(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被殺菌物が空隙部を有して収納・密封されたマイクロ波透過性の収納容器を、該収納容器の体積の１．５〜５．０倍の内容積を有し、マイクロ波を透過しかつ所望殺菌温度において実質的に変形しない密封容器内に収容して、密閉した後、
該密封容器を次工程側へ移動させながら、該収納容器内圧と該密封容器内圧が略均衡するように該密封容器内に加圧水蒸気を導入しつつ該密封容器外部よりマイクロ波照射を行い、該密封容器内を相対湿度５０〜１００％、圧力１．０〜３．０kg/cm２、１００℃以上の温度にして所定時間、該収納容器を殺菌する工程と、
該密封容器を次工程側へ移動させながら、該密封容器内に冷却剤を導入して該収納容器を冷却する工程と、
を備えたことを特徴とするマイクロ波殺菌方法。
【請求項２】
請求項１記載のマイクロ波殺菌方法において、密封容器を回転体の周囲に多数取付け、該密封容器内に収納容器を収容する工程と、該収納容器を殺菌する工程と、該収納容器を冷却する工程と、該収納容器を該密封容器から取り出す工程とを、該回転体の回転中に行なうことを特徴とするマイクロ波殺菌方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマイクロ波殺菌方法、特に食品、ペットフード等の被殺菌物が空隙部を有して収納容器内に収容され密封されている場合のマイクロ波殺菌方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
いわゆる常温流通食品などは、流通、貯蔵中の変敗を防止するため、通常の場合、殺菌処理が必須であり、従来よりレトルト殺菌方法などの加熱殺菌方法を主体として各種の殺菌方法が考案されている。
一方、加熱殺菌は殺菌にも有効な半面、食品成分の変質にも密接に影響しており、短時間でしかも食品内部まで加熱することができるマイクロ波殺菌方法が注目されている（特公昭５６−２４５４２、特公昭６０−５８６６８、特開昭５６−１３１１３２、特開平６−２９６４７８、特開平１１−１４９など）。
【０００３】
これらのうち、特公昭５６−２４５４２或いは特公昭６０−５８６６８は、食品包装容器の内圧と外圧を略均衡させつつマイクロ波加熱を行うことにより、１００℃以上での短時間殺菌を試みたものであり、また特開昭５６−１３１１３２は、レトルト殺菌の前段処理としてマイクロ波加熱を行っている。
【０００４】
また、特開平６−２９６４７８には、圧力室を設け、そこを、０．５〜２．８ｋｇ／ｃｍ２に加圧し、マイクロ波を照射して食品温度を１００〜１３０℃に上昇させるとともに、この温度及び加圧条件下で相対湿度０〜３０％、１３０℃以下の乾熱加熱雰囲気下に所定時間保つものである。
さらに、特開平１１−１４９には、マイクロ波透過性包装容器に充填・密封した対象食品を０．５〜３．０kg/cm2程度に加圧された水蒸気存在雰囲気中でマイクロ波加熱し、常温流通可能な滅菌食品を製造する方法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者らが検討したところ、前記特公昭５６−２４５４２、或いは特公昭６０−５８６６８に示されるような一般的なマイクロ波殺菌方法では、理論上十分な加熱を行った場合にも、後の保存中にスポット的に菌の繁殖が認められる場合があり、特に食品表面に菌の残存・付着が認められる場合が多いことが明らかとなった。
この点に関し、さらに検討を行ったところ、食品表面の加熱が不十分なため菌が残存したのではなく、食品容器内壁面に菌の残存が認められ、これが落下して殺菌終了後の食品表面に菌が再付着することが明らかとなった。
【０００６】
すなわち、図１には食品（被殺菌物）１０が空隙部１２を有して収納され密封された食品容器１４が示されている。そして、この容器１４外部よりマイクロ波照射を行った場合、水分を有する食品１０ないしその食品１０と接した容器１４の内壁は十分に加熱殺菌されるものの、空隙部１２と接している容器１４の内壁は、食品１０から発生する水蒸気による加熱に止まり、しかも容器１４の外部はマイクロ波加熱の性質上ほとんど温度が上昇しないため、容器１４の周りの外気は容器１４の冷却に作用し、該部分の温度上昇自体が不十分で適正な殺菌が行われないことによると考えられる。このような問題は、容器１４の内部に食品が一杯に充填されている場合には生じにくいが、最近の常温流通食品には電子レンジなどで加熱してそのまま食せるように合成樹脂製のトレー状容器に空隙部を有して食品が収納されていることが多く、この空隙部と接している容器内壁の殺菌が極めて重要になったのである。
【０００７】
また、特開平６−２９６４７８号公報に記載された技術にあっては、前述したように圧力室を設け、乾熱加熱雰囲気下に所定時間保つ方法なので、設備的に大きな加圧室が必要となり、設備コストが高くなるという問題と、加圧室に導入する水蒸気の量も多く必要となり、また乾熱による加熱を使用しているので加熱効率が悪く、ランニングコストが高くなるという問題がある。
【０００８】
さらに、特開平１１−１４９号公報に開示の技術では、マイクロ波照射による加熱及び冷却水などによる冷却を加圧下で行うので、大きな加圧室が必要となり、設備コストが高くなるという問題と、大きな加圧室を水蒸気などで加圧する為に、大量の水蒸気が必要となると共に、これらの水蒸気を加熱するのにもマイクロ波のエネルギーが消費されるので、ランニングコストが高くなるという問題がある。
本発明は前記従来技術の課題に鑑みなされたものであり、その目的は被殺菌物が空隙部を有して容器内に収容されている場合にも、容器内壁を含め殺菌を十分に行い得るマイクロ波殺菌方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明にかかるマイクロ波殺菌方法は、被殺菌物が空隙部を有して収納・密封されたマイクロ波透過性の収納容器を、該収納容器の体積の１．５〜５．０倍の内容積を有し、マイクロ波を透過しかつ所望殺菌温度において実質的に変形しない密封容器内に収容して、密閉した後、該収納容器を殺菌する工程と、該収納容器を冷却する工程と、を備えることを特徴とする。
ここで、該収納容器を殺菌する工程は、該密封容器を次工程側へ移動させながら、該収納容器内圧と該密封容器内圧が略均衡するように該密封容器内に加圧水蒸気を導入しつつ該密封容器外部よりマイクロ波照射を行い、該密封容器内を、相対湿度５０〜１００％、圧力１．０〜３．０kg/cm２、１００℃以上の温度にして所定時間、該収納容器を殺菌する。
また該収納容器を冷却する工程は、該密封容器を次工程側へ移動させながら、該密封容器内に冷却剤を導入して該収納容器を冷却する。
【００１０】
また、前記方法において、密封容器を回転体の周囲に多数取付け、該密封容器内に収納容器を収容する工程と、該収納容器を加熱する工程と、該収納容器を冷却する工程と、該収納容器を該密封容器から取り出す工程とを、該回転体の回転中に行なうことが好適である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明においては、前述したように被殺菌物が収容されている収納容器を、この収納容器の体積の１．５〜５．０倍の内容積を有する密封容器内に収容して密閉し、この密閉容器内に加圧水蒸気（水蒸気、ないし水蒸気及び空気）を導入して密封容器外部からマイクロ波を照射するので、大きな加圧室を必要とせず、設備コストが低くて済み、また、比較的小さな密封容器内に加圧水蒸気や冷却液等を導入するだけなので、必要な水蒸気量や冷却液等も少なくて済み、ランニングコストも低いし、加熱や冷却速度が速くなるという利点がある。
【００１２】
また、マイクロ波を比較的小さな密封容器内に照射するので、密封容器内の水蒸気と収納容器及び被殺菌物を加熱するのに使用されるだけで、従来例の様に、水蒸気が充満している比較的大きな圧力室にマイクロ波を照射する（加圧室内の水蒸気と収納容器及び被殺菌物を加熱するのに使用される）のに比べると、マイクロ波のエネルギーが無駄なく使用される。
以下、図面に基づき本発明の好適な実施形態を説明する。
図２には、本発明の一実施形態にかかるマイクロ波殺菌方法に用いられる密封容器１５０が示されており、前記図１と対応する部分には符号１００を加えて示し、説明を省略する。
【００１３】
同図に示す密封容器１２０は、その内部に食品１１０を収納して密封されている食品容器（収納容器）１１４を収容して閉鎖されており、両容器１１４，１２０は、マイクロ波透過性で耐熱性を有する合成樹脂よりなる。そして、該密封容器１２０には、水蒸気導入管１２２が設置されている。
そして、この図２に示す状態の密封容器１２０は、例えば図３に示すような、連続マイクロ波殺菌装置１３０に導入される。
【００１４】
図３において、連続マイクロ波殺菌装置１３０は、導入側フィルターゾーン１３２と、マイクロ波ゾーン１３４と、排出側フィルターゾーン１３６を備えており、前記密封容器１２０は耐熱性且つ耐摩耗性に優れたガラス繊維含有エポキシ樹脂製のベルトコンベア１３８上に載置されて導入側フィルターゾーン１３２から入り、マイクロ波ゾーン１３４、排出側フィルターゾーン１３６を順次通過して外部へ出る。そして、前記マイクロ波ゾーン１３４において導波管１４０よりマイクロ波照射を受け、加熱殺菌される。
なお、前記フィルターゾーン１３２，１３６の内壁には、フェライトが取り付けてあり、しかも比較的狭いトンネル状になっているので、マイクロ波ゾーン１３４内で照射されたマイクロ波が外部に漏れ出すことはない。
【００１５】
そして、本実施形態においては、マイクロ波ゾーン１３４でマイクロ波照射を行う際に、密封容器１２０は前記水蒸気導入管１２２により加圧水蒸気の供給を受ける。この水蒸気はマイクロ波による加熱の対象となり、密封容器１２０の内部雰囲気、すなわち食品容器１１４の外部雰囲気は、食品１１０と同様に高温となる。この結果、食品容器１１４内は、食品１１０及び該食品１１０と接触している部分は無論のこと、食品１１０と直接接触していない容器内壁部分も十分に高温となり、加熱殺菌が行われる。また、食品１１０の加熱に伴う空気及び水蒸気の熱膨張などによる食品容器１１４の内圧の上昇も、加圧水蒸気の圧力により相殺され、易変形材質で形成された食品容器１１４であっても、大きな変形或いは破損を生じることはない。
【００１６】
なお、例えば、えび、ハンバーグ、ブロッコリー、魚の切身、魚介類等の食品をマイクロ波を照射することにより、１３５℃で６０秒間加熱すると、密封容器１２０の圧力は１．５〜２．０kg/cm2（ゲージ圧）になり、食品容器１１４の内圧と、密封容器１２０の内圧との差は、せいぜい±０〜０．５kg/cm2（ゲージ圧）の範囲内に収まるように、加圧水蒸気を調整する。
そして、殺菌終了後、すなわち排出側フィルターゾーン１３６に至ると、前記導入管１２２より冷却剤としての冷却水（好ましくは２０℃以下）が導入され、食品１１０は急冷される。従って、食品１１０の残熱による変質は最小限に抑制される。
【００１７】
以上のように本実施形態にかかる連続マイクロ波殺菌装置によれば、食品のみならず、食品容器１１４もその全体が隈無く加熱殺菌されることとなり、容器内壁からの落下菌による食品の再汚染の可能性を著しく低くすることができる。さらに、加圧水蒸気により食品容器１１４の内圧上昇に伴う容器変形を抑制し、殺菌後の冷却水導入による食品の急速冷却により残熱による食品成分の変質を効率的に抑制することができる。特に、本発明は、食品容器（収納容器）が薄い可撓性樹脂製容器などの場合に有効である。
【００１８】
本発明においては、マイクロ波殺菌する際の密封容器内の相対湿度は、５０〜１００％であることが必要であり、好ましくは７０〜９０％である。また内圧は、食品容器の到達内圧に依存するが、通常１．０〜３．０kg/cm2（ゲージ圧）である。
また、収納容器は、マイクロ波透過性を有し、殺菌温度（１３０℃以上）における耐熱性を有する合成樹脂、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、共重合ポリエステル、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリアミドなどの熱可塑性樹脂の単独層からなる容器、またはこれらの樹脂層を少なくとも一層備えている容器、若しくはこれらの樹脂を混合した混合樹脂層を有する容器が好ましい。
【００１９】
さらに、本実施形態において、密封容器１２０の有する「収納容器の体積に近い内容積」とは、収納容器の体積の１．５〜５．０倍程度の内容積を有するものを意味する。
なお、前記特開昭５６−１３１１２には水蒸気を導入しつつマイクロ波加熱を行う例が示されているが、この技術は後にレトルト殺菌を行うことを前提としており、空隙部を有した可撓性樹脂製の食品容器等は対象としておらず、無論レトルト殺菌を行うのであれば食品容器内壁に残存する菌などは問題ともならない。従って、この従来技術では、柔らかい袋などに充填された液状ないし半液状食品を対象としている。さらに、この従来技術では釜自体に水蒸気を導入するため、殺菌の連続化を行うことは極めて困難である。
【００２０】
この点で、本発明においては、マイクロ波照射を行うマイクロ波ゾーン１３４には特に耐圧性、気密性などは要求されず、汎用のマイクロ波連続殺菌装置を用いることができるという利点がある。
図４には本発明において特徴的な密封容器の詳細な構造の一例が示されており、同図（Ａ）は上面図、同図（Ｂ）は側断面図である。なお、前記図２と対応する部分には符号１００を加えて示し説明を省略する。
同図に示す密封容器２２０は、本体２５０と、蓋体２５２と、載置台２５４とを含む。
【００２１】
そして、これらの各部は耐熱、耐圧性に優れ、しかもマイクロ波の透過効率の高いガラス繊維含有エポキシ樹脂により形成されている。なお、フッ素樹脂などを採用することも好適である。
本実施形態にかかる密封容器２２０は、具体的には、食品が収容され、開口部がヒートシールにより密封されたトレー状食品容器（収納容器）２１４（１４０mm×１７０mm×２０mm厚）をガラス繊維含有エポキシ樹脂製密封容器（直径２３０mm×高さ４０mm）に収納して蓋体２５２で閉鎖し、加圧蒸気を１．７１〜２．６４kg／cm２（殺菌温度１３０〜１４０℃）の圧力で導入し、さらに食材が入った食品容器２１４が破裂しないようにエアーで補助加圧（＋０．５kg／cm２）するものである。
【００２２】
本体２５０は、図５に詳細に示すように二段階に凹部２５５ａ，２５５ｂが設けられた有底円筒状に形成されている。
また、本体２５０の内面側の底面には、突起２５６ａ，２５６ｂ，２５６ｃ，２５６ｄを有した前記載置台２５４（図６参照）がタップ２５８により固定されている。この突起２５６により食品容器２１４は密封容器２２０と密着することがなく、食品容器外壁全周にわたり加圧水蒸気が行き渡り、適正な加熱殺菌が行われる。
【００２３】
さらに、蓋体２５２は、図７に詳細に示すように前記本体２５０にタップ２６２により着脱自在に固定されており、また密封容器２２０内と連通する導入路２６２ａ，２６２ｂ…２６２ｈが穿設されている。なお、蓋体２５２と本体２５０とは、Ｏリング２６４により気密状態が維持され得る。
そして、前記導入路２６２ａには容器内温度をモニタする温度計２６６が、導入路２６２ｂ，２６２ｄにはバルブ２６８ａ，２６８ｂにより選択的に冷却水（冷却剤）ないし水蒸気が、導入路２６２ｃには容器２２０内の圧力を調整するための圧力調整弁２７０が、導入路２６２ｅには容器２２０内の圧力をモニタする圧力計２７２が、導入路２６２ｆ，２６２ｈには流量調整弁２７４を経て排出口が、導入路２６２ｇには容器２２０内の圧力調整が水蒸気導入のみでは不十分な場合などに導入するエアー２７６が、それぞれ接続されている。
【００２４】
そして、密封容器２２０が前記図３に示したマイクロ波ゾーン１３４に進入すると、バルブ２６８ｂを介して加圧水蒸気が密封容器２２０内に導入される一方、密封容器２２０内の温度、圧力は温度計２６６，圧力計２７２によりモニタされており、食品容器２１４内の予想圧力に応じた内圧調整が圧力調整弁２７０により行われる。すなわち、マイクロ波ゾーンでの照射エネルギーによって生じる食品容器２１４内の温度及び圧力は実験的に或いは理論的に予想され、密封容器２２０の内圧すなわち食品容器２１４の外圧がほぼ容器２１４の内圧に均衡するように調整されるのである。なお、熱水蒸気を導入することで、マイクロ波の照射エネルギーの損失を減少させ、また食品容器２１４の加熱効率を上昇させることができる。さらに、前述した水蒸気導入のみでは食品容器２１４の内圧と均衡させるのに不十分な場合には導入路２６２ｇよりエアー２７６が供給される。
【００２５】
そして、密封容器２２０が排出側フィルターゾーン１３６に至ると、バルブ２６８ｂは閉じられ、バルブ２６８ａが開かれて冷却水が容器２２０内に導入される。この際、流量調整弁２７４を介してフロー状態で冷却水を順次置換することにより冷却効果を向上させることができる。
温度計２６６のモニタにより冷却水温度すなわち食品容器２１４の温度が十分に下降したことが確認されたならば、容器２２０内の冷却水の排出を行う。
以上のように本実施形態にかかる密封容器２２０を用いた場合には、密封容器２２０内の圧力、温度制御が厳密に行われ、食品容器２１４の破損、変形などが生じにくいとともに、食品のみならず食品容器２１４の隅々まで適正に殺菌が行われる。
【００２６】
なお、前記実施例では、密封容器２２０を直線的に移動させたが、例えば、ロータリー式の回転体の外周に、６〜２４個の密封容器が固着可能となるポケットを設け、各ポケットに固着した密封容器内へは、エアー、水蒸気、冷却水の配管を接続しておき、ポケットに固着した密封容器内に食品を収容して閉鎖した後、回転体が１回転する間に、密封容器内に水蒸気及びエアーの導入をした後、マイクロ波を照射して食品容器及び水蒸気を急速加熱し、殺菌温度に到達したら、マイクロ波のパワーを落とすか又はマイクロ波の照射を停止して、所定時間殺菌温度を維持した後、密封容器内に冷却水を導入して食品容器及び密封容器内を冷却してから、密封容器を開放して食品容器を密封容器内から取り出すようにすると、加熱装置全体がコンパクトになり、食品容器の収容位置と取出位置を近くすることができるので食品容器の搬入、搬出にも便利である。
【００２７】
なお、前記実施例においては、冷却剤として冷却水を用いた例について説明したが、これに限られるものではなく、例えば液体窒素などを導入し、さらに急速な冷却を行うことも可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明にかかるマイクロ波殺菌方法によれば、被殺菌物が空隙部を有して収納された収納容器をさらに該収納容器の体積の１．５〜５．０倍の内容積の密封容器内に入れて密封しマイクロ波殺菌時に密封容器内に水蒸気を導入することで、少ない消費エネルギーで被殺菌物収納容器内壁の殺菌を隅々まで行うことが可能となり、殺菌後の容器内壁からの落下菌による被殺菌物汚染を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の課題の説明図である。
【図２】本発明の第一実施形態にかかる密封容器の説明図である。
【図３】本発明の殺菌方法が用いられる連続マイクロ波殺菌装置の説明図である。
【図４】本発明において特徴的な密封容器の詳細説明図である。
【図５】図４に示した容器の本体の説明図である。
【図６】図４に示した容器の載置台の説明図である。
【図７】図４に示した容器の蓋体の説明図である。
【符号の説明】
１０，１１０    食品（被殺菌物）
１２，１１２    空隙部
１４，１１４，２１４    食品容器（易変形収納容器）
１２０，２２０    密封容器
１３０    連続マイクロ波殺菌装置
【図１】
0003676125.tif 000002
【図２】
0003676125.tif 000003
【図３】
0003676125.tif 000004
【図４】
0003676125.tif 000005
【図５】
0003676125.tif 000006
【図６】
0003676125.tif 000007
【図７】
0003676125.tif 000008