JP3941903B2 - Continuous stirring and sterilizing equipment for powder - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉粒体の連続攪拌殺菌装置に関するものであり、更に詳述すると、食品、医薬品、漢方薬品、化粧品、飼料、肥料などの粉粒体が本来有する香味、風味、分散性、形状、外観、色相などの品質を損なわずに連続的に攪拌しながら効率よく殺菌、冷却して低菌数の粉粒体を提供できるようにした粉粒体の連続攪拌殺菌装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、粉粒体、例えば香辛料などはそれぞれ風味、香りに特徴を持ち、その風味及び香りの良さは味と共に品質を左右するものである。この場合、特に香辛料などにおいてはそのほとんどが植物の種子、果実、根茎、葉、樹皮、蕾、花などを利用するものであり、通常これらの表面は微生物で汚染されているため、その用途に応じて殺菌処理が必要となる。
【0003】
従来、粉粒体食品の殺菌方法としては加熱殺菌法が一般的に行われている。しかし加熱殺菌法では、成分、香り、味、色などの変質、有効成分の逸散などを伴い、食品そのものの品質を低下させる問題があった。放射線殺菌、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイドなどのガス殺菌法が提案されているが、いずれも食品衛生法上許可されておらず、食品の殺菌法として適用されるに至っていない。
【0004】
粉粒体食品を過熱水蒸気の高速気流に分散して移動させて数秒で殺菌する方法(特公昭63−50984号公報)や粉粒体食品を過熱水蒸気などを用い、間接加熱された旋回流発生加熱管中で加熱処理する方法(特公平5−53号公報)が提案されているが、下記1)〜7)の欠点がある。
1)水蒸気100%の気体中での殺菌であるので、処理物への水蒸気水分の浸透量が多い。
2)飽和水蒸気圧曲線の飽和温度付近では特に処理物への蒸気の凝縮量が多くなるので、それを避けるために過熱水蒸気にして殺菌温度を数度から数十度高く設定せざるを得ない。
3)水分、加熱によって粘着性の出る原料(例えば、オニオン、ガーリックなど)などは、装置内部、特に高圧ロータリバルブなどに付着、固化などを起こして、装置の連続運転が不可能となり、水分浸透に弱い粉粒体(パン粉、デンプン粉、野菜片、茶葉、抹茶など)などは品質劣化など、品質ダメージが大きい問題がある。
4)殺菌後高圧から低圧に瞬間的に戻す時に香りが飛散し、品質が劣化する。
5)高温の粉粒体を冷却することなく空気輸送することにより香りが飛散し、品質が劣化する。
6)乾燥工程において気流中で乾燥するので香りが気流中に飛散し、品質が劣化する。
7)冷却工程に移送されるまでに時間がかかり、その間に香りが飛散し、品質が劣化する。
【0005】
高速あるいは低速攪拌羽根付き耐圧混合機を用いて粉粒体を加圧水蒸気により殺菌する方法が提案されている(特開昭58−121954号公報、特開平2−92253号公報、特開平3−83567号公報、特開平7−274916号公報、特開平8−242807号公報、特開平8−318147号公報など)が、やはり処理物への水蒸気の過度の浸透、それに伴う処理物の成分の変質、また比較的長時間加熱となるための品質劣化など大きい問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、より低い温度で殺菌効果のでる殺菌処理を行い、かつ、処理物への水蒸気凝縮量を最小限にして、食品、医薬品、漢方薬品、化粧品、飼料、肥料などの粉粒体、特に、水分、加熱によって粘着性の出る粉粒体(例えば、オニオン、ガーリックなど)や水分浸透に弱い粉粒体(パン粉、デンプン粉、野菜片、茶葉、抹茶など)などについても、それらが本来有する香味、風味、薬効、性能、分散性、色相などの品質を損なわずに連続的に容易に効率よく殺菌、冷却して低菌数で高品質の粉粒体を供給できる粉粒体の連続攪拌殺菌装置を提供することである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記課題を解決するため請求項1の発明は、芽胞の殺菌に必要な所定の圧力および温度に制御された水蒸気と非凝縮性気体の混合気体からなる雰囲気中で粉粒体を攪拌し移送しながら殺菌する加熱殺菌処理装置と、加熱殺菌処理した粉粒体を加圧下に移送する間に水蒸気を分離する水蒸気分離装置と、水蒸気を分離した粉粒体を非凝縮性気体の加圧雰囲気中で攪拌し移送しながら冷却した後、外部へ排出する冷却装置とを順次直結して備え、少なくとも1つの駆動手段により各装置を駆動する粉粒体の連続攪拌殺菌装置において、
前記水蒸気分離装置がロータリバルブ構造を有する水蒸気分離装置であって、前記加熱殺菌処理装置から移送される加熱殺菌処理された粉粒体を含む混合気体の入口となる第1切り欠き部を設けた第1隔壁と、第1隔壁と平行に設置され、かつ回転軸を中心として第1切り欠き部に対してほぼ180°離れた位置に粉粒体を含む混合気体の出口となる第2切り欠き部を設けた第2隔壁と、第1隔壁と第2隔壁との間に設置されてガスシール性を維持しながら回転する複数の羽を備えたロータと、第2切り欠き部から冷却装置側に排出される粉粒体を含む混合気体から水蒸気を分離する水蒸気分離手段とを備えたことを特徴とする連続攪拌殺菌装置である。
【0008】
本発明の請求項2の発明は、請求項1記載の連続攪拌殺菌装置において、前記加熱殺菌処理装置、水蒸気分離装置および冷却装置に備えられた複数の攪拌翼あるいは羽を備えた回転軸がそれぞれ1つの円筒状耐圧容器内に軸芯方向に直列に配置されていることを特徴とする。
【0009】
本発明の請求項3の発明は、請求項1あるいは請求項2記載の連続攪拌殺菌装置において、前記加熱殺菌処理装置が第1駆動手段により駆動され、前記水蒸気分離装置および冷却装置が第2駆動手段により駆動されることを特徴とする。
【0011】
本発明の請求項4の発明は、請求項1から請求項3のいずれかに記載の連続攪拌殺菌装置において、ロータの相隣なる羽によって囲まれた複数の空間の内、少なくともある空間と回転軸を中心として前記空間に対してほぼ180°離れた位置にある空間からなる2つの空間がガスシールされた密閉空間を形成するように羽の数と、第1切り欠き部および第2切り欠き部の大きさを決めることを特徴とする。
【0012】
本発明の請求項5の発明は、請求項4記載の連続攪拌殺菌装置において、羽の数が8枚であり、第1切り欠き部と第2切り欠き部が回転軸を中心として扇状に90°切り欠いた大きさの切り欠き部であることを特徴とする。
【0013】
本発明の請求項6の発明は、請求項1から請求項5のいずれかに記載の連続攪拌殺菌装置において、ロータの相隣なる羽によって囲まれた複数の空間の内、第2切り欠き部に通じる空間に外部から非凝縮性気体を送入してこの空間にある粉粒体を含む混合気体を冷却装置側に排出する排出装置を備えたことを特徴とする。
【0014】
本発明の請求項7の発明は、請求項1から請求項6のいずれかに記載の連続攪拌殺菌装置において、前記水蒸気分離装置と冷却装置の間に粉粒体の移送手段を備えたことを特徴とする。
【0016】
本発明の請求項8の発明は、請求項1から請求項7のいずれかに記載の連続攪拌殺菌装置において、羽の先端部や側面先端部などの摺動部にシール部材を設け、このシール部材が対応する装置の内面に接してロータが回転するようにしたことを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で用いる粉粒体は、食品、医薬品、漢方薬品、化粧品、飼料(魚粉、ヌカなど)、肥料などである。
本発明で用いる粉粒体食品の原料の具体例としては、ブラックペパー、ホワイトペパー、ジンジャー、ナツメグ、メース、シナモン、コリアンダー、クミン、カルダモン、レッドペパー、マスタード、オールスパイス、クローブ、バジル、タイム、マジョラム、セージ、ターメリック、フェンネル、キャラウェイ、デイル、ガーリック、オニオン、サフラン、カレーパウダー、チリパウダーなどの香辛料が挙げられ、その他、かつお節、昆布粉、茶葉、抹茶、乾燥野菜類、穀類(原形粒および粉末を含む)、大豆粉末、コンニャク粉末など又はこれらの混合物が挙げられる。
【0018】
その他、本発明で用いる粉粒体として、医薬品、化粧品の原料としての漢薬系植物原料、具体的には例えばセンナ、センブリ、オウレン、オウバク、ゲンチアナ、ショウキョウ、ダイオウ、マオウ、シャクヤクなど、またオガクズ、フスマなどの混合培地からなるキノコ培地などの栽培原料などを挙げることができる。この場合、粉粒体食品などは原形(ホール)のまま使用することも、これらの原料の粒度を例えば500μm未満にして用いることもできる。例えば150〜420μmであることが好ましい場合がある。なお、このような粒度の粉粒体を得るための方法としては、特に制限されず、公知の粉砕方法から適宜選択することができる。例えば、スタンプミル、ピンミル、振動ミル、ロールミル粉砕法、凍結後粉砕法などが挙げられる。
【0019】
食品、医薬品、漢方薬品、化粧品、飼料、肥料などの粉粒体原料には、総じて芽胞が付着、存在しているので、用途に応じて芽胞を殺菌する必要がある。芽胞は加熱に対して抵抗性が高く、例えば南方の香辛料などの中には大気圧下で100℃付近で数時間加熱しても死滅しない芽胞が多数存在する。粉粒体を大気圧下で120℃程度まで加熱すると、粉粒体に含まれる水分がほとんど蒸発してしまうので、このような条件下では、120℃以上に加熱しても短時間では芽胞はほとんど死滅しない。したがって、このような芽胞を効率的に加熱殺菌するには湿熱状態で120℃程度以上に加熱する必要がある。
しかし多量の水蒸気を用いて加圧下に湿熱状態で120℃程度以上に加熱する従来の殺菌方法は前記のように、水蒸気の粉粒体への浸透などによる品質の変化や劣化が起きるので、本発明においては、例えば空気、窒素、炭酸ガスあるいはこれらの2種以上の混合物などの安全性の高い非凝縮性気体および水蒸気を含む加熱加圧混合気体を用いて芽胞の殺菌に必要な所定の圧力に加圧して湿熱状態で例えば120℃程度あるいはそれ以上の温度に加熱する(以下、所定温度・圧力と称す)。このようにすることにより、粉粒体原料中の水分を失うことなく、その他の品質を損なうことなく、耐熱芽胞を死滅させることができる。
【0020】
前記のように、粉粒体食品を過熱水蒸気の高速気流に分散して移動させて数秒で殺菌する方法(特公昭63−50984号公報)や粉粒体食品を過熱水蒸気などを用い、間接加熱された旋回流発生加熱管中で加熱処理する方法(特公平5−53号公報)は、飽和水蒸気圧曲線の飽和温度付近で運転すると、加熱処理物への水分凝縮量が多くなり、ぬれてしまい、品質的にダメージが大きくなってしまう。そこで品質を保つ為に、過熱度を飽和温度より十数度以上高く設定せざるを得ない。
しかし、本発明においては前記のように水蒸気100%ではなく、非凝縮性の気体と蒸気の混合気体であるため、この気体の水蒸気分圧の飽和温度近辺においても、水分凝縮量が比較的少ないので、それ程ぬらさず、水分浸透を適度に抑えて加熱殺菌処理できる。したがって、本発明においては上記方法と比較して、過熱度の分だけ混合気体の温度を下げることができるので、その結果、より品質を損なわずに粉粒体を加熱殺菌処理することが可能となる。
【0021】
本発明の粉粒体の連続攪拌殺菌装置は、加熱殺菌処理装置、水蒸気分離装置および冷却装置がこの順序で順次直結されて構成されている。加熱殺菌処理装置中で所定温度・圧力に制御された水蒸気と非凝縮性気体の混合気体からなる雰囲気中で攪拌し移送(以下、攪拌・移送と称す)されながら加熱殺菌処理された粉粒体は、加圧下にすぐに次の水蒸気分離装置に移送され、加圧下で水蒸気が分離される。水蒸気が分離された粉粒体はすぐに次の冷却装置に移送されて加圧下に冷却されて、製品は外部に排出される。
このように加圧下で加熱殺菌処理後、加圧下で水蒸気分離を行えば粉粒体がダマになるのを防止しながら粉粒体に過多に付着する水分を除去できる。したがって、加熱殺菌処理した粉粒体をあらためて「乾燥処理」を行うことが不必要となり、装置を小型化、簡便化でき、イニシャルコストもランニングコストも低減でき経済的になる。
本発明の粉粒体の連続攪拌殺菌装置は、従来の殺菌処理のように殺菌後、高圧から低圧に瞬間的に戻したり、空気輸送したり、気流中で乾燥したり、冷却工程に移送されるまでに時間がかからないので、香りが飛散し、品質が劣化することがない。
したがって、水分、加熱によって粘着性の出る原料(例えば、オニオン、ガーリックなど)などや、水分浸透に弱い粉粒体(パン粉、デンプン粉、野菜片、茶葉、抹茶など)などであっても粉粒体への水蒸気水分の浸透量が少なくなり、より低温で品質を損なわずに容易に効率よく殺菌処理を行うことができ、装置内部、特に高圧ロータリバルブなどに付着、固化などを起こすことなく連続加熱殺菌処理が可能となる。
【0022】
本発明における加熱殺菌処理の具体例を次に示す。
例えば、温度約80〜200℃、圧力常圧〜10kg/cm2 G程度に制御された非凝縮性気体および水蒸気を含む加熱加圧混合気体中で粉粒体を攪拌・移送しながら加熱殺菌処理する。
水蒸気の潜熱を利用して加熱殺菌処理を行うとともに加熱殺菌処理装置側からの顕熱も利用して加熱殺菌処理を行うために、加熱殺菌処理装置は電気ヒータやスチームなどを利用した間接加熱により約80〜300℃程度に加熱することが好ましい。
水蒸気/非凝縮性気体の重量比は、約20/1〜2/1が好ましく、約9/1程度がさらに好ましい。
温度約80〜200℃、圧力常圧〜10kg/cm2 G程度に制御された混合気体中で、滞留時間約3sec.〜60sec.程度となるように攪拌羽付回転軸の回転数を決め、装置内における粉粒体の充填率を適正にして、混合気体との接触効率を高め、均一、迅速に加熱殺菌処理するのが好ましい。
【0023】
本発明において用いる非凝縮性気体は空気などでもよく特に限定されないが、非凝縮性気体として酸素を含まない気体、例えば窒素、炭酸ガスなどの不活性ガスを用いることにより、処理物の酸化を防ぐことができる。
【0024】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図1は本発明の粉粒体の連続攪拌殺菌装置の一実施形態を示す説明図である。図1において、本発明の粉粒体の連続攪拌殺菌装置1は、加熱殺菌処理装置2、ロータリバルブ構造を有する水蒸気分離装置3および冷却装置4がこの順序で順次直結されて構成されている。各装置2、3、4の主要部は1つの円筒状耐圧容器5内に耐圧容器5の軸芯方向に直列に直結されて配置されている。黒矢印は各装置2、3、4内における粉粒体の概略的流れを示す。加熱殺菌処理装置2の多数の攪拌翼201を備えた第1回転軸202は第1駆動手段6により駆動され、水蒸気分離装置3および冷却装置4に共通の第2回転軸203は第2駆動手段7により駆動されるようになっている。
【0025】
加熱殺菌処理装置2には、粉粒体供給装置204および混合気体供給装置205が設置されている。
粉粒体供給装置204は粉粒体ホッパー206、粉粒体ホッパー206内に設置され粉粒体を移送するスクリュウ207、粉粒体を加熱殺菌処理装置2内に供給する第1高圧ロータリバルブ208、粉粒体ホッパー206−第1高圧ロータリバルブ208−加熱殺菌処理装置2を連結する管路209などから構成されている。210は粉粒体を予熱するためのジャケット、211は排気管である。
【0026】
混合気体供給装置205は、流量調節弁212、流量計213を経て供給される加圧水蒸気と、流量調節弁214、流量計215を経て供給される非凝縮性気体とを混合して加熱するスーパーヒータ216と、加熱された混合気体を保温されたヘッダ217を通し、流量調節弁218、流量計219を経て加熱殺菌処理装置2内に供給する混合気体注入路220とを備えている。221はヘッダ217に設置された圧力センサである。圧力センサ221でヘッダ217内の圧力を検知し、その値が設定値を越える場合は図示しない制御装置に信号を送り、制御装置からの信号に基づいて流量調節弁222を開け、流量計223を経て過剰分の混合気体を外部に排出する。
【0027】
224は加熱殺菌処理装置2に設置された圧力センサである。圧力センサ224で加熱殺菌処理装置2内の圧力を検知して図示しない制御装置に信号を送り、制御装置からの信号に基づいて流量調節弁218を制御する。225は圧力計である。
226は円筒状耐圧容器5の外周に設置された電気ヒータであり、加熱殺菌処理装置2内に供給された粉粒体を間接加熱する。
【0028】
粉粒体ホッパー206内の粉粒体はスクリュウ207により移送されて、ジャケット210で加熱された管路中で予熱されて第1高圧ロータリバルブ208を経て管路209を通って加熱殺菌処理装置2内に供給される。一方、混合気体供給装置205により水蒸気と非凝縮性気体とを所定の混合比で混合して、温度、圧力を制御された混合気体がスーパーヒータ216、ヘッダ217、流量調節弁218、流量計219、気体注入路220などを経て加熱殺菌処理装置2内に供給される。
【0029】
加熱殺菌処理装置2内に供給された粉粒体は、第1駆動手段6により駆動される第1回転軸202に設置された多数の攪拌翼201により、攪拌され、移送される間に、所定温度・圧力に制御された水蒸気と非凝縮性気体の混合気体からなる雰囲気中で加熱殺菌処理される。加熱殺菌処理装置2の長さ、攪拌翼201の形状や配置など、第1回転軸202の回転数、耐圧容器5中への粉粒体の充填率などを適宜選定し、殺菌に必要な滞留時間だけ滞留させて粉粒体と混合気体を十分に接触させて殺菌する。
【0030】
加熱殺菌処理装置2中の粉粒体および混合気体の速度をそれぞれR1、R2とした時、R=|R1−R2|で表される相対速度Rを所定の範囲に制御して加熱殺菌処理することが好ましい。Rが所定の範囲未満であると粉粒体に凝縮水が浸透する量が多くなり、Rが所定の範囲を越えると香りの飛散が多くなるので好ましくない。
【0031】
加熱殺菌処理装置2中で加熱殺菌処理された粉粒体を含む混合気体は、ロータリバルブ構造を有する水蒸気分離装置3に移送されて水蒸気および余分の非凝縮性気体が分離される。
図2は水蒸気分離装置3の概略説明図であり、図3は図2に示した水蒸気分離装置3の第1隔壁302、第2隔壁304、第2回転軸203の配置を説明する説明図である。
図2、図3に示したように、水蒸気分離装置3は、加熱殺菌処理装置2から移送される加熱殺菌処理された粉粒体を含む混合気体を矢印aで示したように内部に導入する入口となる第1切り欠き部301を設けた第1隔壁302と、第1隔壁302と平行に設置され、かつ第2回転軸203を中心として第1切り欠き部301に対してほぼ180°離れた位置に粉粒体を含む混合気体の出口となる第2切り欠き部303を設けた第2隔壁304とを備えている。粉粒体を含む混合気体は矢印bで示したように冷却装置4側に排出される。
【0032】
そして、第1隔壁302と第2隔壁304との間には、等間隔で配置された8枚の羽305を備えたロータ306が装着されている。第1隔壁302と第2隔壁304との中心の位置に第2回転軸203が装着されている。第1隔壁302と第2隔壁304は円筒状耐圧容器5内に固定されて設置されており、ロータ306は第2回転軸203の回転により駆動されて、羽305の先端部および側面先端部などの摺動面に設置したシール部材320が円筒状耐圧容器5の対応する内面や、第1隔壁302と第2隔壁304の対応する内面に接してガスシール性を維持しながら回転する。
第1切り欠き部301と第2切り欠き部303は第2回転軸203を中心として扇状に90°切り欠いて作られている。
【0033】
水蒸気分離装置3には、ロータ306に設けた相隣なる2枚の羽によって囲まれる空間の内、第2切り欠き部303に通じる空間に空気などの非凝縮性気体を外部から送入してこの空間にある粉粒体を含む混合気体を冷却装置4側に排出するための排出装置307と、水蒸気と余分の非凝縮性気体を排気するための水蒸気分離手段308が設けられている。
また、水蒸気分離装置3と冷却装置4の間には、冷却装置4側に排出された粉粒体を冷却装置4に確実に効率よく移送するための移送手段309が設けられている。
【0034】
排出装置307は、非凝縮性気体中のゴミなどを分離するフィルタ310、流量計311、流量調節弁312、予熱するためのヒータ313などを備えており前記空間にある粉粒体を含む混合気体を冷却装置4側に排出するために必要な量の必要な温度に予熱された非凝縮性気体を前記空間に送入する。
水蒸気分離手段308は、微粉体を分離するためのサイクロン314、水蒸気などを排気するリリーフ弁315、流量計316、冷却装置4内の圧力を検知して図示しない制御装置に信号を送り、制御装置からの信号に基づいて前記リリーフ弁315を制御する圧力センサ317などを備えている。318は圧力計である。
【0035】
図4(a)、(b)、(c)は水蒸気分離装置3内の粉粒体の状態を説明する断面説明図である。
図4において、Oは第2回転軸203の中心を示し、直線A−O−Cは回転軸203の中心Oを通って引いた鉛直線であり、直線B−O−Dは回転軸203の中心Oを通って直線A−O−Cに直角に引いた線である。A−O−Bで囲まれる箇所に対応するところに第1隔壁302の第1切り欠き部301があり、C−O−Dで囲まれる箇所に対応するところに第2隔壁304の第2切り欠き部303がくるようになっている。
【0036】
加熱殺菌処理装置2から移送される加熱殺菌処理された粉粒体を含む混合気体は、上記のように加熱殺菌処理装置2内の圧力と同じ圧力を維持しながら第1隔壁302の第1切り欠き部301から内部に入る。
図4(a)は、粉粒体を含む混合気体がロータ306の相隣なる2枚の羽321と322によって囲まれる空間内部に入った状態を示す説明図である。羽321と322はロータ306の回転とともに矢印の方向に移動する。
【0037】
図4(b)に示したように、粉粒体を含む混合気体を内部に入れた羽321と322によって囲まれる空間が回転してB−O−Cで囲まれた箇所にくると、この空間およびこの空間に対して第2回転軸203を中心としてほぼ180°離れた位置にある(すなわちA−O−Dで囲まれた箇所にある)空間Eの2つの空間が、第1切り欠き部301および第2切り欠き部303と隔離された状態になり気密性を有する密閉空間となる。
【0038】
図4(c)に示したように、粉粒体を含む混合気体を内部に入れた羽321と322によって囲まれる空間がさらに回転して第2切り欠き部303に通じているC−O−Dで囲まれた箇所にきた時、排出装置307から温度、流量などを制御した非凝縮性気体をこの空間に送入してこの空間にある粉粒体を含む混合気体を第2切り欠き部303を経て冷却装置4側に排出する。粉粒体の排出は連続して行われる。
上記のようにB−O−Cで囲まれた箇所およびA−O−Dで囲まれた箇所にある少なくとも2つの空間が密閉空間を形成するようにすればガスシール性が向上し、加熱殺菌処理装置2内の水蒸気が冷却装置4側に多量に漏洩して製品の品質が劣化するのを抑制、防止できる。
【0039】
8枚の羽305の先端部および側面先端部などの摺動部には合成ゴム、テフロンなどのシール部材320が設けてあり、先端部に設けたシール部材320は円筒状耐圧容器5の内面に接して、そして側面先端部に設けたシール部材320はそれぞれ第1隔壁302、第2隔壁304の内面に接して、ロータ306が回転するようになっているので、ガスシール性が一層向上する。
【0040】
冷却装置4側に排出された粉粒体を含む混合気体中の水蒸気と余分の非凝縮性気体は水蒸気分離手段308を経て外部に排出される。
この際、微粉体はサイクロン314で捕集され外部には排出されない。水蒸気を分離された粉粒体は複数の翼を備えた移送手段309により移送されて冷却装置4へ供給される。319は水蒸気分離装置3および移送手段309の円筒状耐圧容器5の外周に設置され、水蒸気分離装置3および移送手段309の円筒状耐圧容器5を所定の温度に保温するための保温ジャケットである。
【0041】
以上の説明ではロータ306の相隣なる羽によって囲まれた複数の空間の内、2つの空間がガスシールされた密閉空間を形成するように羽の数を8枚、第1切り欠き部および第2切り欠き部の大きさをそれぞれ90°とした例を示したが、羽の数や第1切り欠き部および第2切り欠き部の大きさはこれに限定されるものではない。
本発明においてガスシールが必要とされる場合は、ロータ306の相隣なる羽によって囲まれた複数の空間の内、ある空間とロータ306を駆動する回転軸を中心として前記空間に対してほぼ180°離れた位置にある空間からなる少なくとも2つの空間が密閉空間を形成するように羽の数と、第1切り欠き部および第2切り欠き部の大きさを決めることが好ましい。
2つの空間が密閉空間を形成するように羽の数や第1切り欠き部および第2切り欠き部の大きさを決めた他の具体例を次に挙げる。例えば、羽の数を7枚とした時は、第1切り欠き部および第2切り欠き部の大きさは77°、同様に羽の数を6枚とした時は、第1切り欠き部および第2切り欠き部の大きさは60°、同様に羽の数を5枚とした時は、第1切り欠き部および第2切り欠き部の大きさは36°、同様に羽の数を9枚とした時は、第1切り欠き部および第2切り欠き部の大きさは100°、同様に羽の数を10枚とした時は、第1切り欠き部および第2切り欠き部の大きさは108°、同様に羽の数を11枚とした時は、第1切り欠き部および第2切り欠き部の大きさは114°などの例を挙げることができる。
しかし、第1切り欠き部および第2切り欠き部の大きさは実用的には30°〜90°、好ましくは60°〜90°であり、それに合わせて羽の数を決めるのが好ましい。
【0042】
そして水蒸気や余分の非凝縮性気体を分離された粉粒体は、冷却装置4へ移送される。
冷却装置4は、ドラム402、冷却装置4内の圧力を所定の圧力に制御して、維持するために非凝縮性気体を供給するための供給装置403、冷却した粉粒体を外部に排出する第2高圧ロータリバルブ404などを備えている。
上記ドラム402は、その内部に水、熱媒体などの冷却用媒体が循環して供給されて冷却されており、かつ多数の小攪拌翼401を表面に備え、第2回転軸203の回転によって駆動される二重円筒構造を有するドラムである。
供給装置403は非凝縮性気体中のゴミなどを分離するフィルタ405、流量計406、流量調節弁407、予熱するためのヒータ408、冷却装置4内の圧力を検知して図示しない制御装置に信号を送り、制御装置からの信号に基づいて上記流量調節弁407を制御する圧力センサ409などを備えている。410は圧力計である。
411は冷却装置4の円筒状耐圧容器5の外周に設置されその内部に水、熱媒体などの冷却用媒体を供給して円筒状耐圧容器5を所定の温度に冷却するための冷却ジャケットである。
【0043】
水蒸気を分離した粉粒体は、上記のように構成された冷却装置4へ移送され、冷却装置4中で所定の圧力に制御された非凝縮性気体の加圧雰囲気中で攪拌・移送されながら冷却されて、例えば、約50°C程度に冷却された後、第2高圧ロータリバルブ404を経て冷却装置4の外部へ排出される。水蒸気を分離した粉粒体は非凝縮性気体の加圧雰囲気中で冷却されるので香りの飛散などがなく、品質が維持される。冷却された粉粒体は水分が十分に分離されているので、乾燥する必要がない。
【0044】
冷却された粉粒体は、空気などの非凝縮性気体からなる移送用気体をブロア501、クーラ502、ヒータ503、フィルタ504などを通して所定の温度に制御し、ゴミなどを除去した後、管路505を経て第2高圧ロータリバルブ404に送って粉粒体を排出する。このようにして排出された粉粒体は管路506を経て移送され、サイクロン507で移送用気体は管路508から分離され、分離された粉粒体はサイクロン507の下部に設置された(常圧)ロータリバルブ509を経て製品貯蔵装置510に蓄えられる。
上記のように移送用気体を用いて粉粒体を移送しても粉粒体が冷却されているので香りなどが飛散することはなく、品質が維持される。
【0045】
上記の構成の本発明の粉粒体の連続攪拌殺菌装置1の運転を開始すると、粉粒体ホッパー206内の粉粒体はスクリュウ207により移送されて、ジャケット210で加熱された管路中で予熱されて第1高圧ロータリバルブ208を経て管路209を通って加熱殺菌処理装置2内に供給される。一方、混合気体供給装置205により水蒸気と非凝縮性気体とを所定の混合比で混合して、温度、圧力を制御された混合気体がスーパーヒータ216、ヘッダ217、流量調節弁218、流量計219、気体注入路220などを経て加熱殺菌処理装置2内に供給される。
加熱殺菌処理装置2内に供給された粉粒体は、第1駆動手段6により駆動される第1回転軸202に設置された多数の攪拌翼201により、攪拌され、移送される間に、所定温度・圧力に制御された水蒸気と非凝縮性気体の混合気体からなる雰囲気中で加熱殺菌処理される。
【0046】
加熱殺菌処理装置2から移送される加熱殺菌処理された粉粒体を含む混合気体は加熱殺菌処理装置2内の圧力と同じ圧力を維持しながら水蒸気分離装置3の第1隔壁302の第1切り欠き部301から内部に入り、ロータ306の回転とともに第2隔壁304の第2切り欠き部303の方向に移動する。ロータ306の密閉空間が第2切り欠き部303に通じた時、排出装置307から温度、圧力、流量を制御した非凝縮性気体をこの空間に送入してこの空間にある粉粒体を含む混合気体を冷却装置4側に排出する。
冷却装置4側に排出された粉粒体を含む混合気体中の水蒸気と余分の非凝縮性気体は水蒸気分離手段308を経て外部に排出される。この際、微粉体はサイクロン314で捕集され外部には排出されない。水蒸気を分離された粉粒体は複数の翼を備えた移送手段309により移送されて冷却装置4へ供給される。
【0047】
水蒸気を分離した粉粒体は冷却装置4へ移送され、冷却装置4中で、供給装置403から所定の圧力、温度に制御されて供給される非凝縮性気体の加圧雰囲気中で攪拌・移送されながら冷却された後、第2高圧ロータリバルブ404を経て冷却装置4の外部へ排出される。
【0048】
排出された粉粒体は、空気などの移送用気体により管路506を経て移送され、サイクロン507で移送用気体は管路508から分離され、分離された粉粒体はサイクロン507の(常圧)ロータリバルブ509を経て製品貯蔵装置510に蓄えられる。
【0049】
以上のようにして、粉粒体が本来有する香味、風味、薬効、性能、分散性、色相などの品質を損なわず殺菌や熱変性などの加熱処理を連続的に容易に効率よく行って低菌数の粉粒体を製造することができる。
【0050】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。
例えば上記の説明においては横置きタイプの連続攪拌殺菌装置について説明したが、本発明の粉粒体の連続攪拌殺菌装置は横置きタイプに限定されず、斜めに配置することもできる。斜め置きタイプの例としては直結した加熱殺菌処理装置−水蒸気分離装置−冷却装置の回転軸が水平面に対して0以上90°未満下方に斜めに配置する例を挙げることができる。
【0051】
【発明の効果】
本発明の粉粒体の連続攪拌殺菌装置は、水蒸気と非凝縮性気体の混合気体からなる加圧雰囲気中で殺菌するので、処理物の昇温時間を短縮できるとともに、処理物への水蒸気水分の浸透量が少なく、より低い温度で殺菌効果のでる殺菌処理を行える。
また、従来の殺菌処理のように殺菌後、高圧から低圧に瞬間的に戻したり、空気輸送したり、気流中で乾燥したり、冷却工程に移送されるまでに時間がかかったりしないので、香りが飛散し、品質が劣化することがない。したがって、水分、加熱によって粘着性の出る原料(例えば、オニオン、ガーリックなど)などや、水分浸透に弱い粉粒体(パン粉、デンプン粉、野菜片、茶葉、抹茶など)などであっても装置内部、特に高圧ロータリバルブなどに付着、固化などを起こすことなく、品質を維持しながら連続運転が可能となる。
加熱殺菌処理した粉粒体を含む非凝縮性気体を加熱殺菌処理装置から移送して加圧下に水蒸気分離するので、粉粒体がダマになるのを防止しながら粉粒体に過多に付着する水分を除去できる。したがって、あらためて「乾燥処理」を行うことが不必要となり、装置を小型化、簡便化でき、イニシャルコストもランニングコストも低減でき経済的になる。
本発明において用いる非凝縮性気体は空気などでもよいが、非凝縮性気体として酸素を含まない気体、例えば窒素、炭酸ガスなどの不活性ガスを用いることにより、処理物の酸化を防ぐことができる。
【0052】
各装置の主要部を1つの円筒状耐圧容器内に軸芯方向に直列に配置すれば、より効率よく加圧下に加熱殺菌処理して、加圧下に水蒸気を分離し、加圧下に冷却できる上、装置を一層小型化、簡便化できる。
【0053】
本発明の連続攪拌殺菌装置の駆動手段は1つでもよく、あるいは2つ以上でもよい。しかし加熱殺菌処理装置を第1駆動手段により駆動し、水蒸気分離装置および冷却装置を第2駆動手段により駆動するようにすれば、加熱殺菌処理装置における滞留時間などの処理条件を自由に適宜に選択し、また別に水蒸気分離装置および冷却装置における処理条件を自由に適宜に選択することができ、処理する粉粒体に適した適切な条件を容易に設定できる。
【0054】
水蒸気分離装置として、ガスシール性を有するロータリバルブ構造を有する装置を用いれば、加熱殺菌処理された粉粒体を含む混合気体を加圧下に移送しながら水蒸気を分離して、水蒸気を分離した粉粒体を冷却装置側に移送できる。
【0055】
少なくとも2つの空間がガスシールされた密閉空間を形成するように羽の数を決め、かつ第1切り欠き部および第2切り欠き部の大きさを決めることにより、ガスシール性が向上し、加熱殺菌処理装置内の水蒸気が冷却装置側に多量に漏洩して製品の品質が劣化するのを抑制、防止できる。
【0056】
羽の数を8枚とし、第1切り欠き部と第2切り欠き部が回転軸を中心として扇状に90°切り欠いた大きさの切り欠き部とすることにより、容易にガスシール性を向上でき加熱殺菌処理装置内の水蒸気が冷却装置側に多量に漏洩して製品の品質が劣化するのを抑制、防止できる。
【0057】
ロータの相隣なる羽によって囲まれた複数の空間の内、第2切り欠き部に通じる空間に外部から非凝縮性気体を送入してこの空間にある粉粒体を含む混合気体を冷却装置側に排出する排出装置を設けることにより、第2切り欠き部に通じる空間にある粉粒体を含む混合気体を冷却装置側に容易に排出できる。
【0058】
水蒸気分離装置と冷却装置の間に粉粒体の移送手段を設けることにより、粉粒体を冷却装置に容易に移送するとともに、移送中に水蒸気を分離できる。
【0059】
加熱殺菌処理装置中の粉粒体および前記混合気体の速度をそれぞれR1、R2とした時、式(1)R=|R1−R2|で表される相対速度Rを所定の範囲に制御して加熱殺菌処理する。Rが所定の範囲未満であると粉粒体に凝縮水が浸透する量が多くなり、Rが所定の範囲を越えると香りの飛散が多くなるので好ましくない。
【0060】
羽の先端部や側面先端部などの摺動部にシール部材を設け、このシール部材が対応する装置の内面に接してロータが回転するようにすればガスシール性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の粉粒体の連続攪拌殺菌装置の一実施形態を示す説明図である。
【図2】 図1に示した本発明の連続攪拌殺菌装置の水蒸気分離装置を説明する説明図である。
【図3】 図2に示した水蒸気分離装置の第1隔壁、第2隔壁および第2回転軸を説明する説明図である。
【図4】 (a)は、図2に示した水蒸気分離装置に外部から粉粒体が入った状態を示す断面説明図であり、(b)は、水蒸気分離装置内部に入った粉粒体が回転して移送される状態を示す断面説明図であり、そして(c)は、水蒸気分離装置内部に入った粉粒体がさらに回転して移送され、外部に排出される直前の状態を示す断面説明図である。
【符号の説明】
E 空間
1 本発明の粉粒体の連続攪拌殺菌装置
2 加熱殺菌処理装置
3 水蒸気分離装置
4 冷却装置
5 円筒状耐圧容器
6 第1駆動手段
7 第2駆動手段
202 第1回転軸
203 第2回転軸
301 第1切り欠き部
302 第1隔壁
303 第2切り欠き部
304 第2隔壁
305 羽
306 ロータ
307 排出装置
308 水蒸気分離手段
309 移送手段
320 シール部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a continuous agitation sterilization apparatus for powder, and more specifically, flavor, flavor, dispersibility, and shape inherent to powder, food, medicine, Chinese medicine, cosmetics, feed, fertilizer, etc. The present invention relates to a continuous stirring and sterilizing apparatus for granular materials that can be efficiently sterilized and cooled while continuously stirring without impairing the quality of appearance, hue, etc., and can provide a granular material having a low bacterial count.
[0002]
[Prior art]
In general, powder particles, such as spices, have characteristics in flavor and aroma, respectively, and the goodness of the flavor and aroma influences quality with taste. In this case, especially in spices, most of them use plant seeds, fruits, rhizomes, leaves, bark, cocoons, flowers, etc., and these surfaces are usually contaminated with microorganisms. Accordingly, sterilization is required.
[0003]
Conventionally, a heat sterilization method is generally performed as a method for sterilizing granular foods. However, the heat sterilization method has a problem of deteriorating the quality of the food itself, accompanied by alteration of ingredients, aroma, taste, color and the like, and dissipation of active ingredients. Although gas sterilization methods such as radiation sterilization, ethylene oxide, and propylene oxide have been proposed, none of them has been approved under the Food Sanitation Law and has not been applied as a food sterilization method.
[0004]
Method of dispersing powdered food in high-speed air stream of superheated steam and sterilizing it in a few seconds (Japanese Patent Publication No. Sho 63-50984) or generating swirl flow in which powdered food is heated indirectly using superheated steam A method of performing heat treatment in a heating tube (Japanese Patent Publication No. 5-53) has been proposed, but has the following disadvantages 1) to 7).
1) Since sterilization is performed in a gas containing 100% water vapor, the amount of water vapor permeating into the processed material is large.
2) In the vicinity of the saturation temperature of the saturated water vapor pressure curve, the amount of steam condensing into the treated product increases. Therefore, in order to avoid this, it is necessary to set the sterilization temperature higher by several to several tens of degrees with superheated steam. .
3) Moisture and raw materials that become sticky when heated (for example, onion, garlic, etc.) adhere to the inside of the equipment, especially high-pressure rotary valves, solidify, etc., making continuous operation of the equipment impossible and moisture penetration. A weak granular material (bread crumbs, starch powder, vegetable pieces, tea leaves, matcha tea, etc.) has a problem of serious quality damage such as quality deterioration.
4) When the pressure is instantaneously returned from high pressure to low pressure after sterilization, the scent scatters and the quality deteriorates.
5) The fragrance is scattered by air transportation without cooling the high-temperature powder and the quality deteriorates.
6) Since it dries in the air current in the drying process, the scent is scattered in the air current, and the quality deteriorates.
7) It takes time to be transferred to the cooling process, during which the scent is scattered and the quality deteriorates.
[0005]
There have been proposed methods for sterilizing a granular material with pressurized steam using a high-pressure or low-speed agitating pressure-resistant mixer (Japanese Patent Laid-Open Nos. 58-121954, 2-92253, 3-83567). No. 7, JP-A-7-274916, JP-A-8-242807, JP-A-8-318147, etc.), too, excessive penetration of water vapor into the processed material, and accompanying alteration of the components of the processed material, There are also major problems such as quality degradation due to heating for a relatively long time.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is to perform a sterilization treatment having a sterilization effect at a lower temperature and minimize the amount of water vapor condensation on the treated product, and thereby the powder particles of food, medicine, Chinese medicine, cosmetics, feed, fertilizer, etc. Body, especially powders that become sticky when heated (such as onion and garlic) and powders that are vulnerable to moisture penetration (such as bread crumbs, starch powder, vegetable pieces, tea leaves, matcha tea) That can supply high-quality powders with a low number of bacteria by sterilizing and cooling continuously and efficiently without losing the original flavor, flavor, medicinal properties, performance, dispersibility, hue, etc. It is providing the continuous stirring sterilization apparatus.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In order to solve the above problems, the invention of claim 1The prescribed pressure and temperature required for spore sterilizationIn a controlled atmosphere of a mixture of water vapor and non-condensable gasStir and transferHeat sterilization apparatus that sterilizes while heating, steam separation apparatus that separates water vapor while transferring the heat-sterilized powder particles under pressure, and a pressurized atmosphere of non-condensable gas particles separated from water vapor InsideStir and transferAfter cooling, a cooling device that discharges to the outside is provided in direct connection, and each device is driven by at least one driving means.PowderContinuous agitation sterilizer for granulesIn
The water vapor separation device is a water vapor separation device having a rotary valve structure, and is provided with a first notch portion serving as an inlet of a mixed gas containing powder particles subjected to heat sterilization treatment transferred from the heat sterilization treatment device. A first partition and a second notch that is installed in parallel with the first partition and serves as an outlet for a mixed gas containing powder particles at a position approximately 180 ° away from the first notch with the rotation axis as a center. A second partition wall provided with a portion, a rotor provided between the first partition wall and the second partition wall and having a plurality of blades rotating while maintaining gas sealing properties, and a cooling device side from the second notch Provided with a water vapor separation means for separating water vapor from the mixed gas containing the granular material discharged toIt is the continuous stirring sterilization apparatus characterized.
[0008]
Invention of
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the continuous agitation sterilization apparatus according to the first or second aspect, the heat sterilization apparatus is driven by a first driving means, and the water vapor separation apparatus and the cooling apparatus are second driven. It is driven by means.
[0011]
Claims of the invention4The invention of claim 1To any of
[0012]
Claims of the invention5The invention of claim4In the continuous stirring sterilization apparatus described above, the number of wings is eight, and the first notch and the second notch are notches having a size that is 90 ° cut out in a fan shape around the rotation axis. It is characterized by.
[0013]
Claims of the invention6The invention of claim1 to 5In the continuous stirring sterilization apparatus according to any one of the above, a non-condensable gas is sent from the outside into a space that leads to the second notch among a plurality of spaces surrounded by adjacent wings of the rotor. And a discharge device for discharging the mixed gas containing the granular material to the cooling device side.
[0014]
Claims of the invention7The invention of claim1 to 6In the continuous stirring sterilization apparatus according to any one of the above, a means for transferring powder is provided between the water vapor separation apparatus and the cooling apparatus.
[0016]
Claims of the invention8The invention of claim1 to 7In the continuous agitation sterilization apparatus according to any one of the above, a seal member is provided at a sliding part such as the tip of the wing or the tip of the side, and the rotor rotates in contact with the inner surface of the corresponding apparatus. It is characterized by that.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The granular material used in the present invention is food, medicine, Chinese medicine, cosmetics, feed (fish meal, nuka etc.), fertilizer and the like.
Specific examples of the raw material of the granular food used in the present invention include black pepper, white pepper, ginger, nutmeg, mace, cinnamon, coriander, cumin, cardamom, red pepper, mustard, allspice, clove, basil, thyme, Examples include spices such as marjoram, sage, turmeric, fennel, caraway, dale, garlic, onion, saffron, curry powder, chili powder, etc. And soy powder, konjac powder and the like, or a mixture thereof.
[0018]
In addition, as a granular material used in the present invention, a medicinal plant material as a raw material for pharmaceuticals and cosmetics, specifically, for example, senna, assembly, auren, awaku, gentian, ginger, daiou, mao, peony, etc. The cultivation raw materials, such as a mushroom culture medium which consists of mixed media, such as sawdust and bran, can be mentioned. In this case, the granular food can be used in its original form (hole), or the particle size of these raw materials can be used, for example, less than 500 μm. For example, it may be preferable that it is 150-420 micrometers. In addition, it does not restrict | limit especially as a method for obtaining the granular material of such a particle size, It can select suitably from a well-known grinding | pulverization method. Examples thereof include a stamp mill, a pin mill, a vibration mill, a roll mill pulverization method, and a post-freezing pulverization method.
[0019]
Spores are generally attached to and present in powdered raw materials such as foods, pharmaceuticals, Chinese medicines, cosmetics, feeds, fertilizers, etc. Therefore, it is necessary to sterilize the spores according to the intended use. Spores are highly resistant to heating. For example, there are many spores that do not die even when heated for several hours at around 100 ° C. under atmospheric pressure in spices in the south. When the granular material is heated to about 120 ° C. under atmospheric pressure, the water contained in the granular material will almost evaporate. Almost no death. Therefore, in order to efficiently heat sterilize such spores, it is necessary to heat to about 120 ° C. or higher in a wet heat state.
However, the conventional sterilization method that heats to about 120 ° C or higher under high pressure using a large amount of steam under pressure causes a change in quality or deterioration due to the penetration of water vapor into the granular material as described above. In the present invention, for example, a predetermined pressure required for sterilization of spores using a hot and pressurized mixed gas containing water, nitrogen, carbon dioxide gas, or a mixture of two or more of these highly safe non-condensable gases and water vapor. Pressurize and heat to a temperature of about 120 ° C. or higher in a wet heat state(Hereafter referred to as the predetermined temperature and pressure). By doing in this way, a heat-resistant spore can be killed, without losing the water | moisture content in a granular material raw material, and impairing other quality.
[0020]
As described above, powdered food is dispersed in a high-speed stream of superheated steam and sterilized in a few seconds (Japanese Patent Publication No. 63-50984), or powdered food is heated indirectly using superheated steam or the like. When the heat treatment in the swirling flow generating heating pipe is performed near the saturation temperature of the saturated water vapor pressure curve, the amount of water condensation on the heat-treated product increases and gets wet. As a result, the damage becomes large in quality. Therefore, in order to maintain the quality, the degree of superheat must be set higher than the saturation temperature by more than a dozen degrees.
However, in the present invention, as described above, since it is not 100% water vapor but a mixed gas of non-condensable gas and steam, the amount of water condensation is relatively small even near the saturation temperature of the water vapor partial pressure of this gas. Therefore, heat sterilization can be performed while suppressing water penetration moderately without being so wet. Therefore, in the present invention, compared to the above method, the temperature of the mixed gas can be lowered by the degree of superheat, and as a result, it is possible to heat and sterilize the granular material without impairing the quality. Become.
[0021]
The continuous agitation sterilization apparatus for granular materials according to the present invention is configured by sequentially connecting a heat sterilization apparatus, a water vapor separation apparatus, and a cooling apparatus in this order. In an atmosphere consisting of a mixture of water vapor and non-condensable gas, controlled to a predetermined temperature and pressure in a heat sterilizerAgitation and transfer (hereinafter referred to as agitation and transfer)While being heat-sterilized, the granular material is immediately transferred to the next water vapor separator under pressure, and water vapor is separated under pressure. The granular material from which the water vapor has been separated is immediately transferred to the next cooling device and cooled under pressure, and the product is discharged to the outside.
As described above, after the heat sterilization treatment under pressure, if water vapor separation is performed under pressure, excessive moisture adhering to the powder can be removed while preventing the powder from becoming lumpy. Therefore, it is unnecessary to perform the “drying process” again on the heat-sterilized powder particles, the apparatus can be downsized and simplified, the initial cost and the running cost can be reduced, and it becomes economical.
The continuous agitation sterilization apparatus of the granular material of the present invention is sterilized as in the conventional sterilization treatment, then instantaneously returns from high pressure to low pressure, pneumatically transported, dried in an air current, or transferred to a cooling process. It does not take time until the scent is released, so the scent is not scattered and the quality is not deteriorated.
Therefore, even if it is a raw material (such as onion or garlic) that becomes sticky due to moisture or heat, or a granular material (bread crumbs, starch powder, vegetable pieces, tea leaves, green tea, etc.) that is vulnerable to moisture penetration The amount of water vapor permeating into the body is reduced, and sterilization can be easily and efficiently performed at a lower temperature without losing quality, and it is continuous without causing adhesion or solidification to the inside of the device, especially high-pressure rotary valves. Heat sterilization can be performed.
[0022]
The specific example of the heat sterilization process in this invention is shown next.
For example, the temperature is about 80 to 200 ° C., the pressure is normal pressure to 10 kg / cm.2 Heat sterilization is carried out while stirring and transferring the granular material in a heated and pressurized mixed gas containing non-condensable gas and water vapor controlled to about G.
In order to perform heat sterilization using the latent heat of steam and sensible heat using the sensible heat from the heat sterilizer, the heat sterilizer uses indirect heating using an electric heater or steam. It is preferable to heat to about 80-300 degreeC.
The weight ratio of water vapor / non-condensable gas is preferably about 20/1 to 2/1, and more preferably about 9/1.
Temperature about 80-200 ° C, pressure normal pressure-10kg / cm2 In a mixed gas controlled to about G, the residence time is about 3 sec. ~ 60 sec. It is preferable to determine the number of rotations of the rotating shaft with stirring blades so as to be about the same, to make the filling rate of the powdered particles in the apparatus appropriate, to improve the contact efficiency with the mixed gas, and to uniformly and quickly heat sterilize .
[0023]
The non-condensable gas used in the present invention may be air or the like, and is not particularly limited. However, by using an inert gas such as nitrogen or carbon dioxide that does not contain oxygen as the non-condensable gas, oxidation of the processed product is prevented. be able to.
[0024]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of the continuous stirring and sterilizing apparatus for powder particles according to the present invention. In FIG. 1, a continuous agitation sterilization apparatus 1 for a granular material according to the present invention comprises a
[0025]
The
The granular
[0026]
The mixed
[0027]
226 is an electric heater installed on the outer periphery of the
[0028]
The granular material in the
[0029]
The granular material supplied into the heat
[0030]
When the speeds of the granular material and the mixed gas in the heat
[0031]
The mixed gas containing the granular material subjected to the heat sterilization treatment in the heat
FIG. 2 is a schematic explanatory view of the water
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the water
[0032]
A
The
[0033]
A non-condensable gas such as air is sent from the outside to the
Further, a transfer means 309 is provided between the
[0034]
The
The water vapor separation means 308 detects the pressure in the
[0035]
4A, 4 </ b> B, and 4 </ b> C are cross-sectional explanatory views for explaining the state of the granular material in the
In FIG. 4, O indicates the center of the
[0036]
The mixed gas containing the heat and sterilized powder particles transferred from the
FIG. 4A is an explanatory view showing a state in which a mixed gas containing powder particles enters the space surrounded by the two
[0037]
As shown in FIG. 4 (b), when the space surrounded by the
[0038]
As shown in FIG. 4C, the space surrounded by the
As described above, if at least two spaces in the portion surrounded by B-O-C and the portion surrounded by A-O-D form a sealed space, the gas sealing property is improved, and heat sterilization is performed. It is possible to suppress and prevent the water vapor in the
[0039]
Sealing
[0040]
Water vapor and excess non-condensable gas in the mixed gas containing the particulates discharged to the cooling device 4 side are discharged to the outside through the water vapor separation means 308.
At this time, the fine powder is collected by the
[0041]
In the above description, among the plurality of spaces surrounded by the adjacent wings of the
In the present invention, when a gas seal is required, among a plurality of spaces surrounded by adjacent wings of the
Another specific example in which the number of wings and the sizes of the first notch and the second notch are determined so that the two spaces form a sealed space will be described below. For example, when the number of wings is seven, the size of the first notch and the second notch is 77 °. Similarly, when the number of wings is six, the first notch and When the size of the second notch is 60 ° and the number of wings is five, the size of the first notch and the second notch is 36 ° and the number of wings is 9 When it is a sheet, the size of the first cutout and the second cutout is 100 °, and the number of wings is the same.10When the number of wings is set, the size of the first notch and the second notch is 108 °. Similarly, when the number of wings is 11, the size of the first notch and the second notch An example of 114 ° can be given.
However, the size of the first notch and the second notch is practically 30 ° to 90 °, preferably 60 ° to 90 °, and it is preferable to determine the number of wings according to the size.
[0042]
And the granular material from which water vapor and excess non-condensable gas are separated is transferred to the cooling device 4.
The cooling device 4 controls the pressure in the
The
The
[0043]
The granular material from which water vapor has been separated is transferred to the cooling device 4 configured as described above, while being stirred and transferred in a pressurized atmosphere of a non-condensable gas controlled to a predetermined pressure in the cooling device 4. After being cooled and cooled to about 50 ° C., for example, it is discharged to the outside of the cooling device 4 through the second high-
[0044]
After the cooled granular material is controlled to a predetermined temperature through a
Even if the granular material is transferred using the transfer gas as described above, since the granular material is cooled, the fragrance is not scattered and the quality is maintained.
[0045]
When the operation of the continuous stirring and sterilizing device 1 for powders of the present invention having the above-described configuration is started, the powders in the
The granular material supplied into the heat
[0046]
The mixed gas containing the heat-sterilized powder particles transferred from the heat-sterilizing
Water vapor and excess non-condensable gas in the mixed gas containing the particulates discharged to the cooling device 4 side are discharged to the outside through the water vapor separation means 308. At this time, the fine powder is collected by the
[0047]
The granular material from which the water vapor has been separated is transferred to the cooling device 4, and is stirred and transferred in the cooling device 4 in a pressurized atmosphere of a non-condensable gas supplied from the
[0048]
The discharged granular material is transferred through a
[0049]
As described above, heat treatment such as sterilization and heat denaturation is carried out easily and efficiently without losing quality such as flavor, flavor, medicinal properties, performance, dispersibility, hue, etc. inherent in the powder and granule. A number of granules can be produced.
[0050]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the claims.
For example, in the above description, a horizontal type continuous stirring and sterilizing apparatus has been described. However, the granular continuous stirring and sterilizing apparatus of the present invention is not limited to the horizontal type and can be disposed obliquely. As an example of the diagonally placed type, there can be mentioned an example in which the rotation axis of the directly connected heat sterilizer, steam separator, and cooler is disposed obliquely below 0 to less than 90 ° with respect to the horizontal plane.
[0051]
【The invention's effect】
The continuous agitation sterilization apparatus for granular material according to the present invention sterilizes in a pressurized atmosphere consisting of a mixed gas of water vapor and non-condensable gas, so that the temperature rise time of the processed product can be shortened and the water vapor moisture to the processed product The amount of permeation is small, and sterilization can be performed at a lower temperature.
In addition, it does not take time until it is instantaneously returned from high pressure to low pressure, pneumatically transported, dried in airflow, or transferred to the cooling process after sterilization as in the conventional sterilization treatment. Will not scatter and the quality will not deteriorate. Therefore, even if it is a raw material (such as onion or garlic) that becomes sticky due to moisture or heat, or a powder (such as bread crumbs, starch powder, vegetable pieces, tea leaves, or matcha tea) that is vulnerable to moisture penetration, In particular, continuous operation is possible while maintaining quality without causing adhesion or solidification to a high-pressure rotary valve.
Since non-condensable gas containing heat-sterilized powder is transferred from the heat-sterilization device and water vapor is separated under pressure, it adheres excessively to the powder while preventing the powder from becoming lumpy. Can remove moisture. Therefore, it is unnecessary to perform the “drying process” again, and the apparatus can be downsized and simplified, and the initial cost and running cost can be reduced, which is economical.
The non-condensable gas used in the present invention may be air or the like. However, by using an inert gas such as nitrogen or carbon dioxide that does not contain oxygen as the non-condensable gas, oxidation of the processed product can be prevented. .
[0052]
If the main parts of each device are arranged in series in the axial direction in one cylindrical pressure vessel, heat sterilization treatment can be performed more efficiently under pressure, water vapor can be separated under pressure and cooled under pressure. The apparatus can be further downsized and simplified.
[0053]
The drive means of the continuous stirring sterilization apparatus of this invention may be one, or may be two or more. However, if the heat sterilization apparatus is driven by the first drive means and the water vapor separator and the cooling apparatus are driven by the second drive means, the processing conditions such as the residence time in the heat sterilization apparatus can be freely selected as appropriate. In addition, the processing conditions in the water vapor separation device and the cooling device can be appropriately selected as appropriate, and appropriate conditions suitable for the granular material to be processed can be easily set.
[0054]
If a device having a rotary valve structure with gas sealing properties is used as the water vapor separator, the water vapor is separated by separating the water vapor while transferring the gas mixture containing the heat-sterilized powder particles under pressure. Granules can be transferred to the cooling device.
[0055]
The number of wings is determined so that at least two spaces form a gas-sealed sealed space, and the sizes of the first notch and the second notch are determined, thereby improving the gas sealing performance and heating. It is possible to suppress or prevent the quality of the product from deteriorating due to a large amount of water vapor in the sterilization apparatus leaking to the cooling device side.
[0056]
The number of wings is 8 and the first notch and the second notch are notched with a size of 90 ° in the shape of a fan with the rotation axis as the center. It is possible to suppress and prevent the quality of the product from deteriorating due to a large amount of water vapor in the heat sterilization apparatus leaking to the cooling device side.
[0057]
Non-condensable gas is sent from the outside into a space communicating with the second notch among a plurality of spaces surrounded by adjacent wings of the rotor, and the mixed gas containing the particulates in this space is cooled By providing the discharge device for discharging to the side, it is possible to easily discharge the mixed gas containing the particulates in the space leading to the second notch to the cooling device side.
[0058]
By providing the means for transferring the granular material between the water vapor separator and the cooling device, the granular material can be easily transferred to the cooling device, and the water vapor can be separated during the transfer.
[0059]
When the speeds of the granular material in the heat sterilization apparatus and the mixed gas are R1 and R2, respectively, the relative speed R represented by the formula (1) R = | R1-R2 | is controlled within a predetermined range. Heat sterilize. If R is less than the predetermined range, the amount of condensed water penetrating into the granular material increases, and if R exceeds the predetermined range, scent scattering increases, which is not preferable.
[0060]
If a seal member is provided at a sliding portion such as the tip of the wing or the tip of the side surface and the seal member is in contact with the inner surface of the corresponding device so that the rotor rotates, the gas sealing performance is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of a continuous stirring and sterilizing apparatus for powder particles according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view for explaining a water vapor separator of the continuous stirring sterilization apparatus of the present invention shown in FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a first partition, a second partition, and a second rotation shaft of the water vapor separator shown in FIG.
4 (a) is a cross-sectional explanatory view showing a state in which powder particles are entered from the outside into the water vapor separation device shown in FIG. 2, and FIG. 4 (b) is a powder material inside the water vapor separation device. FIG. 6C is a cross-sectional explanatory view showing a state in which the powder is rotated and transferred, and (c) shows a state immediately before the granular material that has entered the steam separator is further rotated and transferred to the outside. FIG.
[Explanation of symbols]
E space
1 Continuous stirring and sterilizing apparatus for granular material of the present invention
2 Heat sterilizer
3 Steam separator
4 Cooling device
5 Cylindrical pressure vessel
6 First drive means
7 Second drive means
202 First rotation axis
203 Second rotation axis
301 1st notch
302 1st partition
303 Second notch
304 Second partition
305 wings
306 Rotor
307 Discharge device
308 Steam separation means
309 Transfer means
320 Seal member
Claims (8)
前記水蒸気分離装置がロータリバルブ構造を有する水蒸気分離装置であって、前記加熱殺菌処理装置から移送される加熱殺菌処理された粉粒体を含む混合気体の入口となる第1切り欠き部を設けた第1隔壁と、第1隔壁と平行に設置され、かつ回転軸を中心として第1切り欠き部に対してほぼ180°離れた位置に粉粒体を含む混合気体の出口となる第2切り欠き部を設けた第2隔壁と、第1隔壁と第2隔壁との間に設置されてガスシール性を維持しながら回転する複数の羽を備えたロータと、第2切り欠き部から冷却装置側に排出される粉粒体を含む混合気体から水蒸気を分離する水蒸気分離手段とを備えたことを特徴とする連続攪拌殺菌装置。A heat sterilization treatment device that sterilizes the powder while stirring and transferring it in an atmosphere consisting of a mixed gas of water vapor and non-condensable gas controlled to a predetermined pressure and temperature necessary for spore sterilization, and heat sterilization treatment A water vapor separator that separates water vapor while the granular material is transferred under pressure, and the granular material from which the water vapor has been separated are cooled while being stirred in a pressurized atmosphere of non-condensable gas and then discharged to the outside. cooling device and sequentially directly to provided with the to, in a continuous stirrer sterilizing apparatus that granular material to drive the respective device by at least one drive means,
The water vapor separation device is a water vapor separation device having a rotary valve structure, and is provided with a first notch portion serving as an inlet of a mixed gas containing powder particles subjected to heat sterilization treatment transferred from the heat sterilization treatment device. A first partition and a second notch that is installed in parallel with the first partition and serves as an outlet for a mixed gas containing powder particles at a position approximately 180 ° away from the first notch with the rotation axis as a center. A second partition wall provided with a portion, a rotor provided between the first partition wall and the second partition wall and having a plurality of blades rotating while maintaining gas sealing properties, and a cooling device side from the second notch A continuous stirring and sterilizing apparatus , comprising: a water vapor separating means for separating water vapor from a mixed gas containing the granular material discharged into the water .
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