KR20120089651A

KR20120089651A - 식품 살균 장치 및 식품 살균 방법

Info

Publication number: KR20120089651A
Application number: KR1020127006998A
Authority: KR
Inventors: 겐자부로 카게야마
Original assignee: 가부시키가이샤 신와 기카이
Priority date: 2009-09-24
Filing date: 2010-09-24
Publication date: 2012-08-13
Also published as: JP5773602B2; KR20110032998A; KR101867630B1; WO2011037193A1; JP2011087575A; KR101753390B1

Abstract

<과제> 용기 내의 식품 재료를 얼룩짐이 없이 균일하게 증기 살균한다.
<해결 수단> 리테이너(11)에 지지된 쌀 충전 용기를 증기 살균하는 장치(10)에 있어서, 노즐 유닛(20)이 상챔버(13)에 장착된다. 노즐 베이스(21) 상에 소정 높이로 소정의 닫힌 형상으로 설치된 스팀 가이드(23)는 상챔버의 하면과의 사이에 실질적으로 폐색된 증기실(25)을 형성한다. 노즐 베이스의 하방에 설치된 노즐 홀더(24)는 상하챔버가 밀접 상태에 있을 때 용기 개구를 실질적으로 폐지한다. 노즐 홀더를 관통하여 증기실과 용기 내부를 연통시키는 증기 노즐(31)은 노즐 베이스 상의 소정 높이까지 돌출된 위치에서 개구함과 아울러, 그 하단은 노즐 홀더 하방으로 돌출되어 용기의 깊은 속 근처까지 인입되므로, 증기실로 도입된 증기는 노즐로부터 용기 내로 분출된다. 증기에 혼입하는 열수는 격벽(22) 저면 가까이의 개구(26)를 통해 배수된다.

Description

식품 살균 장치 및 식품 살균 방법{FOOD STERILIZING DEVICE AND FOOD STERILIZING METHOD}

본 발명은, 식품 살균 장치 및 식품 살균 방법에 관한 것으로, 특히 상온 보존 가능하게 무균화된 쌀밥 등의 팩(pack) 식품을 제조하는데 즈음하여 매우 적합하게 채용될 수 있는 식품 살균 장치와 이 식품 살균 장치를 이용하여 행하는 식품 살균 방법에 관한 것이다.

특허 문헌 1에 기재된 무균 팩 쌀밥의 제조 방법은, 용기에 정량 충전된 쌀에 대해서 밀봉 챔버(chamber)에서 고압고온 포화 증기를 간헐적으로 플래시(flash)함으로써 멸균 처리하는 공정을 포함하고 있다. 이 멸균 처리 공정은, 예를 들어, 5~10초 동안의 고압고온 포화 증기 플래시를 1사이클로 하여 6~8회 반복하여 행하게 된다. 이 멸균 처리 공정에 의해 쌀에 부착되어 있을 가능성이 있는 일반 생균 및 내열 생균도 사멸시킬 수가 있는 것과 동시에, 쌀이 일정 정도까지 알파화되므로, 그 후, 밥물을 주입하여 취반(炊飯)할 때의 취반 시간을 단축시킬 수가 있다. 취반 후, 클린룸(clean room) 내지 클린부스(clean booth) 내에서 용기에 개재를 피착하여 밀봉 씰(seal)함으로써, 무균 상태를 보유한 팩 쌀밥을 제조할 수가 있다.

특허 문헌 2에 기재된 식품 살균 장치는, 쌀 등의 식품이 정량 충전된 용기를 재치(載置) 지지하는 재치판과, 상하챔버와, 이들 상하챔버를 서로 이격한 이격 위치와 서로 밀접하여 이들의 사이에 밀폐공간을 형성하는 밀접 위치와의 사이에서 상대이동시키는 수단과, 상하챔버가 이격 위치에 있을 때 상기 재치판을 상하챔버의 사이에 공급하는 수단과, 상하챔버가 밀접 위치에 있을 때 이들의 사이에 형성되는 밀폐공간에 가압 증기를 도입하는 수단을 가지고 구성되어 있다. 상하챔버 사이의 밀폐공간에 도입된 가압 증기는, 재치판에 지지된 각 용기의 내부로 인입되어 내용물인 식품을 무균화한다.

일본국 특허공개 1997-172992호 공보 일본국 특허공개 1998-099061호 공보

특허 문헌 1에 기재된 무균 팩 쌀밥의 제조 방법에 있어서, 특허 문헌 2에 기재된 장치를 이용하여 멸균 처리를 행할 수가 있고, 이에 의해 완전 무균화된 팩 쌀밥을 제조하는 것이 가능하게 되었다. 이와 같이 하여 제조된 무균 팩 쌀밥은, 상온에서도 장기간의 보존이 가능하고, 소비자는 구입 후 전자렌지로 몇분 정도 데우면 바로 지은 밥과 마찬가지의 음식맛 및 식감의 밥을 간단하게 먹을 수가 있고, 한편 편의점 등의 판매점에 있어서는 과잉의 매입에 의한 폐기 손실이나 과소의 매입에 의한 매상 기회 손실을 없앨 수가 있는 것이었다. 또, 이러한 제조 방법은 쌀밥뿐만이 아니고, 파스타 등의 면류나 부식물류 등의 다용인 식품에도 적용 가능하고, 무균 팩 식품의 시장 확대에 큰 전망을 주는 것이었다.

그렇지만, 특허 문헌 2에 기재의 살균 장치에도 더 개량해야할 점이 있었다. 즉, 이 살균 장치는 아직 뚜껑재가 피착되어 있지 않고, 따라서 용기 상면이 개방된 상태의 식품 충전 용기에 대해서 상방으로부터 가압 증기를 도입하여 증기 살균하는 것이지만, 용기를 형성하는 재료는 밀봉 씰 후의 2차 오염을 방지하기 위해서 가스 불투과성을 가지는 것이 요구되기 때문에, 상방으로부터 용기의 내부로 인입된 증기는 용기를 통과할 수가 없다. 이 때문에, 도입하는 증기의 압력이나 처리 시간에 따라서는 용기의 구석이나 모퉁이까지 증기가 인입되지 못하고, 내용물의 전반을 균일하게 살균할 수 없는 경우가 있는 것을 알았다. 증기압을 높게 하거나 처리 시간을 길게 함으로써 이 문제를 해소하는 것은 가능하지만 처리 효율의 저하나 비용 증가를 초래하므로 바람직하지 않다.

이 결점을 개량하기 위해, 종래의 많은 제품에서는 pH 조정제를 용기 내에 봉입하여 품질 보유를 도모하고 있지만, 개봉했을 때에 pH 조정제에 의한 독특한 악취가 느껴지기 때문에, 특히 쌀 등의 무미 무취에 가까운 식품의 경우에는 바람직한 수법이라고는 할 수 없는 것이었다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 특허 문헌 2에 기재되는 것 같은 종래 기술에 의한 살균 장치가 안고 있던 상기 불리한 결점을 해소하여 쌀밥 등의 팩 식품을 보다 효율적으로 살균할 수가 있는 신규한 식품 살균 장치 및 이 식품 살균 장치를 이용하여 행하는 식품 살균 방법을 제공하는 것이고, 보다 구체적으로는 용기의 구석이나 모퉁이에 수용되어 있는 식품 재료에 대해서도 가압 증기를 순조롭게 인입하여 내용물을 얼룩짐이 없이 균일하게 또한 효과적으로 살균할 수 있도록 하는 것이다.

이 과제를 해결하기 위해, 청구항 1과 관련되는 발명은, 상면 개구의 용기에 수용된 식품을 고온고압 증기로 살균 처리하는 식품 살균 장치로서, 증기 도입구 및 증기 배출구를 구비한 상챔버(upper chamber)와, 상챔버에 대향 배치되어 상챔버와 밀접하도록 상대이동 가능한 하챔버(lower chamber)와, 상하챔버를 밀접 상태로 했을 때에 형성되는 내부 밀폐공간 내의 식품 수용 용기를 이 밀폐공간 내에 있어서 상챔버를 향해 이동시키는 용기 이동 수단과, 노즐 유닛을 가지고 구성되고, 노즐 유닛은, 상챔버에 장착되는 노즐 베이스와, 그 상단이 상챔버와 노즐 베이스와의 사이의 증기실에 개구함과 아울러 노즐 베이스를 관통하여 더 하방으로 돌출하는 증기 노즐을 구비하는 노즐 유닛을 가지고 구성되고, 상하챔버가 밀접 상태에 있을 때 식품 수용 용기를 상기 용기 이동 수단을 통해 상챔버를 향해 이동시킴으로써, 상기 증기 노즐을 용기 내에 삽입하고, 상챔버의 증기 도입구로부터 도입된 고온고압 증기를 상기 증기실로부터 상기 증기 노즐에 의해 용기 내로 분출시켜 용기 내의 식품을 살균하는 것을 특징으로 한다.

청구항 2와 관련되는 발명은, 청구항 1에 기재의 식품 살균 장치에 있어서, 상기 증기 노즐은 그 하단이 뾰족한 형상으로 폐색되어 있고, 이 하단 근처에 있어서 측면에서 개구하고 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 3과 관련되는 발명은, 청구항 1에 기재의 식품 살균 장치에 있어서, 상기 증기 노즐은 그 하단에서만 개구하고 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 4와 관련되는 발명은, 청구항 1 내지 3의 어느 한 항에 기재의 식품 살균 장치에 있어서, 상기 증기 노즐은 그 적어도 하방부에 있어서 측면이 미소 요철면으로 되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 5와 관련되는 발명은, 청구항 1에 기재의 식품 살균 장치에 있어서, 상기 노즐 유닛은, 상기 노즐 베이스의 하방에 설치되어 상하챔버 사이에 밀폐공간이 형성되어 있을 때 식품 수용 용기의 개구부를 실질적으로 폐지(閉止)하는 노즐 홀더를 더 구비하고, 상기 증기 노즐은 이 노즐 홀더를 관통하여 그 하면으로부터 식품 수용 용기 내로 인입하도록 돌출하는 것을 특징으로 한다.

청구항 6과 관련되는 발명은, 청구항 5에 기재의 식품 살균 장치에 있어서, 상기 노즐 홀더는, 식품 수용 용기의 플랜지에 재치되는 상단부와, 식품 수용 용기의 수용부에 소정 깊이까지 인입되는 하단부를 가지고 이루어지는 것을 특징으로 한다.

청구항 7과 관련되는 발명은, 청구항 1 내지 6의 어느 한 항에 기재의 식품 살균 장치에 있어서, 상하챔버 사이의 밀폐공간에 수용된 식품 수용 용기의 내부를 진공으로 하기 위해서 이 밀폐공간을 감압하는 감압 수단을 가지는 것을 특징으로 한다.

청구항 8과 관련되는 발명은, 청구항 1 내지 7의 어느 한 항에 기재의 식품 살균 장치에 있어서, 상기 노즐 유닛은, 상하챔버 사이의 밀폐공간에 수용된 식품 수용 용기가 상기 용기 이동 수단에 의해 상챔버를 향해 이동했을 때에, 이 식품 수용 용기의 개구부를 폐지하는 누름판을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

청구항 9와 관련되는 발명은, 청구항 8 기재의 식품 살균 장치에 있어서, 상기 누름판은 상기 증기 노즐의 외경보다 큰 구경의 노즐 삽통공(揷通孔)을 가지고 있고, 노즐 삽통공은 증기 노즐을 삽통시킨 상태에 있어서 그 주위에 증기를 배출시키는 통로를 주는 것을 특징으로 한다.

청구항 10과 관련되는 발명은, 청구항 8 또는 9에 기재의 식품 살균 장치에 있어서, 상기 누름판은, 상기 노즐 베이스 또는 상기 노즐 블록에 대해서 약간의 상하 움직임이 허용된 상태로 장착되는 것을 특징으로 한다.

청구항 11과 관련되는 발명은, 청구항 8 내지 10의 어느 한 항에 기재의 식품 살균 장치에 있어서, 상기 누름판은, 대기 위치에 보유 가능함과 아울러, 상하챔버 사이의 밀폐공간에 수용된 식품 수용 용기가 상기 용기 이동 수단에 의해 상챔버를 향해 이동했을 때에 이 식품 수용 용기의 플랜지에 맞닿아 들어 올려진 위치로 이동함으로써 이 용기 플랜지 상에 밀접하여 이 식품 수용 용기의 개구부를 폐지하는 것을 특징으로 한다.

청구항 12와 관련되는 발명은, 청구항 8 내지 11의 어느 한 항에 기재의 식품 살균 장치에 있어서, 상기 누름판으로서 두께가 다른 여러 종류의 누름판이 준비되고, 용기의 깊이에 따른 두께의 누름판을 사용할 수 있도록 착탈 또한 교환 가능하게 상기 노즐 유닛에 장착되는 것을 특징으로 한다.

청구항 13과 관련되는 발명은, 청구항 1 내지 12의 어느 한 항에 기재의 식품 살균 장치에 있어서, 상기 베이스 상에 식품 수용 용기의 상면 개구부를 포위하는 형상을 가지는 스팀(steam) 가이드가 형성되고, 상하챔버를 밀접 상태로 했을 때에 스팀 가이드에 둘러싸여 실질적으로 밀폐된 공간으로서 증기실이 형성되는 것으로서, 증기 도입구는 스팀 가이드의 내측에서 개구하고, 증기 배출구는 스팀 가이드의 외측에서 개구하는 것을 특징으로 한다.

청구항 14와 관련되는 발명은, 청구항 1 내지 13의 어느 한 항에 기재의 식품 살균 장치에 있어서, 스팀 가이드의 외측에 있어서 상기 베이스에 증기 배출 구멍이 형성되고, 증기 도입구로부터 도입되어 증기 노즐로부터 용기 내로 분출된 증기를 이 증기 배출 구멍을 통해 증기실을 거쳐 증기 배출구로부터 배출하는 것을 특징으로 한다.

청구항 15와 관련되는 발명은, 청구항 1 내지 14의 어느 한 항에 기재의 식품 살균 장치에 있어서, 식품 수용 용기를 소정의 높이 위치에서 지지하는 용기 지지 수단을 가지고, 상기 용기 이동 수단은, 상하챔버 사이의 밀폐공간 내에 있어서, 용기 지지 수단에 지지된 식품 수용 용기에 간섭하지 않는 대기 위치로부터 이 식품 수용 용기를 상승시킴으로써, 이 식품 수용 용기를 용기 지지 수단으로부터 들어 올려 상기 소정의 높이 위치보다 높은 위치로 이동시켜, 상기 증기 노즐을 식품 수용 용기 내의 소정 깊이까지 인입시키는 것을 특징으로 한다.

청구항 16과 관련되는 발명은, 청구항 15에 기재의 식품 살균 장치에 있어서, 상기 용기 이동 수단은, 상기 하챔버에 대해서 승강 가능하게 설치되는 밀어올림판을 가지고, 이 밀어올림판은, 상기 대기 위치로부터 상승하는 과정에서, 상기 용기 지지 수단에 지지되어 있는 식품 수용 용기의 저면에 맞닿는 것을 특징으로 한다.

청구항 17과 관련되는 발명은, 식품 수용 용기를 반송하는 과정에서 소정 개수의 살균 위치에서 순차 살균 처리를 행하기 위해서 각 살균 위치에 청구항 1에 기재의 식품 살균 장치가 설치되고, 최초의 살균 위치에 설치되는 식품 살균 장치에는 하단이 뾰족한 형상으로 폐색되어 있고, 이 하단 근처에 있어서 측면에서 개구하는 형상의 증기 노즐이 사용되고, 2번째 이후의 살균 위치에 설치되는 식품 살균 장치에는 하단에서 개구하는 형상의 증기 노즐이 사용되는 것을 특징으로 하는 식품 살균 장치이다.

청구항 18과 관련되는 발명은, 청구항 1 또는 청구항 15에 기재의 식품 살균 장치를 이용하여 행하는 식품 살균 방법으로서, 상하챔버를 밀접시켜 이들 사이에 밀폐공간을 형성하는 스텝과, 이 밀폐공간 내에 있어서 용기 이동 수단에 의해 식품 수용 용기를 상챔버를 향해 이동시킴으로써 증기 노즐을 용기 내에 삽입하는 스텝과, 상챔버의 증기 도입구로부터 고온고압 증기를 도입하여 증기실을 거쳐 증기 노즐로부터 용기 내로 분출시킴으로써 소정 시간의 살균 처리를 행하는 스텝과, 용기 이동 수단에 의해 식품 수용 용기를 원래의 위치로 되돌림과 아울러 상하챔버의 밀접 상태를 해제하는 스텝을 순차 행하는 일련의 처리를 실행하는 것을 특징으로 한다.

청구항 19와 관련되는 발명은, 청구항 1 또는 청구항 15에 기재의 식품 살균 장치를 이용하여 행하는 식품 살균 방법으로서, 상하챔버를 밀접시켜 이들 사이에 밀폐공간을 형성하는 스텝과, 이 밀폐공간을 감압함으로써 이 밀폐공간에 수용된 식품 수용 용기의 내부를 진공으로 하는 스텝과, 감압된 이 밀폐공간 내에 있어서 용기 이동 수단에 의해 식품 수용 용기를 상챔버를 향해 이동시킴으로써 증기 노즐을 용기 내에 삽입하는 스텝과, 상챔버의 증기 도입구로부터 고온고압 증기를 도입하여 증기실을 거쳐 증기 노즐로부터 용기 내로 분출시킴으로써 소정 시간의 살균 처리를 행하는 스텝과, 용기 이동 수단에 의해 식품 수용 용기를 원래의 위치로 되돌림과 아울러 상하챔버의 밀접 상태를 해제하는 스텝을 순차 행하는 일련의 처리를 실행하는 것을 특징으로 한다.

청구항 20과 관련되는 발명은, 청구항 18 또는 19 기재의 식품 살균 방법에 있어서, 상기 용기 이동 스텝과, 상기 증기 도입 스텝이 실질적으로 동시에 행해지는 것을 특징으로 한다.

청구항 1과 관련되는 발명에 의하면, 증기 살균 장치의 상챔버에 노즐 유닛을 부설하고, 상챔버의 증기 도입구로부터 도입된 고온고압 증기를 증기실로부터 노즐을 통해 식품 수용 용기 내로 분출시키므로, 고온고압 증기가 용기의 구석구석까지 치우침이 없이 널리 퍼져, 용기 내의 식품을 얼룩짐이 없이 균일하게 살균할 수가 있는 효과가 있다. 또, 동시에 용기 자체도 살균할 수가 있다.

증기 노즐의 상단은 상챔버와 노즐 베이스와의 사이의 증기실에 개구하고 있으므로, 증기 도입구로부터 증기실에 도입되는 고온고압 증기에 열수(熱水)가 포함되는 경우라도, 이 열수는 증기실 내에 모여, 증기 노즐로부터 용기 내에 도입되는 일이 없다. 고온고압 증기와 함께 액체 상태의 열수가 용기 내에 도입되어 버리면 용기 내의 식품을 과잉으로 습윤화시켜, 후의 처리 공정(예를 들어 취반)에 악영향을 주는 것이 염려되지만, 증기 노즐의 상단을 높은 위치에서 개구시킨 구성을 채용함으로써 이러한 폐해를 방지하고 있다.

청구항 2와 관련되는 발명에 의하면, 그 하단이 뾰족한 형상으로 폐색되어 있고, 이 하단 근처에 있어서 측면에서 개구하는 형상을 가지는 제1의 형태의 증기 노즐이 이용되고, 또 청구항 3과 관련되는 발명에 의하면, 그 하단만으로 개구하는 형상을 가지는 제2의 형태의 증기 노즐이 이용된다. 본 발명의 일실시 형태에 있어서, 식품 수용 용기를 반송하는 과정에서 소정 개수의 살균 위치에서 순차 살균 처리를 행하기 위해서 각 살균 위치에 식품 살균 장치가 설치되는 경우, 최초의 살균 위치에 설치되는 식품 살균 장치에는 제1의 형태의 증기 노즐이 사용되고, 2번째 이후의 살균 위치에 설치되는 식품 살균 장치에는 제2의 형태의 증기 노즐이 사용된다. 최초의 살균 위치로 반송되는 용기 내의 식품은 굳어진 상태로 되어 있는 경우가 있지만, 그러한 경우라도 제1의 형태의 증기 노즐의 뾰족한 하단이 순조롭게 식품 내로 인입되어 막힘을 일으킬 일도 없다. 또, 측면으로부터 증기 분사함으로써 굳어진 식품을 풀어주는 효과도 얻어진다. 2번째 이후의 살균 위치에 있어서 제2의 형태의 증기 노즐을 사용함으로써 용기의 깊은 속을 향해 기세 좋게 증기를 분사시켜, 용기의 구석구석까지 치우침이 없이 널리 퍼지게 하여 용기 내의 식품을 얼룩짐이 없이 균일하게 살균한다.

청구항 4와 관련되는 발명에 의하면, 증기 노즐의 적어도 하방부에 있어서 측면이 미소 요철면으로 되어 있으므로, 증기 노즐을 용기 내의 식품에 삽입하고, 그 후에 끌어올렸을 때에, 용기 증기 노즐의 측면에 쌀알 등의 식품이 부착되는 것을 방지할 수가 있다.

청구항 5와 관련되는 발명에 의하면, 노즐 홀더에 의해 노즐 유닛을 안정되게 고정할 수가 있다. 또, 청구항 6과 관련되는 발명에 의하면, 이 노즐 홀더로 용기의 상면 개구부를 폐지한 상태로 증기를 용기 내에 노즐 분사할 수가 있고, 증기 분사에 의해 용기 내의 식품이 비산하는 것을 방지한다.

청구항 7과 관련되는 발명에 의하면, 감압 수단을 통해 식품 수용 용기의 내부를 진공으로 한 상태로 증기를 노즐 분사시킴으로써, 용기 내로 인입되는 증기량이 증대함과 아울러, 용기 내의 구석구석에까지 널리 퍼지기 쉬워지므로 살균 효과를 더 향상시킬 수가 있다.

청구항 8과 관련되는 발명에 의하면, 누름판으로 용기의 상면 개구부를 폐지한 상태로 증기를 용기 내에 노즐 분사할 수가 있고, 증기 분사에 의해 용기 내의 식품이 비산하는 것을 방지할 수가 있다. 청구항 9와 관련되는 발명에 의하면, 누름판을 이용하여 상기 효과를 발휘하면서도, 용기 내에 주입된 증기가 빠져나갈 장소를 확보하여 원활한 증기 배출을 가능하게 한다.

청구항 10과 관련되는 발명에 의하면, 이 누름판이 노즐 베이스 또는 노즐 블록에 대해서 약간의 상하 움직임 가능하게 설치되므로, 용기의 상면 개구를 폐지하지 않는 위치와 폐지하는 위치와의 사이에서 상하로 움직이도록 구성할 수가 있다. 청구항 11과 관련되는 발명에 의하면, 용기가 하방 위치에 퇴피하고 있을 때는 누름판이 용기의 상면 개구부의 상방으로부터 떨어진 대기 위치를 취하고, 용기가 상기 용기 이동 수단에 의해 상승하는 과정에서 용기의 플랜지에 밀접하도록 구성할 수가 있다. 어느 쪽으로 해도 이 누름판으로 용기의 상면 개구부를 폐지한 상태로 증기를 용기 내에 노즐 분사할 수가 있고, 증기 분사에 의해 용기 내의 식품이 비산하는 것을 방지한다.

청구항 12와 관련되는 발명에 의하면, 기본적으로 같은 구성의 식품 살균 장치로 다른 용량(깊이)의 용기를 처리할 수가 있으므로, 설비의 소형화, 공간 절약화 및 비용절감을 도모할 수가 있다.

청구항 13과 관련되는 발명에 의하면, 하나의 매우 적합한 장치 설계를 준다. 특히, 하나의 식품 살균 장치에 있어서 상하챔버 사이의 밀폐공간에 복수의 식품 수용 용기를 투입하여 한 번에 복수의 용기를 살균 처리하는 경우, 이들 복수의 용기의 상면 개구부를 모아서 하나의 스팀 가이드로 포위하는 구성을 채용할 수가 있어 처리 효율이 향상된다. 청구항 14와 관련되는 발명에 의하면, 증기 배출을 순조롭게 행하는 증기 배출 경로를 준다.

청구항 15와 관련되는 발명에 의하면, 용기 이동 수단에 의해 식품 수용 용기를 상챔버를 향해 이동시켜 증기 노즐을 이 용기 내로 인입시키기 위한 구체적인 장치 구성을 준다. 이에 의해 용기 지지 수단에 지지된 상태로 식품 살균 장치에 반송되어 온 식품 수용 용기를 이 용기 지지 수단으로부터 이탈시켜 증기 노즐이 삽입되는 위치로 이동시키고, 또한 살균 처리를 끝낸 후에는 용기 이동 수단에 의해 식품 수용 용기를 원래의 위치로 되돌리는 과정에서 이 용기를 다시 용기 지지 수단에 지지시킬 수가 있어 일련의 살균 처리 공정을 원활하게 실행할 수가 있다. 청구항 16과 관련되는 발명에 의하면, 식품 수용 용기를 용기 지지 수단으로부터 이탈시키는 역할을 밀어올림판이 완수한다.

청구항 17과 관련되는 본 발명에 의하면, 살균 처리를 여러 차례에 걸쳐 반복하여 행함으로써 살균 효과를 높일 수가 있다. 또, 최초의 살균 위치로 반송되는 용기 내의 식품은 굳어진 상태로 되어 있는 경우가 있지만, 그러한 경우라도 제1의 형태의 증기 노즐의 뾰족한 하단이 순조롭게 식품 내로 인입되어 막힘을 일으킬 일도 없다. 또한 측면으로부터 증기 분사함으로써 굳어진 식품을 풀어주는 효과도 얻어진다. 2번째 이후의 살균 위치에 있어서 제2의 형태의 증기 노즐을 사용함으로써 용기의 깊은 속을 향해 기세 좋게 증기를 분사시켜, 용기의 구석구석까지 치우침이 없이 널리 퍼지게 하여 용기 내의 식품을 얼룩짐이 없이 균일하게 살균한다.

청구항 18과 관련되는 발명에 의하면, 청구항 1 또는 청구항 15에 기재의 식품 살균 장치를 이용하여 행하는데 적절한 식품 살균 방법이 제공된다. 이 일련의 처리에 의해, 고온고압 증기가 용기의 구석구석까지 치우침이 없이 널리 퍼져, 용기 내의 식품을 얼룩짐이 없이 균일하게 살균함과 아울러, 동시에 용기 자체도 살균할 수가 있다. 청구항 19와 관련되는 발명에 의하면, 식품 수용 용기의 내부를 진공으로 한 상태로 증기를 노즐 분사시키므로, 용기 내로 인입되는 증기량이 증대함과 아울러, 용기 내의 구석구석에까지 널리 퍼지기 쉬워져 살균 효과를 더 향상시킬 수가 있다. 청구항 20과 관련되는 발명에 의하면, 용기를 이동시켜 증기 노즐을 용기 내에 삽입하는 것과 동시에 노즐 분사를 하므로, 살균 처리의 사이클(cycle) 시간을 짧게 할 수가 있어 처리 효율이 증대된다.

도 1은 본 발명의 일실시 형태에 의한 식품 살균 장치의 정면시 단면도이다.
도 2는 도 1의 A-A 단면도이다.
도 3은 이 식품 살균 장치에 이용되는 노즐 유닛의 하면도이다.
도 4는 이 식품 살균 장치에 이용되는 노즐 유닛의 주요부 확대 정면도이다.
도 5는 이 식품 살균 장치를 이용하여 최종적으로 제품으로서 얻어지는 무균 팩 쌀밥의 일부 파단 측면도이다.
도 6은 이 식품 살균 장치를 이용하여 행하는 일련의 제조 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 형태에 의한 식품 살균 장치의 정면시 단면도이다.
도 8은 도 7의 일부 확대도이다.
도 9는 도 7의 B-B 단면도이다.
도 10은 이 식품 살균 장치에 이용되는 증기 노즐 형상의 일례를 나타내는 정면도(a) 및 종단면도(b)이다.
도 11은 이 식품 살균 장치에 이용되는 증기 노즐 형상의 다른 예를 나타내는 정면도(a) 및 종단면도(b)이다.
도 12는 이 식품 살균 장치에 있어서 상하챔버를 밀접시킨 직후의 상태를 나타내는 도 8과 동부(同部) 확대도이다.
도 13은 이 식품 살균 장치에 있어서 대용량의 용기를 대상으로 하는 경우의 도 8과 동부(同部) 확대도이다.
도 14는 이 식품 살균 장치에 채용되는 증기 도입/배출 및 감압을 위한 배관 계통을 나타내는 도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 들어 상술한다.

<실시예 1>

도 1 내지 도 4에 본 발명의 일실시 형태에 의한 식품 살균 장치(10)의 구성이 나타나 있다. 이 살균 장치(10)는, 최종적으로 도 5에 나타내는 무균 팩 쌀밥을 제조하기 위해서, 도 6에 나타내는 일련의 제조 공정에 있어서의 가압 증기 살균 공정(S3)에 이용되는 것이므로, 장치의 설명에 앞서, 일련의 제조 공정에 대해서 설명한다.

용기(1)(도 5)에 쌀을 정량 충전한다(도 6 : S1). 보다 상세하게는, 정미기에 의해 정미된 쌀(정백미)이 저장고에 저장되고 있고, 이것을 탈기미를 이용하여 상법에 의해 세미하고 침지하여 10~30% 정도의 함수율로 조정한 다음, 용기(1)에 개식분(個食分)의 정량(예를 들어 150~200g)을 충전한다.

용기(1)는, 살균 장치(10)에 의한 살균 처리 공정(도 6 : S2)에 있어서의 100℃ 이상, 예를 들어 130~150℃ 정도의 고온에 노출되어도 열연화 및 열변형하지 않는 내열성과, 내수성과, 밀봉 씰 공정(도 6 : S5) 후의 2차 오염을 실질적으로 방지하기 위한 산소 불투과성을 겸비한 플라스틱 재료로부터, 소비자에게 공급하는 한끼분의 쌀밥을 수용하는데 필요하고 또한 충분한 용량을 가지는 식품 수용부(1a)와, 그 상단으로부터 대략 수평으로 외방을 향해 뻗어 나간 플랜지(1b)를 가져 대략 접시 모양으로 일체 성형되어 있다. 이 용기(1)의 플라스틱 재료에는 주로 폴리프로필렌이 이용되지만, 필요에 따라서, 폴리프로필렌에 폴리염화비닐리덴이나 에틸렌비닐알콜 공중합 수지를 라미네이트한 것, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 표리 폴리프로필렌층의 사이에 압연 알루미늄박(箔) 등의 금속박을 심층으로서 적층한 것 등을 사용할 수가 있다.

정량의 쌀이 충전된 용기를 고온고압 증기로 살균 처리한다(S2). 이 살균 처리가 후술하는 살균 장치(10)에서 행해지고, 이에 의해 용기(1)와 용기(1) 내의 쌀이 동시에 멸균된다. 또, 후술하듯이 고온 가압 증기가 식품 수용부(1a) 내의 구석구석까지 치우침이 없이 널리 퍼져 전체에 얼룩짐이 없이 균일하게 멸균되어 일반 생균뿐만이 아니라 내열 생균도 실질적으로 완전하게 사멸시킨다. 동시에, 식품 수용부(1a) 내의 쌀이 가열됨으로써 알파화가 촉진되기 때문에, 그 후의 취반(S4)을 단시간에 효율적으로 행할 수가 있다.

몇 차례의 살균 처리(S2)를 거친 후, 용기(1)의 식품 수용부(1a) 내에 정량의 밥물(물 또는 뜨거운 물)을 주입한다(S3). 식감과 제품 수율 향상을 위해서, 밥물에는 탈기수(脫氣水)를 이용하는 것이 바람직하다. 밥물은 미리 무균화 처리된 것을 이용하고, 또 소정 pH값으로 미리 조정된 것을 이용할 수가 있다. 또한, 비빔밥이나 팥찰밥 등의 팩 제품을 제조하는 경우는, 이 공정에 있어서, 또는 그 전후에 부가한 별도의 공정에 있어서, 필요한 조미액, 착색액, 속재료 등을 첨가한다.

그 다음에, 증기 취반기에 투입하여 상법에 의해 증기 취반한다(S4). 공간 절약화를 위해 증기 취반기에는 순환 구동되는 다열(多列) 다단식의 곤돌라를 이용하는 것이 바람직하다. 즉, 각각이 복수(예를 들어 4~10개)의 쌀 충전 용기(1, 1???)를 수용 가능한 선반용 판을 복수단(예를 들어 7단) 수직 방향으로 서로의 사이에 간격을 두어 병행하게 적층하여 이루어지는 다단 곤돌라를 복수기(예를 들어 8~70기) 이용하고, 이들 다단 곤돌라를 수직 평면상에 주회(周回) 구동되는 체인 컨베이어에 등간격으로 접속하여 이루어지는 반송 장치를 설치한다. 복수의 쌀 충전 용기(1)를 수용하는 선반용 판자에는, 쌀 충전 용기(1)의 식품 수용부(1a)를 감합하기 위한 개구가 용기 수용 개수분 형성되어 있고, 이 개구의 둘레의 가장자리면에 플랜지(1b)를 계지함으로써 쌀 충전 용기(1)를 매단 상태로 수용하는 구성을 가지는 것을 이용할 수가 있다.

이러한 다열 다단식 곤돌라를 이용한 경우, 멸균제의 쌀과 밥물(경우에 따라서는 또한 조미액 등)이 충전된 쌀 충전 용기(1)는, 임의의 이재(移載) 장치에 의해, 되돌아오는 빈 다단 곤돌라의 각 단(段)으로 이송된다. 그리고, 전단(全段)에 쌀 충전 용기(1)를 수용한 곤돌라는 증기 취반기로 이송되고, 그 실내를 이동하는 동안의 소정 시간(예를 들어 15~40분 )에 증기 취반된다.

증기 취반기의 실내를 복수의 구역으로 나누어, 각 구역마다 독립하여 온도 제어하도록 해도 좋다. 이에 의해 취반 공정에 따라 최적인 증기 온도를 설정할 수가 있다.

증기 취반(S4)을 완료한 곤돌라는 체인 컨베이어에 의해 끌어올려지고, 일단씩 용기(1)를 컨베이어 상으로 내보낸다. 빈 곤돌라는 증기 취반기의 입구를 향해 되돌아와 다음의 용기 수용에 대비한다.

증기 익힘 처리 완료 후, 취반된 쌀밥을 수용하는 쌀 충전 용기(1)를 순차 씰 장치에 투입하여, 미리 UV(Ultra-Violet) 살균된 뚜껑재(2)(도 5)를 피착하여 밀봉 씰한다(S5). 씰 장치는 공지의 히트(heat) 실 장치라도 좋지만, 필요에 따라서, 씰한 뚜껑재(2)의 불요 부분을 컷(cut)하는 트리밍(trimming) 수단이 부설된다. 밀봉 씰 후의 2차 오염을 방지하기 위해, 뚜껑재(2)로서는, 전술의 용기(1)의 재질과 마찬가지로 산소 불투과성을 가지는 플라스틱 재료로 성형된 필름을 이용하는 것이 바람직하고, 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌을 주체로 하는 벗겨짐 용이성을 가지는 것이 매우 적합하게 이용된다. 또, 쌀 충전 용기(1)에 질소 가스 등의 불활성 가스를 플래시 주입하여 용기(1) 내의 공기를 축출하여 불활성 가스 치환한 후에 밀봉 씰을 행하는 것도, 2차 오염에 의한 품질 열화를 방지하기 위해서 바람직한 방책의 하나이다. 또한 필요한 경우에는 탈산 소재를 봉입하여 밀봉 씰한다.

증기 취반기의 출구로부터 밀봉 씰 장치로의 용기 반송은 컨베이어 등에 의해 행해지지만, 이 동안에 바깥 공기에 노출되면 잡균이 혼입하여 2차 오염을 초래할 우려가 있으므로, 이것을 방지하기 위해서, 이 동안의 영역은, 예를 들어 클래스(class) 100~1000 정도의 청정도를 가지는 클린부스 내지 클린 룸에 수용된다. 이에 의해 가압 증기 살균(S3) 및 증기 취반(S6)에 의한 무균 상태가 유지되어 밀봉 씰되므로, 무균 팩 제품으로서 제공하는 것이 가능하게 된다. 클린부스의 구조는, 예를 들어, 증기 취반기의 출구로부터 씰 장치의 입구까지의 사이를 터널 모양의 부스로 하고, 청정 공기 발생 장치를 부스 중앙 상부에 장착하여 연속적으로 청정 공기를 불어 넣는다. 클린부스 내를 양압(예를 들어 바깥 공기압보다 0.5~2㎜Aq 정도 높은 압력)으로 유지하고, 청정 공기를 부스의 위로부터 아래로, 중앙으로부터 외주로 흘리고, 또 반송 컨베이어 상에서는 반송 방향과 반대 방향으로(밀봉 씰 장치로부터 증기 취반기를 향해) 흘림으로써 오염된 바깥 공기의 침입을 방지하도록 구성하는 것이 바람직하다.

밀봉 씰 장치에 의해 쌀 충전 용기(1)를 밀봉 씰한 후, 상법에 의해 소정 시간 찜을 행하여(S6), 취반 후의 상층부와 하층부의 수분량의 균일화를 도모하는 것과 동시에 알파화의 촉진을 도모한다. 찜 처리에 앞서, 밀봉 씰된 용기(1)를 상하 반전시키면, 상하의 수분량의 균등화를 촉진시키는데 유효하다.

그 후, 찜 처리(S6)에 수반하는 냄새를 제거하기 위해서, 밀봉 씰된 쌀 충전 용기(1)를 냉각수(chiller water) 등의 냉수조에 통과시켜 상온 근처, 예를 들어 40℃ 정도까지 냉각한다(S7). 쌀 충전 용기(1)를 상하 반전시켜 찜 처리를 행한 경우는, 이 상하 반전 상태를 원래로 되돌린 후에 냉각 처리를 행한다. 찜 처리 및 냉각 처리에 있어서는, 전술의 증기 취반기와 마찬가지의 다열 다단식 곤돌라를 채용하여 처리 효율의 향상을 도모하는 것이 바람직하다.

냉각 후, 수분을 제거하여 소정 함수율까지 건조시키는 처리를 행하고(S8), 또한 제조 연월일이나 유효기한 등의 인쇄, 핀홀(pin hole) 검사, 무게 검사 등의 제품화를 위해서 필요한 후 처리(S9)를 거쳐 소망의 무균 팩 쌀밥(도 5)이 제조된다.

이와 같이 하여 제조된 무균 팩 쌀밥은, 고압고온 증기에 의한 살균(S2) 및 증기 취반(S4)에 의해 보존성이 높여지고, 일련의 처리 공정의 동안에 바깥 공기에 접할 가능성이 있는 처리 영역은 클린부스로 바깥 공기로부터 차단되어 있고, 또한 산소 불투과성의 용기(1) 및 뚜껑재(2)로 내용물(쌀밥(3))이 바깥 공기로부터 차단되고 있어 2차 오염을 방지하고 있기 때문에, 실질적인 무균 상태가 유지되어 상온에서도 장기간(6개월~1년 또는 더 그 이상)의 보존이 가능하다. 따라서, 소비자는 구입 후, 전자렌지로 1~3분 정도 데우면 바로 지은 밥과 마찬가지의 음식맛 및 식감의 쌀밥을 간단하게 먹을 수가 있다. 또, 편의점 등의 판매점에 있어서는, 과잉의 매입에 의한 폐기 손실이나 과소의 매입에 의한 매상 기회 손실이 없어져 매우 큰 비용의 장점을 얻을 수 있다.

도 1 내지 도 4를 참조하여, 살균 처리 공정(도 6 : S2)을 행하기 위해서 사용되는 본 발명의 일실시 형태에 의한 식품 살균 장치(10)에 대해서 이하 상술한다. 이 살균 장치(10)는, 쌀이 정량 충전된 용기(1)(뚜껑재(2)는 아직 피착되어 있지 않기 때문에 상면이 개구된 상태에 있음)를 처리 대상으로 하고, 고온고압 증기에 의해 용기(1) 자체를 멸균 처리함과 동시에 용기(1) 내의 쌀도 살균하여 일반 생균뿐만이 아니라 내열 생균도 실질적으로 완전하게 사멸시킨다.

쌀 충전 용기(1)는, 모터 등의 구동 수단(도시하지 않음)으로 소정 방향(도 1 지면 연직 방향/도 2 상하 방향)으로 간헐적으로 구동되는 컨베이어(도시하지 않음)에 의해 반송되는 리테이너(retainer)(11)의 개구에 식품 수용부(1a)가 감합 수용됨으로써 지지된다. 플랜지(1b)는, 리테이너(11)의 개구 돌기에 계지된다. 리테이너(11)는 용기 지지 수단의 일례이다.

리테이너(11)의 하방에는 리테이너(11)에 계지된 상태의 용기(1)의 저면에 대략 맞닿는 높이 위치에 펀칭(punching) 금속 등에 의한 용기 지지판(12)이 설치된다. 용기 지지판(12)은 살균 처리중에 고온고압 증기가 용기(1) 내에 도입되었을 때에 용기(1)가 내압 상승에 의해 부풀어 올라 변형되는 것을 방지한다. 후술하듯이 이 때 용기(1)는 상방으로부터 노즐 유닛(20)으로 눌러 넣어져 있으므로, 노즐 유닛(20)과 용기 지지판(12)의 사이에 끼워진 상태로 부풀어 오를 수가 없다. 용기(1) 내로 인입된 증기는 후술하듯이 노치(notch)(28)로부터 용기 외로 배출되어 과도한 내압 상승을 방지한다.

이 살균 장치(10)는 상하로 대향하여 배치된 상챔버(13)와 하챔버(14)를 가진다. 상하챔버(13, 14)는 이들이 서로 이격된 대기 위치와 이들이 서로 밀접하여 이들의 사이에 실질적으로 밀폐된 공간을 주는 폐지 위치와의 사이에서 적당한 구동 수단(도시하지 않음)에 의해 상대이동 가능하게 되어 있다. 도 1에는 상하챔버(13, 14)가 서로 밀접하여 이들의 사이에 밀폐공간(15)을 주는 폐지 위치에 있는 상태가 나타나 있고, 이 상태에 있어서 살균 처리가 행해진다.

상챔버(13)는 증기 도입구(16), 증기 배출구(17) 및 이들에 연속하여 상챔버(13)의 하면(13a)에서 개구하는 증기 통로(18, 19)를 구비하고 있다. 증기 도입구(16)로부터 도입된 고온고압 증기는 증기 통로(18)를 통해 상하챔버(13, 14) 내의 밀폐공간(15)으로 인입되고, 이 밀폐공간(15)에 있어서 리테이너(11)에 지지되어 있는 용기(1) 내의 식품(쌀)을 살균한 후에, 후술하는 간극(28a)을 통해 용기(1) 외로 빠져나가고, 증기 통로(19)를 통해 증기 배출구(17)로부터 배출되어 1회의 증기 살균 처리가 종료된다. 이 기본적인 작용은 종래의 살균 장치와 마찬가지이지만, 이 실시예에서는 후술하는 노즐 유닛(20)을 통해 용기(1) 내의 식품에 증기 분사하는 점에 특징이 있다.

하챔버(14)에는 전술의 용기 지지판(12)이 장착되어 있다. 용기(1)에는 개식분의 쌀이 수용되어 있지만, 그 용량을 증량한 팩 쌀밥을 제공하는 경우는 평면 치수를 동일하게 하여 깊이가 깊은 용기를 이용하는 것으로 하고, 그 경우에는 이 용기의 깊이에 따라 용기 지지판(12)을 보다 낮은 위치에 설치할 수가 있도록 착탈 및 교환이 자유롭게 하는 것이 바람직하다. 또한, 도 1에 있어서 부호 1c는 용기(1) 내의 쌀 충전 레벨을 나타낸다.

본 발명의 주요한 특징을 구성하는 노즐 유닛(20)에 대해서 설명한다. 이 노즐 유닛(20)은 노즐 베이스(21)와, 격벽(22)을 가지는 스팀 가이드(23)와, 노즐 홀더(24)와, 복수의 증기 노즐(30)을 가진다. 노즐 베이스(21)는 네 모서리의 나사구멍(21a)을 통과하는 나사(도시하지 않음)로 상챔버(13)의 하면(13a)에 고정되어 있고, 따라서 노즐 유닛(20) 전체가 상챔버(13)와 일체로 되어 있다. 노즐 베이스(21)는 스테인리스강 등의 금속판이고, 상하챔버(13, 14) 사이의 밀폐공간(15)과 대략 동일한 평면 치수를 가진다.

노즐 베이스(21) 상에는 용기(1)의 평면 형상에 따른 소정의 닫힌 형상을 가지는 격벽(22)이 소정 높이로 설치되어 스팀 가이드(23)를 형성하고 있다. 격벽(22)은 스테인리스강 등의 금속으로 형성되어 임의수의 나사(27)로 노즐 베이스(21) 상에 고정되고, 노즐 베이스(21)가 상챔버(13)에 장착되었을 때에 그 상면이 상챔버(13)의 하면에 밀접하는 높이로 형성된다. 이에 의해 상챔버(13)와 노즐 베이스(21)의 사이이고 또한 격벽(22)의 내부에는 실질적으로 닫혀진 공간으로서의 증기실(25)이 형성된다.

격벽(22)은 전술과 같이 용기(1)의 평면 형상에 대응한 형상을 가지지만, 상챔버(13)의 증기 도입구(16)로 통하는 증기 통로(18)가 상챔버 하면(13a)에 있어서 개구하는 부분을 포위하도록 일측 방향(도 1의 우측)으로 돌출되어 돌출부(22a)를 형성하고 있다. 즉, 격벽(22)에 의해 규정되는 증기실(25)은 증기 통로(18)의 개구를 포함하고, 증기 도입구(16)로부터 도입된 증기는 증기 통로(18)를 통해(밀폐공간(15)은 아니고) 증기실(25)로 인입되게 된다. 격벽의 반대측(도 1의 좌측)에 있어서는 상챔버(13)의 증기 배출구(17)로 통하는 증기 통로(19)를 빠져나가도록 원호 모양의 오목부(22b)가 형성되어 있다.

또, 격벽(22)은 전술과 같이 실질적으로 닫혀진 공간으로서의 증기실(25)을 규정하지만, 노즐 베이스(21) 상에 있어서 격벽(22)을 관통하는 개구(26)가 형성되어 있고, 이 개구(26)에 있어서 증기실(25)의 내외가 노즐 베이스(21) 상에서 부분적으로 연통하고 있다. 증기실(25)이 「실질적으로」 닫혀진 공간으로 표현된 것은 이런 의미이다. 도시 예에서는 합계 4개의 개구(26)가 형성되어 있다.

노즐 베이스(21)의 하방에 설치되는 노즐 홀더(24)는 증기 노즐(30)을 장착하는 수단임과 동시에, 상하챔버(13, 14)끼리가 밀접한 폐지 위치에 있을 때, 리테이너(11)에 지지된 용기(1)의 개구를 실질적으로 폐지하는 것이고, 용기 플랜지(1b) 상에 재치되는 상단부(24a)와 용기(1)의 식품 수용부(1a)에 소정 깊이(쌀 충전 레벨(1c)에는 도달하지 않는 깊이)까지 인입되는 하단부(24b)를 가지는 것으로서 플라스틱 등에 의해 일체 성형된다.

상단부(24a)는 하단부(24b)보다 큰 평면 치수를 가지고 있고, 그 하면에 있어서 하단부(24b)보다 외측에 있는 영역이 약간의 높이만큼만 절제되어 노치(28)가 형성되어 있다. 도시 예에서는 합계 4개의 노치(28)가 형성되어 있다. 이 노치(28) 형성에 의해 노즐 홀더(24)를 리테이너(11)에 지지된 용기(1)에 씌워 용기 개구를 실질적으로 폐지했을 때에, 용기 플랜지(1b)와 노즐 홀더 상단부(24a)의 하면과의 사이에 노치(28)의 높이만큼에 상당하는 약간의 간극(28a)이 형성되게 된다. 그리고, 노즐 홀더 하단부(24b)는 용기(1)의 식품 수용부(1a)보다 조금 큰 평면 치수를 가지고 있고, 노즐 홀더 하단부(24b)와 식품 수용부(1a)의 내측면과의 사이에 약간의 간극이 남아 있으므로, 이 간극과 상술의 노치(28)에 의한 간극(28a)이 연속하고 있다. 따라서, 노즐 홀더(24)가 용기(1)에 덮여져 있는 상태라도 용기(1)의 식품 수용부(1a)의 내부는 완전하게는 밀폐되어 있지 않고, 이 간극을 통해서 용기 내의 증기를 용기 외로 빠져나가게 할 수가 있게 되어 있다.

복수의 증기 노즐(30)은 노즐 홀더(24)와 일체로 수지 성형되고 노즐 홀더(24)를 두께 방향으로 관통하고 있다. 도시 예에서는 2종류의 증기 노즐(30)이 설치되어 있고, 제1의 형태의 증기 노즐(31)은 그 상방에 있어서 노즐 베이스(21)의 관통 구멍(21b)을 통과하여 격벽(22) 내의 증기실에 있어서 돌출되고, 그 하방에 있어서는 노즐 홀더 하단부(24b)로부터 더 하방으로 돌출되어 있다. 또한, 제2의 형태의 증기 노즐(32)은 그 상방에 있어서 제1의 형태의 증기 노즐(31)과 마찬가지로 노즐 베이스(21)의 관통 구멍(21b)을 통과하여 격벽(22) 내의 증기실에 있어서 돌출되어 있지만, 그 하단은 노즐 홀더 하단부(24b)의 하면에서 개구하고 있다. 노즐 유닛(20)의 하면도인 도 3에 있어서, 제1의 형태의 증기 노즐(31)은 이중원으로 나타나고, 그 외측의 원이 노즐 외경을 나타내고 내측의 원이 개구를 나타내는 것이고, 제2의 형태의 증기 노즐은 개구를 나타내는 작은 하나의 원으로 나타나 있다.

어느 형태의 증기 노즐(30)(제1 및 제2의 형태의 노즐(31, 32)을 총칭할 때는 부호 30을 이용함)도 상방에 있어서 노즐 베이스(21)의 관통 구멍(21b)을 통과하여 격벽(22) 내의 증기실에 있어서 돌출되어 있지만, 그 상단은 상챔버(13)의 하면(13a)에 닿지 않는 높이 위치에서 개구하고 있다. 즉, 증기 노즐(30)의 상단과 상챔버(13)의 하면(13a)의 사이에는 약간의 간극이 남아 있다.

제1의 형태의 노즐(31)은, 노즐 홀더 하단부(24b)로부터 더 하방으로 돌출되어, 리테이너(11)에 지지된 용기(1)의 깊은 속 근처까지 연장되어 있다. 이 노즐(31)은 그 하단에 있어서 개구함과 아울러, 그 중도 부분에 있어서 임의의 높이 위치에서 임의의 방향으로 개구하고 있다. 이 중도 부분에 있어서의 측면 노즐 구멍이 도 4에 부호 31a로 나타나 있다.

이상과 같이 구성된 살균 장치(10)의 작용에 대해서 설명한다. 상하챔버(13, 14)가 서로 이격된 대기 위치에 있을 때, 컨베이어(도시하지 않음)가 구동되어 리테이너(11)에 지지된 쌀 충전 용기(1)가 상하챔버(13, 14) 사이의 소정 위치로 이송되고, 컨베이어 정지 후, 상하챔버(13, 14)끼리가 밀접한 폐지 위치로 상대이동되어 도 1에 나타내는 상태가 얻어진다.

이 상태에 있어서, 상챔버(13)의 증기 도입구(16)로부터 고온고압 증기를 소정 시간(예를 들어 5~10초 동안) 동안 플래시 주입한다. 도입된 증기는 증기 도입구(16)를 통해 상챔버(13)와 노즐 베이스(21)의 사이이고, 또한 격벽(22)의 내부에 실질적으로 닫혀진 공간으로서 형성된 증기실(25)에 들어간다. 증기 도입구(16)로부터 도입되는 증기는 액체 상태의 열수를 포함하므로, 이 열수도 증기와 함께 증기실(25)로 인입되지만, 격벽(22)의 저부에 형성된 개구(26)를 통해 증기실(25) 외로 배출된다. 즉, 개구(26)는 배수로로서 기능하고, 증기에 포함되는 열수가 용기(1) 내의 쌀로 인입되는 것을 방지한다.

도입된 증기는 증기실(25) 내에 충만된 후, 증기 노즐(30)(31, 32)의 상단 개구로부터 증기 노즐(30)로 인입되고, 제1의 증기 노즐(31)에 있어서는 그 하단 개구 및 중도 부분의 측면 노즐 구멍(31a)으로부터, 제2의 증기 노즐(32)에 있어서는 노즐 홀더 하단부(24b)의 하면의 개구로부터 각각 분출한다. 제1의 증기 노즐(31)은 용기(1) 내의 쌀 내에 삽입된 상태로 되어 있으므로, 용기(1) 내의 다양한 높이 위치에 있어서 쌀의 내부에 직접 인입되어 증기 분출하고, 또 제2의 증기 노즐(32)은 용기(1) 내의 식품의 표면을 향해 증기 분출한다. 이에 의해 용기(1) 내의 쌀이 얼룩짐이 없이 균일하게 살균된다.

또한, 증기 노즐(30)의 상단은 배수로로서 기능하는 개구(26)보다 충분히 높은 위치에 있으므로, 증기에 포함되는 열수가 증기 노즐(30)의 상단 개구로부터 인입되어 용기(1)에 주입되는 일은 없다.

이와 같이 하여 용기(1) 내의 쌀을 살균한 증기는 노즐 홀더 상단부(24a)의 하면 둘레 가장자리 부분에 형성된 노치(28)에 의해 용기 플랜지(1b)와 노즐 홀더 상단부(24a)의 하면과의 사이에 형성되는 간극(28a)을 통해 용기(1) 외로 배출되고, 상하챔버(13, 14) 사이의 밀폐공간(15) 및 증기 통로(19)를 통해 증기 배출구(17)로부터 장치(10) 외로 배출된다. 이미 기술한 것처럼 용기(1)는 리테이너(11)에 지지된 상태에 있어서 용기 지지판(12)에 의해 저면이 지지되어 있고, 상기한 요령에 의한 순조로운 배기 작용과도 어울려 증기 도입에 의해서도 용기(1)의 내압이 과도하게 높아지는 일이 없어 용기(1)의 부풀어 오르는 변형을 방지할 수가 있다.

이와 같이 하여 컨베이어 정지에 의해 용기(1)가 살균 처리 위치에서 정지하고 있는 동안에, 형(型)밀폐→증기 플래시(5~10초 동안 정도)→형(型)개방을 1사이클로 하는 살균 처리가 행해지고, 이를 수소의 살균 처리 위치에 있어서 반복하여 행함으로써, 일반 생균뿐만이 아니라 내열 생균도 실질적으로 완전하게 사멸시킨다. 이 반복 횟수는 살균 처리해야 할 식품의 종류나 양 등에 의해 조정 가능하지만 일반적으로 4~8회 정도이다.

도시의 식품 살균 장치(10)에 의한 효과를 확인하기 위해서 도 5의 용기(1)에 침지미를 충전하여 고온고압 증기 살균했을 때의 F값을 측정하였다. 쌀에는 2008년도 아오모리현산 「맛시쿠라(まっしぐら)」(등록상표)를 사용하고, 이것을 세미한 후, 사이타마현 하뉴시의 수도물에 1시간 침지하고, 잘 탈수하고, 산소 차폐성(barrier property)을 가지는 폴리프로필렌제의 용기(「라미콘(ラミコン)」등록상표)(1)에 충전하였다. 이 용기는 취반 후의 완성 상태로 200g의 쌀을 수용하는 것이고, 제품 수율을 224.4%로 설정하여, 침지미 112g을 용기(1)에 충전하였다. 충전한 쌀은 생쌀의 상태로 89.1g이고, 침지율 125.7이었다. 이것을 살균 장치(10)에 투입하여, 143℃의 고온고압 증기를 증기 도입구(16)로부터 4.0초 동안 도입하여 노즐 분사하는 증기 살균 처리를 8회 반복해 갔다.

상기의 동일 조건으로 12회의 시험을 행하여 분위기 온도 및 용기(1)의 저면 근처 구석부에 있어서의 온도(저면부 온도)를 측정함과 아울러, 분위기 최종 F₀값 및 저면부 최종 F₀값을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

이 표에 나타내듯이, 가장 온도가 오르기 어려운 용기 저면 근처 구석부에 있어서도 분위기 온도와 거의 바뀌지 않는 온도까지 상승하고 있고, 그 결과로서 최종 F₀값도 최저 14.2, 평균 18.1로 충분히 높은 수치가 안정되게 취해지고 있는 것을 확인할 수 있었다. 또, 음식맛도 뛰어난 것이었다.

<실시예 2>

본 발명의 다른 실시 형태에 의한 식품 살균 장치(40)에 대해서 도 7~도 14를 참조하여 상술한다. 이 살균 장치(40)도, 이미 기술한 살균 장치(10)와 마찬가지로, 살균 처리 공정(도 6 : S2)을 행하기 위해서 사용되는 것으로서, 쌀이 정량 충전된 용기(1)(뚜껑재(2)는 아직 피착되어 있지 않기 때문에 상면이 개구된 상태에 있는 도 5 참조. 또 이 실시예에서 이용하는 용기는 원형인 도 8 참조)를 처리 대상으로 하여, 고온고압 증기에 의해 용기(1) 자체를 멸균 처리함과 동시에 용기(1) 내의 쌀도 살균하여 일반 생균뿐만이 아니라 내열 생균도 실질적으로 완전하게 사멸시킨다.

이 살균 장치(40)는 모터 등의 구동 수단(도시하지 않음)으로 소정 방향(도 7의 지면 연직 방향)으로 간헐적으로 구동되는 컨베이어(도시하지 않음)에 의해 반송되는 리테이너(41)를 가진다. 리테이너(41)에는 복수(도시 예에서는 5개)의 원형 개구가 형성되고, 각 개구에 각각 용기(1)의 식품 수용부(1a)가 감합 수용되어 플랜지(1b)가 각 개구 돌기에 계지된 상태로 용기(1)가 지지된다. 리테이너(41)의 구성은 복수의 개구를 가지는 점을 제외하고 이미 기술한 실시 형태의 살균 장치(10)에 이용되는 리테이너(11)와 대략 동일하므로 더 이상의 설명을 생략한다.

이 살균 장치(40)는 상하로 대향하여 배치된 상챔버(42)와 하챔버(43)를 가진다. 상하챔버(42, 43)는 이들이 서로 이격된 대기 위치와 이들이 서로 밀접하여 이들의 사이에 실질적으로 밀폐된 공간을 주는 폐지 위치와의 사이에서 적당한 구동 수단(44)에 의해 상대이동 가능하게 되어 있다. 이 실시 형태에서는 상챔버(42)는 고정이고, 하챔버(43)가 하방으로 이격된 대기 위치와 상챔버(42)에 밀접하는 폐지 위치와의 사이에 유압 실린더 등의 구동 수단(44)을 통해 승강 가능하게 구성되어 있다. 도 7에는 상하챔버(42, 43)가 서로 밀접하여 이들의 사이에 내부 밀폐공간(45)을 주는 폐지 위치에 있는 상태가 나타나 있고, 이 상태에 있어서 살균 처리가 행해진다. 내부 밀폐공간(45)은 5개의 용기(1)를 지지하는 리테이너(11)를 수용하기에 충분한 평면 치수를 가짐과 아울러, 후술하듯이 리테이너(41)로부터 용기(1)를 들어 올리는 밀어올림판(51)이 승강하는데 충분한 높이 치수를 가지고 있다. 부호 46은 밀폐공간(45)을 형성 및 보유하기 위한 패킹을 나타낸다.

상챔버(42)는 증기 도입구(47) 및 증기 배출구(48)를 가진다. 스팀 발생기(generator)(도시하지 않음)로 발생시킨 고온고압 증기는 증기 도입구(47)로부터 밀폐공간(45)으로 인입되고, 이 밀폐공간(45)에 있어서 리테이너(41)에 지지되어 있는 용기(1) 내의 식품(쌀)을 살균한 후에, 증기 배출구(48)로부터 배출되어, 1회의 증기 살균 처리를 종료한다. 도 14에 대략 나타나듯이, 증기 도입구(47)에는 스팀 발생기로부터의 증기 도입관(73)이 접속되고, 증기 배출구(48)에는 증기 배출관(74)이 접속되어 있고, 이들 증기 도입관(73) 및 증기 배출관(74)에 각각 설치되는 전자 밸브(75, 76)를 개폐함으로써, 증기 도입 및 배출의 타이밍을 제어하고 있다. 이러한 제어 수법 자체는 공지이므로 상세한 설명을 생략한다.

상챔버(42)에는 감압 수단(72)이 더 설치된다. 감압 수단(72)은 상하챔버(42, 43)를 밀접시켰을 때에 형성되는 내부 밀폐공간(45)을 소정 시간의 동안 소정의 진공도로 감압할 수 있는 것이면 좋은데, 도 14에 그 일례가 나타나 있다. 즉, 증기 배출구(48)로부터의 증기 배출관(74)을 분기시켜, 이 분기관(77)을 버퍼 탱크(78)를 통해 진공 펌프(79)에 연결하고, 분기관(77)에 설치한 감압용의 전자 밸브(80)를 설치하여, 증기 배출 밸브(76)와 감압용의 전자 밸브(80)의 개폐 타이밍을 제어함으로써, 공통의 배관 계통으로 증기 배출과 감압을 행한다.

하챔버(43)에는 용기 이동 수단(50)이 설치되어 있다. 용기 이동 수단(50)은 하챔버(43)의 저판(43a)의 상방에 수평으로 설치되는 밀어올림판(51)과, 하챔버(43)의 저판(43a)의 하방에 위치하는 지지판(52)과, 하챔버(43)의 저판(43a)을 상하 움직임이 자유롭게 삽통하여 밀어올림판(51)을 지지판(52)에 연결하는 다리(53)와, 지지판(52)을 승강시키는 구동 수단(54)을 가진다. 상하챔버(42, 43)를 밀접시켰을 때에 형성되는 내부 밀폐공간(45) 내에 있어서, 밀어올림판(51)은 가상선으로 나타나는 대기 위치에 있을 때는 리테이너(41)에 지지된 용기(1)의 하방으로 대피하여 간섭하지 않지만, 구동 수단(54)에 의해 상승하면 리테이너(41)에 지지된 용기(1)의 저면에 맞닿아 용기(1)를 리테이너(41)로부터 떼어내어 소정 높이까지 들어 올린다(도 1의 상태). 이 동작에 대해서는 후에 상술한다.

본 발명의 주요한 특징을 구성하는 노즐 유닛(60)에 대해서 설명한다. 이 노즐 유닛(60)은 노즐 베이스(61)와, 상챔버(42)의 하면(42a)(도 8)과 노즐 베이스(61)와의 사이에 실질적으로 밀폐된 증기실(62)을 형성하기 위해서 노즐 베이스(61) 상에 설치되는 스팀 가이드(63)와, 노즐 베이스(61)의 하면에 고착되는 노즐 홀더(64)와, 복수의 증기 노즐(65)과, 누름판(66)을 가진다. 노즐 베이스(61)는 상챔버(42)의 구석의 단부(42b)의 하면에 나사 등의 고착구(도시하지 않음)로 고정되어 있고, 따라서 노즐 유닛(60) 전체가 상챔버(13)와 일체로 되어 있다. 노즐 베이스(61)는 스테인리스강 등의 금속판이고, 상하챔버(42, 43) 사이의 밀폐공간(45)과 대략 동일한 평면 치수를 가지지만, 그 주연부에는 복수의 노치(81)가 형성되어 있다(도 9).

스팀 가이드(63)는 상챔버(42)의 단부(42b)와 대략 동일한 높이 치수를 가짐(도 7, 도 8)과 아울러, 5개의 용기(1)의 개구부를 둘러싸는 형상(도 9)을 가지고, 노즐 베이스(61)가 상챔버(42)에 장착되었을 때에 그 상면이 상챔버(42)의 하면(42a)에 밀접함으로써, 이들의 사이에 실질적으로 닫혀진 공간으로서의 증기실(62)을 형성하고 있다. 증기 도입구(47)는 스팀 가이드(63)에 의해 형성되는 스팀 가이드(63)의 내측(즉, 증기실(62) 내)에서 개구하므로, 증기 도입구(47)에 도입된 고온고압 증기는 증기실(25)로 인입되고, 증기 노즐(65)로부터 식품 수용 용기(1) 내로 분출됨으로써 후술의 살균 처리를 한 후, 스팀 가이드(63)의 외측(즉, 증기실(62)의 외측)에 있어서 노즐 베이스(61)에 형성된 증기 배출 구멍(49) 및 상챔버(42)의 증기 배출구(48)를 통해 장치(40) 외로 배출된다.

누름판(66)은 용기(1)마다 그 플랜지(1b)를 덮는데 충분한 평면 치수를 가지는 스테인리스강 등의 판상체이고, 노즐 홀더(64)의 하방에 있어서 약간의 상하 움직임을 허용하여 장착된다. 장착의 일례로서 도시 실시예에서는 노즐 홀더(64)에 고착한 나사축(67)에 하단에 스토퍼(68a)를 가지는 가이드 지주(68)를 나사고착하고, 이 스토퍼(68a)를 누름판(66)의 외주단(外周端) 가까이에 있어서 이면측에 형성한 오목부(66a)에 감합 수용시킴으로써, 누름판(66)과 노즐 홀더(64)와의 사이의 간극(82)의 높이 범위 내에 있어서 약간의 상하 움직임을 허용하면서 누름판(66)을 매단 상태로 장착하는 구성이 채용되어 있다.

누름판(66)에는 증기 노즐(65)를 삽통시키기 위한 노즐 삽통공(69)가 증기 노즐(65)의 위치에 대응하여 동수만큼 형성되어 있다. 노즐 삽통공(69)은 증기 노즐(65)의 외경보다 약간 큰 구경을 가지는 것으로서 형성되어 있고, 따라서 증기 노즐(65)을 삽통시킨 상태에 있어서도 그 주위에는 증기를 통과(배출)시키기 위한 증기 통로(70)가 남아 있다.

복수의 증기 노즐(65)(이 실시예에서는 하나의 식품 수용 용기(1)에 대해서 중심 위치, 내주 위치 및 외주 위치에 합계 13개의 증기 노즐(65)이 설치되어 있는 도 9 참조)은 노즐 홀더(64)와 일체로 수지 성형되고 노즐 홀더(64)를 두께 방향으로 관통하고 있다. 증기 노즐(64)의 상단은 노즐 베이스(61)를 관통하여 증기실(62)에 있어서 소정 높이까지 돌출되며, 그 하방에 있어서 누름판(66)의 노즐 삽통공(69)을 삽통하여 더 하방으로 돌출되어 있다.

도 7~도 9에 나타내는 살균 장치(40)에 있어서 노즐 유닛(60)에 이용되는 증기 노즐(65)의 형상은, 별도의 도 10에도 나타나듯이, 뾰족한 형상의 하단(선단)(45a)에는 개구가 없고, 하단 근처에 있어서 측면에서 개구(45b)에 의해 개구하고 있다. 따라서, 증기 도입구(47)로부터 도입된 고온고압 증기는 증기실(62)로부터 증기 노즐(45)의 내부로 인입된 후, 측면의 개구(45b)로부터 측방을 향해 분출되게 된다. 또, 그 하단(45a)을 포함하는 하방 영역의 측면은 미소 요철면(45c)으로 되어 있다. 요철 형상은 임의이지만 이 예에서는 링(ring) 모양 내지 나사 모양의 요철면(45c)이 형성되어 있다.

이미 기술한 것처럼, 본 발명에서는, 용기(1)를 리테이너(41)에 계지한 상태로 컨베이어 반송하는 과정의 여러 개소(예를 들어 4~8 개소)를 살균 처리 위치로하여, 이들의 살균 처리 위치에 각각 도 7~도 9에 나타내는 것 같은 살균 장치(40)를 설치하여, 형밀폐→증기 플래시(5~10초 동안 정도)→형개방을 1사이클로 하는 살균 처리를 몇 차례 반복하여 행하는 것을 상정하고 있지만, 최초의 살균 처리 위치에 설치하는 살균 장치(40)에서는 도 10에 나타내는 것 같은 형상의 증기 노즐(65)을 이용하고, 2번째 이후의 살균 처리 위치에 설치되는 살균 장치(40)에서는 이에 대신하여 도 11에 나타내는 것 같은 형상의 증기 노즐(71)을 이용하는 것이 바람직하다. 이 증기 노즐(71)은 하단(71a)에 개구(71b)를 가지고 측면에는 개구가 없다. 증기 노즐(65)과 마찬가지로 하단(71a)을 포함하는 하방 영역의 측면은 미소 요철면(71c)으로 되어 있다.

정량 충전 공정(도 6 : S2)을 거쳐 최초의 살균 처리 위치로 반송되어 오는 용기(1)에는 쌀이 굳어진 상태로 충전되어 있는 것이 많다. 이 때문에, 최초의 살균 처리 위치에 설치되는 살균 장치(40)에 있어서는, 도 10에 나타내는 것 같은 형상의 증기 노즐(65)을 이용함으로써, 굳어진 상태의 쌀이라도 깊은 구석까지 삽입하기 쉬워진다. 또, 이 때에 이용하는 증기 노즐의 선단이 개구하고 있으면, 증기 노즐을 삽입했을 때에 선단의 개구에 쌀이 인입되어 막힘을 일으켜 버리는 일이 있다. 따라서, 증기 노즐(65)의 개구는 선단이 아니라 측면에 형성하여 이 막힘의 문제를 해소하고 있다. 측면의 개구(65b)로부터 증기 분사하는 것은 아울러 굳어진 상태의 쌀을 풀어주는 효과도 있다.

한편, 2번째 이후의 살균 처리 위치에 설치되는 살균 장치(40)에서는, 이미 최초의 살균 처리 위치에 있어서 증기 노즐(65)이 삽입된 것에 의해 노즐의 삽입로가 형성되어 있으므로, 노즐 삽입은 비교적 용이하여 막힘을 일으킬 일도 없다. 따라서, 도 11에 나타내듯이 선단에 개구(71b)를 가지는 형상의 증기 노즐(71)을 이용하여 선단 개구(71a)로부터 증기를 용기 저면을 향해 분출시킴으로써 용기 내의 구석구석까지 증기를 널리 퍼지게 한다.

이상과 같이 구성된 살균 장치(40)의 작용에 대해서 설명한다. 상하챔버(42, 43)가 서로 이격된 대기 위치에 있을 때, 컨베이어(도시하지 않음)가 구동되어 리테이너(41)에 지지된 쌀 충전 용기(1)가 상하챔버(42, 43) 사이의 소정 위치(최초의 살균 처리 위치)로 이송되고, 컨베이어 정지 후, 구동 수단(44)에 의해 하챔버(43)를 상승시켜 상챔버(42)에 밀착시켜, 이들 사이에 밀폐공간(45)을 형성한다.

이 때에 밀어올림판(51)은 대기 위치(도 7의 가상선)에 멈추어 있고, 리테이너(41)에 지지되어 있는 각 용기(1)의 저면보다 하방으로 떨어진 위치에 있다. 이 상태가 도 12에 나타나 있다. 이미 기술한 것처럼, 용기(1)는 리테이너(41)의 개구에 식품 수용부(1a)가 감합 수용되고, 플랜지(1b)가 각 개구 돌기에 계지된 상태로 지지되어 있다. 이 때에 누름판(66)은 그 오목부(66)의 천장면에 칼라 팽경부(膨徑部)(68)를 계지한 매단 상태로 보유되어 있고, 도 8의 위치보다 약간 하방으로 이동하고 있지만, 용기(1)가 크게 하강하여 리테이너(41)에 보유된 위치로 이동하고 있으므로 용기(1)의 플랜지(1b)와는 떨어져 있다. 또, 상챔버(42)에 고정된 노즐 유닛(60)의 증기 노즐(65)은 용기(1)의 식품 수용부(1a)에는 인입되어 있지 않다.

그 다음에, 감압 수단(72)에 의해 밀폐공간(45) 내를 감압한다. 이 감압 처리는 반드시 필수는 아니지만, 후술하듯이 이 시점에서 감압함으로써 살균 효과가 향상되는 것이 실증되고 있으므로(자세한 것은 후술), 감압 처리를 행하는 것이 바람직하다. 감압 수단(72)의 구성예에 대해서는 도 14를 참조하여 이미 기술한 대로이고, 예를 들어, 1회의 살균 처리의 사이클 시간을 10초로하여, 그 중의 0.3초 동안만 감압용의 전자 밸브(80)를 열어 챔버 내부 밀폐공간(45)으로부터 버퍼 탱크(78)에 진공을 행한다. 나머지의 9.7초 동안은 진공 펌프(79)로 버퍼 탱크(78)를 진공으로 하고 있으므로, 버퍼 탱크(78) 내의 진공도가 충분히 높여진 상태로 단번에 밀폐공간(45) 내를 진공으로 하므로, 단시간이라도 충분한 효과가 얻어진다.

그 다음에, 도 12의 위치에서 대기하고 있는 밀어올림판(51)을 구동 수단(54)에 의해 상승시킨다. 이에 의해 리테이너(41)에 보유되어 있던 용기(1)가 밀어올림판(51)에 의해 밀어올려지고, 플랜지(1b)가 맞닿은 후에 더 밀어올림판(51)이 상승함으로써 누름판(66)도 밀어올려지고, 도 8의 상태로 된다. 이 때에 용기(1)는 식품 수용부(1a)가 리테이너(41)의 개구로 인입되고, 저면이 밀어올림판(51) 상에 지지되고, 플랜지(1b) 상에 누름판(66)이 밀접한 상태로 되어 있다. 또, 용기(1)가 상챔버(42)에 근접 이동한 것에 의해, 상챔버(42)에 고정된 노즐 유닛(60)의 증기 노즐(65)이 용기(1)의 식품 수용부(1a)로 인입되고, 충전되어 있는 식품에 삽입되어 그 선단(65a)이 용기(1)의 저면 근처까지 도달한다. 이미 기술한 것처럼, 이 때에 이용되는 증기 노즐(65)은 뾰족한 폐색 선단(65a)을 가지므로, 굳어진 상태의 식품이어도 순조롭게 삽입되어 막힘을 일으킬 일도 없다.

이 밀어올림판(51)을 상승시키는 공정과 거의 동시 또는 도 8의 상태가 얻어진 직후에 증기 도입구(47)에 고온고압 증기를 도입한다. 예를 들어, 145℃의 고온고압 증기를 5.5초 동안 플래시 주입한다. 증기 도입구(47)로부터 도입된 증기는 상챔버 하면(42a)과 노즐 베이스(61)와의 사이의 증기실(62)을 충만시킨 후, 이 증기실(62)에서 상단 개구하고 있는 증기 노즐(65)로 인입되고, 그 하단 가까이의 측면 개구(65b)로부터 용기(1) 내의 식품을 향해 분사된다. 이에 의해 용기(1)의 내면 및 용기(1)에 충전된 식품을 살균함과 아울러, 굳어진 식품을 풀어주는 효과도 얻어진다. 이 때에 용기(1)의 개구부는 플랜지(1b)에 밀접하는 누름판(66)의 자중이 작용함으로써 실질적으로 폐색되어 있으므로, 증기의 노즐 분사에 의해서도 식품이 용기 외로 비산하거나 플랜지(1b)에 부착하는 일이 없다.

소정 시간의 증기 플래시에 의한 살균 처리를 끝낸 후, 증기 배출구(48)로부터의 증기 파이프에 설치된 전자 밸브를 연다. 이에 의해 용기(1) 내로 인입된 증기는 누름판(66)의 노즐 삽입 구멍(69)의 구경과 증기 노즐(65)의 외경과의 치수 차이에 의해 주어지는 증기 통로(70)를 통해 용기(1) 외로 배출되고, 또한 상하챔버(42, 43) 사이의 밀폐공간(45)으로부터 노즐 베이스(61)의 증기 배출 구멍(49) 및 상챔버(42)의 증기 배출구(48)를 통해 장치(40) 외로 배출된다. 그리고, 구동 수단(44)에 의해 하챔버(43)를 하강시킴과 아울러, 구동 수단(54)에 의해 밀어올림판(51)을 하강시켜, 도 12에 나타내는 대기 상태로 되돌린다. 용기(1)는 리테이너(41)에 보유된 상태가 되고, 컨베이어에 의해 다음의(2번째의) 살균 처리 위치로 반송된다.

또한, 증기 도입구(47)로부터 도입되는 증기는 액체 상태의 열수를 포함하므로, 이 열수도 증기와 함께 증기실(62)로 인입되지만, 스팀 가이드(63)의 저부에 형성된 개구(도시하지 않음, 실시예 1의 개구(26)를 참조)를 지나 증기실(62) 외로 배출되고, 또한 노즐 베이스(61)의 주위에 형성된 노치(81)(도 9)로부터 낙하하여 배출된다. 이들의 개구 및 노치(81)는 배수로로서 기능하고, 증기에 포함되는 열수가 용기(1) 내의 쌀로 인입되는 것을 방지한다. 또, 증기 노즐(65)의 상단은 배수로로서 기능하는 개구보다 충분히 높은 위치에 있어서 증기실(62) 내에서 개구하므로, 증기에 포함되는 열수가 증기 노즐(65)의 상단 개구로부터 인입되어 용기(1)에 주입되는 일도 없다.

이와 같이 하여 컨베이어 정지에 의해 용기(1)가 살균 처리 위치에서 정지하고 있는 동안에, 형(型)밀폐→증기 플래시→형개방을 1사이클로 하는 살균 처리가 행해지고, 이를 수소의 살균 처리 위치에 있어서 반복하여 행하는 것이고, 각 살균 처리 위치에 있어서 도 7, 도 9에 나타내는 것 같은 살균 처리 장치(40)가 이용되는 것이지만, 기술한 것처럼, 2번째 이후의 살균 처리 위치에 설치되는 살균 처리 장치(40)에 있어서는 증기 노즐(65)(도 10)에 대신하여 증기 노즐(71)(도 11)을 이용함으로써 효과를 높이고 있다.

이 살균 처리 장치(40)에서는 한끼분의 쌀밥을 봉입하는 팩 쌀밥을 제조하는 과정에서 살균 처리를 행하는 것이지만, 한끼분이라고 해도 요구는 여러 가지이고, 예를 들어 100g팩 쌀밥, 200g팩 쌀밥, 300g팩 쌀밥 등 여러 종류의 팩 쌀밥을 제조하는 경우가 있다. 이러한 경우, 팩(용기(1))의 평면 치수를 크게 바꾸지 않고 깊이를 바꿈으로써 용량의 증감에 대응시키는 것이 일반적이다.

도 13은 기술한 구성의 살균 처리 장치(40)에 있어서 지금까지 대상으로 해 온 용기(1)보다 용량이 큰(따라서 깊은) 용기(1′)를 살균 처리 대상으로 하는 경우의 용례를 나타내고 있다. 이 경우도 밀어올림판(51)을 소정의 높이까지 상승시킴으로써 용기(1′)를 리테이너(41)로부터 부상시켜, 증기 노즐(65)(또는 노즐(71))을 용기(1′)의 깊은 속 가까이의 소정 위치까지 삽입시켜 증기 살균을 행하지만, 용기(1′)의 깊이가 크기 때문에, 용기(1)의 경우에 사용한 누름판(66)을 이용하면, 밀어올림판(51)을 소정 높이까지 상승시켰을 때에 누름판(66)이 노즐 홀더(64)와 간섭해 버리는 일이 있다. 이것을 회피하기 위해, 도 13에 나타내는 용례에서는, 보다 얇은 누름판(66′)을 이용하여 노즐 홀더(64)와의 간섭을 회피하고 있다. 누름판(66, 66′)은 가이드 지주(68)의 스토퍼(68a)에 매달린 상태로 장착되어 있으므로, 가이드 지주(68)를 나사축(67)으로부터 떼어내거나 혹은 나사축(67)을 노즐 홀더(64)로부터 떼어내는 것에 의해 간단하게 착탈 가능하고 교환 가능하다.

누름판(66)은 그 자중으로 용기(1, 1′)의 개구부를 폐지하여 증기 노즐 분사에 의한 식품의 비산을 방지하는 역할을 완수하지만, 도 13과 같이 얇은 누름판(66′)에서는 증기압에 못 견디고 부상해 버려 비산 방지 효과가 손상되는 경우도 있을 수 있다. 이러한 경우에는, 필요에 따라서, 누름판(66′) 위에 링상태의 추판(도시하지 않음)을 실어 하중을 증대시킬 수가 있다. 또, 얇은 누름판(66′)에서도 실제상 충분한 비산 방지 효과를 기대할 수 있는 경우는, 얕은 용기(1)를 살균 대상으로 하는 경우에도 같은 누름판(66′)을 사용하도록 하면, 깊이가 다른 여러 종류의 용기에 대해서 같은 누름판(66′)을 사용할 수가 있어 착탈 및 교환의 번거로움을 생략할 수가 있다.

이 식품 살균 장치(40)에 의한 효과를 확인하기 위해서 용기(1)에 침지미를 충전하여 고온고압 증기 살균했을 때의 F값을 측정하였다. 쌀에는 2008년도 아오모리현산 「맛시쿠라(まっしぐら)」(등록상표)를 사용하고, 이것을 세미한 후, 사이타마현 하뉴시의 수도물에 1시간 침지하고, 잘 탈수하고, 산소 차폐성을 가지는 폴리프로필렌제의 용기(「라미콘(ラミコン)」등록상표)(1)에 충전하였다. 이 용기는 취반 후의 완성 상태로 200g의 쌀을 수용하는 것이고, 제품 수율을 224.4%로 설정하여, 침지미 112g을 용기(1)에 충전하였다. 충전한 쌀은 생쌀의 상태로 89.1g이고, 침지율 125.7이었다. 이것을 살균 장치(40)에 투입하여, 145℃의 고온고압 증기를 증기 도입구(47)에서 5.5초 동안 도입하여 노즐 분사하는 증기 살균 처리를 10초 동안을 1사이클로 하여 8회 반복해 갔다. 최초의 살균 처리에서는 도 9의 증기 노즐(65)을 사용하고, 2번째~8 번째의 살균 처리에서는 도 10의 증기 노즐(71)을 사용하였다.

상기의 동일 조건으로 15회의 시험을 실시한 후, 용기(1)의 저면 근처 구석부에 있어서의 온도(저면부 온도)를 측정하였다. 또, 증기 플래시에 앞서, 기술한 요령으로 감압 수단(72)에 의해 진공을 0.3초 동안 행한 경우에 대해서도 마찬가지로 15회의 시험을 실시한 후, 용기(1)의 저면 근처 구석부에 있어서의 온도(저면부 온도)를 측정하였다. 이에 대해서 최대 F₀값, 최소 F₀값, 평균 F₀값 및 표준 편차를 표 2에 나타낸다.

이 표에 나타내듯이, 진공이 행해지지 않는 경우에서도 최소치로 11.1, 평균치로 65.5로 충분히 높은 수치가 얻어졌지만, 진공을 행하면 F₀값이 더 큰 폭으로 상승하는 것이 실증되었다. 진공을 행하면, 상하챔버(42, 43) 사이의 밀폐공간(45)의 내압이 1기압보다 작아져 부압으로 되므로 증기를 공급했을 때에 밀폐공간(45) 내, 따라서 용기(1) 내로 인입되는 증기량이 증대함과 아울러, 용기(1) 내의 구석구석에까지 널리 퍼지기 쉬워져, 이에 의해 살균 효과가 큰 폭으로 증대한다. 이는 여기까지의 F₀값을 필요로 하지 않는 경우에는 보다 적은 횟수의 살균 처리를 행하면 충분한 것을 의미하고 있고, 설비의 소형화, 공간 절약화 및 비용절감을 실현한다. 또, 상기의 시험에 있어서는 진공의 유무에 관계없이 증기 노즐 분출에 의해서도 용기(1) 내의 쌀밥이 비산하는 일이 없고 뚜껑재 피착에 의한 밀봉 씰(도 6 : S5)을 지장 없이 행할 수가 있고, 최종적으로 얻어진 쌀밥도 음식맛이 뛰어난 것이었다.

이상에서 본 발명의 실시 형태에 대해서 첨부 도면을 참조하여 상술했지만, 본 발명은 이들 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 특허 청구의 범위에 규정된 발명의 범위 내에 있어서 여러 가지 태양을 취할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

1, 1′　용기
1a　식품 수용부 1b　플랜지
1c　쌀 충전 레벨
2　뚜껑재 3　쌀(식품)
10　식품 살균 장치 11　리테이너(용기 지지 수단)
12　용기 지지판
13　상챔버 13a　상챔버의 하면
14　하챔버
15　상하챔버 사이의 밀폐공간
16　증기 도입구
17　증기 배출구 18, 19　증기 통로
20　노즐 유닛
21　노즐 베이스 21a　나사구멍
22　격벽
22a　돌출부 22b　오목부
23　스팀 가이드
24　노즐 홀더
24a　상단부 24b　하단부
25　증기실
26　개구(배수로) 27　나사
28　노치(notch) 28a　증기가 통과하는 간극
30　증기 노즐
31　제1의 형태의 증기 노즐 31a　측면 노즐 구멍
32　제2의 형태의 증기 노즐
40　식품 살균 장치
41　리테이너(용기 지지 수단)
42　상챔버 42a　상챔버의 하면
43　하챔버 43a　하챔버의 저면
44　구동 수단
45　내부 밀폐공간
46　패킹(packing)
47　증기 도입구 48　증기 배출구
49　증기 배출 구멍 50　용기 이동 수단
51　밀어올림판 52　지지판
53　다리
54　구동 수단 60　노즐 유닛
61　노즐 베이스 62　증기실
63　스팀 가이드 64　노즐 홀더
65　증기 노즐(최초의 살균 처리 장치용)
65a　폐색 하단 65b　측면 개구
65c　미소 요철면(측면)
66, 66′　누름판
67　나사축
68　가이드 지주 68a　하단의 스토퍼(stopper)
69　노즐 삽통공 70　증기 통로
71　증기 노즐(2번째 이후의 살균 처리 장치용)
71a　하단 71b　개구
71c　미소 요철면(측면)
72　감압 수단
73　증기 도입관 74　증기 배출관
75　증기 도입용의 전자 밸브 76　증기 배출용의 전자 밸브
77　감압용의 분기관 78　버퍼 탱크
79　진공 펌프 80　감압용의 전자 밸브
81　노즐 베이스 주연부의 노치
82　누름판과 노즐 홀더와의 사이의 간극

Claims

상면 개구의 용기에 수용된 식품을 고온고압 증기로 살균 처리하는 식품 살균 장치로서,
증기 도입구 및 증기 배출구를 구비한 상챔버와, 상챔버에 대향 배치되어 상챔버와 밀접하도록 상대이동 가능한 하챔버와, 상하챔버를 밀접 상태로 했을 때에 형성되는 내부 밀폐공간 내의 식품 수용 용기를 이 밀폐공간 내에 있어서 상챔버를 향해 이동시키는 용기 이동 수단과, 노즐 유닛을 가지고 구성되고, 노즐 유닛은, 상챔버에 장착되는 노즐 베이스와, 그 상단이 상챔버와 노즐 베이스와의 사이의 증기실에 개구함과 아울러 노즐 베이스를 관통하여 더 하방으로 돌출하는 증기 노즐을 구비하는 노즐 유닛을 가지고 구성되고, 상하챔버가 밀접 상태에 있을 때 식품 수용 용기를 상기 용기 이동 수단을 통해 상챔버를 향해 이동시킴으로써, 상기 증기 노즐을 용기 내에 삽입하고, 상챔버의 증기 도입구로부터 도입된 고온고압 증기를 상기 증기실로부터 상기 증기 노즐에 의해 용기 내로 분출시켜 용기 내의 식품을 살균하는 것을 특징으로 하는 식품 살균 장치.
제1항에 있어서,
상기 증기 노즐은 그 하단이 뾰족한 형상으로 폐색되어 있고, 이 하단 근처에 있어서 측면에서 개구하고 있는 것을 특징으로 하는 식품 살균 장치.
제1항에 있어서,
상기 증기 노즐은 그 하단에서만 개구하고 있는 것을 특징으로 하는 식품 살균 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 증기 노즐은 그 적어도 하방부에 있어서 측면이 미소 요철면으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 식품 살균 장치.
제1항에 있어서,
상기 노즐 유닛은, 상기 노즐 베이스의 하방에 설치되어 상하챔버 사이에 밀폐공간이 형성되어 있을 때 식품 수용 용기의 개구부를 실질적으로 폐지하는 노즐 홀더를 더 구비하고, 상기 증기 노즐은 이 노즐 홀더를 관통하여 그 하면으로부터 식품 수용 용기 내로 인입하도록 돌출하는 것을 특징으로 하는 식품 살균 장치.
제5항에 있어서,
상기 노즐 홀더는, 식품 수용 용기의 플랜지에 재치되는 상단부와, 식품 수용 용기의 수용부에 소정 깊이까지 인입되는 하단부를 가지고 이루어지는 것을 특징으로 하는 식품 살균 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상하챔버 사이의 밀폐공간에 수용된 식품 수용 용기의 내부를 진공으로 하기 위해서 이 밀폐공간을 감압하는 감압 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 식품 살균 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 노즐 유닛은, 상하챔버 사이의 밀폐공간에 수용된 식품 수용 용기가 상기 용기 이동 수단에 의해 상챔버를 향해 이동했을 때에, 이 식품 수용 용기의 개구부를 폐지하는 누름판을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 식품 살균 장치.
제8항에 있어서,
상기 누름판은 상기 증기 노즐의 외경보다 큰 구경의 노즐 삽통공을 가지고 있고, 노즐 삽통공은 증기 노즐을 삽통시킨 상태에 있어서 그 주위에 증기를 배출시키는 통로를 주는 것을 특징으로 하는 식품 살균 장치.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 누름판은, 상기 노즐 베이스 또는 상기 노즐 블록에 대해서 약간의 상하 움직임이 허용된 상태로 장착되는 것을 특징으로 하는 식품 살균 장치.
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 누름판은, 대기 위치에 보유 가능함과 아울러, 상하챔버 사이의 밀폐공간에 수용된 식품 수용 용기가 상기 용기 이동 수단에 의해 상챔버를 향해 이동했을 때에 이 식품 수용 용기의 플랜지에 맞닿아 들어 올려진 위치로 이동함으로써 이 용기 플랜지 상에 밀접하여 이 식품 수용 용기의 개구부를 폐지하는 것을 특징으로 하는 식품 살균 장치.
제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 누름판으로서 두께가 다른 여러 종류의 누름판이 준비되고, 용기의 깊이에 따른 두께의 누름판을 사용할 수 있도록 착탈 또한 교환 가능하게 상기 노즐 유닛에 장착되는 것을 특징으로 하는 식품 살균 장치.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스 상에 식품 수용 용기의 상면 개구부를 포위하는 형상을 가지는 스팀 가이드가 형성되고, 상하챔버를 밀접 상태로 했을 때에 스팀 가이드에 둘러싸여 실질적으로 밀폐된 공간으로서 증기실이 형성되는 것으로서, 증기 도입구는 스팀 가이드의 내측에서 개구하고, 증기 배출구는 스팀 가이드의 외측에서 개구하는 것을 특징으로 하는 식품 살균 장치.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
스팀 가이드의 외측에 있어서 상기 베이스에 증기 배출 구멍이 형성되고, 증기 도입구로부터 도입되어 증기 노즐로부터 용기 내로 분출된 증기를 이 증기 배출 구멍을 통해 증기실을 거쳐 증기 배출구로부터 배출하는 것을 특징으로 하는 식품 살균 장치.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
식품 수용 용기를 소정의 높이 위치에서 지지하는 용기 지지 수단을 가지고, 상기 용기 이동 수단은, 상하챔버 사이의 밀폐공간 내에 있어서, 용기 지지 수단에 지지된 식품 수용 용기에 간섭하지 않는 대기 위치로부터 이 식품 수용 용기를 상승시킴으로써, 이 식품 수용 용기를 용기 지지 수단으로부터 들어 올려 상기 소정의 높이 위치보다 높은 위치로 이동시켜, 상기 증기 노즐을 식품 수용 용기 내의 소정 깊이까지 인입시키는 것을 특징으로 하는 식품 살균 장치.
제15항에 있어서,
상기 용기 이동 수단은, 상기 하챔버에 대해서 승강 가능하게 설치되는 밀어올림판을 가지고, 이 밀어올림판은, 상기 대기 위치로부터 상승하는 과정에서, 상기 용기 지지 수단에 지지되어 있는 식품 수용 용기의 저면에 맞닿는 것을 특징으로 하는 식품 살균 장치.
식품 수용 용기를 반송하는 과정에서 소정 개수의 살균 위치에서 순차 살균 처리를 행하기 위해서 각 살균 위치에 제1항에 기재의 식품 살균 장치가 설치되고, 최초의 살균 위치에 설치되는 식품 살균 장치에는 하단이 뾰족한 형상으로 폐색되어 있고, 이 하단 근처에 있어서 측면에서 개구하는 형상의 증기 노즐이 사용되고, 2번째 이후의 살균 위치에 설치되는 식품 살균 장치에는 하단에서 개구하는 형상의 증기 노즐이 사용되는 것을 특징으로 하는 식품 살균 장치.
제1항 또는 제15항에 기재의 식품 살균 장치를 이용하여 행하는 식품 살균 방법으로서,
상하챔버를 밀접시켜 이들 사이에 밀폐공간을 형성하는 스텝과, 이 밀폐공간 내에 있어서 용기 이동 수단에 의해 식품 수용 용기를 상챔버를 향해 이동시킴으로써 증기 노즐을 용기 내에 삽입하는 스텝과, 상챔버의 증기 도입구로부터 고온고압 증기를 도입하여 증기실을 거쳐 증기 노즐로부터 용기 내로 분출시킴으로써 소정 시간의 살균 처리를 행하는 스텝과, 용기 이동 수단에 의해 식품 수용 용기를 원래의 위치로 되돌림과 아울러 상하챔버의 밀접 상태를 해제하는 스텝을 순차 행하는 일련의 처리를 실행하는 것을 특징으로 하는 식품 살균 방법.
제1항 또는 제15항에 기재의 식품 살균 장치를 이용하여 행하는 식품 살균 방법으로서,
상하챔버를 밀접시켜 이들 사이에 밀폐공간을 형성하는 스텝과, 이 밀폐공간을 감압함으로써 이 밀폐공간에 수용된 식품 수용 용기의 내부를 진공으로 하는 스텝과, 감압된 이 밀폐공간 내에 있어서 용기 이동 수단에 의해 식품 수용 용기를 상챔버를 향해 이동시킴으로써 증기 노즐을 용기 내에 삽입하는 스텝과, 상챔버의 증기 도입구로부터 고온고압 증기를 도입하여 증기실을 거쳐 증기 노즐로부터 용기 내로 분출시킴으로써 소정 시간의 살균 처리를 행하는 스텝과, 용기 이동 수단에 의해 식품 수용 용기를 원래의 위치로 되돌림과 아울러 상하챔버의 밀접 상태를 해제하는 스텝을 순차 행하는 일련의 처리를 실행하는 것을 특징으로 하는 식품 살균 방법.
제18항 또는 제19항에 있어서,
상기 용기 이동 스텝과, 상기 증기 도입 스텝이 실질적으로 동시에 행해지는 것을 특징으로 하는 식품 살균 방법.