(57)【要約】【課題】  イニシャルコストを抑制し、メンテナンスにも手間が掛からず、更には長時間の連続運転をも可能とする新規な循環式蒸気殺菌システムを提供する。【解決手段】  本発明の循環式蒸気殺菌システム１は、殺菌装置２に投入した殺菌対象物Ｗを蒸気と直接接触させて殺菌し、且つ殺菌処理後の排蒸気Ｓ２を循環経路５によって再び殺菌処理に利用するようにしたシステムであり、殺菌装置２に蒸気を送り込むにあたっては、ルーツ式の循環ブロワではなく、エジェクタポンプ４を適用したことを特徴とする。また、殺菌装置２に蒸気を送り込むエジェクタポンプ４は、過熱蒸気などの駆動蒸気Ｓ１をエジェクタポンプ４内に送り込むことにより、排蒸気Ｓ２をエジェクタポンプ４内に吸い込み、これら両蒸気をエジェクタポンプ４内で混合・圧縮した後、この混合・圧縮蒸気Ｓ３を殺菌装置２に送り込んで蒸気を循環させるようにしたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
殺菌装置に投入した殺菌対象物を蒸気と直接接触させて殺菌し、且つ殺菌処理後の排蒸気を循環経路によって再び殺菌処理に利用するようにした殺菌システムにおいて、
前記殺菌装置に蒸気を送り込むにあたっては、エジェクタポンプが適用されることを特徴とする循環式蒸気殺菌システム。
【請求項２】
前記殺菌対象物の殺菌は、過熱蒸気で行われることを特徴とする請求項１記載の循環式蒸気殺菌システム。
【請求項３】
前記殺菌装置に蒸気を送り込むエジェクタポンプは、駆動蒸気をエジェクタポンプ内に送り込むことにより、排蒸気をエジェクタポンプ内に吸い込み、これら両蒸気をエジェクタポンプ内で混合・圧縮した後、殺菌装置に送り込んで蒸気を循環させるものであることを特徴とする請求項１または２記載の循環式蒸気殺菌システム。
【請求項４】
前記駆動蒸気をエジェクタポンプ内に送り込むことと、排蒸気の一部を本循環式蒸気殺菌システムから排気することとにより、本循環式蒸気殺菌システム内の蒸気の圧力を維持するようにしたことを特徴とする請求項３記載の循環式蒸気殺菌システム。
【請求項５】
前記駆動蒸気に過熱蒸気を使用し、この駆動蒸気と前記排蒸気とをエジェクタポンプにより混合・圧縮した蒸気の温度に基づき前記駆動蒸気の過熱度を制御するようにしたことを特徴とする請求項３または４記載の循環式蒸気殺菌システム。
【請求項６】
前記循環経路には、ヒータが外被状に設けられ、排蒸気の温度低下を防止するようにしたことを特徴とする請求項３、４または５記載の循環式蒸気殺菌システム。
【請求項７】
前記殺菌装置に殺菌対象物を投入するにあたっては、前記エジェクタポンプにおいて混合・圧縮された蒸気と、殺菌対象物が接触するように投入することを特徴とする請求項３、４、５または６記載の循環式蒸気殺菌システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば食品や医薬品等の粉粒体を対象とし、これを循環する蒸気と直接接触させて殺菌するシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
食品や医薬品等の粉粒体を効率的に殺菌する一手法として循環式蒸気殺菌システムが知られている。このシステムは、例えば図３（ａ）に示すように、殺菌装置２′から排出された蒸気（排蒸気Ｓ２）を、循環経路５′により再び殺菌装置２′に循環させながら、殺菌装置２′に殺菌対象物Ｗを定量ずつ投入して、殺菌対象物Ｗを蒸気によって殺菌するものである。なお、このような殺菌システムにおいて、蒸気を循環させるのは、使用する蒸気量を削減するためである。
【０００３】
ここで従来の循環式蒸気殺菌システム１′にあっては、蒸気を循環させるブロワ（循環ブロワ）として、ルーツ式の循環ブロワ（ポンプ）Ｐが適用されることが多かった（ルーツ式の循環ブロワについては特許文献１参照）。
ルーツ式の循環ブロワＰは、例えば同図３（ｂ）に示すように、ケーシングＣ内に一対のロータＲを組み込んで成り、このロータＲには凸部Ｒ１と凹部Ｒ２とが形成され、一方のロータＲの凹部Ｒ２に、他方のロータＲの凸部Ｒ１が入り込む噛合状態を維持しながら回転し、流体（ここでは蒸気）を吸込口ＶＯから排出口ＤＯに圧送するものである。
【０００４】
しかしながら、このようなルーツ式の循環ブロワＰを用いた従来の殺菌システムにおいては、以下のような問題点があった。
まず、ルーツ式の循環ブロワＰ自体が高価であるため、必然的に殺菌システムもイニシャルコストが高くなる傾向にあった。また過熱蒸気等の高温蒸気で殺菌する場合、殺菌対象物Ｗ中の揮発成分や粉粒体等の一部が排蒸気Ｓ２に同伴されることがあり、加えてルーツ式の循環ブロワＰは、ロータＲとケーシングＣのクリアランスが小さいために、このような揮発成分等が構成部材に付着し易く、この付着によってロータＲの回転が妨げられて急激な機械的停止を起こし、長時間の連続運転が困難になることが多かった。もちろん、このような場合には、揮発成分等が付着したブロワを毎回洗浄する必要があり、場合によっては分解洗浄しなければならなかった。また、このような構造であるため、ルーツ式の循環ブロワＰは、ＣＩＰ洗浄（Cleaning In Place:定置洗浄）が行えず、摩耗・腐食が考えられる場合にはロータＲやケーシングＣのオーバーホールが必要となり、メンテナンスの手間や費用が嵩むものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１１１３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような背景を認識してなされたものであって、循環式蒸気殺菌システムにおいてルーツ式の循環ブロワではなくエジェクタ式の循環装置を使用することにより、上述した循環式蒸気殺菌システムの問題点を解決するようにした新規な循環式蒸気殺菌システムに係るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
まず請求項１記載の循環式蒸気殺菌システムは、
殺菌装置に投入した殺菌対象物を蒸気と直接接触させて殺菌し、且つ殺菌処理後の排蒸気を循環経路によって再び殺菌処理に利用するようにした殺菌システムにおいて、
前記殺菌装置に蒸気を送り込むにあたっては、エジェクタポンプが適用されることを特徴として成るものである。
【０００８】
また請求項２記載の循環式蒸気殺菌システムは、前記請求項１記載の要件に加え、
前記殺菌対象物の殺菌は、過熱蒸気で行われることを特徴として成るものである。
【０００９】
また請求項３記載の循環式蒸気殺菌システムは、前記請求項１または２記載の要件に加え、
前記殺菌装置に蒸気を送り込むエジェクタポンプは、駆動蒸気をエジェクタポンプ内に送り込むことにより、排蒸気をエジェクタポンプ内に吸い込み、これら両蒸気をエジェクタポンプ内で混合・圧縮した後、殺菌装置に送り込んで蒸気を循環させるものであることを特徴として成るものである。
【００１０】
また請求項４記載の循環式蒸気殺菌システムは、前記請求項３記載の要件に加え、
前記駆動蒸気をエジェクタポンプ内に送り込むことと、排蒸気の一部を本循環式蒸気殺菌システムから排気することとにより、本循環式蒸気殺菌システム内の蒸気の圧力を維持するようにしたことを特徴として成るものである。
【００１１】
また請求項５記載の循環式蒸気殺菌システムは、前記請求項３または４記載の要件に加え、
前記駆動蒸気に過熱蒸気を使用し、この駆動蒸気と前記排蒸気とをエジェクタポンプにより混合・圧縮した蒸気の温度に基づき前記駆動蒸気の過熱度を制御するようにしたことを特徴として成るものである。
【００１２】
また請求項６記載の循環式蒸気殺菌システムは、前記請求項３、４または５記載の要件に加え、
前記循環経路には、ヒータが外被状に設けられ、排蒸気の温度低下を防止するようにしたことを特徴として成るものである。
【００１３】
また請求項７記載の循環式蒸気殺菌システムは、前記請求項３、４、５または６記載の要件に加え、
前記殺菌装置に殺菌対象物を投入するにあたっては、前記エジェクタポンプにおいて混合・圧縮された蒸気と、殺菌対象物が接触するように投入することを特徴として成るものである。
【発明の効果】
【００１４】
まず請求項１記載の発明によれば、エジェクタポンプにより殺菌装置に蒸気を送り込むため、例えば殺菌対象物中の揮発成分や粉粒体等の一部が蒸気に同伴されて循環経路に入りエジェクタポンプ内に付着しても、エジェクタポンプ自体に機械的可動部（機械的運動部）が存在しないため、該付着物によって急激な機械的停止に至る状況を回避でき、長時間の連続運転が突然中断される危険性が低いものである。また、エジェクタポンプ自体に機械的可動部がないため、メンテナンスに手間が掛からず、メンテナンス費用も削減でき、メンテナンスフリーな運転も可能となる。また、エジェクタポンプの構造がシンプルであるため、循環式蒸気殺菌システムとしてもシンプルな構造が採れ、イニシャルコストを低く抑えることができる。
因みに、従来は、この種の循環式蒸気殺菌システムにあっては、ルーツ式の循環ブロワが適用されることが多く、その場合、殺菌対象物中の揮発成分や粉粒体等の一部が循環ブロワを構成するロータやケーシングに付着すると、ブロワの動力が上がり（高負荷となり）突然過負荷動力となり急激な機械的停止に至るなどして、長時間の連続運転が行えなくなることも多かった。また、付着物を除去するためには、その都度、洗浄が必要になる等、ブロワのメンテナンスに手間が掛かり、メンテナンス費用も嵩むものであった。また、上記ロータのような機械的可動部を有するルーツ式の循環ブロワはＣＩＰ洗浄（Cleaning In Place:定置洗浄）が行えず、更にはブロワ自体が高価であり、循環式蒸気殺菌システムとしても高コストとなっていた。
【００１５】
また請求項２記載の発明によれば、乾熱と湿熱との両方の性質を持ち、なお且つ大きな熱エネルギーも持つ過熱蒸気で、殺菌対象物の殺菌を行うため、短時間で均一に殺菌することができ、殺菌対象物に熱損傷を与えることが少ないものである。
【００１６】
また請求項３記載の発明によれば、エジェクタポンプにより駆動蒸気と排蒸気とを混合・圧縮して殺菌装置に送り込み、なお且つ殺菌装置から吐き出された排蒸気を循環させるため、排蒸気の保有する熱を再び殺菌に利用することができ、エジェクタポンプに送り込む駆動蒸気の使用量が削減されて、効率の良い運転が行える。
【００１７】
また請求項４記載の発明によれば、外気が本循環式蒸気殺菌システム内に侵入することを抑制し、殺菌に適正な蒸気の流量を維持することができる。
【００１８】
また請求項５記載の発明によれば、過度な熱を殺菌対象物に与えて熱損傷を引き起こすことが抑制され、適正な殺菌を行うことができる。
【００１９】
また請求項６記載の発明によれば、排蒸気をエジェクタポンプに戻す移送中に、ヒータによって蒸気の温度低下を防止できるため、より一層効率の良い運転（排蒸気を利用したムダのない運転）が行える。
【００２０】
また請求項７記載の発明によれば、殺菌装置に投入される殺菌対象物は、エジェクタポンプにおいて駆動蒸気及び排蒸気とが混合・圧縮されたものと接触するように投入されるため、殺菌対象物を殺菌する蒸気（混合・圧縮蒸気）の状態（温度や圧力等）をより安定化させることができ、より一層確実で均一な殺菌が行える。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の循環式蒸気殺菌システムの一例を骨格的に示す説明図（ａ）、並びに循環装置としてのエジェクタポンプを拡大して示す詳細図（ｂ）である。
【図２】本発明の循環式蒸気殺菌システムにおいて制御・管理上、採り得る形態や好ましい形態を示す説明図である。
【図３】ルーツ式の循環ブロワを用いた従来の循環式蒸気殺菌システムを骨格的に示す説明図（ａ）、並びにルーツ式の循環ブロワを拡大して示す詳細図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明を実施するための形態は、以下の実施例に述べるものをその一つとするとともに、更にその技術思想内において改良し得る種々の手法を含むものである。
【実施例】
【００２３】
本発明の循環式蒸気殺菌システム１は、殺菌対象物Ｗに蒸気を直接接触させて殺菌するシステムであり、殺菌後の蒸気は、再び殺菌用蒸気として循環使用するものである。この際、蒸気を循環させるための循環装置として、エジェクタポンプ４を適用したことが本発明の大きな特徴である。因みに、本実施例では、殺菌用蒸気として高圧高温の過熱蒸気（過熱水蒸気）を用いるものであり、これは過熱蒸気が乾熱と湿熱との両方の性質を持ち、熱エネルギーとしても大きいために、殺菌対象物Ｗに熱損傷を与えることなく、短時間で均一に殺菌することができるためである。もちろん、殺菌はこのような過熱蒸気に限定されるものではなく、低温蒸気等を使用することも可能である。
【００２４】
またエジェクタポンプ４自体は、既に公知のものであり、その作用は、高圧の流体（ここでは蒸気であり、これを駆動蒸気Ｓ１とする）を高速でポンプ内（ボディ内）に流すことにより、ポンプ（ボディ）に連通する別経路から他の流体（ここでは殺菌装置２から排出される蒸気であり、これを排蒸気Ｓ２とする）を吸い込み、これらを混合して殺菌装置２に送り込むものである。
【００２５】
ここで本明細書に記載する蒸気について整理（区別）しておく。本実施例では、まず飽和蒸気Ｓ０を加熱することにより過熱蒸気を生成するものであり、これを上記のように駆動蒸気Ｓ１とし、この駆動蒸気Ｓ１をエジェクタポンプ４に高速で送り込むものである。この駆動蒸気Ｓ１はエジェクタポンプ４内で高速流を形成するため、この作用によって排蒸気Ｓ２がエジェクタポンプ４内に吸い込まれ、これら駆動蒸気Ｓ１と排蒸気Ｓ２とをエジェクタポンプ４内で混合・圧縮し、殺菌装置２に送り込むものであり、この蒸気を混合・圧縮蒸気Ｓ３とする。つまり、殺菌対象物Ｗは、実質的にこの混合・圧縮蒸気Ｓ３により殺菌されるものである。
【００２６】
因みに、従来のエジェクタ（本明細書のエジェクタポンプ４に相当）は、殺菌室（殺菌空間）を減圧するための吸引ポンプとして使用されることが多かった（例えば、特開平１１−３３２５３２号公報や特開２０００−２０２００７号公報参照）。この点、本発明は、蒸気を循環させるためのポンプや圧縮機としてエジェクタを使用している点で大きく相違し、この点が画期的と言える。なお、エジェクタを、殺菌室（殺菌空間）を減圧するための吸引ポンプとして使用していた従来の場合には、主に低温蒸気による殺菌であった。
【００２７】
ここで本発明において殺菌対象となる殺菌対象物Ｗについて説明する。殺菌対象物Ｗとしては、「粉原料」、「キザミ原料」、「粒原料」など広範囲な粉粒体が適するものであり、殺菌対象物Ｗの用途や種類等としては、香辛料、生薬、穀類、魚粉類、乾燥野菜、茶葉などが挙げられる。なお、本発明では、このような殺菌対象物Ｗを直接、蒸気と接触させて殺菌するものであり、換言すれば、蒸気に同伴され得る材料が殺菌に適する殺菌対象物Ｗとも言える。また、本明細書では殺菌処理後の殺菌対象物Ｗを製品Ｗ１と称するものである。
【００２８】
以下、本発明の循環式蒸気殺菌システム１について、更に詳細に説明する。
なお、以下の説明では、「加熱殺菌系」という用語も使用するが、これは主に高圧高温状態の蒸気が存在する部位、換言すれば高圧高温状態を維持する必要がある部位を指すものである。
本発明の循環式蒸気殺菌システム１は、一例として図１（ａ）に示すように、殺菌対象物Ｗを蒸気と直接接触させて殺菌を行う殺菌装置２と、殺菌用の蒸気（ここでは過熱蒸気）を生成するための蒸気生成部３と、殺菌装置２に蒸気を循環状態に送り込む循環装置としてのエジェクタポンプ４と、殺菌装置２から吐き出された排蒸気Ｓ２をエジェクタポンプ４に戻すための循環経路５と、殺菌装置２に殺菌対象物Ｗを投入するための投入装置６と、殺菌処理後の殺菌対象物Ｗである製品Ｗ１を殺菌装置２から取り出すための取出装置７とを具えて成るものである。
以下、各構成部について説明する。
【００２９】
まず殺菌装置２について説明する。殺菌装置２は、上述したように、主として殺菌対象物Ｗを蒸気と直接接触させて殺菌を行う部位であるが、本実施例では殺菌後の製品Ｗ１を蒸気（加熱殺菌処理後の蒸気）から分離する機能（分離機）も含めた概念とする。
ここで、殺菌装置２に送り込む過熱蒸気の温度（混合・圧縮蒸気Ｓ３の温度であり、これがほぼ殺菌温度となる）は、種々の数値が採り得るが、設定圧力から一義的に決まる飽和温度（飽和水蒸気の温度）よりも高い温度（過熱度）とするものである。具体的には、例えば０．２ＭＰａ・Ｇの圧力下では、１３３℃が飽和温度であるため、これよりも高い温度である、例えば１８０℃の過熱蒸気を生成し、この温度の過熱蒸気で殺菌することができる。因みに、この場合の過熱蒸気の過熱度は、飽和温度との差となる４７℃である。
もちろん本実施例では、このような過熱蒸気による殺菌であるため、殺菌装置２を含めた加熱殺菌系が過熱蒸気の高圧高温に耐え得るように構成される。
具体的には、ステンレス鋼管内に殺菌対象物Ｗが蒸気に同伴されて流されることで主たる殺菌処理が行われる。また、このステンレス鋼管に接続され、殺菌処理後の製品Ｗ１と蒸気（排蒸気Ｓ２）とを分離する分離機としては、図示を省略するサイクロン（蒸気分離用サイクロン）、そして当該サイクロン下部に、詳しくは後述するロータリーバルブ７１が具えられた構成等を適用することができる。
なお、殺菌装置２内に送り込まれた混合・圧縮蒸気Ｓ３は、殺菌対象物Ｗの投入直後、殺菌対象物Ｗとの接触により一時的に熱が奪われて温度が低下するため、殺菌装置２には熱補給用のヒータを設けておき（図示略）、温度が低下した混合・圧縮蒸気Ｓ３を再加熱することも可能である。
【００３０】
次に蒸気生成部３について説明する。蒸気生成部３は、エジェクタポンプ４に送り込む駆動蒸気Ｓ１（ここでは過熱蒸気）を生成する部位であり、本実施例では例えば図１（ａ）に示すように、飽和蒸気Ｓ０を加熱ヒータ３１により加熱して、適宜の圧力・温度を有する過熱蒸気（駆動蒸気Ｓ１）を生成するものである。
【００３１】
次にエジェクタポンプ４について説明する。エジェクタポンプ４は、上述したように排蒸気Ｓ２を循環させる循環装置としての作用を担うものであり、一例として図１（ｂ）に示すように、ボディ４１と、ノズル４２と、ディフューザ４３とを具えて成るものである。
ボディ４１は、例えば本図１（ｂ）に示すように、三方に開口部を有するＴ字パイプ状に形成され、直通方向の二つの開口部にノズル４２とディフューザ４３とが直通路として接続される。そして、この直通路とほぼ直交するように、もう一つの開口部である排蒸気取込口４１Ｅが連通状態に形成され、ここから循環経路５を通してボディ４１内に排蒸気Ｓ２が吸い込まれるものである。
【００３２】
ノズル４２は、ボディ４１への取付状態で、ボディ４１内に位置する蒸気吐出口４２Ｄが先窄まり状に形成され、ここから噴出される駆動蒸気Ｓ１の流速を速めるように形成される（ノズルと称される所以）。なおノズル４２の蒸気吐出口４２Ｄは、ディフューザ４３の蒸気受入口４３Ｅに臨むように設置される。
またディフューザ４３は、蒸気（混合・圧縮蒸気Ｓ３）を移送する管路の途中が狭くなるように形成された絞り機構部４４を具え、これは駆動蒸気Ｓ１と排蒸気Ｓ２とを効率的に混合・圧縮するためである。なおディフューザ４３は、蒸気受入口４３Ｅがノズル４２の蒸気吐出口４２Ｄから幾分距離をあけて設けられ、このような構成からノズル４２から駆動蒸気Ｓ１を勢いよく噴出させると、ボディ４１内が減圧され、循環経路５から排蒸気Ｓ２を吸引するものである（いわゆるベンチュリ効果）。
また、エジェクタポンプ４（特にディフューザ４３）あるいは混合・圧縮蒸気Ｓ３が流れる経路の外側には、図示を省略するヒータ等を外被状に設け、ポンプ内で生成された混合・圧縮蒸気Ｓ３の温度低下を防止することが好ましい。
【００３３】
次に循環経路５について説明する。循環経路５は、上述したように殺菌装置２から吐出された排蒸気Ｓ２を回収して、エジェクタポンプ４に送る経路であり、排蒸気Ｓ２を循環使用するための回路であり、例えばステンレス鋼管などが用いられる。なお、このような回収管としての機能を有する循環経路５も、加熱殺菌系を構成する部位であるため、過熱蒸気（排蒸気Ｓ２）の高圧高温に耐え得るように形成される（高圧高温を維持できるように形成される）。
また、この循環経路５にも、ヒータ５１などを外被状に設けることが好ましく、これは排蒸気Ｓ２を循環使用することに因み、移送中の温度低下を防止するためである。これによりエジェクタポンプ４内に吸い込む時の排蒸気Ｓ２の温度低下を防ぐことができ、ポンプ内での混合・圧縮蒸気Ｓ３の生成、ひいては殺菌対象物Ｗの殺菌がより安定して行えるものである。
ここでヒータ５１としては、例えば循環経路５を外側から覆うように設けられたジャケット構造体に、加熱用の蒸気を流す形式のものが採用できる。あるいは、電気トレースヒータを循環経路５の外側に設けることでヒータ５１としても構わない。なお、循環経路５が排蒸気取込口４１Ｅに接続される近傍に、循環経路５内の排蒸気Ｓ２の温度を測定する温度センサ（図示は省略）を設け、その温度が所定の温度となるようヒータ５１の加熱状態を制御するものであり、基本的に循環経路５の排蒸気Ｓ２は、過熱状態が維持されるように制御される。
【００３４】
次に投入装置６について説明する。投入装置６は、殺菌対象物Ｗをほぼ一定量ずつ殺菌装置２に供給するものであり、ここでは高圧高温仕様のロータリーバルブ６１を適用し、これを介して殺菌対象物Ｗを殺菌装置２に投入する。なお、ロータリーバルブ６１を高圧高温仕様としたのは、殺菌処理時には殺菌装置２を含む加熱殺菌系内が高圧高温状態となるためである。すなわち、殺菌対象物Ｗを投入する際の蒸気漏れをできる限り防止し、加熱殺菌系内の高圧高温状態を極力維持するためにシール性に優れたものとしている。
もちろん殺菌装置２に殺菌対象物Ｗを投入するにあたっては、ロータリーバルブ６１のみに限定されるものではなく、スクリュータイプのバルブや、バタフライバルブを二重に設けるなど、加圧殺菌系内の高圧高温状態を維持できるものであれば、種々のバルブ形態や設置態様が採り得るものである。
【００３５】
次に取出装置７について説明する。取出装置７は、殺菌処理後の製品Ｗ１を殺菌装置２から取り出すものであり（排蒸気Ｓ２から分離されたもの）、ここでも高圧高温仕様のロータリーバルブ７１を介して製品Ｗ１を殺菌装置２から取り出すものである。もちろん、取出時も投入時と同様に、種々の形態のバルブや設置態様が採り得るものである。
【００３６】
次に、エジェクタポンプ４を用いて排蒸気Ｓ２を循環させるようにした本発明の循環式蒸気殺菌システム１の効果について説明する。
まずエジェクタポンプ４は、機械的可動部（運動部材）が全く存在せず、構造そのものが極めてシンプルであり、軸受やシールなどの消耗品が必要なく、循環装置としてはもちろん、殺菌システム全体としてもイニシャルコストを安く抑えることができる。また、機械的可動部がないために、メンテナンスに手間も掛からず（メンテナンス性が良く）、維持・管理費用も抑えられ、更にはメンテナンスフリーな運転も可能となる。加えて殺菌対象物Ｗ中の粉粒体の一部や殺菌処理時に揮発する成分等が排蒸気Ｓ２により運ばれても、付着を生じ難い構造であり、エジェクタポンプ４に万一付着しても、付着による急激な運転停止状況をきたす等のトラブルが回避でき、長時間の連続運転も可能となる。更にエジェクタポンプ４は、図１（ｂ）に示されるような配管構造的なシンプルな構造であるため、ＣＩＰ洗浄も可能となる等の効果を奏する。
【００３７】
本発明の循環式蒸気殺菌システム１は、以上のような基本構造を有するものであり、以下、このシステムによって殺菌対象物Ｗを殺菌処理する作動態様について説明する。
まず蒸気生成部３において飽和蒸気Ｓ０から所定の高圧高温の過熱蒸気（駆動蒸気Ｓ１）を生成する。この過熱蒸気（駆動蒸気Ｓ１）は、エジェクタポンプ４のノズル４２に送り込まれ、その後、ディフューザ４３の絞り機構部４４において蒸気（混合・圧縮蒸気Ｓ３）は、亜音速、音速あるいは超音速の高速流となり、この高速流によりボディ４１内が減圧され、循環経路５を通して排蒸気取込口４１Ｅから排蒸気Ｓ２が吸い込まれる。このためエジェクタポンプ４内では駆動蒸気Ｓ１と排蒸気Ｓ２とが混合・圧縮され、この状態でディフューザ４３から殺菌装置２に送り込まれる。
一方、混合・圧縮蒸気Ｓ３が気流となって流れる殺菌装置２においては、投入装置６から高圧高温仕様のロータリーバルブ６１を介して、殺菌対象物Ｗが定量ずつ供給されるものであり、殺菌対象物Ｗは、殺菌装置２内を流れる蒸気中（混合・圧縮蒸気Ｓ３中）を分散浮遊、すなわち蒸気に同伴されて移送され、その間に瞬時に加熱殺菌される。
【００３８】
このようにして殺菌処理された製品Ｗ１は、その後、排蒸気Ｓ２から分離された後、取出装置７によって高圧高温仕様のロータリーバルブ７１を介して、殺菌装置２（加熱殺菌系）から取り出される。
因みに、殺菌対象物Ｗが殺菌装置２内に投入されてから（つまり蒸気と接触してから）製品Ｗ１として取り出されるまでの時間は、一例として４〜５秒程度である。
なお、殺菌対象物Ｗは蒸気（混合・圧縮蒸気Ｓ３）と直接接触することにより殺菌されるが、この接触と同時に殺菌対象物Ｗは高温となり（蒸気の飽和温度程度の品温となり）、また殺菌対象物Ｗ中の水分温度が上昇するため（多少の蒸気を同伴するため）、殺菌装置２から取り出された製品Ｗ１は、除湿や冷却が行われるものである（図示しない製品捕集サイクロン等で回収される）。
一方、殺菌装置２から吐き出された排蒸気Ｓ２は、エジェクタポンプ４による吸引作用（駆動蒸気Ｓ１の高速流によって生じる吸引作用）によって、循環経路５を通して、エジェクタポンプ４（ボディ４１内）に導入される。
【００３９】
なお、本循環式蒸気殺菌システム１においては、種々のバルブやセンサを併設することが可能であり、例えば図２では調整弁８１、温度センサ８２（８２Ａ）、放出弁８３、圧力センサ８４等を設けており、以下、これらの作用・目的について説明する。
殺菌処理においては、殺菌装置２に殺菌対象物Ｗを投入したり、殺菌装置２から製品Ｗ１を取り出したりする際に、殺菌装置２内の圧力が低下することがある（投入または取り出し時に殺菌装置２内の蒸気が漏れ、本循環式蒸気蒸気殺菌システム１内の圧力が低下する）。このような場合を考慮して、例えば図２に示すように、殺菌装置２に送り込む蒸気量を調整すべく、例えば飽和蒸気Ｓ０を送り込む加熱ヒータ３１の前段に、調整弁８１を設けておき、加熱殺菌系に送り込む蒸気量を微調整することが可能である。具体的には殺菌装置２の下流側の圧力が低下したことを圧力センサ８４により検知した場合、調整弁８１の操作によって加熱ヒータ３１に送り込む飽和蒸気Ｓ０を多くすることで加熱殺菌系に送り込む蒸気量を多くすることが可能である。
一方、本循環式蒸気殺菌システム１内の蒸気の圧力が上昇することもあり、この場合には、例えば殺菌装置２の下流側の圧力が所定の圧力を越えたことを圧力センサ８４により検知し、この検知に基づき放出弁８３を開放し、蒸気を循環式蒸気殺菌システム１の外に排気して圧力を下げることが可能である。
このように循環式蒸気殺菌システム１内の圧力を維持することで、外気が当該システム内に侵入することを抑制し、殺菌に適正な蒸気の流量を維持することができる。
【００４０】
また殺菌装置２に送り込む蒸気（混合・圧縮蒸気Ｓ３）の温度を所定の値に正確に維持したい場合には、例えば同図２に併せ示すように、エジェクタポンプ４と殺菌装置２との間に温度センサ８２を設けておき、この検出温度によって飽和蒸気Ｓ０を加熱する加熱ヒータ３１の温度（過熱度）を自動制御することが可能である。すなわち、例えば上記温度センサ８２による検出温度が設定値よりも下がった場合に、加熱ヒータ３１の温度を上昇させるものである。あるいは、エジェクタポンプ４と殺菌装置２との間に温度センサ８２を設ける代わりに、一例として図２に併せ示すように、殺菌装置２と循環経路５の接続部近傍に温度センサ８２Ａを設け、この温度センサ８２Ａにより加熱ヒータ３１を自動制御することも可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１      循環式蒸気殺菌システム
２      殺菌装置
３      蒸気生成部
４      エジェクタポンプ
５      循環経路
６      投入装置
７      取出装置
３      蒸気生成部
３１    加熱ヒータ
４      エジェクタポンプ
４１    ボディ
４１Ｅ  排蒸気取込口
４２    ノズル
４２Ｄ  蒸気吐出口
４３    ディフューザ
４３Ｅ  蒸気受入口
４４    絞り機構部
５      循環経路
５１    ヒータ
６      投入装置
６１    ロータリーバルブ（高圧高温仕様のロータリーバルブ）
７      取出装置
７１    ロータリーバルブ（高圧高温仕様のロータリーバルブ）
８１    調整弁
８２    温度センサ
８２Ａ  温度センサ
８３    放出弁（逃がし弁）
８４    圧力センサ
Ｗ      殺菌対象物
Ｗ１    製品（殺菌処理後の殺菌対象物）
Ｓ０    飽和蒸気  
Ｓ１    駆動蒸気
Ｓ２    排蒸気  
Ｓ３    混合・圧縮蒸気
Ｐ      ルーツ式の循環ブロワ
Ｃ      ケーシング
Ｒ      ロータ
Ｒ１    凸部
Ｒ２    凹部
ＶＯ    吸込口
ＤＯ    排出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
2014073253.tif 000005