レトルト殺菌装置およびレトルト殺菌方法
【課題】レトルト釜内を急速かつ一様に加熱して、殺菌対象物を短時間で良好に加熱殺菌できるようにする。
【解決手段】底面４１にスリット４ａを有するトレイ４に殺菌対象物ｒを載せ、その各トレイ４を多段状に積み重ねてレトルト釜１内に導入した後、そのレトルト釜１内を加熱して殺菌対象物ｒを加熱殺菌する装置および方法である。トレイ４のスリット４ａに対応してその直下となる位置に配置されるスプレー管６と、スプレー管６を挟んでその両側に平行に設けられるスチーム管５，５とを備える。そして、スプレー管６からトレイ４のスリット４ａに向けて加熱水を霧状にして噴射しながら、その加熱水に向けてスチーム管５，５から高温高圧の蒸気を噴射する。
【解決手段】底面４１にスリット４ａを有するトレイ４に殺菌対象物ｒを載せ、その各トレイ４を多段状に積み重ねてレトルト釜１内に導入した後、そのレトルト釜１内を加熱して殺菌対象物ｒを加熱殺菌する装置および方法である。トレイ４のスリット４ａに対応してその直下となる位置に配置されるスプレー管６と、スプレー管６を挟んでその両側に平行に設けられるスチーム管５，５とを備える。そして、スプレー管６からトレイ４のスリット４ａに向けて加熱水を霧状にして噴射しながら、その加熱水に向けてスチーム管５，５から高温高圧の蒸気を噴射する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パウチ食品や缶詰などを加熱殺菌する技術に係わり、特にパウチ食品をはじめとする殺菌対象物を短時間で良好に加熱殺菌することのできるレトルト殺菌装置とレトルト殺菌方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パウチ食品などは常温での長期保存を可能とするため、レトルト釜（加圧殺菌釜）内で加熱殺菌処理が施されるが、係る殺菌処理は加熱媒体として蒸気を用いる蒸気加熱式と熱水を用いる熱水加熱式とに大別される。
【０００３】
しかし、蒸気加熱式では、急速加熱に必要な高温高圧の膨大な蒸気をレトルト釜内に導入するため、レトルト釜内の空気が急激に膨張して内圧が過剰に高くなる。従って、レトルト釜内の圧力を低下させるべく大量の排気を行うが、このとき蒸気も一緒に排出されてしまうので、多くの蒸気がレトルト釜内の加熱に使用されずに浪費されてしまうという問題がある。
【０００４】
一方、熱水加熱式には、レトルト釜内を熱水で満たす場合と、殺菌対象物に対して熱水を浴びせ掛ける場合とがあるが、前者の場合は殺菌対象物が熱水中に浮遊せぬように、これをトレイに固定する作業が必要となり、後者の場合には殺菌対象物が多段状に積み重ねられるトレイに載せられるため、熱水がトレイ積層体の内側領域まで良好に行き渡らず、均一な殺菌処理が行なえないという問題がある。
【０００５】
又、いずれの場合も大量の水を加熱するので装置全体の大型化を招き、しかも熱水の生成に始まってレトルト釜内を所定温度に上昇させるまで多くの時間を費やすという問題がある。
【０００６】
そこで、本件出願人は殺菌対象物に向けて高温高圧の蒸気を噴射しながら、その蒸気に沿って熱水を噴射するようにした装置および方法を想起した。その具体的態様は、底面にスリットが形成されるトレイに対応し、レトルト釜の底部に熱水噴射用配管と蒸気噴射用配管とを２つ並列に設け、その両配管からトレイのスリットに向けて蒸気と熱水を同時に噴き上げるというものである（例えば、特許文献１）。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１８４６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示される装置および方法によれば、蒸気噴射用配管から噴出された高温高圧の蒸気が圧力開放によりレトルト釜内で急激に膨張し、これによって熱水が曲げられてその直進性が失われるために、トレイのスリットに向けて噴射したはずの熱水および蒸気が逸れ、これが最下段のトレイ底面を直撃するという事象を発生する。この結果、蒸気および熱水の多くがスリットを通過せずしてレトルト釜内の底部に滞留してしまうため、レトルト釜内を急速かつ一様に加熱できないという問題があった。因みに、当該従来方式では、レトルト釜内を所定温度（例えば、１２０℃）まで上昇させるに要する時間（カムアップタイム）は約１２分であった。
【０００９】
本発明は以上のような事情に鑑みて成されたものであり、その目的はレトルト釜内を急速かつ一様に加熱して、殺菌対象物を短時間で良好に加熱殺菌できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記課題を達成するため、
底面にスリットを有するトレイに殺菌対象物を載せ、その各トレイを多段状に積み重ねてレトルト釜内に導入した後、そのレトルト釜内を加熱して前記殺菌対象物を加熱殺菌するレトルト殺菌装置において、
前記レトルト釜の底部から前記トレイのスリットに向けて加熱水を霧状にして噴射するスプレー管と、そのスプレー管より噴射される加熱水に向けて高温高圧の蒸気を噴射するスチーム管とを有し、
前記スプレー管は前記トレイのスリットに対応してその直下となる位置に配置され、前記スチーム管は前記スプレー管を挟んでその両側に平行に設けられていることを特徴とするレトルト殺菌装置を提供する。
【００１１】
加えて、前記トレイと前記スプレー管との間に、前記スプレー管から噴射された加熱水を通す先細りの第１案内路が設けられると共に、その第１案内路の両側に前記スチーム管から噴射された蒸気を通す第２案内路が設けられていることを特徴とするレトルト殺菌装置を提供する。
【００１２】
又、底面にスリットを有するトレイに殺菌対象物を載せ、その各トレイを多段状に積み重ねてレトルト釜内に導入した後、そのレトルト釜内を加熱して前記殺菌対象物を加熱殺菌するレトルト殺菌方法において、
前記レトルト釜の底部から前記トレイのスリットに向けて該スリットの直下に位置するスプレー管から加熱水を霧状にして噴射しながら、その加熱水に向けて前記スプレー管を挟んでその両側に平行に設けられるスチーム管から高温高圧の蒸気を噴射することを特徴とするレトルト殺菌方法を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、レトルト釜の底部からトレイのスリットに向けてスプレー管より加熱水を霧状にして噴射しながら、その加熱水に向けてスプレー管の両側に平行に設けられるスチーム管より高温高圧の蒸気を噴射する構成としていることから、スプレー管より噴射される加熱水が蒸気圧によって曲げられることを防止できる。このため、加熱水の直進性を保ったまま、これをトレイのスリットに確実に通すことができる。
【００１４】
又、スチーム管より噴射された蒸気が加熱水により凝縮されるので多量の蒸気を導入してもレトルト釜内の圧力上昇を抑制でき、しかも加熱水は蒸気の凝縮熱により急速に加熱され、これがスリットを通過し、上段のトレイから抜け出して下方に回り込むようになるので、レトルト釜内を所定温度まで急速加熱することができる。特に、スリットを通過する加熱水の速度エネルギーにより、その周辺の圧力が低下してトレイの内側領域に霧状の加熱水と蒸気とを含む熱気が引き込まれるようになるので、レトルト釜内全域を急速かつ一様に加熱してトレイに載せられた殺菌対象物を短時間で良好に殺菌することができる。
【００１５】
加えて、トレイとスプレー管との間に、スプレー管から噴射された加熱水を通す先細りの第１案内路が設けられることから、その第１案内路により加熱水を増速してトレイの内側領域に熱気が引き込まれるエゼクタ効果を上げることができ、しかも第１案内路の両側にスチーム管から噴射された蒸気を通す第２案内路が設けられることから、蒸気の膨張拡散を抑制してこれを加熱水に対し良好に接触混合させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて本発明を詳しく説明する。図１は本発明に係るレトルト殺菌装置の構成例を示す。図１において、１は耐圧性を有するレトルト釜（加圧殺菌釜）であり、その一端は閉鎖され、他の一端は図示せぬ圧力蓋により開閉可能とされている。尚、本例において、レトルト釜１は横長の円筒形であるが、図１にはその長さ方向に直交する断面を示している。
【００１７】
図１示されるように、レトルト釜１内の底部には一点鎖線で示される車輪付の揺動台Ｄが設けられており、その揺動台Ｄ上にはレトルト釜１の長さ方向に沿って左右一対のガイドレール２，２が敷設されており、そのガイドレール２，２に沿ってレトルト釜１内に台車３が導入可能とされている。台車３は、レトルト釜１の内部にトレイ４を搬入するためのもので、トレイ４を支持する枠状の基台３ａに車輪３ｂを取り付けて構成され、その基台３ａ上にトレイ４が多段状にして積み重ねられるようになっている。
【００１８】
トレイ４は、殺菌処理すべき殺菌対象物を載せ置くものであり、その底面にはハの字形のスリット４ａが形成され、その各スリット４ａ，・・が上下方向に連通される。そして、そのスリット４ａにレトルト釜１内を加熱すべき流体（加熱媒体）が通され、その加熱媒体によりレトルト釜１内が所定温度まで加熱され、これによりレトルト釜１内に収容した殺菌対象物の加熱殺菌が行われる。尚、図１の矢印は加熱媒体の流れを示している。
【００１９】
５は加熱媒体として高温高圧の蒸気（飽和蒸気あるいは過熱蒸気）をレトルト釜１内に噴射するスチーム管、６は加熱冷却用水（レトルト釜１内の加熱に使用する加熱水および冷却に用いる冷却水）をレトルト釜１の底部からその上方に積層状態に配されるトレイ４のスリット４ａに向けて霧状に噴射するスプレー管であり、スチーム管５より噴射された蒸気はスプレー管６より噴射された加熱水に接触混合して凝縮され、その加熱水は蒸気の凝縮熱により加熱される。
【００２０】
特に、トレイ４とスチーム管５およびスプレー管６との間には、台車３の移動を阻害せぬようにして後述するエゼクタ７が設けられ、そのエゼクタ７内を通じてスチーム管５より噴射された蒸気とスプレー管６より噴射された加熱水とがスリット４ａに導入される構成となっている。
【００２１】
図１に示されるように、スチーム管５はレトルト釜１の長さ方向に沿ってスプレー管６を挟んでその左右両側に２つ平行に設けられ、その各一端が蒸気発生部（ボイラ８）に蒸気供給管９を介して接続されている。尚、Ｖ１は蒸気供給管９に介在させたバルブ（電磁弁などの制御弁）であり、その開度を調節することにより、スチーム管５に供給される蒸気流量を制御することができる。
【００２２】
一方、スプレー管６は、スリット４ａの直下となる位置でスチーム管５，５の中間に設けられる。又、スプレー管６は、本管１０を介してレトルト釜１の外部に設けられる循環ポンプ１１に接続され、その循環ポンプ１１に給水源１２より延びる給水管１３が接続されている。給水管１３には、給水ポンプ１４とバルブＶ２（電磁弁などの制御弁）が介在され、バルブＶ２と循環ポンプ１１との間には、給水管１３とレトルト釜１の内底部とを連通するバイパス管１５が設けられている。そして、循環ポンプ１１、本管１０、バイパス管１５、ならびに給水管１３の一部は、レトルト釜１の底部に貯まった水（加熱水およびドレン）を循環する循環経路を形成する。
【００２３】
尚、図１において、１６はレトルト釜１の底部に接続する排水管であり、この排水管１６にはバルブＶ３が介在される。又、１７は円弧状を成す一対のガイド板１７ａ，１７ａにより構成されるデフレクタであり、このデフレクタ１７は、スリット４ａより抜け出した加熱媒体（蒸気と加熱水との混合物）を下方に転向させるべくレトルト釜１の上部に配置されている。特に、上記スチーム管５、スプレー管６、ならびにエゼクタ７は揺動台Ｄに固定され、その揺動台Ｄは図２に示すようレトルト釜１の内周面に沿って左右に揺動可能とされている。
【００２４】
図３は揺動台Ｄを揺動させるための揺動機構を示す。図３において、Ｃ１はレトルト釜１の一端中心部を気密的に貫通する中空状の主軸（クランクジャーナル）であり、その一端にはレトルト釜１の内部にてクランクアームＣ２が固着され、そのクランクアームＣ２の先端が連結軸Ｃ３（クランクピン）を介して揺動台Ｄに連結されている。主軸Ｃ１は回転軸としてレトルト釜１に回転自在に取り付けられており、レトルト釜１の外部に突出する一端には、ギヤＧ１，Ｇ２を介して駆動モータＭが連結されている。そして、駆動モータＭを正逆に駆動することにより、主軸Ｃ１を含むクランク軸を介して揺動台Ｄを揺動させ得るようになっている。これによれば、揺動台Ｄ上に積層されるトレイ４を同調して揺動させ、その各トレイ４内に置かれる殺菌対象物（例えばパウチ食品）を揺らしてその内容物を均一に加熱殺菌することができるが、駆動モータＭに代えて流体圧シリンダにより主軸Ｃ１を所定の揺動角で揺動させることもできる。尚、主軸Ｃ１の内部には、スチーム管５に連通する蒸気供給管９、ならびにスプレー管６に連通する本管１０が通されるが、主軸Ｃ１の内周面と蒸気供給管９および本管１０の外周面との間にはシール部材Ｓが設けられ、これによってレトルト釜１の気密性が確保されている。
【００２５】
又、図３から明らかなように、蒸気供給管９と本管１０は、それぞれ主軸Ｃ１内に通される管部材９ａ，１０ａの各一端に、ロータリジョイント９ｂ，１０ｂを介して管部材９ｃ，１０ｃを連結した構成とされ、揺動台Ｄの揺動時において管部材９ｃ，１０ｃが主軸Ｃ１の軸線上に位置するロータリジョイント９ｂ，１０ｂを中心に揺動するようになっている。
【００２６】
次に、トレイの構造について言及する。図４はトレイを示した斜視図、図５は同トレイの平面図であり、図６には図５のＸ−Ｘ線における部分拡大断面を示す。これらの図で明らかなように、トレイ４は矩形状を成す底面４１の端縁に枠状の周壁４２を直角に突設せしめた形態で、その各角部には上段のトレイを支持するための受座４３が固着され、底面４１と周壁４２には円形状を成す複数の通気孔４ｂが穿設されている。又、トレイ４の底面４１には上記の如く加熱媒体を通すためのスリット４ａが形成されている。
【００２７】
図４に示されるように、係るスリット４ａは、底面４１の一部を左右一対の側板４４，４４として上方にハの字形に折り曲げることにより形成される先細りの形態とされる。このため、スリット４ａを通過する加熱媒体は増速し、その近傍が減圧状態となるので、レトルト１釜内の雰囲気が減圧箇所すなわち積層状態にあるトレイ４の内側領域に向かうようになる。この結果、トレイ４に載せられる殺菌対象物がより効果的に加熱されるようになる。尚、図４において、ｒはパウチ食品などの殺菌対象物を示すが、スリット４ａを形成する両側板４４，４４は、トレイ４に載せられる殺菌対象物ｒの配置領域を区画する仕切板としても機能する。又、スリット４ａの長さ方向は、上記スチーム管５およびスプレー管６の軸方向に合致する。
【００２８】
次に、図７はスチーム管とスプレー管を上方からみた状態を示す。この図で明らかなように、スチーム管５にはその長さ方向に沿って蒸気を噴出するための噴口５１が所定の間隔で穿設されている。特に、噴口５１はスチーム管５の頂上部よりも内側（スプレー管６側）に偏った位置に穿設され、その各噴口５１より噴射された蒸気がスプレー管６から噴射される加熱水と交差するようになっている。
【００２９】
一方、スプレー管６の頂上部にはその長さ方向に沿ってノズル６１が所定の間隔で取り付けられ、その各ノズル６１から加熱水が霧状にして真上に噴き上げられ、その加熱水が上記エゼクタ７を通じてトレイ４のスリット４ａに導入するようになっている。
【００３０】
図８はエゼクタの部分を示した拡大図である。この図で明らかなように、エゼクタ７は左右一対の内板７１と、その内板７１を挟んで対向する左右一対の外板７２とにより構成される。その内板７１および外板７２はスプレー管６の軸方向に沿って延びる湾曲板であり、それらは図示せぬリブにより部分的に連結されて一体構造のエゼクタ７を構成する。特に、一対の内板７１，７１は、トレイ４とスプレー管６との間においてスプレー管６から噴射された加熱水を通す第１案内路７ａを形成する。又、その第１案内路７ａの両側において、外板７２，７２は内板７１，７１との間にスチーム管５から噴射された蒸気を通す第２案内路７ｂを形成する。尚、係るエゼクタ７はトレイ４のスリット４ａに対応して上記揺動台Ｄに固設されるが、これを台車３の底部に固設するようにしてもよい。
【００３１】
ここで、以上の構成されるレトルト殺菌装置を用いて殺菌対象物を殺菌処理する方法を説明する。先ず、トレイ４に殺菌対象物ｒを載せ、そのトレイ４を台車３上に多段状にして積み重ねる。そして、そのトレイ４を台車３ごとレトルト釜１の一端開口部よりその内部に導入して揺動台Ｄ上に固定する。その後、レトルト釜１の一端開口部を閉じ、図１に示したバルブＶ２を開放しながら給水ポンプ１４を起動し、給水源１２から給水管１３およびバイパス管１５を通じてレトルト釜１の底部に加熱水（常温水）を供給する。
【００３２】
尚、レトルト釜１内への加熱水の供給は、スチーム管５やスプレー管６が水没しない程度とし、その供給が完了したら、バルブＶ２を閉じて給水ポンプ１４を停止しながら循環ポンプ１１を起動する。すると、未だ低温（常温状態）の加熱水がバイパス管１５を通じてレトルト釜１から抜き出され、これが循環ポンプ１１から本管１０を通じてスプレー管６に供給され、そのスプレー管６（詳しくはスプレー管６に取り付けたノズル６１）から霧状にして噴射される。
【００３３】
又、これと同時に揺動台Ｄを揺動させながら、バルブＶ１を開放してボイラ８から蒸気供給管９を通じてスチーム管５，５に蒸気（例えば、１５０℃／０．５ＭＰａ）を供給し、その蒸気をスプレー管６より噴射される加熱水に向けてスチーム管５，５から噴射する。
【００３４】
ここに、スチーム管５，５から噴射された蒸気は、エゼクタ７内（第２案内路７ｂ）に流入して圧力開放による膨張を抑制されながら、スリット４ａの入口付近に開通する第２案内路７ｂの出口部分で加熱水に接触して凝縮されるのであり、このため蒸気の導入によるレトルト釜１内の圧力上昇は抑制される。
【００３５】
一方、スプレー管６から噴射された加熱水は、蒸気の凝縮熱により加熱されるので、噴射初期において常温の加熱水も噴射開始直後に高温（１２０〜１３０℃程度）となり、これがエゼクタ７（第１案内路７ａ）内を通じてトレイ４のスリット４ａに導入するようになる。特に、加熱水にはその両側から蒸気圧が均等に作用するため、スプレー管６からスリット４ａに向かって真直ぐ噴き上げられた加熱水は、蒸気により曲げられることなく直進性を保ってスリット４ａを通過する。又、加熱水はエゼクタ７の第１案内路７ａにより増速され、更に各トレイ４，・・のスリット４ａにより増速される。
【００３６】
そして、最上段のトレイ４から抜け出した蒸気および加熱水は、デフレクタ１７により下方に転向され、このうち液体成分はレトルト釜１の底部に溜まり、これが加熱水としてスプレー管６から噴射されることが繰り返される。このような加熱水の循環によりレトルト釜１内は急速に加熱され、その内部雰囲気が高温の熱気と化し、これが加熱水の流れに沿ってレトルト釜１内で回流し、しかもスリット４ａ内を高速で流れる加熱水によりレトルト釜１内の熱気がトレイ４の内側領域に引き込まれるようになるので、レトルト釜１内の全域が一様に加熱される。このため、トレイ４に載せられた殺菌対象物ｒをその配置位置に関係なく短時間で一様に加熱殺菌することができる。特に、揺動台Ｄの揺動により、スチーム管５、スプレー管６、ならびにトレイ４を同調して揺動させることから、殺菌対象物がカレールーなどを内容物とするパウチ食品であっても、その内容物を均一、良好に加熱殺菌することができる。
【００３７】
ここで、特許文献１に開示される従来方式において、カムアップタイム（目標温度１２０℃）が約１２分であったところ、本発明ではカムアップタイム（目標温度１２０℃）を約３分に短縮することができた。
【００３８】
尚、以上のような加熱殺菌処理中において、レトルト釜１内は一定の圧力（０．２〜０．３ＭＰａ程度）に維持されるが、レトルト釜１内が所定の目標温度に達した場合には、レトルト釜１に導入する蒸気量を制御してレトルト釜１内を目標温度に一定時間維持する。
【００３９】
又、加熱殺菌処理が完了したら、揺動台Ｄを揺動させたまま、バルブＶ１を閉じて蒸気の供給を停止する一方、バルブＶ３を開放してレトルト釜１の底部から加熱水を排出しながら、循環ポンプ１１を起動したままバルブＶ２を開放して給水ポンプ１４を起動する。これにより、給水源１２からレトルト釜１内に冷却水（常温水）を供給し、その冷却水をスプレー管６よりトレイ４のスリット４ａに向けて霧状に噴射するのであり、これを一定時間続けることでレトルト釜１内を外気温程度まで冷却して殺菌対象物ｒを取り出すことが可能とされる。
【００４０】
以上、本発明について説明したが、係る装置および方法は図４のようなトレイ４に限らず、例えば図９のようにスリット４ａが二列平行に形成されるトレイ４にも適用することができる。尚、図９のようなトレイ４に対しては、図１０のように二列のスリット４ａ，４ａに対応して、それぞれその直下となる位置にスプレー管６が配置されると共に、それらスプレー管６の両側にそれぞれスチーム管５，５が２つ平行に配置される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係るレトルト殺菌装置を示す正面概略図
【図２】レトルト釜内で揺動台上のトレイを揺動させる状態を示す説明図
【図３】揺動台の揺動機構を示す部分断面図
【図４】トレイの構造を示す斜視図
【図５】同トレイの平面図
【図６】図３のＸ−Ｘ線に沿う部分拡大断面図
【図７】スプレー管とスチーム管の配列パターンを示す平面図
【図８】スリットに加熱水と蒸気が導入する状態を示した説明図
【図９】トレイの変更例を示す斜視図
【図１０】図７のトレイに対応するスプレー管とスチーム管の配列パターンを示す説明図
【符号の説明】
【００４２】
１ レトルト釜
４ トレイ
４ａ スリット
５ スチーム管
６ スプレー管
７ エゼクタ
７ａ 第１案内路
７ｂ 第２案内路
８ ボイラ
１２ 給水源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パウチ食品や缶詰などを加熱殺菌する技術に係わり、特にパウチ食品をはじめとする殺菌対象物を短時間で良好に加熱殺菌することのできるレトルト殺菌装置とレトルト殺菌方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パウチ食品などは常温での長期保存を可能とするため、レトルト釜（加圧殺菌釜）内で加熱殺菌処理が施されるが、係る殺菌処理は加熱媒体として蒸気を用いる蒸気加熱式と熱水を用いる熱水加熱式とに大別される。
【０００３】
しかし、蒸気加熱式では、急速加熱に必要な高温高圧の膨大な蒸気をレトルト釜内に導入するため、レトルト釜内の空気が急激に膨張して内圧が過剰に高くなる。従って、レトルト釜内の圧力を低下させるべく大量の排気を行うが、このとき蒸気も一緒に排出されてしまうので、多くの蒸気がレトルト釜内の加熱に使用されずに浪費されてしまうという問題がある。
【０００４】
一方、熱水加熱式には、レトルト釜内を熱水で満たす場合と、殺菌対象物に対して熱水を浴びせ掛ける場合とがあるが、前者の場合は殺菌対象物が熱水中に浮遊せぬように、これをトレイに固定する作業が必要となり、後者の場合には殺菌対象物が多段状に積み重ねられるトレイに載せられるため、熱水がトレイ積層体の内側領域まで良好に行き渡らず、均一な殺菌処理が行なえないという問題がある。
【０００５】
又、いずれの場合も大量の水を加熱するので装置全体の大型化を招き、しかも熱水の生成に始まってレトルト釜内を所定温度に上昇させるまで多くの時間を費やすという問題がある。
【０００６】
そこで、本件出願人は殺菌対象物に向けて高温高圧の蒸気を噴射しながら、その蒸気に沿って熱水を噴射するようにした装置および方法を想起した。その具体的態様は、底面にスリットが形成されるトレイに対応し、レトルト釜の底部に熱水噴射用配管と蒸気噴射用配管とを２つ並列に設け、その両配管からトレイのスリットに向けて蒸気と熱水を同時に噴き上げるというものである（例えば、特許文献１）。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１８４６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示される装置および方法によれば、蒸気噴射用配管から噴出された高温高圧の蒸気が圧力開放によりレトルト釜内で急激に膨張し、これによって熱水が曲げられてその直進性が失われるために、トレイのスリットに向けて噴射したはずの熱水および蒸気が逸れ、これが最下段のトレイ底面を直撃するという事象を発生する。この結果、蒸気および熱水の多くがスリットを通過せずしてレトルト釜内の底部に滞留してしまうため、レトルト釜内を急速かつ一様に加熱できないという問題があった。因みに、当該従来方式では、レトルト釜内を所定温度（例えば、１２０℃）まで上昇させるに要する時間（カムアップタイム）は約１２分であった。
【０００９】
本発明は以上のような事情に鑑みて成されたものであり、その目的はレトルト釜内を急速かつ一様に加熱して、殺菌対象物を短時間で良好に加熱殺菌できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記課題を達成するため、
底面にスリットを有するトレイに殺菌対象物を載せ、その各トレイを多段状に積み重ねてレトルト釜内に導入した後、そのレトルト釜内を加熱して前記殺菌対象物を加熱殺菌するレトルト殺菌装置において、
前記レトルト釜の底部から前記トレイのスリットに向けて加熱水を霧状にして噴射するスプレー管と、そのスプレー管より噴射される加熱水に向けて高温高圧の蒸気を噴射するスチーム管とを有し、
前記スプレー管は前記トレイのスリットに対応してその直下となる位置に配置され、前記スチーム管は前記スプレー管を挟んでその両側に平行に設けられていることを特徴とするレトルト殺菌装置を提供する。
【００１１】
加えて、前記トレイと前記スプレー管との間に、前記スプレー管から噴射された加熱水を通す先細りの第１案内路が設けられると共に、その第１案内路の両側に前記スチーム管から噴射された蒸気を通す第２案内路が設けられていることを特徴とするレトルト殺菌装置を提供する。
【００１２】
又、底面にスリットを有するトレイに殺菌対象物を載せ、その各トレイを多段状に積み重ねてレトルト釜内に導入した後、そのレトルト釜内を加熱して前記殺菌対象物を加熱殺菌するレトルト殺菌方法において、
前記レトルト釜の底部から前記トレイのスリットに向けて該スリットの直下に位置するスプレー管から加熱水を霧状にして噴射しながら、その加熱水に向けて前記スプレー管を挟んでその両側に平行に設けられるスチーム管から高温高圧の蒸気を噴射することを特徴とするレトルト殺菌方法を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、レトルト釜の底部からトレイのスリットに向けてスプレー管より加熱水を霧状にして噴射しながら、その加熱水に向けてスプレー管の両側に平行に設けられるスチーム管より高温高圧の蒸気を噴射する構成としていることから、スプレー管より噴射される加熱水が蒸気圧によって曲げられることを防止できる。このため、加熱水の直進性を保ったまま、これをトレイのスリットに確実に通すことができる。
【００１４】
又、スチーム管より噴射された蒸気が加熱水により凝縮されるので多量の蒸気を導入してもレトルト釜内の圧力上昇を抑制でき、しかも加熱水は蒸気の凝縮熱により急速に加熱され、これがスリットを通過し、上段のトレイから抜け出して下方に回り込むようになるので、レトルト釜内を所定温度まで急速加熱することができる。特に、スリットを通過する加熱水の速度エネルギーにより、その周辺の圧力が低下してトレイの内側領域に霧状の加熱水と蒸気とを含む熱気が引き込まれるようになるので、レトルト釜内全域を急速かつ一様に加熱してトレイに載せられた殺菌対象物を短時間で良好に殺菌することができる。
【００１５】
加えて、トレイとスプレー管との間に、スプレー管から噴射された加熱水を通す先細りの第１案内路が設けられることから、その第１案内路により加熱水を増速してトレイの内側領域に熱気が引き込まれるエゼクタ効果を上げることができ、しかも第１案内路の両側にスチーム管から噴射された蒸気を通す第２案内路が設けられることから、蒸気の膨張拡散を抑制してこれを加熱水に対し良好に接触混合させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて本発明を詳しく説明する。図１は本発明に係るレトルト殺菌装置の構成例を示す。図１において、１は耐圧性を有するレトルト釜（加圧殺菌釜）であり、その一端は閉鎖され、他の一端は図示せぬ圧力蓋により開閉可能とされている。尚、本例において、レトルト釜１は横長の円筒形であるが、図１にはその長さ方向に直交する断面を示している。
【００１７】
図１示されるように、レトルト釜１内の底部には一点鎖線で示される車輪付の揺動台Ｄが設けられており、その揺動台Ｄ上にはレトルト釜１の長さ方向に沿って左右一対のガイドレール２，２が敷設されており、そのガイドレール２，２に沿ってレトルト釜１内に台車３が導入可能とされている。台車３は、レトルト釜１の内部にトレイ４を搬入するためのもので、トレイ４を支持する枠状の基台３ａに車輪３ｂを取り付けて構成され、その基台３ａ上にトレイ４が多段状にして積み重ねられるようになっている。
【００１８】
トレイ４は、殺菌処理すべき殺菌対象物を載せ置くものであり、その底面にはハの字形のスリット４ａが形成され、その各スリット４ａ，・・が上下方向に連通される。そして、そのスリット４ａにレトルト釜１内を加熱すべき流体（加熱媒体）が通され、その加熱媒体によりレトルト釜１内が所定温度まで加熱され、これによりレトルト釜１内に収容した殺菌対象物の加熱殺菌が行われる。尚、図１の矢印は加熱媒体の流れを示している。
【００１９】
５は加熱媒体として高温高圧の蒸気（飽和蒸気あるいは過熱蒸気）をレトルト釜１内に噴射するスチーム管、６は加熱冷却用水（レトルト釜１内の加熱に使用する加熱水および冷却に用いる冷却水）をレトルト釜１の底部からその上方に積層状態に配されるトレイ４のスリット４ａに向けて霧状に噴射するスプレー管であり、スチーム管５より噴射された蒸気はスプレー管６より噴射された加熱水に接触混合して凝縮され、その加熱水は蒸気の凝縮熱により加熱される。
【００２０】
特に、トレイ４とスチーム管５およびスプレー管６との間には、台車３の移動を阻害せぬようにして後述するエゼクタ７が設けられ、そのエゼクタ７内を通じてスチーム管５より噴射された蒸気とスプレー管６より噴射された加熱水とがスリット４ａに導入される構成となっている。
【００２１】
図１に示されるように、スチーム管５はレトルト釜１の長さ方向に沿ってスプレー管６を挟んでその左右両側に２つ平行に設けられ、その各一端が蒸気発生部（ボイラ８）に蒸気供給管９を介して接続されている。尚、Ｖ１は蒸気供給管９に介在させたバルブ（電磁弁などの制御弁）であり、その開度を調節することにより、スチーム管５に供給される蒸気流量を制御することができる。
【００２２】
一方、スプレー管６は、スリット４ａの直下となる位置でスチーム管５，５の中間に設けられる。又、スプレー管６は、本管１０を介してレトルト釜１の外部に設けられる循環ポンプ１１に接続され、その循環ポンプ１１に給水源１２より延びる給水管１３が接続されている。給水管１３には、給水ポンプ１４とバルブＶ２（電磁弁などの制御弁）が介在され、バルブＶ２と循環ポンプ１１との間には、給水管１３とレトルト釜１の内底部とを連通するバイパス管１５が設けられている。そして、循環ポンプ１１、本管１０、バイパス管１５、ならびに給水管１３の一部は、レトルト釜１の底部に貯まった水（加熱水およびドレン）を循環する循環経路を形成する。
【００２３】
尚、図１において、１６はレトルト釜１の底部に接続する排水管であり、この排水管１６にはバルブＶ３が介在される。又、１７は円弧状を成す一対のガイド板１７ａ，１７ａにより構成されるデフレクタであり、このデフレクタ１７は、スリット４ａより抜け出した加熱媒体（蒸気と加熱水との混合物）を下方に転向させるべくレトルト釜１の上部に配置されている。特に、上記スチーム管５、スプレー管６、ならびにエゼクタ７は揺動台Ｄに固定され、その揺動台Ｄは図２に示すようレトルト釜１の内周面に沿って左右に揺動可能とされている。
【００２４】
図３は揺動台Ｄを揺動させるための揺動機構を示す。図３において、Ｃ１はレトルト釜１の一端中心部を気密的に貫通する中空状の主軸（クランクジャーナル）であり、その一端にはレトルト釜１の内部にてクランクアームＣ２が固着され、そのクランクアームＣ２の先端が連結軸Ｃ３（クランクピン）を介して揺動台Ｄに連結されている。主軸Ｃ１は回転軸としてレトルト釜１に回転自在に取り付けられており、レトルト釜１の外部に突出する一端には、ギヤＧ１，Ｇ２を介して駆動モータＭが連結されている。そして、駆動モータＭを正逆に駆動することにより、主軸Ｃ１を含むクランク軸を介して揺動台Ｄを揺動させ得るようになっている。これによれば、揺動台Ｄ上に積層されるトレイ４を同調して揺動させ、その各トレイ４内に置かれる殺菌対象物（例えばパウチ食品）を揺らしてその内容物を均一に加熱殺菌することができるが、駆動モータＭに代えて流体圧シリンダにより主軸Ｃ１を所定の揺動角で揺動させることもできる。尚、主軸Ｃ１の内部には、スチーム管５に連通する蒸気供給管９、ならびにスプレー管６に連通する本管１０が通されるが、主軸Ｃ１の内周面と蒸気供給管９および本管１０の外周面との間にはシール部材Ｓが設けられ、これによってレトルト釜１の気密性が確保されている。
【００２５】
又、図３から明らかなように、蒸気供給管９と本管１０は、それぞれ主軸Ｃ１内に通される管部材９ａ，１０ａの各一端に、ロータリジョイント９ｂ，１０ｂを介して管部材９ｃ，１０ｃを連結した構成とされ、揺動台Ｄの揺動時において管部材９ｃ，１０ｃが主軸Ｃ１の軸線上に位置するロータリジョイント９ｂ，１０ｂを中心に揺動するようになっている。
【００２６】
次に、トレイの構造について言及する。図４はトレイを示した斜視図、図５は同トレイの平面図であり、図６には図５のＸ−Ｘ線における部分拡大断面を示す。これらの図で明らかなように、トレイ４は矩形状を成す底面４１の端縁に枠状の周壁４２を直角に突設せしめた形態で、その各角部には上段のトレイを支持するための受座４３が固着され、底面４１と周壁４２には円形状を成す複数の通気孔４ｂが穿設されている。又、トレイ４の底面４１には上記の如く加熱媒体を通すためのスリット４ａが形成されている。
【００２７】
図４に示されるように、係るスリット４ａは、底面４１の一部を左右一対の側板４４，４４として上方にハの字形に折り曲げることにより形成される先細りの形態とされる。このため、スリット４ａを通過する加熱媒体は増速し、その近傍が減圧状態となるので、レトルト１釜内の雰囲気が減圧箇所すなわち積層状態にあるトレイ４の内側領域に向かうようになる。この結果、トレイ４に載せられる殺菌対象物がより効果的に加熱されるようになる。尚、図４において、ｒはパウチ食品などの殺菌対象物を示すが、スリット４ａを形成する両側板４４，４４は、トレイ４に載せられる殺菌対象物ｒの配置領域を区画する仕切板としても機能する。又、スリット４ａの長さ方向は、上記スチーム管５およびスプレー管６の軸方向に合致する。
【００２８】
次に、図７はスチーム管とスプレー管を上方からみた状態を示す。この図で明らかなように、スチーム管５にはその長さ方向に沿って蒸気を噴出するための噴口５１が所定の間隔で穿設されている。特に、噴口５１はスチーム管５の頂上部よりも内側（スプレー管６側）に偏った位置に穿設され、その各噴口５１より噴射された蒸気がスプレー管６から噴射される加熱水と交差するようになっている。
【００２９】
一方、スプレー管６の頂上部にはその長さ方向に沿ってノズル６１が所定の間隔で取り付けられ、その各ノズル６１から加熱水が霧状にして真上に噴き上げられ、その加熱水が上記エゼクタ７を通じてトレイ４のスリット４ａに導入するようになっている。
【００３０】
図８はエゼクタの部分を示した拡大図である。この図で明らかなように、エゼクタ７は左右一対の内板７１と、その内板７１を挟んで対向する左右一対の外板７２とにより構成される。その内板７１および外板７２はスプレー管６の軸方向に沿って延びる湾曲板であり、それらは図示せぬリブにより部分的に連結されて一体構造のエゼクタ７を構成する。特に、一対の内板７１，７１は、トレイ４とスプレー管６との間においてスプレー管６から噴射された加熱水を通す第１案内路７ａを形成する。又、その第１案内路７ａの両側において、外板７２，７２は内板７１，７１との間にスチーム管５から噴射された蒸気を通す第２案内路７ｂを形成する。尚、係るエゼクタ７はトレイ４のスリット４ａに対応して上記揺動台Ｄに固設されるが、これを台車３の底部に固設するようにしてもよい。
【００３１】
ここで、以上の構成されるレトルト殺菌装置を用いて殺菌対象物を殺菌処理する方法を説明する。先ず、トレイ４に殺菌対象物ｒを載せ、そのトレイ４を台車３上に多段状にして積み重ねる。そして、そのトレイ４を台車３ごとレトルト釜１の一端開口部よりその内部に導入して揺動台Ｄ上に固定する。その後、レトルト釜１の一端開口部を閉じ、図１に示したバルブＶ２を開放しながら給水ポンプ１４を起動し、給水源１２から給水管１３およびバイパス管１５を通じてレトルト釜１の底部に加熱水（常温水）を供給する。
【００３２】
尚、レトルト釜１内への加熱水の供給は、スチーム管５やスプレー管６が水没しない程度とし、その供給が完了したら、バルブＶ２を閉じて給水ポンプ１４を停止しながら循環ポンプ１１を起動する。すると、未だ低温（常温状態）の加熱水がバイパス管１５を通じてレトルト釜１から抜き出され、これが循環ポンプ１１から本管１０を通じてスプレー管６に供給され、そのスプレー管６（詳しくはスプレー管６に取り付けたノズル６１）から霧状にして噴射される。
【００３３】
又、これと同時に揺動台Ｄを揺動させながら、バルブＶ１を開放してボイラ８から蒸気供給管９を通じてスチーム管５，５に蒸気（例えば、１５０℃／０．５ＭＰａ）を供給し、その蒸気をスプレー管６より噴射される加熱水に向けてスチーム管５，５から噴射する。
【００３４】
ここに、スチーム管５，５から噴射された蒸気は、エゼクタ７内（第２案内路７ｂ）に流入して圧力開放による膨張を抑制されながら、スリット４ａの入口付近に開通する第２案内路７ｂの出口部分で加熱水に接触して凝縮されるのであり、このため蒸気の導入によるレトルト釜１内の圧力上昇は抑制される。
【００３５】
一方、スプレー管６から噴射された加熱水は、蒸気の凝縮熱により加熱されるので、噴射初期において常温の加熱水も噴射開始直後に高温（１２０〜１３０℃程度）となり、これがエゼクタ７（第１案内路７ａ）内を通じてトレイ４のスリット４ａに導入するようになる。特に、加熱水にはその両側から蒸気圧が均等に作用するため、スプレー管６からスリット４ａに向かって真直ぐ噴き上げられた加熱水は、蒸気により曲げられることなく直進性を保ってスリット４ａを通過する。又、加熱水はエゼクタ７の第１案内路７ａにより増速され、更に各トレイ４，・・のスリット４ａにより増速される。
【００３６】
そして、最上段のトレイ４から抜け出した蒸気および加熱水は、デフレクタ１７により下方に転向され、このうち液体成分はレトルト釜１の底部に溜まり、これが加熱水としてスプレー管６から噴射されることが繰り返される。このような加熱水の循環によりレトルト釜１内は急速に加熱され、その内部雰囲気が高温の熱気と化し、これが加熱水の流れに沿ってレトルト釜１内で回流し、しかもスリット４ａ内を高速で流れる加熱水によりレトルト釜１内の熱気がトレイ４の内側領域に引き込まれるようになるので、レトルト釜１内の全域が一様に加熱される。このため、トレイ４に載せられた殺菌対象物ｒをその配置位置に関係なく短時間で一様に加熱殺菌することができる。特に、揺動台Ｄの揺動により、スチーム管５、スプレー管６、ならびにトレイ４を同調して揺動させることから、殺菌対象物がカレールーなどを内容物とするパウチ食品であっても、その内容物を均一、良好に加熱殺菌することができる。
【００３７】
ここで、特許文献１に開示される従来方式において、カムアップタイム（目標温度１２０℃）が約１２分であったところ、本発明ではカムアップタイム（目標温度１２０℃）を約３分に短縮することができた。
【００３８】
尚、以上のような加熱殺菌処理中において、レトルト釜１内は一定の圧力（０．２〜０．３ＭＰａ程度）に維持されるが、レトルト釜１内が所定の目標温度に達した場合には、レトルト釜１に導入する蒸気量を制御してレトルト釜１内を目標温度に一定時間維持する。
【００３９】
又、加熱殺菌処理が完了したら、揺動台Ｄを揺動させたまま、バルブＶ１を閉じて蒸気の供給を停止する一方、バルブＶ３を開放してレトルト釜１の底部から加熱水を排出しながら、循環ポンプ１１を起動したままバルブＶ２を開放して給水ポンプ１４を起動する。これにより、給水源１２からレトルト釜１内に冷却水（常温水）を供給し、その冷却水をスプレー管６よりトレイ４のスリット４ａに向けて霧状に噴射するのであり、これを一定時間続けることでレトルト釜１内を外気温程度まで冷却して殺菌対象物ｒを取り出すことが可能とされる。
【００４０】
以上、本発明について説明したが、係る装置および方法は図４のようなトレイ４に限らず、例えば図９のようにスリット４ａが二列平行に形成されるトレイ４にも適用することができる。尚、図９のようなトレイ４に対しては、図１０のように二列のスリット４ａ，４ａに対応して、それぞれその直下となる位置にスプレー管６が配置されると共に、それらスプレー管６の両側にそれぞれスチーム管５，５が２つ平行に配置される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係るレトルト殺菌装置を示す正面概略図
【図２】レトルト釜内で揺動台上のトレイを揺動させる状態を示す説明図
【図３】揺動台の揺動機構を示す部分断面図
【図４】トレイの構造を示す斜視図
【図５】同トレイの平面図
【図６】図３のＸ−Ｘ線に沿う部分拡大断面図
【図７】スプレー管とスチーム管の配列パターンを示す平面図
【図８】スリットに加熱水と蒸気が導入する状態を示した説明図
【図９】トレイの変更例を示す斜視図
【図１０】図７のトレイに対応するスプレー管とスチーム管の配列パターンを示す説明図
【符号の説明】
【００４２】
１ レトルト釜
４ トレイ
４ａ スリット
５ スチーム管
６ スプレー管
７ エゼクタ
７ａ 第１案内路
７ｂ 第２案内路
８ ボイラ
１２ 給水源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面にスリットを有するトレイに殺菌対象物を載せ、その各トレイを多段状に積み重ねてレトルト釜内に導入した後、そのレトルト釜内を加熱して前記殺菌対象物を加熱殺菌するレトルト殺菌装置において、
前記レトルト釜の底部から前記トレイのスリットに向けて加熱水を霧状にして噴射するスプレー管と、そのスプレー管より噴射される加熱水に向けて高温高圧の蒸気を噴射するスチーム管とを有し、
前記スプレー管は前記トレイのスリットに対応してその直下となる位置に配置され、前記スチーム管は前記スプレー管を挟んでその両側に平行に設けられていることを特徴とするレトルト殺菌装置。
【請求項２】
前記トレイと前記スプレー管との間に、前記スプレー管から噴射された加熱水を通す先細りの第１案内路が設けられると共に、その第１案内路の両側に前記スチーム管から噴射された蒸気を通す第２案内路が設けられていることを特徴とする請求項１記載のレトルト殺菌装置。
【請求項３】
底面にスリットを有するトレイに殺菌対象物を載せ、その各トレイを多段状に積み重ねてレトルト釜内に導入した後、そのレトルト釜内を加熱して前記殺菌対象物を加熱殺菌するレトルト殺菌方法において、
前記レトルト釜の底部から前記トレイのスリットに向けて該スリットの直下に位置するスプレー管から加熱水を霧状にして噴射しながら、その加熱水に向けて前記スプレー管を挟んでその両側に平行に設けられるスチーム管から高温高圧の蒸気を噴射することを特徴とするレトルト殺菌方法。
【請求項１】
底面にスリットを有するトレイに殺菌対象物を載せ、その各トレイを多段状に積み重ねてレトルト釜内に導入した後、そのレトルト釜内を加熱して前記殺菌対象物を加熱殺菌するレトルト殺菌装置において、
前記レトルト釜の底部から前記トレイのスリットに向けて加熱水を霧状にして噴射するスプレー管と、そのスプレー管より噴射される加熱水に向けて高温高圧の蒸気を噴射するスチーム管とを有し、
前記スプレー管は前記トレイのスリットに対応してその直下となる位置に配置され、前記スチーム管は前記スプレー管を挟んでその両側に平行に設けられていることを特徴とするレトルト殺菌装置。
【請求項２】
前記トレイと前記スプレー管との間に、前記スプレー管から噴射された加熱水を通す先細りの第１案内路が設けられると共に、その第１案内路の両側に前記スチーム管から噴射された蒸気を通す第２案内路が設けられていることを特徴とする請求項１記載のレトルト殺菌装置。
【請求項３】
底面にスリットを有するトレイに殺菌対象物を載せ、その各トレイを多段状に積み重ねてレトルト釜内に導入した後、そのレトルト釜内を加熱して前記殺菌対象物を加熱殺菌するレトルト殺菌方法において、
前記レトルト釜の底部から前記トレイのスリットに向けて該スリットの直下に位置するスプレー管から加熱水を霧状にして噴射しながら、その加熱水に向けて前記スプレー管を挟んでその両側に平行に設けられるスチーム管から高温高圧の蒸気を噴射することを特徴とするレトルト殺菌方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１２００１（Ｐ２０１０−１２００１Ａ）
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７４１７４（Ｐ２００８−１７４１７４）
【出願日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【出願人】（３９００３３５６９）株式会社神垣鉄工所 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【出願人】（３９００３３５６９）株式会社神垣鉄工所 (1)
【Ｆターム（参考）】
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