌する高圧殺菌装
置に関する。 【従来の技術】飲料,食品,化粧品,医療材料,医薬品
などの製造にあたっては,衛生および保存の観点から殺
菌処理が必要とされる。従来の殺菌処理としては,加熱
によるもの,化学薬品によるもの,放射線や紫外線によ
るものがよく知られているが,いずれも品質の劣化を招
くおそれがある。一方,例えば特公昭50−34117
号,特公昭55−50671号,特開昭57−2267
9号において,加熱と加圧とを併用して殺菌を行う装置
が開示されている。しかし,これらは65℃以上の加熱
とせいぜい12kgf/cm以下の加圧とを行うもの
であって,品質劣化(例えば味が変わる)を防止する上
でも殺菌効果の上でも十分満足できるものでなない。ま
た特公昭56−24539号において,減圧状態のとこ
ろへ急に高圧不活性ガスを供給して圧力を急変させ殺菌
を行う装置が開示されているが,これは減圧のための真
空ポンプを必要とするのでコストがかかるという問題が
ある。 【発明の目的】本発明は,このような事情に鑑みてなさ
れたもので,品質劣化を生じさせることなく高い殺菌効
果を得ることができ,さらに操作しやすくコストも安価
にすむ殺菌装置を提供することを目的とする。 【発明の構成】本発明の高圧殺菌装置は,液状圧力媒体
が充填されてなる加圧室をもつ高圧容器、前記高圧容器
の内壁部に取り付けられ高圧容器の内部を上記加圧室と
液体を含む被処理物を入れる処理室とに密封状に分割す
る可撓性壁体、上記処理室に上記液状の被処理物を直接
的に導入および導出する被処理液供給手段及び前記加圧
室内を500kgf/cm以上に加圧するするべく上
記液状圧力媒体を加圧する加圧手段を具備してなり、前
記加圧室を加圧することにより前記可撓性壁体を介し被
処理物を間接的に500kgf/cm以上に加圧し殺
菌するようにしたことを特徴とする高圧殺菌装置として
構成される。上記において可撓性壁体とは,例えばポリ
エチレン膜,テフロン膜のようなプラスチック膜,ある
いはゴム膜やダイヤフラムなどであり,これによって被
処理物を密閉するのは,被処理物を外部と隔離して,外
部から汚染を受けるのを防止するためである。可撓性壁
体は,仕切体として高圧容器内に取り付けられる。上記
において被処理物とは,例えばミルク,ジュース,スー
プ,ドリンク剤,災害対策用保存水,医薬,医療用殺菌
水,飼育無菌動物用飲料水・清浄水,動物細胞大量培養
用培地,飲み薬,注射液,クリーム,ペースト等の配管
輸送可能の流動体が挙げられる。加圧手段は,例えば加
圧室に満たした液状圧力媒体(たとえば水)を加圧する
レシプロ型ポンプを好ましい例として挙げることができ
る。加圧力の大きさは,500kgf/cm以上であ
り,好ましくは2000kgf/cm〜4000kg
f/cmである。加圧する時間は,5分〜25分が好
ましく,連続的に加圧しても断続的に加圧してもよい
が,断続的に加圧するのが好ましい。レシプロ型ポンプ
を用いるのが好ましいのは,500kgf/cm以上
という非常な高圧を断続的に加圧するのに最も適してい
るからである。被処理物の温度は,通常の気温範囲(5
℃〜35℃)でもよいが,タンパク質の変性を生じる温
度(約60℃)以下でかつ殺菌対象となる微生物の生存
適温以上の温度範囲とするのが好ましい。例えば殺菌対
称が大腸菌類である場合には40℃〜50℃とするのが
好ましい。そこで,被処理物を加温する加温手段を設け
るのが好ましい。本発明の高圧殺菌装置による殺菌対象
としては,例えば大腸菌,ブドウ球菌,枯草菌,サルモ
ネラ菌,ボツリヌス菌等を挙げることができる。 【作用】被処理物を可撓性壁体で仕切った加圧室に入
れ,上記加圧手段により加圧室を加圧すると,可撓性壁
体を介して,圧力が加圧室から被処理物へと伝達され
る。そこで被処理物は高圧となり,後述する如き殺菌効
果が得られる。加圧室は加圧手段に通じているので外部
から汚染されるおそれがあるが,被処理物は密閉系に保
たれるから汚染されず,殺菌後の再汚染を防止できる。 【実施例】以下,図面を参照しつつ,実施例について説
明する。ここに第1図は本発明の一実施例の高圧殺菌装
置の構成説明図,第3図は圧力と大腸菌の生存率の関係
を示すデータのグラフ,第4図は温度と大腸菌の生存率
の関係を示すデータのグラフ,第5図は加圧時間と大腸
菌の生存率の関係を示すデータのグラフ,第6図は一定
時間連続して加圧した場合と断続的に加圧した場合の生
存率の変化を示すグラフである。第1図に示す本発明の
一実施例の高圧殺菌装置1において,高圧容器2の内部
は,ゴム膜保持具3′で保持されているゴム膜3によっ
て,処理室4と加圧室5とに液密に仕切られている。高
圧容器2の蓋部6には被処理液体の導入孔7aと導出孔
7bが設けられ,また胴部8とゴム膜保持具3′には加
圧室5を加圧手段18に連通する加圧孔9が設けられて
いる。さらに,この高圧容器2は,プレス枠10で囲撓
されている。前記導入孔7aには,被処理液体槽12と
補給ポンプ13と油圧作動弁14と圧送ガス供給部23
とがこの順で接続されてなる被処理液体導入手段11が
連結されており,一方前記導出孔7bには,油圧作動弁
16と処理済液体槽17とがこの順で接続されてなる被
処理液体導出手段15が連結されている。さらに前記加
圧孔9には,レシプロ型ポンプ19と,逃し弁20と,
水槽21とからなる加圧手段18が連結されている。制
御手段22は,マイクロコンピュータからなり,補給ポ
ンプ13,油圧作動弁14,16,ガス供給弁24,レ
シプロ型ポンプ19および逃し弁20を所定の手順にし
たがって駆動制御するものである。さて,この高圧殺菌
装置1の作動に際しては,まずオペレータが被処理液体
槽12に被処理液体を入れ,油圧作動弁14,16を開
け,補給ポンプ13を作動して,被処理液体槽12から
処理室4までの流路,処理室4,処理室4から油圧作動
弁16までの流路に被処理液体を満たす。次にレシプロ
型ポンプ19を作動して水槽21の水を加圧室5内に満
たし,その後制御手段22に殺菌処理を開始する指令を
与える。制御手段22は,まず油圧作動弁14,16お
よび逃し弁20を閉じ,レシプロ型加圧ポンプ19を作
動させる。これにより加圧室5内の水は高圧となるが,
その圧力はゴム膜3を介してそのまま処理室4内の被処
理液体に加わるから,被処理液体もまた高圧となる。圧
力値は,オペレータの指令によって任意に設定できる
が,少なくとも500Kgf/cmである。後述する
ように,被処理液体は高圧を加えられることによって殺
菌される。そこで上記の加圧の後,制御手段22は,レ
シプロ型ポンプ19を停止し,逃し弁20を開いて,加
圧室5の圧力を元に戻し,次に,油圧作動弁16を開
き,ガス供給弁24を開けてガス圧により被処理液体を
処理室4から導出する。これにより,処理室4内の殺菌
済の被処理液体が油圧作動弁16を通って処理済液体槽
17へ導出される。導出後は,ガス供給弁24が閉じら
れ,再び最初の処理(新たな被処理液体の導入)にもど
る。なお,圧送ガス供給部23を省くことも可能であ
る。このときには加圧の後,制御手段22は,レシプロ
型ポンプ19を停止し,逃し弁20を開いて,加圧室5
の圧力を元に戻し,次に,油圧作動弁16を開き逃し弁
20を閉じ,レシプロ型ポンプ19を作動して再び加圧
室を加圧する。これによって処理室4も加圧されるが,
油圧作動弁16が開いているから,処理室4内の殺菌済
の被処理液体が油圧作動弁16を通って処理済液体槽1
7へ導出される。処理室4からの被処理液体の導出量が
所定量となったことを,レシプロ型ポンプ19の作動量
から検知したら,制御手段22は,レシプロ型ポンプ1
9を停止し,逃し弁20を開くと共に,油圧作動弁16
を閉じ,油圧作動弁14を開き,補給ポンプ13を作動
させる。これによって処理室4内に新たな被処理液体が
導入される。被処理液体の導入量が所定量となったこと
を,補給ポンプ13の作動量から検知したら,制御手段
22は,前述した加圧処理を再び繰返して殺菌を行う。
油圧作動弁16から処理済液体槽17までの流路が浄化
されるまでの初期の運転において得られる殺菌済の被処
理液体は,再汚染の可能性があるから廃棄されるが,そ
れ以後は殺菌されら被処理液体が処理済液体槽17に汚
染されることなく次第に貯溜されることになる。第2図
は本発明に用いうる高圧容器の他の一例を示すもので,
この高圧容器30は,3つのゴム膜31,32,33で
処理室34と加圧室35,36,37に仕切られてい
る。ゴム膜31,32,33は,それぞれ容器30の胴
部38,蓋部39,底部40の保持具41,42,43
で保持されている。45aは被処理液体の導入孔,45
bは被処理液体の導出孔,46a,46b,46cは加
圧用液状圧力媒体の連通孔である。第3図〜第4図は,
500kgf/cm以上の高圧を加えることによって
好適に殺菌を行いうることを示すデータであり,大腸菌
ATCC 25992を10個/mlとなるように混
和した水を被処理液体とし,温度T,圧力Pで加圧処理
を行い,処理後の大腸菌の生存率を定量培養法の平板塗
抹法(寒天の平板上に菌液をうすく塗布し,37°Cに
1液放置し,1つの菌が成長して出来た菌群の数を目視
により数えることにより菌液中の菌の数を定量する方
法)により調べたものである。第3図は圧力Pを連続的
に5分間かけた場合の圧力Pと生存率の関係を示すもの
で,a,b,c,c′,d,d′はそれぞれ温度Tを5
℃,20℃,40℃,40℃,50℃,50℃としたも
のである。第4図は,圧力Pを500Kgf/cm
した場合の温度Tと生存率の関係をeに示し,また,圧
力Pを1000Kgf/cmとした場合の温度Tと生
存率の関係をf,g,hに示すもので,e,f,g,h
はそれぞれ圧力を連続的に5分間,5分間,15分間,
25分間かけたものである。第5図は,圧力Pを100
0kgf/cmとし温度Tを20℃とした場合の加圧
時間と生存率の関係をiに示し,また圧力Pを2000
kgf/cmとし,温度Tを50℃とした場合の加圧
時間と生存率の関係をjに示したものである。第6図
は,温度Tを20℃とした場合において圧力Pを連続的
に5分間かけたときの圧力Pと生存率の関係をk(これ
は第3図に示すbと同じものである)に示し,一方,圧
力Pを1分間かけた後30秒間常圧(1Kgf/c
)に戻すことを5回繰返したときの圧力Pと生存率
の関係をlに示している。また温度Tを20℃,圧力P
を4000Kgf/cmとして3分間加圧した後30
秒間常圧に戻すことを5回繰返したときの生存率をm点
に,さらに温度Tを50℃,圧力Pを2000kgf/
cmとして1分間加圧したのち常圧に30秒間戻すこ
とを5回繰返したときの生存率をn点に示したものであ
る。第3図〜第6図のグラフを検討すれば,圧力Pを5
00kgf/cm以上とすることにより有効な殺菌効
果を得られることが分かる。具体例として,例えば生存
率1/2を有効の判定基準とすると,温度Tを45℃以
上にして500Kgf/cm以上の圧力を5分間以上
連続して加えれば有効である。加圧時間を長くするか又
は断続的に加圧するようにすれば,温度Tをさらに下げ
ても有効である。さらに,温度Tを40℃以上にすると
共に圧力Pを3000Kgf/cm以上とすれば,5
分間以上の連続加圧によって完全殺菌を行うことができ
る。また温度Tを50℃以上にすると共に圧力Pを20
00Kgf/cm以上とすれば,15分間以上の連続
加圧もしくは1分間の加圧の後30秒間常圧に戻すこと
を5回以上繰返すことによって完全殺菌を行うことがで
きる。また圧力Pを4000Kgf/cmとして3分
間の加圧の後30秒間常圧に戻すことを5回以上繰返せ
ば,最も殺菌効果が低くなる温度T=20℃においても
完全殺菌を行うことができるようになるから,つまりは
温度Tに関係なく完全殺菌を行うことができる。 【発明の効果】本発明の高圧殺菌装置は,液状圧力媒体
が充填されてなる加圧室をもつ高圧容器、前記高圧容器
の内壁部に取り付けられ高圧容器の内部を上記加圧室と
液体を含む被処理物を入れる処理室とに密封状に分割す
る可撓性壁体、上記処理室に上記液状の被処理物を直接
的に導入および導出する被処理液供給手段及び前記加圧
室内を500kgf/cm以上に加圧するするべく上
記液状圧力媒体を加圧する加圧手段を具備してなり、前
記加圧室を加圧することにより前記可撓性壁体を介し被
処理物を間接的に500kgf/cm以上に加圧し殺
菌するようにしたことを特徴とする高圧殺菌装置であ
り,これによれば,温度変性や化学変性などの品質劣化
を生じさせずに高い殺菌効果を得ることができると共
に,被処理対象が完全に密閉系となるから外部からの汚
染を防止することもできる。また,安全性,操作性,経
済性に優れている。
【図面の簡単な説明】 【第1図】 本発明の一実施例の高圧殺菌装置の構成説
明図。 【第2図】 高圧容器の他の一例の断面図。 【第3図】 圧力と大腸菌の生存率の関係を示すデータ
のグラフ。 【第4図】 温度と大腸菌の生存率の関係を示すデータ
のグラフ。 【第5図】 加圧時間と大腸菌の生存率の関係を示すデ
ータのグラフ。 【第6図】 一定時間連続して加圧した場合と断続的に
加圧した場合の生存率の変化を示すグラフ。 【符号の説明】 1…高圧殺菌装置 2…高圧容器 3…ゴム膜 4…処理室 5…加圧室 7a…導入孔 7b…導出孔 9…加圧孔 11…被処理液体導入手段 15…被処理液体導出手段 18…加圧手段 22…制御手段

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.液状圧力媒体が充填されてなる加圧室をもつ高圧容
    器、前記高圧容器の内壁部に取り付けられ高圧容器の内
    部を上記加圧室と液体を含む被処理物を入れる処理室と
    に密封状に分割する可撓性壁体、上記処理室に上記液状
    の被処理物を直接的に導入および導出する被処理液供給
    手段及び前記加圧室内を500kgf/cm以上に加
    圧するするべく上記液状圧力媒体を加圧する加圧手段を
    具備してなり、前記加圧室を加圧することにより前記可
    撓性壁体を介し被処理物を間接的に500kgf/cm
    以上に加圧し殺菌するようにしたことを特徴とする高
    圧殺菌装置。 2.上記液状圧力媒体が水である特許請求の範囲第1項
    記載の高圧殺菌装置。 3.ガス圧により処理室中の被処理物を処理室外に導出
    するようにした特許請求の範囲第1項若しくは第2項に
    記載の高圧殺菌装置。 4.ガス圧により高圧殺菌後の処理室中の被処理物を処
    理室外に導出するようにした特許請求の範囲第3項に記
    載の高圧殺菌装置。 5.加圧室への液状圧力媒体の供給によって、高圧殺菌
    後の被処理物を処理室外に導出するようにした特許請求
    の範囲第1項または第2項に記載の高圧殺菌装置。 6.上記被処理物を加温する加温手段をさらに具備して
    なる特許請求の範囲第1項,第2項,第3項,第4項,
    或いは第5項に記載の高圧殺菌装置。
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US6164930A (en) * 1998-06-18 2000-12-26 Flow International Corporation Apparatus for regulating flow of a pumped substance
US6305913B1 (en) 1999-08-13 2001-10-23 Flow International Corporation Pressure processing a pumpable substance with a flexible membrane
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