JP4412561B2

JP4412561B2 - 自己診断システム付きレトルト殺菌装置

Info

Publication number: JP4412561B2
Application number: JP2006348020A
Authority: JP
Inventors: 昭仁足立; 敬三酒井; 恵今村
Original assignee: Hisaka Works Ltd
Current assignee: Hisaka Works Ltd
Priority date: 2006-12-25
Filing date: 2006-12-25
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2018-06-08
Also published as: JP2007160121A

Description

本発明は、レトルト食品や医薬品等を加圧下又は常圧下で調理殺菌および滅菌する際に使用されるレトルト殺菌装置に関するもので、自己診断機能を具備させたものである。

従来、装置が正常であるかどうかを確認するため生産開始前に、製品を入れないで無負荷運転を行い、装置が正常に動作しているかどうかを記録紙上で正常運転と比較し、不具合がないかどうかを確認していた。

しかし、従来の上記点検方法は、あくまでも無負荷運転であることで、生産時の負荷にした場合のユーティリティの供給能力のチェックや、加熱や冷却能力を決定する熱交換器の能力を確認することができない。

また、作業者が記録紙上で確認するため、正常時との細かい差異が確認できず、処理槽の缶体漏れ、バルブやポンプの動作不良、調節計やセンサー類の電気機器などの不具合の兆候を見逃し、バルブやポンプの動作不良や処理槽へのユーティリティの供給能力不良、調節計やセンサー類の不良などによる殺菌不良や製品不良が発生する。

近時、レトルト殺菌装置が正常に機能と性能を発揮するための管理は、ＧＭＰ（ＧｏｏｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＰｒａｃｔｉｃｅ）として実施され、ＧＭＰはＨＡＣＣＰ（危険度分析による衛生管理）の前提となる。管理基準が明確で、管理方法が具体的なレトルト殺菌装置は、過不足のない合理的なＧＭＰとＨＡＣＣＰの実施を実現する。

本発明は、機能と性能の正常な状態を、過剰な計測システム、管理システムを導入せずに簡単に確認できる診断による自己管理機能を付加することによりＨＡＣＣＰの実施を確実かつ容易にすることができる自己診断システム付きレトルト殺菌装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明は、被処理物を装填する処理槽と、処理槽へ給水する手段と、処理槽へ処理流体を循環供給する循環ポンプと、循環ポンプで供給する処理流体を加熱・冷却する熱交換器と、熱交換器に蒸気と冷却水を切替え供給する手段と、処理槽へ加圧空気を導入する手段と、処理槽から排気する手段と、処理槽から処理流体を排出する手段とを含み、被処理物に適応した温度、圧力、時間の基準処理条件（以下、基準レサイプと称する。）により設定された通常運転プログラムにより前記各手段を自動制御して被処理物を加圧下又は常圧下で処理流体により昇温昇圧して所定時間、所定温度で加熱調理、殺菌・滅菌処理し、その後、所定温度、所定圧力まで降温、降圧して取出すようになしたレトルト殺菌装置において、予め設定した自己診断モードを実行して装置全体の状態を点検し、不良箇所があれば、その箇所を特定し、表示させるための自己診断システムを具備させ、自己診断モードで点検する項目は、少なくとも（１）バルブ、ポンプの動作状態が正常であること、（２）バルブや熱交換器に漏れがないこと、（３）熱交換器の伝熱能力が正常であること、（４）ユーティリティ供給能力が十分であること、（５）サイレンサーに詰まりがないことを含み、これらの正常状態を自己診断運転中に実測値と基準値とに基いて照合比較し、また、運転終了時に総熱履歴を基準熱履歴と照合比較して自動的に確認し、照合結果における差が許容値を越えていれば、該当不良箇所を特定し、表示するものである。

上記自己診断モードは、昇温プログラム、降温プログラム、昇圧プログラム、降圧プログラムで構成されており、これらのプログラムの実行中、処理槽内の温度と圧力とを実測し、基準値と比較して自己診断させたものである。

また、本発明は、上記自己診断モードにおける温度の実測値からＦ値（温度と時間の関数で表される殺菌評価積算値）を演算して当該被処理物の基準レサイプの加熱温度付近での殺菌・滅菌条件を自己診断する項目を具備させたものである。

以上のように、本発明は、上記構成としたことにより、生産開始前に自己診断モードを実行すれば、自動的に各構成部品の不具合の兆候や動作不良を基準値と比較し、その結果に差異がなければ、装置が正常であると確認できるため、各構成部品の不具合による殺菌不良や製品不良を未然に防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を図に基いて説明する。図１は本発明が対象とするレトルト殺菌装置の全体のフローシートで、処理流体として水を使用し、この水を加熱・冷却して被処理物を加熱調理、殺菌・滅菌処理及び冷却する熱水スプレー方式のレトルト殺菌装置の場合を例示している。

図１において、１は被処理物の処理槽、２は処理槽１へ処理流体である水を循環供給する循環ポンプ、３は循環ポンプ２で供給する水を加熱・冷却する熱交換器、４は熱交換器３への蒸気供給手段、５は熱交換器３への冷却水供給手段、６は処理槽１への加圧空気導入手段、７は処理槽１からの排気手段、８は処理槽１からの排液手段を示している。

処理槽１は、耐熱・耐圧容器で構成され、被処理物を載置する複数段の棚を備え、各棚に載置された被処理物に熱水又は冷水を噴射するスプレーノズル１ａを各棚毎に多数設置してあり、一端には開閉可能な蓋１ｂが取付けられ、この蓋１ｂは、処理槽１の閉鎖時、パッキングにより気密にシールする構成とされている。

循環ポンプ２は、最初、給水手段９の給水経路９ａを経由して供給された水を熱交換器３を通して供給経路２ａから処理槽１のスプレーノズル１ａに供給し、処理槽１の底部に溜まった水を引き出し経路２ｂを経由して引き出して再び熱交換器３を通して処理槽１のスプレーノズル１ａに循環供給するものである。供給経路２ａには、仕切弁２ｃが設置してある。また、給水経路９ａには給水弁９ｂが設置してある。

熱交換器３は、蒸気供給手段４又は冷却水供給手段５により供給される蒸気又は冷却水により、循環ポンプ２で供給する水を加熱・冷却するためのものである。

蒸気供給手段４は、ボイラーから蒸気供給経路４ａを通して熱交換器３に蒸気を供給し、水と熱交換させた後、廃蒸気経路４ｂから排液手段８の排液経路８ａを経由して排出される。蒸気供給経路４ａには、供給量を調節する温調蒸気弁４ｃが設置してある。また、廃蒸気経路４ｂには、スチームトラップ弁４ｄ及びスチームトラップ４ｅが設置してある。

冷却水供給手段５は、クーリングタワーから冷却水供給経路５ａを通して熱交換器３に冷却水を供給し、水と熱交換させた後、クーリングタワーへの戻し経路５ｂへ排出される。この戻し経路５ｂにはクーリングタワーへの送水ポンプが設置されている。冷却水供給経路５ａには供給量を調節する温調冷却弁５ｃが設置してあり、また、戻し経路５ｂには冷却水出口弁５ｄが設置してある。さらに、冷却水供給経路５ａと戻し経路５ｂとの間には、余剰の冷却水を戻すバイパス経路５ｅが接続してあり、途中に冷却水バイパス弁５ｆが設置してある。

加圧空気導入手段６は、コンプレッサーから加圧空気導入経路６ａを通して処理槽１に加圧空気を導入するためのもので、加圧空気導入経路６ａには、処理槽１の加圧時、開放し、それ以外では閉鎖する加圧弁６ｂが設置してある。

排気手段７は、処理槽１の加圧を解除する場合に使用されるもので、空気抜き弁７ａとサイレンサー７ｂを設置した排気経路７ｃからなる。

排液手段８は、処理槽１内の底部に溜まった液を排液経路８ａから排出するためのもので、排液時に開放される排液弁８ｂが設置してある。

なお、図１において、９ｃは、給水手段９から分岐した循環ポンプ２を冷却するメカ冷却水経路で、メカ冷却水弁９ｄが設置してある。また、１０は、処理槽１の蓋１ｂの気密性を確保する手段であって、真空エジェクター１０ａ及び蓋パッキング締付弁１０ｂが設置してある。さらに、１１は大気開放弁、１２は処理槽１の底部に溜まる液量を表示する液面計、１３は処理槽１内の液面検出器、１４は処理槽１内の温度検出器、１５は処理槽１内の圧力検出器を示している。

図２は本発明の要部構成を示す説明図であって、１６は温度圧力調節計、１７はシーケンサー、１８は表示器を示し、温度圧力調節計１６は、シーケンサー１７から指令される通常運転プログラム並びに自己診断モードでのプログラムに従って、加圧空気導入手段６の加圧弁６ｂ及び排気手段７の空気抜き弁７ａを開閉制御し、かつ、蒸気供給手段４の温調蒸気弁４ｃ及び冷却水供給手段５の温調冷却弁５ｃの供給量を制御するものである。

また、シーケンサー１７は、通常運転プログラム並びに自己診断モードでのプログラムを設定記憶させるもので、通常運転プログラムは、被処理物に適した基準レサイプにより設定されるものである。自己診断モードでのプログラムには、図３に示すような昇温プログラムＴａ、降温プログラムＴｂ、昇圧プログラムＰａ、降圧プログラムＰｂが含まれ、これらは、予め、マニュアル設定してもよく、また、装置が正常な状態である時に、自己診断モードの基準データ登録運転を実行させ、正常な時の処理槽１内の「温度」「圧力」「時間」を一定の時間間隔（例えば１０秒おきに）で自動的にサンプリングさせてシーケンサー１７に記憶させて設定してもよい。

上記シーケンサー１７は、処理槽１の温度、圧力について、処理槽１内の温度検出器１４と圧力検出器１５とから検出送信されたデータを受信してこれを時間とともに記憶し、自己診断モードでの運転時、前記設定データ又は前記基準データと実測値を照合し、許容範囲を超えた差異があれば、表示器１８に異常箇所とともに異常を表示させるものである。

また、温度圧力調節計１６は、処理槽１内の温度検出器１４と圧力検出器１５とから検出送信されたデータを受信し、プログラムのフィードバック制御を確保するとともに、演算手段１６ａにより、温度からＦ値を演算し、シーケンサー１７に送信する機能を具備している。一方、シーケンサー１７は、予め設定され、又は、自己診断モードの基準データ登録運転で得られたＦ値を記憶し、これと自己診断時での実測Ｆ値を比較照合し、許容範囲を超える差異があれば、表示器１８に異常を表示させるものである。

次に、本発明装置における自己診断システムについて図３を参照しつつ説明する。本発明の自己診断システムは、次の第１工程〜第９工程からなる。

第１工程：
加圧ラインチェックを行う。チェック項目は、圧力系統確認、昇圧能力確認であり、基準時間と比較して行う。具体的には、加圧空気導入経路６ａの加圧弁６ｂの開閉動作が正常であること、所定圧力の加圧空気が供給されていることを圧力検出器１５の実測値から確認することである。

第２工程：
漏れ確認を行う。処理槽１の気密性確認、熱交換器３並びに加圧空気導入経路６ａ、排気経路７ｃ、排液経路８ａ、給水経路９ａの漏れを圧力検出器１５の実測値から確認を行う。

第３工程：
排気ラインチェックを行う。チェック項目は、排気能力確認であって、排気経路７ｃの空気抜き弁７ａの開閉動作が正常であるかどうか及びサイレンサー７ｂに詰まりがないかどうか及び、大気開放弁１１の開閉動作が正常であるかどうかを圧力検出器１５の実測値と基準データとの比較により確認する。

第４工程：
給水ラインチェックを行う。処理槽１の液面検出器１３の液位ＬレベルがＯＮであることを確認し、給水経路９ａから給水を行い、液位レベルＭがＯＮになるまでの時間を基準時間と比較して正常であるかどうか、即ち、給水経路９ａ及び給水能力が正常であるかどうかを確認する。

第５工程：
第６工程の昇温能力を確認するために、予め、処理槽１の予備加熱と初期温度を揃えることを目的として、予備加熱を行う。循環ポンプ２、熱交換器３及び蒸気供給経路４ａが正常であるかどうかを温度検出器１４の実測値と基準値を比較することで確認する。

第６工程：
昇温、昇圧チェックを行う。循環ポンプ２、熱交換器３、加圧空気導入経路６ａ及び蒸気供給経路４ａが正常であるかどうかを温度検出器１４及び圧力検出器１５の実測値と基準値を比較することで確認する。

第７工程：
定温、定圧チェックを行う。被処理物の基準レサイプに対応した温度と圧力にアップして循環ポンプ２、熱交換器３、加圧空気導入経路６ａ及び蒸気供給経路４ａが正常であるかどうかを温度検出器１４及び圧力検出器１５の実測値と基準値を比較することで確認する。

第８工程：
降温、降圧チェックを行う。循環ポンプ２、熱交換器３、冷却水供給経路５ａが正常であるかどうかを温度検出器１４及び圧力検出器１５の実測値と基準値を比較することで確認する。

第９工程：
排液チェックを行う。排液経路８ａが正常であるかどうかを、排液弁８ｂを開放し、処理槽１の液位レベルＭがＯＦＦになるのを確認してから液位レベルＬがＯＦＦするまでの時間を基準時間と比較して排液能力を確認する。そして、最後に、総熱履歴を基準総熱履歴と比較し、特に、第７工程を中心とした熱履歴から自己診断時の実測Ｆ値と基準Ｆ値とを比較し、表示する。

本発明は、上記第１工程〜第９工程を実行するための各構成部材の操作手順の動作プログラムを自己診断モードとして通常運転モードとともに予めシーケンサー１７に登録しておき、運転モード選択スイッチにより選択させて自動的に実行させるものである。

上記自己診断は、装置が正常に動作するかどうかを確認するために行うもので、自己診断が必要なとき（生産前の始業点検時等）に自己診断運転を実行し、「温度」「圧力」「時間」の実測値を基準登録データの基準値と照合し、差異があれば異常を知らせる。

自己診断運転中は、「温度」「圧力」の設定値と実測値を比較し、設定された偏差を超えた時、異常を知らせる。（基準値データは、例えば、１０秒おきのデータであり、照合ポイントのその間は、設定値との偏差で監視させるものである。）
また、降温終了時に総熱履歴の基準値と照合し、差異があれば異常で知らせる。そして、異常が発生した工程とその異常内容により、異常箇所を特定し、表示器１８で表示する。

要するに、本発明は、装置を構成するすべての構成部品や運転状態において、正常運転に必要な条件をピックアップし、前記工程を実行する事により、それらが正常な状態にある事を自動で短時間で確認するように構成したものである。

本発明は、装置を実際に使用する条件下での運転から「基準データ」を収集し基準値とする。自己診断運転時の運転データの測定値と基準値を比較し、装置の正常状態を確認する。正常状態を判定するために、基準値と測定値との差の許容値を基準偏差として設定し、温度・圧力・時間の測定値が基準偏差内にあるかどうかを監視する。基準値と測定値との差が基準偏差を越えると、異常として逸脱を通報する。

特に、本発明は、加熱殺菌温度付近の温度の再現性を、温度基準値と温度測定値の差で監視すると同時に、温度と時間により得られるＦ値（殺菌評価積算値）での基準値との比較と監視を行う。Ｆ値により、加熱温度付近での微妙な温度のずれも拡大して表わす事が出来る。正常運転で得られた基準Ｆ値と自己診断運転でのＦ値を比較する事により、温度の再現性の確実な監視が容易に可能となる。

本発明における主な検査対象部品と検査内容は、次の通りである。

循環ポンプ２は、ポンプが正常に稼動する事。吐出圧力が許容範囲内であり、メカ漏れがない事。

給水手段９のポンプ（図示省略）が正常に稼動する事。吐出圧力が許容範囲内である事。

クーリングタワー（図示省略）が正常に稼動する事、及び、クーリングタワーへの送水ポンプ（図示省略）が正常に稼動する事。吐出圧力が許容範囲内である事。

熱交換器３が正常な伝熱能力が確保されている事。漏れがない事。

加圧弁６ｂの開閉動作が正常である事。漏れがない事。

空気抜き弁７ａの開閉動作が正常である事。漏れがない事。

大気開放弁１１の開閉動作が正常である事。漏れがない事。

排液弁８ｂの開閉動作が正常である事。漏れがない事。

給水弁９ｂの開閉動作が正常である事。漏れがない事。

温調蒸気弁４ｃが正常に動作する事。

温調冷却弁５ｃが正常に動作する事。

冷却水バイパス弁５ｆの開閉動作が正常である事。

メカ冷却水弁９ｄの開閉動作が正常である事。

温度検出器１４、圧力検出器１５及び温度圧力調節計１６が正常である事。

シーケンサー１７の動作が正常である事。

本発明によれば、生産開始前に自己診断モードを実行することにより、自動的に各構成部品の不具合の兆候や動作不良を基準値と比較し、その結果に差異がなければ、装置が正常であると確認できるため、各構成部品の不具合による殺菌不良や製品不良を未然に防止することができる。

また、本発明は、被処理物の加熱調理、殺菌・滅菌温度付近の温度の再現性をＦ値の実測値と基準値との比較により明確に確認できる。

本発明が対象とするレトルト殺菌装置の全体のフローシート。本発明の要部構成を示す説明図。本発明における自己診断モードの温度と圧力の時間的変化の状態を示すグラフ。

符号の説明

１処理槽
２循環ポンプ
３熱交換器
４蒸気供給手段
４ｃ温調蒸気弁
５冷却水供給手段
５ｃ温調冷却弁
６加圧空気導入手段
６ｂ加圧弁
７排気手段
７ａ空気抜き弁
８排液手段
８ｂ排液弁
９給水手段
９ｂ給水弁
９ｄメカ冷却水弁
１０気密性確認手段
１１大気開放弁
１２液面計
１３液面検出器
１４温度検出器
１５圧力検出器
１６温度圧力調節計
１７シーケンサー
１８表示器。

Claims

被処理物を装填する処理槽と、処理槽へ給水する手段と、処理槽へ処理流体を循環供給する循環ポンプと、循環ポンプで供給する処理流体を加熱・冷却する熱交換器と、熱交換器に蒸気と冷却水を切替え供給する手段と、処理槽へ加圧空気を導入する手段と、処理槽から排気する手段と、処理槽から処理流体を排出する手段とを含み、
被処理物に適応した温度、圧力、時間の基準処理条件（以下、基準レサイプと称する。）により設定された通常運転プログラムにより前記各手段を自動制御して被処理物を加圧下又は常圧下で処理流体により昇温昇圧して所定時間、所定温度で加熱調理、殺菌・滅菌処理し、その後、所定温度、所定圧力まで降温、降圧して取出すようになしたレトルト殺菌装置において、
予め設定した自己診断モードを実行して装置全体の状態を点検し、不良箇所があれば、その箇所を特定し、表示させるための自己診断システムを具備させ、
自己診断モードで点検する項目は、少なくとも（１）バルブ、ポンプの動作状態が正常であること、（２）バルブや熱交換器に漏れがないこと、（３）熱交換器の伝熱能力が正常であること、（４）ユーティリティ供給能力が十分であること、（５）サイレンサーに詰まりがないことを含み、これらの正常状態を自己診断運転中に実測値と基準値とに基いて照合比較し、また、運転終了時に総熱履歴を基準熱履歴と照合比較して自動的に確認し、照合結果における差が許容値を越えていれば、該当不良箇所を特定し、表示することを特徴とする自己診断システム付きレトルト殺菌装置。
前記自己診断モードは、昇温プログラム、降温プログラム、昇圧プログラム、降圧プログラムで構成されており、これらのプログラムの実行中、処理槽内の温度と圧力とを実測し、基準値と比較して自己診断させたことを特徴とする請求項１記載の自己診断システム付きレトルト殺菌装置。
自己診断モードにおける温度の実測値からＦ値を演算して当該被処理物の基準レサイプの加熱温度付近での殺菌・滅菌条件を自己診断する項目を具備させたことを特徴とする請求項１又は２記載の自己診断システム付きレトルト殺菌装置。