(57)【要約】  本開示は、食品を製造するためのシステムおよび方法を提供する。一般的な実施形態において、食品を製造するシステムが提供され、少なくとも１つの熱交換器、少なくとも１つの食品タンク、蒸気バルブを有する少なくとも１つの蒸気源、コンピュータプロセッサを有するコンピュータ、およびコンピュータにアクセス可能であり、コンピュータプロセッサに蒸気バルブを自動的に制御させて、第１の位置から第２の計算された位置に動かし、熱交換器における再循環水から食品への遷移の間に食品の無菌状態を維持するのに十分な加熱媒体の温度を維持するようプログラムされたソフトウェアプログラムを含むコンピュータ読取り可能媒体を含む。食品を製造するための方法もまた提供される。【選択図】図１
2016507230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品を製造するためのシステムであって、
加熱媒体を備える少なくとも１つの熱交換器と、
少なくとも１つの食品タンクと、
前記食品タンクを前記熱交換器に接続する配管と、
蒸気バルブを有する少なくとも１つの蒸気源と、
コンピュータプロセッサを有するコンピュータと、
前記コンピュータにアクセス可能な、ソフトウェアプログラムを内部に含むコンピュータ読取り可能媒体であり、前記ソフトウェアプログラムが、前記コンピュータプロセッサに、前記蒸気バルブを自動的に制御させて、第１の位置から、計算された第２の位置に移動させ、前記熱交換器における再循環水から食品への遷移の間に前記食品の無菌状態を維持するのに十分である前記加熱媒体の温度を維持させるようプログラムされる、コンピュータ読取り可能媒体とを備え、
前記蒸気バルブが、前記第１の位置から前記第２の位置に戻って、前記食品が前記熱交換器において前記再循環水に完全に置き換わる時の突然の食品温度上昇を防ぐよう構成されている、システム。
【請求項２】
第２の熱交換器と、前記熱交換器を前記第２の熱交換器と接続する配管とをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記蒸気源が、蒸気を加熱媒体ヒータにもたらして前記加熱媒体を加熱するよう構成されるべく、前記加熱媒体ヒータに接続されている、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記ソフトウェアプログラムが、前記コンピュータプロセッサに、前記食品タンクのバルブを開かせ、前記食品を製造するための製造処理を始めるべく前記システムの制御を開始させるようプログラムされている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記ソフトウェアプログラムが、前記コンピュータプロセッサに、前記システム内の所定の位置での再循環水／製品界面の残留時間を計算させるようプログラムされている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記ソフトウェアプログラムが、制御変数をゼロに設定するようプログラムされており、前記制御変数が、
（i）再循環水／食品界面が前記熱交換器に達する前の、前記熱交換器から放出される加熱媒体の１回の温度測定値（Ｔｓ）、
（ii）前記食品を加熱する際の難易度を示す値（ＤＤＶ）、
（iii）放出済み加熱媒体の最大測定温度に等しい中間温度値（ＩＴＶ）、
（iv）水／製品分離に起因する温度混乱に対処するのに必要な前記蒸気バルブの位置への増分を示す値（ＩＳＶＬ）、および
（v）それらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１〜５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記ソフトウェアプログラムが、前記コンピュータプロセッサに、再循環水／食品界面が前記熱交換器に到達する前に、前記熱交換器から放出される加熱媒体の移動平均温度（Ｔａｖｅ）を連続的に計算させるようプログラムされている、請求項１〜６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記ソフトウェアプログラムが、前記コンピュータプロセッサに、前記熱交換器において前記食品を加熱する際の難易度（ＤＤＶ）を計算するための前記製造処理における最適時間を表す第１のタイミング定数を計算させるようにプログラムされている、請求項１〜７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
前記ソフトウェアプログラムが、前記コンピュータプロセッサに、再循環水／食品界面が前記熱交換器に到達する前に、前記熱交換器から放出される加熱媒体の温度（Ｔｓ）を測定し、格納させるようプログラムされており、前記温度が、前記熱交換器において前記食品を加熱する際の難易度（ＤＤＶ）を計算するための前記製造処理における前記最適時間で格納されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ソフトウェアプログラムが、前記コンピュータプロセッサに、前記食品が前記熱交換器を通って移動する時に、前記熱交換器から放出される前記加熱媒体の温度の変化の割合（Ｓｌｏｐｅ）を計算させるようプログラムされている、請求項１〜９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ソフトウェアプログラムが、前記コンピュータプロセッサに、数式
（i）（（水／製品界面が、第１の所定の時間から第２の所定の時間に、前記熱交換器を通過する時の媒体放出温度の最高値）−（Ｔｓ））、０より大きい場合、または
（ii）０、（（水／製品界面が、第１の所定の時間から第２の所定の時間に、前記熱交換器を通過する時の媒体放出温度の最高値）−（Ｔｓ））が０より小さい場合、に従って、中間温度値（ＩＴＶ）を計算させるようプログラムされている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第１の所定の時間が、前記熱交換器において前記食品を加熱する際の難易度（ＤＤＶ）を計算するための前記製造処理における前記最適時間である、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第２の所定の時間が、前記第２の位置から前記第１の位置に前記蒸気バルブを戻すための前記製造処理における最適時間である、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記ソフトウェアプログラムが、前記コンピュータプロセッサに、前記熱交換器において前記食品を加熱する際の前記難易度（ＤＤＶ）を計算させるようプログラムされており、ＤＤＶが、ＤＤＶ＝ＩＴＶ×Ｓｌｏｐｅ  Ｔｕｎｅｄとして計算される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記ソフトウェアプログラムが、前記コンピュータプロセッサに、前記蒸気バルブを前記第１の位置から前記第２の位置に移動するための前記製造処理における最適時間を表す第２のタイミング定数を計算させるようプログラムされている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１６】
前記ソフトウェアプログラムが、前記コンピュータプロセッサに、水／食品分離に起因する何らかの混乱に対処するのに必要な蒸気バルブの位置への最小の増分（ＩＳＶＬｍｉｎ）を計算させるようプログラムされている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１７】
前記ソフトウェアプログラムが、前記コンピュータプロセッサに、蒸気バルブの位置への増分（ＩＳＶＬ）を計算させるようプログラムされており、ＩＳＶＬが、ＩＳＶＬ＝（（前記システムを通る製品の流量÷同調定数が設定される場合の製品の流量）×ＩＳＶＬｍｉｎ）＋ＤＤＶとして計算される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記ソフトウェアプログラムが、前記コンピュータプロセッサに、前記蒸気バルブの前記第２の位置（ＣＶＰ）を計算させるようプログラムされており、ＣＶＰが、ＣＶＰ＝（前記蒸気バルブの前記第１の位置）＋ＩＳＶＬとして計算される、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記ソフトウェアプログラムが、前記コンピュータプロセッサに、前記蒸気バルブを前記第２の位置から前記第１の位置に移動するための前記製造処理における最適時間を表す第３のタイミング定数を計算させるようプログラムされている、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２０】
前記ソフトウェアプログラムが、前記コンピュータプロセッサに、前記蒸気バルブを前記第２の位置から標準制御位置に移動するための前記製造処理における最適時間を表す第４のタイミング定数を計算させるようプログラムされている、請求項１９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本開示は、食品技術に関する。より具体的には、本開示は、食品の無菌処理の間の再循環水から食品への遷移の間に発生する温度変化を少なくするためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]食品を無菌で処理する方法は周知である。しかしながら、これらの方法は、製造効率および／または結果としての商品品質のために最適な結果を必ずしももたらさない可能性がある。例えば、無菌処理の間、食品は、典型的に、水によって加熱され、蒸気によって加熱される。しかしながら、食品を処理する前に、本システムは、化学的に清掃され、水で洗浄される。次いで、水は、システム内を再循環し、無菌状態を維持する。食品をシステムに導入するのにタイミングが適切である場合、製品タンクのバルブは、開かれ、初期水／食品界面は、システムを通って移動し始める。しかしながら、界面により、システム内の突然の温度低下が発生し、製品の無菌状態が損なわれる可能性がある。この点に関して、水／食品界面で超過する可能性のないか、または本システムが無菌状態の損失に影響されやすい温度最小値が存在し、その結果、処理を終了させ、システムの滅菌手順を繰り返させる。したがって、無菌状態の損失は、無菌処理のために、適時の、非効率的で、コストのかかる問題となるであろう。
【０００３】
[0003]さらに、温度の大幅な変化（温度の低下または上昇）により、製品品質管理を伴う問題を発生させる可能性がある。例えば、水／食品界面が、処理中のいずれかの時点で、大幅に行き過ぎた温度に曝された場合、食品は、「焦げる」か、または劣化する可能性があり、食品の品質は、もはや許容不可能である。上記した無菌状態の損失と同様に、本処理は、停止し、結果としての製品は、破棄される。したがって、許容できない製品品質もまた、そのような処理に対して、コスト的に問題となるであろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
[0004]したがって、食品の無菌処理の間に発生する可能性のある温度変化を最小にすることを可能にする製造処理に対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
[0005]本開示では、無菌の食品を製造するシステムおよび方法を提供する。一実施形態において、食品を製造するシステムが提供され、加熱媒体を備える少なくとも１つの熱交換器、少なくとも１つの食品タンク、蒸気バルブを有する少なくとも１つの蒸気源、コンピュータプロセッサを有するコンピュータ、およびコンピュータにアクセス可能であり、コンピュータプロセッサに蒸気バルブを自動的に制御させて、第１の位置から第２の計算された位置に動かし、熱交換器における再循環水から食品への遷移の間に食品の無菌状態を維持するのに十分な加熱媒体の温度を維持するようプログラムされたソフトウェアプログラムを含むコンピュータ読取り可能媒体を含む。
【０００６】
[0006]一実施形態において、本システムは、食品タンクを熱交換器に接続する配管を含む。別の実施形態において、本システムは、第２の熱交換器を含む。本システムはまた、熱交換器を第２の熱交換器に接続する配管を含んでもよい。
【０００７】
[0007]一実施形態において、蒸気源は、蒸気を加熱媒体ヒータにもたらして加熱媒体を加熱するよう加熱媒体ヒータに接続される。
【０００８】
[0008]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、食品タンクのバルブを開かせ、食品を製造するための製造処理を始めるべくシステムの制御を開始させるようプログラムされる。
【０００９】
[0009]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、システム内の所定の位置で、再循環水／製品界面の残留時間を計算させるようプログラムされる。残留時間は、ＲＴ（ｓ）＝（（Ｖｐ（ｇａｌ））÷（ＦＩｐ（ｇａｌ／ｍｉｎ））×６０ｓ／ｍｉｎとして計算することができる。
【００１０】
[0010]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、制御変数をゼロに設定するようプログラムされ、制御変数は、（i）再循環水／食品界面が熱交換器に達する前の、熱交換器から放出される加熱媒体の１回の温度測定値（Ｔｓ）、（ii）食品を加熱する際の難易度を示す値（ＤＤＶ）、（iii）放出済み加熱媒体の最大測定温度に等しい中間温度値（ＩＴＶ）、（iv）水／製品分離に起因する温度混乱に対処するのに必要な蒸気バルブ位置への増分を示す値（ＩＳＶＬ）、または（v）それらの組み合わせからなる群から選択される。
【００１１】
[0011]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、再循環水／食品界面が熱交換器に到達する前に、熱交換器から放出される加熱媒体の移動平均（ｒｏｌｌｉｎｇ  ａｖｅｒａｇｅ）温度（Ｔａｖｅ）を連続的に計算させるようプログラムされる。
【００１２】
[0012]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、熱交換器において食品を加熱する際の難易度（ＤＤＶ）を計算させるための、製造処理における最適時間を表す第１のタイミング定数を計算させるようにプログラムされる。
【００１３】
[0013]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、再循環水／食品界面が熱交換器に到達する前に、熱交換器から放出される加熱媒体の温度（Ｔｓ）を測定し、格納させるようプログラムされ、本温度は、熱交換器において食品を加熱する際の難易度（ＤＤＶ）を計算するための、製造処理における最適時間で格納される。
【００１４】
[0014]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、食品が熱交換器を通って移動する時に、熱交換器から放出される加熱媒体の温度の変化の割合（Ｓｌｏｐｅ）を計算させるようプログラムされる。
【００１５】
[0015]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、以下の数式に従って、中間温度値（ＩＴＶ）を計算させるようプログラムされる。
（i）（（水／製品界面が、第１の所定の時間から第２の所定の時間に、熱交換器を通過する時の媒体放出温度の最高値）−（Ｔｓ））、０より大きい場合、
（ii）０、（（水／製品界面が、第１の所定の時間から第２の所定の時間に、熱交換器を通過する時の媒体放出温度の最高値）−（Ｔｓ））が０より小さい場合。
【００１６】
[0016]一実施形態において、第１の所定の時間は、熱交換器において食品を加熱する際の難易度（ＤＤＶ）を計算するための製造処理における最適時間である。
【００１７】
[0017]一実施形態において、第２の所定の時間は、第２の位置から第１の位置に蒸気バルブを戻すための製造処理における最適時間である。
【００１８】
[0018]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、熱交換器において食品を加熱する際の難易度（ＤＤＶ）を計算させるようプログラムされる。ＤＤＶは、ＤＤＶ＝ＩＴＶ×Ｓｌｏｐｅ  Ｔｕｎｅｄとして計算される。
【００１９】
[0019]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、蒸気バルブを第１の位置から第２の位置に移動するための製造処理における最適時間を表す第２のタイミング定数を計算させるようプログラムされる。
【００２０】
[0020]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、水／食品分離に起因する何らかの混乱に対処するのに必要な蒸気バルブ位置への最小の増分（ＩＳＶＬｍｉｎ）を計算させるようプログラムされる。
【００２１】
[0021]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、蒸気バルブ位置への増分（ＩＳＶＬ）を計算させるようプログラムされ、ＩＳＶＬは、ＩＳＶＬ＝（（本システムを通る製品の流量÷同調定数が設定される場合の製品の流量）×ＩＳＶＬｍｉｎ）＋ＤＤＶとして計算される。
【００２２】
[0022]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、蒸気バルブの第２の位置（ＣＶＰ）を計算させるようプログラムされ、ＣＶＰは、ＣＶＰ＝（蒸気バルブの第１の位置）＋ＩＳＶＬとして計算される。
【００２３】
[0023]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、蒸気バルブを第２の位置から第１の位置に移動するための製造処理における最適時間を表す第３のタイミング定数を計算させるようプログラムされる。
【００２４】
[0024]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、蒸気バルブを第２の位置から標準制御位置に移動するための製造処理における最適時間を表す第４のタイミング定数を計算させるようプログラムされる。
【００２５】
[0025]一実施形態において、蒸気バルブの第２の位置は、熱交換器における再循環水から食品への遷移の間の食品の無菌状態を維持するのに十分な加熱媒体にある量の蒸気をもたらす。
【００２６】
[0026]一実施形態において、蒸気バルブは、第２の位置から第１の位置に戻って、食品が熱交換器における再循環水と完全に置き換わる時に、突然の食品温度上昇を防ぐよう構成される。
【００２７】
[0027]別の実施形態において、食品を製造するためのシステムを提供する。本システムは、加熱媒体を備える少なくとも１つの熱交換器、少なくとも１つの食品タンク、蒸気バルブを有する少なくとも１つの蒸気源、コンピュータプロセッサを有するコンピュータ、およびコンピュータにアクセス可能であり、コンピュータプロセッサに蒸気バルブを自動的に制御させて、第１の計算された位置から第２の位置に動かし、食品が熱交換器において再循環水と完全に置き換わった時点での熱交換器における食品の過熱を防ぐのに十分な加熱媒体の温度を維持させるようプログラムされるソフトウェアプログラムを含むコンピュータ読取り可能媒体を含む。
【００２８】
[0028]一実施形態において、本システムは、食品タンクを熱交換器に接続する配管をさらに含む。
【００２９】
[0029]一実施形態において、本システムは、第２の熱交換器をさらに含む。本システムはまた、熱交換器を第２の熱交換器に接続する配管を含んでもよい。
【００３０】
[0030]一実施形態において、蒸気源は、蒸気を加熱媒体ヒータにもたらして加熱媒体を加熱するよう加熱媒体ヒータに接続される。
【００３１】
[0031]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、食品タンクのバルブを開かせ、食品を製造するための製造処理を始めるべくシステムの制御を開始させるようプログラムされる。
【００３２】
[0032]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、システム内の所定の位置で、再循環水／製品界面の残留時間を計算させるようプログラムされる。残留時間は、ＲＴ（ｓ）＝（（Ｖｐ（ｇａｌ））÷（ＦＩｐ（ｇａｌ／ｍｉｎ））×６０ｓ／ｍｉｎとして計算される。
【００３３】
[0033]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、制御変数をゼロに設定するようプログラムされ、制御変数は、（i）再循環水／食品界面が熱交換器に達する前の、熱交換器から放出される加熱媒体の１回の温度測定値（Ｔｓ）、（ii）食品を加熱する際の難易度を示す値（ＤＤＶ）、（iii）放出済み加熱媒体の最大測定温度に等しい中間温度値（ＩＴＶ）、（iv）水／製品分離に起因する温度混乱に対処するのに必要な蒸気バルブ位置への増分を示す値（ＩＳＶＬ）、または（v）それらの組み合わせからなる群から選択される。
【００３４】
[0034]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、再循環水／食品界面が熱交換器に到達する前に、熱交換器から放出される加熱媒体の移動平均温度（Ｔａｖｅ）を連続的に計算させるようプログラムされる。
【００３５】
[0035]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、熱交換器において食品を加熱する際の難易度（ＤＤＶ）を計算させるための、製造処理における最適時間を表す第１のタイミング定数を計算させるようにプログラムされる。
【００３６】
[0036]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、再循環水／食品界面が熱交換器に到達する前に、熱交換器から放出される加熱媒体の温度（Ｔｓ）を測定し、格納させるようプログラムされ、本温度は、熱交換器において食品を加熱する際の難易度（ＤＤＶ）を計算するための、製造処理における最適時間で格納される。
【００３７】
[0037]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、食品が熱交換器を通って移動する時に、熱交換器から放出される加熱媒体の温度の変化の割合（Ｓｌｏｐｅ）を計算させるようプログラムされる。
【００３８】
[0038]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、以下の数式に従って、中間温度値（ＩＴＶ）を計算させるようプログラムされる。
（i）（（水／製品界面が、第１の所定の時間から第２の所定の時間に、熱交換器を通過する時の媒体放出温度の最高値）−（Ｔｓ））、０より大きい場合、
（ii）０、（（水／製品界面が、第１の所定の時間から第２の所定の時間に、熱交換器を通過する時の媒体放出温度の最高値）−（Ｔｓ））が０より小さい場合。
【００３９】
[0039]一実施形態において、第１の所定の時間は、熱交換器において食品を加熱する際の難易度（ＤＤＶ）を計算するための製造処理における最適時間である。
【００４０】
[0040]一実施形態において、第２の所定の時間は、第２の位置から第１の位置に蒸気バルブを戻すための製造処理における最適時間である。
【００４１】
[0041]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、熱交換器において食品を加熱する際の難易度（ＤＤＶ）を計算させるようプログラムされ、ここで、ＤＤＶは、ＤＤＶ＝ＩＴＶ×Ｓｌｏｐｅ  Ｔｕｎｅｄとして計算される。
【００４２】
[0042]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、蒸気バルブを初期位置から第１の位置に移動するための製造処理における最適時間を表す第２のタイミング定数を計算させるようプログラムされる。
【００４３】
[0043]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、水／食品分離に起因する何らかの混乱に対処するのに必要な蒸気バルブ位置への最小の増分（ＩＳＶＬｍｉｎ）を計算させるようプログラムされる。
【００４４】
[0044]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、蒸気バルブ位置への増分（ＩＳＶＬ）を計算させるようプログラムされ、ＩＳＶＬは、ＩＳＶＬ＝（（本システムを通る製品の流量÷同調定数が設定される場合の製品の流量）×ＩＳＶＬｍｉｎ）＋ＤＤＶとして計算される。
【００４５】
[0045]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、蒸気バルブの第１の位置（ＣＶＰ）を計算させるようプログラムされ、ＣＶＰは、ＣＶＰ＝（蒸気バルブの初期位置）＋ＩＳＶＬとして計算される。
【００４６】
[0046]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、蒸気バルブを第１の位置から第２の位置に移動するための製造処理における最適時間を表す第３のタイミング定数を計算させるようプログラムされる。
【００４７】
[0047]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、蒸気バルブを第２の位置から標準制御位置に移動するための製造処理における最適時間を表す第４のタイミング定数を計算させるようプログラムされる。
【００４８】
[0048]一実施形態において、蒸気バルブの第１の位置は、熱交換器における再循環水から食品への遷移の間の食品の無菌状態を維持するのに十分な加熱媒体にある量の蒸気をもたらす。
【００４９】
[0049]一実施形態において、蒸気バルブは、第２の位置に移動し、食品が熱交換器における再循環水と完全に置き換わる時に、突然の食品温度上昇を防ぐよう構成される。
【００５０】
[0050]さらに別の実施形態において、食品を製造するための方法を提供する。本方法は、食品処理システムを提供すること、およびコンピュータプロセッサによって蒸気バルブの自動制御を開始することを含む。本システムは、加熱媒体を備える少なくとも１つの熱交換器、少なくとも１つの食品タンク、蒸気バルブを有する少なくとも１つの蒸気源、コンピュータプロセッサを有するコンピュータ、およびコンピュータにアクセス可能であり、コンピュータプロセッサに、蒸気バルブを第１の位置から第２の位置に自動的に移動させるようプログラムされるソフトウェアプログラムを含むコンピュータ読取り可能媒体を含み、第２の位置は、蒸気バルブの第１の位置に、再循環水／食品界面に起因する加熱媒体の温度変化に対して調整する蒸気バルブ位置への増分を加えることによって定義される。
【００５１】
[0051]一実施形態において、第１の位置は、開始段階が発生する場合の、時間＝０で格納される蒸気バルブの位置である。
【００５２】
[0052]一実施形態において、蒸気源は、蒸気を加熱媒体ヒータにもたらして加熱媒体を加熱するよう加熱媒体ヒータに接続される。
【００５３】
[0053]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、食品タンクのバルブを開かせ、食品を製造するための製造処理を始めるべくシステムの制御を開始させるようプログラムされる。
【００５４】
[0054]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、システム内の所定の位置で、再循環水／製品界面の残留時間を計算させるようプログラムされる。残留時間は、ＲＴ（ｓ）＝（（Ｖｐ（ｇａｌ））÷（ＦＩｐ（ｇａｌ／ｍｉｎ））×６０ｓ／ｍｉｎとして計算される。
【００５５】
[0055]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、制御変数をゼロに設定するようプログラムされ、制御変数は、（i）再循環水／食品界面が熱交換器に達する前の、熱交換器から放出される加熱媒体の１回の温度測定値（Ｔｓ）、（ii）食品を加熱する際の難易度を示す値（ＤＤＶ）、（iii）放出済み加熱媒体の最大測定温度に等しい中間温度値（ＩＴＶ）、（iv）水／製品分離に起因する温度混乱に対処するのに必要な蒸気バルブ位置への増分を示す値（ＩＳＶＬ）、および（v）それらの組み合わせからなる群から選択される。
【００５６】
[0056]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、再循環水／食品界面が熱交換器に到達する前に、熱交換器から放出される加熱媒体の移動平均温度（Ｔａｖｅ）を連続的に計算させるようプログラムされる。
【００５７】
[0057]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、熱交換器において食品を加熱する際の難易度（ＤＤＶ）を計算させるための、製造処理における最適時間を表す第１のタイミング定数を計算させるようにプログラムされる。
【００５８】
[0058]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、再循環水／食品界面が熱交換器に到達する前に、熱交換器から放出される加熱媒体の温度（Ｔｓ）を測定し、格納させるようプログラムされ、本温度は、熱交換器において食品を加熱する際の難易度（ＤＤＶ）を計算するための、製造処理における最適時間で格納される。
【００５９】
[0059]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、食品が熱交換器を通って移動する時に、熱交換器から放出される加熱媒体の温度の変化の割合（Ｓｌｏｐｅ）を計算させるようプログラムされる。
【００６０】
[0060]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、以下の数式に従って、中間温度値（ＩＴＶ）を計算させるようプログラムされる。
（i）（（水／製品界面が、第１の所定の時間から第２の所定の時間に、熱交換器を通過する時の媒体放出温度の最高値）−（Ｔｓ））、０より大きい場合、
（ii）０、（（水／製品界面が、第１の所定の時間から第２の所定の時間に、熱交換器を通過する時の媒体放出温度の最高値）−（Ｔｓ））が０より小さい場合。
【００６１】
[0061]一実施形態において、第１の所定の時間は、熱交換器において食品を加熱する際の難易度（ＤＤＶ）を計算するための製造処理における最適時間である。
【００６２】
[0062]一実施形態において、第２の所定の時間は、第２の位置から第１の位置に蒸気バルブを戻すための製造処理における最適時間である。
【００６３】
[0063]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、熱交換器において食品を加熱する際の難易度（ＤＤＶ）を計算させるようプログラムされ、ここで、ＤＤＶは、ＤＤＶ＝ＩＴＶ×Ｓｌｏｐｅ  Ｔｕｎｅｄとして計算される。
【００６４】
[0064]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、蒸気バルブを第１の位置から第２の位置に移動するための製造処理における最適時間を表す第２のタイミング定数を計算させるようプログラムされる。
【００６５】
[0065]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、水／食品分離に起因する何らかの混乱に対処するのに必要な蒸気バルブ位置への最小の増分（ＩＳＶＬｍｉｎ）を計算させるようプログラムされる。
【００６６】
[0066]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、蒸気バルブ位置への増分（ＩＳＶＬ）を計算させるようプログラムされ、ＩＳＶＬは、ＩＳＶＬ＝（（本システムを通る製品の流量÷同調定数が設定される場合の製品の流量）×ＩＳＶＬｍｉｎ）＋ＤＤＶとして計算される。
【００６７】
[0067]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、蒸気バルブの第２の位置（ＣＶＰ）を計算させるようプログラムされ、ＣＶＰは、ＣＶＰ＝（蒸気バルブの第１の位置）＋ＩＳＶＬとして計算される。
【００６８】
[0068]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、蒸気バルブを第２の位置から第１の位置に移動するための製造処理における最適時間を表す第３のタイミング定数を計算させるようプログラムされる。
【００６９】
[0069]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、蒸気バルブを第２の位置から標準制御位置に移動するための製造処理における最適時間を表す第４のタイミング定数を計算させるようプログラムされる。
【００７０】
[0070]一実施形態において、蒸気バルブの第２の位置は、熱交換器における再循環水から食品への遷移の間の食品の無菌状態を維持するのに十分な加熱媒体にある量の蒸気をもたらす。
【００７１】
[0071]一実施形態において、蒸気バルブは、第２の位置から第１の位置に戻って、食品が熱交換器における再循環水と完全に置き換わる時に、突然の食品温度上昇を防ぐよう構成される。
【００７２】
[0072]またさらに別の実施形態において、食品を製造するための方法を提供する。本方法は、（i）コンピュータプロセッサおよび（ii）コンピュータにアクセス可能であり、コンピュータプロセッサに食品処理システムにおける複数の位置のそれぞれにおける食品の残留時間を計算させ、標準処理制御によって定義される第１の位置で蒸気バルブを保持させ、本システムにおける熱交換器から放出される時の加熱媒体の１回の温度測定値を決定させ、食品が熱交換器を通過し始めた時に食品を加熱する際の難易度を計算させ、熱交換器における再循環水から食品への遷移の間の食品の無菌状態を維持するのに十分な加熱媒体の温度を維持するよう蒸気バルブに対する第２の位置を計算させるようプログラムされるソフトウェアプログラムを含むコンピュータ読取り可能媒体を有するコンピュータを提供することを含み、第２の位置は、難易度に基づく。本方法は、蒸気バルブを第２の位置に移動するために、コンピュータプロセッサによって、蒸気バルブの自動制御を開始することをさらに含む。
【００７３】
[0073]一実施形態において、蒸気源は、蒸気を加熱媒体ヒータにもたらして加熱媒体を加熱するよう構成されるべく、加熱媒体ヒータに接続される。
【００７４】
[0074]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、食品タンクのバルブを開かせ、食品を製造する製造処理を始めるべくシステムの制御を開始させるようさらにプログラムされる。
【００７５】
[0075]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、システム内の所定の位置で、再循環水／製品界面の残留時間を計算させるようプログラムされる。残留時間は、ＲＴ（ｓ）＝（（Ｖｐ（ｇａｌ））÷（ＦＩｐ（ｇａｌ／ｍｉｎ））×６０ｓ／ｍｉｎとして計算される。
【００７６】
[0076]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、制御変数をゼロに設定するようプログラムされ、制御変数は、（i）再循環水／食品界面が熱交換器に達する前の、熱交換器から放出される加熱媒体の１回の温度測定値（Ｔｓ）、（ii）食品を加熱する際の難易度を示す値（ＤＤＶ）、（iii）放出済み加熱媒体の最大測定温度に等しい中間温度値（ＩＴＶ）、（iv）水／製品分離に起因する温度混乱に対処するのに必要な蒸気バルブ位置への増分を示す値（ＩＳＶＬ）、および（v）それらの組み合わせからなる群から選択される。
【００７７】
[0077]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、再循環水／食品界面が熱交換器に到達する前に、熱交換器から放出される加熱媒体の移動平均温度（Ｔａｖｅ）を連続的に計算させるようプログラムされる。
【００７８】
[0078]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、熱交換器において食品を加熱する際の難易度（ＤＤＶ）を計算させるための、製造処理における最適時間を表す第１のタイミング定数を計算させるようにプログラムされる。
【００７９】
[0079]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、再循環水／食品界面が熱交換器に到達する前に、熱交換器から放出される加熱媒体の温度（Ｔｓ）を測定し、格納させるようプログラムされ、本温度は、熱交換器において食品を加熱する際の難易度（ＤＤＶ）を計算するための、製造処理における最適時間で格納される。
【００８０】
[0080]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、食品が熱交換器を通って移動する時に、熱交換器から放出される加熱媒体の温度の変化の割合（Ｓｌｏｐｅ）を計算させるようプログラムされる。
【００８１】
[0081]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、以下の数式に従って、中間温度値（ＩＴＶ）を計算させるようプログラムされる。
（i）（（水／製品界面が、第１の所定の時間から第２の所定の時間に、熱交換器を通過する時の媒体放出温度の最高値）−（Ｔｓ））、０より大きい場合、
（ii）０、（（水／製品界面が、第１の所定の時間から第２の所定の時間に、熱交換器を通過する時の媒体放出温度の最高値）−（Ｔｓ））が０より小さい場合。
【００８２】
[0082]一実施形態において、第１の所定の時間は、熱交換器において食品を加熱する際の難易度（ＤＤＶ）を計算するための製造処理における最適時間である。
【００８３】
[0083]一実施形態において、第２の所定の時間は、第２の位置から第１の位置に蒸気バルブを戻すための製造処理における最適時間である。
【００８４】
[0084]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、熱交換器において食品を加熱する際の難易度（ＤＤＶ）を計算させるようプログラムされ、ここで、ＤＤＶは、ＤＤＶ＝ＩＴＶ×Ｓｌｏｐｅ  Ｔｕｎｅｄとして計算される。
【００８５】
[0085]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、蒸気バルブを第１の位置から第２の位置に移動するための製造処理における最適時間を表す第２のタイミング定数を計算させるようプログラムされる。
【００８６】
[0086]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、水／食品分離に起因する何らかの混乱に対処するのに必要な蒸気バルブ位置への最小の増分（ＩＳＶＬｍｉｎ）を計算させるようプログラムされる。
【００８７】
[0087]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、蒸気バルブ位置への増分（ＩＳＶＬ）を計算させるようプログラムされ、ＩＳＶＬは、ＩＳＶＬ＝（（本システムを通る製品の流量÷同調定数が設定される場合の製品の流量）×ＩＳＶＬｍｉｎ）＋ＤＤＶとして計算される。
【００８８】
[0088]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、蒸気バルブの第２の位置（ＣＶＰ）を計算させるようプログラムされ、ＣＶＰは、ＣＶＰ＝（蒸気バルブの第１の位置）＋ＩＳＶＬとして計算される。
【００８９】
[0089]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、蒸気バルブを第２の位置から第１の位置に移動するための製造処理における最適時間を表す第３のタイミング定数を計算させるようプログラムされる。
【００９０】
[0090]一実施形態において、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、蒸気バルブを第２の位置から標準制御位置に移動するための製造処理における最適時間を表す第４のタイミング定数を計算させるようプログラムされる。
【００９１】
[0091]一実施形態において、蒸気バルブの第２の位置は、熱交換器における再循環水から食品への遷移の間の食品の無菌状態を維持するのに十分な加熱媒体にある量の蒸気をもたらす。
【００９２】
[0092]一実施形態において、蒸気バルブは、第２の位置から第１の位置に戻って、食品が熱交換器における再循環水と完全に置き換わる時に、突然の食品温度上昇を防ぐよう構成される。
【００９３】
[0093]本開示の利点は、改良された食品製造処理を提供することである。
【００９４】
[0094]本開示の別の利点は、改良された無菌食品処理手順を提供することである。
【００９５】
[0095]本開示のさらに別の利点は、処理中の温度変化を軽減する、食品を製造するための方法を提供することである。
【００９６】
[0096]本開示のまたさらに別の利点は、製造中に無菌状態を損失する危険性を減らす、食品を製造するための方法を提供することである。
【００９７】
[0097]本開示の別の利点は、製造中に食品を過熱する危険性を減らす、無菌食品を製造するための方法を提供することである。
【００９８】
[0098]本開示のさらに別の利点は、無菌食品製造ラインを制御するための方法を提供することである。
【００９９】
[0099]さらなる特徴および利点が本明細書で説明され、以下の発明を実施するための形態および図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本開示の一実施形態による、（i）標準制御を有する典型的な無菌システムを通じてデンプンおよび水溶液の標準処理実行、および（ii）本開示の改良された制御による同一無菌システムを通じて同一デンプンおよび水溶液の制御された性能実行の結果を示す図である。
【図２】本開示の一実施形態による、（i）標準制御を有する典型的な無菌システムを通じてデンプンおよび水溶液の標準処理実行、および（ii）本開示の改良された制御による同一無菌システムを通じて同一デンプンおよび水溶液の制御された性能実行の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０１０１】
[00102]本開示および添付の特許請求の範囲で使用される場合、単数形“ａ”、“ａｎ”、および“ｔｈｅ”は、明示しない限り、複数の対象を含む。
【０１０２】
[00103]本明細書で使用される場合、「約」は、数値の範囲における数を意味することが理解される。さらに、本明細書におけるすべての数値範囲は、その範囲内の、すべての整数、全体または部分を含むことが理解されるべきである。
【０１０３】
[00104]本明細書で使用される場合、“ＣＶＰ”は、食品加工処理における特定の時点で決定されるような、蒸気源の蒸気バルブの現在バルブ位置を意味することが理解されよう。
【０１０４】
[00105]本明細書で使用される場合、“ＤＤＶ”は、熱交換器において食品を加熱する際の難易度を示す値を意味することが理解されよう。
【０１０５】
[00106]本明細書で使用される場合、“ＦＩｃ”は、時間＝０で特定の位置に手動で設定される蒸気バルブの初期位置を意味することが理解されよう。本位置は、ｔ＝０で格納され、所定の時間まで一定に保持される。本位置は、標準無菌処理パラメータによって決定される。
【０１０６】
[00107]本明細書で使用される場合、“ＦＩｐ”は、製品が食品処理システムを通過する時の、製品の流れ指示（または、流量）を意味することが理解されよう。
【０１０７】
[00108]本明細書で使用される場合、“ＩＳＶＬ”は、増分蒸気バルブ位置を意味することが理解され、処理中の水／食品分離に起因する何らかの温度混乱に対処するのに必要な蒸気バルブ位置への増分を表す値である。
【０１０８】
[00109]本明細書で使用される場合、“ＩＳＶＬｍｉｎ”は、水／食品分離を判断するのに必要な蒸気バルブ位置への最小の増分を意味することが理解される同調定数である。ＩＳＶＬｍｉｎは、温度変化に対する過補償、および、それによるエネルギーの浪費を大幅に防ぐために、水／製品分離のために調整するのに要する最小移動となる割合を表す数である。どんな食品も、加熱が容易な食品でさえも、熱交換器のサイズの影響を最も強く受ける、蒸気バルブ位置への最小の増分を必要とすることが当業者によって理解されよう。この同調定数は、値（処理中の製品の流量÷同調定数を決定する間の製品の流量）によって熱交換器を通る製品の異なる流量に対してスケーリングされる。したがって、低い流量は、低いＩＳＶＬｍｉｎを必要とし、逆も同様であることが当業者によって理解されよう。
【０１０９】
[00110]本明細書で使用される場合、“ＩＴＶ”は、中間温度値を意味し、（（水／食品界面が熱交換器を通過した時の熱交換器からの加熱媒体放出温度の温度測定値の最高値）−（Ｔｓ））に等しいことが理解されよう。
【０１１０】
[00111]本明細書で使用される場合、 “再循環水”は、食品の処理中に食品を含む熱交換器の部分内を再循環している水を意味することが理解されよう。食品を処理する前に、本システムは、化学的に清掃および水で洗浄され、その後、水は、システムを再循環し、システムを無菌状態に保つことが当業者は理解するであろう。食品をシステムに導入するのにタイミングが適切である場合、製品タンクのバルブは、開かれ、初期再循環水／食品界面は、システムを通って移動し始め、それにより、再循環水に取って代わる。
【０１１１】
[00112]本明細書で使用される場合、“ＲＴ”は、食品処理システムの特定の部分、または部分の組み合わせにおける製品の残留時間を意味することが理解されよう。
【０１１２】
[00113]本明細書で使用される場合、“Ｓｌｏｐｅ”は、再循環水から食品への界面が熱交換器を通過する時の加熱媒体放出温度の温度変化の割合を意味することが理解されよう。
【０１１３】
[00114]本明細書で使用される場合、“Ｓｌｏｐｅ  Ｔｕｎｅｄ”は、食品処理システムで使用される機器サイズ（例えば、熱交換器、配管長、蒸気供給など）の違いを判断するために使用されるＳｌｏｐｅの数値乗数を意味することが理解される同調定数である。この同調定数が、ＩＳＶＬの値を調整し、中間ヒータ容量（例えば、サイズおよび蒸気供給）によって最も強く影響されることを当業者は理解するであろう。当業者は、そのような同調定数の計算方法を理解するであろう。
【０１１４】
[00115]本明細書で使用される場合、“Ｔａｖｅ”は、熱交換器からの加熱媒体放出温度の移動平均温度測定値を意味することが理解されよう。
【０１１５】
[00116]本明細書で使用される場合、“Ｔｓ”は、熱交換器から放出された加熱媒体の１回の、格納された平均温度値（Ｔａｖｅ）を意味し、格納された値は、水／食品界面が熱交換器に入る直前に読み取られることが理解されよう。
【０１１６】
[00117]本明細書で使用される場合、「タイミング定数」は、ある種の制御アルゴリズム動作が発生すべき最適時間であると判断された食品処理中の特定の時間を表す定数である。タイミング定数は、食品処理システムを通るさまざまな種類の製品の繰り返し試験的実行から決定される。これらの定数は、実際の配管長、熱交換器サイズ、蒸気供給サイズなどを伴う特定の物理的な装置（すなわち、食品処理システム）に本理論を調整する。タイミング定数はまた、蒸気バルブの動きのタイミングを調整し、その結果、その動きは、水／製品界面が熱交換器付近か、または熱交換器内のある点に到達したときの製品温度に影響する。本開示の計算されたタイミング定数の例は、時間＝０、１．１７、１．３７、１．７６、および３．１３を含む。これらのタイミング定数は、それぞれの残留時間値と掛け合わされ、水／製品界面が熱交換器付近か、または熱交換器内のある点に到達した時点で、蒸気バルブを調整する。残留時間計算は、同様に、実際の製品流量に依存し、したがって、アルゴリズムに対する柔軟な時間尺度を提供する。
【０１１７】
[00118]本明細書で使用されるとき、「同調定数」は、食品処理システムを通るさまざまな種類の製品の繰り返し試験的実行から決定される定数を意味することが理解されよう。その定数は、実際の配管長、熱交換器サイズ、蒸気供給サイズなどを伴う特定の物理的な装置（すなわち、食品処理システム）に本理論を調整する。当業者は、そのような同調定数の計算方法を理解するであろう。
【０１１８】
[00119]本明細書で使用される場合、“Ｖｐ”は、製品の体積を意味することが理解されよう。
【０１１９】
[00120]食品を無菌で処理する方法は周知である。しかしながら、これらの方法は、製造効率および／または結果としての商品品質のために最適な結果を必ずしももたらさない可能性がある。例えば、無菌処理の間、食品は、典型的に、水によって加熱され、蒸気によって加熱される。しかしながら、食品を処理する前に、本システムは、化学的に清掃され、水で洗浄される。次いで、水は、システム内を再循環し、システムを無菌状態に保つ。食品をシステムに導入するのにタイミングが適切である場合、製品タンクのバルブは、開かれ、初期水／食品界面は、システムを通って移動し始める。しかしながら、界面により、システム内の突然の温度低下が発生し、その結果、製品の無菌状態が損なわれる可能性がある。この点に関して、界面で超過する可能性のないか、または本システムが無菌状態の損失に影響されやすい最小の温度が存在し、その結果、処理を終了させ、システムの滅菌手順を繰り返させる。したがって、無菌状態の損失は、無菌処理のために、適時の、非効率的で、コストのかかる問題となるであろう。
【０１２０】
[00121]さらに、温度の大幅な変化（例えば、温度の低下または上昇）により、商品品質管理を伴う問題を発生させる可能性がある。例えば、水／食品界面が、処理中のいずれかの時点で、大幅に行き過ぎた温度に曝された場合、食品は、「焦げる」か、または劣化する可能性があり、食品の品質は、もはや許容不可能である。上記した無菌状態の損失と同様に、本処理は、停止し、結果としての製品は、破棄される。したがって、許容できない製品品質もまた、そのような処理に対して、コスト的に問題となるであろう。
【０１２１】
[00122]前に、そのような問題に対する単純な解決策を提案した。例えば、水／食品界面の流量を遅くすること、またはヒータ目標温度を上げて、無菌状態の損失を避けることが知られる。しかしながら、そのような解決策は、過熱により食品を損傷される危険性が依然として存在し、その結果、許容できない製品品質となる。
【０１２２】
[00123]無菌状態の損失を避けるための既知の方法とは対照的に、本方法は、特定の期間、製品加熱率を操作することによって、無菌状態の損失の危険性を最小にする。製品加熱率を操作して、水から食品への遷移の間に生じる可能性のある、急激な、過度温度低下を最小にする。この操作はまた、食品が熱交換器内で水と完全に置き換わる時の標準制御における温度回復オーバーシュートを最小にするため、時間で延長される。操作の程度は、製品加熱の困難さによって決定され、無菌処理で使用される熱交換器からの加熱媒体放出温度の変化の割合によって決定される。以下でさらに説明するように、操作の度合いは、水／食品界面が交換器を通過する時の加熱媒体の温度の変化の割合によって示される。
【０１２３】
[00124]製品加熱率は、食品を加熱するのに使用される、熱交換器内の加熱媒体（例えば、水）を加熱するのに使用される蒸気の量を制御する蒸気バルブを制御することによって操作される。言い換えると、どれだけの熱を熱交換器の加熱媒体にもたらすかを制御する蒸気バルブは、食品の温度の急激な上昇または低下を防ぐために、正常処理のいくつかの段階で操作される。したがって、蒸気バルブの操作後に通常の動作モードに戻るために、製造処理の終了に向けて、製品の過熱を防ぐために、慎重に時間を決める。蒸気バルブが制御される特定の期間は、以下でさらに説明するように、最適な温度応答が発見されるまで行われた実験の間、出願人によって決定された。
【０１２４】
[00125]したがって、本開示の処理および方法は、好適には、無菌食品処理の間、水／食品界面で、熱伝達特性の変化に対処する。熱伝達特性は、プリエンプティブ動作を使用して対処され、製品バルブスイッチが食品をシステム内に導入するために開かれた後、数分間、蒸気バルブを制御する。その結果、本処理および方法は、本システムが水から食品に遷移する時、無菌処理において、製品ヒータの何らかの有害な過度温度応答を最小にすることができる。
【０１２５】
[00126]さらに、本開示の処理および方法は、食品処理システムの無菌状態を維持するために、自動制御の利点を提供し、オペレータが他の仕事に集中することを可能にする。この点に関して、オペレータが必要なものは、本開示の方法がシステム内で無菌状態を維持するために自動的に実行することを可能にする制御器のみである。例えば、本開示のシステムは、コンピュータプロセッサと、コンピュータにアクセス可能で、ソフトウェアプログラムを含むコンピュータ読取り可能媒体とを有するコンピュータを含むことができる。ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、特定の動作を実行するようシステムの構成要素に指示させるようプログラムすることができる。例えば、ソフトウェアプログラムは、コンピュータプロセッサに、さまざまな計算を実行させ、特定の時間に温度測定値を取得させ、特定の位置にバルブを動かし、ルックアップテーブル内の既知の値を検索させるなどの指示をすることができる。
【０１２６】
[00127]さらに、オペレータは、本方法を使用するために、製品特性の何らかの事前知識を有することを要求されず、問題となるような生の製品の変動を最小にする。さらに、本制御方法は、製品が熱交換器内で水と完全に置き換わると、標準処理制御で典型的に生じる温度オーバーシュートを減らすことによって、製品品質への影響を減らす。
【０１２７】
[00128]本開示は、例えば、加熱媒体によって加熱される熱交換器を通る無菌食品の製造で使用されるとして説明したが、本開示の方法および処理は、無菌食品の製造に限定されず、本方法および処理は、熱交換器または同様の種類の装置で冷却媒体と共に使用してもよいことが当業者に理解されるであろう。実際に、本開示の方法および処理は、例えば、製品クーラなどの同様の処理での何らかの他の熱交換器に適用することができる。本方法は、さらに、複数の物理的部分で構成されるヒータに適用してもよく、部分の間の中間点で製品温度測定値が、食品を加熱する難易度のより正確な指示をもたらすことができる。さらに、本開示は、食品の処理の説明を含むが、温度の影響を受けやすい、またはある程度の安定した温度を必要とする何らかの製品を、本明細書で開示するシステムおよび方法に従って、処理することができることを、当業者は理解するであろう。
【０１２８】
[00129]本開示の方法は、時間（ｔ）がゼロ（ｔ＝０）で開始する。“ｔ＝０”は、製品タンクバルブ（例えば、ミックスプルーフバルブ）が開かれ、水が循環しているシステムに食品を流し始める瞬間を定義するために本明細書で使用される。したがって、ｔ＝０は、水／食品界面が処理システムを通過し始める瞬間であり、本開示の方法のアルゴリズムを実行するための開始時間である。本方法のアルゴリズムは、以下でより詳細に説明する。
【０１２９】
[00130]時間＝０の場合
[00131]ｔ＝０でアルゴリズムを開始するために、残留時間値（または、伝達遅延）は、各システム構成要素に対し、水／食品界面に対して決定されなければならない。残留時間（ＲＴ）を決定するために、製品体積は、製品流量（ＦＩｐ）で割られる。処理システムの特定の部分に存在することができる製品の体積（Ｖｐ）は、既知のルックアップテーブル内で発見することができる。ＦＩｐは、これらに限定されないが、流量計からの読取り値を含む手段によって決定することができ、製品ポンプなどの特性から計算することができる。したがって、処理システムの構成要素（例えば、配管など）に対するＲＴ計算は、以下のようになる。
[00132]ＲＴ（ｓ）＝（（Ｖｐ（ｇａｌ））÷（ＦＩｐ（ｇａｌ／ｍｉｎ））×６０ｓ／ｍｉｎ．
【０１３０】
[00133]例えば、食品処理システムが第１のヒータ、第１のヒータと第２のヒータとの間の配管、および第２のヒータを含む場合、ＲＴバルブの１回の計算は、以下のようになる。
[00134]ＲＴ（ｓ）＝ＲＴ（製品タンクバルブからヒータ１へ）＋ＲＴ（ヒータ１を通る）＋ＲＴ（ヒータ１の後、およびヒータ２の前の任意の配管を通る）＋ＲＴ（ヒータ２を通る）
【０１３１】
[00135]さらに、処理のこの時点で、典型的に、無菌食品処理で使用され、当業者には既知の、標準制御計算によって最終的に決定された、蒸気バルブは、現在位置（ＦＩｃ）に設定される。
【０１３２】
[00136]さらに、ｔ＝０で、いくつかの制御変数が、本開示の制御を開始するためにゼロに設定される。ゼロに設定される制御変数は、（i）水／製品界面が熱交換器にある前にとられた放出された加熱媒体の平均温度（Ｔａｖｅ）の格納値（Ｔｓ）、（ii）食品を加熱する際の難易度（ＤＤＶ）を示す温度スロープ（Ｓｌｏｐｅ）、（iii）放出された加熱媒体の最大測定温度に等しい中間温度値（ＩＴＶ）、および（iv）水／製品分離に起因する温度混乱に対処するのに必要な蒸気バルブ位置への増分を示す値（ＩＳＶＬ：Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ  ｔｏ  Ｓｔｅａｍ  Ｖａｌｖｅ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ）を含む。この時点で、蒸気バルブ位置ＦＩｃはまた、今後の計算のために格納され、以下で説明する所定の期間まで、一定に保持される。本処理における他の時点でのこれらの処理変数の決定は、以下でさらに説明されるであろう。
【０１３３】
[00137]本開示の制御の開始を始めるために、製品タンクバルブが開かれ、処理および制御のタイミングを開始する。本開示の製品タンクバルブは、例えば、食品処理で既知であり、２つの異なる源から液体を通すことができる、ミックスプルーフバルブとしてもよい。
【０１３４】
[00138]時間＝（１．１７）×（ＲＴ（ｓ））の場合
[00139]同調定数１．１７は、食品処理システムを通るさまざまな同様の製品実行を評価し、最良（または、所望）の温度応答を決定することによって決定される所定の同調定数である。当業者が、最良の、または、所望の、温度応答の決定のために頼る少なくとも２つの基準がある。第１の基準は、ＩＳＶＬの適用のタイミングを調整して、水／食品分離に起因する温度低下を最小にすることである。第２の基準は、（もとの蒸気バルブ位置ＦＩｃに戻すために）ＩＳＶＬの除去のタイミングを調整し、本開示の制御から標準制御に戻す際に発生する温度オーバーシュートを最小にすることである。同調定数は、熱交換器の物理的サイズに依存し、残りのシステム機器からほとんど独立している。本明細書で開示するすべての同様のそのような同調定数（例えば、１．３７、１．７６、３．１３、Ｓｌｏｐｅ  Ｔｕｎｅｄなど）は、同様の方法で計算される。
【０１３５】
[00140]処理におけるこの時点で、加熱媒体放出温度の移動平均値（Ｔａｖｅ）の格納値Ｔｓが読み取られる。Ｔｓは、難易度値（ＤＤＶ）を計算するために熱交換器を出る時の加熱媒体のベースライン温度を表す。Ｔｓは、後の計算のために格納される実数値である。
【０１３６】
[00141]上記の温度測定値が取得された後、システムを通る食品を加熱する際の難易度を決定することが可能である。上記のように、本方法は、特定の期間、蒸気バルブを使用して、製品加熱率を操作することによって、無菌状態の損失の危険性を最小にする。操作の程度は、製品加熱の困難さによって決定され、食品が交換器を通る際の加熱媒体放出温度の変化の割合（Ｓｌｏｐｅ）によって決定される。したがって、食品を加熱する際の難易度に対する計算は、ｔ＝１．１７×ＲＴ（ｓ）で開始される連続的な計算である。
【０１３７】
[00142]ＤＤＶに対する計算は、以下のようになる。
[00143]中間温度値（ＩＴＶ）＝
[00144]（i）（（製品界面が、ｔ＝１．１７からｔ＝１．７６に熱交換器を通る時の媒体放出温度の最高値）−（Ｔｓ））、０より大きい場合、または
[00145]（ii）０、（（製品界面が、ｔ＝１．１７からｔ＝１．７６に熱交換器を通る時の媒体放出温度の最高値）−（Ｔｓ））が０より小さい場合。
[00146]ＤＤＶ＝ＩＴＶ×Ｓｌｏｐｅ  Ｔｕｎｅｄ
【０１３８】
[00147]時間＝（１．３７）×（ＲＴ（ｓ））の場合
[00148]処理のこの時点で、ＤＤＶの連続的な計算は、停止され、蒸気バルブは、１回の計算によって決定される特定の位置に設定される。処理のこの時点まで、蒸気バルブ位置は、時間＝０で格納されてから一定に保たれている（すなわち、ＦＩｃ）。蒸気バルブの新しい位置は、水／食品分離に起因する混乱に対処するために必要とされる蒸気バルブ位置への増分（ＩＳＶＬ）であり、（流れによってスケーリングされる、ＩＳＶＬｍｉｎプラスＤＤＶ）であり、および以下のように計算される。
[00149]ＩＳＶＬ＝（ＦＩｐ÷同調定数が設定された（製品の）流量）×（ＩＳＶＬｍｉｎ））＋ＤＤＶ
【０１３９】
[00150]（ＦＩｐ÷同調定数が設定された流量）の値は、実際の流量によって、ＩＳＶＬｍｉｎの値をスケーリングする。ＩＳＶＬ値は、処理のこの時点での製品加熱に必要な蒸気の量を示す。
【０１４０】
[00151]別の蒸気バルブ計算もまた、蒸気バルブが所望の位置、または現在バルブ位置（ＣＶＰ）に移動するために処理のこの時点で決定される。上記のように、ＦＩｃは、ｔ＝０で格納され、その時点から一定に保たれた蒸気バルブ位置であり、ＩＳＶＬは、水／製品分離に起因する混乱に対処するのに必要な位置への増分である。したがって、ＣＶＰは、以下のように決定される。
[00152]ＣＶＰ＝ＦＩｃ＋ＩＳＶＬ
【０１４１】
[00153]ＣＶＰは、蒸気バルブの位置を正常に計算する蒸気流制御器を使用して実現される。制御値（すなわち、蒸気バルブへの出力信号であり、通常、０から１００％であり、１００％で全開）は、蒸気バルブが移動すべき位置を、蒸気流制御器に示す。
【０１４２】
[00154]処理のこの点までのアルゴリズムの開始からの計算のすべてを使用して、水／食品界面が処理システムを通る時に発生する温度降下問題に対処する。本質的に、本計算を使用して、システムを通る食品の無菌状態の欠如をもたらす可能性のある温度の突然の低下を防ぐための蒸気バルブの最良の位置を決定する。本明細書の以下で説明するアルゴリズム／制御の残りの部分は、本システム制御が標準制御に戻った場合に、食品処理の終了に向けて、何らかの温度オーバーシュートに対処するために計算される。
【０１４３】
[00155]時間＝（１．７６）×（ＲＴ（ｓ））の場合
[00156]一度取得されると、蒸気バルブは、処理のこの時点まで、蒸気バルブが、ｔ＝０だった位置（すなわち、ＦＩｃ）に戻る場合、ＣＶＰで維持される。蒸気バルブは、システムが標準制御に復帰するまで蒸気バルブを保持する安定位置を提供するので、この位置に移動される。標準制御、すなわち、標準動作モードは、典型的な無菌食品処理パラメータに対する制御値および計算を意味することが理解される。当業者は、（例えば、無菌食品処理を含む）食品処理に対する標準制御が含むものを理解するであろう。処理のこの時点で、格納された蒸気バルブ位置ＦＩｃは、制御器パラメータに書き込まれる。
【０１４４】
[00157]時間＝（３．１３）×（ＲＴ（ｓ））の場合
[00158]処理のこの時点で、蒸気バルブは、ｔ＝０であった場所（すなわち、ＦＩｃ）から、標準制御モードに移動する。
【０１４５】
[00159]図１および図２は、本明細書で開示する制御方法を使用する利点を実証する。例えば、図１は、（i）デンプンおよび水溶液の典型的な無菌食品処理実行と、（ii）デンプンおよび水溶液の同一組成物の無菌食品処理実行だが、本開示の改良された制御による実行との比較結果を示す。図１によって示されるように、温度最小値は、約３２％で改善され、処理の終了に向かう温度オーバーシュートは、約４６％で改善した。
【０１４６】
[00160]同様に、図２は、（i）デンプンおよび水溶液の典型的な無菌食品処理実行と、（ii）デンプンおよび水溶液の同一組成物の無菌食品処理実行だが、本開示の改良された制御による実行との比較結果を示す。図２によって示されるように、温度最小値は、約６０％で改善され、処理の終了に向かう温度オーバーシュートは、約４５％で改善した。
【０１４７】
[00161]本開示のシステムおよび方法を使用して、出願者は、無菌食品処理の間、不要な温度変化を軽減することができた。この点に関して、出願者は、製品品質管理で問題を引き起こす可能性のある、製品の無菌状態の損失を引き起こす可能性のあるシステムにおける何らかの突然の温度低下を防ぐことができ、さらに温度の大きな変化（温度の低下または上昇）を防ぐこともできた。上記は、例示の目的のためであり、本開示の範囲を限定する意図のない、以下の例を参照することによって、より良好に理解されるであろう。
【０１４８】
[00162]実施例
[00163]この例は、典型的な無菌食品処理システムによる無菌食品の試験的実行から得られる数値データを提供する。試験的実行は、デンプンおよび水溶液と、ポンプ、配管、および１つの熱交換器を含むシステムとを使用して実行された。
【表１】
2016507230.tif 000003
【０１４９】
[00164]時間＝０の場合
[00165]ｔ＝０でアルゴリズムを開始するために、残留時間値（または、伝達遅延）は、各システム構成要素に対し、水／食品界面に対して決定されなければならない。残留時間（ＲＴ）を決定するために、製品体積は、製品流量（ＦＩｐ）で割られ、この例では、製品流量（ＦＩｐ）は、４．０ｇａｌ／ｍｉｎである。残留時間は、次の通りに計算される。
[00166]ＲＴ（ｓ）＝（（Ｖｐ（ｇａｌ））÷（ＦＩｐ（ｇａｌ／ｍｉｎ））×６０ｓ／ｍｉｎ．
【０１５０】
[00167]また、この時点で、連続的に、または単発で、温度測定値が取得される。具体的には、加熱媒体放出温度（すなわち、加熱媒体が熱交換器から放出された時）は、連続的に測定を開始され、食品処理の全期間において測定される。１回の温度測定値が取得され、この実施例では、２４０．４°Ｆである。
【０１５１】
[00168]連続的な平均加熱媒体放出温度の計算もまた、この時点で開始され、食品処理の全期間にわたって続く。１回の平均温度測定値が取得され、この実施例では、２３８．９°Ｆである。
【０１５２】
[00169]蒸気バルブは、現在位置（ＦＩｃ＝ＣＶＰ）を保つように設定され、現在位置は、標準制御計算によって最終的に決定され、この実施例では、４２．６％である。
【０１５３】
[00170]さらに、いくつかの制御変数が、本開示の制御を開始するためにゼロに設定される。ゼロに設定される制御変数は、（i）水／製品界面が熱交換器にある前にとられた放出された加熱媒体の平均温度（Ｔａｖｅ）の格納値（Ｔｓ）、（ii）食品を加熱する際の難易度（ＤＤＶ）を示す温度スロープ（Ｓｌｏｐｅ）、（iii）放出された加熱媒体の最大測定温度に等しい中間温度値、および（iv）水／製品分離に起因する温度混乱に対処するのに必要な蒸気バルブ位置への増分を示す値（ＩＳＶＬ：Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ  ｔｏ  Ｓｔｅａｍ  Ｖａｌｖｅ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ）を含む。この時点で、ＦＩｃ（すなわち、４２．６％）はまた、今後の計算のために格納され、以下で説明する所定の期間まで、一定に保持される。
【０１５４】
[00171]本開示の制御の開始を始めるために、製品タンクバルブが開かれ、処理および制御のタイミングを開始する。本開示の製品タンクバルブは、例えば、食品処理で既知であり、２つの異なる源から液体を通すことができる、ミックスプルーフバルブとしてもよい。
【０１５５】
[00172]時間＝（１．１７）×（ＲＴ（ｓ））の場合
[00173]この実施例における同調定数１．１７は、さまざまな同様の製品実行を評価し、最良（または、所望）の温度応答を決定することによって決定された所定の同調定数である。当業者が、最良の、または、所望の、温度応答の決定のために頼る少なくとも２つの基準がある。第１の基準は、ＩＳＶＬの適用のタイミングを調整して、水／食品分離に起因する温度低下を最小にすることである。第２の基準は、（もとの蒸気バルブ位置ＦＩｃに戻すために）ＩＳＶＬの除去のタイミングを調整し、本開示の制御から標準制御に戻す際に発生する温度オーバーシュートを最小にすることである。同調定数は、熱交換器の物理的サイズに依存し、残りのシステム機器からほとんど独立している。
【０１５６】
[00174]また、この時点で、加熱媒体放出温度（すなわち、加熱媒体が熱交換器から放出される時）は、測定され続ける。１回の温度測定値が取得され、この時点で、２４０．５°Ｆである。
【０１５７】
[00175]連続的な平均加熱媒体放出温度はまた、計算され続ける。１回の平均温度測定値が取得され、この時点で、２３９．１°Ｆである。この値は、Ｔｓとして今後の計算のために格納され、処理の残りのためにこの温度で保持される。Ｔｓは、ＤＤＶを計算するために熱交換器を出る時の加熱媒体のベースライン温度を表す。
【０１５８】
[00176]蒸気バルブは、依然として、４２．６％の現在位置（ＦＩｃ＝ＣＶＰ）を保持するよう設定される。
【０１５９】
[00177]上記の温度測定値が取得された後、システムを通る食品を加熱する際の難易度を決定することが可能である。計算は、この時点で開始される連続的な計算であり、ＤＤＶに対する計算は、以下のようになる。
[00178]中間温度値（ＩＴＶ）＝
[00179]（i）（（製品界面が、ｔ＝１．１７からｔ＝１．７６に熱交換器を通る時の媒体放出温度の最高値）−（Ｔｓ））、０より大きい場合、または
[00180]（ii）０、（（製品界面が、ｔ＝１．１７からｔ＝１．７６に熱交換器を通る時の媒体放出温度の最高値）−（Ｔｓ））が０より小さい場合。
[00181]ＤＤＶ＝ＩＴＶ×Ｓｌｏｐｅ  Ｔｕｎｅｄ
【０１６０】
[00182]この実施例において、製品界面が、ｔ＝１．１７で熱交換器を通る時の媒体放出温度の最高値は、２４０．５°Ｆであり、一方、Ｔｓは、２３９．１°Ｆである。
[00183]したがって、ＩＴＶ＝（２４０．５°Ｆ−２３９．１°Ｆ）＝１．４である。
【０１６１】
[00184]上記のように、Ｓｌｏｐｅ  Ｔｕｎｅｄ値は、食品処理システムで使用される機器サイズ（例えば、熱交換器、配管長、蒸気供給など）の違いを判断するために使用されるＳｌｏｐｅの数値乗数である同調定数である。この同調定数が、ＩＳＶＬの値を調整し、中間ヒータ容量（例えば、サイズおよび蒸気供給）によって最も強く影響されることを当業者は理解するであろう。本実施例では、Ｓｌｏｐｅ  Ｔｕｎｅｄ値は、４である。
[00185]ＤＤＶ＝１．４×４＝５．６
【０１６２】
[00186]時間＝（１．３７）×（ＲＴ（ｓ））の場合
[00187]この実施例における同調定数１．３７は、さまざまな同様の製品実行を評価し、最良（または、所望）の温度応答を決定することによって決定された所定の同調定数である。当業者が、最良の、または、所望の、温度応答の決定のために頼る少なくとも２つの基準がある。第１の基準は、ＩＳＶＬの適用のタイミングを調整して、水／食品分離に起因する温度低下を最小にすることである。第２の基準は、（もとの蒸気バルブ位置ＦＩｃに戻すために）ＩＳＶＬの除去のタイミングを調整し、本開示の制御から標準制御に戻す際に発生する温度オーバーシュートを最小にすることである。同調定数は、熱交換器の物理的サイズに依存し、残りのシステム機器からほとんど独立している。
【０１６３】
[00188]処理のこの時点で、加熱媒体放出温度（すなわち、加熱媒体が熱交換器から放出される時）は、測定され続ける。１回の温度測定値が取得され、この時点で、２４１．７°Ｆである。
【０１６４】
[00189]連続的な平均加熱媒体放出温度は、１回の平均温度測定値が以前に取得され、２３９．１°ＦであるＴｓとして格納されたので、もはや計算されない。
[00190]したがって、ＩＴＶ＝（２４１．７°Ｆ−２３９．１°Ｆ）＝２．６である。
【０１６５】
[00191]上記のように、Ｓｌｏｐｅ  Ｔｕｎｅｄ値は、食品処理システムで使用される機器サイズ（例えば、熱交換器、配管長、蒸気供給など）の違いを判断するために使用されるＳｌｏｐｅの数値乗数である同調定数である。この同調定数が、ＩＳＶＬの値を調整し、中間ヒータ容量（例えば、サイズおよび蒸気供給）によって最も強く影響されることを当業者は理解するであろう。本実施例では、Ｓｌｏｐｅ  Ｔｕｎｅｄ値は、４である。
[00192]ＤＤＶ＝２．６×４＝１０．４
【０１６６】
[00193]処理のこの時点で、ＤＤＶの連続的な計算は、停止され、蒸気バルブは、１回の計算によって決定される特定の位置に設定される。処理のこの時点まで、蒸気バルブ位置は、時間＝０で格納されてから一定に保たれている（すなわち、ＦＩｃ＝４２．６％）。蒸気バルブの新しい位置は、水／食品分離に起因する混乱に対処するために必要とされる蒸気バルブ位置への増分（ＩＳＶＬ）であり、以下のように計算される。
[00194]ＩＳＶＬ＝（ＦＩｐ÷同調定数が設定された製品の流量）×（ＩＳＶＬｍｉｎ））＋ＤＤＶ
【０１６７】
[00195]（ＦＩｐ÷同調定数が設定された流量）の値は、実際の流量によって、ＩＳＶＬｍｉｎの値をスケーリングする。この実施例において、および上記したように、ＦＩｐは、４．０ｇａｌ／ｍｉｎであり、同調定数が設定された製品の流量は、４．０ｇａｌ／ｍｉｎである。したがって、ＦＩｐ／同調定数が設定された製品の流量＝１である。ＩＳＶＬ値は、処理のこの時点での製品加熱に必要な蒸気の量を示す。
【０１６８】
[00196]上記のように、ＩＳＶＬｍｉｎは、水／食品分離を判断するのに必要な蒸気バルブ位置への最小の増分である同調定数である。ＩＳＶＬｍｉｎは、温度変化に対する過補償、および、それによるエネルギーの浪費を大幅に防ぐために、水／製品分離のために調整するのに要する最小移動となる割合を表す数である。この同調定数は、値（処理中の製品の流量÷同調定数を決定する間の製品の流量）によって熱交換器を通る製品の異なる流量に対してスケーリングされる。ＩＳＶＬｍｉｎは、異なる製品を伴う特定の食品処理システムで繰り返される試験的実行から決定される場合、この実施例では２０である。
[00197]したがって、ＩＳＶＬ＝（（１）×（２０））＋１０．４＝３０．４である。
【０１６９】
[00198]別の蒸気バルブ計算もまた、蒸気バルブが所望の位置、または現在バルブ位置（ＣＶＰ）に移動するために処理のこの時点で決定される。上記のように、ＦＩｃは、ｔ＝０で格納され、４２．６でのその時点から一定に保たれた蒸気バルブ位置であり、ＩＳＶＬは、水／製品分離に起因する混乱に対処するのに必要な位置への増分であり、この実施例では３０．４である。したがって、ＣＶＰは、以下のように決定される。
[00199]ＣＶＰ＝ＦＩｃ＋ＩＳＶＬ
[00200]ＣＶＰ＝４２．６＋３０．４＝７３
【０１７０】
[00201]ＣＶＰは、蒸気バルブの位置を正常に計算する蒸気流制御器を使用して実現される。制御値（すなわち、蒸気バルブへの出力信号であり、通常、０から１００％であり、１００％で全開）は、蒸気バルブが移動すべき位置を、蒸気流制御器に示す。
【０１７１】
[00202]処理のこの点までのアルゴリズムの開始からの計算のすべてを使用して、水／食品界面が処理システムを通る時に発生する温度降下問題に対処する。本質的に、本計算を使用して、システムを通る食品の無菌状態の欠如をもたらす可能性のある温度の突然の低下を防ぐための蒸気バルブの最良の位置を決定する。本明細書の以下で説明するアルゴリズム／制御の残りの部分は、食品処理の終了に向けて、何らかの温度オーバーシュートに対処するために計算される。
【０１７２】
[00203]時間＝（１．７６）×（ＲＴ（ｓ））の場合
[00204]この実施例における同調定数１．７６は、さまざまな同様の製品実行を評価し、最良（または、所望）の温度応答を決定することによって決定された所定の同調定数である。当業者が、最良の、または、所望の、温度応答の決定のために頼る少なくとも２つの基準がある。第１の基準は、ＩＳＶＬの適用のタイミングを調整して、水／食品分離に起因する温度低下を最小にすることである。第２の基準は、（もとの蒸気バルブ位置ＦＩｃに戻すために）ＩＳＶＬの除去のタイミングを調整し、本開示の制御から標準制御に戻す際に発生する温度オーバーシュートを最小にすることである。同調定数は、熱交換器の物理的サイズに依存し、残りのシステム機器からほとんど独立している。
【０１７３】
[00205]一度取得されると、蒸気バルブは、処理のこの時点まで、蒸気バルブが、ｔ＝０だった位置（すなわち、ＦＩｃ＝４２．６％）に戻る場合、ＣＶＰ（すなわち、７３％）で維持される。蒸気バルブは、システムが標準制御に戻るまで蒸気バルブを保持する安定位置を提供するので、この位置に移動される。標準制御、すなわち、標準動作モードは、典型的な無菌食品処理パラメータに対する制御値および計算を意味することが理解される。処理のこの時点で、格納された蒸気バルブ位置ＦＩｃは、制御器パラメータに書き込まれる。
【０１７４】
[00206]さらに、処理のこの時点で、加熱媒体放出温度（すなわち、加熱媒体が熱交換器から放出される時）は、測定され続ける。１回の温度測定値が取得され、この時点で、２４３．５°Ｆである。
【０１７５】
[00207]連続的な平均加熱媒体放出温度は、１回の平均温度測定値が以前に取得され、２３９．１°ＦであるＴｓとして格納されたので、もはや計算されない。さらに、蒸気バルブは、すでに、水／食品界面が処理システムを通る時に発生する温度降下問題に対処するよう７３％のＣＶＰに移動されたため、ＩＴＶ、ＤＤＶ、およびＩＳＶＬの計算は、もはや不要であり、処理のこの時点で計算されない。
【０１７６】
[00208]時間＝（３．１３）×（ＲＴ（ｓ））の場合
[00209]この実施例における同調定数３．１３は、さまざまな同様の製品実行を評価し、最良（または、所望）の温度応答を決定することによって決定された所定の同調定数である。当業者が、最良の、または、所望の、温度応答の決定のために頼る少なくとも２つの基準がある。第１の基準は、ＩＳＶＬの適用のタイミングを調整して、水／食品分離に起因する温度低下を最小にすることである。第２の基準は、（もとの蒸気バルブ位置ＦＩｃに戻すために）ＩＳＶＬの除去のタイミングを調整し、本開示の制御から標準制御に戻す際に発生する温度オーバーシュートを最小にすることである。同調定数は、熱交換器の物理的サイズに依存し、残りのシステム機器からほとんど独立している。
【０１７７】
[00210]処理のこの時点で、蒸気バルブは、ｔ＝０であった場所（すなわち、ＦＩｃ＝４２．６％）から、標準制御モードで占める位置に移動する。
【０１７８】
[00211]処理のこの時点で、加熱媒体放出温度（すなわち、加熱媒体が熱交換器から放出される時）は、測定され続ける。１回の温度測定値が取得され、この時点で、２５１．８°Ｆである。
【０１７９】
[00212]連続的な平均加熱媒体放出温度は、１回の平均温度測定値が以前に取得され、２３９．１°ＦであるＴｓとして格納されたので、もはや計算されない。
【０１８０】
[00213]本明細書で説明される好適な実施形態へのさまざまな変更および修正は、当業者に明らかであることが理解されるべきである。そのような変更および修正は、本発明の主題の精神および範囲から逸脱することなく、その意図された利点を損なうことなく行うことができる。したがって、そのような変更および修正は、添付の特許請求の範囲によってカバーされることが意図される。
【図１】
2016507230.tif 000004
【図２】
2016507230.tif 000005
【国際調査報告】
2016507230.tif 000006
2016507230.tif 000007