日本包装学会誌VbJL3ﾉVbb3a994）

一般論文

レトルト食品の加熱殺菌におけるレトルト温度プロフィールと品質の変化
寺島好已＊野中保雄*＊

RetortTemperatureProfiIeandOualityChanges
duringThermalProcessingofConductionHeatingFoods
inRetortabIePouches

ＹoshimiTERAmVIA3YasuoNONAKA.．

TheImalpmcessingisamostcommonlyusedmethodfOrextendmgtheshelｆｌｉｆｅｏｆ
ｐｍｃｅｓｓｅｄｆｂｏｄＴｈｅｈｅａｔｓｔｅｒilizationoffOodsmcansor”tortablepoucheshasbeen
conductedconventionallybyheatingthefOodcontainermap1℃ssuIizedsteamorhot-water
１℃ｔｏｒｔａｔｐ１℃detemlinedtempemtu1℃ａｎｄｔｉｍｅ．Ａ1thoughthispmcesswnlcertainlyｍａｋｅ●

mlc1℃orgamsmandspoI℃sinactive，itmaycausedestructionofessentialnutlientsthatleads
todeteliomtionofpmductquality・
Underthesec江℃umstances，thesignificantpointistofindouttheconditionfOrthe

max1mumnutrientorquaUty１℃tｅｎｔｉｏｎａｓｗｅＵａｓｔｈesufficientbactenal泥duction１℃qui【℃dfOrstableandsafepmductsb

Forthispurpose,ｉｔｉｓｖｉｔａＵｙｉｍｐｏｌｔａｎｔｔｏｆｉｎｄｏｕｔｔｈeoptimumtempemtulneprofileanditseffectonproductquality・Ｗｉｔｈａｖｉｅｗｔｏｐｌもdicttheeffectofvalioustempemtu1℃pmfileswithanequalsteriUzing
valueonquality１℃tention，amodelwascostructedtosimulatethethennalpmcessingof
fOodspaｃｋｅｄｉｎ”tortablepouchesFivetypesof”torttempemtu1℃ｐｍｆｉｌｅｓｗｅ妃selected
thata1℃conventionallyusedmthermalpmcessmgoffOodmdustry・

Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐ塊sentsanoptimum１℃tolttempemtu1℃ｐⅡ℃fileobtainedbycomputer
simulationltwasfbundthatatmpezoid-typetempemtuI℃ｐｒｏｆｉｌｅｉｓｔｈｅｂｅｓｔｏｎｅａｍｏｎｇ
ｔｈｅｓｅｆivetypesofpmfnes

Keywords：ThermalpmcessingSte面lization,Optimization,Retort，Retorttempemtu”，RetoIt
tempemtu1℃profile,Retortablepouch

食品のシェルフライフをのばす最も一般的な方法の一つとして加熱殺菌がある。缶詰食品やレトルト食品などの加熱殺菌は、一般には水蒸気あるいは熱水レトルトの中で加熱することによって行われている
ｶﾐ食品の温度を比較的短時間に所定の温度以上に上l灸微生物や酵素などを不活性ｲﾋさせることによって、シェルフライフをのばしているのである。

実際のｶﾛ熱殺菌においては、微生物や酵素などは不活性化させているが、栄養素や色やテクスチュアなどの品質面での劣化をまねくことがないとはいえない。したがって、缶詰食品やレトルト食品などの加熱殺菌においては、所定の殺菌効果を達成しながら、品質面での劣化をできるだけさけるようにすることが理想的である。これを実現するために、ここではレトルト温度プロフィールを取り上げどのような温度プ
ロフィールがよいかについて検討した。本報では、１次元熱伝導をあてはめることができるレトルトパウ
チ詰食品のような偏平な被加熱体を対象とし､直接的な方法として､５種類のレトルト温度プロフィールを取り上げ、各温度プロフィールごとに最適な諸条件を数値計算により検討した。
その結果､評価関数として、C-value(Cook-value）の休憩i平均を対象にした場合も、表面のC-valueを対象にした場合も、５種類の温度プロフィールのなかでは台形型が最もよいことがわかった。
キーワード：加熱殺菌、殺菌、最適化、レトルト、レトルト温度、レトルトパウチ
・東洋製罐（株）技術本部（〒230神奈川県横浜市餌見区下野谷町1-8)：ＴＯＹＯＳＥⅨANKAISHA,LTD.,Technical
Headquarte竃，PlasticContainerTechnicalDepartment，1-8,Shitanoya-cho,Tsurumi-ku,YOkohama-shi，
Kanagawa230．｡東京理科大学工学部経営工学科（〒162束京都新宿区神楽坂1-3兆DepartmentofManagement
SciencebFacultyofTechnology,ScienceUniversityofTokyo,1-3,Kagurazaka,Shinjuku-ku,Tokyo,１６２－１５２－

レトルＭ艶fプロフィールと｡目釘の変化

1.緒言

る。

Ohlsson4)はC-value（Cook-value）を導
食品のシェルフライフをのばす最も一般的

入し、レトルトパウチ詰食品に１次元熱伝導な方法の一つとして加熱殺菌がある。食品のをあてはめ、体積平均（Vo1umeaverage)、

温度を比較的短時間に所定の温度以上に上げ

表面および厚みの中心に関するC-value（Ｃｖ

微生物や酵素などを不活性化させることによ値）を計算しこれらのＣｖ値が最小になるレトって、シェルフライフをのばしているのであ

ルト温度を求めている。

る。しかし、実際の加熱殺菌においては、微以上の研究は、一定のレトルト温度で缶詰

生物や酵素などは不活性化させているが、栄食品やレトルトパウチ詰食品を殺菌した場合

養素や色やテクスチュアなどの品質面での劣の最適温度に関する研究であるが、レトルト化をまねくことがないとはいえない。

温度プロフィールはどのようなプロフィール

したがって、缶詰食品やレトルト食品などの加熱殺菌においては、所定の殺菌効果を達が最適かについての報告は、現在までのところそう多くはない。

成しながら、品質面での劣化をできるだけさ

Teixeiraら5)は、缶に詰められた伝導食品

けるようにすることが理想的であり、缶詰食に関して、缶詰内のある個数の芽胞をある一品やレトルトパウチ詰食品などを対象に、近定の個数以下にするという殺菌条件下でチア

年、種々の研究が行われている。

ミンの残存量を最大にするという観点から、加熱殺菌の最適化の研究を最初に行ったの一定温度型､三角型､多段型およびsin型の各はTeixeiraら!)であり、Teixeiraらは缶に詰

プロフィールについて最適な条件を計算してめられた伝導食品を一定のレトルト温度で殺いる。その結果、三角型と多段型が他のプロ菌したときの最適温度は、栄養素などの品質

フィールよりわずかに良いという結果が得ら

面の物性値であるｚ値（反応速度を10倍にすれている。Teixeiraらの研究は、あらかじめるのに必要な温度変化）の影響を受けるが、数種の温度プロフィールを与えて、各プロフ

一般に120～140℃の範囲にあることをコン

ィールごとに最適な条件を検討しているが、ピュータを用いて計算している。

最適なプロフィールを直接探索した研究としThijssenら2)は、缶詰食品が一定のレトルては、Saguyら6)、Nadkamiら7）および

ト温度で加熱された場合、栄養素や品質が最Bangaら3)の研究がある。

もよく保存されるのは、加熱時間がFourier

これらの研究は、Teixeiraらの研究結果と数に換算して0.45～0.55の範囲にあるときで比較するという意味で、缶型、内容食品の温あることを広範囲な計算から求めている。

度伝導率、殺菌条件をTeixeiraらの条件と同一方、レトルトパウチ詰食品については、

Yamaguchi,Kishimoto3)は12～15ｍｍの厚一とし、チアミンの残存量を最大にするプロ
フィールを検討している。

みの伝導食品について、種々のレトルト温度

Saguyらは変分法の拡張であるポントリャ

で殺菌を行い、栄養素やテクスチュアは１３５ギンの原理を応用して計算し、ほぼ三角型の℃のときに最もよく保存されたと報告していプロフィールが良いと報告している。

－１５３－

日本包鍵学会ｶﾞﾋﾞｳＷＬ３Ｎｂ､３(、9`ノNadkarniらは同じくポントリャギンの原

０８被加熱体の温度ｚ：Ｄを1／１０にするのに要する温度差理を応用して、レトルト温度の上昇速度と下降速度を最適制御するという計算を行ない、ほぼ台形型のプロフィールを求めている。

添字1は微生物を､添字2は栄養素などを表わすとし、濃度の初期値をx1.,ｘ2.基準温度をBangaらは、確率論的最適制御アルゴリズ

０，s、０２s､Ｄ･をDIO､Ｄ割で表わすことにして、ムを用いて最適プロフィールを検討しほぼ三式（１）を解くと、式(3)、（４）が得られる。
’一一一

準》

レトルト温度プロフィールの最適化の方法
としては、種々のプロフィールを与えて最適なプロフィールに接近する方法と多変数関数の最小化法や変分法や動的計画法（Dynamic
programming）などを応用して最適なプロフィールを探索する方法が考えられる。

誕一此》’四角型のプロフィールが良いと報告している。

I:…（
肘

８－０，ｓ
z,／2.303
６－８２ｓ
z2／2.303)α}(3))｡！}(4)

問題は、時間ＴがOから冷却終了時間t【まで経過したとき、ある－定量の微生物を破壊し本報では、１次元熱伝導をあてはめることができるレトルトパウチ詰食品のような偏平栄養素などをできるだけ多く残存させるためにはどうしたらよいかということになる。

な被加熱体を対象とし、５種類のプロフィー

したがって、式(3)、（４）より、

ルを取り上げ各プロフィールごとに最適な条’-1:oxpe;ﾗｶｻ;i;愚)｡［⑤

件を検討した。被加熱体の厚み方向の中心におけるＦ値を一定にするという条件で、を一定値とし、評価関数

Browningreactionを対象にし、０，値の体’一昨x・(二元i蓋;厨)戯（６）

積平均を最小にするという見方から、各プロ
フィールごとに最適な条件を求めた。

を最小にする問題を解けばよいことになる。
０もＦも時間と場所の関数であるが、Ｆと2.微生物および栄養素などの破壊速度

しては、被加熱体のなかでの式(5)の最小値を対象にするとすれば、１次元熱伝導のとき

微生物の死滅速度や栄養素などの劣化速度は一般に式（１）のように表される。
。ｘは式(5)の０は中心温度にとればよいことになる。

評価関数Ｊが被加熱体の体積平均を対象にでＴ＝－(2.303／D）ｘ(1)

D-…(二蒜）(2)

する場合、１次元熱伝導のときは、式（６）を式（７）のように拡張する。

ただし、

ｘ：時間tでの微生物や栄養素などの濃度
Ｄ：濃度を１／１０にするのに要する時間,｡：基準温度８sにおいて濃度を1／１０にする

トI》{去晦pe3ﾗｶi蓋面)｡x}｡Ⅱ７）
ただし、ａ；被加熱体の厚みの1／２のに要する時間

また、評価関数Ｊが被加熱体の表面を対象－１５４－

レトルト鍵rプロフィールと｡目jVの愛牝にする場合は、式（６）の０を表面温度にとれ(プロフィール1)、２）上昇傾斜型（プロフばよい。なお､殺菌関係の分野では､ＦはＦ値

ィール2)、３）下降傾斜型（プロフィール3)、と呼ばれており、評価関数JはC-value4)（Ｃｖ

4）三角型（プロフィール4)、５）台形型（プ値）と呼ばれている。

ロフィール5）について､各プロフィールごとに最適な諸条件を検討した。

3.温度プロフィールと被加熱体の温度

Ｆｉｇ．１において、ＵＲ､URo､ＵＲＣはレトルト温

度､Ｕｃは冷却水温度､ｍ１，，２はレトルト温度
勾配、ｔ,、ｔ２，ｔ3は時間を表わす。

3.1レトルト温度プロフィール

本報では、Ｆｉｇ．１に示した５種類のレトル
ト温度プロフィール、すなわち、１）標準型

PTofilel

このとき、被加熱体の表面温度は、周囲の温度すなわちレトルト温度と同一とする。

3.2被加熱体の温度
被加熱体の表面温度が周囲の温度と同一でｕＲあるとき、周囲の温度が時間によって変化した場合の被加熱体の厚み方向の温度の理論解
ＵＣは、Duhamelの定理より、つぎの式(8)のように求められる。

tｌ

ProfUe4

Profile２
ｕＲ

ｕＲ

ｍｌ

、1

、２

uＲＯ

ｕＲＯ

ＵＲＣ

uｃ

uＣ

t】

tｉ

t２

t２

ProfUe3

ProfUe5

ｕＲ

ＵＲ

ｍ２

ｍｌ
ｕＲＣ

ｍＺ

ＵＲＯ

ＵＲＣ

ｕＣ

tｌ

ｕＣ

t２

t，ｔ２

FiglFivetypesofreto｢ttemperatu｢eprofiIes

－１５５－

ｔ３

日本包装学会誌ｙｂＬ３ﾉVb､３α994）

価関数Ｊの値を、冷却領域をも含めて計算し0(x,t)－０.F1Amexp(-日t)Ｑ

＋I;u(意)#ん…１－風(（-川｡‘（８）

ただし、０．：初期温度ｕ（t)：周囲温度
Ａｎ，ＢｗＣｎはTableｌ参照

た。ただし、温度はＴａｂｌｅｌの理論解を用い、積分計算は台形則を適用すると、Ｆ値が５(Ｆｃ＝５）のときの加熱時間thは６２４（sec）となる。なお､時間きざみは1.0(sec）とした。その結果の一部をＴａｂＩｅ２に示す。Ｔａｂｌｅ２は冷却開始時からの中心温度とＦ値および体積
Ｆｉｇ．１の各レトルト温度プロフィールに対

平均と表面に関する評価関数との関係を表し

し式(8)を用いて被加熱体の厚み方向の温度ているが、中心温度０，が69.35(℃）と25.41を計算した。その結果をＴａｂｌｅｌに示す。

(℃）の時はＦ値とそれぞれの評価関数の値はほとんど変化していないので、中心温度が７０4.計算結果および考察(℃）以下になったときに計算を打ち切ることにした。

4.1諸係数計算打ち切りの温度が決まると、レトルト

ここでは、１次元熱伝導をあてはめること

温度プロフィールとＦ値が与えられたときのができるレトルトパウチ詰食品のような偏平加熱時間が式(5)から計算できる。積分計算

な被加熱体を対象とし、被加熱体の表面温度に台形則を適用し時間のきざみは０１（sec）

はレトルト温度とし、温度計算にはＴａｂｌｅｌとした。Ｆｃが与えられたときレトルト温度ｕｃの理論解を用いた。

＝２０(℃)の冷却領域で中心温度が７０(℃)以被加熱体の厚み2aは1０（ｍ、)、温度伝導下になるまでのＦ値を計算し、Ｆ値が－０．０１

率αは9.6（ｍｍ２／ｍ、)`〕、初期温度００は２０(℃）とし、冷却時のレトルト温度ucは２０(℃）とした。また、その他の各係数は次の通２０標準型のプロフィール（Fig.１のプロフ
ィール1）でレトルト温度uR＝１２０（℃)、厚み2a＝１０（ｍ、)、初期温度０．＝２０（℃）の０２について検討した。

４

算を行うが、積分の終端時間t1と加熱時間ｔｈ

Ｖｏｌｕｍｅａ▼erage０

実際の計算は、式(5)、(6)、（７）の積分計

０4.2加熱時間と計算打ち切り温度

６(℃)4)。

Smrf2e｡

０８８２s＝１００（℃)｡、ｚｊ＝１０（℃)、ｚ２＝２５

倉'0,

-ｸﾞ

冨○『］Ｕ目。』 ９垣８万．」。①昌呵戸りである。Ｐｂ＝５（ｍin)、０，s＝121.1（℃）－、2５

１３０１３５l40

145１５０Retorttemperature（℃）
Fig.２

場合のＦ値および体積平均と表面に関する評－１５６－

EffectofIctorttempe『atureonvoIume
ave『ａｇｅｖａｌｕｅａｎｄｓｍｆａｃｅｖａＩｕｅｏｆｏｂ‐
jectivefunctioninstandardprocess(pmfiIeI）

レトルト麹』rプロフィールと品jydD変化≦Ｆ－Ｆｃ≦0.01の範囲に入ったときに計算をるがＦｉｇ．２の結果はYamaguchi,Kishimo-

終了しそのときの加熱時間を採用した。

表面に関する値が式（６）から計算できるが、to3〕の研究結果およびOhlsson4)の計算結果とよく一致している。Ｆｉｇ．２より、レトルト温度が高すぎると表面劣化が著しくなり、レ
トルト温度が低すぎると全体が劣化する傾向

この場合も積分計算には台形則を用い、時がみられるのでレトルト温度を含めて最適な加熱時間と計算打ち切りの時間が決まると体積平均に関する評価関数の値が式(7)から

間きざみは0.1（sec）とした。

レトルト温度プロフィールが存在すると考えられる。

4.3各プロフィールの最適条件

この標準型について、被加熱体の厚み、初4.3.1プロフィール１（標準型)の最適条件

期温度およびＦ値と評価関数の値(体積平均、標準型（プロフィール1）について、体積平135(℃）で最小となっており、表面に関する評価関数の値は約124（℃）で最小になっていることがわかる。ｚ２＝２５（℃）はBrown-１１に示す。体積平均に関する評価関数の値は約

０１２３４５６ingreactionを対象にしたときの係数`)であ

００００
０

２３４５６
Ｔｉｍｅ（ｍin）

1２３４５６
Ｔｉｍｅ（ｍin）

１ｌ

００００

（Ｐ〉①目］口圃ロ日巴］』。］畠２３４５６

PｍｆＵｅ５

６２８４

１ｌ

００００

PTofile2

６２８４（Ｐ）①』己呵』①ロ日の］》』ｓの塵

0

PIofile4

６２８４（Ｐ）①』昌甸』呂日①一］』。）の塵０Ｔｉｍｅ（ｍin）

１Ｉ

００００

６２８４

１ｌ

（い）①』。］口』①ＱＥＵ］旨。］①虜

ProfilelＰ｢ofile3

００００
６２８４

ト温度を変えて計算した。その結果をFig.２（い）①昌一⑩』圏日①］ぜ。←①崖

均および表面に関する評価関数の値をレトル

２３４５６

Tｉｍｅ（ｍin）

Ｔｉｍｅ（ｍ、）

Fig3Desc｢iptionoffivetypesofreto｢ttemperatu｢eprofiIesshowingminimum
voIumｅａｖｅ｢agevaIueofobjectivefunction－１５７－

日本包愛学会毒VbjL3jVb､３α９９のTablelFormulasfortransienttempe｢atu｢Bdistributionsforfivetypesofretorttempe｢atu｢eprofiIes
Pmfne

０（x,ｔ）ｔ￣Ｏ≦ｔ≦ｔ，

０＝ｕＲ－（ｕＲ－０｡）ＥＡｎｌ１ｅｘｐ（-日⑳t）Ｃ､鋤
ｎsＩ

tI≦ｔ

e＝uc-(uc-uIm)鳥A鳳exp(-日(t-tI))ｑ￣

Pmfilel￣－(uR-0｡)鳥A縄ｘｐ(-at)Ｃｈ￣

Ｏ≦ｔ≦t，

Ｏ＝ｕＲｏ－(uRo-8｡）;A風exp(-日t)Ｑロ０+ｍｕｔ－ｍ』日(A･/日)(l-exp(-at))Ｑ￣t,≦ｔ≦ｔ２

e＝uR-(umo-0｡)鳥A鋼exp(-日t)Ｃ。
｡｡-ｍ偶(A｡/且)(exp(-日(t-t,))－exp(-日t))Ｑ

P1Dfne2￣t2≦ｔ０＝uc-(ｕｃ－ｕ風）RAexp(-日(t-t2))ｑG□－(URo-0｡）

FIA伝xp(一旦t)Ｇ￣-ｍⅢ:,(A翻/且)(exp(一旦(t-t,))－exp(-Bht))Ｑ
ｗhe1℃,ｍ】＝（uR-uR｡）／tｌ￣

０≦ｔ≦ｔＩ

０＝ＵＲ－(UR-0o）

鳥A薊exp(-日t)Ｃ。
￣

ｔｌ≦ｔ≦t２0＝uR-(uR-60)l9iA縄xp(-at)ｑ＋、｡(t-tI）
￣

－ｍＺ Ｅ

ＰＩ

(A｡／Bh）（１－exp（－日（t-t,))）ｑ
ロ｡

PⅡＤｆＵｅ３t2≦ｔ６＝ｕｃ－（ｕｃ－ｕ膝）FiA鮒exp(-日(t-t園))Ｃ･ロ－(um-8o)周A侭ｘｐ(一旦t)Ｃｈ口-m2Fj(A/且)(exp(-＆(t-t2)）－exp(一旦(ｔ－ｔｌ)))Ｑ
wheI℃,ｍ２＝（u戚一ｕＲ）／（t2-tl）。、

Ｏ≦ｔ≦ｔ１０＝ｕＲｏ－（uRo-0｡）

周A侭xｐ（一旦t)Ｃ。

□｡+ｍｌｔ－ｍ１鳥(A､/日)(l-exp(-Bnt))Ｑ｡｡

Pmfile4t,≦ｔ≦t２

８＝Ｕｎ－（URo-6o）

鳥Amexp(-日t)Ｃ､￣-,1F!(A風/B)(exp(-日(t-tI)）－exp(-日t))ｑ。①+ｍ`(ｔ－ｔＩ)－ｍ’Fi(A･/且)（l-exp(一旦(t-t1)))Ｑ－１５８－

レトルト坦度プロフィールと｡目釘①変化

ＰｍｆＵｅ

０（x,ｔ）ｔ￣t2≦ｔ

8＝uc-(uc-uRc)鳥Aexp(一旦(t-t2))Ｃ、￣－(ｕｍ－Ｏ｡)P1Aiexp(-Bt)Ｃ、￣-,1F,(A風/且)(exp(-且(t-t,)）－exp(一旦t))ｑ

PIDfile4

囚-m風:](A/ＢＪ(exp(-日(t-t2)）－eXp(-且(t-t1)))ｑ
Whe1℃，ｍ,＝（uR-uR｡）／t，ｍ２＝（uRc-uR）／（t2-tu）￣

Ｏ≦ｔ≦t，

０＝ｕＲｏ－(uRo-0o）￣

鳥Amexp(-日t)ｑ+ｍｌｔ－ｍ１鳥(A､/且)(l-exp(-Bht))C③□、t,≦ｔ≦ｔ ２０＝ｕＲ－(ｕＲｏ－０｡）;,Amexp(一旦t)Ｑ￣-ｍ】Fi(A､/且)(exp(一旦(t-t,))－exp(一旦t))Ｑ￣

tを≦ｔ≦t３０＝ｕＲ－(uRo-0｡）｡①

周A､exp(-日t)Ｑ-ｍ偶(A③/且)(exp(-日(ｔ－ｔ１))－exp(－氏t))ｑ｡□

Ｐｍｆｉｌｅ５

Ｚ (A､／且）（１－exp（－日（t-t2))）Ｇ＋ｍ２（t-t2）－，２ ｎ幻Ｉ
□。

t3≦ｔ

8＝uc-(uc-u鮠)鳥A・exp(-日(t-t3))Ｃ、￣－(um-0｡)鳥Aexp(一旦t)Ｑ￣-ｍ!高(A“/且)(exp(一旦(t-t,)）－exp（一旦t))Ｃ、￣-,2Fi(A③/且)(exp(-且(t-t3)）－exp(一旦(ｔ－ｔ２)))Ｃ、

whe1℃，ｍｌ＝（uR-uRo）／tｌ
ｍ２＝（URc-UR）／（t3-tj

1）Ａ風＝{弩二12 露｝１一一ａｘｌａ椚一２“’２

一一一一

ａ、

凪川

where，ａ：HalfofthicImP雷α：Thennaldiffusivity
x：Distancemeasu妃ｄｆｒｏｍｔｈｅｃｅｎｔｅｒｏｆａｓｌａｂ
ｔ，ｔ１，ｔ２，ｔ3：Ｔｉｍｅｓ－１５９－

日本包装学会誌ｙＯＬ３ｊＶｕ３（、,`）Table2F-value,vcIumeaveragevalueandsu｢facevaIueofobjectivefunctionduringcoolingperiodfoIIowingp｢ocessingtime

９６７８５７５５９４５１４４６２８９２４１
９９３６５７３１９７２４１３９９１６４３４●●●●●●ひｃ□●●■●巳●●Ｐ●●●古９８０８７７９２５０６２９６３１０８７６５

１１１９８７６６５５４４３３３３３２２２２０００００００００００００００００００００
１２３４５６７８９０１２３４５６７８９０

１１１

Ｆ－ｖａｌｌ１ｅ０００００００００００００００００００００●●■■巳ＤＣＧ■●■ＣＤ●●Ｇ●●●■●ｅ，

１１１１１１１１１１２

ＴｉｍｅVolumeaverageJ）

Surface2）

０．４８２７７６５Ｅ＋０１

０．４９６１４４２Ｅ＋0２

０．６５６１９５１Ｅ＋0２

０．４９５０３８３Ｅ＋０１

０．５０１７０３７Ｅ＋0２

０．６５６１９５９Ｅ＋Ｏ２

０．４９９６３２７Ｅ＋０１

０．５０３８９３２Ｅ＋０２

ｑ６５６１９６７Ｅ＋０２

０．５０００６１６Ｅ＋０１

０．５０４６４６８Ｅ＋0２

０．６５６１９７４Ｅ＋0２

０．５０００９１０Ｅ＋0１

０．５０４９１７４Ｅ＋０２

０．６５６１９８２Ｅ＋0２

０．５０００９３６Ｅ＋０１

０．５０５０２８１Ｅ＋0２

０．６５６１９９０Ｅ＋0２

０．５０００９３８Ｅ＋０１

０．５０５０８００Ｅ＋0２

０．６５６１９９７Ｅ＋0２

０．５０００９３８Ｅ＋０１

０．５０５１０７５Ｅ＋0２

０．６５６２００５Ｅ＋0２

０．５０００９３８Ｅ＋0１

０．５０５１２３７Ｅ＋０２

０．６５６２０１２Ｅ＋０２

０．５０００９３８Ｅ＋0１

０．５０５１３４０Ｅ＋0２

０．６５６２０２０Ｅ＋0２

０．５０００９３８Ｅ＋0１

０．５０５１４１２Ｅ＋0２

０．６５６２０２８Ｅ＋０２

０．５０００９３８Ｅ＋０１

０．５０５１４６５Ｅ＋０２

０．６５６２０３５Ｅ＋0２

０．５０００９３８Ｅ＋0１

０．５０５１５０６Ｅ＋０２

０．６５６２０４３Ｅ＋０２

０．５０００９３８Ｅ＋０１

０．５０５１５３９Ｅ＋０２

０．６５６２０５１Ｅ＋０２

０．５０００９３８Ｅ＋0１

０．５０５１５６６Ｅ＋0２

０．６５６２０５８Ｅ＋0２

０．５０００９３８Ｅ＋０１

０．５０５１５９０Ｅ＋０２

０．６５６２０６６Ｅ＋０２

０．５０００９３８Ｅ＋Ｏ１

０．５０５１６１１Ｅ＋０２

０．６５６２０７４Ｅ＋０２

ｑ５０００９３８Ｅ＋0１

０．５０５１６３０Ｅ＋０２

０．６５６２０８１Ｅ＋０２

０．５０００９３８Ｅ＋0１

０．５０５１６４７Ｅ＋０２

０．６５６２０８９Ｅ＋０２

０．５０００９３８Ｅ＋Ｏ１

０．５０５１６６２Ｅ＋０２

０．６５６２０９６Ｅ＋０２

ｑ５０００９３８Ｅ＋０１

０．５０５１６７７Ｅ＋0２

０．６５６２１０４Ｅ＋０２

Units：Ｔｉｍｅ（sec),F-value（ｍin）
1）０１：Temperaturcmthecenter（℃）2）Vblumeaverage：Volumeaveragevalueofobjectivefunction（min）
3）Surface：Surfacevalueofobjectivefunctio、（ｍ、）表面）を最小にするレトルト温度との関係を温度はわずかに上がる傾向にあることが品質に関する係数z2の値をパラメータとしてTable４，５よりわかる。また、全般的に品質示したのがTable３，４，５である。

に関する係数z2の値が増加すると最適温度はＴａｂｌｅ３より、厚みが増すと、体積平均を高温側に移動しているが、これはz2の値が大対象にした場合も表面を対象にした場合も最きい方が、高温殺菌の効果が大きいことを示

適なレトルト温度は下がる傾向にある。ましていると考えられる。

た、評価関数の最小値も厚みが増すと増加す

4.3.2各プロフィールの最適条件

る傾向がある。これは厚みが厚くなると中心

つぎに、諸係数を4.lのようにとり、Ｆｉｇ．１

で所定のＦ値を得る間に表面の近くは高温にの各ケースついて計算した結果をTable６，

さらされるからであろう。

７に示す。Ｔａｂｌｅ６は体積平均を対象とした初期温度やＦ値が増すと、最適なレトルト

場合であり、Ｔａｂｌｅ７は表面を対象とした場－１６０－

レトルトjgjrプロフィールと｡：賛の変化合である。Ｆｉｇ．３に体積平均を対象としたと

TabIe3Effectofthicknessonoptimum
retorttempe｢aｔＷｅ

きの標準型、上昇傾斜型、下降傾斜型、三角

ｌ

ａｊ

２ｍ

z2＝25(℃）ｚ２＝33(℃）範＝50(℃）

型、台形型のそれぞれの場合の最適プロフ

V､Ａ､Ⅱ釦rfaceV.Ａ、SurfaceV.Ａ，Surface

ィールを示す。

<120

１３２〈１２０<１２０

１３０<１２０<１２０

１２９〈１２０<120

１２８〈１２０く

１３４１２１１１１１１１１<120

上昇傾斜型（プロフィール2)は標準型の初躯豹記型調皿勿

１３６１２３

印灯妬姐虹姐如

140１２７１２１

１１１１１１１妬皿羽沁詣型調

１１１１１１１、咀如弱釦弱蛆

１２４期のレトルト温度に勾配をもたせた場合であるが､加熱開始時間t＝Ｏのときのレトルト温度u､、レトルト温度uRおよびレトルト温度の上昇勾配、】を種々変えて計算し、評価関数が最小になる条件を探った。その結果、体積平均と表面に関する評価関数の値は標準型のUnits：Optimumretorttemperature(℃）1）Ｖ・Adenotesvolumeaverage、
2）００＝20(℃)、Ｆ＝５(ｍin）場合よりも小さく、標準型よりも良いプロフィールであると考えられる。

下降傾斜型（プロフィール3)は上昇傾斜型

TabIe4EffectofinitiaItemperatureonＩ

田切

optimumretorttemperatureとは逆に、標準型の後半のレトルト温度に勾

z2＝25(℃）ｚ２＝33(℃）ｚ２＝50(℃）

配をもたせた場合であるが、レトルト温度ＵＲ

V8ADSurfaceV.Ａ・SurfaceV.Ａ・Surface

加熱終了時のレトルト温度URCおよびレトル

124

１４１１２７

６０１３５

125

１４２１２８

８０１３６

126

１４３１２９

１００１３７127

１４４１３０

１１１１１

４０１３５

ト温度の下降勾配ｍ２を逐次変えて計算した。

蛇調別記鉛

140１２７

印駆闘串弘

124

１１１１１

2０１３５

体積平均と表面に関する評価関数の値は標準型の場合よりもわずかに小さく、上昇傾斜型の場合よりは大きいので、下降勾配型は標準型よりわずかに良いが、上昇傾斜型より劣Units：Optimumretorttemperature(℃）1）MAdenotesvolumeaverage、
2）２a＝10(ｍ、)、Ｆ＝５(ｍin）るプロフィールであると考えることができる。

上昇傾斜型と下降傾斜型が両者とも標準型よりも良いプロフィールであるということが

ＴａｂＩｅ５ＥｆｆｅｃｔｏｆＦ－ｖａＩｕｅｏｎｏｐｔｉｍｕｍ
ｒｅｔｍｔｔｅｍｐｅ｢ature

わかったので、両者を接続したプロフィール

１１１１Units：Optimumretorttemperature（℃）1）Ｖ・Adenotesvolumeaverage、
2）２a＝10(ｍ、)、００＝20(℃）

２５６８
３３３３

，，，

印即別切

１１１１

訂釦犯鍋

１１１１

如娼鮨妬

１１１１

型幻羽釦

し最適な上昇勾配、,を求めた。下降勾配ｍ２

１１１１

上げた。URC、ｍ,およびURCを種々変えて計算

１１１１

５ｍ嘔勿

である三角型（プロフィール4）をつぎに取りV､Ａ・nSurfaceV.Ａ・SurfaceV.Ａ・Surface

弱羽調如

１

く

Ｆ・叩

z2＝25(℃）麩＝33(℃）ｚ２＝50(℃）

はU､、ＵＲ、、!、URCおよびtbが決まれば計算できる値である。体積平均と表面に関する評
価関数の値は、標準型、上昇傾斜型、下降傾
斜型、三角型のなかでは、三角型の場合が最も小さく、これらのプロフィールのなかでは－１６１－

日本包鋳学会誌VDjL3jVb・Ｂａ994）

ＴａｂＩｅ６Ｆｉｖｅｔｙｐｅｓｏｆ「eto｢ttemperatureprofiIesshowingminimumvoIumeave『agevalueofcbjectivefunction
０．Ｔ､ｎ

ｌＬＴ・動

ＶＪ印

ProfUel

135

Profile2

139

Profile3

135

Profile4

145

Profne5

140

４４５５５
３５３５５

鮨記犯露溺

mf4》

７４３９〃

ProfilemdMo

Remnrks

uRf5D＝６０

0.30
－１．７５

uRc･勤＝１００

0.30

－０．５４

URdc＝６０uRc｡＝１２０

0.30

－１．４８

uRf＝６０Ｗ｡｡＝１００

1）０.TX8Optimumretorttemperature（℃）2）ＨＴ.：Heatingｔｉｍｅ（ｍin）
3）ＶＪ.：Volumeaveragevalueofobjectivefunction（ｍin）

4）ｍ1.,ｍｆ：Optimumascendinganddescendmgslopes（℃／sec）
5）und｡,uRc.：Optimummitialandfinalエ℃torttemperatures（℃）
TabIe7FivetypesofretorttempeIatu｢ｅｐ｢ofiIesshowingminimumsu｢facevaIue
ofobjectivefunction
mdM）

拓鍋錨

0.15

’｜’

0.15

Remarks

uRdp印＝e00.15
０００Profne5

ｍｆ⑪

８８５４、

Profile4

SJb⑩

弱坐廓⑫⑫

ProfUe3１１

１１１１１

Pmfile2●●●●●

Profilel

Ｈ.Ｔ､動
５８７０２
６９６００

ＱＴ,ｐ

型羽妬弱釦

ProfneuRco臼＝７０
Und･＝６０uRco＝１００uRd｡＝６０uRc隼＝８０1）。T､：Optimumretorttemperature（℃）2）ＨＴ.：Heatingｔｉｍｅ（min）
3）SJb8SurfacevalueofObjectivefunction（min）
4）ｍｈｍｆ：Optimumascendmganddescendmgslopes（℃／sec）
5）ｕＲｄＤ,uRc．：Optimuminitialandfina1retorttemperatuｴ巴ｓ（℃）

三角型がよいことがわかった。

tTRの最適値は体積平均を対象にした場合はそこで、つぎに三角型（プロフィール4）の約40sec、表面の場合は約70secであった。

頂点を平にした形状、すなわち、台形型（プTable６，７より、体積平均を対象にした場合

ロフィール5）について検討した。三角型のも表面の場合も、評価関数の値は三角型の場計算で、URCとURCを組み合わせて、最適な上合よりも小さく、以上の５種類のプロフィー

昇勾配、,を求めたときの各条件で、そのとき

ルの中では台形型が最もよいことがわかっのｍ１を固定して、台形の上辺の長さtTR（時た。また、Ｔａｂｌｅ６，７より、どのプロフィー

間）を変えて計算を行い最適な時間を求め

ルでも最適温度は体積平均を対象にした場合た。

の方が、表面の場合よりも高く、加熱時間は－１６２－

レトルト温度プロフィールと品質の変化

上昇傾斜型、三角型、台形型では最適な上表面の場合の方が長い。

最適温度は、体積平均を対象にした場合、昇勾配と最適な最高温度が存在する。

標準型､上昇傾斜型､下降傾斜型､三角型､台被加熱体の表面に関する評価関数を対象と形型の順に、135℃、139℃、135℃、145℃

した場合も体積平均を対象とした場合と同様

140℃であり、表面の場合は、124℃、128℃、なことがいえる。表面を対象とした場合、最125℃、135℃、１３０℃であった。

高温度は体積平均を対象とした場合より低い

加熱開始時（t＝o）におけるレトルト温度

方がよく加熱時間は長い方がよい。

uRoの最適値u㎡は、上昇傾斜型､三角型、台以上の結果は、多変数関数の最小化法や変形型とも、体積平均を対象にした場合も表面分法や動的計画法などを応用して最適なレトの場合も約6０（℃）であった。

ルト温度プロフィールを探索する場合に参考

上昇勾配ｍｌは、上昇傾斜型、三角型、台形になると考えられる。

型とも、体積平均を対象にした場合は約0.3(℃／sec)、表面の場合は約0.15(℃／sec)が<引用文献＞

最適となり、uRdoとともに興味深い結果が得

１）Teixeim,ＡＡ,Dixon,』.Ｒ,Zahmdnik,』．

られている。

Ｗ・andZinsmeister,ＧＥ.，FoodTechno1．，

下降勾配の最適値ｍｆは､下降傾斜型､三角２３(6),１３７（1969）型、台形型とも、体積平均を対象にした場合

２）Thijssen,ＨＡ.Ｃ,ＫｅｒｋｈｏｆＲ１Ａ.Ｍ・and

も表面の場合も顕著な傾向はみられなかっ

Liefkens，Ａ、Ａ、Ａ､，Ｊ・FbodSci.，４３，１０９６

た。

（1978）

また、加熱終了時（t＝tIm）のレトルト温度

３）Yamaguchi,KandKishimoto,Ａ,Ｐ顕senbの最適値URC*は、下降傾斜型、三角型、台形

edatIntemationaleKonferenzuberden型とも、体積平均を対象にした場合も表面のSchutzverderblicherGuterdurchVeIpaF

場合も、ｕＲｄｃより高い値を示している。

ckungMunchen,Germany（1976）

４）Ohlsson,Ｔ､,Ｊ・FoodSci.,４５､８４８（1980）

５結論５）Teixeiln,ＡＡ,ZinsmeisterbGE・ａｎｄＺａ‐
hradnik,』.Ｗ､,ＪＦｏｏｄＳｃｉ.,４０，６５６（1975）

レトルトパウチ詰食品のような偏平な被加熱体に、１次元熱伝導をあてはめ、５種類のレトルト温度プロフィールを取り上げて、各プ

ロフィールごとに最適な条件を検討した。

6）Saguy,ＬａｎｄＫａｍｅ1,Ｍ.,Ｊ・FoodScL,４４，
１４８５（1979）

７）Nadkami,Ｍ､andHatton,Ｔ､,Ｊ､FoodSci.，
５０，１３１２（1985）

被加熱体の体積平均に関する評価関数を対8）Banga,ＪＲ,PelDz-Martm,Ｒ,Ｉ,Gallardo，

象とした場合は、５種類の温度パターンのな

Ｊ・MandCasares，』．』.，Ｊ，ＦｏｏｄＥｎｇ，１４

かでは、標準型､下降傾斜型､上昇傾斜型､三(1)，２５（1991）

角型、台形型の順に、評価関数の値は減少しており台形型が最もよい。

－１６３－(原稿受付1993年１０月２５日）(審査受理1994年６月９日）