(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
食料品の上および／または中の病原微生物を死滅させ前記食料品を所望レベルに調理するために十分な持続時間にわたって低い最高温度で食料品を連続的に殺菌および調理するための連続低温殺菌および調理システムであって、
（ａ）殺菌および調理されるべき食料品を連続的に搬送するための搬送システムと、
（ｂ）前記搬送システムが通過する低温殺菌室と、
（ｃ）前記殺菌室と流体流連通する殺菌媒体発生器とを特徴とし、前記殺菌媒体発生器は、前記低温殺菌室の内部を５５℃［１２５．６°Ｆ］〜７０℃［１５０°Ｆ］の温度範囲に加熱するために加熱された空気を提供し、さらに、
（ｄ）前記食料品を連続的に殺菌および調理するための前記システムの動作パラメータを測定するための測定システムを特徴とし、前記動作パラメータは、前記低温殺菌室内の温度を含み、さらに、
（ｅ）前記食料品を連続的に殺菌および調理するための前記殺菌システムの前記動作パラメータを監視するための制御システムを特徴とし、前記動作パラメータは、前記低温殺菌室の内部が５５℃［１３１°Ｆ］〜７０℃［１５８°Ｆ］の範囲の温度設定点に維持されているか判断するための、前記低温殺菌室に供給される加熱された空気の温度、
前記食料品の上および／または中の病原微生物の所望レベルの致死に達するのに必要とされる十分な長さの時間、前記食料品の内部が５２℃［１２５．６°Ｆ］〜７０℃［１５８°Ｆ］の設定点を実現しているか判断するための前記食料品の温度、
のうち少なくとも一方を含み、
（ｆ）前記制御システムは、前記食料品の上および／または中の病原微生物の所望の割合が死滅されないように、前記低温殺菌室内の測定された温度および／または前記食料品の測定された温度が予め選択された設定点温度から十分に離れている場合、前記測定システムによって測定される温度を前記設定点温度に近付けるような調整処置を開始する、連続低温殺菌および調理システム。
【請求項２】
前記動作パラメータは、さらに、前記低温殺菌室内で十分なドウェル時間を前記食料品に提供して、前記食料品の上および／または中に存在する病原微生物の所望の割合を死滅させるコンベヤ速度設定点範囲内の速度で前記コンベヤが動作しているか判断するための前記殺菌室内の前記コンベヤの速度を含み、
前記制御システムは、さらに、前記食料品の上および／または中の病原微生物の所望の割合が死滅されないように、前記測定された速度が予め選択された設定点速度から十分に離れている場合、前記測定システムによって測定される速度を前記設定点速度に近付けるような調整処置を開始する、請求項１に記載の連続低温殺菌および調理システム。
【請求項３】
前記動作パラメータは、さらに、前記低温殺菌室内の湿度を含み、
前記制御システムは、さらに、前記食料品の上および／または中の病原微生物の所望の割合が死滅されないように、前記低温殺菌室内の測定された湿度が予め選択された湿度範囲内から十分に離れている場合、前記測定システムによって測定される湿度を前記湿度範囲に近付けるような調整処置を開始する、請求項１または２に記載の連続低温殺菌および調理システム。
【請求項４】
前記制御システムによって開始される前記調整処置は、前記動作パラメータのうち１つ以上を変更することを特徴とする、請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の連続低温殺菌および調理システム。
【請求項５】
前記制御システムによって開始される前記調整処置は、
前記食料品の上および／または中の前記病原微生物の所望の死滅レベルを実現するために前記動作パラメータのうち１つ以上についての設定を決定することと、
（ｉ）オペレータに設定を推奨すること、
（ｉｉ）自動的に設定を変更すること、の一方または両方とを特徴とし、
前記設定は、
前記殺菌室の温度、
前記殺菌室内の水分レベル、
前記搬送システム速度、
前記殺菌室における前記搬送システムのドウェル時間、
前記搬送システム上の前記食料品の積載レベル、および
前記搬送システムからの前記食料品の排除のうち１つ以上を含む、請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の連続低温殺菌および調理システム。
【請求項６】
前記搬送システムは、前記殺菌室内で積層に配備されたコンベヤベルトを特徴とし、前記食料品は、前記積層の頂上において前記コンベヤベルト上で前記殺菌室から出る、請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の連続低温殺菌および調理システム。
【請求項７】
前記殺菌媒体を前記低温殺菌室中で循環させるための循環システムをさらに特徴とし、前記制御システムは、前記殺菌室内の循環媒体の流れが前記食料品に対して水平および／または下向きの方向であるように前記循環システムを制御するように動作可能である、請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の連続低温殺菌および調理システム。
【請求項８】
前記低温殺菌室に対して上流に位置決めされ、前記搬送システムに対して位置決めされて、前記食料品が前記低温殺菌室に入るのに先立って前記搬送システムによって運ばれている前記食料品を予熱するための予熱器をさらに特徴とし、前記予熱器は、前記食料品の表面温度を上げる強い予熱プロセスによって所望の食料品色および風味を提供するように動作可能である、請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の連続低温殺菌および調理システム。
【請求項９】
前記予熱器は、前記低温殺菌室内で前記食料品をおよそ最終的な所望の殺菌温度に予熱するように動作可能であるため、前記低温殺菌室内での前記食料品の熱処理は、前記食料品の上および／または中の病原微生物の所望レベルを死滅させるのに必要とされる時間にわたってそのような温度に前記食料品を維持することである、請求項８に記載の連続低温殺菌および調理システム。
【請求項１０】
前記殺菌システムの動作中に前記食料品から溶出した液体分を、前記低温殺菌および／または予熱室において前記搬送システム上で搬送されている前記食料品上に向け、前記食料品上にそれを向ける前に前記液体を加熱するための液体循環システムをさらに特徴とする、請求項１〜９のうちいずれか１項に記載の連続低温殺菌および調理システム。
【請求項１１】
前記測定システムは、前記低温殺菌室内にある時、食料品試料の温度を測定する、請求項１〜１０のうちいずれか１項に記載の連続低温殺菌および調理システム。
【請求項１２】
前記殺菌室の下流に位置決めされ、前記殺菌室から出る前記食料品を中間温度まで急速に冷却するための第１の冷却器と、
前記冷却された食料品の外表面を迅速に加熱するための高輝度熱源と、
前記食料品を急速に冷却しかつ／または冷凍するための第２の冷却器および／または冷凍機とをさらに特徴とする、請求項１〜１１のうちいずれか１項に記載の連続低温殺菌および調理システム。
【請求項１３】
病原微生物の致死をモデリングし、そのようなモデリングに基づいて、必要であれば調整処置を開始するように動作可能な制御システムをさらに特徴とし、前記調整処置は、前記食料品の芯を低い最高温度未満に保つことによって所望の食料品品質を維持しつつ、前記食料品の上および／または中の病原微生物の所望レベルが死滅されるように前記動作パラメータのうち１つ以上を変更することを含む、請求項１〜１２のうちいずれか１項に記載の連続低温殺菌および調理システム。
【請求項１４】
食料品の上および／または中の病原体の所望の割合を死滅させ前記食料品を所望レベルに調理するために十分な持続時間にわたって低い最高温度で前記食料品を連続的に殺菌および調理するための方法であって、
（ａ）５５℃［１３１°Ｆ］および７０℃［１５８°Ｆ］の間の温度設定点を有する殺菌ゾーンの温度を含む第１の動作パラメータにおいて殺菌ゾーンを提供することと、
（ｂ）前記食料品の上および／または中に存在する病原体の所望の割合を死滅させ前記食料品を所望レベルに調理するのに十分な長さの時間、前記食料品の設定点温度に達するように前記殺菌ゾーンに前記食料品を保持する前記コンベヤの速度を含む第２の動作パラメータにおいて前記殺菌ゾーンを通って前記コンベヤ上に積載された前記食料品を搬送することと、
（ｃ）前記殺菌ゾーン内の温度レベルおよび／または前記食料品の温度を測定することと、
（ｄ）前記殺菌ゾーン内の測定された温度および／または前記食料品の温度が前記設定点温度範囲から十分に離れているため前記食料品の上および／または中の病原体の所望の割合が死滅されない場合、前記測定される温度を前記設定点温度範囲に近付けるような調整処置を開始することとを特徴とする、低温殺菌および調理方法。
【請求項１５】
前記殺菌ゾーン内の前記設定点温度は、５５℃［１３１°Ｆ］〜７０℃［１５８°Ｆ］の範囲内の乾球温度、および湿球温度から選択される、請求項１４に記載の低温殺菌および調理方法。
【請求項１６】
前記食料品が前記殺菌ゾーンを通って搬送された後で前記食料品を冷却するかまたは冷凍することをさらに特徴とする、請求項１４または１５のうちいずれか１項に記載の低温殺菌および調理方法。
【請求項１７】
前記食料品を冷却するかまたは冷凍するのに先立って、
前記食料品を４０℃［１０４°Ｆ］未満の表面温度に急速に冷却することと、
前記食料品の表面に強い熱を加えて所望の色および／または風味を実現することとをさらに特徴とする、請求項１４〜１６のうちいずれか１項に記載の低温殺菌および調理方法。
【請求項１８】
以下の熱エネルギ源：蒸気、高周波、赤外線、対流、混合液体およびガス対流、凝縮、伝導、ならびにマイクロ波放射のうち１つ以上を用いて、前記食料品が前記殺菌ゾーンに入る前に前記食料品を予熱することをさらに特徴とする、請求項１４〜１７のうちいずれか１項に記載の低温殺菌および調理方法。
【請求項１９】
前記食料品が前記殺菌ゾーンに入る前または前記食料品が前記殺菌ゾーンから出た後、かつ前記食料品が冷却されるかまたは冷凍される前に、前記食料品に強い表面熱を加えて所望の色および／または風味を実現することをさらに特徴とする、請求項１４〜１８のうちいずれか１項に記載の低温殺菌および調理方法。
【請求項２０】
前記食料品の殺菌中に前記食料品から溶出した液体を収集することと、
前記収集された溶出した液体を前記食料品に塗布する前に、必要に応じて少なくとも４８℃［１１８．４°Ｆ］の温度に前記液体を加熱して、前記食料品を所望の温度設定点に加熱するのを支援することとをさらに特徴とする、請求項１４〜１９のうちいずれか１項に記載の低温殺菌および調理方法。
【請求項２１】
食料品の上および／または中の病原体を死滅させ前記食料品を所望レベルに調理するために十分な持続時間にわたって低い最高温度で前記食料品を連続的に殺菌および調理するためのシステムであって、
（ａ）殺菌されるべき食料品を連続的に搬送するための搬送システムと、
（ｂ）前記搬送システムが通過する低温殺菌室と、
（ｃ）前記殺菌室と流体流連通する殺菌媒体発生器とを特徴とし、前記殺菌媒体発生器は、前記低温殺菌室内の前記食料品を所望の温度に加熱しかつ／または維持するための殺菌媒体を提供し、さらに、
（ｄ）前記食料品を連続的に殺菌するための前記システムの動作パラメータを測定するための測定システムを特徴とし、前記動作パラメータは、前記低温殺菌室内の温度、および／または前記殺菌媒体の温度を含み、さらに、
（ｅ）前記食料品を連続的に殺菌および調理するための前記温殺菌システムの前記動作パラメータを監視するための制御システムを備え、前記動作パラメータは、５５℃［１３１°Ｆ］〜７０℃［１５８°Ｆ］の範囲の温度設定点に温度が維持されているか判断するための、前記低温殺菌室に供給される前記殺菌媒体の温度および／または前記低温殺菌室内の温度を含み、
（ｆ）前記制御システムは、病原体の致死をモデリングし、そのようなモデリングに基づいて、必要であれば調整処置を開始するように動作可能であり、前記調整処置は、前記食料品の芯を予め選択された最高温度未満に保つことによって所望の食料品品質を維持しつつ、前記測定システムによって測定される温度を前記設定点温度に近付けるように前記動作パラメータのうち１つ以上を変更することを含む、連続低温殺菌および調理システム。
【請求項２２】
前記動作パラメータは、さらに、前記低温殺菌室内で十分なドウェル時間を前記食料品に提供して食料品の上および／または中に存在する病原体の所望の割合を死滅させるコンベヤ速度設定点範囲内の速度で前記コンベヤが動作しているかどうか判断するための前記殺菌室内の前記コンベヤの速度を含み、
前記調整処置は、さらに、前記測定システムによって測定される速度を前記コンベヤ速度設定に近付けるように前記動作パラメータのうち１つ以上を変更することを含む、請求項２１に記載の連続低温殺菌および調理システム。
【請求項２３】
前記食料品が前記温度設定点を有する殺菌ゾーンに入り、食料品温度が前記殺菌ゾーンに直ちに追従すると、前記制御システムは前記食料品温度のパラメータを測定する、請求項２１または２２に記載の連続低温殺菌および調理システム。
【請求項２４】
前記殺菌媒体は、前記低温殺菌室の内部に供給される水分も特徴とし、
前記測定システムは、前記低温殺菌室内の水分レベルを測定し、
前記制御システムは、前記低温殺菌室内の水分レベルの動作パラメータを監視して、そのような水分レベルが８０〜１００％の湿度の範囲で設定点に維持されているか判断する、請求項２１〜２３のうちいずれか１項に記載の連続低温殺菌および調理システム。
【請求項２５】
前記制御システムによって開始される前記調整処置は、
前記殺菌室の温度を変更することと、
前記殺菌室内の水分レベルを変更することと、
前記殺菌室内の搬送システム速度を変更することと、
前記殺菌室に入る食料品温度を変更することと、
前記搬送システム上への食料品の積載レベルを変更することと、
前記搬送システムから前記食料品を排除することとのうち、１つ以上を特徴とする、請求項２１〜２４のうちいずれか１項に記載の連続低温殺菌および調理システム。
【請求項２６】
前記制御システムによって開始される前記調整処置は、
ｉ）前記動作パラメータの偏差の通知を発行することと、
ｉｉ）前記動作パラメータのうち１つ以上についての設定に関して助言を提供して、前記食料品の上および／または中の病原体の所望の死滅レベルを実現することと、
ｉｉｉ）前記動作パラメータのうち１つ以上を自動的に変更することとのうち、少なくとも１つを特徴とする、請求項２１〜２５のうちいずれか１項に記載の連続低温殺菌および調理システム。
【請求項２７】
食料品の上および／または中の病原体を死滅させ前記食料品を所望レベルに調理するために十分な持続時間にわたって低い最高温度で前記食料品を連続的に殺菌および調理するためのシステムであって、
（ａ）殺菌されるべき食料品を連続的に搬送するための搬送システムと、
（ｂ）前記搬送システムが通過する低温殺菌室と、
（ｃ）前記殺菌室と流体流連通する殺菌媒体発生器とを特徴とし、前記殺菌媒体発生器は、前記低温殺菌室内の前記食料品を所望の温度に加熱しかつ／または維持するための殺菌媒体を提供し、さらに、
（ｄ）前記食料品を連続的に殺菌するための前記システムの動作パラメータを測定するための測定システムを特徴とし、前記動作パラメータは、前記低温殺菌室内の温度、および／または前記殺菌媒体の温度、および／または前記食料品の温度を含み、さらに、
（ｅ）前記食料品を連続的に殺菌および調理するための前記温殺菌システムの前記動作パラメータを監視するための制御システムを備え、前記動作パラメータは、５５℃［１３１°Ｆ］〜７０℃［１５８°Ｆ］の範囲の温度設定点に温度が維持されているか判断するための、前記低温殺菌室に供給される前記殺菌媒体の温度および／または前記低温殺菌室内の温度、および／または、前記食料品の温度が、前記食料品の上および／または中の病原微生物の所望レベルの致死に達するのに必要とされる十分な長さの時間、５２℃［１２５．６°Ｆ］〜７０℃［１５８°Ｆ］の範囲の設定点温度に達しているか判断するための前記食料品の温度を含み、
（ｆ）前記制御システムは、病原体の致死をモデリングし、そのようなモデリングに基づいて、必要であれば調整処置を開始するように動作可能であり、前記調整処置は、前記食料品の芯を予め選択された最高温度未満に保つことによって所望の食料品品質を維持しつつ、前記測定システムによって測定される温度を前記設定点温度に近付けるように前記動作パラメータのうち１つ以上を変更することを含む、連続低温殺菌および調理システム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
背景
典型的に、食肉、鶏肉および魚などの商流用の食料品は、十分な温度（７３．９℃［１６５°Ｆ］を超える内部温度）でまず調理され、食料品の外部または内部にあり得る大腸菌などのいずれかの病原体を死滅させる。食料品が７３．９℃［１６５°Ｆ］に達すると、バクテリアは瞬時に死滅される。しかしながら、７３．９℃［１６５°Ｆ］の内部温度を実現するために表面を介して食料品の内部に伝えられるべき大量の熱によって完全に食料品が調理され、商用貯蔵および流通後に給仕のために再加熱されると、当該食料品は比較的乾燥し、堅くなる。この状態は、食料品の液体分が除去されることと、蛋白質の変性と、加えられる熱による食料品の脂肪の溶出とによるものである。
【０００２】
食料品を調理するための大いに異なる手法では、相当に長い時間比較的低温で真空包装されたプラスチックパウチ内の食料品を調理する方法が開発されている。この方法は真空調理と呼ばれる。真空調理は、以下の３つの基本的な点で従来の調理法とは異なる。（１）生食品が熱封止可能な食品用プラスチックパウチに真空包装される。（２）正確な制御された加熱を用いて食品が調理され、製品に対する変化を制限および制御する。（３）バクテリアの死滅は瞬間的ではなく、より低温で経時的に生じる。真空包装は、調理中の風味揮発性物質および水分の蒸発損失を防ぎ、酸化による不自然な香りを抑制する。比較的低温での長時間の調理により、安全であるがまだ「完全には調理されていない」非常に柔らかい製品が得られる。これは、特に風味に富んだ栄養価の高い食料品をもたらす。真空封止は、水（または蒸気）から食料品への熱エネルギの効率的な伝達および制御も可能にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、真空調理は、比較的長い時間かかることがあり、比較的高価な真空包装を必要とする。たとえば、真空調理によって牛肉パティを調理することは、食用として満足できる外観を提供しない温度で少なくとも数時間かかり得る。したがって、牛肉パティを給仕するのに先立ち、ごく高温の熱源を用いて牛肉パティの外側を焦がして、食用として満足できる外観および風味をもたらすことが必要となる。結果として、真空調理法はあまり商業用途に適していない。
【０００４】
牛肉、豚肉、および鶏などの予備調理された食肉を含む食料品の予備調理は、商業規模で周知である。大規模予備調理プロセスでは、食肉は、マリネ液、場合によっては次いで乾燥混合物でコーティングされる場合があり、次いで、コーティングされた食肉は、その中の病原体を瞬時に死滅させるほど十分に高いことを食肉の内部温度が示すまで、少なくとも９３℃［２００°Ｆ］で、場合によっては１４８．９℃［３００°Ｆ］以上までの温度で調理される。食肉を含む食品のそのような予備調理は、液体分が除去され、食肉から脂肪が溶出され、食肉が乾燥した堅い状態になるという通常の食肉の調理と同じ欠点がある。したがって、食肉を十分に予備調理／殺菌して病原体を除去するが依然として真空調理式プロセスの利点を提供するための商用システムおよび方法が必要である。本開示は、この問題に対処するように努める。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
概要
本概要は、以下で詳細な説明においてさらに説明される単純化された形態での概念の選択を紹介するために設けられる。本概要は、特許請求される主題の重要な特徴を識別することは意図されておらず、特許請求される主題の範囲を決定する際に補助として用いられることも意図されていない。
【０００６】
食料品の上および／または中の病原体の所望の割合を死滅させるために十分な持続時間にわたって低い最高温度で食料品を連続的に殺菌するためのシステムが提供される。当該システムは、殺菌されるべき食料品を連続的に搬送するための搬送システムと、搬送システムが通過する低温殺菌室と、殺菌室と流体流連通する殺菌媒体発生器を含み、殺菌媒体発生器は、殺菌室の内部を加熱するために加熱された空気を提供し、かつ／または殺菌室の内部に水分を供給する。殺菌システムは、殺菌システムの動作パラメータを測定するための測定システムも含み、動作パラメータは、コンベヤの速度と、低温殺菌室内の温度および湿度とを含む。加えて、殺菌システムの動作パラメータを監視して、食料品の上および／または中に存在する病原体の所望の割合を死滅させるために殺菌室内の食料品の十分なドウェル時間を提供する設定点範囲内の速度でコンベヤが動作しているか判断するための制御システムが設けられる。制御システムは、約５５℃［１３１°Ｆ］〜７０℃［１５８°Ｆ］の設定点範囲を確認するための殺菌室に供給された加熱された空気の温度、または食料品の上および／または中の病原体の所望レベルの致死に達するのに十分な長さの時間に食料品の内部が５２℃［１２５．６°Ｆ］〜７０℃［１５８°Ｆ］の設定点温度に到達しているか判断するための食料品温度のいずれかも監視する。制御システムによって監視される第３の設定点パラメータは、殺菌室内の水分が約８０〜１００パーセントの湿度の範囲にあるかどうかである。制御システムは、病原微生物の所望の割合が死滅されないように、測定された温度および／または湿度が予め設定された設定点温度および／または湿度範囲から十分に離れている場合、またはコンベヤの速度が予め選択された設定点速度から十分に離れている場合、制御システムは、病原微生物の所望レベルが死滅されるように動作パラメータのうち１つ以上を変更することを含む調整処置を開始する。
【０００７】
本開示のさらなる局面では、制御システムによって開始される調整処置は、動作パラメータの偏差の通知を発行することを含む。調整処置の開始は、動作パラメータのうち１つ以上の設定を変更して食料品の上および／または中の病原微生物の所望の死滅レベルを実現する必要に関してシステムオペレータに助言を提供することもできる。
【０００８】
本開示によれば、制御システムによって行なわれる調整処置は、動作パラメータのうち１つ以上を自動的に変更することを含み、パラメータは、殺菌室の温度、殺菌室内の水分レベル、搬送システム速度、搬送システム上の食料品の積載レベルを含み、さらに搬送システムから食料品を排除することを含み得る。
【０００９】
本開示のさらなる局面によれば、搬送システムは、殺菌室内においてほぼ水平の積層に配置されたコンベヤベルトを含む。食料品は、積層の底部においてコンベヤベルト上で殺菌室に入り、積層の頂上においてコンベヤベルト上で殺菌室から出る。
【００１０】
本開示のさらなる局面によれば、殺菌システムは、低温殺菌室中で殺菌媒体を循環させるための循環システムも含む。制御システムは、殺菌室内での循環媒体の流れが食料品上で主として概ね水平および／または下方の方向であるように循環システムを制御するように動作可能である。
【００１１】
本開示のさらなる局面によれば、予熱器は、殺菌室に対して上流に位置決めされる。予熱器は、殺菌室に入るのに先立って食料品を予熱するように動作可能である。
【００１２】
本開示のさらなる局面によれば、収集システムは、殺菌室内の食料品から溶出した液体分を収集する。循環システムは、溶出した液体分を搬送システム上で搬送されている食料品上に向けてもよいし、溶出した液体分が貯蔵または他の用途のために殺菌室から移送されてもよい。
【００１３】
本開示のさらなる局面によれば、連続的な殺菌システムは、殺菌室の下流に配置されて、殺菌室から出る殺菌された食品を急速に冷却および／または冷凍する冷却器または冷凍機も含む。
【００１４】
本開示のさらなる局面によれば、殺菌室を出た後、かつ冷却器および／または冷凍機に入る前に、食料品の表面に強いレベルの熱を加えるために、殺菌後加熱システムが用いられる。
【００１５】
本開示は、食料品の上および／または中に位置する病原体の所望の割合を死滅させるために十分な持続時間にわたって低い最高温度で食料品を連続的に殺菌するための方法も提供する。当該方法は、５５℃［１３１°Ｆ］および７０℃［１５８°Ｆ］の間の温度設定点を有する殺菌ゾーンの温度を含む第１の動作パラメータにおいて殺菌ゾーンを提供することを含む。当該方法は、食料品の上および／または中に存在し得る病原体の所望の割合を死滅させるのに十分な長さの時間、殺菌ゾーンの食料品が設定点温度に達するように、コンベヤの速度を含む第２の動作パラメータにおいて殺菌ゾーンを通ってコンベヤ上に積載された食料品を搬送することも含む。当該方法は、殺菌ゾーン内の温度レベルおよび／または食料品の温度を測定することも含む。殺菌ゾーン内の温度および／または食料品の温度が設定点温度範囲から十分に離れているため食料品の上および／または中の病原体の所望の割合が死滅されない場合、病原体の所望レベルが死滅されるように調整処置が開始される。当該方法は、食料品が殺菌ゾーンを通って搬送された後で食料品を冷却するかまたは冷凍することをさらに含む。
【００１６】
本開示によれば、温度設定点は、湿球温度、乾球温度、または露点温度であり得る。
本開示によれば、調整処置を開始するステップは、殺菌ゾーン内での設定点温度からの温度偏差の通知を提供することを含み得る。加えて、殺菌ゾーンを設定するための推奨温度を提供することができる。
【００１７】
本開示のさらなる局面によれば、調整処置を開始するステップは、少なくとも１つの動作パラメータを自動的に変更することを含むことができる。そのような動作パラメータは、殺菌ゾーンの温度、コンベヤの速度、コンベヤ上の食料品積載レベルを変更すること、および／または冷却もしくは冷凍ステップに先立ってコンベヤから食料品を排除することを含み得る。
【００１８】
本開示の方法は、殺菌ゾーン内に水分を提供することと、殺菌ゾーン内の水分レベルを測定すること、および水分レベルが予め設定された量から変動した場合に殺菌ゾーン内の水分レベルを調節することも含み得る。
【００１９】
本方法のさらなる局面によれば、食料品は殺菌ゾーンに入る前に予熱され得る。
本方法のさらなる局面によれば、殺菌ゾーン内の食料品から溶出した液体が収集され得る。そのような収集された液体は、殺菌ゾーン内の食料品に塗布されて食料品の殺菌を支援し得る。代替的に、収集された液体は、貯蔵または他の利用のために異なる場所に移送され得る。
【００２０】
本開示のさらなる局面によれば、加熱された液体は、殺菌ゾーンに供給され、食料品上に散布されて、殺菌ゾーン内の食料品を加熱しかつ／または食料品の温度維持するのを支援し得る。
【００２１】
本開示は、食料品の上および／または中の病原体を死滅させるために十分な持続時間にわたって低い最高温度で食料品を連続的に殺菌するためのシステムも提供する。当該システムは、殺菌されるべき食料品を連続的に搬送するための搬送システムと、搬送システムが通過する低温殺菌室と、殺菌室と流体流連通する殺菌媒体発生器とを含み、発生器は、低温殺菌室内の食料品を所望の温度に加熱しかつ／または維持するための殺菌媒体を提供し、さらに、システムの動作パラメータを測定するための測定システムを含み、動作パラメータは、コンベヤの速度、殺菌室内の温度、および／または殺菌媒体の温度、および／または食料品の温度を含む。殺菌システムは、殺菌システムの動作パラメータを監視するための制御システムも含み、動作パラメータは、以下のパラメータ：（１）殺菌室内で十分なドウェル時間を食料品に提供して食料品の上および／または中に存在する病原微生物の所望の割合を死滅させる設定点範囲内の速度でコンベヤが動作しているかどうか判断するための殺菌室内のコンベヤの速度と、（２）約５５℃［１３１°Ｆ］〜約７０℃［１５８°Ｆ］の温度設定点範囲に温度が維持されているか判断するための、殺菌室に供給される殺菌媒体の温度および／または食料品の温度が食料品についての設定点温度に達しているか判断するための食料品の温度とを含む。制御システムは、経時的に食料品の温度の変化を予想し、かつ／または病原微生物の致死をモデリングし、そのような予想および／またはモデリングに基づいて、必要であれば調整処置を開始するように動作可能である。調整処置は、食料品の芯を低い最高殺菌温度未満に保つことによって所望の温度の商品品質を維持しつつ、食料品の上および／または中の病原微生物の所望レベルが死滅されるように動作パラメータのうち１つ以上を変更することを含む。
【００２２】
図面の説明
本発明の前述の局面および付随する利点の多くは、添付の図面と共に考慮されると、以下の詳細な説明を参照することでよりよく理解されるようになるため、より容易に認識されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本開示の殺菌システムの概略図である。
【図２】殺菌システム１０と共に任意に利用される予冷器または冷却器の概略図である。
【図３】殺菌システム１０と共に任意に利用されるマリネ器である。
【図４】殺菌中の食料品に対する高温の空気および任意に液体の流れを概略的に例示する図である。
【図５】殺菌に先立つ食料品の任意の包装を例示する図である。
【図６】本開示の殺菌システムを動作させるための方法のフローチャートを例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
詳細な説明
同じ符号は同じ要素に言及する添付の図面に関して以下に述べられる詳細な説明は、開示される主題の様々な実施形態の説明として意図され、唯一の実施形態を表わすことは意図されていない。本開示に記載される各実施形態は、例または例示として提供されるにすぎず、他の実施形態に対して好ましいまたは有利であるものとして解釈されるべきではない。本願明細書において提供される例示的な例は、網羅的であること、または開示される正確な形態に開示を限定することは意図されていない。同様に、本願明細書において記載されるいずれかの工程は、同じかまたは実質的に同様の結果を実現するために、他の工程または工程の組合せと交換可能であり得る。
【００２５】
以下の説明では、本開示の例示的な実施形態についての十分な理解をもたらすために多くの特定の詳細が記載される。しかし、本開示の多くの実施形態は特定の詳細の一部またはすべてなしに実施され得ることが当業者には明らかであろう。いくつかのインスタンスでは、本開示の様々な局面を不必要に曖昧にしないよう、周知のプロセスステップは詳細に記載されていない。さらに、本開示の実施形態は本願明細書に記載される特徴のいずれの組合せも採用し得ることが認識されるであろう。
【００２６】
本願および請求項では、食料品という言及は、一般的に調理されるあらゆる種類の食料品を含むことを意図する。そのような食料品は、食肉、魚、鶏肉、パスタ、パン生地、ピザ生地、または他の種類の生地もしくは他の種類の食品を含み得る。
【００２７】
本願および請求項は、食料品の上および／または中に存在し得る病原微生物を死滅させるかまたは除去することに関する。本願は、食料品の上および／または中の「バクテリア」の死滅についても説明する。バクテリアおよび病原微生物へのそのような言及は、とりわけ、大腸菌、サルモネラ菌種、ボツリヌス菌、黄色ブドウ球菌、キャンピロバクター・ジェジュニ、エルシニア・エンテロコリチカおよび仮性結核菌、リステリア菌、Ｏ１コレラ菌、非Ｏ１コレラ菌、腸炎ビブリオおよび他のビブリオ菌、ビブリオ・バルニフィカス、ウェルシュ菌、セレウス菌、エロモナス・ハイドロフィラおよび他の種、プレジオモナス・シゲロイデス、シゲラ種、多種多様な腸内細菌、ならびに連鎖球菌を含む食物病原体に関する。
【００２８】
図１は、本開示の連続的な低温食品殺菌システム１０の一実施形態を概略的に例示する。殺菌システム１０の主要なシステム／構成要素は、殺菌室４０を介することを含んで、殺菌システム１０を介して食料品ＦＰを搬送するためのコンベヤシステム２０を含む。システム７０は、食料品から溶出した液体もしくは液体分を収集し、そのような収集された液体分を用いて殺菌プロセスを強化するために、または他の用途ために提供される。システム１０は、コンベヤシステムが食料品を冷凍機を介して運ぶ際に殺菌後に食料品を急速に冷却しかつ／または冷凍するための冷却器および／または冷凍機１００も含む。
【００２９】
殺菌システム１０と共に利用され得る任意のシステム、構成要素、または処置がいくつかあり、殺菌室４０の上流に配置された予熱器１４０と、殺菌室４０の下流に配置された任意の後熱器１６０とを含む。加えて、チャンバ４０内での食料品の殺菌を強化するために、任意の高温液体噴霧システム１８０を利用してもよい。図３に示されるように、殺菌に先立って食料品をマリネ化するために、任意のマリネ化システム２００を設けてもよい。さらに、図５に示されるように、殺菌システム１０によって処理される前に包装ステーション２３０において食料品ＦＰを包装してもよい。
【００３０】
さらに、食料品ＦＰの表面上および／または内部に存在し得る所望の割合のいずれかの病原微生物を死滅させるようにシステム１０が動作することを確実にするのに役立つように殺菌システム１０の動作を制御するために制御システム２５０が採用される。制御システム２５０は、より完全に以下に論じられるように、他のパラメータのうち、殺菌室４０内の温度および水分、食料品の温度、コンベヤシステム２０の速度、ならびにコンベヤシステム２０上の食料品の積載のレベルを測定／監視する測定システム２５２の様々な測定装置または計器から入力を受取る。
【００３１】
より詳細に殺菌システム１０について説明すると、コンベヤシステム２０は、殺菌システム１０を通って食料品ＦＰを運ぶためのコンベヤベルト２２を含む。コンベヤベルト２２は、デリバリまたは積載コンベヤ２４から食料品ＦＰを受取り、次いで殺菌室４０へ、次いで本開示の一実施形態ではベルトスタック２６を形成するためのチャンバ４０内での上昇らせん通路に沿って、食料品を移送する。この通路によって、比較的コンパクトなエンベロープ内でチャンバ４０において食料品を殺菌することが可能となる。コンベヤベルト２２は、殺菌室４０から冷却器または冷凍機１００に加工された食料品ＦＰを運ぶ。冷凍機１００内では、再び食料品が十分な長さの時間冷凍機１００内にとどまり、比較的コンパクトなエンベロープ内にある間に、出荷、貯蔵その他のために食料品を移送するのに先立って食料品を冷凍することができるように、コンベヤベルト２２はベルトスタック２８の形態の下降らせん通路を呈する。コンベヤベルト２２の中間ラン３０はベルトスタック２６および２８の間を延在する。
【００３２】
コンベヤシステム２０の機能を十分なやり方で行なうために、コンベヤベルト２２が、ステンレス鋼線メッシュで構成されるようなオープンなまたは透過性の構成であり、それによって食料品の下側に適切な露出をもたらすことが望ましい。そのようなコンベヤベルトは市販品である。
【００３３】
コンベヤベルト２２は、モータ３１などの適切なモータシステムによって駆動される。モータ３１およびしたがってベルト２２の速度は、モータおよび／またはベルトと関連付けられたエンコーダ３２によって監視され得る。エンコーダ３２からのデータ信号は、制御システム２５０にルーティングされる。制御システムの動作について、より十分に以下に論じる。
【００３４】
コンベヤベルト２２は多数の構造であり得るが、１つの形態では、ベルトスタック２６および２８を形成するために自立するようにベルトを適合させることができる。そのような自立するベルトは、たとえば米国特許第７，３７４，０３５号に示されるように技術分野において知られており、その開示は引用によって本願明細書に援用される。
【００３５】
主に図１を参照して、殺菌室４０は、たとえば様々な構造および形状であり得る絶縁された筐体４２を含み、筐体４２は、筐体内に配置されたシステム１０のベルトスタック２６および他の構成要素を収容するために、形状が概して直線または概して円筒状であり得る。筐体は、その下側部分に配置され、コンベヤベルト２２がそれを通って筐体に入る入口４４と、コンベヤベルト２２がそれを通って筐体から出る筐体の上側部分にある出口４６と含む。筐体４２を外部から密閉した状態に保つために、適切な密閉機構を利用することができる。そのような密閉機構は、たとえば、筐体入口４４に隣接するエアナイフ４８と、筐体出口４６に隣接する第２のエアナイフ５０とを含み得る。もちろん、他の種類の密閉機構、たとえば、入口４４および出口４６の上に下向きに垂下し、かつコンベヤによって運ばれている食料品ＦＰの形状と一致するように十分に柔軟である、プラスチックなどのフィルム材料から造られた可撓性ストリップのカーテンが利用され得る。もちろん、プラスチックストリップカーテン構造は、望ましくない微生物がプラスチックまたは生地垂下ストリップ上にひっかからないことを確実にするのに役立つように周期的な清掃を必要とし得る。
【００３６】
上記のように、ベルトスタック２６は筐体４２の内部内に配置され、コンベヤは、入り口４４から筐体４２の底部に入り、次いで出口４６を通って筐体４２の上部から出るらせん通路を進行する。１本のベルトスタック２６が筐体４２内に位置決めされて示されるが、複数のベルトスタックを含むように筐体を適合させることができる。また、コンベヤベルト２２は、図１に示されるらせん状のベルトスタック２６とは異なる配置で配備されてもよい。たとえば、米国特許第３６５３４９０号、第４６２７５３０号、および英国特許第１０３８９５５号に開示されるように、引き上げチェーンコンベヤが採用されてもよい。これらはすべて引用によって本願明細書に援用される。
【００３７】
殺菌媒体は、殺菌室４０に供給されて、食料品を完全に調理することなく食料品の上および／または中の大腸菌などの病原体を死滅させるのに十分な特定の条件下で食料品ＦＰを殺菌する。このように、食料品は、レストラン、家庭、または他の場所で生じるその後の最終的な調理の程度に関わらず、食べる準備ができるように実際に十分に調理される。この点に関し、殺菌媒体は、殺菌室内の温度が５５℃［１３１°Ｆ］〜７０℃［１５８°Ｆ］の範囲、好ましくは、バクテリアを死滅させるために必要とされる温度、典型的には５２℃［１２５．６°Ｆ］を上回る約５８．９℃［１３８°Ｆ］であるように殺菌室４０に供給される。この温度では、理想的に比較的高湿状態下において、約５５分以内に食料品の殺菌を完了することができる。
【００３８】
食物病原体の所望の致死を実現することに加え、殺菌媒体の温度における別の要因は、食料品を調理するために真空調理手法を用いたいという欲求である。この点に関し、食料品は、食料品の品質に悪影響を及ぼすであろう温度未満に保持される。そのため、食料品が達するべき温度には望ましい上限がある。たとえばある脂肪を溶出させる温度を越えない。たとえば、牛肉、豚肉およびラムについては、この温度は約６６．１℃［１５１°Ｆ］であり、魚についてはこの温度は約６０℃［１４０°Ｆ］であり、鶏および七面鳥についてはこの温度は約６５℃［１４９°Ｆ］であり、卵を調理するためにはこの温度は約６７．２℃［１５３°Ｆ］である。
【００３９】
本開示の殺菌媒体は、高温の空気、水分、ならびに湯または他の液体および／または殺菌されている食料品から収集される加熱された溶出された液体のいずれかを含むいくつかの成分で構成されることができる。殺菌媒体のこれらの成分について以下に論じる。
【００４０】
殺菌媒体の１つの成分は、殺菌室４０に送達され、高温空気ポンプまたは送風器５２によって殺菌室の中で循環される加熱された空気からなる。送風器５２によって供給される空気は、たとえば、電気、ガス燃料の空気加熱器を用いて、または蒸気もしくは他の熱媒体を用いて熱交換器で空気を加熱することによって、多数のやり方で加熱することができる。空気を加熱するためのシステムは、送風器５２の構造に一体化することができるか、または送風器５２と離間することができる。本発明で用いられ得る市販の組合わせられた送風器およびガスヒータアセンブリは、インディアナ州マンシーのＭａｘｏｎ社のＴｕｂｅ−Ｏ−Ｔｈｅｒｍｏガスバーナーである。送風器５２からの空気は、食料品に対して概ね水平および／または下向きの方向に高温の空気を放出するように位置決めされた複数の吐出開口部またはノズル５４を含むマニホルド５３によって筐体４２内で分散される。この水平空気流を表わす図４の矢印５５参照。加熱された空気は、約５０〜６５０フィート／分の速度で殺菌室を横切って流れ得る。したがって、コンベヤスタック２６上に比較的低く位置する食料品から溶出した水分を上向きの方向に運ぶことを避けるために、加熱された空気が食料品に対して上向きの方向に吹かないことが望ましい。なぜなら、コンベヤスタックのその高さにおけるそのような食料品は、そのような食料品の上および／または中の病原体を死滅させるように十分に加熱されない場合があるからである。しかしながら、殺菌室では、その「戻り」通路中の循環空気が上向きの方向に流れることが必要である。この目的のため、加熱された空気が筐体４２内で上向きの方向に約４００フィート／分より速い速度で流れないことが望ましい。加熱された空気の上向きの戻り流をこの速度未満に制限しても、殺菌されていない水分が筐体４２を通って上向きに上昇されることはない。
【００４１】
食品の温度が空気の露点以上である場合、高温の空気から食料品への熱伝達メカニズムは対流によるものである。以下に論じられるように、殺菌室に入る食品が雰囲気の露点より冷たく、空気が湿っている場合、食料品の加熱は、湿り空気の潜熱の使用など、他の伝熱モードを含み得る。この目的のため、比較的大流量の空気が必要とされ得る。また、開口部またはノズル５４によって放出された空気は、食料品による熱吸収と筐体４２からの熱損失とにより、筐体４２内の所望の温度と同じかまたは場合によっては若干高い温度となる。
【００４２】
送風器５２によって供給された空気を加熱するシステムを利用するのではなく、熱交換器またはラジエータを殺菌室４０内で利用することができる。そのような熱交換器は、ひれを有し得る多くのパイプまたはチューブと、熱交換器の表面を加熱するための１つ以上のヒータとで構成することができる。ヒータは、チューブ／パイプ内で所望レベルの熱を生成することが可能ないずれかの好適な装置で構成することができる。たとえば、好適なヒータは間接的なガス燃料ヒータで構成され得る。筐体４２において所望の通りに、たとえば送風器５２の上流または下流のいずれかに熱交換器チューブを位置決めすることができる。このように、送風器５２は、筐体４２を介して空気を循環させるように主として機能し、そのような空気の温度は熱交換器によって生成される熱の量によって制御される。
【００４３】
殺菌室４０内の殺菌媒体のさらなる成分は、加熱室内の水分のレベルからなる。望ましくは、殺菌室は高湿レベルとなる。これは、殺菌されている際の食料品からの水分損失の減少を含む各種機能に役立つ。食品が加熱されるにつれて、食料品内部の温度上昇は、必ず水分を食料品から追い出す。加熱された殺菌室４０の水分は、水分の経路を制限するかまたは縮小するように機能し、食料品を殺菌させる。
【００４４】
また、殺菌室内の水分レベルは、殺菌室に入る食料品の表面の少なくとも初期温度が殺菌室の湿った高温の空気の露点温度よりも低くなるようなものであり得る。これにより、結果として生じる凝縮熱が食料品の表面に伝えられている状態では、空気中の蒸気が食料品の表面上に凝縮することになる。殺菌室内の空気の十分に高い温度および湿度を維持することにより、凝縮熱を用いて食料品を十分に加熱して、食料品の上および／または中に存在し得る病原微生物もしくは他の汚染物質について所望の死滅率を実現するのを助けることができる。
【００４５】
湿度は、表面蒸発、および加熱中に蒸発が食料品から取除く熱も減少させる。食料品を包囲する十分に高い相対湿度が加熱中に維持されない場合、食料品の表面での望ましくない蒸発冷却が生じる可能性がある。
【００４６】
病原微生物の所与の望ましい「死滅」率またはログサイクル減少のために、殺菌室内の必要とされる空気温度および湿度は、殺菌室内の多くの異なる風速と、異なるコンベヤベルト速度とについて経験的に決定することができることが認識されるであろう。コンベヤベルト速度は、殺菌室内の食料品のドウェル時間と関連する。この点に関し、出願人は、５５℃［１３１°Ｆ］〜７０℃［１５８°Ｆ］の殺菌室温度については、殺菌室内の湿度レベルを約８０％の相対湿度と１００％の相対湿度との間に有することが望ましいことを確認した。この点に関し、５４．４℃［１３０°Ｆ］〜７０℃［１５８°Ｆ］の湿球温度に対応する温度がこの要件を満たすことになる。また、これらの高い相対湿度レベルでは、露点温度も所望の温度要件を満たすことになる。もちろん温度は乾球温度であり得る。これらのパラメータは、加熱された湿り空気から殺菌されている食料品に凝縮熱が伝えられることになるのに十分である。
【００４７】
異なるやり方で殺菌室４０に水分を加えることができる。たとえば、水分源は、殺菌室４０内の高温の空気を水和させるために供給システム５６によって供給される水であり得る。１つ以上のノズル５７がコントロールバルブ５８を介して外部の供給源から水を受取ることによって、水を殺菌室内に導入することができる。ノズルは、ごく小滴の水の流れを殺菌室内の雰囲気中に放射する霧吹きノズルであり得る。バルブ５８は、ノズルによって放射される水の量を制御する。また、殺菌媒体の水供給システム５６と共に、フィルタおよび軟水化ユニット６０と圧力調整器６２とを利用してもよい。
【００４８】
殺菌室４０内の空気を水和するための水の代わりに、またはそれに加えて、蒸気を殺菌室に導入してもよい。蒸気は、様々な源、たとえば蒸気発生器６３からのものであり得る。この蒸気発生器は、送風機５２と関連付けられた熱交換器を介して殺菌室内の空気を加熱するために用いることもできる。流量弁６６、圧力調整器６８を介して接続され、１つ以上の吐出しノズル６９において終了する蒸気入口ライン６４によって、蒸気を殺菌室に導入することができる。
【００４９】
上で論じたように、食料品の内部が加熱されるにつれて、その中の水分は食料品から必ず放出されるかまたは他の方法で強制的に排出される（注１）。この点に関し、食料品ＦＰが殺菌室４０内のらせん通路を上方に進行すると、食料品から押出された水分は下方に滴り、水分の一部は下方に位置する食料品に落下するが、水分の大部分は最終的に殺菌室の底部に落下し、水分は再循環システム７０の収集貯槽７２に収集される。図４参照。貯槽は殺菌室４０の下側部分に配置される。貯槽７２内にまたは貯槽に関連してヒータ７４が設けられ、その中でのバクテリア成長を防ぎ、かつ／または溶出した液体分のいずれかの相互汚染が生じた場合には収集された溶出した液体分に存在するいずれかのバクテリアを死滅させるために十分に高い温度で、収集された溶出した液体分の温度を加熱し、かつ／または維持する。この目的のため、収集された溶出した液体分の温度は、４８℃［１１８．４°Ｆ］以上の温度に維持されるべきである。
（注１）食肉製品のおよそ７０％は水で構成され得る。食肉製品が殺菌室４０内で殺菌され、次いで殺菌室から出る時までに食肉製品から溶出した液体分は、食肉製品の当初の重量のおよそ２０％となり得る。したがって、以下に論じるように、有意な量の溶出した液体分が貯槽７２内に収集される。
【００５０】
溶出した液体分を貯槽から取り出すために、ポンプ７６が設けられる。ポンプ７６は、利用されるポンプの種類に応じて、貯槽内または貯槽外部に配置され得る。バルブ７８は、パイプまたはチューブ７９を介して、次いでコンベヤスタック２６の頂上の吐出しノズル８０を介して外に、溶出した液体分を送る。このように、加熱された溶出した液体分は、スタック２６に沿って上向きに運ばれている食料品を加熱するのに役立つ。加熱された溶出した液体分をスタックの頂上で放出するだけでなく、スタックの高さに沿った様々な高度において液体分をスタックに塗布することができる。もちろん、溶出した液体分は、食料品に塗布されるのに先立って、バクテリアまたは他の病原体がなくなるように十分に加熱されている。
【００５１】
溶出した液体分を用いてオーブン室４０内での食料品の加熱を強化することに加え、またはその代替案として、溶出した液体分でスープ、スープストック、ブロス、もしくはグレービーを作る際などに使用するために、貯蔵ユニットに、または別の目的のための別の場所に、溶出した液体分をポンプで汲み出してもよい。この点に関し、収集貯槽７２からの溶出した液体分を殺菌してもよいし、または少なくとも熱交換器８２でさらに加熱してもよい。熱交換器は、熱交換器８２に入るのに先立ってヒータ８４によって加熱される熱媒体を利用し得る。ユニット８２の性質の熱交換器は市販品である。また、収集／再循環システム７０で用いられるヒータ７４および８４などのヒータも市販品である。
【００５２】
スタック２６に沿ってより低いレベルにおいて下向きにまたは食料品上に落下するかまたは滴るスタック２６の高さに沿った溶出した液体分は、殺菌室４０内において、食料品内にとどまる食料品液体分よりも長いドウェル時間を有することになり、したがってそのような滴が殺菌室から出る時までその中のいずれの病原体も十分に熱処理されることになることが認識されるであろう。
【００５３】
殺菌室４０内の高温の、大いに加湿された空気と、収集および再循環システムの７０によって供給される加熱された溶出した液体分の使用とに加え、殺菌室４０内での食料品ＦＰの殺菌は、高温液体噴霧システム１８０によっても支援され得る。噴霧システム１８０からの高温液体は、オーブン４０内で利用される殺菌媒体の一部を形成する。高温液体システム１８０は、約５５℃［１３１°Ｆ］〜７０℃［１５８°Ｆ］で高温液体を生成しかつ／または入口管路１８４および１８６を介して殺菌室４０の内部に供給して、コンベヤスタック２６によって搬送されている食料品に高温液体を噴霧する高温液体供給部１８２を含む。高温液体噴霧の量は、殺菌室内の測定された温度および含水率、ならびに殺菌室を通る移動コンベアの速度および空気循環の速度に基づいて加減され得る。殺菌室に供給される高温液体の量は、約２０ガロン／分から１５００ガロン／分に及び得ると予想される。高温液体噴霧の高い温度は、食料品が殺菌室を通って進行する間に食料品の上および／または中の病原体の所望の割合の死滅を実現するのに十分なレベルまで上昇するように、食料品を加熱するのを支援するのに十分である。高温液体は、湯、または様々な調味料もしくは香料を含む湯で構成され得る。
【００５４】
なお図１を参照して、冷凍機１００は、コンベヤベルトスタック２８を収容するように構成された絶縁された冷凍機筐体１０２を含む。中間コンベアラン３０は、コンベヤスタック２６および２８を相互接続する。中間ラン３０は、上側入口開口部１０４を通って冷凍機筐体１０２に入り、スタック３０の底部のコンベヤベルト２２は、出口開口部１０６を通って筐体１０２から出る。冷凍機筐体１０２は、吸気口１０４と関連付けられた標準的なエアナイフ１０８と、出口１０６と関連付けられた標準的なエアナイフ１１０とによって外部から密閉され得る。
【００５５】
冷凍ユニット１００で用いられる冷却材は、標準的な組成、たとえば液体窒素であり得、冷凍機に入る食料品の温度を−１７．８℃［０°Ｆ］未満、およびさらに−７３．３℃［−１００°Ｆ］にまで低く下げるために用いることができる。結果として、包装されていなければ包装、次いで貯蔵および／または出荷のために食料品を準備するコンベヤスタック２８に沿って進行するにつれて食料品はガチガチに凍る。
【００５６】
殺菌室４０を離れる食料品の温度レベルからはるか−７３．３℃［−１００°Ｆ］にまで食料品の温度を下げるように努める代わりに、そのような冷却は、冷凍機１００などの単一の冷凍機の使用によって最も効果的に実行されない場合もある。この目的のため、殺菌室４０と冷凍機１００との間に、図２に示したような予冷器または冷却器１２０が挿入され得る。冷却器１２０は、冷却器筐体１２２と、それを通って延在するコンベヤ１２４とを含む様々な形態を取ることができる。筐体１２２内の空気を冷却するために、１２６とラベル付けされた標準的な冷蔵アセンブリを用いてもよい。また、冷却器１２０を通って見られるように食料品ＦＰの上方で冷却空気を循環させるために多くのファン１２８を用いることができる。
【００５７】
冷却器１２０などの予冷器または冷却器を用いる１つの理由は、冷凍ユニットの冷凍機コイルへの霜堆積率が低下されるように、十分に低いレベルまで食料品内の蒸気圧を低下させることである。この点に関し、およそ１０℃［５０°Ｆ］以下に食料品を冷却することが一般的である。高温の食料品からの蒸気は、ほぼ凝固点で動作される予冷器または冷却器１２０の冷却コイル上で凝縮し、したがってそのような液状水は冷却コイル上で凍らずその上に蓄積しない。
【００５８】
別の形態では、冷却器は、１．１℃［３４°Ｆ］と４．４℃［４０°Ｆ］との間の冷却温度に維持される冷液槽で構成され得る。冷却槽は、食料品を冷却し、水と、冷水槽に溶かされている場合がある他の香料増強材との両方を食料品に吸収させることになる。以下に論じられるように殺菌が生じる前に食料品が包装されている場合は、液体は食料品と直接接触しないであろうことから、冷液は水からなる可能性が高い。
【００５９】
予冷器または冷却器の全体的な目的は、およそ４．４℃［４０°Ｆ］〜１０℃［５０°Ｆ］に食料品の内部温度を低下させ、それによって水分およびしたがって食料品の自然な風味を封じ込めるのを支援することである。
【００６０】
図１に戻り、装置１０と共に任意の予熱器１４０を利用してもよい。図１に示されるように、予熱器は殺菌室４０の上流に配置される。予熱器の目的は多種多様であり得る。この点に関し、食料品の温度上昇全体が殺菌室で生じる必要がないように、予熱器を用いて食料品の温度を迅速に上げてもよい。また、食料品が少なくとも１０℃［５０°Ｆ］に予熱される場合、殺菌室４０に入るのに先立って食料品からすべての氷が溶かされることになる。加えて、食料品が予熱器において少なくとも４７．８℃［１１８°Ｆ］に予熱される場合、これは、食料品が殺菌室に入る時に先立ち、成長力のある好気性食物病原体細胞の成長点を過ぎることになる。さらに、食料品が予熱器において少なくとも５１．７℃［１２５°Ｆ］に予熱される場合、そのような食料品は、殺菌室に入るのに先立って、成長力のある好気性の食物病原体細胞の時間温度死の範囲内にあることになる。また、食料品の外部が食料品のおよその所望の殺菌温度に予熱される場合、殺菌室は、食料品内にあり得る所望の割合の病原菌を死滅させるために食料品の内部のみを加熱すればよい。この点に関し、少なくとも７１．７℃［１６１°Ｆ］まで食料品の表面温度を加熱するために予熱器を用いることができ、食料品表面上の好気性の成長力のある病原菌細胞の除去をもたらすことになる。
【００６１】
加えて、食料品の予熱は、食料品の表面的な外観を高めるまたは向上させ得る。たとえば、予熱は、食料品の表面を茶色にすることまたは他の方法で暗くすることを含み得る。これは、赤外線によってたとえば８１５．６℃［１５００°Ｆ］〜９２６．７℃［１７００°Ｆ］の範囲の温度に食料品を曝すことによって実現することができる。この高い温度は、食料品内の含水量の損失を最小にしつつ食料品の表面を瞬間的に加熱する。
【００６２】
赤外線に加えて、蒸気、高周波、対流、混合液体およびガス対流、凝縮、伝導、ならびにマイクロ波放射を含む様々な他の熱エネルギ源を予熱器において利用してもよい。
【００６３】
溶出した液体分は、予熱器１４０で加熱されている食料品からも放出され得る。そのような液体分は、予熱器内のまたは予熱器と関連付けられた貯槽（図示せず）に収集し、貯槽７０に収集された液体分に関して上で論じたのと同じ目的で用いることができる。この点に関し、予熱器は、溶出した液体分を収集するためにそれ自身の貯槽を有することができるか、または予熱器１４０からの溶出した液体分は、貯槽７０に、または後続の加熱、貯蔵、および／または使用のための別の場所にルーティングすることができる。
【００６４】
上で論じたように、溶出した液体分は、殺菌室４０内で処理されている食料品から収集され得る。また上で論じたように、そのような溶出した液体分はコンベヤスタック２６によって搬送されている食料品を加熱するのを支援するために用いられてもよいし、他の目的に用いられてもよい。そのような他の目的の１つは、溶出した液体分を予熱器１４０内の食料品に塗布することである。そのような使用のためには、溶出した液体分には生物病原体がないことが望ましく、それには、予熱器１４０内での食料品への塗布の前に、溶出した液体分の処理／加熱が必要となり得る。
【００６５】
図１を引続き参照して、殺菌システム１０は、殺菌室４０の下流に位置決めされた後熱器１６０も任意に含む。後熱器１６０は、コンベヤベルト２２上に、したがってコンベヤベルトによって運ばれている食料品ＦＰ上にも重なるように構成されることができる。後熱器を用いて、所望の色および／または風味を実現するために強い表面加熱を食料品に加えることができる。この目的で、強い表面加熱は、典型的には８１５．６℃［１５００°Ｆ］〜９８２．２℃［１８００°Ｆ］の範囲で赤外線または他の好適な発熱源によって実現することができるが、石英チューブ内でタングステン線を用いる場合は１６４８．９℃［３０００°Ｆ］と高くすることができる。その後、急速冷却または冷凍のために食料品が冷凍機１０に入る。
【００６６】
食料品の所望の色は、食肉の場合は、食料品に熱を加えることによって実現される茶色、暗褐色、または他の色であり得る。風味の点では、肉製品については風味に対して熱が効果を有することが知られている。調理肉の風味は水溶性成分によって影響されるが、典型的に、調理中に形成された食肉の揮発性物質が、食肉の特徴的な風味に寄与する香りをもたらす。食肉の加熱は、脂肪族アルデヒド、ベンゼノイド、ポリスルフィド、複素環式化合物、および脂質由来の揮発性物質の濃度を増大させる。これらの化合物および揮発性物質が食肉の風味に寄与する。「The Chemistry of Beef Flavor, Executive Summary」 2007 Cattlemen's Beef Board, National Cattlemen's Beef Association, Centennial, Colorado参照。この出版物は、引用によって本願明細書に援用される。
【００６７】
後熱器１６０は、予冷器または冷却器１２０および冷凍機１００と共に利用することもできる。この点に関し、予冷器または冷却器１２０は殺菌室４０の下流に位置決めされ、後熱器６０が後続し、次いで冷凍機１００が後続する。予冷器／冷却器１２０は、約４０℃［１０４°Ｆ］を下回るまで食料品を急速に冷却するように動作され、続いて、後熱器１６０において食料品に強い表面加熱が加えられ、食料品に対して所望の色および／または食料品の風味を実現する。冷凍機１００の急速な冷却または冷凍が直ちにこの後熱に続くことになる。このように、食料品の所望の色および／または風味は、食料品のいずれかの著しいさらなる調理なしに実現することができる。前述の処置を用いる利点は、食料品からの水分損失を最小化することである。予冷器または冷却器１２０は、食料品が強い後熱にさらされる時に食料品の有意な深さが沸点に達しないように食料品を十分に冷却することになり、その中の水分を食料品から強制的に排出することになる。本質的には、予冷却器の使用は、後熱中に沸点に達する食料品の深さを減少させる。
【００６８】
次に、図３を参照して、殺菌システム１０は任意のマリネ器２００も含み得る。マリネ器２００は、コンベヤベルト２２または別個のコンベヤベルトセクション２０２のいずれかに沿って移送される間にマリネ液または他の液体を食料品に注入するように機能する。マリネ器２００は、一連の注入針２０４を利用するものとして例示される。注入針２０４は、コンベヤベルトセクション２０２上に位置決めされる頭上の台および／または制御システム２０６によって、またはそれらから、下向きに突き刺され得る。針は、マリネ液を食料品ＦＰに迅速に注入することができる。
【００６９】
マリネ液は、様々な組成、たとえば、殺菌中に食料品に風味をつけ、かつ食料品の湿気を維持するのに役立つ水、砂糖、塩、および／またはリン酸塩の溶液であり得る。利用され得る他のマリネ化溶液は、たとえば果物ジュース、食用油、溶かした香料および香辛料などを含む。
【００７０】
また、注入針２０４によってマリネ化するのではなく、所望のマリネ化溶液を含む浸漬槽に食料品を通過させてもよい。そのような浸漬槽は、図３に示されるようなシステムまたは他のシステムを用いて食料品の内部にマリネ液を注入する代わりに、またはそれに加えて用いてもよい。さらに、マリネ液は殺菌室４０に入るのに先立って食料品の外部に噴霧しても、ブラシで塗っても、他の方法で塗布してもよい。マリネ液のそのような外部塗布は、食料品の内部へのマリネ液の注入の代わりに、またはそれに加えて行ってもよい。
【００７１】
次に、図５を参照して、殺菌オーブン４０で殺菌されるのに先立って包装ステーション２３０において食料品が包装され得ることが考えられる。食料品の包装は、図５に概略的に例示される。予熱器１４０などの予熱器が利用される場合、包装ステーション２３０は予熱器１４０の上流に配置される可能性が高い。図５に示されるように、食料品は、殺菌パウチまたはパッケージ２３２内に密閉され、殺菌される。そのようなパッケージは、コンベヤベルト２２上に重なる下側シート２３４で形成することができ、それによって下側シートを熱可塑性フィルム２３８の上側シートと重ねることができる。ポケットまたはパウチ２３２は下側シートを真空にすることによって形成することができ、それにより、食料品がコンベヤ２２上を矢印２４０の方向に移動するにつれて、下側シートおよびその上の食料品を図示しないトレイまたは型に吸引する。下側シート２３６に形成されたポケット２３２は、食料品の寸法および形状と一致する。食料品がフィルムの下側シートに形成されたポケットに配置された後、熱可塑性フィルム２３８の上側シートが下側シート上に置かれる。上側シートは、供給ロール２４２から下側シートの頂部に対して下向きに供給され、次いで真空およびヒートシールシステムによって下側シートに対して密閉され、殺菌密封パウチまたはパッケージ２３２を形成する。そのようなパッケージは、切断線２４４に沿って、熱可塑性フィルム２３６および２３８の密封したシートから切断され、それによってパウチ２３２を互いに分離することができる。
【００７２】
熱可塑性フィルムのシート２３６および２３８は周知の市販品である。そのようなシートは、ポリエチレンまたは他の熱可塑性物質で構成することができる。
【００７３】
食料品ＦＰの包装は、図５に示されるものに加えて、多くの他の方法によって行うことができる。
【００７４】
食料品が包装される状況では、そのような食料品を殺菌するために利用される殺菌媒体は、主として高温液体システム１８０に依存して、好適な期間にわたる適温処理を実現するために食料品が搬送システム２０によって搬送されている際に包装された食料品上に加熱された液体を塗布することになる。殺菌プロセスを支援するため、再循環システム７０を用いて、殺菌室４０の底部に集まる高温液体を再循環させることができる。食料品はパウチ２３２内に密閉されるため、高温液体は水で構成される可能性が高い。
【００７５】
上記のように、殺菌システム１０は、殺菌システム１０の動作パラメータを監視または測定する監視システム２５２を含む。そのような監視または測定は、デリバリコンベヤ２４からコンベヤ２０に積載された食料品の積載周波数または密度を含む。そのような積載モニタまたはセンサは、図１に示される積載モニタ／センサ２５４によって概略的に表わされる。積載モニタ／センサは、コンベヤ２０に伝達されている食料品を量るためのスケールを含む様々な形態を取ることができる。代替的に、積載モニタは、食料品を走査し、食料品の体積を判断し、次いで食料品の公知の密度を用いることによって食料品の重量を算出することが可能な光学スキャナの形態であり得る。そのような走査システムは技術分野において周知である。たとえば米国特許第７，４５２，４６６号参照。この特許の開示は、引用によって本願明細書において援用される。積載モニタ２５４からの情報は、制御システム２５０に送られる。
【００７６】
監視システム２５２は、加熱室４０内の温度および水分量、ならびに殺菌室を通って流れる空気の速度も測定する。これらの動作パラメータは、図１に示される温度センサ２５６、水分センサ２５８、および速度センサ２６０によって監視される。これらのセンサは、制御システム２５０に接続される。温度センサ２５６は、殺菌室４０内の乾球温度および湿球温度を検知するように構成されることが好ましい。湿球温度も測定する理由は、食料品が殺菌室４０を通って運ばれるにつれてその表面温度が徐々に上昇することである。最終的に、この表面温度は、殺菌室４０内の湿った高温の空気の露点温度に達することになる。その点において、チャンバ４０内の殺菌媒体の水分は食料品の表面上で凝縮することはない。代わりに、食料品の表面上の水分は蒸発し始めることになり、食料品を多少冷却する傾向がある。この遷移が生じる温度が湿球温度となる。それにも関わらず、食料品の温度は依然として、食料品の上および／または中の病原体の所望レベルを死滅させるために十分でなければならない。代替案として、監視システムは、加熱室４０の乾球温度および湿度レベルを測定することができる。この情報から、チャンバ４０内の湿球温度、相対湿度および露点を決定することが可能である。
【００７７】
監視システム２５２は、温度センサを利用して、殺菌室４０内にある時に食料品の温度を連続的に測定することができる。以下に論じられるように、これは伝熱のモデリングを単純化するかまたは場合によっては削除することができるが、もちろん殺菌室４０で生じる病原体の致死のモデリングは依然として必要とされるであろう。
【００７８】
収集タンク７２内の収集された溶出した液体分の温度は、温度センサ２６２によって測定される。温度センサ２６２も制御システム２５０に接続される。監視／測定システム２５２は、冷凍機内に配置された温度センサ２６４を利用して冷凍機１００内の温度も測定する。加えて、図４に示される予冷却器１２０内に温度センサ２６６が配置される。この温度センサもコントローラ２５０に接続される。
【００７９】
監視／測定システム２５２は、予熱器１４０のすぐ上流に配置された温度センサ２６８を用いるなどによって、食料品の初期温度も測定するように構成することができる。温度センサ２６８は赤外線センサであり得るか、または別の種類であってもよい。また、食料品ＦＰの温度は殺菌システムに沿った他の場所で検知されてもよい。
【００８０】
上記のように、殺菌システム１０は、食料品の上および／または中に存在する病原微生物の所望の割合を死滅させるために十分に食料品が殺菌されることを確実にするのを助けるための制御システムを含む。この目的のため、上で論じた様々なセンサおよび測定装置および計測器は、コンベヤ２０上の食料品の積載レベル、コンベヤ２０の速度、殺菌室内の温度および水分、ならびに殺菌室内の食料品全体に吹きつける高温の空気の方向および速度、収集貯槽７２内の収集された溶出した液体分の温度、冷凍機１００内の温度、ならびに予冷器または冷却器１２０内の温度を制御システムが認識するように、配線、無線周波数もしくは他の無線送信手段によって、または他の方法で制御システム２５０に接続される。制御システム２５０は、システム１０のこれらの動作パラメータを監視して、そのような動作パラメータが、これらの動作パラメータについて予め定められた設定点内にあるかどうかを判断する。動作パラメータが設定点内にある場合、システム１０による食料品の処理が、当該食料品の上および／または中に存在する病原微生物の所望の割合を死滅させることになることが予め定められている。
【００８１】
制御システム２５０は、殺菌システム１０を制御する際に使用されるプロセッサ３００を含む。制御システムは、プロセッサに結合され、殺菌システムの様々な計器、モニタおよび構成要素をロジックコントローラ３０２に接続するための適切なインターフェイス３０４を有するプログラマブルロジックコントローラ３０２などの好適なコントローラ３０２も含む。殺菌システムに関する情報を格納するためにメモリユニット３０６が設けられ、オペレータがプロセッサおよびロジックコントローラと通信することを可能にするために、キーボードまたは他の入力デバイス３０８が設けられる。また、殺菌システム１０の機能性を含む情報をプロセッサまたは制御システムからオペレータに伝えるために、ディスプレイまたは他の出力装置３１０が設けられる。殺菌装置を制御するための、プロセッサにより動作される制御システムの一例は、米国特許第６，４１０，０６６号によって開示され、引用によって本願明細書において援用される。
【００８２】
制御システム、より具体的には、コントローラ３０２と合せたコンピュータは、積載コンベヤ２４の動作を制御することによって、食料品をコンベヤ上に積載するレベルを含む殺菌システム１０の様々な構成要素およびサブシステムを制御する。制御システムは、コンベヤ駆動モータ３０を制御することによってコンベヤ２２の速度を制御する。加えて、制御システムは、殺菌室４０を循環させられる高温の空気の温度、量および速度を制御することによって殺菌室４０内の温度を制御する。制御システムは、収集された溶出した液体分を加熱するために用いられるヒータ７４と、そのような加熱された溶出した液体分を殺菌室４０内のコンベヤスタック２６に再循環させるために用いられるポンプ７６との動作も制御する。さらに、制御システムは、コンベヤスタック２６上で搬送されている食料品に塗布される高温液体の動作および供給を制御する。制御システムは、冷凍機１００および予冷却器／クーラー１２０の動作も制御する。加えて、制御システムは、予熱器１４０および後熱器１６０の動作を制御する。制御システムは、積載センサ２５４、水分センサ２５８、循環または速度センサ２６０、ならびに様々な温度センサ２５６，２６２，２６４，２６６，および２６８も監視する。したがって、制御システムは、殺菌システム１０と殺菌システムによって行なわれる殺菌プロセスとを制御して、食料品ＦＰの上および／または中に存在する病原微生物の削減目標を実現することができる。
【００８３】
制御システム２５０では、コンピュータ３００は、たとえば、特定の食料品についての一定期間内での所望の微生物死滅率を実現するために経験的に決定された殺菌室４０内の特定の温度および湿度プロファイルに従って殺菌プロセスを制御するためのプロセス制御プログラムの下で動作し得る。プロセス制御プログラムは、経時的に変化し、時間／温度モデルを適用する際に食料品の温度を予測するように設計され得る。このモデルは、バクテリアの死滅率だけでなく、食品の温度の予測である。使用されるモデルは、適用可能な食物健康安全規則、たとえばＦＤＡの危害分析重要管理点（ＨＡＣＣＰ）計画および原則と、ＵＳＤＡ規則とを満たすように批准され、承認されていることになる。もちろん、本願明細書において用いられる批准されたモデルは、食料品の種類、食料品の厚さ範囲、食料品の初期温度、いくつかのインスタンスでは食料品の脂肪含有量、食料品の水分、殺菌媒体および／または殺菌ゾーンの温度、殺菌媒体および／または殺菌ゾーンの水分レベル、搬送システム上の食料品の積載レベル等に特有のものでならなければならない。また、批准モードは、食料品に関する想定、たとえば熱伝達係数、食料品からの物質移動、殺菌された食料品の重量等を含まなければならないことになる。食料品の固有可変性により、温度予測はある範囲を有することになり、保守的な手法、たとえば、不確実性を補償するために十分長い殺菌時間または十分高い殺菌温度を取らなければならないことになる。当該手法は、たとえば食料品の厚さ、脂肪含有量、および食料品の他の組成、食料品の初期温度を含む上記の食料品変数に基づいて病原体死滅を決定するための統計解析を含み得る。結果として、いくつかの個々の食料品は、他の特定の食料品よりも長い殺菌時間を必要とすることになる。統計的手法は、最も加熱されていない食料品の所望の病原体死滅を判断するために取ることができる。
【００８４】
加えて、制御システムは、たとえば、殺菌室内の空気の温度および／または湿度が設定点範囲から十分に離れる場合、所望の死滅率を実現するのに必要な時間および温度を算出し、プロセスパラメータの変更を行うリアルタイム数学モデルを含む処理偏差プログラムの下で動作し得る。制御プログラムは、殺菌システムの動作パラメータのうち１つ以上がそれらの予め選択された設定点を越えていても、システムパラメータのうち１つ以上を調節して、システムが依然として所望の微生物死滅率を実現することを可能にするように努める１つ以上の比例積分微分（ＰＩＤ）コントローラアルゴリズムを利用し得る。たとえば、殺菌室４０内の温度が設定点から遠く離れすぎていることを監視システム２５２が示した場合、制御システム２５０は、殺菌室の温度を所望の設定点内に戻すように努めることができるだけでなく、殺菌室の食料品ドウェル時間が増大されるように、コンベヤの速度を直ちに低下させることもできる。また、殺菌室４０内の食料品に塗布される高温液体システム１８０からの高温液体噴霧の量を増大することができ、その上、収集タンク７２からの再循環された溶出した水分の流れを増大することができる。また、後熱器１６０が利用される場合、制御システム２５０は、食料品において所望の微生物死滅率を実現しようとして後熱器の動作を変更することができる。
【００８５】
また、殺菌室４０から出る食料品が適切に殺菌されていないと制御システム２５０が判断した場合、制御システムは、図示されない分流器システムを自動的に起動して、該当する食料品を搬送システム２０から排除することができ、したがって所望の微生物死滅率を実現するためにそのような食料品を再処理することができるか、または別の目的に使用することができる。
【００８６】
殺菌システム１０の動作パラメータを自動的に調節するのではなく、制御システム２５０は、その代りに、該当するプロセスパラメータの予め設定された設定点からの偏差についてオペレータに警告してもよい。制御システムは、加えて、殺菌システムの構成要素のプロセスパラメータおよび／または動作設定に対して行われる調節を提案することができる。その後オペレータは指示された調節を行うことができる。
【００８７】
制御システム２５０は、将来の検討および参考のために、進行中の殺菌システムを記録するプログラムも含み得る。そのような記録プログラム、ならびにプロセス制御プログラムおよび処理偏差プログラムは、引用によって本願明細書において援用される米国特許第６，４１０，０６６号に開示されている。
【００８８】
コントローラシステム２５０が動作するプロセス制御プログラムは、殺菌システム１０を始動させ、その後、システム１０の動作中にプロセスパラメータをそれらの予め規定された設定点に、またはその付近に維持するように殺菌システムを制御するように設計され得る。殺菌システム１０を始動させる際、ユーザは制御システムを促すことができ、その結果制御システムは、コンベヤベルト２２が予め規定された速度で動作するように搬送システム２０を起動することになる。制御システムは、殺菌室４０の温度をその予め設計された設定点に上昇させるために高温空気ポンプ５２も起動することになる。温度センサ２５６によって判断されるように、殺菌室内の温度が選択された設定点に達すると、制御システムは、蒸気入口ライン６４を介して殺菌室に水および／または蒸気を供給するために用いられる水供給システム５６および／または蒸気発生器６３を起動し、それによって殺菌室内の殺菌媒体の水分レベルを上昇させることができる。殺菌室内の水分レベルが湿度センサ２５８によって判断される設定点に達すると、コンピュータは、食料品の殺菌を開始するためにインフィードコンベヤ２４を起動することができる。
【００８９】
制御システムは、処理されるべき食料品の種類および初期温度を入力するようオペレータに促し、かつ上掲のように食料品に関する他の情報も要求し得る。代替的に、制御システムは、温度センサ２６８を用いて食料品の初期温度を単純に測定してもよい。殺菌プロセスが進むにつれて、制御システムは、殺菌システム１０の処理条件を監視し、必要であればコンベヤ上への食料品の積載レベル、コンベヤの速度、殺菌室内の高温空気の温度および体積流量、殺菌室内の水分レベル、食料品に塗布された収集された溶出した液体分の温度および量、ならびに予め選択された設定点範囲内の処理条件を維持するために供給システム１８２からの食料品に塗布された高温液体の温度および量などの、殺菌システムの様々な構成要素を調節する。
【００９０】
図５は、殺菌システム１０を制御するために制御システム２５０によって動作され得る制御プログラムを示す。本質的には、制御システム２５０が処理条件またはパラメータとそれらの設定点値との間においてある偏差を検出すると、図５に表される制御プログラムは、殺菌システム１０のある構成要素を調節する処理偏差プログラムと上記のプロセス制御プログラムを組合わせる。
【００９１】
図５に示されるように、システム１０のオペレータは、たとえば牛肉パティなどの、殺菌されることになる食料品の種類をまず選択する（ステップ３５０）。この特定の食料品に基づいて、制御システムは、インフィードコンベヤ２４を動作させて、コンベヤベルト２２（ステップ３５２）上の牛肉パティの所望の積載に影響を与える。加えて、制御システムは、高温空気ポンプ５２、水供給システム５６、蒸気供給システム６３、給湯システム１８２、および溶出した液体分再循環システム７０を含む、殺菌システム１０の他の構成要素のうちいくつかを起動し、それによって殺菌室４０内の所定の処理条件を実現する（ステップ３５４）。このステップの一部として、プロセスパラメータの動作および制御が記録される。
【００９２】
制御システムは次いで、オペレータから、または温度センサ２６８を用いた直接測定から、牛肉パティの初期温度を取得する（ステップ３５６）。周知の殺菌方程式を用いて、制御システムは、目標の微生物死滅率、たとえば食料品の上および／または中にあり得る病原体の５−ｌｏｇ減少を実現するために必要とされるコンベヤ速度を算出する（ステップ３５８）。必要に応じて、制御システムは、ベルト速度を調節し、殺菌室４０の処理条件を検知し、それらの設定点と一致するように殺菌システムの構成要素を調節する。上記のように、これらの構成要素は、高温空気ポンプ５２、水分供給システム５６、蒸気供給システム６３、高温液体供給システム１８２、および収集された溶出した液体再循環システム７０を含むことができる（ステップ３６０）。
【００９３】
ステップ３６２において、制御システムは、殺菌室４０内の空気の温度および水分レベルなどの、ステップ３６０で判断された処理条件のうちいくつかを対応する設定点値と比較し、偏差がこれらの値に存在するかどうか判断する。偏差が存在しない場合、または偏差が予め選択された範囲内にあれば、制御システムは、ステップ３５４に戻ることによって通常のやり方で殺菌システム１０を動作させ続けることになる。しかしながら、予め選択された限度を超えて拡大する偏差が存在する場合、制御システムは、目標の微生物死滅率を実現しようとして、コンベヤベルト２２の速度を所定のやり方で調節することになる（ステップ３６４）。制御システムは、その後ステップ３６６において処理条件を検知し、検知された値をそれらの所定の設定点と比較して、偏差がなくなったかどうか判断することになる（ステップ３６８）。もし偏差がなくなっていれば、コンピュータは、ステップ３５６に戻ることによって通常のやり方で殺菌システム１０を動作させ続けることになる。
【００９４】
偏差がなくなっていなければ、オペレータまたは制御システムのいずれかは、牛肉パティの品質が悪影響を受けているかどうか、たとえば、実現された所望の微生物死滅率が許容基準内にないと判断することになる（ステップ３７０）。牛肉パティの品質が悪影響を受けていれば、牛肉パティは隔離されることになる（ステップ３７２）。しかしながら、牛肉パティの品質が影響を受けていなければ、制御システムは、ステップ３６４に戻り、目標の微生物死滅率を実現しようとしてコンベヤベルト２２の速度を所定のやり方で再び調節することになる。
【００９５】
本開示の具体的な実施形態を上で説明したが、そのような実施形態は網羅的なものとは意図されておらず、本開示は、説明された特定の実施形態に限定されるものでもない。本発明は、他の形態を取ることができる。たとえば、所望の死滅率を実現するために必要とされる時間および温度を算出するリアルタイム数学モデルを含む処理偏差プログラムを利用することによって、所望の微生物死滅レベルを達成するためにプロセスパラメータを調節しようと自動的に努める制御システム２５０を利用するのではなく、代替的なまたはより単純なプロセスが利用され得る。たとえば、問題のプロセスパラメータ、たとえば殺菌室内の温度の偏差に応じた微生物死滅率を提供することになる単純化された公式または参照テーブルを利用することが可能である。参照テーブルは、許容できる死滅率が殺菌室内の特定温度で実現されるために殺菌室内で必要とされるドウェル時間を特定することができる。制御システムが、処理偏差の通知をオペレータに提供し、次いで、もしあればどのような修正措置が必要かを判断するようにオペレータに要求する種類のものである場合、１つ以上の単純化された公式または参照テーブルの使用が特に有用であり得る。
【００９６】
別の単純化された手法は、殺菌室に入る食料品の温度ならびに殺菌室内の温度および湿度の変動を説明するために殺菌室での食料品のドウェル時間を単純に増大することである。たとえば、殺菌室に入る食料品の温度および／または殺菌室内の温度および／または湿度に基づいて理想的なドウェル時間が４０分である場合、殺菌室内のドウェル時間は、食料品の初期温度と殺菌室内の温度および／または湿度との公差に対応するために５０分に増大され得る。この点に関し、ドウェル時間は、代わりに殺菌室内の温度を著しく上昇した場合ほど食料品品質に対して影響を及ぼさない。一方、殺菌室内のドウェル時間の増大は、食料品スループットに対してマイナス効果を有し、したがって製品安全性を確実にするのに必要な時間を超えてドウェル時間を増大させないことが望ましい。
【００９７】
特に食料品が所望の殺菌温度に予熱され、次いで殺菌室において一定温度および湿度雰囲気に維持される場合、所望の死滅率を確実にするためにドウェル時間を増大することは良好に機能し得る。この点に関し、食料品の温度は、殺菌室からの出口において単純に周期的に測定することができる。出て行く食料品の測定された温度に基づいて、殺菌室内の食料品のドウェル時間を好都合に調節することができる。理解され得るように、これは、食料品中の生物病原体の所望の死滅率を実現するためのかなり明快な手法であり得る。
【００９８】
別の手法は、殺菌中に食料品の温度を連続的にまたは比較的連続的に測定することであり、当該温度は時間／温度致死計算に用いられる。温度は常にオーブンにおける最悪のケースを表さなければならないが、食料品の温度を予測するために実際のモデルを用いる必要はないことがあり得る。この手法では、各食料品の温度を連続的に測定することは必ずしも実用的ではないであろう。むしろ、そのような測定の少なくとも一部分は手作業で行なわれることになるかまたは行なわれる必要があるため、選択的な食料品の温度が連続的に測定されることになる。食料品の測定された温度の精度に関して所望の信頼レベルが実現されるように、温度について実際に測定される食料品の数を統計に基づいて選択することができる。
【００９９】
本開示の別の変形例または局面として、殺菌室４０を２つ以上の温度および湿度ゾーンに分割することができる。たとえば、殺菌室は、スタック２６の底部に向かってより高い温度に、かつ場合によってはより高い湿度に維持され得る。これは、たとえば、より高温の空気および／またはより大量の加熱された空気のいずれかをスタック２６の下側部分に導入することによって実現することができる。また、スタック２６の下側セクションにおいて食料品に塗布される供給部１８２からの高温液体の温度は、スタック２６の上側部分において塗布される高温液体の温度よりも高い温度であり得る。また、別個の水分および／または蒸気入口をスタック２６の下側部分に位置決めしてもよい。さらに、スタック２６を異なる温度および／または湿度ゾーンに物理的に分離するのを助けるために、パーティション３５０が筐体４２の壁から内向きに延在して、スタック２６の上側部分と下側部分との間に少なくとも部分的な物理的分離をもたらしてもよい。スタック２６の下側部分においてより高い温度および／または湿度を加えることは、病原微生物の死滅温度を上回る、換言すると５２℃［１２５．６°Ｆ］を超える温度まで食料品をより迅速に暖めるという利点を有する。
【０１００】
本開示のさらなる局面として、殺菌システム１０は、食料品の様々な調理の度合を実現するように動作されることができ、したがって、消費者が消費のためにたとえばミディアムレア、ミディアム、ミディアムウェル、またはウェルダン状態に食料品が調理されることを望むかどうかに関わらず、レストラン、消費者等によって必要とされる調理の量は同じであり得る。そのため、最終的な調理工程は、ミディアムレア、ミディアム、ミディアムウェル、またはウェルダンなどのいずれの所望の「火の通り具合の程度」についても本質的に同じであり得る。必要とされる食料品の調理の量が本開示のシステム１０を用いて本質的に同じとなり得るように、プロセスパラメータを算出／展開することができる。殺菌室４０内の温度およびコンベヤベルト２２の速度などのパラメータを調節して、食料品の所望の調理レベルを実現してもよい。たとえば、牛肉パティから成るミディアムレアレベルの調理済み食料品を実現するには、殺菌室内の温度は約５７．２℃［１３５°Ｆ］〜約６０℃［１４０°Ｆ］であり得る。牛肉パティのミディアムダン状態への調理を実現するには、殺菌室内の温度は約６０℃［１４０°Ｆ］〜約６２．８℃［１４５°Ｆ］であり得る。対応して、牛肉パティのミディアムウェル調理状態を実現するには、殺菌室内の温度は約６２．８℃［１４５°Ｆ］〜約６５．６℃［１５０°Ｆ］であり得る。さらに、牛肉パティのウェルダン状態への調理を実現するには、殺菌室内の温度は約６５．６℃［１５０°Ｆ］〜約７１．１℃［１６０°Ｆ］であり得る。これらの最終状態下での調理は、牛肉パティの「ウェルダン」色と、高レベルの食品安全性とを実現することになる。
【０１０１】
様々な望ましい／許容できる調理温度を上記した。示したように、これらの温度は具体的には、牛肉または牛肉パティの調理／殺菌に関係する。もちろん、ラム、豚肉、鶏、七面鳥、魚などの他の種類の食肉、および／または他の種類の食料品が処理されている場合、本願明細書に記載した殺菌温度はそれに応じて調節される必要があり得る。
【０１０２】
例示的な実施形態を例示し説明したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく様々な変更をそこに行なうことができることが認識されるであろう。
【０１０３】
請求項
排他的な特性または恩恵が請求される本発明の実施形態は、下記のように規定される。
【図１】
0006621742.tif 000002
【図２】
0006621742.tif 000003
【図３】
0006621742.tif 000004
【図４】
0006621742.tif 000005
【図５】
0006621742.tif 000006
【図６】
0006621742.tif 000007