JPH02245146A - 高圧処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、食品等の被処理物を、温間またはマイナス温
度域で、静水圧下に加工処理するための装置に関する。

（従来の技術） 従来の食品加工においては、加工に係る物理的変数とし
て、はとんどの場合、熱が用いられており、圧力は熱的
作用に伴って付随的に発生するものであった。しかし最
近では、食品加工への圧力利用が注目を浴びて研究開発
が進展しつつあり、この場合、圧力とともに温度を相乗
的に作用させることが試みられている。このような圧力
と温度とを食品に付与する加熱加圧装置として、例えば
特開昭６２−６６８６２号公報、特開昭６２−６９９６
９号公報に記載の温間静水圧加圧装置が存在する。

上記した従来の装置は、圧力容器内の圧力室に、被処理
物を収納し、該圧力室内の流体圧媒を加圧して、被処理
物に静水圧を付与するとともに、圧力容器の外部から、
圧力容器を加熱するか、または圧力容器の外部において
圧媒を加熱して圧力室に加熱圧媒を供給するかして、被
処理物を加熱するものであった。

（発明が解決しようとする課題） 前記圧力容器の外部から加熱するものにあっては、厚肉
の圧力容器の外側から加熱を行うため、内部の圧力室へ
の熱伝達効率は著しく悪く、とりわけ、被処理物の熱容
量が大きい場合には、目標とする温度に到達するのに長
時間を要し、生産性の点で大きな問題点となっていた。

一方加熱圧媒を圧力室に供給するものにあっては、圧力
容器外部で所定温度に加熱して圧力室へ供給するため、
圧力室内の温度変化に対応することができないという問
題があった。更に食品等の熱処理に関しては、前述のよ
うに温間域における加熱のみに止まることなく、マイナ
ス温度域での冷却加圧加工のように加熱手段と冷却手段
との両者があり、このようなマイナス温度域の冷却加圧
を行う場合も、同様の問題が生じる。

そこで本発明は、かかる圧力室内における温度管理を、
適切、迅速に、かつ任意の温度・圧カバターンのもとに
行える高圧処理装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するために、被処理物の装入
される圧力室内に、断熱層を介して熱媒および／または
冷媒の流動する多数の管群による熱交換器を設置するこ
とにより、圧力室内の圧媒の加熱および／または冷却が
適切かつ迅速に、任意の温度・圧カバターン下に得られ
るようにしたものであり、具体的には、圧力容器、上蓋
および下蓋とによって形成した圧力室内に断熱層によっ
て囲まれる処理室を形成し、前記断熱層の内側に、管内
を流れる熱媒および／または冷媒によって、処理室内の
圧媒を加熱および／または冷却可能とする熱交換器を配
設し、圧力容器外に、前記熱交換器への熱媒および／ま
たは冷媒を供給可能な熱／冷媒循環装置と、前記圧力室
内の圧力調整装置とを設けることにある。

また前記熱交換器が複数本の管群によって構成されると
ともに、各管体の一端は下蓋に、また他端は２つに分割
された上蓋における上下蓋に接続され、熱／冷媒が循環
可能とされることにあり、また圧力調整装置における圧
媒タンクに加熱手段および／または冷却手段が設置され
ることにあり、また２つに分割された上蓋における上下
蓋または上下蓋にシール構造を介して被処理物収容体が
付設されることにあり、また熱交換器の内側において、
その上部および下部に圧媒の流出入開口を有する圧媒循
環用ガイド筒を設け、前記下部開口に圧媒循環用ポンプ
を配置することにある。

（作　用） 本発明の上記した技術的手段によれば、圧力室内に断熱
層を介して隔成した処理室内に食品等の被処理物を装入
し、該処理室内に熱／冷媒循環装置によって熱媒および
／または冷媒を、処理室内に設けた多数の管群から成る
熱交換器における多数の各管体内に流動かつ循環させる
ことによって、処理室内において圧力調整装置によって
所望圧力値に調定された圧媒は、均等かつ迅速、確実に
所望温度に加熱および一／または冷却されることにより
、被処理物に対する所望の圧力・温度パターン下の加工
が与えられることになる。このさい熱媒および／または
冷媒の温度調節と循環を行う熱／冷媒循環装置と、圧媒
の圧力調整装置とは何れも圧力容器外に独立して設けら
れているので、それぞれ任意に個別コントロールするこ
とによって、温間域からマイナス温度域に亘る広汎な温
度調整が可能であるのみならず、多数の管群による熱交
換器によって効率のよい加熱乃至冷却効果が得られるこ
とになり、任意の圧力・温度パターン下の静水圧その他
による圧力加工と、加熱乃至冷却もしくは加熱後の冷却
、冷却後の加熱等、圧力室内の状況に即応した温度管理
を適切に行えるのである。

また熱交換器を、複数本の管群によって構成し、各管体
の一端は下蓋に、また他端は２つに分割した上蓋におけ
る上下蓋に接続したことにより、圧力容器外より処理室
全周をめぐる管群内に、熱／冷媒を循環流動させ、圧媒
並びに被処理物に対して効果的な加熱および／または冷
却作用を及ぼすことができ、また被処理物の出入に支障
を生じることなく、必要熱処理をコンパクトな構造下で
行えるのである。

また圧力容器に設けた圧媒の圧力調整装置における圧媒
タンクに、加熱器および／または冷却器を、加熱手段お
よび／または冷却手段として設ＬＪることにより、被処
理物の加熱乃至冷却を常圧下で行ってよい場合には、前
記加熱器および／または冷却器により、圧媒の予熱乃至
予冷を行って、処理効率を向上させることができる。

また２つに分割された上蓋における上下蓋または上下蓋
に、シール構造を介して被処理物の可撓性収容体が付設
されることにより、被処理物と圧媒とを分離して、被処
理物の直接加圧、清浄性の確保を果すことができる。

また圧媒の流出入開口を有する圧媒循環用ガイド筒を設
け、前記下部開口に圧媒循環用ポンプを設けることによ
り、熱処理時の均質化と熱交換作用の迅速化を積極的に
促進でき、効率の良い運転を行なえるものである。

（実施例） 本発明の適切な実施例を第１図乃至第６図に亘って説示
する。

第１図乃至第４図において示す第１実施例について、軸
方向両端が開口された圧力容器１には、上蓋２および下
蓋３がそれぞれ嵌脱可能、かつシール構造を介して密封
、閉塞され、この実施例においては、上蓋２は上下蓋２
ａと上下蓋２ｂとの２つに分割され、上下蓋２ｂは圧力
容器１に直接嵌合され、上下蓋２ａは上下蓋２ｂに嵌合
される。

前記容器１、上蓋２および下蓋３によって形成される圧
力室４内への圧媒供給により発生する軸力は、図示省略
しであるが、上蓋２および下蓋３を挟持するプレスフレ
ームにより支承される。前記圧力室４を形成する容器１
の内面には円筒状の断熱筒５、下蓋３の内面には下部断
熱板６、上下蓋２ａおよび上下蓋２ｂの各内面には上部
断熱板７ａおよび７ｂによる断熱層が、例えばベークラ
イト等の断熱材で設けられることにより、断熱層で囲ま
れた処理室が圧力室４内に形成されることになる。

上記した構成をもつ圧力容器１において、円筒状の断熱
筒５の内側に位置して、実施例では多数の管体８群によ
る熱交換器９を配設するのである。

即ち各管体８は、第１図に示したものでは直管状とされ
、その軸方向一端は上下蓋２ｂに設けた環状のヘッダ３
４に連通状に挿設され、また軸方向他端は下蓋３に設け
た同じく環状のヘッダ３４に連通状に挿設される。また
管体８の配列は自由に設定できるが、例えば第２図に１
例を示すように円周上に等ピッチに、かつ断熱筒５と平
行状に列設することが適当である。このさい各管体８の
両端を上下蓋２ｂおよび下蓋３に挿設するに当っては、
第１図に例示するように、上下蓋２ｂにおいてはパツキ
ン１０ａ、　１０ｂによるシール構造、また下Ｍ３にお
いてはパツキンｌｌａ、　Ｉｌｂによるシール構造を設
け、パツキン１０ａ、　１０ｂ間に圧媒のリーク検出回
路１２、パツキンＩｌａ、　Ｉｌｂ間に同じくリーク検
出回路１３を外部と連通状に設け、圧媒リークの検出と
ともに、管体８内を流れる熱／冷媒と、管外の圧媒との
混合を防止するようにしている。また管体８の形成とし
ては第１図の直管状のみに止まることなく、例えば第３
図に例示するＵ字管体８ａ、また第４図に例示する螺旋
管体８ｂを採用することも可能である。

上下蓋２ｂにおける各管体８の軸方向一端が開口される
環状ヘッダ３４には、外部と連通ずる通路１４が、また
下蓋３における各管体８の軸方向他端が開口される環状
ヘッダ３４にも、同じく外部と連通ずる通路１５が設け
られ、両道路１４．１５間に両者をつなぐ熱／冷媒循環
装置１６を設けるのである。

第１図に示した実施例では該循環装置１６として、上Ｍ
２側から下蓋３側に向って、通路１４．１５を連絡する
回路１６ａに、開閉弁１７、冷却装置１８、循環ポンプ
１９、加熱装置２０および開閉弁２１の順に配設したも
ので、２２は熱／冷媒用ヘッダ、３５はその開閉弁を示
している。また３６は圧力計である。

下蓋３側には圧力室４と外部とを連通ずる通路２３が設
けられ、同道路２３に圧力室４内に供給する圧媒の圧力
調整装置２４が接続される。同装置２４は通路２３と圧
媒タンク２９を結ぶ回路２４ａにおいて、往路側に加圧
ポンプ２５および逆止弁２６を設け、復路側に開閉弁２
７および絞り弁２８を設けることによって、圧媒タンク
２９の圧媒を加圧ポンプ２５を介し、所要圧力下に圧力
室４内に供給し、更に加圧自在とするとともに、圧力室
内の圧媒を開閉弁２７、絞り弁２８を介して減圧、回収
可能としたものであり、３７は圧力計を示している。こ
のさい被処理物の加熱乃至は冷却を、常圧下で行ってよ
い場合には、図示のように圧媒タンク２９に加熱器３２
および／または冷却器３３を付設して、圧媒を予熱ある
いは予冷することか、熱処理における効率を高める上に
おいて好適である。また上下蓋２ｂには、圧力室４と連
通し、かつ開閉弁３１を備えたエア抜き回路３゜が設け
られる。

本発明において用いる圧媒としては、流体圧媒として自
由に選定できるが、最も一般的な一例として、また食品
等に対する清浄性を確保する上で、水が推奨されるが、
その他、適当な油等を使用することも可能である。また
本発明において用いる熱／冷媒としても同様であり、温
度域に応じては適当な精状を有する油等を選定して使用
することができる。

上記した実施例によれば、圧力容器１内の圧力室４内に
収容した食品等の被処理物に対して、所要の静水圧（等
方圧）加圧並びに加熱および／または冷却操作を、任意
の圧力・温度パターンのもとに、以下のようにして適用
することが可能である。即ち上下蓋２ａを開放して処理
室内に食品等の被処理物を直接、あるいはポチエチレン
パック等して入れて装填し、上玉ｉｔ　２　ａを閉塞し
て後、エア抜き回路３０を開いて圧力室４内の空気を排
出させるとともに、圧力調整装置２４の加圧ポンプ２５
を駆動して、圧力室４内に圧媒を供給、充満させてエア
抜き回路３０を閉じ、加圧ポンプ２５により圧媒を昇圧
して、被処理物に対し所要の静水圧（等方圧）を付与す
るのである。これとともに被処理物の加熱に当っては、
熱／冷媒循環装置１６の循環ポンプ１９を駆動し、熱／
冷媒ヘッダ２２より開閉弁３５、回路１６ａより加熱装
置２０によって加熱した熱媒を、開閉弁２１、通路１５
およびヘッダ３４をへて、熱交換器９を形成する各管体
８の下端より上端に向って流動させ、ヘッダ３４、開閉
弁１７および回路１６ａをへて循環させることにより、
圧力室内の所要圧の圧媒の加熱、従ってまた被処理物の
加熱が得られ、被処理物に対する温間乃至熱間による静
水圧加圧、加熱処理が、所要時間に亘って行われること
になるのである。また被処理物のマイナス温度域に亘る
冷却に当っては、同じく熱／冷媒循環装置１６の循環ポ
ンプ１９を駆動し、ヘッダ２２より冷却装置１８によっ
て加冷した冷媒を、同様にして熱交換器９の各管体８に
流動、循環させることによって、圧力室内の圧媒の冷却
、従ってまた被処理物の冷却が得られ、被処理物に対す
るマイナス温度域に亘る冷却と加圧処理も、所要時間に
亘って行えることになる。このさいその冷却後の再加熱
に当っては、加熱装置２０を用いて熱媒循環を行うこと
により、圧媒の再加熱が得られるように、任意の温度・
圧カバターンによる加圧と加熱および／または冷却器こ
よ、る温度処理が自在に可能である。

例えば１００°Ｃ以上で水分を含む被処理物を温間静水
圧処理する場合、先ず圧力調整装置２４によって圧力室
４内の圧媒圧力を所要大きさとして、水分を沸騰蒸発を
抑制した状態で、熱／冷媒循環装置１６を駆動し、加熱
装置２０による熱媒循環を介し、圧媒加熱を行わせると
か、所要の加熱加圧処理の終了後、圧力調整装置によっ
て圧媒圧力を降圧させるとか、あるいは冷媒の供給によ
って被処理物を予じめ冷却して、水分沸騰による物質変
化等の支障を解除する等、熱媒および／または冷媒の切
換使用によって、加熱→冷却の温度コントロールを圧力
室内の状況に即応して、広汎な範囲に亘り操作可能とな
るのである。

尚第１図に例示したものでは、その熱／冷媒循環装置１
６において、冷却装置１８および加熱装置２０を、循環
ポンプ１９に対してシリーズタイプに接続したものを示
しているが、これは並列に設置して切換使用することも
勿論可能であり、あるいは１つの熱／冷媒タンクを設け
、同タンク内に加熱器、冷却器を設置する構成のものと
することも可能である。また先にものべたように、被処
理物の加熱または冷却を常圧下で行ってよい時には、実
施例で示した圧媒タンク２９を設けた加熱器３２、冷却
器３３を用い、圧媒を予熱あるいは予冷することにより
、その熱処理効率を良好に向上させることができる。

第５図に例示した実施例は、第１図に例示した実施例の
構成に対し、図示のように上蓋２における上下蓋２ｂに
、シール３８および支持部３９を介して、例ばえゴム等
の材質を用いた可撓性の被処理物収容体４０を取付ける
ことにより、食品等の被処理物をこの収容体４０に収容
して、その清浄性の確保、異物の混入等を予防して取扱
いの便を企図したものである。収容体４０の形状は自由
であり、またこれは上下蓋２ａ側に取付けて容器１外に
取出し可能とすることもでき、その他は第１図実施例と
全く同一構成とされ、同一符号は同一部材を示している
。

第６図に示した実施例は、第１図に示した実施例の構成
に対し、処理室内の均熱性を高め、熱交換器９との熱交
換を促進させるようにしたものであり、図示のように熱
交換器９における各管体８の内側に間隙を置いて、かつ
その軸方向上下両端に、圧媒の流出入開口４３．４４を
設けた圧媒循環用ガイド筒４２を配設し、下部の流出入
開口４４の中心に位置して下蓋３側に例えば電磁駆動形
式の密閉式ポンプ４１を設置し、同ポンプ４１の駆動を
介して圧力室４内に通路２３をへて供給される圧媒に、
図矢印で示すような循環を行わせるようにしたものであ
り、この場合ポンプ４１として遠心式ポンプを用いれば
矢印図示のように上より下に向って流動し、加熱の場合
に好適であり、また冷却の場合は軸流式ポンプを用い、
下から上に向って流動させるようにすれば、均熱性確保
の点で更に有利である。尚本発明は図示の実施例のみに
限定されるもでなく、例えばその加圧方式をピストンシ
リンダ型式とし、ピストンの押下によって加圧を行うよ
うな装置構成（例えば第６図における上下蓋２ａがピス
トンとして加圧降下するタイプ）に対しても適用可能で
あることはいうまでもない。

（発明の効果） 本発明の高圧処理装置によれば、食品素材等の被処理物
の圧力と温度による加工処理に際し、従来の通電ヒータ
等による加熱装置と全く相違し、熱／冷媒の流動、循環
の可能な多数の管群による熱交換器を用いることにより
、加熱のみに止まることなくマイナス温度域に亘る冷却
が可能であるとともに、任意の圧力・温度パターンによ
る処理が効率的に得られる点においてきわめて有利であ
る。すわなち圧力容器１外に設置した熱／冷媒循環装置
１６には循環ポンプ１９と冷却装置１８および加熱装置
２０が設けられているので、多数の管群に熱媒又は冷媒
を流動かつ循環させることにより、圧媒および被処理物
に対し、迅速かつ容易に加熱または冷却を加えることが
でき、圧力室内の各状況に適応した加熱または冷却を効
果的に加えられる。しかも熱交換器９の設置は通電ヒー
タ装置に比し構造簡単であるとともに設置スペースもコ
ンパクトで足り、処理室の有効スペースを確保し、加熱
後の冷却、冷却後の加熱のように熱／冷媒の切換えによ
って、かつその温度コントロールも容器外において広汎
かつ多段に制御できる。また均熱性確保の上でも有利で
ある。また圧媒の圧力調整装置における圧媒タンクに加
熱および冷却器を付設すれば、その熱処理効果は更に効
率化されるし、また圧力容器内に被処理物の可撓性収容
体を用いれば、食品加工時の清浄性確保が容易であり、
また熱交換機能強化のために圧媒循環用ガイド筒を併用
して、その迅速なかつ強力な熱交換も可能であり、熱と
圧力とによる食品素材の加工手段内容を更に高度化する
ものとして有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置実施例の縦断正面図、第２図は同管
群配置例の平面図、第３図、第４図は管体実施例の側面
図、第５図は被処理物収容体付き実施例の縦断正面図、
第６図は圧媒循環ガイド付き実施例の同正面図である。 １・・・圧力容器、２・・・上蓋、２ａ・・・上下蓋、
２ｂ・・・上下蓋、３・・・下蓋、４・・・圧力室、５
，６．７ａ、７ｂ・・・断熱材、８・・・管体、９・・
・熱交換器、１６・・・熱／冷媒循環装置、１８・・・
冷却装置、１９・・・循環ポンプ、２０・・・加熱装置
、２４・・・圧媒圧力調整装置、２５・・・加圧ポンプ
、４０・・・可撓性収容体、４１・・・ポンプ、４２・
・・圧媒循環用ガイド筒、４３．４４・・・流出入開口
。 第 図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧力容器、上蓋および下蓋とによって形成した圧
   力室内に断熱層によって囲まれる処理室を形成し、前記
   断熱層の内側に、管内を流れる熱媒および／または冷媒
   によって、処理室内の圧媒を加熱および／または冷却可
   能とする熱交換器を配設し、圧力容器外に、前記熱交換
   器への熱媒および／または冷媒を供給可能な熱／冷媒循
   環装置と、前記圧力室内の圧力調整装置とを設けること
   を特徴とする高圧処理装置。
2. （２）熱交換器が複数本の管群によって構成されるとと
   もに、各管体の一端は下蓋に、また他端は２つに分割さ
   れた上蓋における上下蓋に接続され、熱／冷媒が循環可
   能とされる請求項（１）記載の高圧処理装置。
3. （３）圧力調整装置における圧媒タンクに加熱手段およ
   び／または冷却手段が設置される請求項（１）、又は、
   （２）記載の高圧処理装置。
4. （４）２つに分割された上蓋における上下蓋また上上蓋
   にシール構造を介して被処理物の可撓性収容体が付設さ
   れる請求項（１）、（２）、（３）のうち１つの項に記
   載の高圧処理装置。
5. （５）熱交換器の内側において、その上部および下部に
   圧媒の流出入開口を有する圧媒循環用ガイド筒を設け、
   前記下部開口に圧媒循環用ポンプを配置する請求項（１
   ）、（２）、（３）、（４）のうち１つの項に記載の高
   圧処理装置。