(57)【要約】【課題】冷却水を無駄なく効率的に使用できるレトルトパウチ食品用の殺菌装置を提供すること。【解決手段】上部に開口２１５を有するチャンバー２１０と、開口２１５を密閉する開閉可能な蓋２２０とで構成される圧力容器２００と、チャンバー２１０内に水を供給する給水手段３００と、チャンバー２１０内の水を加熱して高圧蒸気を生じさせる加熱手段４００と、チャンバー２１０内の水及び高圧蒸気を排出する排水手段５００と、排水手段５００と給水手段４００との間に接続されるとともに、排水手段５００によって排出される高圧蒸気及び水を給水手段４００に戻す循環手段６００と、を備えて構成される殺菌装置１０であって、循環手段６００は、ポンプ６２０と熱交換器６３０とを備え、排水手段５００によって排出される水及び高圧蒸気を冷却して給水手段３００へ戻すことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に開口を有するチャンバーと、前記開口を密閉する開閉可能な蓋とで構成される圧力容器と、
前記チャンバー内に水を供給する給水手段と、
前記チャンバー内の水を加熱して高圧蒸気を生じさせる加熱手段と、
前記チャンバー内の水及び高圧蒸気を排出する排水手段と、
前記排水手段と前記給水手段との間に接続されるとともに、前記排水手段によって排出される高圧蒸気及び水を前記給水手段に戻す循環手段と、を備えて構成される殺菌装置であって、
前記循環手段は、ポンプと熱交換器とを備え、前記排水手段によって排出される水及び高圧蒸気を冷却して前記給水手段へ戻す、殺菌装置。
【請求項２】
前記排水手段が、前記チャンバー上部に接続されたオーバーフロー管を備えており、前記循環手段は、前記オーバーフロー管から排出される高圧蒸気及び水を冷却して前記給水手段へ戻す、請求項１に記載の殺菌装置。
【請求項３】
前記排水手段が、前記チャンバー底部に接続されるとともにオーバーフロー管に合流される排水管と、前記排水管に設けられた電磁弁とを備えており、前記循環手段は、前記オーバーフロー管と前記排水管との合流地点よりも下流側に接続され、前記殺菌装置の冷却処理時には、前記電磁弁は閉状態をとることにより、前記チャンバー内を冷却水で満たした状態を維持し、前記殺菌装置の排水処理時には、前記電磁弁は開状態をとることにより、前記チャンバー内の冷却水を排出する、請求項２に記載の殺菌装置。
【請求項４】
前記排水手段にはストレーナが設けられており、前記ストレーナは、前記排水手段の、前記循環管との接続地点よりも上流側に設けられる、請求項３に記載の殺菌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にオートクレーブとも呼ばれる殺菌装置、特に、高圧蒸気を用いて缶詰やレトルトパウチ食品を加熱することによって殺菌処理を行う殺菌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レトルトパウチ食品の殺菌処理を行う場合、プラスチックフィルムもしくは金属箔又はこれらを多層に合わせたものを袋状に形成した容器に調整した食品を詰め、熱溶融によって密閉し、その後密閉容器を圧力容器内に配置し、圧力容器内において加熱した高圧蒸気を発生、或いは噴射することによって高温・高圧の蒸気で密閉容器を加熱する。これにより、内部に封入された食品素材の殺菌処理を行うことができる。
【０００３】
こうしたレトルトパウチ食品を殺菌処理するための殺菌装置においては、殺菌処理を行った後に、圧力容器内に十分な冷却水を導入することによって密閉容器を冷却する。密閉容器を十分に冷却すれば、食品の鮮度や品質を維持しやすくなるため、殺菌装置において各種の冷却方法が開発されている。
【０００４】
例えば、下記特許文献１（特開２０１２−２２３１０６号公報）には、高温の循環水を殺菌槽内の被殺菌物に噴射することによって被殺菌物を加熱殺菌し、加熱殺菌が終了すると冷却用水を最初は連続的に供給しながら被殺菌物を冷却し、続いて冷却用水を間欠的に供給しながら冷却し、さらに、冷却用水の供給量をさらに少なくして冷却するといった工程を経ることによって所望の冷却効果を得ようとする加熱殺菌装置が開示されている。
【０００５】
また、下記特許文献２（特開２００４−２７５０２５号公報）には、冷却工程を短縮することを目的として、レトルトパウチ食品を内部に収容するチャンバーの上部に給水手段の給水口とオーバーフロー管を接続し、レトルトパウチ食品の冷却工程時には給水手段によってチャンバー内の上部まで給水することによってレトルトパウチ食品を完全に水没させ、効率的に冷却する殺菌装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−２２３１０６号公報
【特許文献２】特開２００４−２７５０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に開示された殺菌装置は大型の装置であり、殺菌槽に付属する給水系統や排水系統、及び循環系統は大規模な装置になってしまうという問題があった。また、上記特許文献２に開示された殺菌装置は小型である一方で、食品を冷却するのに必要な大量の冷却水がそのまま排出されてしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、レトルトパウチ食品の殺菌処理を行うための殺菌装置であって、冷却処理時の冷却水を無駄なく効率的に使用することのできるものを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の殺菌装置は、上部に開口を有するチャンバーと、前記開口を密閉する開閉可能な蓋とで構成される圧力容器と、前記チャンバー内に水を供給する給水手段と、前記チャンバー内の水を加熱して高圧蒸気を生じさせる加熱手段と、前記チャンバー内の水及び高圧蒸気を排出する排水手段と、前記排水手段と前記給水手段との間に接続されるとともに、前記排水手段によって排出される高圧蒸気及び水を前記給水手段に戻す循環手段と、を備えて構成される殺菌装置であって、前記循環手段は、ポンプと熱交換器とを備え、前記排水手段によって排出される水及び高圧蒸気を冷却して前記給水手段へ戻すことを特徴とする。
【００１０】
上記殺菌装置の発明によれば、レトルトパウチ食品の冷却処理時に、排水手段によって排出される水をポンプによって取り込み、熱交換器によって冷却してから給水手段へ戻すので、冷却用の水を循環させて使用することができ、冷却用の水を無駄なく効率的に使用でき経済的である。
【００１１】
また、上記殺菌装置の発明の一態様においては、前記排水手段が、前記チャンバー上部に接続されたオーバーフロー管を備えており、前記循環手段は、前記オーバーフロー管から排出される高圧蒸気及び水を冷却して前記給水手段へ戻すことを特徴とする。
【００１２】
上記殺菌装置の発明の一態様によれば、冷却用の水の排水を行うためのオーバーフロー管がチャンバー上部に接続されているので、冷却時にはチャンバー内に冷却用の水が貯留された状態となる。従って、レトルトパウチ食品が冷却水に完全に水没した状態となり、レトルトパウチ食品の熱を冷却水が効率よく吸収することができるようになる。
【００１３】
また、上記殺菌装置の発明の一態様においては、前記排水手段が、前記チャンバー底部に接続されるとともにオーバーフロー管に合流される排水管と、前記排水管に設けられた電磁弁とを備えており、前記循環手段は、前記オーバーフロー管と前記排水管との合流地点よりも下流側に接続され、前記殺菌装置の冷却処理時には、前記電磁弁は閉状態をとることにより、前記チャンバー内を冷却水で満たした状態を維持し、前記殺菌装置の排水処理時には、前記電磁弁は開状態をとることにより、前記チャンバー内の冷却水を排出することを特徴とする。
【００１４】
上記殺菌装置の発明の一態様によれば、排水手段がチャンバー底部に接続された排水管とチャンバー上部に接続されたオーバーフロー管の２つの管路から構成され、冷却時にはチャンバー上部のみからの排水を行うようにしたためレトルトパウチ食品をチャンバー内にて冷却水に完全に水没させて効率的に冷却することができ、排水時にはチャンバー底部からの排水が可能であるので、冷却水を速やかに排水することが可能となる。
【００１５】
また、上記殺菌装置の一態様においては、前記排水手段にはストレーナが設けられており、前記ストレーナは、前記排水手段の、前記循環管との接続地点よりも上流側に設けられることを特徴とする。
【００１６】
上記殺菌装置の発明の一態様によれば、排水手段のストレーナが循環管との接続地点よりも上流側に設けられているので、チャンバー内から排水手段を介して流れてきた異物が循環管を通して再度チャンバーへ戻らないようにすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上の説明から明らかなように、本発明の殺菌装置においては、冷却処理時に排出される冷却水を循環させることにより、冷却水を無駄なく効率的に使用することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態の殺菌装置の構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の殺菌装置の一例を説明するものであって、本発明をこの殺菌装置に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された他の形態の殺菌装置にも等しく適用されるべきものである。
【００２０】
殺菌装置１０は、制御ユニット１００、圧力容器２００、給水手段３００、加熱手段４００、排水手段５００、循環手段６００を備えて構成される。
【００２１】
制御ユニット１００は、以下に説明する殺菌装置１０の各部に設けられたセンサ（チャンバー内温度センサ２５０、圧力センサ２６２、流量センサ３５０、排水温度センサ５１１）等の出力に基づいて殺菌装置１０を構成する各部の動作を制御・統括する。
【００２２】
圧力容器２００は、チャンバー２１０、蓋２２０、ヒンジ２３０、籠２４０、チャンバー内温度センサ２５０、安全装置２６０を備えて構成される。チャンバー２１０は、上部に開口２１５を備えた有底円筒形の耐圧性金属製容器である。チャンバー２１０の形状は円筒形に限定されないが、耐圧性を考えると円筒形が好ましい。チャンバー２１０の容量は、本実施形態では７５Ｌであるが、本発明はこれに限定されない。チャンバー２１０の開口２１５にはヒンジ２３０により蓋２２０が開閉可能に取付けられている。蓋２２０を開いた際にはチャンバー２１０の開口２１５を通してレトルトパウチ食品をチャンバー２１０の内部に導入することができ、蓋２２０を閉じた状態のときにはチャンバー２１０内を密閉し、後述する殺菌処理を実施することができる。
【００２３】
籠２４０は、金属製の網状材料或いは線材を籠状に組み立てることによって形成されていて、上部には使用者が持ちやすいように取っ手が設けられている。この籠２４０にはレトルトパウチ食品を複数個整列させて載置することができる。この籠２４０にレトルトパウチ食品を整列して載置させた状態で開口２１５からチャンバー２１０の内部に導入する。これによりレトルトパウチ食品同士の間に隙間が形成されることになり、殺菌処理及び冷却処理の際に高圧蒸気及び冷却水が各レトルトパウチ食品に十分に到達可能となる。
【００２４】
チャンバー２１０の内部にはチャンバー内温度センサ２５０が設けられる。チャンバー内温度センサ２５０は、例えばサーミスター等を含んで構成されており、これによって検出されたチャンバー２１０内の温度情報は制御ユニット１００に出力される。
【００２５】
安全装置２６０は、チャンバー２１０の内壁に接続された圧力検出管２６１、圧力検出管２６１に設けられた圧力センサ２６２、圧力検出管２６１の先端部分に設けられた圧力安全弁２６３を備えて構成される。圧力検出管２６１内部とチャンバー２１０内部の圧力は基本的に同一である。圧力センサ２６２によって検出されるチャンバー２１０内部の圧力が所定値を超えた場合には、圧力安全弁２６３が開き、チャンバー２１０内部の気体、例えば高圧蒸気等を外部に逃がし、これによってチャンバー２１０内部の圧力を所定値以下に維持できる。
【００２６】
給水手段３００は、給水口３１０、給水管３２０、逆止弁３３０、電磁弁３４０、流量センサ３５０を備えて構成される。給水口３１０はチャンバー２１０内側上部に下方へ向けて設けられる。給水管３２０は給水口３１０と上水道とを接続しており、チャンバー２１０内に必要に応じて加熱するため或いは冷却するための水を供給する。給水管３２０には、給水口３１０側から逆止弁３３０、電磁弁３４０、流量センサ３５０が設けられており、逆止弁３３０はチャンバー２１０内の水圧が高くなった場合に給水管３２０を逆流して上水道へ流入することを防止するものである。電磁弁３４０は制御ユニット１００の指令に基づいて上水道から給水管３２０を通してチャンバー２１０内への水の供給、停止を行う。なお、電磁弁３４０に代えて電動弁を用い、チャンバー２１０内へ供給する水の量を細かく調節できるようにしてもよい。流量センサ３５０は給水管３２０を通過してチャンバー２１０内へ供給される水の流量を継続的に検出し制御ユニット１００に出力する。
【００２７】
加熱手段４００はチャンバー２１０の底部に設けられる。加熱手段４００は、チャンバー２１０内の水を直接加熱することによって高圧蒸気を発生させるためのもので、例えばシーズヒータ等のヒータの形をとる。
【００２８】
排水手段５００は、オーバーフロー管５１０、排水管５２０、給気機構５３０を備えて構成される。オーバーフロー管５１０は、チャンバー２１０の上部に接続されるとともに排水管５２０に接続され、チャンバー２１０内の所定水位を超えた水を排出したり、チャンバー２１０内に滞留した高圧蒸気を排気したりする。オーバーフロー管５１０には排水温度センサ５１１が設けられ、排水温度を検出して制御ユニット１００に出力する。さらに、オーバーフロー管５１０にはオーバーフロー電磁弁５１２が設けられており、チャンバー２１０からの水、高圧蒸気の排出、停止を行う。このオーバーフロー管５１０によって、給水手段３００からの給水が何らかの原因で停止しないような場合でも、所定水位を超えれば排水することが可能となる。
【００２９】
排水管５２０はチャンバー２１０の底部に接続される。排水管５２０には電磁弁５２１が設けられる。この電磁弁５２１は、冷却処理の際には閉状態をとり、それによってチャンバー２１０内が冷却水で満たされ、レトルトパウチ食品は完全に冷却水に水没した状態となり、十分に冷却を行うことができるようになる。また、電磁弁５２１は、排水処理の際には開状態となり、チャンバー２１０内に貯留された水を排水管５２０へ容易に排出することができる。さらに、排水管５２０にはストレーナ５２２が設けられ、チャンバー２１０内でレトルトパウチ食品が破裂した場合に冷却水に混入する異物、或いは他の原因で発生した異物を除去するために使用される。ストレーナ５２２が設けられることによって異物が循環手段６００を通して給水手段３００に戻されてしまうことを防止できる。ストレーナ５２２は、排水管５２０の、循環管６１０との接続地点よりも上流側に設けられる。ストレーナ５２２は、好適には、排水管５２０の、オーバーフロー管５１０との合流地点よりも上流側、より好適には、電磁弁５２１と同一箇所に設けられてもよい。また、ストレーナ５２２は、オーバーフロー管５１０に設けられていてもよい。
【００３０】
給気機構５３０は、空気供給管５３１、逆止弁５３２、電磁弁５３３、コンプレッサ５３４を備えて構成される。空気供給管５３１は、チャンバー２１０の内壁の、上記圧力検出管１６２が接続された位置よりも高い位置に接続されている。逆止弁５３２は、チャンバー２１０内の高圧蒸気が空気供給管５３１を逆流して外部に流出したり給気機構５３０に損傷を与えたりしないようにするものである。電磁弁５３３は空気供給管５３１を通じてチャンバー２１０内へのコンプレッサ５３４からの圧縮空気の供給を実施したり停止したりさせるためのものである。コンプレッサ５３４は制御ユニット１００からの指示に基づいて排水時に圧縮空気を発生させ、この圧縮空気を、空気供給管５３１を通じてチャンバー２１０内に供給し、これによって排水の速度を速めることが可能となる。
【００３１】
循環手段６００は、循環管６１０、ポンプ６２０、熱交換器６３０を備えて構成される。循環管６１０は、排水手段５００と給水手段３００との間に接続される。具体的には、循環管６１０は、オーバーフロー管５１０と排水管５２０との合流地点よりも下流側と給水管３２０の逆止弁３３０の下流側とに接続される。循環管６１０にはポンプ６２０が設けられ、オーバーフロー管５１０や排水管５２０を通じて排出された水や高圧蒸気の一部或いはすべてを給水管３２０に戻す。また、循環管６１０には熱交換器６３０が設けられる。熱交換器６３０は、例えばラジエータ等の放熱装置を有しており、チャンバー２１０から排出された熱水を冷却する。
【００３２】
次に、本実施形態の殺菌装置１０におけるレトルトパウチ食品の殺菌処理、冷却処理、及び排水処理について説明する。まず、圧力容器２００の蓋２２０を開け、殺菌処理が必要なレトルトパウチ食品を載置した籠２２０をチャンバー２１０内部に挿入し、蓋２２０を閉じて内部を密閉する。
【００３３】
［殺菌処理］
殺菌装置１０はユーザの指示に基づいて殺菌処理を開始する。殺菌装置１０には図示しない操作入力部が設けられており、ユーザがこの操作入力部を操作することによって殺菌処理が開始される。具体的には、制御ユニット１００からの指示に基づいて給水手段３００の電磁弁３４０が開き、上水道から殺菌処理用の水を、給水管３２０を通じて給水口３１０よりチャンバー２１０内に供給する。制御ユニット１００は流量センサ３５０の出力を監視しつつ、チャンバー２１０内に所定量の殺菌処理用の水が貯留されるようにし、所定量の水が貯留されると給水手段３００の電磁弁３４０を閉状態にして上水道からの水の供給を停止する。
【００３４】
次いで、制御ユニット１００は加熱手段４００に対する通電を開始し、チャンバー２１０内の殺菌処理用の水を加熱し、高圧蒸気を生じさせる。制御ユニット１００は、チャンバー内温度センサ２５０や圧力センサ２６２の出力を監視しつつ加熱手段４００に対する通電を制御し、また必要に応じて給水手段３００の電磁弁３４０を開いて上水道からの水を供給したり、オーバーフロー電磁弁５１２を開いて排気を行ったり、さらには圧力安全弁２６３を開いて高圧蒸気を排出したりすることによってチャンバー２１０内を所定温度、所定圧力に維持し、チャンバー２１０内部に配置されたレトルトパウチ食品の殺菌処理を行う。
【００３５】
［冷却処理］
次いで、殺菌装置１０は冷却処理を開始する。具体的には、制御ユニット１００の指示に基づいて加熱手段４００に対する通電を停止するとともに給水手段３００の電磁弁３４０を開いて上水道から給水管３２０、給水口３１０を通してチャンバー２１０内に冷却用の水を供給する。同時に、排水管５２０の電磁弁５２１は閉じたままでオーバーフロー管５１０に設けられたオーバーフロー電磁弁５１２を開く。すると、チャンバー２１０内には給水口３１０から供給された冷却水が貯留されてゆき、同時にチャンバー２１０内の高圧蒸気はオーバーフロー管５１０を通じて排出される。なお、チャンバー２１０内の高圧蒸気と冷却水は、必ずしも分離されているわけではなく混合されている場合もある。
【００３６】
そのまま給水口３１０から冷却水を供給し続けると、チャンバー２１０内に貯留された冷却水がオーバーフロー管５１０の水位に達し、オーバーフロー管５１０を通じて排出されようになる。このとき、加熱されたレトルトパウチ食品は冷却水に完全に水没した状態であり、レトルトパウチ食品の熱を冷却水が効率よく吸収することができる。また、給水口３１０が下方を向くように設けられているため、給水口３１０からチャンバー２１０内に供給された冷却水はチャンバー内を循環してからオーバーフロー管５１０によって排出されるため、冷却効果を高めることができる。
【００３７】
チャンバー２１０内の高圧蒸気及び冷却水がオーバーフロー管５１０を通して排出されるようになると、制御ユニット１００は、循環手段６００のポンプ６２０を動作させ、オーバーフロー管５１０を通じて排出された高圧蒸気及び冷却水を、循環管６１０へ取り込む。循環管６１０に取り込まれた高圧蒸気及び冷却水は熱交換器６３０によって冷却され、再度給水管３２０に戻され、給水口３１０を通じてチャンバー２１０内へ冷却水として供給される。この際、制御ユニット１００は、チャンバー内温度センサ２５０、排水温度センサ５１１、圧力センサ２６２の出力に基づいてポンプの動作を制御することで給水管３２０へ戻す冷却水の量を調節する。
【００３８】
［排水処理］
冷却処理が進み、チャンバー内温度センサ２５０によって検出されるチャンバー内温度が所定値以下になると、制御ユニット１００は、給水手段３００の電磁弁３４０を閉じるとともにポンプ６２０を停止することによってチャンバー２１０への冷却水の供給を停止する。また、制御ユニット１００は、排水手段５００の電磁弁５２１を開き、同時に給気機構５３０のコンプレッサ５３４を動作させ、電磁弁５３３を開くことによってチャンバー２１０内に空気を供給し、チャンバー２１０内の水の排出を迅速に行い、チャンバー２１０内のすべての水は排水管５２０を通じて排出され、冷却処理を終了する。
【００３９】
以上、説明したように、本実施形態の殺菌装置１０によれば、レトルトパウチ食品の殺菌処理後に行われる冷却処理時に、オーバーフロー管５１０から排出される高圧蒸気及び冷却水をポンプ６２０によって取り込み、熱交換器６３０によって冷却してから給水管３２０に戻して再度冷却水として使用している。従って、冷却時に必要な大量の水を循環させて使用させることができるので、冷却用の水を無駄なく効率的に使用でき、経済的である。
【符号の説明】
【００４０】
１０    殺菌装置
１００    制御ユニット
２００    圧力容器
２１０    チャンバー
２１５    開口
２２０    蓋
２３０    ヒンジ
２４０    籠
２５０    チャンバー内温度センサ
２６０    安全装置
２６１    圧力検出管
２６２    圧力センサ
２６３    圧力安全弁
３００    給水手段
３１０    給水口
３２０    給水管
３３０    逆止弁
３４０    電磁弁
３５０    流量センサ
４００    加熱手段
５００    排出手段
５１０    オーバーフロー管
５１１    排水温度センサ
５１２    オーバーフロー電磁弁
５２０    排水管
５２１    電磁弁
５２２    ストレーナ
５３０    給気機構
５３１    空気供給管
５３２    逆止弁
５３３    電磁弁
５３４    コンプレッサ
６００    循環手段
６１０    循環管
６２０    ポンプ
６３０    熱交換器
【図１】
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