レトルト装置
【課題】冷却工程における含気容器の変形を確実に防止することができるレトルト装置を提供する。
【解決手段】熱媒体循環回路３４は、循環ポンプ３４０６を用いて熱媒体２を熱交換器２６と処理槽１２との間で循環させるものである。熱媒体循環回路３４は、処理槽１２に供給された熱媒体２を熱交換器２６を介して蒸気、あるいは、冷却水４との間で熱交換させ、この熱交換された熱媒体２を処理槽１２の内部で複数の熱媒体噴射ノズル１４を用いて含気容器に向けて噴射させつつ熱交換器２６と処理槽１２との間で熱媒体を循環させる。バイパス回路３６は、熱媒体２が循環ポンプ３４０６の出口側から熱交換器２６の出口側にバイパスする回路である。流量調整手段は、バイパス回路３６と熱交換器２６とに分配される熱媒体２の流量を調整するものである。
【解決手段】熱媒体循環回路３４は、循環ポンプ３４０６を用いて熱媒体２を熱交換器２６と処理槽１２との間で循環させるものである。熱媒体循環回路３４は、処理槽１２に供給された熱媒体２を熱交換器２６を介して蒸気、あるいは、冷却水４との間で熱交換させ、この熱交換された熱媒体２を処理槽１２の内部で複数の熱媒体噴射ノズル１４を用いて含気容器に向けて噴射させつつ熱交換器２６と処理槽１２との間で熱媒体を循環させる。バイパス回路３６は、熱媒体２が循環ポンプ３４０６の出口側から熱交換器２６の出口側にバイパスする回路である。流量調整手段は、バイパス回路３６と熱交換器２６とに分配される熱媒体２の流量を調整するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品と気体とを密封した含気容器を加圧下で加熱殺菌したのち冷却するレトルト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レトルト食品などの被処理物を処理槽内で加熱殺菌処理するレトルト装置が提供されている。
レトルト装置では、加熱殺菌処理後、処理槽内の熱媒体（水）を循環して被処理物に噴射することにより被処理物を冷却する冷却工程が実施される。
ところで、被処理物として食品と気体とを密封した含気容器、例えば、プリンや米飯などの食品と気体とを密封した含気容器を用いる場合、冷却工程における処理槽内の圧力に対して含気容器内の圧力が高すぎると含気容器が膨張して破損し、これとは反対に処理槽内の圧力に対して含気容器内の圧力が低すぎると含気容器が収縮して変形することが懸念される。
そこで、処理槽内の現在の槽内温度は、所定の遅れ時間経過後の含気容器内温度であるとして予想品温を算出する予想品温算出プログラムを設け、このプログラムにより算出した予想品温に基づいて殺菌槽内の圧力調節を行うようにした技術が提案されている（特許文献１参照）。
この技術では、被処理物の種類に応じて槽内温度と被殺菌物の温度（品温）とを実測する試験運転を行い、被処理物の種類毎に遅れ時間をプログラムに設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−４５２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術においては、冷却工程において処理槽温度の制御はなされず槽内圧力の制御のみがなされている。
したがって、投入負荷量（処理槽に投入された被処理物の量）、あるいは、冷却水の温度が、前記の試験運転時に比較して大きく変化すると、槽内温度も前記の試験運転時に比較して大きく変化することになる。
そのため、プログラムで設定された遅れ時間後の含気容器内の実際の温度は、プログラムによって予測される温度よりも低下あるいは上昇し、したがって、含気容器内の圧力も予想される圧力よりも低下あるいは上昇する。
一方、処理槽の圧力制御は、槽内温度の変化により生じる含気容器内の圧力の変化を反映することなく、プログラムで予測された含気容器内の温度に基づいてなされるため、含気容器内の圧力と槽内圧力とに差が生じ、含気容器の変形あるいはシール部の剥離といった不具合の発生が懸念される。
本発明は上記のような点に鑑みなされたもので、冷却工程における含気容器の変形を確実に防止することができるレトルト装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために請求項１記載に発明は、食品と気体とを密封した含気容器を収容する処理槽と、前記処理槽内の温度を検出する温度検出手段と、熱媒体の温度を調整する熱媒体温度調整手段と、入口側が前記処理槽の熱媒体貯留部に接続され、かつ、出口側が前記熱媒体温度調整手段の入口に接続された循環ポンプを用いて前記熱媒体を前記熱媒体温度調整手段と前記処理槽との間で循環させる熱媒体循環回路とを備え、前記処理槽に収容された前記含気容器を加熱する加熱工程を実施したのち、前記含気容器に前記熱媒体循環回路で循環される熱媒体を噴射させることにより前記含気容器を冷却する冷却工程を実施するレトルト装置であって、前記熱媒体が前記循環ポンプの出口側から前記熱媒体温度調整手段の出口側にバイパスするバイパス回路と、前記バイパス回路と前記熱媒体温度調整手段とに分配される前記熱媒体の流量を調整する流量調整手段と、前記検出された前記処理槽内の温度に基づいて前記流量調整手段を制御することにより前記熱媒体の温度を調整する制御手段とを設けたことを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、処理槽内の温度を検出し、検出された温度に基づいて、バイパス回路と熱媒体温度調整手段とに分配される熱媒体の流量を調整することにより、熱媒体の温度を調整するようにしたので、冷却工程において、含気容器に対して変形を発生させるような処理槽内の温度の変化を抑制できるため、含気容器の変形を確実に防止することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記冷却工程における経過時間と前記槽内温度の制御目標温度とを対応付けた制御目標カーブを記憶する記憶手段を設け、前記制御手段は、前記検出された前記処理槽内の温度と前記制御目標カーブとの差分に基づいて前記流量調整手段を制御することにより前記処理槽内の温度を前記制御目標カーブに沿って変化させることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、流量調整手段の制御を、制御目標カーブを用いて簡単に行うことができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記流量調整手段は、前記循環ポンプの出口側と前記熱媒体温度調整手段の入口側と出口側とに接続された三方弁で構成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明によれば、流量調整手段によるバイパス回路と熱媒体温度調整手段とに分配される熱媒体の流量の調整を、三方弁という簡単な構成で実現することができ、構成および制御の簡素化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、検出された処理槽内の温度に基づいて熱媒体の温度を的確に調整することで、含気容器に対して変形を発生させるような処理槽内の温度の変化を抑制したので、含気容器の変形を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態におけるレトルト装置１０の全体の構成を示す構成図である。
【図２】実施の形態における処理槽内温度の制御目標カーブＸ、含気容器内の圧力カーブＹの説明図である。
【図３】実施の形態における処理槽内温度の制御目標カーブＸのうち冷却工程部位と、この冷却工程部位に対応する含気容器内の圧力カーブＹの説明図である。
【図４】実施の形態におけるレトルト装置１０の加熱殺菌処理の一連の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明にかかるレトルト装置の実施の形態について、図１を参照して説明する。
本実施の形態では、被処理物は、食品（食材）と気体とを密封した含気容器である。
【００１４】
図１に示すように、本実施の形態のレトルト装置１０は、処理槽１２と、給水手段１３と、複数の熱媒体噴射ノズル１４と、温度センサ１６と、圧力センサ１８と、熱交換器２６と、熱媒体循環回路３４と、槽内圧力調整手段２２と、制御手段２４とを含んで構成されている。
【００１５】
処理槽１２は、被処理物としての含気容器を収容する収容部１２０４と、被処理物の加熱・冷却のために循環・噴霧される熱媒体（熱媒水）２の一部が貯留される貯留部（熱媒体貯留部）１２０２とで構成されている。
処理槽１２には、処理槽１２内の温度を検出する温度センサ１６（温度検出手段）と、処理槽１２内の圧力を検出する圧力センサ１８（圧力検出手段）とが設けられている。
【００１６】
さらに、処理槽１２には、含気容器の加熱・冷却のために熱媒水２を被処理物に向けて噴霧するための熱媒体噴射ノズル１４が設けられている。
本実施の形態において、熱媒体噴射ノズル１４は、処理槽１２内に収容された各トレイの前後方向の中間に位置して、収容部１２０４の左右方向の両側方に配置され、それぞれ多段に積み重ねられた上下のトレイの間で作られる空間の高さ方向略中央に、各段のトレイに載置された含気容器全体に熱媒体２が接触するように噴射される。
なお、本例では、熱媒体噴射ノズル１４は処理槽１２の奥行き方向略中央に１対としたが、トレイが処理槽１２の奥行き方向に複数収容されるような場合は、それぞれのトレイの奥行き方向略中央から噴霧されるよう、処理槽１２の収容能力に合わせて、処理槽１２奥行き方向に複数の噴射ノズルを設けることは言うまでもない。
【００１７】
給水手段１３は、熱媒体タンク１３０２と、給水配管１３０４と、給水ポンプ１３０６と、給水弁１３０８とを含んで構成され、熱媒体２が処理槽２から排出された後の新たな処理を実施する際の熱媒体２の供給や、冷却工程時の注水において、処理槽１２内へ熱媒体２を供給するものである。
【００１８】
熱交換器２６は、熱媒体２を加熱・冷却させるものであり、熱媒体２の温度を調整する熱媒体温度調整手段を構成する。
熱交換器２６の一次側２６０２には、本例では、蒸気供給回路２８と冷却水供給回路３２が接続され、二次側２６０４には、熱媒体循環回路３４が接続されている。
蒸気供給回路２８は、蒸気用配管２８０２と給蒸弁２８０４とで構成され、冷却水供給回路３２はクーリングタワー４０、冷却水循環ポンプ３２０６、第１、第２の冷却水遮断弁３２０２Ａ、３２０２Ｂで構成されている。
【００１９】
給蒸弁２８０４は、熱媒体２の加熱において、処理槽１２内の温度に基づき、所要温度になるように制御手段２４によりその開閉が制御される。
第１の冷却水遮断弁３２０２Ａは、冷却水循環ポンプ３２０６の吐出側と熱交換器２６との間に設けられ、処理槽１２内が加熱されている間あるいは所定温度で保持されている間の工程では閉じられている。
また、第２の冷却水遮断弁３２０２Ｂは、熱交換器２６とクーリングタワー４０との間に設けられ、処理槽１２内が加熱されている間あるいは所定温度で保持されている間の工程では閉じられている。
なお、本例では、循環する冷却水の冷却装置をクーリングタワー４０としたが、被処理物の冷却温度に合わせて、チラーや蓄氷型冷却水供給装置などの冷水供給装置でも良く、また常温の水道水、あるいは地下水を直接熱交換器２６に供給し、熱交換して温度が上昇した水を排出するようにしても良い。
【００２０】
冷却水供給回路３２には、また、ドレン回収回路３０が接続されている。ドレン回収回路３０は、熱交換器２６において熱交換により蒸気が凝縮した水を回収、あるいは排出するものである。
ドレン回収回路３０は、ドレン回収用配管３００２と、排蒸弁３００４と、ドレン回収用蒸気トラップ３００６と、逆止弁３００８とを含んで構成されている。
【００２１】
熱媒体循環回路３４は、循環ポンプ３４０６を用いて熱媒体２を熱交換器２６と処理槽１２との間を循環させるものである。
循環ポンプ３４０６は、処理槽１２にある貯留部１２０２に貯留される熱媒体１２を吸引するように接続され、処理槽１２と熱交換器２６の二次側２６０４の入口側の間に設けられている。
本実施の形態では、熱媒体循環回路３４は、熱媒体２を熱交換器２６によって加熱あるいは冷却し、処理槽１２内で熱媒体噴射ノズル１４を用いて含気容器に向けて噴射させ、トレイ間を落下して貯留部１２０２に貯留した熱媒体２を再び循環させる。
【００２２】
熱媒体循環回路３４には、また、熱交換器２６をバイパスするバイパス回路３６が設けられている。熱媒体循環回路３４からのバイパス回路３６へ切り換えるため、熱交換器２６の二次側２６０４の入口側と循環ポンプ３６の吐出側との間には開度を変えることで任意の流量配分に流量調整が可能な三方弁４２が設けられている。
三方弁４２によって、熱媒体２の一部あるいは全量を熱交換器２６側とバイパス回路３６側とに流量を分配することができ、処理槽１２へ循環する熱媒体２の温度を調整することができる。すなわち、三方弁４２は、バイパス回路３６と熱交換器２６とに分配される熱媒体２の流量を調整する流量調整手段を構成している。
なお、本例では、バイパス回路３６と熱媒体循環回路３４の２つの回路の流量を調整する手段として三方弁４２を用いたが、熱交換器２６の二次側２６０４の入口側と熱媒体循環回路３４のバイパス回路分岐部との間にモータ弁を設けるとともに、バイパス回路３６にモータ弁を設けるなど、流量を調整する手段は特に問わない。
【００２３】
槽内圧力調整手段２２は、槽内圧力を調整するもので、本実施の形態では、加圧弁２２０２と排気弁２２０４とで構成される。
加圧弁２２０２は、不図示の圧縮空気供給源と処理槽１２とを接続する配管に介設され、処理槽１２内の圧力を上昇させるときに用いる。一方、排気弁２２０４は、処理槽１２内の気体を処理槽１２外へ排出し、処理槽１２内の圧力を低下させるときに用いる。
【００２４】
制御手段２４は、温度センサ１６、圧力センサ１８からの検出信号を受け付けると共に、排水弁１２１０、給水弁１３０８、給蒸弁２８０４、排蒸弁３００４、第１、第２の冷却水遮断弁３２０２Ａ、３２０２Ｂ、三方弁４２、加圧弁２２０２、排気弁２２０４、給水ポンプ１３０６、冷却水循環ポンプ３２０６、熱媒体循環ポンプ３４０６を含気容器の加熱殺菌処理手順に従って制御するものである。
制御手段２４は、マイクロコンピュータによって構成することができる。
すなわち、マイクロコンピュータは、ＣＰＵと、バスラインを介して接続されたＲＯＭ、ＲＡＭ、インタフェースなどを含んで構成されている。ＲＯＭはＣＰＵが実行する加熱殺菌処理用の制御プログラムなどを格納し、ＲＡＭはワーキングエリアを提供する。
そして、ＣＰＵが前記の制御プログラムを実行することにより、制御手段２４が実現される。
【００２５】
制御手段２４は、ＣＰＵが前記の制御プログラムを実行することにより実現されるものであり、制御手段２４は、機能的には、タイマー２４Ａと、槽内温度制御手段２４Ｂと、槽内圧力制御手段２４Ｃとを備える。
本実施の形態では、制御手段２４は、記憶手段２４Ｄを備える。
記憶手段２４Ｄは、例えば、前記のＲＯＭによって構成することができる。なお、記憶手段２４Ｄは、制御手段２４の外部に設けられた外部記憶手段によって構成してもよい。
本実施の形態では、制御手段２４は、記憶手段２４Ｄを備え、記憶手段２４Ｄには、槽内温度の目標制御温度を示す温度カーブと、槽内圧力の目標制御圧力を示す圧力カーブとが格納されている。
【００２６】
タイマー２４Ａは、含気容器を加熱殺菌する加熱殺菌工程、加熱された含気容器を冷却する冷却工程を含む工程のそれぞれの経過時間を計時するものである。
【００２７】
ここで、処理槽内温度の制御目標カーブＸ、含気容器内の圧力カーブＹについて、図２を用いて説明する。
処理槽内温度の制御目標カーブＸは、オペレータが入力する情報（含気容器に封入された食材の保持温度Ｔｈ、保持温度までの昇温時間ｔ１、および保持時間ｔ２−ｔ１）に基づいて、プログラムされる処理槽１２内の温度制御の目標カーブである。
含気容器内の圧力カーブＹは、得られた処理槽内温度の制御目標カーブＸと、さらにオペレータが入力した食材に関する情報から、後述する計算式に基づいて、加熱開始から冷却終了までの一定時間ごとの含気容器内の圧力変化を演算して求められる。
図２のＡ、Ｂ、Ｃは、含気容器に封入された主に熱的に特性の異なる食材を示している。食材Ａ、食材Ｂ、食材Ｃを同一の処理槽内温度の制御目標カーブＸで制御するときに、後述する計算式によって得られる含気容器内の圧力カーブＹが食材ごとに変わることを示している。
【００２８】
槽内温度制御手段２４Ｂは、オペレータが入力する情報（保持温度Ｔｈ、保持温度までの昇温時間ｔ１、および保持時間ｔ２−ｔ１）に基づき、処理槽１２内の温度を処理槽内温度の制御目標カーブＸをプログラムし、処理槽１２内の温度を処理槽内温度の制御目標カーブＸに沿うように制御する。
【００２９】
槽内圧力制御手段２４Ｃは、含気容器内の圧力カーブＹに沿って、処理槽１２内の圧力を制御する。具体的には、槽内圧力制御手段２４Ｃは、含気容器内の圧力カーブＹと同一、あるいは含気容器内圧力カーブＹに対して、処理槽１２内の圧力が＋２００ｈＰａ〜−１００ｈＰａの範囲となるように制御する。
なお、槽内温度制御手段２４Ｂによる槽内温度の制御と、槽内圧力制御手段２４Ｃによる槽内圧力の制御とは独立して実施され、槽内温度および槽内圧力の一方の検出値に基づいて他方を調整するといった制御は行わない。
【００３０】
前記計算式は以下のようにして決定される。
予め、含気容器に封入された代表的な食材（例えば、プリン、米飯、煮豆など）について、保持温度（Ｔｈ）と保持温度までの昇温時間（ｔ１）と保持時間（ｔ２−ｔ１）とをある条件で設定して、レトルト装置１０を運転した場合の含気容器内の圧力の時間変化を実測しておく。
次に、含気容器内の温度は処理槽１２内の温度と等しいと仮定して求められる含気容器内の温度に相応する飽和蒸気圧力と、前記実測した含気容器内の圧力とを比較する。
そして、処理槽１２内の温度の変化に対して、処理槽１２内の温度から算出される圧力が、前記実測した含気容器内の圧力と等しくなるように定数（時定数）を設定し、処理槽１２内の温度から含気容器内の圧力を計算する式（一次遅れの式）を得る。
なお、時定数は食材の特性によって異なるため、食材毎に実測カーブ（含気容器内の圧力の時間変化）を求めておき、上記と同様の手順により食材毎に時定数を求めて、それぞれの食材の一次遅れの式を記憶手段２４Ｄに格納しておく。処理対象の含気容器に封入された食材が、実測された食材と違っている場合は、熱的な特徴が類似した食材で得られた計算式を選択して運転を行えばよい。
従って、オペレータは、加熱殺菌処理を実施するに先立って、含気容器に封入された食材の種類、保持温度Ｔｈ、保持温度までの加熱時間ｔ１、保持温度での保持時間ｔ２−ｔ１の各パラメータをレトルト装置１０の入力部（図示省略）から制御手段２４に入力する。
制御手段２４は、入力されたパラメータに基づいて、処理槽内温度の制御目標カーブＸをプログラムし、さらに、この処理槽内温度の制御目標カーブＸと食材の種類のデータから、含気容器内の圧力カーブＹを、前記計算式を用いて演算して求め、これを記憶手段２４Ｄに格納する。言い換えると、図２に示す食材Ａ、Ｂ、Ｃの何れかに対応する圧力カーブＹを選択して記憶手段２４Ｄに格納する。
【００３１】
次に、本実施の形態におけるレトルト装置１０の処理手順について、図４を参照して説明する。
図４に示すように、レトルト装置による含気容器の加熱殺菌処理は、以下に示す各工程を順次実行することでなされる。
１）処理槽１４への給水工程（Ｓ１０）。
２）含気容器を加圧下で加熱殺菌する加熱殺菌工程（Ｓ１２）。
３）含気容器を加圧下で冷却する冷却工程（Ｓ１４）。
４）処理槽１４内の熱媒体２８を排出する排水工程（Ｓ１６）。
５）処理槽１４内の加圧空気を排出して大気圧にする排気工程（Ｓ１８）。
以下、上記各工程について説明する。
【００３２】
１）給水工程（Ｓ１０）
処理槽１２内に含気容器を収容し、処理槽１２の密閉扉（図示省略）を閉じる。
また、給水工程の実行前の初期状態において、排水弁１２１０、給水弁１３０８、給蒸弁２８０４、排蒸弁３００４、第１、第２の冷却水遮断弁３２０２Ａ、３２０２Ｂ、加圧弁２２０２、排気弁２２０４は閉状態にあり、排気弁２２０４は開状態にある。
また、三方弁４２は、熱交換器２６の２次側２６０４を通過する熱媒体２の量が１００％となり、熱交換器２６の２次側２６０４を通過しない量（バイパス回路３６を流れる熱媒体２の量）が０％となるように開度が調整されている。
制御手段２４は、給水弁１３０８を開動作させ、給水ポンプ１３０６を起動して、熱媒体タンク１３０２から処理槽１２の貯留部１２０２に熱媒体２を給水させる。制御手段２４は、貯留部１２０２に予め定められた量の熱媒体２が貯留されたならば、給水ポンプ１３０６の動作を停止させると共に、給水弁１３０８を閉動作させる。
なお、制御手段２４による給水手段１３の制御は、貯留部１２０２に設けた水位計を用いるなど従来公知の構成を用いればよく、本発明の要旨と直接関わらないため、詳細な説明は省略する。
【００３３】
２）加熱殺菌工程（Ｓ１２）
制御手段２４は、熱媒体循環ポンプ３４０６を起動し、熱媒体循環回路３４により熱媒体２を循環させて処理槽１２の含気容器に熱媒体噴射ノズル１４から熱媒体２を噴射させつつ、給蒸弁２８０４および排蒸弁３００４を開動作させる。
これにより、蒸気供給回路２８によって熱交換器２６の１次側２６０２に蒸気が供給され、熱交換器２６０２により蒸気と熱媒体２との間で熱交換がなされ、熱媒体２が加熱される。
そして、加熱された熱媒体２が熱媒体循環回路３４により循環されることにより処理槽１２の含気容器に熱媒体噴射ノズル１４から熱媒体２が噴射され、処理槽１２内の含気容器が加熱される。
制御手段２４は、加熱殺菌工程の開始と同時にタイマー２４Ａをリセットして計時動作を開始させる。
制御手段２４（槽内温度制御手段２４Ｂ）は、タイマー２４Ａで計時される計時時間（経過時間ｔ）に基づいて図２に示す制御目標カーブＸから読み出した槽内温度の制御目標温度と温度センサ１６で検出された槽内温度との差分に基づいて給蒸弁２８０４の開度を制御して熱媒体２の温度を調整することにより槽内温度を制御目標カーブＸのうち温度上昇部位（経過時間ｔが０からｔ１までの期間に対応）に沿って変化させる（温度上昇工程）。
槽内温度が保持温度Ｔｈ（例えば１２１℃）に到達したならば、予め定められた保持時間（ｔ２−ｔ１）保持するように制御目標カーブＸの温度保持部位に沿って槽内温度を保持する（温度保持工程）。
また、制御手段２４（槽内圧力制御手段２４Ｃ）は、タイマー２４Ａで計時される計時時間（経過時間ｔ）に基づいて図２に示す圧力カーブＹから読み出した含気容器内の圧力（槽内圧力の制御目標圧力）と圧力センサ１８で検出された槽内圧力との差分に基づいて、槽内圧力調整手段２２を制御して槽内圧力を調整することにより槽内圧力を圧力カーブＹに沿って変化させる。
制御手段２４は、タイマー２４Ａの計時動作に基づき、制御目標カーブＸ、圧力カーブＹに基づいた加熱殺菌処理を継続させる。
制御手段２４は、制御目標カーブＸに基づいて保持時間（ｔ２−ｔ１）が終了したと判定したならば、熱媒体循環ポンプ３４０６の運転を継続させたまま、給蒸弁２８０４、排蒸弁３００４を閉動作させる。
これにより、加熱殺菌工程が終了する。
【００３４】
４）冷却工程（Ｓ１４）
制御手段２４は、第１、第２の冷却水遮断弁３２０２Ａ、３２０２Ｂを開動作させ、熱媒体循環ポンプ３４０６の運転を継続させると共に、冷却水循環ポンプ３２０６を起動して冷却水４を冷却水循環回路３２に循環させる。
これにより、冷却水循環回路３２によって熱交換器２６の１次側２６０２に冷却水４が循環され、熱交換器２６０２により冷却水４と熱媒体２との間で熱交換がなされ、熱媒体２が冷却される。
【００３５】
冷却工程の開始直後、三方弁４２の開度は、加熱殺菌工程の場合と同様に、熱交換器２６の２次側２６０４を通過する熱媒体２の量が１００％となり、熱交換器２６の２次側２６０４を通過しない量が０％となるように開度が調整されている。
冷却された熱媒体２が熱媒体循環回路３４により循環されることにより処理槽１２の含気容器に熱媒体噴射ノズル１４から熱媒体２が噴射されることにより、処理槽１２内の含気容器が冷却される。
制御手段２４（槽内温度制御手段２４Ｂ）は、タイマー２４Ａで計時される計時時間（経過時間ｔ）に基づいて槽内温度を図３に示す制御目標カーブＸのうち冷却工程部位（経過時間ｔがｔ２以降の期間に対応）に沿って変化させる。
すなわち、制御目標カーブＸから読み出した槽内温度の制御目標温度と温度センサ１６で検出された槽内温度との差分に基づいて三方弁４２を制御して熱媒体２の温度を調整することにより槽内温度を制御目標カーブＸに沿って変化させる。
具体的には、熱交換器２６の２次側２６０４を通過する熱媒体２の量と熱交換器２６の２次側２６０４を通過しない量の比率を調整することにより含気容器に噴射される熱媒体２の温度を調整し、これにより槽内温度を制御目標カーブＸに沿って変化させる。
したがって、熱媒体２の温度は、制御目標カーブＸの冷却工程部位に沿って時間経過と共に低下していく。
【００３６】
本実施の形態では、槽内温度の制御目標温度は、時間経過と共に次第に低下し、最終目標温度（例えば４０℃）に到達したらならば、熱交換器２６の２次側２６０４に分配される熱媒体２の量が１００％となるように三方弁４２の開度を調整し、予め定められた設定時間に到達するまでこの状態を継続する。これにより、含気容器内は槽内温度の最終目標温度（例えば４０℃）以下まで成り行きで冷却される。
制御手段２４（槽内圧力制御手段２４Ｃ）は、タイマー２４Ａで計時される計時時間（経過時間ｔ）に基づいて図３に示す圧力カーブＹから読み出した槽内圧力の制御目標温度と圧力センサ１８で検出された槽内圧力との差分に基づいて、槽内圧力調整手段２２を制御して槽内圧力を調整することにより槽内圧力を圧力カーブＹに沿って変化させる。
【００３７】
制御手段２４は、タイマー２４Ａの計時動作に基づき、冷却時間が予め定められた設定時間に到達するまで制御目標カーブＸ、圧力カーブＹに基づいた冷却処理を継続させる。
制御手段２４は、タイマー２４Ａの計時動作に基づき含気容器の冷却時間が予め定められた設定時間に到達したと判定したならば、熱媒体循環ポンプ３４０６の運転を停止し、第１、第２の冷却水遮断弁３２０２Ａ、３２０２Ｂを閉動作させ、冷却水循環ポンプ３２０６を停止し、冷却水４の循環を停止する。
これにより、冷却工程が終了する。
【００３８】
４）排水工程（Ｓ１６）
制御手段２４は、排水弁３２を開動作させ、含気容器の加熱殺菌および冷却処理に供された、貯留部１２０２に貯留されている熱媒体２を排水弁１２１０を介して排出させる。
制御手段２４は、貯留部１２０２の熱媒体２が完全に排出されたと判定すると、排水工程を終了する。
【００３９】
５）排気工程（Ｓ１８）
制御手段２４は、処理槽１２の排水弁１２１０を開状態に保持したまま、処理槽１２の排気弁２２０４を開動作させ、処理槽１２内の加圧空気を処理槽１２外へ排出して処理槽１２内を大気圧にする。
制御手段２４は、圧力センサ１８の検出信号に基づいて処理槽１２内が大気圧になったと判定したならば、排気工程が終了する。
以上で含気容器に対する一連の加熱殺菌処理が実施される。
【００４０】
以上説明したように本実施の形態によれば、熱媒体２が循環ポンプ３４０６の出口側から熱交換器２６の出口側にバイパスするバイパス回路３６と、バイパス回路３６と熱交換器２６とに分配される熱媒体２の流量を調整する流量調整手段とを設け、処理槽１２内の温度を検出し、検出された槽内温度に基づいて流量調整手段を制御することにより熱媒体２の温度を調整するようにした。
したがって、冷却工程において、含気容器に対して変形を発生させるような処理槽１２内の温度の変化を抑制できるため、含気容器の変形を確実に防止することができる。
なお、含気容器に対して変形を発生させるような処理槽１２内の温度の変化が生じるケースとして、冬季においてクーリングタワー４０で冷却される冷却水４が非常に低温となった場合、熱交換器２６によって急速に熱媒体２が冷却されることにより、処理槽１２内の温度が急激に低下するといったケースが例示される。
【００４１】
また、本実施の形態では、冷却工程における経過時間と槽内温度の制御目標温度とを対応付けた制御目標カーブＸを記憶する記憶手段２４Ｄを設け、検出された処理槽内の温度と制御目標カーブＸとの差分に基づいて流量調整手段としての三方弁４２を制御することにより処理槽１２内の温度を制御目標カーブＸに沿って変化させるようにした。
したがって、流量調整手段の制御を、制御目標カーブＸを用いて簡単に行うことができる。
【００４２】
また、本実施の形態では、流量調整手段は、循環ポンプ３４０６の出口側と熱交換器２６の入口側と出口側とに接続された三方弁４２で構成されている。
したがって、流量調整手段によるバイパス回路３６と熱交換器２６とに分配される熱媒体２の流量の調整を、三方弁３８という簡単な構成で実現することができ、構成および制御の簡素化を図ることができる。
【００４３】
なお、実施の形態では、加熱殺菌工程によって含気容器内の食品の殺菌を行う場合について説明したが、含気容器を加熱することによって含気容器内の食品の調理、あるいは、調理および殺菌の双方を行うなど任意である。
また、実施の形態では、加熱殺菌工程において、熱媒体２を熱交換器２６を介して蒸気によって間接的に加熱する場合について説明した。しかしながら、熱媒体２に蒸気を注入することで熱媒体２を直接加熱してもよいし、処理槽１２内に蒸気を供給して含気容器を加熱してもよく、加熱殺菌工程をどのような構成で行うかは任意である。
【符号の説明】
【００４４】
２……熱媒体
４……冷却水
１０……レトルト装置
１２……処理槽
１２０２……収容部
１２０４……貯留部
１４……熱媒体噴射ノズル
１６……温度センサ（温度検出手段）
１８……圧力センサ（圧力検出手段）
２２……槽内圧力調整手段
２４……制御手段
２４Ａ……タイマー
２４Ｂ……槽内温度制御手段
２４Ｃ……槽内圧力制御手段
２４Ｄ……記憶手段
２６……熱交換器（熱媒体温度調整手段）
３２……冷却水循環回路
３４……熱媒体循環回路
３６……バイパス回路
４０……クーリングタワー
４２……三方弁（流量調整手段）
Ｘ……処理槽内温度の制御目標カーブ
Ｙ……含気容器内の圧力カーブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品と気体とを密封した含気容器を加圧下で加熱殺菌したのち冷却するレトルト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レトルト食品などの被処理物を処理槽内で加熱殺菌処理するレトルト装置が提供されている。
レトルト装置では、加熱殺菌処理後、処理槽内の熱媒体（水）を循環して被処理物に噴射することにより被処理物を冷却する冷却工程が実施される。
ところで、被処理物として食品と気体とを密封した含気容器、例えば、プリンや米飯などの食品と気体とを密封した含気容器を用いる場合、冷却工程における処理槽内の圧力に対して含気容器内の圧力が高すぎると含気容器が膨張して破損し、これとは反対に処理槽内の圧力に対して含気容器内の圧力が低すぎると含気容器が収縮して変形することが懸念される。
そこで、処理槽内の現在の槽内温度は、所定の遅れ時間経過後の含気容器内温度であるとして予想品温を算出する予想品温算出プログラムを設け、このプログラムにより算出した予想品温に基づいて殺菌槽内の圧力調節を行うようにした技術が提案されている（特許文献１参照）。
この技術では、被処理物の種類に応じて槽内温度と被殺菌物の温度（品温）とを実測する試験運転を行い、被処理物の種類毎に遅れ時間をプログラムに設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−４５２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術においては、冷却工程において処理槽温度の制御はなされず槽内圧力の制御のみがなされている。
したがって、投入負荷量（処理槽に投入された被処理物の量）、あるいは、冷却水の温度が、前記の試験運転時に比較して大きく変化すると、槽内温度も前記の試験運転時に比較して大きく変化することになる。
そのため、プログラムで設定された遅れ時間後の含気容器内の実際の温度は、プログラムによって予測される温度よりも低下あるいは上昇し、したがって、含気容器内の圧力も予想される圧力よりも低下あるいは上昇する。
一方、処理槽の圧力制御は、槽内温度の変化により生じる含気容器内の圧力の変化を反映することなく、プログラムで予測された含気容器内の温度に基づいてなされるため、含気容器内の圧力と槽内圧力とに差が生じ、含気容器の変形あるいはシール部の剥離といった不具合の発生が懸念される。
本発明は上記のような点に鑑みなされたもので、冷却工程における含気容器の変形を確実に防止することができるレトルト装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために請求項１記載に発明は、食品と気体とを密封した含気容器を収容する処理槽と、前記処理槽内の温度を検出する温度検出手段と、熱媒体の温度を調整する熱媒体温度調整手段と、入口側が前記処理槽の熱媒体貯留部に接続され、かつ、出口側が前記熱媒体温度調整手段の入口に接続された循環ポンプを用いて前記熱媒体を前記熱媒体温度調整手段と前記処理槽との間で循環させる熱媒体循環回路とを備え、前記処理槽に収容された前記含気容器を加熱する加熱工程を実施したのち、前記含気容器に前記熱媒体循環回路で循環される熱媒体を噴射させることにより前記含気容器を冷却する冷却工程を実施するレトルト装置であって、前記熱媒体が前記循環ポンプの出口側から前記熱媒体温度調整手段の出口側にバイパスするバイパス回路と、前記バイパス回路と前記熱媒体温度調整手段とに分配される前記熱媒体の流量を調整する流量調整手段と、前記検出された前記処理槽内の温度に基づいて前記流量調整手段を制御することにより前記熱媒体の温度を調整する制御手段とを設けたことを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、処理槽内の温度を検出し、検出された温度に基づいて、バイパス回路と熱媒体温度調整手段とに分配される熱媒体の流量を調整することにより、熱媒体の温度を調整するようにしたので、冷却工程において、含気容器に対して変形を発生させるような処理槽内の温度の変化を抑制できるため、含気容器の変形を確実に防止することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記冷却工程における経過時間と前記槽内温度の制御目標温度とを対応付けた制御目標カーブを記憶する記憶手段を設け、前記制御手段は、前記検出された前記処理槽内の温度と前記制御目標カーブとの差分に基づいて前記流量調整手段を制御することにより前記処理槽内の温度を前記制御目標カーブに沿って変化させることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、流量調整手段の制御を、制御目標カーブを用いて簡単に行うことができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記流量調整手段は、前記循環ポンプの出口側と前記熱媒体温度調整手段の入口側と出口側とに接続された三方弁で構成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明によれば、流量調整手段によるバイパス回路と熱媒体温度調整手段とに分配される熱媒体の流量の調整を、三方弁という簡単な構成で実現することができ、構成および制御の簡素化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、検出された処理槽内の温度に基づいて熱媒体の温度を的確に調整することで、含気容器に対して変形を発生させるような処理槽内の温度の変化を抑制したので、含気容器の変形を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態におけるレトルト装置１０の全体の構成を示す構成図である。
【図２】実施の形態における処理槽内温度の制御目標カーブＸ、含気容器内の圧力カーブＹの説明図である。
【図３】実施の形態における処理槽内温度の制御目標カーブＸのうち冷却工程部位と、この冷却工程部位に対応する含気容器内の圧力カーブＹの説明図である。
【図４】実施の形態におけるレトルト装置１０の加熱殺菌処理の一連の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明にかかるレトルト装置の実施の形態について、図１を参照して説明する。
本実施の形態では、被処理物は、食品（食材）と気体とを密封した含気容器である。
【００１４】
図１に示すように、本実施の形態のレトルト装置１０は、処理槽１２と、給水手段１３と、複数の熱媒体噴射ノズル１４と、温度センサ１６と、圧力センサ１８と、熱交換器２６と、熱媒体循環回路３４と、槽内圧力調整手段２２と、制御手段２４とを含んで構成されている。
【００１５】
処理槽１２は、被処理物としての含気容器を収容する収容部１２０４と、被処理物の加熱・冷却のために循環・噴霧される熱媒体（熱媒水）２の一部が貯留される貯留部（熱媒体貯留部）１２０２とで構成されている。
処理槽１２には、処理槽１２内の温度を検出する温度センサ１６（温度検出手段）と、処理槽１２内の圧力を検出する圧力センサ１８（圧力検出手段）とが設けられている。
【００１６】
さらに、処理槽１２には、含気容器の加熱・冷却のために熱媒水２を被処理物に向けて噴霧するための熱媒体噴射ノズル１４が設けられている。
本実施の形態において、熱媒体噴射ノズル１４は、処理槽１２内に収容された各トレイの前後方向の中間に位置して、収容部１２０４の左右方向の両側方に配置され、それぞれ多段に積み重ねられた上下のトレイの間で作られる空間の高さ方向略中央に、各段のトレイに載置された含気容器全体に熱媒体２が接触するように噴射される。
なお、本例では、熱媒体噴射ノズル１４は処理槽１２の奥行き方向略中央に１対としたが、トレイが処理槽１２の奥行き方向に複数収容されるような場合は、それぞれのトレイの奥行き方向略中央から噴霧されるよう、処理槽１２の収容能力に合わせて、処理槽１２奥行き方向に複数の噴射ノズルを設けることは言うまでもない。
【００１７】
給水手段１３は、熱媒体タンク１３０２と、給水配管１３０４と、給水ポンプ１３０６と、給水弁１３０８とを含んで構成され、熱媒体２が処理槽２から排出された後の新たな処理を実施する際の熱媒体２の供給や、冷却工程時の注水において、処理槽１２内へ熱媒体２を供給するものである。
【００１８】
熱交換器２６は、熱媒体２を加熱・冷却させるものであり、熱媒体２の温度を調整する熱媒体温度調整手段を構成する。
熱交換器２６の一次側２６０２には、本例では、蒸気供給回路２８と冷却水供給回路３２が接続され、二次側２６０４には、熱媒体循環回路３４が接続されている。
蒸気供給回路２８は、蒸気用配管２８０２と給蒸弁２８０４とで構成され、冷却水供給回路３２はクーリングタワー４０、冷却水循環ポンプ３２０６、第１、第２の冷却水遮断弁３２０２Ａ、３２０２Ｂで構成されている。
【００１９】
給蒸弁２８０４は、熱媒体２の加熱において、処理槽１２内の温度に基づき、所要温度になるように制御手段２４によりその開閉が制御される。
第１の冷却水遮断弁３２０２Ａは、冷却水循環ポンプ３２０６の吐出側と熱交換器２６との間に設けられ、処理槽１２内が加熱されている間あるいは所定温度で保持されている間の工程では閉じられている。
また、第２の冷却水遮断弁３２０２Ｂは、熱交換器２６とクーリングタワー４０との間に設けられ、処理槽１２内が加熱されている間あるいは所定温度で保持されている間の工程では閉じられている。
なお、本例では、循環する冷却水の冷却装置をクーリングタワー４０としたが、被処理物の冷却温度に合わせて、チラーや蓄氷型冷却水供給装置などの冷水供給装置でも良く、また常温の水道水、あるいは地下水を直接熱交換器２６に供給し、熱交換して温度が上昇した水を排出するようにしても良い。
【００２０】
冷却水供給回路３２には、また、ドレン回収回路３０が接続されている。ドレン回収回路３０は、熱交換器２６において熱交換により蒸気が凝縮した水を回収、あるいは排出するものである。
ドレン回収回路３０は、ドレン回収用配管３００２と、排蒸弁３００４と、ドレン回収用蒸気トラップ３００６と、逆止弁３００８とを含んで構成されている。
【００２１】
熱媒体循環回路３４は、循環ポンプ３４０６を用いて熱媒体２を熱交換器２６と処理槽１２との間を循環させるものである。
循環ポンプ３４０６は、処理槽１２にある貯留部１２０２に貯留される熱媒体１２を吸引するように接続され、処理槽１２と熱交換器２６の二次側２６０４の入口側の間に設けられている。
本実施の形態では、熱媒体循環回路３４は、熱媒体２を熱交換器２６によって加熱あるいは冷却し、処理槽１２内で熱媒体噴射ノズル１４を用いて含気容器に向けて噴射させ、トレイ間を落下して貯留部１２０２に貯留した熱媒体２を再び循環させる。
【００２２】
熱媒体循環回路３４には、また、熱交換器２６をバイパスするバイパス回路３６が設けられている。熱媒体循環回路３４からのバイパス回路３６へ切り換えるため、熱交換器２６の二次側２６０４の入口側と循環ポンプ３６の吐出側との間には開度を変えることで任意の流量配分に流量調整が可能な三方弁４２が設けられている。
三方弁４２によって、熱媒体２の一部あるいは全量を熱交換器２６側とバイパス回路３６側とに流量を分配することができ、処理槽１２へ循環する熱媒体２の温度を調整することができる。すなわち、三方弁４２は、バイパス回路３６と熱交換器２６とに分配される熱媒体２の流量を調整する流量調整手段を構成している。
なお、本例では、バイパス回路３６と熱媒体循環回路３４の２つの回路の流量を調整する手段として三方弁４２を用いたが、熱交換器２６の二次側２６０４の入口側と熱媒体循環回路３４のバイパス回路分岐部との間にモータ弁を設けるとともに、バイパス回路３６にモータ弁を設けるなど、流量を調整する手段は特に問わない。
【００２３】
槽内圧力調整手段２２は、槽内圧力を調整するもので、本実施の形態では、加圧弁２２０２と排気弁２２０４とで構成される。
加圧弁２２０２は、不図示の圧縮空気供給源と処理槽１２とを接続する配管に介設され、処理槽１２内の圧力を上昇させるときに用いる。一方、排気弁２２０４は、処理槽１２内の気体を処理槽１２外へ排出し、処理槽１２内の圧力を低下させるときに用いる。
【００２４】
制御手段２４は、温度センサ１６、圧力センサ１８からの検出信号を受け付けると共に、排水弁１２１０、給水弁１３０８、給蒸弁２８０４、排蒸弁３００４、第１、第２の冷却水遮断弁３２０２Ａ、３２０２Ｂ、三方弁４２、加圧弁２２０２、排気弁２２０４、給水ポンプ１３０６、冷却水循環ポンプ３２０６、熱媒体循環ポンプ３４０６を含気容器の加熱殺菌処理手順に従って制御するものである。
制御手段２４は、マイクロコンピュータによって構成することができる。
すなわち、マイクロコンピュータは、ＣＰＵと、バスラインを介して接続されたＲＯＭ、ＲＡＭ、インタフェースなどを含んで構成されている。ＲＯＭはＣＰＵが実行する加熱殺菌処理用の制御プログラムなどを格納し、ＲＡＭはワーキングエリアを提供する。
そして、ＣＰＵが前記の制御プログラムを実行することにより、制御手段２４が実現される。
【００２５】
制御手段２４は、ＣＰＵが前記の制御プログラムを実行することにより実現されるものであり、制御手段２４は、機能的には、タイマー２４Ａと、槽内温度制御手段２４Ｂと、槽内圧力制御手段２４Ｃとを備える。
本実施の形態では、制御手段２４は、記憶手段２４Ｄを備える。
記憶手段２４Ｄは、例えば、前記のＲＯＭによって構成することができる。なお、記憶手段２４Ｄは、制御手段２４の外部に設けられた外部記憶手段によって構成してもよい。
本実施の形態では、制御手段２４は、記憶手段２４Ｄを備え、記憶手段２４Ｄには、槽内温度の目標制御温度を示す温度カーブと、槽内圧力の目標制御圧力を示す圧力カーブとが格納されている。
【００２６】
タイマー２４Ａは、含気容器を加熱殺菌する加熱殺菌工程、加熱された含気容器を冷却する冷却工程を含む工程のそれぞれの経過時間を計時するものである。
【００２７】
ここで、処理槽内温度の制御目標カーブＸ、含気容器内の圧力カーブＹについて、図２を用いて説明する。
処理槽内温度の制御目標カーブＸは、オペレータが入力する情報（含気容器に封入された食材の保持温度Ｔｈ、保持温度までの昇温時間ｔ１、および保持時間ｔ２−ｔ１）に基づいて、プログラムされる処理槽１２内の温度制御の目標カーブである。
含気容器内の圧力カーブＹは、得られた処理槽内温度の制御目標カーブＸと、さらにオペレータが入力した食材に関する情報から、後述する計算式に基づいて、加熱開始から冷却終了までの一定時間ごとの含気容器内の圧力変化を演算して求められる。
図２のＡ、Ｂ、Ｃは、含気容器に封入された主に熱的に特性の異なる食材を示している。食材Ａ、食材Ｂ、食材Ｃを同一の処理槽内温度の制御目標カーブＸで制御するときに、後述する計算式によって得られる含気容器内の圧力カーブＹが食材ごとに変わることを示している。
【００２８】
槽内温度制御手段２４Ｂは、オペレータが入力する情報（保持温度Ｔｈ、保持温度までの昇温時間ｔ１、および保持時間ｔ２−ｔ１）に基づき、処理槽１２内の温度を処理槽内温度の制御目標カーブＸをプログラムし、処理槽１２内の温度を処理槽内温度の制御目標カーブＸに沿うように制御する。
【００２９】
槽内圧力制御手段２４Ｃは、含気容器内の圧力カーブＹに沿って、処理槽１２内の圧力を制御する。具体的には、槽内圧力制御手段２４Ｃは、含気容器内の圧力カーブＹと同一、あるいは含気容器内圧力カーブＹに対して、処理槽１２内の圧力が＋２００ｈＰａ〜−１００ｈＰａの範囲となるように制御する。
なお、槽内温度制御手段２４Ｂによる槽内温度の制御と、槽内圧力制御手段２４Ｃによる槽内圧力の制御とは独立して実施され、槽内温度および槽内圧力の一方の検出値に基づいて他方を調整するといった制御は行わない。
【００３０】
前記計算式は以下のようにして決定される。
予め、含気容器に封入された代表的な食材（例えば、プリン、米飯、煮豆など）について、保持温度（Ｔｈ）と保持温度までの昇温時間（ｔ１）と保持時間（ｔ２−ｔ１）とをある条件で設定して、レトルト装置１０を運転した場合の含気容器内の圧力の時間変化を実測しておく。
次に、含気容器内の温度は処理槽１２内の温度と等しいと仮定して求められる含気容器内の温度に相応する飽和蒸気圧力と、前記実測した含気容器内の圧力とを比較する。
そして、処理槽１２内の温度の変化に対して、処理槽１２内の温度から算出される圧力が、前記実測した含気容器内の圧力と等しくなるように定数（時定数）を設定し、処理槽１２内の温度から含気容器内の圧力を計算する式（一次遅れの式）を得る。
なお、時定数は食材の特性によって異なるため、食材毎に実測カーブ（含気容器内の圧力の時間変化）を求めておき、上記と同様の手順により食材毎に時定数を求めて、それぞれの食材の一次遅れの式を記憶手段２４Ｄに格納しておく。処理対象の含気容器に封入された食材が、実測された食材と違っている場合は、熱的な特徴が類似した食材で得られた計算式を選択して運転を行えばよい。
従って、オペレータは、加熱殺菌処理を実施するに先立って、含気容器に封入された食材の種類、保持温度Ｔｈ、保持温度までの加熱時間ｔ１、保持温度での保持時間ｔ２−ｔ１の各パラメータをレトルト装置１０の入力部（図示省略）から制御手段２４に入力する。
制御手段２４は、入力されたパラメータに基づいて、処理槽内温度の制御目標カーブＸをプログラムし、さらに、この処理槽内温度の制御目標カーブＸと食材の種類のデータから、含気容器内の圧力カーブＹを、前記計算式を用いて演算して求め、これを記憶手段２４Ｄに格納する。言い換えると、図２に示す食材Ａ、Ｂ、Ｃの何れかに対応する圧力カーブＹを選択して記憶手段２４Ｄに格納する。
【００３１】
次に、本実施の形態におけるレトルト装置１０の処理手順について、図４を参照して説明する。
図４に示すように、レトルト装置による含気容器の加熱殺菌処理は、以下に示す各工程を順次実行することでなされる。
１）処理槽１４への給水工程（Ｓ１０）。
２）含気容器を加圧下で加熱殺菌する加熱殺菌工程（Ｓ１２）。
３）含気容器を加圧下で冷却する冷却工程（Ｓ１４）。
４）処理槽１４内の熱媒体２８を排出する排水工程（Ｓ１６）。
５）処理槽１４内の加圧空気を排出して大気圧にする排気工程（Ｓ１８）。
以下、上記各工程について説明する。
【００３２】
１）給水工程（Ｓ１０）
処理槽１２内に含気容器を収容し、処理槽１２の密閉扉（図示省略）を閉じる。
また、給水工程の実行前の初期状態において、排水弁１２１０、給水弁１３０８、給蒸弁２８０４、排蒸弁３００４、第１、第２の冷却水遮断弁３２０２Ａ、３２０２Ｂ、加圧弁２２０２、排気弁２２０４は閉状態にあり、排気弁２２０４は開状態にある。
また、三方弁４２は、熱交換器２６の２次側２６０４を通過する熱媒体２の量が１００％となり、熱交換器２６の２次側２６０４を通過しない量（バイパス回路３６を流れる熱媒体２の量）が０％となるように開度が調整されている。
制御手段２４は、給水弁１３０８を開動作させ、給水ポンプ１３０６を起動して、熱媒体タンク１３０２から処理槽１２の貯留部１２０２に熱媒体２を給水させる。制御手段２４は、貯留部１２０２に予め定められた量の熱媒体２が貯留されたならば、給水ポンプ１３０６の動作を停止させると共に、給水弁１３０８を閉動作させる。
なお、制御手段２４による給水手段１３の制御は、貯留部１２０２に設けた水位計を用いるなど従来公知の構成を用いればよく、本発明の要旨と直接関わらないため、詳細な説明は省略する。
【００３３】
２）加熱殺菌工程（Ｓ１２）
制御手段２４は、熱媒体循環ポンプ３４０６を起動し、熱媒体循環回路３４により熱媒体２を循環させて処理槽１２の含気容器に熱媒体噴射ノズル１４から熱媒体２を噴射させつつ、給蒸弁２８０４および排蒸弁３００４を開動作させる。
これにより、蒸気供給回路２８によって熱交換器２６の１次側２６０２に蒸気が供給され、熱交換器２６０２により蒸気と熱媒体２との間で熱交換がなされ、熱媒体２が加熱される。
そして、加熱された熱媒体２が熱媒体循環回路３４により循環されることにより処理槽１２の含気容器に熱媒体噴射ノズル１４から熱媒体２が噴射され、処理槽１２内の含気容器が加熱される。
制御手段２４は、加熱殺菌工程の開始と同時にタイマー２４Ａをリセットして計時動作を開始させる。
制御手段２４（槽内温度制御手段２４Ｂ）は、タイマー２４Ａで計時される計時時間（経過時間ｔ）に基づいて図２に示す制御目標カーブＸから読み出した槽内温度の制御目標温度と温度センサ１６で検出された槽内温度との差分に基づいて給蒸弁２８０４の開度を制御して熱媒体２の温度を調整することにより槽内温度を制御目標カーブＸのうち温度上昇部位（経過時間ｔが０からｔ１までの期間に対応）に沿って変化させる（温度上昇工程）。
槽内温度が保持温度Ｔｈ（例えば１２１℃）に到達したならば、予め定められた保持時間（ｔ２−ｔ１）保持するように制御目標カーブＸの温度保持部位に沿って槽内温度を保持する（温度保持工程）。
また、制御手段２４（槽内圧力制御手段２４Ｃ）は、タイマー２４Ａで計時される計時時間（経過時間ｔ）に基づいて図２に示す圧力カーブＹから読み出した含気容器内の圧力（槽内圧力の制御目標圧力）と圧力センサ１８で検出された槽内圧力との差分に基づいて、槽内圧力調整手段２２を制御して槽内圧力を調整することにより槽内圧力を圧力カーブＹに沿って変化させる。
制御手段２４は、タイマー２４Ａの計時動作に基づき、制御目標カーブＸ、圧力カーブＹに基づいた加熱殺菌処理を継続させる。
制御手段２４は、制御目標カーブＸに基づいて保持時間（ｔ２−ｔ１）が終了したと判定したならば、熱媒体循環ポンプ３４０６の運転を継続させたまま、給蒸弁２８０４、排蒸弁３００４を閉動作させる。
これにより、加熱殺菌工程が終了する。
【００３４】
４）冷却工程（Ｓ１４）
制御手段２４は、第１、第２の冷却水遮断弁３２０２Ａ、３２０２Ｂを開動作させ、熱媒体循環ポンプ３４０６の運転を継続させると共に、冷却水循環ポンプ３２０６を起動して冷却水４を冷却水循環回路３２に循環させる。
これにより、冷却水循環回路３２によって熱交換器２６の１次側２６０２に冷却水４が循環され、熱交換器２６０２により冷却水４と熱媒体２との間で熱交換がなされ、熱媒体２が冷却される。
【００３５】
冷却工程の開始直後、三方弁４２の開度は、加熱殺菌工程の場合と同様に、熱交換器２６の２次側２６０４を通過する熱媒体２の量が１００％となり、熱交換器２６の２次側２６０４を通過しない量が０％となるように開度が調整されている。
冷却された熱媒体２が熱媒体循環回路３４により循環されることにより処理槽１２の含気容器に熱媒体噴射ノズル１４から熱媒体２が噴射されることにより、処理槽１２内の含気容器が冷却される。
制御手段２４（槽内温度制御手段２４Ｂ）は、タイマー２４Ａで計時される計時時間（経過時間ｔ）に基づいて槽内温度を図３に示す制御目標カーブＸのうち冷却工程部位（経過時間ｔがｔ２以降の期間に対応）に沿って変化させる。
すなわち、制御目標カーブＸから読み出した槽内温度の制御目標温度と温度センサ１６で検出された槽内温度との差分に基づいて三方弁４２を制御して熱媒体２の温度を調整することにより槽内温度を制御目標カーブＸに沿って変化させる。
具体的には、熱交換器２６の２次側２６０４を通過する熱媒体２の量と熱交換器２６の２次側２６０４を通過しない量の比率を調整することにより含気容器に噴射される熱媒体２の温度を調整し、これにより槽内温度を制御目標カーブＸに沿って変化させる。
したがって、熱媒体２の温度は、制御目標カーブＸの冷却工程部位に沿って時間経過と共に低下していく。
【００３６】
本実施の形態では、槽内温度の制御目標温度は、時間経過と共に次第に低下し、最終目標温度（例えば４０℃）に到達したらならば、熱交換器２６の２次側２６０４に分配される熱媒体２の量が１００％となるように三方弁４２の開度を調整し、予め定められた設定時間に到達するまでこの状態を継続する。これにより、含気容器内は槽内温度の最終目標温度（例えば４０℃）以下まで成り行きで冷却される。
制御手段２４（槽内圧力制御手段２４Ｃ）は、タイマー２４Ａで計時される計時時間（経過時間ｔ）に基づいて図３に示す圧力カーブＹから読み出した槽内圧力の制御目標温度と圧力センサ１８で検出された槽内圧力との差分に基づいて、槽内圧力調整手段２２を制御して槽内圧力を調整することにより槽内圧力を圧力カーブＹに沿って変化させる。
【００３７】
制御手段２４は、タイマー２４Ａの計時動作に基づき、冷却時間が予め定められた設定時間に到達するまで制御目標カーブＸ、圧力カーブＹに基づいた冷却処理を継続させる。
制御手段２４は、タイマー２４Ａの計時動作に基づき含気容器の冷却時間が予め定められた設定時間に到達したと判定したならば、熱媒体循環ポンプ３４０６の運転を停止し、第１、第２の冷却水遮断弁３２０２Ａ、３２０２Ｂを閉動作させ、冷却水循環ポンプ３２０６を停止し、冷却水４の循環を停止する。
これにより、冷却工程が終了する。
【００３８】
４）排水工程（Ｓ１６）
制御手段２４は、排水弁３２を開動作させ、含気容器の加熱殺菌および冷却処理に供された、貯留部１２０２に貯留されている熱媒体２を排水弁１２１０を介して排出させる。
制御手段２４は、貯留部１２０２の熱媒体２が完全に排出されたと判定すると、排水工程を終了する。
【００３９】
５）排気工程（Ｓ１８）
制御手段２４は、処理槽１２の排水弁１２１０を開状態に保持したまま、処理槽１２の排気弁２２０４を開動作させ、処理槽１２内の加圧空気を処理槽１２外へ排出して処理槽１２内を大気圧にする。
制御手段２４は、圧力センサ１８の検出信号に基づいて処理槽１２内が大気圧になったと判定したならば、排気工程が終了する。
以上で含気容器に対する一連の加熱殺菌処理が実施される。
【００４０】
以上説明したように本実施の形態によれば、熱媒体２が循環ポンプ３４０６の出口側から熱交換器２６の出口側にバイパスするバイパス回路３６と、バイパス回路３６と熱交換器２６とに分配される熱媒体２の流量を調整する流量調整手段とを設け、処理槽１２内の温度を検出し、検出された槽内温度に基づいて流量調整手段を制御することにより熱媒体２の温度を調整するようにした。
したがって、冷却工程において、含気容器に対して変形を発生させるような処理槽１２内の温度の変化を抑制できるため、含気容器の変形を確実に防止することができる。
なお、含気容器に対して変形を発生させるような処理槽１２内の温度の変化が生じるケースとして、冬季においてクーリングタワー４０で冷却される冷却水４が非常に低温となった場合、熱交換器２６によって急速に熱媒体２が冷却されることにより、処理槽１２内の温度が急激に低下するといったケースが例示される。
【００４１】
また、本実施の形態では、冷却工程における経過時間と槽内温度の制御目標温度とを対応付けた制御目標カーブＸを記憶する記憶手段２４Ｄを設け、検出された処理槽内の温度と制御目標カーブＸとの差分に基づいて流量調整手段としての三方弁４２を制御することにより処理槽１２内の温度を制御目標カーブＸに沿って変化させるようにした。
したがって、流量調整手段の制御を、制御目標カーブＸを用いて簡単に行うことができる。
【００４２】
また、本実施の形態では、流量調整手段は、循環ポンプ３４０６の出口側と熱交換器２６の入口側と出口側とに接続された三方弁４２で構成されている。
したがって、流量調整手段によるバイパス回路３６と熱交換器２６とに分配される熱媒体２の流量の調整を、三方弁３８という簡単な構成で実現することができ、構成および制御の簡素化を図ることができる。
【００４３】
なお、実施の形態では、加熱殺菌工程によって含気容器内の食品の殺菌を行う場合について説明したが、含気容器を加熱することによって含気容器内の食品の調理、あるいは、調理および殺菌の双方を行うなど任意である。
また、実施の形態では、加熱殺菌工程において、熱媒体２を熱交換器２６を介して蒸気によって間接的に加熱する場合について説明した。しかしながら、熱媒体２に蒸気を注入することで熱媒体２を直接加熱してもよいし、処理槽１２内に蒸気を供給して含気容器を加熱してもよく、加熱殺菌工程をどのような構成で行うかは任意である。
【符号の説明】
【００４４】
２……熱媒体
４……冷却水
１０……レトルト装置
１２……処理槽
１２０２……収容部
１２０４……貯留部
１４……熱媒体噴射ノズル
１６……温度センサ（温度検出手段）
１８……圧力センサ（圧力検出手段）
２２……槽内圧力調整手段
２４……制御手段
２４Ａ……タイマー
２４Ｂ……槽内温度制御手段
２４Ｃ……槽内圧力制御手段
２４Ｄ……記憶手段
２６……熱交換器（熱媒体温度調整手段）
３２……冷却水循環回路
３４……熱媒体循環回路
３６……バイパス回路
４０……クーリングタワー
４２……三方弁（流量調整手段）
Ｘ……処理槽内温度の制御目標カーブ
Ｙ……含気容器内の圧力カーブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品と気体とを密封した含気容器を収容する処理槽と、
前記処理槽内の温度を検出する温度検出手段と、
熱媒体の温度を調整する熱媒体温度調整手段と、
入口側が前記処理槽の熱媒体貯留部に接続され、かつ、出口側が前記熱媒体温度調整手段の入口に接続された循環ポンプを用いて前記熱媒体を前記熱媒体温度調整手段と前記処理槽との間で循環させる熱媒体循環回路とを備え、
前記処理槽に収容された前記含気容器を加熱する加熱工程を実施したのち、前記含気容器に前記熱媒体循環回路で循環される熱媒体を噴射させることにより前記含気容器を冷却する冷却工程を実施するレトルト装置であって、
前記熱媒体が前記循環ポンプの出口側から前記熱媒体温度調整手段の出口側にバイパスするバイパス回路と、
前記バイパス回路と前記熱媒体温度調整手段とに分配される前記熱媒体の流量を調整する流量調整手段と、
前記検出された前記処理槽内の温度に基づいて前記流量調整手段を制御することにより前記熱媒体の温度を調整する制御手段とを設けた、
ことを特徴とするレトルト装置。
【請求項２】
前記冷却工程における経過時間と前記槽内温度の制御目標温度とを対応付けた制御目標カーブを記憶する記憶手段を設け、
前記制御手段は、前記検出された前記処理槽内の温度と前記制御目標カーブとの差分に基づいて前記流量調整手段を制御することにより前記処理槽内の温度を前記制御目標カーブに沿って変化させることを特徴とする、
請求項１に記載のレトルト装置。
【請求項３】
前記流量調整手段は、前記循環ポンプの出口側と前記熱媒体温度調整手段の入口側と出口側とに接続された三方弁で構成されていることを特徴とする、
請求項１または２に記載のレトルト装置。
【請求項１】
食品と気体とを密封した含気容器を収容する処理槽と、
前記処理槽内の温度を検出する温度検出手段と、
熱媒体の温度を調整する熱媒体温度調整手段と、
入口側が前記処理槽の熱媒体貯留部に接続され、かつ、出口側が前記熱媒体温度調整手段の入口に接続された循環ポンプを用いて前記熱媒体を前記熱媒体温度調整手段と前記処理槽との間で循環させる熱媒体循環回路とを備え、
前記処理槽に収容された前記含気容器を加熱する加熱工程を実施したのち、前記含気容器に前記熱媒体循環回路で循環される熱媒体を噴射させることにより前記含気容器を冷却する冷却工程を実施するレトルト装置であって、
前記熱媒体が前記循環ポンプの出口側から前記熱媒体温度調整手段の出口側にバイパスするバイパス回路と、
前記バイパス回路と前記熱媒体温度調整手段とに分配される前記熱媒体の流量を調整する流量調整手段と、
前記検出された前記処理槽内の温度に基づいて前記流量調整手段を制御することにより前記熱媒体の温度を調整する制御手段とを設けた、
ことを特徴とするレトルト装置。
【請求項２】
前記冷却工程における経過時間と前記槽内温度の制御目標温度とを対応付けた制御目標カーブを記憶する記憶手段を設け、
前記制御手段は、前記検出された前記処理槽内の温度と前記制御目標カーブとの差分に基づいて前記流量調整手段を制御することにより前記処理槽内の温度を前記制御目標カーブに沿って変化させることを特徴とする、
請求項１に記載のレトルト装置。
【請求項３】
前記流量調整手段は、前記循環ポンプの出口側と前記熱媒体温度調整手段の入口側と出口側とに接続された三方弁で構成されていることを特徴とする、
請求項１または２に記載のレトルト装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−９６４２（Ｐ２０１３−９６４２Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４５７４９（Ｐ２０１１−１４５７４９）
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【Ｆターム（参考）】
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