(57)【要約】【課題】  殺菌槽７内で熱水を噴射して殺菌槽内の被殺菌物３を加熱殺菌する加熱殺菌装置において、昇温時も含めて加熱のむらをなくす。【解決手段】  殺菌槽７内に被殺菌物３を乗せ置いたトレイ４を多数段積み重ねた状態で収容し、殺菌槽内のトレイ４へ向けて熱水を噴射する加熱殺菌装置であって、殺菌槽内の上部から熱水を噴射する上部噴射ノズル９と、殺菌槽内の前記上部噴射ノズル９よりも下方の位置から熱水を噴射する下部噴射ノズル１０を設けている加熱殺菌装置において、上部噴射ノズル９へ供給する熱水量と下部噴射ノズル１０へ供給する熱水量を調節する熱水供給量調節装置１を設けておき、下方段のトレイに収容している被殺菌物に対する加熱量が上方段のトレイに収容している被殺菌物に対する加熱量に比べて少なくなっている時期には、前記下部噴射ノズル１０へ供給する熱水量を増加する制御を行う。【選択図】図１
2006136235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
殺菌槽内に被殺菌物を乗せ置いたトレイを多数段積み重ねた状態で収容し、殺菌槽内のトレイへ向けて熱水を噴射する加熱殺菌装置であって、殺菌槽内の上部から熱水を噴射する上部噴射ノズルと、殺菌槽内の前記上部噴射ノズルよりも下方の位置から熱水を噴射する下部噴射ノズルを設けている加熱殺菌装置において、上部噴射ノズルへ供給する熱水量と下部噴射ノズルへ供給する熱水量を調節する熱水供給量調節装置を設けておき、下方段のトレイに収容している被殺菌物に対する加熱量が上方段のトレイに収容している被殺菌物に対する加熱量に比べて少なくなっている時期には、前記下部噴射ノズルへ供給する熱水量を増加する制御を行うことを特徴とする加熱むらを防止することのできる加熱殺菌装置。
【請求項２】
請求項１に記載の加熱むらを防止することのできる加熱殺菌装置において、殺菌槽内上部の雰囲気温度と殺菌槽内下部の雰囲気温度を検出することで、殺菌槽内の上下における雰囲気温度の差を算出、又は上方段のトレイに収容している被殺菌物の温度と下方段のトレイに収容している被殺菌物の温度を検出することで、上下のトレイにおける品温の差を算出し、算出した温度差が所定量（Ｘ℃）を超えた場合には、下方段のトレイに収容している被殺菌物に対する加熱量が上方段のトレイに収容している被殺菌物に対する加熱量に比べて少なくなっているとして、前記下部噴射ノズルへ供給する熱水量を増加する制御を行うことを特徴とする加熱むらを防止することのできる加熱殺菌装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の加熱むらを防止することのできる加熱殺菌装置において、下部噴射ノズルへ供給する熱水量を増加している時に、下方段のトレイに収容している被殺菌物に対する加熱量と、上方段のトレイに収容している被殺菌物に対する加熱量の差が小さくなった場合、増加しておいた下部噴射ノズルへの熱水供給量を減少する制御を行うことを特徴とする加熱むらを防止することのできる加熱殺菌装置。
【請求項４】
請求項１に記載の加熱むらを防止することのできる加熱殺菌装置において、殺菌槽内の昇温開始からの経過時間が第１の設定時間に到達すると下部噴射ノズルへの熱水供給量を増加し、その後に第２の設定時間に到達すると下部噴射ノズルへの熱水供給量を通常の状態に戻す制御を行うことを特徴とする加熱むらを防止することのできる加熱殺菌装置。
【請求項５】
請求項１から４にいずれかに記載の加熱むらを防止することのできる加熱殺菌装置において、下部噴射ノズルへ供給している熱水の圧力を検出しておき、下部噴射ノズルへ供給する熱水の圧力が所定の圧力以上にならないように、下部噴射ノズルへの熱水供給量増加に上限を定めておくことを特徴とする加熱むらを防止することのできる加熱殺菌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は加熱むらを防止することのできる加熱殺菌装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
密封包装した食品などの被殺菌物を殺菌槽内に収容しておき、殺菌槽内の被殺菌物に向けて熱水を噴射することで被殺菌物を加熱殺菌する加熱殺菌装置が広く普及している。加熱殺菌装置は、横長な略円筒形の殺菌槽を持ち、殺菌槽内に熱水を噴射するノズルを多数設けておく。殺菌槽内に収容する被殺菌物は、トレイに並べておき、トレイを多数段積み重ねた状態で殺菌槽内へ収容する。被殺菌物を収容した殺菌槽を密閉後、熱水を被殺菌物に向けて噴射することで被殺菌物を昇温する昇温工程、被殺菌物を所定の殺菌温度に維持して殺菌を行う殺菌工程、冷却水を被殺菌物に向けて噴射することで被殺菌物を冷却する冷却工程を順に行い、被殺菌物を加熱殺菌するようにしている。
【０００３】
この加熱殺菌装置では、一度に多数の被殺菌物を加熱殺菌するため、個々の被殺菌物に対する加熱量に差が生じないようにする必要がある。加熱量に差が生じると、強く加熱される部分では温度が高くなりすぎて品質の劣化を招いたり、加熱の弱い部分では殺菌が不十分となることがある。また、全体を十分に殺菌するためには殺菌処理に要する時間が長くなるという問題が発生する。
【０００４】
そのため、特開２００３−３１９７６７号では、上段からの熱水噴射量を下段よりも多くすることで加熱のむらを防止するようにしているが、この場合でも昇温工程時において、上方段のトレイに収容した被殺菌物では昇温が遅れることがあった。そこで、トレイの上方にも噴射ノズルを設けておき、トレイの真上から熱水を噴射することで、上方段トレイ内の被殺菌物に対する加熱量を増加するようにした。しかし、このような構成とした場合、下方段トレイに収容している被殺菌物の昇温が遅れるという問題が発生した。
【０００５】
トレイの上部と側部に噴射ノズルを設けておき、トレイの上方と側方から熱水を噴射する加熱殺菌装置の場合、上方段のトレイに収容した被殺菌物の温度（上部品温）と、下方段のトレイに収容した被殺菌物の温度（下部品温）の変化は、図４に示したようになる。図４は昇温工程と、引き続いて行う殺菌工程の一部における上部品温と下部品温の変化を示したものであり、昇温工程初期には少なかった温度差は、昇温工程の中盤に拡大し、殺菌温度の近くになって温度上昇が緩やかになると、温度差は縮小していく。そして殺菌温度に達するころには温度差はなくなっており、殺菌温度を保つ殺菌工程中はほぼ同じ温度となる。
【０００６】
殺菌の作用は、被殺菌物を殺菌温度まで上昇させている途中である昇温工程中にも進行しているため、昇温工程中の被殺菌物に温度差があると、品質のばらつきが発生する。そのため、昇温時でも被殺菌物を均一に加熱していくことのできる加熱殺菌装置が望まれていた。
【特許文献１】特開２００３−３１９７６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、殺菌槽内で熱水を噴射して殺菌槽内の被殺菌物を加熱殺菌する加熱殺菌装置において、昇温時も含めて加熱のむらをなくすことのできる加熱殺菌装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、殺菌槽内に被殺菌物を乗せ置いたトレイを多数段積み重ねた状態で収容し、殺菌槽内のトレイへ向けて熱水を噴射する加熱殺菌装置であって、殺菌槽内の上部から熱水を噴射する上部噴射ノズルと、殺菌槽内の前記上部噴射ノズルよりも下方の位置から熱水を噴射する下部噴射ノズルを設けている加熱殺菌装置において、上部噴射ノズルへ供給する熱水量と下部噴射ノズルへ供給する熱水量を調節する熱水供給量調節装置を設けておき、下方段のトレイに収容している被殺菌物に対する加熱量が上方段のトレイに収容している被殺菌物に対する加熱量に比べて少なくなっている時期には、前記下部噴射ノズルへ供給する熱水量を増加する制御を行うことを特徴とする加熱むらを防止することのできる加熱殺菌装置である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記の加熱むらを防止することのできる加熱殺菌装置において、殺菌槽内上部の雰囲気温度と殺菌槽内下部の雰囲気温度を検出することで、殺菌槽内の上下における雰囲気温度の差を算出、又は上方段のトレイに収容している被殺菌物の温度と下方段のトレイに収容している被殺菌物の温度を検出することで、上下のトレイにおける品温の差を算出し、算出した温度差が所定量（Ｘ℃）を超えた場合には、下方段のトレイに収容している被殺菌物に対する加熱量が上方段のトレイに収容している被殺菌物に対する加熱量に比べて少なくなっているとして、前記下部噴射ノズルへ供給する熱水量を増加する制御を行うことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記の加熱むらを防止することのできる加熱殺菌装置において、下部噴射ノズルへ供給する熱水量を増加している時に、下方段のトレイに収容している被殺菌物に対する加熱量と、上方段のトレイに収容している被殺菌物に対する加熱量の差が小さくなった場合、増加しておいた下部噴射ノズルへの熱水供給量を減少する制御を行うことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、前記の加熱むらを防止することのできる加熱殺菌装置において、殺菌槽内の昇温開始からの経過時間が第１の設定時間に到達すると下部噴射ノズルへの熱水供給量を増加し、その後に第２の設定時間に到達すると下部噴射ノズルへの熱水供給量を通常の状態に戻す制御を行うことを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、前記の加熱むらを防止することのできる加熱殺菌装置において、下部噴射ノズルへ供給している熱水の圧力を検出しておき、下部噴射ノズルへ供給する熱水の圧力が所定の圧力以上にならないように、下部噴射ノズルへの熱水供給量増加に上限を定めておくことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明を実施することで、加熱のむらがなくなり、加熱過多による品質劣化や加熱不足によって殺菌が不十分になることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１と図２は本発明の一実施例である加熱殺菌装置の熱水循環状況を示したものであり、図１は殺菌槽部分を縦に切断した縦断面図、図２は殺菌槽部分を横に切断した横断面平面図を示す。また、図３は一実施例における熱水供給量調節のフローチャートを示している。
【００１５】
まず図１と図２に基づいて加熱殺菌装置の構造を説明する。加熱殺菌装置は横長な略円筒形の殺菌槽７を持ち、殺菌槽７内で熱水を噴射することで、殺菌槽７内に収容した被殺菌物３を加熱殺菌するものである。殺菌槽７は、殺菌槽直胴部の奥側を閉塞し、殺菌槽直胴部の手前側には開閉扉８を設けることで開閉を可能としている。被殺菌物３はトレイ４内に並べておき、被殺菌物３を乗せ置いたトレイ４を多数段積み重ねて殺菌槽７内へ収容する。トレイ４は、側面と底面に多数の穴を開けており、上面又は側面からトレイ４内に入った熱水は、トレイ４底面の穴を通って下段のトレイに落ちていくようにしている。
【００１６】
殺菌槽７内の上部には上部熱水噴射管５、殺菌槽７内の上部熱水噴射管５より低い位置である殺菌槽７内の左右側部に下部熱水噴射管６を設ける。上部熱水噴射管５及び下部熱水噴射管６は、殺菌槽直胴部と平行になるように設置しており、それぞれ熱水供給管１３と接続している。上部熱水噴射管５には上部噴射ノズル９、下部熱水噴射管６にも下部噴射ノズル１０を多数配置している。上部噴射ノズル９は積み重ねたトレイ４の上部からトレイ４の上面に向けて下向きに熱水を噴射し、下部噴射ノズル１０は積み重ねたトレイ４の側部からトレイ４の側面に向けて横向きに熱水を噴射するようにしておく。
【００１７】
加熱殺菌を行う場合、被殺菌物３を殺菌槽７内に収容後、開閉扉８を閉じて殺菌槽７内を密閉し、上部熱水噴射管５と下部熱水噴射管６へ熱水を供給する。上部熱水噴射管５の上部噴射ノズル９と、側部熱水噴射管６の下部噴射ノズル１０は、トレイ４に向けて熱水を噴射する。熱水噴射ノズルからの熱水は、トレイ４の上面や側面からトレイ内へ入り、被殺菌物３の表面を流れながら被殺菌物３の加熱を行う。各トレイ内に入った熱水は、被殺菌物３を加熱しながら被殺菌物３の下部へと流れ、トレイ４の底板に開けている穴を通って下方へ落下する。トレイ４は多数段積み重ねているため、落下した熱水は下段のトレイ４に入り、再び下段の被殺菌物３において再び加熱を行うということを繰り返す。
【００１８】
上部熱水噴射管５及び下部熱水噴射管６と接続している熱水供給管１３は、他端側を殺菌槽７の底部と接続しておき、途中に循環ポンプ２を設けている。熱水供給管１３は、殺菌槽７の底部まで落下してたまっている熱水を、上部熱水噴射管５及び下部熱水噴射管６へ送って循環させるものであり、途中で上部熱水噴射管５側と下部熱水噴射管６側に分岐している。また、熱水供給管１３の途中には、上部熱水噴射管５（上部噴射ノズル９）へ供給する熱水量と、下部熱水噴射管６（下部噴射ノズル１０）へ供給する熱水量を調節する熱水供給量調節装置１を設けておく。熱水供給量調節装置１は、上部熱水噴射管側と下部熱水噴射管側の分岐点にダンパ装置や三方弁を設けたり、分岐した後の配管中に開閉弁をそれぞれ設けるなどしておき、上部熱水噴射管側へ供給する熱水量と下部熱水噴射管側へ供給する熱水量を調節する。
【００１９】
そして、殺菌槽７内の上部における雰囲気温度と下部における雰囲気温度をそれぞれ検出する温度検出装置１２を設けておき、温度検出装置１２で検出する上部雰囲気温度と下部雰囲気温度の差に基づいて熱水供給量調節装置１の制御を行う。なお、ここで雰囲気温度を検出するのは、被殺菌物３の位置による加熱量の差を検出するためのものであるが、雰囲気温度検出に替えて、上方段のトレイ内に配置した被殺菌物３の温度と下方段のトレイ内に配置した被殺菌物３の温度を検出するようにしておき、品温に基づいて被殺菌物３の位置による加熱量の差を検出するようにしてもよい。
【００２０】
また、下部熱水噴射管６へ供給している熱水の圧力を検出する圧力検出装置１１を設けておき、熱水供給量調節装置１では圧力検出装置１１で検出する圧力値が上限値より高くならないようにも制御する。
【００２１】
熱水供給量調節装置１による熱水供給の制御を図３のフローチャートに基づいて説明する。まず、温度検出装置１２にて殺菌槽７内の上部における雰囲気温度の検出（Ｓ１）と、殺菌槽７内の下部における雰囲気温度の検出（Ｓ２）を行う。次に、検出した上部雰囲気温度と下部雰囲気温度の差を算出（Ｓ３）しておく。算出した温度差をあらかじめ定めておいた下部噴射割合増加判断のための所定量（Ｘ℃）と比較（Ｓ４）し、下部噴射量を増加する必要性の判断を行う。
【００２２】
温度差が所定量（Ｘ℃）より大きかった場合、次に圧力検出装置１１によって熱水供給圧力を検出し（Ｓ５）、検出した圧力値をあらかじめ定めておいた水圧の上限値と比較（Ｓ６）する。圧力値が上限値よりも低ければ、熱水供給量調節装置１によって下部熱水噴射管６側へ供給する熱水量を多くする（Ｓ７）。
【００２３】
熱水供給量調節装置１が図１・図２に記載しているようなダンパ装置であった場合、熱水を下部熱水噴射管６側へ多く導入するようにダンパの開度を変化させる。熱水供給量調節装置１が分岐後の配管に設けている開閉弁であれば、上部熱水噴射管側に設けている開閉弁の開度を小さくし、下部熱水噴射管側に設けている開閉弁の開度を大きくする。上部熱水噴射管側の開閉弁にＯＮ−ＯＦＦ弁を用い、上部熱水噴射管側の開閉弁を閉じるだけでも加熱量調節の効果があるが、その場合には熱水供給量の変化が過剰になることがあるため、開度を比例的に調節することのできる弁を用いる方が好ましい。また、上部熱水噴射管側と下部熱水噴射管側にそれぞれ比例弁を設けておき、両者を逆方向に同期させて制御することでより好ましい熱水供給量調節が行える。
【００２４】
なお、下部熱水噴射管６へ供給する熱水の圧力が高くなりすぎると、下部噴射ノズル１０から噴射する熱水がトレイ４内の被殺菌物３を吹き飛ばし、トレイ４内で被殺菌物３が片寄るおそれがある。そのため、下部熱水噴射管６へ供給する熱水量を増加するのは、圧力検出装置１１で検出する下部熱水噴射管６における水圧の値が上限値未満の場合のみとし、既に下部熱水噴射管６での水圧が上限値まで上昇していた場合は、それ以上には下部熱水噴射管６への熱水供給量を増加させないことで被殺菌物３の片寄りを防ぐ。
【００２５】
上部雰囲気温度と下部雰囲気温度の差が所定量（Ｘ℃）より小さかった場合は、下部熱水噴射管６側へ供給する熱水量は増加せず、逆に増加した熱水噴射管６側への供給量を減少させることの検討を行う。下部熱水噴射管６側へ供給する熱水量の減少を検討するのは、下部熱水噴射管６側へ供給する熱水量を増加している場合のみであり、通常の状態より減らす必要はないため、下部熱水噴射管６への熱水供給量を増加していなかった場合は供給量の変更は行わない（Ｓ８）。
【００２６】
下部熱水噴射管６側へ供給する熱水量を増加していた場合には、この時の上部雰囲気温度と下部雰囲気温度の差を、あらかじめ定めておいた下部噴射割合減少判断のための所定量（Ｙ℃）と比較（Ｓ９）し、温度差が所定量（Ｙ℃）より小さかった場合、熱水供給量調節装置１によって下部熱水噴射管６側へ供給する熱水量を少なくする（Ｓ１０）。
【００２７】
下部熱水噴射管６への熱水供給量を増加すると、下部噴射ノズル１０から噴射する熱水量が増加するため、下方段のトレイへ直接供給する熱水量が増加する。上部噴射ノズル９からトレイ４の上面へ噴射した熱水は、上方段のトレイに収容している被殺菌物３を加熱しながら下方段のトレイへと落下していくため、熱水の温度は徐々に低下していく。そのため、下方段のトレイに収容している被殺菌物３に対する加熱量が、上方段のトレイに収容している被殺菌物３に対する加熱量に比べて少なくなっていた。この時、熱水供給量調節装置１によって下部熱水噴射管６へ供給する熱水量を増加すると、下方段のトレイ内には温度の低下していない熱水が多く供給されることになるため、下方段のトレイに収容している被殺菌物３に対する加熱量が増加し、上段品温と下段品温の差を少なくすることができる。
【００２８】
また、下部熱水噴射管６への熱水供給量を必要以上に多くした場合や、昇温工程の終盤となり、上部雰囲気温度と下部雰囲気温度の差が狭まった場合は、増加していた下部熱水噴射管６への熱水供給量を減少することで、熱水供給割合を適正に保つ。熱水供給量調節装置１によって下部熱水噴射管６へ供給する熱水量を増加した場合、上部熱水噴射管５へ供給する熱水量は少なくなる。この時、下部熱水噴射管６では圧力損失が増大するため、上部噴射ノズル９から噴射する熱水量と下部噴射ノズル１０から噴射する熱水量を合計した値は減少することになる。そのため、下部熱水噴射管６への熱水供給量を増加している時であって、上部雰囲気温度と下部雰囲気温度の差が狭まっており、下部熱水噴射管６への熱水供給量を減らすことができる場合には、熱水供給割合を通常の状態に戻した方が被殺菌物全体での温度上昇時間を短縮する効果が得られる。
【００２９】
下部熱水噴射管６への熱水供給量を増加すれば、トレイ４内で被殺菌物３が片寄るおそれがあるため、下部熱水噴射管６への熱水供給量の増加には限界がある。このとき、下部熱水噴射管６へ供給する熱水量の上限値をあらかじめ定めておくのではなく、圧力検出装置１１で検出している圧力値に基づいて下部熱水噴射管６へ供給する熱水量の限界を判断することで、より限界近くまで下部熱水噴射管６への熱水供給量を増加することができるため、加熱量の差を低減する効果を高めることができる。
【００３０】
なお、上記の実施例では殺菌槽内での温度を検出することで、下方段のトレイに収容している被殺菌物に対する加熱量が、上方段のトレイに収容している被殺菌物に対する加熱量に比べて少なくなっている時期を検出している。しかし、昇温工程の中盤で加熱量の差が拡大し、昇温工程の終盤で加熱量の差が減少するという一定のパターンを描く加熱殺菌装置であれば、殺菌槽内の昇温開始からの経過時間が第１の設定時間に到達すると下部噴射ノズルへの熱水供給量を増加し、その後に第２の設定時間に到達すると下部噴射ノズルへの熱水供給量を通常の状態に戻す制御を行うことで、加熱量の差を低減する効果を簡単に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施例である加熱殺菌装置の縦断面図
【図２】本発明の一実施例である加熱殺菌装置の横断面平面図
【図３】一実施例における熱水供給量調節のフローチャート
【図４】従来例での昇温工程における上段品温と下段品温の変化を示したグラフ
【符号の説明】
【００３２】
１  熱水供給量調節装置
２  循環ポンプ
３  被殺菌物
４  トレイ
５  上部熱水噴射管
６  下部熱水噴射管
７  殺菌槽
８  開閉扉
９  上部噴射ノズル
１０  下部噴射ノズル
１１  圧力検出装置
１２  温度検出装置
１３  熱水供給管
【図１】
2006136235.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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