(57)【要約】      （修正有）【課題】軟質あるいは半硬質の包装材料で包装され、かつ、分離されていない密封包装製品を連続的に滅菌及び／又は殺菌する方法と装置の提供。【解決手段】包装製品の連続ウェブを第一の機械式圧力シールに通して圧力チャンバに入れ、圧力と温度を増加させ、連続ウェブを第二の機械式圧力シールに通して圧力チャンバから出す各工程を有してなる。各工程は連続圧力シール装置及び軟質パッケージの連続ウェブを滅菌および／または殺菌するための装置から構成される。この装置の第一の圧力シールは圧力チャンバの入口に隣接しており、第二の圧力シールは圧力チャンバの出口に隣接している。【選択図】図３
2005118033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品を滅菌および／または殺菌する方法であって、
a)  前記製品を含有する個々のパッケージの連続ウェブを提供し、
b)  前記連続ウェブを、入口用連続機械式圧力シールを通して、増加した圧力と温度を持つ圧力チャンバ中に入れ、
c)  前記連続ウェブを、出口用連続機械式圧力シールを通して、前記圧力チャンバから出す、
各工程を有してなることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記入口用と出口用の圧力シールにより前記ウェブを連続供給することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記パッケージの連続ウェブが、軟質材料、半硬質材料および軟質材料と半硬質材料との組合せからなる群より選択される材料から形成されていることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記連続ウェブを前記圧力シールおよび前記圧力チャンバに入出させる機構が、クリップ・アンド・ケーブル機構、二重キャリヤベルトおよび一連のリールからなる群より選択されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記連続ウェブを第一の圧力シールまたは前記圧力チャンバに入れる前に、該連続ウェブの一部を蓄積する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記連続ウェブを前記チャンバ内の冷却領域に通す工程をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記入口用と出口用の圧力シールが、回転式ベルト・バルブ、連続回転ドア式圧力シールおよび分割バッフルシステムからなる群より選択されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記連続ウェブ内の製品を、前記増加した圧力と温度を加えながら、かき混ぜる工程をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記個々の軟質パッケージの連続ウェブが、食品生産ラインを通るときに、該連続ウェブが変形したり裂けたりするのを防ぐための強化区域を含むように構成されていることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１０】
パッケージの連続ウェブ内の製品を滅菌および／または殺菌するための装置であって、
a)  圧力と温度の増加を収容できるチャンバを備え、
b)  前記チャンバが、該チャンバの入口用と出口用の連続機械式圧力シールを有しており、
c)  前記チャンバからパッケージのウェブを連続供給するための機構を備えている、
ことを特徴とする装置。
【請求項１１】
一つの圧力シールが入口用と出口用の圧力シールとして構成されていることを特徴とする請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
前記チャンバが、前記ウェブを前記圧力シールおよび前記チャンバ中で移動させるための機構を含むことを特徴とする請求項１０記載の装置。
【請求項１３】
前記ウェブを前記圧力シールおよび前記チャンバ中で移動させる機構が、クリップ・アンド・ケーブル機構、二重キャリヤベルトおよび一連のリールからなる群より選択されることを特徴とする請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
前記圧力シールが、回転式ベルト・バルブ、連続回転ドア式圧力シールおよび分割バッフル・システムからなる群より選択されることを特徴とする請求項１０記載の装置。
【請求項１５】
一対の軟質ベルトを有してなる圧力シールであって、
前記ベルトの各々が連続管の形状にあり、
前記ベルトが同時に回転し、それによって、回転式圧力シールを形成するように構成されていることを特徴とする圧力シール。
【請求項１６】
圧力シール収容システムであって、
少なくとも一つの圧力収容ループ、
所定の間隔だけ離間して互いに連結された複数のバッフル収容ユニット、および
少なくとも一つの圧力チャンバ、
を有してなり、前記複数のバッフル収容ユニットが、前記ループ内で気密シールを形成し、パッケージの連続ウェブの前記少なくとも一つの圧力チャンバの入出の連続通過が行われるようなサイズおよび形状であることを特徴とする圧力シール収容システム。
【請求項１７】
前記収容システムが、加圧導管により互いに連結された、第一の圧力収容ループと第一の圧力チャンバと第二の圧力収容ループと第二の圧力チャンバとを備えたことを特徴とする請求項１６記載の圧力シール収容システム。
【請求項１８】
前記第一の圧力チャンバが前記連続ウェブを取り囲む圧力を増加させ、前記第二の圧力チャンバが前記ウェブを大気圧に戻すことを特徴とする請求項１７記載の圧力シール収容システム。
【請求項１９】
前記収容ユニットが、高温と高圧に耐えることのできる圧縮可能な材料から形成されていることを特徴とする請求項１６記載の圧力シール収容システム。
【請求項２０】
前記収容ユニットが、円筒形状であり、ハマグリの貝殻のように開けるように構成されていることを特徴とする請求項１６記載の圧力シール収容システム。
【請求項２１】
多工程食品加工システムであって、
a)  前記食品を含有している個々のパッケージの連続ウェブを提供し、
b)  前記連続ウェブを、入口用連続機械式圧力シールに通して、増加した圧力と温度を持つ少なくとも一つの圧力チャンバに入れ、
c)  前記連続ウェブを、出口用連続機械式圧力シールに通して、前記少なくとも一つの圧力チャンバから出す、
各工程を有してなることを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広く、パッケージ内の製品の加工に関し、より詳しくは、連続ウェブとなっている分離されていない密封パッケージを殺菌するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
包装食品を製造する効率性は、食品を加工し市場に流通できるパッケージを提供することにより増すであろう。そのような包装食品を製造するための自動アセンブリラインは、一般に、包装食品を調理し殺菌するレトルトシステムを備えている。包装食品を殺菌するための従来のプロセスにおいて、最初に、パッケージに食品を充填し、密封する。その後、密封容器をバッチ形式の圧力調理器またはレトルト装置内で加熱して、包装製品を殺菌する。
【０００３】
これらの容器は密封されているので、容器が破裂しないようにパッケージを圧力下で加熱する必要がある。このことは、加熱されたときにパッケージの内容物により生じる圧力よりも高い圧力をパッケージの外部に加える必要のある、軟質または半硬質パッケージに特に当てはまる。これは、超過圧力と呼ばれ、一般に、ゲージ圧で１０〜５０ｐｓｉ（約６９〜３４５ｋＰａ）の範囲にある。これらの高圧の要件のために、軟質および半硬質パッケージのための調理および殺菌プロセスは、密閉され、加熱中に加圧されるように設計されたバッチ式レトルト装置内で一般に行われる。これらの包装製品は通常、トレイ、カセット、または箱内に配置され、次いでこれらは所定の期間に亘りレトルト装置内に配置される。
【０００４】
レトルトシステムは、製品を調理するだけでなく、製品を殺菌するのにも使用できる。商業的な殺菌は、食品の変質を最小にしながら、ボツリヌス菌内生胞子を破壊するのに必要な最小温度として定義されている。商業的殺菌プロセスでは、ボツリヌス菌の個体群を１２対数周期だけ減少させるのに十分な熱を使用する。商業的殺菌のための必要なレトルト加工時間は、食品のサイズおよび食品を調理し殺菌するのに必要な温度などの様々な変動要因に依存する。それゆえ、必要なレトルト加工時間は一般に、全加工時間に著しく寄与する。
【０００５】
レトルトプロセスの期間は、熱浸透試験により決定されるパッケージ内の最冷点を殺菌するのにかかる時間の長さに基づく。殺菌時間は通常、パッケージの最中心を適切な殺菌値まで加熱するのに要する時間に基づく。これは、これらのパッケージが、トレー、カセットまたは箱上のパッケージの最も外側が適切な温度に到達した後に、必要温度に到達する傾向にあるからである。このことは、トレーが互いに積み重ねられ、したがって、内側にあるパッケージほど、典型的なバッチ式レトルトシステム内にあるであろうから、適切な殺菌値に到達するのに時間が長くかかる場合に特に当てはまる。各パッケージは適切に殺菌されるが、トレーの外側周辺部のパッケージは、最中心にあるパッケージに対して過熱され、これにより、パッケージの内容物を加熱し過ぎたり、不均一に加熱調理したりすることになる。
【０００６】
調理／殺菌プロセスによる個々のパッケージのバッチ式加工は、多くの理由のために望ましくない。バッチ式加工が望ましくない理由の一つは、パウチ充填装置と調理／殺菌プロセスとの間の速度の不一致によるものである。パウチ充填装置は毎分６００個のパッケージを充填できるが、調理／殺菌プロセスには著しく長い時間がかかる。それゆえ、個々のパッケージは、調理／殺菌プロセスによりパッケージが加工される前に、トレー、カセットまたは箱内に蓄積する。調理／殺菌プロセスによるバッチ式加工が望ましくない第二の理由は、従来のレトルトシステムが、加熱と冷却に多大な時間を要する大型装置を含むという事実によるものである。さらに、従来のレトルト装置内で加工される包装製品の容積は、トレー、カセット、箱の構造支持体が占める空間および個々のパッケージ間の空間のために、レトルト空間の１０％未満しか占めない。
【０００７】
バッチ式レトルト処理において、加工される製品の質量は、搬送手段および加工装置両方の質量と比較して、１０％未満である。このことは、加熱と冷却にかかるエネルギーの少なくとも９０％が、バッチ式で運転されるレトルト加工システムにおいて浪費されることを意味する。搬送手段にバッチ式に装填される個々のパッケージのレトルト処理に関して、他にも問題がある。問題の一つは、トレー・ホルダ、パウチ・ラックまたはカセットなどの搬送手段が、製品のパッケージの寸法と形状に適合するように設計されていることである。それゆえ、異なるサイズと寸法のパッケージを使用する場合、互換性がない。他の問題には、各パウチを個別に取り扱わなければならないときに搬送手段を装填し取り外すのに要する時間に加え、カセット／搬送手段をレトルト装置に装填するのに要する労力または設備がある。
【０００８】
包装製品、特に缶詰製品の長くかかる殺菌および不均一な加熱の問題に対する解決策が、ミグノグナ(Mignogna)等の特許文献１において論じられている。この特許には、異なる殺菌加工要件のある熱処理可能な製品のパッケージを殺菌するためのプロセスおよびシステムが記載されている。缶詰製品を随意的な予熱ユニットに通過させ、次いで、その製品を、予熱、殺菌および冷却のためのタワーを持つ水圧調理器具に通過させるためのチェーン・ドライブ運搬システムが一般に開示されている。
【０００９】
ミグノグナの特許に開示されているような、缶詰食品の殺菌および調理のために今日用いられているような、タワー・ベースの水圧殺菌器では、運転と保全においてかかる多大な資本コストだけでなく、そのような殺菌器を運転するのに必要な物理的空間にも多大な資本コストを要する。従来の水圧殺菌器では、缶およびパッケージを殺菌器に通して移動させるのにチェーン・ドライブ・トレーまたは箱が使用される。これらのトレーを使用するには、殺菌器のタワーまたは脚部が、トレーを収容するのに非常に広いことが必要である。適切な圧力を達成するために、これらのタワーには、例えば、６０から８０フィート（１８から２４メートル）の高さなどの特定の高さ要件が必要とされる。ミグノグナの特許に開示されているような、缶詰食品の殺菌および調理のために今日用いられているようなプロセスには、軟質または半硬質パッケージについて、さらに高い高さが必要とされるであろう。これは、パッケージが破裂するのを防ぐために、軟質または半硬質パッケージの調理／殺菌に必要とされる超過圧力のために圧力要件が非常に高くなるからであり、このことは、さらにコストを増すことになる。
【００１０】
ここに引用される特許文献２には、個々のパッケージを連続熱処理するための方法および装置が記載されている。この出願には、ケーブル・ドライブ運搬機構を用いた水圧調理器具内で個々のパッケージを殺菌するためのシステムが開示されている。このシステムでは、バッチ式システムに見られた装填および取外しの問題は解決されているが、水圧を用いているので、上述したシステムと同じ問題を被る。
【００１１】
生産プロセスの効率も、典型的なレトルトプロセスに用いられているような伝導加熱により達成できるよりも速く、包装された食品を調理／殺菌できるエネルギー源を用いることにより、向上させることができるであろう。そのような公知のエネルギー源の一つはマイクロ波エネルギー源であり、それは、わずかな時間で適切なエネルギーを容易に提供できるであろう。特許文献３は、静水圧下でマイクロ波加熱を与え、それゆえ、機械的圧力ロックの必要性がなくなった装置に関する。この特許には、食品の連続調理／殺菌加工のために、蒸気の代わりにマイクロ波エネルギーを用いた典型的な水圧レトルト装置が記載されている。水圧レトルト装置において、高い殺菌温度での内部蒸気圧が蓄積するのを克服するのに十分な圧力を提供するために、高いタワーまたはハイドロ・レッグを構築する必要がある。任意の水圧レトルトシステムと同様に、この装置には、運転と保全においてかかる多大な資本コストだけでなく、軟質または半硬質パッケージの必要とされる圧力でそのような殺菌器を運転するのに必要な物理的空間にも多大な資本コストを要する。
【００１２】
特許文献４および５は、電磁エネルギーまたはマイクロ波エネルギーを用いた連続プロセスで食品を殺菌する方法に関し、特許文献６および７はそのための装置に関する。食品の個々の容器または個々の軟質パッケージが、個々の容器またはパッケージを殺菌するのに用いられるマイクロ波加熱セクションを囲み加圧する圧力装置を通して搬送される。特許文献５の方法は、連続プロセスではなく、それ自体、個々のパッケージをパレットに装填しなければならず、パレットを圧力装置内に装填し、圧力シール機構に通して、加圧チャンバに入れて出さなければならないので、現在のバッチ式殺菌システムの労力を必要とする。
【００１３】
特許文献６において、個々のパッケージは、マイクロ波透過性の一組の断熱コンベヤベルトの間で圧力装置を通して搬送される。断熱コンベヤベルトは、パッケージの厚さとほぼ等しい距離だけ互いから離間されており、パッケージが圧力装置のマイクロ波加熱セクションおよび温度保持セクションを通って移動するときに、個々のパッケージ内の熱を保持する。このシステムは、個々のパッケージが圧力装置の入出のための回転式ロックを通って通過できるようにするだけである。特許文献８には、マイクロ波を用いた固体または液体の包装製品を殺菌するためのプラントが開示されている。個々のパッケージは、異なる温度と圧力で別々に運転できる多数の管状部材に通して搬送される。
【００１４】
しかしながら、マイクロ波調理は一般に、食品全体に亘り均一に分布し一貫した調理を確実にすることに関連する難点などのいくつかの課題を提議する。この課題に取り組んでいる二つの特許は特許文献９および１０である。特許文献９において、各製品ユニットは、電子エネルギーを透過させるケーシング内に入れられている。この製品ユニットは、電磁場内で加熱されたときに製品全体が均一な所望の温度に到達できるようにする流体媒質により囲まれている。特許文献１０において、包装された食品は殺菌され、パッケージは、過圧状態でパッケージをマイクロ波エネルギーにより加熱することにより消毒されている。食品は、マイクロ波区域、加熱された非マイクロ波区域および冷却区域を移動する。これらの区域の全ての空気は、ファンにより動かされ、温度が自動調整されている。
【特許文献１】米国特許第５３０１６０３号明細書
【特許文献２】米国特許出願第１０／１３１７３３号明細書
【特許文献３】米国特許第３３３５２５３号明細書
【特許文献４】米国特許第３８８９００９号明細書
【特許文献５】米国特許第５０６６５０３号明細書
【特許文献６】米国特許第３９６１５６９号明細書
【特許文献７】米国特許第５０７４２００号明細書
【特許文献８】米国特許第５７５０９６６号明細書
【特許文献９】米国特許第３８０９８４５号明細書
【特許文献１０】米国特許第４９９９４７１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
したがって、トレー、カセットまたは箱を使用した、バッチ式または水圧式を含む従来のレトルトシステムに関連するコストと時間の欠点を持たない軟質または半硬質パッケージの連続ウェブを殺菌するためのシステムおよび方法を提供することが望ましいであろう。個々のパッケージの構造支持体が少ない、そのようなシステムおよび方法では、殺菌のために熱エネルギーの任意の手段を用いることができるであろう。
【００１６】
さらに、殺菌装置が常に適切な殺菌温度と圧力にあり、パッケージの連続ウェブが機械的圧力ロックシステムを通って殺菌装置に入出するように移動できる、パッケージの連続ウェブを処理できるシステムおよび方法を提供することが望ましいであろう。
【００１７】
さらに、パッケージを搬送手段内に配置し、搬送手段を殺菌装置内に配置する追加の工程または労力を必要とせずに、パッケージの連続ウェブをパウチ充填ステーションから殺菌装置中に移動できるシステムおよび方法を提供することが望ましいであろう。それに加え、パッケージの一つの連続ウェブは、多数の個々のパッケージよりも、加工ライン内での制御がより容易であろう。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、製品の滅菌および／または殺菌のための方法に関する。この方法は、a)製品を収容している個々のパッケージの連続ウェブを提供し、b)連続ウェブを、入口用連続機械式圧力シールを通して、増大した圧力および温度を持つチャンバ中に移動させ、c)連続ウェブを、出口用連続機械式圧力シールを通して、圧力チャンバから排出する各工程を有してなる。入口用および出口用圧力シールは、ウェブの連続供給を行う。
【００１９】
パッケージの連続ウェブは、軟質材料、半硬質材料および軟質材料と半硬質材料との組合せからなる群より選択される材料から形成される。
【００２０】
連続ウェブを圧力シールおよび圧力チャンバに通して移動させるための機構は、クリップ・アンド・ケーブル機構、二重キャリヤベルトおよび一連のリールからなる群より選択される。
【００２１】
この方法はさらに、連続ウェブを第一の圧力シールに通してまたは圧力チャンバ内で移動させる前に、連続ウェブの部分を蓄積させる工程を含む。この方法はさらに、連続ウェブをチャンバ内の冷却領域に通して移動させる工程を含む。この方法はさらに、増大した圧力および温度をかけながら、連続ウェブ内の製品をかき混ぜる工程を含む。
【００２２】
入口および出口圧力シールは、回転ベルト・バルブ、連続回転ドア式圧力シールおよび分割バッフルシステムからなる群より選択される。
【００２３】
個々の軟質パッケージの連続ウェブは、食品加工ラインを通過するときに、連続ウェブが変形したり避けたりするのを防ぐための強化区域を含むように構成されている。
【００２４】
本発明はまた、パッケージの連続ウェブ内にある製品を滅菌および／または殺菌するための装置であって、a)上昇した圧力および温度を収容できるチャンバを備え、b)チャンバが、チャンバの入出のための入口と出口用の連続機械式圧力シールを持ち、c)チャンバからパッケージのウェブを入出させる連続供給のための機構を備えた装置に関する。
【００２５】
一つの圧力シールは、入口および出口圧力シールとして構成され、チャンバは、ウェブを圧力シールおよびチャンバを通して移動させるための機構を備えている。ウェブを圧力シールおよびチャンバを通して移動させるための機構は、クリップ・アンド・ケーブル機構、二重キャリヤ担体ベルトおよび一連のリールからなる群より選択される。圧力シールは、回転ベルト・バルブ、連続回転ドア式圧力シールおよびおよび分割バッフルシステムからなる群より選択される。
【００２６】
本発明はさらに、それぞれが連続管の形状にある対になった一組の軟質ベルトであって、同時に回転し、それによって、回転圧力シールを形成するように構成されたベルトを備えた圧力シールに関する。
【００２７】
本発明の別の実施の形態において、圧力シール収容システムは、少なくとも一つの圧力収容ループ、ユニットが所定の距離だけ離間して互いに接続されている複数のバッフル収容ユニット、および少なくとも一つの圧力チャンバを備えている。複数のバッフル収容ユニットは、ループ内で気密シールを形成し、パッケージの連続ウェブを少なくとも一つの圧力チャンバに入れて出すための連続通路を提供するようなサイズと形状のものである。
【００２８】
圧力シール収容システムは、加圧導管により互いに接続された、第一の圧力収容ループと第一の圧力チャンバと第二の圧力収容ループと第二の圧力チャンバとを備えていても差し支えない。第一の圧力チャンバは連続ウェブを取り囲む圧力を増加させ、第二の圧力チャンバはウェブを大気圧に戻す。
【００２９】
収容ユニットは、高温と高圧に耐えられる圧縮可能な材料から形成されており、形状は円柱形で、ハマグリの貝殻のように開くように形成されていて差し支えない。
【００３０】
多段階食品製造加工のためのシステムであって、a)食品を収容している個々のパッケージの連続ウェブを提供し、b)連続ウェブを、入口用連続機械式圧力シールを通して、圧力と温度が増加したチャンバ中に移動させ、c)連続ウェブを、出口用連続機械式圧力シールを通して圧力チャンバから排出するように移動させる各工程を有してなるシステムが提供される。
【００３１】
以上は、以下の本発明の詳細な説明をよりよく理解できるように、本発明の特徴および技術的利点の概要を多少広く記載してきた。本発明の特許請求の範囲の主題を構成する本発明の追加の特徴および利点を、以下に説明する。開示された概念および特定の実施の形態は、本発明の同じ目的を達成するための他の構造を改変または設計するための基礎として容易に利用されるであろうことが当業者には理解されよう。そのような同等の構成は、添付の特許請求の範囲に述べられた本発明の精神および範囲から逸脱するものではないことを当業者は理解すべきである。動作方法および構成の両方に関して、本発明に特徴的であると考えられる新規の特徴は、さらに別の目的および利点と共に、添付の図面と一緒に考えたときに、以下の説明からよりよく理解されるであろう。しかしながら、各図面は、例示と説明を目的として提供されたのであって、本発明の限定を定義することを意図したものではないことを明白に理解すべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明をより完全に理解するために、図面と一緒に以下の説明を参照する。
【００３３】
本発明は、包装製品の連続ウェブを滅菌および／または殺菌するためのシステムおよび方法に関する。包装製品は、個々のパッケージが連続ウェブで接続されている、任意の軟質または半硬質パッケージもしくは軟質パッケージと半硬質パッケージとの組合せを含んでも差し支えない。当業者は、接続されたとは、個々のパッケージが一体接続、ミシン目接続または小さな取付部接続を有していても差し支えないことを意味するのが当業者には分かるであろう。連続ウェブは、個々のパッケージをクリップ・アンド・ケーブル機構に接続する、または個々のパッケージを連続ロープに取り付けることによって形成しても差し支えない。パッケージの少なくとも一部がマイクロ波エネルギー透過性であることが好ましい。パッケージの例としては、軟質パウチ、ヒートシールされた透明材料で覆われた仕分けトレー、ヒートシールされた材料で被覆されたご飯茶碗などのボール、および適切なカバーを備えたヨーグルト・カップなどのカップが挙げられる。説明は、ヒトやペットの食品に主に向けられているが、本発明の方法およびシステムは、医薬品、医療器具および農産物の製造にも同様に有用であり得る。
【００３４】
そのようなシステムおよび方法では、圧力下にある包装製品を滅菌および／または殺菌するために、蒸気、熱気、伝導加熱および熱放射などの任意の熱エネルギー源を用いても差し支えない。このシステムは、他の滅菌および／または殺菌プロセスと共に任意の熱エネルギー源を用いても差し支えない。好ましいエネルギー源はマイクロ波加熱であるが、蒸気とマイクロ波加熱または蒸気と熱気などの熱エネルギー源の任意の組合せを用いても差し支えない。熱エネルギー源としてマイクロ波エネルギー源を用いる場合、当業者は、マイクロ波加熱を取り巻くパラメータを知っているであろう。例えば、マイクロ波エネルギーでは、表面や製品全体が不均一に加熱されることが多々あり得る。さらに、製品は、マイクロ波エネルギーを適用したときに、加熱され易いように十分な含水量を有さなければならない。サセプタ・ライン食品パッケージでは、パッケージ内の食品を高温（例えば、３５０〜４００°Ｆ（約１７７〜２０４℃））に到達させることができ、一方で、従来の包装材料内の食品は、低温（例えば、２００〜２７５°Ｆ（約９３〜１３５℃））に達する。多くの製造プロセスにおいて、食品は、マイクロ波の使用中に溶融したり、火花を出したり、変形したりしないものである、マイクロ波に適した容器またはパッケージ内に包装される。マイクロ波に適した容器は、マイクロ波加熱中すなわち調理中にその構造を維持する。
【００３５】
本発明は、個々のパッケージを加圧マイクロ波加熱チャンバにより処理したり、パッケージのウェブを水圧滅菌装置により処理したりするよりもむしろ、連続機械式圧力シールを介して加圧チャンバにより連続的に処理されるパッケージの連続ウェブを使用するという点で従来のレトルトシステムおよびマイクロ波滅菌システムの両方の公知の方法とは区別される。連続機械式圧力シールは、圧力シール機構が、水圧システムに基づいている圧力シールとは対照的に力学に基づいている、圧力シールに通してパッケージのウェブを連続的に動かす圧力シールである。パッケージの連続ウェブとしては、一体接続、ミシン目接続、小さな取付部接続、クリップ・アンド・ケーブル機構または連続ロープにより接続された、二つほど少ない個々に接続されたパッケージまたは相当な量の接続包装された製品が挙げられる。連続滅菌では、二つの理由のために、バッチ式滅菌のエネルギーの約四分の一しか使用しない。第一に、エネルギーは、トレーやカセット、コンベヤ、および滅菌装置を加熱するよりもむしろ、製品自体の滅菌／殺菌をし始める。第二に、本発明のシステムは、周期毎に加熱と冷却を行うこととは対照的に、滅菌／殺菌状態に連続的にとどまり、それゆえ、全体の滅菌／殺菌時間が減少する。さらに、連続システム中のパッケージは、ステンレス鋼製のカセットまたはトレーにより囲まれるよりもむしろ、加熱調理／殺菌プロセスに直接接して加工される。
【００３６】
本発明の方法およびシステムは、全てが密閉されたパッケージの連続ウェブ内に包装された、スナックやお菓子、医薬品、医療器具または農産物を含む、任意の流体、ゲル状、ドライ、モイスト、およびセミモイストのヒトおよびペット用の食品を製造加工するために使用できる。ヒトの食品としては、ソースに入れられた肉や野菜の塊、ソースの有無にかかわらずに肉塊または野菜片、ソースの有無にかかわらずにご飯またはパスタ製品、もしくはそれらの任意の組合せが挙げられる。しかしながら、以下に記載するプロセスは一般に、密封パウチ容器内に肉汁またはソースと共に包装されたセミモイストのぶつ切りタイプの食品に向けられている。ドライやモイストの食品、スナック食品およびペットフードを形成するプロセスは、食用製品を製造する当業者にはよく知られている。
【００３７】
図１に示されているブロック図は、湿ったまたは乾燥した高温高圧の環境で加工できるパッケージ内の食品を加工するための様々な工程の一つの実施の形態を示している。各工程は、食品加工設備内の自動化アセンブリラインを参照して記載される。しかしながら、自動化アセンブリラインは、ここに記載した本発明を実施するのに必要ではなく、工程の全てまたは一部を非自動化様式で行ってもよいことが理解されるであろう。本発明は、ここに記載した原理から恩恵を受けられるであろう、医薬品、医療器具または農産物などの他の製品の加工にも適用できることが理解されよう。
【００３８】
図１は、包装された殺菌製品（例えば、食品）を製造するための例示の加工システム１０の一つの実施の形態を示している。議論する実施例において、食品は、肉製品、乳製品、デンプンベースの製品（例えば、ご飯、ドウ、パスタ）などであってよい。一般に、食品加工は、一種類以上の成分（例えば、肉）をホッパー１２に投入することにより始まる。ポンプ１４がホッパー１２の内容物をミキサー１６中に供給し、ここで、様々な他の成分を導入してもよい。例えば、出発成分を一種類以上の着色剤１８、調味料２０、および一種類以上のビタミン類２２と混合するのが望ましいであろう。これらの成分は、得られる混合物全体に亘り全ての成分を適切に分布させるのに十分な期間に亘りミキサー１６内で混ぜ合わされる。
【００３９】
次いで、このように得られた混合物をミキサー１６から隣の適切な加工ステーションに移送してもよい。例えば、混合物を蒸気ジャケット２４に通して移送してもよく、ジャケットは混合物に蒸気を注入して水分を導入するであろう。さらに、混合物が肉または小麦ベースの製品である場合、混合物を、製品の特定の形状とサイズを与えるように構成された成形／切断設備２６に移送してもよい。この設備２６から排出された後、成形／切断された製品に、適切な包装／密封装置３０により包装される前に、さらなる加工２８（例えば、栄養素、着色剤等の添加）を行ってもよい。
【００４０】
あるいは、ビーフ、チキン、ラム、子牛の肉、ポークまたは魚のサイコロ状塊などの、肉塊または肉片を、パッケージ中に、分配できるように出来合いの状態で提供することもできる。肉塊としては、任意の肉、家禽類、魚製品またはこれらの組合せが挙げられる。それゆえ、方法およびシステムのこの実施の形態において、肉調製モジュール（図示せず）が、様々な出来合いの肉片および／または野菜および／またはご飯およびパスタ製品の、食品加工の当業者に知られているであろう異なる製品それぞれについて適切なホッパー中への投入を含む。これらの製品の任意の追加の加工は、ホッパーまたは混合装置内で行われる。
【００４１】
パッケージ形成モジュールは、ヒートシール性連続プラスチックフイルムからパッケージを形成するために構成された別々であるが一体となった加工ラインを備えている（図２）。好ましいフイルムまたはパウチ材料が以下に論じられる。当業者に知られた典型的なパウチ形成プロセスにおいて、フイルムのロール３２が提供され、このフイルムが、フイルムのシートを折り畳むためにプラウ３４を通して供給される。折り畳まれたフイルム３６の垂直側部が、必要であればパウチの底部と同様に密封される。このプロセスにより、個々のパッケージの連続ウェブ３８が形成される。連続プラスチックフイルムの一部に、様々な食品に適切な文字や図柄が印刷することもできる。別の実施の形態において、加工ラインは印刷されていないフイルムを使用することもでき、ここで、加工ラインは、パウチ形成ラインの印刷システム部を通り抜けるときに、連続片にあるパッケージの各々の前面と背面に文字および図柄を刷り込むためのプログラム可能な高速印刷システム４０を備えている。
【００４２】
パッケージを形成するための適切な材料としては、ポリエチレンテレフタレートフイルムまたはシート、ポリプロピレンフイルムまたはシート、発泡ポリプロピレン、および発泡ポリエチレンテレフタレートが挙げられる。半硬質包装材料の例としては、ボール紙、段ボール（マイクロフルート、Ｅ，Ｆ，ＣまたはＢ形フルートもしくは任意の他のフルート段ボール）、ボール紙容器、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのプラスチックシートが挙げられる。ボール紙に、サセプタフイルム、ＰＥＴ、ポリプロピレンなどの多数のフイルムを貼り合わせても差し支えない。これらの材料は、水分の吸収を防ぐために、被覆または貼り合わせることもできる。どの形態のポリエステルも、半硬質または軟質材料として適しているであろう。パッケージの連続片を形成するための材料としては、熱可塑性合成樹脂、例えば、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）またはエチレンビニルアルコールコポリマー（ＥＶＯＨ）などの酸素バリア性または防湿性の材料または層を含んでもよい。ここに引用する米国特許第４４３５３４４号明細書参照のこと。
【００４３】
食品生産ライン１０は、肉調製および成形モジュール２６の終わりに、または肉調製モジュールの終わりに、充填および密封モジュール３０でパウチ形成ラインと合流する。充填および密封モジュール３０で、当業者に知られているような電子制御式充填システム４２が、パッケージの連続ウェブ内のパッケージ３８Ｂの各々に一定量の食品を入れる。複数の充填ステーションを用いても差し支えない。その後、パッケージの頂部を密封する４４。次いで、パッケージの連続ウェブ３８を圧力チャンバ４６に移送する。パッケージの連続ウェブ３８が圧力チャンバ４６を出た後、ウェブを作業箱６２内に蓄積し、次いで、市販用の包装のために最終包装モジュール１１２に搬送する。
【００４４】
好ましい実施の形態において、食品を、パッケージ内に入れる前に予熱しても、充填されたパッケージを、圧力チャンバに入る前に予熱しても差し支えない。予熱の工程は、直接蒸気噴射またはジャケット加熱などの任意の熱プロセスにより行っても差し支えない。この予熱工程により、殺菌を行うのに要する時間が減少する。
【００４５】
図３に示すブロック図は、本発明の滅菌／殺菌プロセスの好ましい実施の形態の一つを示している。図３に示したように、連続ウェブ３８が食品生産ライン１０の充填および密封モジュール３０を出た後、連続ウェブ３８は、パウチ充填装置と滅菌／殺菌工程との間の速度の不一致を取り扱うための蓄積機構４８を含む蓄積工程に入る。蓄積工程から、連続ウェブ３８は、連続機械式圧力シール５０を通って、滅菌／殺菌工程が行われる圧力チャンバ４６に入る。圧力チャンバ４６は、包装製品を加熱するための加熱機構５２、包装製品を所望の温度に保持すめたの保持工程／機構５４、および包装製品の連続ウェブ３８を冷却するための冷却工程／機構５６を備えている。代わりの実施の形態において、ウェブ３８は加熱後に蓄積工程４８に入っても差し支えなく、ここで、連続ウェブ３８の蓄積セクションが単独の連続ウェブ３８として冷却工程／機構５６に入るであろう。その後、連続ウェブ３８は、連続機械式圧力シール５０を通って圧力チャンバ４６に入る。連続機械式圧力シール５０は、入口用および出口用圧力シールの両方として機能するように構成しても差し支えなく、または入口用および出口用連続圧力シールを二つの圧力シール機構５０により提供しても差し支えない。圧力チャンバ４６は、移行用連続機械式圧力シール５０を含んでも差し支えない。
【００４６】
差圧のある状態での容器の入出の実施には現在、滑り弁、回転式エアロック弁または不連続プロセスを形成するゲート／ドアの組合せを使用している。熱加工に広く用いられている代替手法は、水柱に依存する水圧ロックを使用するものである。製品は、水柱の両側の重量／高さの差により、圧力チャンバ内の圧力差を維持する水柱を通して運ばれる。
【００４７】
上述したように、個々のパッケージの連続ウェブの加工に関する難点の一つは、パウチ充填装置と滅菌／殺菌工程との間の速度の不一致である。パウチ充填装置は、毎分６００個のパッケージを充填することができ、一方で、滅菌／殺菌工程は、パウチ毎に２分ほどかかり得る。蓄積工程／機構４８は、圧力チャンバ４６による加工のために一つのストランドにパッケージを維持しながら、保持セクションに連続ウェブ３８の一部を蓄積させることができる。蓄積機構４８は、連続ウェブ３８の一部を蓄積させることができるように設計されたものであれば、どのようなデバイスまたは装置であっても差し支えない。
【００４８】
ある実施の形態において、蓄積機構４８は、少なくとも二つのリール５８として構成することができ、連続ウェブ３８の一部の幅と長さを収容できるように構成された任意のもっと多い数のリール５８を有することもできる（図４）。リール５８は、連続ウェブ３８が圧力チャンバ４６に入る前にウェブ３８Ａのセクションに蓄積され、圧力チャンバに最も近いリールが連続ウェブを圧力チャンバ中に供給する。リール５８は、加熱工程後であって、冷却工程に入る前に、ウェブ３８Ａのセクションを蓄積させるのに使用して差し支えない。
【００４９】
あるいは、連続ウェブ３８のセクション３８Ａは、パッケージが一つのストランドで装置から容易に引き出せる限り、一つまたは複数のゲーロード、作業箱、蓄積コンベヤ、ストアベヤ(store-veyors)および当業者に知られた他の方法を含む様々な装置内に蓄積して差し支えない。例えば、連続ウェブ３８がリール５８から引き出されるときに、そのリールは、作業箱６２中の連続ウェブのセクション３８Ａを入れるコンベヤベルト６０上に供給できる(図５)。次いで、連続ウェブのセクション３８Ａを収容している作業箱６２を圧力チャンバ４６に搬送し、ウェブ３８を、連続機械式圧力シール５０を通して、圧力チャンバ４６中に供給する。さらに、多数のリール５８を用いて、複数のウェブセクション３８Ａを圧力チャンバ４６に同時に供給しても差し支えない。例えば、連続ウェブ３８の４つのセクション３８Ａを、圧力シール機構５０を通して、圧力チャンバ４６中へと同時に処理しても差し支えない（図６）。別の実施の形態において、ループ手段（図示せず）を用いて、パッケージの連続ウェブを蓄積および／または保持しても差し支えない。ループ装置は、当該技術分野においてよく知られており、一般に、ケーブルまたはエアホースにより互いに連結されたケーブル・トロリーと呼ばれる一連の小さなトロリーからなる。ケーブル・トロリーは、ビームに平行に走るワイヤロープまたはチャンネルに沿って走る。パッケージの連続ウェブは、ケーブル・トロリー上のサドル上でループ状になっており、これにより、長い連続ウェブを比較的短い水平距離で蓄積および／または保持できる。
【００５０】
本発明の連続機械式圧力シール５０は、一つ以上のウェブ３８を圧力チャンバ４６に入れて出す連続通過を行う。本発明の連続機械式圧力シール５０は、いくつかの異なる構成を含んで差し支えなく、任意の形状または形態のパッケージを収容するように変更することができる。ある実施の形態において、回転ベルト・バルブ６４が、入口用および出口用連続機械式圧力シール５０として用いられる（図６）。回転ベルト・バルブ６４は、軟質ベルト材料から形成することができる。ある実施の形態において、回転ベルト・バルブ６４は、軟質の独立気泡または粘弾性気泡材料から形成することができる。あるいは、回転ベルト・バルブ６４は、軟質ゴム状材料から形成され、液体などの展性材料が充填されたまたはガス／空気で加圧された一対の軟質気泡から形成しても差し支えない。回転ベルト・バルブ６４は、ベルト６６，６８を通過するときに、連続ウェブ３８の個々のパッケージの周りに密接に従うことにより圧力シールを形成する一対の軟質ベルト６６，６８を備えている。ベルト６６，６８は、大型トラクタのタイヤのチューブに似ており、細長い矩形を有することが好ましい。各ベルト６６，６８は、外面と内面７０，７２、第一と第二の端部７４，７６、および第一と第二の側部７８，８０を有する。ベルト６６，６８は、第一と第二の側部７８，８０に対して平行なＸ軸８２および第一と第二の端部７４，７６に対して平行なＹ軸８４も有する。
【００５１】
離間した一組のローラ８６Ａ，８６Ｂは、Ｘ軸８２と平行に整合されたベルト６６，６８の各々の内面７２に配置されている。一組目のローラ８６Ａは各ベルト６６，６８の第一の側部７８に平行に隣接しており、二組目のローラ８６Ｂは第二の側部８０に平行に隣接しており、ベルト６６，６８の第一と第二の側部７８，８０の間に張力を生じさせている。組となったローラ８６Ａ，８６Ｂは、各ベルト６６，６８がＸ軸８２に対して平行な軸の周りに回転できるように構成されている。二つのベルト６６，６８は上下に積み重ねられており、要求されるように製品の任意の形状、形式またはピッチに従えるはさみのない圧力シール区域を形成する。二つのベルト６６，６８は、連続ウェブ３８がベルト６６，６８の第一の側部７８の間に引き込まれ、回転ベルト・バルブ６４を通り、ベルト６６，６８の第二の側部８０の間から排出され、圧力チャンバ４６中に入るように、互いに逆回転している。連続ウェブ３８は、Ｙ軸８４に対して平行かつＸ軸８２に対して垂直に回転ベルト・バルブ６４を通過する。機械式回転ベルト・バルブは、自己供給バルブおよび機構である。回転ベルト６６，６８は、非常に高いターンダウン比のものであって差し支えなく、毎分数フィートまたは連続食品生産ラインに要求されるであろう回転速度の限界までで走行できる。ベルト６６，６８のローラ８６Ａ，８６Ｂは、回転力学の当業者に公知の任意の回転駆動機構により駆動しても差し支えない。
【００５２】
連続機械式圧力シール５０の別の実施の形態は、中心軸に取り付けられた多数のドア部材９２がその内部で回転する、二つの向かい合ったほぼ半円形の壁９０を持つ、回転ドアに似たように形成された回転ドア式圧力シール８８である。ドア部材９２の外縁９６は、ほぼ半円形の壁９０の内面９８に対してぴったりと合う（図７および８）。ドア部材９２のピッチは、連続ウェブ３８にある個々のパッケージ３８Ｂのピッチと一致し、したがって、各ドア９２の外縁９６は、ウェブ３８にある各個々のパッケージ３８Ｂまたは個々のパッケージの群の間にあるシール１００でウェブ３８を供給する。ドア部材９２の回転により、ドア部材９２の各々の間の区画１０２中にウェブ３８を連続供給することができ、その地点から、回転ドア式圧力シール８８のドア部材９２の回転により、連続ウェブ３８が、圧力チャンバ４６のための効果的なシールを維持しながら、圧力チャンバ４６中に運ばれる。図７の回転ドア式圧力シール８８は、大気と圧力チャンバ４６との間の圧力差がゲージ圧で３０ｐｓｉ（約２０７ｋＰａ）以下であるときに使用することが好ましい。圧力差がそれより大きい場合、図８に示したような、連続した二つの回転ドア式圧力シール機構８８Ａ，８８Ｂを使用することが好ましいであろう。第一の回転ドア式圧力シール８８Ａはゲージ圧で０から２５ｐｓｉ（約１７２ｋＰａ）までの圧力を保持でき、第二の圧力シール８８Ｂは、ゲージ圧で２５ｐｓｉ（約１７２ｋＰａ）から５０ｐｓｉ（約３４５ｋＰａ）までの圧力を保持できる。
【００５３】
圧力チャンバ４６に入る際に、包装製品の連続ウェブ３８は、包装された内容物と実質的に接触した状態に包装材料を維持するのに十分な空気圧にさらされる。少なくともある程度の圧力を加熱工程と冷却工程の両方に維持すべきである。これは、圧力が上昇するとパッケージが破裂して開いてしまうので、パッケージ内の圧力の上昇をつり合わせるために必要である。例示の実施の形態において、空気圧は、ゲージ圧で約１０から５０ｐｓｉ（約６９から３４５ｋＰａ）、好ましくは、ゲージ圧で約１５から４０ｐｓｉ（約１０３から２７６ｋＰａ）、より好ましくは、ゲージ圧で約２０から３５ｐｓｉ（約１３８から２４８ｋＰａ）であり、これは、熱プロセス中に蒸気の膨張から生じるパッケージ内の内圧を少なくとも実質的に平衡させるのに十分な量であるべきである。加熱中に外圧を加えると、内容物の膨張が制限されるので、包装された内容物の形状および構造が保存される。この外圧は、パッケージをその内容物と接触した状態に維持することにより、熱エネルギーのパッケージの内容物への伝達をより効率的かつ均一にするのにも役立つ。
【００５４】
ある実施の形態において、圧力チャンバ４６は第一と第二の領域１０４，１０６および三つの連続機械式圧力シール５０を備えている（図９）。圧力チャンバ４６の第一の領域１０４に入る際に、パッケージの連続ウェブ３８は、熱エネルギー源１０８にさらされる。熱エネルギー源１０８は、約１１０から１４０℃の温度範囲を提供することが好ましい。連続ウェブ３８の個々のパッケージ３８Ｂは、パッケージの内容物が完全に滅菌および／または殺菌されるのを確実にするのに十分な時間に亘り第一の領域１０４内に留まる。包装製品が第一の領域１０４内に保持される期間は、食品の温度を上昇させるための時間および滅菌および／または殺菌に必要な所望の温度で食品を保持する時間の両方を含んで差し支えない。別の実施の形態において、圧力チャンバ４６は三つ以上の領域を含むこともできる。例えば、第一の領域はパッケージの連続ウェブ３８を予熱するために設けられ、第二の領域は加熱工程のために設けられ、第三の領域は保持工程のために設けられ、第四の領域は冷却工程のために設けられる。冷却工程は、複数の領域で行ってもよい。
【００５５】
当業者に容易に認識されるように、滅菌および／または殺菌を確実にするのに必要な時間は、加えられる熱エネルギーの量、第一の領域の体積、製品のタイプ、パッケージ内容物の寸法（例えば、厚さ）などを含む多くの異なる要因により異なる。
【００５６】
この第一の領域１０４において、ウェブ３８は、各パッケージ３８Ｂの実質的に全てが熱伝達媒質１０８にさらされるような様式で保持されることが好ましい。パッケージは加熱工程中に重複したり積み重ねられていないので、パッケージが目標温度に達するのにかかる時間が少なくなり、加熱時間が減少するであろう。加熱工程後であり、適切な滅菌または殺菌を行うのに必要な保持時間中に、ウェブ３８は、冷却のために第二の領域１０６中に直接一つのストランドとして引き込まれるまで上述したように蓄積装置内に保持しても、または移行用連続機械式圧力シール５０を通して冷却のための第二の領域１０８に通過しても差し支えない。再度、ウェブ３８は、冷却時間を最短にするために、パッケージを重複させたり積み重ねたりせずに、冷却媒体にさらされる。
【００５７】
圧力チャンバ４６を通して搬送されているパッケージの連続ウェブ３８の部分が一旦適切な熱曝露を受けて適切な滅菌および／または殺菌を確実に行ったら、ウェブ３８の部分が、冷却期間のための圧力チャンバ４６の第二の領域１０６中に動かされる。何故ならば、パッケージの内容物は熱曝露後の相当な熱を保持しているからである。冷却期間の長さは、内容物が、外圧が除かれた際に、個々のパッケージが蒸気の膨張により増大した内圧のために破壊しないように十分に冷却されるようなものである。図９に示した実施の形態において、パッケージの連続ウェブ３８は、圧力チャンバ４６の第一の領域１０４を通り、移行用機械式圧力シール５０を通って、圧力チャンバ４６の第二の加圧された冷却領域１０６に搬送される。圧力チャンバの異なる領域は、他の手段により分離しても、領域を分離する必要がないように構成しても差し支えないので、圧力チャンバ４６は移行用機械式圧力シール５０を備える必要はない。
【００５８】
第二の領域１０６内の圧力は、第一の領域１０４内の圧力と同じ圧力であっても、第一の領域の圧力より大きいか小さくてもよい。いずれにせよ、パッケージの内容物の温度が、個々のパッケージが大気圧に戻されたときに破裂しないことを確実にするように十分に冷却されるまで、パッケージに外圧が加えられる。
【００５９】
パッケージの内容物の温度を低下させるために、スプレー・クーラー、水または液体窒素／二酸化炭素の使用などのどのような冷却機構を使用しても差し支えない。冷却機構として水を使用する場合、水を予熱領域に再循環させることができ、そこで、水の持つ熱を、加熱工程の前のパッケージを予熱するのに使用できる。本発明のシステムおよび方法は、パッケージが他のシステムにおけるよりもずっと急速に冷却されるように設計されている。この短くなった冷却により、多数の利点が得られる。利点の一つは、パッケージの内容物の劣化が防がれることであり、このことは、生体活性成分を含む医薬品にとって重要である。第二の利点は、冷却時間が短くなったことにより、パッケージの連続ウェブの全加工時間が短くなることである。
【００６０】
図９に示した実施の形態において、パッケージの連続ウェブ３８は、圧力チャンバ４６から出口連続機械式圧力シール５０を通してパッケージの連続ウェブ３８を搬送することにより、大気圧に戻される。チャンバ４６から出る際に、パッケージの連続ウェブ３８に、任意の所望の最終加工工程、例えば、図２に示されているような最終包装モジュール１１１が施される。このモジュールは、商品流通に適したように、乾燥、連続ウェブからのパッケージの分離、酸素バリア材料および／または防湿材料から製造された上包みの施用、適切な箱または容器内への殺菌パッケージの配置などを含んで差し支えない。
【００６１】
図３のブロック図に示されているように、圧力チャンバ４６は、二つの領域１０４，１０６を持つ一つの圧力チャンバおよび二つの圧力シール機構５０を備えることができる。この実施の形態において、ウェブ３８は、各パッケージの実質的に全てが適切な滅菌または殺菌を行うのに必要な時間に亘りエネルギー源に曝露されるように加熱領域１０４内に保持される。圧力チャンバ４６を通して搬送されているパッケージの連続ウェブ３８の一部が適切な熱曝露を受けた後、ウェブの一部が冷却期間のために圧力チャンバ４６の第二の領域１０６中に動かされる。チャンバ４６に入る際に、パッケージの連続ウェブ３８に、上述したような任意の所望の最終加工工程を施してもよい。
【００６２】
図１３は、圧力シール機構５０を一つしか用いていない圧力チャンバ４６を示している。この実施の形態において、パッケージの連続ウェブ３８は、一つの圧力シール機構５０を通って圧力チャンバ４６に入って出るケーブル機構１１２に取り付けることができる。連続ウェブ３８の一部が、各パッケージの実質的に全てが、適切な滅菌または殺菌を行うのに必要な時間に亘りエネルギー源に曝露されるように加熱領域１０４内に保持される。圧力チャンバ４６を通って搬送されているパッケージの連続ウェブの部分が適切な熱曝露を受けた後、ウェブ３８の部分は、冷却期間のために圧力チャンバ４６の第二の領域１０６中に動かされる。チャンバ４６を出る際に、パッケージの連続ウェブ３８に、上述したような任意の所望の最終加工工程を施してもよい。
【００６３】
本発明において、包装材料が変形したり裂けたりせずに、全食品加工ラインによりパッケージの連続ウェブを効果的に引き込むように構成された機構を有することが望ましい。ある実施の形態において、米国特許出願第１０／１３１７３３号明細書に開示されているような、クリップ・アンド・ケーブル機構を用いても差し支えない。’７３３号の出願には、パッケージの連続ウェブを、レールアセンブリおよびクリップアセンブリを備えたケーブルまたはレールに取り付けるための独特なパッケージクリップが記載されている。レールアセンブリは、レールまたはトラック上を移動できるようにトラック溝を有するかまたは直線形状であることが好ましい。このレールアセンブリは、レール頭部に摺動性取付アームが配置されている。摺動性取付アームは、スプリング力が取付アームを閉じた位置に保持するようにスプリング駆動されている。パッケージクリップは、取付アームを開いた位置に移動させ、取付アームのフック部分をケーブルの周りに配置することによりケーブルに取り付けられる。スプリングの張力により、フックがケーブルに係合する。パッケージの連続ウェブがパッケージクリップに取り付けられ、パッケージクリップがケーブルに取り付けられた後、パッケージの連続ウェブは、圧力チャンバを通して単に搬送される。クリップ・アンド・ケーブル機構に取り付けられた個々のパッケージは、本発明において考えられているようなパッケージの連続ウェブを形成することができる。
【００６４】
パッケージ材料が全食品加工ラインを通して引っ張られるときに変形したり裂けたりするのを防ぐために、ウェブにあるパッケージの頂部のシール区域の表面に高温、高引張強さのプラスチックロープを溶着することができる。プラスチックロープは、パッケージの頂部シール区域の表面に溶融されるであろう。プラスチックロープを用いて個々のパッケージを一緒に取り付けて、本発明において考えられているパッケージの連続ウェブを形成しても差し支えない。このロープは、パッケージのストリップ・セグメントのための取っ手を提供し、セグメントから個々のパウチを取り外し、個々のパッケージを開くための容易な引き裂き開始部を提供するために、包装モジュールで、必要に応じて切断し、成形しても差し支えない。あるいは、パッケージを形成するのに使用されるフイルムの縁を、連続ウェブの頂部に沿って連続したプラスチックバンドにより強化しても差し支えない。使用する引っ張り機構にかかわらず、ウェブを一定に供給するように構成されており、これはウェブを搬送機構に連続して付けているであろう。
【００６５】
別の実施の形態において、二重キャリヤベルト１１４を、連続ウェブ３８の搬送機構として用いることができる。二重キャリヤベルト１１４は、連続ウェブ３８を正確に位置決めするバネ荷重テンション装置１１６およびウェブをトリック機構に付ける必要をなくす自己供給機構を含む（図１０）。二重キャリヤベルト１１４は、任意の軟質ベルト材料から形成しても差し支えない。ある実施の形態において、ベルト１１４は、軟質ゴム状材料から形成し、液体を充填するかまたはガス／気体で加圧しても差し支えない。あるいは、キャリヤベルト１１４は、軟質の独立気泡または粘弾性気泡材料から形成しても差し支えない。
【００６６】
キャリヤベルト１１４が軟質独立気泡または粘弾性気泡材料から形成されている場合、一連の二重キャリヤベルト１１８を、連続ウェブ３８のための圧力制御および熱伝達機構として用いても差し支えない（図１１）。一連の二重ベルト１１８は、連続ウェブの周りに三次元空洞１２０を形成するように構成されている。粘弾性ポリマー発泡体から形成されることが好ましい独立気泡には、冷却中およびコンベヤ滑車の周りで曲げられている最中に柔軟性を維持するために、高い熱伝達係数および加熱のための製品の目的殺菌温度より高い沸点並びに製品の目的冷却温度より低い凝固温度を持つゲルを充填することができる。連続ウェブ３８は、連続機械式圧力シール５０を通って圧力チャンバ４６内の一組目の二重キャリヤベルト１１８Ａ中に入り、そこで、パッケージの内容物が適切な殺菌値まで加熱され、次いで、ウェブ３８は、パッケージを適切な冷却温度まで冷却する二組目の二重キャリヤベルト１１８Ｂを通過する。圧力チャンバ４６を出る際に、連続ウェブ３８には上述したような任意の所望の最終加工工程が施される。この実施の形態において、圧力チャンバは、入口用、出口用および移行用圧力シール５０として、一つ、二つまたは三つの圧力シール機構を用いても差し支えない。
【００６７】
連続ウェブを圧力チャンバに通して移動させる代わりの実施の形態は、連続ウェブ３８が巻き付く一連の平行リール１２２を含む。一連のリール１２２により、滅菌／殺菌プロセスを減速させずに、連続ウェブ３８のより大きなセクションを圧力チャンバ４６内により長く滞在させることができる。さらに、様々なリール１２２を通るときの連続ウェブ３８の上下の動きにより、連続ウェブ３８にある個々のパッケージ３８Ｂ内の製品がかき混ぜられる。このかき混ぜにより、製品中の冷たい場所と熱い場所との間の熱伝達が促進される。これによって、より均一に加熱ができ、加熱周期が短くなり、温度勾配が減少する。圧力チャンバ４６の第一の領域１０４内にある第一群のリール１２２Ａは、適切な滅菌および／または殺菌を確実にするために必要とされる熱曝露を提供するように構成されたマイクロ波マグネトロン素子１２４を備えている。マイクロ波ではない熱エネルギーを使用する場合、熱源は、オーム加熱などの抵抗加熱、または熱伝達装置による伝導加熱を含んで差し支えない。
【００６８】
図１２に示した例示の実施の形態において、パッケージの連続ウェブ３８は、圧力チャンバ４６の第一の領域１０４を通り、移行用連続機械式圧力シール５０を通って、第二の加圧冷却領域１０６に搬送される。圧力チャンバ４６の第二の冷却領域１０６内にある第二群のリール１２２Ｂは、パッケージを適切な冷却温度まで冷却するのを助ける冷却素子を含んでも差し支えない。圧力チャンバ４６を出る際に、連続ウェブ３８には、上述したような任意の所望の最終加工工程が施されるであろう。
【００６９】
ウェブ３８を圧力チャンバに入れて出す連続通過を行う本発明の連続機械式圧力シールの別の実施の形態は、分割バッフルシステム１２６として一般に記載された装置である（図１４〜１７）。圧力シール収容システムは、少なくとも一つの圧力収容ループ１２８、ユニットが互いに所定の間隔だけ離間して接続されている複数のバッフル収容ユニット１３２、および少なくとも一つの圧力チャンバ５０Ａを備えている。複数のバッフルユニット１３２は、ループ内に気密シールを形成し、パッケージの連続ウェブ３８を少なくとも一つの圧力チャンバ５０Ａに入れて出す連続通過を行うようなサイズと形状である。
【００７０】
分割バッフル圧力収容システム１２６は、複数の連続したバッフル収容ユニット１３２を持つ二つの圧力収容パイプループ１２８，１３０からなる。圧力収容システム１２６の一部は、二つのパイプループ１２８，１３０を相互連結する加圧導管も含む。連続した一連の分割バッフル１３２は、ウェブ３８を、パッケージの連続ウェブ３８を取り囲む圧力を増加させるための第一の圧力チャンバ５０Ａを含む第一パイプループ１２８に通し、その後さらに加工するために、第二の連続した一連の分割バッフル１３２がウェブ３８を、パッケージの連続ウェブ３８を大気圧に戻すための第二の圧力チャンバ５０Ｂを含む第二の連続パイプループ１３０から出す。分割バッフルシステムは、ウェブ３８を連続的に供給する。
【００７１】
分割バッフル１３２は、一般に、形状が楕円形、円形または矩形であって差し支えなく、ハマグリの貝殻のように開くように構成されていることが好ましい（図１６，１７）。連続ループのバッフル１３４は、高温と高圧に耐えることのできる材料から形成された軟質チェーンまたはロープ１３６により互いに連結されている。ある実施の形態において、連続ループのバッフル１３４は、第一と第二の離間されたトラクション・ホイール１３８，１４０または連続チェーン駆動ループの当業者に公知の他の機構によりパイプループ１２６，１３０を通して移動させることができる（図１５，１６）。連続ループ１３４のバッフル１３２は、パッケージの連続ウェブ３８のサイズ、形状および重量に応じて所定の間隔だけ互いから離間している。各バッフル１３２の内部１４２は、パッケージの連続ウェブ３８の一部を収容するように構成されており、閉じられたときに、連続ウェブ３８がバッフル１３２の動きによりパイプ１２８，１３０の一部に沿って動かされるようにバッフル１３２内にウェブ３８の一部を取り込む（図１６，１７）。
【００７２】
バッフル収容ユニット１３２は、高温と高圧に耐えることの出来る圧縮可能な材料から形成されることが好ましい。そのような材料の例には、ポリスチレン発泡体、デュポン・ダウ・エラストマーズ・エル・エル・シー(DuPont Dow Elastomers L.L.C.)によるＶＩＴＯＮ（登録商標）などのフルオロエラストマー材料またはデュポン(DuPont)によるＴＥＬＦＯＮ（登録商標）ＡＦなどのフルオロポリマーである。バッフル１３２は、システム１２６のための圧力収容装置しても機能する。バッフル１３２は、バッフル１３２Ａの外面およびパイプループ１２８Ａ，１３０Ａの内壁が、パッケージの連続ウェブ３８が第一の圧力チャンバ５０Ａを出て、加熱調理／殺菌装置１４４へと続いた後に圧力収容システム１２６の第一と第二のパイプループ１２８，１３０内に上昇した圧力を維持するために、気密シールを形成するようなサイズと形状である。あるいは、パイプループの内壁に圧縮可能な材料をライニングを施しても差し支えなく、バッフルは圧縮できない材料から形成されていてもよい。
【００７３】
図１５および１６に示されているように、第一のパイプループ１２８は、出口１４８と入口１５０をパイプループ１２８に提供する、第一のトラクション・ホイール１３８に隣接した開放部分１４６を含む。各バッフル１３２は、出口１４８を通過するときに、ウェブ３８の一部を捕獲するのに備えて開く。ウェブ３８にあるパッケージが充填され密封され、必要に応じて予熱工程により加工された後、連続ウェブ３８は、ウェブ３８の一部を捕獲し、その後、出口１５０を通過してパイプループ１２８の第一の部分１２８Ｂに入る前に閉じる開いたバッフル１３２Ｂに向けられる。閉じたバッフル１３２は、連続ウェブ３８を、パイプループ１２８の第一の部分１２８Ｂを通り、第一の圧力チャンバ５０Ａ中に引き込まれる。一旦第一の圧力チャンバ５０Ａ内に入ったら、各バッフル１３２は回転し、開き、ウェブ３８を圧力チャンバ５０Ａの下側表面１５４に沿って平行に整合されて位置するコンベヤ１５２上に配置することが好ましい。バッフル１３２が、連続ウェブ３８の選択部分を圧力チャンバ５０Ａ中に解放した後、再度回転し、第一の圧力チャンバ５０Ａを出るときに閉じることが好ましい。バッフル１３２は第一のパイプループ１２８を回り続けるので、バッフルの開口部が、ウェブ３８の追加の部分を第一の圧力チャンバ５０Ａ中に連続して引き込むために、パイプ１２８の出口を通り抜けるときに開く位置にあるように上方に向くように回転することが好ましい（図１５）。
【００７４】
コンベヤ１５２は、ウェブ３８を第一の圧力チャンバ５０Ａに通して、ウェブ３８にあるパッケージの内容物を滅菌および／または殺菌するための熱エネルギー装置１４４にウェブ３８を通す加圧導管１５４中に動かす。熱エネルギー装置１４４がマイクロ波エネルギーを使用することが好ましい（図１４）。
【００７５】
保持工程および冷却工程などのさらなる加工工程後、加圧導管１５４は、連続ウェブ３８を、第一のパイプループ１２８の逆の配置にある第二のパイプループ１３０の第二の圧力チャンバ５０Ｂ中に供給する。第二の圧力チャンバ５０Ｂは、ウェブ３８にあるパッケージを大気圧に戻す。第二のパイプループ１３０において、バッフル１３２は、第二の圧力チャンバ５０Ｂに入るときに開き、大気圧に戻った後にパッケージの連続ウェブ３８の一部を捕獲する。バッフル１３２は、第二の圧力チャンバ５０Ｂを出るときに閉じ、パッケージの連続ウェブ３８を第二のパイプループ１３０の端部１３０Ｂに通し、第二のパイプループ１３０の出口１５６から出す。その後、バッフル１３２は開いて連続ウェブ３８を、ウェブ３８を最終加工地に搬送する別のコンベヤ１５８に配置する。バッフル１３２は閉じ、ウェブ３８を第二の圧力チャンバ５０Ｂに連続的に移動させるために、第一のトラクション・ホイール１３８Ａにより第二のパイプループ１３０の入口１６０に引き込まれてループ１３０を回り続ける（図１４）。
【００７６】
代わりの実施の形態において、パッケージの連続ウェブは、製品の内容物として類似の誘電損失材料を含有する、配合液などの誘電損失材料の連続「チューブ」または容器により包まれていてもよい。容器は、使い捨てのマイクロ波透過性ラップおよびパッケージの連続ウェブからなって差し支えなく、ここで液体がラップとウェブの間に位置している。外側のラップが、個々のパッケージの幾何学形状を特定の形状（非常に長いストッキング）に画成するように機能する。透過性ラップは、各パッケージの表面、縁および角部の不均一な加熱特性を減少させる。この外側ラップは、連続パッケージが圧力チャンバの冷却部分に到達する前に取り除かれるであろう。
【００７７】
本発明とその利点を詳細に説明してきたが、添付した特許請求の範囲により定義された本発明の精神および範囲から逸脱せずに、様々な変更、置換および改変をここに行えることが理解されよう。さらに、本発明の範囲は、この明細書に記載したプロセス、機械、製造、物質の組成、手段、方法および工程の特定の実施の形態に制限することを意図していない。当業者には本発明の開示から容易に分かるように、ここに記載した対応する実施の形態の実質的に同じ機能を果たすまたは実質的に同じ結果を達成する、既存のまたは後に開発される、プロセス、機械、製造、物質の組成、手段、方法、または工程を本発明にしたがって用いてもよい。それゆえ、添付の特許請求の範囲は、そのようなプロセス、機械、製造、物質の組成、手段、方法、または工程を本発明の範囲に含むことを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】食品を加工するための様々な工程の実施の形態を示すブロック図
【図２】パウチ形成、充填、殺菌および包装プロセスの一つの実施の形態を示す斜視図
【図３】本発明の滅菌／殺菌工程を示すブロック図
【図４】本発明の連続ウェブの一部を収容している一連の蓄積リールを示す斜視図
【図５】本発明の蓄積機構の一つの実施の形態を示す断面図
【図６】本発明の回転ベルト・バルブを示す斜視図
【図７】本発明の連続回転ドア式圧力シールを示す断面図
【図８】本発明の回転ドア式圧力シールの別の実施の形態を示す断面図
【図９】本発明の圧力チャンバの一つの実施の形態を示す断面図
【図１０】本発明の二重担体ベルト搬送機構を示す斜視図
【図１１】別の搬送および熱伝達機構を示す本発明の圧力チャンバの別の実施の形態の断面図
【図１２】別の搬送および熱伝達機構を示す本発明の圧力チャンバの別の実施の形態の断面図
【図１３】一つの圧力シール機構の使用を示す本発明の圧力チャンバの実施の形態の断面図
【図１４】分割バッフルシステムを示す本発明の圧力シールおよび圧力チャンバの別の実施の形態の部分的断面の斜視図
【図１５】図１４の圧力シールの一部の部分断面の斜視図
【図１６】図１５の圧力シールの一部の部分断面の斜視図
【図１７】図１４の分割バッフルシステムの連続ウェブおよび開いたバッフルを示す斜視図
【符号の説明】
【００７９】
１０    加工システム
１２    ホッパー
１４    ポンプ
３８    パッケージの連続ウェブ
４２    充填システム
４６    圧力チャンバ
４８    蓄積機構
５０    圧力シール
５２    加熱機構
５８，１２２    リール
６０    コンベヤベルト
８６    ローラ
１１２    包装モジュール
【図１】
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【図２】
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【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】
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【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】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【外国語明細書】
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