JP5773602B2 - 食品殺菌装置 - Google Patents

Description

本発明は、食品殺菌装置に関し、特に、常温保存可能に無菌化された米飯などのパック食品を製造するに際して好適に使用され得る食品殺菌装置に関する。

特許文献１に記載される無菌パック米飯の製造方法は、容器に定量充填された米に対して密封チャンバーにて高圧高温飽和蒸気を間欠的にフラッシュすることにより滅菌処理する工程を含んでいる。この滅菌処理工程は、たとえば、５〜１０秒間の高圧高温飽和蒸気フラッシュを１サイクルとして６〜８回繰り返して行われる。この滅菌処理工程によって、米に付着されている可能性のある一般生菌および耐熱生菌をも死滅させることができると同時に、米が一定程度までアルファ化されるので、その後、炊き水を注水して炊飯する際の炊飯時間を短縮させることができる。炊飯後、クリーンルームないしクリーンブース内で容器に蓋材を被着して密封シールすることにより、無菌状態を保持したパック米飯を製造することができる。

特許文献２に記載される食品殺菌装置は、米などの食品が定量充填された容器を載置支持する載置板と、上下チャンバーと、これら上下チャンバーを互いに離隔した離隔位置と互いに密接してそれらの間に密閉空間を形成する密接位置との間で相対移動させる手段と、上下チャンバーが離隔位置にあるときに前記載置板を上下チャンバーの間に供給する手段と、上下チャンバーが密接位置にあるときにこれらの間に形成される密閉空間に加圧蒸気を導入する手段とを有して構成されている。上下チャンバー間の密閉空間に導入された加圧蒸気は、載置板に支持された各容器の内部に入り込み、内容物である食品を無菌化する。

特開平０９−１７２９９２号公報 特開平１０−０９９０６１号公報

特許文献１に記載される無菌パック米飯の製造方法において、特許文献２に記載される装置を用いて滅菌処理を行うことができ、これによって完全無菌化されたパック米飯を製造することが可能となった。このようにして製造された無菌パック米飯は、常温でも長期間の保存が可能であり、消費者は購入後電子レンジで数分程度温めれば炊き立てと同様の食味および食感のご飯を手軽に食することができ、一方、コンビニなどの販売店にとっては過剰な仕入れによる廃棄ロスや過小な仕入れによる売上チャンスロスを無くすことができるものであった。また、このような製造方法は米飯だけでなく、パスタなどの麺類や総菜類などの多用な食品にも適用可能であり、無菌パック食品の市場拡大に大きな展望を与えるものであった。

しかしながら、特許文献２記載の殺菌装置にもなお改良すべき点があった。すなわち、この殺菌装置は、まだ蓋材が被着されていない、したがって容器上面が開放された状態の食品充填容器に対して上方から加圧蒸気を導入して蒸気殺菌するものであるが、容器を形成する材料は密封シール後の二次汚染を防止するためにガス不透過性を有することが要求されるため、上方から容器の内部に入り込んだ蒸気は容器を通過することができない。このため、導入する蒸気の圧力や処理時間によっては容器の奥や角隅まで蒸気が入り込むことができず、内容物の全般を均一に殺菌できない場合があることが分かった。蒸気圧を高くしたり処理時間を長くすることによってこの問題を解消することは可能であるが、処理効率の低下やコスト増加を招くので好ましくない。

この欠点を改良するため、従来の多くの製品ではｐＨ調整剤を容器中に封入して品質保持を図っているが、開封したときにｐＨ調整剤による独特の臭気が感じられるため、特に米などの無味無臭に近い食品の場合には好ましい手法とは言えないものであった。

したがって、本発明が解決しようとする課題は、特許文献２に記載されるような従来技術による殺菌装置が抱えていた上記不利欠点を解消して、米飯などのパック食品をより効率的に殺菌することができる新規な食品殺菌装置および該食品殺菌装置を用いて行う食品殺菌方法を提供することであり、より具体的には、容器の奥や角隅に収容されている食材に対しても加圧蒸気をスムーズに入り込ませて内容物をムラなく均一且つ効果的に殺菌できるようにすることである。

この問題を解決するため、請求項１に係る発明は、互いに離隔した待機位置と、互いに密接して密閉空間を与える閉止位置との間で相対移動可能な上チャンバーと下チャンバーとを有し、前記上下チャンバーにより、上面開口の容器に収容された食品を高温高圧蒸気で殺菌処理する食品殺菌装置であって、前記上チャンバーは蒸気導入口および蒸気排出口を備え、前記下チャンバーは食品を収容した容器を上チャンバーに向けて移動させる容器移動手段を備え、前記上下チャンバー内に、前記上下チャンバーの閉止時において食品を収容する容器の開口部を実質的に閉止するノズルユニットが配置され、前記ノズルユニットは、このノズルユニットを上チャンバーに取り付けるノズルベースと、このノズルベース上に隔壁を有するスチームガイドと、前記蒸気導入口から導入された高温高圧蒸気を前記食品が収納された容器内に噴出する蒸気ノズルとを有して構成され、前記ノズルベース上のスチームガイドは、前記上下チャンバーの閉止時に、前記スチームガイドの隔壁と上チャンバーとで囲まれて実質的に密閉された空間として蒸気室を形成し、前記上チャンバーの蒸気導入口はスチームガイドの内側で開口し、蒸気排出口はスチームガイドの外側で開口することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１記載の食品殺菌装置において、前記ノズルユニットは、容器のフランジに載置される上段部と、食品収容容器の収容部に入り込む下段部とを有するノズルホルダーを備え、前記上段部の下面に切り欠きが形成されて容器フランジと上段部下面との間に前記切り欠きに相当する隙間が形成され、前記隙間を通じて、蒸気ノズルから容器内に噴出された蒸気が容器外に排出され、上下チャンバー間の密閉空間および蒸気通路を通って蒸気排出口から排出されることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または２のいずれかに記載の食品殺菌装置において、前記ノズルベースに形成されたスチームガイドには、このスチームガイドの隔壁を貫通する開口が形成され、この開口により蒸気室の内外がノズルベース上で部分的に流通して排水路として機能し、ノズルユニットに備えられた蒸気ノズルの上端が前記開口より高い位置にあることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の食品殺菌装置において、閉止した上下チャンバー間の密閉空間を減圧する減圧手段を備え、前記減圧手段により密閉空間を減圧して、上下チャンバー内に収容された食品を収容する容器の内部を真空引きした後、上チャンバーの蒸気導入口から高温高圧蒸気をスチームガイド内に導入して蒸気ノズルから前記容器内に噴出させることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の食品殺菌装置において、前記ノズルユニットは、食品を収容する容器の開口部を閉止する押さえ板を備え、前記押さえ板は前記蒸気ノズルの外径より大きい口径のノズル挿通孔を有し、前記ノズル挿通孔に蒸気ノズルを挿通させた状態においてその周囲に蒸気を排出させる通路を与えることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項５に記載の食品殺菌装置において、前記スチームガイド外側のノズルベースに蒸気排出穴が形成され、蒸気導入口からスチームガイド内側に蒸気が導入されて、蒸気ノズルから食品を収容する容器内に噴出された蒸気が押さえ板のノズル挿通孔から上下チャンバー間の密閉空間に排出され、前記蒸気排出穴および蒸気通路を通って蒸気排出口から排出されることを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の食品殺菌装置において、前記容器移動手段は前記上下チャンバーに設けられた容器支持板または昇降可能な突き上げ板であることを特徴とする。

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請求項１に係る発明によれば、蒸気殺菌装置の上チャンバーにノズルユニットを付設し、上チャンバーの蒸気導入口から導入された高温高圧蒸気を蒸気室からノズルを介して食品収容容器内に噴出させるので、高温高圧蒸気が容器の隅々まで満遍なく行き渡り、容器内の食品をムラなく均一に殺菌することができる効果がある。また、同時に容器自体も殺菌することができる。

蒸気ノズルの上端は上チャンバーとノズルベースとの間の蒸気室に開口しているので、蒸気導入口から蒸気室に導入される高温高圧蒸気に熱水が含まれる場合であっても、この熱水は蒸気室内に溜まり、蒸気ノズルから容器内に導入されることがない。高温高圧蒸気とともに液体状態の熱水が容器内に導入されてしまうと容器内の食品を過剰に湿潤化させ、後の処理工程（たとえば炊飯）に悪影響を与えることが懸念されるが、蒸気ノズルの上端を高い位置で開口させた構成を採用することによって、このような弊害を防止している。

また、一つの食品殺菌装置において上下チャンバー間の密閉空間に複数の食品収容容器を投入して一度に複数の容器を殺菌処理する場合、これら複数の容器の上面開口部をまとめて一つのスチームガイドで包囲する構成を採用することができるので、処理効率が向上する。さらに、蒸気排出をスムーズに行う蒸気排出経路を与える。

請求項２に係る発明によれば、ノズルホルダーで容器の上面開口部を閉止した状態で蒸気を容器内にノズル噴射することができ、蒸気噴射によって容器内の食品が飛散することを防止する。

請求項３に係る発明によれば、開口が排水路として機能するので、蒸気に含まれる熱水が容器内の食品に入り込むことを防止する。蒸気ノズルの上端は開口より高い位置にあるので、蒸気に含まれる熱水が蒸気ノズルの上端開口から入り込んで容器に注水されることはない。

請求項４に係る発明によれば、減圧手段を介して食品収容容器の内部を真空引きした状態で蒸気をノズル噴射させることによって、容器内に入り込む蒸気量が増大すると共に、容器内の隅々にまで行き渡りやすくなるので、殺菌効果をさらに向上させることができる。

請求項５に係る発明によれば、押さえ板で容器の上面開口部を閉止した状態で蒸気を容器内にノズル噴射することができ、蒸気噴射によって容器内の食品が飛散することを防止することができる。また、押さえ板を用いて上記効果を発揮しつつも、容器内に注入された蒸気の逃げ場を確保して、円滑な蒸気排出を可能にする。

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請求項６に係る発明によれば、蒸気排出をスムーズに行う蒸気排出経路を与える。

請求項７に係る発明によれば、容器移動手段によって食品収容容器を上チャンバーに向けて移動させて蒸気ノズルを該容器内に入り込ませるための具体的な装置構成を与える。これにより、容器支持手段に支持された状態で食品殺菌装置に搬送されてきた食品収容容器を該容器支持手段から離脱させて蒸気ノズルが挿入される位置に移動させ、且つ、殺菌処理を終えた後には容器移動手段によって食品収容容器を元の位置に戻す過程で該容器を再び容器支持手段に支持させることができ、一連の殺菌処理工程を円滑に実行することができる。また、食品収容容器を容器支持手段から離脱させる役割を突き上げ板が果たす構成とすることができる。

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本発明の一実施形態による食品殺菌装置の正面視断面図である。 図１Ａ−Ａ断面図である。 この食品殺菌装置に用いられるノズルユニットの下面図である。 この食品殺菌装置に用いられるノズルユニットの要部拡大正面図である。 この食品殺菌装置を用いて最終的に製品として得られる無菌パック米飯の一部破断側面図である。 この食品殺菌装置を用いて行う一連の製造工程を示すフロー図である。 本発明の他実施形態による食品殺菌装置の正面視断面図である。 図７の一部拡大図である。 図７Ｂ−Ｂ断面図である。 この食品殺菌装置に用いられる蒸気ノズル形状の一例を示す正面図（ａ）および縦断面図（ｂ）である。 この食品殺菌装置に用いられる蒸気ノズル形状の他例を示す正面図（ａ）および縦断面図（ｂ）である。 この食品殺菌装置において上下チャンバーを密接させた直後の状態を示す図８と同部拡大図である。 この食品殺菌装置において大容量の容器を対象とする場合の図８と同部拡大図である。 この食品殺菌装置に採用される蒸気導入／排出および減圧のための配管系統を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施例を挙げて詳述する。

図１ないし図４に本発明の一実施形態による食品殺菌装置１０の構成が示されている。この殺菌装置１０は、最終的に図５に示す無菌パック米飯を製造するために、図６に示す一連の製造工程における加圧蒸気殺菌工程（Ｓ２）に用いられるものであるので、装置の説明に先立って、一連の製造工程について説明する。

容器１（図５）に米を定量充填する（図６：Ｓ１）。より詳しくは、精米機により精米された米（精白米）が貯蔵庫に貯蔵されており、これを脱気米を用いて常法により洗米・浸漬して１０〜３０％程度の含水率に調整した上で、容器１に個食分の定量（たとえば１５０〜２００ｇ）を充填する。

容器１は、殺菌装置１０による殺菌処理工程（図６：Ｓ２）における１００℃以上、たとえば１３０〜１５０℃程度の高温に晒されても熱軟化・熱変形しない耐熱性と、耐水性と、密封シール工程（図６：Ｓ５）後の二次汚染を実質的に防止するための酸素不透過性を兼ね備えたプラスチック材料から、消費者に供給する一食分の米飯を収容するに必要且つ十分な容量を有する食品収容部１ａと、その上端から略水平に外方に向けて延出するフランジ１ｂとを有して略皿状に一体成形されている。この容器１のプラスチック材料には主としてポリプロピレンが用いられるが、必要に応じて、ポリプロピレンにポリ塩化ビニリデンやエチレンビニルアルコール共重合樹脂をラミネートしたもの、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、表裏ポリプロピレン層の間に圧延アルミ箔などの金属箔を芯層として積層したものなどを使用することができる。

定量の米が充填された容器を高温高圧蒸気で殺菌処理する（Ｓ２）。この殺菌処理が後述する殺菌装置１０で行われ、これによって容器１と容器１内の米が同時に滅菌される。また、後述するように、高温加圧蒸気が食品収容部１ａ内の隅々まで満遍なく行き渡って全体にムラなく均一に滅菌され、一般生菌だけでなく耐熱生菌をも実質的に完全に死滅させる。同時に、収容室１ａ内の米が加熱されることによってアルファ化が促進されるため、その後の炊飯（Ｓ４）を短時間で効率的に行うことができる。

数回の殺菌処理（Ｓ２）を経た後、容器１の食品収容部１ａ内に定量の炊き水（水または湯）を注水する（Ｓ３）。食感と歩留まり向上のために、炊き水には脱気水を用いることが好ましい。炊き水はあらかじめ無菌化処理されたものを用い、また、所定ｐＨ値にあらかじめ調整されたものを用いることができる。なお、混ぜご飯や赤飯などのパック製品を製造する場合は、この工程において、またはその前後に付加した別工程において、必要な調味液、着色液、具材などを添加する。

次いで、蒸気炊飯機に投入して常法により蒸気炊飯する（Ｓ４）。省スペース化のため、蒸気炊飯機には循環駆動される多列多段式のゴンドラを用いることが好ましい。すなわち、各々が複数（たとえば４〜１０個）の米充填容器１，１・・・を収容可能な棚板を複数段（たとえば７段）垂直方向に互いの間に間隔をおいて並行に積層してなる多段ゴンドラを複数基（たとえば８〜７０基）用い、これら多段ゴンドラを垂直平面上に周回駆動されるチェーンコンベアに等間隔で接続してなる搬送装置を設置する。複数の米充填容器１を収容する棚板には、米充填容器１の食品収容部１ａを嵌合するための開口が容器収容個数分形成されており、該開口の回りの縁面上にフランジ１ｂを係止することにより米充填容器１を吊り下げ状態で収容する構成を有するものを用いることができる。

このような多列多段式ゴンドラを用いた場合、滅菌済の米と炊き水と（場合によってはさらに調味液など）が充填された米充填容器１は、任意の移載装置により、リターンしてくる空の多段ゴンドラの各段に送り込まれる。そして、全段に米充填容器１を収容したゴンドラは蒸気炊飯機に送り込まれ、その室内を移動する間の所定時間（たとえば１５〜４０分）で蒸気炊飯される。

蒸気炊飯機の室内を複数のゾーンに分けて、各ゾーンごとに独立して温度制御するようにしても良い。これにより、炊飯工程に応じて最適な蒸気温度を設定することができる。

蒸気炊飯（Ｓ４）を完了したゴンドラはチェーンコンベアによって引き上げられ、一段ずつ容器１をコンベア上に送り出す。空になったゴンドラは蒸気炊飯機の入口に向けてリターンして次の容器収容に備える。

蒸煮処理完了後、炊飯された米飯を収容する米充填容器１を順次にシール装置に投入して、あらかじめＵＶ殺菌された蓋材２（図５）を被着して密封シールする（Ｓ５）。シール装置は公知のヒートシール装置であって良いが、必要に応じて、シールした蓋材２の不要部分をカットするトリミング手段が付設される。密封シール後の二次汚染を防止するため、蓋材２としては、前述の容器１の材質と同様に酸素不透過性を有するプラスチック材料で成形されたフィルムを用いることが好ましく、ポリエチレンやポリプロピレンを主体とするイージーピール性を有するものが好適に用いられる。また、米充填容器１に窒素ガスなどの不活性ガスをフラッシュ注入して容器１内の空気を追い出して不活性ガス置換した後に密封シールを行うことも、二次汚染による品質劣化を防止するために好ましい方策の一つである。さらに必要な場合には脱酸素材を封入して密封シールする。

蒸気炊飯機の出口から密封シール装置への容器搬送はコンベアなどによって行われるが、この間に外気に晒されると雑菌が混入して二次汚染を招くおそれがあるので、これを防止するために、この間の領域は、たとえばクラス１００〜１０００程度のクリーン度を有するクリーンブースないしクリーンルームに収容される。これにより、加圧蒸気殺菌（Ｓ３）および蒸気炊飯（Ｓ６）による無菌状態が維持されて密封シールされるので、無菌パック製品として提供することが可能となる。クリーンブースの構造は、たとえば、蒸気炊飯機の出口からシール装置の入口までの間をトンネル状のブースとし、クリーンエア発生装置をブース中央上部に取り付けて連続的にクリーンエアを送入する。クリーンブース内を陽圧（たとえば外気圧より０．５〜２ｍｍＡｑ程度高い圧力）に保持して、クリーンエアをブースの上から下へ、中央から外周へと流し、また搬送コンベア上では搬送方向と反対方向に（密封シール装置から蒸気炊飯機に向けて）流すことにより、汚染された外気の侵入を防ぐように構成することが好ましい。

密封シール装置により米充填容器１を密封シールした後、常法により所定時間蒸らしを行って（Ｓ６）、炊飯後の上層部と下層部の水分量の均一化を図ると同時にアルファ化の促進を図る。蒸らし処理に先立って、密封シールされた容器１を上下反転させると、上下の水分量の均等化を促進させるのに有効である。

その後、蒸らし処理（Ｓ６）に伴う臭いを除去するために、密封シールされた米充填容器１をチラー水などの冷水槽に通過させて常温近く、たとえば４０℃程度まで冷却する（Ｓ７）。米充填容器１を上下反転させて蒸らし処理を行った場合は、その上下反転状態を元に戻した後に冷却処理を行う。蒸らし処理および冷却処理においては、前述の蒸気炊飯機と同様の多段多列式ゴンドラを採用して処理効率の向上を図ることが好ましい。

冷却後、水分を除去して所定含水率まで乾燥させる処理を行い（Ｓ８）、さらに、製造年月日や賞味期限などの印刷、ピンホール検査、ウエイトチェックなどの製品化のために必要な後処理（Ｓ９）を経て、所望の無菌パック米飯（図５）が製造される。

このようにして製造された無菌パック米飯は、高圧高温蒸気による殺菌（Ｓ２）および蒸気炊飯（Ｓ４）によって保存性が高められ、一連の処理工程の間で外気に触れる可能性のある処理領域はクリーンブースで外気から遮断されており、且つ、酸素不透過性の容器１および蓋材２で内容物（米飯３）が外気から遮断されていて二次汚染を防止しているため、実質的な無菌状態が維持され、常温でも長期間（６ヶ月〜１年またはさらにそれ以上）の保存が可能である。したがって、消費者は購入後、電子レンジで１〜３分程度温めれば茹で立てと同様の食味および食感の米飯を手軽に食することができる。また、コンビニなどの販売店にとっては、過剰な仕入れによる廃棄ロスや過小な仕入れによる売上チャンスロスがなくなり、きわめて大きなコストメリットが得られる。

図１ないし図４を参照して、殺菌処理工程（図６：Ｓ２）を行うために使用される本発明の一実施形態による食品殺菌装置１０について、以下詳述する。この殺菌装置１０は、米が定量充填された容器１（蓋材２はまだ被着されていないので上面が開口した状態にある）を処理対象として、高温高圧蒸気により、容器１自体を滅菌処理すると同時に容器１内の米をも殺菌して一般生菌だけでなく耐熱生菌をも実質的に完全に死滅させる。

米充填容器１は、モータなどの駆動手段（図示せず）で所定方向（図１紙面鉛直方向／図２上下方向）に間欠的に駆動されるコンベア（図示せず）によって搬送されるリテーナ１１の開口に食品収容部１ａが嵌合収容されることにより支持される。フランジ１ｂは、リテーナ１１の開口縁に係止される。リテーナ１１は容器支持手段の一例である。

リテーナ１１の下方には、リテーナ１１に係止された状態の容器１の底面に略当接する高さ位置に、パンチングメタルなどによる容器支持板１２が設けられる。容器支持板１２は、殺菌処理中に高温高圧蒸気が容器１内に導入されたときに容器１が内圧上昇によって膨らんで変形することを防止する。後述するように、このとき容器１は上方からノズルユニット２０で押さえ込まれているので、ノズルユニット２０と容器支持板１２との間に挟まれた状態で膨らむことができない。容器１内に入り込んだ蒸気は後述するように切り欠き２８から容器外に排出されて、過度の内圧上昇を防止する。

この殺菌装置１０は、上下に対向して配置された上チャンバー１３と下チャンバー１４とを有する。上下チャンバー１３，１４は、これらが互いに離隔した待機位置と、これらが互いに密接してこれらの間に実質的に密閉された空間を与える閉止位置との間で適当な駆動手段（図示せず）により相対移動可能とされている。図１には、上下チャンバー１３，１４が互いに密接してこれらの間に密閉空間１５を与える閉止位置にある状態が示されており、この状態において殺菌処理が行われる。

上チャンバー１３は蒸気導入口１６、蒸気排出口１７およびこれらに連続して上チャンバー１３の下面１３ａで開口する蒸気通路１８，１９を備えている。蒸気導入口１６から導入された高温高圧蒸気は蒸気通路１８を介して上下チャンバー１３，１４内の密閉空間１５に入り込み、この密閉空間１５においてリテーナ１１に支持されている容器１内の食品（米）を殺菌した後に、後述する隙間２８ａを通って容器１外に逃げ、蒸気通路１９を介して蒸気排出口１７から排出されて一回の蒸気殺菌処理が終了する。この基本的な作用は従来の殺菌装置と同様であるが、この実施例では後述するノズルユニット２０を介して容器１内の食品に蒸気噴射する点に特徴がある。

下チャンバー１４には前述の容器支持板１２が取り付けられている。容器１には個食分の米が収容されているが、その容量を増量したパック米飯を提供する場合は平面寸法を同一にして深さの深い容器を用いるものとし、その場合には該容器の深さに応じて容器支持版１２をより低い位置に設けることができるよう、着脱および交換自在とすることが好ましい。なお、図１において符号１ｃは容器１内の米充填レベルを示す。

本発明の主要な特徴を構成するノズルユニット２０について説明する。このノズルユニット２０は、ノズルベース２１と、隔壁２２を有するスチームガイド２３と、ノズルホルダー２４と、複数の蒸気ノズル３０とを有する。ノズルベース２１は四隅のビス穴２１ａを通るビス（図示せず）で上チャンバー１３の下面１３ａに固定されており、したがってノズルユニット２０全体が上チャンバー１３と一体となっている。ノズルベース２１はステンレスなどの金属板であり、上下チャンバー１３，１４間の密閉空間１５と略同一の平面寸法を有する。

ノズルベース２１上には、容器１の平面形状に応じた所定の閉じた形状を有する隔壁２２が所定高さで設けられ、スチームガイド２３を形成している。隔壁２２は、ステンレスなどの金属で形成されて任意数のビス２７でノズルベース２１上に固定され、ノズルベース２１が上チャンバー１３に取り付けられたときにその上面が上チャンバー１３の下面に密接する高さに形成される。これにより、上チャンバー１３とノズルベース２１との間であって且つ隔壁２２の内部には実質的に閉じられた空間としての蒸気室２５が形成される。

隔壁２２は、上チャンバー１３の蒸気導入口１６に通じる蒸気通路１８が上チャンバー下面１３ａにおいて開口する部分を包囲するよう一側方向（図１右側）に突出して突出部２２ａを形成している。すなわち、隔壁２２によって規定される蒸気室２５は蒸気通路１８の開口を含み、蒸気通路導入口１６から導入された蒸気は蒸気通路１８を介して（密閉空間１５ではなく）蒸気室２５に入り込むことになる。隔壁の反対側（図１左側）においては、上チャンバー１３の蒸気排出口１７に通じる蒸気通路１９を逃げるように円弧状の凹部２２ｂが形成されている。

また、隔壁２２は前述のように実質的に閉じられた空間としての蒸気室２５を規定するが、ノズルベース２１上において隔壁２２を貫通する開口２６が形成されており、この開口２６において蒸気室２５の内外がノズルベース２１上で部分的に連通している。蒸気室２５が「実質的に」閉じられた空間と表現したのはこの意味である。図示例では計４個の開口２６が形成されている。

ノズルベース２１の下方に設けられるノズルホルダー２４は、蒸気ノズル３０を取り付ける手段であると同時に、上下チャンバー１３，１４同士が密接した閉止位置にあるときに、リテーナ１１に支持された容器１の開口を実質的に閉止するものであり、容器フランジ１ｂ上に載置される上段部２４ａと、容器１の食品収容部１ａに所定深さ（米充填レベル１ｃには達しない深さ）まで入り込む下段部２４ｂとを有するものとして、プラスチックなどにより一体成形される。

上段部２４ａは下段部２４ｂより大きな平面寸法を有しており、その下面において下段部２４ｂより外側にある領域がわずかな高さ分だけ切除されて切り欠き２８が形成されている。図示例では計４個の切り欠き２８が形成されている。この切り欠き２８形成により、ノズルホルダー２４をリテーナ１１に支持された容器１に被せて容器開口を実質的に閉止したときに、容器フランジ１ｂとノズルホルダー上段部２４ａの下面との間に切り欠き２８の高さ分に相当するわずかな隙間２８ａが形成されることになる。そして、ノズルホルダー下段部２４ｂは容器１の食品収容部１ａよりわずかに小さい平面寸法を有していてノズルホルダー下段部２４ｂと食品収容部１ａの内側面との間にわずかな隙間が残されているので、この隙間と上述の切り欠き２８による隙間２８ａとが連続している。したがって、ノズルホルダー２４が容器１に被さられている状態であっても、容器１の食品収容部１ａの内部は完全には密閉されておらず、該隙間を通じて容器内の蒸気を容器外に逃がすことができるようになっている。

複数の蒸気ノズル３０はノズルホルダー２４と一体に樹脂成形され、ノズルホルダー２４を厚さ方向に貫通している。図示例では２種類の蒸気ノズル３０が設けられており、第一のタイプの蒸気ノズル３１は、その上方においてノズルベース２１の貫通穴２１ｂを通過して隔壁２２内の蒸気室において突出し、その下方においてはノズルホルダー下段部２４ｂからさらに下方に突出している。一方、第二のタイプの蒸気ノズル３２は、その上方においては第一のタイプの蒸気ノズル３１と同様にノズルベース２１の貫通穴２１ｂを通過して隔壁２２内の蒸気室において突出しているが、その下端はノズルホルダー下段部２４ｂの下面で開口している。ノズルユニット２０の下面図である図３において、第一のタイプの蒸気ノズル３１は二重円で示され、その外側の円がノズル外径を、内側の円が開口を示すものであり、第二のタイプの蒸気ノズルは開口を示す小さな一つの円で示されている。

いずれのタイプの蒸気ノズル３０（第一および第二のタイプのノズル３１，３２を総称するときは符号３０を用いる）も、上方においてはノズルベース２１の貫通穴２１ｂを通過して隔壁２２内の蒸気室において突出しているが、その上端は上チャンバー１３の下面１３ａに届かない高さ位置で開口している。すなわち、蒸気ノズル３０の上端と上チャンバー１３の下面１３ａとの間にはわずかな隙間が残されている。

第一のタイプのノズル３１は、ノズルホルダー下段部２４ｂからさらに下方に突出して、リテーナ１１に支持された容器１の奥底近くまで延長している。このノズル３１は、その下端において開口するとともに、その中途部分において任意の高さ位置で任意の方向に開口している。この中途部分における側面ノズル孔が図４に符号３１ａで示されている。

以上のように構成された殺菌装置１０の作用について説明する。上下チャンバー１３，１４が互いに離隔した待機位置にあるときに、コンベア（図示せず）が駆動されてリテーナ１１に支持された米充填容器１が上下チャンバー１３，１４間の所定位置に送り込まれ、コンベア停止後、上下チャンバー１３，１４同士が密接した閉止位置に相対移動されて、図１に示す状態が得られる。

この状態において、上チャンバー１３の蒸気導入口１６から高温高圧蒸気を所定時間（たとえば５〜１０秒間）の間フラッシュ注入する。導入された蒸気は蒸気通路１６を通って、上チャンバー１３とノズルベース２１との間であって且つ隔壁２２の内部に実質的に閉じられた空間として形成された蒸気室２５に入る。蒸気導入口１６から導入される蒸気は液体状態の熱水を含むので、この熱水も蒸気とともに蒸気室２５に入り込むが、隔壁２２の底部に形成された開口２６を通って蒸気室２５外に排出される。すなわち、開口２６は排水路として機能し、蒸気に含まれる熱水が容器１内の米に入り込むことを防止する。

導入された蒸気は蒸気室２５内に充満した後、蒸気ノズル３０（３１，３２）の上端開口から蒸気ノズル３０に入り込み、第一の蒸気ノズル３１にあってはその下端開口および中途部分の側面ノズル孔３１ａから、第二の蒸気ノズル３２にあってはノズルホルダー下段部２４ｂの下面の開口から、各々噴出する。第一の蒸気ノズル３１は容器１内の米の中に挿入された状態となっているので、容器１内のさまざまな高さ位置において米の内部に直接入り込んで蒸気噴出し、また、第二の蒸気ノズル３２は容器１内の食品の表面に向けて蒸気噴出する。これらにより、容器１内の米がムラなく均一に殺菌される。

なお、蒸気ノズル３０の上端は、排水路として機能する開口２６より十分に高い位置にあるので、蒸気に含まれる熱水が蒸気ノズル３０の上端開口から入り込んで容器１に注水されることはない。

このようにして容器１内の米を殺菌した蒸気は、ノズルホルダー上段部２４ａの下面周縁部分に形成された切り欠き２８によって容器フランジ１ｂとノズルホルダー上段部２４ａの下面との間に形成される隙間２８ａを通って容器１外に排出され、上下チャンバー１３，１４間の密閉空間１５および蒸気通路１９を通って蒸気排出口１７から装置１０外に排出される。既述したように容器１はリテーナ１１に支持された状態において容器支持板１２によって底面を支持されており、上記した要領によるスムーズな排気作用とも相俟って、蒸気導入によっても容器１の内圧が過度に高まることがなく、容器１の膨らみ変形を防止することができる。

このようにして、コンベア停止により容器１が殺菌処理位置で停止している間に、型密閉→蒸気フラッシュ（５〜１０秒間程度）→型開放を１サイクルとする殺菌処理が行われ、これを数ヵ所の殺菌処理位置において繰り返して行うことによって、一般生菌だけでなく耐熱生菌をも実質的に完全に死滅させる。この繰り返し回数は殺菌処理すべき食品の種類や量などによって調整可能であるが、一般に４〜８回程度である。

図示の食品殺菌装置１０による効果を確認するために、図５の容器１に浸漬米を充填して高温高圧蒸気殺菌したときのＦ値を測定した。米には平成２０年度青森県産「まっしぐら」（登録商標）を使用し、これを洗米した後、埼玉県羽生市の水道水に１時間浸漬し、よく水切りして、酸素バリア性を有するポリプロピレン製の容器（「ラミコン」登録商標）１に充填した。この容器は炊飯後の出来上がり状態で２００ｇの米を収容するものであり、歩留まりを２２４．４％に設定して、浸漬米１１２ｇを容器１に充填した。充填した米は生米の状態で８９．１ｇであり、浸漬率１２５．７であった。これを殺菌装置１０に投入し、１４３℃の高温高圧蒸気を蒸気導入口１６から４．０秒間導入してノズル噴射する蒸気殺菌処理を８回繰り返して行った。

上記の同一条件で１２回の試験を行って、雰囲気温度および容器１の底面近く隅部における温度（底面部品温）を測定するとともに、雰囲気最終Ｆ_０値および底面部最終Ｆ_０値を測定した。結果を表１に示す。

この表に示すように、最も温度が上がりにくい容器底面近く隅部においても雰囲気温度とほとんど変わらない温度まで上昇しており、その結果として最終Ｆ_０値も最低１４.２、平均１８.１と十分に高い数値が安定して取れていることが確認できた。また、食味も優れたものであった。

本発明の他実施形態による食品殺菌装置４０について、図７〜図１４を参照して詳述する。この殺菌装置４０も、既述した殺菌装置１０と同様に、殺菌処理工程（図６：Ｓ２）を行うために使用されるものであって、米が定量充填された容器１（蓋材２はまだ被着されていないので上面が開口した状態にある、図５参照。また、この実施例で用いる容器は円形である、図８参照）を処理対象として、高温高圧蒸気により、容器１自体を滅菌処理すると同時に容器１内の米をも殺菌して一般生菌だけでなく耐熱生菌をも実質的に完全に死滅させる。

この殺菌装置４０は、モータなどの駆動手段（図示せず）で所定方向（図７紙面鉛直方向）に間欠的に駆動されるコンベア（図示せず）によって搬送されるリテーナ４１を有する。リテーナ４１には複数（図示例では５個）の円形開口が形成され、各開口にそれぞれ容器１の食品収容部１ａが嵌合収容され、フランジ１ｂが各開口縁に係止された状態で、容器１が支持される。リテーナ４１の構成は、複数の開口を有する点を除いて、既述実施形態の殺菌装置１０に用いられるリテーナ１１と略同一であるので、これ以上の説明を省略する。

この殺菌装置４０は、上下に対向して配置された上チャンバー４２と下チャンバー４３とを有する。上下チャンバー４２，４３は、これらが互いに離隔した待機位置と、これらが互いに密接してこれらの間に実質的に密閉された空間を与える閉止位置との間で適当な駆動手段４４により相対移動可能とされている。この実施形態では、上チャンバー４２は固定であり、下チャンバー４３が下方に離隔した待機位置と上チャンバー４２に密接する閉止位置との間で油圧シリンダーなどの駆動手段４４を介して昇降可能に構成されている。図７には上下チャンバー４２，４３が互いに密接してこれらの間に内部密閉空間４５を与える閉止位置にある状態が示されており、この状態において殺菌処理が行われる。内部密閉空間４５は、５個の容器１を支持するリテーナ４１を収容するに十分な平面寸法を有すると共に、後述するようにリテーナ４１から容器１を持ち上げる突き上げ板５１が昇降するに十分な高さ寸法を有している。符号４６は密閉空間４５を形成・保持するためのパッキンを示す。

上チャンバー４２は、蒸気導入口４７および蒸気排出口４８を有する。スチームジェネレータ（図示せず）で発生させた高温高圧蒸気は蒸気導入口４７から密閉空間４５に入り込み、この密閉空間４５においてリテーナ４１に支持されている容器１内の食品（米）を殺菌した後に、蒸気排出口４８から排出されて、一回の蒸気殺菌処理を終了する。図１４に略示されるように、蒸気導入口４７にはスチームジェネレータからの蒸気導入管７３が接続され、蒸気排出口４８には蒸気排出管７４が接続されており、これら蒸気導入管７３および蒸気排出管７４にそれぞれ設けられる電磁バルブ７５，７６を開閉することによって、蒸気導入および排出のタイミングを制御している。このような制御手法自体は公知であるので、詳細な説明を省略する。

上チャンバー４２にはさらに減圧手段７２が設けられる。減圧手段７２は、上下チャンバー４２，４３を密接させたときに形成される内部密閉空間４５を所定時間の間所定の真空度に減圧できるものであれば良いが、図１４にその一例が示されている。すなわち、蒸気排出口４８からの蒸気排出管７４を分岐させて、この分岐管７７をバッファータンク７８を介して真空ポンプ７９に連結し、分岐管７７に電磁バルブ８０を設けて、蒸気排出弁７６と減圧弁８０の開閉タイミングを制御することによって、共通の配管系統で蒸気排出と減圧を実行する。

下チャンバー４３には容器移動手段５０が設けられている。容器移動手段５０は、下チャンバー４３の底板４３ａの上方に水平に設けられる突き上げ板５１と、下チャンバー底板４３ａの下方に位置する支持板５２と、下チャンバー底板４３ａを上下動自在に挿通して突き上げ板５１を支持板５２に連結する脚５３と、支持板５２を昇降させる駆動手段５４とを有する。上下チャンバー４２，４３を密接させたときに形成される内部密閉空間４５内において、突き上げ板５１は、仮想線で示される待機位置にあるときはリテーナ４１に支持された容器１の下方に待避して干渉しないが、駆動手段５４によって上昇するとリテーナ４１に支持された容器１の底面に当たって容器１をリテーナ４１から外して所定高さまで持ち上げる（図１の状態）。この動作については後に詳述する。

本発明の主要な特徴を構成するノズルユニット６０について説明する。このノズルユニット６０は、ノズルベース６１と、上チャンバー４２の下面４２ａ（図８）とノズルベース６１との間に実質的に密閉された蒸気室６２を形成するためにノズルベース６１上に設けられるスチームガイド６３と、ノズルベース６１の下面に固着されるノズルホルダー６４と、複数の蒸気ノズル６５と、押さえ板６６とを有する。ノズルベース６１は、上チャンバー４２の上隅の内設段部４２ｂの下面にビスなどの固着具（図示せず）で固定されており、したがってノズルユニット６０全体が上チャンバー４２と一体になっている。ノズルベース６１はステンレスなどの金属板であり、上下チャンバー４２，４３間の密閉空間４５と略同一の平面寸法を有するが、その周縁部には複数の切欠き８１が形成されている（図９）。

スチームガイド６３は上チャンバー４２の段部４２ｂと略同一の高さ寸法を有する（図７，図８）と共に、５個の容器１の開口部を取り囲む形状（図９）を有し、ノズルベース６１が上チャンバー４２に取り付けられたときにその上面が上チャンバー４２の下面４２ａに密接することにより、これらの間に実質的に閉じられた空間としての蒸気室６２を形成している。蒸気導入口４７はスチームガイド６３により形成されるスチームガイド６３の内側（すなわち蒸気室６２内）で開口するので、蒸気導入口４７に導入された高温高圧蒸気は蒸気室６２に入り込み、蒸気ノズル６５から食品収容容器１内に噴出されることによって後述の殺菌処理が行われた後、スチームガイド６３の外側（すなわち蒸気室６２の外側）においてノズルベース６１に形成された蒸気排出穴４９および上チャンバー４２の蒸気排出口４８を介して装置４０外に排出される。

押さえ板６６は、容器１ごとにそのフランジ１ｂを覆うに十分な平面寸法を有するステンレスなどの板状体であり、ノズルホルダー６４の下方において若干の上下動を許容して取り付けられる。取付の一例として、図示実施例では、ノズルホルダー６４に固着したネジ軸６７に、下端にストッパー６８ａを有するガイド支柱６８を螺着し、このストッパー６８ａを押さえ板６６の外周端近くにおいて裏面側に形成した凹部６６ａに嵌合収容させることにより、押さえ板６６とノズルホルダー６４との間の隙間８２の高さ範囲内において若干の上下動を許容しつつ押さえ板６６を吊り下げた状態で取り付ける構成が採用されている。

押さえ板６６には蒸気ノズル６５を挿通させるためのノズル挿通孔６９が蒸気ノズル６５の位置に対応して同数だけ形成されている。ノズル挿通孔６９は、蒸気ノズル６５の外径より幾分大きい口径を有するものとして形成されており、したがって蒸気ノズル６５を挿通させた状態においてもその周囲には蒸気を通過（排出）させるための蒸気通路７０が残されている。

複数の蒸気ノズル６５（この実施例では一つの食品収容容器１について中心位置、内周位置および外周位置に合計１３個の蒸気ノズル６５が設けられている、図９参照）はノズルホルダー６４と一体に樹脂成形され、ノズルホルダー６４を厚さ方向に貫通している。蒸気ノズル６５の上端はノズルベース６１を貫通して蒸気室６２において所定高さまで突出し、その下方においては押さえ板６６のノズル挿通孔６９を挿通してさらに下方に突出している。

図７〜図９に示す殺菌装置４０においてノズルユニット６０に用いられる蒸気ノズル６５の形状は、別途図１０にも示されるように、尖った形状の下端（先端）６５ａには開口が無く、下端近くにおいて側面で開口６５ｂしている。したがって、蒸気導入口４７から導入された高温高圧蒸気は、蒸気室６２から蒸気ノズル６５の内部に入り込んだ後、側面の開口６５ｂから側方に向けて噴出されることになる。また、その下端６５ａを含む下方領域の側面は微小凹凸面６５ｃとされている。凹凸形状は任意であるが、この例ではリング状ないしネジ状の凹凸面６５ｃが形成されている。

既述したように、本発明では、容器１をリテーナ４１に係止した状態でコンベア搬送する過程の数箇所（たとえば４〜８箇所）を殺菌処理位置として、これらの殺菌処理位置に各々図７〜図９に示すような殺菌装置４０を設置して、型密閉→蒸気フラッシュ（５〜１０秒間程度）→型開放を１サイクルとする殺菌処理を数回繰り返し行うことを想定しているが、最初の殺菌処理位置に設置する殺菌装置４０では図１０に示すような形状の蒸気ノズル６５を用い、２回目以降の殺菌処理位置に設置される殺菌装置４０ではこれに代えて図１１に示すような形状の蒸気ノズル７１を用いることが好ましい。この蒸気ノズル７１は下端７１ａに開口７１ｂを有し、側面には開口が無い。蒸気ノズル６５と同様、下端７１ａを含む下方領域の側面は微小凹凸面７１ｃとされている。

定量充填工程（図６：Ｓ１）を経て最初の殺菌処理位置に搬送されてくる容器１には、米が固まった状態で充填されていることが多い。このため、最初の殺菌処理位置に設置される殺菌装置４０においては、図１０に示すような形状の蒸気ノズル６５を用いることにより、固まった状態の米であっても奥深くまで挿入しやすくなる。また、このときに用いる蒸気ノズルの先端が開口していると、蒸気ノズルを挿入したときに先端の開口に米が入り込んで目詰まりを生じてしまうことがある。したがって、蒸気ノズル６５の開口は先端ではなく側面に形成して、この目詰まりの問題を解消している。側面の開口６５ｂから蒸気噴射することは、併せて、固まった状態の米をほぐす効果もある。

一方、２回目以降の殺菌処理位置に設置される殺菌装置４０では、既に最初の殺菌処理位置において蒸気ノズル６５が挿入されたことによってノズルの挿入路が形成されているので、ノズル挿入は比較的容易であるし、目詰まりを起こすこともない。したがって、図１１に示すように先端に開口７１ｂを有する形状の蒸気ノズル７１を用い、先端開口７１ａから蒸気を容器底面に向けて噴出させることによって容器内の隅々まで蒸気を行き渡らせる。

以上のように構成された殺菌装置４０の作用について説明する。上下チャンバー４２，４３が互いに離隔した待機位置にあるときに、コンベア（図示せず）が駆動されて、リテーナ４１に支持された米充填容器１が上下チャンバー４２，４３間の所定位置（最初の殺菌処理位置）に送り込まれ、コンベア停止後、駆動手段４４により下チャンバー４３を上昇させて上チャンバー４２に密着させ、それらの間に密閉空間４５を形成する。

このとき、突き上げ板５１は待機位置（図７仮想線）に止まっており、リテーナ４１に支持されている各容器１の底面より下方に離れた位置にある。この状態が図１２に示されている。既述したように、容器１は、リテーナ４１の開口に食品収容部１ａが嵌合収容され、フランジ１ｂが各開口縁に係止された状態で支持されている。このとき、押さえ板６６は、その凹部６６ａの天井面にストッパー６８ａを係止した吊り下げ状態で保持されており、図８の位置より若干下方に移動しているが、容器１が大きく下降してリテーナ４１に保持された位置に移動しているので、容器１のフランジ１ｂとは離れている。また、上チャンバー４２に固定されたノズルユニット６０の蒸気ノズル６５は容器１の食品収容部１ａには入り込んでいない。

次いで、減圧手段７２により密閉空間４５内を減圧する。この減圧処理は必ずしも必須ではないが、後述するように、この時点で減圧することにより殺菌効果が向上することが実証されている（詳細は後述）ので、減圧処理を行うことが好ましい。減圧手段７２の構成例については図１４を参照して既述した通りであり、たとえば、１回の殺菌処理のサイクルタイムを１０秒として、そのうちの０．３秒間だけ電磁バルブ８０を開いてチャンバー内部密閉空間４５からバッファータンク７８に真空引きを行う。残りの９．７秒間は真空ポンプ７９でバッファータンク７８を真空にしているので、バッファータンク７８内の真空度が十分に高められた状態で一気に密閉空間４５内を真空引きするので、短時間であっても十分な効果が得られる。

次いで、図１２の位置で待機している突き上げ板５１を駆動手段５４により上昇させる。これにより、リテーナ４１に保持されていた容器１が突き上げ板５１によって押し上げられ、フランジ１ｂが当接した後にさらに突き上げ板５１が上昇することによって押さえ板６６も押し上げられて、図８の状態となる。このとき、容器１は、食品収容部１ａがリテーナ４１の開口に入り込み、底面が突き上げ板５１の上に支持され、フランジ１ｂの上に押さえ板６６が密接した状態となっている。また、容器１が上チャンバー４２に近接移動したことにより、上チャンバー４２に固定されたノズルユニット６０の蒸気ノズル６５が容器１の食品収容部１ａに入り込み、充填されている食品に挿入されてその先端６５ａが容器１の底面近くまで達する。既述したように、このときに用いられる蒸気ノズル６５は尖った閉塞先端６５ａを有するので、固まった状態の食品であってもスムーズに挿入され、目詰まりを起こすこともない。

この突き上げ板５１を上昇させる工程とほぼ同時または図８の状態が得られた直後に、蒸気導入口４７に高温高圧蒸気を導入する。たとえば、１４５℃の高温高圧蒸気を５．５秒間フラッシュ注入する。蒸気導入口４７から導入された蒸気は、上チャンバー下面４２ａとノズルベース６１との間の蒸気室６２を充満した後、該蒸気室６２で上端開口している蒸気ノズル６５に入り込み、その下端近くの側面開口６５ｂから容器１内の食品に向けて噴射される。これにより、容器１の内面および容器１に充填された食品を殺菌すると共に、固まった食品をほぐす効果も得られる。このとき、容器１の開口部は、フランジ１ｂに密接する押さえ板６６の自重が作用することによって実質的に閉塞されているので、蒸気のノズル噴射によっても食品が容器外に飛散したり、フランジ１ｂに付着することがない。

所定時間の蒸気フラッシュによる殺菌処理を終えた後、蒸気排出口４８からの蒸気排出管７４に設けられた電磁バルブ７６を開く。これにより、容器１内に入り込んだ蒸気は、押さえ板６６のノズル挿入孔６９の口径と蒸気ノズル６５の外径との寸法差によって与えられる蒸気通路７０を通って容器１外に排出され、さらに、上下チャンバー４２，４３間の密閉空間４５からノズルベース６１の蒸気排出穴４９および上チャンバー４２の蒸気排出口４８を介して装置４０外に排出される。そして、駆動手段４４により下チャンバー４３を下降させると共に、駆動手段５４により突き上げ板５１を下降させて、図１２に示す待機状態に戻す。容器１はリテーナ４１に保持された状態となり、コンベアにより次の（２回目の）殺菌処理位置に搬送される。

なお、蒸気導入口４７から導入される蒸気は液体状態の熱水を含むので、この熱水も蒸気とともに蒸気室６２に入り込むが、スチームガイド６３の底部に形成された開口（図示せず、実施例１の開口２６を参照）を通って蒸気室６２外に排出され、さらにノズルベース６１の周囲に形成された切欠き８１（図９）から落下して排出される。これらの開口および切欠き８１は排水路として機能し、蒸気に含まれる熱水が容器１内の米に入り込むことを防止する。また、蒸気ノズル６５の上端は、排水路として機能する開口より十分に高い位置において蒸気室６２内で開口するので、蒸気に含まれる熱水が蒸気ノズル６５の上端開口から入り込んで容器１に注水されることもない。

このようにして、コンベア停止により容器１が殺菌処理位置で停止している間に、型密閉→蒸気フラッシュ→型開放を１サイクルとする殺菌処理が行われ、これを数ヵ所の殺菌処理位置において繰り返して行うものであり、各殺菌処理位置において図７，図９に示すような殺菌処理装置４０が用いられるのであるが、既述したように、２回目以降の殺菌処理位置に設置される殺菌処理装置４０においては蒸気ノズル６５（図１０）に代えて蒸気ノズル７１（図１１）を用いることにより、殺菌効果を高めている。

この殺菌処理装置４０では一食分の米飯を封入するパック米飯を製造する過程で殺菌処理を行うものであるが、一食分と言ってもニーズは様々であり、たとえば１００ｇパック米飯、２００ｇパック米飯、３００ｇパック米飯など数種類のパック米飯を製造する場合がある。このような場合、パック（容器１）の平面寸法を大きく変えずに、深さを変えることで容量の増減に対応させるのが一般的である。

図１３は、既述した構成の殺菌処理装置４０において、これまで対象としてきた容器１よりも容量が大きい（したがって深い）容器１’を殺菌処理対象とする場合の用例を示している。この場合も、突き上げ板５１を所定の高さまで上昇させることによって容器１’をリテーナ４１から浮上させ、蒸気ノズル６５（または７１）を容器１’の奥底近くの所定位置まで挿入させて蒸気殺菌を行うが、容器１’の深さが大きいので、容器１の場合に使用した押さえ板６６を用いると、突き上げ板５１を所定高さまで上昇させたときに押さえ板６６がノズルホルダー６４と干渉してしまうことがある。これを回避するため、図１３に示す用例では、より薄い押さえ板６６’を用いてノズルホルダー６４との干渉を回避している。押さえ板６６，６６’はガイド支柱６８のストッパー６８ａに吊り下げられた状態で取り付けられているので、ガイド支柱６８をネジ軸６７から取り外し、あるいはネジ軸６７をノズルホルダー６４から取り外すことによって、簡単に着脱可能・交換可能である。

押さえ板６６はその自重で容器１，１’の開口部を閉止して蒸気ノズル噴射による食品の飛散を防止する役割を果たすが、図１３のように薄い押さえ板６６’では蒸気圧に負けて浮き上がってしまい、飛散防止効果が損なわれる場合もあり得る。このような場合には、必要に応じて、押さえ板６６’の上にリング状の重り板（図示せず）を載せて荷重を増大させることができる。また、薄い押さえ板６６’でも実際上十分な飛散防止効果を期待できる場合は、浅い容器１を殺菌対象とする場合にも同じ押さえ板６６’を使うようにすれば、深さの異なる数種の容器について同じ押さえ板６６’を使用することができ、着脱・交換の手間を省くことができる。

この食品殺菌装置４０による効果を確認するために、容器１に浸漬米を充填して高温高圧蒸気殺菌したときのＦ値を測定した。米には平成２０年度青森県産「まっしぐら」（登録商標）を使用し、これを洗米した後、埼玉県羽生市の水道水に１時間浸漬し、よく水切りして、酸素バリア性を有するポリプロピレン製の容器（「ラミコン」登録商標）１に充填した。この容器は炊飯後の出来上がり状態で２００ｇの米を収容するものであり、歩留まりを２２４．４％に設定して、浸漬米１１２ｇを容器１に充填した。充填した米は生米の状態で８９．１ｇであり、浸漬率１２５．７であった。これを殺菌装置４０に投入し、１４５℃の高温高圧蒸気を蒸気導入口４７から５．５秒間導入してノズル噴射する蒸気殺菌処理を１０秒間を１サイクルとして８回繰り返して行った。最初の殺菌処理では図９の蒸気ノズル６５を使用し、２回目〜８回目の殺菌処理では図１０の蒸気ノズル７１を使用した。

上記の同一条件で１５回の試験を行った後、容器１の底面近く隅部における温度（底面部品温）を測定した。また、蒸気フラッシュに先立って、既述した要領で減圧手段７２により真空引きを０．３秒間行った場合についても同様に１５回の試験を行った後、容器１の底面近く隅部における温度（底面部品温）を測定した。これらについて、最大Ｆ_０値、最小Ｆ_０値、平均Ｆ_０値および標準偏差を表２に示す。

この表に示すように、真空引きを行わない場合でも最小値で１１．１、平均値で６５．５と十分に高い数値が得られたが、真空引きを行うとＦ_０値がさらに大幅に上昇することが実証された。真空引きを行うと、上下チャンバー４２，４３間の密閉空間４５の内圧が１気圧よりも小さくなって負圧になるので、蒸気を供給したときに密閉空間４５内、したがって容器１内に入り込む蒸気量が増大すると共に、容器１内の隅々にまで行き渡りやすくなり、これによって殺菌効果が大幅に増大する。このことは、ここまでのＦ_０値を必要としない場合にはより少ない回数の殺菌処理を行えば十分であることを意味しており、設備の小型化、省スペース化およびコストダウンを実現する。また、上記の試験においては、真空引きの有無にかかわらず、蒸気ノズル噴出によっても容器１内の米飯が飛散することがなく、蓋材被着による密封シール（図６：Ｓ５）を支障無く行うことができ、最終的に得られた米飯も食味に優れたものであった。

以上に本発明の実施形態について添付図面を参照して詳述したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に規定された発明の範囲内において様々な態様を取り得ることは言うまでもない。

１，１’ 容器
１ａ 食品収容部
１ｂ フランジ
１ｃ 米充填レベル
２ 蓋材
３ 米（食品）
１０ 食品殺菌装置
１１ リテーナ（容器支持手段）
１２ 容器支持板
１３ 上チャンバー
１３ａ 上チャンバーの下面
１４ 下チャンバー
１５ 上下チャンバー間の密閉空間
１６ 蒸気導入口
１７ 蒸気排出口
１８，１９ 蒸気通路
２０ ノズルユニット
２１ ノズルベース
２１ａ ビス穴
２２ 隔壁
２２ａ 突出部
２２ｂ 凹部
２３ スチームガイド
２４ ノズルホルダー
２４ａ 上段部
２４ｂ 下段部
２５ 蒸気室
２６ 開口（排水路）
２７ ビス
２８ 切り欠き
２８ａ 蒸気が通る隙間
３０ 蒸気ノズル
３１ 第一のタイプの蒸気ノズル
３１ａ 側面ノズル孔
３２ 第二のタイプの蒸気ノズル
４０ 食品殺菌装置
４１ リテーナ（容器支持手段）
４２ 上チャンバー
４２ａ 上チャンバーの下面
４３ 下チャンバー
４３ａ 下チャンバーの底面
４４ 駆動手段
４５ 内部密閉空間
４６ パッキン
４７ 蒸気導入口
４８ 蒸気排出口
４９ 蒸気排出穴
５０ 容器移動手段
５１ 突き上げ板
５２ 支持板
５３ 脚
５４ 駆動手段
６０ ノズルユニット
６１ ノズルベース
６２ 蒸気室
６３ スチームガイド
６４ ノズルホルダー
６５ 蒸気ノズル（最初の殺菌処理装置用）
６５ａ 閉塞下端
６５ｂ 側面開口
６５ｃ 微小凹凸面（側面）
６６，６６’ 押さえ板
６７ ネジ軸
６８ ガイド支柱
６８ａ 下端のストッパー
６９ ノズル挿通孔
７０ 蒸気通路
７１ 蒸気ノズル（２回目以降の殺菌処理装置用）
７１ａ 下端
７１ｂ 開口
７１ｃ 微小凹凸面（側面）
７２ 減圧手段
７３ 蒸気導入管
７４ 蒸気排出管
７５ 蒸気導入用の電磁バルブ
７６ 蒸気排出用の電磁バルブ
７７ 減圧用の分岐管
７８ バッファータンク
７９ 真空ポンプ
８０ 減圧用の電磁バルブ
８１ ノズルベース周縁部の切欠き
８２ 押さえ板とノズルホルダーとの間の隙間

Claims (7)

1. 互いに離隔した待機位置と、互いに密接して密閉空間を与える閉止位置との間で相対移動可能な上チャンバーと下チャンバーとを有し、前記上下チャンバーにより、上面開口の容器に収容された食品を高温高圧蒸気で殺菌処理する食品殺菌装置であって、
   前記上チャンバーは蒸気導入口および蒸気排出口を備え、前記下チャンバーは食品を収容した容器を上チャンバーに向けて移動させる容器移動手段を備え、
   前記上下チャンバー内に、前記上下チャンバーの閉止時において食品を収容する容器の開口部を実質的に閉止するノズルユニットが配置され、
   前記ノズルユニットは、このノズルユニットを上チャンバーに取り付けるノズルベースと、このノズルベース上に隔壁を有するスチームガイドと、前記蒸気導入口から導入された高温高圧蒸気を前記食品が収納された容器内に噴出する蒸気ノズルとを有して構成され、
   前記ノズルベース上のスチームガイドは、前記上下チャンバーの閉止時に、前記スチームガイドの隔壁と上チャンバーとで囲まれて実質的に密閉された空間として蒸気室を形成し、
   前記上チャンバーの蒸気導入口はスチームガイドの内側で開口し、蒸気排出口はスチームガイドの外側で開口することを特徴とする食品殺菌装置。
2. 前記ノズルユニットは、容器のフランジに載置される上段部と、食品収容容器の収容部に入り込む下段部とを有するノズルホルダーを備え、前記上段部の下面に切り欠きが形成されて容器フランジと上段部下面との間に前記切り欠きに相当する隙間が形成され、前記隙間を通じて、蒸気ノズルから容器内に噴出された蒸気が容器外に排出され、上下チャンバー間の密閉空間および蒸気通路を通って蒸気排出口から排出されることを特徴とする請求項１に記載の食品殺菌容器。
3. 前記ノズルベースに形成されたスチームガイドには、このスチームガイドの隔壁を貫通する開口が形成され、この開口により蒸気室の内外がノズルベース上で部分的に流通して排水路として機能し、ノズルユニットに備えられた蒸気ノズルの上端が前記開口より高い位置にあることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の食品殺菌装置。
4. 閉止した上下チャンバー間の密閉空間を減圧する減圧手段を備え、前記減圧手段により密閉空間を減圧して、上下チャンバー内に収容された食品を収容する容器の内部を真空引きした後、上チャンバーの蒸気導入口から高温高圧蒸気をスチームガイド内に導入して蒸気ノズルから前記容器内に噴出させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の食品殺菌装置。
5. 前記ノズルユニットは、食品を収容する容器の開口部を閉止する押さえ板を備え、前記押さえ板は前記蒸気ノズルの外径より大きい口径のノズル挿通孔を有し、前記ノズル挿通孔に蒸気ノズルを挿通させた状態においてその周囲に蒸気を排出させる通路を与えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の食品殺菌装置。
6. 前記スチームガイド外側のノズルベースに蒸気排出穴が形成され、蒸気導入口からスチームガイド内側に蒸気が導入されて、蒸気ノズルから食品を収容する容器内に噴出された蒸気が押さえ板のノズル挿通孔から上下チャンバー間の密閉空間に排出され、前記蒸気排出穴および蒸気通路を通って蒸気排出口から排出されることを特徴とする請求項５に記載の食品殺菌装置。
7. 前記容器移動手段は前記上下チャンバーに設けられた容器支持板または昇降可能な突き上げ板であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の食品殺菌装置。