(57)【要約】【課題】  本来的に有する特性をできるだけ損なわない品質の粉粒体を得ることのできるように機能性の向上を図る。【解決手段】  管体で構成され入口から吹き込まれる高温の気体によって管体内部に供給される粉粒体の殺菌を行い、出口から粉粒体を気体とともに排出する処理装置１と、処理装置１から排出された気体と粉粒体とを分離して粉粒体を取出す固気分離装置２０とを備え、処理装置１を、一端側に気体の入口３を有した主管体２を備えて構成し、主管体２の他端開口側を気体が循環して旋回可能になるようにループ状に形成して他端開口４を主管体２の入口側に接続し、入口側にフィーダー５からの粉粒体の供給口６を設け、ループ状に形成されたループ状部７の他端開口側の内周部に気体及び粉粒体の出口８を形成した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管体で構成された処理装置の入口から高温の気体を吹き込むとともに該処理装置内に粉粒体を供給し、該高温の気体によって該粉粒体の殺菌を行い、該処理装置の出口から該粉粒体を気体とともに排出し、その後、気体と粉粒体とを分離して該粉粒体を取出す粉粒体の殺菌方法において、
上記処理装置内の気体の出口温度Ｔａを、１２０℃≦Ｔａ≦２００℃に設定するとともに、気体の流速Ｖを、２０ｍ／ｓ≦Ｖ≦４０ｍ／ｓに設定し、気体のブロワー吹き出し圧力Ｐを、４ｋPa≦Ｐ≦１５ｋPaに設定し、粉粒体の平均滞留時間Ｍを、０．１ｓ≦Ｍ≦１ｓにしたことを特徴とする粉粒体の殺菌方法。
【請求項２】
上記分離された粉粒体を冷却装置により急冷することを特徴とする請求項１記載の粉粒体の殺菌方法。
【請求項３】
上記冷却装置での粉粒体の冷却温度Ｔｂを、０℃≦Ｔｂ≦３０℃に設定したことを特徴とする請求項２記載の粉粒体の殺菌方法。
【請求項４】
上記処理装置内で、気体を旋回させることを特徴とする請求項１乃至３何れかに記載の粉粒体の殺菌方法。
【請求項５】
上記分離される気体を再び上記処理装置の入口に導き、該気体を循環させることを特徴とする請求項１乃至４何れかに記載の粉粒体の殺菌方法。
【請求項６】
上記分離された気体から余分な水蒸気を除去することを特徴とする請求項５記載の粉粒体の殺菌方法。
【請求項７】
管体で構成され入口から吹き込まれる高温の気体によって該管体内部に供給される粉粒体の殺菌を行い、出口から該粉粒体を気体とともに排出する処理装置と、該処理装置から排出された気体と粉粒体とを分離して該粉粒体を取出す固気分離装置とを備えた粉粒体の殺菌システムにおいて、
上記処理装置を、一端側に気体の入口を有した主管体を備えて構成し、該主管体の他端開口側を気体が循環して旋回可能になるようにループ状に形成して該他端開口を該主管体の入口側に接続し、上記入口側に粉粒体の供給口を設け、上記ループ状に形成されたループ状部の上記他端開口側の内周部に気体及び粉粒体の出口を形成したことを特徴とする粉粒体の殺菌システム。
【請求項８】
上記処理装置を、上記主管体の下流側に設けられた副管体を備えて構成し、該副管体の一端開口を入口として上記主管体の出口に接続し、他端開口を出口として上記固気分離装置に接続したことを特徴とする請求項７記載の粉粒体の殺菌システム。
【請求項９】
上記固気分離装置から分離される気体を再び上記処理装置の入口に導き、該気体を循環させる循環管路を設け、該循環管路に気体を補充する気体補充部を接続し、該循環管路に気体を加熱する気体加熱部を介装したことを特徴とする請求項７または８記載の粉粒体の殺菌システム。
【請求項１０】
上記固気分離装置により分離された気体から余分な水蒸気を除去する水分調整部を設けたことを特徴とする請求項９記載の粉粒体の殺菌システム。
【請求項１１】
上記水分調整部を、上記固気分離装置の下流側において上記循環管路の上位と下位との間に接続され該循環管路から気体の一部を取り出して再び該循環管路に戻す分岐管と、該分岐管に介装され気体中の水蒸気を除去する凝縮器とを備えて構成したことを特徴とする請求項１０記載の粉粒体の殺菌システム。
【請求項１２】
上記固気分離装置の下流側に該固気分離装置により分離された粉粒体を急冷する冷却装置を備えたことを特徴とする請求項７乃至１１何れかに記載の粉粒体の殺菌システム。
【請求項１３】
上記冷却装置を、管体で構成され入口から吹き込まれる低温の気体によって該管体内部に供給される粉粒体の冷却を行い、出口から該粉粒体を気体とともに排出する冷却管部と、該冷却管部から排出された気体と粉粒体とを分離して該粉粒体を取出す冷却固気分離装置とを備えて構成したことを特徴とする請求項１２記載の粉粒体の殺菌システム。
【請求項１４】
上記冷却固気分離装置から分離される気体を再び上記冷却管部の入口に導き、該気体を循環させる循環通路を設けたことを特徴とする請求項１３記載の粉粒体の殺菌システム。
【請求項１５】
上記循環通路に、冷媒との熱交換により気体を冷却する気体冷却器を設け、上記冷却管部を、上記気体冷却器において熱交換が行われた後の冷媒が供給され管体との熱交換を行う熱交換部を備えて構成したことを特徴とする請求項１４記載の粉粒体の殺菌システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、そば粉や小麦粉、米粉等の穀類粉等の食品に係る粉粒体をはじめ種々の粉粒体を殺菌する粉粒体の殺菌方法及び粉粒体の殺菌システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、粉粒体のうち穀類粉としてのそば粉や小麦粉等から製造される生麺は、原料粉粒体中に存在する微生物によってその保存期間が制限されるため、エタノール製剤を添加して販売される。しかしながら、アルコール臭により本来の風味が損なわれているため、原料粉粒体の本来的に有する風味や色等の特性を損なうことなく殺菌することが望まれる。
従来から、粉粒体を対象にした物理的殺菌法としては、加熱殺菌法と非加熱殺菌法とがある。前者には放射伝熱や伝導伝熱による乾熱殺菌法、過熱水蒸気を用いての対流伝熱および凝縮伝熱を利用した過熱水蒸気殺菌法、遠赤外線殺菌法、赤外線殺菌法などがある。後者には、瞬間除圧式殺菌法、衝撃波殺菌法、マイクロ波殺菌法、紫外線殺菌法、パルス閃光殺菌法、Ｘ線やγ線等の電波放射線殺菌法、荷電粒子線殺菌（低エネルギー電子線）等がある。そして、食品製造分野で実施可能な殺菌法は、加熱殺菌法では乾熱殺菌法、過熱水蒸気殺菌法、遠赤外線殺菌法および赤外線殺菌法、非加熱殺菌法ではマイクロ波殺菌法および紫外線殺菌法が挙げられる。
【０００３】
ところで、このうち、殺菌対象である食品素材である粉粒体への物理的・化学的特性への影響を小さくできる手法は、例えば、過熱水蒸気による殺菌が考えられる。従来、例えば、図１９に示すように、この種の粉粒体の殺菌装置１００としては、一端側から気体としての過熱水蒸気が送給されるとともに粉粒体供給器１０１からの粉体が供給される管体１０２を備え、この管体１０２の一端側の入口を水蒸気の過熱器１０３に接続し、管体１０２の出口をサイクロンからなる固気分離装置１０４に接続したものがある。１０５は過熱水蒸気を循環させるブロワーである。そして、管体１０２の入口から過熱水蒸気を吹き込むとともに粉粒体供給器１０１から内部に粉粒体を供給し、高温の過熱水蒸気によって粉粒体を乾燥させ、管体１０２の出口から粉粒体を気体とともに排出し、その後、固気分離装置１０４によって気体から粉粒体を分離して取出すようにしている（例えば、特開昭５６−２６１８０号公報等に掲載）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５６−２６１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の粉粒体の殺菌方法においては、温度条件や粉粒体の滞留時間等の条件によって、原料粉粒体の本来的に有する風味や色等の特性を損なうこともしばしばあるという問題があった。また、従来の殺菌装置においては、気体が直進するので粉粒体の団粒構造から単粒構造への解砕が不十分になることもあり、殺菌効果に劣るという問題もあった。
本発明は上記の点に鑑みて為されたもので、本来的に有する特性をできるだけ損なわない品質の粉粒体を得ることのできるように機能性の向上を図った粉粒体の殺菌方法及び粉粒体の殺菌システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的を達成するための本発明の粉粒体の殺菌方法は、管体で構成された処理装置の入口から高温の気体を吹き込むとともに該処理装置内に粉粒体を供給し、該高温の気体によって該粉粒体の殺菌を行い、該処理装置の出口から該粉粒体を気体とともに排出し、その後、気体と粉粒体とを分離して該粉粒体を取出す粉粒体の殺菌方法において、
上記処理装置内の気体の出口温度Ｔａを、１２０℃≦Ｔａ≦２００℃に設定するとともに、気体の流速Ｖを、２０ｍ／ｓ≦Ｖ≦４０ｍ／ｓに設定し、気体のブロワー吹き出し圧力Ｐを、４ｋPa≦Ｐ≦１５ｋPaに設定し、粉粒体の平均滞留時間Ｍを、０．１ｓ≦Ｍ≦１ｓにした構成としている。具体的には、０．２１８ｓ≦Ｍ≦０．４３５ｓである。
望ましくは、１３０℃≦Ｔａ≦１９０℃、２８ｍ／ｓ≦Ｖ≦３８ｍ／ｓ、５ｋPa≦Ｐ≦１３ｋPa、０．２ｓ≦Ｍ≦０．４ｓである。具体的には０．２２９ｓ≦Ｍ≦０．３１１ｓである。
より望ましくは、１４０℃≦Ｔａ≦１８０℃、２９ｍ／ｓ≦Ｖ≦３６ｍ／ｓ、６ｋPa≦Ｐ≦１２ｋPa、０．２４ｓ≦Ｍ≦０．３ｓである。具体的には、０．２４２ｓ≦Ｍ≦０．３００ｓである。
【０００７】
気体としては、例えば、空気，窒素，過熱水蒸気，ヘリウムやアルゴンなどの不活性ガス等適宜の気体を用いることができる。望ましくは、低酸素気体がよい。
これにより、この処理装置において粉粒体を供給すると、高温の気体が吹き込まれ、粉粒体は管体内で気体の気流に晒されて流動し、そのため、団粒状のものも単粒構造へ解砕させられ、粉粒体の粒子表面が均一かつ短時間で加熱処理され、殺菌される。そして、殺菌が終わった粉粒体は気体とともに出口から排出され、その後、気体から分離されて取り出される。
この場合、温度条件等を、上記の範囲に設定したので、適切な殺菌が行われ、本来的に有する特性をできるだけ損なわない品質の粉粒体を得ることができる。特に、そば粉や小麦粉等の穀類粉等の食品に係る粉粒体には好ましいものになる。
温度が低いと殺菌が不十分になる。温度が高すぎると粉粒体の特性に悪影響を与える。流速や圧力が低いと、粉粒体の単粒構造への解砕が不十分になる。また、流速や圧力が高すぎると粉粒体の滞留時間が短くなって殺菌効果が不十分になり好ましくない。
【０００８】
そして、必要に応じ、上記分離された粉粒体を冷却装置により急冷する構成としている。気体から分離された粉粒体の温度は高くなっているので、そのままの状態であると、過剰な乾燥が起きたり、化学変化が生じて風味を損ねるなど特性に悪影響を及ぼすが、急冷するので、高温による悪影響が抑止され、より一層本来的に有する特性をできるだけ損なわない品質の粉粒体を得ることができるようになる。また、微生物や化学物質による２次汚染を防止することができる。
【０００９】
この場合、上記冷却装置での粉粒体の冷却温度Ｔｂを、０℃≦Ｔｂ≦３０℃に設定したことが有効である。
望ましくは、５℃≦Ｔｂ≦２０℃、より望ましくは、１０℃≦Ｔｂ≦１５℃である。
この範囲で、粉粒体を適正な状態に置くことができる。
【００１０】
また、必要に応じ、上記処理装置内で、気体及び粉粒体を旋回させる構成としている。これにより、高温の気体が吹き込まれ粉粒体が供給されると、粉粒体は気流により下流へ流動させられるとともに、旋回させられて慣性分離し、適宜気体とともに排出されていく。この場合、粉粒体は、旋回させられて慣性分離させられるので、団粒状のものも確実に単粒構造へ解砕させられ、粒子表面が均一かつ短時間で加熱処理され、殺菌されていく。また、旋回させられるので、気体に晒される滞留時間が長くなり、この点でも確実に殺菌が行われ、殺菌効率が向上させられる。
【００１１】
更に、必要に応じ、上記分離される気体を再び上記処理装置の入口に導き、該気体を循環させる構成としている。この場合、気体として過熱水蒸気を用いる場合にはその調整が比較的容易であるが、気体として窒素等の非凝縮性の気体を用いる場合には、管体内においては、粉粒体からは高温の気体によりある程度蒸発が行われ、循環する気流中には先に粉粒体から蒸発した水分が水蒸気として含有させられているので、気体による加熱の際に、粉粒体から水分が蒸発し過ぎることが防止され、そのため、本来的に有する特性をできるだけ損なわない品質の粉粒体を得ることができる。また、気体を循環させて使用するので、気体の熱エネルギー効率が向上し、省エネルギー化を図ることができる。
【００１２】
そして、必要に応じ、上記分離された気体から余分な水蒸気を除去する構成としている。気体を循環させるので、気体中の水蒸気が多くなり、例えば、気体中の水蒸気が飽和水蒸気量に達したり、気体の温度が露点以下に冷却されると、粉粒体の表面で水蒸気が凝縮して粉粒体が凝集するなどして弊害が出ることもあるが、余分の水分が除去されるので、適正な水分量の高温気体で粉粒体の加熱殺菌を行うことができるようになる。
【００１３】
そしてまた、上記目的を達成するための本発明の粉粒体の殺菌システムは、管体で構成され入口から吹き込まれる高温の気体によって該管体内部に供給される粉粒体の殺菌を行い、出口から該粉粒体を気体とともに排出する処理装置と、該処理装置から排出された気体と粉粒体とを分離して該粉粒体を取り出す固気分離装置とを備えた粉粒体の殺菌システムにおいて、上記処理装置を、一端側に気体の入口を有した主管体を備えて構成し、該主管体の他端開口側を気体が循環して旋回可能になるようにループ状に形成して該他端開口を該主管体の入口側に接続し、上記入口側に粉粒体の供給口を設け、上記ループ状に形成されたループ状部の上記他端開口側の内周部に気体及び粉粒体の出口を形成した構成としている。
【００１４】
これにより、この処理装置に粉粒体を供給すると、高温の気体が吹き込まれ、粉粒体は管体内で気体の気流に晒されて流動し、そのため、団粒状のものも単粒構造へ解砕させられ、粒子表面が均一かつ短時間で加熱処理され、殺菌される。そして、殺菌が終わった粉粒体は気体とともに出口から排出され、その後、固気分離装置において、気体から分離されて取出される。この際、主管体の入口から高温の気体が吹き込まれ、供給口から粉粒体が供給されると、粉粒体は気体の気流により装置排出口方向へ流動させられ、ループ状部において旋回させられ、適宜気体とともに排出口から排出されていく。この場合、粉粒体は、ループ状部において旋回させられるので、団粒状のものも確実に単粒構造へ解砕させられ、粒子表面が均一かつ短時間で加熱処理され、殺菌されていく。また、旋回させられるので、気体に晒される滞留時間が長くなり、この点でも確実に殺菌が行われる。
【００１５】
そして、必要に応じ、上記処理装置を、上記主管体の装置排出口方向側に設けられた副管体を備えて構成し、該副管体の一端開口を入口として上記主管体の出口に接続し、他端開口を出口として上記固気分離装置に接続した構成としている。これにより、主管体から排出された気体及び粉粒体は副管体に流入して出口から排出される。そのため、副管体においても気体に晒されるので、それだけ、滞留時間を長くすることができ、この点でも確実に殺菌が行われる。
【００１６】
また、必要に応じ、上記固気分離装置から分離される気体を再び上記処理装置の入口に導き、該気体を循環させる循環管路を設け、該循環管路に気体を補充する気体補充部を接続し、該循環管路に気体を加熱する気体加熱部を介装した構成としている。これにより、固気分離装置から排出される気体は、循環管路を通って、気体加熱部で所定温度に再加熱され、再び処理装置の入口に導かれ循環させられる。気体が消費されたときは、気体補充部から気体が補充される。この場合、気体として過熱水蒸気を用いる場合にはその調整が比較的容易であるが、気体として窒素等の非凝縮性の気体を用いる場合には、管体内においては、粉粒体からは高温の気体によりある程度の水分蒸発が行われ、循環する気体中には先に粉粒体から蒸発した水分が水蒸気として含有させられているので、気体による加熱の際に、粉粒体から水分が蒸発し過ぎることが防止され、そのため、本来的に有する特性をできるだけ損なわない品質の粉粒体を得ることができる。また、気体を循環させるので、気体の熱エネルギー効率が向上し、省エネルギー化を図ることができる。
【００１７】
また、必要に応じ、上記固気分離装置により分離された気体から余分な水蒸気を除去する水分調整部を設けた構成としている。気体の循環により、気体中の水蒸気が多くなり、例えば、気体中の水蒸気が飽和水蒸気量に達したり、気体の温度が露点以下に冷却されると、粉粒体の表面で水蒸気が凝縮して粉粒体が凝集するなどして弊害が出ることもあるが、水分調整部により気体中の余分の水蒸気を除去して水分を調整できるので、適正な水分量の高温気体で粉粒体の加熱殺菌を行うことができるようになる。
【００１８】
この場合、必要に応じ、上記水分調整部を、上記固気分離装置の下流側において上記循環管路の上位と下位との間に接続され該循環管路から気体の一部を取り出して再び該循環管路に戻す分岐管と、該分岐管に介装され気体中の水蒸気を除去する凝縮器とを備えて構成している。気体の一部を取り出して気体中の水蒸気量を調整するので、その調整が容易であり、また、一部の気体の温度が低下するだけなので、その後、気体加熱部による加熱も容易になり、熱エネルギー効率を向上させることができる。
【００１９】
また、必要に応じ、上記固気分離装置の下流側に該固気分離装置により分離された粉粒体を急冷する冷却装置を備えた構成としている。気体から分離された粉粒体の温度は高くなっているので、そのままの状態であると、過剰な乾燥が起きたり、化学変化が生じて風味を損ねるなど特性に悪影響を及ぼすが、冷却装置により急冷するので、高温による悪影響が抑止され、より一層本来的に有する特性をできるだけ損なわない品質の粉粒体を得ることができるようになる。
【００２０】
更に、必要に応じ、上記冷却装置を、管体で構成され入口から吹き込まれる低温の気体によって該管体内部に供給される粉粒体の冷却を行い、出口から該粉粒体を気体とともに排出する冷却管部と、該冷却管部から排出された気体と粉粒体とを分離して該粉粒体を取出す冷却固気分離装置とを備えて構成している。気体としては、例えば、空気，窒素等適宜の気体を用いることができる。管体内に吹き込まれる冷却気体により冷却するので、冷却効率が極めてよく、速やかに冷却を行うことができ、より一層本来的に有する特性をできるだけ損なわない品質の粉粒体を得ることができるようになる。また、微生物や化学物質による２次汚染を防止することができる。
【００２１】
更にまた、必要に応じ、上記冷却固気分離装置から分離される気体を再び上記冷却管部の入口に導き、該気体を循環させる循環通路を設けた構成としている。気体を循環させるので、熱エネルギー効率を向上させることができる。
【００２２】
この場合、必要に応じ、上記循環通路に、冷媒との熱交換により気体を冷却する気体冷却器を設け、上記冷却管部を、上記気体冷却器において熱交換が行われた後の冷媒が供給され管体との熱交換を行う熱交換部を備えて構成している。気体の冷却のみならず、冷却管部自体も冷却するので、それだけ、冷却効率が向上させられ、粉粒体を速やかに冷却することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、処理装置において粉粒体を供給すると、高温の気体が吹き込まれ、粉粒体は管体内で気流に晒されて流動するので、団粒状のものも単粒構造へ解砕させられ、そのため、粉粒体の粒子表面を均一かつ短時間で加熱処理し、殺菌することができる。この場合、温度条件等を適切な範囲に設定したので、適正な殺菌が行われ、本来的に有する特性をできるだけ損なわない品質の粉粒体を得ることができる。特に、そば粉や小麦粉等の穀類粉等の食品に係る粉粒体には好ましいものになる。
また、本発明の殺菌システムによれば、主管体の入口から高温の気体が吹き込まれ、供給口から粉粒体が供給されると、粉粒体は気体の気流により下流へ流動させられ、ループ状部において旋回させられ、適宜気体とともに排出口から排出されていく。この場合、粉粒体は、ループ状部において旋回させられるので、団粒状のものも確実に単粒構造に解砕することができ、粉粒体の粒子表面を均一かつ短時間で加熱処理して殺菌することができる。また、粉粒体は、旋回させられるので、気体に晒される滞留時間が長くなり、この点でも確実に殺菌を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係る粉粒体の殺菌システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る粉粒体の殺菌システムにおいて処理部の主管体の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る粉粒体の殺菌システムの冷却装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る粉粒体の殺菌システムを示し、（ａ）は全体の正面図、（ｂ）は処理装置及び固気分離装置を示す側面図、（ｃ）は冷却装置の要部を示す側面図である。
【図５】本発明の試験例に係り、試料１〜７のそば粉の加熱殺菌処理条件を示す表図である。
【図６】本発明の試験例に係り、試料８〜１１のそば粉の加熱殺菌処理条件を示す表図である。
【図７】本発明の試験例に係り、分析試料採取の方法を示す図である。
【図８】本発明の試験例に係り、無処理そば粉と試料１〜１１のそば粉の臭気類似度及び殺菌条件を示す表図である。
【図９】本発明の試験例に係り、無処理そば粉（Control-1）及び試料１〜５の各臭気要素の寄与の変化を示すグラフ図である。
【図１０】本発明の試験例に係り、試料６，７、無処理そば粉（Control-2）及び試料８，９の各臭気要素の寄与の変化を示すグラフ図である。
【図１１】本発明の試験例に係り、試料１０，１１の各臭気要素の寄与の変化を示すグラフ図である。
【図１２】本発明の試験例に係り、無処理そば粉に対する加熱殺菌処理そば粉の臭気類似度における加熱殺菌処理パス数の依存性を示すグラフ図である。
【図１３】本発明の試験例に係り、無処理そば粉に対する加熱殺菌処理そば粉の臭気寄与9要素における加熱殺菌処理パス数の依存性を示す表図である。
【図１４】本発明の試験例に係り、無処理そば粉に対する加熱殺菌処理そば粉の臭気類似度における風量低下条件での加熱殺菌処理パス数の依存性を示すグラフ図である。
【図１５】本発明の試験例に係り、無処理そば粉に対する加熱殺菌処理そば粉の臭気寄与9要素における風量低下条件での加熱殺菌処理パス数の依存性を示す表図である。
【図１６】本発明の試験例に係り、無処理そば粉に対する加熱殺菌処理そば粉の臭気類似度における気流温度変化の依存性を示すグラフ図である。
【図１７】本発明の試験例に係り、無処理そば粉に対する加熱殺菌処理そば粉の臭気寄与9要素における気流温度変化の依存性を示す表図である。
【図１８】本発明の試験例に係り、無処理そば粉と試料１〜１１のそば粉中の微生物生菌数を示す表図である。
【図１９】従来の粉粒体の殺菌装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態に係る粉粒体の殺菌方法及び粉粒体の殺菌システムについて詳細に説明する。本発明の実施の形態に係る粉粒体の殺菌方法は、本発明の実施の形態に係る粉粒体の殺菌システムにおいて実現されるので、この殺菌システムの作用において説明する。
図１乃至図４には、本発明の実施の形態に係る粉粒体の殺菌システムＳを示している。本システムＳは、管体で構成され入口から吹き込まれる高温の気体によって管体内部に供給される粉粒体の殺菌を行い、出口からこの粉粒体を気体とともに排出する処理装置１と、この処理装置１から排出された気体と粉粒体とを分離して粉粒体を取出す固気分離装置２０とを備えている。気体としては、実施の形態では窒素ガスを用いている。
【００２６】
処理装置１は、上流側の主管体２と、主管体２に接続された下流側の副管体１０とを備えて構成されている。
主管体２は、図２に示すように、一端側に気体の入口３を有している。この主管体２の他端開口４側は、気体が循環して旋回可能になるようにループ状に形成されており、他端開口４は主管体２の入口３側に接続されている。主管体２の入口３側には、フィーダー５から供給される粉粒体の供給口６が設けられている。ループ状に形成されたループ状部７の他端開口４側の内周部には、気体及び粉粒体の出口８が形成されている。このループ状に形成されたループ状部７により、気体と粉粒体が旋回し慣性分離を容易な状態にし、後段の固気分離装置２０につなげている。
【００２７】
また、図１に示すように、主管体２の下流側に設けられた副管体１０においては、この副管体１０の一端開口１１が入口１２として主管体２の出口８に接続され、他端開口１３が出口１４として固気分離装置２０に接続されている。副管体１０は、蛇行形成されている。実施の形態では、上記の主管体２の入口３から副管体１０の出口１４までの長さを８７００ｍｍ、配管内径を７０ｍｍに設定している。
更に、固気分離装置２０は、副管体１０の出口１４に接続された気体及び粉粒体の流入口２１、粉粒体の粉粒体流出口２２及び気体の気体流出口２３を備えた周知のサイクロンで構成されている。
【００２８】
また、本システムＳは、固気分離装置２０から分離される気体を再び処理装置１の入口３に導き、気体を循環させる循環管路３０が設けられている。循環管路３０には、処理装置１の上流側で、ガスボンベ３１からの気体を補充する気体補充部３２が接続されおり、適時に補充可能にしている。また、気体補充部３２の下流側には、気体を処理装置１へ送る送風機（導入ブロワー）３３が介装されている。また、循環管路３０には送風機３３からの気体を加熱する電熱ヒータを備えた気体加熱部３４が介装されている。更に、循環管路３０には、固気分離装置２０の下流側に、固気分離装置２０から気体を吸引して排気して下流側に送出する排風機（排出ブロワー）３５が介装されている。３６は排風機３５の下流側に介装されたフィルターである。
【００２９】
更に、本システムＳにおいては、固気分離装置２０により分離された気体から余分な水蒸気を除去する水分調整部４０が設けられている。水分調整部４０は、固気分離装置２０，排風機３５及びフィルター３６の下流側において循環管路３０の上位と下位との間に接続され、循環管路３０から気体の一部を取り出して再び循環管路３０に戻す分岐管４１と、分岐管４１に介装され気体中の水蒸気を除去する凝縮器４２とを備えて構成されている。凝縮器４２は冷水供給部４３からの冷水を冷媒として気体を冷却する。凝縮器４２の下流側には凝縮された水分を貯留する集水部４４、集水部４４からの気体中のミスト（液体の微粒子）を除去するミストセパレータ４５が設けられている。４６は分岐管４１への気体の供給量を調整する調整弁である。
【００３０】
更にまた、本システムＳにおいては、固気分離装置２０の下流側に、固気分離装置２０により分離された粉粒体を急冷する冷却装置５０が備えられている。
図３に示すように、冷却装置５０は、管体５１で構成され入口５２から吹き込まれる低温の気体によって管体５１内部に供給される粉粒体の冷却を行い、出口５３から粉粒体を気体とともに排出する冷却管部５４と、冷却管部５４から排出された気体と粉粒体とを分離して粉粒体を取出す冷却固気分離装置５５とを備えて構成されている。気体としては、実施の形態では窒素ガスを用いている。冷却管部５４の管体５１は蛇行形成されている。冷却管部５４の上流側には低温の気体を冷却管部５４に導入する導入管５６が設けられており、この導入管５６に上記の固気分離装置２０からの粉粒体が供給される粉粒体供給管５７が接続されており、粉粒体は導入管５６を流れる気体により粉粒体供給管５７の出口から取り込まれて搬送される。また、冷却固気分離装置５５は、冷却管部５４の出口５３に接続された気体及び粉粒体の流入口５５ａ、粉粒体の粉粒体流出口５５ｂ及び気体流出口５５ｃを備えた周知のサイクロンで構成されている。
【００３１】
また、本システムＳにおいては、冷却固気分離装置５５から分離される気体を再び冷却管部５４の入口５２に導き、気体を循環させる循環通路６０が設けられている。循環通路６０は上記の導入管５６を含む。この循環通路６０には、冷媒との熱交換により気体を冷却する気体冷却器６１が設けられている。また、冷却管部５４は、気体冷却器６１において熱交換が行われた後の冷媒が供給され管体５１との熱交換を行う熱交換部６２を備えて構成されている。冷媒は冷水であり、冷水タンク６３に貯留されて常時冷却されており、ポンプ６４により気体冷却器６１及び冷却管部５４の熱交換部６２に送給され、再び、冷水タンク６３に戻され、循環使用される。
【００３２】
また、循環通路６０には、気体冷却器６１の上流側で、ガスボンベ６５からの気体を補充する気体補充部６６が接続されおり、適時に補充可能にしている。また、気体補充部６６の上流側には、気体を気体冷却器６１へ送るブロワー６７が介装されている。６８は冷却固気分離装置５５の下流側に介装されたフィルターである。
【００３３】
従って、本殺菌システムＳによって、粉粒体の殺菌を行うときは、以下のようになる。ここでは、粉粒体として、そば粉の場合で説明する。
実施の形態においては、以下の設定を行った。処理装置１内の気体の出口温度Ｔａを、１４０℃≦Ｔａ≦１８０℃（主管体２の出口８の気体温度は１６０℃〜１８０℃）に設定するとともに、気体の流速Ｖを、２９ｍ／ｓ≦Ｖ≦３６ｍ／ｓに設定し、気体のブロワー吹き出し圧力Ｐを、６ｋPa≦Ｐ≦１２ｋPaに設定し、粉粒体の平均滞留時間Ｍを、０．２４２ｓ≦Ｍ≦０．３００ｓにした。
【００３４】
処理装置１において粉粒体を供給すると、高温の気体が吹き込まれ、粉粒体は管体内で気流に晒されて流動し、そのため、団粒状のものも単粒構造へ解砕させられ、粉粒体の粒子表面が均一かつ短時間で加熱処理され、殺菌される。この際、主管体２の入口３から高温の気体が吹き込まれ、供給口６から粉粒体が供給されると、粉粒体は気流により下流へ流動させられ、ループ状部７において旋回させられ、適宜気体とともに出口８から排出されていく。この場合、粉粒体は、ループ状部７において旋回させられるので、団粒状のものも確実に単粒構造へ解砕させられ、粒子表面が均一かつ短時間で加熱処理され、殺菌されていく。また、旋回させられるので、気体に晒される滞留時間が長くなり、この点でも確実に殺菌が行われる。また、主管体２から排出された気体及び粉粒体は副管体１０に流入して出口１４から排出される。そのため、副管体１０においても気体に晒されるので、それだけ、滞留時間を長くすることができ、この点でも確実に殺菌が行われる。
【００３５】
そして、殺菌が終わった粉粒体は気体とともに処理装置１の副管体１０の出口１４から排出され、その後、固気分離装置２０において、気体から分離されて取り出され冷却装置５０へ送給される。
固気分離装置２０から排出される気体は、循環管路３０を通って、気体加熱部３４で所要温度に再加熱され、再び処理装置１の入口３に導かれ循環させられる。気体が消費されたときは、気体補充部３２から気体が補充される。この場合、非凝縮性の窒素ガスを用いているので、処理装置１の主管体２及び副管体１０内においては、粉粒体からは高温の気体によりある程度蒸発が行われ、循環する気体中には先に粉粒体から蒸発した水分が水蒸気として含有させられているので、気体による加熱の際に、粉粒体から水分が蒸発し過ぎることが防止され、そのため、本来的に有する特性をできるだけ損なわない品質の粉粒体を得ることができる。また、気体を循環させるので、気体のエネルギー効率が向上し、省エネルギー化を図ることができる。
【００３６】
また、この循環する気体においては、水分調整部４０により気体から余分な水蒸気が除去される。即ち、気体の循環により、気体中の水蒸気が多くなり、例えば、気体中の水蒸気が飽和水蒸気量に達したり、気体の温度が露点以下に冷却されると、粉粒体の表面で水蒸気が凝縮して粉粒体が凝集するなどして弊害が出ることもあるが、水分調整部４０により気体中の余分の水蒸気を除去して水分を調整できるので、適正な水分量の高温気体で粉粒体の加熱殺菌を行うことができるようになる。この場合、気体の水分調整部４０では、分岐管４１により、気体の一部を取り出して調整するので、調整が容易であり、また、一部の気体の温度が低下するだけなので、その後、気体加熱部３４による加熱も容易になり、熱効率を向上させることができる。
【００３７】
一方、固気分離装置２０において気体から分離されて取り出された粉粒体は、冷却装置５０へ送給され、急冷される。気体から分離された粉粒体の温度は高くなっているので、そのままの状態であると、過剰な乾燥が起きたり、化学変化が生じて風味を損ねるなど特性に悪影響を及ぼすが、冷却装置５０により急冷するので、高温による悪影響が抑止され、より一層本来的に有する特性をできるだけ損なわない品質の粉粒体を得ることができるようになる。この冷却装置５０においては、管体５１内に吹き込まれる冷却気体により冷却するので、冷却効率が極めてよく、速やかに冷却を行うことができ、より一層本来的に有する特性をできるだけ損なわない品質の粉粒体を得ることができるようになる。また、微生物や化学物質による２次汚染を防止することができる。
【００３８】
そして、冷却が終わった粉粒体は気体とともに冷却装置５０から排出され、その後、冷却固気分離装置５５において、気体から分離されて取り出され製品となる。この冷却固気分離装置５５から排出される気体は循環通路６０に送出され、気体冷却器６１で冷却されて循環させられる。そのため、気体を循環させるので、熱効率を向上させることができる。この場合、冷却管部５４においては、熱交換部６２において、気体冷却器６１において熱交換が行われた後の冷媒が供給され管体５１との熱交換を行うので、冷却管部５４自体も冷却されることから、それだけ、冷却効率が向上させられ、粉粒体を速やかに冷却することができる。
【００３９】
このようにして、殺菌処理された粉粒体は、充分殺菌されるとともに、本来的に有する風味や色味等の特性をできるだけ損なわない品質のものとなる。
【００４０】
＜試験例＞
次に、試験例について示す。この試験は、ループ型の処理装置１（上記の主管体２）の性能についてのものであり、この試験を踏まえて、本発明を完成させるに至った。
試験は、株式会社川喜より提供された加熱殺菌処理を施していないそば粉を用い、このそば粉に対して、株式会社平岩鐵工所で作成した上記の処理装置１のうち主管体２と同様のプロトタイプ機により複数の条件で加熱殺菌処理を施した。ここで、プロトタイプ機は、内径７０ｍｍの管体を用い、全長を２６００ｍｍにした。また、使用気体は空気を用いた。この空気の循環は行わなかった。
また、プロトタイプ機へのそば粉の供給は、フンケンオートフィーダー（FS-SJ2-SP，粉研パウテックス株式会社）を用いた。
そば粉の試料（１〜１１）の加熱殺菌処理条件を図５及び図６に示す。ここで、パス数とは、そば粉を当該装置に供給して殺菌処理して取り出す操作を繰り返した回数を示す。
【００４１】
試料となるそば粉は５℃で冷蔵保存し、試験直前に２５℃の室温下で１時間放置して温度調整した。図７に示すように、試料１０ｇをポリエステル製のサンプルバッグ（におい袋，容量３Ｌ，近江オドエアーサービス株式会社株式製）に投入し、乾燥窒素ガスを充填し、密閉した。このサンプルバッグを２５℃に設定した低温恒温器（FMC-1000，東京理化器械株式会社）内に１０時間静置し、得られたヘッドスペースガスをポリエチレンテレフタラート製のサンプルバッグ（5KF，容量5L，株式会社島津製作所）に移し替えたサンプルガスを測定に用いた。
【００４２】
そして、各試料について匂い分析した。分析には、におい識別装置（FF-2020，株式会社島津製作所）及びオートサンプラ（FAS-1，株式会社島津製作所）を用いた。分析条件は感度medium，分析モードをダイレクト，センサ総合値（装置内センサから得られる10次元ベクトル値）を1.6にて測定し、各試料の類似度および9種の臭気要素（硫化水素，硫黄系，アンモニア，アミン系，有機酸系，アルデヒド系，エステル系，芳香族系，炭化水素系）の臭気寄与を求めた。
【００４３】
試験結果を示す。無処理そば粉（Control）と加熱殺菌処理そば粉（試料１〜１１）の臭気類似度および殺菌条件を図８に示す。図９乃至図１１に、9要素の臭気要素の寄与グラフを示す。加熱殺菌処理を施したすべての試料は，無処理試料との類似度が減少していた。試料1〜5において加熱殺菌処理パス数増加に伴う無処理そば粉との類似度の変化を図１２に示す。各臭気要素の寄与の変化を図１３に示す。気流温度と空気の流量（試料の滞留時間）を一定にして、加熱殺菌処理パス数を変化させた場合に、無処理そば粉（Control-1）との類似度は加熱殺菌処理パス1〜3回にかけて減少する傾向が見られた（図１２参照）。各臭気要素の寄与の変化を見ると、類似度が減少した加熱殺菌処理4パス回の試料と加熱殺菌処理5パス回の間で，硫化水素，エステル系，アミン系，有機酸系，アルデヒド系，エステル系，芳香族系の類似度が増加する傾向が見られ、アンモニアおよび炭化水素系で減少した（図１３参照）。
【００４４】
空気流量を低下させた場合、加熱殺菌処理パス数の増加に伴う無処理試料との類似度の変化を図１４に示す。各臭気要素の寄与の変化を図１５に示す。試料8〜11において気流温度を一定にして、空気流量を低下させてパス数を変化させた場合、無処理そば粉との類似度はパス数の増加に伴って減少した（図１４参照）。各臭気要素の寄与を見ると、無処理試料との類似度が大きく減少したパス数3回目の試料（試料10）とパス数4回目の試料（試料11）の間では，アンモニア，炭化水素系の臭気寄与が減少し，それ以外の7種類の臭気要素の寄与はほとんど変化しなかった（図１５参照）。
【００４５】
加熱殺菌処理の気流温度の上昇に伴う無処理そば粉との類似度の変化を図１６、各臭気要素の寄与の変化を図１７に示す。空気流量と加熱殺菌処理パス数を一定にして、気流温度を140, 160, 180℃に変化させた場合（試料7，2，6）、無処理そば粉との類似度は，140℃処理試料（試料7）で46.8％となり、160℃処理試料（試料2）で38.1%，180℃処理試料（試料7）で53.1%となった（図１６参照）。臭気寄与を比べると、硫黄系，炭化水素系，芳香族系，アルデヒド系では、加熱殺菌処理140℃で大きく減少し、以降処理温度の上昇に伴い増加し、無処理そば粉に近い臭気寄与となった。炭化水素系では低温度の時に上昇し、高温になるにつれ減少した（図１７参照）
【００４６】
以上の結果から考察すると、加熱殺菌処理パス数の増加に伴い無処理そば粉との類似度が減少した。試料2，6，7において，複数の温度条件で加熱殺菌処理をしたが，各試料の間に大きな差は見られなかった。よって，加熱殺菌処理の温度よりもパス数や風量といった要因がそば粉の匂いに対してより大きな影響を及ぼすものと考えられる。
【００４７】
全ての加熱殺菌処理において、無処理そば粉との臭気類似度が低下していたことから、加熱殺菌処理に伴う匂い質の変化は避けられない。しかしながら、加熱殺菌処理の条件（温度、時間）の適正化によって無処理のそば粉に近い匂いを保つことができると考えられる。
【００４８】
また、各試料（１〜１１）の生菌数検査の結果を図１８に示す。この結果を鑑みると、無処理そば粉との匂いの類似度が高かった試料4, 7, 10のいずれにおいても高い殺菌効果が発揮されていることから、加熱による殺菌効果と、そば粉の匂い変化の軽減をある程度両立できるものと考えられる。
【００４９】
即ち、上記試験結果をまとめると、装置の気流温度（試料捕集管手前の温度）を140, 160,180℃、加熱殺菌処理パス数を1〜5回、空気流量（ブロワー吹出圧）を6.0, 12.0kPaに設定して加熱殺菌処理した。試料中の一般生菌，大腸菌，大腸菌群，黄色ブドウ球菌，セレウス菌の生菌数を測定するとともに，水分含量，水分活性，匂い特性（におい識別装置FF-2020，株式会社島津製作所）、色特性，デンプン糊化特性を測定し、加熱殺菌処理試料と無処理試料の理化学的品質を比較した。
【００５０】
その結果、試料中の一般生菌数は、気流温度よりも加熱殺菌処理パス数の増加に依存して減少した。また、同一の気流温度・加熱殺菌処理パス数の場合に、空気流量が少ない（加熱殺菌装置内の滞留時間が長い）条件で、より高い殺菌効果が得られた。大腸菌，大腸菌群に対しては、すべての加熱殺菌処理条件で生菌数が300CFU/g以下になった。黄色ブドウ球菌は、すべての加熱殺菌処理条件で検出されず、セレウス菌は、加熱殺菌処理パス数および気流温度に伴って生菌数が減少した。加熱殺菌処理に伴う試料の理化学的品質の変化を検討したところ、気流温度および加熱殺菌処理パス数の増加に伴って色度は青色から黄色方向へ変化し、水分含量が減少する傾向が見られた。気流温度よりも加熱殺菌処理パス数や空気流量といった要因が匂い特性に影響を及ぼしたことから、これらの調整によって匂い特性の変化を軽減することができると考えられる。以上の結果から、気流温度160℃、加熱殺菌処理パス数3回、ブロワー吹出圧6.0kPaでの加熱殺菌処理が、殺菌と理化学的品質の保持を両立させるのに適していた。また、この処理による殺菌処理そば粉から調製した日本そばの風味に関する官能評価においても、無殺菌処理そば粉の場合と識別が付かないことが確認された。本発明は、この試験による知見を踏まえて完成させるに至った。
【００５１】
尚、上記の実施の形態においては、粉粒体としてそば粉の場合で説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、そば粉や小麦粉、米粉、雑穀粉（キビ、アワ、ヒエ、モロコシ）等の穀類粉等の食品に係る粉粒体をはじめ種々の粉粒体を殺菌する際に本発明を適用してよいことは勿論である。また、実施の形態では、処理装置１は、主管体２と副管体１０とを備えて構成したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、何れか一方のみで構成し、あるいは、これらを３以上組み合わせるなど、適宜変更して差支えない。主管体２を用いた場合には、処理効率が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明に係る閉回路型低酸素気流連続式殺菌装置は、食品製造における粉体食品素材の殺菌に広く使用できる。殺菌対象が小麦粉，米粉，そば粉の場合には，低温〜常温流通される生麺類（中華麺、うどん、ひっつみ、すいとん、餃子皮、春巻皮、パスタ、日本そばなど）の製造に適用される。これらの生麺類では，主原料である粉体食品素材の生菌数が102個/g以下に低減されているので、日持ち向上剤としてのエタノール製剤添加量をゼロまたは最小限にとどめることができる。したがって，これらの生麺類は原料由来の風味が維持される。
【符号の説明】
【００５３】
S  粉粒体の殺菌システム
１  処理装置
２  主管体
３  入口
４  他端開口
５  フィーダー
６  供給口
７  ループ状部
８  出口
１０  副管体
１１  一端開口
１２  入口
１３  他端開口
１４  出口
２０  固気分離装置
３０  循環管路
３１  ガスボンベ
３２  気体補充部
３３  送風機
３４  気体加熱部
３５  排風機
４０  水分調整部
４１  分岐管
４２  凝縮器
５０  冷却装置
５１  管体
５４  冷却管部
５５  冷却固気分離装置
５６  導入管
５７  粉粒体供給管
６０  循環通路
６１  気体冷却器
６２  熱交換部
６３  冷水タンク
６４  ポンプ
６５  ガスボンベ
６６  気体補充部
６７  送風機
【図１】
2015167586.tif 000003
【図２】
2015167586.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015167586.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2015167586.tif 000014
【図１３】
2015167586.tif 000015
【図１４】
2015167586.tif 000016
【図１５】
2015167586.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
2015167586.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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