(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体食品用の注入器（１）内の装置であって、該装置がオートクレーブ（２）を含む型式の装置であり、該オートクレーブが、その上部区域に食品入口（３）を備え、前記食品入口（３）が、オートクレーブ（２）に入る食品を小滴（２０）に分割するように構成されており、更に前記注入器（１）が、オートクレーブ（２）の下部区域に配置された、蒸気（２１）の入口（８）と、上部区域に設けられた凝縮不能のガス用の出口（１３）とを含む形式のものにおいて、
前記注入器（１）が、オートクレーブ（２）の上部区域に配置された少なくとも１つの温度計（１５）を有し、前記温度計（１５）が、温度調整器（１６）を介して、凝縮不能のガス（２２）用の出口弁（１４）を制御するように構成されていることを特徴とする、液体食品用の注入器内の装置。
【請求項２】
オートクレーブ（２）の下部区域に蒸気入口（８）を配置することにより、オートクレーブ（２）の上部区域に「低温」区域（１９）が形成されることを特徴とする、請求項１に記載された装置。
【請求項３】
前記温度調整器（１６）が、オートクレーブ（２）内に送入される食品の温度より数度だけ高い規準値を与えられることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載された装置。
【請求項４】
前記オートクレーブ（２）が、その上部区域に３つの温度計（１５,１７,１８）を有し、しかも、それらの温度計の１つ（１７）が温度計（１５）の上方に位置し、他方の温度計（１８）が温度計（１５）の下方に配置されており、更に前記温度計（１５,１７,１８）は、上方の温度計（１７）が最高温度ガードとして機能し、下方の温度計（１８）が最低温度ガードとして機能することを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、液体食品用の注入器内の装置であって、該装置がオートクレーブを含む型式の装置であり、該オートクレーブが、その上部区域に食品入口を備えており、前記食品入口が、オートクレーブに入る食品を小滴に分割するように構成され、更に前記注入器が、オートクレーブの下部区域に配置された蒸気入口と、上部区域に配置された、凝縮不能のガスの出口とを含む形式のものに関する。
【０００２】
（背景技術）
貯蔵寿命を増すために、食品を熱処理することは、しばしば用いられる周知の方法である。例えばその食品は、ミルク、クリーム、ヨーグルト等の種々の乳製品である。熱処理は、直接的または間接的に複数の方法で行うことができる。間接法は、例えば種々の型式の熱交換機で加熱する方法である。直接法には、大きな２群があり、すなわち蒸気の噴射と注入である。直接法を用いることにより、極めて急速な加熱が達せられるが、この急速加熱が、今日、求められるのは、例えばミルク等の風味特性改善のために、しばしば短時間の高温加熱が意図されるからである。
【０００３】
本発明は、注入加熱を用いる装置に関するものである。注入の場合、微細液体を蒸気室内で加熱することが必要である。液体、例えば液体食品を、蒸気が充填されたチャンバ内へ噴射することで加熱する原理は、１９世紀の初期から知られていた。
最初の注入加熱設備は、種々の化学処理から発生した過剰な蒸気を凝縮させる凝縮器と同じ原理に基づくものだった。初期の設備は、したがって、注入器を有し、該注入器が上部区域に食品入口を有するオートクレーブから成っていた。入口は、分配チャンバ内に開口し、該分配チャンバが、送入される食品を微細な液滴に細分する。オートクレーブの底部には、加熱された食品の出口が設けられている。オートクレーブは、更に蒸気入口を備え、この蒸気入口が、これらの初期の注入器では、オートクレーブの下部区域に配置されていた。
【０００４】
最初の注入器の場合、オートクレーブの下部区域に蒸気入口が設けられていることで、オートクレーブの上部区域には自動的に「より低温の」区域が生じるようになっている。注入器のこの「より低温の」区域には、食品が常に含有している凝縮不能のガスが自然に収集される。凝縮不能のガスとは、例えば酸素、窒素、二酸化炭素であり、これらのガスが、食品の加熱につれて放出される。処理に使用される蒸気からも、少量のガスが発生する。蒸気の混入が極めて僅かなガスが自然に収集できることで、それらのガスを、オートクレーブ上部区域に設けた出口から排出することが容易になる。
しかし、この設計概念は、これらの初期の注入器に別の欠点があったため、放棄されてしまった。その欠点とは、前記注入器が、例えばミルク用に使用された場合、オートクレーブ内の低い位置から微細化された液滴に向かって注入される蒸気が、液滴を変向させ、液滴の多くが注入器の高温の内壁に付着し、直ぐに焼き付く結果となった点である。内壁への食品の焼き付きは、大きな衛生面の問題を引き起こし、かつまた焼き付いた食品の洗い流しは極めて困難である。
【０００５】
注入器内壁への食品の焼き付きの問題を解決するために、蒸気入口が注入器の上部区域に設けられた。この場合、蒸気は、上方から食品分配チャンバの上方全般に供給される結果、液滴は、蒸気チャンバを下降中に妨害されることがない。しかし、蒸気の導入が食品の導入と同時に行われることには、またその欠点がある。蒸気のこの導入形式は、分配チャンバの分配開口または分配ギャップ（gaps)の周囲または内部に食品の焼き付きを発生させることがある。このことが、食品の加熱を妨害し、食品の温度を降下させ、そのため蒸気圧を高めねばならず、食品と蒸気との間に温度差が生じる。この問題は、分配開口の縁部を蒸気チャンバに向かって極めて薄手に設計することにより解決できる。こうすることにより、焼き付いた食品の極めて薄い層が、障害となる前に容易に除去できるからである。
【０００６】
しかし、また蒸気の同時導入の結果、オートクレーブの上部区域に「低温」区域の形成ができなくなる。凝縮不能のガスが自然収集される箇所が存在しなくなるわけである。このため、凝結不能のガスが、下降する蒸気流内のポケットに捕集されたままとなりがちである。このために、食品の加熱度がかなり低下し、その状態を補償するためには、蒸気圧を不必要に高くし、かつ蒸気と食品との温度差をより高くする必要がある。処理の過程での蒸気の消費量も、またかなりより高くなろう。なぜなら、ガス排出時に蒸気と凝縮不能のガスとを分離することが困難だからである。
【０００７】
（発明の目的）
本発明の一目的は、下部に設けられた蒸気入口を凝縮不能のガスの排出を制御する温度計と組み合わせることにより、ガスと蒸気とが自然に分離され、かつこれらのガスが自動的に排出されるようにすることにある。
本発明の別の目的は、蒸気と凝縮不能のガスとが容易には混合しないように、処理過程での蒸気消費量を低減することである。
（解決策）
前記およびその他の目的は、冒頭に挙げた型式の装置に対し、本発明により次のような特徴を与えることで達成された。すなわち、注入器が、少なくとも１つの温度計をオートクレーブの上部区域に備えるようにし、圧力計が、温度調整器を介して、凝縮不能のガスの出口弁を制御するように構成したのである。
本発明の好適実施例は、更に従属請求項に記載の特徴を与えられている。
以下で、本発明の一好適実施例を添付図面につき詳説する。
添付図面には、本発明の理解に重要な詳細および部品以外は示されていない。
【０００８】
（好適実施例の説明）
図１には、本発明による注入器１が側面図で示されている。注入器１は、事実上、従来型のオートクレーブ２から成っている。オートクレーブ２は、上部区域に、注入器１内で熱処理される食品の入口３を有している。食品入口３は、分配チャンバ４で終わっている。分配チャンバ４は、オートクレーブの中央に配置され、底壁５には多数の開口またはギャップ（gaps）を有している。これらの開口またはギャップは、食品がオートクレーブ２に送入された時に、送入食品を細かに分割して、多数の微細な液滴２０を形成し、これらの液滴がオートクレーブ２内を落下するようにする意図のものである。
オートクレーブ２の下部区域、好ましくは、円錐形の端部分６をなしている最下部区域には、注入器１内で熱処理された食品の出口７が設けられている。オートクレーブ２の下部区域をなす円錐形端部分６は、食品が更に付加的処理を受けるためにポンプ排出される前に、食品を一定時間とどめておく保留セルの機能を有している。
【０００９】
更に本発明による注入器１は、オートクレーブ２の下部区域に蒸気２１の入口８を備えている。蒸気入口８は、オートクレーブ２の十分に下方に、好ましくは円筒形端部分６の上方に、それも、オートクレーブ２を出る前に食品が一定温度でオートクレーブ２内に保留されるさいに、熱処理済み食品により形成される液面９から僅かの間隔をおいたところに設けられている。蒸気入口８は、断熱された分配チャンバ１０を介して、オートクレーブ２のケーシング表面１０に設けられた同心的は開口１１に接続されている。
オートクレーブ２の上部区域には、凝縮不能のガスの出口１３が設けられている。この出口１３は、制御可能な弁１４を有している。オートクレーブ２の上部区域には、少なくとも１つの温度計１５が配置され、この温度計１５は、温度調整器１６を介して出口弁１４を制御している。この好適実施例では、オートクレーブ２は、２つの付加温度計１７,１８を有し、その場合、一方の温度計１７は、温度計１５よりも上方に配置され、他方の温度計１８は、温度計１５よりも下方に配置されるのが好ましい。
【００１０】
注入器１に送入される食品は、オートクレーブ２の上部区域へ、入口３への導管を経てポンプで給送される。送入される食品（例えばミルクから成る）は、通常、温度７５〜８２゜Ｃだが、特定の用途では最高１２０゜Ｃである。入口３と分配チャンバ４から、食品は、分配チャンバ４の底壁５に設けられた多数の開口またはギャップを通過する。食品は、それによって、多数の小さな液滴２０となり、これらの液滴がオートクレーブ２内を自由落下し、液面９まで達する。オートクレーブ２内を落下する途中で、食品の液滴２０は、温度約１２０〜１７０゜Ｃ、好ましくは１４０〜１５０゜Ｃの圧縮蒸気２１に出会う。
蒸気２１は、凝縮によって、食品の液滴２０を目標温度に迅速に加熱し、液滴２０が液面９に達するときには、食品は目標温度に達している。食品の分配チャンバ４と液面９との間隔は、食品の液滴２０が、目標温度に加熱されるだけの時間が得られる程度の値にすべきである。加熱済みの食品は、出口７から注入器１を出る前、一定時間の間、オートクレーブ２の円錐形端部分６内に保留される。
【００１１】
オートクレーブ２内へ同心的に蒸気２１が導入される結果として、オートクレーブ２内に極めて均一の蒸気２１の分布が達せられ、注入される蒸気２１が食品の液滴２０を妨害する危険が極めて僅かである。食品の液滴２０が、妨害されずに、比較的直線的に落下できることで、オートクレーブ２の高温の内壁への食品のはねかけは、最小限に低減され、それにより、オートクレーブ２の壁部への食品の焼き付きも低減される。
加熱処理の間、凝縮不能のガス２２、例えば酸素、窒素、二酸化炭素が食品から遊離される。一定量の凝縮不能のガス２２は、処理に用いる蒸気２１からも発生する。注入器１にはオートクレーブ２の下部区域に蒸気入口８が設けられているので、オートクレーブ２の上方区域には、自然に「低温」区域１９が形成される。凝縮不能のガス２２は、この「低温」区域１９に、ごく自然に収集され、しかも、処理中に混入される蒸気は極めて僅かである。この「低温」区域によって、分配チャンバ４の底壁５内の開口またはギャップが高温の蒸気により加熱されるのが防止され、かつ分配チャンバ４の開口または穴内の、もしくは底壁５上の食品の焼き付きが避けられる。
【００１２】
温度調整器１６は、送入される食品の温度より数度だけ高い規準値が与えられている。温度計１５がこの規準値を読み出すと、信号が出口弁１４に送られる。これにより出口弁１４が開き、凝縮不能のガス２２が排出される。適当な大きさの「低温」区域１９を得るために、この好適実施例は、更に２つの温度計１７,１８を必要とし、これらの温度計がそれぞれ、原則として、最高温度ガードと最低温度ガードとして機能している。「低温」区域１９は、オートクレーブ２内で下方へ延びることは許されない。なぜなら、そうすると、食品の加熱に有害な影響が出るからである。「低温」区域は、また凝縮不能のガス２２の自然的な捕集が実現されないほど僅かな容積に収縮させてもならない。あるいはまた、温度計１５,１７のみを使用することもできるが、その場合には、第１温度計１５が弁１４を調整し、第２温度計１７が、第１温度計１５に対して配置されている位置に応じて、最高温度ガードまたは最低温度ガードとして機能する。
【００１３】
図２は、注入器１が、注入熱によって液体食品を熱処理する設備の一部品として、どのように備えられているかを示している。送入される食品３０は、バランスタンク３１とポンプ３２とを通過する。熱交換機３３、例えばプレーと形熱交換機内で、食品は目標温度、通常は７５〜８２゜Ｃに予熱されるが、温度は最高１２０゜Ｃまで可能である。このように予熱された食品は、導管により注入器１へ送られ、そこで既述の方法により熱処理される。
処理済み食品は注入器１から膨張容器３４へ送られ、そこで、注入加熱の結果として食品が含有することになった過剰水分が、再び除去される。ポンプ３５と、出来ればホモジナイザー３６とを経て、食品は、更に冷却器３７、例えばプレート形熱交換機３７へ導かれ、そこで、目標温度まで冷却される。食品は、次いで、導管３８を通って設備を出て、次の処理に回されるか、または最終充填されて、消費者用に包装される。
【００１４】
これまでの説明で明らかなように、本発明により実現される注入器１内の装置では、オートクレーブ２内の低い位置から蒸気２１の導入が可能にされ、オートクレーブ２内での食品の液滴２０の落下が蒸気流２１によって妨害されることがない。蒸気入口がオートクレーブ２の下部区域に設けられていることで、またオートクレーブ２の上部区域には「低温」区域１９が形成され、処理中に発生する凝縮不能のガス２２が、この「低温」区域の補助により、簡単かつ不必要な蒸気量を随伴することなしに排出できる。
本発明は、図示した既述の実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の枠を逸脱することなしに多くの変更態様を考えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による注入器の部分側断面図である。
【図２】  注入蒸気の熱による熱処理用の設備を示す流れ図である。
【図１】
0004201981.tif 000002
【図２】
0004201981.tif 000003