JP4257262B2 - 連続式常圧高温殺菌装置 - Google Patents

Description

本発明は、野菜、惣菜、漬物その他の食品を常圧、高温度で加熱殺菌する方法および加熱装置に関する。

従来、食品若しくは加工食品の殺菌は、殺菌作用を有する物質を利用するという、いわゆる化学的方法が用いられていたが、該薬の残留が問題であり使用を制約されているのが現状である。これに対して、殺菌の物理的方法としては高温高圧殺菌法や冷熱殺菌法がある。加工食品を対象としての完全無菌状態にするためには２００℃以上の加熱が必要とされる場合があるが、この加熱温度においては加工食品中の栄養素が破壊されること、および、その食品の風味を劣化させることになり、これを避けるために１１０〜１２０℃、あるいは１００℃以下の加熱で処理されているのが現状で、これによると長時間を要するのみならず、食品の風味を劣化させることに変わりはなかった。また、化学的、物理的手段の併用、すなわち、過酸化水素と加熱，過酸化水素・オゾンと紫外線、ホルマリンと蒸気などを組合せる方法がとられているが、化学的方法と同様に残留薬品類や風味に問題を残すものであった。

前記の高温加熱の殺菌法において、食料品の中心までが所定の温度に達するまでに数十分以上の長い時間が必要であることから、食品と加熱した液体を殺菌層の中で撹拌することによって、食品を所定温度まで加熱するという処理方法が開示されている。その請求項３においては食品を漬物として前記液体を調味料液とした簡便手法をあげている。また、レトルト食品に関し、１１０℃以上の過熱水蒸気を噴射しているトンネル内に食品を通過させることにより耐熱容器内の食品の加工および殺菌を行う方法も示めされている。
特開２００３−１８０３１３号公報 特開２００４−０４１０９８号公報

前記過熱水蒸気を利用した食品の加工および殺菌方法における殺菌装置は、複数の噴射ノズルを取り付けたパイプからなるノズルヘッダーを被処理物の通路の上下に設けた構造になり、被処理物は包装、被覆された状態で殺菌されるものである。このような包装資材の介在によって過熱水蒸気は被処理物に直接当接することがないので殺菌処理温度までの上昇には相当の時間を要し、その間に食材自体の温度上昇が生じるのみならず、包装材の破裂の危険性もあり、十分な殺菌がなし得るのかに若干の疑問が生じるものであった。また、被処理物の上下方向にのみ過熱水蒸気が接触することになり被処理物に温度むらを生じる可能性もあった。

従来の水蒸気殺菌方法においては、信頼性、風味の劣化などに問題があったことに鑑み、本発明は、過熱水蒸気を分配するジャケットの構造を改良し、被処理物に直接過熱水蒸気を噴射するものとし、さらに、この過熱水蒸気の効率的な温度上昇と保持を図ることによって処理時間の極端な短縮化を実現したものである。

本発明は、上記の課題を解決するために以下のような構成とした。すなわち、請求項１の発明は、二重管になる横断面長方状ジャケットの内筒に多数の蒸気噴出孔を設け、ボイラーおよび誘導加熱装置により生成した常圧において１２０℃以上の過熱水蒸気を前記ジャケット管の内筒と外筒との間に導入し、前記蒸気噴出孔より噴射させることにより、該ジャケットの内径内を移行するコンベヤーベルト上に載置された食品または加工食品（以下、被処理物と称す）に接触させて殺菌、熱処理する構成とした。

この発明においては、対象とする被処理物を何らの被覆包装をすることなく直接に装置内に導入し、これに過熱水蒸気を噴射、当接させて瞬時に殺菌の効果を得るものであり、これによって、食品の風味を損なうことをなくした。

請求項２の発明は、被処理物を殺菌、熱処理するための過熱水蒸気の生成装置に関して、自己発熱体としての電気的性質、耐熱衝撃性能、赤外線放射率に優れ、被加工性に優れた材質からなる抵抗発熱体をコアとした誘導加熱装置を該連続式常圧高温殺菌装置に組み込むことによって省エネルギーを図った。なお、この材質としてカーボン、グラファイト、炭化珪素を選定した。

さらに、請求項３の発明は、過熱水蒸気による殺菌、加熱処理方法において、請求項１、または請求項２記載の生成手段でつくられた過熱水蒸気を処理装置内に定量滞留させて被処理加工食品に該過熱水蒸気を均等に接触せしめ、或いは、該過熱水蒸気を排気することができる熱処理手段を講じ、さらにこの装置内を被処理物が連続的に移動、通過する搬送手段を備えた構成としたもので、殺菌、加熱処理の安定化、量産化を図った。

請求項４の発明は、その内径面に多数の蒸気噴出孔を開口した二重筒になる横断面長方状ジャケットの外周面に、さらには蒸気用パイプの外周面に加熱ヒーターを装着した構成として過熱水蒸気の最適温度保持を確実なものにした。

請求項５の発明は、加工食品等の通過する二重管になる長方状ジャケット管の両端部に、緩衝シール材を多層に垂下した構成として、ジャケット管内が被処理物の出入によって外気温の影響を受けることを防止した。

被処理物としての加工食品等に対し、殺菌作用を有する化学物質をもって行う殺菌処理は味覚上、健康上など要請から種々の制約があることは前記の通りである。これに対して、本発明の殺菌装置は、誘導加熱装置の発熱体として電気的性質、耐熱衝撃性能、赤外線放射率に優れ、かつ、被加工性に優れた材料、例えばカーボン、グラファイトまたは炭化珪素を使用することによって、高圧容器を必要とすることなく水蒸気から常圧の過熱水蒸気を効率よく生成できることから、大気圧の下で被処理物に対して加熱殺菌処理を可能にしたものであり、しかも、加熱されたカーボンからなる誘導発熱体の貫通細孔を通過した水蒸気が被処理物の殺菌に非常に有効であることが実験により確認できた。

本発明に係る殺菌処理装置において、被処理食料品を何らの包装をすることなく直接に過熱水蒸気を接触させることとしたことにより、加熱殺菌のための所要時間が極めて短く、したがって、被加工物に熱的なダメージを与えることがなくなった。また、連続的な処理を可能としたことから殺菌工程の迅速化と省エネルギー化が図られる。

長方状ジャケット、または該長方状ジャケットと蒸気用パイプの外周面に保温ヒーターを装着したことにより、過熱水蒸気の最適温度保持が容易になり、被加工物に熱的なダメージを与えることなく確実な殺菌効果を得るものになった。

本発明の実施のための最良の形態について図１を参照して説明する。本発明の連続式常圧高温殺菌処理装置１には、二重管になる横断面長方状ジャケット２が図示しない機台上に水平方向に装着せられ、そのジャケット２の内筒３には上下面及び側面に多数の蒸気噴出孔３ａ，３ａ・・が分散して開口せられ、外筒４には図示していないコントローラーを介した保温用電気ヒーター５が巻きつけられると共に、その外周面の適宜位置に過熱水蒸気導入口４ａ，４ａが形成せられている。この過熱水蒸気導入口４ａにはバルブ６，６および誘導加熱装置７を介し、ボイラー８にまで接続される蒸気通路用パイプ９が配管されている。前記の横断面長方状ジャケット２において、その短辺側は円弧状に形成しても良いことは勿論である。

また、前記ジャケット２の両端には下記のコンベヤーベルト１１およびその上に載置される被処理物Ｗが通過するに十分なスペースを有する出入ゲート１６，１６を形成すると共に、該ジャケット２の内筒３と外筒４の両端面を閉塞し、かつ、該ジャケット２全体を覆い尽くす外部被覆体１０が一体に形成されている。さらに、この外部被覆体１０の上方の両端など適宜の位置に蒸気排出口１２、１２が形成されており、この排出口１２に接続された配管パイプ１３は吸引フアン１４および蒸気の冷却液化装置１５を介して大気中に開放することによって、該ジャケット２の内径内に噴射された過熱水蒸気を放出するという排気手段を構成している。

前記のジャケット２に囲われた内径内を連続移行するコンベヤーベルト１１は過熱水蒸気が通過し易いように網状などにより形成されたもので、プーリー１７、１７に係合せられ、該プーリー１７は図示していない速度制御装置を付設した駆動装置により回動する。このコンベヤーベルト１１が出入りするジャケット２の両端、すなわち、前記の出入ゲート１６，１６部分には例えばゴムや軟質または半硬質のプラスチックシートなどの柔軟シート材が短冊状に切り裂かれ、暖簾状とした緩衝シール材１６ａ，１６ａがコンベヤーベルトの移送方向に対し直角方向に幾重にも垂下されている。

本発明の連続式常圧高温殺菌処理装置１は以上の構成になり、ボイラー８で生成した水蒸気は蒸気用パイプ９を経て誘導加熱装置７に至り、ここでさらに加熱されて過熱水蒸気になり、これが蒸気用パイプ９を経てジャケット２内に導入される。このジャケット２、またはこのジャケット２と前記の蒸気用パイプ９には被処理物Ｗの殺菌処理に適した温度にまで予め加熱し、或いは処理操作中の最適温度維持のためにヒーター５が巻きつけられている。したがって、前記でジャケット２に導入された蒸気は温度低下することなく内筒３表面に開口する蒸気噴出孔３ａからジャケット２の内径内に均等に噴射され、被処理物に均等に当接し、殺菌処理することになる。

本装置１において、コンベヤーベルト１１に載せられた被処理物Ｗは緩衝シール材１６ａに接触しながらジャケット２内に入る。このとき、前記の緩衝シール材１６ａはその下端を被処理物Ｗに接触しながらその進行方向に傾斜する。したがって、被処理物Ｗと緩衝シール材１６ａとの間に大きな間隙を形成することなく通過することになり、ジャケット２内と外気の接触はほぼ遮断され、ジャケット２内の温度低下が阻止される。次いで、ジャケット２内で過熱水蒸気のシャワーを浴びた被処理物Ｗが出口に至り、再び、緩衝シール材１６ａに接触しながら装置外に移動することになるが、前記と同様にジャケット２内と外気との遮断がなされる。

本発明連続式常圧高温殺菌処理装置の一実施例についてその特徴部分を説明する。すなわち、装置１に組み込まれた誘導加熱装置７は電源２１と誘導加熱部２２からなるもので、その誘導加熱部２２のコアとなる発熱体２３に関して、電気的には誘導加熱による自己発熱性に優れ、耐熱衝撃性があり、赤外線放射率に優れた材料を選択したものである。この実施例においては、図４に示すように円柱体で中心軸と平行方向に多数の貫通細孔２３ａ（この実施例では直径６０ｍｍ×長さ２００ｍｍの円柱体に５ｍｍの孔を１５本とした。）を開口させた発熱体２３をカーボンで作製した。この発熱体２３を非磁性体からなるパイプ２５中に挿通し、かつ、その非磁性体パイプ２５には電源２１に接続されたワークコイル２４が巻き付けられている。そして、前記の非磁性体パイプ２５の一端には蒸気用パイプ９を介してボイラー８に接続され、他端は同様に蒸気用パイプ９によってジャケット２に接続されている。したがって、ボイラー８からの水蒸気Ｓはこの発熱体２３の貫通細孔２３ａを通過するときに１２０℃以上に加熱され、いわゆる過熱水蒸気ＳＳになってジャケット２に導入され、その蒸気噴出孔３ａから噴出することになっている。

このカーボンを使用した発熱体２３からなる誘導加熱装置７は、他の鋼材（例えば、鉄、ステンレス等）を使用した誘導加熱装置よりも遥かに昇温時間が短縮されて、高温度が得られる。また、前記貫通細孔２３ａの内面からの伝熱と遠赤外線放射熱により、該貫通細孔を通過する水蒸気は効率よく加熱され過熱水蒸気ＳＳになる（表１参照）。

この過熱水蒸気が噴射される被処理物Ｗは、無包装状態でコンベヤに載せられ移動することになる。これにより、過熱水蒸気は被処理物Ｗに直接に噴射され、これに触れた菌は瞬時に死滅することになる。これによって、被処理物の殺菌処理に要する時間は極めて短縮される。被処理物のボリュームによってコンベヤの回動速度を調節することにより過熱水蒸気との接触時間を適正に維持することができ品質、風味を害することはない。また、カーボンを使用した発熱体２３からなる誘導加熱装置７は長期の使用においてもその貫通細孔２３ａに発錆がなく、したがって、ここを通過する過熱水蒸気は清潔であり、直接噴射される被処理物を汚染する懸念は全くない。

なお、前記ジャケット２はその外周に装着されたヒーター５により、被処理物Ｗに対する最適殺菌処理温度の１００％〜１２０％に維持することを可能にしたので、本殺菌処理装置の長時間連続運転における外気温度の変動などのマイナス要因があっても被処理物Ｗに噴射される過熱水蒸気の温度変化が生じることがなくなり安定した殺菌処理ができるものとなった。

実施例の２は、前記の誘導加熱部７のコアとしての発熱体２３にグラファイトを使用したもので、その形状は前記同様多数の貫通細孔２３ａを有する円柱状とした。

実施例の３は、前記の誘導加熱部７のコアとしての発熱体２３に炭化珪素（ＳｉＣ）を使用したもので、その形状は前記同様多数の貫通細孔２３ａを有する円柱状とした。

上記のグラファイト製、または炭化珪素製の発熱体２３においても、前記のカーボンによる発熱体とほぼ同様の効果が得られた。また、発熱体２３において多数の蒸気用貫通細孔２３ａを円筒の中心より放射状に、かつ、ほぼ均等に分散させて開口したことにより過熱水蒸気の温度ムラがなくなり、殺菌の信頼性が向上した。

このようなカーボン、グラファイト、炭化珪素および鉄、ステンレスを材料として同一形状の発熱体（直径６０ｍｍ×長さ２００ｍｍの円柱体に５ｍｍの貫通孔１５本を設けたもの）について、その性能を調べたのが表１である。この表から、実施例に使用した材料が鉄、ステンレスに比べて熱放射性能、省エネルギーに優れていることが明らかである。

本連続式常圧高温殺菌装置においては、被処理物に直接過熱水蒸気を噴射して殺菌処理を行なうもので、過熱水蒸気に接した菌は瞬時に死滅する。したがって、食材の温度を殆ど上昇させることがないので、加工食品はもとより新鮮野菜の殺菌処理に適用しても、その鮮度、味覚の保持が可能である。なお、販売のための包装は、この殺菌処理の後に行なえばよいことは勿論で、鶏卵、魚介類等、各種食料品に利用が可能である。

図１は、本発明に係る連続式常圧高温殺菌処理装置の構成図である。 図２は、ジャケット部の縦断面図である。 図３は、誘導加熱装置の断面図である。 図４は、図３における発熱体の断面図である。

符号の説明

１ 連続式常圧高温殺菌処理装置
２ ジャケット
３ 内筒
３ａ 蒸気噴出孔
４ 外筒
４ａ 過熱水蒸気導入口
５ 保温ヒーター
６ バルブ
７ 誘導加熱装置
８ ボイラー
９ 蒸気用パイプ
１０ 外部被覆体
１１ コンベヤーベルト
１２ 蒸気の排出口
１３ パイプ
１４ 吸引フアン
１５ 冷却液化装置
１６ 出入ゲート
１６ａ 緩衝シール材
１７ プーリー
２１ 電源２１
２２ 誘導加熱部
２３ コア部発熱体
２３ａ 貫通細孔
２４ ワークコイル
２５ 非磁性体パイプ

Claims (5)

1. 二重管になる長方状ジャケットの内筒（３）の上下面および側面の全周面にわたって多数の蒸気噴出孔をほぼ均等間隔に開口し、ボイラーおよび加熱装置により生成した常圧において１２０℃以上の過熱水蒸気を前記長方状ジャケット管の内筒と外筒との間に導入し、前記蒸気噴出孔より噴射させることにより、該長方状ジャケットの内径内を移行するコンベヤーベルトに載置された被処理物に該水蒸気を接触させて殺菌、熱処理することを特徴とする連続式常圧高温殺菌装置。
2. 被処理物を殺菌、熱処理するための過熱水蒸気の生成装置が、自己発熱体としての電気的性質、耐熱衝撃性能、赤外線放射率に優れ、被加工性に優れた材質からなる抵抗発熱体を誘導加熱する構成を含むことに特徴を有する請求項１記載の連続式常圧高温殺菌装置。
3. 請求項１記載の過熱水蒸気による食品および加工食品の殺菌、加熱処理装置において、請求項２記載の生成手段でつくられた過熱水蒸気を定量滞留、均等接触、排気することができる熱処理手段と、加工食品を該処理手段内に通過させる搬送手段を備えた請求項１記載の加工食品の連続式常圧高温殺菌装置。
4. その内径面に多数の蒸気噴出孔を開口した二重筒になる長方状ジャケットに、または、さらに蒸気用パイプの外周面に、加熱ヒーターを装着して該部を被処理物に適応すべき最適殺菌温度の１００〜１２０％の温度に保持することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加工食品の連続式常圧高温殺菌装置。
5. 加工食品の通過する二重管になる長方状ジャケット管の両端部に、緩衝シール材を多層に垂下して管内の過熱水蒸気の漏出を遮断したことを特徴とする請求項２および請求項３記載の加工食品の連続式常圧高温殺菌装置。

Images