(57)【要約】【課題】３００ＭＰａまでの高圧処理が可能な小型の高圧処理装置を提供することである。【解決手段】高圧容器本体の開口部内壁及び開口部を閉塞する蓋体に、ニッケル基の耐熱合金、ニッケル基の超合金、フェライト系ステンレス、又はマルテンサイト系析出硬化型ステンレスのいずれかの高硬度の材料からなる台形ネジ構造を形成し、前記高圧容器本体の開口部に前記蓋体を螺入することによって高圧容器本体の開口部を閉塞することとともに、耐圧部材を挟入し、リング部の厚さを外周側を内周側より薄くしたＵリングと、リング部の厚さを外周側を内周側より厚くしたバックアップリングと、を前記蓋体の溝部に配設し、前記高圧容器本体と前記蓋体との間隙を閉塞することにより、３００ＭＰａまでの高圧処理が可能な小型の高圧処理装置ができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧容器本体内に封入した液体を加圧及び加熱することで、被処理物を高圧及び加熱処理する高圧処理装置において、高圧容器本体の開口部内壁及び開口部を閉塞する蓋体に、ニッケル基の耐熱合金、ニッケル基の超合金、フェライト系ステンレス、又はマルテンサイト系析出硬化型ステンレスのいずれかの高硬度の材料からなる台形ネジ構造を形成し、前記高圧容器本体の開口部に前記蓋体を螺入することによって高圧容器本体の開口部を閉塞することを特徴とする高圧処理装置。
【請求項２】
高圧容器本体内に封入した液体を加圧及び加熱することで、被処理物を高圧及び加熱処理する高圧処理装置において、高圧容器本体の開口部内壁及び開口部を閉塞する蓋体に、ニッケル基の耐熱合金、ニッケル基の超合金、フェライト系ステンレス、又はマルテンサイト系析出硬化型ステンレスのいずれかの高硬度の材料からなる台形ネジ構造を形成し、前記高圧容器本体の開口部に前記蓋体を螺入することによって高圧容器本体の開口部を閉塞することとともに、耐圧部材を挟入し、リング部の厚さを外周側を内周側より薄くしたＵリングと、リング部の厚さを外周側を内周側より厚くしたバックアップリングと、を前記蓋体の溝部に配設し、前記高圧容器本体と前記蓋体との間隙を閉塞することを特徴とする高圧処理装置。
【請求項３】
高圧容器本体内に封入した液体を加圧及び加熱することで、被処理物を高圧及び加熱処理する高圧処理装置において、１ＭＰａ〜３００ＭＰａの範囲内での設定圧までの加圧手段と、室温〜１５０°Ｃの範囲内での設定温度までの加温手段と、１分〜９９時間５９分の範囲内での設定時間まで設定圧及び設定温度を保持する手段と、を含むことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の高圧処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理物を高圧及び加熱処理する高圧処理装置に関する。さらに詳しくは、食品素材や粉体固形物などの被処理物を高圧及び加熱処理する高圧処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧処理装置における高圧容器本体の開口部を閉塞させる構造は、高圧容器本体の開口部に対する蓋体の着脱にかかる構造、及び高圧容器本体と蓋体との間隙を閉塞するシール構造から構成される。
【０００３】
従来の高圧処理装置における高圧容器本体の開口部を蓋体により閉塞させる構造は、例えば、筒状の圧力容器の開口部を閉塞する着脱自在な蓋体を旋回形や台車形のプレスフレームによって支承されている構造が記載されており（例えば特許文献１参照）、また筒状の圧力容器の開口部を閉塞する蓋体に作用する軸力を、プレス装置および支持機構のフレームに担持させる構造（図示なし）とする旨の記載がされている（例えば特許文献２参照）。
【０００４】
あるいは、昇降シリンダー装置により圧力容器を上昇させ、蓋体が高圧容器本体の開口部を塞ぐようにした構造が記載されている（例えば特許文献３参照）。
【０００５】
また、高圧容器本体の開口部と蓋体との着脱にかかる構造をネジ構造とし、高圧容器本体と蓋体との間隙を閉塞するシール構造をガスケットとする記載があるが具体的な構造は開示されていない（例えば特許文献４参照）。
【０００６】
高圧容器本体と蓋体との間隙を閉塞するシール構造は、一般的には超高圧下で使用する高圧容器の場合、多段式のシール構造が採用されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
高圧容器本体の開口部を蓋体によって閉塞する構造がプレス構造である高圧処理容器、又は蓋体を固定させ高圧容器本体を昇降させる構造である高圧処理容器は、高圧処理容器全体の大きさが大型になり、広い範囲の設置面積を必要とし、価格も高くなるという問題があった（例えば、特許文献１、特許文献２又は特許文献３参照）。
【０００８】
また、高圧容器本体の開口部を蓋体によって閉塞する構造をネジ構造とする記載があるが、そのようなネジ構造を閉塞構造とする高圧処理容器は、超高圧下で使用する高圧処理容器には存在せず、超高圧に耐えるネジ構造は具体的にいかなる構造であるかが明らかにされていないという問題があった（例えば特許文献４参照）。
【０００９】
高圧容器本体と蓋体との間隙を閉塞するシール構造は、超高圧使用の場合、一般的に使用される多段式のシール構造は、多種のシール材を使用してシール構造が複雑になり、シール材のへたりや変形が多く、シール材の寿命が短いという問題があり、かつシール構造全体の大きさが大型化するという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、高圧容器本体の開口部に対する蓋体の閉塞構造の大きさの小型化、及び高圧容器本体と蓋体との間隙を閉塞するシール構造全体の大きさの小型化を実現させて、超高圧下での使用可能な小型の高圧処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明において、「耐圧部材」とは、Ｕリングに挟挿された部材であって、３００ＭＰａまでの超高圧によっても、Ｕリングの外周壁がＵリングが外接している相手部品の内周面から離脱しないように、ＵリングのＵ字形の内側からＵリングの外周壁を外方向に押し付ける部材を意味する。
【００１２】
本発明において、「ニッケル基の耐熱合金」とは例えばハステロイ（商品名）を意味し、「ニッケル基の超合金」とは例えばインコネル（商品名）を意味し、「フェライト系ステンレス」とは例えばＳＵＳ４３０を意味し、「マルテンサイト系析出硬化型ステンレス」とは例えばＳＵＳ６３０を意味する。
【００１３】
上記の課題を解決するために、請求項１にかかる高圧処理装置の発明は、高圧容器本体内に封入した液体を加圧及び加熱することで、被処理物を高圧及び加熱処理する高圧処理装置において、高圧容器本体の開口部内壁及び開口部を閉塞する蓋体に、ニッケル基の耐熱合金、ニッケル基の超合金、フェライト系ステンレス、又はマルテンサイト系析出硬化型ステンレスのいずれかの高硬度の材料からなる台形ネジ構造を形成し、前記高圧容器本体の開口部に前記蓋体を螺入することによって高圧容器本体の開口部を閉塞することを特徴とする。
【００１４】
請求項２にかかる高圧処理装置の発明は、高圧容器本体内に封入した液体を加圧及び加熱することで、被処理物を高圧及び加熱処理する高圧処理装置において、高圧容器本体の開口部内壁及び開口部を閉塞する蓋体に、ニッケル基の耐熱合金、ニッケル基の超合金、フェライト系ステンレス、又はマルテンサイト系析出硬化型ステンレスのいずれかの高硬度の材料からなる台形ネジ構造を形成し、前記高圧容器本体の開口部に前記蓋体を螺入することによって高圧容器本体の開口部を閉塞することとともに、耐圧部材を挟入し、リング部の厚さを外周側を内周側より薄くしたＵリングと、リング部の厚さを外周側を内周側より厚くしたバックアップリングと、を前記蓋体の溝部に配設し、前記高圧容器本体と前記蓋体との間隙を閉塞することを特徴とする。
【００１５】
請求項３にかかる高圧処理装置の発明は、請求項１又は２のいずれかにおいて、高圧容器本体内に封入した液体を加圧及び加熱することで、被処理物を高圧及び加熱処理する高圧処理装置において、１ＭＰａ〜３００ＭＰａの範囲内での設定圧までの加圧手段と、室温〜１５０°Ｃの範囲内での設定温度までの加温手段と、１分〜９９時間５９分の範囲内での設定時間まで設定圧及び設定温度を保持する手段とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の発明は、プレス機構又は昇降シリンダー装置によって蓋体を高圧容器本体の開口部に圧接させるのではなく、台形ネジを形成した蓋体を螺合させることによって高圧容器本体の開口部を閉塞するので、台形ネジを使用した高圧処理装置は、プレス機構又は昇降シリンダー装置を使用した高圧処理装置よりも小型化できるという効果を奏する。
【００１７】
高圧容器本体の開口部内壁及び蓋体を、ニッケル基の耐熱合金、ニッケル基の超合金、フェライト系ステンレス、又はマルテンサイト系析出硬化型ステンレスのいずれかの高硬度の材料からなる台形ネジ構造を形成したことによって、３００ＭＰａの高圧まで使用可能となるネジ構造による閉塞を実現できるという効果を奏する。
【００１８】
３００ＭＰａの高圧まで使用可能な高圧処理装置を小型化することができるので、設置面積を狭くでき、被処理物を処理するために最も利便性のよい場所に設置でき、設備費用を低減できるという効果を奏する。
【００１９】
装置が小型化できるので、装置稼動のためのエネルギー費用が低減できるという効果を奏する。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、請求項１の発明と同一の効果を奏する。
【００２１】
また、請求項２に記載の発明は、超高圧下で使用する高圧処理装置において、一般的な多段式の複雑なシール構造でなく、耐圧部材を挟入しリング部の厚さを外周側を内周側より薄くしたＵリングと、リング部の厚さを外周側を内周側より厚くしたバックアップリングとを蓋体の溝部に配設したシール構造としたので、シール構造を単純化でき、シールのへたりや変形を抑えることができ、長寿命化が実現でき、シール構造全体の大きさを小型化でき、そして３００ＭＰａまでの高圧に対しても高圧容器本体内の加圧用液の漏れを阻止できるという効果を奏する。
【００２２】
多段式シール構造では、蓋体を螺入させるときのねじ込み量が多くなり実用的でないが、バックアップリングとＵリングからなる単純なシール構造では、蓋体を螺入させるときのねじ込み量を少なくできるので、ねじ込み式を実用的にさせたという効果も奏する。
【００２３】
以上により、蓋体の螺入構造によりプレス機構や昇降シリンダー機構を排除し、バックアップリングとＵリングからなる単純なシール構造により多段式シールを排除したことによって、高圧処理装置を小型化できたという効果を奏する。
【００２４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２のいずれかに記載の発明の効果と同一の効果を奏するとともに、１ＭＰａ〜３００ＭＰａの範囲内での設定圧力制御及び室温〜１５０°Ｃの範囲内での設定温度制御を、１分〜９９時間５９分の範囲内での設定された時間までできるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】高圧処理装置の概略図である。
【図２】高圧容器本体の開口部に蓋体を螺入させる前の概略図である。
【図３】高圧容器本体の開口部に蓋体を螺入させた概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態と作用について説明する。
【００２７】
図１において、高圧処理装置１について説明すると、高圧処理装置１は筒状の高圧容器本体３と、蓋装置４と、加圧装置２０と、加熱装置３０とから構成されている。そして、筒状の高圧容器本体３の開口部が蓋体２で閉塞されて高圧室６が形成される。
【００２８】
蓋装置４は、蓋体２とハンドル５１とから構成されており、蓋装置４は往復運動機構（図示なし）などの手段で高圧容器本体３の開口部へ移動し、ハンドル５１を回転することによって蓋体２を昇降させる。
【００２９】
図１又は図２において、高圧容器本体３の開口部内壁及び蓋体２は、ニッケル基の耐熱合金、ニッケル基の超合金、フェライト系ステンレス、又はマルテンサイト系析出硬化型ステンレスのいずれかの高硬度の材料からなる。
【００３０】
そして、蓋体２の下部には雄ネジの台形ネジ５が螺刻されている。蓋体２の雄ネジの台形ネジ５と高圧容器本体３の開口部内壁に螺刻された雌ネジの台形ネジ１５とが螺接する。そして、高圧容器本体の開口部に蓋体２を螺入することにより、３００ＭＰａの高圧下においても高圧容器本体３の開口部を閉塞させることができる。
【００３１】
図３において、蓋体２と高圧容器本体３との間隙からの加圧用液７の漏れ止めのシール構造を説明すると、蓋体２の段差面１６と押え板１３との間にできた溝部に、コイルスプリング状の耐圧部材１１を挟入したＵリング１０と該Ｕリング１０上部にバックアップリング１２を併設したシール構造で、前記押え板１３は８本の締結ボルト１４により蓋体２に装着されている。
【００３２】
コイルスプリング状の耐圧部材１１を挟入し、リング部の厚さを外周側７１を内周側７２より薄くしたＵリング１０と、リング部の厚さを外周側７３を内周側７４より厚くしたバックアップリング１２とを蓋体２の段差面１６と押え板１３との間にできた溝部に配設したことにより、３００ＭＰａの高圧下において高圧容器本体３と蓋体２との間隙からの加圧用液７の漏れを止めることができる。
【００３３】
図１において、高圧室６の下方に金網５２が設置されている。金網５２は被処理物を加熱用ヒータ３１と接触させないために設けてある。
【００３４】
高圧容器本体３の側壁に設けた小孔には圧力媒体供給管２２と加圧用液排出管２３が挿設され、金網５２の下方には高圧室６の内壁に突設するように加熱用ヒータ３１及び温度センサー３３が挿設され、高圧容器本体３の底面に設けた小孔には加圧用液排出管４１が挿設されている。
【００３５】
加圧装置２０は、水などの加圧用液７の供給又は供給停止をする止め弁６１と、昇圧ポンプ２１と圧力調整弁２５に油を供給する油圧ポンプ２８と、加圧用液７を昇圧する昇圧ポンプ２１と、圧力媒体供給管２２と、油圧配管２９と、加圧用液排出管２３と、加圧用液７の圧力を検知する圧力センサー２４と、圧力調整弁２５と、レベルセンサー２６と、安全弁２７と、加圧装置全体を制御する圧力制御機器（図示なし）とから構成されている。
【００３６】
レベルセンサー２６は、水などの加圧用液７が高圧室６内で満水になったことを感知し、満水情報を圧力制御機器（図示なし）を介して圧力調整弁２５及び昇圧ポンプ２１に伝える。
【００３７】
圧力調整弁２５は、加圧用液７が高圧室６内に供給されている間は高圧室６内の空気が排出されるように加圧用液排出管２３の水路を開とし、レベルセンサー２６からの満水情報を受けると加圧用液７の水路を閉とし、圧力センサー２４が加圧用液７の圧力が設定圧力を超えたことを検知したときに瞬間的に開となり加圧用液７を瞬間的に排水した後に閉となる。
【００３８】
また、高圧室６内の高圧状態を減圧させていくには、圧力調整弁２５を開とすることにより減圧できる。
【００３９】
高圧室６内に加圧用液７を充填するときは、止め弁６１を開にして加圧用液７を供給していき、加圧用液７が高圧室６内で満水になるとレベルセンサー２６が検知する。レベルセンサー２６からの満水情報を受けた昇圧ポンプ２１が昇圧作動を開始する。この昇圧作動により高圧室６内の加圧用液７の圧力を昇圧させることができる。また、レベルセンサー２６からの満水情報を受けた圧力調整弁２５は閉となる。
【００４０】
１ＭＰａ〜３００ＭＰａの範囲内で設定された設定圧を圧力センサー２４が検知すると、昇圧ポンプは停止するが、１分〜９９時間５９分の範囲で設定された圧力保持時間において設定圧を数％超過したときは圧力調整弁２５が瞬間的に開となり高圧室６内の加圧用液７の排水を実施して降圧調整し、設定圧より数％低下したときは昇圧ポンプ２１により昇圧作動を再開する。
【００４１】
高圧室６内の圧力が異常に高くなったときは安全弁２７も作動し高圧室６内の加圧用液７の排水をする。
【００４２】
加熱装置３０は、高圧室内に挿設した加熱用ヒータ３１と、高圧容器本体３外周面に周設した加熱用ヒータ３２と、加圧用液７の温度を検知する温度センサー３３と、加熱装置全体を制御する温度制御機器３４とから構成されている。
【００４３】
温度制御機器３４は、温度センサー３３の検知温度が設定温度より低いときは加熱用ヒータ３１及び／又は加熱用ヒータ３２を作動させて設定温度にまで加温させ、温度センサー３３の検知温度が設定温度に達すると加熱用ヒータ３１及び／又は加熱用ヒータ３２の加温作動を停止させる。
【００４４】
そして、温度制御機器３４は、温度センサー３３の検知温度が設定温度より数°Ｃ下がったときは加熱用ヒータ３１及び／又は加熱用ヒータ３２を加温作動させて設定温度にまで加温させる。
【００４５】
加圧開始後、温度制御機器３４により、高圧室６内に挿設した加熱用ヒータ３１及び／または高圧容器本体３外周面に周設した加熱用ヒータ３２により加温作動を実施し、室温〜１５０°Ｃの範囲で設定された設定温度を温度センサー３３が検知すると温度制御機器３４により加温作動が停止する。そして、１分〜９９時間５９分の範囲で設定された温度保持時間において設定温度より数°Ｃ下がったときには温度制御機器３４により再加温する。
【００４６】
設定時間経過すると、設定圧及び設定温度の保持のための圧力制御及び温度制御を終了する。次に、高圧室６内の設定圧を大気圧まで減圧させるため圧力調整弁２５の開閉を繰り返す。
【００４７】
高圧室６内の加圧用液７の排出は、加圧用液排出管４１と加圧用液止め弁４２で構成され、加圧用液止め弁４２を開にすると加圧用液７が加圧用液排出管４１から排出される。
【００４８】
次に、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明は実施例により限定されるものでない。
【実施例】
【００４９】
事前に個々の生の食品素材の活用に適した圧力、温度及び保持時間のデータを把握しておいて、１ＭＰａ〜３００ＭＰａの範囲内で圧力を設定し、室温〜１５０°Ｃの範囲で温度を設定し、１分〜９９時間５９分の範囲で圧力温度保持時間を設定する。
【００５０】
被処理物として生の食品素材を封入した可撓性を有する食品容器（図示なし）を高圧室６の金網５２上に載置し、蓋装置４を高圧容器本体３の開口部上部に移動させ、ハンドル５１を回して蓋体２の台形ネジ５を高圧容器本体３の開口部内壁の台形ネジ１５に螺入し、高圧室６を密閉状態にする。
【００５１】
高圧室６内に加圧用液７としての水を供給するため止め弁６１を開にして水を供給する。高圧室６内に加圧用液７が満水すると、レベルセンサー２６が満水を検知し、該検知によって圧力調整弁２５が閉となり、昇圧ポンプ２１による昇圧作動が開始される。
【００５２】
そして、昇圧ポンプ２１による昇圧作動開始後に、加熱装置３０による加温作動が開始され、１ＭＰａ〜３００ＭＰａの範囲内で設定された圧力と、室温〜１５０°Ｃの範囲で設定された温度とを保持するよう、１分〜９９時間５９分の範囲で設定された時間まで設定圧力及び設定温度を維持するよう制御される。
【００５３】
設定された時間が経過した後、高圧室６内の設定圧を大気圧になるまで減圧していき、大気圧に到達した後、加圧用液止め弁４２を開にして加圧用液７である水を加圧用液排出管４１より容器外へ排出する。
【００５４】
高圧室６内から水を排出した後、蓋装置４を高圧容器本体３の開口部から脱離させて食品容器を取出し、該食品容器の中から被処理物である、生の食品素材から高圧及び加熱処理された食材を得る。
【符号の説明】
【００５５】
１    処理装置
２    蓋体
３    高圧容器本体
４    蓋装置
５    台形ネジ
６    高圧室
７    加圧用液
１０  Ｕリング
１１  耐圧部材
１２  バックアップリング
１３  押え板
１４  締結ボルト
１５  台形ネジ
１６  段差面
２０  加圧装置
２１  昇圧ポンプ
２２  圧力媒体供給管
２３  加圧用液排出管
２４  圧力センサー
２５  圧力調整弁
２６  レベルセンサー
２７  安全弁
２８  油圧ポンプ
２９  油圧配管
３０  加熱装置
３１  加熱用ヒータ
３２  加熱用ヒータ
３３  温度センサー
３４  温度制御機器
４１  加圧用液排出管
４２  加圧用液止め弁
５１  ハンドル
５２  金網
６１  止め弁
７１  外周側
７２  内周側
７３  外周側
７４  内周側
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５６】
【特許文献１】特許第３０８８８６２号公報
【特許文献２】特開平８−１８７０６９号公報
【特許文献３】特開平６−９０６８３号公報
【特許文献４】特開２００７−６８４４４号公報
【図１】
2010187817.tif 000003
【図２】
2010187817.tif 000004
【図３】
2010187817.tif 000005