JPH1084885A - 連続高圧処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続高圧殺菌装置の減圧装置を、適切な圧力
降下条件の設定が容易で且つ装置内や配管内の洗浄を充
分に実施できるように、改良すること。 【解決手段】 高圧ポンプ１９で連続的に高圧に加圧し
た被処理液を高圧容器２０内を通過させ、所定時間高圧
下に保持して被処理液中の微生物を殺菌し、続いて、処
理済液を、複数の高圧弁１を多段に連結して構成した減
圧装置に通過させて減圧する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は天然果汁等の被処理
液を高圧処理して殺菌或いは物性変化を行う連続高圧処
理装置、特に、それの減圧装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】青果を搾汁して得られる天然果汁等の液
状食品の殺菌には一般に加熱装置が使用されているが、
加熱に伴う風味の劣化及び栄養素の損失、或いは、加熱
臭の生成などの欠点がある。

【０００３】上記欠点を改善する装置として、液状食品
を数千気圧の高い静水圧下で高圧処理し、液中の微生物
を殺菌する高圧殺菌装置が開発されている。図３に、液
状食品に対する高圧殺菌装置の一構成例を示す。

【０００４】同図３により、高圧殺菌装置における高圧
処理方法を説明すると、まず、原料タンク１７内の被処
理液を原料ポンプ１８を駆動して高圧ポンプ１９へ送
り、この高圧ポンプ１９で連続的に高圧に加圧した被処
理液を高圧容器（保持容器）２０内を通過させて高圧処
理し、次いで高圧容器２０から排出される処理済液を、
減圧装置を通過させて減圧した後、外部冷却器３０を経
て次工程に送る。被処理液は、高圧容器２０を通過する
際に所定時間高圧下に保持されることになり、ここで液
中の微生物が殺菌される。

【０００５】従来は、上記減圧装置が複数のオリフィス
ノズル４０を用いて構成されている。

【０００６】即ち、従来は、高圧容器２０から排出され
る処理済液を、多段に連結されたオリフィスノズル４０
及び冷却器２１を次々に通過させて連続的に減圧するよ
うになっている。オリフィスノズル４０の構成を図４に
示す。

【０００７】図４に示すように、オリフィスノズル４０
は、内部に所定口径の細孔を有し、オリフィスホルダー
４３に嵌着されたオリフィス４４と、オリフィスホルダ
ー４３を支持するオリフィス押え４２と、内部にオリフ
ィス４４と連通する通液孔４１ａを有し、オリフィス押
え４２と係合されて同オリフィス押え４２を固定するボ
ディ４１よりなり、ボディ４１側の高圧管２２から供給
された高圧の処理済液を、オリフィス４４を通過させて
その間に減圧し、オリフィス押え４２側の高圧管２２か
ら排出する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、この種
高圧殺菌装置では、従来、オリフィスノズル４０を多段
に連結してなる減圧装置を使用している。

【０００９】ところが、減圧装置の適切な圧力降下条件
を求めるには、オリフィス４４の口径を変えて実際に高
圧の液を流してテストし、その中から最適口径を決定す
る必要がある。そのため、従来は、下記のような欠点が
あった。 （１）オリフィス４４はその細孔の口径が固定なので、
口径の異なる数種類のオリフィスを取り替えてテストし
なければならない。 （２）しかも、オリフィス４４はオリフィス押え４２に
よって高圧管２２のオリフィスホルダー４３内に組み込
まれているので、オリフィス４４を交換するには減圧装
置を分解する必要があり、交換作業が容易ではなく、多
くの時間を要する。 （３）また、オリフィス４４の口径は一般に数ミリ以下
と小さいため、高圧処理が終了した後に高圧殺菌装置の
洗浄を行おうとすると、小口径が障害となって大流量の
洗浄水を流すことができない。つまり、装置内や配管内
の洗浄を充分に実施することができない。

【００１０】そこで本発明は、天然果汁等の被処理液を
高圧処理して殺菌し或いは物性を変化させる連続高圧処
理装置において、上記従来の減圧装置に関する課題を解
決することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の連続高圧処理装置は、高圧ポンプによって連続的に
高圧に加圧した被処理液を保持容器または配管流路を通
過させて所定時間高圧下に保持して、被処理液の殺菌ま
たは物性変化を行い、続いて、減圧装置を通過させて被
処理液を連続的に減圧する連続高圧処理装置であって、
前記減圧装置が複数の高圧弁を多段に連結して構成され
たことを特徴とし、或いは、更に前記高圧弁が、内部に
貫通空間及び排液孔が形成された本体と、中心に通液孔
を有し、前記本体の貫通空間に挿着された弁座と、側面
に通液溝を有し、先端が前記弁座と接するように前記貫
通空間に摺動可能に挿着された弁体と、この弁体の他端
を押圧し、同弁体の前記弁座と接する押圧力を調整可能
に定める押圧力調整手段とで構成されたことを特徴と
し、或いは、更に前記押圧力調整手段が、先端が前記弁
体を押圧するピストンと、このピストンが嵌挿され、内
部に圧油が充満された油圧シリンダーと、同油圧シリン
ダー内部と連通する孔内に移動可能に嵌挿されたラム
と、同ラムを往復移動させる操作手段とで構成されたこ
とを特徴とするものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
一実施例に係る連続高圧処理装置を説明する。本実施例
装置は、前記図３に示した連続高圧殺菌装置に本発明を
適用したものであり、図３に符号１で示すように複数の
高圧弁を多段に連結して減圧装置を具えた点が、従来と
異なる。

【００１３】ここで、本実施例の連続高圧殺菌装置にお
ける高圧処理方法の概略を、図３によって説明する。

【００１４】まず、原料タンク１７内の天然果汁等の被
処理液を原料ポンプ１８を駆動して高圧ポンプ１９へ送
り、この高圧ポンプ１９で連続的に数千気圧の高圧に加
圧した被処理液を高圧容器２０内を通過させる。被処理
液が高圧容器２０を通過する際に、その内部で所定時
間、数千気圧の高い静水圧下に保持されて、被処理液中
の微生物が殺菌される。続いて、高圧容器２０から排出
される処理済液を、複数の高圧弁１を多段に連結して構
成した減圧装置を順次通過させて連続的に減圧する。そ
の後、処理済液を、外部冷却器３０を経て次工程に送
る。図３の符号で、２１は冷却器、２２は高圧管をそれ
ぞれ示す。

【００１５】詳細は後述するが、図２に示すように、各
段の高圧弁１では、処理済液を弁座３の通液孔３ａか
ら、弁座３と弁体先端５ｃとの当接部を押し拡げてでき
る微小空間１３を通過させて減圧した後、弁体５の通液
溝５ａ、５ｂを経て高圧弁本体（以下、ボディという）
２の排液孔２ｂより、次段の高圧弁へ送る。そのため、
高圧容器通過後の処理済液中に例え微生物が生き残って
いたとしても、処理済液が上記微小隙間１３及び弁体５
の通液溝５ａ、５ｂを流れる際に生ずる高剪断効果、及
び、同微小隙間１３を出た噴流の衝突効果によって、微
生物の細胞が破壊される。その際、弁座３に対する弁体
先端５ｃの押圧力は、押圧力調整手段の操作手段を操作
して、油圧シリンダー内部と連通する内孔内のラムの移
動量を調整し、弁体他端５ｄを押圧するピストン先端９
ａの押圧力を制御することによって任意に調整すること
ができる。このような弁座３に対する弁体先端５ｃの押
圧力の調整によって、微小隙間１３の大きさを調整する
ことができる。

【００１６】次に、本実施例の高圧弁１について、図１
及び図２により詳細を説明する。図１は高圧弁１の構成
例を示し、図２はその弁座及び弁体付近の要部詳細を示
す。図中の符号で、１４、１５及び１６は液のリークを
防止するためのパッキンを示す。

【００１７】図１に示すように、高圧弁１はそのボディ
２と、弁座３と、カラー４と、弁体５と、グランドナッ
ト６と、押圧力調整装置７とで構成される。

【００１８】図２に示すように、高圧弁１のボディ２の
内部には、出口２ａと、排液孔２ｂと、貫通空間２ｃ、
２ｄ、２ｅ等が形成されている。ボディ２の出口２ａ及
び排液孔２ｂは貫通空間２ｃ、２ｄ、２ｅに対して直角
方向に形成されている。弁座３はその中心に形成された
通液孔３ａを有し、ボディ２の貫通空間２ｃ内に挿着さ
れている。弁座３の弁体５寄り部分は比較的小さい外径
に形成されている。

【００１９】カラー４は弁座３と共にボディ２の貫通空
間２ｃ内に挿着されて、弁座３のうち弁体５寄りの小径
部分を囲んでいる。カラー４はその内周と弁座３の小径
部分の外周とで、貫通空間２ｃ内に通路２ｃ’を形成し
ている。カラー４の内径により、通路２ｃ’の大きさを
設定することができる。

【００２０】弁体５はその側面に形成された通液溝５
ａ、５ｂを有し、その先端５ｃが弁座３の前面３ｂと当
接し且つボディ２の貫通空間２ｄ内を摺動できるよう
に、同貫通空間２ｄ内から通路２ｃ’にかけて挿着され
ている。

【００２１】グランドナット６はボディ２とネジ嵌合さ
れて弁座３を固定するものであり、その内部に、被処理
液に対する入口６ａ及び弁座３の通液孔３ａと連通する
通液孔６ｂが形成されている。

【００２２】押圧力調整装置７は弁体５の他端５ｄを押
圧して弁座３に対する弁体５の押圧力を自在に調整する
ものであり、本例では図１に示すように、油圧シリンダ
８と、ピストン９と、シリンダカバー１０と、ラム１１
と、ハンドル１２などで構成されている。

【００２３】油圧シリンダ８は高圧弁１のボディ２とネ
ジ嵌合され、同油圧シリンダ８の内室８ａには圧油が充
満されている。ピストン９は同シリンダ内室８ａ内に嵌
挿され、その先端９ａが弁体５の他端５ｄと当接する。

【００２４】シリンダカバー１０はシリンダ内室８ａと
連通する内孔１０ａを有し、油圧シリンダ８の基部に取
付けられている。ラム１１はシリンダカバー１０とネジ
嵌合され、シリンダカバー内孔１０ａ内に移動自在に嵌
挿されている。このラム１１にハンドル１２の先端が連
結されている。

【００２５】従って、押圧力調整装置７では、ハンドル
１２を廻してラム１１をシリンダカバー１０の内孔１０
ａ内を往復移動させることによって、シリンダ内室８ａ
内の油圧を変化させ、この油圧の変化によりピストン９
による弁体５の弁座３に対する押圧力を制御するように
なっている。

【００２６】この場合、ピストン９の出力（押圧力）
は、ピストン９の受圧面直径とラム１１の直径との比に
応じて増幅されるので、ラム１１に対する微小なハンド
ル操作によって容易に所望のピストン出力を得ることが
できる。

【００２７】以上説明した高圧弁１は、前記図３に示す
連続高圧殺菌装置において、従来のオリフィスノズル４
０に代えて、多段に設置されて減圧装置を構成するが、
その際、グランドナット６の入口６ａに入側の高圧管
（図３の符号２２参照）が取り付けられ、ボディ２の出
口２ａに出側の高圧管２２（図３の符号２２参照）が取
り付けられる。

【００２８】次に、高圧管１の減圧作用を詳細に説明す
る。

【００２９】まず、押圧力調整装置７のハンドル１２を
操作してラム１１を移動し、シリンダ内室８ａの圧力を
調整して、適切な圧力降下条件になるように、ピストン
９の出力即ち弁体５の弁座３に対する押圧力を任意に設
定する。この操作は各段の高圧弁１毎に行って、それぞ
れの押圧力を設定する。

【００３０】高圧処理運転が開始され、高圧容器２０
（図３参照）を出た高圧の処理済液が、高圧弁１のグラ
ンドナット６の入口６ａから通液孔６ｂを経て弁座３の
通液孔３ａに達すると、弁座前面３ｂを押圧していた弁
体５がこの液圧に押されて移動し、弁座前面３ｂと弁体
先端５ｃとの間に微小隙間１３が形成される。これによ
って高圧の処理済液は弁座３の通液孔３ａからこの微小
隙間１３を流れてその間に減圧され、次いで弁座３とカ
ラー４間の通路２ｃ’を経て弁体５の通液溝５ａ、５ｂ
を通り、ボディ２の排液孔２ｂ及び出口２ａから次段の
高圧弁側へ排出される。以下、高圧容器通過後の処理済
液は各段の高圧弁によって順次減圧された後、外部に排
出される。

【００３１】以上のように、液は弁座前面３ｂと弁体先
端５ｃ間の微小隙間１３を通過する際に生ずる圧損によ
って効果的に減圧されるが、同時に、液がこの微小隙間
１３及び弁体通液溝５ａ、５ｂを流れる際に生ずる高い
剪断効果、及び、微小隙間１３を出た噴流がカラー４と
衝突する際の高い衝突効果によって、処理済液中に生き
残った微生物の細胞が破壊されるので、殺菌効果がより
向上する。

【００３２】なお、本実施例では押圧調整装置７のハン
ドル１２を遠隔操作が可能な構成としても良い。

【００３３】また、本実施例では被処理液を高圧容器２
０に通過させて所定時間高圧下に保持しているが、高圧
容器２０の代わりに、適宜な配管流路に被処理液を通過
させることにより所定時間高圧下に保持して、液中の微
生物を殺菌しても良い。

【００３４】更に、本実施例では高圧処理により液中の
微生物を殺菌する連続高圧殺菌装置を説明したが、殺菌
に限らず、被処理液を数千気圧等で高圧処理すれば液の
物性を変化させることができることに鑑みると、このよ
うな高圧処理により液の物性を変化させる連続高圧処理
装置にも本発明を適用することができる。この物性変化
の実施例として、下記（１）〜（３）を挙げておく。 （１）グレープフルーツ果汁の苦み成分の生成の抑制。 （２）牛乳や果汁のホモジナイズ（均一分散）。 （３）牛乳の改質（アレルゲン蛋白の除去）。

【００３５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１の
連続高圧処理装置によると、複数の高圧弁を多段に連結
して構成した減圧装置を具えたことにより、次のような
効果がある。 （１）高圧弁を用いていることから、減圧装置の適切な
圧力降下条件の設定を、従来のように減圧装置を分解す
ることなく、人手操作または遠隔操作による弁の開度操
作によって容易に行うことができる。 （２）運転終了後、装置や管路を洗浄する際には、弁を
全開することにより簡単に大流量の洗浄水を流せるの
で、洗浄効果が向上する。 （３）液が弁を通過する際に剪断効果及び衝突効果が生
じるので、これらによって、高圧処理で生き残った微生
物の細胞が破壊され、殺菌効果が向上する。

【００３６】また請求項２の連続高圧処理装置による
と、高圧弁を、内部に貫通空間及び排液孔が形成された
本体と、中心に通液孔を有し本体の貫通空間に挿着され
た弁座と、側面に通液溝を有し先端が弁座と接するよう
に本体の貫通空間に摺動可能に挿着された弁体と、弁体
の他端を押圧し同弁体の弁座と接する押圧力を調整可能
に定める押圧力調整手段とで構成したことにより、次の
ような効果がある。 （１）弁の開度操作を弁座と接する弁体の押圧力を調整
して行うので、弁開度の設定値の再現性が高く、操作も
容易である。 （２）液が弁座と弁体先端間の微小空間及び弁体の通液
溝を流れる際にそれぞれ高い剪断効果が生じ、また、液
が微小隙間を出る際に噴流の大きな衝突効果が生じるの
で、高圧処理で生き残った微生物の細胞を一層効果的に
破壊することができる。

【００３７】更に請求項３の連続高圧処理装置による
と、押圧力調整手段を、先端が弁体を押圧するピストン
と、ピストンが嵌挿され内部に圧油が充満された油圧シ
リンダーと、油圧シリンダー内部と連通する孔内に移動
可能に嵌挿されたラムと、ラムを往復移動させる操作手
段とで構成したことにより、次のような効果がある。 （１）弁の開度操作を油圧による増幅機構を用いて行う
ので、弁開度の設定値の再現性が一層高く、操作も一層
容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る減圧装置を構成する高
圧弁の構造図。

【図２】図１中の要部の詳細図。

【図３】本発明の適用対象例に挙げた連続高圧殺菌装置
の構成図。

【図４】従来の減圧装置を構成するオリフィスノズルを
示す図。

【符号の説明】

１ 高圧弁 ２ ボディ（本体） ２ａ 出口 ２ｂ 排液孔 ２ｃ、２ｄ、２ｅ 貫通空間 ２ｃ’ 通路 ３ 弁座 ３ａ 通液孔 ３ｂ 弁座前面 ４ カラー ５ 弁体 ５ａ、５ｂ 通液溝 ５ｃ 弁体先端 ５ｄ 弁体他端 ６ グランドナット ６ａ 入口 ６ｂ 通液孔 ７ 押圧力調整装置（押圧力調整手段） ８ 油圧シリンダ ８ａ シリンダ内室 ９ ピストン ９ａ ピストン先端 １０ シリンダカバー １０ａ シリンダカバー内孔 １１ ラム １２ ハンドル（操作手段） １３ 微小隙間 １４、１５、１６ パッキン １７ 原料タンク １８ 原料ポンプ １９ 高圧ポンプ ２０ 高圧容器（保持容器） ２１ 冷却器 ２２ 高圧管 ３０ 外部冷却器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀 恵一 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島製作所内 (72)発明者 岡田 辰也 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島製作所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧ポンプによって連続的に高圧に加圧
   した被処理液を保持容器または配管流路を通過させて所
   定時間高圧下に保持して、被処理液の殺菌または物性変
   化を行い、続いて、減圧装置を通過させて被処理液を連
   続的に減圧する連続高圧処理装置であって、前記減圧装
   置が複数の高圧弁を多段に連結して構成されたことを特
   徴とする連続高圧処理装置。
2. 【請求項２】 前記高圧弁が、内部に貫通空間及び排液
   孔が形成された本体と、中心に通液孔を有し、前記本体
   の貫通空間に挿着された弁座と、側面に通液溝を有し、
   先端が前記弁座と接するように前記貫通空間に摺動可能
   に挿着された弁体と、この弁体の他端を押圧し、同弁体
   の前記弁座と接する押圧力を調整可能に定める押圧力調
   整手段とで構成されたことを特徴とする請求項１に記載
   の連続高圧処理装置。
3. 【請求項３】 前記押圧力調整手段が、前記弁体を押圧
   するピストンと、このピストンが嵌挿され、内部に圧油
   が充満された油圧シリンダーと、同油圧シリンダー内部
   と連通する孔内に移動可能に嵌挿されたラムと、同ラム
   を往復移動させる操作手段とで構成されたことを特徴と
   する請求項２に記載の連続高圧処理装置。