(57)【要約】【課題】より保持時間が短く、すなわち処理時間が短く、処理量が大きく、食品工業に好適な超臨界二酸化炭素殺菌装置を提供する。【解決手段】ａ）殺菌すべき試料を試料供給管路を介して圧送して供給する試料供給手段、ｂ）液化炭酸ガスを前記液化炭酸ガス供給管路を介して圧送し前記試料供給管路を流れる試料に混合して溶解する液化炭酸ガス溶解手段、ｃ）液化炭酸ガスを溶解した試料を送液しながら所定の温度と圧力に保持し、超臨界状態で保持する恒温保持管路、ｄ）前記ｃ）の恒温保持管路の下流側に設けられ試料の圧力を常圧に開放する圧力開放手段、を備えた超臨界二酸化炭素殺菌装置において、前記ｃ）の恒温保持管路の管内径を２．２ｍｍ以下としたことを特徴とする。【選択図】        図１
2004290081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
次のａ）〜ｄ）、
ａ）殺菌すべき試料を貯留する試料貯留手段と、この試料貯留手段に先端が接続される試料供給管路と、この試料供給管路に設けられ試料を圧送する圧送ポンプとを有し、殺菌すべき試料を試料供給管路を介して圧送して供給する試料供給手段、
ｂ）液化炭酸ガスを貯留する液化炭酸ガス貯留手段と、この液化炭酸ガス貯留手段に先端が接続され末端が前記試料供給管路に合流する液化炭酸ガス供給管路と、前記液化炭酸ガス供給管路に設けられ液化炭酸ガスを圧送する圧送ポンプを有し、液化炭酸ガスを前記液化炭酸ガス供給管路を介して圧送し前記試料供給管路を流れる試料に混合して溶解する液化炭酸ガス溶解手段、
ｃ）液化炭酸ガスを溶解した試料を送液しながら所定の温度と圧力に保持し、超臨界状態で保持する恒温保持管路、
ｄ）前記ｃ）の恒温保持管路の下流側に設けられ試料の圧力を常圧に開放する圧力開放手段、
を備えた超臨界二酸化炭素殺菌装置において、前記ｃ）の恒温保持管路の管内径を２．２ｍｍ以下としたことを特徴とする超臨界二酸化炭素殺菌装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体を加工処理し、そこでの微生物及び／又は酵素活動を減少させるための装置に関し、より具体的に言えば、加圧し超臨界状態になった二酸化炭素を使用した殺菌装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オレンジジュース、リンゴジュース、ミルク、ラテックスペイント、ピーナツバター、スープ等のような液状食品の保存性を向上させるために、様々な種類の殺菌装置が開発されている。
【０００３】
加熱殺菌装置は、工業的には、代表的な殺菌装置となっているが、そのほかにも、液体食品に対しては、超高圧処理装置も使用される。高圧処理装置では、液体は、微生物を殺すために静力学的に加圧され、例えば３０，０００ＰＳＩ以上の高い圧力が印加される。しかしながら、このような高圧処理装置は、極めて高い圧力の故に危険であり、長時間を要するプロセスであり、一般にバッチ式であり、そして高額な投資コストが必要とされる。
【０００４】
このような観点から、近年は、超臨界二酸化炭素を利用した殺菌装置が公知となっている（例えば、特許文献１、特許文献２）。
【０００５】
これらの超臨界二酸化炭素を利用した殺菌装置は、例えば、図１に示した構造の装置を例示することができる。図１は、超臨界二酸化炭素殺菌装置の構造を示す模式図である。
【０００６】
図１において、超臨界二酸化炭素殺菌装置１は、基本的には、ａ）殺菌すべき試料を試料供給管路を介して供給する試料供給手段１０、ｂ）前記試料供給管路を流れる試料に液化炭酸ガスを混合して溶解する液化炭酸ガス溶解手段２０、ｃ）液化炭酸ガスを溶解した試料を送液しながら所定の温度と圧力に保持し、超臨界状態で保持する恒温保持管路３０、および、ｄ）前記ｃ）の恒温保持管路の下流側に設けられ試料の圧力を常圧に開放する圧力開放手段４０、を備えている。
【０００７】
ａ）殺菌すべき試料を供給する試料供給手段１０は、殺菌すべき試料を貯留する試料貯留手段１１を有しており、この試料貯留手段１１には、試料を搬送する試料供給管路１２の先端が接続されている。試料供給管路１２には、調節弁１３が備えられており、また、試料を圧送する圧送ポンプ１４（定量ポンプ）が設けられている。
【０００８】
ｂ）前記試料供給管路を流れる試料に液化炭酸ガスを混合して溶解する液化炭酸ガス溶解手段２０は、液化炭酸ガスを貯留する液化炭酸ガス貯留手段２１（例えば、二酸化炭素ボンベ等）を備えており、この液化炭酸ガス貯留手段２１には、液化炭酸ガス供給管路２２の先端が接続されている。なお、液化炭酸ガス供給管路２２の末端は、試料供給管路１２に合流する。この液化炭酸ガス供給管路２２には、調節弁２３と、液化炭酸ガスを圧送する圧送ポンプ２４（定量ポンプ）が設けられている。なお、液化炭酸ガス供給管路２２は、内部を流れる液化炭酸ガスが沸騰しないように、図示しない冷却装置が設けられている。
【０００９】
ｃ）恒温保持管路３０は、試料を輸送する管路であり、上流側はａ）の試料供給手段１０に接続されており、試料供給手段１０からつづく連続的な流路を形成している。
【００１０】
この恒温保持管路３０は、恒温水槽３１に内設されており、この恒温水槽３１には恒温の水が貯留されて所定の温度に維持される。このため、恒温保持管路３０の内部を通過する試料（液化炭酸ガスが溶解した試料）の温度を一定に保つことができる。この恒温保持管路３０を通過するあいだに、試料は超臨界状態に保持され、殺菌されることになる。なお、恒温保持管路３０の下流側、すなわち恒温水槽３１を出た後の管路部分は、殺菌が終了した試料が流れる殺菌済試料の排出管路３２を形成している。従って、試料供給手段１０、恒温保持管路３０、および排出管路３２は、各々接続されており、一連の流路が形成されている。
【００１１】
ｄ）試料の圧力を常圧に開放する圧力開放手段４０は、排出管路３２に設けられている。この圧力開放手段４０は、高圧の試料（液化炭酸ガスが溶解した試料）の圧力を常圧まで開放するものである。この圧力開放手段４０は、複数の減圧弁によって構成されてもよい。なお、圧力開放手段４０は、試料の減圧にともなって奪われる熱を補填するための加熱手段が備えられているが、図１では図示を省略している。
【００１２】
排出管路３２の末端には、殺菌済みの試料を貯留する貯留タンク４１が設けられている。
【００１３】
以上の図１に示す装置においては、試料貯留手段１１に、殺菌すべき試料が貯留されており、この試料は、圧送ポンプ１４によって、試料供給管路１２を介して送液される。同時に液化炭酸ガスが、液化炭酸ガス貯留手段２１より液化炭酸ガス供給管路２１を介して圧送ポンプ２４によって送液され、試料に混合され、溶解される。
【００１４】
液化炭酸ガスが溶解した試料は、恒温保持管路３０を流れ、この流れている時間、所定温度、所定圧力に維持され、これによって超臨界状態に保持される。この間に殺菌される。
【００１５】
殺菌された試料は、排出管路３２を流れ、圧力開放手段４０によって常圧まで減圧された後、貯留タンク４１に貯留される。
【００１６】
【特許文献１】
特開２０００−８３６３４号公報（図１）
【特許文献２】
特開平７−１７０９６５号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような超臨界二酸化炭素殺菌装置１においては、可及的に短時間で殺菌する技術が求められており、恒温保持管路３０を通過する時間（保持時間）は、可及的に短いほうが好ましいとされる。すなわち、保持時間が短くなり、短時間で殺菌することが可能になれば、処理量が増加し、工業的なコストダウンにつなげることができる。とくに、大量生産が求められる食品工業の分野においては、処理量を増加させコストダウンすることは、事業の成否をにぎっていると言っても過言ではない。
【００１８】
この点で、前記の特許文献１に記載された技術では、保持時間の点では、約１．５分から１３分もの長時間を要しており、また、特許文献２に記載された技術においても、１０〜６０分もの長時間を要しており、いずれも充分に短いとは言えなかった。
【００１９】
このため、より保持時間が短く、すなわち処理時間が短く、処理量の大きい超臨界二酸化炭素殺菌装置が待望されていた。
【００２０】
本発明の目的は、従来よりも処理時間が短く、処理量が大きく、とくに食品工業に好適に採用されうる超臨界二酸化炭素殺菌装置を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明は、次のａ）〜ｄ）、
ａ）殺菌すべき試料を貯留する試料貯留手段と、この試料貯留手段に先端が接続される試料供給管路と、この試料供給管路に設けられ試料を圧送する圧送ポンプとを有し、殺菌すべき試料を試料供給管路を介して圧送して供給する試料供給手段、
【００２２】
ｂ）液化炭酸ガスを貯留する液化炭酸ガス貯留手段と、この液化炭酸ガス貯留手段に先端が接続され末端が前記試料供給管路に合流する液化炭酸ガス供給管路と、前記液化炭酸ガス供給管路に設けられ液化炭酸ガスを圧送する圧送ポンプを有し、液化炭酸ガスを前記液化炭酸ガス供給管路を介して圧送し前記試料供給管路を流れる試料に混合して溶解する液化炭酸ガス溶解手段、
【００２３】
ｃ）液化炭酸ガスを溶解した試料を送液しながら所定の温度と圧力に保持し、超臨界状態で保持する恒温保持管路、
【００２４】
ｄ）前記ｃ）の恒温保持管路の下流側に設けられ試料の圧力を常圧に開放する圧力開放手段、
を備えた超臨界二酸化炭素殺菌装置において、前記ｃ）の恒温保持管路の管内径を２．２ｍｍ以下としたことを特徴とする超臨界二酸化炭素殺菌装置、である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次に本発明について詳細に説明する。本発明は、恒温保持管路３０（図１参照。以下同じ。）の内径を、２．２ｍｍ以下に規定した点に特徴がある。
【００２６】
具体的には、恒温保持管路３０を構成する配管を、内径２．２ｍｍ以下の細い配管（細管）によって構成するのである。このような細管を使用することにより、管路自体の長さは長くなってしまうが、この場合は細管をらせん状、コイル状に巻きつけることによりスペースを節約することが可能である。
【００２７】
内径を２．２ｍｍ以下にするためには、公知の規格品である内径２．１８ｍｍのパイプを使用することができる。この場合、内径が小さすぎても、管の内圧が上昇しすぎるという問題が発生する可能性があるため、内径は１．１ｍｍ以上とすることが好ましい。従って、内径１．０９ｍｍの規格品のパイプよりは、２．１８ｍｍのパイプを使用することが推奨される。
【００２８】
このように細管であれば、試料と液化炭酸ガスとが混合される際の混合効率が高まり、試料に液化炭酸ガスが溶解する際の溶解率が上昇することが期待できる。これによって、保持時間を短く設定したとしても、効率のよい殺菌が可能となる。
【００２９】
本発明によれば、従来、保持時間が１．５分から６０分の長時間が必要であったものを、１分以内に処理することが可能となり、とくに２０秒以下の短時間であっても、有効な殺菌効果を得ることが可能である。
【００３０】
次に、実施例によって本発明を説明するが、本発明の範囲は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００３１】
【実施例】
図１において、恒温保持管路３０の管内径を２．１８ｍｍとした本発明の超臨界二酸化炭素殺菌装置を使用した。管路の長さは、３段階に変更可能とした。
【００３２】
財団法人発酵研究所のＩＦＯ１０２１７株サッカロミセス・セレビシエ（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）を培養した液を試験試料とした。この試験試料の菌数は、３  ×  １０５（ＣＦＵ／ｍｌ）であった。
【００３３】
恒温水槽３１の温度を４０℃に設定し、恒温保持管路３１の管内圧力を１０ＭＰａに維持しつつ、処理流量５０Ｌ／ｈｒで、試験試料を殺菌した。
【００３４】
試料に混入する二酸化炭素の濃度を、５％、１０％、および２０％（質量％）の３種類に調節し、殺菌後の菌数を常法により測定した。
【００３５】
以上の条件で、恒温保持管路３０の管路長を変更しながら反復し、管路長の変更により保持時間を２０秒、４０秒、および６０秒の三段階に変更し、殺菌試験を実施した。
【００３６】
この試験の結果は、表１に示すとおりである。表１は、殺菌試験の結果を示している。表１からは、本発明によれば、いずれの条件であっても、殺菌効果が得られていることが明らかである。とくに保持時間が２０秒という短時間であっても、二酸化炭素濃度を１０％以上で運転すれば、殺菌の効果が充分に得られることが判明した。
【００３７】
【表１】
2004290081.tif 000003
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、従来、超臨界二酸化炭素殺菌の分野において、長時間を要していた保持時間を短縮することが可能となり、とくに１分以下、２０秒という短時間の処理であっても充分な殺菌効果を得られることから、従来よりも処理時間が短く、処理量が多く、特に、大量生産が求められる食品工業の分野において好適に用いられる超臨界二酸化炭素殺菌装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、超臨界二酸化炭素殺菌装置の構造を示す模式図である。
【符号の説明】
１  超臨界二酸化炭素殺菌装置
１０  試料供給手段［特許請求の範囲におけるａ）の要件］
１１  試料貯留手段
１２  試料供給管路
１３  調節弁
１４  圧送ポンプ
２０  液化炭酸ガス溶解手段［特許請求の範囲におけるｂ）の要件］
２１  液化炭酸ガス貯留手段
２２  液化炭酸ガス供給管路
２３  調節弁
２４  圧送ポンプ
３０  恒温保持管路［特許請求の範囲におけるｃ）の要件］
３１  恒温水槽
３２  排出管路
４０  圧力開放手段［特許請求の範囲におけるｄ）の要件］
４１  貯留タンク
【図１】
2004290081.tif 000004