JP6944336B2 - 殺菌処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、レトルト食品などの処理対象物を殺菌処理するための殺菌処理装置に関する。

缶詰やレトルト食品等の殺菌処理方法の一つとして、これらの処理対象物を所定の温度および圧力とし、その加圧加熱状態を所定の時間維持することによって処理対象物の殺菌を行う、いわゆる加圧加熱殺菌処理が知られている。
この加圧加熱殺菌処理は、処理対象物を処理槽の中に入れて該処理槽内を所定の加圧加熱状態とすることにより行われるが、処理槽内の温度が所定温度に達していても処理対象物の内部全体に熱が行き渡るまでに時間を要する。従って、実際の加圧加熱殺菌処理においては、処理対象物の形状や寸法、内容物の種類等に応じて、加圧加熱状態を十分な時間維持する必要がある。

例えば、レトルト食品の加圧加熱殺菌処理では、複数のレトルト食品をトレー上に並べ、該トレーを複数段積み重ねた状態で処理槽内に収容し、該処理槽内で蒸気を発生させ又は処理槽内に蒸気を供給しながら処理槽内を加圧および加熱し、処理槽内を所定の温度で所定の時間、維持することで殺菌が行われる。レトルト食品の種類にもよるが、一般的な加圧加熱殺菌処理においては、８０〜１３０℃の温度で所定の時間維持されることが多い。

このような加圧加熱状態を維持しているとき、処理槽内の温度又は圧力が低下してくると、これをセンサー等により検知し、処理槽内を再度、加熱又は加圧する必要がある。
実際の処理装置においては、処理槽内の低下した圧力を回復させる具体的な手段はコンプレッサー等の加圧装置であり、該加圧装置により発生させた加圧空気を処理槽内に供給することで処理槽内の圧力が維持される。

しかしながら、処理槽内部に供給される加圧空気は処理槽外部の温度、即ち、常温であるため、加熱状態にある処理槽内部にこのような常温の加圧空気が供給されると、処理槽内部では加熱空気と常温の空気とが混ざり合うこととなり、処理槽内部に一時的に温度ムラが生じやすい。このような温度ムラが生じると、処理対象物に殺菌不良などの悪影響を及ぼす虞がある。

特開２００４−２７５０２５号公報

本発明は、処理対象物の配置された処理槽内を加圧加熱状態とすることにより該処理対象物の殺菌処理を行うための殺菌処理装置において、処理槽内部に温度ムラが生じることを抑制しつつ該処理槽内部の加圧加熱状態を維持しうる殺菌処理装置を提供することを課題とする。

本発明に係る殺菌処理装置は、処理対象物を収容する処理槽と、該処理槽内部に加圧された第一の気体を供給する加圧装置とを備え、前記処理槽内部には、前記加圧装置より供給された前記第一の気体が処理槽内部の第二の気体と接触する前に該第一の気体を一時的に滞留させて予熱する予熱部が備えられたことを特徴とする。

殺菌処理装置を構成する処理槽内部に上記構成の予熱部が備えられたことにより、供給された第一の気体は該予熱部において予熱された後に処理槽内部の加熱された第二の気体と混合されることとなる。よって、処理槽内部において温度ムラが生じることを抑制しつつ加圧加熱状態を維持することが可能となる。

一実施形態に係る殺菌処理装置では、前記予熱部が、前記第一の気体が、任意の第一方向と該第一方向とは逆方向である第二方向とに往復しながら蛇行して流れる配管を備えたものとし得る。かかる構成の配管を備えることで、該配管は処理槽内の加熱に伴って十分な熱を蓄えた状態となるため、加圧された第一の気体がその内部を通過する際にその熱が該第一の気体に伝わり、該第一の気体を効率良く加熱することができる。

他の実施形態に係る殺菌処理装置では、前記予熱部の先端に、ガス排出孔が複数形成された分散ヘッダーが設けられたものとし得る。予熱部の先端に分散ヘッダーを備えたことにより、予熱された前記第一の気体が該分散ヘッダーから処理槽内に分散して供給されることとなり、処理槽内の温度ムラがより一層抑制されることとなる。

他の実施形態に係る殺菌処理装置では、前記予熱部は、前記処理槽内に収容される処理対象物の側方位置に設けられたものとし得る。予熱部が処理対象物の側方位置に配置されることにより、該予熱部から排出される第一の気体が処理槽内の第二の気体よりも低温であったとしても、該第一の気体は第二の気体との温度差によって処理槽の側壁に沿って処理槽下部へと流下するため、処理対象物に温度ムラによる影響を及ぼしにくいという効果がある。

さらに、他の実施形態に係る殺菌処理装置では、前記予熱部が、前記処理槽の幅方向両端部に配置されたものとし得る。予熱部が処理槽の幅方向両端部に配置されていると、処理槽両端部において下降流が生じ、これに伴って処理槽中央部では上昇流が生じるため、処理槽内部に循環流が生じることとなる。よって、処理槽内部における気体の混合が促進され、処理槽内の温度が速やかに均一化されることとなる。

本発明によれば、処理槽内部に温度ムラを抑制しつつ処理対象物の加圧加熱による殺菌処理を行うことのできる殺菌処理装置が提供される。

図１は、本発明に係る殺菌処理装置の一実施形態を示したものであり、処理槽開口部と垂直な方向における処理槽の断面図である。 図２は、図１におけるII-II線断面図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
本実施形態に係る殺菌処理装置１は、処理対象物を収容する処理槽１０と、該処理槽内部に加圧空気を供給する加圧装置（図示せず）と、該処理槽内部を加熱する加熱装置（図示せず）とを備えている。
処理槽１０は、図１及び図２に示すように、開口部１１ａを有する処理槽本体１１と該開口部１１ａを閉じるための蓋１２とを備えている。該処理槽１０は、前記開口部１１ａを介してその内部に処理対象物Ｘが出し入れ自在となるように構成されている。本実施形態では、複数の処理対象物Ｘがトレー２の上に並べられ、該トレー２が複数段積み重ねられた状態となって処理槽本体１１の内部に収容される。

該処理槽１０の内部には、加圧された第一の気体Ａが処理槽１０内部の第二の気体Ｂと接触して混じり合う前に該第一の気体Ａを予熱するための予熱部２０が備えられている。本実施形態では、該予熱部２０は金属製の配管で構成されている。該配管は、好ましくはステンレス鋼管又は銅管である。配管がステンレス鋼管又は銅管であれば、処理槽内部の熱が、該配管を介して該配管の内部を流通する前記第一の気体Ａへと伝わりやすくなり、効率的に第一の気体Ａを予熱することができる。

本実施形態における配管は、前記第一の気体Ａが、任意の第一方向と該第一方向とは逆方向である第二方向とに往復しながら蛇行して流れるように構成されている。具体的には、処理槽本体１１の奥行き方向、即ち処理対象物Ｘを載せたトレー２が出し入れされる方向（以下、単に奥行き方向ともいう）と平行に延びる直線部２２と、該直線部２２の両端において第一の気体Ａの流れを奥行き方向において反対方向へと反転させるＵ字状の反転部２３とが交互に接続されて構成されている。

より好ましい態様として、本実施形態における予熱部２０は、前記第一の気体Ａを奥行き方向に流通させる第一直線部２２ａと、該第一直線部２２ａの先端に接続され第一の気体Ａの流通方向を１８０°反転させる第一反転部２３ａと、前記第一直線部２２ａの下に且つ前記第一直線部２２ａと平行に配置され、前記第一直線部２２ａとは奥行き方向において逆向きに第一の気体Ａを流通させる第二直線部２２ｂと、該第二直線部２２ｂの先端に接続され第一の気体Ａの流通方向を１８０°反転させる第二反転部２３ｂと、備えている。

本実施形態における前記予熱部２０は、好ましくは前記第一直線部２２ａ、前記第一反転部２３ａ、前記第二直線部２２ｂ、および前記第二反転部２３ｂを組み合わせてなる配管ユニットが、上下方向に複数個連続するようにして構成される。前記配管ユニットは、好ましくは３〜７個連続して設けられる。

かかる構成の予熱部２０を備えることにより、加圧された前記第一の気体Ａは、該予熱部２０において一時的に滞留され、具体的には、複数回に亘って処理槽１０内を往復移動しながら徐々に下方へと移動する。該予熱部２０は、処理槽１０内に備えられているため、予熱部２０自身が加熱手段を有していなくとも処理槽１０内の加熱された第二の気体Ｂとの接触によって、加熱された状態となっている。従って、前記第一の気体Ａが該予熱部２０を通過することで、処理槽１０内の第二の気体Ｂと同じ温度又はそれに近い温度にまで加熱される。

さらに、本実施形態に係る殺菌処理装置１では、予熱部２０の先端には、分散ヘッダー２５が備えられている。該分散ヘッダー２５は、直線状の配管であって複数のガス噴出孔２５ａを有するものである。
具体的には、該分散ヘッダー２５は、その中央部において前記予熱部２０の先端と接続されている。また、該分散ヘッダー２５は、処理槽１０の奥行き方向と平行に配置された金属製配管である。さらに、該分散ヘッダー２５は、処理槽１０の内部の高さをＨとした場合、底から１／２Ｈの高さより下方、好ましくは１／４Ｈの高さ付近に設置される。

ガス噴出孔２５ａは、前記分散ヘッダー２５の長手方向全域に亘ってほぼ等間隔に形成されている。また、本実施形態においては、各ガス噴出孔２５ａは処理槽１０の下方に向けて形成されている。

本実施形態に係る殺菌処理装置１では、図２に示すように、上記のような構成の予熱部２０及び分散ヘッダー２５が、処理槽１０内において、処理対象物の側方位置、好ましくは処理槽１０の奥行き方向と直交する処理槽の幅方向（以下、単に幅方向ともいう）の両側に設けられ、処理槽１０内に収容されたトレー２を幅方向の両側から挟むように位置している。

前記加圧された気体Ａとしては、処理槽内の加熱された第二の気体Ｂと同種又は異種の気体を採用することができ、例えば、空気、窒素、水蒸気、その他任意の気体を使用することができる。

かかる構成の殺菌処理装置１によれば、処理槽１０の外部から供給された加圧された第一の気体Ａが上記構成の予熱部２０内を流通する間に予熱され、処理槽１０内部に存在する第二の気体Ｂと同じ温度、又はそれに近い温度となって分散ヘッダーから噴出されることとなる。これにより、処理槽１０内部に温度ムラが生じにくくなり、処理槽１０内部に収容された処理対象物Ｘに殺菌不良等の悪影響を及ぼすことを防止し得る。

また、本実施形態に係る殺菌処理装置１によれば、予熱された前記第一の気体Ａが処理槽１０内の幅方向両端の下方に配置された分散ヘッダーより下方に向けて噴出されるため、処理槽の幅方向両側では気体が下降する下降流が生じ、幅方向中央部では気体が上昇する上昇流が生じる。つまり、処理槽１０内部において、幅方向中央部において上昇し幅方向両側において下降するような循環流が生じることとなり、これによって供給された前記第一の気体Ａと元々処理槽１０内にあった第二の気体Ｂとが速やかに混合され、処理槽内の温度が均一化される。
従って、仮に予熱された第一の気体Ａと処理槽内の第二の気体Ｂとの温度差が大きい場合であっても、速やかに処理槽１０内の温度が均一化され、処理対象物Ｘに悪影響を及ぼしにくいという効果がある。

また、本実施形態に係る殺菌処理装置１によれば、予熱部２０を構成する直線部２２及び分散ヘッダー２５が、処理対象物が載置されるトレー２の奥行き方向の寸法と同程度とされているため、奥行き方向全体に亘って均一な循環流が生じやすくなり、処理対象物Ｘを均一に加圧加熱殺菌することが可能となる。

尚、上記実施形態で説明した殺菌処理装置は本発明の一例に過ぎず、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では、直線部２２および反転部２３を交互に接続して奥行き方向に蛇行する構成の予熱部２０としたが、本発明は、このような構成の予熱部に限定されず、例えば２枚の伝熱プレート間に第一の気体Ａを流通させて該プレートを介して予熱するプレート式のものや、配管を螺旋状に配置した螺旋状配管式のものであってもよい。

また、上記実施形態では、予熱部２０を構成する直線部２２は処理槽の奥行き方向に延びるように配置されていたが、処理槽の上下方向と平行に配置してもよく、またそれ以外の任意の方向に配置してもよい。何れの方向に向けて配置した場合であっても、第一の方向と該第一の方向と逆方向である第二の方向とに第一の気体Ａを往復するように蛇行させて流通させることで、処理槽内の空間を有効に活用して第一の気体Ａの予熱を効果的に行うことが可能となる。

また、上記実施形態に係る殺菌処理装置では、予熱部２０が、処理槽１０の幅方向の両端部に配置されていたが、該予熱部２０を処理槽の奥、つまり開口部１１ａと対向する位置や、処理槽１０の底部に設けても良い。

１…殺菌処理装置、２…トレー、１０…処理槽、１１…処理槽本体、１２…蓋、２０…予熱部、２２…直線部、２３…反転部、２５…分散ヘッダー、Ａ…加圧された第一の気体、Ｂ…処理槽内の第二の気体、Ｘ…処理対象物

Claims (4)

1. 処理対象物を収容する処理槽と、
   該処理槽の内部に加圧された第一の気体を供給する加圧装置とを備え、
   前記処理槽の内部には、前記加圧装置より供給された前記第一の気体が処理槽の内部の第二の気体と接触する前に該第一の気体を一時的に滞留させて予熱する予熱部が備えられ、
   前記予熱部は、前記第一の気体が、任意の第一方向と該第一方向とは逆方向である第二方向とに往復しながら蛇行して流れる配管を備えていること、
   を特徴とする殺菌処理装置。
2. 前記予熱部の先端には、ガス排出孔が複数形成された分散ヘッダーが設けられている請求項１記載の殺菌処理装置。
3. 前記予熱部が、前記処理槽に収容される処理対象物の側方位置に設けられている請求項１又は２に記載の殺菌処理装置。
4. 前記予熱部が、前記処理槽の幅方向両端に配置されている請求項１〜３の何れかに記載の殺菌処理装置。

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