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【発明の名称】 表面低温殺菌法
【発明者】 【氏名】バーノン ディー．カーマン

【氏名】ゲイリー リー ハーン

【氏名】クレイグ アール．ボンネビル

【氏名】トウ ティー．バング

【氏名】ネリー フェゼ

【氏名】ロバート イー．ハンソン
【要約】 【課題】表面低温殺菌法の提供

【解決手段】食品を加工するための方法は、装填ステーション、低温殺菌ステーション、及び密閉ステーションを含む多数のステーションを通して食品を運搬することを含む。食品の表面は、食品の表面温度が、存在し得る微生物を即座に致死させる温度に、実質的に即座に高められるように、表面の熱伝達係数が食品伝導係数より十分に高くなるような速度で、低温殺菌媒体から食品の表面へ熱を対流的に伝達することによって低温殺菌される。好ましくは、スチームは、食品表面上で滴状凝縮状態に凝縮され、そして、このような表面から凝縮物を除去することによって、膜状凝縮が起こることが阻止される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品を低温殺菌ステーションを含む多数のステーションを通して運搬すること、前記低温殺菌ステーションにおいて、前記食品の表面上でスチームを凝縮させることによって前記食品の表面を低温殺菌することからなる食品加工方法。
【請求項２】
加圧チャンバ内で未包装の前記食品の表面を低温殺菌することを含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記表面から凝縮膜を除去することによって、膜状凝縮が起こることを阻止することを含む請求項１記載の方法。
【請求項４】
凝縮が実質的に滴状凝縮のみであり膜状凝縮ではないように、前記表面上のスチームを滴状凝縮状態に凝縮させ、かつ、前記表面上に前記凝縮膜が形成されると同時に前記凝縮膜を除去することを含む請求項３記載の方法。
【請求項５】
指向性ノズル（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｊｅｔ）を用いて前記表面から凝縮膜を除去することを含む請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記ノズルから高速スチームを適用して、前記食品を物理的に移動させること、かつ該スチームを前記食品の全外部表面に適用することを含む請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記ステーション群は前記低温殺菌ステーションの前に包装材中に前記食品を装填する装填ステーションを含み、また前記食品の全外部表面へスチームの適用を可能にするために、前記低温殺菌ステーションにおいて、前記ノズルからの高速スチームを用いて、前記包装材から前記食品を物理的に移動させかつ持ち上げることを含む請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記ステーション群は前記低温殺菌ステーションの前に包装材中に前記食品を装填する装填ステーションを含み、前記食品の全外部表面へスチームの適用を可能にするために、前記低温殺菌ステーションにおいて、前記ノズルからの高速スチームを用いて、前記チャンバ中の食品の動きを引き起こすことを含む請求項６記載の方法。
【請求項９】
前記ステーション群は前記低温殺菌ステーションの前に包装材中に前記食品を装填する装填ステーションを含み、前記低温殺菌ステーションにおいて、前記包装材へ前記スチームを適用することをも含む請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記食品は縦長のチューブ状構成物からなり、前記包装材は、該チューブ状構成物との接触表面積を最小にし、かつ前記スチームへの前記縦長のチューブ状構成物の曝露を最大にするために、前記縦長のチューブ状構成物を横切って伸長している畝状部を有する表面上で支持される請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記食品は、縦長のチューブ状構成物からなり、前記包装材は、前記チューブ状構成物に対して長手方向に平行して伸びている多数の畝状部を有する表面上で支持される請求項９記載の方法。
【請求項１２】
前記包装材は、前記低温殺菌ステーションにおいて、フォーム変換装置（ｆｏｒｍ−ｉｎｖｅｒｔｅｒ）上の変換位置において支持される請求項９記載の方法。
【請求項１３】
食品を低温殺菌ステーションを含む多数のステーションを通して運搬すること、前記低温殺菌ステーションにおいて前記食品へ低温殺菌媒体を適用することによって前記低温殺菌ステーションで前記食品の表面を低温殺菌すること、及び表面温度が、存在し得る微生物を即座に致死させる温度に、実質的に即座に高められるように、表面熱伝達係数が食品伝導係数より十分に高くなるような十分な高い熱伝達率において、前記低温殺菌媒体から前記食品の表面へ熱を対流的に伝達することからなる、食品を加工するための方法。
【請求項１４】
前記十分な高い熱伝達率での、前記低温殺菌媒体への前記食品の表面の曝露時間が５秒より少ないか又は等しいものである請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
指向性ノズルを用いて前記食品の表面へ前記低温殺菌媒体を適用すること、そして前記食品を物理的に移動させかつ低温殺菌媒体を前記食品の全外部表面へ適用するために、十分に高い速度で前記低温殺菌媒体を向けることを含む請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
前記ステーション群は前記低温殺菌ステーションの前に包装材中に前記食
品を装填する装填ステーションを含み、前記低温殺菌ステーションにおいて、前記包装材へ前記低温殺菌媒体を適用することをも含む請求項１３記載の方法。
【請求項１７】
食品を、装填ステーション、低温殺菌ステーション及び密閉ステーションを含む多数のステーションを通して運搬することを含み、前記装填ステーションは、包装材中に前記食品を装填し、前記低温殺菌ステーションは、前記装填ステーションの後前記食品の表面を低温殺菌し、前記密閉ステーションは、前記低温殺菌ステーションの後前記食品を中に有する前記包装材を密閉することからなる、食品を加工するための方法。
【請求項１８】
前記低温殺菌ステーションと前記密閉ステーションの間に加工工程がなく、前記低温殺菌後、前記食品を中に有する前記包装材を直ちに密閉することを含む請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記低温殺菌ステーションにおいて、前記食品と前記包装材の両方を低温殺菌することを含む請求項１７記載の方法。
【請求項２０】
前記密閉ステーションにおいて、カバーで前記包装材を密閉し、かつ前記低温殺菌とは別に前記カバーを殺菌することを含む請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記低温殺菌ステーションにおいて、低温殺菌媒体を用いて前記食品を低温殺菌すること、及び前記包装材から前記食品を物理的に移動させかつ低温殺菌媒体を前記食品の全外部表面へ適用するために、高い速度で前記食品に対して前記低温殺菌媒体を向けることを含む請求項１７記載の方法。
【請求項２２】
前記低温殺菌ステーションは第1及び第２末端を有するチャンバを含み、前記第１末端で前記低温殺菌媒体を導入しかつ第２末端で前記低温殺菌媒体を排出することによって、前記食品を横切って低温殺菌媒体を流すことを含む請求項１７記載の方法。
【請求項２３】
前記食品を横切る低温殺菌媒体の流れの方向を交互にし、かつ前記流れのパルス効果を与えるために、前記低温殺菌媒体の供給及び排出を、前記第１及び第２末端において循環的かつ交互に反対にすることを含む請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記低温殺菌媒体が、前記食品上で凝縮物へ凝縮するスチームであり、かつ前記チャンバからスチーム及び凝縮物の両方を排出することを含む請求項２２記載の方法。
【請求項２５】
第１、第２及び第３開口を持つチャンバを前記低温殺菌ステーションに設けることを含み、そして前記第１開口で低温殺菌媒体を導入しかつ前記第２及び第３開口の少なくとも１方で前記低温殺菌媒体を排出する第１フラッシュモード（ｆｌｕｓｈ ｍｏｄｅ）を設けること、前記第２開口で低温殺菌媒体を導入しかつ前記第１及び第３開口の少なくとも１方で前記低温殺菌媒体を排出する第２フラッシュモードを設けること、及び前記第１及び第２開口の両方において低温殺菌媒体を導入しかつ前記第３開口において前記低温殺菌媒体を排出する第３フラッシュモードを設けることを含む請求項１７記載の方法。
【請求項２６】
前記第１開口と第２開口の間に前記第３開口を設けること、及び
前記第１フラッシュモードの間に、第１方向において前記食品を横切って前記低温殺菌媒体を流すこと、
前記第２フラッシュモードの間に、前記第１方向と反対の第２方向において前記食品を横切って前記低温殺菌媒体を流すこと、及び
前記第３フラッシュモードの間に、前記第１及び第２方向の各々において前記低温殺菌媒体を前記第３開口へ流すことを含む
請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
前記第１開口と第２開口の間に前記第３開口を設けること、及び
前記第１フラッシュモードの間に、第１方向において前記食品を横切って前記低温殺菌媒体を流すこと、
前記第２フラッシュモードの間に、前記第１方向と反対の第２方向において前記食品を横切って前記低温殺菌媒体を流すこと、及び
前記第３フラッシュモードの間に、前記第１及び第２方向の各々において前記低温殺菌媒体を前記第３開口から流すことを含む請求項２５記載の方法。
【請求項２８】
第１、第２及び第３開口を有し、前記第３開口は前記第１開口と第２開口の間に存在するチャンバを前記低温殺菌ステーションに設けることを含み、そして前記第３開口で低温殺菌媒体を導入しかつ前記第１及び第２開口の少なくとも１方で前記低温殺菌媒体を排出するフラッシュモードを設けることを含む請求項１７記載の方法。
【請求項２９】
前記食品は、第１及び第２のしわが寄った末端（ｗｒｉｎｋｌｅｄ ｅｎｄ）の間を縦長の１個又はそれ以上のホットドッグであり、前記低温殺菌ステーションにおいて、第１及び第２のしわが寄った末端の各々へ低温殺菌媒体を導入すること、及び前記ホットドックの長手方向に沿って前記低温殺菌媒体を流すことを含む請求項１７記載の方法。
【請求項３０】
最初に、前記第１及び第２のしわが寄った末端の各々へ前記低温殺菌媒体を導入し、その後、前記ホットドックの長手方向に沿って前記低温殺菌媒体を流すことを含む請求項２９記載の方法。
【請求項３１】
最初に、前記ホットドックの長手方向に沿って前記低温殺菌媒体を流し、その後、前記第１及び第２のしわが寄った末端へ前記低温殺菌媒体を流すことを含む請求項２９記載の方法。
【請求項３２】
前記第１及び第２のしわが寄った末端で、前記低温殺菌媒体を交互に導入することを含む請求項２９記載の方法。
【請求項３３】
前記第１及び第２のしわが寄った末端で、前記低温殺菌媒体を同時に導入することを含む請求項２９記載の方法。
【請求項３４】
前記低温殺菌ステーションが圧力容器チャンバ（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｖｅｓｓｅｌ ｃｈａｍｂｅｒ）を含み、前記食品を低温殺菌するために、前記チャンバ中へ加圧低温殺菌媒体を導入することを含む請求項１７記載の方法。
【請求項３５】
前記チャンバを密閉し、前記食品を低温加圧殺菌するために前記チャンバ中へ加圧低温殺菌媒体を導入し、前記チャンバから前記低温殺菌媒体を排出し、そして前記チャンバを減圧し、開けることによって、前記低温殺菌ステーションにおいて前記食品を加工することを含む請求項３４記載の方法。
【請求項３６】
いくらかの残りの圧力が前記チャンバ中にまだ残っている間に、前記チャンバを開けるように、前記チャンバの減圧が完了する前に前記チャンバを開け、それによってサイクル時間を減少させ、処理量を増加させることを含む請求項３５記載の方法。
【請求項３７】
前記食品上で凝縮物へ凝縮するスチームを用いて前記食品を低温殺菌することを含み、かつ前記スチームで低温殺菌した直後に、前記密閉ステーションにおいて前記包装材で密閉する前に、高速無菌空気（ｈｉｇｈ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｓｔｅｒｉｌｅ
ａｉｒ）を用いて前記食品から過剰な水分を除去することを含む請求項１７記載の方法。
【請求項３８】
低温殺菌媒体を加圧チャンバへ導入し、そして、細菌を殺すのに効果的な温度まで前記低温殺菌媒体の温度を上げるために、前記チャンバ内の圧力が増加するように前記低温殺菌媒体の前記チャンバへの流入速度より遅い流出速度で前記チャンバから前記低温殺菌媒体を排出することにより、容器に封入されていない食品（ｎｏｎ−ｅｎｃａｓｅｄ ｆｏｏｄ ｐｒｏｄｕｃｔ）を前記チャンバ内で表面低温殺菌することを含む、容器に封入されていない食品を加工する方法。
【請求項３９】
１０ないし６０ｐｓｉｇの範囲まで前記チャンバ中の圧力を発生させるために、低温殺菌媒体及び凝縮物の流出速度に対して、前記チャンバ中への前記低温殺菌媒体の流入速度を十分に速くすることを含む請求項３８記載の方法。
【請求項４０】
前記チャンバへの第一及び第二の開口を設けること、第一のサイクルを設け、前記第一の開口を通して前記低温殺菌媒体を前記チャンバに流入させ、かつ前記第一のサイクルにおける前記第一の開口を通しての流入速度より遅い流出速度で前記第二の開口を通して前記低温殺菌媒体を前記チャンバから排出すること、第二のサイクルを設け、前記第二の開口を通して前記低温殺菌媒体を前記チャンバに流入させ、かつ前記第二のサイクルにおける前記第二の開口を通しての流入速度より遅い流出速度で前記第一の開口を通して前記低温殺菌媒体を前記チャンバから排出すること、その結果、前記第一のサイク
ル及び前記第二のサイクルの各々において前記チャンバ内に圧力が発生すること、を含む請求項３８記載の方法。
【請求項４１】
前記チャンバへの第一及び第二の開口を設けること、及び、前記第一の開口を通して前記低温殺菌媒体を連続的に前記チャンバに流しかつ前記第二の開口を通して前記低温殺菌媒体を連続的に前記チャンバから排出する低温殺菌媒体サイクルを設けて、流出に対して前記チャンバを封止すること又は前記低温殺菌サイクルの間前記チャンバからの前記低温殺菌媒体の排出を妨げることなく、前記低温殺菌サイクルの間、前記食品を渡る前記低温殺菌媒体の連続的な流れを与えることを含む請求項３８記載の方法。
【請求項４２】
前記低温殺菌媒体がスチームであり、かつ前記連続的な流れが、前記食品からスチームの膜状凝縮物を除去し、熱伝達を増加する請求項４１記載の方法。
【請求項４３】
低温殺菌サイクルの間に前記チャンバへ前記低温殺菌媒体を供給すること、及び前記低温サイクルの直後、蒸発冷却（ｅｖａｐｏｒａｔｉｖｅ ｃｏｏｌｉｎｇ）、即ち凝縮物の蒸発によって前記チャンバから前記低温殺菌媒体を除去しかつ前記食品を真空冷却する真空冷却工程を設けることからなる請求項３８記載の方法。
【請求項４４】
第１の前記加圧チャンバを設け、該チャンバ内の凝縮スチームを用いて前記食品を低温殺菌し、そして前記食品を第２加圧チャンバへ移し、前記加圧第２チャンバ内で、過熱スチームを用いて前記食品を低温殺菌することからなる、２個のチャンバによる熱処理にて前記食品を表面低温殺菌することを含む請求項３８記載の方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
関連出願に対する相互参照
本出願は、２００２年９月１３日に提出された米国特許出願第１０／２４３，０９３号明細書の一部継続出願である。
【０００２】
本発明は、加工の間に、ホットドック、チキンストリップ（ｃｈｉｃｋｅｎ ｓｔｒｉｐｓ）、七面鳥の胸肉、ハム、チーズ含む食品、及び他のあらかじめ料理された食品の表面を低温殺菌するための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
親出願
上記本願の発明は、ウェブ包装装置（ｗｅｂ ｐａｃｋａｇｉｎｇ ａｐｐａｒａｔｕｓ）及び一連のステーションを通してウェブを運搬する方法に関し、例えば、食品を収容する包装材部材へと下部ウェブを形成し、上部ウェブによって密閉することに関する。
ウェブ包装装置及び方法は、従来技術、例えば、参照としてここに組込まれる米国特許第５，１７０，６１１号明細書から既知である。前記装置は、食品を上部及び下部ウェブの間に包装する。ウェブ運搬コンベヤーは、形成ステーションにおいて包装材部材へと下部ウェブを形成し、装填ステーションおいて前記食品を収容し、そして密閉ステーションにおいて上部ウェブで包装材を密閉する、一連のステーションを通して、下部ウェブを運搬する。本発明は、食品を低温殺菌するための低温殺菌ステーションを提供する。好ましい形態において、低温殺菌ステーションは、装填ステーションと密閉ステーションの間に存在し、そして食品を容易かつ継ぎ目なく包装ライン中へ組込まれた簡単で効果的な方法で低温殺菌する。
【特許文献１】米国特許第５，１７０，６１１号明細書
【発明の開示】
【０００４】
本出願
本発明は、包装前に冷蔵又は処理する間に、食品の外部表面を再び汚染し得る表面病原菌を除去する目的を含む、上記親出願に関連した継続した開発努力の間に出来上がった。低温殺菌は、病気を引き起こす多くの微生物を殺すために望ましい。本方法は、処理量を維持し、かつより長い加工につなががり得る大々的な設備配置の変化を避けるために、存在する包装ラインへ加えられた小型のステーションを用いて非常に迅速に行われる。本発明の好ましい態様においては、食品の表面は、食品が最終包装材中へ密封される前の、加工中に実行でき得る最後の場所において低温殺菌される。これは、新たな再汚染の機会を防ぐ。本発明の方法は、親出願に記載されたウェブ包装装置及びシステムと共に行われるか、又は回転−袋詰め包装機（ｒｏｔａｒｙ−ｂａｇｇｉｎｇ ｐａｃｋａｇｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ）のような他の包装装置、非包装食品又は材料の表面低温殺菌のための独立型の汚染除去システム及び他のシステムと共に行われる。
【０００５】
図面の詳細な説明
図１は、本発明に従う方法を実行するウェブ包装装置の等角図を示す。
図２は、図１の装置の一部を部分的に切断した側面図を示す。
図３は、図２の３−３線に沿った断面図を示す。
図４は、図３と同様の図であり、引き続く操作を示す。
図５は、図４の５−５線に沿った断面図を示す。
図６は、図４の一部の拡大図を示す。
図７は、図６と同様の図であり、引き続く操作を示す。
図８は、図６の構造の一部の分解等角図を示す。
図９は、図３の一部の等角図を示す。
図１０は、図９と同様の図であり、引き続く操作を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は、包装機１０を示し、そして、明細書に組込まれた米国特許第５，１７０，６１１号の図１と同様のものであり、そして、理解を容易にするために適当であるならば、そこから、同様の参考番号が使用される。米国特許第５，１７０，６１１号明細書に記載されたように、包装機１０は、一般的に、供給用巻取１６から柔軟包装材の下部ウェブ１４を供給するための下部ウェブ供給ステーション１２、形成ステーション１８、装填ステーション２０、柔軟包装材２５の上部ウェブを供給するための上部ウェブ供給ステーション２２、及び包装材を密閉する下流のステーション２６を含む。米国特許第５，１７０，６１１号明細書に記載されたように、包装機１０により設けられたウェブ運搬コンベヤーは、
形成ステーション１８において包装材の部材へと下部ウェブを形成し、装填ステーション２０おいてホットドックのような食品Ｐを収容し、そして密閉ステーション２６において上部ウェブ２５で包装材を密閉する、一連のステーションを通して、下部ウェブ１４を運搬する。ウェブは、同じく米国特許第５，１７０，６１１号明細書に示されるようなコントロールモジュール２５０及び２７８によってコントロールされる、米国特許第５，１７０，６１１号明細書に開示された割送り装置によって進められる。コンベヤーは、上流から下流へ進み、ここで密閉ステーション２６は装填ステーション２０の下流にあり、そして装填ステーション２０は形成ステーション１８の下流にある。
【０００７】
本発明は、食品Ｐを低温殺菌するための低温殺菌ステーション３００を提供する。低温殺菌ステーション３００は、装填ステーション２０と密閉ステーション２６の間に存在する。低温殺菌ステーション３００は、装填ステーション２０の下流にあり、そして密閉ステーション２６の上流にある。米国特許第５，１７０，６１１号明細書によると、形成ステーション１８は、その中に食品Ｐが収容される下部ウェブ１４に下方にたれさがった製品キャビティポケット３０２（図１、９、３）を形成する。低温殺菌ステーション３００は、製品キャビティポケット３０２（図３）に面する、下方に面した低温殺菌キャビティ３０６を有し、かつこれから記載される食品Ｐを低温殺菌する、上部チャンバ３０４（図８）を含む。上部チャンバ３０４は、ウェブ１４の上に存在する。下部チャンバ３０７を含む低温殺菌ステーションは、好ましくは、ウェブ１４の下面とかみあい、かつ上部チャンバ３０４中へと低温殺菌キャビティ中の食品Ｐを上方に押すために、ウェブより下方にありかつ上方に可動な（図４）、フォーム変換装置（ｆｏｒｍ−ｉｎｖｅｒｔｅｒ）３０８（図８、図３）が設けられた下部チャンバ３０７を含む。フォーム変換装置３０８は、好ましくは、上述の製品キャビティポケットを形成するための形成ステーション１８における形成ボックスを上げ下げするために米国特許第５，１７０，６１１号に使用されたものと同様のサーボモーターによって、例えば米国特許第５，１７０，６１１号明細書の図２、４、５に示したように上方及び下方に動かされる。サーボモーター３１０、３１２（図２）は、それぞれのシャフト３１４、３１６を回転させ、米国特許第５，１７０，６１１号明細書の図２及び図５中のリフトアーム１２８及び２１６により与えられる上方への動きと同様に、該シャフトは次にそれぞれのリフトアーム３１８、３２０を図２の破線で示された低い位置から図２の実線で示された上の位置へと回転させて、次に矢印３２２、３２４で示される様にフォーム変換装置３０８を上方に動かす。それぞれのアーム３１８、３２０の末端のローラー部材３２６，３２８は、カムスロット１３４に沿って回転する米国特許第５，１７０，６１１号の図５中のローラー部材と同様に、フォーム変換装置３０８の下面に沿ってそれぞれカムスロット３３０、３３２に沿って回転する。フォーム変換装置は、米国特許第５，１７０，６１１号のプラスチックベアリングブロック１４０及びガイド１４４と同様に、フレーム１２の垂直ガイド３３８、３４０に沿ってスライドす
るプラスチックベアリングブロック３３４、３３６によって、上下相互動作をするよう導かれる。上部及び下部チャンバ３０４及び３０７はかみ合って（図４ないし７）、３４１部分において示されるように、部材３０４及び３０７の間にかみ合わさったウェブ１４によってガスケットのような形態で、その外面に沿って密封されたキャビティー３０６を囲む、圧力含有容器（ｐｒｅｓｓｕｒｅ−ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｖｅｓｓｅｌ）３０５を形成する。ウェブ１４の製品キャビティポケット３０２は、低温殺菌ステーション３００において、第１状態（図９、図３）を有し、第１状態では、下方にたれさがった製品キャビティポケット３０２は、低部中央壁３４２およびそこから上方に伸長する複数の側壁３４４を有する。製品キャビティポケット３０２は、低温殺菌ステーション３００において、第２状態（図１０、図４）を有し、第２状態では、フォーム変換装置３０８は、上方に押された位置（図１０）まで中央壁３４２を上方に押し、側壁３４４は、そこから下方に伸長している。フォーム変換装置３０８は、上部中央壁３４６（図９）を有し、そして複数の側壁３４８は、上部中央壁から下方に伸長している。記載した第２状態（図１０）における製品キャビティポケット３０２は、フォーム変換装置３０８の上にたれ下がりかつ該装置により支持され、中央壁３４６上に中央壁３４２が、そして側壁３４８に沿って伸長した側壁３４４が位置する。製品キャビティポケット３０２は、その中に食品Ｐを収容した、図９に示すような最初の状態を有する。包装材は、低温殺菌に対し食品Ｐをより良好に曝露するために、図１０に示すように逆さにされる。上部チャンバ３０４は、上部中央壁３５０（図８）及びそこから下方に伸長した複数の側壁３５２を有する。製品キャビティポケット３０２の上述の第１状態（図９、図３）において、食品Ｐは、製品キャビティポケットの中央壁３４２上に支持され、かつ製品キャビティポケットの側壁３４４によって保持される。製品キャビティポケット３０２の上述の第２状態（図１０、図４、図５）において、食品Ｐは、製品キャビティポケットの中央壁３４２上に支持され、かつ上部チャンバ３０４の側壁３５２によって側面を保持される。
【０００８】
低温殺菌チャンバ３０４（図６）は、１組の、１個以上の開口３５４、及び１組の、１個以上の開口３５６を有する。開口３５４は、低温殺菌媒体、好ましくはスチームを導入し、そして開口３５６は、低温殺菌媒体を取り除き及び排出させ、その結果、開口３５４及び３５６の間の矢印３５８において示されるように、低温殺菌媒体が食品Ｐを横切って流れる。開口３５６は、低温殺菌キャビティ３０６の重力的に見てが低い区画に存在し、そしてまた、好ましくはスチームから液体凝縮物を排出する。スチームは、更に又は二者択一的に、もう１組の、１個以上の開口３６０において取り除かれ及び排出される。好ましい形態において、低温殺菌ステーション３００は、食品Ｐを横切る低温殺菌媒体、好ましくはスチームの流れる方向を交互にする第１及び第２モードを交互に行う低温殺菌サイクルを有する。第１モードにおいて、スチームは開口３５４を通して流され、そして第２モードにおいて、スチームは開口３６０を通して流される。第１モードにおいて、スチームは開口３５６及び／又は開口３６０を通して排出され得る。第２モードにおいて、スチームは開口３５６及び／又は開口３５４を通して排出され得り、後者の排出は、図７における矢印３６２において示される。他の態様において、スチームは開口３５４及び３６０の両方の組から同時に流される。所望により、モニター目的のため及び所望であればより良好な加工コントロールをするために、圧力及び／又は温度検出が、圧力及び／又は温度変換器開口３６１、３６３においてなされる。
【０００９】
１つの好ましい態様において、低温殺菌ステーションには、モジュール３６４（図１、図８）が設けられ、モジュール３６４は、少なくとも一対の横に間隔をおいて並んだチャンバ３０４及び３６６（図６）を有し、更に好ましくは、このような対多数を有し、例えば、各対から１つづつが、図８に示したように、ウェブ運搬の方向に沿って一続きに３０４、３６８、３７０で示される。各対の他方のチャンバは、同様の組の開口を有し；例えば、チャンバ３６６（図６）は、１組の、１個以上の開口３７２、及びもう１組の、１個以上の開口３７４を有し、かつ更なる１組の、１個以上の開口３７６を有する。低温殺菌
ステーションは１個以上のモジュール３６４を含み得る。各々のモジュール３６４は、流路３７８、３８０，３８２を有し、更なる流路３８４及び３８６を有し得る。低温殺菌サイクルの第１モードの間（図６）、スチームは流路３７８及び開口３５４及び３７２を通って、それぞれのチャンバ３０４及び３６６中に流され、そして、それぞれの開口３５６及び３７４を通り、それぞれの流路３８０及び３８２を通って排出され、そして、更に又は二者択一的に、それぞれの開口３６０及び３７６を通り、それぞれの流路３８４及び３８６を通って排出され得る。スチームからの液体凝縮物は、それぞれの開口３５６および３７４を通り、それぞれの流路３８０及び３８２を通って排出される。低温殺菌サイクルの第２モードの間（図７）、スチームは流路３８４及び３８６を通り、そしてそれぞれの開口３６０及び３７６を通って、それぞれのチャンバ３０４及び３６６中に流され、そして、それぞれの開口３５６及び３７４で、それぞれの流路３８０及び３８２を通って排出され、そして、更に又は二者択一的に、各々の開口３５４及び３７２で流路３７８を通って排出され得る。低温殺菌が完了すると、包装材は、フォーム変換装置３０８を下げることによって、上述の最初の状態（図９）へと再び逆さにされる。上述の米国特許第５，１７０，６１１号明細書にあるように、包装材は続いて進められ、密閉ステーション２６において上部ウェブ２５で密閉される。
【００１０】
用語低温殺菌は、ここでは通常の辞書の定義に従って使用され、物質の大々的な化学的変性なく好ましくない生物を殺す温度でのかつ曝露時間にわたる物質の部分的殺菌を含み、かつ貯蔵寿命を伸ばすための、病原生物及び／又は損傷生物の駆除を含む。親発明は、連続動作型ウェブ包装機及び割送り型ウェブ包装機を含む従来技術で既知の様々なウェブ包装装置と共に使用され得る。親発明は包装材の数を特に限定していないけれども、即ち、親発明は１個以上の製品包装材の低温殺菌を含むけれども、食品の複数の包装材が低温殺菌ステーションで同時に加工されることが好ましい（図８ないし１０）。更に、更なる低温殺菌ステーションが加えられ得り、そして親発明は、各々が、１個以上の低温殺菌チャンバを有する１個以上の低温殺菌ステーションを含む。例えばフォーム変換装置３０８による食品の反転が好ましいが、必要ではなく、所望により削除され得る。低温殺菌媒体は、好ましくは飽和スチームであるか、又は二者択一的に熱風もしくは過熱スチームであるが、他の種類の低温殺菌媒体も使用され得る。
【００１１】
本発明の適用
本発明は、低温殺菌ステーション３００を含む上記した多数のステーションを通して食品Ｐを運搬すること、前記食品へ低温殺菌媒体を適用することにより、前記低温殺菌ステーションにおいて、食品Ｐの表面を熱で低温殺菌することによって、食品Ｐを加工するための方法を提供する。好ましい形態において、食品の表面上のスチームを滴状凝縮状態に凝縮し、かつ表面から凝縮膜を除去することにより膜状凝縮が起こることを阻止することによって、食品の表面は低温殺菌ステーションで低温殺菌される。この方法において、凝縮が実質的に滴状凝縮のみであり膜状凝縮ではないように食品表面上に凝縮膜が形成されると同時に、該膜が除去されることが好ましい。
【００１２】
熱伝達の流体力学において、既知であるように、低温表面上のスチームの凝縮には、２つの異なる様式がある。低温表面が最初にスチームへ曝露された場合、滴状凝縮と呼ばれる状態の間中、非常に高い熱伝達率がある。凝縮工程を続けるにつれ、凝縮膜が全表面にわたって形成され、絶縁体のように作用する凝縮水の膜によって、熱伝達率が低くなる。膜状型凝縮が、経時的に容易に維持され得る熱伝達の様式であるため、スチーム熱伝達方法の多くが、膜状型凝縮に基づいている。膜状型凝縮は確かに高い熱伝達率を有するが、滴状凝縮率は、規模にしてまる１桁高い。
【００１３】
本発明の方法は、好ましくは、滴状凝縮のより高い熱伝達率を使用する。本発明の方法において、凝縮膜は、食品Ｐの表面上に形成されると同時に、開口３５４、３６０、３７
２、３７６によって設けられた指向性ノズル（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｊｅｔ）を用いて除去されることによって、食品の表面から除去される。更に、好ましい形態においては、ノズルから高速スチームを適用して、食品Ｐを物理的に移動させ、かつ小さな隙間４０２分だけ、包装材の表面３４２からわずかに上方に食品Ｐを持ち上げ、食品Ｐの全外部表面にスチームを適用する。スチームは、低温殺菌ステーションにおいて、食品Ｐ及び包装材の内部表面の両方に適用される。熱は、食品Ｐの表面温度が、存在し得る微生物を即座に致死させる温度に、実質的に即座に高められるように、表面熱伝達係数が食品伝導係数より十分に高くなるような熱伝達率で、流れかつ凝縮しているスチームから食品の表面へ対流的に伝達される。低温殺菌ステーション３００及び密閉ステーション２６の間に加工段階を設けずに、中に食品を有する包装材は、低温殺菌後、直ちに密閉ステーション２６で密閉される。食品及び包装材の両方が低温殺菌ステーションで低温殺菌される。包装材は密閉ステーション２６において、上部ウェブ２５によって与えられるカバーで密閉される。更なる態様において、カバー２５は、４０４において示されるように、例えば、ＵＶ、紫外線、放射線によって殺菌される。
【００１４】
低温殺菌ステーションは、第1及び第２末端４０６、４０８を各々有する、上述の３０４のようなチャンバを１個以上含む。末端４０６における開口３５４においてスチームを導入し、末端４０８における開口３６０及び／又は３５６においてスチームを排出することによって、スチームによって与えられた低温殺菌媒体は矢印３５８（図６）において示されるように食品Ｐを横切って流れる。食品Ｐを横切る低温殺菌媒体の流れの方向３５８及び３６２を交互にし、かつ前記流れのパルス効果を与えるために、上記したように、低温殺菌媒体の供給及び排出を、第１及び第２末端４０６及び４０８において循環的かつ交互に反対にし得る。スチームが食品上を低温殺菌媒体として使用され、食品上で凝縮物へ凝縮した場合、上記したように、スチーム及び凝縮物の両方がチャンバから排出される。
【００１５】
更なる開口が、上述した変換器を置換することによって、３６１に設けられ得るか、又は二者択一的に、このような特別な開口が、４１０における破線で示されるように加えられ得る。第１フラッシュモードにおいて、低温殺菌媒体は開口３５４において導入され、開口３６０、３５６、３６１、４１０の少なくとも１個において排出される。第２フラッシュモードにおいて、低温殺菌媒体は開口３６０において導入され、開口３５４、３５６、３６１、４１０の少なくとも１個において排出される。第３フラッシュモードにおいて、低温殺菌媒体は開口３５４及び３６０の両方において導入され、開口３６１及び／又は開口４１０及び／又は開口３５６において排出される。開口３６１及び／又は４１０は、開口３５４及び３６０の間に設けられる。第１フラッシュモードの間、低温殺菌媒体は３５８方向に食品Ｐを横切って流される。第２フラッシュモードの間、低温殺菌媒体は、３５８方向とは反対に、３６２方向に食品Ｐを横切って流される。上述された第３フラッシュモードの１つの態様において、低温殺菌媒体は、３５８方向及び３６２方向の各々で食品Ｐを横切って、開口３６１及び／又は４１０へ流れる。上述した態様において、流れは反対になり得り、例えば、開口３６１及び／又は４１０は入口になり得り、そして開口３５４及び／又は開口３６０は出口になり得る。
【００１６】
食品Ｐとしてのホットドックの場合、ホットドックは、第１及び第２のしわが寄った末端（ｗｒｉｎｋｌｅｄ ｅｎｄ）４１２及び４１４（図１０）の間を長手方向に伸びており、しわは、４１６及び４１８で略図的に示されている。
低温殺菌媒体は、それぞれの開口３５４及び３６０において、第１及び第２のしわが寄った末端４１２及び４１４の各々に、同時又は交互に、及び循環的に導入され、かつ３５８、３６２において示したようにホットドックに沿って長手方向に流れる。ホットドックのしわが寄った末端は、ホットドックの長手方向の表面より、低温殺菌することがより困難であることが分かっていた。これは、ホットドックの末端におけるスチーム開口の巧みな配置及び凝縮物が形成された場合に、しわ４１６、４１８中の凝縮物を除去するチャンバ
内のスチームの流れによって、本発明のシステム中で解決される。
【００１７】
スチームサイクルの完了後、全ての排出口３５４、３６０、３５６、３６１、４１０は、チャンバ圧力を下げるために、大気に対してチャンバキャビティー３０６を開ける直前に、できるだけすばやく開けられる。圧力が大気圧に近づくにつれ、減圧工程は遅くなるので、いくらかの残りの圧力がチャンバ内にまだ残っている間に、チャンバを開け、それによって有効にサイクル時間を減少させ、処理量を増加させ得ることが分かった。従って、本工程は、食品を低温殺菌するために、加圧低温殺菌媒体をキャビティチャンバ３０６中へ導入し、続いて、低温殺菌サイクルの最後において、いくらかの残りの圧力がチャンバ内にまだ残っている間に、チャンバを開けるように、前記チャンバの減圧が完了する前にチャンバを開け、それによってサイクル時間を減少させ、処理量を増加させることを含む。
【００１８】
更なる態様においては、スチームで低温殺菌した直後に、密閉ステーションにおいて包装材を密閉する前に、開口３５４、３６０、３５６、３６１、４１０のいずれかにおいて、高速無菌空気（ｈｉｇｈ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｓｔｅｒｉｌｅ ａｉｒ）を用いて、食品及び包装材から過剰な水分を除去する。二者択一的に、過剰な水分のこの高速無菌空気パージは、低温殺菌ステーション３００及び密閉ステーション２６の間で行われ得る。
【００１９】
本発明は、好ましくは凝縮スチームを使用して、容器に封入されていない食品（ｎｏｎ−ｅｎｃａｓｅｄ ｆｏｏｄ ｐｒｏｄｕｃｔ）を加圧チャンバ内で表面低温殺菌することによって、未包装（ｎｏｎ−ｐａｃｋａｇｅｄ）の食品、容器に封入されていない（ｎｏｎ−ｅｎｃａｓｅｄ ｆｏｏｄ）食品を加工する方法を提供する。１つの態様において、上記したように、スチームは、指向性ノズルによって末端から末端に交互にチャンバ内へパルス状に流されるか、又は同時に両端から供給される。望ましい結果は、このような処理時間の間に、４ないし８パルスを用いた、１ないし５秒の長さの低温殺菌サイクルにおいて見られた。スチームは、４０６及び４０８のような末端に向けられて、しわ４１６、４１８中の殺細菌量を最大にする。一つの態様において、スチームは導入開口を通して連続的に流され、専用の排出開口を通して反対側から排出される。たとえチャンバがスチームを排出するといえども、チャンバ内に圧力を発生させるために、スチームの流入速度は流出速度よりも速い。６０ｐｓｉｇまでの圧力が使用される。細菌を殺すために最も効果的な圧力が１０ないし６０ｐｓｉｇであることが発見された。他の態様において、専用の排出開口へ排出する代わりに、スチームは、チャンバの反対側にあるスチーム入口を通して排出される。入口が出口として使用され、出口が入口として使用されるため、スチームの流れは、末端から末端に逆転される。上記したような、このような態様において、スチームの流入速度は、スチーム及び凝縮物の流出速度より速く、そのため、圧力がチャンバ内に発生する。入口から出口までのスチームの連続した流れは重要である。これによって、密封したチャンバをスチームでいっぱいにし、続いて加工を停止し、そしてチャンバを空にすることが避けられる。停止工程及び空にする工程をなくすことが望ましく、代わりに、一つの態様において大気圧における凝縮物除去ラインの排ガス・排液を単純に行うだけである。この連続した流れは食品から凝縮物を除去することを助け、従って、熱伝達を増加させる。低温殺菌処理に引き続き、蒸発冷却（ｅｖａｐｏｒａｔｉｖｅ ｃｏｏｌｉｎｇ）によって、即ち凝縮物の蒸発によって、凝縮物を除去する目的及び真空冷却を与える目的のために、真空冷却工程が直ちに行われ得る。他の態様において、凝縮スチームの代わりに、過熱スチーム及び／又は他の殺生物ガスが使用される。更なる態様において、２個のチャンバによる熱処理、即ち凝縮スチーム、続いて過熱スチームが使用される。
【００２０】
本発明は、チャンバ内へ低温殺菌媒体を導入し、そして、チャンバ内の圧力を増加させ、それにより細菌を殺すための効果的な温度まで加工媒体の温度を上げるために、チャンバ内への加工媒体の流入速度より、遅い流出速度においてチャンバから低温殺菌媒体を排
出することによって、容器に封入されていない食品を加圧チャンバ内で表面低温殺菌することによって、容器に封入されていない食品を加工する方法を提供する。上記したように、好ましい態様において、本方法は、チャンバ内に１０ないし６０ｐｓｉｇの範囲までの圧力を発生させるために、流出速度に対して、チャンバ内への流入速度を十分に速くする。本方法は、チャンバへの第一及び第二の開口を設けること、第一のサイクルを設け、前記第一の開口を通して前記低温殺菌媒体を前記チャンバに流入させ、かつ前記第一のサイクルにおける前記第一の開口を通しての流入速度より遅い流出速度で前記第二の開口を通して前記低温殺菌媒体を前記チャンバから排出すること、第二のサイクルを設け、前記第二の開口を通して前記低温殺菌媒体を前記チャンバに流入させ、かつ前記第二のサイクルにおける前記第二の開口を通しての流入速度より遅い流出速度で前記第一の開口を通して前記低温殺菌媒体を前記チャンバから排出すること、その結果、前記第一のサイクル及び前記第二のサイクルの各々において前記チャンバ内に圧力が発生することを含む。他の態様において、本方法は、チャンバへの第一及び第二の開口を設けること、及び、前記第一の開口を通して前記低温殺菌媒体を連続的に前記チャンバに流しかつ前記第二の開口を通して前記低温殺菌媒体を連続的に前記チャンバから排出する低温殺菌媒体サイクルを設けて、流出に対して前記チャンバを封止すること又は前記低温殺菌サイクルの間前記チャンバからの前記低温殺菌媒体の排出を妨げることなく、前記低温殺菌サイクルの間、前記食品を渡る前記低温殺菌媒体の連続的な流れを与えることを含む。上記したように、このような低温殺菌サイクルには、反対の流れを有する第２低温殺菌サイクル、例えば、第２低温殺菌サイクルのために流入開口及び出口開口の役割を反対にし、それにより第２低温殺菌サイクルの間中、食品を横切って反対方向に連続した流れを与えることを併い得る。好ましい態様において、低温殺菌媒体はスチームであり、そして連続した流れは、食品からスチームの膜状凝縮物を除去し、熱伝達を増加する。更なる態様において、本方法は、低温殺菌サイクルの間に、チャンバへ低温殺菌媒体を供給すること、及び低温殺菌サイクルの直後に、真空冷却工程を行い、チャンバから低温殺菌媒体を除去し製品を真空冷却することを含む。更なる態様において、本方法は、第１加圧チャンバを設け、その中で、凝縮スチームを用いて食品を低温殺菌し、そして、第２加圧チャンバ内へ食品を運搬し、加圧第２チャンバ内で、過熱スチームを用いて食品を低温殺菌することを含む、２個のチャンバによる熱処理にて食品を表面低温殺菌することを含む。
【００２１】
更なる態様において、フォーム変換装置（ｆｏｒｍ−ｉｎｖｅｒｔｅｒ）３０８の上部中央壁表面３４６（図８）は、ホットドックＰ又は他の縦長のチューブ状の食品構成物を横切って伸長した複数の畝状部４２０を有し、該チューブ状食品構成物との接触表面積を最小にするため（例えば、複数の点接触を与えるために）、それにより低温殺菌スチームへのホットドックの全外部表面の曝露を強化及び最大にする。記載されたホットドックを配置することが望ましいところの用途において、異なる組の畝状部４２２が、フォーム変換装置３０８の上部中央壁表面３４６上に設けられ、前記畝状部４２２はホットドックＰの長手方向に対して平行に伸びており、かつホットドックを整列して保つために、その間に溝４２４を有する。好ましい態様において、畝状部４２０及び／又は４２２が使用されようと使用されなかろうと、ホットドックは、上記したような高速スチームによって、逆さにされた包装材の包装材表面３４２から物理的に移動させられる。更なる選択肢において、食品は包装材から移動させられ得るか、さもなければ、持ち上げ、振動、押し、引きのような様々な動的手段によって、チャンバ内で動かされる。更なる態様において、低温殺菌ステーション３００と密閉ステーション２６の間の移動区域は密閉チャンバによって密封されるか、又は他の方法で無菌にされる。本願請求項の範囲内において、様々な同等のもの、選択肢、及び変形があると認識される。上記したように、低温殺菌媒体は好ましくはスチームであり、又は二者択一的に熱風もしくは過熱スチームであるが、殺生物ガスを含む他の種類の低温殺菌媒体も使用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に従う方法を実行するウェブ包装装置の等角図を示す。
【図２】図１の装置の一部を部分的に切断した側面図を示す。
【図３】図２の３−３線に沿った断面図を示す。
【図４】図３と同様の図であり、引き続く操作を示す。
【図５】図４の５−５線に沿った断面図を示す。
【図６】図４の一部の拡大図を示す。
【図７】図６と同様の図であり、引き続く操作を示す。
【図８】図６の構造の一部の分解等角図を示す。
【図９】図３の一部の等角図を示す。
【図１０】図９と同様の図であり、引き続く操作を示す。
【出願人】 【識別番号】５０４０９８８９７
【氏名又は名称】アルカー−ラピッド−パク，インコーポレーテッド
【出願日】 平成１６年３月１２日（２００４．３．１２）
【代理人】 【識別番号】１０００６８６１８
【弁理士】
【氏名又は名称】萼 経夫

【識別番号】１００１０４１４５
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 嘉夫

【識別番号】１０００８０９０８
【弁理士】
【氏名又は名称】舘石 光雄

【識別番号】１０００９３１９３
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 壽夫

【識別番号】１００１０４３８５
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 勉

【識別番号】１００１０９６９０
【弁理士】
【氏名又は名称】小野塚 薫

【識別番号】１００１３１２６６
【弁理士】
【氏名又は名称】▲高▼ 昌宏

【識別番号】１０００９３４１４
【弁理士】
【氏名又は名称】村越 祐輔

【識別番号】１００１３１１４１
【弁理士】
【氏名又は名称】小宮 知明
【公開番号】 特開２００５−２７６５７（Ｐ２００５−２７６５７Ａ）
【公開日】 平成１７年２月３日（２００５．２．３）
【出願番号】 特願２００４−７１１６６（Ｐ２００４−７１１６６）