JP7049582B2 - Sterilizer - Google Patents
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Description
本発明は、レトルト食品などの加熱殺菌に用いられる殺菌装置に関するものである。 The present invention relates to a sterilizer used for heat sterilization of retort foods and the like.
従来、下記特許文献1に開示される殺菌装置が知られている。この殺菌装置では、処理槽(1)内に被処理物(2)が収容されると共に水が貯留され、この貯留水が熱交換器(3)との間で循環される。そして、この循環水を熱交換器において蒸気により加熱するか、クーリングタワー(8)からの冷却水で冷却するかを切り替えて、被処理物の加熱殺菌とその後の冷却が図られる。
Conventionally, a sterilizer disclosed in
殺菌装置では、処理槽内を殺菌温度まで上昇させる昇温工程の後、処理槽内を殺菌温度に保持する殺菌工程がなされる。これら工程における温度調整は、熱交換器への給蒸を制御することでなされる。従来技術では、熱交換器への給蒸路にバルブが設けられており、このバルブを制御することで、処理槽内への給蒸が制御されている。 In the sterilizer, after a temperature raising step of raising the inside of the treatment tank to the sterilization temperature, a sterilization step of keeping the inside of the treatment tank at the sterilization temperature is performed. The temperature control in these steps is performed by controlling the steam supply to the heat exchanger. In the prior art, a valve is provided in the steam supply path to the heat exchanger, and by controlling this valve, the steam supply into the processing tank is controlled.
処理槽内の温度調整のために、前記バルブとして、たとえば比例制御弁を用いることが考えられる。しかしながら、開度調整可能なバルブのみで加熱制御する場合、万一、弁越し漏れ(閉鎖不良による蒸気漏れ)が生じると、目標温度を超えても処理槽内への給蒸が続く状態となり、所期の殺菌(目標温度での殺菌)を行えず、食品を過加熱したり、味の変化などの品質劣化を生じさせたりして、食品の廃棄が必要となるおそれもある。 For temperature control in the processing tank, it is conceivable to use, for example, a proportional control valve as the valve. However, in the case of heating control only with a valve whose opening can be adjusted, if leakage through the valve (steam leakage due to poor closure) occurs, steam supply to the inside of the processing tank will continue even if the target temperature is exceeded. The desired sterilization (sterilization at the target temperature) cannot be performed, and the food may be overheated or quality deterioration such as a change in taste may occur, and the food may need to be disposed of.
そこで、本発明が解決しようとする課題は、簡易な構成および制御で、温度調整が容易であると共に、万一の動作不良にも対応可能な殺菌装置を提供することにある。すなわち、万一、弁越し漏れが生じた場合でも、所期の殺菌を実施でき、食品の過加熱を防止すると共に、味の変化などの品質劣化を防止して、食品の廃棄を抑制できる殺菌装置を提供することを課題とする。 Therefore, an object to be solved by the present invention is to provide a sterilizer that can easily adjust the temperature with a simple configuration and control and can cope with a malfunction in the unlikely event. That is, even if a leak occurs through the valve, the desired sterilization can be carried out, the overheating of the food can be prevented, and the quality deterioration such as the change in taste can be prevented, and the waste of the food can be suppressed. The subject is to provide the device.
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、被処理物が収容されると共に水が貯留される処理槽と、この処理槽内の貯留水を循環路を介して循環させる循環手段と、前記循環路に設けた熱交換器に蒸気を供給するか、前記循環路の循環水に蒸気を吹き込んで、前記循環路の循環水を加熱する給蒸手段と、前記各手段を制御する制御手段とを備え、前記給蒸手段は、前記熱交換器または前記循環路への給蒸路に、給蒸の有無をオンオフで切り替える給蒸遮断弁と、開度調整可能な給蒸弁とを直列に備え、前記制御手段は、前記処理槽内を殺菌温度まで上昇させる昇温工程と、前記処理槽内を殺菌温度に保持する殺菌工程とを順に実行し、前記制御手段は、少なくとも殺菌工程では、前記給蒸遮断弁を開けた状態で、前記給蒸弁の開度を調整するが、前記処理槽内の温度が給蒸遮断温度以上になると、前記給蒸遮断弁を閉じる一方、その後、前記処理槽内の温度が給蒸再開温度以下になると、前記給蒸遮断弁を開けることを特徴とする殺菌装置である。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the invention according to
請求項1に記載の発明によれば、処理槽内の貯留水を循環手段で循環させ、その循環水を蒸気で加熱する殺菌装置において、循環水を加熱するための給蒸手段は、循環路またはこれに設けた熱交換器への給蒸路に、給蒸の有無をオンオフで切り替える給蒸遮断弁と、開度調整可能な給蒸弁とを直列に備える。そして、少なくとも殺菌工程では、給蒸遮断弁を開けた状態で給蒸弁の開度を調整することで、処理槽内の温度を所望に調整することができる。但し、処理槽内の温度が給蒸遮断温度以上になると、給蒸遮断弁を閉じる一方、その後、処理槽内の温度が給蒸再開温度以下になると、給蒸遮断弁を開けることで、処理槽内の温度を調整する。つまり、万一、給蒸弁に動作不良が生じ、弁越し漏れが生じた場合、給蒸遮断温度以上になると、給蒸遮断弁を閉じることで、食品の過加熱を防止することができる。その後、放熱により処理槽内の温度は下がるが、給蒸再開温度以下になると、給蒸遮断弁を開けることで、食品の加熱殺菌を継続することができる。このようにして、開度調整可能な給蒸弁に動作不良が生じても、給蒸遮断温度と給蒸再開温度との間で、給蒸遮断弁の開閉をオンオフ制御することで、所期の殺菌を実施でき、食品の過加熱を防止すると共に、味の変化などの品質劣化を防止して、食品の廃棄を抑制することができる。 According to the first aspect of the present invention, in a sterilizer that circulates the stored water in the treatment tank by a circulation means and heats the circulating water with steam, the steaming means for heating the circulating water is a circulation path. Alternatively, the steam supply path to the heat exchanger provided therein is provided in series with a steam supply shutoff valve for switching on / off the presence or absence of steam supply and a steam supply valve whose opening can be adjusted. Then, at least in the sterilization step, the temperature in the processing tank can be appropriately adjusted by adjusting the opening degree of the steam supply valve with the steam supply shutoff valve open. However, when the temperature inside the treatment tank exceeds the steam supply shutoff temperature, the steam supply shutoff valve is closed, while when the temperature inside the treatment tank falls below the steam supply restart temperature, the steam supply shutoff valve is opened for processing. Adjust the temperature inside the tank. That is, in the unlikely event that a malfunction occurs in the steam supply valve and a leak occurs through the valve, the food supply cutoff valve can be closed to prevent overheating of the food when the temperature exceeds the supply steam cutoff temperature. After that, the temperature inside the treatment tank drops due to heat dissipation, but when the temperature drops below the steam supply restart temperature, the food can be sterilized by heating by opening the steam supply shutoff valve. In this way, even if a malfunction occurs in the steam supply valve whose opening can be adjusted, the opening and closing of the steam supply shutoff valve can be controlled on and off between the supply steam cutoff temperature and the steam supply restart temperature. It is possible to carry out sterilization of food, prevent overheating of food, prevent quality deterioration such as change in taste, and suppress food waste.
請求項2に記載の発明は、前記制御手段は、前記殺菌工程では、前記処理槽内の温度を、上限温度と下限温度との間の殺菌温度範囲に維持するように、前記給蒸弁の開度を調整し、前記給蒸遮断温度は、前記上限温度を超える温度で設定され、前記給蒸再開温度は、前記下限温度以上で且つ前記上限温度以下で設定されることを特徴とする請求項1に記載の殺菌装置である。
According to the second aspect of the present invention, the control means of the steam feeder so as to maintain the temperature in the processing tank within the sterilization temperature range between the upper limit temperature and the lower limit temperature in the sterilization step. The claim is characterized in that the opening degree is adjusted , the steam supply cutoff temperature is set at a temperature exceeding the upper limit temperature, and the steam supply restart temperature is set above the lower limit temperature and below the upper limit temperature.
請求項2に記載の発明によれば、給蒸遮断温度が、殺菌温度範囲の上限温度を超える温度で設定されるので、給蒸弁の開度調整を優先して実行することができる。そして、万一、給蒸弁に動作不良が生じ、弁越し漏れが生じた場合、給蒸遮断温度以上になると給蒸遮断弁が閉じられる。その後、給蒸再開温度以下になると給蒸遮断弁が開けられるが、給蒸再開温度は、殺菌温度範囲の下限温度以上で且つ上限温度以下で設定されるので、所期の殺菌を継続することができる。 According to the second aspect of the present invention, since the steam supply cutoff temperature is set at a temperature exceeding the upper limit temperature of the sterilization temperature range, the opening degree adjustment of the steam supply valve can be preferentially executed. Then, in the unlikely event that a malfunction occurs in the steam supply valve and a leakage occurs through the valve, the supply / steam isolation valve is closed when the temperature exceeds the supply / steam isolation temperature. After that, when the temperature drops below the steam supply restart temperature, the steam supply shutoff valve is opened, but the steam supply restart temperature is set above the lower limit temperature of the sterilization temperature range and below the upper limit temperature, so the desired sterilization should be continued. Can be done.
さらに、請求項3に記載の発明は、前記給蒸遮断温度と前記給蒸再開温度との間での前記給蒸遮断弁のオンオフ制御により前記殺菌工程を終えた場合、その旨を報知手段により報知することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の殺菌装置である。
Further, in the third aspect of the present invention, when the sterilization step is completed by on / off control of the steam supply shutoff valve between the steam supply cutoff temperature and the steam supply restart temperature, a notification means to that effect is used. The sterilizer according to
請求項3に記載の発明によれば、給蒸弁の開度調整による殺菌ではなく、給蒸遮断弁の開閉による殺菌がなされた場合、報知手段により報知される。従って、被処理物の殺菌状況の確認や、出荷の可否の判断を確実に行える。また、殺菌装置のメンテナンスを促すこともできる。 According to the third aspect of the present invention, when sterilization is performed by opening and closing the steam supply shutoff valve instead of sterilization by adjusting the opening degree of the steam supply valve, the notification means notifies the user. Therefore, it is possible to confirm the sterilization status of the object to be treated and to determine whether or not the product can be shipped. It can also encourage maintenance of the sterilizer.
本発明の殺菌装置によれば、簡易な構成および制御で、温度調整が容易であると共に、万一の動作不良にも対応可能となる。すなわち、万一、弁越し漏れが生じた場合でも、所期の殺菌を実施でき、食品の過加熱を防止すると共に、味の変化などの品質劣化を防止して、食品の廃棄を抑制することができる。 According to the sterilizer of the present invention, the temperature can be easily adjusted with a simple configuration and control, and it is possible to deal with a malfunction in the unlikely event. In other words, even if a leak occurs through the valve, the desired sterilization can be carried out, overheating of the food can be prevented, and quality deterioration such as change in taste can be prevented to suppress the disposal of the food. Can be done.
以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施例の殺菌装置1を示す概略図であり、一部を断面にして示している。本実施例の殺菌装置1は、被処理物2を加熱して殺菌する装置であり、殺菌後には被処理物2を冷却可能に構成される。被処理物2は、特に問わないが、典型的にはレトルト食品または缶詰など、容器に密閉された食材である。
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view showing a
本実施例の殺菌装置1は、被処理物2が収容される処理槽3と、この処理槽3内への給水手段4と、処理槽3外への排水手段5と、処理槽3内への圧縮空気供給手段6と、処理槽3外への排気手段7と、処理槽3内の真空解除手段8と、処理槽3と熱交換器9との間で水を循環させる循環手段10と、循環手段10による循環水を加熱するために熱交換器9に蒸気を供給する給蒸手段11と、給蒸手段11による蒸気の凝縮水(ドレン)を外部へ排出するドレン排出手段12と、循環手段10による循環水を冷却するために熱交換器9に冷却水を供給する冷却手段13と、これら各手段4~8,10~13を制御する制御手段(図示省略)とを備える。
The
処理槽3は、被処理物2を収容する中空容器である。処理槽3は、その形状を特に問わないが、本実施例では水平に配置された円筒材を備え、この円筒材は、一方の開口部が閉塞されており、他方の開口部が扉で開閉可能とされている。扉を開けることで、処理槽3に対し被処理物2を出し入れすることができ、扉を閉じることで、処理槽3の開口部を気密に閉じることができる。なお、被処理物2は、台車に載せられるなどして、処理槽3内の底面よりも上方に保持される。
The
処理槽3には、処理槽3内の温度を検出する温度センサ14と、処理槽3内の水位を検出する水位センサ(図示省略)とが設けられる。但し、温度センサ14は、処理槽3ではなく、場合により、後述する循環路15(特に熱交換器9より下流側)に設けられてもよい。さらに、図示しないが、処理槽3には、所望により、処理槽3内の圧力を検出する圧力センサや、処理槽3内に収容される被処理物の温度を検出する品温センサが設けられる。
The
給水手段4は、給水路16を介して処理槽3内へ水を供給する。給水路16は、処理槽3の底部に接続され、処理槽3へ向けて給水ポンプ17と給水弁18とが設けられている。給水ポンプ17を作動させた状態で給水弁18を開けると、給水源からの水を処理槽3内に供給して、処理槽3内に水を貯留することができる。本実施例では、処理槽3内に収容した被処理物を浸漬しない設定水位まで、処理槽3内に水が貯留される。
The water supply means 4 supplies water into the
排水手段5は、排水路19を介して処理槽3内から水を排出する。排水路19は、処理槽3の底部に接続され、排水弁20が設けられている。排水弁20を開けることで、処理槽3内の水を外部へ排出することができる。
The drainage means 5 discharges water from the
圧縮空気供給手段6は、圧縮空気供給路21を介して処理槽3内へ圧縮空気を供給する。圧縮空気供給路21は、処理槽3の上部に接続され、処理槽3へ向けて圧縮空気遮断弁22と圧縮空気弁23とが設けられている。圧縮空気遮断弁22を開けた状態で、圧縮空気弁23も開けることで、圧縮空気源からの圧縮空気を処理槽3内に供給して、大気圧を超える圧力に処理槽3内を加圧することができる。
The compressed air supply means 6 supplies compressed air into the
排気手段7は、大気圧を超える圧力下の処理槽3内から排気路24を介して気体を排出する。排気路24は、処理槽3の上部に接続され、排気弁25が設けられている。処理槽3内が大気圧を超える圧力にある状態で、排気弁25を開けると、処理槽3内の気体が排気路24を介して外部へ排出され、処理槽3内の圧力を下げることができる。
The exhaust means 7 discharges gas from the inside of the
真空解除手段8は、大気圧未満の圧力下の処理槽3内へ給気路26を介して外気を導入する。給気路26は、処理槽3の上部に接続され、真空解除弁27が設けられている。処理槽3内が大気圧未満の圧力にある状態で、真空解除弁27を開けると、給気路26を介して外気が処理槽3内へ導入され、処理槽3内の圧力を大気圧まで戻すことができる。
The vacuum release means 8 introduces outside air into the
熱交換器9は、処理槽3との間で水が循環され、その循環水と、蒸気または冷却水とを混ぜることなく熱交換する。つまり、熱交換器9は、循環手段10により処理槽3からの水が通されると共に、この循環水を加熱するために給蒸手段11による蒸気が通されるか、循環水を冷却するために冷却手段13による冷却水が通される。
Water is circulated to and from the
循環手段10は、処理槽3と熱交換器9との間で水を循環させる。循環手段10は、循環路15と循環ポンプ28とを備える。循環路15は、一端部が処理槽3の底部に接続され、処理槽3の底部からの循環路15は、循環ポンプ28と熱交換器9とを順に介して、他端部が処理槽3内のノズル29に接続されている。このノズル29は、処理槽3内の側部および/または上部に設けられており、循環ポンプ28からの水を被処理物2へ向けて噴射する。
The circulation means 10 circulates water between the
給蒸手段11は、熱交換器9に蒸気を供給して、循環手段10による循環水を加熱する。給蒸手段11は、ボイラからの蒸気を熱交換器9へ供給する給蒸路30を備え、この給蒸路30には給蒸遮断弁31と給蒸弁32とが直列に設けられている。図示例では、給蒸路30には、処理槽3へ向けて、給蒸遮断弁31および給蒸弁32の順で設けられているが、場合により、これとは逆に、給蒸弁32および給蒸遮断弁31の順で設けられてもよい。給蒸遮断弁31は、給蒸の有無をオンオフで切り替える弁(たとえばエア駆動弁)であり、給蒸弁32は、開度調整可能な弁(たとえばモータバルブ)である。
The steaming means 11 supplies steam to the heat exchanger 9 to heat the circulating water by the circulating
ドレン排出手段12は、給蒸手段11により熱交換器9に供給された蒸気の凝縮水を外部へ排出する。ドレン排出手段12は、熱交換器9から下方へのドレン排出路33を備え、このドレン排出路33に、ドレン排出弁34、スチームトラップ35および逆止弁36が順に設けられて構成される。熱交換器9への給蒸時、ドレン排出弁34を開けておくことで、蒸気の凝縮水を外部へ排出することができる。
The drain discharge means 12 discharges the condensed water of the steam supplied to the heat exchanger 9 by the steam supply means 11 to the outside. The drain discharge means 12 includes a
冷却手段13は、熱交換器9に冷却水を供給して、循環手段10による循環水を冷却する。冷却手段13は、クーリングタワー37を備え、クーリングタワー37にて冷却された水は、送水ポンプ38により、冷却水送り路39を介して熱交換器9へ供給され、熱交換器9を通過後の水は冷却水戻し路40を介してクーリングタワー37へ戻される。図示例の場合、冷却水送り路39と給蒸路30とは、熱交換器9の側で共通管路とされている。また、冷却水戻し路40とドレン排出路33とは、熱交換器9の側で共通管路とされている。
The cooling means 13 supplies cooling water to the heat exchanger 9 to cool the circulating water by the circulation means 10. The cooling means 13 includes a
冷却水送り路39には冷却水送り弁41が設けられる一方、冷却水戻し路40には冷却水戻し弁42が設けられている。冷却水送り路39と給蒸路30との合流部は、冷却水送り弁41や給蒸弁32より下流側(熱交換器9側)に配置されている。また、冷却水戻し路40とドレン排出路33との分岐部は、冷却水戻し弁42やドレン排出弁34よりも上流側(熱交換器9側)に配置されている。
The cooling
給蒸弁32およびドレン排出弁34を閉じた状態で、冷却水送り弁41および冷却水戻し弁42を開けて、送水ポンプ38を作動させると、クーリングタワー37と熱交換器9との間で冷却水を循環させることができる。一方、冷却水送り弁41および冷却水戻し弁42を閉じた状態で、給蒸弁32を開ければ、熱交換器9に蒸気を供給することができる。その際、ドレン排出弁34を開けておくことで、スチームトラップ35を介してドレンを排出することができる。
When the cooling
制御手段は、前記各センサの検出信号の他、経過時間などに基づき、前記各手段4~8,10~13を制御する制御器(図示省略)である。具体的には、給水ポンプ17、給水弁18、排水弁20、圧縮空気遮断弁22、圧縮空気弁23、排気弁25、真空解除弁27、循環ポンプ28、給蒸遮断弁31、給蒸弁32、ドレン排出弁34、クーリングタワー37、送水ポンプ38、冷却水送り弁41、冷却水戻し弁42の他、温度センサ14および水位センサなどは、制御器に接続されている。そして、制御器は、以下に述べるように、所定の手順(プログラム)に従い、処理槽3内の被処理物2の加熱殺菌やその後の冷却を行う。
The control means is a controller (not shown) that controls each of the
図2は、本実施例の殺菌装置1の運転例を示す概略図であり、横軸は時間t、縦軸は処理槽内温度Tを示している。殺菌装置1は、典型的には、給水工程S1の後、昇温工程S2と殺菌工程S3とを少なくとも一回含んで被処理物2の殺菌を図った後、冷却工程S4および排水工程S5を実行する。図2では、給水工程S1、第一昇温工程S2a、第一殺菌工程S3a、第二昇温工程S2b、第二殺菌工程S3b、冷却工程S4および排水工程S5を順次に実行する例を示している。
FIG. 2 is a schematic view showing an operation example of the
第一昇温工程S2aと第二昇温工程S2bとは、昇温目標温度が異なるが、動作内容は同一である。そのため、各昇温工程S2a,S2bについて、以下、両者を特に区別する場合を除き、単に昇温工程S2ということがある。同様に、第一殺菌工程S3aと第二殺菌工程S3bとは、保持目標温度が異なるが、動作内容は同一である。そのため、各殺菌工程S3a,S3bについて、以下、両者を特に区別する場合を除き、単に殺菌工程S3ということがある。 Although the temperature rise target temperature is different between the first temperature rise step S2a and the second temperature rise step S2b, the operation contents are the same. Therefore, each of the temperature raising steps S2a and S2b may be simply referred to as the temperature rising step S2, unless the two are particularly distinguished below. Similarly, the first sterilization step S3a and the second sterilization step S3b have different holding target temperatures, but the operation contents are the same. Therefore, each of the sterilization steps S3a and S3b may be simply referred to as the sterilization step S3, unless the two are particularly distinguished below.
以下、各工程について説明する。まず、殺菌装置1の運転に先立ち、処理槽3内には被処理物2が収容され、処理槽3の扉は気密に閉じられる。その状態では、上述した各弁の内、排水弁20、排気弁25、真空解除弁27、ドレン排出弁34は開けられているが、その他の弁18,22,23,31,32,41,42は閉じられており、各ポンプ17,28,38は停止している。
Hereinafter, each step will be described. First, prior to the operation of the
≪給水工程S1≫
給水工程S1では、処理槽3内の被処理物2を浸漬しない設定水位まで、給水手段4により処理槽3内に水を供給して、処理槽3内に水を貯留する。具体的には、排気弁25を開けたまま、排水弁20および真空解除弁27を閉じる。そして、給水ポンプ17を作動させた状態で給水弁18を開ければよい。処理槽3内に設定水位まで水が貯留されると、給水弁18を閉じると共に給水ポンプ17を停止させて、給水工程S1を終了する。給水工程S1の後半、循環ポンプ28を間欠運転し、昇温工程S2への移行に伴い連続運転に切り替えてもよい。
≪Water supply process S1≫
In the water supply step S1, water is supplied into the
≪昇温工程S2≫
昇温工程S2では、循環手段10により処理槽3と熱交換器9との間で水を循環させながら、その循環水を熱交換器9において給蒸手段11により加熱して、処理槽3内の温度を殺菌温度T1(T2)まで上昇させる。具体的には、循環ポンプ28を作動させることで、処理槽3内底部からの水を、熱交換器9を介して、ノズル29から処理槽3内へ戻すことで、処理槽3と熱交換器9との間で循環させる。また、この循環中、冷却水送り弁41および冷却水戻し弁42を閉じる一方、給蒸遮断弁31、給蒸弁32を開けて、熱交換器9へ蒸気を供給する。この際、処理槽3内の温度が所望速度で上昇するように、温度センサ14の検出温度に基づき、給蒸弁32の開度を比例制御(またはPID制御)するのが好ましい。ドレン排出弁34を開けておくことで、蒸気の凝縮水は、スチームトラップ35を介して排出される。
<< Temperature rise step S2 >>
In the temperature rising step S2, water is circulated between the
昇温工程S2では、熱交換器9において循環水と蒸気とを熱交換して、循環水の加熱を図ることができる。このようにして、昇温工程S2では処理槽3内の温度を徐々に上昇させるが、この際、処理槽3内は大気圧を超える圧力(処理槽3内温度相当の飽和蒸気圧力よりも高圧)とされる。これにより、100℃を超える水温でも循環ポンプ28のキャビテーションを起こすことなく循環を行うことができると共に、被処理物の膨張による容器(レトルトパウチなど)の破裂を防止できる。具体的には、圧縮空気弁23と排気弁25とを制御することにより、処理槽3内の温度に応じた加圧がなされる。
In the temperature raising step S2, the circulating water and steam can be heat-exchanged in the heat exchanger 9 to heat the circulating water. In this way, in the temperature raising step S2, the temperature inside the
以後、循環手段10による水の循環は、冷却工程S4の終了まで継続される。また、圧縮空気供給手段6による処理槽3内の加圧は、処理槽3内が殺菌温度まで上昇した後も、処理槽3内温度相当の飽和蒸気圧力よりも高圧に、排水工程S5の排水終了まで継続される。その間、圧縮空気遮断弁22は開放状態に維持され、圧縮空気弁23と排気弁25の開閉が制御される。
After that, the circulation of water by the circulation means 10 is continued until the end of the cooling step S4. Further, the pressurization in the
≪殺菌工程S3≫
殺菌工程S3では、処理槽3内の温度を殺菌温度T1(T2)に保持して、被処理物2を加熱して殺菌する。具体的には、処理槽3内の貯留水を循環手段10により循環させつつ、温度センサ14の検出温度を殺菌温度に維持するように、給蒸弁32の開度を調整する。この間、ドレン排出弁34を開けておくことで、蒸気の凝縮水は、スチームトラップ35を介して排出される。処理槽3内が殺菌温度以上で殺菌時間経過すると、給蒸弁32および給蒸遮断弁31を閉じて熱交換器9への給蒸を停止して、殺菌工程S3を終了する。
<< Sterilization process S3 >>
In the sterilization step S3, the temperature inside the
被処理物2の加熱殺菌中、殺菌温度を変更してもよい。図示例では、第一殺菌温度T1まで処理槽3内を昇温する第一昇温工程S2a、第一殺菌温度T1で第一殺菌時間保持する第一殺菌工程S3a、第一殺菌温度T1よりも高い第二殺菌温度T2まで処理槽3内を昇温する第二昇温工程S2b、第二殺菌温度T2で第二殺菌時間保持する第二殺菌工程S3bを順次に実行する。
The sterilization temperature may be changed during the heat sterilization of the object 2 to be treated. In the illustrated example, the first sterilization step S2a for raising the temperature in the
図示例では、第一殺菌温度T1と第二殺菌温度T2との二段階に殺菌温度を変更したが、第一殺菌温度T1、第二殺菌温度T2および第三殺菌温度T3の三段階で殺菌温度を変更(段階的に上昇)してもよい。あるいは、四段階以上で殺菌温度を変更してもよいし、逆に、殺菌温度を変更しなくてもよい(つまり第一殺菌温度T1のみとしてもよい)。 In the illustrated example, the sterilization temperature was changed in two stages of the first sterilization temperature T1 and the second sterilization temperature T2, but the sterilization temperature was changed in three stages of the first sterilization temperature T1, the second sterilization temperature T2 and the third sterilization temperature T3. May be changed (increased in stages). Alternatively, the sterilization temperature may be changed in four or more steps, or conversely, the sterilization temperature may not be changed (that is, only the first sterilization temperature T1 may be used).
また、図示例では、殺菌温度を上げる例を示したが、殺菌温度を途中で下げてもよい。殺菌温度を下げる場合、給蒸手段11による加熱を停止した状態で、後述する冷却工程S4と同様にして、循環手段10による循環水を冷却手段13による冷却水で冷却するか、給水手段4と排水手段5とを制御して、処理槽3内の貯留水を徐々に入れ替える降温工程を実施した後、殺菌工程S3を実施すればよい。
Further, in the illustrated example, an example in which the sterilization temperature is raised is shown, but the sterilization temperature may be lowered in the middle. When lowering the sterilization temperature, the circulating water by the circulating
殺菌工程S3では、上述したとおり、給蒸遮断弁31を開けた状態で、給蒸弁32の開度を調整して、処理槽3内の温度を殺菌温度に保持する。但し、処理槽3内の温度が給蒸遮断温度以上になると、給蒸遮断弁31を閉じる一方、その後、処理槽3内の温度が給蒸再開温度以下になると、給蒸遮断弁31を開けるのがよい。給蒸遮断温度=殺菌温度+第一設定値αで設定され、給蒸再開温度=殺菌温度+第二設定値β(但し0<β<α)で設定されるのがよい。なお、殺菌温度を途中で変更する場合、それに応じて、給蒸遮断温度および給蒸再開温度も変更される。
In the sterilization step S3, as described above, with the steam
より具体的に説明すると、本実施例では、殺菌工程S3において、処理槽3内の温度を、上限温度と下限温度との間の殺菌温度範囲に維持するように、給蒸弁32の開度を調整する。たとえば、比例制御(またはPID制御)において、設定温度に対し比例帯(たとえば±1℃)を設け、その比例帯の上限温度と下限温度との範囲に収まるように、給蒸弁32の開度を調整する。この場合、上限温度以上では給蒸弁32は全閉され、下限温度以下では給蒸弁32は全開とされる。そして、給蒸遮断温度は、上限温度を超える温度で設定され(給蒸遮断温度=上限温度+第一設定値)、給蒸再開温度は、下限温度以上で且つ上限温度以下で設定されるのが好ましい。
More specifically, in the present embodiment, in the sterilization step S3, the opening degree of the
このような構成の場合、基本的には、給蒸遮断弁31を開けた状態で、給蒸弁32の比例制御(またはPID制御)により、処理槽3内の温度が調整されるが、処理槽3内の温度が給蒸遮断温度以上になると、給蒸遮断弁31を閉じる一方、その後、処理槽3内の温度が給蒸再開温度以下になると、給蒸遮断弁31を開けることで、処理槽3内の温度を調整する。つまり、万一、給蒸弁32に動作不良が生じ、弁越し漏れ(閉鎖不良)が生じた場合、給蒸遮断温度以上になると、給蒸遮断弁31を閉じることで、食品の過加熱を防止することができる。その後、放熱により処理槽3内の温度は下がるが、給蒸再開温度以下になると、給蒸遮断弁31を開けることで、食品の加熱殺菌を継続することができる。このようにして、開度調整可能な給蒸弁32に動作不良が生じても、給蒸遮断温度と給蒸再開温度との間で、給蒸遮断弁31の開閉をオンオフ制御することで、所期の殺菌を実施でき、食品の過加熱を防止すると共に、味の変化などの品質劣化を防止して、食品の廃棄を抑制することができる。
In the case of such a configuration, basically, the temperature in the
しかも、給蒸遮断温度が、殺菌温度範囲の上限温度を超える温度で設定されるので、給蒸弁32の開度調整を優先して図ることができる。そして、万一、給蒸弁32に動作不良が生じ、弁越し漏れが生じた場合、給蒸遮断温度以上になると給蒸遮断弁31が閉じられる。その後、給蒸再開温度以下になると給蒸遮断弁31が開けられるが、給蒸再開温度は、殺菌温度範囲の下限温度以上で且つ上限温度以下で設定されるので、所期の殺菌を継続することができる。
Moreover, since the steam supply cutoff temperature is set at a temperature exceeding the upper limit temperature of the sterilization temperature range, it is possible to give priority to adjusting the opening degree of the
なお、このような給蒸弁32の弁越し漏れに対するバックアップ制御は、殺菌工程S3だけでなく、昇温工程S2においても行うことができる。すなわち、まず前提として、昇温工程では、経過時間に応じて処理槽3内の温度を所定に高めていくが、各時点における目標温度の上限温度と下限温度との範囲に収まるように、給蒸弁32の開度を調整する。そして、上限温度や下限温度が徐々に高められることで、処理槽3内を殺菌温度範囲まで昇温させる。これを前提に、昇温工程S2でも殺菌工程S3と同様に、昇温工程S2中の各時点において、上限温度より所定温度高い温度として給蒸遮断温度を設定しておく一方、下限温度以上で且つ上限温度以下で給蒸再開温度を設定しておく。これにより、昇温工程S2においても、殺菌工程S3と同様に、給蒸弁32の閉鎖不良による弁越し漏れが生じた場合、給蒸遮断温度以上で給蒸遮断弁31を閉鎖する一方、給蒸再開温度以下で給蒸遮断弁31を開放することを繰り返して、給蒸遮断弁31のオンオフ制御により、昇温工程S2を実施することができる。
It should be noted that such backup control for leakage of the
≪冷却工程S4≫
冷却工程S4では、循環手段10により処理槽3と熱交換器9との間で水を循環させながら、その循環水を熱交換器9において冷却手段13により冷却して、処理槽3内の被処理物2を冷却する。具体的には、循環ポンプ28により、処理槽3内底部からの水を、熱交換器9を介して、ノズル29から処理槽3内へ戻すことで、処理槽3と熱交換器9との間で水を循環させる。また、この循環中、給蒸弁32およびドレン排出弁34を閉じる一方、冷却水送り弁41および冷却水戻し弁42を開けた状態で、クーリングタワー37および送水ポンプ38を作動させて、熱交換器9に冷却水を循環させればよい。
<< Cooling process S4 >>
In the cooling step S4, water is circulated between the
冷却工程S4の開始から冷却時間経過するか、処理槽3内の温度が冷却温度よりも下がるか、冷却温度よりも下がってから所定時間経過すると、冷却手段13による熱交換器9への冷却水供給を停止して、冷却工程S4を終了する。この際、循環手段10による循環も停止するが、圧縮空気供給手段6による処理槽3内の加圧は、排水工程S5における排水完了まで継続するのがよい。
When the cooling time elapses from the start of the cooling step S4, the temperature in the
≪排水工程S5≫
排水工程S5では、排水手段5により処理槽3内から排水する。具体的には、排水弁20を開けることで、外部へ水を排出する。圧縮空気供給手段6により処理槽3内を加圧したままで排水手段5により排水すれば、処理槽3内からの排水を迅速に行うことができる。また、ドレン排出弁34を開けることで、熱交換器9の一次側に溜まった冷却水を外部へ排出する。
≪Drainage process S5≫
In the drainage step S5, drainage is performed from the inside of the
その後、圧縮空気遮断弁22および圧縮空気弁23を閉じる一方、排気弁25を開いて、処理槽3内の加圧を解除した後、さらに真空解除弁27を開放して、処理槽3内を確実に大気圧とする。これにより、処理槽3の扉を開けて、処理槽3内から被処理物2を取り出すことができる。
After that, while closing the compressed
なお、給蒸遮断温度と給蒸再開温度との間での給蒸遮断弁31のオンオフ制御により殺菌工程S3を終えた場合、その旨を報知手段により報知するのがよい。たとえば、報知手段として、ブザー、ランプまたはディスプレイ(タッチパネル)などを備え、給蒸弁32の開度調整による殺菌ではなく、給蒸遮断弁31の開閉による殺菌がなされた場合、音声や表示によりその旨をユーザに報知すればよい。これにより、被処理物2の殺菌状況の確認や、出荷の可否の判断を確実に行える。また、殺菌装置1(特に給蒸弁32)のメンテナンスを促すこともできる。
When the sterilization step S3 is completed by the on / off control of the steam
本発明の殺菌装置1は、前記実施例の構成(制御を含む)に限らず、適宜変更可能である。たとえば、前記実施例では、循環路15に熱交換器9を設置して、熱交換器9において、循環水を蒸気で加熱するか、循環水を冷却水で冷却するかを切り替えたが、熱交換器9の設置を省略してもよい。その場合、昇温工程S2や殺菌工程S3では、循環路15の循環水に直接に蒸気を吹き込んで、循環水を加熱することができる。この場合も、循環路15への給蒸路30には、給蒸遮断弁31と給蒸弁32とが設けられ、前記実施例と同様に制御することができる。なお、循環水に蒸気を吹き込むことで、蒸気が凝縮して保有水量は増すが、排水手段5を制御することで、処理槽3内の水位は設定範囲に維持される。また、冷却工程S4では、給水手段4と排水手段5とを制御して、処理槽3内の水を徐々に入れ替えることで、被処理物2の冷却を図ることができる。
The
さらに、いわゆる貯湯式の殺菌装置1に適用することもできる。その場合、処理槽3内において、被処理物2を熱水に水没して殺菌を行うが、前記実施例と同様に、処理槽3内の貯留水を熱交換器9との間で循環させつつ、その循環水を、殺菌工程S3では蒸気により加熱し、冷却工程S4では冷却水により冷却する。
Further, it can be applied to the so-called hot water
1 殺菌装置
2 被処理物
3 処理槽
4 給水手段
5 排水手段
6 圧縮空気供給手段
7 排気手段
8 真空解除手段
9 熱交換器
10 循環手段
11 給蒸手段
12 ドレン排出手段
13 冷却手段
14 温度センサ
15 循環路
16 給水路
17 給水ポンプ
18 給水弁
19 排水路
20 排水弁
21 圧縮空気供給路
22 圧縮空気遮断弁
23 圧縮空気弁
24 排気路
25 排気弁
26 給気路
27 真空解除弁
28 循環ポンプ
29 ノズル
30 給蒸路
31 給蒸遮断弁
32 給蒸弁
33 ドレン排出路
34 ドレン排出弁
35 スチームトラップ
36 逆止弁
37 クーリングタワー
38 送水ポンプ
39 冷却水送り路
40 冷却水戻し路
41 冷却水送り弁
42 冷却水戻し弁
1 Sterilizer 2
Claims (3)
この処理槽内の貯留水を循環路を介して循環させる循環手段と、
前記循環路に設けた熱交換器に蒸気を供給するか、前記循環路の循環水に蒸気を吹き込んで、前記循環路の循環水を加熱する給蒸手段と、
前記各手段を制御する制御手段とを備え、
前記給蒸手段は、前記熱交換器または前記循環路への給蒸路に、給蒸の有無をオンオフで切り替える給蒸遮断弁と、開度調整可能な給蒸弁とを直列に備え、
前記制御手段は、前記処理槽内を殺菌温度まで上昇させる昇温工程と、前記処理槽内を殺菌温度に保持する殺菌工程とを順に実行し、
前記制御手段は、少なくとも殺菌工程では、前記給蒸遮断弁を開けた状態で、前記給蒸弁の開度を調整するが、前記処理槽内の温度が給蒸遮断温度以上になると、前記給蒸遮断弁を閉じる一方、その後、前記処理槽内の温度が給蒸再開温度以下になると、前記給蒸遮断弁を開ける
ことを特徴とする殺菌装置。 A treatment tank in which the object to be treated is stored and water is stored,
A circulation means for circulating the stored water in this treatment tank via a circulation path,
A steam supply means for supplying steam to a heat exchanger provided in the circulation path or blowing steam into the circulation water of the circulation path to heat the circulation water of the circulation path.
A control means for controlling each of the above means is provided.
The steaming means is provided with a steaming isolation valve for switching on / off the presence or absence of steaming and a steaming valve whose opening can be adjusted in series in the heat exchanger or the steaming path to the circulation path.
The control means sequentially executes a temperature raising step of raising the inside of the treatment tank to the sterilization temperature and a sterilization step of keeping the inside of the treatment tank at the sterilization temperature.
At least in the sterilization step, the control means adjusts the opening degree of the steam supply valve with the steam supply shutoff valve open, but when the temperature in the processing tank becomes equal to or higher than the steam supply cutoff temperature, the supply is supplied. A sterilizer characterized in that the steam supply shutoff valve is closed, and then the steam supply shutoff valve is opened when the temperature in the processing tank becomes equal to or lower than the steam supply restart temperature.
前記給蒸遮断温度は、前記上限温度を超える温度で設定され、
前記給蒸再開温度は、前記下限温度以上で且つ前記上限温度以下で設定される
ことを特徴とする請求項1に記載の殺菌装置。 The control means adjusts the opening degree of the steam supply valve so that the temperature in the processing tank is maintained in the sterilization temperature range between the upper limit temperature and the lower limit temperature in the sterilization step.
The steam supply cutoff temperature is set at a temperature exceeding the upper limit temperature, and is set.
The sterilizer according to claim 1, wherein the steam supply restart temperature is set to be equal to or higher than the lower limit temperature and lower than the upper limit temperature.
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の殺菌装置。 1. The sterilizer according to claim 2.
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