JP4553122B2 - Method and apparatus for heating solid contents - Google Patents
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Description
本発明は、容器入り固形内容物の加熱方法及び装置に関し、特に、成形容器詰米飯等、容器詰固形食品の製造ラインにおいて、容器に固形食品を充填後密閉する前に固形食品を加熱する方法及び装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and apparatus for heating a solid content in a container, and in particular, in a production line for container-packed solid food such as molded container-packed cooked rice, a method for heating a solid food before filling the container and sealing the solid food. and about the equipment.
従来、プラスチック容器詰米飯の製造ラインにおいて、炊飯された米飯を個食トレー(プラスチック容器)に充填後、密封直前に米飯に加熱蒸気を噴射して米飯を殺菌してから容器を密封することが行なわれている。このようにすることによって、炊飯から密封までの工程において、たとえトラブルでラインが停止して米飯が冷えて外気の菌が付着しても密封直前に再び加熱されて殺菌された状態で密封でき、しかも加熱直後に密封することによって、むらし効果もあり良好な容器詰米飯が得られる。該方法において、本出願人は、米飯等の固形食品をムラなく均一に効率よく加熱して、食品の品質を低下させることなく短時間で殺菌する装置として、給気孔と排気孔が形成された第1の蒸気室を有する第1のチャンバーと、第2の蒸気室を有する第2のチャンバーを相対移動させ、該チャンバー間に容器群を供給して第1チャンバーと第2チャンバーで加圧室を構成し、該加圧室内で容器の開口部の上に配置された多孔板の多数の小孔を介して容器の開口部に向けて蒸気を流出させるようにして、バッチ処理で蒸気殺菌するものを提案した(特許文献1参照)。さらに、蒸気置換ライン全体で1つのチャンバーを形成し、連続処理ができ、且つスチームの吹きかけによる利点を確保しながら、スチームを用いることによる周囲環境が高温多湿になることを回避した装置を提案した(特許文献2参照)
上記提案の各従来技術は、容器充填の米飯等の固形食品を効率的に加熱殺菌するものであるが、前者は2つのチャンバーで加圧室を形成し、加圧殺菌するものであるので、装置が大掛かりになり、且つバッチ処理であるという問題点がある。また、後者は全体が1つのチャンバーで且つ連続処理できる利点はあるが、これら従来技術は何れも蒸気の供給位置と排出位置が個々の容器に対応してないので、蒸気の容器内への単位時間当りの流入量が少なく、その分処理時間が長くかかり、製造ラインの高速化に未だ満足するものではない。
特に、容器底壁面には固形物が密着していて殆ど隙間がなく蒸気の流れが阻害されるので、容器底部近傍の内容物まで均一に加熱するにはかなりの時間を要する。また、従来の方法はチャンバー内に供給された複数個の容器に向かって容器開口部上方から一斉に蒸気を噴射するので、蒸気が容器のフランジのシール面にかかり、そこに結露してシール性を阻害してしまう場合もあった。
Each of the above proposed prior arts is for efficiently heat sterilizing solid food such as cooked rice filled with containers, but the former is to form a pressure chamber with two chambers and sterilize by pressure. There is a problem that the apparatus becomes large and batch processing is performed. In addition, the latter has the advantage that the whole can be processed in one chamber and can be continuously processed. However, none of these conventional techniques has a vapor supply position and a discharge position corresponding to individual containers. The amount of inflow per hour is small, and it takes a long processing time, and we are not satisfied with the speedup of the production line.
In particular, since solids are in close contact with the bottom wall surface of the container and there is almost no gap and the flow of steam is hindered, it takes considerable time to uniformly heat the contents near the bottom of the container. In addition, since the conventional method injects steam from the upper part of the container opening toward a plurality of containers supplied into the chamber, the steam is applied to the sealing surface of the flange of the container and is condensed to form a seal. In some cases, it was disturbed.
そこで、本発明は、容器に充填された固形食品を密封前に加熱用蒸気によって殺菌するために加熱する方法及び装置において上記従来技術の問題点を解決しようとするもので、短時間にムラなく均一に効率よく加熱でき、製造ラインを高速化することを可能とし、且つフランジのシール面への蒸気の結露を防止し、シール性を向上させることができる固形内容物の加熱方法及び装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention is intended to solve the above-mentioned problems of the prior art in a method and apparatus for heating a solid food filled in a container to sterilize it with heating steam before sealing. uniformly can be efficiently heated, it possible to speed up the production line, and to prevent condensation of steam into the sealing surface of the flange, the heating method and equipment of the solid content of which can be improved sealability The purpose is to provide.
本発明者は、上記課題を解決するために種々研究した結果、チャンバー体で個別容器毎に密封空間を形成し、且つ個別容器毎に加熱媒体の噴射口と排気口を設けて個別容器毎に加熱媒体を直接供給・排出して、さらに、容器の可撓性に着目して簡単な方法で容器底壁面と内容物との間に空間を形成して容器の底部まで加熱媒体が通りやすくする方法を見出し、容器底面近傍の内容物まで短時間に効率よく加熱殺菌できる方法及び装置を知得し、本発明に到達できたものである。 As a result of various studies to solve the above problems, the present inventor has formed a sealed space for each individual container in the chamber body, and provided an ejection port and an exhaust port for the heating medium for each individual container, for each individual container. Directly supply and discharge the heating medium, and pay attention to the flexibility of the container to form a space between the container bottom wall surface and the contents by a simple method so that the heating medium can easily pass to the bottom of the container. The present inventors have found a method, knowing a method and apparatus that can efficiently heat sterilize the contents near the bottom of the container in a short time, and have achieved the present invention.
即ち、本発明の固形内容物の加熱方法は、容器に充填された固形内容物をシール前に加熱媒体で加熱する方法であって、固形内容物充填済みの容器開口部を、個別容器毎にチャンバー体で覆って、該チャンバー体の開口端部を容器のフランジに押圧して密封空間を形成し、該チャンバー体に加熱媒体の噴射口と排気口を離れて配置し、前記噴射口から加熱媒体を容器の開口部に向けて噴射し、該加熱媒体が容器内部を通過するように流れを制御して、加熱媒体を内容物に接触させて内容物と熱交換させ、前記排気口から加熱媒体を排出することにより短時間で内容物を加熱することを特徴とする。前記加熱媒体としては蒸気が好適であり、より好適には飽和蒸気が望ましいが、過熱蒸気も使用できる。その他にも加熱空気(熱風)、加熱不活性ガスなども採用できる。噴射口と排気口は、容器開口部の範囲でできるだけ離れて配置することにより、加熱媒体の固形食品内を通過する流路が広がり、加熱範囲が広くなり望ましい。 That is, the heating method of the solid content of the present invention is a method of heating the solid content filled in the container with a heating medium before sealing, and the container opening filled with the solid content is provided for each individual container. Cover with a chamber body, press the opening end of the chamber body against the flange of the container to form a sealed space, place the heating medium injection port and the exhaust port away from the chamber body, and heat from the injection port The medium is sprayed toward the opening of the container, the flow is controlled so that the heating medium passes through the inside of the container, and the heating medium is brought into contact with the contents to exchange heat with the contents, and is heated from the exhaust port. The contents are heated in a short time by discharging the medium. Steam is preferable as the heating medium, and saturated steam is more preferable, but superheated steam can also be used. In addition, heated air (hot air), heated inert gas, and the like can be employed. It is desirable that the injection port and the exhaust port be arranged as far as possible within the range of the container opening, so that the flow path through the solid food of the heating medium is widened and the heating range is widened.
本発明の他の特徴は、前記容器は少なくとも底部が可撓性の容器であり、前記容器の底部を加熱中弾性変形させることにより、容器底壁内面と固形内容物との間に隙間を形成し、加熱媒体が容器底壁近傍を通過することを促進したことにある。また、容器の底部変形に代えて、前記容器の底部に前記内容物が落ち込まない程度の溝を形成することによって、該溝を介して容器底部と固形食品との間を加熱媒体が通過可能とし、容器底壁近傍の食品の加熱を促進することができ、内容物全体を短時間にムラなく加熱できる。 Another feature of the present invention is that the container is a container having at least a bottom portion that is flexible, and a gap is formed between the inner surface of the container bottom wall and the solid contents by elastically deforming the bottom portion of the container during heating. In addition, the heating medium is promoted to pass near the container bottom wall. Further, instead of deforming the bottom of the container, a groove is formed in the bottom of the container so that the contents do not fall, so that the heating medium can pass between the container bottom and the solid food through the groove. The heating of the food near the bottom wall of the container can be promoted, and the entire contents can be heated uniformly in a short time.
さらに、本発明の他の特徴は、容器の噴射口側と排気口側との間に圧力差を設けることにより、噴射口側から排気口側への流速を大きくして、加熱媒体による固形内容物の加熱効率を高めたことにある。また、前記チャンバーに置換流体供給口を設け、前記内容物加熱終了後に不活性ガスを供給して、容器内のガス(残留加熱媒体)を置換流体(多くの場合不活性ガス)に置換することが望ましい。置換流体供給口は専用に設けてもよく、加熱媒体噴射口と共用にしてもよい。チャンバー内のガスを置換流体に置換することによって、容器内の残存酸素を除去する効果と共に、加熱媒体が加熱用蒸気である場合、加熱後の残存蒸気を置換流体によって積極的に容器外に排気でき、密封後に残存蒸気が蓋材に結露して付着することを防止できる。 Furthermore, another feature of the present invention is that the flow rate from the injection port side to the exhaust port side is increased by providing a pressure difference between the injection port side and the exhaust port side of the container, so that the solid content by the heating medium is increased. This is because the heating efficiency of the objects has been increased. Also, a replacement fluid supply port is provided in the chamber, an inert gas is supplied after the heating of the contents, and the gas (residual heating medium) in the container is replaced with a replacement fluid (in many cases, an inert gas). Is desirable. The replacement fluid supply port may be provided exclusively or may be shared with the heating medium injection port. By replacing the gas in the chamber with the replacement fluid, the residual oxygen in the container is removed, and when the heating medium is steam for heating, the remaining steam after heating is actively exhausted out of the container by the replacement fluid. It is possible to prevent the remaining steam from condensing and adhering to the lid member after sealing.
上記課題を解決する本発明の固形内容物の加熱装置は、搬送コンベヤにより搬送される容器に充填された固形内容物をシール前に加熱媒体で加熱する装置であって、搬送コンベヤで搬送される内容物充填済み容器の開口部に向けて相対的に接離可能に設けられ、個別容器毎に容器開口部を覆ってその開口端部が容器のフランジを押圧して密封空間を形成するチャンバー体を有し、該チャンバー体に加熱媒体の噴射口を容器の開口内壁面寄り上方に位置するように設けると共に、排気口を前記噴射口と離れた位置に設け、且つ供給口側から供給される加熱媒体が容器内部を通過するように誘導する流路誘導手段を設けたことを特徴とするものである。 The solid content heating apparatus of the present invention that solves the above problems is an apparatus that heats a solid content filled in a container transported by a transport conveyor with a heating medium before sealing, and is transported by a transport conveyor. A chamber body that is provided so as to be relatively close to and away from the opening of the container filled with contents, covers the container opening for each individual container, and the opening end presses the flange of the container to form a sealed space A heating medium injection port is provided in the chamber body so as to be located above the inner wall surface of the opening of the container, and an exhaust port is provided at a position away from the injection port and supplied from the supply port side. A flow path guiding means for guiding the heating medium to pass through the inside of the container is provided.
本発明の他の特徴は、前記チャンバー体に対向して、前記チャンバー体で開口部を覆われた容器の底部を突き上げて弾性変形させる容器底部突き上げ手段を設けてなることである。それによって、簡単に容器底部を変形させて、容器底部近傍への加熱媒体の通過を促進することができる。さらに、本発明の他の特徴は、前記流路誘導手段として、前記加熱媒体噴射口近傍に該加熱媒体噴射口よりも容器内側に位置してチャンバー体天面壁から垂下して設けられた流路制限プレートを採用したことにある。該流路制限プレートが噴射口から噴射された加熱媒体を固形食品側に積極的に誘導し、固形食品を効率よく短時間に加熱することができる。 Another feature of the present invention is that a container bottom push-up means is provided which pushes up the bottom of the container whose opening is covered with the chamber body and elastically deforms it, facing the chamber body. Thereby, the container bottom can be easily deformed, and the passage of the heating medium to the vicinity of the container bottom can be promoted. Furthermore, another feature of the present invention is that, as the flow path guiding means, a flow path provided in the vicinity of the heating medium spraying port and on the inner side of the container than the heating medium spraying port and depending from the top wall of the chamber body. The restriction plate is used. The flow restricting plate actively guides the heating medium ejected from the ejection port to the solid food side, so that the solid food can be efficiently heated in a short time.
また、本発明の他の特徴は、前記密閉空間のスペースを供給口側よりも排気口側の容積が大きくなるように前記チャンバー体の天面壁を排気口側に向けて次第に高くなるように傾斜させてなるようにした点、前記加熱媒体の噴射口よりも排気口の断面積を大きくしてなる点にある。それにより、排気抵抗を少なくし噴射口側から排気口側への加熱媒体の流れを発生させ、固形食品を短時間に加熱することができ、ラインの高速化を図ることができる。さらに、前記噴射口に切替え可能に置換流体供給管を連接することによって、装置が簡略化できると共に加熱殺菌後に簡単に容器内のガスを不活性ガスに置換することができる。そして、加熱媒体と噴射口を共用することによって不活性ガスが、加熱媒体と同様に容器内を効率よく通過して、容器内部までガス置換率を向上させることができる。さらに、本発明の固形内容物加熱用容器は、充填された固形内容物を容器シール前に加熱媒体で加熱するのに適する固形内容物加熱用容器であって、底壁パネル面に前記固形内容物が落ち込まない程度の加熱媒体通過用溝を形成してなることを特徴とするものである。 Another feature of the present invention is that the space of the sealed space is inclined so that the top wall of the chamber body gradually becomes higher toward the exhaust port side so that the volume on the exhaust port side is larger than the supply port side. In other words, the cross-sectional area of the exhaust port is made larger than the injection port of the heating medium. Thereby, the exhaust resistance is reduced, the flow of the heating medium from the injection port side to the exhaust port side is generated, the solid food can be heated in a short time, and the speed of the line can be increased. Further, by connecting the replacement fluid supply pipe to the injection port in a switchable manner, the apparatus can be simplified and the gas in the container can be easily replaced with an inert gas after the heat sterilization. By sharing the heating medium and the injection port, the inert gas can efficiently pass through the container as in the heating medium, and the gas replacement rate can be improved to the inside of the container. Furthermore, the solid content heating container of the present invention is a solid content heating container suitable for heating the filled solid content with a heating medium before sealing the container, and the solid content is placed on the bottom wall panel surface. It is characterized in that a groove for passing through a heating medium is formed to such an extent that an object does not fall.
以上のように本発明の固形内容物の加熱方法及び装置によれば、個々の容器の開口部を覆った状態で容器の開口部内の上方に位置する噴射口から加熱媒体を噴射するので、確実に容器内を加熱媒体が通過することができ、短時間に固形内容物をムラなく加熱することができ、固形内容物が米飯等の固形食品である場合、効率的に固形食品の殺菌ができるとともに、固形食品の風味を損なうことがない。そして、容器のフランジ面に直接加熱媒体が作用することがなく、フランジのシール面に蒸気等の加熱媒体が付着して結露することがないので、シール時のシール性を損なうことがなく、良好にシールできる。また、従来のような加圧保持する必要がないので、装置が簡単になる利点もある。また、容器の底部を弾性変形させること、又は底部に溝がある容器を採用することによって、底部近傍まで加熱媒体の流路を確保でき、従来容器底部近傍の内容物を加熱するのに長時間を要していたものを短時間に加熱でき、固形食品全体を短時間に均一に加熱することができる。さらに、容器密封工程の直前に実施することによって、固形食品が高温状態で密封でき、シール後の容器外観を向上させることができる。 As described above, according to the heating method and apparatus for solid contents of the present invention, the heating medium is ejected from the ejection port located above the opening of the container in a state of covering the opening of each container. The heating medium can pass through the container, and the solid contents can be heated evenly in a short time. When the solid contents are solid food such as cooked rice, the solid food can be sterilized efficiently. At the same time, the flavor of the solid food is not impaired. And since the heating medium does not act directly on the flange surface of the container, and the heating medium such as steam does not adhere to the sealing surface of the flange and does not cause condensation, the sealing performance at the time of sealing is not impaired and good Can be sealed. In addition, there is an advantage that the apparatus is simplified because it is not necessary to perform pressure holding as in the prior art. In addition, by adopting a container having a groove at the bottom by elastically deforming the bottom of the container, it is possible to secure a flow path of the heating medium to the vicinity of the bottom, and it has been a long time to heat the contents near the bottom of the conventional container. Can be heated in a short time, and the whole solid food can be heated uniformly in a short time. Furthermore, by implementing immediately before a container sealing process, solid food can be sealed in a high temperature state, and the container external appearance after sealing can be improved.
以下、本発明の実施形態を図面を基に詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る米飯等の固形内容物の加熱殺菌装置を適用した容器詰固形食品の製造ラインを示す模式図である。
図中、1はポリプロピレン等の熱溶着性又はその処理を施した合成樹脂製トレイ状容器(以下、単に「容器」と称す)が嵌合する孔を有し、容器15のフランジ裏面を受ける受け台2が等ピッチに配置された搬送コンベヤである。該搬送コンベヤ1の搬送路に沿って、上流側から順に空容器移載ステーション5、内容物充填ステーション6、加熱ステーション7、蓋シールステーション8、密封済み容器の排出ステーション9が順に配置されている。加熱ステーション7以外の各ステーションは、例えば前記特許文献2に示すような従来公知のステーションと同様に構成を採用することができ、空容器移載ステーション5には空容器を搬送コンベヤ1の受け台2にフランジが載るように供給する供給装置(図示してない)が設けられ、内容物充填ステーション6には容器一個収容できる大きさに計量された固形物からなる内容物18を容器に順次供給する内容物充填装置(図示せず)が配置されている。そして、蓋シールステーション8には、容器の開口部を覆うようにフイルム状の蓋材11を順次供給し、且つ蓋材が打ち抜かれたスケルトンフイルムを排出する蓋材送り装置(図示せず)と、該蓋材を容器のフランジ部にヒートシールし、且つシール後に蓋材を打ち抜く蓋材シール装置12が配置されている。また、排出ステーション9には密封済み容器を搬送コンベヤ1の受け台2から押出して排出する排出装置13が配置されている。これらは、従来の技術と同様な手段を適宜採用できるので、詳細な説明は省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view showing a production line of a packaged solid food to which a heat sterilization apparatus for solid contents such as cooked rice according to an embodiment of the present invention is applied.
In the figure, reference numeral 1 denotes a heat-welding property such as polypropylene, or a synthetic resin tray-like container (hereinafter simply referred to as “container”) to which the
次に本発明の特徴である加熱ステーションに配置された本発明の固形内容物の加熱装置について、詳細に説明する。
図2は、本発明の実施形態に係る固形内容物の加熱装置20の基本形態を示し、該装置の要部を概略的に図示した説明図である。
本発明の実施形態に係る固形内容物の加熱装置20の主な構成として、搬送コンベヤ受け台2に嵌合しフランジ17が支持されて搬送される内容物充填済みの容器15の開口部を個別容器毎に覆って容器との間に密封空間を形成するチャンバー体21と、該チャンバー体に対向して、容器の底部を突き上げて弾性変形させる容器底部突き上げ手段22を有している。チャンバー体21は、搬送コンベヤで搬送される容器開口部に向けて図示しない適宜の上下動駆動手段で上下動可能に支持され、その下方部に一端が開口して設けられた開口チャンバー23が形成されている。該開口チャンバー23は、その開口端の内周縁24が容器開口部内周縁と略同形同大に形成され、開口端部が容器のフランジ17を押圧するように形成され、容器開口部との間に密封空間を形成する。即ち、チャンバー体21は、加熱時には容器密閉蓋として機能する。なお、開口端部には、図示のように容器フランジ面を押圧してシールする適宜の無端状のシール材25を取り付けてもよい。また、チャンバー体21は、搬送コンベヤ1が間欠的に移動する場合は上下動のみであるが、搬送コンベヤが連続移動する場合は、チャンバー体21が容器に対して相対的に上下動するように、コンベヤの進行方向の前後にも移動可能に構成されている。
なお、搬送コンベヤ1は、一般に横方向(図1の紙面に垂直な方向)に複数の容器を並べて搬送するので、チャンバー体21も容器に対応して横方向に配置される。また図1では加熱装置20は搬送方向に沿って3台配置されている。そこでチャンバー体21の駆動手段は、個別のチャンバー体を動作させる代わりに、複数のチャンバー体を架台に固定し、その架台を動作させてもよい。複数のチャンバーを架台に固定する場合、横方向だけ又は搬送方向だけを連結しても、全体を1つの架台に固定してもよく、組合せ方は任意である。複数のチャンバーを連結する手段のひとつとして、一体のチャンバー体に複数の開口チャンバー23を形成する構成も可能である。
Next, the solid content heating apparatus of the present invention disposed in the heating station, which is a feature of the present invention, will be described in detail.
FIG. 2 is an explanatory view schematically showing a main part of the solid
As a main configuration of the
In addition, since the transport conveyor 1 generally transports a plurality of containers side by side in the lateral direction (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1), the
本実施形態の開口チャンバー23は、天面壁は段差面を有するように形成され、外周縁近傍は低段差面26となっておりその内側部が高段差面27となっている。低段差面26の外周縁に近い位置に加熱媒体の噴射口28が形成され、該噴射口は連通管29を介して加熱媒体・置換流体供給切替ユニット30に連通している。噴射口28は、チャンバー体が容器開口部を覆った状態で、容器の一方の内壁面近傍に加熱媒体を噴出できるように、容器内周面寄りに設けるのが望ましい。加熱媒体・置換流体供給切替ユニット30の上流側には、加熱媒体供給源に連通する加熱媒体供給管31と、置換流体供給源に連通する置換流体供給管32が取付けられている。加熱媒体・置換流体供給切替ユニット30は、開口チャンバーに供給する流体を加熱媒体38又は置換流体39に切替制御できる。加熱媒体38及び置換流体39の供給量・圧力等の制御は、切替ユニット30で行っても、各供給管の図示していない上流側で行ってもよい。一方、高段差面27には、前記噴射口28と反対側でなるべく噴射口28から遠い位置に位置するように排気口33が設けられている。排気口33は図示のように噴射口28よりも径大に形成されている。それにより、小口径の噴射口28が大口径の排気口33より圧力が高くなり、噴射口から排気口側に加熱媒体の積極的な流れが生じるようにする。また、低段差面26には、噴射口28の近傍に該噴射口28よりも容器内側に位置して流路制限プレート34が設けられている。該流路制限プレート34は、加熱媒体を容器内部への流入と内容物上面への流れに誘導するもので、その高さは特に限定されないが、チャンバー体21が容器開口部を覆った状態で下端縁が容器内の内容物表面から所定間隔離れた位置まで設け、噴射口から噴射した加熱媒体が容器内壁面に沿って下方に流下して内容物を内側から加熱するようにすると共に、内容物の表面に沿って流れて内容物を表面からも加熱するようにする。
The opening
また、本実施形態では、前記低段差壁面に高段差壁面の下方の開口部を覆うように多孔板からなる排気流速緩和プレート35を設けてある。該排気流速緩和プレート35は、排気口33の入口部を覆うように対向して設けられ、チャンバー内からの排気流の流速を緩和して、加熱媒体が内容物に作用しないで排気されるのを防止している。前記容器底部突き上げ手段22は、図示のように先端が鈍頭になっているロッド36を有するシリンダ装置、或は先端が鈍頭になっているロッド又は所定厚さを有する板をシリンダ機構や適宜のアクチュエータで上下動させて押し込むようにする等任意の押し込み機構が採用できる。
なお、ロッド36を固定配置し、容器15が移動に際してロッド36に乗り上げることで容器底部を変形させてもよく、この場合はロッド36を上下動する必要はない。
Further, in the present embodiment, an exhaust flow
In addition, the
なお、本実施形態では、噴射口28は1個の場合を示しているが、例えば容器がほぼ矩形状の容器である場合は、図において、紙面に垂直な方向に所定間隔で複数個設置して、容器の一側の側壁内面に沿って複数の噴射口から容器内面に向けて噴射されるようにしてもよい。その場合、連通管29は、下流側が各噴射口に連通するようにマニホルド管として形成する。また、容器が断面円形や楕円形等の容器である場合は、図示の噴射口を挟んで所定角度範囲(120°以下が望ましい)に容器の内周壁上方に沿って弧状に所定間隔で複数個配置してもよい。または、複数個の丸孔を形成するのに代えて、所定範囲にわたってスリット状に噴射口形成することも可能である。
In the present embodiment, the case where there is one
本実施形態の固形内容物の加熱装置は、以上のように構成され、例えば加熱媒体として加熱用蒸気を用いて内容物を加熱殺菌する場合、内容物充填ステーション6で米飯等の内容物18が充填された容器15が搬送コンベヤの受け台2に支持されて加熱殺菌ステーション7に達すると、チャンバー体21が図示しない上下動機構で下降して、その下端に設けられたシール材25が容器のフランジ面に当り、開口チャンバーの下端内周縁がほぼ一致し、その位置で保持することによって、容器とチャンバー体21の開口チャンバー23との間に密封空間を形成する。その状態では、図1及び図2に示すように、噴射口28がほぼ容器の内周面近傍に加熱媒体を噴射するように位置している。
The solid content heating apparatus according to the present embodiment is configured as described above. For example, when the content is heated and sterilized using heating steam as a heating medium, the
次いで、容器突き上げ手段22を作動させ、容器の底部を容器の弾性変形範囲以下で突き上げて底部を変形させる。それにより、図示のように、ロッド36の作用箇所を中心に変形するので、内容物が保形性を有するものである場合、容器底面と内容品下面との間に隙間ができ、加熱媒体の通過抵抗を少なくする。その状態で、加熱媒体・置換流体供給切替ユニット30を介して加熱媒体供給管31から供給される加熱媒体を噴射口28から所定の圧力で噴射させる。噴射された加熱媒体は、流路制限プレート34によってすぐに開口チャンバー23内に拡がるのを規制され、一部は流路制限プレート34の下端から内容物表面に沿って流れ、多くは下方側に案内されて容器側壁内周面と固形内容品との隙間に向けて流下して固形食品内を通過し、内容物を加熱し、排気口33から排気管37を通ってチャンバー外に排気される。その際、容器底部が変形させられて内容物との間に隙間ができているので、加熱媒体は容器の底面に沿っても流れ、図2に矢印で示すような流れになり、内容物を底部側からも加熱することになり、底部近傍まで短時間に加熱することができる。しかも、噴射口と比べて排気口の断面積を大きく形成してあるので、噴射側と排出口に圧力差を生じさせ加熱媒体の流れが形成されるので、内容物への接触効率が高く、加熱効率が高い。また、排気口に面して多孔板からなる排気流速緩和プレート35を設けてあるので、それが邪魔板となって排気口への加熱媒体の急激な流れが緩和され、加熱媒体が内容品に作用しないまま排出されるのが阻止され、加熱効率を高めている。
Next, the container push-up means 22 is operated, and the bottom of the container is pushed up below the elastic deformation range of the container to deform the bottom. As a result, as shown in the figure, the
以上のような加熱装置を本実施形態では、図示のようにコンベヤ流れ方向に沿って3台配置し、以上のような加熱を間欠的に3回繰り返すようにして内容物をより効果的に殺菌できるようにしてある。1個所で長時間行なうより、このように複数回に分けて行なうことによって、ラインの高速化を図ることができる。また、3台の加熱殺菌装置201、202、203の加熱媒体の噴射口と排気口の位置を、図示のように交互に変えて各回毎に加熱媒体の流れ方向を交互に逆方向にすることによって、内容物をより均一に加熱殺菌できる利点がある。
In the present embodiment, three heating devices as described above are arranged along the conveyor flow direction as shown in the figure, and the contents are more effectively sterilized by intermittently repeating the above heating three times. I can do it. It is possible to increase the speed of the line by performing the process in a plurality of times as described above rather than performing the process at one place for a long time. In addition, the positions of the ejection ports and exhaust ports of the heating medium of the three
以上のように所定時間或は所定流量の加熱媒体を噴射して、内容品の加熱殺菌が終了すると、加熱媒体・置換流体供給切替ユニット30により、連通管29が置換流体供給管32に連結され、噴射口28から不活性ガス等の置換流体39が噴射される。それにより、前記加熱媒体の場合と同様な作用で、置換流体が容器内及び上部を通って排気口から排出されることにより、密閉空間内のガスが置換流体に効率的に置換される。その際、容器内に残留している残留加熱媒体(蒸気)も置換ガスによって排出されるので、容器内への残留蒸気を従来と比べて特段に減少させることができる。
As described above, when the heating medium at a predetermined time or at a predetermined flow rate is sprayed and the heat sterilization of the contents is completed, the
以上のように加熱殺菌され且つ置換流体に置換された内容物充填容器は、すぐ次の蓋シールステーション8に進み蓋材11で密封シールされる。このようにして得られる容器詰固形食品は、容器内で短時間での加熱殺菌であるため、品質の劣化がなく且つ蓋材への水蒸気の結露も少なく、しかも加熱殺菌・置換工程後直ぐに密封されるので、内容物が高温状態でシールされることになり、冷えた後に容器が負圧状態となり、容器の外観が向上する。
The contents-filled container that has been heat sterilized and replaced with the replacement fluid as described above proceeds to the next
以上は、本発明の基本的な実施形態であるが、本発明は上記実施形態に限らず種々の設計変更が可能である。以下、種々の変更例を示す。以下に示す変更例の実施形態においては、上記実施形態と同様な部材には同一符号を付し、相違点のみ説明する。
図3は、本発明の他の実施形態を示す模式図である。本実施形態の固形内容物の加熱装置40は、開口チャンバー23の天面壁41に段差がなく、排気流速緩和プレート35を持たない以外は図2に示す実施形態の加熱装置20と同様である。
図4は、本発明の他の実施形態を示す模式図である。本実施形態の固形内容物の加熱装置42では、開口チャンバー23の天面壁43を前記密閉空間のスペースが噴射口側よりも排気口側の容積が大きくなるように前記チャンバー体の天面壁を排気口側に向けて次第に高くなるように傾斜させている。それにより、噴射口側の容積を小さくすることによって噴射口から排出口へ圧力勾配を形成し、噴射口側から排気口側への加熱媒体の流れを促進し、固形食品を短時間に加熱することができ、ラインの高速化を図ることができる。又噴射口側の天面壁を低くすることによって、加熱媒体による内容物の飛散防止効果も期待できる。
The above is the basic embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to the above embodiment, and various design changes are possible. Hereinafter, various modified examples will be shown. In the modified embodiment described below, the same reference numerals are given to the same members as those in the above embodiment, and only the differences will be described.
FIG. 3 is a schematic view showing another embodiment of the present invention. The
FIG. 4 is a schematic view showing another embodiment of the present invention. In the solid content heating apparatus 42 according to this embodiment, the
図5(a)(b)に示す固形内容物の加熱装置45は、容器底部近傍に加熱媒体が流れやすくする手段として、前記実施形態における容器底部突き上げ手段に代えて、容器の底部に内容物を支持して内容物が入り込まずに内容物との間に隙間を形成するように、予め底壁パネル面48に噴射口側から排気口側方向に延びる加熱媒体通過用溝47を形成した固形内容物加熱用容器46を採用した場合である。したがって、その場合は、加熱媒体は自然に加熱媒体通過用溝47を通って固形食品を底壁近傍から加熱することができる。該加熱媒体通過用溝は容器パネル面に複数条設け、側壁49に沿って噴射した加熱媒体が加熱媒体通過用溝に沿って流れるように溝の両端は容器の側壁49側に面して開口しているのが望ましい。なお、加熱媒体通過用溝は必ずしも図示されているような縦溝に限らず、例えば碁盤目状に連続する溝であってもよい。なお、本実施形態では、噴射口28及び排気口33をそれぞれ3個づつ設けてある。
The solid
図6(a)(b)に示す固形内容物の加熱装置50は、加熱媒体と置換流体の噴射口を別個に設けた例である。本実施形態では、加熱媒体の噴射口28は前記実施形態と同様に容器の側壁内面寄りに設けてあるが、置換流体噴射口51は容器の略中央部に設けてある。その場合、ガス置換は、チャンバー体52を容器開口部から上げて、容器開口部との間に外部に開放する間隙53を形成した状態で行なう。それにより、中央部から吹出した置換流体によりそれまで密封空間内に存在していた残留蒸気等のガスが外周部の隙間から排出されガス置換が行なわれる。
The solid
実施例として、図1に示す加熱装置を用いて次の条件で内容物を加熱した。
用いた容器;
材質:中間層に酸素バリヤー層を持つ多層構造のポリプロピレン製
形状:矩形状成形容器
外形寸法:150mm×100mm×30mm
平均肉厚:約1mm
内容物及び充填量;
炊飯直後自然放冷で米飯表面が50℃に降温された米飯を1容器当り200g計量
充填
加熱媒体:飽和蒸気 圧力:0.1MPa
チャンバー体温度:110℃
加熱方法:加熱時間1.0秒、2.0秒放置を3回繰り返して行った。その際、蒸気噴
射口−排気口の方向を図1に示すように1回毎に変えた。加熱時間中は、容
器底面を厚み3mmの板状容器突き上げ具で底部より5mm突き上げた。
以上のように加熱後、直ちに容器とともに米飯を切断して、その断面を赤外線カメラで観察して断面の温度分布を測定した。その結果の温度分布を図7に示す。
As an example, the contents were heated using the heating apparatus shown in FIG. 1 under the following conditions.
Container used;
Material: Polypropylene with a multilayer structure with an oxygen barrier layer in the middle layer Shape: Rectangular shaped container External dimensions: 150 mm x 100 mm x 30 mm
Average wall thickness: about 1mm
Contents and filling amount;
200g per container of cooked rice whose surface is cooled to 50 ° C by natural cooling immediately after cooking rice Filling Heating medium: Saturated steam Pressure: 0.1MPa
Chamber body temperature: 110 ° C
Heating method: A heating time of 1.0 second and a standing time of 2.0 seconds was repeated three times. At that time, steam jet
The direction of the injection port-exhaust port was changed every time as shown in FIG. During heating time
The bottom of the vessel was pushed up 5 mm from the bottom with a plate-like container push-up tool having a thickness of 3 mm.
After heating as described above, the cooked rice was immediately cut together with the container, the cross section was observed with an infrared camera, and the temperature distribution of the cross section was measured. The resulting temperature distribution is shown in FIG.
また、比較例1として、容器の底部を突き上げないで、実施例1と同じ条件で内容物を加熱殺菌した。その場合の温度分布を図8に示す。さらに、比較例2として、加熱媒体噴射口が中央部にあるチャンバー体を使用し、容器の底部を突き上げないで実施例1と同じ条件で内容物を加熱殺菌した。その場合の温度分布を図9に示す。 Moreover, as Comparative Example 1, the contents were heat sterilized under the same conditions as in Example 1 without pushing up the bottom of the container. The temperature distribution in that case is shown in FIG. Further, as Comparative Example 2, a chamber body having a heating medium injection port in the center was used, and the contents were heat sterilized under the same conditions as in Example 1 without pushing up the bottom of the container. The temperature distribution in that case is shown in FIG.
図7〜図9から明らかなように、本実施例の場合は、やや底部寄り中心部に僅かに75℃域が存在するのみで、容器の底部近傍まで内部が85℃に加熱され表面付近は95℃に加熱されていた。この温度は米飯に黴等が発生しない十分な殺菌温度に達している。これに対し、比較例1及び比較例2の場合は、内容物は何れも容器の下方に近づくほど温度が低くなり、底部近傍は55℃にしか昇温してなく、充填点時の温度から殆ど昇温してなく、加熱不足であった。したがって、この場合はさらに長時間加熱しなければ内容物全体が殺菌温度である65℃以上には達成しない。
したがって、以上のことより、本発明による加熱方法・加熱装置が固形物の短時間の加熱殺菌に極めて効果的であることが確認された。
As is apparent from FIGS. 7 to 9, in the case of this example, there is only a slight 75 ° C. region in the center near the bottom, and the inside is heated to 85 ° C. to the vicinity of the bottom of the container. Heated to 95 ° C. This temperature has reached a sufficient sterilization temperature at which rice cakes and the like are not generated. On the other hand, in the case of Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the temperature of the contents decreases as it approaches the lower part of the container, and the temperature in the vicinity of the bottom increases only to 55 ° C. From the temperature at the filling point. The temperature was hardly raised and heating was insufficient. Therefore, in this case, the entire contents cannot be achieved at the sterilization temperature of 65 ° C. or higher unless heated for a longer time.
Therefore, from the above, it was confirmed that the heating method and heating apparatus according to the present invention are extremely effective for short-time heat sterilization of solid materials.
本発明は内容物を短時間にムラなく均一に効率よく加熱でき、製造ラインを高速化することを可能とし、且つフランジのシール面への蒸気の結露を防止し、シール性を向上させることができるので、米飯、寒天、豆類等の固形食品を成形容器等に充填後加熱殺菌する固形食品の充填包装ラインにおける加熱装置として好適に適用できる。また、調理食品の製造ラインに適用することができ、その場合、容器に内容物を未調理又は半調理状態で充填し、その後本発明の加熱方法を適用することによって、内容物の調理を兼ねて殺菌することができる。あるいは、容器に充填された具材等の固形物を前記のように加熱して調理兼殺菌し、その後殺菌済みスープを充填することによって、具入り液状内容物容器詰食品を得ることができる。 The present invention can heat the contents uniformly and efficiently in a short time, speed up the production line, prevent vapor condensation on the sealing surface of the flange, and improve the sealing performance. Therefore, it can be suitably applied as a heating device in a solid food filling and packaging line in which solid food such as cooked rice, agar, and beans is filled in a molded container and then sterilized by heating. It can also be applied to a cooked food production line, in which case the contents are cooked by filling the container in an uncooked or semi-cooked state and then applying the heating method of the present invention. Can be sterilized. Alternatively, the solid content such as ingredients filled in the container is heated and cooked and sterilized as described above, and then the sterilized soup is filled to obtain a packaged food containing liquid contents.
1 搬送コンベヤ 2 受け台
5 空容器移載ステーション 6 内容物充填ステーション
7 加熱殺菌ステーション 8 蓋シールステーション
9 密封済み容器の排出ステーション 11 蓋材
12 蓋材シール装置 13 排出装置
15、46 容器 17 フランジ
18 内容物
20、40、42、45、50 食品の加熱装置
21、52 チャンバー体
22 容器底部突き上げ手段 23 開口チャンバー
24 内周縁 25 シール材
26 天面壁(低段差面) 27 天面壁(高段差面)
28 噴射口 29 連通管
30 加熱媒体・置換流体供給切替ユニット 31 加熱媒体供給管
32 置換流体供給管 33 排気口
34 流路制限プレート 35 排気流速緩和プレート
36 突き上げロッド 37 排気管
38 加熱媒体 39 置換流体
41、43 天面壁 47 加熱媒体通過用溝
48 底壁パネル面 49 側壁
51 置換流体噴射口 53 隙間
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28 Injecting
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