| 【発明の名称】 |
加熱殺菌方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】美濃部 富男
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| 【要約】 |
【課題】大気圧近くまで減圧した過熱蒸気とマイクロ波とを被殺菌物に与えて殺菌する加熱殺菌方法を提案する。
【解決手段】ボイラ５７から送られる５〜１０Ｋｇ／ｃｍ2Ｇ程度の飽和水蒸気Ｂ１を減圧弁５９によって０．１〜０．７Ｋｇ／ｃｍ2Ｇ程度まで減圧した後、この水蒸気Ｂ１を加熱ヒ−タ−６０によって１１０〜３００℃程度まで昇温して過熱蒸気Ｂ２とし、この過熱蒸気Ｂ２をマイクロ波加熱室５０に送り、このマイクロ波加熱室５０内において、マイクロ波と過熱蒸気とを被殺菌物Ａに与えて急速加熱し、被殺菌物Ａを殺菌する方法となっている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 マイクロ波加熱室内でマイクロ波エネルギ−と水蒸気エネルギ−とを被殺菌物に与えて殺菌する加熱殺菌方法において、水蒸気の圧力を大気圧近くまで減圧すると共に、この水蒸気の温度を１１０〜３００℃程度まで昇温してマイクロ波加熱室内を過熱蒸気の雰囲気状態とし、被殺菌物にマイクロ波と水蒸気とを与えて加熱殺菌することを特徴とする加熱殺菌方法。
【請求項２】 マイクロ波室内に熱風を送り、マイクロ波加熱室内の雰囲気である過熱蒸気を保温することを特徴とする請求項１記載の加熱殺菌方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、粉粒物食品である被殺菌物にマイクロ波と過熱蒸気とを与えて殺菌する加熱殺菌方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】粉粒物食品には、穀物、玄そば、豆類、香辛料、乾燥野菜、健康食品などがあるが、その種類が多く、また、その形状、粒度もさまざまで、３〜１５％程度の水分をもっているものが多い。
【０００３】このような粉粒物食品は、一般に乾燥、成熟、粉砕などの処理工程を得て加工されるため、非常に汚染されている場合がある。例えば、香辛料、玄そばなどは土壌菌などで極端に汚染され、菌数が１０5〜１０8（個／ｇ）にもなる。
【０００４】上記した粉粒物食品の殺菌には、殺菌効果の高い過熱蒸気を利用した気流式殺菌装置が広く使用されている。
【０００５】この気流式殺菌装置は、粉粒物の搬送及び加熱に蒸気の気流を用いる。具体的には、殺菌の圧力を１〜３Ｋｇ／ｃｍ2Ｇ、温度を１２０〜２６０℃程度にした過熱蒸気を流速１０〜３０ｍ／秒の高速でパイプ内を循環させ、そのパイプ内を粉粒物が浮遊しながら搬送、加熱される。
【０００６】また、プラスチックフイルムを貼り合わせたパウジ（袋）や成形容器などに食品を詰めて密封されているレトルト食品の加熱殺菌には、レトルト殺菌装置が使用されている。
【０００７】このレトルト殺菌装置は、圧力釜内にレトルト食品を入れ、圧力釜内に導入する蒸気や熱水によって、パウジや容器の食品を加熱し、食品の温度を、例えば、１２０℃で３分間保つこにより、食品を加熱殺菌する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記した気流式殺菌装置による殺菌方法は、急速な加熱が可能であり、殺菌効果の高い殺菌方法であると言われている。
【０００９】しかし、この殺菌方法を実施するには、粉粒物を加圧系内に供給する手段や粉粒物を蒸気と分離して加圧系外に捕集する機構などの圧力シ−ル等が複雑となり、殺菌装置が高価なシステム構成となる。また、粉粒物を気流で搬送する構成であるため、レトルト食品のような嵩張った食品については殺菌することができない。
【００１０】上記したレトルト殺菌装置による殺菌方法は、圧力釜内に導入される蒸気や熱水より、パウジや成形容器を介して食品の表面より中心へ熱伝達して殺菌する方法である。
【００１１】したがつて、例えば、１２０℃まで昇温する時間が４０分程度かかるため、食品の表面が高温に長時間さらされることになり、このことから、食品の味、香り、食感などの品質が低下すると言う問題がある。
【００１２】また、このレトルト殺菌装置による殺菌方法は、圧力釜による加圧加熱法となるために、粉粒物の連続殺菌化が難しいことから、粉粒物食品の生産上において問題となっている。さらに、圧力釜を使用するため、安全性の面で保守、点検、管理が大変となる。
【００１３】本発明は、上記した実情にかんがみ、常圧（大気圧）に近い過熱蒸気とマイクロ波を併用して被殺菌物を短時間で殺菌する加熱殺菌方法を提案することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成するため、本発明では、マイクロ波加熱室内でマイクロ波エネルギ−と水蒸気エネルギ−とを被殺菌物に与えて殺菌する加熱殺菌方法に関する。
【００１５】そして、この発明では、水蒸気の圧力を大気圧近くまで減圧すると共に、この水蒸気の温度を１１０〜３００℃程度まで昇温してマイクロ波加熱室内を過熱蒸気の雰囲気状態とし、被殺菌物にマイクロ波と水蒸気とを与えて加熱殺菌する構成となっている。
【００１６】また、この発明は、マイクロ波室内に熱風を送り、マイクロ波加熱室内の過熱蒸気を保温する構成としてある。
【００１７】
【作用】この発明は温度１００〜１１０℃程度の飽和水蒸気をほぼ大気圧（常圧）近くまで減圧した状態で、この水蒸気を電気ヒ−タ−、ガスヒ−タ−などの熱源を利用して１１０〜３００℃まで昇温する。この昇温によってマイクロ波加熱室内が過熱蒸気の雰囲気状態となる。
【００１８】これより、マイクロ波加熱室にある被殺菌物が、水蒸気によって表面から昇温すると同時にマイクロ波の照射によって内部が発熱する。この結果、被殺菌物の内外部から均一に急速加熱して殺菌することができる。なお、本発明は人間の食品にかぎらず、動物の食品についても同様に殺菌することができる。
【００１９】また、本発明は、過熱蒸気の温度が飽和温度以下に降下し、被殺菌物が吸湿したり、また、マイクロ波加熱室の内壁面や被殺菌物を出し入れするマイクロ波加熱室の開口部内壁に水滴が付着することを防ぐため、温度調節できる熱風発生機を使ってマイクロ波加熱室内に熱風を送る手段を採用している。
【００２０】
【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施形態について図面に沿って説明する。図１は本発明の加熱殺菌方法を実施するための加熱殺菌装置を示す機構図である。
【００２１】この図において、５０は断熱構造としたマイクロ波加熱室で、この加熱室５０の左右側にはマイクロ波漏洩防止対策を施したフィルタ−付の開口部５１、５２が設けてある。
【００２２】また、このマイクロ波加熱室５０には、被殺菌物Ａを開口部５１から５２に向かって移送する搬送ベルト５３が設けてある。なお、この搬送ベルト５３はモ−タ５４によって駆動する。
【００２３】さらに、マイクロ波加熱室５０の開口部５１、５２には過熱蒸気の排気ダクト５５、５６を接続し、これら排気ダクト５５、５６を手動式ダンパ−として排気量を調整する構造となっている。なお、必要に応じ排気ブロア−に接続して強制排気するようにしてもよい。
【００２４】一方、ボイラ５７より送られる５〜１０（Ｋｇ／ｃｍ2Ｇ）程度（ゲ−ジ圧力）の飽和水蒸気Ｂ１は、仕切弁５８を経て圧力調整用の減圧弁５９により、その圧力を０．１〜０．７（Ｋｇ／ｃｍ2Ｇ）程度に減圧調整する構成としてある。
【００２５】さらに、このように減圧された飽和水蒸気Ｂ１は、電気ヒ−タ−やガスヒ−タ−などからなる熱交換式加熱ヒ−タ−６０によって、温度１１０〜３００℃程度まで昇温させて過熱蒸気Ｂ２を生成する。なお、過熱蒸気Ｂ２は、マイクロ波加熱室５０と加熱ヒ−タ−６０とを接続する配管６１の一部に設けた温度センサ−６２の検出信号にしたがって予め設定した温度に調整するようにしてある。
【００２６】このように生成された過熱蒸気Ｂ２は配管の吹出孔６３ａ、６３ｂ、６３ｃ・・・・・よりマイクロ波加熱室５０内に吹き出し、この加熱室５０内に充満する。
【００２７】他方、マイクロ波加熱室５０の底面側には、リタ−ンダクトに接続した耐熱用の循環ファン６４と、加熱ヒ−タ６５と、吹き出しダクトの一部に設けた熱風温度センサ−６６とによって構成した熱風発生機が配備してある。
【００２８】この熱風発生機の循環熱風温度は予め設定した温度になるように熱風温度センサ−６６の検出信号にしたがってコントロ−ルする。このことから、マイクロ波加熱室５０内の過熱蒸気がこの熱風発生機の熱風によって循環されながら熱が補充され、この過熱蒸気の温度が保温される。
【００２９】またマイクロ波は、マイクロ波発振機６７より発振され、導波管６８の先端の照射口よりマイクロ波加熱室５０内に照射される。なお、マイクロ波の照射口には、テフロン、セラミック、石英ガラス等の材料を用いたシ−ル板６９を設け、導波管６８内への過熱蒸気の侵入を防ぐようにしてある。
【００３０】次に、上記した加熱殺菌装置を用いた殺菌方法について説明する。先ず、マイクロ波加熱室５０に被殺菌物Ａを搬入する前に循環ファン６４と加熱ヒ−タ−６５を動作させて熱風発生機を運転し、マイクロ波加熱室５０内やその左右側の開口部５１、５２の内壁を昇温させる。
【００３１】これは、マイクロ波加熱室５０の内壁や被殺菌物の温度が低い場合に、過熱蒸気の熱が奪われ、この過熱蒸気の温度が下がることによって発生する水滴を防止するためである。
【００３２】続いて、仕切弁５８を開いて飽和水蒸気Ｂ１を減圧弁５９に送り、この減圧弁５９によりこの水蒸気Ｂ１を所定圧力にまで減圧する。このように減圧された飽和水蒸気Ｂ１が加熱ヒ−タ−６０に送られ、この加熱ヒ−タ−６０によって目的の所定温度（１１０〜３００℃）に昇温された過熱蒸気Ｂ２が配管６１より送り出される。
【００３３】このように送り出される過熱蒸気Ｂ２は、既に述べたように、０．１〜０．７（Ｋｇ／ｃｍ2Ｇ）の圧力で、１１０〜３００℃の温度となっており、この過熱蒸気Ｂ２が吹出口６３ａ、６３ｂ、６３ｃ・・・・・よりマイクロ波加熱室５０内に放出される。
【００３４】また、マイクロ波加熱室５０に放出された過熱蒸気が冷たい部所に触れると結露が発生するため、循環ファン６４と加熱ヒ−タ−６５を常時運転し、過熱蒸気の温度を低下させずに、設定過熱温度を保ち続けるように熱の補給を行なう。
【００３５】このように過熱蒸気の雰囲気状態としたマイクロ波加熱室５０内に被殺菌物Ａを搬送ベルト５３に乗せて開口部５１より順次送り込む。これにより、被殺菌物Ａが過熱蒸気により外面から加熱され、また、マイクロ波の照射を受けて分子振動を起こし内部から発熱することから、被殺菌物Ａの内外が均一に高速加熱殺菌処理される。
【００３６】なお、殺菌された殺菌物は開口部５２から順次搬送され、その後、必要に応じて冷却工程を経て冷却される。
【００３７】また、この加熱殺菌装置は、左右の排気ダクト５５、５６によって、マイクロ波加熱室５０に供給される過熱蒸気Ｂ２の分量だけ常時排出させる。このことから、過熱蒸気の圧力が若干程度（０．１〜０．７Ｋｇ／ｃｍ2Ｇ程度）存在しても、マイクロ波加熱室５０が開放されるため、圧力シ−ルや加圧構造が不要となり、また、搬送ベルト５３を使った連続加熱殺菌が可能になる。
【００３８】次に、本発明の加熱殺菌方法をいて実際に殺菌を行なった実験設備と実験デ−タについて述べる。
実験設備 〇 マイクロ波加熱装置 マイクロ波最大出力 ： ０〜１．５ＫＷ×２台（０〜３ＫＷ）
オ−ブン寸法 ： ８００Ｗ×８３０Ｌ×８５０Ｈｍｍ 回転テ−ブル ： ６００φ スタラファン ： 電波撹拌機 熱風循環発生機 ： ヒ−タ−容量５ＫＷ（自動温調回路付）
耐熱循環ファン４ｍ3／分 循環量：手動ダンパ−付 排 気 ： φ１００ｍｍ手動ダンパ−付 〇 過熱蒸気供給装置 ボイラ− ： 最大蒸発量６０ｋｇ／Ｈｒ 最大圧力５．５Ｋｇ／ｃｍ2Ｇ ス−パ−ヒ−タ− ： ヒ−タ−容量６ＫＷ（自動温調回路付）
過熱蒸気圧力 最大０．７Ｋｇ／ｃｍ2Ｇ 〇 計 測 器 温度計 ： 光ファイバ−温度計 安立計器 ＡＭＯＴＨ ＦＸ８０００ 重量計 ： ＳＩＮＫＯ ＤＥＮＳＩ ＳＧ−１０Ｋ〇 実験原料実験例 １品名 ： 玄そば（そば殻付）
処理前菌数 ： ２．８×１０6個／ｇ実験例 ２品名 ： そば粉処理前菌数 ： ４．５×１０5個／ｇ【００３９】実験デ−タ【数１】
【００４０】実験結果そば殻をかぶった玄そば全般において、また粉に引いたそば粉の一番条件の厳しいそば粉Ｃにおいても、外観上の色については、変色は見られず、そば粉に対する吸湿はなく、むしろ若干乾燥気味で非常に良好な結果であった。そば粉について実際にそばを打って、試食したが、程々の香りと粘り具合も満足する結果が得られた。
【００４１】
【発明の効果】上記した通り、本発明に係る加熱殺菌方法によれば、マイクロ波加熱室内を大気圧に近い圧力の過熱蒸気の雰囲気下に被殺菌物を配置し、この被殺菌物にマイクロ波を照射して殺菌することから、被殺菌物の内外から急速加熱して殺菌することができる。
【００４２】この結果、高速殺菌できる他、熱に敏感な食品や外形がパウジ或いは成形容器で包装された食品についても充分な殺菌を行なうことができる。
【００４３】また、過熱蒸気を使用しても加圧構造とならないので、圧力構造やシ−ル対策を必要としないから、この面でコスト、管理、安全性に有利な加熱殺菌方法となる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１１４０３１
【氏名又は名称】ミクロ電子株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年８月１８日（１９９８．８．１８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７６１９６
【弁理士】
【氏名又は名称】小池 寛治
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| 【公開番号】 |
特開２０００−６０５１１（Ｐ２０００−６０５１１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年２月２９日（２０００．２．２９） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２４６５４０ |
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