JP6270051B2

JP6270051B2 - 殺滅菌装置、殺滅菌方法及び製品製造方法

Info

Publication number: JP6270051B2
Application number: JP2014236877A
Authority: JP
Inventors: 大亮杉舩
Original assignee: Izumi Food Machinery Co Ltd
Current assignee: Izumi Food Machinery Co Ltd
Priority date: 2014-11-21
Filing date: 2014-11-21
Publication date: 2018-01-31
Anticipated expiration: 2034-11-21
Also published as: JP2016096784A

Description

本発明は、調理食品等の収容物を効果的に殺滅菌することが可能な殺滅菌装置、殺滅菌方法及び該殺滅菌方法を用いた製品製造方法に関する。

調理食品等は、最終的に人体に入るものであるので、製造工程における殺菌処理又は滅菌処理は最重要である。従来は、タンクに調理食品等を収容し、収容されている収容物に対して加熱することにより殺菌又は滅菌を施していた。

例えば液状又はスラリー状の収容物をタンク内に投入し、タンクの外周に設けてあるジャケットを加熱あるいは直接蒸気を吹き込むことにより、タンク内の収容物を加熱して殺菌又は滅菌する。タンク内の収容物に直接蒸気を吹き込む場合、収容物を加熱した後に加水することにより水分の含量を調整する。具体的には、所定の温度に到達する前に仕込み水を投入し、ジャケットを加熱することにより全体を加熱している。

特許文献１では、密閉槽のヘッドスペースに蒸気を吹き込むバッチ式殺菌装置が開示されている。特許文献１では、密閉槽に収容された原料の液面に向けて蒸気を吹き込むことで、ジャケットを用いた加熱と併用して原料に対する加熱を均等に行うことができる。また、特許文献２では、無菌化された調製液を原液に投入する薬液調合装置が開示されている。特許文献２では、調製液を無菌化するだけでなく、滅菌用蒸気も精製水から製造されたピュアスチームを用いることにより、無菌性である高品質の薬液を得ることができる。

特開平０３−１２３４７５号公報特開２００６−１０２６６７号公報

特許文献１に示すバッチ式殺菌装置は、殺菌するために原料を可能な限り均等に加熱することを目的としている。しかし、蒸気を原料の液面に向けて吹き込んでいるので、槽（タンク）の天面では十分に殺菌することができないおそれがあるという問題点があった。特にタンク内で最終製品の仕込みを行う場合、粉末状の原料を投入することもあり、殺菌及び滅菌されていない粉末状の原料が天面に付着し、冷却されることにより生じる水滴とともに最終製品に混入するおそれがあり好ましくない。

また、特許文献２では、殺菌又は滅菌するためにスチーム（滅菌用蒸気）を導入しながら無菌化された調製液を投入しているが、冷却時にタンクのヘッドスペースから未殺菌液が混入するおそれは解消されていない。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、タンクの上部の天面に付着している液が混入した場合であっても、未殺菌の液が最終製品に混入するおそれがない殺滅菌装置、殺滅菌方法及び製品製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために第１発明に係る殺滅菌装置は、内部に収容されている収容物を殺菌又は滅菌するために内部へ蒸気を噴射するノズルを有する、加熱及び保温可能なタンクを備え、該タンク内に収容されている収容物を殺菌又は滅菌する殺滅菌装置であって、前記ノズルは、前記タンクの上部と前記収容物の液面との間の空間に対して噴射可能な位置に設けてあり、滅菌又は除菌された調整水を前記タンク内に投入する投入口を備え、前記収容物の加熱及び前記ノズルからの蒸気噴射後に前記調整水を投入するようにしてあることを特徴とする。

また、第２発明に係る殺滅菌装置は、第１発明において、前記ノズルから、前記タンクの天面に向かって蒸気を噴射するようにしてあることが好ましい。

また、第３発明に係る殺滅菌装置は、第１又は第２発明において、前記タンクの上部と前記収容物の液面との間の空間の圧力を調整する調整弁を備えることが好ましい。

また、第４発明に係る殺滅菌装置は、第１乃至第３発明のいずれか１つにおいて、加熱前の前記収容物の濃度は、指定された濃度よりも高くなるよう調整されていることが好ましい。

また、第５発明に係る殺滅菌装置は、第１乃至第４発明のいずれか１つにおいて、前記タンク内の前記収容物の液面よりも下方に、蒸気を噴射する他のノズルを備えることが好ましい。

次に、上記目的を達成するために第６発明に係る殺滅菌方法は、内部に収容されている収容物を殺菌又は滅菌するために内部へ蒸気を噴射するノズルを有する、加熱及び保温可能なタンクを備え、該タンク内に収容されている収容物を殺菌又は滅菌する殺滅菌方法であって、前記ノズルから、前記タンクの上部と前記収容物の液面との間の空間に対して蒸気を噴射し、前記収容物の加熱及び前記ノズルからの蒸気噴射後に、滅菌又は除菌された調整水を前記タンク内に投入することを特徴とする。

また、第７発明に係る殺滅菌方法は、第６発明において、前記ノズルから、前記タンクの天面に向かって蒸気を噴射することが好ましい。

また、第８発明に係る殺滅菌方法は、第６又は第７発明において、前記タンクの上部と前記収容物の液面との間の空間の圧力が一定になるよう調整することが好ましい。

また、第９発明に係る殺滅菌方法は、第６乃至第８発明のいずれか１つにおいて、加熱前の前記収容物の濃度を、指定された濃度よりも高くなるよう調整することが好ましい。

また、第１０発明に係る殺滅菌方法は、第６乃至第９発明のいずれか１つにおいて、前記タンク内の前記収容物の液面よりも下方から蒸気を噴射して加熱することが好ましい。

次に、上記目的を達成するために第１１発明に係る製品製造方法は、タンク内に収容されている収容物として最終製品を仕込んだ後、第６乃至第１０発明のいずれか１つの殺滅菌方法を用いて殺菌又は滅菌を実行することを特徴とする。

第１発明及び第６発明では、ノズルから、タンクの上部と収容物の液面との間の空間、すなわちタンクのヘッドスペースに蒸気を噴射するので、タンクの天面に付着している未殺菌粉末等の未殺菌物をタンクの天面において効果的に殺菌又は滅菌することができ、未殺菌物が混入した液は収容物に混入することがなく、最終製品の品質を高く維持することが可能となる。また、収容物の加熱及びノズルからの蒸気噴射後に、タンク内に滅菌又は除菌された調整水を投入するので、水分含量を調整した後に、ジャケットによる加熱あるいは外部装置でのレトルト殺菌、熱交換機での殺菌等が不要となる。

第２発明及び第７発明では、ノズルから、タンクの天面に向かって蒸気を噴射するようにしてあるので、タンクの天面に付着している未殺菌の液を確実に殺菌又は滅菌することができ、未殺菌物が混入した液が収容物に混入することがなく、最終製品の品質を高く維持することが可能となる。

第３発明及び第８発明では、タンクの上部と収容物の液面との間の空間、すなわちタンクのヘッドスペースの圧力を調整する調整弁を備え、一定の圧力に調整することができるので、タンクの天面に付着した未殺菌物が混入した液を確実に殺菌又は滅菌することができる。

第４発明及び第９発明では、加熱前の収容物の濃度を、指定された濃度よりも高くなるよう調整しているので、調整水を加えた場合であっても、指定濃度に容易に調整することができる。

第５発明及び第１０発明では、タンク内の収容物の液面よりも下方から蒸気を噴射して加熱するので、ジャケットにより加熱する場合に比べて、収容物を均質に加熱することが可能となる。

第１１発明では、タンク内において収容されている収容物として最終製品を仕込んだ後、上述したいずれかの殺滅菌方法を用いて殺菌又は滅菌を実行するので、タンクの天面に付着している未殺菌粉末等の未殺菌物をタンクの天面において効果的に殺菌又は滅菌することができ、未殺菌物が混入した液は収容物に混入することがなく、最終製品の品質を高く維持することが可能となる。また、収容物の加熱及びノズルからの蒸気噴射後に、タンク内に滅菌又は除菌された調整水を投入するので、水分含量を調整した後に、ジャケットによる加熱あるいは外部装置でのレトルト殺菌、熱交換機での殺菌等が不要となる。

本発明によれば、ノズルから、タンクの上部と収容物の液面との間の空間、すなわちタンクのヘッドスペースに蒸気を噴射するので、タンクの天面に付着している未殺菌粉末等の未殺菌物をタンクの天面において効果的に殺菌又は滅菌することができ、未殺菌物が混入した液は収容物に混入することがなく、最終製品の品質を高く維持することが可能となる。また、収容物の加熱及びノズルからの蒸気噴射後に、タンク内に滅菌又は除菌された調整水を投入するので、水分含量を調整した後に、ジャケットによる加熱あるいは外部装置でのレトルト殺菌、熱交換機での殺菌等が不要となる。

従来の殺滅菌装置の回路構成を示す模式図である。従来の殺滅菌装置における未殺菌物混入の原理の説明図である。本発明の実施の形態に係る殺滅菌装置の回路構成を示す模式図である。本発明の実施の形態に係る殺滅菌装置のノズルの形状を示す例示図である。

以下に、本発明を実施の形態を示す図面に基づいて詳細に説明する。図１は、従来の殺滅菌装置の回路構成を示す模式図である。なお、本実施の形態では、収容物としてペースト状あるいはゲル状の食品、肉片や野菜片等が含まれているスラリー状の食品、薬剤等の原料を想定しており、最終製品として食品、薬剤等を製造する。

図１に示すように、従来の殺滅菌装置は、収容物１５としてペースト状あるいはゲル状の食品、肉片や野菜片等が含まれているスラリー状の食品、薬剤等の原料を、タンク１内に収容する。収容物１５の液面１１とタンク１の天面１４との間には空間（以下、ヘッドスペースという。）１２が形成されている。

従来は、加熱により収容物１５を殺菌又は滅菌している。加熱方法は、特に限定されるものではないが、例えばタンク１の外周面に設けてあるジャケット２内に高温の蒸気をスチーム管３２を介して送り込むことで加熱する。この場合、収容物１５を均等に加熱するべく、モータＭ１、Ｍ２を駆動させて収容物１５を撹拌することが好ましい。

また、高温の蒸気は、収容物１５に直接、噴射されても良い。この場合、一又は複数のバルブの開閉を切り替えることにより、スチーム管３２からの高温の蒸気が洗浄管３７へと誘導される。洗浄管３７は、タンク１の下方のノズル（他のノズル）４１に接続されている。これにより、タンク１の下方のノズル（他のノズル）４１からも、高温の蒸気を収容物１５へ噴射することができる。また、洗浄管３７へ誘導された高温の蒸気は、洗浄管３７の内部を殺菌又は滅菌するのに用いられても良い。

殺菌又は滅菌した後、冷却水を冷却水管３３よりジャケット２へ送り込み、収容物１５を冷却する。冷却が完了した場合、排水管３５を介してジャケット２から冷却水を排出する。

この場合、冷却時及び冷却後には、タンク１内へ除菌エアーを送り込むこと等により、タンク１内を常圧以上に維持する必要がある。タンク１内が負圧になった場合、各種配管の継ぎ手等の隙間から外気を吸い込み、外気に含まれる菌がタンク１内へ混入して、殺滅菌した後の収容物１５である最終製品に混入するおそれがある。

そこで、吸気管３４の中途に除菌フィルタ３９を設けており、除菌フィルタ３９を介して外気をタンク１内へ送り込んでいる。

タンク１の壁面は、ＣＩＰ（ＣｌｅａｎｉｎｇＩｎＰｌａｃｅ：定置洗浄）時に洗浄する。この場合、洗浄液管３１から洗浄液を送り込み、ＣＩＰ用のスプレーボール４０からタンク１内へ噴射する。ＣＩＰ用のスプレーボール４０には、水流によりノズル部が回転する回転式スプレーボール、及び洗浄液を噴射する穴の開いた球状の固定式スプレーボールのいずれを用いても良い。

また、洗浄液の代わりに高温の蒸気をＣＩＰ用のスプレーボール４０からタンク１内へ噴射しても良い。この場合、収容物１５の液面１１へ向かって高温の蒸気を噴射することにより、収容物１５の殺菌又は滅菌を促進することができる。なお、噴射する蒸気から錆等の異物を取り除くために、スチームフィルタ３６を介することが望ましい。

しかし、上述した従来の殺滅菌装置では、タンク１の天面１４に付着した未殺菌物が収容物１５に混入することを防ぐことができない。図２は、従来の殺滅菌装置における未殺菌物混入の原理の説明図である。

図２（ａ）に示すように、タンク１の天面１４に未殺菌物２１が付着した場合、洗浄する手段がなかった。この状態で図２（ａ）に示すように、収容物１５を殺菌又は滅菌するために高温の蒸気３０がタンク１内へ噴射される。タンク１の天面１４における温度差により蒸気３０が冷却されると、図２（ｂ）に示すように、蒸気３０が露２２となってタンク１の天面１４に付着し、未殺菌物２１と一体となった状態でタンク１の上部の内壁に沿って流れ落ちる、あるいは天面１４から直接滴下する。これにより収容物１５を効果的に殺菌又は滅菌した場合であっても、菌が最終製品に混入するおそれが残されていた。

そこで、本発明では、タンク１の天面１４も効果的に殺菌又は滅菌することができるよう工夫されている。図３は、本発明の実施の形態に係る殺滅菌装置の回路構成を示す模式図である。

図３に示すように、本実施の形態に係る殺滅菌装置は、収容物１５としてペースト状あるいはゲル状の食品、肉片や野菜片等が含まれているスラリー状の食品、薬剤等の原料を、タンク１内に収容する。収容物１５の液面１１とタンク１の天面１４との間にはヘッドスペース（空間）１２が形成されている。

収容物１５は、従来と同様に、加熱により殺菌又は滅菌される。加熱方法は、特に限定されるものではないが、例えばタンク１の外周面に設けてあるジャケット２内に高温の蒸気をスチーム管３２を介して送り込むことで加熱する。この場合、収容物１５を均等に加熱するべく、モータＭ１、Ｍ２を駆動させて収容物１５を撹拌することが好ましい。

一方、本実施の形態では、洗浄管３７へ誘導された高温の蒸気をタンク１のノズル６１からヘッドスペース１２へも噴射する。これにより、タンク１の天面１４に付着した未殺菌物についても殺菌又は滅菌することができる。

より効果的に殺菌又は滅菌するために、ノズル６１から、タンク１の天面１４に向かって高温の蒸気が噴射されることが好ましい。図４は、本発明の実施の形態に係る殺滅菌装置のノズル６１の形状を示す例示図である。

図４（ａ）は固定式のスプレーボールの例示図である。図４（ａ）に示すように、ノズル６１として、複数の孔部６５が設けてある球形のスプレーボール６６が先端部分に固着されている。これにより、ノズル６１から高温の蒸気が噴射された場合、収容物１５の液面１１側だけでなく、タンク１の天面１４側にも高温の蒸気を噴射することができ、ヘッドスペース１２全体を殺菌又は滅菌することが可能となる。

また、図４（ｂ）は、回転式のスプレーボールの例示図である。図４（ｂ）に示すように、ノズル６１として、曲面に沿って上半分、下半分にスリット６７が設けてある楕円球形のスプレーボール６８が先端部分に回転することが可能に取り付けられている。これにより、ノズル６１から高温の蒸気が噴射された場合、スプレーボール６８が回転し、収容物１５の液面１１側だけでなく、タンク１の天面１４側にも高温の蒸気を噴射することができ、ヘッドスペース１２全体を殺菌又は滅菌することが可能となる。

図３の例では、独立してノズル６１を設けているので、ＣＩＰ時には、ＣＩＰ用のスプレーボール４０が、殺菌（滅菌）時には、ノズル６１が、それぞれ高温の蒸気をタンク１内へ噴射するよう、洗浄管３７に接続されている一又は複数のバルブの開閉を切り替える。

なお、別個にノズル６１を設けることに限定されるものではなく、ＣＩＰ時に用いるＣＩＰ用のスプレーボール４０で兼用しても良い。この場合、高温の蒸気をタンク１内へ噴射することから、回転式のスプレーボールを用いると摺動部の摩耗が著しくなるので、固定式のスプレーボールを用いることが望ましい。

殺菌又は滅菌した後、冷却水を冷却水管３３よりジャケット２へ送り込み、収容物１５を冷却し、冷却が完了した時点で、排水管３５を介してジャケット２から冷却水を排出する点については従来と同様である。

また、タンク１のヘッドスペース１２を高温の蒸気で所定の温度まで加熱することで、蒸気ドレン等が収容物１５に混入する。したがって、最終製品の水分含量が変動する。そのため、殺菌又は滅菌した後、調整水として無菌水を投入することで、最終製品の水分含量は調整しておく必要がある。

図３の例では、調整水投入管５１から、タンク１内へ調整水が投入される。調整水として、除菌フィルタ５２にて除菌された無菌水が、投入口５３から投入される。また、タンク１の投入口５３と除菌フィルタ５２との間にバルブが設けられており、バルブの開閉を調整することにより長時間の蒸気通過に伴う除菌フィルタ５２の高温化、これに伴うフィルタリング能力の低下を防いでいる。

バルブは、開度を少なくとも３段階（全開、半開、全閉）に調整できることが望ましい。調整水は、所定の投入量に達する直前にバルブを全開から半開にすることにより、流量が絞られる。これにより、調整水の供給をストップするタイミングのずれによる計量誤差が少なくなる。

また、タンク１のヘッドスペース１２内の圧力を一定になるよう調整する調整弁６０が備えられていることが好ましい。高温の蒸気により殺滅菌を行うためには、タンク１のヘッドスペース１２内の設定圧力における水の沸点が殺滅菌温度を超えるように圧力を調整しておく必要がある。図３の例では、調整弁６０として、バネ式の圧力調整弁を採用しており、ＣＩＰ時には調整弁６０を全開にすることもできる。また、開度調整型の圧力調整弁を採用することにより、殺滅菌温度に応じて設定圧力を変更しても良い。

なお、調整弁６０の設定圧力よりもタンク１の安全弁の設定圧力は高くしておく必要がある。すなわち、タンク１の耐圧は殺滅菌時の圧力よりも高くなければならない。図３の例では、タンク１内の圧力は圧力計７１にて計測し、表示又は調整することができる。

タンク１内の温度は３か所に設置された温度計で計測する。すなわち、タンク１内の収容物１５の温度を計測する温度計７２、タンク１のヘッドスペース１２の温度を計測する温度計７３、及びタンク１のヘッドスペース１２の殺滅菌時にガス（主に蒸気）が抜けるラインにおけるガスの温度を計測する温度計７４で計測する。これらの測定値に基づいて、収容物１５の温度の表示又は調整、タンク１のヘッドスペース１２の温度の表示等が可能となる。

なお、収容物１５の加熱方法は、収容物１５に直接蒸気を噴射して加熱しても良い。この場合、ジャケット２内にスチーム管３２を介して高温の蒸気を送り込む加熱方法よりも焦げ付きが生じにくく、収容物１５の伝熱係数を度外視することができるので効率が高くなる。

しかし、蒸気が冷却されることにより生じる水分が最終製品にそのまま入るため、仕込みの段階で所定の濃度よりも高濃度に仕込む必要があるとともに、加熱後に加水調整が必要となる。これに対して、例えばタンク１のヘッドスペース１２へ蒸気を噴射して殺滅菌する場合、所定の濃度よりも高濃度に仕込む必要はあるものの、加水調整に必要な水量は少なくて済む。

適切な加水量は、以下の手順で決定する。例えば図３に示すように、タンク１にサンプリングバルブ７６を設け、殺滅菌後に冷却した収容物１５をサンプリングバルブ７６からサンプリングする。サンプリングされた収容物１５について、屈折光度計等の濃度計で最終製品の固形分量を計測し、固形分量に基づいて加水調整するための加水量を決め、水量計７５で計測しながら適切な水量で加水する。

もちろん、加水量の決定手順は、これに限定されるものではなく、例えばタンク１にロードセルを取り付け、タンク１内の収容物１５の重量を計測し、タンク１内に蒸気を噴射する前後の重量差と蒸気を噴射する前の収容物１５の固形分量とから加水量を決定しても良い。

また、上述した実施の形態では、殺滅菌装置として収容物１５を投入した後の処理について記載しているが、タンク１は仕込みタンクとしても使用可能であり、タンク１内で最終製品を仕込んだ後に殺滅菌しても良い。図３の例では、モータＭ１により下部の撹拌装置を回転させて粉体の溶解等を行い、モータＭ２により上部の撹拌装置を回転させて収容物１５全体を均一に混合する。その後、上述した殺滅菌を実行することにより、品質の高い最終製品を製造する製品製造装置として機能する。

以上のように本実施の形態によれば、ノズル６１から、タンク１の上部と収容物１５の液面１１との間の空間、すなわちタンクのヘッドスペース１２に蒸気を噴射するので、タンク１の天面１４に付着している未殺菌粉末等の未殺菌物をタンク１の天面１４において効果的に殺菌又は滅菌することができ、未殺菌物が混入した液は収容物１５に混入することがなく、最終製品の品質を高く維持することが可能となる。また、収容物１５の加熱及びノズル６１からの蒸気噴射後に、タンク１内に滅菌又は除菌された調整水を投入するので、水分含量を調整した後に、ジャケット１による加熱あるいは外部装置でのレトルト殺菌、熱交換機での殺菌等が不要となる。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において上記実施の形態に種々の変更をすることが可能であることは言うまでもない。

また、本発明は、調理食品や調味食品、調味料などを製造する工程に適用することができる。本発明を多品種少量生産に適用することが主流であるのは、タンク１内での加熱による殺滅菌処理が実行しやすいからである。また、仕込みから加熱による殺菌、滅菌及び冷却までを１台のタンク１で実行することが可能な製品製造装置としても良い。

１タンク
２ジャケット
１１液面
１２ヘッドスペース
１４天面
１５収容物
４０スプレーボール（ノズル部）
４１他のノズル
５２除菌フィルタ
５３投入口
６０調整弁
６１ノズル

Claims

内部に収容されている収容物を殺菌又は滅菌するために内部へ蒸気を噴射するノズルを有する、加熱及び保温可能なタンクを備え、
該タンク内に収容されている収容物を殺菌又は滅菌する殺滅菌装置であって、
前記ノズルは、前記タンクの上部と前記収容物の液面との間の空間に対して噴射可能な位置に設けてあり、
滅菌又は除菌された調整水を前記タンク内に投入する投入口を備え、前記収容物の加熱及び前記ノズルからの蒸気噴射後に前記調整水を投入するようにしてあることを特徴とする殺滅菌装置。
前記ノズルから、前記タンクの天面に向かって蒸気を噴射するようにしてあることを特徴とする請求項１に記載の殺滅菌装置。
前記タンクの上部と前記収容物の液面との間の空間の圧力を調整する調整弁を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の殺滅菌装置。
加熱前の前記収容物の濃度は、指定された濃度よりも高くなるよう調整されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の殺滅菌装置。
前記タンク内の前記収容物の液面よりも下方に、蒸気を噴射する他のノズルを備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の殺滅菌装置。
内部に収容されている収容物を殺菌又は滅菌するために内部へ蒸気を噴射するノズルを有する、加熱及び保温可能なタンクを備え、
該タンク内に収容されている収容物を殺菌又は滅菌する殺滅菌方法であって、
前記ノズルから、前記タンクの上部と前記収容物の液面との間の空間に対して蒸気を噴射し、
前記収容物の加熱及び前記ノズルからの蒸気噴射後に、滅菌又は除菌された調整水を前記タンク内に投入することを特徴とする殺滅菌方法。
前記ノズルから、前記タンクの天面に向かって蒸気を噴射することを特徴とする請求項６に記載の殺滅菌方法。
前記タンクの上部と前記収容物の液面との間の空間の圧力が一定になるよう調整することを特徴とする請求項６又は７に記載の殺滅菌方法。
加熱前の前記収容物の濃度を、指定された濃度よりも高くなるよう調整することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載の殺滅菌方法。
前記タンク内の前記収容物の液面よりも下方から蒸気を噴射して加熱することを特徴とする請求項６乃至９のいずれか一項に記載の殺滅菌方法。
タンク内に収容されている収容物として最終製品を仕込んだ後、請求項６乃至１０のいずれか一項に記載の殺滅菌方法を用いて殺菌又は滅菌を実行することを特徴とする製品製造方法。