JPH09276376A - 液体の連続式加熱殺菌方法及び連続式加熱殺菌装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超音波を併用するにもかかわらず、液体の大
量殺菌処理が可能であり、しかも従来よりも殺菌効率が
高い液体の連続式加熱殺菌方法及び装置を提供する。 【解決手段】 液体を殺菌機に通液し、所定の殺菌温度
に加熱し、前記殺菌温度で所定時間保持して殺菌し、冷
却し、排出する液体の連続式加熱殺菌方法において、前
記所定時間保持して殺菌する間に超音波を照射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体の連続式加熱
殺菌方法及び連続式加熱殺菌装置に関する。更に詳しく
は、本発明は、工業的規模における液体の大量殺菌処理
に適当した連続式加熱殺菌方法及び装置であって、従来
と同一の殺菌条件であっても液体中の細菌の死滅率及び
殺菌効率が高い連続式加熱殺菌方法及び連続式加熱殺菌
装置に関する。

【０００２】本発明において液体は、液体状態の食品、
飼料又は医薬品である。

【０００３】

【従来の技術】従来から食品、飼料及び医薬品の分野に
おいては、各種の殺菌法が採用されているが、特に液体
については加熱殺菌法が用いられることが多い。加熱殺
菌法は、液体を加熱することによって各種細菌を死滅さ
せる方法であり、この中でも特に連続式加熱殺菌方法
は、工業的規模において大量生産が可能であるため、食
品、飼料及び医薬品工業において最も普及している。

【０００４】連続式加熱殺菌方法は、液体を熱交換器等
により所定の殺菌温度に加熱し、その温度で所定時間保
持して殺菌し、その後熱交換器等により冷却する方法で
あり、これらの操作を、全て連続的に通液しながら実施
することができる。

【０００５】一方、一般に加熱殺菌法においては、殺菌
の対象物に超音波を照射して殺菌の効果を増加させる方
法が提唱されており、例えば、次の（ア）及び（イ）の
従来技術が知られている。

【０００６】（ア）菌胞子浮遊液に対して、超音波を照
射し、次いで加熱処理を行った場合、加熱処理のみの場
合に比して殺菌効率が向上した（防菌防黴、第１４巻、
第６号、第３５頁〜第４７頁、１９８６年）。

【０００７】（イ）液状乃至ペ−スト状の低水分活性物
質に関して、超音波照射と加熱処理とを組み合わせた場
合、その物質の水分活性が低いほど殺菌効率が向上する
（特開平１−１３７９６０号公報）。

【０００８】また、前記（イ）には、液状乃至ペ−スト
状の低水分活性物質の加熱殺菌法の発明であって、超音
波処理を施すと同時に又は施した後に加熱殺菌処理する
方法が開示されており、超音波の処理条件として、周波
数２０ＫＨｚ、出力４００Ｗで、処理時間１分間以上、
好ましくは１０分間以上である態様が開示されている
［特開平１−１３７９６０号公報の第（２）頁右欄上段
第１５行〜左欄下段第９行参照、以下、従来技術と記載
する。］。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
（ア）及び（イ）の従来技術には、超音波照射と加熱殺
菌とを組み合わせる効果については言及されているが、
その具体的態様は、いずれも実験室規模における少量の
処理例が開示されているのみであり、前記（イ）の従来
技術についても、実際の工業規模の製造に適用できるか
否かについては何ら言及されていない。即ち、従来、加
熱殺菌法に超音波を併用する技術は、実験室的な規模で
は検討されているが、実際の工業的規模における大量処
理技術としては未だ確立されていなかった。

【００１０】この理由は、次の問題が存在するためであ
った。即ち、液体を大量に殺菌処理する場合には、連続
式加熱殺菌方法を用い、液体を通液しながら加熱、保
持、及び冷却を行う必要がある。そして、仮にこのよう
な連続式加熱殺菌方法に対して超音波を併用するとすれ
ば、連続的に通液される液体に超音波を照射することと
なり、結局、瞬間的超音波照射に止まるのである。例え
ば、前記（イ）の従来技術によれば、超音波は１分間以
上、好ましくは１０分間以上照射する必要があるが、一
般の連続式加熱殺菌方法においては、液体は流速０．２
〜２ｍ／秒程度で通液されており、超音波を１分間照射
するためには、単純に計算すれば１２〜１２０ｍの長さ
にわたって複数の超音波照射手段を配設する必要があ
る。従って、殺菌装置の処理能力を大幅に低下させない
限り、連続式加熱殺菌方法に超音波を併用することは不
可能とされていたのである。

【００１１】従って、加熱殺菌に超音波を併用するため
には、超音波を長時間照射することが技術常識であり、
このような技術常識のために、従来は連続式加熱殺菌方
法には採用されなかったのである。

【００１２】本発明者らは、このような連続式加熱殺菌
方法における超音波の効果について鋭意研究を行った結
果、特定の条件で超音波を照射すれば、照射時間が瞬間
的であっても、前記（ア）及び（イ）の従来技術に記載
された方法よりも格段に高い効果が得られることを発見
し、本発明を完成させた。

【００１３】本発明の目的は、超音波を併用するにもか
かわらず、液体の大量殺菌処理が可能であり、しかも従
来よりも殺菌効率が高い、液体の連続式加熱殺菌方法を
提供することである。

【００１４】本発明の他の目的は、超音波を併用するに
もかかわらず、液体の大量殺菌処理が可能であり、しか
も従来よりも殺菌効率が高い、液体の連続式加熱殺菌装
置を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】以下に前記課題を解決す
るために案出した本発明を説明するが、本発明の要素に
は後述する実施例の要素との対応を容易にするため、実
施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記してい
る。本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する
理由は、本発明の理解を容易にするためであって、本発
明の技術的範囲を実施例に限定するためではない。

【００１６】図１は本発明の装置の一実施例を示す図、
また、図３は本発明の装置の他の実施例を示す図であ
る。

【００１７】前記課題を解決するための本発明の第一の
発明は、液体を殺菌機に通液して所定の殺菌温度に加熱
し、前記殺菌温度にて所定の時間保持して殺菌し、冷却
し、排出する、液体の連続式加熱殺菌方法において、前
記所定の時間保持して殺菌する間に超音波を照射するこ
とを特徴とする液体の連続式加熱殺菌方法、である。

【００１８】また、前記本発明の第一の発明は、超音波
を液体に対して５秒以下照射することを望ましい態様と
している。

【００１９】前記課題を解決するための本発明の第二の
発明は、液体を貯留する貯留タンク（図示せず）、前記
貯留タンクから液体を通液する通液ポンプ（１０２、１
０４、２０２、２０４、２３３）、前記通液ポンプによ
り通液した液体を所定の殺菌温度まで加熱する加熱手段
（１１０、１２０、１３０、１４０、２１０、２２０、
２０７）、前記殺菌温度まで加熱した液体を所定の時間
保持して殺菌する保持手段（１４５、２０８）、及び殺
菌した液体を冷却する冷却手段（１３０、１１０、１５
０、１６０、２３０、２１０）、を備えた液体の連続式
加熱殺菌装置において、前記保持手段（１４５、２０
８）に配置され液体に超音波を照射する超音波照射手段
（１７０、２７０）を備えたことを特徴とする液体の連
続式加熱殺菌装置（１００、２００）、である。

【００２０】また、前記本発明の第二の発明は、前記保
持手段が、前記所定の殺菌温度に加熱した液体を冷却手
段（１３０、２３０）まで移送する流路（１４５、２０
８）であること、を望ましい態様としてもいる。

【００２１】

【発明の実施の形態】次に、本発明を詳述するが、まず
本発明の第一の発明である液体の連続式加熱殺菌方法に
ついて説明する。

【００２２】本発明の方法は、液体を加熱し、保持し、
及び冷却する工程を備えているが、以下に詳述するとお
りこれらの工程は、全て従来公知の方法によって行うこ
とができる。

【００２３】最初に液体を殺菌機に通液して所定の殺菌
温度に加熱する。加熱の手段は熱交換器等の公知の手段
を用いることが可能であり、熱交換器の場合はプレ−ト
式、その他二重管式、多重管式、かきとり式等を例示で
き、液体を連続的に加熱できるものであれば如何なるも
のであってもよい。また、液体に蒸気を吹き込むインジ
ェクション方式、蒸気に液体を吹き込むインフュ−ジョ
ン方式等の、直接加熱方式を用いることもできる。

【００２４】所定の殺菌温度に達した液体を、所定時間
保持する。このように液体を保持するための手段として
は、殺菌温度に達した液体を移送する流路を設け、液体
がこの流路を通過し終わるまでの時間を保持時間とする
態様が望ましい。

【００２５】また、本発明の方法では、このように液体
を殺菌温度で保持する間に、超音波を照射する。例え
ば、液体を保持する手段が前記流路である場合には、当
該流路に超音波を照射する手段を設ける態様が例示でき
る。この超音波を照射する手段を設けた箇所に液体が通
過する際に、超音波が照射されることになる。

【００２６】このように殺菌温度に達した液体に超音波
を照射すれば、殺菌効率が著しく向上する。しかも、後
記試験例に記載したように、殺菌効率が向上する程度
は、前記（ア）及び（イ）の従来技術に開示された方法
と比べても格段に優れているのである。

【００２７】この理由は、次のとおりである。即ち、第
一に、本発明においては液体を殺菌温度に加熱した状態
で超音波を照射するため、液体中の細菌に効率的に超音
波を作用させることができる。即ち、前記（ア）及び
（イ）の従来技術においては、記載されている具体例か
ら明らかなとおり、液体を加熱する前に超音波を照射す
る態様、及び液体を冷却した後に超音波を照射する態様
［特開平１−１３７９６０号公報の第（２）頁右欄段下
第１行〜第（３）頁左欄下段第８行の記載等参照。］を
開示しているのみであり、いずれの具体例も液体を加熱
した状態で超音波を照射するものではない。本発明は、
液体を殺菌温度まで加熱すると同時に超音波を照射する
ために、前記（ア）及び（イ）の従来技術に比べて殺菌
効率の向上が著しいのである。

【００２８】また、第二の理由は、液体に超音波を直接
浸透させる点である。例えば、前記（イ）の従来技術に
は、本発明と同様に液体を加熱すると同時に超音波を照
射する方法が示唆されている。しかしながら、その具体
例をみれば明らかなとおり、まず液体に超音波を照射
し、次いで密閉容器に充填して密封し、その後、この容
器を加熱媒体に浸漬し、液体を加熱する態様［特開平１
−１３７９６０号公報の第（３）頁左欄下段第９行〜右
欄下段第４行の記載等参照。］を開示しているのみであ
る。即ち、前記（イ）の従来技術には、液体を加熱する
と同時に超音波を照射する方法について示唆されている
が、その具体例は開示されていないのである。従って、
この具体例から、まず液体を容器に充填して密封し、こ
の容器を加熱媒体に浸漬し、加熱すると同時に加熱媒体
に超音波を照射するものである。従って、前記（イ）の
従来技術においては、超音波は加熱媒体及び容器を介し
て間接的に液体に到達するのみである。

【００２９】これに対して、本発明は液体に直接超音波
を照射するため、実際の照射時間が一瞬であるにもかか
わらず殺菌効率の向上が著しいのである。

【００３０】従って、本発明の方法においては、超音波
の照射に従来のように長時間を必要とせず、瞬間的、よ
り具体的には、液体に対して０．１秒以上、５秒以下で
十分である。

【００３１】また、本発明の方法を使用すれば殺菌効率
が上昇するので、従来の殺菌温度よりも低い温度で殺菌
することも可能となる。殺菌温度の低下は、液体の熱変
性を軽減することができ、また、加熱手段が熱交換器で
ある場合には、伝熱面へのコゲの付着を軽減することが
できる。

【００３２】次に殺菌が終了した液体を冷却する。冷却
の手段としては、加熱の場合と同様、熱交換器を用いる
ことができる。また、前記インジェクション方式、イン
フュ−ジョン方式等の直接加熱方式を採用した場合は、
液体に含まれた蒸気を除去する手段、例えば、エキスパ
ンジョンベッセルを用いる。この場合は、液体から蒸気
を除去した際に液体の温度が降下する現象が起こり、こ
れを冷却工程と解することができる。

【００３３】尚、以上の加熱及び冷却の工程は、一工程
で行う必要はなく、複数工程で段階的に温度を上昇又は
下降させる態様であってもよい。

【００３４】次に、本発明の第二の発明である液体の連
続式加熱殺菌装置（１００、２００）について説明す
る。

【００３５】本発明の装置（１００、２００）は、貯留
タンク（図示せず）、通液ポンプ（１０２、１０４、２
０２、２０４、２３３）、加熱手段（１１０、１２０、
１３０、１４０、２１０、２２０、２０７）、保持手段
（１４５、２０８）、及び冷却手段（１３０、１１０、
１５０、１６０、２３０、２１０）を備えているが、こ
れらは公知の装置を用いることができる。貯留タンクは
殺菌前の液体を貯留するタンクであり、ここから通液ポ
ンプ（１０２、１０４、２０２、２０４、２３３）によ
り、液体を通液する。このような通液ポンプ（１０２、
１０４、２０２、２０４、２３３）としては、遠心ポン
プの他、容積式ポンプ等の定量ポンプを例示することが
できる。

【００３６】加熱手段（１１０、１２０、１３０、１４
０、２１０、２２０、２０７）としては、プレ−ト式、
二重管式、多重管式、かきとり式等の熱交換器（１１
０、１２０、１３０、１４０、２１０、２２０）、又は
インジェクション方式、インフュ−ジョン方式等の直接
加熱方式（２０７）を例示できる。要は、液体を殺菌温
度まで加熱できるものであれば如何なるものでもよい。

【００３７】保持手段（１４５、２０８）は、所定の殺
菌温度まで加熱した液体を移送する流路（１４５、２０
８）であることが望ましく、この場合は、殺菌温度に達
した液体を、加熱手段（１４０、２０７）から排出し、
冷却手段（１３０、２３０）に到達するまでの間、殺菌
温度のまま保持することになる。尚、このような流路
（１４５、２０８）は、流路の長さにより保持する時間
を調節することができる。

【００３８】本発明の装置（１００、２００）は、前記
保持手段（１４５、２０８）には超音波照射手段（１７
０、２７０）を配置している。超音波照射手段（１７
０、２７０）としては公知の超音波発生装置を用いるこ
とができるが、液体に接触する部分は、耐熱性、洗浄
性、及び衛生に配慮した材料であることが望ましい。

【００３９】超音波照射手段（１７０、２７０）の数は
１台であっても複数台であっても良く、液体の流量、管
路幅等の条件により任意の態様で設置することができ
る。しかしながら、流路（１４５、２０８）を移送され
る液体に対して、確実に超音波を照射できる態様が望ま
しい。

【００４０】このような超音波照射手段（１７０、２７
０）の一例は、後記実施例２に例示している。図２は超
音波照射手段の一例を示す一部断面図である。前記保持
手段が流路（１４５）である場合において、この流路
（１４５）に液体が流入、かつ流出する超音波照射室
（１７１ａ）を備え、この超音波照射室（１７１ａ）の
内部に超音波振動子（１７２、１７５）の一部（１７
２）を設置し、この超音波振動子（１７２、１７５）に
超音波発生源（１７６）を接続する。このような構成で
あれば、液体に対する超音波の照射が、超音波照射室
（１７１ａ）の内部で行われるために、確実に超音波を
照射することができることになる。

【００４１】冷却手段（１３０、１１０、１５０、１６
０、２３０、２１０）は、公知の熱交換器を用いること
ができるが、インジェクション方式又はインフュ−ジョ
ン方式の場合はエキスパンジョンベッセル等（２３０）
を用いる。尚、前記加熱手段（１１０、１２０、１３
０、１４０、２１０、２２０、２０７）及び冷却手段
（１３０、１１０、１５０、１６０、２３０、２１０）
は、複数の機器により段階的に加熱又は冷却するもので
あってもよく、均質機等の別な装置（１０３、１０５、
２０５）を付加することもできる。

【００４２】以上、説明したとおり、本発明の方法及び
装置においては、加熱又は冷却の手段として、洗浄性が
良好であり、大量処理に好適な、プレ−ト式熱交換器が
最も望ましい。また、液体は、低粘度のものであれば、
プレ−ト式熱交換器に流す際に好適であり、水分活性が
１に近いもの、特に水分活性が０．９４以上のものが好
適である。

【００４３】本発明における殺菌条件は特に限定されな
いが、殺菌温度が高温である場合が好適であり、殺菌温
度が８５℃〜１５０℃、かつ保持時間が２秒〜３０秒の
範囲が望ましい。

【００４４】次に試験例を示して本発明を詳述する。

【００４５】試験例１ この試験は、本発明の連続式加熱殺菌方法と従来の連続
式加熱殺菌方法との殺菌効率を調べるために行った。

【００４６】１）試料の調製 Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｂｒｅｖｉｓ（ＡＴＣＣ ８２４
６）の細菌芽胞懸濁液（菌濃度７４×１０⁷ ／ｍｌ）
を、常法により調製した。この懸濁液０．１ｌを１００
ｌの牛乳に均一に分散し、菌濃度７４×１０⁴ ／ｍｌの
試料液を調製した。

【００４７】２）試験方法 試験試料 後記実施例１に記載した牛乳用プレ−ト式殺菌機（１０
０）の小型試験装置（処理能力１００ｌ／ｈ）により、
試料液を、殺菌温度１４０℃、保持時間６秒の条件で加
熱殺菌し、その間、超音波を０．４秒、１５ｋＨｚ、１
２００Ｗで照射した。殺菌後の試料液について生残菌数
を常法（日本薬学会編、「衛生試験法・注解１９９
０」、第１８１頁、「標準平板菌数」の項、金原出版、
１９９０年）により測定した。

【００４８】対照試料 同一の殺菌条件で、超音波照射を行なわずに加熱殺菌
し、殺菌後の試料液について前記と同一の方法により生
残菌数を測定した。

【００４９】３）試験結果 この結果は表１に示すとおりである。試験試料は、対照
試料と比較して生残菌数が約１／５００であり、試験試
料は対照試料よりも殺菌効果が大きいことが明らかであ
る。この結果から、本発明の方法は、従来の連続式加熱
殺菌方法と比較して、殺菌効率が向上していることが確
認された。

【００５０】尚、以上の試験を反復して行い、また他の
試料、装置、条件についても試験を行ったが、ほぼ同様
の結果が得られた。

【００５１】

【表１】 試験例２ この試験は、前記（ア）及び（イ）の従来技術に記載さ
れた公知の方法について、殺菌効率の向上の程度を調べ
るために行った。

【００５２】１）試料の調製 前記試験例１と同一の方法により試料液を調製した。

【００５３】２）試験方法 対照Ａ 試料液をガラス製の細管（米、ＤＲＡＭＯＮＤ社製、１
００μｌ容）に封入し、１４０℃に加熱した油浴に２秒
間浸漬し、のち細管を開封し、生残菌数を試験例１と同
一の方法により測定した。

【００５４】対照Ｂ 試料液に超音波処理装置（セイコ−インスツルメンツア
ンドエレクトロニクス社製。ＳＨ ７０４０）の超音波
ホ−ンの先端を浸し、２０ｋＨｚ、４０Ｗで１分間超音
波を照射し、その後、対照Ａと同様にガラス製の細管に
封入し、対照Ａと同一の加熱条件で処理し、開封し、同
様に生残菌数を測定した。

【００５５】３）試験結果 この結果は表２に示すとおりである。表２から明らかな
とおり、対照Ｂは対照Ａと比較して生残菌数が、わずか
１／１０程度に減少するのみであり、対照Ａと対照Ｂと
の差は、前記試験例１における試験試料と対照試料との
差に比較すれば、極めて小さい差であることが認められ
た。この結果から、本発明の方法によれば、超音波を併
用した公知の加熱殺菌法よりも、殺菌効率が顕著に向上
することが判明した。

【００５６】尚、以上の試験を反復して行い、また他の
試料、条件についても試験を行ったが、ほぼ同様の結果
が得られた。

【００５７】

【表２】

【００５８】

【実施例】次に実施例を示して本発明を詳しく説明する
が、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

【００５９】実施例１ 本発明の装置の一実施例は図１に示すとおりである。図
１は、本発明の装置の一実施例を示す図であり、牛乳用
プレ−ト式殺菌機（プレ−ト式熱交換器により牛乳を加
熱殺菌する殺菌装置）の模式図である。

【００６０】図１の牛乳用プレ−ト式殺菌機１００は、
第１熱交換部１１０及び第２熱交換部１３０、第１加熱
部１２０及び第２加熱部１４０、第１冷却部１５０、並
びに第２冷却部１６０を備えており、これらは各々プレ
−ト式熱交換器により構成され、保持タンク１０３及び
均質機１０５を備えている。 第２加熱部１４０から第
２熱交換部１３０に至る管路は保持管１４５となってお
り、この保持管１４５には、超音波照射装置１７０（超
音波工業社製。ＵＳＨ−１２００Ｚ２０Ｓ）が備えられ
ている。

【００６１】保持管１４５には超音波照射箱１７１が配
置されており、この超音波照射箱１７１の内部には超音
波振動子１７５の一部が超音波ホ−ン（図示せず）とし
て突設され、超音波照射箱１７１を通過する牛乳と接触
するよう配置される。また超音波振動子１７５には、超
音波発信器１７６が接続されている。

【００６２】次に、図１の装置の作用を説明する。図１
において、未殺菌牛乳が貯留タンク（図示せず）に貯留
されており、矢印Ｍの方向から牛乳用プレ−ト式殺菌機
１００に導入される。未殺菌牛乳は、一旦バッファタン
ク１０１に貯留された後、押込ポンプ１０２により第１
熱交換部１１０に通液される。この第１熱交換部１１０
において殺菌後の牛乳と熱交換された後、第１加熱部１
２０に通液され温湯ＨＷ１により加熱される。次いで、
保持タンク１０３に所定の時間貯留され、押込ポンプ１
０４によって均質機１０５に通液される。未殺菌牛乳
は、均質機１０５から一定の流量で吐出されて第２熱交
換部１３０に通液される。その後、第２熱交換部１３０
において殺菌後の牛乳と再度熱交換されて加温され、第
２加熱部１４０において温湯ＨＷ２により加熱されて殺
菌温度に到達する。

【００６３】殺菌温度に達した牛乳は、保持管１４５を
移送されるが、この間、牛乳は殺菌温度のまま維持され
ており、また、超音波照射装置１７０を通過する際に、
瞬間的に超音波が照射される。即ち、牛乳が超音波照射
箱１７１を通過する際に、超音波照射箱１７１内部に突
設された超音波ホ−ン（図示せず）に接触するが、この
超音波ホ−ン及びそれと一体化された超音波振動子１７
５が超音波発信器１７６により超音波振動し、超音波照
射箱１７１内を通過する牛乳に超音波を照射する。

【００６４】牛乳に超音波を照射する時間は、牛乳が超
音波照射箱１７１内を通過する間であり、一瞬でしかな
いが、牛乳中の細菌には大きなダメ−ジが与えられ、殺
菌効率が著しく向上する。

【００６５】牛乳は、第２熱交換部１３０及び第１熱交
換部１１０により未殺菌牛乳と熱交換されて冷却され、
第１冷却部１５０にて水Ｗにより、また第２冷却部１６
０にてチルド水ＣＷにより冷却される。

【００６６】かくして、図１の牛乳用プレ−ト式殺菌機
１００は、超音波照射装置１７０の作用により、従来の
同種の殺菌機よりも高い殺菌効率を有する装置となって
いる。

【００６７】実施例２ 図２は、前記図１の牛乳用プレ−ト式殺菌機１００に設
置される超音波照射手段の一例を示す一部断面図であ
る。

【００６８】図２において、図中のＸ−Ｘ´線の下側は
断面を示しており、また、図２では、図１と共通する要
素には図１と同一の符号を付して詳細な説明を省略す
る。

【００６９】保持管１４５には超音波照射箱１７１が配
設されている。保持管１４５のうち、超音波照射箱１７
１への入口側は入口管１４６と、また超音波照射箱１７
１の出口側は出口管１４７とする。超音波照射箱１７１
は超音波照射室１７１ａを備えており、この超音波照射
室１７１ａに対しては、入口管１４６が形成する流入路
１４６ａ、及び出口管１４７が形成する流出路１４７ａ
が各々連通している。

【００７０】超音波照射室１７１ａには、超音波ホ−ン
１７２が挿入されているが、この超音波ホ−ン１７２
は、Ｏリング１７３及び１７４により超音波照射箱１７
１に固定されている。

【００７１】また、超音波ホ−ン１７２は、超音波振動
子１７５に接続されており、この超音波振動子１７５に
は、トランジスタ型超音波発信機（図示せず）が接続さ
れている。

【００７２】次に、図２の装置の作用を説明する。

【００７３】牛乳は、矢印Ｙの方向から超音波照射室１
７１ａに流入し、矢印Ｚの方向へ流出する。トランジス
タ型超音波発信機が超音波振動子１７５を振動させる
と、超音波ホ−ン１７２に振動が伝達して超音波を発生
する。そして超音波照射室１７１ａに流入路１４６ａか
ら流入する牛乳に超音波を照射する。超音波を照射した
後の牛乳は、流出路１４７ａより流出する。

【００７４】実施例２においては、流入路１４６ａ及び
超音波照射室１７１ａの位置関係が工夫されており、牛
乳が超音波ホ−ン１７２の軸線方向（即ち、矢印Ｙの方
向）から流入する構造になっているため、流入する牛乳
に超音波を、確実に照射することができる。

【００７５】実施例３ 図３は、本発明の装置の他の実施例を示す図であり、牛
乳用直接加熱殺菌機（牛乳に蒸気を吹き込むことにより
加熱殺菌するインジェクション式殺菌装置）の模式図で
ある。図３において、牛乳用直接加熱殺菌機２００は、
プレ−ト式熱交換器により構成される第１熱交換部２１
０及び第１加熱部２２０、牛乳に蒸気を吹き込むインジ
ェクションノズル２０７、減圧蒸発室２３０、無菌均質
機２０５を備えている。また、インジェクションノズル
２０７から減圧蒸発室２３０に至る流路は保持管２０８
により構成され、この保持管２０８には、超音波照射装
置２７０が備えられている。

【００７６】次に、図３の装置の作用を説明する。図３
において、未殺菌牛乳が貯留タンク（図示せず）に貯留
されており、矢印Ｍの方向から牛乳用直接加熱殺菌機２
００に導入される。未殺菌牛乳は、一旦バッファタンク
２０１に貯留された後、押込ポンプ２０２により第１熱
交換部２１０に通液される。この第１熱交換部２１０に
おいて殺菌後の牛乳と熱交換された後、第１加熱部２２
０に通液され、蒸気源２０６からの蒸気により予備加熱
される。

【００７７】予備加熱された牛乳は、インジェクション
ノズル２０７に流れ、ここで蒸気源２０６からの蒸気が
吹き込まれる。蒸気を吹き込まれた牛乳は、温度が上昇
して殺菌温度に達する。殺菌温度に達した牛乳は、保持
管２０８を流れるが、この間、牛乳は殺菌温度のまま維
持されており、しかも超音波照射装置２７０を通過する
際に、瞬間的に超音波が照射される。超音波は一瞬しか
照射されないが、牛乳中の細菌には大きなダメ−ジが与
えられ、殺菌効率が著しく向上する。

【００７８】殺菌された牛乳は減圧蒸発室２３０に流入
する。減圧蒸発室２３０は、コンデンサ−２３１を介し
て真空ポンプ２３２で吸引され減圧状態になっている。
牛乳は、減圧蒸発室２３０に流入した後、瞬間的に沸騰
して冷却され、沸騰により生じた蒸気は、コンデンサ−
２３１により凝縮されて真空ポンプ２３２から排出され
る。

【００７９】冷却された牛乳は、押込ポンプ２３３によ
り無菌均質機２０５に送液され、第１熱交換部２１０に
て未殺菌牛乳と熱交換されて排出される。排出後は別な
冷却手段（図示せず）で冷却される。

【００８０】なお、以上の加熱、殺菌、冷却の各工程に
おいて、牛乳の流量、インジェクションノズルから吹き
込む蒸気量、殺菌温度、減圧蒸発室２３０の液位等は、
図示しない制御機器により自動制御されている。

【００８１】かくして、図３の牛乳用直接加熱殺菌機２
００は、超音波照射装置２７０の作用により、従来の同
種の殺菌機よりも高い殺菌効率の装置となる。

【００８２】実施例４ 次に、前記実施例１の装置を使用した本発明の方法の実
施について説明する。

【００８３】乳固形分含量１２．１％（重量。以下同
じ。）、乳脂肪３．５％、温度４℃の牛乳を、図１の牛
乳用プレ−ト式殺菌機１００に通液し、第１加熱部１２
０の出口温度を７５℃に調節し、保持タンク１０３にお
いて１分間の保持を行った。均質機１０５を流量２００
ｌ／ｈで稼動し、均質圧力を、第１段を１５０ｋｇ／ｃ
ｍ² 、第２段を２０ｋｇ／ｃｍ² に設定し、第２加熱部
１４０の出口温度（殺菌温度）を通常よりも低い１２０
℃に設定した。

【００８４】保持管１４５を通過して第２熱交換部１３
０に至るまでの時間は１．５秒であり、超音波照射装置
１７０を稼動させ、通過する牛乳に、２０ｋＨｚ、１２
００Ｗで超音波を照射した。尚、牛乳への照射時間は、
超音波照射室１７１ａの容積及び牛乳の流量から、０．
２７秒であった。

【００８５】次いで、牛乳を第２熱交換部１３０及び第
１熱交換部１１０を介して４５℃に冷却し、更に第１冷
却部１５０で温度１５℃の水、及び第２冷却部１６０で
温度１℃のチルド水でそれぞれ冷却し、第２冷却部１６
０の出口で５℃に設定した。

【００８６】以上の条件で、５時間装置を運転し、約１
トンの殺菌牛乳を得た。 比較例 殺菌温度を通常の温度である１３０℃に変更し、超音波
照射装置１７０を停止して殺菌を行った。即ち、殺菌温
度を変更した点及び牛乳に超音波を照射しない点を除い
ては、前記実施例３と同一の条件で殺菌を行った。

【００８７】次に、実施例４及び比較例により得られた
殺菌牛乳を、常法どおり２００ｍｌブリックパックに充
填したものについて保存テストを行った。即ち、実施例
４及び比較例のブリックパック３００個づつを１０℃で
７日間保存し、風味試験及び微生物試験を行った。しか
しながら、いずれのブリックパックにも、風味異常のも
の、大腸菌陽性のもの、及び一般細菌数５万個／ｍｌ以
上のものは認められなかった。

【００８８】この結果から、本発明の方法によれば、通
常よりも低い殺菌温度であっても、十分な殺菌効果が得
られることが確認された。

【００８９】

【発明の効果】本発明は、従来は全く不可能と考えられ
ていた連続式加熱殺菌方法と超音波照射とを組み合わせ
た殺菌方法及び装置に係るものであり、本発明により奏
せられる効果は次のとおりである。

【００９０】（１）本発明の方法及び装置によれば、従
来、小規模な実験しか行われていなかった加熱と超音波
との併用による加熱殺菌法を、大規模な液体の大量殺菌
技術として活用することができる。

【００９１】（２）本発明の方法及び装置によれば、液
体に超音波を直接照射することができるため、単に超音
波照射と加熱殺菌とを組み合わせただけの従来の方法に
比べても、殺菌効率の向上の程度が大きい。

【００９２】（３）本発明の方法及び装置は、従来の連
続式加熱殺菌方法及び装置に比べて殺菌効率が極めて高
く、また通常より低い殺菌温度で運転することが可能で
あり、液体の熱変性の軽減、及びエネルギ−の節約を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置の一実施例を示す図である。

【図２】前記図１の牛乳用プレ−ト式殺菌機１００に設
置される超音波照射手段の一例を示す一部断面図であ
る。

【図３】本発明の装置の別な実施例を示す図である。

【符号の説明】

１００ 牛乳用プレ−ト式殺菌機 １０５ 均質機 １１０ 第１熱交換部 １２０ 第１加熱部 １３０ 第２熱交換部 １４０ 第２加熱部 １４５ 保持管 １４６ 入口管 １４７ 出口管 １５０ 第１冷却部 １６０ 第２冷却部 １７０ 超音波照射装置 １７１ 超音波照射箱 １７２ 超音波ホ−ン １７３ Ｏリング １７４ Ｏリング １７５ 超音波振動子 ２００ 牛乳用直接加熱殺菌機 ２０５ 無菌均質機 ２０７ インジェクションノズル ２０８ 保持管 ２１０ 第１熱交換部 ２２０ 第１加熱部 ２３０ 減圧蒸発室 ２７０ 超音波照射装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体を殺菌機に通液し、所定の殺菌温度
   に加熱し、前記殺菌温度で所定時間保持して殺菌し、冷
   却し、排出する液体の連続式加熱殺菌方法において、前
   記所定時間保持して殺菌する間に超音波を照射すること
   を特徴とする液体の連続式加熱殺菌方法。
2. 【請求項２】 超音波の照射が、５秒以下であることを
   特徴とする請求項１に記載の液体の連続式加熱殺菌方
   法。
3. 【請求項３】 液体を貯留する貯留タンク、前記貯留タ
   ンクから液体を殺菌機に通液する通液ポンプ、前記通液
   ポンプにより通液した液体を所定の殺菌温度まで加熱す
   る加熱手段、前記殺菌温度に加熱した液体を所定の時間
   保持して殺菌する保持手段、及び殺菌した液体を冷却す
   る冷却手段、を備えた液体の連続式加熱殺菌装置におい
   て、前記保持手段に配置され液体に超音波を照射する超
   音波照射手段を備えたことを特徴とする液体の連続式加
   熱殺菌装置。
4. 【請求項４】 前記保持手段が、前記所定の殺菌温度に
   加熱した液体を冷却手段まで移送する流路であることを
   特徴とする請求項３に記載の液体の連続式加熱殺菌装
   置。