JP3955465B2 - 食品の殺菌装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品の殺菌装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の市販されている容器詰めされた食品は保存を容易にし食中毒等を防止するために殺菌処理されている。この殺菌処理においては、食品を容器詰めして密閉した後に容器を高温の熱水中に維持して加熱することや、防腐剤などの保存料を食品に添加することが行われている。
また、食品中の塩分濃度を大きくすることで雑菌の繁殖や腐敗を防止しつつ保存することも行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、容器詰めされた食品を容器ごと高温の熱水中に維持して加熱殺菌処理する場合、容器中の食品がその中心まで所定の殺菌処理温度に達するには数十分以上の長い時間が必要であるという不具合があった。すなわち、熱水中で最初に容器が加熱され、その後に熱水からの熱が容器を介して容器内の食品に伝わるが、容器内に食品とともに液体が入っている場合でもこの容器内の液体には対流循環が殆ど生じず、容器内の食品全体になかなか熱が伝わらなかった。また、容器を熱水中で加熱する場合、加熱初期の容器の温度が低い段階では容器に熱を伝達して低温となった水層が容器の周囲に生じて熱水から効率的に熱が容器へ伝わらなかった。
【０００４】
また、熱水中で長時間にわたって加熱殺菌処理するので、温度と時間の管理が困難であるという問題があった。これに伴って、長時間加熱によるエネルギー消費量が大きく、作業時間も長いため人件費も大きくなるといった問題も生じていた。
更に、食品の種類によっては長時間高温で加熱殺菌処理すると品質の変化や劣化が生じるという問題があった。これに対処するために食品中の塩分濃度を高くしたり保存料を添加しても、健康志向が高まっている昨今では塩分摂取量を気にかける消費者にかかる食品は受け入れられず、また、保存料の人体に対する悪影響を気遣う消費者からかかる食品は敬遠されるという問題があった。
【０００５】
また、１回当たりの処理に要する加熱時間が長いため大量の食品を加熱殺菌処理するには１回当たりに処理する食品の量を多くせざるを得ず、加熱殺菌装置が大型化して装置の設置場所が広くなってしまうとともに、装置の価格も高くなってしまうという問題もあった。特に、トレー容器に食品を見栄え良く並べてこれを密閉してから加熱殺菌処理する場合は、トレー容器中に空間部分がかなり存在しており中の食品を所定の殺菌処理温度にするまでに相当な時間がかかり、大量処理のためには多くのトレー容器を並べる必要があり装置を大型で高価なものとせざるを得なかった。
【０００６】
本発明は、上記した従来の技術の問題点を除くためになされたものであり、その目的とするところは、短時間の加熱で食品を目的温度にして加熱殺菌処理を行うことにあり、また、加熱殺菌処理に要するエネルギー消費量を少なくすることにあり、また、必要な人員を減らして人件費を押えることにあり、また、食品の種類に応じた温度で加熱殺菌処理を行うことにあり、また、塩分濃度高めたり保存料を添加することなく雑菌の発生や繁殖を防止して食品の保存性を向上することにあり、また、加熱殺菌処理に使う装置を小さくし、装置の価格も低廉とすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その課題を解決するために以下のような構成をとる。請求項１の発明は、食品及び加熱された液体を入れる殺菌槽と、当該殺菌槽の底をなす隔壁の下側に設けられて前記隔壁に設けた通水孔を経て前記殺菌槽内の液体を受け入れる加熱室と、当該加熱室に設けられて前記殺菌槽に供給する液体を加熱する加熱装置と、当該加熱装置により加熱された液体を前記加熱室の出口から導き前記殺菌槽の上部に噴出して撹拌する噴出装置とから構成したことを特徴とする食品の殺菌装置である。また請求項２の発明は、請求項１において、前記殺菌槽内には、内部に食品を並べる受け容器を設置するとともに、当該受け容器内の食品を上から押さえて整列状態に保持する網を着脱自在に設けたことを特徴とするものである。さらに請求項３の発明は、請求項１において、前記発熱体を、前記加熱室の出口と前記隔壁の通水孔との間に配置したことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項１の発明では、食品と加熱した液体を殺菌槽に入れると、食品の温度は液体の温度よりも低いために食品の周囲の温度は低下する。しかし、液体を撹拌すると部分的に低温度になった液体は他の高い温度の液体部分と混ざり合い、食品の周囲に低温度の液体層が形成されることが防止される。したがって、食品の表面は常に高い温度の液体と直接接触しており、液体から食品へ熱が効率よく伝達され、食品を短時間で加熱殺菌処理の所定温度にできる。所定温度まで加熱され雑菌が死滅した食品を容器中に密閉して安全に保存できる。
【０００９】
最初に食品を整列させてから加熱殺菌処理する場合に整列した食品は噴出された液体から圧力を受けて動こうとするが、請求項２の発明では、網で食品を押えることで食品が動いて整列が乱れることを防止できる。したがって、容器に食品を整列させてから加熱殺菌処理をして直ちに容器を密封しても、所定の整列状態にある容器詰めされた食品が得られる。また、網は着脱が自在であるので、殺菌槽の中に整列させた食品を容器ごと容易に出し入れできる。さらに請求項３の発明では、殺菌室から加熱室に流入した液体は発熱体を通過して出口に向かう間に加熱される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、図１ないし図６を参照して本発明の構成を説明する。
強制加熱殺菌装置１の槽５が図示しない基台上に設置されている。図１ないし図３に示すように、槽５は二重壁構造を有する上方が開放したステンレス製の容器であり、二重壁の間には保温材１１が充填されている。
【００１６】
槽５の内側底面からやや上方に平板状の隔壁１６が溶着されており、この隔壁１６より上側が殺菌槽１０、下側が加熱室２０を構成する。隔壁１６には後述の調味液が殺菌槽１０から加熱室２０へ流れる図示しない通水孔が形成されている。
また、ステンレス製の受け容器１２が隔壁１６上にある台座に支えられて殺菌槽１０内に設置されている。受け容器１２は上面が開放している網籠である。受け容器１２内にはステンレス製の網１４が着脱自在に配置されており、必要に応じて網１４が受け容器１２内に入れられた食品を上から押える。
【００１７】
更に、加熱室２０は電熱線を熱源とする発熱体２２を有し、後述する噴出装置３０と管３２ａによってつながっている。発熱体２２は前記通水孔とこの配管への出口との間に位置する。発熱体２２は調味液をおよそ摂氏５０度ないし摂氏９０度まで加熱昇温できる出力を有する。そして、加熱室２０の配管出口近傍に温度センサ２４が設けられている。温度センサ２４は図示しない制御装置を介して発熱体２２とつながっており、前記配管出口から流出する調味液を一定の温度に維持する。
【００１８】
また、槽５の左右側面（正面から見て左右）の上縁沿いにそれぞれ回転軸５２が回転自在に軸支されている。各回転軸５２はその長さが槽５の側面の幅とほぼ同じであり、軸方向中央を境としてそれぞれ逆方向の螺子山が形成されている。図４に示すように各螺子山部分は直方体のガイド５４の下部を螺合し貫通して支承しており、後述する噴出部４４の左右の端部がそれぞれ回転軸５２上でガイド５４の上部を貫通して支承されている。ガイド５４の上方からハンドルを上端に有するボルト６４が螺合して貫通しており、噴出部４４の端部はボルト６４の先端と当たって固定されている。
【００１９】
また、各回転軸５２は一方の端部に取りつけられたプーリ６６ａとベルト６８ａによってつながっている。更に、一方の回転軸５２はプーリ６６ａと重ねて取りつけられたプーリ６６ｂとベルト６８ｂによって槽５の外部に設けられた左右両方向に回転可能なモータ７０とつながっている。すなわち、モータ７０が回転すると各回転軸５２が同時に同方向に回転する構造となっている。各回転軸５２と螺合するそれぞれ２つのガイド５４は回転軸５２の回転に伴って相互に接近し、又は離れる方向へ移動する。
【００２０】
また、槽５の外部にある噴出装置３０は前記管３２ａに連結されたポンプ３４、ポンプ３４の吐出側に連結された管３２ｂ、この管３２ｂの先端に連続する可撓管４０及びこれに更に連続する噴出部４４とから構成されており、ポンプ３４は加熱室２０から吸引した調味液を可撓管４０を経て噴出部４４へ加圧して吐出し循環させる。ポンプ３４の吐出口から伸びる管３２ｂの先端は二方向に分かれてゴム又は合成樹脂製の２本の可撓管４０にそれぞれ連なっている。可撓管４０の先端はそれぞれ回転自在に自在継手４２を介して前記噴出部４４の後端に連なっている。噴出部４４はその先端が閉塞したステンレス製の管であり、長さは槽５の左右方向の幅よりやや長い。図５に示すように、両端を除く噴出部４４は円形断面の管を上下方向から少しつぶして、下側部分に曲率半径が大きくてなだらかに外側に湾曲する下面が形成されている。そして、図６に示すように、前記下面には噴出部４４の内から外へ貫通する多数のノズル４７が開口して形成されている。
【００２１】
本発明は上記のように構成されており、次にその作用について説明する。
まず、モータ７０を駆動して各回転軸５２を一方向に回転させ、各ガイド５４とともに各噴出部４４を回転軸５２の端部まで移動させて、殺菌槽１０の上方を開放する。このとき、図３において実線及び一点鎖線で示すように可撓管４０は噴出部４４の移動に伴って適宜その形状が変形する。
次に、加熱殺菌処理する図示しない漬物を同じく図示しないトレー容器の上に整列させ、トレー容器ごと漬物を受け容器１２内に並べる。殺菌槽１０内の受け容器１２の上方は開放しているので、噴出部４４がこの並べる作業の妨げとはならない。受け容器１２内では漬物が殺菌槽１０の開放した上面に向けてトレー容器上で露出している。
【００２２】
次に、殺菌処理温度よりやや高い温度まで他の装置を用いて別途予熱した調味液を槽５に注ぎ込み、加熱室２０及び殺菌槽１０を調味液で満たし、発熱体２２の電源を投入する。調味液の液位は後述の加熱殺菌処理の実行中に受け容器１２内の漬物の表面がほぼ隠れる程度とすることが望ましい。そして、受け容器１２内の漬物の上に網１４をのせて覆い、漬物の位置と姿勢を安定させる。なお、殺菌処理温度はおよそ摂氏５０度から摂氏９０度の範囲内であり、加熱殺菌処理対象の種類や大きさに応じて適切な温度を選定する。漬物の場合、殺菌処理温度をおよそ摂氏５５度とし、前記制御装置によって調味液を摂氏５０度から６０度の間に維持することが望ましい。
【００２３】
そして、モータ７０を先程とは逆方向に回転させて各噴出部４４を移動する。図２において一点鎖線で示すように、噴出部４４が回転軸５２の端部から４分の１ほど中央寄りの位置まで移動させることが望ましいが、受け容器１２内の漬物の状態によって適宜その位置を変更する。また、ボルト６４をゆるめて噴出部４４の端部の固定を解放し、噴出部４４を軸周りに回転させてノズル４７を受け容器１２内の漬物の方向に向け、再びボルト６４により各噴出部４４の端部を固定する。但し、受け容器１２内の漬物の状態によって適宜ノズル４７の向きを変更する。
【００２４】
以上で、加熱殺菌処理の準備が終了し、加熱殺菌処理に移る。
まず、ポンプ３４を稼動させて調味液の循環を開始する。調味液は加熱室２０からポンプ３４によって吸引、加圧されて可撓管４０を経て噴出部４４のノズル４７から受け容器１２内の漬物に向かって噴出される。
一方の噴出部４４を通る調味液は受け容器１２内のおよそ正面側半分にある漬物に噴出され、他方の噴出部４４を通る調味液は受け容器１２内のおよそ背面側半分にある漬物に噴出される。ノズル４７が形成されている下面はなだらかな湾曲面となっているためにノズル４７の向きは広角に広がっており、調味液は噴出部４４の両側に広がって噴出する。ノズル４７から噴出される調味液はポンプ３４で加圧されているので漬物に勢い良く当たるが、漬物は網１４で押えられているので調味液の圧力がトレー容器上の漬物の整列状態を乱すことはない。噴出されて漬物表面と接触した調味液は熱を漬物に伝達して漬物の温度を上昇させ、自身は熱を失って温度が低下する。同時にトレー容器も調味液から熱を得て温度が上昇する。温度が低下した調味液は後から連続して噴出される高温の調味液によって殺菌槽１０の底へ押し流され漬物の周囲に留まらない。したがって、漬物は常に高温の調味液と接触し熱を伝達される。殺菌槽１０の底に流れた調味液は、加熱室２０内の調味液がポンプ３４で吸引されるのに伴って加熱室２０へ前記通水孔から流れ込む。
【００２５】
加熱室２０内に流入した調味液は温度が少し低下しているが発熱体２２によって昇温される。発熱体２２は加熱室２０の配管出口と通水孔の間に位置するので、加熱室２０に流入した調味液は発熱体２２の近傍を通過して加熱されてからポンプ３４へ流出する。温度センサ２４がこの流出する調味液の温度を計測しており、温度センサ２４の測定結果は前記制御装置へ送られて発熱体２２の出力が調整され、加熱室２０から流出する調味液の温度は常に摂氏５０度から６０度の間に維持される。このように調味液を加熱して強制加熱殺菌装置１内を循環させて漬物を所定温度まで昇温させて漬物の加熱殺菌処理がなされる。
【００２６】
漬物全体が殺菌処理温度に達したならば、ポンプ３４を止め、噴出部４４を回転軸５２の端部の上まで移動させて受け容器１２の上方を開放し、網１４を漬物の上から除去し、受け容器１２からトレー容器ごと漬物を取り出し、トレー容器を蓋で密封する。
なお、受け容器１２からトレー容器と漬物を取り出してトレー容器を蓋で密封するまでの間に、大気中の浮遊菌が漬物やトレー容器を汚染するおそれがある場合には、密封後に漬物をトレー容器ごと熱水中に維持し、およそ摂氏５５度の殺菌処理温度まで加熱して二次的殺菌処理を行う。トレー容器内の漬物は殺菌槽１０内での加熱殺菌処理された直後なのでほぼ殺菌処理温度に近い温度となっており、熱水中での加熱を短時間行えばトレー容器と漬物は再び殺菌処理温度に達して二次的殺菌処理は完了する。一般に容器詰めされた漬物についてはおよそ５分間熱水中で二次的殺菌処理すれば足りる。
【００２７】
次に、発明者が本発明に係る強制加熱殺菌方法を用いて漬物（浅漬け）の加熱殺菌処理をした試験結果を示す。試験では漬物の中心部分が殺菌処理温度に達するまでの時間及び加熱殺菌処理した漬物が保存に耐えられる期間を調べた。
加熱殺菌処理する漬物には野沢菜漬けにした一口大の野沢菜、白菜漬けにした一口大の白菜及びぬか漬けにして一口大の拍子切りにした胡瓜を用い、調味液は主に水、酒、味醂、水飴、塩、及び砂糖より調製し、野沢菜と白菜に使用する調味液については白だし醤油を加えた。加熱前の漬物は室温（摂氏１５度）とし、殺菌処理温度は摂氏５５度とし、調味液の予熱温度は摂氏６０度とし、処理中の調味液の温度は摂氏５５度に維持した。
【００２８】
試験の結果、漬物の中心部分の温度が摂氏５５度に達するまでの所要時間は、野沢菜において３０秒ないし４０秒、白菜において１分１０秒、胡瓜において１分ないし１分１０秒であった。中心部分の温度が摂氏５５度に達した後に漬物を容器に詰めて密封し、更に、摂氏５５度で５分間の二次的殺菌処理を行い室温で放置した。
放置期間を１月間から１２月間まで１月単位で分けて処理した漬物をそれぞれ試食したところ、１２月間放置した後であっても漬物にかびの発生や変質はなく味覚において劣ることなく食用に供することができることを確認した。
なお、本実施の形態においては漬物を加熱殺菌処理することとしたが、他の食品について加熱殺菌処理できることは勿論である。たとえば、生野菜、加工された野菜、生果実、加工された果実、惣菜、水産品などを処理することができる。
【００２９】
また、加熱殺菌処理する食品をトレー容器に整列させた漬物としたが、漬物だけを受け容器１２内に入れて加熱殺菌処理した後に漬物を容器詰めすることが可能であることも勿論である。但し、漬物をトレー容器上に整列させずに漬物だけを受け容器１２内に入れる場合には漬物を網１４で押える必要はない。
更に、受け容器１２が網籠であるとしたが、多孔を有する板で受け容器１２を形成することも可能である。
【００３０】
また、発熱体２２は電熱線を熱源としたが、スチームや熱水を熱源とすることも可能である。
また、調味液の液位は加熱殺菌処理の実行中に受け容器１２内の漬物の表面がほぼ隠れる程度とすることが望ましいとしたが、受け容器１２内の漬物の表面が調味液の液面より上に表れていてもよい。
また、漬物の場合、殺菌処理温度をおよそ摂氏５５度とし、調味液を摂氏５０度から６０度の間に維持することが望ましいとしたが、漬物や容器の大きさと種類によってこれらの温度を適宜選定することができることは勿論である。特に、摂氏６５度よりも高い温度で加熱すると変質などを生じ易い食品については、摂氏５０度から６５度の間の温度域で温度を適宜選定することができる。
【００３１】
また、二次的殺菌のための加熱処理の時間はおよそ５分間で足りるとしたが、この時間は漬物や容器の大きさと種類によって一定ではなく、５分間に限定されるものではない。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、上記のような食品の殺菌装置であるので、以下のような効果がある。短時間の加熱で食品を目的温度にして加熱殺菌処理を行うことができる。また、短時間で加熱殺菌処理できるので、エネルギー消費量を少なくし、作業人員を減らして人件費を押えることができる。また、食品の種類に応じた温度で加熱殺菌処理を行うことができ、塩分濃度高めたり保存料を添加することなく雑菌の発生や繁殖を防止して食品の保存性を向上することができる。
【００３３】
また、液体を循環させて食品を加熱し、食品を加熱した後の液体に残存する熱を廃棄しないので、エネルギー消費量をより少なくし、必要な人員をより減らして人件費を押えることができる。
また、殺菌槽内の受け容器と網によって、噴出装置からの液体によっても食品の整列が乱れるのを防止できる効果があるし、殺菌室から加熱室に流入した液体は発熱体を通過して出口に向かう間に加熱されるから有効に加熱される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る強制加熱殺菌装置の正面図である。
【図２】強制加熱殺菌装置の上面図である。
【図３】強制加熱殺菌装置の右側面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線縦断面部分図である。
【図５】噴出部の縦断面図である。
【図６】噴出部の下面図である。
【符号の説明】
１ 強制加熱殺菌装置
５ 槽
１０ 殺菌槽
１１ 保温材
１２ 受け容器
１４ 網
１６ 隔壁
２０ 加熱室
２２ 発熱体
２４ 温度センサ
３０ 噴出装置
３２ 管
３４ ポンプ
４０ 可撓管
４２ 自在継手
４４ 噴出部
４７ ノズル
５２ 回転軸
６２ ガイド
６４ ボルト
６６ プーリ
６８ ベルト
７０ モータ

Claims (3)

1. 食品及び加熱された液体を入れる殺菌槽と、当該殺菌槽の底をなす隔壁の下側に設けられて前記隔壁に設けた通水孔を経て前記殺菌槽内の液体を受け入れる加熱室と、当該加熱室に設けられて前記殺菌槽に供給する液体を加熱する加熱装置と、当該加熱装置により加熱された液体を前記加熱室の出口から導き前記殺菌槽の上部に噴出して撹拌する噴出装置とから構成したことを特徴とする食品の殺菌装置。
2. 前記殺菌槽内には、内部に食品を並べる受け容器を設置するとともに、当該受け容器内の食品を上から押さえて整列状態に保持する網を着脱自在に設けたことを特徴とする請求項１に記載の食品の殺菌装置。
3. 前記発熱体を、前記加熱室の出口と前記隔壁の通水孔との間に配置したことを特徴とする請求項１に記載の食品の殺菌装置。

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