殺菌装置および殺菌方法
【課題】 より安全で確実な殺菌と、それによる食材の日保ち向上とを実現する。
【解決手段】 食材２を収容した処理槽３内を、排気手段４にて減圧後、二酸化炭素導入手段５にて二酸化炭素含有気体で復圧して、設定時間保持する。空気排除後の処理槽内へ二酸化炭素含有気体を導入することで、食材同士の隙間や食材の内部にまで二酸化炭素を行き渡らせることができる。食材を二酸化炭素に晒すことで、食材のｐＨを下げ、その酸により食材の殺菌が図られる。その後、処理槽３内を排気手段４にて再減圧後、給気手段６にて空気で大気圧まで復圧する。これにより、処理槽を開けた際の作業者の安全性が確保される。次亜塩素酸ナトリウムで殺菌後の食材を二酸化炭素でさらに殺菌すると、次亜塩素酸ナトリウムと副生成物の食材への残留を低減できる。
【解決手段】 食材２を収容した処理槽３内を、排気手段４にて減圧後、二酸化炭素導入手段５にて二酸化炭素含有気体で復圧して、設定時間保持する。空気排除後の処理槽内へ二酸化炭素含有気体を導入することで、食材同士の隙間や食材の内部にまで二酸化炭素を行き渡らせることができる。食材を二酸化炭素に晒すことで、食材のｐＨを下げ、その酸により食材の殺菌が図られる。その後、処理槽３内を排気手段４にて再減圧後、給気手段６にて空気で大気圧まで復圧する。これにより、処理槽を開けた際の作業者の安全性が確保される。次亜塩素酸ナトリウムで殺菌後の食材を二酸化炭素でさらに殺菌すると、次亜塩素酸ナトリウムと副生成物の食材への残留を低減できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、カット野菜に代表される各種食材を殺菌または制菌するための殺菌装置および殺菌方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、生鮮野菜、特に適宜カットされた状態のカット野菜は、次亜塩素酸ナトリウムを含む水溶液に浸して、殺菌が行われている。
【特許文献１】特開２００５−１２４４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、より安全で確実な殺菌と、それによる食材の日保ち向上とが望まれている。安全性に関して述べると、次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌の場合、殺菌後に食材を水洗いしても、次亜塩素酸ナトリウムの食材への残留や、トリハロメタンなどの副生成物の発生が指摘されている。
【０００４】
本件発明者は、より安全で確実な殺菌について鋭意研究に努めた結果、高濃度の二酸化炭素が有効であることを見出した。ところが、単に高濃度の二酸化炭素を食材に晒すだけでは、食材同士の隙間や、食材の内部にまで十分に二酸化炭素が行き渡らず、十分な殺菌を図れず、また殺菌効果にムラが生じる。
【０００５】
この発明が解決しようとする課題は、より安全で確実な殺菌と、それによる食材の日保ち向上とを図ることにある。また、次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌と併用することで、一層確実な殺菌とそれによる日保ち向上とを図る一方、残留する次亜塩素酸ナトリウムの低減と、トリハロメタンなどの副生成物の低減とを図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、食材が収容される処理槽と、この処理槽内の気体を外部へ吸引排出して、前記処理槽内を減圧する排気手段と、この排気手段により減圧された前記処理槽内に、二酸化炭素を含む気体を導入する二酸化炭素導入手段と、前記排気手段により減圧された前記処理槽内に、空気を導入する給気手段とを備えることを特徴とする殺菌装置である。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、処理槽内からの空気排除を図った後に、処理槽内へ二酸化炭素含有気体を導入することで、食材同士の隙間や、食材の内部にまで十分に二酸化炭素を行き渡らせることができる。食材を二酸化炭素に晒すことで、細菌の生育が抑制される。また、食材を二酸化炭素に晒すことで、食材のｐＨを下げ、その酸により食材の殺菌が図られる。すなわち、二酸化炭素が食材の水分（食材中の水分および／または食材付着の水分）と反応して炭酸となり、その炭酸が解離して水素イオンを発生させ、食材のｐＨを下げ、その酸により食材の殺菌が図られる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記二酸化炭素導入手段および／または前記給気手段は、前記処理槽内への気体の導入流量を調整して、前記処理槽内を徐々に復圧することを特徴とする請求項１に記載の殺菌装置である。
【０００９】
減圧された処理槽内を復圧するために、処理槽内へ二酸化炭素含有気体を急激に導入する場合には、食材が締まってしまい、食材同士の隙間や食材の内部にまで十分に二酸化炭素が行き渡らず、十分な殺菌を図ることができないおそれがある。ところが、請求項２に記載の発明によれば、減圧された処理槽内に二酸化炭素含有気体を徐々に導入することで、食材同士の隙間や食材の内部にまで十分に二酸化炭素を行き渡らせて、確実な殺菌を図ることができる。また、同様に、減圧された処理槽内を復圧するために、処理槽内へ空気を急激に導入する場合には、食材が締まってしまうが、空気を徐々に導入することで、そのような不都合を防止することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記二酸化炭素導入手段により、前記処理槽内を中途まで復圧して保持した後、前記給気手段により、前記処理槽内を大気圧まで復圧することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の殺菌装置である。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、減圧された処理槽内へ二酸化炭素含有気体を導入して保持することで、二酸化炭素による食材の殺菌を確実に図ることができる。その後、処理槽内へ空気を導入して、処理槽内を大気圧まで復圧することで、処理槽内外の差圧を無くして、処理槽の扉の開閉が可能となる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記二酸化炭素導入手段により、前記処理槽内を復圧して保持した後、前記排気手段により前記処理槽内を再減圧してから、前記給気手段により、前記処理槽内を大気圧まで復圧することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の殺菌装置である。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、減圧された処理槽内へ二酸化炭素含有気体を導入して保持することで、二酸化炭素による食材の殺菌を確実に図ることができる。しかも、そのような殺菌処理後には、処理槽内を再減圧してから空気で復圧することで、処理槽内から二酸化炭素を排除して、作業者の安全を確保することができる。また、処理槽内を大気圧まで復圧することで、処理槽内外の差圧を無くして、処理槽の扉の開閉が可能となる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、前記排気手段による前記処理槽内の減圧は、前記処理槽内の圧力が前記食材の水蒸気圧よりも低くならない範囲で行われることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の殺菌装置である。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、食材内の水分が沸騰しない範囲で、処理槽内の減圧が図られる。従って、食材からの水分蒸発を防止すると共に、食材の色合いを保ち、また食感の悪化も防止することができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、前記処理槽内に収容される食材は、次亜塩素酸ナトリウムにて殺菌後の食材であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の殺菌装置である。
【００１７】
請求項６に記載の発明によれば、次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌後、さらに二酸化炭素含有気体を用いて殺菌することになり、一層の日保ち向上を図ることができる。次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌後の食材を二酸化炭素に晒すことで、二酸化炭素が食材の水分（食材中の水分および／または食材付着の水分）と反応して炭酸となり、その炭酸が次亜塩素酸ナトリウムと反応する。これにより、食材に残留していた次亜塩素酸ナトリウムが次亜塩素酸となり、殺菌効果を増強する。また、次亜塩素酸の一部は、さらに炭酸と反応し塩素となる。塩素は揮発しやすく、食材から抜け易くなるため、食材に残留していた次亜塩素酸ナトリウムを低減できる。さらに、減圧を伴うことで、次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌で食材に生じたトリハロメタンなどの副生成物の低減を図ることもできる。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、食材を収容した処理槽内の気体を外部へ吸引排出して、前記処理槽内を減圧する減圧工程、減圧された前記処理槽内に二酸化炭素を含む気体を導入して、前記処理槽内を大気圧または中途まで復圧する第一復圧工程、この復圧後の状態で設定時間保持する保持工程を順次に含むことを特徴とする殺菌方法である。
【００１９】
請求項７に記載の発明によれば、処理槽内からの空気排除を図った後に、処理槽内へ二酸化炭素含有気体を導入して保持することで、食材同士の隙間や、食材の内部にまで十分に二酸化炭素を行き渡らせることができる。食材を二酸化炭素に晒すことで、細菌の生育が抑制される。また、食材を二酸化炭素に晒すことで、食材のｐＨを下げ、その酸により食材の殺菌が図られる。すなわち、二酸化炭素が食材の水分（食材中の水分および／または食材付着の水分）と反応して炭酸となり、その炭酸が解離して水素イオンを発生させ、食材のｐＨを下げ、その酸により食材の殺菌が図られる。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、前記保持工程後、前記処理槽内の気体を外部へ吸引排出して、前記処理槽内を再減圧する再減圧工程と、この再減圧工程後、前記処理槽内に空気を導入して、前記処理槽内を大気圧まで復圧する大気開放工程とをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の殺菌方法である。
【００２１】
請求項８に記載の発明によれば、二酸化炭素含有気体を用いた殺菌後、処理槽内を再減圧してから空気で復圧することで、処理槽内から二酸化炭素を排除して、作業者の安全を確保することができる。また、処理槽内へ空気を導入して、処理槽内を大気圧まで復圧することで、処理槽内外の差圧を無くして、処理槽の扉の開閉が容易となる。
【００２２】
請求項９に記載の発明は、前記第一復圧工程は、減圧された前記処理槽内に二酸化炭素を含む気体を導入して、前記処理槽内を中途まで復圧する工程であり、前記保持工程の直後に、前記処理槽内に空気を導入して、前記処理槽内をさらに復圧する第二復圧工程をさらに含むことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の殺菌方法である。
【００２３】
請求項９に記載の発明によれば、減圧された処理槽内へ二酸化炭素含有気体を導入して、処理槽内を中途まで復圧した状態で保持することで、二酸化炭素による食材の殺菌を図ることができる。そして、その保持工程後（その後に再減圧工程および大気開放工程を実行する場合には、保持工程後で再減圧工程前）に、処理槽内に空気を導入して、処理槽内がさらに復圧される。保持工程後、第二復圧工程だけを実行する場合には、処理槽内を大気圧まで復圧するのがよい。その場合、第二復圧工程は、大気開放工程と同様に機能し、処理槽内外の差圧を無くして、処理槽の扉の開閉を容易とする。一方、保持工程後、再減圧工程前に第二復圧工程を実行する場合には、処理槽内を大気圧まで完全に復圧しないのがよい。大気圧まで復圧した場合には、処理槽と扉との間に隙間が生じ、再減圧に支障をきたすおそれがあるが、再減圧前の復圧を負圧状態にすることで、そのような不都合を回避することができる。
【００２４】
請求項１０に記載の発明は、前記減圧工程前に、前記食材を次亜塩素酸ナトリウムで殺菌する次亜殺菌工程をさらに含むことを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の殺菌方法である。
【００２５】
請求項１０に記載の発明によれば、次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌後、さらに二酸化炭素含有気体を用いて殺菌することになり、一層の日保ち向上を図ることができる。次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌後の食材を二酸化炭素に晒すことで、二酸化炭素が食材の水分（食材中の水分および／または食材付着の水分）と反応して炭酸となり、その炭酸が次亜塩素酸ナトリウムと反応する。これにより、食材に残留していた次亜塩素酸ナトリウムが次亜塩素酸となり、殺菌効果を増強する。また、次亜塩素酸の一部は、さらに炭酸と反応し塩素となる。塩素は揮発しやすく、食材から抜け易くなるため、食材に残留していた次亜塩素酸ナトリウムを低減できる。さらに、減圧を伴うことで、次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌で食材に生じたトリハロメタンなどの副生成物の低減を図ることもできる。
【００２６】
さらに、請求項１１に記載の発明は、前記処理槽内の減圧は、前記処理槽内の圧力が前記食材の水蒸気圧よりも低くならない範囲で行われることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の殺菌方法である。
【００２７】
請求項１１に記載の発明によれば、食材内の水分が沸騰しない範囲で、処理槽内の減圧が図られる。従って、食材からの水分蒸発を防止すると共に、食材の色合いを保ち、また食感の悪化も防止することができる。
【発明の効果】
【００２８】
この発明によれば、より安全で確実な殺菌と、それによる食材の日保ち向上とを図ることができる。また、次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌と併用することで、一層確実な殺菌と、それによる日保ち向上とを図ることができる。しかも、残留する次亜塩素酸ナトリウムの低減と、トリハロメタンなどの副生成物の低減とを図ることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。
この発明の殺菌装置は、各種食材の殺菌または制菌（以下、単に殺菌という）を図る装置である。殺菌が図られる食材は、特に問わないが、典型的には生鮮野菜であり、特にカット野菜である。カット野菜とは、カットまたはスライスされた生鮮野菜であり、学校給食などの大量調理に備えたり、スーパーマーケットやコンビニエンスストアでサラダや調理用野菜として販売されたりするものである。
【００３０】
一実施形態の殺菌装置は、食材が収容される処理槽と、この処理槽内の気体を外部へ吸引排出して処理槽内を減圧する排気手段と、この排気手段により減圧された処理槽内に二酸化炭素含有気体を導入する二酸化炭素導入手段と、排気手段により減圧された処理槽内に空気を導入する給気手段とを備える。
【００３１】
二酸化炭素含有気体とは、二酸化炭素濃度が空気よりも高い気体をいう。空気中には二酸化炭素はほぼ含まれないので、単に二酸化炭素を含む気体ということもできる。二酸化炭素含有気体は、二酸化炭素濃度が空気よりも高ければよく、二酸化炭素と空気との混合気体、二酸化炭素とその他の不活性ガスなどとの混合気体、または二酸化炭素（二酸化炭素９９％以上）から構成される。
【００３２】
処理槽は、食材を密閉可能な中空構造に形成され、典型的には略矩形の中空ボックス状に形成された金属製の缶体である。この処理槽は、一側面へ開口して中空部を有する処理槽本体と、この処理槽本体の開口部を開閉する扉とから構成される。但し、処理槽は、このような構成に限らず、たとえば、上方へ開口する有底円筒状の処理槽本体と、この処理槽本体の上部開口を開閉する扉とから構成してもよい。
【００３３】
処理槽には、処理槽内の圧力を検出する圧力センサが備えられる。但し、圧力センサに代えてまたはこれに加えて、処理槽内の温度を検出する温度センサを設けてもよい。また、食材の温度を検出する品温センサをさらに設けてもよい。
【００３４】
排気手段は、処理槽内の気体を外部へ吸引排出する手段である。排気手段は、真空ポンプ、またはそれに代えてもしくはそれに加えて、蒸気エゼクタまたは水エゼクタなどを備える。排気手段は、排気路を介して、処理槽に接続される。従って、排気手段により、排気路を介して処理槽内の気体を外部へ吸引排出して、処理槽内を減圧することができる。
【００３５】
排気手段は、さらに熱交換器を排気路に備えてもよい。この熱交換器は、排気手段として真空ポンプを備える場合には、真空ポンプより上流側に設けられ、排気手段として蒸気エゼクタを備える場合には、蒸気エゼクタより下流側に設けられる。熱交換器は、排気路内の蒸気を、冷却し凝縮させるものである。この冷却および凝縮作用をなすために、熱交換器には冷却水が供給され、排気路の冷却が図られる。冷却水として、冷水製造装置（チラー）から供給される冷水を用いてもよい。また、冷却水に代えて、ブラインチラーから供給されるブラインを用いてもよい。いずれの場合も、排気路内の蒸気を予め熱交換器で凝縮させておくことで、その後の真空ポンプの負荷を軽減して、減圧能力を高めることができる。
【００３６】
二酸化炭素導入手段は、排気手段により減圧された処理槽内へ二酸化炭素含有気体を導入して、処理槽内を復圧する手段である。二酸化炭素導入手段は、二酸化炭素含有気体を充填または生成する二酸化炭素供給源を備え、二酸化炭素導入路を介して処理槽に接続される。二酸化炭素導入路の中途には二酸化炭素導入弁が設けられており、この二酸化炭素導入弁を開くことで、処理槽内へ二酸化炭素含有気体を導入して、処理槽内を復圧することができる。
【００３７】
給気手段は、排気手段により減圧された処理槽内へ空気を導入して、処理槽内を復圧する手段である。この給気手段により、処理槽内へ空気を導入することで、処理槽内を大気圧まで復圧することができる。処理槽内への空気の導入は、衛生面を考慮して、フィルターを介して行うのが望ましい。フィルターを介した清浄空気は、給気路を介して処理槽内へ供給される。給気路の中途に設けた給気弁を開閉することで、処理槽内への外気導入の有無が切り替えられる。
【００３８】
ところで、二酸化炭素導入弁と給気弁とは、開度調整可能なものが好ましい。具体的には、モータバルブまたは比例制御弁などの電動弁から構成するのがよい。この場合、弁の開度を徐々に開くことで、処理槽内を徐々に復圧することができる。
【００３９】
殺菌装置には、真空冷却機能を付加したり、真空包装機能を付加したりしてもよい。逆にいうと、真空冷却機や真空包装機などの減圧機能を有する各種食品機械に、本発明の殺菌機能を付加してもよい。
【００４０】
つぎに、この発明の殺菌方法について説明する。一実施形態の殺菌方法は、減圧工程および復圧工程（第一復圧工程）を順次に実行して、食材を殺菌する方法である。減圧工程は、食材を収容した処理槽内の気体を外部へ吸引排出して、処理槽内を減圧する工程である。第一復圧工程は、減圧された処理槽内に二酸化炭素含有気体を導入して、処理槽内を大気圧または中途まで復圧する工程である。いずれまで復圧する場合も、後述する大気開放工程により、最終的には、処理槽内を大気に開放するのがよい。
【００４１】
処理槽内からの空気排除を図った後に、処理槽内へ二酸化炭素含有気体を導入することで、食材同士の隙間や、食材の内部にまで十分に二酸化炭素を行き渡らせることができる。食材の表面や内部を比較的高濃度の二酸化炭素に晒すことで、食材のｐＨを下げ、その酸により食材の殺菌が図られる。すなわち、二酸化炭素が食材の水分（食材中の水分および／または食材付着の水分）と反応して炭酸となり、その炭酸が解離して水素イオンを発生させ、食材のｐＨを下げ、その酸により食材の殺菌が図られる。
【００４２】
第一復圧工程の直後には、保持工程を実行するのが好ましい。この保持工程は、処理槽内を第一復圧工程後の状態で設定時間保持する工程である。二酸化炭素含有気体を導入して設定時間保持することで、二酸化炭素による食材の殺菌を確実に図ることができる。
【００４３】
ところで、処理槽内を減圧することで膨張するような食材（液物でないような固形食材）は、膨張することで二酸化炭素含有気体との接触面積が広くなり、二酸化炭素による殺菌も効果的であるが、急激に復圧する場合には、食材も急激に収縮してしまい、二酸化炭素含有気体との接触面積が減り、十分な殺菌を図ることができないおそれがある。ところが、中途まで復圧して保持することで、広い接触面積を保つことで、効果的な殺菌を図ることができる。後述するように、処理槽内へ徐々に二酸化炭素を導入して、処理槽内を徐々に復圧する場合も同様である。
【００４４】
保持工程後には、再減圧工程と大気開放工程とを順次に実行するのがよい。再減圧工程は、処理槽内の気体を外部へ吸引排出して、処理槽内を再減圧する工程である。大気開放工程は、再減圧後の処理槽内を大気に開放する工程である。二酸化炭素による食材の殺菌処理後、処理槽内を再減圧してから空気で復圧することで、処理槽内から二酸化炭素を排除することができる。これにより、処理槽の扉を開いた際の作業者の安全を確保することができる。
【００４５】
保持工程の直後には、第二復圧工程を実行してもよい。第一復圧工程が処理槽内を大気圧までではなくその中途まで復圧する場合、第二復圧工程は、保持工程直後の処理槽内に空気を導入して、処理槽内をさらに復圧する工程である。また、第一復圧工程が処理槽内を大気圧まで復圧する場合、第二復圧工程は、処理槽内を大気に開放する工程である。いずれにしても、再減圧工程を実行しない場合、第二復圧工程は、典型的には、処理槽内を大気に開放して、処理槽内を大気圧下にする工程である。この場合、第二復圧工程が、大気開放工程を兼ねることになる。一方、再減圧工程を実行する場合、第二復圧工程は、保持工程後、再減圧工程前に実行される。
【００４６】
再減圧工程を実行する場合、第一復圧工程（さらに第二復圧工程を実行する場合には第二復圧工程）における処理槽内の復圧は、大気圧までの復圧に限らず、負圧状態への復圧としてもよい。大気圧まで復圧した場合には、処理槽と扉との間に隙間が生じ、再減圧に支障をきたすおそれがあるが、再減圧前の復圧を負圧状態にすることで、そのような不都合を回避することができる。
【００４７】
減圧工程および／または再減圧工程における処理槽内の減圧は、処理槽内の圧力が食材の水蒸気圧（食材に含まれる水の水蒸気圧）よりも低くならない範囲で行われる。これにより、食材からの水分蒸発を防止すると共に、食材の色合いを保ち、また食感の悪化も防止することができる。
【００４８】
再減圧工程を実行する場合、大気開放工程により、処理槽内を大気圧まで完全に復圧するのがよい。これにより、処理槽内外の差圧を無くして、処理槽の扉の開閉が可能となる。同様の理由から、再減圧工程を実行せず、しかも第一復圧工程において二酸化炭素含有気体で大気圧までの復圧を図る場合でも、処理槽の扉を開ける前に、第二復圧工程において、念のため大気に開放して、食材を取り出すのがよい。しかも、この場合、事前に大気に開放することで、処理槽内の二酸化炭素と空気との置換を図ることもできる。
【００４９】
第一復圧工程、第二復圧工程および大気開放工程では、それぞれ、処理槽内を徐々に復圧することが好ましい。これには、処理槽内への気体の導入流量を調整すればよい。上述した殺菌装置を用いる場合、第一復圧工程では、二酸化炭素導入弁の開度を制限するか徐々に開けばよいし、第二復圧工程および大気開放工程では、給気弁の開度を制限するか徐々に開けばよい。これにより、処理槽内を徐々に復圧することができる。減圧された処理槽内を急激に復圧する場合には、食材が締まってしまうが、徐々に復圧することで、そのような不都合を回避することができる。しかも、減圧された処理槽内へ二酸化炭素を徐々に導入する場合には、食材同士の隙間や食材の内部にまで十分に二酸化炭素を行き渡らせることができる。
【００５０】
最初の減圧工程前には、次亜殺菌工程を実行してもよい。この次亜殺菌工程は、食材を次亜塩素酸ナトリウムで殺菌する工程である。つまり、処理槽内へ収容される食材は、次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌後の食材としてもよい。これにより、次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌後、さらに二酸化炭素含有気体を用いて殺菌することになり、一層の日保ち向上を図ることができる。
【００５１】
次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌後の食材を二酸化炭素に晒すことで、二酸化炭素が食材の水分（食材中の水分および／または食材付着の水分）と反応して炭酸となり、その炭酸が次亜塩素酸ナトリウムと反応する。これにより、食材に残留していた次亜塩素酸ナトリウムが次亜塩素酸となり、殺菌効果を増強する。また、次亜塩素酸の一部は、さらに炭酸と反応し塩素となる。塩素は揮発しやすく、食材から抜け易くなるため、食材に残留していた次亜塩素酸ナトリウムを低減できる。さらに、減圧を伴うことで、次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌で食材に生じたトリハロメタンなどの副生成物の低減を図ることもできる。
【００５２】
このような殺菌方法は、好ましくは、前述した殺菌装置を用いて実行される。具体的には、まず、処理槽内に食材を収容して、処理槽内を密閉する。その状態で、排気手段を用いて、処理槽内圧力が設定圧力にまで、あるいは設定時間が経過するまで、処理槽内を減圧する。その後、排気手段を停止した状態で、二酸化炭素導入手段を用いて、処理槽内へ二酸化炭素含有気体を導入して、処理槽内を復圧する。そして、所望により、復圧後の状態で設定時間保持する。その後、所望により排気手段を用いて、処理槽内圧力が設定圧力にまで、あるいは設定時間が経過するまで、処理槽内を再減圧した後、給気手段を用いて、処理槽内へ空気を導入して、処理槽内を大気圧まで復圧すればよい。
【実施例】
【００５３】
以下、この発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の殺菌装置の一実施例を示す概略構成図である。この殺菌装置１は、殺菌を図りたい食材２が収容される処理槽３と、この処理槽３内の気体を外部へ吸引排出して処理槽３内を減圧する排気手段４と、減圧された処理槽３内へ二酸化炭素含有気体を導入して処理槽３内を復圧する二酸化炭素導入手段５と、減圧された処理槽３内へ空気を導入して処理槽３内を復圧する給気手段６と、これら各手段４〜６を制御する制御手段７とを備える。
【００５４】
二酸化炭素含有気体とは、二酸化炭素濃度が空気よりも高い気体をいう。空気中には二酸化炭素はほぼ含まれないので、単に二酸化炭素を含む気体ということもできる。二酸化炭素含有気体の二酸化炭素濃度は、空気よりも高ければよいが、好ましくは４０％以上、より好ましくは９０％以上とされる。二酸化炭素含有気体は、二酸化炭素と空気との混合気体、二酸化炭素とその他の気体（たとえば窒素などの不活性ガス）との混合気体、または二酸化炭素（二酸化炭素濃度９９％以上）から構成される。
【００５５】
本実施例の処理槽３は、一側面へ開口して中空部を有する処理槽本体８と、この処理槽本体８の開口部を開閉する扉９とを備えた金属製の缶体である。扉９が閉じられた状態では、処理槽本体８と扉９との隙間は、パッキン（図示省略）にて封止される。処理槽３には、処理槽３内の圧力を検出する圧力センサ１０が設けられる。処理槽３内への食材２の収容は、処理槽３に出し入れされるワゴン（図示省略）を介して行ってもよいし、図示例のように処理槽３内の棚板１１に直接載せてもよい。
【００５６】
本実施例の殺菌装置１にて殺菌を図られる食材２は、特に問わないが、典型的には生鮮野菜とされ、特にカット野菜とされる。図示例では、キャベツの千切りを示しているが、玉ねぎ、ジャガイモ、レタスなど、適宜にカットまたはスライスされたその他の野菜でもよい。これら食材２は、適宜の容器１２に入れられて、処理槽３内に収容される。
【００５７】
処理槽３には、処理槽３内の気体を外部へ吸引排出して、処理槽３内を減圧する排気手段４が接続される。排気手段４は、特に問わないが、本実施例では水封式の真空ポンプ１３から構成される。水封式の真空ポンプ１３は、周知のとおり、封水と呼ばれる水が供給されて作動される。そのために、真空ポンプ１３には、給水路１４を介して水が供給可能とされる。
【００５８】
真空ポンプ１３は、排気路１５を介して処理槽３に接続される。排気路１５の中途には、真空弁１６が設けられる。この真空弁１６は、排気路１５を開閉する弁であり、本実施例では電磁弁から構成される。
【００５９】
処理槽３には、減圧された処理槽３内へ二酸化炭素含有気体を導入して、処理槽３内を復圧する二酸化炭素導入手段５が接続される。二酸化炭素導入手段５は、本実施例では二酸化炭素ボンベ１７を備えて構成される。二酸化炭素ボンベ１７には、液化二酸化炭素が貯蔵されている。
【００６０】
二酸化炭素ボンベ１７は、二酸化炭素導入路１８を介して処理槽３に接続される。二酸化炭素ボンベ１７の出口には、ベーパライザ１９が設けられており、このベーパライザ１９により二酸化炭素ボンベ１７内の液化二酸化炭素は、減圧され気化されて、二酸化炭素含有気体として処理槽３内へ供給可能とされる。二酸化炭素導入路１８の中途には、二酸化炭素導入弁２０が設けられる。この二酸化炭素導入弁２０は、二酸化炭素導入路１８を開閉する弁であり、開度調整可能であるのが好ましい。たとえばモータバルブなどの電動弁から構成される。
【００６１】
このようにして、処理槽３内へは、二酸化炭素濃度がたとえば９８〜９９％の気体が導入可能とされる。但し、前述したように、二酸化炭素濃度はこれに限らないし、二酸化炭素とその他の気体との混合気体を、処理槽３内へ導入可能としてもよい。
【００６２】
さらに、処理槽３には、減圧された処理槽３内へ空気を導入して、処理槽３内を復圧する給気手段６が接続される。給気手段６は、処理槽３の内外を連通可能に構成される。本実施例では、処理槽３内は、給気路２１およびフィルター２２を介して、外気と連通可能とされる。給気路２１の中途には、給気弁２３が設けられる。この給気弁２３は、給気路２１を開閉する弁であり、開度調整可能であるのが好ましい。たとえばモータバルブなどの電動弁から構成される。給気弁２３の開放により、処理槽３内は大気圧に開放可能とされる。
【００６３】
排気手段４、二酸化炭素導入手段５、給気手段６などは、制御手段７により制御される。この制御手段７は、それが把握する経過時間や圧力センサ１０による検出圧力などに基づき、前記各手段４〜６を制御する制御器２４である。具体的には、圧力センサ１０の他、真空ポンプ１３、真空弁１６、二酸化炭素導入弁２０、給気弁２３などは、制御器２４に接続される。そして、制御器２４は、所定の手順（プログラム）に従い、処理槽３内の食材２の殺菌を図る。
【００６４】
次に、本実施例の殺菌装置１を用いた殺菌方法について説明する。図２は、本発明の殺菌方法の一実施例を示すフローチャートである。また、図３は、本実施例の殺菌方法の内、前記殺菌装置１を用いて実行する工程について、処理槽内圧力の変化を示す概略図であり、処理槽内圧力と経過時間との関係を示している。そして、図４は、図３の変形例を示す図である。
【００６５】
図２に示すように、本実施例では、次亜殺菌工程Ｓ１、減圧工程Ｓ２、第一復圧工程Ｓ３、保持工程Ｓ４、第二復圧工程Ｓ５、再減圧工程Ｓ６および大気開放工程Ｓ７が順次に実行される。この内、次亜殺菌工程Ｓ１は、好ましくは実行される工程であり、場合によっては省略可能である。また、第二復圧工程Ｓ５は、大気開放工程Ｓ７を兼ねる場合があり、その場合、再減圧工程Ｓ６および大気開放工程Ｓ７は実行する必要はない。
【００６６】
次亜殺菌工程Ｓ１は、食材２を次亜塩素酸ナトリウムで殺菌する工程である。具体的には、適宜にトリミングされ、カットまたはスライスされた食材（カット野菜）は、次亜塩素酸ナトリウムの水溶液に浸される。たとえば、１００〜２００ｐｐｍの次亜塩素酸ナトリウムに、５〜１０分、食材２が浸される。
【００６７】
次亜殺菌工程Ｓ１にて殺菌を図られた食材２は、水洗いされた後、殺菌装置１の処理槽３内へ移される。但し、食材２の水洗いは、次亜殺菌工程Ｓ１直後に行うことに代えてまたはこれに加えて、大気開放工程Ｓ７（再減圧工程Ｓ６以降を実行しない場合には第二復圧工程Ｓ５）の後に行ってもよい。
【００６８】
減圧工程Ｓ２は、処理槽３内を密閉した状態で、処理槽３内の空気を外部へ吸引排出して、処理槽３内を減圧する工程である。具体的には、二酸化炭素導入弁２０および給気弁２３を閉じた状態で、真空弁１６を開くと共に真空ポンプ１３を作動させて、処理槽３内を第一設定圧力Ｐ１まで減圧する。第一設定圧力Ｐ１は、適宜に設定されるが、食材２の水蒸気圧よりも低くならない範囲で設定される。たとえば、食材２の品温が１７℃の場合には、処理槽３内の圧力が２０ｈＰａよりも低くならない範囲で設定される。これにより、食材２内の水分の沸騰を防止して、食材２の色合いを保ち、また食感の悪化も防止できる。食材２の品温を確認して制御するために、処理槽３に、品温センサ（図示省略）を設けてもよい。
【００６９】
減圧工程Ｓ２では、圧力センサ１０により処理槽３内の圧力を監視しつつ、真空ポンプ１３を用いて処理槽３内の減圧が図られ、処理槽３内が第一設定圧力Ｐ１になると、真空弁１６を閉じると共に真空ポンプ１３の作動を停止する。但し、減圧工程Ｓ２では、処理槽３内を設定圧力まで減圧する以外に、真空ポンプ１３を設定時間だけ作動させて、処理槽３内を設定時間だけ減圧してもよい。
【００７０】
第一復圧工程Ｓ３は、減圧された処理槽３内へ二酸化炭素含有気体を導入して、処理槽３内を復圧する工程である。具体的には、二酸化炭素導入弁２０を開いて、減圧された処理槽３内へ二酸化炭素含有気体を導入し、処理槽３内を第二設定圧力Ｐ２まで復圧する。第二設定圧力Ｐ２は、適宜に設定され、場合により大気圧まで復圧してもよいが、図３および図４では、処理槽３内を中途（たとえば半分程度）まで復圧する圧力に設定される。
【００７１】
第一復圧工程Ｓ３では、圧力センサ１０により処理槽３内の圧力を監視しつつ、処理槽３内への二酸化炭素含有気体の導入が図られ、処理槽３内が第二設定圧力Ｐ２になると、二酸化炭素導入弁２０を閉じる。但し、第一復圧工程Ｓ３では、処理槽３内を設定圧力まで復圧する以外に、二酸化炭素導入弁２０を設定時間だけ開いて、処理槽３内を設定時間だけ復圧してもよい。
【００７２】
減圧工程Ｓ２で減圧した処理槽３内に、第一復圧工程Ｓ３で二酸化炭素含有気体を導入することにより、食材同士の隙間や、食材の内部にまで十分に二酸化炭素を行き渡らせることができる。食材２を二酸化炭素に晒すことで、細菌の生育が抑制される。また、食材２を二酸化炭素に晒すことで、食材２のｐＨを下げ、その酸により食材２の殺菌が図られる。すなわち、二酸化炭素が食材２の水分（食材中の水分および／または食材付着の水分）と反応して炭酸となり、その炭酸が解離して水素イオンを発生させ、食材２のｐＨを下げ、その酸により食材２の殺菌が図られる。
【００７３】
保持工程Ｓ４は、処理槽３内を第一復圧工程Ｓ３後の状態で設定時間保持する工程である。設定時間は、適宜に設定されるが、たとえば数分から数十分とされる。食材２を二酸化炭素に晒した状態で設定時間保持することで、二酸化炭素による食材２の殺菌を確実に図ることができる。
【００７４】
保持工程Ｓ４の直後には、所望により第二復圧工程Ｓ５を実行してもよい。この第二復圧工程Ｓ５は、減圧下の処理槽３内へ空気を導入して、処理槽３内をさらに復圧する工程である。具体的には、処理槽３内が所望圧力になるまで給気弁２３を開いて、減圧下の処理槽３内へ空気を導入し、処理槽３内をさらに復圧する。
【００７５】
図４に示すように、第二復圧工程Ｓ５において、処理槽３内を大気圧まで復圧した場合には、次工程の再減圧工程Ｓ６に移行せずに、殺菌装置１の運転を終了することもできる。また、図４の変形例として、第一復圧工程Ｓ３において、処理槽３内を大気圧まで復圧して保持（保持工程Ｓ４）してもよく、この場合、第二復圧工程Ｓ５において、処理槽３内を大気に開放するのがよい。この場合も、次工程の再減圧工程Ｓ６に移行せずに、殺菌装置１の運転を終了することができる。いずれの場合も、第二復圧工程Ｓ５は、大気開放工程Ｓ７ともいえる。
【００７６】
再減圧工程Ｓ６は、処理槽３内の気体を外部へ吸引排出して、処理槽３内を再減圧する工程である。具体的には、減圧工程Ｓ２と同様に、二酸化炭素導入弁２０および給気弁２３を閉じた状態で、真空弁１６を開くと共に真空ポンプ１３を作動させて、処理槽３内を第三設定圧力Ｐ３まで減圧する。第三設定圧力Ｐ３は、適宜に設定されるが、図３では、第一設定圧力Ｐ１と同一とされる。但し、再減圧工程Ｓ６でも、処理槽３内を設定圧力まで減圧する以外に、真空ポンプ１３を設定時間だけ作動させて、処理槽３内を設定時間だけ減圧してもよい。
【００７７】
大気開放工程Ｓ７は、減圧下の処理槽３内へ空気を導入して、処理槽３内を大気圧まで復圧する工程である。具体的には、真空ポンプ１３の作動を停止し、真空弁１６および二酸化炭素導入弁２０を閉じた状態で、給気弁２３を開いて、減圧下の処理槽３内へ空気を導入し、処理槽３内を大気圧まで完全に復圧する。これにより、処理槽３内外の差圧を無くして、処理槽３の扉９の開閉が可能となる。
【００７８】
ところで、図３において、大気開放工程Ｓ７直前の再減圧工程Ｓ６は省略してもよいが、大気開放工程Ｓ７直前に再減圧工程Ｓ６を実行して、処理槽３内から二酸化炭素含有気体を排除した後、空気のみで復圧するのがよい。処理槽３内から二酸化炭素を排除した後、処理槽３内を空気で復圧することにより、処理槽３の扉９を開いた際の作業者の安全が確保される。具体的には、処理槽３の扉９の開放時に、酸素濃度が１８％未満の作業環境になることが防止される。
【００７９】
また、第一復圧工程Ｓ３、第二復圧工程Ｓ５および大気開放工程Ｓ７の内、いずれか一以上の工程では、処理槽３内を徐々に復圧するのが好ましい。具体的には、第一復圧工程Ｓ３では、二酸化炭素導入弁２０を徐々に開けばよいし、第二復圧工程Ｓ５および大気開放工程Ｓ７では、給気弁２３を徐々に開けばよい。減圧された処理槽３内を急激に復圧する場合には、食材２が締まってしまうが、徐々に復圧することで、そのような不都合を回避することができる。しかも、減圧された処理槽３内へ二酸化炭素を徐々に導入する場合には、食材同士の隙間や食材の内部にまで十分に二酸化炭素を行き渡らせることができる。
【００８０】
本実施例の殺菌方法によれば、カット野菜などの食材２は、次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌後、さらに二酸化炭素含有気体により殺菌される。次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌後の食材２を二酸化炭素に晒すことで、二酸化炭素が食材２の水分（食材中の水分および／または食材付着の水分）と反応して炭酸となり、その炭酸が次亜塩素酸ナトリウムと反応する。これにより、食材２に残留していた次亜塩素酸ナトリウムが次亜塩素酸となり、４〜５倍程度殺菌効果を増強する。また、次亜塩素酸の一部は、さらに炭酸と反応し塩素となる。塩素は揮発しやすく、食材２から抜け易くなるため、食材２に残留していた次亜塩素酸ナトリウムを低減できる。さらに、減圧を伴うことで、次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌で食材２に生じたトリハロメタンなどの副生成物の低減を図ることもできる。
【００８１】
次に示す表１、表２および表３は、二酸化炭素含有気体を用いたカット野菜（キャベツの千切り）の殺菌効果についての試験結果を示す表である。ここで、表１と表２と表３とは、殺菌対象であるキャベツが異なる。
【００８２】
【表１】
【００８３】
【表２】
【００８４】
【表３】
【００８５】
試料１から試料４は、それぞれ次のとおりである。試料１は、キャベツを千切りしてから水道水で十分に洗った後、水切りしたカットキャベツである。試料２は、試料１と同様の処理を行ったカットキャベツを処理槽３内に収容し、その処理槽３内を２５ｈＰａまで減圧した後（減圧工程Ｓ２）、二酸化炭素濃度が９９％の気体を処理槽３内へ導入して大気圧まで復圧し（第一復圧工程Ｓ３）、復圧後３０分間保持してから（保持工程Ｓ４）、空気と置換する処理（大気開放工程Ｓ７を兼ねる第二復圧工程Ｓ５）を施したカットキャベツである。試料３は、試料１と同様の処理を行ったカットキャベツを、有効塩素２００ｐｐｍの次亜塩素酸ナトリウム水溶液に５分間浸した後（次亜殺菌工程Ｓ１）、水道水のため水に、このため水を５回入れ替えつつさらして十分にすすぐ処理を施したカットキャベツである。さらに、試料４は、試料３と同様の処理を行ったカットキャベツを処理槽３内に収容し、その処理槽３内を２５ｈＰａまで減圧した後（減圧工程Ｓ２）、二酸化炭素濃度が９９％の気体を処理槽３内へ導入して大気圧まで復圧し（第一復圧工程Ｓ３）、復圧後３０分間保持してから（保持工程Ｓ４）、空気と置換する処理（大気開放工程Ｓ７を兼ねる第二復圧工程Ｓ５）を施したカットキャベツである。
【００８６】
生菌数の測定方法は、次のとおりである。試料を１０℃で所定時間（表中の各時間）放置した後、その試料２０ｇをストマッカーのポリ袋に移して、そのポリ袋に滅菌希釈液１８０ｍｌを加えて、６０秒間細砕した。これにより得られた上澄み液を試料原液とした。試料原液１ｍｌは、検体０．１ｇに相当するとした。そして、試料原液は、滅菌０．１％ペプトン加生理食塩水で希釈した。この希釈液１ｍｌをペトリ皿に分注し、あらかじめ１２１℃で１５分間高圧滅菌後、約４５℃の標準寒天培地を約１５ｍｌ注ぎ混釈した。培地が凝固したら、ペトリ皿を上下逆にした状態で、３５℃±１℃の恒温器にて２４±２時間培養した。そして、肉眼で認められる集落数を生菌数として測定した。なお、試料原液の希釈は、省略してもよく、その場合、試料原液１ｍｌをペトリ皿に分注して、以後同様の処理を行うことになる。
【００８７】
表１、表２および表３から分かるように、水洗いのみの試料１と二酸化炭素殺菌処理を施した試料２とを比較して、二酸化炭素殺菌の効果が確認された。また、次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌のみを行った試料３と次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌後に二酸化炭素殺菌処理を施した試料４とを比較して、次亜殺菌工程後の二酸化炭素殺菌処理の効果が確認された。さらに、試料４はその他の試料と比較して、殺菌効果が特にあることが確認された。
【００８８】
本発明の殺菌装置および殺菌方法は、前記実施例の構成に限らず、適宜変更可能である。特に、食材が収容された空間内を一旦減圧後、二酸化炭素含有気体を導入して復圧する構成であれば足り、二酸化炭素含有気体の組成や、殺菌装置の具体的構成、殺菌方法の処理手順は、適宜に変更可能である。
【００８９】
たとえば、前記実施例では、二酸化炭素含有気体は、二酸化炭素のみとされたが、他の気体との混合気体であってもよい。その場合、二酸化炭素ボンベ１７に混合気体を充填していてもよいし、二酸化炭素導入路１８において、二酸化炭素ボンベ１７からの二酸化炭素に他の気体を混合してもよい。
【００９０】
前記実施例では、排気手段４として真空ポンプ１３のみを用いたが、これに加えて、蒸気エゼクタおよび／または熱交換器を、排気路１５に設けてもよい。また、二酸化炭素導入路１８と給気路２１とは、処理槽３側の端部において共通路とすることもできる。
【００９１】
前記実施例では、次亜塩素酸ナトリウムにて殺菌後の食材２を、二酸化炭素にてさらに殺菌する例について説明したが、本発明の殺菌装置および殺菌方法は、次亜塩素酸ナトリウムにて殺菌を施されていない食材、または次亜塩素酸ナトリウム以外で事前に殺菌を施された食材について、二酸化炭素により殺菌する場合にも同様に適用できる。
【００９２】
さらに、処理槽３内において二酸化炭素含有気体により殺菌を図られた食材２を、真空包装機に移して、特定組成の気体により、食材２をパックしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の殺菌装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】図１の殺菌装置を用いた殺菌方法の典型例を示すフローチャートである。
【図３】図２のフローチャートに示される殺菌方法を実施した場合の処理槽内の圧力変化を示す概略図である。
【図４】図３の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００９４】
１ 殺菌装置
２ 食材
３ 処理槽
４ 排気手段
５ 二酸化炭素導入手段
６ 給気手段
１０ 圧力センサ
１３ 真空ポンプ
１７ 二酸化炭素ボンベ
２０ 二酸化炭素導入弁
２３ 給気弁
Ｓ１ 次亜殺菌工程
Ｓ２ 減圧工程
Ｓ３ 第一復圧工程
Ｓ４ 保持工程
Ｓ５ 第二復圧工程
Ｓ６ 再減圧工程
Ｓ７ 大気開放工程
【技術分野】
【０００１】
この発明は、カット野菜に代表される各種食材を殺菌または制菌するための殺菌装置および殺菌方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、生鮮野菜、特に適宜カットされた状態のカット野菜は、次亜塩素酸ナトリウムを含む水溶液に浸して、殺菌が行われている。
【特許文献１】特開２００５−１２４４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、より安全で確実な殺菌と、それによる食材の日保ち向上とが望まれている。安全性に関して述べると、次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌の場合、殺菌後に食材を水洗いしても、次亜塩素酸ナトリウムの食材への残留や、トリハロメタンなどの副生成物の発生が指摘されている。
【０００４】
本件発明者は、より安全で確実な殺菌について鋭意研究に努めた結果、高濃度の二酸化炭素が有効であることを見出した。ところが、単に高濃度の二酸化炭素を食材に晒すだけでは、食材同士の隙間や、食材の内部にまで十分に二酸化炭素が行き渡らず、十分な殺菌を図れず、また殺菌効果にムラが生じる。
【０００５】
この発明が解決しようとする課題は、より安全で確実な殺菌と、それによる食材の日保ち向上とを図ることにある。また、次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌と併用することで、一層確実な殺菌とそれによる日保ち向上とを図る一方、残留する次亜塩素酸ナトリウムの低減と、トリハロメタンなどの副生成物の低減とを図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、食材が収容される処理槽と、この処理槽内の気体を外部へ吸引排出して、前記処理槽内を減圧する排気手段と、この排気手段により減圧された前記処理槽内に、二酸化炭素を含む気体を導入する二酸化炭素導入手段と、前記排気手段により減圧された前記処理槽内に、空気を導入する給気手段とを備えることを特徴とする殺菌装置である。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、処理槽内からの空気排除を図った後に、処理槽内へ二酸化炭素含有気体を導入することで、食材同士の隙間や、食材の内部にまで十分に二酸化炭素を行き渡らせることができる。食材を二酸化炭素に晒すことで、細菌の生育が抑制される。また、食材を二酸化炭素に晒すことで、食材のｐＨを下げ、その酸により食材の殺菌が図られる。すなわち、二酸化炭素が食材の水分（食材中の水分および／または食材付着の水分）と反応して炭酸となり、その炭酸が解離して水素イオンを発生させ、食材のｐＨを下げ、その酸により食材の殺菌が図られる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記二酸化炭素導入手段および／または前記給気手段は、前記処理槽内への気体の導入流量を調整して、前記処理槽内を徐々に復圧することを特徴とする請求項１に記載の殺菌装置である。
【０００９】
減圧された処理槽内を復圧するために、処理槽内へ二酸化炭素含有気体を急激に導入する場合には、食材が締まってしまい、食材同士の隙間や食材の内部にまで十分に二酸化炭素が行き渡らず、十分な殺菌を図ることができないおそれがある。ところが、請求項２に記載の発明によれば、減圧された処理槽内に二酸化炭素含有気体を徐々に導入することで、食材同士の隙間や食材の内部にまで十分に二酸化炭素を行き渡らせて、確実な殺菌を図ることができる。また、同様に、減圧された処理槽内を復圧するために、処理槽内へ空気を急激に導入する場合には、食材が締まってしまうが、空気を徐々に導入することで、そのような不都合を防止することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記二酸化炭素導入手段により、前記処理槽内を中途まで復圧して保持した後、前記給気手段により、前記処理槽内を大気圧まで復圧することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の殺菌装置である。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、減圧された処理槽内へ二酸化炭素含有気体を導入して保持することで、二酸化炭素による食材の殺菌を確実に図ることができる。その後、処理槽内へ空気を導入して、処理槽内を大気圧まで復圧することで、処理槽内外の差圧を無くして、処理槽の扉の開閉が可能となる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記二酸化炭素導入手段により、前記処理槽内を復圧して保持した後、前記排気手段により前記処理槽内を再減圧してから、前記給気手段により、前記処理槽内を大気圧まで復圧することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の殺菌装置である。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、減圧された処理槽内へ二酸化炭素含有気体を導入して保持することで、二酸化炭素による食材の殺菌を確実に図ることができる。しかも、そのような殺菌処理後には、処理槽内を再減圧してから空気で復圧することで、処理槽内から二酸化炭素を排除して、作業者の安全を確保することができる。また、処理槽内を大気圧まで復圧することで、処理槽内外の差圧を無くして、処理槽の扉の開閉が可能となる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、前記排気手段による前記処理槽内の減圧は、前記処理槽内の圧力が前記食材の水蒸気圧よりも低くならない範囲で行われることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の殺菌装置である。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、食材内の水分が沸騰しない範囲で、処理槽内の減圧が図られる。従って、食材からの水分蒸発を防止すると共に、食材の色合いを保ち、また食感の悪化も防止することができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、前記処理槽内に収容される食材は、次亜塩素酸ナトリウムにて殺菌後の食材であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の殺菌装置である。
【００１７】
請求項６に記載の発明によれば、次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌後、さらに二酸化炭素含有気体を用いて殺菌することになり、一層の日保ち向上を図ることができる。次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌後の食材を二酸化炭素に晒すことで、二酸化炭素が食材の水分（食材中の水分および／または食材付着の水分）と反応して炭酸となり、その炭酸が次亜塩素酸ナトリウムと反応する。これにより、食材に残留していた次亜塩素酸ナトリウムが次亜塩素酸となり、殺菌効果を増強する。また、次亜塩素酸の一部は、さらに炭酸と反応し塩素となる。塩素は揮発しやすく、食材から抜け易くなるため、食材に残留していた次亜塩素酸ナトリウムを低減できる。さらに、減圧を伴うことで、次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌で食材に生じたトリハロメタンなどの副生成物の低減を図ることもできる。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、食材を収容した処理槽内の気体を外部へ吸引排出して、前記処理槽内を減圧する減圧工程、減圧された前記処理槽内に二酸化炭素を含む気体を導入して、前記処理槽内を大気圧または中途まで復圧する第一復圧工程、この復圧後の状態で設定時間保持する保持工程を順次に含むことを特徴とする殺菌方法である。
【００１９】
請求項７に記載の発明によれば、処理槽内からの空気排除を図った後に、処理槽内へ二酸化炭素含有気体を導入して保持することで、食材同士の隙間や、食材の内部にまで十分に二酸化炭素を行き渡らせることができる。食材を二酸化炭素に晒すことで、細菌の生育が抑制される。また、食材を二酸化炭素に晒すことで、食材のｐＨを下げ、その酸により食材の殺菌が図られる。すなわち、二酸化炭素が食材の水分（食材中の水分および／または食材付着の水分）と反応して炭酸となり、その炭酸が解離して水素イオンを発生させ、食材のｐＨを下げ、その酸により食材の殺菌が図られる。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、前記保持工程後、前記処理槽内の気体を外部へ吸引排出して、前記処理槽内を再減圧する再減圧工程と、この再減圧工程後、前記処理槽内に空気を導入して、前記処理槽内を大気圧まで復圧する大気開放工程とをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の殺菌方法である。
【００２１】
請求項８に記載の発明によれば、二酸化炭素含有気体を用いた殺菌後、処理槽内を再減圧してから空気で復圧することで、処理槽内から二酸化炭素を排除して、作業者の安全を確保することができる。また、処理槽内へ空気を導入して、処理槽内を大気圧まで復圧することで、処理槽内外の差圧を無くして、処理槽の扉の開閉が容易となる。
【００２２】
請求項９に記載の発明は、前記第一復圧工程は、減圧された前記処理槽内に二酸化炭素を含む気体を導入して、前記処理槽内を中途まで復圧する工程であり、前記保持工程の直後に、前記処理槽内に空気を導入して、前記処理槽内をさらに復圧する第二復圧工程をさらに含むことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の殺菌方法である。
【００２３】
請求項９に記載の発明によれば、減圧された処理槽内へ二酸化炭素含有気体を導入して、処理槽内を中途まで復圧した状態で保持することで、二酸化炭素による食材の殺菌を図ることができる。そして、その保持工程後（その後に再減圧工程および大気開放工程を実行する場合には、保持工程後で再減圧工程前）に、処理槽内に空気を導入して、処理槽内がさらに復圧される。保持工程後、第二復圧工程だけを実行する場合には、処理槽内を大気圧まで復圧するのがよい。その場合、第二復圧工程は、大気開放工程と同様に機能し、処理槽内外の差圧を無くして、処理槽の扉の開閉を容易とする。一方、保持工程後、再減圧工程前に第二復圧工程を実行する場合には、処理槽内を大気圧まで完全に復圧しないのがよい。大気圧まで復圧した場合には、処理槽と扉との間に隙間が生じ、再減圧に支障をきたすおそれがあるが、再減圧前の復圧を負圧状態にすることで、そのような不都合を回避することができる。
【００２４】
請求項１０に記載の発明は、前記減圧工程前に、前記食材を次亜塩素酸ナトリウムで殺菌する次亜殺菌工程をさらに含むことを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の殺菌方法である。
【００２５】
請求項１０に記載の発明によれば、次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌後、さらに二酸化炭素含有気体を用いて殺菌することになり、一層の日保ち向上を図ることができる。次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌後の食材を二酸化炭素に晒すことで、二酸化炭素が食材の水分（食材中の水分および／または食材付着の水分）と反応して炭酸となり、その炭酸が次亜塩素酸ナトリウムと反応する。これにより、食材に残留していた次亜塩素酸ナトリウムが次亜塩素酸となり、殺菌効果を増強する。また、次亜塩素酸の一部は、さらに炭酸と反応し塩素となる。塩素は揮発しやすく、食材から抜け易くなるため、食材に残留していた次亜塩素酸ナトリウムを低減できる。さらに、減圧を伴うことで、次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌で食材に生じたトリハロメタンなどの副生成物の低減を図ることもできる。
【００２６】
さらに、請求項１１に記載の発明は、前記処理槽内の減圧は、前記処理槽内の圧力が前記食材の水蒸気圧よりも低くならない範囲で行われることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の殺菌方法である。
【００２７】
請求項１１に記載の発明によれば、食材内の水分が沸騰しない範囲で、処理槽内の減圧が図られる。従って、食材からの水分蒸発を防止すると共に、食材の色合いを保ち、また食感の悪化も防止することができる。
【発明の効果】
【００２８】
この発明によれば、より安全で確実な殺菌と、それによる食材の日保ち向上とを図ることができる。また、次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌と併用することで、一層確実な殺菌と、それによる日保ち向上とを図ることができる。しかも、残留する次亜塩素酸ナトリウムの低減と、トリハロメタンなどの副生成物の低減とを図ることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。
この発明の殺菌装置は、各種食材の殺菌または制菌（以下、単に殺菌という）を図る装置である。殺菌が図られる食材は、特に問わないが、典型的には生鮮野菜であり、特にカット野菜である。カット野菜とは、カットまたはスライスされた生鮮野菜であり、学校給食などの大量調理に備えたり、スーパーマーケットやコンビニエンスストアでサラダや調理用野菜として販売されたりするものである。
【００３０】
一実施形態の殺菌装置は、食材が収容される処理槽と、この処理槽内の気体を外部へ吸引排出して処理槽内を減圧する排気手段と、この排気手段により減圧された処理槽内に二酸化炭素含有気体を導入する二酸化炭素導入手段と、排気手段により減圧された処理槽内に空気を導入する給気手段とを備える。
【００３１】
二酸化炭素含有気体とは、二酸化炭素濃度が空気よりも高い気体をいう。空気中には二酸化炭素はほぼ含まれないので、単に二酸化炭素を含む気体ということもできる。二酸化炭素含有気体は、二酸化炭素濃度が空気よりも高ければよく、二酸化炭素と空気との混合気体、二酸化炭素とその他の不活性ガスなどとの混合気体、または二酸化炭素（二酸化炭素９９％以上）から構成される。
【００３２】
処理槽は、食材を密閉可能な中空構造に形成され、典型的には略矩形の中空ボックス状に形成された金属製の缶体である。この処理槽は、一側面へ開口して中空部を有する処理槽本体と、この処理槽本体の開口部を開閉する扉とから構成される。但し、処理槽は、このような構成に限らず、たとえば、上方へ開口する有底円筒状の処理槽本体と、この処理槽本体の上部開口を開閉する扉とから構成してもよい。
【００３３】
処理槽には、処理槽内の圧力を検出する圧力センサが備えられる。但し、圧力センサに代えてまたはこれに加えて、処理槽内の温度を検出する温度センサを設けてもよい。また、食材の温度を検出する品温センサをさらに設けてもよい。
【００３４】
排気手段は、処理槽内の気体を外部へ吸引排出する手段である。排気手段は、真空ポンプ、またはそれに代えてもしくはそれに加えて、蒸気エゼクタまたは水エゼクタなどを備える。排気手段は、排気路を介して、処理槽に接続される。従って、排気手段により、排気路を介して処理槽内の気体を外部へ吸引排出して、処理槽内を減圧することができる。
【００３５】
排気手段は、さらに熱交換器を排気路に備えてもよい。この熱交換器は、排気手段として真空ポンプを備える場合には、真空ポンプより上流側に設けられ、排気手段として蒸気エゼクタを備える場合には、蒸気エゼクタより下流側に設けられる。熱交換器は、排気路内の蒸気を、冷却し凝縮させるものである。この冷却および凝縮作用をなすために、熱交換器には冷却水が供給され、排気路の冷却が図られる。冷却水として、冷水製造装置（チラー）から供給される冷水を用いてもよい。また、冷却水に代えて、ブラインチラーから供給されるブラインを用いてもよい。いずれの場合も、排気路内の蒸気を予め熱交換器で凝縮させておくことで、その後の真空ポンプの負荷を軽減して、減圧能力を高めることができる。
【００３６】
二酸化炭素導入手段は、排気手段により減圧された処理槽内へ二酸化炭素含有気体を導入して、処理槽内を復圧する手段である。二酸化炭素導入手段は、二酸化炭素含有気体を充填または生成する二酸化炭素供給源を備え、二酸化炭素導入路を介して処理槽に接続される。二酸化炭素導入路の中途には二酸化炭素導入弁が設けられており、この二酸化炭素導入弁を開くことで、処理槽内へ二酸化炭素含有気体を導入して、処理槽内を復圧することができる。
【００３７】
給気手段は、排気手段により減圧された処理槽内へ空気を導入して、処理槽内を復圧する手段である。この給気手段により、処理槽内へ空気を導入することで、処理槽内を大気圧まで復圧することができる。処理槽内への空気の導入は、衛生面を考慮して、フィルターを介して行うのが望ましい。フィルターを介した清浄空気は、給気路を介して処理槽内へ供給される。給気路の中途に設けた給気弁を開閉することで、処理槽内への外気導入の有無が切り替えられる。
【００３８】
ところで、二酸化炭素導入弁と給気弁とは、開度調整可能なものが好ましい。具体的には、モータバルブまたは比例制御弁などの電動弁から構成するのがよい。この場合、弁の開度を徐々に開くことで、処理槽内を徐々に復圧することができる。
【００３９】
殺菌装置には、真空冷却機能を付加したり、真空包装機能を付加したりしてもよい。逆にいうと、真空冷却機や真空包装機などの減圧機能を有する各種食品機械に、本発明の殺菌機能を付加してもよい。
【００４０】
つぎに、この発明の殺菌方法について説明する。一実施形態の殺菌方法は、減圧工程および復圧工程（第一復圧工程）を順次に実行して、食材を殺菌する方法である。減圧工程は、食材を収容した処理槽内の気体を外部へ吸引排出して、処理槽内を減圧する工程である。第一復圧工程は、減圧された処理槽内に二酸化炭素含有気体を導入して、処理槽内を大気圧または中途まで復圧する工程である。いずれまで復圧する場合も、後述する大気開放工程により、最終的には、処理槽内を大気に開放するのがよい。
【００４１】
処理槽内からの空気排除を図った後に、処理槽内へ二酸化炭素含有気体を導入することで、食材同士の隙間や、食材の内部にまで十分に二酸化炭素を行き渡らせることができる。食材の表面や内部を比較的高濃度の二酸化炭素に晒すことで、食材のｐＨを下げ、その酸により食材の殺菌が図られる。すなわち、二酸化炭素が食材の水分（食材中の水分および／または食材付着の水分）と反応して炭酸となり、その炭酸が解離して水素イオンを発生させ、食材のｐＨを下げ、その酸により食材の殺菌が図られる。
【００４２】
第一復圧工程の直後には、保持工程を実行するのが好ましい。この保持工程は、処理槽内を第一復圧工程後の状態で設定時間保持する工程である。二酸化炭素含有気体を導入して設定時間保持することで、二酸化炭素による食材の殺菌を確実に図ることができる。
【００４３】
ところで、処理槽内を減圧することで膨張するような食材（液物でないような固形食材）は、膨張することで二酸化炭素含有気体との接触面積が広くなり、二酸化炭素による殺菌も効果的であるが、急激に復圧する場合には、食材も急激に収縮してしまい、二酸化炭素含有気体との接触面積が減り、十分な殺菌を図ることができないおそれがある。ところが、中途まで復圧して保持することで、広い接触面積を保つことで、効果的な殺菌を図ることができる。後述するように、処理槽内へ徐々に二酸化炭素を導入して、処理槽内を徐々に復圧する場合も同様である。
【００４４】
保持工程後には、再減圧工程と大気開放工程とを順次に実行するのがよい。再減圧工程は、処理槽内の気体を外部へ吸引排出して、処理槽内を再減圧する工程である。大気開放工程は、再減圧後の処理槽内を大気に開放する工程である。二酸化炭素による食材の殺菌処理後、処理槽内を再減圧してから空気で復圧することで、処理槽内から二酸化炭素を排除することができる。これにより、処理槽の扉を開いた際の作業者の安全を確保することができる。
【００４５】
保持工程の直後には、第二復圧工程を実行してもよい。第一復圧工程が処理槽内を大気圧までではなくその中途まで復圧する場合、第二復圧工程は、保持工程直後の処理槽内に空気を導入して、処理槽内をさらに復圧する工程である。また、第一復圧工程が処理槽内を大気圧まで復圧する場合、第二復圧工程は、処理槽内を大気に開放する工程である。いずれにしても、再減圧工程を実行しない場合、第二復圧工程は、典型的には、処理槽内を大気に開放して、処理槽内を大気圧下にする工程である。この場合、第二復圧工程が、大気開放工程を兼ねることになる。一方、再減圧工程を実行する場合、第二復圧工程は、保持工程後、再減圧工程前に実行される。
【００４６】
再減圧工程を実行する場合、第一復圧工程（さらに第二復圧工程を実行する場合には第二復圧工程）における処理槽内の復圧は、大気圧までの復圧に限らず、負圧状態への復圧としてもよい。大気圧まで復圧した場合には、処理槽と扉との間に隙間が生じ、再減圧に支障をきたすおそれがあるが、再減圧前の復圧を負圧状態にすることで、そのような不都合を回避することができる。
【００４７】
減圧工程および／または再減圧工程における処理槽内の減圧は、処理槽内の圧力が食材の水蒸気圧（食材に含まれる水の水蒸気圧）よりも低くならない範囲で行われる。これにより、食材からの水分蒸発を防止すると共に、食材の色合いを保ち、また食感の悪化も防止することができる。
【００４８】
再減圧工程を実行する場合、大気開放工程により、処理槽内を大気圧まで完全に復圧するのがよい。これにより、処理槽内外の差圧を無くして、処理槽の扉の開閉が可能となる。同様の理由から、再減圧工程を実行せず、しかも第一復圧工程において二酸化炭素含有気体で大気圧までの復圧を図る場合でも、処理槽の扉を開ける前に、第二復圧工程において、念のため大気に開放して、食材を取り出すのがよい。しかも、この場合、事前に大気に開放することで、処理槽内の二酸化炭素と空気との置換を図ることもできる。
【００４９】
第一復圧工程、第二復圧工程および大気開放工程では、それぞれ、処理槽内を徐々に復圧することが好ましい。これには、処理槽内への気体の導入流量を調整すればよい。上述した殺菌装置を用いる場合、第一復圧工程では、二酸化炭素導入弁の開度を制限するか徐々に開けばよいし、第二復圧工程および大気開放工程では、給気弁の開度を制限するか徐々に開けばよい。これにより、処理槽内を徐々に復圧することができる。減圧された処理槽内を急激に復圧する場合には、食材が締まってしまうが、徐々に復圧することで、そのような不都合を回避することができる。しかも、減圧された処理槽内へ二酸化炭素を徐々に導入する場合には、食材同士の隙間や食材の内部にまで十分に二酸化炭素を行き渡らせることができる。
【００５０】
最初の減圧工程前には、次亜殺菌工程を実行してもよい。この次亜殺菌工程は、食材を次亜塩素酸ナトリウムで殺菌する工程である。つまり、処理槽内へ収容される食材は、次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌後の食材としてもよい。これにより、次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌後、さらに二酸化炭素含有気体を用いて殺菌することになり、一層の日保ち向上を図ることができる。
【００５１】
次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌後の食材を二酸化炭素に晒すことで、二酸化炭素が食材の水分（食材中の水分および／または食材付着の水分）と反応して炭酸となり、その炭酸が次亜塩素酸ナトリウムと反応する。これにより、食材に残留していた次亜塩素酸ナトリウムが次亜塩素酸となり、殺菌効果を増強する。また、次亜塩素酸の一部は、さらに炭酸と反応し塩素となる。塩素は揮発しやすく、食材から抜け易くなるため、食材に残留していた次亜塩素酸ナトリウムを低減できる。さらに、減圧を伴うことで、次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌で食材に生じたトリハロメタンなどの副生成物の低減を図ることもできる。
【００５２】
このような殺菌方法は、好ましくは、前述した殺菌装置を用いて実行される。具体的には、まず、処理槽内に食材を収容して、処理槽内を密閉する。その状態で、排気手段を用いて、処理槽内圧力が設定圧力にまで、あるいは設定時間が経過するまで、処理槽内を減圧する。その後、排気手段を停止した状態で、二酸化炭素導入手段を用いて、処理槽内へ二酸化炭素含有気体を導入して、処理槽内を復圧する。そして、所望により、復圧後の状態で設定時間保持する。その後、所望により排気手段を用いて、処理槽内圧力が設定圧力にまで、あるいは設定時間が経過するまで、処理槽内を再減圧した後、給気手段を用いて、処理槽内へ空気を導入して、処理槽内を大気圧まで復圧すればよい。
【実施例】
【００５３】
以下、この発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の殺菌装置の一実施例を示す概略構成図である。この殺菌装置１は、殺菌を図りたい食材２が収容される処理槽３と、この処理槽３内の気体を外部へ吸引排出して処理槽３内を減圧する排気手段４と、減圧された処理槽３内へ二酸化炭素含有気体を導入して処理槽３内を復圧する二酸化炭素導入手段５と、減圧された処理槽３内へ空気を導入して処理槽３内を復圧する給気手段６と、これら各手段４〜６を制御する制御手段７とを備える。
【００５４】
二酸化炭素含有気体とは、二酸化炭素濃度が空気よりも高い気体をいう。空気中には二酸化炭素はほぼ含まれないので、単に二酸化炭素を含む気体ということもできる。二酸化炭素含有気体の二酸化炭素濃度は、空気よりも高ければよいが、好ましくは４０％以上、より好ましくは９０％以上とされる。二酸化炭素含有気体は、二酸化炭素と空気との混合気体、二酸化炭素とその他の気体（たとえば窒素などの不活性ガス）との混合気体、または二酸化炭素（二酸化炭素濃度９９％以上）から構成される。
【００５５】
本実施例の処理槽３は、一側面へ開口して中空部を有する処理槽本体８と、この処理槽本体８の開口部を開閉する扉９とを備えた金属製の缶体である。扉９が閉じられた状態では、処理槽本体８と扉９との隙間は、パッキン（図示省略）にて封止される。処理槽３には、処理槽３内の圧力を検出する圧力センサ１０が設けられる。処理槽３内への食材２の収容は、処理槽３に出し入れされるワゴン（図示省略）を介して行ってもよいし、図示例のように処理槽３内の棚板１１に直接載せてもよい。
【００５６】
本実施例の殺菌装置１にて殺菌を図られる食材２は、特に問わないが、典型的には生鮮野菜とされ、特にカット野菜とされる。図示例では、キャベツの千切りを示しているが、玉ねぎ、ジャガイモ、レタスなど、適宜にカットまたはスライスされたその他の野菜でもよい。これら食材２は、適宜の容器１２に入れられて、処理槽３内に収容される。
【００５７】
処理槽３には、処理槽３内の気体を外部へ吸引排出して、処理槽３内を減圧する排気手段４が接続される。排気手段４は、特に問わないが、本実施例では水封式の真空ポンプ１３から構成される。水封式の真空ポンプ１３は、周知のとおり、封水と呼ばれる水が供給されて作動される。そのために、真空ポンプ１３には、給水路１４を介して水が供給可能とされる。
【００５８】
真空ポンプ１３は、排気路１５を介して処理槽３に接続される。排気路１５の中途には、真空弁１６が設けられる。この真空弁１６は、排気路１５を開閉する弁であり、本実施例では電磁弁から構成される。
【００５９】
処理槽３には、減圧された処理槽３内へ二酸化炭素含有気体を導入して、処理槽３内を復圧する二酸化炭素導入手段５が接続される。二酸化炭素導入手段５は、本実施例では二酸化炭素ボンベ１７を備えて構成される。二酸化炭素ボンベ１７には、液化二酸化炭素が貯蔵されている。
【００６０】
二酸化炭素ボンベ１７は、二酸化炭素導入路１８を介して処理槽３に接続される。二酸化炭素ボンベ１７の出口には、ベーパライザ１９が設けられており、このベーパライザ１９により二酸化炭素ボンベ１７内の液化二酸化炭素は、減圧され気化されて、二酸化炭素含有気体として処理槽３内へ供給可能とされる。二酸化炭素導入路１８の中途には、二酸化炭素導入弁２０が設けられる。この二酸化炭素導入弁２０は、二酸化炭素導入路１８を開閉する弁であり、開度調整可能であるのが好ましい。たとえばモータバルブなどの電動弁から構成される。
【００６１】
このようにして、処理槽３内へは、二酸化炭素濃度がたとえば９８〜９９％の気体が導入可能とされる。但し、前述したように、二酸化炭素濃度はこれに限らないし、二酸化炭素とその他の気体との混合気体を、処理槽３内へ導入可能としてもよい。
【００６２】
さらに、処理槽３には、減圧された処理槽３内へ空気を導入して、処理槽３内を復圧する給気手段６が接続される。給気手段６は、処理槽３の内外を連通可能に構成される。本実施例では、処理槽３内は、給気路２１およびフィルター２２を介して、外気と連通可能とされる。給気路２１の中途には、給気弁２３が設けられる。この給気弁２３は、給気路２１を開閉する弁であり、開度調整可能であるのが好ましい。たとえばモータバルブなどの電動弁から構成される。給気弁２３の開放により、処理槽３内は大気圧に開放可能とされる。
【００６３】
排気手段４、二酸化炭素導入手段５、給気手段６などは、制御手段７により制御される。この制御手段７は、それが把握する経過時間や圧力センサ１０による検出圧力などに基づき、前記各手段４〜６を制御する制御器２４である。具体的には、圧力センサ１０の他、真空ポンプ１３、真空弁１６、二酸化炭素導入弁２０、給気弁２３などは、制御器２４に接続される。そして、制御器２４は、所定の手順（プログラム）に従い、処理槽３内の食材２の殺菌を図る。
【００６４】
次に、本実施例の殺菌装置１を用いた殺菌方法について説明する。図２は、本発明の殺菌方法の一実施例を示すフローチャートである。また、図３は、本実施例の殺菌方法の内、前記殺菌装置１を用いて実行する工程について、処理槽内圧力の変化を示す概略図であり、処理槽内圧力と経過時間との関係を示している。そして、図４は、図３の変形例を示す図である。
【００６５】
図２に示すように、本実施例では、次亜殺菌工程Ｓ１、減圧工程Ｓ２、第一復圧工程Ｓ３、保持工程Ｓ４、第二復圧工程Ｓ５、再減圧工程Ｓ６および大気開放工程Ｓ７が順次に実行される。この内、次亜殺菌工程Ｓ１は、好ましくは実行される工程であり、場合によっては省略可能である。また、第二復圧工程Ｓ５は、大気開放工程Ｓ７を兼ねる場合があり、その場合、再減圧工程Ｓ６および大気開放工程Ｓ７は実行する必要はない。
【００６６】
次亜殺菌工程Ｓ１は、食材２を次亜塩素酸ナトリウムで殺菌する工程である。具体的には、適宜にトリミングされ、カットまたはスライスされた食材（カット野菜）は、次亜塩素酸ナトリウムの水溶液に浸される。たとえば、１００〜２００ｐｐｍの次亜塩素酸ナトリウムに、５〜１０分、食材２が浸される。
【００６７】
次亜殺菌工程Ｓ１にて殺菌を図られた食材２は、水洗いされた後、殺菌装置１の処理槽３内へ移される。但し、食材２の水洗いは、次亜殺菌工程Ｓ１直後に行うことに代えてまたはこれに加えて、大気開放工程Ｓ７（再減圧工程Ｓ６以降を実行しない場合には第二復圧工程Ｓ５）の後に行ってもよい。
【００６８】
減圧工程Ｓ２は、処理槽３内を密閉した状態で、処理槽３内の空気を外部へ吸引排出して、処理槽３内を減圧する工程である。具体的には、二酸化炭素導入弁２０および給気弁２３を閉じた状態で、真空弁１６を開くと共に真空ポンプ１３を作動させて、処理槽３内を第一設定圧力Ｐ１まで減圧する。第一設定圧力Ｐ１は、適宜に設定されるが、食材２の水蒸気圧よりも低くならない範囲で設定される。たとえば、食材２の品温が１７℃の場合には、処理槽３内の圧力が２０ｈＰａよりも低くならない範囲で設定される。これにより、食材２内の水分の沸騰を防止して、食材２の色合いを保ち、また食感の悪化も防止できる。食材２の品温を確認して制御するために、処理槽３に、品温センサ（図示省略）を設けてもよい。
【００６９】
減圧工程Ｓ２では、圧力センサ１０により処理槽３内の圧力を監視しつつ、真空ポンプ１３を用いて処理槽３内の減圧が図られ、処理槽３内が第一設定圧力Ｐ１になると、真空弁１６を閉じると共に真空ポンプ１３の作動を停止する。但し、減圧工程Ｓ２では、処理槽３内を設定圧力まで減圧する以外に、真空ポンプ１３を設定時間だけ作動させて、処理槽３内を設定時間だけ減圧してもよい。
【００７０】
第一復圧工程Ｓ３は、減圧された処理槽３内へ二酸化炭素含有気体を導入して、処理槽３内を復圧する工程である。具体的には、二酸化炭素導入弁２０を開いて、減圧された処理槽３内へ二酸化炭素含有気体を導入し、処理槽３内を第二設定圧力Ｐ２まで復圧する。第二設定圧力Ｐ２は、適宜に設定され、場合により大気圧まで復圧してもよいが、図３および図４では、処理槽３内を中途（たとえば半分程度）まで復圧する圧力に設定される。
【００７１】
第一復圧工程Ｓ３では、圧力センサ１０により処理槽３内の圧力を監視しつつ、処理槽３内への二酸化炭素含有気体の導入が図られ、処理槽３内が第二設定圧力Ｐ２になると、二酸化炭素導入弁２０を閉じる。但し、第一復圧工程Ｓ３では、処理槽３内を設定圧力まで復圧する以外に、二酸化炭素導入弁２０を設定時間だけ開いて、処理槽３内を設定時間だけ復圧してもよい。
【００７２】
減圧工程Ｓ２で減圧した処理槽３内に、第一復圧工程Ｓ３で二酸化炭素含有気体を導入することにより、食材同士の隙間や、食材の内部にまで十分に二酸化炭素を行き渡らせることができる。食材２を二酸化炭素に晒すことで、細菌の生育が抑制される。また、食材２を二酸化炭素に晒すことで、食材２のｐＨを下げ、その酸により食材２の殺菌が図られる。すなわち、二酸化炭素が食材２の水分（食材中の水分および／または食材付着の水分）と反応して炭酸となり、その炭酸が解離して水素イオンを発生させ、食材２のｐＨを下げ、その酸により食材２の殺菌が図られる。
【００７３】
保持工程Ｓ４は、処理槽３内を第一復圧工程Ｓ３後の状態で設定時間保持する工程である。設定時間は、適宜に設定されるが、たとえば数分から数十分とされる。食材２を二酸化炭素に晒した状態で設定時間保持することで、二酸化炭素による食材２の殺菌を確実に図ることができる。
【００７４】
保持工程Ｓ４の直後には、所望により第二復圧工程Ｓ５を実行してもよい。この第二復圧工程Ｓ５は、減圧下の処理槽３内へ空気を導入して、処理槽３内をさらに復圧する工程である。具体的には、処理槽３内が所望圧力になるまで給気弁２３を開いて、減圧下の処理槽３内へ空気を導入し、処理槽３内をさらに復圧する。
【００７５】
図４に示すように、第二復圧工程Ｓ５において、処理槽３内を大気圧まで復圧した場合には、次工程の再減圧工程Ｓ６に移行せずに、殺菌装置１の運転を終了することもできる。また、図４の変形例として、第一復圧工程Ｓ３において、処理槽３内を大気圧まで復圧して保持（保持工程Ｓ４）してもよく、この場合、第二復圧工程Ｓ５において、処理槽３内を大気に開放するのがよい。この場合も、次工程の再減圧工程Ｓ６に移行せずに、殺菌装置１の運転を終了することができる。いずれの場合も、第二復圧工程Ｓ５は、大気開放工程Ｓ７ともいえる。
【００７６】
再減圧工程Ｓ６は、処理槽３内の気体を外部へ吸引排出して、処理槽３内を再減圧する工程である。具体的には、減圧工程Ｓ２と同様に、二酸化炭素導入弁２０および給気弁２３を閉じた状態で、真空弁１６を開くと共に真空ポンプ１３を作動させて、処理槽３内を第三設定圧力Ｐ３まで減圧する。第三設定圧力Ｐ３は、適宜に設定されるが、図３では、第一設定圧力Ｐ１と同一とされる。但し、再減圧工程Ｓ６でも、処理槽３内を設定圧力まで減圧する以外に、真空ポンプ１３を設定時間だけ作動させて、処理槽３内を設定時間だけ減圧してもよい。
【００７７】
大気開放工程Ｓ７は、減圧下の処理槽３内へ空気を導入して、処理槽３内を大気圧まで復圧する工程である。具体的には、真空ポンプ１３の作動を停止し、真空弁１６および二酸化炭素導入弁２０を閉じた状態で、給気弁２３を開いて、減圧下の処理槽３内へ空気を導入し、処理槽３内を大気圧まで完全に復圧する。これにより、処理槽３内外の差圧を無くして、処理槽３の扉９の開閉が可能となる。
【００７８】
ところで、図３において、大気開放工程Ｓ７直前の再減圧工程Ｓ６は省略してもよいが、大気開放工程Ｓ７直前に再減圧工程Ｓ６を実行して、処理槽３内から二酸化炭素含有気体を排除した後、空気のみで復圧するのがよい。処理槽３内から二酸化炭素を排除した後、処理槽３内を空気で復圧することにより、処理槽３の扉９を開いた際の作業者の安全が確保される。具体的には、処理槽３の扉９の開放時に、酸素濃度が１８％未満の作業環境になることが防止される。
【００７９】
また、第一復圧工程Ｓ３、第二復圧工程Ｓ５および大気開放工程Ｓ７の内、いずれか一以上の工程では、処理槽３内を徐々に復圧するのが好ましい。具体的には、第一復圧工程Ｓ３では、二酸化炭素導入弁２０を徐々に開けばよいし、第二復圧工程Ｓ５および大気開放工程Ｓ７では、給気弁２３を徐々に開けばよい。減圧された処理槽３内を急激に復圧する場合には、食材２が締まってしまうが、徐々に復圧することで、そのような不都合を回避することができる。しかも、減圧された処理槽３内へ二酸化炭素を徐々に導入する場合には、食材同士の隙間や食材の内部にまで十分に二酸化炭素を行き渡らせることができる。
【００８０】
本実施例の殺菌方法によれば、カット野菜などの食材２は、次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌後、さらに二酸化炭素含有気体により殺菌される。次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌後の食材２を二酸化炭素に晒すことで、二酸化炭素が食材２の水分（食材中の水分および／または食材付着の水分）と反応して炭酸となり、その炭酸が次亜塩素酸ナトリウムと反応する。これにより、食材２に残留していた次亜塩素酸ナトリウムが次亜塩素酸となり、４〜５倍程度殺菌効果を増強する。また、次亜塩素酸の一部は、さらに炭酸と反応し塩素となる。塩素は揮発しやすく、食材２から抜け易くなるため、食材２に残留していた次亜塩素酸ナトリウムを低減できる。さらに、減圧を伴うことで、次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌で食材２に生じたトリハロメタンなどの副生成物の低減を図ることもできる。
【００８１】
次に示す表１、表２および表３は、二酸化炭素含有気体を用いたカット野菜（キャベツの千切り）の殺菌効果についての試験結果を示す表である。ここで、表１と表２と表３とは、殺菌対象であるキャベツが異なる。
【００８２】
【表１】
【００８３】
【表２】
【００８４】
【表３】
【００８５】
試料１から試料４は、それぞれ次のとおりである。試料１は、キャベツを千切りしてから水道水で十分に洗った後、水切りしたカットキャベツである。試料２は、試料１と同様の処理を行ったカットキャベツを処理槽３内に収容し、その処理槽３内を２５ｈＰａまで減圧した後（減圧工程Ｓ２）、二酸化炭素濃度が９９％の気体を処理槽３内へ導入して大気圧まで復圧し（第一復圧工程Ｓ３）、復圧後３０分間保持してから（保持工程Ｓ４）、空気と置換する処理（大気開放工程Ｓ７を兼ねる第二復圧工程Ｓ５）を施したカットキャベツである。試料３は、試料１と同様の処理を行ったカットキャベツを、有効塩素２００ｐｐｍの次亜塩素酸ナトリウム水溶液に５分間浸した後（次亜殺菌工程Ｓ１）、水道水のため水に、このため水を５回入れ替えつつさらして十分にすすぐ処理を施したカットキャベツである。さらに、試料４は、試料３と同様の処理を行ったカットキャベツを処理槽３内に収容し、その処理槽３内を２５ｈＰａまで減圧した後（減圧工程Ｓ２）、二酸化炭素濃度が９９％の気体を処理槽３内へ導入して大気圧まで復圧し（第一復圧工程Ｓ３）、復圧後３０分間保持してから（保持工程Ｓ４）、空気と置換する処理（大気開放工程Ｓ７を兼ねる第二復圧工程Ｓ５）を施したカットキャベツである。
【００８６】
生菌数の測定方法は、次のとおりである。試料を１０℃で所定時間（表中の各時間）放置した後、その試料２０ｇをストマッカーのポリ袋に移して、そのポリ袋に滅菌希釈液１８０ｍｌを加えて、６０秒間細砕した。これにより得られた上澄み液を試料原液とした。試料原液１ｍｌは、検体０．１ｇに相当するとした。そして、試料原液は、滅菌０．１％ペプトン加生理食塩水で希釈した。この希釈液１ｍｌをペトリ皿に分注し、あらかじめ１２１℃で１５分間高圧滅菌後、約４５℃の標準寒天培地を約１５ｍｌ注ぎ混釈した。培地が凝固したら、ペトリ皿を上下逆にした状態で、３５℃±１℃の恒温器にて２４±２時間培養した。そして、肉眼で認められる集落数を生菌数として測定した。なお、試料原液の希釈は、省略してもよく、その場合、試料原液１ｍｌをペトリ皿に分注して、以後同様の処理を行うことになる。
【００８７】
表１、表２および表３から分かるように、水洗いのみの試料１と二酸化炭素殺菌処理を施した試料２とを比較して、二酸化炭素殺菌の効果が確認された。また、次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌のみを行った試料３と次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌後に二酸化炭素殺菌処理を施した試料４とを比較して、次亜殺菌工程後の二酸化炭素殺菌処理の効果が確認された。さらに、試料４はその他の試料と比較して、殺菌効果が特にあることが確認された。
【００８８】
本発明の殺菌装置および殺菌方法は、前記実施例の構成に限らず、適宜変更可能である。特に、食材が収容された空間内を一旦減圧後、二酸化炭素含有気体を導入して復圧する構成であれば足り、二酸化炭素含有気体の組成や、殺菌装置の具体的構成、殺菌方法の処理手順は、適宜に変更可能である。
【００８９】
たとえば、前記実施例では、二酸化炭素含有気体は、二酸化炭素のみとされたが、他の気体との混合気体であってもよい。その場合、二酸化炭素ボンベ１７に混合気体を充填していてもよいし、二酸化炭素導入路１８において、二酸化炭素ボンベ１７からの二酸化炭素に他の気体を混合してもよい。
【００９０】
前記実施例では、排気手段４として真空ポンプ１３のみを用いたが、これに加えて、蒸気エゼクタおよび／または熱交換器を、排気路１５に設けてもよい。また、二酸化炭素導入路１８と給気路２１とは、処理槽３側の端部において共通路とすることもできる。
【００９１】
前記実施例では、次亜塩素酸ナトリウムにて殺菌後の食材２を、二酸化炭素にてさらに殺菌する例について説明したが、本発明の殺菌装置および殺菌方法は、次亜塩素酸ナトリウムにて殺菌を施されていない食材、または次亜塩素酸ナトリウム以外で事前に殺菌を施された食材について、二酸化炭素により殺菌する場合にも同様に適用できる。
【００９２】
さらに、処理槽３内において二酸化炭素含有気体により殺菌を図られた食材２を、真空包装機に移して、特定組成の気体により、食材２をパックしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の殺菌装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】図１の殺菌装置を用いた殺菌方法の典型例を示すフローチャートである。
【図３】図２のフローチャートに示される殺菌方法を実施した場合の処理槽内の圧力変化を示す概略図である。
【図４】図３の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００９４】
１ 殺菌装置
２ 食材
３ 処理槽
４ 排気手段
５ 二酸化炭素導入手段
６ 給気手段
１０ 圧力センサ
１３ 真空ポンプ
１７ 二酸化炭素ボンベ
２０ 二酸化炭素導入弁
２３ 給気弁
Ｓ１ 次亜殺菌工程
Ｓ２ 減圧工程
Ｓ３ 第一復圧工程
Ｓ４ 保持工程
Ｓ５ 第二復圧工程
Ｓ６ 再減圧工程
Ｓ７ 大気開放工程
【特許請求の範囲】
【請求項１】
食材が収容される処理槽と、
この処理槽内の気体を外部へ吸引排出して、前記処理槽内を減圧する排気手段と、
この排気手段により減圧された前記処理槽内に、二酸化炭素を含む気体を導入する二酸化炭素導入手段と、
前記排気手段により減圧された前記処理槽内に、空気を導入する給気手段と
を備えることを特徴とする殺菌装置。
【請求項２】
前記二酸化炭素導入手段および／または前記給気手段は、前記処理槽内への気体の導入流量を調整して、前記処理槽内を徐々に復圧する
ことを特徴とする請求項１に記載の殺菌装置。
【請求項３】
前記二酸化炭素導入手段により、前記処理槽内を中途まで復圧して保持した後、前記給気手段により、前記処理槽内を大気圧まで復圧する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の殺菌装置。
【請求項４】
前記二酸化炭素導入手段により、前記処理槽内を復圧して保持した後、前記排気手段により前記処理槽内を再減圧してから、前記給気手段により、前記処理槽内を大気圧まで復圧する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の殺菌装置。
【請求項５】
前記排気手段による前記処理槽内の減圧は、前記処理槽内の圧力が前記食材の水蒸気圧よりも低くならない範囲で行われる
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の殺菌装置。
【請求項６】
前記処理槽内に収容される食材は、次亜塩素酸ナトリウムにて殺菌後の食材である
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の殺菌装置。
【請求項７】
食材を収容した処理槽内の気体を外部へ吸引排出して、前記処理槽内を減圧する減圧工程、
減圧された前記処理槽内に二酸化炭素を含む気体を導入して、前記処理槽内を大気圧または中途まで復圧する第一復圧工程、
この復圧後の状態で設定時間保持する保持工程
を順次に含むことを特徴とする殺菌方法。
【請求項８】
前記保持工程後、前記処理槽内の気体を外部へ吸引排出して、前記処理槽内を再減圧する再減圧工程と、
この再減圧工程後、前記処理槽内に空気を導入して、前記処理槽内を大気圧まで復圧する大気開放工程と
をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の殺菌方法。
【請求項９】
前記第一復圧工程は、減圧された前記処理槽内に二酸化炭素を含む気体を導入して、前記処理槽内を中途まで復圧する工程であり、
前記保持工程の直後に、前記処理槽内に空気を導入して、前記処理槽内をさらに復圧する第二復圧工程をさらに含む
ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の殺菌方法。
【請求項１０】
前記減圧工程前に、前記食材を次亜塩素酸ナトリウムで殺菌する次亜殺菌工程をさらに含む
ことを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の殺菌方法。
【請求項１１】
前記処理槽内の減圧は、前記処理槽内の圧力が前記食材の水蒸気圧よりも低くならない範囲で行われる
ことを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の殺菌方法。
【請求項１】
食材が収容される処理槽と、
この処理槽内の気体を外部へ吸引排出して、前記処理槽内を減圧する排気手段と、
この排気手段により減圧された前記処理槽内に、二酸化炭素を含む気体を導入する二酸化炭素導入手段と、
前記排気手段により減圧された前記処理槽内に、空気を導入する給気手段と
を備えることを特徴とする殺菌装置。
【請求項２】
前記二酸化炭素導入手段および／または前記給気手段は、前記処理槽内への気体の導入流量を調整して、前記処理槽内を徐々に復圧する
ことを特徴とする請求項１に記載の殺菌装置。
【請求項３】
前記二酸化炭素導入手段により、前記処理槽内を中途まで復圧して保持した後、前記給気手段により、前記処理槽内を大気圧まで復圧する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の殺菌装置。
【請求項４】
前記二酸化炭素導入手段により、前記処理槽内を復圧して保持した後、前記排気手段により前記処理槽内を再減圧してから、前記給気手段により、前記処理槽内を大気圧まで復圧する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の殺菌装置。
【請求項５】
前記排気手段による前記処理槽内の減圧は、前記処理槽内の圧力が前記食材の水蒸気圧よりも低くならない範囲で行われる
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の殺菌装置。
【請求項６】
前記処理槽内に収容される食材は、次亜塩素酸ナトリウムにて殺菌後の食材である
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の殺菌装置。
【請求項７】
食材を収容した処理槽内の気体を外部へ吸引排出して、前記処理槽内を減圧する減圧工程、
減圧された前記処理槽内に二酸化炭素を含む気体を導入して、前記処理槽内を大気圧または中途まで復圧する第一復圧工程、
この復圧後の状態で設定時間保持する保持工程
を順次に含むことを特徴とする殺菌方法。
【請求項８】
前記保持工程後、前記処理槽内の気体を外部へ吸引排出して、前記処理槽内を再減圧する再減圧工程と、
この再減圧工程後、前記処理槽内に空気を導入して、前記処理槽内を大気圧まで復圧する大気開放工程と
をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の殺菌方法。
【請求項９】
前記第一復圧工程は、減圧された前記処理槽内に二酸化炭素を含む気体を導入して、前記処理槽内を中途まで復圧する工程であり、
前記保持工程の直後に、前記処理槽内に空気を導入して、前記処理槽内をさらに復圧する第二復圧工程をさらに含む
ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の殺菌方法。
【請求項１０】
前記減圧工程前に、前記食材を次亜塩素酸ナトリウムで殺菌する次亜殺菌工程をさらに含む
ことを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の殺菌方法。
【請求項１１】
前記処理槽内の減圧は、前記処理槽内の圧力が前記食材の水蒸気圧よりも低くならない範囲で行われる
ことを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の殺菌方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１５３４５５（Ｐ２００９−１５３４５５Ａ）
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３５８３８（Ｐ２００７−３３５８３８）
【出願日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【出願人】（５０４１４３５２２）株式会社三浦プロテック (488)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【出願人】（５０４１４３５２２）株式会社三浦プロテック (488)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]