JP7049582B2 - 殺菌装置 - Google Patents

Description

本発明は、レトルト食品などの加熱殺菌に用いられる殺菌装置に関するものである。

従来、下記特許文献１に開示される殺菌装置が知られている。この殺菌装置では、処理槽（１）内に被処理物（２）が収容されると共に水が貯留され、この貯留水が熱交換器（３）との間で循環される。そして、この循環水を熱交換器において蒸気により加熱するか、クーリングタワー（８）からの冷却水で冷却するかを切り替えて、被処理物の加熱殺菌とその後の冷却が図られる。

特許第４２２９４２０号公報

殺菌装置では、処理槽内を殺菌温度まで上昇させる昇温工程の後、処理槽内を殺菌温度に保持する殺菌工程がなされる。これら工程における温度調整は、熱交換器への給蒸を制御することでなされる。従来技術では、熱交換器への給蒸路にバルブが設けられており、このバルブを制御することで、処理槽内への給蒸が制御されている。

処理槽内の温度調整のために、前記バルブとして、たとえば比例制御弁を用いることが考えられる。しかしながら、開度調整可能なバルブのみで加熱制御する場合、万一、弁越し漏れ（閉鎖不良による蒸気漏れ）が生じると、目標温度を超えても処理槽内への給蒸が続く状態となり、所期の殺菌（目標温度での殺菌）を行えず、食品を過加熱したり、味の変化などの品質劣化を生じさせたりして、食品の廃棄が必要となるおそれもある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、簡易な構成および制御で、温度調整が容易であると共に、万一の動作不良にも対応可能な殺菌装置を提供することにある。すなわち、万一、弁越し漏れが生じた場合でも、所期の殺菌を実施でき、食品の過加熱を防止すると共に、味の変化などの品質劣化を防止して、食品の廃棄を抑制できる殺菌装置を提供することを課題とする。

本発明は、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、被処理物が収容されると共に水が貯留される処理槽と、この処理槽内の貯留水を循環路を介して循環させる循環手段と、前記循環路に設けた熱交換器に蒸気を供給するか、前記循環路の循環水に蒸気を吹き込んで、前記循環路の循環水を加熱する給蒸手段と、前記各手段を制御する制御手段とを備え、前記給蒸手段は、前記熱交換器または前記循環路への給蒸路に、給蒸の有無をオンオフで切り替える給蒸遮断弁と、開度調整可能な給蒸弁とを直列に備え、前記制御手段は、前記処理槽内を殺菌温度まで上昇させる昇温工程と、前記処理槽内を殺菌温度に保持する殺菌工程とを順に実行し、前記制御手段は、少なくとも殺菌工程では、前記給蒸遮断弁を開けた状態で、前記給蒸弁の開度を調整するが、前記処理槽内の温度が給蒸遮断温度以上になると、前記給蒸遮断弁を閉じる一方、その後、前記処理槽内の温度が給蒸再開温度以下になると、前記給蒸遮断弁を開けることを特徴とする殺菌装置である。

請求項１に記載の発明によれば、処理槽内の貯留水を循環手段で循環させ、その循環水を蒸気で加熱する殺菌装置において、循環水を加熱するための給蒸手段は、循環路またはこれに設けた熱交換器への給蒸路に、給蒸の有無をオンオフで切り替える給蒸遮断弁と、開度調整可能な給蒸弁とを直列に備える。そして、少なくとも殺菌工程では、給蒸遮断弁を開けた状態で給蒸弁の開度を調整することで、処理槽内の温度を所望に調整することができる。但し、処理槽内の温度が給蒸遮断温度以上になると、給蒸遮断弁を閉じる一方、その後、処理槽内の温度が給蒸再開温度以下になると、給蒸遮断弁を開けることで、処理槽内の温度を調整する。つまり、万一、給蒸弁に動作不良が生じ、弁越し漏れが生じた場合、給蒸遮断温度以上になると、給蒸遮断弁を閉じることで、食品の過加熱を防止することができる。その後、放熱により処理槽内の温度は下がるが、給蒸再開温度以下になると、給蒸遮断弁を開けることで、食品の加熱殺菌を継続することができる。このようにして、開度調整可能な給蒸弁に動作不良が生じても、給蒸遮断温度と給蒸再開温度との間で、給蒸遮断弁の開閉をオンオフ制御することで、所期の殺菌を実施でき、食品の過加熱を防止すると共に、味の変化などの品質劣化を防止して、食品の廃棄を抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、前記制御手段は、前記殺菌工程では、前記処理槽内の温度を、上限温度と下限温度との間の殺菌温度範囲に維持するように、前記給蒸弁の開度を調整し、前記給蒸遮断温度は、前記上限温度を超える温度で設定され、前記給蒸再開温度は、前記下限温度以上で且つ前記上限温度以下で設定されることを特徴とする請求項１に記載の殺菌装置である。

請求項２に記載の発明によれば、給蒸遮断温度が、殺菌温度範囲の上限温度を超える温度で設定されるので、給蒸弁の開度調整を優先して実行することができる。そして、万一、給蒸弁に動作不良が生じ、弁越し漏れが生じた場合、給蒸遮断温度以上になると給蒸遮断弁が閉じられる。その後、給蒸再開温度以下になると給蒸遮断弁が開けられるが、給蒸再開温度は、殺菌温度範囲の下限温度以上で且つ上限温度以下で設定されるので、所期の殺菌を継続することができる。

さらに、請求項３に記載の発明は、前記給蒸遮断温度と前記給蒸再開温度との間での前記給蒸遮断弁のオンオフ制御により前記殺菌工程を終えた場合、その旨を報知手段により報知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。

請求項３に記載の発明によれば、給蒸弁の開度調整による殺菌ではなく、給蒸遮断弁の開閉による殺菌がなされた場合、報知手段により報知される。従って、被処理物の殺菌状況の確認や、出荷の可否の判断を確実に行える。また、殺菌装置のメンテナンスを促すこともできる。

本発明の殺菌装置によれば、簡易な構成および制御で、温度調整が容易であると共に、万一の動作不良にも対応可能となる。すなわち、万一、弁越し漏れが生じた場合でも、所期の殺菌を実施でき、食品の過加熱を防止すると共に、味の変化などの品質劣化を防止して、食品の廃棄を抑制することができる。

本発明の一実施例の殺菌装置を示す概略図であり、一部を断面にして示している。 図１の殺菌装置の運転例を示す概略図であり、横軸は時間ｔ、縦軸は処理槽内温度Ｔを示している。

以下、本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、本発明の一実施例の殺菌装置１を示す概略図であり、一部を断面にして示している。本実施例の殺菌装置１は、被処理物２を加熱して殺菌する装置であり、殺菌後には被処理物２を冷却可能に構成される。被処理物２は、特に問わないが、典型的にはレトルト食品または缶詰など、容器に密閉された食材である。

本実施例の殺菌装置１は、被処理物２が収容される処理槽３と、この処理槽３内への給水手段４と、処理槽３外への排水手段５と、処理槽３内への圧縮空気供給手段６と、処理槽３外への排気手段７と、処理槽３内の真空解除手段８と、処理槽３と熱交換器９との間で水を循環させる循環手段１０と、循環手段１０による循環水を加熱するために熱交換器９に蒸気を供給する給蒸手段１１と、給蒸手段１１による蒸気の凝縮水（ドレン）を外部へ排出するドレン排出手段１２と、循環手段１０による循環水を冷却するために熱交換器９に冷却水を供給する冷却手段１３と、これら各手段４～８，１０～１３を制御する制御手段（図示省略）とを備える。

処理槽３は、被処理物２を収容する中空容器である。処理槽３は、その形状を特に問わないが、本実施例では水平に配置された円筒材を備え、この円筒材は、一方の開口部が閉塞されており、他方の開口部が扉で開閉可能とされている。扉を開けることで、処理槽３に対し被処理物２を出し入れすることができ、扉を閉じることで、処理槽３の開口部を気密に閉じることができる。なお、被処理物２は、台車に載せられるなどして、処理槽３内の底面よりも上方に保持される。

処理槽３には、処理槽３内の温度を検出する温度センサ１４と、処理槽３内の水位を検出する水位センサ（図示省略）とが設けられる。但し、温度センサ１４は、処理槽３ではなく、場合により、後述する循環路１５（特に熱交換器９より下流側）に設けられてもよい。さらに、図示しないが、処理槽３には、所望により、処理槽３内の圧力を検出する圧力センサや、処理槽３内に収容される被処理物の温度を検出する品温センサが設けられる。

給水手段４は、給水路１６を介して処理槽３内へ水を供給する。給水路１６は、処理槽３の底部に接続され、処理槽３へ向けて給水ポンプ１７と給水弁１８とが設けられている。給水ポンプ１７を作動させた状態で給水弁１８を開けると、給水源からの水を処理槽３内に供給して、処理槽３内に水を貯留することができる。本実施例では、処理槽３内に収容した被処理物を浸漬しない設定水位まで、処理槽３内に水が貯留される。

排水手段５は、排水路１９を介して処理槽３内から水を排出する。排水路１９は、処理槽３の底部に接続され、排水弁２０が設けられている。排水弁２０を開けることで、処理槽３内の水を外部へ排出することができる。

圧縮空気供給手段６は、圧縮空気供給路２１を介して処理槽３内へ圧縮空気を供給する。圧縮空気供給路２１は、処理槽３の上部に接続され、処理槽３へ向けて圧縮空気遮断弁２２と圧縮空気弁２３とが設けられている。圧縮空気遮断弁２２を開けた状態で、圧縮空気弁２３も開けることで、圧縮空気源からの圧縮空気を処理槽３内に供給して、大気圧を超える圧力に処理槽３内を加圧することができる。

排気手段７は、大気圧を超える圧力下の処理槽３内から排気路２４を介して気体を排出する。排気路２４は、処理槽３の上部に接続され、排気弁２５が設けられている。処理槽３内が大気圧を超える圧力にある状態で、排気弁２５を開けると、処理槽３内の気体が排気路２４を介して外部へ排出され、処理槽３内の圧力を下げることができる。

真空解除手段８は、大気圧未満の圧力下の処理槽３内へ給気路２６を介して外気を導入する。給気路２６は、処理槽３の上部に接続され、真空解除弁２７が設けられている。処理槽３内が大気圧未満の圧力にある状態で、真空解除弁２７を開けると、給気路２６を介して外気が処理槽３内へ導入され、処理槽３内の圧力を大気圧まで戻すことができる。

熱交換器９は、処理槽３との間で水が循環され、その循環水と、蒸気または冷却水とを混ぜることなく熱交換する。つまり、熱交換器９は、循環手段１０により処理槽３からの水が通されると共に、この循環水を加熱するために給蒸手段１１による蒸気が通されるか、循環水を冷却するために冷却手段１３による冷却水が通される。

循環手段１０は、処理槽３と熱交換器９との間で水を循環させる。循環手段１０は、循環路１５と循環ポンプ２８とを備える。循環路１５は、一端部が処理槽３の底部に接続され、処理槽３の底部からの循環路１５は、循環ポンプ２８と熱交換器９とを順に介して、他端部が処理槽３内のノズル２９に接続されている。このノズル２９は、処理槽３内の側部および／または上部に設けられており、循環ポンプ２８からの水を被処理物２へ向けて噴射する。

給蒸手段１１は、熱交換器９に蒸気を供給して、循環手段１０による循環水を加熱する。給蒸手段１１は、ボイラからの蒸気を熱交換器９へ供給する給蒸路３０を備え、この給蒸路３０には給蒸遮断弁３１と給蒸弁３２とが直列に設けられている。図示例では、給蒸路３０には、処理槽３へ向けて、給蒸遮断弁３１および給蒸弁３２の順で設けられているが、場合により、これとは逆に、給蒸弁３２および給蒸遮断弁３１の順で設けられてもよい。給蒸遮断弁３１は、給蒸の有無をオンオフで切り替える弁（たとえばエア駆動弁）であり、給蒸弁３２は、開度調整可能な弁（たとえばモータバルブ）である。

ドレン排出手段１２は、給蒸手段１１により熱交換器９に供給された蒸気の凝縮水を外部へ排出する。ドレン排出手段１２は、熱交換器９から下方へのドレン排出路３３を備え、このドレン排出路３３に、ドレン排出弁３４、スチームトラップ３５および逆止弁３６が順に設けられて構成される。熱交換器９への給蒸時、ドレン排出弁３４を開けておくことで、蒸気の凝縮水を外部へ排出することができる。

冷却手段１３は、熱交換器９に冷却水を供給して、循環手段１０による循環水を冷却する。冷却手段１３は、クーリングタワー３７を備え、クーリングタワー３７にて冷却された水は、送水ポンプ３８により、冷却水送り路３９を介して熱交換器９へ供給され、熱交換器９を通過後の水は冷却水戻し路４０を介してクーリングタワー３７へ戻される。図示例の場合、冷却水送り路３９と給蒸路３０とは、熱交換器９の側で共通管路とされている。また、冷却水戻し路４０とドレン排出路３３とは、熱交換器９の側で共通管路とされている。

冷却水送り路３９には冷却水送り弁４１が設けられる一方、冷却水戻し路４０には冷却水戻し弁４２が設けられている。冷却水送り路３９と給蒸路３０との合流部は、冷却水送り弁４１や給蒸弁３２より下流側（熱交換器９側）に配置されている。また、冷却水戻し路４０とドレン排出路３３との分岐部は、冷却水戻し弁４２やドレン排出弁３４よりも上流側（熱交換器９側）に配置されている。

給蒸弁３２およびドレン排出弁３４を閉じた状態で、冷却水送り弁４１および冷却水戻し弁４２を開けて、送水ポンプ３８を作動させると、クーリングタワー３７と熱交換器９との間で冷却水を循環させることができる。一方、冷却水送り弁４１および冷却水戻し弁４２を閉じた状態で、給蒸弁３２を開ければ、熱交換器９に蒸気を供給することができる。その際、ドレン排出弁３４を開けておくことで、スチームトラップ３５を介してドレンを排出することができる。

制御手段は、前記各センサの検出信号の他、経過時間などに基づき、前記各手段４～８，１０～１３を制御する制御器（図示省略）である。具体的には、給水ポンプ１７、給水弁１８、排水弁２０、圧縮空気遮断弁２２、圧縮空気弁２３、排気弁２５、真空解除弁２７、循環ポンプ２８、給蒸遮断弁３１、給蒸弁３２、ドレン排出弁３４、クーリングタワー３７、送水ポンプ３８、冷却水送り弁４１、冷却水戻し弁４２の他、温度センサ１４および水位センサなどは、制御器に接続されている。そして、制御器は、以下に述べるように、所定の手順（プログラム）に従い、処理槽３内の被処理物２の加熱殺菌やその後の冷却を行う。

図２は、本実施例の殺菌装置１の運転例を示す概略図であり、横軸は時間ｔ、縦軸は処理槽内温度Ｔを示している。殺菌装置１は、典型的には、給水工程Ｓ１の後、昇温工程Ｓ２と殺菌工程Ｓ３とを少なくとも一回含んで被処理物２の殺菌を図った後、冷却工程Ｓ４および排水工程Ｓ５を実行する。図２では、給水工程Ｓ１、第一昇温工程Ｓ２ａ、第一殺菌工程Ｓ３ａ、第二昇温工程Ｓ２ｂ、第二殺菌工程Ｓ３ｂ、冷却工程Ｓ４および排水工程Ｓ５を順次に実行する例を示している。

第一昇温工程Ｓ２ａと第二昇温工程Ｓ２ｂとは、昇温目標温度が異なるが、動作内容は同一である。そのため、各昇温工程Ｓ２ａ，Ｓ２ｂについて、以下、両者を特に区別する場合を除き、単に昇温工程Ｓ２ということがある。同様に、第一殺菌工程Ｓ３ａと第二殺菌工程Ｓ３ｂとは、保持目標温度が異なるが、動作内容は同一である。そのため、各殺菌工程Ｓ３ａ，Ｓ３ｂについて、以下、両者を特に区別する場合を除き、単に殺菌工程Ｓ３ということがある。

以下、各工程について説明する。まず、殺菌装置１の運転に先立ち、処理槽３内には被処理物２が収容され、処理槽３の扉は気密に閉じられる。その状態では、上述した各弁の内、排水弁２０、排気弁２５、真空解除弁２７、ドレン排出弁３４は開けられているが、その他の弁１８，２２，２３，３１，３２，４１，４２は閉じられており、各ポンプ１７，２８，３８は停止している。

≪給水工程Ｓ１≫
給水工程Ｓ１では、処理槽３内の被処理物２を浸漬しない設定水位まで、給水手段４により処理槽３内に水を供給して、処理槽３内に水を貯留する。具体的には、排気弁２５を開けたまま、排水弁２０および真空解除弁２７を閉じる。そして、給水ポンプ１７を作動させた状態で給水弁１８を開ければよい。処理槽３内に設定水位まで水が貯留されると、給水弁１８を閉じると共に給水ポンプ１７を停止させて、給水工程Ｓ１を終了する。給水工程Ｓ１の後半、循環ポンプ２８を間欠運転し、昇温工程Ｓ２への移行に伴い連続運転に切り替えてもよい。

≪昇温工程Ｓ２≫
昇温工程Ｓ２では、循環手段１０により処理槽３と熱交換器９との間で水を循環させながら、その循環水を熱交換器９において給蒸手段１１により加熱して、処理槽３内の温度を殺菌温度Ｔ１（Ｔ２）まで上昇させる。具体的には、循環ポンプ２８を作動させることで、処理槽３内底部からの水を、熱交換器９を介して、ノズル２９から処理槽３内へ戻すことで、処理槽３と熱交換器９との間で循環させる。また、この循環中、冷却水送り弁４１および冷却水戻し弁４２を閉じる一方、給蒸遮断弁３１、給蒸弁３２を開けて、熱交換器９へ蒸気を供給する。この際、処理槽３内の温度が所望速度で上昇するように、温度センサ１４の検出温度に基づき、給蒸弁３２の開度を比例制御（またはＰＩＤ制御）するのが好ましい。ドレン排出弁３４を開けておくことで、蒸気の凝縮水は、スチームトラップ３５を介して排出される。

昇温工程Ｓ２では、熱交換器９において循環水と蒸気とを熱交換して、循環水の加熱を図ることができる。このようにして、昇温工程Ｓ２では処理槽３内の温度を徐々に上昇させるが、この際、処理槽３内は大気圧を超える圧力（処理槽３内温度相当の飽和蒸気圧力よりも高圧）とされる。これにより、１００℃を超える水温でも循環ポンプ２８のキャビテーションを起こすことなく循環を行うことができると共に、被処理物の膨張による容器（レトルトパウチなど）の破裂を防止できる。具体的には、圧縮空気弁２３と排気弁２５とを制御することにより、処理槽３内の温度に応じた加圧がなされる。

以後、循環手段１０による水の循環は、冷却工程Ｓ４の終了まで継続される。また、圧縮空気供給手段６による処理槽３内の加圧は、処理槽３内が殺菌温度まで上昇した後も、処理槽３内温度相当の飽和蒸気圧力よりも高圧に、排水工程Ｓ５の排水終了まで継続される。その間、圧縮空気遮断弁２２は開放状態に維持され、圧縮空気弁２３と排気弁２５の開閉が制御される。

≪殺菌工程Ｓ３≫
殺菌工程Ｓ３では、処理槽３内の温度を殺菌温度Ｔ１（Ｔ２）に保持して、被処理物２を加熱して殺菌する。具体的には、処理槽３内の貯留水を循環手段１０により循環させつつ、温度センサ１４の検出温度を殺菌温度に維持するように、給蒸弁３２の開度を調整する。この間、ドレン排出弁３４を開けておくことで、蒸気の凝縮水は、スチームトラップ３５を介して排出される。処理槽３内が殺菌温度以上で殺菌時間経過すると、給蒸弁３２および給蒸遮断弁３１を閉じて熱交換器９への給蒸を停止して、殺菌工程Ｓ３を終了する。

被処理物２の加熱殺菌中、殺菌温度を変更してもよい。図示例では、第一殺菌温度Ｔ１まで処理槽３内を昇温する第一昇温工程Ｓ２ａ、第一殺菌温度Ｔ１で第一殺菌時間保持する第一殺菌工程Ｓ３ａ、第一殺菌温度Ｔ１よりも高い第二殺菌温度Ｔ２まで処理槽３内を昇温する第二昇温工程Ｓ２ｂ、第二殺菌温度Ｔ２で第二殺菌時間保持する第二殺菌工程Ｓ３ｂを順次に実行する。

図示例では、第一殺菌温度Ｔ１と第二殺菌温度Ｔ２との二段階に殺菌温度を変更したが、第一殺菌温度Ｔ１、第二殺菌温度Ｔ２および第三殺菌温度Ｔ３の三段階で殺菌温度を変更（段階的に上昇）してもよい。あるいは、四段階以上で殺菌温度を変更してもよいし、逆に、殺菌温度を変更しなくてもよい（つまり第一殺菌温度Ｔ１のみとしてもよい）。

また、図示例では、殺菌温度を上げる例を示したが、殺菌温度を途中で下げてもよい。殺菌温度を下げる場合、給蒸手段１１による加熱を停止した状態で、後述する冷却工程Ｓ４と同様にして、循環手段１０による循環水を冷却手段１３による冷却水で冷却するか、給水手段４と排水手段５とを制御して、処理槽３内の貯留水を徐々に入れ替える降温工程を実施した後、殺菌工程Ｓ３を実施すればよい。

殺菌工程Ｓ３では、上述したとおり、給蒸遮断弁３１を開けた状態で、給蒸弁３２の開度を調整して、処理槽３内の温度を殺菌温度に保持する。但し、処理槽３内の温度が給蒸遮断温度以上になると、給蒸遮断弁３１を閉じる一方、その後、処理槽３内の温度が給蒸再開温度以下になると、給蒸遮断弁３１を開けるのがよい。給蒸遮断温度＝殺菌温度＋第一設定値αで設定され、給蒸再開温度＝殺菌温度＋第二設定値β（但し０＜β＜α）で設定されるのがよい。なお、殺菌温度を途中で変更する場合、それに応じて、給蒸遮断温度および給蒸再開温度も変更される。

より具体的に説明すると、本実施例では、殺菌工程Ｓ３において、処理槽３内の温度を、上限温度と下限温度との間の殺菌温度範囲に維持するように、給蒸弁３２の開度を調整する。たとえば、比例制御（またはＰＩＤ制御）において、設定温度に対し比例帯（たとえば±１℃）を設け、その比例帯の上限温度と下限温度との範囲に収まるように、給蒸弁３２の開度を調整する。この場合、上限温度以上では給蒸弁３２は全閉され、下限温度以下では給蒸弁３２は全開とされる。そして、給蒸遮断温度は、上限温度を超える温度で設定され（給蒸遮断温度＝上限温度＋第一設定値）、給蒸再開温度は、下限温度以上で且つ上限温度以下で設定されるのが好ましい。

このような構成の場合、基本的には、給蒸遮断弁３１を開けた状態で、給蒸弁３２の比例制御（またはＰＩＤ制御）により、処理槽３内の温度が調整されるが、処理槽３内の温度が給蒸遮断温度以上になると、給蒸遮断弁３１を閉じる一方、その後、処理槽３内の温度が給蒸再開温度以下になると、給蒸遮断弁３１を開けることで、処理槽３内の温度を調整する。つまり、万一、給蒸弁３２に動作不良が生じ、弁越し漏れ（閉鎖不良）が生じた場合、給蒸遮断温度以上になると、給蒸遮断弁３１を閉じることで、食品の過加熱を防止することができる。その後、放熱により処理槽３内の温度は下がるが、給蒸再開温度以下になると、給蒸遮断弁３１を開けることで、食品の加熱殺菌を継続することができる。このようにして、開度調整可能な給蒸弁３２に動作不良が生じても、給蒸遮断温度と給蒸再開温度との間で、給蒸遮断弁３１の開閉をオンオフ制御することで、所期の殺菌を実施でき、食品の過加熱を防止すると共に、味の変化などの品質劣化を防止して、食品の廃棄を抑制することができる。

しかも、給蒸遮断温度が、殺菌温度範囲の上限温度を超える温度で設定されるので、給蒸弁３２の開度調整を優先して図ることができる。そして、万一、給蒸弁３２に動作不良が生じ、弁越し漏れが生じた場合、給蒸遮断温度以上になると給蒸遮断弁３１が閉じられる。その後、給蒸再開温度以下になると給蒸遮断弁３１が開けられるが、給蒸再開温度は、殺菌温度範囲の下限温度以上で且つ上限温度以下で設定されるので、所期の殺菌を継続することができる。

なお、このような給蒸弁３２の弁越し漏れに対するバックアップ制御は、殺菌工程Ｓ３だけでなく、昇温工程Ｓ２においても行うことができる。すなわち、まず前提として、昇温工程では、経過時間に応じて処理槽３内の温度を所定に高めていくが、各時点における目標温度の上限温度と下限温度との範囲に収まるように、給蒸弁３２の開度を調整する。そして、上限温度や下限温度が徐々に高められることで、処理槽３内を殺菌温度範囲まで昇温させる。これを前提に、昇温工程Ｓ２でも殺菌工程Ｓ３と同様に、昇温工程Ｓ２中の各時点において、上限温度より所定温度高い温度として給蒸遮断温度を設定しておく一方、下限温度以上で且つ上限温度以下で給蒸再開温度を設定しておく。これにより、昇温工程Ｓ２においても、殺菌工程Ｓ３と同様に、給蒸弁３２の閉鎖不良による弁越し漏れが生じた場合、給蒸遮断温度以上で給蒸遮断弁３１を閉鎖する一方、給蒸再開温度以下で給蒸遮断弁３１を開放することを繰り返して、給蒸遮断弁３１のオンオフ制御により、昇温工程Ｓ２を実施することができる。

≪冷却工程Ｓ４≫
冷却工程Ｓ４では、循環手段１０により処理槽３と熱交換器９との間で水を循環させながら、その循環水を熱交換器９において冷却手段１３により冷却して、処理槽３内の被処理物２を冷却する。具体的には、循環ポンプ２８により、処理槽３内底部からの水を、熱交換器９を介して、ノズル２９から処理槽３内へ戻すことで、処理槽３と熱交換器９との間で水を循環させる。また、この循環中、給蒸弁３２およびドレン排出弁３４を閉じる一方、冷却水送り弁４１および冷却水戻し弁４２を開けた状態で、クーリングタワー３７および送水ポンプ３８を作動させて、熱交換器９に冷却水を循環させればよい。

冷却工程Ｓ４の開始から冷却時間経過するか、処理槽３内の温度が冷却温度よりも下がるか、冷却温度よりも下がってから所定時間経過すると、冷却手段１３による熱交換器９への冷却水供給を停止して、冷却工程Ｓ４を終了する。この際、循環手段１０による循環も停止するが、圧縮空気供給手段６による処理槽３内の加圧は、排水工程Ｓ５における排水完了まで継続するのがよい。

≪排水工程Ｓ５≫
排水工程Ｓ５では、排水手段５により処理槽３内から排水する。具体的には、排水弁２０を開けることで、外部へ水を排出する。圧縮空気供給手段６により処理槽３内を加圧したままで排水手段５により排水すれば、処理槽３内からの排水を迅速に行うことができる。また、ドレン排出弁３４を開けることで、熱交換器９の一次側に溜まった冷却水を外部へ排出する。

その後、圧縮空気遮断弁２２および圧縮空気弁２３を閉じる一方、排気弁２５を開いて、処理槽３内の加圧を解除した後、さらに真空解除弁２７を開放して、処理槽３内を確実に大気圧とする。これにより、処理槽３の扉を開けて、処理槽３内から被処理物２を取り出すことができる。

なお、給蒸遮断温度と給蒸再開温度との間での給蒸遮断弁３１のオンオフ制御により殺菌工程Ｓ３を終えた場合、その旨を報知手段により報知するのがよい。たとえば、報知手段として、ブザー、ランプまたはディスプレイ（タッチパネル）などを備え、給蒸弁３２の開度調整による殺菌ではなく、給蒸遮断弁３１の開閉による殺菌がなされた場合、音声や表示によりその旨をユーザに報知すればよい。これにより、被処理物２の殺菌状況の確認や、出荷の可否の判断を確実に行える。また、殺菌装置１（特に給蒸弁３２）のメンテナンスを促すこともできる。

本発明の殺菌装置１は、前記実施例の構成（制御を含む）に限らず、適宜変更可能である。たとえば、前記実施例では、循環路１５に熱交換器９を設置して、熱交換器９において、循環水を蒸気で加熱するか、循環水を冷却水で冷却するかを切り替えたが、熱交換器９の設置を省略してもよい。その場合、昇温工程Ｓ２や殺菌工程Ｓ３では、循環路１５の循環水に直接に蒸気を吹き込んで、循環水を加熱することができる。この場合も、循環路１５への給蒸路３０には、給蒸遮断弁３１と給蒸弁３２とが設けられ、前記実施例と同様に制御することができる。なお、循環水に蒸気を吹き込むことで、蒸気が凝縮して保有水量は増すが、排水手段５を制御することで、処理槽３内の水位は設定範囲に維持される。また、冷却工程Ｓ４では、給水手段４と排水手段５とを制御して、処理槽３内の水を徐々に入れ替えることで、被処理物２の冷却を図ることができる。

さらに、いわゆる貯湯式の殺菌装置１に適用することもできる。その場合、処理槽３内において、被処理物２を熱水に水没して殺菌を行うが、前記実施例と同様に、処理槽３内の貯留水を熱交換器９との間で循環させつつ、その循環水を、殺菌工程Ｓ３では蒸気により加熱し、冷却工程Ｓ４では冷却水により冷却する。

１ 殺菌装置
２ 被処理物
３ 処理槽
４ 給水手段
５ 排水手段
６ 圧縮空気供給手段
７ 排気手段
８ 真空解除手段
９ 熱交換器
１０ 循環手段
１１ 給蒸手段
１２ ドレン排出手段
１３ 冷却手段
１４ 温度センサ
１５ 循環路
１６ 給水路
１７ 給水ポンプ
１８ 給水弁
１９ 排水路
２０ 排水弁
２１ 圧縮空気供給路
２２ 圧縮空気遮断弁
２３ 圧縮空気弁
２４ 排気路
２５ 排気弁
２６ 給気路
２７ 真空解除弁
２８ 循環ポンプ
２９ ノズル
３０ 給蒸路
３１ 給蒸遮断弁
３２ 給蒸弁
３３ ドレン排出路
３４ ドレン排出弁
３５ スチームトラップ
３６ 逆止弁
３７ クーリングタワー
３８ 送水ポンプ
３９ 冷却水送り路
４０ 冷却水戻し路
４１ 冷却水送り弁
４２ 冷却水戻し弁

Claims (3)

1. 被処理物が収容されると共に水が貯留される処理槽と、
   この処理槽内の貯留水を循環路を介して循環させる循環手段と、
   前記循環路に設けた熱交換器に蒸気を供給するか、前記循環路の循環水に蒸気を吹き込んで、前記循環路の循環水を加熱する給蒸手段と、
   前記各手段を制御する制御手段とを備え、
   前記給蒸手段は、前記熱交換器または前記循環路への給蒸路に、給蒸の有無をオンオフで切り替える給蒸遮断弁と、開度調整可能な給蒸弁とを直列に備え、
   前記制御手段は、前記処理槽内を殺菌温度まで上昇させる昇温工程と、前記処理槽内を殺菌温度に保持する殺菌工程とを順に実行し、
   前記制御手段は、少なくとも殺菌工程では、前記給蒸遮断弁を開けた状態で、前記給蒸弁の開度を調整するが、前記処理槽内の温度が給蒸遮断温度以上になると、前記給蒸遮断弁を閉じる一方、その後、前記処理槽内の温度が給蒸再開温度以下になると、前記給蒸遮断弁を開ける
   ことを特徴とする殺菌装置。
2. 前記制御手段は、前記殺菌工程では、前記処理槽内の温度を、上限温度と下限温度との間の殺菌温度範囲に維持するように、前記給蒸弁の開度を調整し、
   前記給蒸遮断温度は、前記上限温度を超える温度で設定され、
   前記給蒸再開温度は、前記下限温度以上で且つ前記上限温度以下で設定される
   ことを特徴とする請求項１に記載の殺菌装置。
3. 前記給蒸遮断温度と前記給蒸再開温度との間での前記給蒸遮断弁のオンオフ制御により前記殺菌工程を終えた場合、その旨を報知手段により報知する
   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。

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