KR20230006478A - 고압 적용 벌크 프로세스를 위한 압력 용기 온도 조절 방법 - Google Patents

Abstract

고압 처리 시스템은 바스켓 또는 컨테이너를 수용하도록 구성된 압력 용기, 압력 용기의 압력을 높이기 위해 압력 매체를 펌핑하여 공급하도록 구성된 고압 펌프 및 가열 또는 냉각되는 열전달 매체가 수용되어 압력 용기를 둘러싸고 있는 열 재킷 등과 같은 가열/냉각 시스템을 포함하여 구성된다. 고압 처리 시스템은 최소 2,000bar의 매우 높은 압력에서 식품을 처리하는 것은 물론, 약 40℃ 또는 그 이상의 고온에서 식품을 처리할 수 있다.

Description

고압 적용 벌크 프로세스를 위한 압력 용기 온도 조절 방법

[관련 출원]

이 특허 출원은 2020년 4월 7일에 출원된 미국 특허 출원 제63/006,550호 및 2020년 3월 27일에 출원된 미국 특허 출원 제63/001,113호를 우선권으로 주장한 특허로서, 그에 개시된 일체의 내용을 참조한다.

고압 처리(High Pressure Process, HPP)는 처리된 제품의 특성을 변경시키지 않으면서 식품, 음료, 화장품, 의약품 및 기타 제품의 미생물 부하(microbial load)을 줄이는 데 사용된다. 성공적인 고압 처리에 요구되는 압력 레벨은 통상, 최소 2,000bar 이상이다.

음료 및 기타 액체나 펌핑 가능한 식품 및 기타 제품의 고압 처리를 위한 기존 설비는 병이나 팩, 또는 파우치 등과 같은 유연 포장에 개별 유닛으로 포장된 제품을 처리하는 것을 기반으로 한다. 개별 유닛들은 권선(wire wound) 고압 용기("권선 용기" 또는 "고압 용기"라고도 한다.)에 맞는 크기와 모양을 가진, 보다 큰 재사용 가능한 로드 바스켓 내에서 그룹화되거나 합쳐지게 된다.

이와 같은 고압 용기는 가압 매체로 사용되는 물로 채워지게 된다. 고압 용기가 물로 채워지고 닫히면, 고용량의 펌프가 압력 용기 내부로 물을 추가적으로 도입하여 내부 압력이 약 2,000bar에서 10,000bar까지 증가된다. 이 압력은 처리되는 제품의 미생물 부하를 줄이기 위해 수 초에서 수 분까지의 충분한 시간 동안 유지된다. 이와 같은 처리 압력의 가압 레벨과 지속 시간은 처리되는 제품에 따라 특정될 수 있다.

원하는 수준의 미생물 불활성화(inactivation)가 달성되면, 용기의 압력을 해제하고, 용기에서 로드 바스켓을 제거하여 각각의 개별 유닛 또는 패키지를 꺼내게 된다. 일정 시간의 고압 처리를 통해 저온 살균 처리된 제품은 미생물 부하가 감소되어 보관 수명이 연장된다.

식품에 대한 고압 처리는 냉각 체인이 손상되지 않도록 하기 위해 일반적으로 20 ~ 30℃의 정도의 보다 낮은 온도에서 수행된다. 식품에 대한 고압 처리는 일반적으로 물 또는 여타 압력 매체를 통해 2,000bar 이상의 압력과 20초 이상의 지속시간 동안 수행된다(전형적으로는, 6,000bar의 압력으로 3분 동안 수행).

그러나, 일부 식품은 고압 처리에 일반적으로 사용되는 온도보다 높은, 특정 최저 온도를 달성하는 것이 요구된다. 본 발명은 이와 같은 문제를 해결하면서, 추가적인 이점을 제공한다.

본 발명은 제품을 처리함에 있어 매우 높은 압력과 높은 공정 온도를 사용하는 처리에 관한 것이다. 과거에는 많은 유형의 식품 및 기타 제품의 미생물 수를 감소시키기 위해 고압 처리가 이루어져 왔다. 본 명세서에서 "제품"이라 함은, 예로서 식품, 화장품, 의약품 및 다양한 유형의 유기 물질을 폭넓게 포함하여 지칭한다. 이제까지, 고압 처리의 목적은 제품을 일반적으로 4 ~ 29℃ 정도의 비교적 낮은 온도로 유지하는 것이었다.

물은 처리 대상 제품에 고압을 인가하기 위한 압력 매체로 사용된다. 물의 압력을 원하는 수준까지 상승시키기 위해 증압기(intensifier)가 사용된다. 압력이 인가됨에 따라, 물은 1,000bar당 약 3℃의 단열 온도 상승을 겪게 된다. 이제까지는, 이와 같은 단열 온도 상승에도 불구하고 원하는 온도 범위를 유지하기에 충분할 만큼의 낮은 온도의 물로 처리를 시작함에 따라, 통상적으로 상술한 단열 온도 상승은 별다른 문제가 되지 않았다. 압력이 해제되면, 물과 처리된 제품의 온도는 그에 따라 낮아지기 시작한다.

그러나, 일부 규정에서는 특정 제품에 대해 특정 최저 온도의 열처리를 요구한다. 예를 들어, 우유 가공 규정을 충족하려면 우유를 바람직하게는 55℃까지 가열하고, 상대적으로 근사(近似)한 온도 범위 내에서 유지하여야 한다.

본 발명에 따르면, 압력 용기는 가압이 진행되는 동안 제품에 요구되는 온도 조건을 충족시키기 위해, 온도 범위를 조절하기 위한 하나 이상의 가열 및 냉각 시스템을 구비하고 있다.

본 발명의 일 실시예서는, 제어기(컨트롤러)에 피드백을 제공하는 온도 센서 시스템을 이용하여, 압력 매체가 압력 용기 및/또는 용기 내의 제품을 가열 또는 냉각하는데 사용되도록 구성한다.

본 발명의 일 실시예에서, 제어기는 특정 제품에 요구되는 각각의 처리 온도를 충족시키기 위한 압력 매체의 온도 계산 시, 단열 온도 상승을 고려한다.

본 발명의 일 실시예에서는, 압력 용기에 대한 압력 매체인 물의 온도를 조절할 뿐만 아니라, 처리 압력에 기초하여 물의 단열 온도 상승 및 하강을 계산한다. 다른 압력 매체를 사용하는 경우, 사용되는 압력 매체에 따른 단열 온도 상승 역시 계산할 수 있다.

압력 용기가 오일 배스(bath)로 둘러싸여진 본 발명의 일 실시예에서, 오일 배스는 보조 오일 가열/냉각 시스템을 통해 오일을 재순환시킴으로써 오일이 채워진 열 재킷(thermal jacket)으로 전환될 수 있다. 오일로 채워진 열 재킷은 제품을 수용하고 있는 하나 또는 그 이상의 바스켓 및/또는 컨테이너가 채워진 압력 용기를 부분적으로 둘러싸게 된다. 그에 따라, 오일이 채워진 열 재킷을 이용하여 용기에 열을 가하거나 또는 용기로부터 열을 제거할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 열 블랭킷(heat blanket)이 압력 용기 주위를 둘러싸고 구비될 수 있다. 열 블랭킷은 전기 저항 발열체를 통해 열을 공급한다. 오일로 채워진 열 재킷, 열 블랭킷 및 압력 매체 이외에, 압력 용기에 열을 가하거나 또는 제거함으로써 처리 온도를 조절하는 여타의 가열 및 냉각 시스템을 구성할 수도 있다.

본 발명의 실시예에서, 본 발명의 목적은 제품이 가압되는 동안 처리 온도를 조절하는 것이다. 이를 통해, 처리되는 제품은 압력과 열을 통한 미생물의 불활성화를 달성할 수 있다.

일부 실시예에서는, 처리되는 제품이 단열 온도 상승에 의해 야기되는 고온에 민감할 수 있으며, 이 경우, 본 발명의 목적은 미생물의 불활성화를 위한 고압 처리 과정에서 제품이 유해한 고온에 노출되지 않도록 하는 것이다. 따라서, 고압 처리 시스템은 가열 시스템과 함께 냉각 시스템도 구비하고 있으며, 이들 시스템은 모두 제어기에 의해 제어된다.

본 발명에 따른 시스템은, 통상의 고압 처리 시스템에 적용되는 케이스를 벗어난 범위로 조절되는 온도에서 제품을 고압 처리하는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 처리 온도는 주어진 압력에 대한 단열 온도 상승에 따라 유동적으로 허용된다. 본 발명에서는 요구되는 범위 내에서 온도를 능동적으로 모니터링하고 조절한다.

본 발명은 다양한 이점을 제공한다. 예를 들어, 본 발명의 시스템은, 이미 설명한 바와 같이, 유제품의 처리에 유용하다. 본 발명의 시스템은 또한, 멸균을 위한 고온 및 고압의 상황에서 최소 130℃ 또는 그 이상의 작동 온도에서 사용될 수 있다. 이때, 작동 압력은 8,000bar 또는 그 이상일 수 있다. 그에 따라, 한 예로, 본 발명의 시스템은 압력 보조 온도 살균(Pressure Assisted Temperature Sterilization, PATS)이나, 또는 온도 보조 압력 살균(Temperature Assisted Pressure Sterilization, TAPS)에 사용될 수 있다.

상술한 설명은 이하의 상세한 설명에서 추가로 설명되는 단순화된 형태로 선택된 개념을 소개하기 위해 제공된 것이다. 이와 같은 설명은 본 발명에서 권리로 청구하는 대상의 주요 특징을 한정하기 위한 것은 아니며, 청구범위의 한정에 어떠한 영향을 주도록 의도된 것이 아니다.

본 발명의 특징 및 장점이 보다 용이하게 이해될 수 있도록 이하의 발명의 상세한 설명은 하기의 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 처리 시스템을 개략적으로 모사한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 처리 온도 조절 기능을 갖는 고압 처리 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 처리 온도 조절 기능을 갖는 고압 처리 시스템의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고압 처리를 위한 온도 조절 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에서는, 고압 처리(Hihg Pressure Processing, HPP)용 압력 용기에서 유제품 등과 같은 처리 대상 제품의 처리 온도를 조절하기 위한 온도 조절 시스템을 제공한다. 이러한 시스템과 조절 방법을 통해, 압력 용기 내부의 온도는 유제품 또는 기타 식품 등의 제품에 요구되는 영양 성분이나 유통기한 등과 같은 특성을 유지하는 데 필요한 대단히 좁은 온도 범위(narrow temperature band) 내에서 유지된다. 본 발명에서는, 고압 처리 과정에서의 온도를 조절함에 있어서 유제품 또는 식품을 예시로 설명하고 있으나, 본 발명이 어떤 특정한 제품에 한정되어 적용되는 것은 아니다.

본 출원에서 "제품"이라 함은 본 발명에 따라 온도가 조절되는 고압 처리의 대상이 되는 제품을 지칭한다. 이와 같은 제품에는 펌핑 가능한 식품 또는 음료를 포함한 모든 종류의 식품이 포함될 수 있으며, 화장품이나 의약품 또는 병원체의 제어가 필요한 유기 재료나 유기 물질 등과 같은 비식용 제품들도 포함될 수 있다.

실시예에서, "유제품"이라 함은 소, 염소, 양, 사슴 등과 같은 반추 동물로부터 얻어지거나 만들어지는 제품을 말한다. 유제품은 처리 제품의 대표적인 예로 설명된다. 그러나, 처리 대상 제품이 유제품이나 식품에 한정되는 것은 아니며, 화장품, 의약품, 또는 다양한 유기재료 또는 유기 물질 등과 같이 미생물의 불활성화를 통해 효과를 얻을 수 있는 모든 제품이 그 처리의 대상이 될 수 있다.

현재 식품 응용 분야의 고압 처리는, 원하는 유통 기한을 설정하는 주요 인자가 되는 냉각 체인을 방해하지 않기 위해 가능한 한 낮은 온도(일반적으로 4 ~ 29℃)에서 수행된다.

그런데, 예를 들어 유제품 또는 일부 다른 제품들은, 더 높은 온도가 필요하다. 일 예로써, 유제품은 대략 최소 55℃ 이상에 노출되어야 한다. 그에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템에서는, 약 45 ~ 65℃ 범위로 온도가 조절되는 고압 처리를 수행하는 것을 목표로 한다.

고압을 통한 식품의 처리는, 식품의 영양이나 맛 또는 식감을 망치거나 파괴할 수 있는 고온을 사용하지 않으면서 식품 내 미생물의 불활성화를 달성할 수 있는, 여러 측면에서의 장점이 있는 방법이다. 일정 시간 동안의 고압 적용을 통해, 영양성분을 그대로 유지하면서 유통기한을 연장할 수 있다. 또한, 일정 시간 동안의 고압 적용을 통해, 식품 제조업체는 깨끗한 라벨을 사용할 수 있으며 유통 기한의 연장을 위한 방부제를 사용하지 않아도 된다. 그러나, 예에서 보여지듯이, 일부 제품들은 추가적인 가열 또는 냉각을 수행하는 것이 보다 바람직할 수 있다.

고압 용기는 25년 이상의 상업적 이용이 가능하다. 고압 용기는 다양한 규격과 사이즈를 갖는다. 모든 시스템은 매우 높은 압력 수준을 견딜 수 있는 압력 용기를 포함하여 구성된다. 가장 일반적으로 사용되는 압력 매체는 물이지만 첨가제가 첨가된 물도 사용할 수 있다. 본 발명은 종래의 압력 용기에 온도 조절 시스템을 도입하여 개량하거나, 또는 온도 조절 시스템을 구비한 새로운 압력 용기를 제작하는데 적용될 수 있다.

도 1은 고압 처리 과정에서 제품의 온도 조절이 가능한 본 발명의 일실시예에 따른 고압 처리 시스템(100)의 개략적인 도면이고, 도 2 및 3은 고압 처리 시스템(300)에서 온도 조절에 이용되는 주요 요소들을 개략적으로 도시한 도면이다. 고압 처리 시스템에 구비되는 일반적인 표준 구비요소는 도시되어 있지 않다. 일 실시예에서, 고압 처리 시스템은 약 45 ~ 65℃의 특정 온도 범위에서 우유와 같은 제품을 처리하는데 사용될 수 있다. 도 4는 고압 처리를 위한 온도 조절 시스템의 주요 요소들을 개략적으로 보여주고 있는 도면이다.

도 1을 참조하면, 고압 처리의 일 실시예에서는, 펌핑 가능한 제품이 일정 범위 이내의 온도로 조절되는 고압 처리 시스템(100)에 의해 처리될 수 있도록, 제품이 채워진 병이나 팩, 또는 파우치와 같은 하나 또는 그 이상의 식품 패키지를 수용하는 바스켓(102)이 사용된다. 그러나, 본 발명은 펌핑 가능한 액체 제품에 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 펌핑되지 않고 고체인 제품에도 적용될 수 있다. 바스켓(102)은 시스템(100)에서 처리되는 제품을 수용하는 한 가지의 대표적인 예일 뿐으로 이해되어야 한다. 다른 컨테이너가 사용될 수도 있다. 추가적으로, 2020년 3월 27일자로 출원된 "대용량 고압 처리용 재사용 가능 컨테이너(미국 가출원 제63/001119호)" 및 "고압 처리용 열 관리 컨테이너 및 로드 바스켓(미국 가출원 제63/001047호)"은 모두, 본 발명에서 같은 목적을 달성하기 위해 참조될 수 있다.

고압 처리 과정에서 압력 매체와 제품이 가압되면, 압력 매체와 제품 모두에서 단열 온도 상승으로 인한 온도 상승이 발생한다. 전형적인 온도 상승은 1,000bar당 약 3℃ 정도로, 6,000bar의 정상 작동 압력에서는 대략 18℃의 온도 상승이 발생한다. 압력이 해제되면 온도가 하강한다. 서로 다른 물성의 재료, 식품 및 압력 매체에서는 서로 다른 폭의 단열 온도 증가가 발생할 수 있다.

그러나 압력 조건이 6,000bar로 주어지는 경우라 하더라도, 단열 온도 증가는 약 45 ~ 65℃의 온도 범위를 달성하기에 충분하지 않다. 게다가, 고압 처리는 통상 차가운 환경의 실내에서 이루어지므로, 고압 처리에 사용되는 모든 장비는 낮은 온도를 갖는다. 고압 처리가 진행되는 처리 시간 동안, 시스템은 통상 낮은 온도를 갖는 실내 환경에 노출되는 압력 매체와 제품을 모두 냉각시키게 된다. 처리가 진행되는 동안 압력 매체와 제품이 냉각되면, 전체적인 가압 주기 동안 목표한 온도 정확도를 얻지 못한다는 바람직하지 못한 상황이 야기된다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해, 본 발명에서는 압력 매체 및 처리 대상 제품 자체의 온도를 포함하여, 처리 공정의 온도를 제어하는 동시에 인가되는 압력에 따른 단열 온도 상승을 계산하여 고압 처리 과정에서의 정확한 온도 제어가 가능하도록 지원하는 시스템을 제공한다.

본 발명에서는, 데이터를 수집, 평가하고, 제품 온도에 영향을 주는 외부 파라미터들을 조정하여 처리 위치 또는 제품 자체의 온도를 조절할 수 있는 고압 처리 시스템을 제공한다.

예로써, 온도가 조절되는 외부 파라미터로는 단열 온도 상승의 이점을 얻을 수 있는 물 또는 압력 매체가 있다. 열교환기(316)는 이러한 목적에 적합하게 사용될 수 있다(도 2 참조).

일 실시예에서, 처리 공정 온도 및 제품 온도의 가열이나 냉각을 얻을 수 있는 또다른 외부 파라미터는 압력 용기(326)를 둘러싸고 있는 오일 충전 재킷(324)의 온도를 조절하는 것이다(도 2 참조). 오일 충전 재킷(324)은 압력 용기(326)의 최외곽 레이어와 이를 둘러싼 시트 케이싱 사이에 존재하는 공극이다. 이 공극은 응축 등을 줄이기 위해 일반적으로 오일로 채워진다. 이때, 본 발명의 일 실시예에서는, 보조 오일 가열/냉각 시스템(332)을 연결하여, 공극에 채워지는 오일을 가열하거나 또는 냉각한다. 오일 온도를 정확하게 조절함으로써, 압력 용기(326) 및 그 내부 부품이 과열될 위험을 방지할 수 있다. 본 실시예에서는, 오일이 열전달 매체로 설명되었으나, 목적에 부합하는 다양한 다른 열전달 매체가 적용될 수도 있다.

본 발명의 실시예에서, 압력 용기(326)의 매스(mass)로 인해, 보조 오일 가열/냉각 시스템(332) 및 압력 매체 열 교환기(316)에 의해 제공되는 열이 유입되는 제품을 원하는 온도 범위에 이르도록 신속하게 반응하기에 충분하지 않을 수 있다. 어떤 제품의 고압 처리 시간은 몇 초에서 몇 분까지 다양할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서 바스켓(102) 또는 다른 컨테이너에 수용되어 고압 처리를 위해 유입되는 제품은, 원하는 온도 범위에서 재현 가능하고 반복 가능한 결과를 가질 수 있도록 철저하게 온도가 조절되어야 한다. 이를 위해, 시스템에 유입되는 제품 온도는 처리되는 모든 바스켓 또는 컨테이너에서 매우 안정적이고 일관되게 원하는 온도 범위 내로 유지되어야 한다. 도 1에서와 같이, 온도 센서(322l)가 바스켓(102)에 수용되어 유입되는 제품의 온도를 측정하는 데 사용될 수 있다. 이와 같은 온도 센서(322l)의 예로는 열 스캐너 등이 사용될 수 있다.

고압 처리에 앞서 유입되는 제품 온도를 안정화하는 데 추가적인 도움을 주기 위해, 제품을 미리 정해진 온도 범위 내로 냉각 또는 가열하거나, 또는 제품이 상온에 도달하도록 일정 시간이 허용될 수 있다.

압력 용기에서 배출되는 제품의 온도 역시 온도 센서(322m)로 측정될 수 있으며, 고압 처리 전이나 또는 고압 처리 과정에서 제품의 온도를 조정하기 위한 모든 제어 루프에서 사용되는 온도도 측정될 수 있다.

식품의 온도 측정은 식품과 접촉되는 온도 센서 뿐만 아니라, 적외선 또는 열화상 카메라와 같은 다른 유형의 센서에 의해서 이루어질 수도 있다.

계속해서 도 2를 참조하면, 일반적으로 압력 용기(326)는 물과 같은 고압 매체를 사용하여 제품(320)에 고압을 가하는 기능을 수행한다. 이를 위해, 시스템(300)에는 압력 매체의 펌핑 및 감압 시스템이 구비되어 있다.

고압 용기(326)는 종방향 프레임(302) 및 단부 프레임(304)으로 이루어지는 프레임 구조에 의해 지지된다. 프레임 구조는 본 명세서에서 설명되고 있는 고압 처리를 위한 구조적 기능을 제공하기에 충분한 강성을 갖는 구조로 이루어진다.

본 발명의 일 실시예에서는, 압력 용기(326) 내부에 압력 매체를 수용하기 위해, 압력 용기(326)의 양 단부에 각각 하나씩의 마개(closure/plug, 306, 308)가 구비된다. 마개(306, 308)는 자유롭게 부유하면서 가압되는 동안 외측으로 밀려나게 된다. 마개(306, 308)는 요크(yoke)로 작용하는 프레임(302)에 의해 제자리에 유지된다.

그러나, 본 발명은 또한 이와 상이한 다른 압력 용기 디자인에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 압력 용기는 다른 형태의 프레임이나 요크를 사용할 수 있으며, 평판 프레임은 물론 권선 프레임도 사용할 수 있다.

본 발명은 또한 프레임을 생략할 수 있는 더 작은 압력 용기에도 적용된다. 이 경우, 마개는 핀이나 세류형 디자인 등과 같은, 다른 유형의 잠금 시스템을 통해 제자리에 고정될 수 있다.

압력 용기는 또한, 본 명세서서에서 설명되는 고압을 견딜 수 있는 모놀리틱(monolithic) 실린더나 베셀은 물론, 다양한 다른 디자인의 실린더 또는 권선 실린더나 베셀 등이 채용될 수 있다.

고압 처리 시스템에 온도 조절 시스템을 추가하는 것은 특정 유형의 압력 용기에 적용될 수 있다. 온도 조절 시스템은, 제어기와 연결되는 온도 센서를 장착하는 부분적 구조 변경을 통해, 오일 충전 재킷이나 압력 매체(물) 열 교환기 등과 같은 기존 시스템을 이용하여 구성될 수 있다.

오일 충전 재킷이 구비되지 않는 압력 용기가 적용되는 고압 처리 시스템의 다른 실시예에서는, 완전히 새로운 온도 조절 시스템이 추가되어야 할 수도 있다. 예를 들어, 열 블랭킷이 오일 충전 재킷을 대체하는 온도 조절 시스템으로 사용될 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 고압 처리 시스템(300)은 하나 이상의 고압 펌프(310), 급수 모듈(312), 프로그램 가능한 논리 제어기(programmable logic controller, PLC, 314) 및 통신 케이블이 구비된 전기제어박스(electrical cubicle)를 비롯하여, 재료 취급 설비 및 보조 수력 유닛 등과 같은 다른 주요 설비들이 구비된다.

실시예에서, 급수 모듈(312)은 압력 레벨이 증가하는 단계에서 모든 고압 펌프나 증압기에 물을 공급하는 동시에, 압력 용기(326)에도 압력 용기의 사전 충전(pre-fill) 과정에서 물을 공급한다.

급수 모듈(312)에 의해 압력 용기(326)에 제공되는 물은, 처리 과정을 가능한 차갑게 유지하기 위해, 열 교환기(316)에 의해 통상 2 ~ 30℃ 범위로 냉각된다. 이같은 온도 범위는 처리 공정과 부품 수명의 관점 모두에서 최적인 것으로 알려져 있다. 실시예에서, 급수 모듈(312)은, 열 교환기(316)와 마찬가지로, 고압 처리 시스템의 온도 조절을 구현하기 위한 수온 조절을 위해, 가열 설비를 구비한다.

일 실시예에서, 열 교환기에는 물의 가열이나 냉각을 위한 열전달 매체 또는 냉각재가 구비될 수 있다.

급수 모듈(312)로부터 공급되는 물이 압력 용기(326)를 채우는 경우, 미리 채워지는 물은 사전 설정된 온도를 갖는다. 고압 펌프(310)가 압력 용기(326)의 압력 레벨을 증가시키기 시작할 때, 펌프(310)는 급수 모듈(312)로부터 물을 공급받게 되나(즉, 사전 설정된 수온을 갖는 물을 공급받음.), 압력 용기(326) 내부와 고압 튜빙의 압력이 증가함에 따라, 단열 온도 상승이 발생하여 처리수 및 처리되는 제품의 온도를 상승시킨다. 통상, 단열 온도 상승은 1,000bar당 3℃, 즉, 6,000bar에서는 18℃ 정도이다.

30초 내지 15분 정도의 통상의 압력 유지 시간 동안, 압력 용기(326) 내부의 압력 매체(물)의 온도 증가 또는 감소는 다수개의 온도 센서(322a-n)에 의해 특정 위치들에서 온도를 측정하여 제어된다. 온도 센서(322a-n)로는 써모커플, 써미스터, 저항 온도 검출기(resistance temperature detector, RTD), 적외선 카메라, 열화상 카메라 등을 포함하는 다양한 온도 측정 수단이 채용될 수 있다.

프로그램 가능한 논리 제어기(PLC, 314)는 피드백 및/또는 피드포워드 제어 루프에서 하나 이상의 온도 측정값을 이용한다. 따라서, 사전에 프로그래밍된 특정 논리에 따라, 처리 온도가 높을 때에는 압력 매체 또는 오일 충전 재킷(324)의 오일을 냉각할 필요가 있으며, 반면에 처리 온도가 낮을 때는 압력 매체나 오일을 가열할 필요가 있다. 처리 온도는 도면에 도시된 임의의 위치들이나 또는 유용하게 사용될 수 있는 다른 적절한 위치에서 측정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 압력 매체 및 오일의 온도는 시스템의 내부 온도 또는 제품(320) 자체의 온도를 조절하는 데 사용된다.

일부 케이스들에서는, 금속 부품의 온도가 증가하여 압력 용기(326)에서 실행되는 더 많은 사이클에서 안정 상태(steady state)에 도달하게 된다. 이 경우, 미리 프로그래밍된 설정값에 따라 온도를 정확하게 조정하는 것이 중요하다. 실시예에서, 제어기(314)는 상술한 경우와 같은 안정 상태의 온도 수준에 따른 초기 온도 증가를 보상할 수 있다.

예를 들어, 가압 사이클 동안, 제어기(314)는 제품, 용기 및 압력 매체 모두를 거의 동일한 초기 온도(예로써, 37℃)로 조절하는 것을 목표로 한다. 단열 온도 상승으로 인해 압력 매체와 제품은 최대 압력에서 유사한 온도(예로써, 55 ~ 57℃)로 상승한다. 압력 용기(326)는, 큰 금속 덩어리로 이루어짐에 따라 반응이 느리게 됨으로써, 압력 용기(326)의 내부는 살짝 따뜻해지며 초기 온도(예로써, 37℃)보다 약간 높은 온도를 보여주게 된다. 연속적인 사이클이 수행되는 경우(각 사이클마다 새로운 바스켓/우유/식품이 처리됨), 압력 용기(326)의 내부 표면 온도가 "안정적(steady)"으로 증가하는 것을 볼 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 제어기(314)는 일련의 연속적인 사이클에서 각 사이클 이후의 압력 용기(326) 내부 온도 증가를 보상하도록 프로그래밍되어, 예로써, 압력 용기(326)의 온도가 안정화될(plateaued) 때까지, 용기의 온도나 또는 유입되는 제품의 온도를 약간 감소시키도록 반응한다. 이와 같은 방식을 통해, 우유나 식품 등이 지나친 고온에 노출되는 위험을 감소시키거나 제거한다.

본 발명의 실시예에서, 제품은 하나 이상의 사이클을 거칠 수 있다. 이 경우, 제어기(314)는 각각의 사이클 동안의 온도 상승을 보상하도록 프로그래밍 된다. 상술한 보상 프로그램은 실제 제품 생산에 사용되기 전, 학습 시험을 통해 유효성을 검증할 수 있다.

유제품 등과 같은 특정 제품을 처리하는 경우, 특정 제품 온도에서 일정 시간(유지시간) 동안 유지하는 것이 중요하며, 합리적인 허용 오차 범위 내에서 이같은 온도를 유지하기 위해서는, 압력 매체와 오일 충전 재킷(324)의 오일 온도 및 단열 온도 상승을 조절하는 것과 아울러, 고압 처리가 이루어지는 용기 내 공간의 주변 온도에 의한 추가적인 가열이나 냉각 또한 프로그램 가능한 논리 제어기(314)를 통해 종합적으로 조정되어야 한다. 2,000bar 이상의 압력과 약 40 ~ 65℃ 이상의 온도 범위에서 유제품의 고압 처리를 제공하는 시스템이 도 2 및 3에 도시되어 있다.

도시된 시스템은 반드시 유제품이나 상술한 온도 범위에만 제한되는 것은 아니다. 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 시스템은 압력 보조 온도 살균(PATS)이나, 또는 온도 보조 압력 살균(TAPS)에 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 시스템은, 멸균을 위해 고온과 고압이 모두 요구되는 상황에서는, 적어도 130℃ 이상의 작동 온도에서 사용될 수 있다. 이때, 작동 압력은 8,000bar 또는 그 이상이 될 수 있다.

일 실시예에서, 제어기(314)는 압력 용기(326)로 유입되는 하나 이상의 입구 수온을 조절하고, 시스템의 단열 온도 상승을 계산하며, 오일 충전 재킷(324) 내의 오일 온도를 조절하고, 용기 내부 온도를 조절한다. 단열 온도 상승을 계산하기 위해, 제어기(314)에는 단열 온도 상승을 계산하는 프로그램 모듈이 탑재된다. 탑재되는 프로그램 모듈은 예로써 압력 매체(물) 및 금속의 비열 용량, 압력 매체와 접촉하는 금속의 계산된 부피, 용기 내부 온도 및 제품 온도 등을 인자로 사용한다. 단열 온도 상승은 또한 사전에 계산되어 제어기(314)가 접근할 수 있는 테이블에 저장될 수 있다. 이때, 상술한 테이블은 실측 데이터 및/또는 실험 데이터에 기초하여 도출될 수 있다.

추가적으로, 본 발명의 일 실시예에서, 피드백 루프, 즉 온도 조정의 일부분이 되는 최종 제품의 온도는 식품의 "품질"에 기초하여 이루어진다.

실시예에서, 온도의 상승 또는 강하는 오일 충전 열 재킷(324)에 의해 미세 조정되어, 온도 파라미터를 유지하기 위해 요구되는 사항에 따라 온도가 상승되거나 또는 강하된다. 열 재킷(324)의 온도 증가 또는 감소는 바람직하게는 권선 압력 용기(326)와 용기 시트 케이싱의 내부 사이에서 순환되는 오일의 온도를 조절함으로써 이루어진다. 본 실시예에서는 열 재킷(324)이 오일을 사용하는 경우에 대해 설명하고 있으나, 본 발명은 오일의 사용에 국한되는 것은 아니다. 일부 실시예들에서는, 열 재킷(324)의 공극에 임의의 다른 열전달 매체가 사용될 수 있다.

다수개의 써모커플(또는 다른 온도 센서, 322a-n)이, 선택된 위치들에서의 온도 파라미터를 조정하기 위한 제어/피드백 루프 내에서 사용될 서로 다른 위치에서의 온도 데이터를 수집하는 데 사용된다. 예시된 위치 선정은 단지 하나의 실시예를 보여주고 있는 것으로서, 다른 위치에서, 보다 많거나 또는 적은 개수의 온도 센서가 사용될 수 있다.

도 2를 참조하면, 온도 센서가 배치된 사례는 다음과 같다. 다만, 이 리스트가 절대적인 것은 아니며, 온도 센서의 수는 적용되는 케이스에 따라 이보다 더 많거나 또는 적을 수 있다.

322a - 급수 모듈(312)에서의 압력 매체 온도.

322b - 고압 펌프(310)에서 배출되는 압력 매체 온도.

322c - 압력 용기(326)로 유입되는 압력 매체 온도.

322d - 압력 용기(326)로 유입되는 압력 매체 온도.

322e - 압력 용기(326) 내부 온도.

322f - 압력 용기(326) 내부 온도.

322g - 열 재킷(324)의 온도.

322h - 압력 용기(326) 용기벽 온도.

322i - 오일의 온도.

322j - 재킷(324)에서 회수되는 오일의 온도.

322k - 열 교환기(316)에서 배출되는 압력 매체 온도.

322l - 압력 용기(326)에 인입되는 식품 패키지의 온도.

322m - 압력 용기(326)로부터 배출되는 식품 패키지의 온도.

322n - 가압 처리되는 과정의 제품 또는 식품 패키지의 온도.

식제품과 관련하여, 식품의 온도 측정은 식품과 접촉하는 센서뿐만 아니라, 적외선이나 열화상 카메라와 같은 다른 유형의 센서를 통해 수행될 수 있다. 그에 따라, 압력 용기(326)에 인입되고 배출되는 식품의 온도 역시 온도 센서에 의해 측정될 수 있다.

제어/피드백 루프는 위에서 예시된 하나 이상의 온도 측정을 통해 해당 위치의 온도나 또는 다른 위치의 온도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 압력 매체의 온도와 오일의 온도는 모두 압력 용기(326)의 내부 온도에 영향을 미친다. 일 실시예에서, 제어/피드백 루프는 고압 펌프(310)로 유입되는 물의 온도(322a), 고압 펌프(310)에서 배출되는 물의 온도(322b), 압력 용기(326)로 유입되는 물의 온도(322c, d), 압력 용기(326)의 내부 온도(322e, f), 압력 용기의 용기벽 온도(322h) 및 열 재킷 온도(322g) 등의 온도 데이터를 포함한다.

다른 실시예에서는, 온도 측정을 위해 이와 동일하거나 또는 다른 위치가 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는, 고압 펌프(310)로부터 고압 용기(326)로 공급되는 과정에서의 온도 강하를 최소화하기 위해 고압 배관(tubing)을 단열 처리할 수 있다. 이와 같이 고압 배관에서의 온도 강하를 억제함으로써 압력 용기(326) 내부의 온도 정확도를 증가시킬 수 있다.

본 실시예에서, 오일의 온도와 압력 매체(물)의 온도는 프로그램 가능한 논리 제어기(314)에 탑재된 제어 로직에 의해 조절된다. 실시예에서는, 하나 이상의 온도 센서(322a ~ 322n)가 오일 및 압력 매체의 온도 조절을 위한 피드백 루프에 사용된다.

도 3은 도 2의 실시예와 유사한 실시예의 개략도로서, 아래에서 설명되는 일부 차이점을 보이고 있다. 도 2 및 3에서 모두 나타나는 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호로 지정된다.

도 3에서, 도 2의 보조 오일 가열/냉각 시스템(332)은 열 블랭킷(330)에 연결되는 전기 저항 히터(328)로 대체된다. 열 블랭킷(330)은 열을 제공하는 저항 요소가 구비될 수 있다. 열 블랭킷(330)은 원하는 범위 내에서 공정 온도가 유지되도록 열을 공급하기 위해, 압력 용기(326)의 실린더 외부를 감싸도록 구비될 수 있다. 열 블랭킷(330) 또는 그 부근에는, 제어기(314)에 의해 실행되는 하나 이상의 제어 루프에서 사용하기 위해 열 블랭킷(330)의 온도를 측정하기 위한 온도 센서(322o)가 구비된다. 실시예에서, 오일 충전 열 재킷(324)은 오일을 비우고 단열재로 교체될 수 있다.

도 2 및 도 3은 가압 처리와 그에 따른 단열 온도 상승이 이루어지는 동안 압력 용기(326) 및 그 안에 수용되는 내용물의 처리 온도를 조절하는 한 가지 방법을 보여주는 대표적인 실시예이다. 도 2 및 도 3의 실시예는 압력 용기와 그 내용물을 가열하는 유일한 방식은 아니다. 압력 용기(326)의 가열 및 냉각이 보조 오일, 열 블랭킷 및 압력 매체에 제한되지는 않는다. 마이크로웨이브 또는 무선 주파수 시스템이나, 가열을 위해 압력 용기에 내장된 저항 히터, 또는 응축, 증발 및 흡수 시스템을 포함하는 냉각 시스템 등을 포함한 다양한 가열 혹은 냉각 시스템이 사용될 수 있다. 기계적 응축 시스템은 일반적으로 하이드로플루오로카본, 클로로플루오로카본, 프로필렌 등을 냉매로 사용하고, 증발 및 흡수 시스템은 암모니아와 물을 사용한다. 압력 매체를 가열하기 위해 사용된 열 교환기(316)는 위에서 언급한 다양한 가열수단 또는 냉각 수단을 통해 보완되거나 대체될 수 있다.

앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서, 바스켓(102) 또는 다른 컨테이너에 담겨져 시스템으로 인입되는 제품은, 압력 용기(326)의 큰 매스(mass) 또는 열전달이 이루어지는 영역의 제한 등과 같은 요인들에 맞추어 온도를 조절함으로써, 재현 가능하고 반복 가능한 결과가 얻어지도록 철저한 온도 조절 하에 처리되어야 한다. 따라서, 보조 오일 가열/냉각 시스템(332) 및 열 블랭킷(330)은 압력 용기(326)로부터 열이 방출되는 것을 방지 또는 최소화하여 목표 온도를 유지하거나 또는 미세 조정하기 위한 이차 시스템으로 간주될 수 있다. 일 실시예에서, 압력 매체는 압력 용기(326) 내부의 제품에 근접하여 배치되므로, 압력 매체 온도는 공정 온도 및/또는 제품 온도를 상승시키거나 또는 하강시키는 등의 온도 조절에 사용되는 주요 수단으로 이용될 수 있다.

실시예에서, 제어기(314)는 적어도 하나의 프로세서와 시스템 메모리를 포함하여 구성된다. 제어기(314)의 정확한 구조 및 유형에 따라, 시스템 메모리는 읽기 전용 메모리("ROM"), 랜덤 액세스 메모리("RAM"), EEPROM, 플래시 메모리 등과 같은 다양한 종류의 휘발성 또는 비휘발성 메모리가 사용될 수 있다. 통상의 기술자라면 시스템 메모리는 일반적으로 프로세서에 의해 즉시 접근할 수 있거나 또는 프로세서에 의해 실시간으로 작동 중인 데이터 및/또는 프로그램 모듈을 저장함을 인지하고 있다. 이러한 관점에서, 프로세서는 프로그램된 논리 명령의 실행을 지원함으로써 제어기(314)의 연산 센터 역할을 수행한다.

일 실시예에서, 제어기(314)는 네트워크를 통해 다른 디바이스와 통신하는 하나 이상의 컴포넌트를 구비한 네트워크 인터페이스를 포함하여 구성된다. 통상의 기술자에게 익히 알려진 바와 같이, 네트워크 인터페이스는 앞에서 설명한 제어기(314)의 특정 컴포넌트를 구비한 하나 이상의 무선 인터페이스 또는 물리적 통신 인터페이스로 구비될 수 잇다.

일 실시예에서, 제어기(314)는 또한 저장 매체를 포함하여 구성된다. 저장 매체는 하드 드라이브, 솔리드 스테이트 드라이브, CD ROM, DVD 또는 기타 디스크 스토리지, 자기 카세트, 자기 테이프, 자기 디스크 스토리지 등과 같이 정보를 저장하는 다양한 방식이 구현된 휘발성 또는 비휘발성의, 일체형 또는 착탈형 저장 매체가 사용될 수 있다.

본 명세서에서 사용되고 있는 "컴퓨터 판독 가능 매체"라는 용어는 컴퓨터 판독 가능 명령, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터 등과 같은 정보를 저장할 수 있는 방법 및 기술에 의해 구현된 휘발성 또는 비휘발성의, 일체형 또는 착탈형의 모든 매체를 포괄한다. 이같은 관점에서, 시스템 메모리 및 저장 매체는 단순히 컴퓨터 판독 가능 매체의 예라 할 수 있다. 비일시적(non-transitory)인 유형(有形)의 컴퓨터 판독 가능 매체는, 제어기(314)에서 고압 처리 시스템의 하나 이상의 위치로부터 하나 이상의 온도를 수신하거나, 온도 범위를 벗어나는 하나 이상의 온도에 응답하여 압력 매체 및/또는 열전달 매체를 가열 또는 냉각하는 과정, 또는 앞에서 설명된 여타의 다른 온도 조절 과정을 수행하도록 지시하는 명령들을 저장하는 데 사용될 수 있다.

다양한 형태의 제어기(314), 시스템 메모리, 통신 버스, 저장 매체 및 네트워크 인터페이스가 구현되어 있으며, 상업적으로 이용 가능하다. 설명의 편의를 도모하는 한편, 청구범위의 대상을 이해하는데 크게 중요하지 않으므로, 도 2 및 도 3에서는 제어기의 전형적인 구성요소들을 일부 생략하여 도시하였다. 이러한 관점에서, 제어기(314)는 키보드, 키패드, 마우스, 마이크, 터치 입력 장치, 터치 스크린, 태블릿 등과 같은 입력 장치를 포함하여 구성될 수 있다. 이와 같은 입력 장치는 유선 또는 무선 연결에 의해 제어기(314)에 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 제어기(314)에는 특정 단계를 수행하기 위해 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현된 명령이 탑재된다. 이와 같은 명령은 프로그래밍 언어로 작성될 수 있다. 명령은 실행 프로그램으로 컴파일되거나 또는 해석된 프로그래밍 언어로 작성될 수 있다. 명령은 임의 유형의 컴퓨터 판독 가능 매체 또는 컴퓨터 저장 장치에 저장되어 제어기(314)에 의해 실행됨으로써, 특수한 기능을 제공하도록 구성되는 특수 목적 컴퓨터를 구현할 수 있다. 제어기(314)는 특히, 오일 및 압력 매체의 가열 및 냉각 제어 및/또는 하나 이상의 온도 센서(322a ~ 322o)로부터의 피드백에 기초한 일련의 제어를 수행하는 데 사용된다.

도 4에는 고압 처리 시스템을 위한 온도 조절 시스템(400)의 주요 구성요소가 도시되어 있다. 도 1, 도 2 및 도 3에서 설명되듯이, 본 발명에 따른 온도 조절 시스템(400)은 앞서 설명된 구성으로 이루어지는 적어도 하나의 제어기(402)와, 압력 용기(406)와 연결되어 압력 용기(406)의 온도에 영향을 미치는 가열/냉각 시스템(404)을 포함하여 구성된다. 가열/냉각 시스템(404)은 압력 용기(406)에 열을 가하거나 또는 압력 용기(406)로부터 열을 제거하도록 구성된 시스템이다. 가열/냉각 시스템(404)은 제어기(402)와 통신 연결된다. 도 2 및 도 3과 관련하여 몇 가지 가열 및 냉각 시스템이 설명되었으나, 도 4에 도시된 가열/냉각 시스템(404)이 이와 같은 특정한 가열 및 냉각 시스템으로 제한되는 것은 아니다.

제어기(402)는 압력 용기(406)가 가압되고 그에 수반되는 단열 온도 상승이 이루어지는 동안, 설정된 온도 범위에서 벗어나는 하나 이상의 온도에 응답하여 압력 용기(406) 또는 용기 내부의 제품 온도가 유지되도록 가열/냉각 시스템(404)을 제어하도록 구성된다.

제어기(402)는 가열/냉각 시스템(404)과 연결된 통신 라인(412)을 통해 가열/냉각 시스템(404)의 온도 신호를 수신하고, 압력 용기(406)와 연결된 통신 라인(414)을 통해 압력 용기(406) 또는 용기 내부 제품의 온도 신호를 수신한다. 여기서, 온도 신호는 앞서 설명한 온도 센서(322a ~ 322o)(도 2 및 도 3 참조)에서 제공되는 신호이나, 그 이외의 다른 위치에 온도 센서가 구비될 수도 있다. 이후, 제어기(402)는 수신된 온도 신호를 바탕으로, 공정 온도를 원하는 온도 범위 내로 변경 또는 유지하기 위해 통신 라인(408)을 통해 출력을 전송한다. 원하는 온도 범위 내로 조절되는 온도는, 가열/냉각 시스템(404)이나 압력 용기(406) 또는 용기 내부 제품의 온도일 수 있다.

일부 온도는 유추될 수 있다. 예로써, 제품 온도를 조절하고자 하는 경우, 제품 온도를 반드시 직접 측정할 필요 없이, 다른 온도 조건을 원하는 범위 내로 유지함으로써 제품 온도을 유추할 수 있다.

제어기(402)는 압력 용기(406)로 공급되는 열전달 매체 또는 냉매의 유량을 증가시키거나 또는 압력 용기(406)에 구비되는 전기 저항 히터에 인가되는 전류를 증가시키는 등의 신호를 송출할 수 있다. 제어기의 신호에 응답하여, 가열/냉각 시스템(404)은 압력 용기(406)에 열을 가하거나 또는 압력 용기(406)로부터 열을 제거함으로써 제품 자체의 온도에 영향을 주게 된다. 상술한 바와 같이 온도 조절 기능을 갖춘 고압 처리 시스템은 다양한 이점을 가질 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명의 고압 처리 시스템은 고압 처리 과정에서 처리 온도를 설정된 범위 내로 유지하기 위해 압력 용기의 가열 또는 냉각에 사용되는 열 재킷을 이용함으로써, 유제품의 고압 처리 과정에서의 주변 온도의 영향을 배제한다.

일 실시예에서, 고압 처리 시스템은 고압 펌핑에 사용되는 압력 매체의 온도를 조절하여, 유제품의 고압 처리 과정이 약 45 ~ 65℃의 정확한 온도범위 내에서 조정되고 유지되도록 조절한다.

일 실시예에서, 고압 용기의 온도는 처리 온도를 맞추기 위해 구비되는 오일로 채워진 열 재킷에 의해 가열 또는 냉각됨으로써 조절된다.

일 실시예에서, 본 발명에 따른 고압 처리 시스템은, 고압 펌프로 유입되거나 또는 고압 펌프로부터 배출되는 고압 매체와 용기 벽의 온도 데이터 및 열 재킷의 온도와 단열 온도 상승을 조합하여, 유제품의 고압 처리 온도를 정확하게 조절하는 방법을 제공한다.

일 실시예에서, 고압 처리 시스템은 고압 처리 시스템 상의 다수의 위치로부터 측정되는 다수의 온도 데이터를 분석하여, 프로그래밍된 레시피(recipe)에 따른 온도 보정을 수행할 수 있다.

일 실시예에서, 고압 처리 시스템은 내장된 측정 장치와 온도 센서 및 제어 로직을 이용하여, 공정 처리 온도의 허용 오차를 최소화하는 방법을 제공한다.

이상에서 여러 예시적인 실시예가 예시되고 설명되었으나, 본 발명은 설명된 기술사상의 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경이 이루어질 수 있음은 물론이다.

Claims (21)

1. 고압 처리 시스템에 있어서,
   내부에 바스켓 또는 컨테이너를 수용하도록 구성된 압력 용기;
   압력 용기 내의 압력을 상승시키기 위해 압력 용기로 압력 매체를 펌핑하도록 구성된 고압 펌프;
   압력 용기가 가압되는 동안 온도 범위를 벗어나는 하나 이상의 온도에 반응하여 압력 용기의 온도 또는 용기 내의 제품 온도를 유지하도록 가열 시스템 또는 냉각 시스템을 제어하도록 구성된 제어기; 및
   응축 저감을 위한 오일이 수용되고, 오일을 가열 또는 냉각하는 보조 가열/냉각 시스템과 연결되는 오일 충전 재킷;
   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고압 처리 시스템.
   
2. 제 1항에 있어서,
   가열 또는 냉각되는 열전달 매체가 수용되고, 상기 압력 용기를 적어도 부분적으로 둘러싸도록 구비되는 열 재킷을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고압 처리 시스템.
   
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   압력 매체를 가열하거나 냉각시키기 위한 열 교환기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고압 처리 시스템.
   
4. 제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 압력 용기를 둘러싸며, 전기적으로 가열되는 열 블랭킷을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고압 처리 시스템.
   
5. 제 1항 내지 제 4항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 고압 펌프는 압력 매체를 적어도 2,000 bar, 4,000 bar 또는 6,000 bar 까지의 압력으로 상승시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 고압 처리 시스템.
   
6. 제 1항 내지 제 5항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어기에는,
   고압 처리 시스템으로부터 하나 이상의 위치에서의 하나 이상의 온도를 수신하는 단계; 및
   온도 범위를 벗어나는 하나 이상의 온도에 반응하여 압력 매체 및/또는 열전달 매체를 가열 또는 냉각하는 단계;
   의 수행을 지시하는 명령이 저장된 비일시적(non-transitory)인 유형(有形)의 컴퓨터 판독 가능 매체가 구비되는 것을 특징으로 하는 고압 처리 시스템.
   
7. 제 6항에 있어서,
   상기 컴퓨터 판독 가능 매체에는,
   주어진 압력에 따른 압력 매체의 단열 온도 상승을 계산하는 단계의 수행을 지시하는 명령이 추가로 저장되는 것을 특징으로 하는 고압 처리 시스템.
   
8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
   상기 컴퓨터 판독 가능 매체에는,
   주어진 압력에 따른 압력 용기의 단열 온도 상승을 계산하는 단계의 수행을 지시하는 명령이 추가로 저장되는 것을 특징으로 하는 고압 처리 시스템.
   
9. 제 6항 내지 제 8항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 컴퓨터 판독 가능 매체에는,
   주어진 압력에 따른 제품의 단열 온도 상승을 계산하는 단계의 수행을 지시하는 명령이 추가로 저장되는 것을 특징으로 하는 고압 처리 시스템.
   
10. 제 6항 내지 제 9항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 온도는 아래에 열거된 하나 이상의 위치에서 측정되는 것을 특징으로 하는 고압 처리 시스템:
    처리될 제품의 온도,
    고압 펌프로 유입되는 압력 매체의 온도,
    고압 펌프에서 배출되는 압력 매체의 온도,
    압력 용기로 유입되는 압력 매체의 온도,
    압력 용기의 내부 온도,
    열 재킷의 온도,
    압력 용기의 용기 벽 온도,
    열 재킷에 유입되는 열전달 매체의 온도,
    열 재킷에서 배출되는 열전달 매체의 온도,
    열 교환기에서 배출되는 압력 매체의 온도,
    고압 처리 시스템이 배치된 실내 온도,
    압력 용기에 인입되는 식품 또는 제품의 온도,
    압력 용기에서 배출되는 식품 또는 제품의 온도,
    가압 처리 과정에서의 식품 또는 제품의 온도.
    
11. 제 1항에 따른 고압 처리 시스템에서 제품을 고압 처리하는 방법에 있어서,
    압력 용기 내에 제품이 수용된 컨테이너 또는 바스켓을 배치하는 단계;
    압력 용기 내에 압력 매체를 채우는 단계;
    압력 용기 내의 압력을 최소 2,000bar 이상으로 증가시키는 단계; 및
    압력 증가에 따른 단열 온도 상승으로 인한 온도보다 높거나 또는 낮은 온도로 가압 처리 공정 온도 또는 압력 용기 내의 제품 온도를 조절하는 단계;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고압 처리 방법.
    
12. 제 11항에 있어서,
    상기 단열 온도 상승은 1,000 bar당 3℃이고, 가압 처리 공정 온도 또는 압력 용기 내의 제품 온도를 단열 온도 상승보다 높은 온도로 조절하는 것을 특징으로 하는 고압 처리 방법.
    
13. 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
    상기 가압 처리 공정 온도 또는 압력 용기 내의 제품 온도를 40℃ ~ 65℃의 범위로 조절하는 것을 특징으로 하는 고압 처리 방법.
    
14. 제 11항 내지 제 13항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제품은 유제품인 것을 특징으로 하는 고압 처리 방법.
    
15. 제 11항 내지 제 13항 중의 어느 한 항에 있어서,
    제어기를 통해, 압력 용기 내의 압력 증가로 인한 압력 매체의 단열 온도 상승을 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 처리 방법.
    
16. 제 11항 내지 제 13항 중의 어느 한 항에 있어서,
    제어기를 통해, 압력 용기 내의 압력 증가로 인한 압력 용기 내부의 단열 온도 상승을 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 처리 방법.
    
17. 제 11항에 있어서,
    압력 용기를 둘러싸고 있는 열 재킷 내의 압력 매체 또는 열전달 매체의 온도를 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 처리 방법.
    
18. 제 11항에 있어서,
    압력 용기를 둘러싸고 있는 열 블랭킷의 온도를 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 처리 방법.
    
19. 제 17항에 있어서,
    상기 압력 매체 및 열전달 매체는 가열 및 냉각될 수 있는 것을 특징으로 하는 고압 처리 방법.
    
20. 제 11항 내지 제 19항 중의 어느 한 항에 있어서,
    아래에 열거된 그룹 중에서 선택되는 하나 이상의 위치에서 온도를 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 처리 방법:
    처리될 제품의 온도,
    고압 펌프로 유입되는 압력 매체의 온도,
    고압 펌프에서 배출되는 압력 매체의 온도,
    압력 용기로 유입되는 압력 매체의 온도,
    압력 용기의 내부 온도,
    열 재킷의 온도,
    압력 용기의 용기 벽 온도,
    열 재킷에 유입되는 열전달 매체의 온도,
    열 재킷에서 배출되는 열전달 매체의 온도,
    열 교환기에서 배출되는 압력 매체의 온도,
    고압 처리 시스템이 배치된 실내 온도,
    압력 용기에 인입되는 식품 또는 제품의 온도,
    압력 용기에서 배출되는 식품 또는 제품의 온도,
    가압 처리 과정에서의 식품 또는 제품의 온도.
    
21. 제 11항 내지 제 20항 중의 어느 한 항에 있어서,
    제어기에 저장된 레시피에 따라, 설정된 고압 및 처리 온도에서 제품을 일정 시간 유지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 처리 방법.
    

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