JPH0651051B2 - 遠赤外線による包装体に入れられた内容物の殺菌方法及び殺菌装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、遠赤外線による包装体に入れられた内容物の
殺菌方法及び殺菌装置に関し、特に殺菌中に包装体の過
熱によって包装体が変形、融着することを良好に防止
し、内容物を効率的かつ十分に殺菌するための遠赤外線
による包装体に入れられた内容物の殺菌方法及び殺菌装
置に関する。

（従来の技術） 遠赤外線を包装体に入れられた内容物に照射すると、内
容物は遠赤外線の波長域でエネルギーを吸収し、分子運
動を起こすことによって加熱される。上記の輻射加熱に
よれば、熱水及び蒸気の如き伝導加熱、対流加熱に比べ
て内容物の加熱効率が高く、従って殺菌効率も高くな
る。また、包装体に単に遠赤外線を照射することで殺菌
が達成されるので、熱水殺菌の如く熱水槽中に浸漬した
り、蒸気殺菌の如く蒸気を充満した雰囲気下で殺菌を行
う必要がなく、殺菌後包装体の濡れを除去するための操
作も必要としないことから、伝導加熱及び対流加熱によ
る殺菌法に比べて殺菌操作が平易である。

上記のような事情から、遠赤外線による包装体に入れら
れた内容物の殺菌方法が注目されているが、同時に上記
の殺菌方法には次のような問題がある。

即ち、遠赤外線を包装体に入れられた内容物に照射し、
内容物が十分に殺菌される程度の加熱を施すと、外部の
包装体が過熱されて変形、融着するという問題である。
上記の問題を解決するため特開昭６０−１２０９６９号
により、包装食品を加圧下で遠赤外線を照射して殺菌す
る場合に、加圧ガスを該包装食品の表面に吹き当てるこ
とにより包装体の過熱を防止する技術が開示されてい
る。つまり、上記の技術は殺菌中の全てを通して加圧ガ
スを該包装食品の表面に吹き当てるものであるが、この
ような方法では次のような新たな問題が生じ実用的なも
のとはいえない。

つまり、上記従来技術では、殺菌の当初から包装体の過
熱を防止するのに十分な送風を行うようにすると、包装
食品から多くの熱が奪われ内容物の温度上昇が著しく緩
慢になって殺菌に長時間を要し、多大なエネルギーロス
となる。一方、内容物の短時間の温度上昇が得られるよ
うに送風を弱めると、いずれ包装体は過熱され変形、融
着してしまう。以上のように従来の技術では、高い殺菌
効率と包装体の過熱の防止とを同時に達成できない点で
問題がある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記の従来技術の有する問題を解決し、内容物
を効率的かつ十分に殺菌することができ、かつ殺菌中に
包装体の過熱によって包装体が変形、融着することがな
い遠赤外線による包装体に入れられた内容物の殺菌方法
及び殺菌装置を提供することを目的とする。

（発明の構成） 上記目的を達成する本発明の達成は以下の通りである。
すなわち、遠赤外線を照射して包装体に入れられた内容
物を殺菌する方法において、包装体の温度が包装体を形
成する包材の軟化温度付近まで遠赤外線を包装体に照射
する第１工程、包装体の温度が包装体を形成する包材の
軟化点に近付いた時点で、包装体の表面に送風して包装
体の過熱を速やかに回避する第２工程、及び第２工程の
送風処理後、包装体の表面に該第２工程の送風処理より
も弱く送風し、内容物の温度を殺菌温度に保持し、かつ
包装体が過熱されることを回避する第３工程、を含むこ
とを特徴とする遠赤外線による包装体に入れられた内容
物の殺菌方法である。

また、遠赤外線を照射して包装体に入れられた内容物を
殺菌するための殺菌装置において、入口及び出口を有す
るチャンバー、該チャンバーの入口から入れられた包装
体を出口にまで搬送するための搬送装置、該チャンバー
の内部で該搬送装置によって搬送される包装体に遠赤外
線を照射するための遠赤外線照射装置、及び該チャンバ
ーの中央部に過熱防止用の強風送風装置及び出口部に弱
風送風装置を設けたことを特徴とする遠赤外線を照射し
て包装体に入れられた内容物を殺菌するための殺菌装置
である。

（殺菌方法の実施例） 以下、本発明の殺菌方法に係る実施例を第１図に基づい
て説明する。

ここで包装体とは、内容物の殺菌温度に於ける耐熱性を
有する材料からなる包装体であればよく、通常、内容物
の殺菌温度をある程度越えた軟化点のプラスチック或い
は該プラスチックを主成分とする材料からなり、またこ
のような包装体に対して本発明が特に有効となる。包装
体の材料はまた、プラスチックの中でも、例えばポリエ
チレン、エチレン酢酸ビニル共重合体ケン化物、ポリプ
ロピレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ポリエチレン
テレフタレート、ナイロン、ポリカーボネート等耐熱性
がなく、遠赤外線による輻射加熱を受け易いものを１種
類以上を成分とするものに対してこれらの成分の軟化を
防ぐことから本発明は更に有効である。包装体の形態
は、チューブ状、袋状、箱状等特に限定されない。

また、内容物は、例えば食品、医薬品等であるが、本発
明は加熱効率が高いからペースト状、固状等物性的に加
熱伝導性のわるいものに対して特に有効となる。また本
発明は、厳密な殺菌条件、例えば均一に加熱されること
が要求され、かつ長時間の加熱によって風味の劣化し易
い食品に対して短時間で殺菌できるため特に有効であ
る。

実施例の殺菌方法は次の３工程からなる。ここで、第１
図は横軸に加熱時間（分）をとり、縦軸に温度（℃）を
示し、グラフＧ１は包装体の表面温度、グラフＧ２は内
容物の表層部温度、グラフＧ３は内容物の中心温度を示
す。

(1)第１工程 包装体の温度が該包装体を形成する材料の軟化点に近付
くまで遠赤外線のみを包装体に照射する。第１工程で
は、第１図にＡで示すように、遠赤外線のみを包装体に
照射することによって、内容物の温度を極力短時間で上
昇させる。つまり、内容物は遠赤外線による輻射加熱及
び外部に存在するため内容物より速く昇温する包装体か
らの伝導加熱によって可能な限り多くの熱量を与えられ
て昇温する。上記の加熱は包装体の温度が包装体を形成
する材料の軟化点に近付くまで続けられる。

(2)第２工程 第１工程に引続いて行われ、第１図にＢで示すように、
遠赤外線を包装体に照射するとともに、包装体の温度が
該包装体を形成する材料の軟化点に近付いた時点で包装
体の表面に比較的強く送風して包装体を過熱を速やかに
回避する。

第１工程で遠赤外線を包装体に照射すると、外部の包装
体の温度のみが著しく昇温し、内容物の温度上昇はこれ
に比して立遅れる。特に、内容物の中心部の温度が立遅
れる。包装体表面温度のみが著しく昇温するのは、包装
体が外部に位置し、加熱された回りの空気からの伝導加
熱及び遠赤外線による輻射加熱を共に受け易いためであ
る。一方、内容物の温度上昇が遅れるのは、伝導加熱は
包装体を通して行われ、また包装体に比して遠赤外線に
よる輻射加熱を受け難いからである。このような現象に
より仮に包装体の温度上昇が続くと、やがて包装体の温
度は包装体を形成する材料の軟化点に達し、包装体は変
形、融着を生じる。

従って、第２工程では包装体の温度が該包装体を形成す
る材料の軟化点に近付いた時点で包装体の表面に比較的
強く送風して包装体の過熱を速やかに回避する。

ここで、第２工程に於ける送風処理は、遠赤外線の照射
による輻射加熱と包装体からの伝熱加熱とによって内容
物の温度上昇が続けられ、かつ包装体の温度上昇が速や
かに押さえられて包装体の温度が内容物の殺菌温度付近
に落ち着くような条件で行われる。上記の送風処理は、
特にこれによって包装体から奪われる熱量Ｑ１及び遠赤
外線の照射によって包装体に与えられる熱量Ｑ２が次式
の関係を満たすようにして行われることが望ましい。

Ｑ１＝ＫＱ２ Ｋ＝１．１〜１２．０（好ましくは２．０〜５．５） 上記の構成によって内容物の温度を効率的に昇温しなが
ら、同時に包装体の過熱を容易かつ良好に回避すること
ができる。

尚、上記送風処理の条件は、包装体及び内容物に合せ
て、包装体の表面に送風する風量、風温及び遠赤外線の
照射条件（遠赤外線照射装置の容量、遠赤外線の波長、
遠赤外線照射装置と包装体との距離）等を適宜調整する
ことによって達成される。

(3)第３工程 第２工程の送風処理により包装体の過熱が回避された
後、第１図のＣで示すように、遠赤外線を包装体に照射
するとともに、該第２工程の送風処理より送風の冷却能
力を低めて包装体の表面に送風し、内容物の温度を殺菌
温度に到達せしめて保持し、かつ包装体が過熱されるこ
とを回避する。

第２工程で包装体の表面に比較的強く送風することよっ
て、包装体の急激な温度上昇が回避されるが、このまま
で強い送風を続けると包装体の温度が殺菌温度を下回る
か（包装体の品温度が殺菌温度を下回れば、包装体と接
触した部分で内容物の温度低下が生じる）、或いは内容
物を殺菌温度に到達せしめて保持する場合のエネルギー
ロスが大きくなる。

従って、第３工程では第２工程の送風処理より送風の冷
却能力を低めて包装体の表面に送風する。この場合の送
風処理は、遠赤外線の照射によって内容物の温度が殺菌
温度にまで高められるとともにこの温度に保持され、か
つ包装体の温度が包装体の包装材の軟化点に至らないよ
うに包装体から最小限度の熱を奪う条件で行われる。

上記の第３工程の処理によって、内容物の温度は殺菌温
度に到達せしめて保持され、かつ包装体の過熱が良好に
防止されて実質的な殺菌処理が行われ、この場合のエネ
ルギーロスが極力押えられる。

上記３工程については、所望により、以下の事項を加え
ることができる。

第２、３工程で包装体の表面に段階的に送風する本発
明の基本的な操作に加えて、第１〜３工程に於ける遠赤
外線の照射条件を各々変えることができる。つまり、第
１工程では内容物の温度を可及的速やかに上昇せしめる
ように遠赤外線の照射条件を強くし、第２工程では第１
工程と同じか或いは若干弱くして遠赤外線を照射し、第
３工程では第２工程と同じか或いは若干弱くして遠赤外
線を照射することができる。

尚、第１〜３工程に於ける遠赤外線の照射条件は、例え
ば遠赤外線ヒーターの表面温度が４００〜９００゜Ｋ、
遠赤外線の波長が２．８〜５０μの範囲内から適宜選択
決定することができる。

第１図にＰで示すように、第１工程の前に熱風加熱等
により内容物を予備加熱する工程、あるいは、第１図に
Ｄで示すように、殺菌終了後の包装体及び内容物を冷却
する工程を設けることができる。

第２工程の送風処理を、包装体の温度が該包装体を形
成する材料の軟化点に近付いた時点で、包装体の表面に
最も強く送風して包装体の過熱を防止し、包装体の過熱
がある程度防止された後は、順次送風の程度を弱めて第
３工程の送風処理へ移行せしめることもできる。

（殺菌装置の実施例） 第２図は本発明の殺菌装置の縦断面図、第３図は第２図
のIII−IIIに沿った断面図である。本発明の殺菌装置１
は、チャンバー２、搬送装置３、遠赤外線照射装置４、
及び送風装置５、６によって構成される。チャンバー２
は入口７及び出口８を有し、仕切り板１３及び１４によ
って入口７側の昇温部（入口部）１０、中央の過熱防止
部（中央部）１１及び出口８側の殺菌部（出口部）１２
に区画される。搬送装置３は、入口７から該チャンバー
２内に入れられた包装体９を出口８にまで搬送するため
の無端コンベアーである。

遠赤外線照射装置４はチャンバー２の内部を搬送装置３
によって搬送される内容物を充填された包装体９に遠赤
外線を照射するためのものである。送風装置５は、チャ
ンバー２の過熱防止部１１に於いて搬送装置３によって
搬送される包装体９の表面に送風するためのもので、送
風装置６はチャンバー２の殺菌部１２に於いて搬送装置
３によって搬送される包装体９の表面に送風するための
ものである。

以上が本発明の殺菌装置の基本構成であるが、図示の装
置では他にチャンバー２の入口７側に予備加熱部１５
が、出口８側に冷却部１６が各々併設される。該予備加
熱部１５には、チャンバー２内の遠赤外線によって加熱
された空気がファン１７を介してダクト１８から導入さ
れ、この部分でチャンバー２内に入る前の包装体９が予
備加熱される。また冷却部１６には適宜の冷却装置１９
が設けられ、この部分で加熱殺菌後の包装体９が冷却さ
れる。

尚、本発明の殺菌装置には、チャンバー２内の加熱され
た空気を予備加熱部１５に送るための装置の有無に係わ
らず、チャンバー２の適当な場所に加熱された空気を排
気するための排気口（図示せず）を設けることもでき
る。上記排気口は、例えばチャンバー２の過熱防止部１
１及び殺菌部１２に設けることができる。

次に、上記構成の殺菌装置の作動について説明する。ま
ず包装品９が矢印方向に進行する搬送装置３に載せら
れ、予備加熱部１５に送られて予備加熱される。

予備加熱後の包装体９は、チャンバー２の昇温部１０に
送られ、ここで遠赤外線照射装置４によって遠赤外線を
照射され、内容物の温度が可及的速やかに高められるよ
うに処理される。尚、包装体９は該昇温部１０を通過す
る間に、包装体９の温度が包装体９を形成する包材の軟
化点に近付くまで加熱される。

チャンバー２の昇温部１０で温度が包材の軟化点に近付
くまで加熱され包装体９は、チャンバー２の過熱防止部
１１に送られる。該過熱防止部１１では、包装体９に遠
赤外線照射装置４によって遠赤外線が照射されるととも
に、送風装置５により矢印方向２０に包装体９の表面に
比較的強く送風され、これによって内容物の温度を高め
つつ、包装体９から速やかに熱が奪われ、包装体９の過
熱が回避される。

チャンバー２の過熱防止部１１で包装体９の過熱が回避
された後、包装体９はチャンバー２の殺菌部１２に送ら
れる。該殺菌部１２では、包装体９に遠赤外線照射装置
４によって遠赤外線が照射されるとともに、送風装置６
により上記の過熱防止部１１に於ける送風装置５による
送風より送風の冷部能力を低めて矢印方向２１に沿って
包装体９の表面に送風される。上記の操作によって、該
殺菌部１２を通過する間に、内容物の温度は殺菌温度に
まで高められてこの温度で一定時間保持され、内容物の
実質的な殺菌処理が行われ、かつ包装体９の過熱が回避
される。

尚、上記の過熱防止部１１及び殺菌部１２に於いて、送
風処理によって包装体９から奪われた熱は、ダクト１８
を通りファン１７を介して予備過熱部１５に送られ、包
装体９の予備加熱に利用される。

以上の操作によってチャンバー２内で殺菌処理を施され
た包装体９は、出口８からチャンバー２を出て冷却部１
６に送られ、ここで冷却装置１９によって適当な温度に
まで冷却される。

（発明の効果） 本発明によれば、当初包装体に遠赤外線のみを照射して
内容物の温度を可及的速やかに上昇せしめ（第１工
程）、次に遠赤外線の照射を続け、包装体の温度が包装
体を形成する包材の軟化点に近付いた時点で包装体の表
面に強く送風することによって、内容物の温度を上昇せ
しめ、かつ包装体の過熱を速やかに回避し得る（第２工
程）。

更に、第２工程で包装体の過熱が防止された後は、引続
き遠赤外線を照射し、かつ包装体の過熱を回避する最小
限度の送風を包装体の表面に送ることによって、内容物
の温度を効率的に殺菌温度にまで高めこの温度に保持し
て殺菌処理を達成し、同時に包装体の過熱を回避するこ
とができる（第３工程）。

以上のように、本発明では、遠赤外線により包装体を加
熱殺菌する場合に生じる内容物の温度上昇が包装体の温
度上昇に比して著しく遅れるという現象に合わせて、遠
赤外線の照射とともに送風処理を段階的に行うことによ
って、エネルギーロスを伴うことなく短時間で内容物の
温度を殺菌温度にまで上昇させて効率的に殺菌処理を行
う。さらに、殺菌中の包装体の過熱による変形、融着を
良好に防止し得る。また、包装体の過熱が防止されるこ
とによって、包装体の内面と接触する部分に於ける内容
物の過熱も同時に防止され、これによって内容物の均一
な加熱殺菌が達成され、かつ殺菌中の内容物の品質劣化
も極力防止される。従って、本発明は遠赤外線による包
装体に入れられた内容物の殺菌方法及び装置として実用
上の多大な効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の殺菌方法における加熱時間と
温度との関係を示すグラフ図、第２図は本発明の殺菌装
置の実施例の断面図、第３図は第２図の線III−IIIに沿
った断面図である。 Ｇ１……包装体表面温度 Ｇ２……内容物表層部温度 Ｇ３……内容物中心部温度 ３……搬送装置 ４……遠赤外線照射装置 ９……内容物を充填した包装体 １０……昇温部 １１……過熱防止部 １２……殺菌部 １５……予備加熱室 １６……冷却部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】遠赤外線を照射して包装体に入れられた内
   容物を殺菌する方法において、 包装体の温度が包装体を形成する包材の軟化温度付近ま
   で遠赤外線を包装体に照射する第１工程、 包装体の温度が包装体を形成する包材の軟化点に近付い
   た時点で、包装体の表面に送風して包装体の過熱を速や
   かに回避する第２工程、及び 第２工程の送風処理後、包装体の表面に該第２工程の送
   風処理よりも弱く送風し、内容物の温度を殺菌温度に保
   持し、かつ包装体が過熱されることを回避する第３工
   程、 を含むことを特徴とする遠赤外線による包装体に入れら
   れた内容物の殺菌方法。
2. 【請求項２】上記第２工程の送風処理が、該送風処理に
   よって包装体から奪われる熱量Ｑ１及び遠赤外線の照射
   によって包装体に与えられる熱量Ｑ２が次式の関係 Ｑ１＝ｋＱ２ ｋ＝１．１〜１２．０ を満たすようにして行われることを特徴とする特許請求
   の範囲第(1)項記載の殺菌方法。
3. 【請求項３】上記包装体がプラスチック又はプラスチッ
   クを主成分とする材料からなる特許請求の範囲第(1)項
   又は第(2)項記載の殺菌方法。
4. 【請求項４】遠赤外線を照射して包装体に入れられた内
   容物を殺菌するための殺菌装置において、 入口及び出口を有するチャンバー、 該チャンバーの入口から入れられた包装体を出口にまで
   搬送するための搬送装置、 該チャンバーの内部で該搬送装置によって搬送される包
   装体に遠赤外線を照射するための遠赤外線照射装置、及
   び 該チャンバーの中央部に過熱防止用の強風送風装置及び
   出口部に弱風送風装置を設けたことを特徴とする遠赤外
   線を照射して包装体に入れられた内容物を殺菌するため
   の殺菌装置。
5. 【請求項５】上記チャンバーが、入口部と上記中央部の
   間、及び上記中央部と出口部との間に仕切板を設けた特
   許請求の範囲第(4)項に記載の遠赤外線を照射して包装
   体に入れられた内容物を殺菌するための殺菌装置。