本申請是國際申請日為2012年3月11日、國際申請?zhí)枮閜ct/jp2012/056207、進入中國國家階段的申請?zhí)枮?01280013282.8、發(fā)明名稱為“液體食品用加熱滅菌裝置和其方法”的pct申請的分案申請。

本發(fā)明涉及制造濃縮還原（）的飲料等液體食品的系統(tǒng)中的液體食品用加熱滅菌裝置和其方法。

背景技術：

加工乳制品、果汁/蔬菜汁、礦泉水和其它飲料、粘性高的湯或調味料、番茄醬、奶油凍?甜點、水果加工品、蔬菜泥、嬰兒食品、濃縮還原飲料等的流質食品在制造工序中利用熱處理等被殺菌或滅菌。

在用于殺菌/滅菌的熱處理中，例如有直接向食品中吹入高熱的蒸氣、火焰等來進行的直接滅菌、和將食品裝填到熱交換器中，并經(jīng)由器壁將食品用熱介質加熱的間接滅菌。

對于在間接滅菌中利用的熱交換器，有器壁為板狀的板式裝置（參考專利文獻1）、或器壁為管狀的管式裝置等，可以根據(jù)各自的用途而使用。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開平11-103834號公報。

技術實現(xiàn)要素：

在直接滅菌中，直接在液體食品中吹入高熱的蒸氣等，因此有與高溫的熱介質接觸的食品受到損壞、例如帶有焦臭的擔心。相對于此，對于具有較大的接觸面積的間接滅菌，可以減少上述直接滅菌的缺點。通常，對熱敏感的液體食品用間接滅菌進行熱處理。

在制造濃縮還原的飲料和液體食品的系統(tǒng)中，濃縮了的飲料和液體食品、例如果汁飲料，用容量500%的稀釋水稀釋至規(guī)定的濃度，容量增加至600%。與進行還原稀釋前的液體食品相比，容量增加至6倍，因此通過間接滅菌用熱交換器加熱殺菌并進行熱回收/冷卻時，估計需要6倍的投入能量。另外，容量變?yōu)?倍，因此加熱和冷卻的熱交換中所需的時間也為長時間，食品滯留在高溫區(qū)域的時間也變長。因此，存在由高溫導致的對食品品質的損壞（制品熱負荷）也變大的缺點。

本發(fā)明是與上述需要性、期望相適應的發(fā)明，其目的在于提供可以避免由于與高溫的熱介質直接接觸而導致的食品損壞、能夠縮短熱交換所需要的時間、食品滯留在高溫區(qū)域的時間也變短、可以減少由高溫導致的對食品品質的損壞的液體食品用加熱滅菌裝置和其方法。

解決該課題的本發(fā)明的液體食品用加熱滅菌裝置的特征在于，具有：

將被還原前的濃縮液體食品送出的液體食品用泵、

具有入口、出口、在該入口和出口之間進行不漏液地（）流動的由管狀交換壁形成的流路的旋管型管狀加熱用熱交換器、

具有入口、出口、在該入口和出口之間進行不漏液地流動的由交換壁形成的流路的冷卻用熱交換器、

將被冷卻、并還原了的液體食品制品暫時貯存的制品液體食品用貯存槽、

將被除菌/滅菌了的冷卻稀釋水送出的稀釋水用泵、

使液體食品用泵的排出口與加熱用熱交換器的入口不漏液地連通的第1流路、

使加熱用熱交換器的出口與冷卻用熱交換器的入口不漏液地連通的第2流路、

使冷卻用熱交換器的出口與貯存槽的入口不漏液地連通的第3流路、和

使稀釋水用泵的排出口與第2流路的合流點不漏液地連通的第4流路。

在該發(fā)明的優(yōu)選方式中，冷卻用熱交換器是具有由管狀交換壁形成的流路的旋管型管狀加熱用熱交換器。

在該本發(fā)明的優(yōu)選方式中，具有使稀釋水用泵的排出口與第1流路的合流點不漏液地連通的第5流路。

解決該課題的本發(fā)明的液體食品用加熱滅菌方法的特征在于，含有下面的步驟：

準備被還原前的濃縮液體食品、和被除菌/滅菌了的冷卻稀釋水的步驟、

將濃縮液體食品送入液體食品用泵并從排出口送出的步驟、

經(jīng)由第1流路，使?jié)饪s液體食品從液體食品用泵的排出口不漏液地流向加熱用熱交換器的入口的步驟、

將濃縮液體食品從旋管型管狀加熱用熱交換器的入口送入，使其從入口至出口為止經(jīng)由由管狀交換壁形成的流路內、不漏液地流動并加熱的步驟、

經(jīng)由第2流路，使被加熱了的濃縮液體食品從加熱用熱交換器的出口不漏液地流向冷卻用熱交換器的入口的步驟、

經(jīng)由稀釋水用泵，將被除菌/滅菌了的冷卻稀釋水送出的步驟、

經(jīng)由第4流路，使冷卻稀釋水從稀釋水用泵的排出口不漏液地流向第2流路的合流點的步驟、

將液體食品從冷卻用熱交換器的入口送入，使其從入口至出口為止經(jīng)由由交換壁形成的流路內、不漏液地流動并冷卻的步驟、

經(jīng)由第3流路，使被冷卻了的液體食品從冷卻用熱交換器的出口不漏液地流向貯存槽的入口的步驟、和

在制品液體食品用貯存槽中，暫時貯存被冷卻并還原了的液體食品制品的步驟。

在該發(fā)明的優(yōu)選方式中，冷卻用熱交換器是具有由管狀交換壁形成的流路的旋管型管狀加熱用熱交換器。

在該發(fā)明的優(yōu)選方式中，包含經(jīng)由第5流路，使冷卻稀釋水從稀釋水用泵的排出口不漏液地流向第1流路的合流點（）的步驟。

根據(jù)上述構成的本發(fā)明，可以發(fā)揮以下的作用功能，得到有利的效果。

在本發(fā)明的液體食品用加熱滅菌中，首先，準備被還原前的濃縮液體食品、和被除菌/滅菌了的冷卻稀釋水。

液體食品有加工乳制品、加入桔子果粒、果肉等固形物質的果汁/蔬菜汁、礦泉水、湯、調味料、番茄醬、奶油凍?甜點、水果加工品、蔬菜泥、嬰兒食品等。在該發(fā)明中，濃縮液是與作為食品消費的狀態(tài)相比，水分比率較低的液體食品。

被除菌/滅菌了的冷卻稀釋水是將自來水、井水、泉水等進行水處理并用除菌膜等進行過濾除菌而得的水、或同樣地進行水處理并用uv等殺菌而得的水。

通過準備濃縮液體食品和冷卻稀釋水，可以向液體食品用加熱滅菌的步驟推進。

在本發(fā)明的加熱滅菌中，將濃縮液體食品送入液體食品用泵中并從排出口送出。

液體食品用泵可以以規(guī)定的排出壓力、例如定量地將濃縮液體食品送入加熱滅菌系統(tǒng)體系內，進行熱處理。

在本發(fā)明的加熱滅菌中，經(jīng)由第1流路，使?jié)饪s液體食品從液體食品用泵的排出口不漏液地流向加熱用熱交換器的入口。

通過液體食品用泵的排出壓力，可以例如定量地將濃縮液體食品不漏液地運送到加熱用熱交換器中。

在本發(fā)明的加熱滅菌中，將濃縮液體食品從旋管型管狀加熱用熱交換器的入口送入，使其從入口至出口為止經(jīng)由由管狀交換壁形成的流路內、不漏液地流動，進行加熱。

在間接加熱的熱交換器中，夾著交換壁，熱（冷卻）介質和被熱處理物（液體食品）授受熱能量。在該發(fā)明中，液體食品在從形成為螺旋狀的管狀交換壁的入口至出口中移動時，可將液體食品進行加熱。

由于是間接加熱，因此可以避免由于與高溫的熱介質直接接觸而導致的食品損壞。

由于交換壁為螺旋狀且為管狀，因此即使為粘度高的食品、含有固形物的食品，也可以不堵塞、不附著在器壁上而順暢地移動，能夠均勻地進行熱處理。

在本發(fā)明的加熱滅菌中，經(jīng)由第2流路，使被加熱了的濃縮液體食品從加熱用熱交換器的出口不漏液地流向冷卻用熱交換器的入口。

通過液體食品用泵的排出壓力，可以將被加熱了的濃縮液體食品不漏液地運送到冷卻用熱交換器中。

在本發(fā)明的加熱滅菌中，經(jīng)由稀釋水用泵，將被除菌/滅菌了的冷卻稀釋水送出，經(jīng)由第4流路，使冷卻稀釋水從稀釋水用泵的排出口不漏液地流向第2流路的合流點。

通過稀釋水用泵的排出壓力，可以將冷卻稀釋水經(jīng)由第4流路不漏液地運送到第2流路的合流點中。在第2流路的合流點中，冷卻稀釋水與經(jīng)由了第2流路的加熱濃縮液體食品混合，通過該混合，可以直接地被冷卻。

通過直接冷卻，可以縮短熱交換所需要的時間，食品滯留在高溫區(qū)域的時間也可變短，能夠減少由高溫導致的對食品品質的損壞。

在本發(fā)明的加熱滅菌中，將液體食品從冷卻用熱交換器的入口送入，使其從入口至出口為止經(jīng)由由交換壁形成的流路內、不漏液地流動并冷卻。

在間接冷卻的熱交換器中，夾著交換壁，冷卻介質和被熱處理物（液體食品）授受熱能量。在該發(fā)明的優(yōu)選方式中，液體食品在從形成為螺旋狀的管狀交換壁的入口至出口中移動時，可將液體食品冷卻。

在前面的步驟中，冷卻稀釋水與液體食品混合，通過該混合，大致冷卻，但在冷卻用熱交換器中，可以進而精密地控制，進行規(guī)定的冷卻。

在優(yōu)選的方式中，交換壁為螺旋狀且為管狀，因此即使是粘度高的食品、含有固形物的食品，也可以不堵塞、不附著在器壁上而順暢地移動，均勻地進行冷卻。

在本發(fā)明的加熱滅菌中，經(jīng)由第3流路，使被冷卻了的液體食品從冷卻用熱交換器的出口不漏液地流向貯存槽的入口，在制品液體食品用貯存槽中，暫時貯存被冷卻并還原了的液體食品制品。

被冷卻至規(guī)定的溫度、還原至規(guī)定濃度的制品的液體食品可以暫時貯存在制品液體食品用貯存槽（制品槽）中，做好填充到容器中的準備。

在本發(fā)明的加熱滅菌的優(yōu)選方式中，經(jīng)由第5流路，使冷卻稀釋水從稀釋水用泵的排出口不漏液地流向第1流路的合流點。

在本發(fā)明的加熱滅菌中，經(jīng)由第1流路，通過液體食品用泵的排出壓力使?jié)饪s液體食品向加熱用熱交換器不漏液地運送，在其途中，為了降低粘度，可以部分地稀釋。

附圖的簡單說明

[圖1]是概要地表示該發(fā)明的液體食品用加熱滅菌裝置的概要圖。

[圖2]是概要地表示該發(fā)明的一實施例的液體食品用加熱滅菌方法（a）和比較例的方法（b）的工序的概要程序圖。

[圖3]是概要地表示利用了該發(fā)明的一實施例的液體食品用加熱滅菌方法、直接加熱滅菌法和以往的間接加熱滅菌法的、制品的熱經(jīng)歷（時間-制品溫度的關系）的曲線圖。

具體實施方式

以下對于本發(fā)明的實施方式，參考附圖，同時進行詳細地說明。

圖1所示方式的液體食品用加熱滅菌裝置具有：將被還原前的濃縮液體食品1送出的液體食品用泵2、

具有入口3、出口4、在該入口3和出口4之間進行不漏液地流動的由管狀交換壁5形成的流路6的旋管型管狀加熱用熱交換器7、

具有入口8、出口9、在該入口8和出口9之間進行不漏液地流動的由交換壁10形成的流路11的冷卻用熱交換器12、

將被冷卻并還原了的液體食品制品13暫時貯存的制品液體食品用貯存槽14、

將被除菌/滅菌了的冷卻稀釋水15送出的稀釋水用泵16、

使液體食品用泵的排出口17與加熱用熱交換器7的入口3不漏液地連通的第1流路18、

使加熱用熱交換器7的出口4與冷卻用熱交換器12的入口8不漏液地連通的第2流路19、

使冷卻用熱交換器12的出口9與貯存槽14的入口20不漏液地連通的第3流路21、和

使稀釋水用泵16的排出口22與第2流路19的合流點23不漏液地連通的第4流路24。

圖1所示方式的液體食品用加熱滅菌裝置如以下這樣工作。

在該方式的液體食品用加熱滅菌中，首先準備被還原前的濃縮液體食品1、和被除菌/滅菌了的冷卻稀釋水15。

對于該方式的液體食品，濃縮了的粘性、或粘糊糊的固形成分多，例如有咖啡、加工乳制品、加入了桔子果?；蚬獾裙绦挝镔|的果汁/蔬菜汁、礦泉水、湯、調味料、番茄醬、奶油凍?甜點、水果加工品、蔬菜泥、嬰兒食品等。

該方式的被除菌/滅菌了的冷卻稀釋水是將自來水、井水、泉水等進行水處理、并用除菌膜等進行過濾除菌而得的水、或同樣地進行水處理并用uv等殺菌而得的水。冷卻稀釋水的溫度可以適當改變，例如為2～3℃。

在該方式的加熱滅菌中，將濃縮液體食品1送入液體食品用泵2中并從排出口17送出。

液體食品用無菌定量泵2以規(guī)定的排出壓力、例如在規(guī)定的時間中以容量100、將濃縮液體食品送入加熱滅菌系統(tǒng)體系內，供于熱處理。

在該方式的加熱滅菌中，經(jīng)由第1流路18，使?jié)饪s液體食品1從液體食品用泵2的排出口17不漏液地流向加熱用熱交換器7的入口3。

例如在規(guī)定時間中以容量100、將濃縮液體食品1利用液體食品用泵2的排出壓力，不漏液地向加熱用熱交換器7運送。

在該方式的加熱滅菌中，將濃縮液體食品1從旋管型管狀加熱用熱交換器7的入口3送入，使其從入口3至出口4為止經(jīng)由由管狀交換壁5形成的流路6內、不漏液地流動并加熱。

在該熱交換器7中，夾著交換壁5，熱介質26和被熱處理物（液體食品1）授受熱能量。液體食品在從形成為螺旋狀的管狀交換壁5的入口至出口中移動時，將液體食品加熱。在該方式中，液體食品1被加熱至95.5℃?；厥樟说臒峤橘|26用高溫的蒸氣27再次加熱。

由于是間接加熱，從而可以避免由與高溫的熱介質直接接觸而導致的食品損壞。另外，交換壁5為螺旋狀且為管狀，因此即使為粘度高的食品、含有固形物的食品，也可不堵塞、不附著在器壁上而順暢地移動，均勻地進行熱處理。

對于可在該方式中使用的旋管型管狀加熱用熱交換器，有テトラパック公司制“テトラサームアセプティックビスコhp”。

在該方式的加熱滅菌中，經(jīng)由第2流路19，使被加熱了的濃縮液體食品1從加熱用熱交換器7的出口4不漏液地流向冷卻用熱交換器12的入口8。

通過液體食品用泵的排出壓力，將被加熱了的濃縮液體食品1向冷卻用熱交換器12不漏液地運送。

在該方式的加熱滅菌中，經(jīng)由稀釋水用泵16，將被除菌/滅菌了的冷卻稀釋水15送出，經(jīng)由第4流路24使冷卻稀釋水15從稀釋水用泵16的排出口22不漏液地流向第2流路19的合流點23。

通過稀釋水用泵16的排出壓力，使冷卻稀釋水15經(jīng)由第4流路24向第2流路19的合流點23不漏液地運送。在第2流路的合流點23中，冷卻稀釋水15與經(jīng)由了第2流路19的加熱濃縮液體食品1混合，通過該混合，直接地進行冷卻。

冷卻稀釋水15的溫度在該方式中為2～3℃。另外，液體食品1的溫度為95.5℃。冷卻稀釋水15的容量在規(guī)定時間中為容量400，液體食品1的容量如上所述，在規(guī)定時間中為容量100。因此，混合后的容量為500（＝100＋400），溫度為20℃。

通過該直接冷卻，可以縮短熱交換中所需的時間，食品滯留在高溫區(qū)域的時間也縮短，減少由高溫導致的對食品品質的損壞。

在該方式的加熱滅菌中，將液體食品1從冷卻用熱交換器12的入口8送入，使其從入口8至出口9為止經(jīng)由由交換壁10形成的流路11內、不漏液地流動并冷卻。

在該熱交換器12中，夾著交換壁10，冷卻介質和被熱處理物（液體食品1）授受熱能量。在該方式中，液體食品在從形成為螺旋狀的管狀交換壁的入口至出口中移動時，將液體食品冷卻。

在前面步驟的交流點23中，低溫的冷卻稀釋水15與高溫的液體食品1混合，通過該混合，大致冷卻。在該冷卻用熱交換器12中，進而精密地控制，進行所需的冷卻。

在該方式的加熱滅菌中，經(jīng)由第3流路21，使冷卻了的液體食品1從冷卻用熱交換器12的出口9不漏液地流向貯存槽14的入口20，在制品液體食品用貯存槽14中，暫時地貯存被冷卻并還原了的液體食品制品1。

冷卻至規(guī)定的溫度、并還原至規(guī)定濃度的制品的液體食品在制品液體食品用貯存槽（制品槽）中暫時貯存，做好填充到容器中的準備。

在該方式的加熱滅菌的方式中，經(jīng)由第5流路28，使冷卻稀釋水從稀釋水用泵16的排出口22不漏液地流向第1流路18的合流點29。

在該方式的加熱滅菌中，經(jīng)由第1流路18，通過液體食品用泵的排出壓力使?jié)饪s液體食品1向加熱用熱交換器7不漏液地運送，在其途中熱回收后，為了降低粘度，部分地進行稀釋。

圖2中，將一實施例的液體食品用加熱滅菌方法（a）和現(xiàn)有技術的比較例的方法（b）的工序表示為概要的程序。

在該實施例中，準備被還原前的濃縮液體食品100容量、和冷卻稀釋用除菌/滅菌水400容量。將濃縮液體食品100容量用旋管型管狀加熱用熱交換器加熱。將被加熱了的濃縮液體食品100容量用冷卻稀釋用除菌/滅菌水400容量稀釋。將稀釋的液體食品500容量冷卻。將被冷卻并還原了的液體食品制品作為緩沖物暫時貯存。

在比較例中，將被還原前的濃縮液體食品100容量用稀釋用水400容量稀釋。將稀釋了的液體食品500容量用加熱用熱交換器加熱。將被加熱了的還原液體食品500容量冷卻。將被冷卻并還原了的液體食品制品500容量作為緩沖物暫時貯存。

在比較例中，將大容量（500容量）加熱、冷卻，因此液體食品長時間地暴露于熱中，熱負荷高。熱負荷高，因此有對品質產(chǎn)生不良影響、例如產(chǎn)生異臭的擔心。

在實施例中，僅加熱濃縮液體食品，因此熱負荷低，加熱所需要的能量的使用量少?？焖偌訜岵⒖焖倮鋮s，因此熱負荷低，可以維持高品質。

圖3概要地表示實施例和比較例、以及直接加熱滅菌法的熱經(jīng)歷（時間-制品溫度的關系）。在實施例的液體食品用加熱滅菌方法中，如圖3所示的那樣，顯示a-e-f-h-i的熱經(jīng)歷（時間-制品溫度的關系）。在直接加熱滅菌法中，如圖3所示的那樣，顯示a-b-c-d-g-h-i的熱經(jīng)歷（時間-制品溫度的關系）。在以往比較例的間接加熱滅菌法中，如圖3所示的那樣，顯示a-e-f-i的熱經(jīng)歷（時間-制品溫度的關系）。

如圖示的那樣，在直接加熱滅菌方法中，熱經(jīng)歷短。在以往的間接加熱滅菌方法中，用熱交換器進行熱回收/冷卻，因此冷卻需要時間，熱經(jīng)歷長。

在利用了該發(fā)明的間接加熱滅菌方法中，加熱后直接用殺菌水冷卻，因此與現(xiàn)有的間接加熱滅菌方法相比，可以縮短熱經(jīng)歷。進一步地，沒有利用直接加熱滅菌法時的、由于與高溫的熱介質直接接觸而導致的食品損壞。

應予說明，本發(fā)明不限于上述實施方式，可以基于本發(fā)明的宗旨進行各種變形，不將這些變形排除在本發(fā)明的范圍之外。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

該發(fā)明可以適用于液體食品的制造。

符號的說明

1??液體食品

2??液體食品用泵

3??入口

4??出口

5??管狀交換壁

6??流路

7??旋管型管狀加熱用熱交換器

8??入口

12??冷卻用熱交換器

13??液體食品制品

14??制品液體食品用貯存槽

15??冷卻稀釋水

16??稀釋水用泵

23??合流點