專利名稱：粉粒體的滅菌方法及使用該方法的滅菌裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過加熱和急劇減壓將微生物由內(nèi)側(cè)破壞、將被滅菌對象的品質(zhì)惡化 控制在最小限度、且能夠進行充分滅菌的粉粒體的滅菌方法及使用該方法的滅菌裝置。另 外，本發(fā)明的粉粒體的滅菌方法及使用該方法的滅菌裝置，也可以應用于害蟲及其卵的殺 蟲殺卵處理。
背景技術(shù)：
小麥粉、米粉、胡椒等調(diào)味品、茶葉粉末、綠藻的粉粒體、化妝品粉末等粉粒體的表 面，會因為大氣中落下的細菌、霉等微生物而受到污染。由于微生物的繁殖，這些粉粒體的 品質(zhì)會隨著時間經(jīng)過而劣化。尤其是在粉粒體的運輸過程或加工工序中，只要具備了高溫 多濕等對微生物的增殖而言合適的條件，微生物就有可能急劇增殖，從而招致很大損害。另外，粉粒體有時也會由于玉米象(maize weevil)、印度谷螟(Indianmeal moth) 等害蟲及其卵而受到污染，成為粉粒體品質(zhì)劣化的原因。關(guān)于防止這樣的微生物、害蟲等有害生物的繁殖于未然的滅菌方法，人們進行了 種種研究并已經(jīng)付諸實際使用。例如，關(guān)于微生物的滅菌，在粉粒體的滅菌中，通常采用通 過焦耳加熱、感應加熱、熱風、熱水、蒸汽、過熱水蒸汽或加壓水蒸汽對粉粒體進行間接或直 接加熱來滅菌(加熱滅菌)的方法。通過加熱進行滅菌時，將微生物在規(guī)定溫度下暴露規(guī)定時間從而進行滅菌，關(guān)于 該規(guī)定溫度與暴露的規(guī)定時間之間的關(guān)系，已經(jīng)積累了很多知識。加熱滅菌在食品工業(yè)中 被廣泛利用，這是因為加熱滅菌作為食品的滅菌方法非常安全，另外有很多的滅菌實際成 績，而且積累了很多用于維持規(guī)定滅菌水平的技術(shù)秘密、數(shù)據(jù)的緣故。例如，在專利文獻1的0009中，公開了一種裝置，其具備通過加熱、加壓到溫度 約80-200°C、常壓至lOkg/cn^G左右(相當于0. I-IMPaG)的空氣向第1噴嘴壓送粉粒體的 原料供給部(圖1的附圖標記2-8)、以及將蒸汽13和空氣14混合后送入到第1節(jié)流噴嘴 9的蒸汽供給部(圖1的附圖標記14-17)。由原料供給部供給的粉粒體、以及由蒸汽供給 部供給的蒸汽與空氣的混合氣體，在加熱處理裝置12中被混合，進行加熱滅菌處理。其中 記載了在該加熱處理裝置12的出口處設(shè)置第2節(jié)流噴嘴(0010)。專利文獻1的發(fā)明，乍一看是本發(fā)明的裝置構(gòu)成的一個例子，比較相似。但是，在
中記載了加熱處理裝置12中的溫度為80-200°C、壓力為常壓至10kg/cm2G、滯留時 間為3-60秒的內(nèi)容。如0034中所述，加熱處理裝置為直管，混合氣體的流速為20m/秒， 滯留時間為0. 5-2秒時，直管的長度長達10-40m。因此，需要采用如圖8所示的旋流器獲得 滯留時間，同時使裝置緊湊化。實際上在專利文獻1的0040的實施例中，混合氣體的流速為15m/秒，滯留時間 為4秒，如果采用直管的話，長度就會變成長達60m。這是因為專利文獻1的滅菌處理方法 是以加熱作為主體的，如果不保證至少數(shù)秒的加熱時間，就不能得到殺滅微生物所需的足 夠的熱歷程(heathistory)。
在專利文獻2中提出了一種加熱處理方法，其特征在于該方法包括對過熱水 蒸汽等加壓加熱介質(zhì)流供給粉粒物質(zhì)將其混合、輸送的工序；將由混合上述粉粒物質(zhì)而得 到的加壓加熱介質(zhì)所構(gòu)成的輸送介質(zhì)流，輸送到下游側(cè)的旋轉(zhuǎn)流產(chǎn)生加熱管內(nèi)的工序；使 上述輸送介質(zhì)在上述旋轉(zhuǎn)流產(chǎn)生加熱管內(nèi)沿其流向旋轉(zhuǎn)，使上述粉流物質(zhì)螺旋狀流動的工 序，對上述旋轉(zhuǎn)流產(chǎn)生加熱管進行間接加熱。該方法如第4欄中所述，是試圖對粉粒體進行 加熱滅菌及加熱改性的方法。在專利文獻2的第6欄中，記載了“直接加熱的條件，目的是進行滅菌處理時，優(yōu)選 比較低的溫度，飽和水蒸氣處理時，表壓為^g/cm2以下、優(yōu)選0. 5-2. ^g/cm2，與原料直接 接觸0. 1-3秒進行處理；過熱水蒸汽時，表壓為4kg/cm2以下、溫度為300°C以下，優(yōu)選壓力 為0. l-3kg/cm2、溫度為250°C以下，與原料直接接觸0. 1-3秒進行處理”這一內(nèi)容，但是，在 實施例的處理時間中，最短的也需要使用194°C的過熱水蒸汽進行0. 7秒(實施例1)。這與 專利文獻1相比雖然處理溫度比較高，但可以說處理時間大幅縮短。但是，對于實施例中所 使用的菌是否屬于耐熱性菌沒有記載，假設(shè)屬于耐熱性菌的話，那么可能需要更長的處理 時間，留有通過進一步縮短處理時間、降低處理溫度，從而減少被滅菌物品質(zhì)劣化的余地。另外，在專利文獻2的第4欄中，記載有“通過對壓力進行控制，能夠順利、有效地 進行加熱改性”這一內(nèi)容，雖然在第7欄中記載了 “使用噴嘴作為排出裝置時，與使用旋轉(zhuǎn) 式閥相比可在短時間內(nèi)進行減壓，因而能夠得到更大的膨化”，但是，沒有提及該膨化(減 壓)與滅菌相關(guān)，本方法是通過加熱來滅菌的。在引用文件2中，具體記載了 “提供一種加 熱處理方法及裝置，其通過過熱水蒸汽的加熱介質(zhì)對粉粒物質(zhì)進行加熱滅菌，或者當該物 質(zhì)為谷物、食品等時進行加熱改性，以在謀求該裝置、系統(tǒng)小型化的同時，能夠有效地進行 上述操作”(第4欄第5行)。另外，記載了 “于是，為了使管通過加熱機構(gòu)被間接加熱，以 旋轉(zhuǎn)流在管內(nèi)流動的原料沿著管壁流動，被加熱，原料被有效地加熱。接著，由于輸送氣流 被加壓，因而進行了滅菌和熱改性，該氣流的壓力利用下游的節(jié)流閥，根據(jù)加熱處理進行控 制”(第5欄第10行)。由這些記載可知，引用文件2是利用加熱進行滅菌。專利文獻3提出了一種粉粒體的滅菌方法，其是通過以過熱水蒸汽作為驅(qū)動源 的噴射器3 (ejector)(圖1)來吸引粉粒體，同時進行壓縮混合、加熱滅菌，之后將粉粒體 從過熱水蒸汽中分離出來并進行回收的粉粒體滅菌方法，其特征在于將上述粉粒體和上 述過熱水蒸汽兩者均吸引到以過熱水蒸汽作為驅(qū)動源的噴射器3中。在段落0016中， 記載了“原料和過熱水蒸汽被吸引，與從噴嘴17的噴口噴出的過熱水蒸汽一起在擴散器 (diffuser) 19中被壓縮、混合、加熱。此時的熱傳導率大，被急速地加熱滅菌”。從該記載可 知，引用文件3也是通過蒸汽的潛熱進行滅菌。上述專利文獻1-3的技術(shù)，均是對附著在粉粒體原料上的細菌及霉等微生物加熱 使整個粉粒體升溫，通過熱量使構(gòu)成微生物的多糖類、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核酸等改性的加熱滅 菌方法。但是，在利用這樣的以往通過加熱進行滅菌的方法中，存在下述問題，S卩，為了確 保足夠的滅菌水平，粉粒體原料本身也被不必要地升溫，原料的淀粉、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等一部 分發(fā)生改性，作為食品原料等的特性發(fā)生變化，從而導致商品價值降低。理想的是期望僅對 粉粒體的表層存在的微生物進行加熱，而粉粒體的內(nèi)部不被加熱這樣的較短的加熱時間， 但是，這樣的短時間加熱的話，不能獲得用于殺滅微生物的足夠的熱歷程(heat history),因此加熱時間不能縮短。因此，在以往通過加熱進行滅菌的方法中，要找出對粉粒體原料來說熱歷程盡可 能最小的滅菌條件，根據(jù)使用目的來調(diào)整加熱條件進行滅菌。換言之，即使想提高滅菌水 平，由于粉粒體原料因熱而引起的劣化、或在氧共存的情況下由于加熱而引起的急劇氧化， 導致品質(zhì)劣化變得顯著，因此，在以往的利用加熱進行滅菌的方法中，在提高滅菌水平方面 是有限度的。尤其是形成胞子的微生物(耐熱性菌)被堅固的表面組織覆蓋，與通常的營養(yǎng)細 胞微生物相比，如果不利用格外強的滅菌條件的話，就不能進行滅菌。因此，當期望進行可 靠的滅菌時，只能將加熱時間設(shè)定地比較長。因此，對于耐熱性菌，人們正在研究利用放射線照射、紫外線照射、臭氧等進行的 非加熱滅菌，其中一部分已經(jīng)被實際應用。這種方法是通過照射放射線、紫外線，利用其電 磁波所具備的能量將組織等破壞，由此進行滅菌。另一方面，臭氧是通過其強大的氧化作用 破壞細菌組織進行滅菌。然而，這些非加熱滅菌，滅菌的可靠性低，存在如果產(chǎn)生未被電磁 波照射的部分的話，該部分未被滅菌這一問題。使用臭氧時也同樣，如果微生物與臭氧未能 接觸的話，那么該未接觸的部分就沒有進行滅菌。另外，放射線照射的話，尤其在食品方面， 在安全性上存在問題，在日本等國家，目前該滅菌方法是不允許的。另一方面，作為殺蟲殺卵方法，有專利文獻4那樣通過減壓來殺蟲殺卵的方法。根 據(jù)實施例，其中記載了先將被處理物放入加壓到5-60大氣壓的密閉容器中3-20分鐘左右， 由該狀態(tài)急速或緩慢地減壓，由此殺蟲的方法。該方法為了維持數(shù)分鐘加壓狀態(tài)而不得不 分批式進行，存在處理效率不能提高的問題。另外，如果不是實施例4那樣的可耐高達60 大氣壓的高壓的裝置，就不能實施該方法，存在裝置大型化的問題。專利文獻1 特開2000-24091號(圖00090010以及0040)專利文獻2 特公平5-53號(權(quán)利要求1、4和5等)專利文獻3 特開 2000-157615(0016)專利文獻4 特公平7-11467
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種通過使加熱時間為必要的最小限度，能夠減少加熱 引起的粉粒體品質(zhì)劣化、并且得到充分的滅菌效果的粉粒體的滅菌方法及使用該方法的滅 菌裝置。另外，本發(fā)明的目的還在于通過提供高效率的滅菌方法，不需要進行防腐劑的添 加等，由此減低粉粒體原料的成本。進而，通過使粉粒體的加熱時間(滯留時間)為必要的 最小限度，縮短滅菌殺蟲殺卵裝置的加熱氣流管的長度，由此使裝置比以往緊湊化，也是本 發(fā)明的目的。粉粒體原料在食品、營養(yǎng)輔助食品、化妝品、醫(yī)藥品等眾多產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域使用，其使用 方法多種多樣。因此，粉粒體原料因微生物等受到的污染，往往會影響最終加工產(chǎn)品的品 質(zhì)。尤其是在胞子未滅絕的粉粒體原料中，在流通過程或家庭保存過程等中，其會發(fā)芽，出 現(xiàn)產(chǎn)品的微生物污染。因此，廠家要通過縮短保存期或保質(zhì)期、或者設(shè)定特殊的流通形態(tài) (冷卻流通、冷凍流通等)、或添加防腐劑等來應對上述問題，因此存在造成產(chǎn)品成本提高、 阻礙原料的有效利用以及安全性的問題。另一方面，如果利用蒸汽加熱滅菌這樣能夠簡便地進行滅菌的方法的話，存在如下問題，即會引起淀粉α化、蛋白質(zhì)熱改性、維他命分子構(gòu) 造破壞、葉綠素、多酚等色素分子的破壞等品質(zhì)劣化，與此同時如上所述對于耐熱性菌滅菌 效果小，如果想使耐熱性菌完全滅絕的話，那么由于伴隨處理溫度上升、處理時間加長而來 的熱歷程，則無法避免淀粉的α化等品質(zhì)劣化。本發(fā)明通過下述的粉粒體滅菌方法來解決上述課題，即一種粉粒體的滅菌方法， 其特征在于通過如下工序進行處理加熱加壓工序，向設(shè)定為加熱及加壓條件的加熱氣流 管供給粉粒體，使粉粒體和加熱凝縮性氣體在該加熱氣流管中直接接觸0. 008-2秒的同 時，輸送粉粒體；瞬間減壓滅菌工序，將該加熱凝縮性氣體和粉粒體瞬間釋放到比該加熱氣 流管壓力低的空間，使粉粒體上附著的微生物內(nèi)的水分急劇沸騰，由此破壞微生物的組織。具體來說，首先，通過邊使粉粒體原料與加熱凝縮性氣體在加熱氣流管中均勻地 接觸，邊輸送粉粒體原料，與此同時使粉粒體表面附著的微生物升溫的加熱加壓工序，使粉 粒體的各粒子表面附著的細菌或霉等微生物自身升溫。這里所說的加熱凝縮性氣體，是指 加壓水蒸氣、飽和水蒸氣、過熱水蒸汽。如果是這樣的凝縮性氣體的話，在規(guī)定壓力的飽和 水蒸氣溫度下，水蒸氣發(fā)生凝縮，通過潛熱將熱傳導到微生物的表面，因而能夠在極短時間 內(nèi)使粉粒體表面存在的微生物升溫。例如，使用壓力0. 2MPaG、溫度133°C的加壓水蒸氣時， 加熱加壓工序只要使粉粒體與加壓水蒸氣直接接觸0. 008-2秒，就能得到實施本發(fā)明滅菌 方法所需要的足夠熱量?？紤]到粉粒體的品質(zhì)劣化，加壓水蒸氣與粉粒體的直接接觸時間 更優(yōu)選為0. 01-2秒。進一步優(yōu)選為0. 01-1秒，特別優(yōu)選為0. 01-0. 5秒。如果是這樣的極 短時間的話，粉粒體表面升溫而內(nèi)部幾乎沒怎么升溫。這是因為粉粒體的粒徑遠遠大于微 生物等的粒徑的緣故，例如，大腸桿菌的大小為大約0.7微米，作為細菌的桿菌的胞子的大 小為大約2微米，而與此相對粉粒體的大小，例如抹茶為大約30微米，小麥粉為大約100微 米。這樣，加熱加壓工序的目的在于造成粉粒體本身沒有怎么升溫，原料組成的改性極小， 而僅僅表面的微生物等在規(guī)定壓力的飽和水蒸氣溫度下升溫的狀態(tài)。繼上述加熱加壓工序之后，進入到將該加熱凝縮性氣體和粉粒體瞬間釋放到比加 熱氣流管壓力低的空間的瞬間減壓滅菌工序。在本工序中，通過加熱加壓工序僅僅在粉粒 體的表面附著的微生物被加熱，通過將暴露在加壓條件下的粉粒體在減壓下瞬間釋放，使 粉粒體上附著的微生物內(nèi)的水分急劇沸騰，由此破壞微生物的組織而進行滅菌。其中，作 為將該加熱凝縮性氣體和粉粒體瞬間釋放到比該加熱氣流管壓力低的空間的方式，可以 使用任意方法，作為優(yōu)選的一個例子，可以舉出使加熱凝縮性氣體與粉粒體通過設(shè)置在加 熱氣流管下游的減壓裝置，由此進行減壓操作的方法。作為這樣的減壓裝置，可舉出孔口 (orifice)、細管。使用細管等減壓裝置時，通過該細管的粉粒體與加熱凝縮性氣體的混合 氣流的通過速度變大，因而產(chǎn)生較大的壓力損失。結(jié)果，在加熱氣流管內(nèi)部和細管下游之間 產(chǎn)生壓力差。通過該壓力差、以及由加熱加壓工序施加的最小限度的熱能，實現(xiàn)微生物內(nèi)的 水分的急劇沸騰。為了適當進行本發(fā)明的瞬間減壓滅菌工序，細管的通過時間(減壓時間) 優(yōu)選例如按照計算值，為0. 00001-0. 1秒，壓力差優(yōu)選為0. 05-0. 7MPa。更優(yōu)選細管的通過 時間按計算值為0. 00002-0. 1秒，壓力差為0. 05-0. 5MPa。進一步優(yōu)選細管的通過時間為 0. 00002-0. 01 秒，壓力差為 0. 07-0. 5MPa。例如，如果加熱氣流管內(nèi)為0. 2MPaG、飽和水蒸氣溫度為133°C、加熱氣流管內(nèi)的 滯留時間為大約0. 16秒的話，粉粒體上附著的胞子內(nèi)部的溫度為大約133°C，而如果是小麥粉的話，其中心溫度經(jīng)計算僅上升到數(shù)十。C左右。之后，以0.00025秒(計算值)通過細 管在大氣壓下放出的話，瞬間達到0. 2MPa的減壓，胞子內(nèi)部的水分在大氣壓下不能以液體 的方式存在，因此急劇蒸發(fā)。結(jié)果，胞子內(nèi)部充滿大量的水蒸氣，其力使胞子的組織被破壞， 導致胞子死亡。本發(fā)明的細管在流路方向上具有一定幅度的寬度，因此形狀與孔口有區(qū)別。另外， 盡管由于依賴于細管或孔口的形狀不能一概而論，但是從功能上來說，由于孔口受到縮流 的影響粉粒體不易流動，因此與細管相比處理量不多，但存在滅菌效果優(yōu)異的傾向。反過來 細管雖然在滅菌效果方面劣于孔口，但是在處理量方面卻有勝過孔口的傾向。因此，根據(jù)用 途進行選擇即可。由于在加熱加壓工序中，僅僅是粉粒體表面附著的微生物主要被加熱，而粉粒體 幾乎未被加熱，因此即使經(jīng)過了瞬間減壓滅菌工序，粉粒體也不會發(fā)生膨脹、破裂。另一方 面，由于微生物受到加熱，因此經(jīng)過瞬間減壓滅菌工序，瞬間膨脹而死亡。繼瞬間減壓滅菌工序之后，也可以根據(jù)需要，通過冷卻工序及分離工序，對瞬間減 壓滅菌工序中被瞬間減壓滅菌的粉粒體進行后續(xù)處理，其中冷卻工序通過由冷卻裝置供給 的非凝縮性氣體，對粉粒體及加熱凝縮性氣體進行冷卻，分離工序?qū)⒗鋮s的粉粒體與加熱 凝縮性氣體及非凝縮性氣體分離。冷卻工序是在不分離加熱凝縮性氣體和粉粒體的情況 下，將經(jīng)過瞬間減壓滅菌工序得到的瞬間減壓后的粉粒體與由冷卻裝置供給的非凝縮性氣 體混合的工序，其目的在于防止本發(fā)明的瞬間減壓滅菌工序產(chǎn)生的余熱導致粉粒體品質(zhì)劣 化。對于該冷卻工序，粉粒體開始被加熱凝縮性氣體輸送起至其與非凝縮性氣體的混合輸 送氛圍達到65°C以下為止的時間達到0. 05-1秒時，能夠?qū)⑺查g減壓滅菌后的余熱所導致 的粉粒體品質(zhì)劣化抑制到最小限度，因而優(yōu)選。進一步，更優(yōu)選為0. 08-1秒。冷卻裝置可以采用任意一種，作為其中的一個例子，可舉出具有HEPA過濾器 (High Efficiency Particulate Air Filter)單元的鼓風機，其能夠過濾粉塵、浮游細菌， 供給大量無菌化的非凝縮性氣體。另外，這里所說的非凝縮性氣體，只要是室溫下的大氣、 被冷卻的大氣等能通過向粉粒體滅菌裝置內(nèi)供給來冷卻粉粒體的氣體即可，可以是任意一 種，出于防止余熱及環(huán)境中的氧導致減壓滅菌后的粉粒體氧化的目的，優(yōu)選使用氮氣、氬 氣、二氧化碳、氦氣等非氧化性氣體。分離工序是將冷卻工序中被冷卻的粉粒體與加熱凝縮性氣體及非凝縮性氣體的 混合氣體分離的工序。分離可以用任意方法進行，例如使用旋流器在旋流器的容器內(nèi)產(chǎn)生 旋渦狀的氣流，利用由此產(chǎn)生的離心力將粉粒體與混合氣體分離即可。經(jīng)過瞬間減壓滅菌 工序得到的瞬間減壓滅菌后的粉粒體，如果不經(jīng)冷卻工序，立即用旋流器將加熱凝縮性氣 體與粉粒體分離的話，粉粒體就會在旋流器內(nèi)旋轉(zhuǎn)滯留，其間的原料溫度為100°c左右，因 此會產(chǎn)生原料的品質(zhì)劣化在旋流器內(nèi)發(fā)生的問題。另外，對于投入到旋流器的粉粒體，不一 定是先投入的粉粒體先出來，因此對于滯留時間長的粉粒體，存在其品質(zhì)劣化顯著等問題。 因此，在本發(fā)明中，不立即將瞬間減壓滅菌后的粉粒體分離出來，而是在其混合氣流中混合 冷卻氣體，在極短時間急速冷卻，由此在極短時間降低到65°C以下。之后，通過利用旋流器 等進行分離，能夠解決粉粒體品質(zhì)劣化的問題。65°C附近是一個界限溫度，S卩如果是淀粉的 話，在65°C附近會發(fā)生α化，如果是蛋白質(zhì)的話，會發(fā)生改性，如果下降到該溫度以下，那 么它們的改性不會進行，氧化的進行也顯著延緩。
向加熱氣流管供給粉粒體時，優(yōu)選邊使粉粒體在上述非氧化性氣體中浮游邊進 行。這是因為如上所述在氧共存下，粉粒體在加熱氣流管內(nèi)暴露于高溫狀態(tài)的話，由于顯著 的氧化反應，會發(fā)生粉粒體的品質(zhì)劣化。利用本發(fā)明的粉粒體的滅菌方法，能夠得到由于熱歷程引發(fā)的淀粉的α化、蛋白 質(zhì)的熱改性等品質(zhì)劣化極小的無菌粉粒體。這里所說的無菌粉粒體，是指Ig粉粒體所含的 菌數(shù)為300個(cfu)以下的狀態(tài)。另外，本發(fā)明的粉粒體的滅菌方法及使用該方法的裝置，對害蟲及其卵也有效果。 本發(fā)明的滅菌方法及裝置對于玉米象、印度谷螟能夠發(fā)揮效果，殺蟲及殺卵的條件與滅菌 方法相同。如上所述，本發(fā)明提供一種方法，其通過在必要最小限度的時間對粉粒體表面附 著的微生物、害蟲、害蟲的卵進行加熱，將附著有這些微生物等的粉粒體急劇減壓，由此進 行瞬間減壓，該方法可利用各種裝置實現(xiàn)。作為優(yōu)選的一個實施方式，可以舉出包括如下的 粉粒體的滅菌裝置，即包括原料供給部；加熱凝縮性氣體供給部；將該原料供給部與該加 熱凝縮性氣體供給部連接的接合部；與該接合部的下游連接的加熱氣流管；配置在該加熱 氣流管的下游的減壓裝置；與該減壓裝置在中途連接的冷卻氣流管；連接在該冷卻氣流管 的上游，向冷卻氣流管送入非凝縮性氣體的冷卻裝置；以及與該冷卻氣流管的下游連接的 粉粒體分離裝置。關(guān)于裝置的構(gòu)成，在發(fā)明的詳細說明部分再進行說明，根據(jù)本發(fā)明的粉粒體的滅 菌方法，可以使粉粒體與加熱凝縮性氣體接觸的時間為極短時間。因此，作為裝置構(gòu)成，可 以將加熱氣流管制成短的直管進行夠成。具體來說，雖然根據(jù)管的內(nèi)徑、流速而有所不同， 但是加熱氣流管的長度為100-5000mm左右，就可以得到充分的滅菌效果。利用本發(fā)明的粉粒體的滅菌方法，能夠?qū)釟v程引起的品質(zhì)劣化限制到最小，且 迅速、簡便地對粉粒體進行滅菌。本發(fā)明在蛋白質(zhì)的熱改性、維他命、色素的破壞等被視為 重大問題的粉粒體原料市場上利用價值很高。另外，本發(fā)明的滅菌方法，能夠在不損害粉粒 體品質(zhì)的情況下使害蟲及其卵死亡。通過在瞬間減壓滅菌工序完成后立即進行冷卻粉粒體的冷卻工序，就不會由于殘 存的余熱導致粉粒體的品質(zhì)在分離工序中劣化。向加熱氣流管供給粉粒體時，通過使用非氧化性氣體，能夠防止粉粒體在加熱加 壓工序中發(fā)生氧化，出現(xiàn)品質(zhì)劣化。同樣通過采用非氧化性氣體作為由冷卻裝置供給的非 凝縮性氣體，能夠?qū)⒗鋮s工序、分離工序中的氧化引起的品質(zhì)劣化抑制到最小限度。通過采用本發(fā)明的瞬間減壓滅菌工序，可以與熱歷程無關(guān)地使微生物等死亡。這 表示將加熱氣流管中的粉粒體與加熱凝縮性氣體的接觸時間縮短，能夠?qū)嵤┍景l(fā)明滅菌 殺蟲殺卵方法的裝置的加壓氣流管的長度設(shè)定地比以往更短。因此，就沒有必要象以往那 樣設(shè)置用于獲得滯留時間的加熱用的旋流器等。由此，裝置構(gòu)成更為簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)維修性 的提高和成本的降低。


圖1是表示本發(fā)明的粉粒體的滅菌方法流程的流程圖。圖2是示意性地表示使用本發(fā)明粉粒體的滅菌方法的滅菌裝置的1個實施例的構(gòu)8成的圖。附圖標記的說明1粉粒體2無菌粉粒體11加熱加壓工序12瞬間減壓滅菌工序13冷卻工序14分離工序101原料供給部102加熱凝縮性氣體供給部103噴射器104加熱氣流管105減壓裝置106冷卻裝置107冷卻氣流管108粉粒體分離裝置1001原料投入槽1002螺旋送料器1004旋轉(zhuǎn)送料器1006原料供給管1007回轉(zhuǎn)器1008料斗1009回轉(zhuǎn)器凹槽1010非氧化性氣體供給管1011電機1014非氧化性氣體供給部1015減壓閥單元1016泄水分離器1017隔熱套1018蒸汽控制閥1019汽鍋1020壓力傳感器1021溫度顯示計1023過濾器單元1024鼓風機1025溫度控制傳感器1026回轉(zhuǎn)器旋轉(zhuǎn)軸1027Y字形接頭1028壓力控制傳感器說明書7/17 頁9
1029壓力顯示計1030配管1031加熱凝縮性氣體、粉粒體流入口1032非凝縮性氣體流入口1033排出口
具體實施例方式以下，對本發(fā)明的實施例進行具體說明。圖1是表示本發(fā)明粉粒體的滅菌方法的 流程的流程圖。圖2是示意性地表示使用本發(fā)明粉粒體的滅菌方法的滅菌裝置的1個實施 例的構(gòu)成的圖。本發(fā)明如圖1所示，其特征在于通過如下工序進行處理，加熱加壓工序11，即向加 熱氣流管供給粉粒體1，在加熱及加壓條件下利用加熱凝縮性氣體將該粉粒體在該加熱氣 流管中輸送；以及瞬間減壓滅菌工序12，即將該加熱凝縮性氣體和粉粒體瞬間釋放到比該 加熱氣流管壓力低的空間，使粉粒體附著的微生物等的水分急劇沸騰，由此破壞微生物等 的組織。根據(jù)需要，在這2個工序之外，進行冷卻工序13，即通過由冷卻裝置供給的非凝縮 性氣體，對粉粒體及加熱凝縮性氣體進行冷卻；以及分離工序14，即將冷卻的粉粒體與加 熱凝縮性氣體和非凝縮性氣體分離。本發(fā)明的瞬間減壓處理，通過加熱加壓工序11和瞬間 減壓滅菌工序12實現(xiàn)，能夠得到無菌粉粒體2。在將粉粒體與加熱凝縮性氣體分離時，由于 加熱加壓工序11的余熱會導致粉粒體的品質(zhì)劣化，因此組合進行冷卻工序13及分離工序 14為好。作為適合實施本發(fā)明的粉粒體的滅菌方法的滅菌裝置的一個實施例，例如可以舉 出圖2所示的裝置。此外，在圖2中使用了噴射器103作為將原料供給部101與加熱凝縮性 氣體供給部102連接的接合部。即，粉粒體的滅菌裝置包括原料供給部101 ；加熱凝縮性 氣體供給部102 ；將該原料供給部101與該加熱凝縮性氣體供給部102連接而成的、以從加 熱凝縮性氣體供給部102供給的加熱凝縮性氣體作為驅(qū)動力來吸引粉粒體的噴射器103 ； 連接在該噴射器103的下游的加熱氣流管104 ；配置在該加熱氣流管104的下游的減壓裝 置105 ；與由該減壓裝置105伸出的配管1030在中途連接的冷卻氣流管107 ；連接在該冷卻 氣流管107的上游的冷卻裝置106 ；以及連接在該冷卻氣流管107的下游的粉粒體分離裝 置 108。原料供給部101包括原料投入槽1001 ；連接在原料投入槽1001下方、定量供應 填充在原料投入槽1001中的粉粒體的螺旋送料器1002 ；配置在螺旋送料器1002的下方、 將通過螺旋送料器1002定量供應的粉粒體供給到原料供給管1006的旋轉(zhuǎn)送料器1004 ；配 置在旋轉(zhuǎn)送料器1004的上游的非氧化性氣體供給部1014 ；連接非氧化性氣體供給部1014 與旋轉(zhuǎn)送料器1004的非氧化性氣體供給管1010 ；連接在旋轉(zhuǎn)送料器1004的下游、以由非 氧化性氣體供給部1014供給的非氧化性氣體作為輸送氣體、將粉粒體吸引到噴射器103的 原料供給管1006。在本實施例中，對具有非氧化性氣體供給部1014的粉粒體滅菌裝置的構(gòu)成進行 了說明，但是，非氧化性氣體供給部1014并不是必須的，根據(jù)情況將其省略也沒關(guān)系。本實施例的加熱凝縮性氣體供給部102包括汽鍋1019 ；減壓閥單元1015 ；使過剩的水分由蒸汽分離的泄水分離器1016 ；蒸汽控制閥1018 ；壓力傳感器1020 ；溫度顯示計 1021。另外，本實施例的裝置中設(shè)置了隔熱套1017。隔熱套1017以覆蓋噴射器103、加 熱氣流管104、減壓裝置105、冷卻氣流管107、粉粒體分離裝置108的方式設(shè)置。噴射器103是氣密性連接原料供給部101的原料供給管1006與加熱凝縮性氣體 供給部102的部分，其以由加熱凝縮性氣體供給部102供給的加熱凝縮性氣體作為驅(qū)動源 吸引原料供給管1006中的粉粒體，邊攪拌粉粒體和加熱凝縮性氣體邊將它們送入到下游 的加熱氣流管104。加熱氣流管104與噴射器103的下游氣密性連接。例如，通過將壓力為0. 75MPaG 的加壓水蒸氣作為驅(qū)動源供給到噴射器103，由原料供給管1006吸引粉粒體，將粉粒體和 加壓水蒸氣供給到加熱氣流管104。加熱氣流管104內(nèi)的壓力，保持為與粉粒體和加壓水蒸 氣的混合氣流通過減壓裝置105時產(chǎn)生的壓力損失相應的壓力。將加熱氣流管104內(nèi)保持 在壓力0. 2MPaG、溫度133°C時，使加熱氣流管104內(nèi)的加壓水蒸氣的流速為25m/秒，使用 細管作為減壓裝置105，確保細管截面以使該細管中的加壓水蒸氣流速按計算值為300m/ 秒時，細管的前后產(chǎn)生顯著的壓力損失，能夠?qū)崿F(xiàn)瞬間減壓滅菌。在本實施例中，使加熱氣 流管104的長度為4000mm，內(nèi)徑為35. 7mm。此時，加壓水蒸氣與粉粒體的接觸時間經(jīng)計算 為0. 16秒，粉粒體表面附著的微生物經(jīng)計算被充分加熱到133°C，粉粒體的平均粒徑為數(shù) 十微米以上的話，粉粒體中心部的溫度僅上升到數(shù)十。C左右，經(jīng)計算對粉粒體的熱歷程極 少。細管的長度為IOOmm的話，加壓水蒸氣與粉粒體的混合流在計算值0.00033秒通過細 管，由于細管前后產(chǎn)生0. 2MPa的壓力差，因此瞬間減壓。此時，粉粒體表面附著的菌的內(nèi)部 溫度經(jīng)計算為133°C，通過細管后，由于幾乎是大氣壓，因此菌內(nèi)部的水分瞬間沸騰，在菌內(nèi) 部產(chǎn)生大量的水蒸氣。由于該瞬間產(chǎn)生的大量的水蒸氣的力，菌的組織被破壞，菌死亡。減壓裝置105氣密性地連接在加熱氣流管104的下游。作為減壓裝置105，只要能 夠瞬間(0. 00001-0. 1秒)實現(xiàn)0. 05-0. 5MPa的減壓，那么使用任意一種都可以，在本實施 例中，使用了內(nèi)徑10. 4mm、長度IOOmm的細管。冷卻裝置106包括具有高密度過濾器的過濾器單元1023和鼓風機1024，將粉塵、 浮游細菌過濾，供給大量的無菌化后的非凝縮性氣體。作為高密度過濾器，使用HEPA過濾 器(High Efficiency Particulate AirFilter)，另外，過濾器單元和鼓風機等的裝置構(gòu) 成，只要是能夠?qū)崿F(xiàn)目的的，可以用任意一種。另外，在本實施例中，使用氮氣作為非凝縮性 氣體。氮氣由未圖示的非氧化性氣體供給部供給。冷卻氣流管107將冷卻裝置106的鼓風機IOM與由減壓裝置105延伸的配管1030 連接，將由減壓裝置105供給的粉粒體及加熱凝縮性氣體、以及由冷卻裝置106供給的非凝 縮性氣體混合，進行冷卻的同時，送入到粉粒體分離裝置108。對于冷卻氣流管107的長度 及內(nèi)徑，只要能使其降低到規(guī)定的粉粒體溫度即可(在本實施例中長度為1000mm，內(nèi)徑為 97. 6mm)。另外，冷卻氣流管107與冷卻裝置106利用Y字形接頭連接的話，能夠簡便地進 行連接。通過使用Y字形接頭，在匯合流附近產(chǎn)生負壓，加熱凝縮性氣體和粉粒體的混合氣 體被吸入到那里，由冷卻裝置106供給的非凝縮性氣體、與上述加熱凝縮性氣體和粉粒體 的混合氣體碰撞，將具有溫度差的2個氣流有效地混合在一起。粉粒體分離裝置108連接在冷卻氣流管107的下游，是將粉粒體與加熱凝縮性氣11體和非凝縮性氣體的混合氣體分離的裝置。作為粉粒體分離裝置108，只要能夠?qū)⒃摶旌蠚?體與粉粒體分離，使用任意一種都可以，在本實施例中使用旋流器。將上述的粉粒體的滅菌裝置作為基本構(gòu)成，根據(jù)表1所示的各種條件適當變更裝 置構(gòu)成進行滅菌，對滅菌處理的效果進行評價。滅菌處理后的粉粒體的品質(zhì)評價，通過利 用β-淀粉酶-普魯蘭酶法測定α化度、觀察滅菌處理后的菌數(shù)(cfu =Colony forming unit)以及粉粒體的外觀來進行。關(guān)于滅菌處理的條件，如表1總結(jié)的那樣。表中的原料是 供給滅菌處理的原料。米粉+耐熱性菌，是指每Ig米粉，接種1 X IO5個明治制果的BN菌 (Bacillus subtilis)作為胞子(耐熱性菌)。另外，滯留時間是指粉粒體在加熱氣流管內(nèi) 與加熱凝縮性氣體直接接觸的時間。另外，處理時間是指原料被供給到加熱氣流管，冷卻到 65°C以下，由旋流器排出為止的時間。此外，米粉的滅菌前的淀粉的α化度為14.1%[表1]
權(quán)利要求
1.一種粉粒體的滅菌方法，其特征在于通過如下工序進行處理加熱加壓工序，向設(shè)定為加熱及加壓條件的加熱氣流管供給粉粒體，使粉粒體和加熱 凝縮性氣體在該加熱氣流管中直接接觸0. 008-2秒的同時，輸送粉粒體；以及瞬間減壓滅菌工序，將該加熱凝縮性氣體和粉粒體瞬間釋放到比該加熱氣流管中壓力 低的空間，使粉粒體上附著的微生物內(nèi)的水分急劇沸騰，破壞微生物的組織。
2.權(quán)利要求1所述的粉粒體的滅菌方法，其特征在于瞬間減壓滅菌工序，借由使加熱凝縮性氣體與粉粒體通過設(shè)置在加熱氣流管下游的減 壓裝置來進行減壓操作，該減壓在0. 00001-0. 1秒實現(xiàn)。
3.權(quán)利要求1或2所述的粉粒體的滅菌方法，其特征在于瞬間減壓滅菌工序是釋放到比加熱加壓工序的壓力低0. 05-0. 7MPa的空間。
4.一種粉粒體的滅菌方法，其特征在于在權(quán)利要求1所述的粉粒體的滅菌方法的基礎(chǔ)上，通過如下工序進行處理 冷卻工序，通過由冷卻裝置供給的非凝縮性氣體，對粉粒體及加熱凝縮性氣體進行冷 卻；以及分離工序，將冷卻的粉粒體與加熱凝縮性氣體及非凝縮性氣體分離。
5.權(quán)利要求4所述的粉粒體的滅菌方法，其特征在于冷卻工序是在不分離加熱凝縮性氣體和粉粒體的情況下，將它們與由冷卻裝置供給的 非凝縮性氣體混合的工序，其中由粉粒體開始被加熱凝縮性氣體輸送起至與非凝縮性氣體 的混合輸送氛圍達到65°C以下為止的時間為0. 05-1秒。
6.權(quán)利要求1或4所述的粉粒體的滅菌方法，其中粉粒體通過非氧化性氣體供給到加熱氣流管。
7.一種粉粒體，其通過權(quán)利要求1-6中任一項所述的粉粒體滅菌方法進行了滅菌。
8.一種粉粒體的滅菌裝置，其包括 原料供給部；加熱凝縮性氣體供給部；將該原料供給部與該加熱凝縮性氣體供給部連接的接合部； 與該接合部的下游連接的加熱氣流管； 配置在該加熱氣流管的下游的減壓裝置； 與該減壓裝置在中途連接的冷卻氣流管；連接在該冷卻氣流管的上游、向冷卻氣流管送入非凝縮性氣體的冷卻裝置； 與該冷卻氣流管的下游連接的粉粒體分離裝置。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種減少加熱引起的粉粒體品質(zhì)劣化、且能夠得到充分滅菌效果的粉粒體的滅菌方法及適于該方法的滅菌裝置。本發(fā)明通過具有如下特征的粉粒體的滅菌方法以及使用該方法的粉粒體的滅菌裝置解決上述課題，上述粉粒體的滅菌方法的特征在于通過如下工序進行處理加熱加壓工序，向設(shè)定為加熱及加壓條件的加熱氣流管供給粉粒體，使粉粒體和加熱凝縮性氣體在該加熱氣流管中直接接觸0.008-2秒的同時，輸送粉粒體；瞬間減壓滅菌工序，將該加熱凝縮性氣體和粉粒體瞬間釋放到比該加熱氣流管中壓力低的空間，使粉粒體上附著的微生物內(nèi)的水分急劇沸騰，由此破壞微生物的組織。
文檔編號A23L3/22GK102046029SQ20098011938
公開日2011年5月4日 申請日期2009年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月26日
發(fā)明者佐藤文宏, 平田利雄, 森章, 武部英日, 狩山昌弘 申請人:藤原釀造機械株式會社