JP5052766B2 - 粉粒物質の蒸気加熱殺菌装置並びにこの装置を用いた殺菌方法 - Google Patents

Description

本発明は粉粒物質の殺菌装置並びに殺菌方法に関するものであって、特に少量、多品種の粉粒物質を扱うのに適したバッチ処理方式の殺菌装置並びに殺菌方法に係るものである。

従来より粉粒状食品、医薬品等を加熱殺菌するための装置としては、自動連続方式の装置とバッチ処理方式の装置とがあり、それぞれ下記のような特徴がある。
まず自動連続方式の装置は、蒸気圧力を制御する投入部分、取出部分が複雑な構成で高価であり、また洗浄性が悪い。このため単一品種を大量に扱う場合には適しているが、少量、多品種を扱う場合には不向きな装置である（例えば特許文献１参照）。
一方、レトルト用殺菌装置または器具殺菌用のオートクレーブ等、攪拌機構を持たないバッチ処理方式の装置は、粉粒物質の殺菌に使用した場合、殺菌効率が悪く、殺菌ムラ、原料が湿ってしまう等の問題があった。
このうち特に攪拌機構を持つ従来のバッチ方式の装置では、容器容積が大きく、大量に処理するため加圧、殺菌、減圧に長時間を要し、品質劣化をひきおこしてしまうこともある。また装置が大型であるため洗浄性が悪く、減圧時には粉粒物質との接触部分の温度が下がり、加圧時には蒸気の結露によって原料が付着し、殺菌が不安定となる傾向にある。また攪拌機構の形状が複雑である装置の場合には、洗浄性が低下してしまうことは避けられない（例えば特許文献２、３参照）。
特開２００２−１１２７４９号公報（図１０） 特開平１１−３８４号公報（図１） 特開平７−２７４９１６号公報（図１）

本発明はこのような背景を認識してなされたものであって、バッチ処理方式を採用し、低コストであり且つ安定した殺菌性能を有するとともに品質劣化を引き起こしてしまうことがなく、更に洗浄性が高く、少量、多品種の粉粒物質を扱うのに適した殺菌装置並びにこの装置を用いた殺菌方法を開発することを技術課題としたものである。

すなわち請求項１記載の粉粒物質の蒸気加熱殺菌装置は、気密性の確保された圧力容器内に、攪拌羽根を供えた殺菌胴を回転自在に具え、この殺菌胴内に投入された被処理物を加熱して殺菌処理を行う装置において、前記殺菌胴は、その外側にジャケットを具えて成るものであり、このジャケットと殺菌胴との間の密閉空間に加圧蒸気を供給して殺菌胴を外側から加熱する構成を具え、更に前記殺菌胴は、圧力容器の内部空間との間で作用気体の連通を許容する通気孔を有するものであることを特徴として成るものである。
この発明によれば、被処理物と接触する殺菌胴全体を加熱することができ、更に被処理物を殺菌胴からの伝導熱によって予熱ができ、作用気体によって殺菌処理を施すことができるとともに殺菌胴内面への結露を防止することができる。更に殺菌胴からの伝導熱及び作用気体の給排気によって乾燥ができる。

また請求項２記載の粉粒物質の蒸気加熱殺菌装置は、前記請求項１記載の要件に加え、前記殺菌胴における投入口を閉鎖する殺菌胴蓋は圧力容器内に配されるものであり、この殺菌胴蓋に対して前記通気孔が形成されたことを特徴として成るものである。
この発明によれば、殺菌胴蓋を加熱することができ、作用気体を殺菌胴内に供給し、排気することができる。

更にまた請求項３記載の粉粒物質の蒸気加熱殺菌装置は、前記請求項１または２記載の要件に加え、前記圧力容器の缶体外胴と、ジャケットとの間の空間に仕切板を設け、この仕切板と、圧力容器の開口部を封鎖する圧力容器蓋との間の空間を仕切空間とし、この仕切空間に作用気体を供給するように構成されていることを特徴として成るものである。
この発明によれば、仕切空間内に作用気体を供給することにより、仕切空間内の雰囲気を効率良く作用気体と置換させることができ、作用気体を効率良く殺菌胴内に導くことができる。

更にまた請求項４記載の粉粒物質の蒸気加熱殺菌装置は、前記請求項１、２または３記載の要件に加え、前記作用気体は、空気排気用蒸気、殺菌蒸気または圧縮エアの中から選択されたものであることを特徴として成るものである。
この発明によれば、空気排気用蒸気によって殺菌工程以外での被処理物の蒸気加熱による品質劣化を防ぎながら仕切空間及び圧力容器内の空気を排気することができ、殺菌蒸気によって殺菌胴内の被処理物を加熱殺菌することができ、また圧縮エアによって圧力容器内の残留殺菌蒸気を排気することができ、殺菌胴内の被処理物を乾燥することができる。

更にまた請求項５記載の粉粒物質の蒸気加熱殺菌装置は、前記請求項２、３または４記載の要件に加え、前記殺菌胴蓋は、圧力容器の開口部を封鎖する圧力容器蓋に具えられるものであることを特徴として成るものである。
この発明によれば、殺菌胴蓋は圧力容器蓋の開閉と同時に開閉を行うことができ、殺菌胴蓋の開閉を行う工程を簡略化できる。

更にまた請求項６記載の粉粒物質の蒸気加熱殺菌装置は、前記請求項５記載の要件に加え、前記圧力容器蓋は、クラッチ機構が適用された蓋体封止機構により開閉が行われるものであることを特徴として成るものである。
この発明によれば、圧力容器蓋の開閉を迅速且つ確実に行うことができる。

更にまた請求項７記載の粉粒物質の蒸気加熱殺菌装置は、前記請求項１、２、３、４、５または６記載の要件に加え、前記圧力容器が搭載されるフレーム部材は、傾斜可能に具えられたことを特徴として成るものである。
この発明によれば、殺菌胴内の被処理物の性状、量に応じて攪拌羽根を効果的に作用させることができる。

また請求項８記載の粉粒物質の蒸気加熱殺菌方法は、前記請求項１、２、３、４、５、６または７記載の粉粒物質の蒸気加熱殺菌装置を用い、前記ジャケットと殺菌胴との間の密閉空間に加圧蒸気を供給して殺菌胴を加熱しておく殺菌胴加熱工程と、前記殺菌胴内に被処理物を投入する原料投入工程と、前記圧力容器内に空気排気用蒸気を供給して、殺菌胴蓋及び圧力容器を加熱する装置加熱工程と、前記圧力容器内の空気を空気排気用蒸気と入れ替えて排出する圧力容器内空気排気工程と、前記加熱された殺菌胴によって被処理物の予熱を行う被処理物予熱工程と、前記殺菌胴内に殺菌蒸気を供給して被処理物の殺菌を行う殺菌工程と、前記圧力容器内の殺菌蒸気を排気する排気工程と、前記殺菌胴内に圧縮エアを供給し排気する残留蒸気排気工程と、前記殺菌胴内に圧縮エアを供給し排気し、前記加熱された殺菌胴によって被処理物の乾燥を行う乾燥工程と、前記殺菌胴内から加熱殺菌処理の完了した被処理物を取り出し、冷却する製品回収工程とを具え、前記殺菌胴を回転させながら被処理物の加熱殺菌を行うことを特徴として成るものである。
この発明によれば、被処理物のバッチ方式による加熱殺菌及び乾燥並びに回収を効率的に行うことができる。

また請求項９記載の粉粒物質の蒸気加熱殺菌方法は、前記請求項８記載の要件に加え、前記殺菌胴加熱工程で用いられる加圧蒸気の圧力は、０．０１〜０．５ＭＰａであり、また前記殺菌工程で用いられる殺菌蒸気の圧力は、０．０１〜０．４ＭＰａであり、且つ加圧蒸気の圧力を殺菌蒸気の圧力よりも高く設定することを特徴として成るものである。
この発明によれば、殺菌蒸気の結露を防ぎ、殺菌胴内での被処理物の付着、塊化を防いで殺菌ムラを無くし、均一な処理を行うことができる。

更にまた請求項１０記載の粉粒物質の蒸気加熱殺菌方法は、前記請求項８または９記載の要件に加え、前記圧力容器内空気排気工程及び装置加熱工程で用いられる空気排気用蒸気の圧力は、０．０１〜０．０５ＭＰａであることを特徴として成るものである。
この発明によれば、圧力容器内の空気を排気することができ、また空気排気用蒸気を大気圧に近い圧力とすることにより、殺菌胴内への蒸気の進入を防止して殺菌工程以外での被処理物の蒸気加熱による品質劣化を防ぐことができる。

更にまた請求項１１記載の粉粒物質の蒸気加熱殺菌方法は、前記請求項８、９または１０記載の要件に加え、前記被処理物の投入前あるいは投入後に、前記圧力容器が搭載されたフレーム部材を傾斜させることを特徴として成るものである。
この発明によれば、殺菌胴内の被処理物の性状、量に応じて攪拌羽根を効果的に作用させることができ、更に被処理物の投入及び回収を容易に行うことができる。
そしてこれら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。

本発明によれば、バッチ処理方式を採用し、低コストであり且つ安定した殺菌性能を有するとともに品質劣化を引き起こしてしまうことがなく、更に洗浄性が高く、少量、多品種の粉粒物質を扱うのに適した殺菌装置を提供することができ、粉粒物質の殺菌処理を低コストで行うことができるとともに、少量、多品種の粉粒物質を効率的に殺菌処理することが可能となる。

本発明の「粉粒物質の蒸気加熱殺菌装置並びにこの装置を用いた殺菌方法」の最良の形態の一つは以下の実施例に説明するとおりであり、初めに蒸気加熱殺菌装置Ｄの構成について説明し、その後この装置を用いた「粉粒物質の蒸気加熱殺菌方法」について説明を行う。
なお以下の実施例に対して、本発明の技術的思想の範囲内において適宜変更を加えることも可能である。

図中、符号Ｄで示すものが本発明の蒸気加熱殺菌装置であって、このものは粉粒状食品、薬品等の粉粒物質Ｐを、少量ずつ、多品種を扱うのに適したバッチ式の装置である。
具体的には機枠Ｆに対して固定された圧力容器１内に、ジャケット２に内包された殺菌胴３が具えられ、この殺菌胴３の内部に被処理物たる粉粒物質Ｐを投入するとともに回転させ、ジャケット２と殺菌胴３との間に加圧蒸気Ｓ１を供給して殺菌胴３の加熱を図り、更に殺菌胴３内に殺菌蒸気Ｓ３を供給して粉粒物質Ｐの加熱殺菌を図るものである。
以下、蒸気加熱殺菌装置Ｄの構成について詳しく説明する。

まず前記圧力容器１について説明すると、このものは図２、３に示すように、円筒状の缶体外胴１０の片側開口部を、開口部１１ａが形成された蓋板１１によって塞ぎ、もう一方の開口部１ａの内側に、フランジ状に仕切板１２が具えられるものである。なおこの仕切板１２はフッ素樹脂等を素材として成るものであり、仕切板押え板１３によって缶体外胴１０の内側に固定される。
また仕切板１２が具えられる方の開口部外周に蓋受１４がフランジ状に設けられ、この蓋受１４にはパッキン１４ａが円周状に具えられる。
更に圧力容器１内の圧力を計測するための圧力センサ１５が具えられる。
なお図２に示すように、蓋体４が閉じられた状態での、後述する圧力容器蓋４０と、前記仕切板１２との間の空間を仕切空間１６と称する。

次に相互に一体的に組み付けられる前記ジャケット２と殺菌胴３とについて併せて説明する。
まず前記ジャケット２は図２、３に示すように、円筒状部材の一方の底面部分を鏡板状に形成し、その対向個所を開口させて成る筒状部材であって、鏡板部２０に対して後述する中空シャフト５１を取り付けるためのフランジ２１が具えられ、また開口部分に対して殺菌胴３との接合個所となるフランジ２２が具えられる。

また前記殺菌胴３は図２、３に示すように、円筒状部材の一方の底面部分を鏡板状に形成した鏡板部３０とし、その対向個所を開口させて成る容量１２０００ｃｍ³ 程度の筒状部材であって、開口部分に対してジャケット２との接合個所となるフランジ３１が具えられる。
なお殺菌胴３の内側には、バフ仕上げを施すか、あるいはフッ素樹脂をコーティングしておくことが好ましい。
また前記フランジ３１の全周に対してはテーパー状に形成された内カバー３２が取り付けられ、この内カバー３２の開口部を投入口３ａとする。
更に殺菌胴３の内周面には、図４に示すような攪拌羽根３３が配設されるものであり、この実施例では、図４（ａ）に示すように正面視で６０°間隔となるように、図４（ｃ）の展開図に示すように複数の攪拌羽根３３を順次ずらして配列させた。
なお攪拌羽根３３の形状としては、一例として図４（ａ）に示す正面図で三角形、図４（ｂ）に示す縦断側面図では四角形となるものが採用され、更に全ての面が閉鎖された状態に形成される。
また殺菌胴３における攪拌羽根３３の取り付け個所には、蒸気穴３４が形成されるものであり、前記攪拌羽根３３の内面に対して後述する加圧蒸気Ｓ１が直接接触するように構成される。
なお、扱う粉粒物質Ｐに応じて攪拌羽根３３の形状は適宜変更してもよい。

そして前記内カバー３２、殺菌胴３及びジャケット２を一体化して、その間の空間を密閉空間２ａとするものであり、フランジ３１に形成されたボルト孔にボルトＢを挿通し、フランジ２２に形成されたボルトネジ加工部に締めつけてこれらを一体化する。この際、Ｏリングを用いる等として気密性を確保するようにする。
因みにこのように殺菌胴３とジャケット２とを組付けるような構成とした場合には、殺菌胴３を単体で交換することが可能となるものであり、扱う粉粒物質Ｐに応じて専用のものを用いるような使い方が可能となる。もちろん殺菌胴３とジャケット２とを溶接するなどして一体化するようにしてもよい。

そしてこれら一体化した内カバー３２、殺菌胴３及びジャケット２は、前記圧力容器１内に配されるものであり、蓋体４によってそれぞれの開口部が閉鎖される。
前記蓋体４は図２、３に示すように、圧力容器１の開口部１ａを閉鎖する平板状の圧力容器蓋４０と、殺菌胴３と一体化された内カバー３２の投入口３ａを閉鎖する殺菌胴蓋４３とを具えて成るものである。なお前記殺菌胴蓋４３は、圧力容器蓋４０の中心に設けられたオイレス軸受４１に具えられた支軸４２に保持されたるものであり、この支軸４２にはコイルバネ４４が挿通されており、殺菌胴蓋４３を軸方向に付勢するものである。そして圧力容器蓋４０の周縁部には凸状の係合片４５が複数形成される。
また前記殺菌胴蓋４３には、一例として四個所に通気孔４３ａが形成される。

続いて前記殺菌胴３及びジャケット２の回転機構５について説明すると、この回転機構５は図２に示すように、中空シャフト５１の先端に具えられたフランジ５２を、前記ジャケット２におけるフランジ２１に接続することにより構成されるものであり、前記中空シャフト５１は、軸受ケース５３内に具えられた軸受５４及びベアリング５５によって軸支され、更に中空シャフト５１の端部に具えられた従動スプロケット５６と、モータＭ１の出力軸に具えられた駆動スプロケット５７との間にチェーン５８が巻回されて成るものである。
また前記中空シャフト５１の内部には、回収管８２が挿通され、この回収管８２の端部にはロータリージョイント５９が接続される。なお前記回収管８２については後程詳しく説明する。

次に蓋体開閉機構６について説明すると、この機構は前記蓋体４の移動を行うためのものであって、蓋体４を水平方向にシフトさせる機能と、蓋体４を垂直面内において回動させる機能とを具えるものである。
具体的には図５に示すように、前記圧力容器１の上部に台座６０が固定されるものであり、この台座６０に対して二基のベアリング６１が具えられ、これらベアリング６１に対してスプライン軸６２が挿通状態とされ、更にこのスプライン軸６２にボールスプライン６３が外嵌めされるものであり、このボールスプライン６３に具えられたアーム６３ａに対して前記蓋体４が固定されるものである。
そしてスプライン軸６２に固定されたカラー６４に具えられたシリンダ６５のロッド６５ａが、前記ボールスプライン６３に接続されるものであり、シリンダ６５の伸縮に応じて、前記蓋体４は圧力容器１に対して水平方向に接近離反することとなる。

また前記スプライン軸６２の端部には従動スプロケット６６が具えられ、この従動スプロケット６６と、モータＭ２の出力軸に具えられた駆動スプロケット６７との間にチェーン６８が巻回されるものであり、モータＭ２の回転に応じて蓋体４は垂直面内において回動することとなる。なお前記スプライン軸６２には、二片のカム６９がそれぞれ取り付け角度を異ならせて具えられるものであり、これらが台座６０に具えられた二基の近接スイッチ６９ａにそれぞれ接触するタイミングを異ならせるようにすることにより、回動始端と回動終端が設定されるものである。

次に蓋体封止機構７について説明すると、この機構は蓋体４による圧力容器１及び殺菌胴３の封鎖状態を維持するための機能を具えるものである。
具体的には一例としてクラッチ機構を適用したものであって、前記圧力容器１における蓋受１４の外周部を転動するガイドローラ７１に対してクラッチ外輪７２が具えられ、更にこのクラッチ外輪７２の側周部にクラッチ開閉金具７３が具えられる。そして機枠Ｆに具えられたシリンダ７４のロッド７４ａが前記クラッチ開閉金具７３に接続されることにより、シリンダ７４の伸縮に応じてクラッチ外輪７２が回転するものである。
このような構成により、蓋体４が閉じて、クラッチ外輪７２における係合片受入部７２ａ内に圧力容器蓋４０における係合片４５が位置した状態で、クラッチ外輪７２が回転することにより、蓋受１４と圧力容器蓋４０とが蓋受１４に具えられたパッキン１４ａによって気密性を維持した状態でロックされることとなる。

またこれら蒸気加熱殺菌装置Ｄを構成する諸部材は機枠Ｆにおける回動フレームＦ１に搭載されるものであり、前記回動フレームＦ１は垂直面内で回動可能に軸支されるものであって、図６に示すようにリンク機構Ｆ２によって適宜の回動個所に固定される。

次に蒸気給排機構８について説明する。
本発明の蒸気加熱殺菌装置Ｄに供給される蒸気は、殺菌胴３の加熱に供されて被処理物たる粉粒物質Ｐとは直接接することのない加圧蒸気Ｓ１と、装置加熱及び圧力容器１内の空気排気に供される空気排気用蒸気Ｓ２と、殺菌胴３内に進入して粉粒物質Ｐと接触し、その殺菌に供される殺菌蒸気Ｓ３とに分けられる。
そして前記加圧蒸気Ｓ１の給排系は図１に示すように、ボイラ（図示省略）に接続された管路がロータリージョイント５９における蒸気供給口５９ａに接続され、図２に示すように加圧蒸気Ｓ１が中空シャフト５１内を通過してジャケット２と殺菌胴３との間の密閉空間２ａに導入されるように構成される。なお前記管路に対しては減圧弁８１、バルブＶ１が具えられる。
また前記中空シャフト５１内には回収管８２が配され、この回収管８２の一端は屈曲した状態でジャケット２と殺菌胴３との間の空間下部に臨み、他端はロータリージョイント５９における排出口５９ｂに接続されることにより、排出経路が形成される。なおこの排出口５９ｂの後段部分にはバルブＶ２が具えられる。

また前記空気排気用蒸気Ｓ２及び殺菌蒸気Ｓ３の給排系は図１に示すように、ボイラ（図示省略）に接続された管路が圧力容器１の内部であって前記ジャケット２の外側上方部分に配された給気管８３に接続され、この給気管８３に設けられた給気孔８３ａ（図２参照）から圧力容器１内に、空気排気用蒸気Ｓ２または殺菌蒸気Ｓ３が導入されるように構成される。なおこの管路に対しては減圧弁８４、蒸気ヒータ８５、バルブＶ３が具えられる。また前記給気孔８３ａは、仕切板１２と圧力容器蓋４０との間の仕切空間１６内に位置する個所に形成される。
そして圧力容器１の内部であってジャケット２の外側下方部分に、排気孔８６ａが形成された排気管８６が配され、この排気管８６はバルブＶ４を具えた管路に接続されることにより、排出経路が形成される。

なお前記給気管８３には、乾燥用の圧縮エアＡの供給経路も接続されるものであり、コンプレッサ（図示省略）に接続されるとともに、レギュレータ８７、エアヒータ８８、バルブＶ５を具えた管路が接続される。そしてこれら給気管８３から圧力容器１内に供給される空気排気用蒸気Ｓ２、殺菌蒸気Ｓ３及び圧縮エアＡを作用気体として総称する。

また本発明の蒸気加熱殺菌装置Ｄの補機として吸引式空気輸送装置９が具えられるものであり、このものは図１に示すように、ノズル９１とサイクロン９２とブロワ９３とを具えて構成され、ブロワ９３の作用によって、殺菌胴３内に挿入されたノズル９１から吸引された殺菌乾燥後の粉粒物質Ｐを吸引するとともに、サイクロン９２によって気体から分離して回収するための装置である。

本発明の蒸気加熱殺菌装置Ｄ並びにその周辺機器は一例として上述したように構成されるものであり、以下この装置を用いた「粉粒物質の蒸気加熱殺菌方法」について説明を行う。

〔殺菌胴加熱工程〕
まずリンク機構Ｆ２を適宜調整し、回動フレームＦ１を傾斜させるものであり、この傾斜角度は扱う粉粒物質Ｐの性状、量に応じて、最適な攪拌状態が得られるように、０〜３０°の範囲で設定される。
次いで被処理物たる粉粒物質Ｐの投入に先立ち、蓋体４を開放した状態で減圧弁８１、バルブＶ１を開放し、ロータリージョイント５９における蒸気供給口５９ａに加圧蒸気Ｓ１（０．０１〜０．５ＭＰａ）を供給するものであり、この加圧蒸気Ｓ１は中空シャフト５１内を通過してジャケット２内の密閉空間２ａに至り、殺菌胴３をその外側から加熱することとなる。また加圧蒸気Ｓ１は蒸気穴３４に進入して攪拌羽根３３を内側から加熱することとなる。
そして加圧蒸気Ｓ１及びドレンは、回収管８２内を通過してあらかじめ排出量が調整されたバルブＶ２によって外部に排出される。なお前記加圧蒸気Ｓ１は、後述する殺菌蒸気Ｓ３よりも高い圧力に設定される。

〔原料投入工程〕
次いで殺菌胴３内に所定量の粉粒物質Ｐを投入する。
そしてシリンダ６５及びモータＭ２を作動させて蓋体４を閉めるものであり、シリンダ７４の作用によってクラッチ外輪７２が回転し、蓋受１４と圧力容器蓋４０とが蓋受１４に具えられたパッキン１４ａによって気密性を確保された状態で封鎖される。つまり殺菌胴３は内カバー３２に殺菌胴蓋４３が密接して投入口３ａが封鎖され、一方、圧力容器１は蓋受１４に対して圧力容器蓋４０が密接して開口部１ａが封鎖される。

〔装置加熱工程〕
次いでモータＭ１を起動してジャケット２及び殺菌胴３を回転させるものであり、粉粒物質Ｐは攪拌羽根３３の作用によって掻き上げられ、殺菌胴３内において攪拌されることとなる。なお殺菌胴蓋４３は殺菌胴３とともに回転するものであり、オイレス軸受４１及びコイルバネ４４によって、安定した回転状態が得られることとなる。
次いで減圧弁８４及びバルブＶ３を開放し、蒸気ヒータ８５によって加熱された空気排気用蒸気Ｓ２（０．０１〜０．０５ＭＰａ）を、給気管８３を通じて圧力容器１内における仕切板１２と圧力容器蓋４０との間の空間である仕切空間１６に供給するものであり、この空気排気用蒸気Ｓ２によって殺菌胴蓋４３及び内カバー３２はその外側から加熱されることとなり、更に圧力容器１及び圧力容器蓋４０はその内側から加熱されることとなる。

〔圧力容器内空気排気工程〕
このとき、バルブＶ４を開放しておくものであり、圧力容器１内に存在していた空気は空気排気用蒸気Ｓ２によって押し出され、排気孔８６ａから排気管８６内を通過して外部へ排気される。なお殺菌胴３内の空気が、殺菌胴蓋４３における通気孔４３ａを通じて若干の入れ替えが起きるが積極的には入れ替わらないようにするものであり、これは空気排気用蒸気Ｓ２を大気圧に近い圧力とすることにより実現され、殺菌胴３内への空気排気用蒸気Ｓ２の進入を防止し、殺菌工程以外での被処理物の蒸気加熱による品質劣化を防ぐための措置である。

〔被処理物予熱工程〕
このとき粉粒物質Ｐは、殺菌胴３からの伝導熱によって加熱されており、この伝導熱によって予熱されることとなる。
なおこのような予熱を行うことにより、次工程での殺菌蒸気Ｓ３と粉粒物質Ｐとの温度差を少なくし、蒸気潜熱による熱影響と、結露による水分上昇を最小限に抑えることが可能となるものであり、品質劣化を防止することができる。
なお以上の工程は、扱う粉粒物質Ｐの性状、量に応じた適宜の時間行われるものである。

〔殺菌工程〕
次に減圧弁８４及び蒸気ヒータ８５を調整し、０．０１〜０．４ＭＰａとした殺菌蒸気Ｓ３を、給気管８３を通じて圧力容器１内に供給するものであり、この殺菌蒸気Ｓ３は給気孔８３ａから噴出され、殺菌胴蓋４３における通気孔４３ａを通じて殺菌胴３内に至る。
このときバルブＶ４を閉じておくものであり、圧力容器１及び殺菌胴３内における殺菌蒸気Ｓ３の圧力を所望の値まで上昇させる。この圧力は圧力センサ１５によって計測されるものであり、所望値となった時点から所定の時間この状態を維持することにより、粉粒物質Ｐの殺菌が行われる。また殺菌蒸気Ｓ３と圧力容器１内で結露したドレンは、あらかじめ排出量が調整されたバルブＶ６によって外部に排出される。
このような殺菌操作の際、前記殺菌胴３内には、当初からあった空気が残存しているが、殺菌胴３の回転に伴う攪拌によって粉粒物質Ｐと殺菌蒸気Ｓ３とが満遍なく混ざり殺菌が行われる。
また殺菌胴３は、殺菌蒸気Ｓ３よりも高い圧力の加圧蒸気Ｓ１によって加熱されているため、殺菌胴３内面への結露が防止され、また粉粒物質Ｐは予熱されているため、塊化、付着が防止され、ムラのない殺菌が行われることとなる。
なお以上の工程は、扱う粉粒物質Ｐの性状、量に応じた適宜の時間行われるものである。

〔排気工程〕
そして所定時間の経過後、バルブＶ３を閉鎖し、バルブＶ４を開放することにより、殺菌蒸気Ｓ３は排気孔８６ａから排気管８６内を通過して外部へ排気される。

〔残留蒸気排気工程〕
続いて圧力容器１内が大気圧になった時点で、バルブＶ４を閉じ、バルブＶ５を開いて、レギュレータ８７によって減圧されるとともにエアヒータ８８によって昇温された圧縮エアＡ（０．０１〜０．４ＭＰａ）を、給気管８３を通じて圧力容器１内に供給する。
この圧縮エアＡは殺菌胴蓋４３における通気孔４３ａを通じて殺菌胴３内に至る。そして圧縮エアＡを供給し始めてから１〜５秒経過した後にバルブＶ４を開放する。このとき圧力容器１内に残留する大気圧の殺菌蒸気Ｓ３は圧縮エアＡと共に、排気孔８６ａから排気管８６内を通過して外部へ排気される。

〔乾燥工程〕
この際、粉粒物質Ｐは殺菌胴３からの伝導熱によって加熱されており、この伝導熱と、圧縮エアＡの給排気により乾燥されることとなる。
なお以上の工程は、扱う粉粒物質Ｐの性状、量に応じた適宜の回数行われるものである。

〔製品回収工程〕
そして乾燥が充分に行われた時点でバルブＶ５を閉め、バルブＶ４を開いてモータＭ１を停止し、圧力容器１内が大気圧になった時点で蓋体４を開き、殺菌・乾燥処理がなされた粉粒物質Ｐを回収する。すなわち吸引式空気輸送装置９におけるノズル９１を殺菌胴３内に挿入し、ブロワ９３を起動して吸引するものである。
このとき、粉粒物質Ｐは気体流によって輸送されながら冷却されることとなる。
なお本発明の蒸気加熱殺菌装置Ｄは、蓋体４が装置の側方に退去して作業者のじゃまにならないため、作業者は殺菌胴３内をすみずみまで目視確認することができ、製品回収を効率的に行うことができる。

他の実施例

本発明は上述した実施例を基本となる実施例とするものであるが、本発明の技術的思想の範囲内において適宜変更を加えることもできる。
まず本発明は、殺菌蒸気Ｓ３の温度、圧力を適宜調節することにより、被処理物の殺菌以外にも、被処理物の熱変性等を目的とした加熱操作に対して適用することができる。

また蒸気加熱殺菌装置Ｄの前段部分に別途予熱装置を設け、被処理物を予熱した状態で殺菌胴３内に投入するようにしてもよい。

また上述した基本となる実施例では、圧力容器内空気排気工程において、殺菌胴３内の空気は、殺菌胴蓋４３における通気孔４３ａを通じて空気排気用蒸気Ｓ２と若干の入れ替えがおきるが積極的には入れ替わらないようにしたが、より進んだ殺菌を行うような場合には、殺菌胴蓋４３に形成される通気孔４３ａの数を増やしたり径を大きくし、殺菌胴３内の空気を積極的に排気して、残存する空気による影響を極力少なくして殺菌処理を行うこともできる。
更に装置加熱工程において、空気排気用蒸気Ｓ２（０．０１〜０．０５ＭＰａ）を更に高い圧力で供給し、圧力容器内空気排気工程で、圧力容器１及び殺菌胴３内部の圧力を一度上昇させてからバルブＶ４を開放させる工程を追加することにより、殺菌胴３内の空気を積極的に蒸気（作用気体）と置換する方法や、装置加熱工程において、あらかじめ圧力容器１及び殺菌胴３内部を大気圧以下に減圧させ、内部空気を除去した後、空気排気用蒸気Ｓ２を供給する方法等を用い、残存する空気による影響を極力少なくして殺菌処理を行うこともできる。

更にまた残留蒸気排気工程と乾燥工程の間に、減圧工程を設け、この減圧工程において殺菌胴３の内部を大気圧以下に減圧させ、続いて乾燥工程に移行することにより、乾燥を促進するようにしてもよい。

更にまた殺菌胴３の開口部（投入口３ａ）を封鎖する部材である、殺菌胴蓋４３を設けずに蒸気加熱殺菌装置Ｄを構成してもよく、この場合には投入口３ａが作用気体の連通部として機能することとなる。

本発明の粉粒物質の蒸気加熱殺菌装置を示すブロック図である。 圧力容器とその内部及び回転機構を示す縦断側面図である。 同上分解斜視図である。 殺菌胴を示す正面図、縦断側面図及び展開図である。 蓋体開閉機構を示す正面図及び側面図である。 リンク機構による蒸気加熱殺菌装置の傾斜の様子を示す側面図である。

Ｄ 蒸気加熱殺菌装置
１ 圧力容器
１ａ 開口部
１０ 缶体外胴
１１ 蓋板
１１ａ 開口部
１２ 仕切板
１３ 仕切板押え板
１４ 蓋受
１４ａ パッキン
１５ 圧力センサ
１６ 仕切空間
２ ジャケット
２ａ 密閉空間
２０ 鏡板部
２１ フランジ
２２ フランジ
３ 殺菌胴
３ａ 投入口
３０ 鏡板部
３１ フランジ
３２ 内カバー
３３ 攪拌羽根
３４ 蒸気穴
４ 蓋体
４０ 圧力容器蓋
４１ オイレス軸受
４２ 支軸
４３ 殺菌胴蓋
４３ａ 通気孔
４４ コイルバネ
４５ 係合片
５ 回転機構
５１ 中空シャフト
５２ フランジ
５３ 軸受ケース
５４ 軸受
５５ ベアリング
５６ 従動スプロケット
５７ 駆動スプロケット
５８ チェーン
５９ ロータリージョイント
５９ａ 蒸気供給口
５９ｂ 排出口
６ 蓋体開閉機構
６０ 台座
６１ ベアリング
６２ スプライン軸
６３ ボールスプライン
６３ａ アーム
６４ カラー
６５ シリンダ
６５ａ ロッド
６６ 従動スプロケット
６７ 駆動スプロケット
６８ チェーン
６９ カム
６９ａ 近接スイッチ
７ 蓋体封止機構
７１ ガイドローラ
７２ クラッチ外輪
７２ａ 係合片受入部
７３ クラッチ開閉金具
７４ シリンダ
７４ａ ロッド
８ 蒸気給排機構
８１ 減圧弁
８２ 回収管
８３ 給気管
８３ａ 給気孔
８４ 減圧弁
８５ 蒸気ヒータ
８６ 排気管
８６ａ 排気孔
８７ レギュレータ
８８ エアヒータ
９ 吸引式空気輸送装置
９１ ノズル
９２ サイクロン
９３ ブロワ
Ａ 圧縮エア
Ｂ ボルト
Ｆ 機枠
Ｆ１ 回動フレーム
Ｆ２ リンク機構
Ｍ１ モータ
Ｍ２ モータ
Ｐ 粉粒物質
Ｓ１ 加圧蒸気
Ｓ２ 空気排気用蒸気
Ｓ３ 殺菌蒸気
Ｖ１ バルブ
Ｖ２ バルブ
Ｖ３ バルブ
Ｖ４ バルブ
Ｖ５ バルブ
Ｖ６ バルブ

Claims (11)

1. 気密性の確保された圧力容器内に、攪拌羽根を供えた殺菌胴を回転自在に具え、この殺菌胴内に投入された被処理物を加熱して殺菌処理を行う装置において、前記殺菌胴は、その外側にジャケットを具えて成るものであり、このジャケットと殺菌胴との間の密閉空間に加圧蒸気を供給して殺菌胴を外側から加熱する構成を具え、更に前記殺菌胴は、圧力容器の内部空間との間で作用気体の連通を許容する通気孔を有するものであることを特徴とする粉粒物質の蒸気加熱殺菌装置。
2. 前記殺菌胴における投入口を閉鎖する殺菌胴蓋は圧力容器内に配されるものであり、この殺菌胴蓋に対して前記通気孔が形成されたことを特徴とする請求項１記載の粉粒物質の蒸気加熱殺菌装置。
3. 前記圧力容器の缶体外胴と、ジャケットとの間の空間に仕切板を設け、この仕切板と、圧力容器の開口部を封鎖する圧力容器蓋との間の空間を仕切空間とし、この仕切空間に作用気体を供給するように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の粉粒物質の蒸気加熱殺菌装置。
4. 前記作用気体は、空気排気用蒸気、殺菌蒸気または圧縮エアの中から選択されたものであることを特徴とする請求項１、２または３記載の粉粒物質の蒸気加熱殺菌装置。
5. 前記殺菌胴蓋は、圧力容器の開口部を封鎖する圧力容器蓋に具えられるものであることを特徴とする請求項２、３または４記載の粉粒物質の蒸気加熱殺菌装置。
6. 前記圧力容器蓋は、クラッチ機構が適用された蓋体封止機構により開閉が行われるものであることを特徴とする請求項５記載の粉粒物質の蒸気加熱殺菌装置。
7. 前記圧力容器が搭載されるフレーム部材は、傾斜可能に具えられたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の粉粒物質の蒸気加熱殺菌装置。
8. 前記請求項１、２、３、４、５、６または７記載の粉粒物質の蒸気加熱殺菌装置を用い、前記ジャケットと殺菌胴との間の密閉空間に加圧蒸気を供給して殺菌胴を加熱しておく殺菌胴加熱工程と、前記殺菌胴内に被処理物を投入する原料投入工程と、前記圧力容器内に空気排気用蒸気を供給して、殺菌胴蓋及び圧力容器を加熱する装置加熱工程と、前記圧力容器内の空気を空気排気用蒸気と入れ替えて排出する圧力容器内空気排気工程と、前記加熱された殺菌胴によって被処理物の予熱を行う被処理物予熱工程と、前記殺菌胴内に殺菌蒸気を供給して被処理物の殺菌を行う殺菌工程と、前記圧力容器内の殺菌蒸気を排気する排気工程と、前記殺菌胴内に圧縮エアを供給し排気する残留蒸気排気工程と、前記殺菌胴内に圧縮エアを供給し排気し、前記加熱された殺菌胴によって被処理物の乾燥を行う乾燥工程と、前記殺菌胴内から加熱殺菌処理の完了した被処理物を取り出し、冷却する製品回収工程とを具え、前記殺菌胴を回転させながら被処理物の加熱殺菌を行うことを特徴とする粉粒物質の蒸気加熱殺菌方法。
9. 前記殺菌胴加熱工程で用いられる加圧蒸気の圧力は、０．０１〜０．５ＭＰａであり、また前記殺菌工程で用いられる殺菌蒸気の圧力は、０．０１〜０．４ＭＰａであり、且つ加圧蒸気の圧力を殺菌蒸気の圧力よりも高く設定することを特徴とする請求項８記載の粉粒物質の蒸気加熱殺菌方法。
10. 前記圧力容器内空気排気工程及び装置加熱工程で用いられる空気排気用蒸気の圧力は、０．０１〜０．０５ＭＰａであることを特徴とする請求項８または９記載の粉粒物質の蒸気加熱殺菌方法。
11. 前記被処理物の投入前あるいは投入後に、前記圧力容器が搭載されたフレーム部材を傾斜させることを特徴とする請求項８、９または１０記載の粉粒物質の蒸気加熱殺菌方法。

Images