特開 2023-38074 処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023038074

(43)【公開日】2023-03-16

(54)【発明の名称】処理装置

(51)【国際特許分類】

   A61L 2/04 20060101AFI20230309BHJP

【ＦＩ】

A61L2/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021144977

(22)【出願日】2021-09-06

(71)【出願人】

【識別番号】000175272

【氏名又は名称】三浦工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001139

【氏名又は名称】ＳＫ弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100130328

【弁理士】

【氏名又は名称】奥野 彰彦

(74)【代理人】

【識別番号】100130672

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 寛之

(72)【発明者】

【氏名】駒井 大祐

(72)【発明者】

【氏名】松藤 幸樹

(72)【発明者】

【氏名】松川 泰三

(72)【発明者】

【氏名】櫛部 光央

(72)【発明者】

【氏名】三堂 由健

【テーマコード（参考）】

4C058

【Ｆターム（参考）】

4C058AA21

4C058BB03

4C058DD02

4C058DD04

4C058DD07

4C058DD12

(57)【要約】

【課題】装置全体の大型化を避けつつ、処理水を冷却することの可能な処理装置を提供する。
【解決手段】本発明によれば、被処理物２を処理する処理装置１であって、処理槽３と、循環手段８と、熱交換器９と、第１冷却手段１１と、第２冷却手段１２とを備え、処理槽３は、被処理物２を収容するよう構成され、循環手段８は、循環路８０を備えるとともに、処理槽３内の処理水を循環させるよう構成され、熱交換器９は、循環路８０に設けられており、第１冷却手段１１は、熱交換器９に第１冷却水を供給し、熱交換器９を介して処理水を冷却するよう構成され、第２冷却手段１２は、第１冷却手段１１による処理水の冷却後に、熱交換器９に第２冷却水を供給し、熱交換器９を介して処理水を冷却するよう構成される、処理装置１が提供される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被処理物を処理する処理装置であって、
処理槽と、循環手段と、熱交換器と、第１冷却手段と、第２冷却手段とを備え、
前記処理槽は、前記被処理物を収容するよう構成され、
前記循環手段は、循環路を備えるとともに、前記処理槽内の処理水を循環させるよう構成され、
前記熱交換器は、前記循環路に設けられており、
前記第１冷却手段は、前記熱交換器に第１冷却水を供給し、前記熱交換器を介して前記処理水を冷却するよう構成され、
前記第２冷却手段は、前記第１冷却手段による前記処理水の冷却後に、前記熱交換器に第２冷却水を供給し、前記熱交換器を介して前記処理水を冷却するよう構成される、処理装置。

【請求項2】

請求項１に記載の処理装置であって、
前記第１冷却手段はクーリングタワーを備え、前記第２冷却手段はチラーを備える、処理装置。

【請求項3】

請求項２に記載の処理装置であって、
流体供給手段を備え、
前記流体供給手段は、前記クーリングタワーによる前記処理水の冷却後であって前記チラーによる前記処理水の冷却前に、前記熱交換器に流体を供給する、処理装置。

【請求項4】

請求項３に記載の処理装置であって、
給蒸手段を備え、
前記給蒸手段は、前記熱交換器に蒸気を供給し、前記熱交換器を介して前記処理水を加熱するよう構成され、
前記流体供給手段は、前記給蒸手段による前記処理水の加熱後であって前記クーリングタワーによる前記処理水の冷却後にも、前記熱交換器に流体を供給する、処理装置。

【請求項5】

請求項３又は請求項４に記載の処理装置であって、
前記流体供給手段は、前記熱交換器に圧縮空気を供給する、処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、本発明は、被処理物の加熱処理や冷却処理等に用いられる処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、処理槽内に被処理物を収容し、処理槽と熱交換器の間で処理水を循環させて、熱交換器を通過する処理水を蒸気や冷水等により間接的に加熱又は冷却することで被処理物の処理を行う処理装置がある。例えば、特許文献１には、熱交換器に蒸気を供給することで処理水を加熱して被処理物を間接的に加熱処理するとともに、熱交換器にクーリングタワーにより冷却された冷却水を供給することで、処理水を冷却して被処理物を間接的に冷却処理することが可能な処理装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４２２９４２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、処理水を冷却するためにクーリングタワーを用いる場合、処理水の冷却能力に限界がある。また、クーリングタワーの代わりにチラーを用いることも考えられるが、その場合には、処理水が高温であること等により、容量の大きなチラーを用いる必要があり、処理装置全体の大型化につながっていた。

【0005】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、装置全体の大型化を避けつつ、処理水を冷却することの可能な処理装置を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明によれば、被処理物を処理する処理装置であって、処理槽と、循環手段と、熱交換器と、第１冷却手段と、第２冷却手段とを備え、前記処理槽は、前記被処理物を収容するよう構成され、前記循環手段は、循環路を備えるとともに、前記処理槽内の処理水を循環させるよう構成され、前記熱交換器は、前記循環路に設けられており、前記第１冷却手段は、前記熱交換器に第１冷却水を供給し、前記熱交換器を介して前記処理水を冷却するよう構成され、前記第２冷却手段は、前記第１冷却手段による前記処理水の冷却後に、前記熱交換器に第２冷却水を供給し、前記熱交換器を介して前記処理水を冷却するよう構成される、処理装置が提供される。

【0007】

本発明によれば、第１冷却手段により処理水の粗熱を取った後に第２冷却手段により処理水をさらに冷却することで、大型の１つの冷却手段によって冷却を行う場合よりも小型の冷却手段を用いれば良くなり、結果として１つの冷却手段により処理水を冷却する場合よりも処理装置全体を小型化することが可能となっている。

【0008】

以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。

【0009】

好ましくは、前記第１冷却手段はクーリングタワーを備え、前記第２冷却手段はチラーを備える。

【0010】

好ましくは、流体供給手段を備え、前記流体供給手段は、前記クーリングタワーによる前記処理水の冷却後であって前記チラーによる前記処理水の冷却前に、前記熱交換器に流体を供給する。

【0011】

好ましくは、給蒸手段を備え、前記給蒸手段は、前記熱交換器に蒸気を供給し、前記熱交換器を介して前記処理水を加熱するよう構成され、前記流体供給手段は、前記給蒸手段による前記処理水の加熱後であって前記クーリングタワーによる前記処理水の冷却後にも、前記熱交換器に流体を供給する。

【0012】

好ましくは、前記流体供給手段は、前記熱交換器に圧縮空気を供給する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態に係る殺菌装置１を示す概略図である。

【図2】図１の殺菌装置１の動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴について独立して発明が成立する。

【0015】

１．殺菌装置１の構成
図１は、本発明の一実施形態に係る処理装置としての殺菌装置１を示す概略図である。本実施形態の殺菌装置１は、被処理物２を加熱殺菌し、その後冷却するための装置である。被処理物２の種類は特に問わないが、食品、特にレトルト食品に好適に用いられる。

【0016】

本実施形態の殺菌装置１は、図１に示すように、処理槽３と、給水手段４と、排水手段５と、加圧手段６と、排気手段７と、循環手段８と、熱交換器９と、給蒸手段１０と、第１冷却手段１１と、第２冷却手段１２と、ドレン排出手段１３と、流体供給手段としての圧縮空気供給手段１４と、制御手段１５とを備える。以下、各構成を具体的に説明する。

【0017】

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。従って、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。本実施形態において、被処理物２は、処理槽３内において台車上に複数段に亘って収容されたトレー２０に載置され、処理槽３内の底面よりも上方において加熱殺菌処理がなされる。

【0018】

処理槽３には、処理槽３内の温度を検出する温度センサ（図示省略）が設けられると共に、処理槽３内の水位を検出する水位検出器（図示省略）が設けられている。水位検出器は、その構成を特に問わないが、たとえば電極式水位検出器とされる。

【0019】

給水手段４は、給水路４０を介して処理槽３内へ水を供給する。給水路４０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４１と給水弁４２とが設けられている。給水ポンプ４１を作動させた状態で給水弁４２を開くことで、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２が浸漬しない設定水位まで、処理槽３内に水が貯留される。

【0020】

排水手段５は、排水路５０を介して処理槽３内から水を排出する。排水路５０は、処理槽３の底部に接続され、排水弁５１及び逆止弁５２が設けられている。排水弁５１を開くことで、処理槽３内の水を外部へ排出することができる。

【0021】

加圧手段６は、加圧路６０を介して処理槽３内へ加圧空気（言い換えれば圧縮空気）を供給する。加圧路６０に設けた加圧弁６１を開くことで、加圧空気源からの加圧空気を処理槽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。

【0022】

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７０を介して気体を排出する。排気路７０は、処理槽３の上部に接続され、処理槽３の側から順に、排気弁７１と逆止弁７２とが設けられている。処理槽３内が大気圧を超える圧力にある状態で、排気弁７１を開くと、処理槽３内の気体は排気路７０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。

【0023】

循環手段８は、処理槽３と熱交換器９との間で水（処理水）を循環させる。循環手段８は、循環路８０と、循環ポンプ８１と、噴出ノズル８２とを備える。循環路８０は、一端部が処理槽３の底部に接続され、循環ポンプ８１と熱交換器９とを順に介して、他端部が処理槽３内の噴出ノズル８２に接続されている。噴出ノズル８２は、循環路８０からの処理水を被処理物２へ向けて噴射する。噴出ノズル８２の形状及び数は任意であるが、処理槽３に収容された被処理物２の上部に満遍なく処理水が噴出されるよう構成することが好ましい。

【0024】

熱交換器９は、循環手段８の循環路８０に設けられる。熱交換器９は、循環路８０を流通する処理水を、後述する給蒸手段１０から供給される蒸気により加熱し、また、後述する第１冷却手段１１又は第２冷却手段１２から供給される冷水により冷却するために用いられる。なお、以下の説明において、給蒸手段１０から供給される蒸気や第１冷却手段１１又は第２冷却手段１２から供給される冷却水（第１冷却水又は第２冷却水）が流通する側を熱交換器９の一次側、循環路８０と接続されて処理水が流通する側を熱交換器９の二次側と呼ぶ。

【0025】

給蒸手段１０は、熱交換器９の一次側に加熱蒸気を供給して、循環路８０を流通する処理水を加熱する。給蒸手段１０は、ボイラからの蒸気を熱交換器９へ供給する給蒸路１００を備え、この給蒸路１００には給蒸弁１０１が設けられている。給蒸弁１０１の開度を調整することで、循環路８０を循環する処理水の温度、ひいては処理槽３内の温度を、所望に調整することができる。具体的には、処理槽３の温度センサの検出温度に基づき、給蒸弁１０１の開度が調整される。図示例の場合、給蒸路１００は、給蒸弁１０１よりも下流側（熱交換器９の側）の管路の一部が第１冷却手段１１の第１冷水送り路１１２と共通の管路となっている。また、給蒸路１００は、第１冷水送り弁１１４より下流側（熱交換器９側）の位置において第１冷水送り路１１２と合流している。

【0026】

第１冷却手段１１は、熱交換器９の一次側に冷水（以下、第１冷却水と呼ぶ）を供給して、循環路８０を流通する処理水を冷却する。第１冷却手段１１は、クーリングタワー１１０を備える。クーリングタワー１１０にて冷却された水は、第１冷却水（クーリングタワー水）として、第１送水ポンプ１１１により第１冷水送り路１１２を介して熱交換器９へ供給され、熱交換器９を通過後の水は第１冷水戻し路１１３を介してクーリングタワー１１０へ戻される。第１冷却水により間接的に循環路８０を循環する処理水を冷却することで、処理槽３内の温度を低下させ、被処理物２を冷却することができる。

【0027】

第１冷水送り路１１２には第１冷水送り弁１１４が設けられる一方、第１冷水戻し路１１３には第１冷水戻し弁１１５が設けられている。そして、第１冷水送り弁１１４及び第１冷水戻し弁１１５を開いた状態で第１送水ポンプ１１１を作動させると、クーリングタワー１１０と熱交換器９の一次側との間で第１冷却水を循環させることができる。一方、第１冷水送り弁１１４及び第１冷水戻し弁１１５を閉じれば、熱交換器９への冷水の通水を停止することができる。

【0028】

第２冷却手段１２は、熱交換器９の一次側に第１冷却手段１１が供給する冷水（第１冷却水）よりも冷たい冷水（以下、第２冷却水と呼ぶ）を供給して、循環路８０を流通する処理水を冷却する。第２冷却手段１２は、チラー１２０を備える。チラー１２０にて冷却（生成）された水は、第２冷却水（チラー水）として、第２送水ポンプ１２１により第２冷水送り路１２２を介して熱交換器９へ供給され、熱交換器９を通過後の水は第２冷水戻し路１２３を介してチラー１２０へ戻される。第２冷却水により間接的に循環路８０を循環する処理水を冷却することで、処理槽３内の温度を低下させ、被処理物２をさらに冷却することができる。

【0029】

第２冷水送り路１２２には第２冷水送り弁１２４が設けられる一方、第２冷水戻し路１２３には第２冷水戻し弁１２５が設けられている。そして、第２冷水送り弁１２４及び第２冷水戻し弁１２５を開いた状態で第２送水ポンプ１２１を作動させると、チラー１２０と熱交換器９との間で第２冷却水を循環させることができる。一方、第２冷水送り弁１２４及び第２冷水戻し弁１２５を閉じれば、熱交換器９への冷水の通水を停止することができる。

【0030】

図示例の場合、第２冷水送り路１２２は、第２冷水送り弁１２４よりも下流側（熱交換器９側）の管路の一部が第１冷却手段１１の第１冷水送り路１１２と共通の管路となっている。また、第２冷水戻し路１２３は、第２冷水戻し弁１２５の上流側（熱交換器９側）の管路の一部が第１冷却手段１１の第１冷水戻し路１１３と共通の管路となっている。ここで、第２冷水送り路１２２は、第１冷水送り弁１１４よりも下流側（熱交換器９側）であって給蒸路１００と第１冷水送り路１１２の合流部よりも上流側の位置において第１冷水送り路１１２と合流している。また、第２冷水戻し路１２３は、第１冷水戻し弁１１５よりも上流側（熱交換器９側）であって後述するドレン排出手段１３のドレン排出路１３０と第１冷水戻し路１１３の合流部よりも下流側の位置において第１冷水戻し路１１３と合流している。

【0031】

ドレン排出手段１３は、給蒸手段１０により熱交換器９に供給された加熱蒸気の凝縮水を外部へ排出する。ドレン排出手段１３は、第１冷水戻し路１１３から分岐するドレン排出路１３０に、ドレン排出弁１３１、スチームトラップ１３２及び逆止弁１３３が順に設けられて構成される。なお、ドレン排出手段１３は、第１冷水戻し路１１３と第２冷水戻し路１２３の合流箇所より上流側（熱交換器９側）において第１冷水戻し路１１３から分岐している。熱交換器９への蒸気供給時、ドレン排出弁１３１を開けておくことで、蒸気の凝縮水を下方へ脱落させて外部へ排出することができる。

【0032】

圧縮空気供給手段１４は、熱交換器９の一次側に流体としての圧縮空気を供給して、熱交換器９の一次側を加圧する。圧縮空気供給手段１４は、圧縮空気源と接続する圧縮空気供給路１４０と、圧縮空気供給弁１４１とを備える。図示例の場合、圧縮空気供給路１４０は、圧縮空気供給弁１４１よりも下流側（熱交換器９側）の管路の一部が第１冷却手段１１の第１冷水送り路１１２と共通の管路となっている。また、圧縮空気供給路１４０は、第１冷水送り路１１２と給蒸路１００の合流箇所より上流側であって、第１冷水送り路１１２と第２冷水送り路１２２の合流箇所より下流側の位置において、第１冷水送り路１１２と合流している。なお、圧縮空気供給手段１４の圧縮空気供給路１４０に接続される圧縮空気源と、加圧手段６の加圧路６０に接続される加圧空気源とは、共通化することも可能である。

【0033】

制御手段１５は、温度センサや水位検出器の検出信号や経過時間などに基づき、上述した各手段を制御する。制御手段１５は、具体的には、給水ポンプ４１、給水弁４２、排水弁５１、加圧弁６１、排気弁７１、循環ポンプ８１、給蒸弁１０１、クーリングタワー１１０、第１送水ポンプ１１１、第１冷水送り弁１１４、第１冷水戻し弁１１５、チラー１２０、第２送水ポンプ１２１、第２冷水送り弁１２４、第２冷水戻し弁１２５、ドレン排出弁１３１、圧縮空気供給弁１４１等を制御する。また、制御手段１５には、温度センサ及び水位検出器などが接続されている。制御手段１５は、後述するように、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。

【0034】

なお、上記構成の制御手段１５は、具体的には例えば、ＣＰＵ、メモリ（例えばフラッシュメモリ）、入力部及び出力部を備えた情報処理装置により構成することができる。そして、情報処理装置により構成された制御手段１５の上述した各構成要素による処理は、メモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが読み出して実行することで行われる。情報処理装置としては、例えば、パーソナルコンピュータ、ＰＬＣ（プログラマラブルロジックコントローラ）あるいはマイコンが用いられる。ただし、制御手段１５の一部の機能を、任意の通信手段により接続されたクラウド上で実行されるよう構成しても良い。

【0035】

２．殺菌装置１の動作
制御手段１５は、所定の手順（プログラム）に従い、各種の弁及びポンプを制御することによって処理槽３内の被処理物２の加熱殺菌やその後の冷却を行う。具体的には、制御手段１５は、図２に示すように、処理槽３内に被処理物２を収容した状態で、処理槽３内への給水工程Ｓ１、殺菌工程Ｓ３へ移行するための移行工程Ｓ２、被処理物２を加熱殺菌する殺菌工程Ｓ３、殺菌工程Ｓ３の後に熱交換器９の一次側に圧縮空気を供給する第１圧縮空気供給工程Ｓ４、第１冷却手段１１により加熱殺菌後の被処理物２を冷却する第１冷却工程Ｓ５、第１冷却工程Ｓ５の後に熱交換器９の一次側に圧縮空気を供給する第２圧縮空気供給工程Ｓ６、第２冷却手段１２により被処理物２をさらに冷却する第２冷却工程Ｓ７、処理槽３内からの排水工程Ｓ８を順次に実行する。以下、各工程をより詳細に説明する。

【0036】

＜給水工程Ｓ１＞
給水工程Ｓ１では、制御手段１５は、給水手段４により処理槽３内に給水して、処理槽３内に設定水位まで水を貯留する。具体的には、給水手段４は、給水ポンプ４１を作動させた状態で給水弁４２を開くことで給水を行う。処理槽３内に設定水位まで水が貯留されたことは、水位検出器により検出できる。設定水位とは、処理槽３内のいずれの被処理物２も水没させない水位であり、好ましくはさらに低い水位として、処理槽３内のいずれの被処理物２も浸漬しない水位である。

【0037】

＜移行工程Ｓ２＞
移行工程Ｓ２では、制御手段１５は、循環手段８の循環ポンプ８１を駆動させ、処理槽３と熱交換器９との間で処理水を循環させながら、その処理水を熱交換器９において給蒸手段１０により加熱して、処理槽３内の温度を上昇させる。具体的には、制御手段１５は、給蒸弁１０１を開くことで熱交換器９に加熱蒸気を供給して、処理水を加熱する。また、移行工程Ｓ２において、制御手段１５は、ドレン排出手段１３のドレン排出弁１３１を開けておき、蒸気の凝縮水を外部へ排出するようにしている。一方、移行工程Ｓ２において、制御手段１５は、第１冷却手段１１の第１冷水送り弁１１４及び第１冷水戻し弁１１５、第２冷却手段１２の第２冷水送り弁１２４及び第２冷水戻し弁１２５、圧縮空気供給手段１４の圧縮空気供給弁１４１を閉じておく。移行工程Ｓ２の開始から移行時間経過するか、処理槽３内が殺菌温度まで上昇すると、移行工程Ｓ２を終了する。

【0038】

なお、循環ポンプ８１の始動直後には、循環ポンプ８１からの水は循環路８０やトレー２０に溜まるので、処理槽３内の水位は低下する。よって、処理槽３内へ適宜水を補給しなければ、処理槽３内の貯留水が不足して、循環ポンプ８１へのエア噛みが生じるおそれがある。そこで、水位検出器により処理槽３内の水位を監視して、処理槽３内の水位が下限水位を下回ると、設定水位になるまで給水手段４により処理槽３内に水を供給する。加えて、このような給水制御を行うとしても、循環ポンプ８１の始動直後には、処理槽３内への水の補給が追い付かず、処理槽３内の水位が下がり過ぎ、循環ポンプ８１へのエア噛みが生じるおそれがある。そこで、本実施形態では、循環ポンプ８１の始動時、循環ポンプ８１を間欠運転するか、処理水の流量を徐々に増加させるようになっている。

【0039】

移行工程Ｓ２の終了後は、被処理物２が加熱により膨張して包装（レトルトパウチなど）が破裂するのを防止するために、加圧手段６の加圧弁６１と排気手段７の排気弁７１とを制御して、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８による水の循環と、処理槽３内の加圧とは、第２冷却工程Ｓ７の終了まで引き続きなされる。

【0040】

＜殺菌工程Ｓ３＞
殺菌工程Ｓ３では、制御手段１５は、循環手段８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給蒸手段１０による熱交換器９への蒸気供給を制御することで処理水を加熱して殺菌水とし、これにより処理槽３内を殺菌温度に維持して処理槽３内の被処理物２を加熱して殺菌する。具体的には、制御手段１５は、給蒸弁１０１の開度を調整することで、処理槽３の温度センサの検出温度を殺菌温度以上に維持する。また、殺菌工程Ｓ３においても、制御手段１５は、ドレン排出手段１３のドレン排出弁１３１を開けておき、蒸気の凝縮水を外部へ排出するようにしている。一方、殺菌工程Ｓ３において、制御手段１５は、第１冷却手段１１の第１冷水送り弁１１４及び第１冷水戻し弁１１５、第２冷却手段１２の第２冷水送り弁１２４及び第２冷水戻し弁１２５、圧縮空気供給手段１４の圧縮空気供給弁１４１を閉じておく。

【0041】

処理槽３内が殺菌温度以上で殺菌時間経過すると、制御手段１５は、給蒸手段１０による熱交換器９への蒸気供給を停止して、殺菌工程Ｓ３を終了する。具体的には、制御手段１５は、給蒸手段１０の給蒸弁１０１を閉じる。なお、前述したように、殺菌工程Ｓ３では、加圧手段６と排気手段７とを制御して、処理槽３内を、大気圧を超える設定圧力（処理槽内温度相当の飽和蒸気圧力よりもやや高圧）に維持される。

【0042】

＜第１圧縮空気供給工程Ｓ４＞
第１圧縮空気供給工程Ｓ４は、殺菌工程Ｓ３の終了後、第１冷却工程Ｓ５の開始前に所定時間実施される。第１圧縮空気供給工程Ｓ４では、制御手段１５は、圧縮空気供給手段１４により熱交換器９の一次側に圧縮空気を供給し、熱交換器９の一次側を加圧する。具体的には、制御手段１５は、圧縮空気供給手段１４の圧縮空気供給弁１４１を開くことで熱交換器９の一次側に圧縮空気を供給する。また、制御手段１５は、ドレン排出手段１３のドレン排出弁１３１を開けておく。一方、制御手段１５は、給蒸手段１０の給蒸弁１０１、第１冷却手段１１の第１冷水送り弁１１４及び第１冷水戻し弁１１５、第２冷却手段１２の第２冷水送り弁１２４及び第２冷水戻し弁１２５を閉じておく。なお、圧縮空気供給手段１４による熱交換器９の加圧は、第１冷却工程Ｓ５の開始時または開始直後まで継続される。言い換えると、圧縮空気供給手段１４による所定時間の熱交換器９の加圧の終了後、又は終了直前に、第１冷却工程Ｓ５が開始される。制御手段１５は、圧縮空気供給弁１４１を閉じることで第１圧縮空気供給工程Ｓ４を終了する。

【0043】

＜第１冷却工程Ｓ５＞
第１冷却工程Ｓ５では、制御手段１５は、循環手段８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第１冷却手段１１により熱交換器９に第１冷却水を通水することで処理水を冷却し、これにより処理槽３内の被処理物２を冷却する。具体的には、制御手段１５は、第１冷却手段１１の第１冷水送り弁１１４及び第１冷水戻し弁１１５開くとともに第１送水ポンプ１１１を駆動し、ドレン排出手段１３のドレン排出弁１３１を閉じることで、クーリングタワー１１０と熱交換器９の間で第１冷却水を循環させる。なお、第１冷却工程Ｓ５において、制御手段１５は、給蒸手段１０の給蒸弁１０１、第２冷却手段１２の第２冷水送り弁１２４及び第２冷水戻し弁１２５、圧縮空気供給手段１４の圧縮空気供給弁１４１を閉じておく。

【0044】

第１冷却工程Ｓ５の開始から冷却時間経過するか、又は、処理槽３内の温度が予め設定された第１冷却温度まで下がると（第１冷却温度になってから所定時間経過すると）、第１冷水送り弁１１４及び第１冷水戻し弁１１５閉じるとともに第１送水ポンプ１１１を停止させる。これにより、第１冷却手段１１による熱交換器９への第１冷却水の供給を停止して、第１冷却工程Ｓ５を終了する。

【0045】

＜第２圧縮空気供給工程Ｓ６＞
第２圧縮空気供給工程Ｓ６は、第１冷却工程Ｓ５の終了後、第２冷却工程Ｓ７の開始前に所定時間実施される。第２圧縮空気供給工程Ｓ６では、制御手段１５は、圧縮空気供給手段１４により熱交換器９の一次側に圧縮空気を供給し、熱交換器９の一次側を加圧する。具体的には、制御手段１５は、圧縮空気供給手段１４の圧縮空気供給弁１４１を開くことで熱交換器９の一次側に圧縮空気を供給する。また、制御手段１５は、ドレン排出手段１３のドレン排出弁１３１を開く。また、第２圧縮空気供給工程Ｓ６において、制御手段１５は、給蒸手段１０の給蒸弁１０１、第１冷却手段１１の第１冷水送り弁１１４及び第１冷水戻し弁１１５、第２冷却手段１２の第２冷水送り弁１２４及び第２冷水戻し弁１２５を閉じておく。これにより、熱交換器９の一次側を流通していた第１冷却水がドレン排出路１３０から排出される。なお、第２圧縮空気供給工程Ｓ６においては、「所定時間」として、例えば、圧力０．３５ＭＰａの圧縮空気が熱交換器９の一次側に１０秒間供給される。また、第２圧縮空気供給工程Ｓ６を所定時間実行した後は、制御手段１５は、圧縮空気供給弁１４１を閉じることで第２圧縮空気供給工程Ｓ６を終了する。

【0046】

＜第２冷却工程Ｓ７＞
第２冷却工程Ｓ７では、制御手段１５は、循環手段８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第２冷却手段１２により熱交換器９に第２冷却水を通水することで処理水を冷却し、これにより処理槽３内の被処理物２を冷却する。具体的には、制御手段１５は、第２冷却手段１２の第２冷水送り弁１２４及び第２冷水戻し弁１２５を開くとともに、第２送水ポンプ１２１を駆動することで、チラー１２０と熱交換器９の間で第２冷却水を循環させる。なお、第２冷却工程Ｓ７において、制御手段１５は、給蒸手段１０の給蒸弁１０１、第１冷却手段１１の第１冷水送り弁１１４及び第１冷水戻し弁１１５、圧縮空気供給手段１４の圧縮空気供給弁１４１を閉じておく。

【0047】

第２冷却工程Ｓ７の開始から冷却時間経過するか、又は、処理槽３内の温度が予め設定された第１冷却温度よりも低い第２冷却温度まで下がると（第１冷却温度まで下がってから所定時間経過すると）、第２冷水送り弁１２４及び第２冷水戻し弁１２５を閉じるとともに第２送水ポンプ１２１を停止させる。これにより、第２冷却手段１２による熱交換器９への第２冷却水の供給を停止して、第２冷却工程Ｓ７を終了する。

【0048】

＜排水工程Ｓ８＞
排水工程Ｓ８では、排水手段５により処理槽３内から処理水を排水する。この際、制御手段１５は、加圧弁６１を開いて加圧手段６により処理槽３内を加圧した状態で排水弁５１を開くことで、処理槽３内から外部へ水を迅速に排出できる。その後、加圧弁６１を閉じる一方、排気手段７の排気弁７１を開いて、処理槽３内を大気圧まで戻した後、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。

【0049】

３．作用効果
以上のように、本実施形態の殺菌装置１は、第１冷却手段１１と第２冷却手段１２の２つの冷却手段を備えている。そして、制御手段１５は、各種の弁及びポンプを制御することで、第１冷却工程Ｓ５において第１冷却手段１１により処理水の粗熱を取った後に、第２冷却工程Ｓ７において第２冷却手段１２により処理水をさらに冷却するよう構成されている。これにより、１つの冷却手段により処理水を冷却する場合よりも殺菌装置１全体を小型化することが可能となっている。

【0050】

また、第１冷却手段１１がクーリングタワー１１０を備えていることで、熱交換器９において殺菌工程Ｓ３後の高温の処理水から熱を受け取り高温となっている第１冷却水を、好適に冷却することが可能となっている。さらに、第２冷却手段１２がチラー１２０を備えていることで、クーリングタワー１１０を備えた第１冷却手段１１により粗熱を取った後の処理水をさらに冷却することが可能となっている。

【0051】

本実施形態の殺菌装置１は、第１圧縮空気供給工程Ｓ４において、制御手段１５が圧縮空気供給手段１４により熱交換器９の一次側に圧縮空気を供給し、熱交換器９の一次側を加圧するようになっている。これにより、次の第１冷却工程Ｓ５において第１冷却水が供給された際の、蒸気の凝縮による急激な減圧を防止することができる。また、これにより、第１冷却水の供給時に、安全弁（図示せず）から蒸気が噴き出すことが防止され、配管から音や振動が発生することを防止することも可能となっている。

【0052】

本実施形態の殺菌装置１は、第１冷却手段１１がクーリングタワー１１０を備える構成であるが、クーリングタワー１１０を使用する場合、クーリングタワー１１０を流通する水には防食及びスライム発生抑制のための薬品等を投入することがある。このような場合、投入した薬品やその他、クーリングタワー１１０に起因する汚れが第１冷却水とともに熱交換器９の一次側も流通することになるが、この汚れが第２冷却工程Ｓ７において第２冷却手段１２のチラー１２０に流入すると、チラー１２０に不具合が生じるおそれがある。

【0053】

この点、本実施形態の殺菌装置１は、第２圧縮空気供給工程Ｓ６において、制御手段１５が圧縮空気供給手段１４により熱交換器９の一次側に圧縮空気を供給し、熱交換器９の一次側を加圧するようになっている。これにより、第１冷却工程Ｓ５において熱交換器９の一次側を流通していた第１冷却水がドレン排出弁１３１から排出され、熱交換器９内が浄化されることになる。これにより、クーリングタワー１１０に起因する汚れが次の第２冷却工程Ｓ７において第２冷却手段１２のチラー１２０に流入せず、チラー１２０に不具合が生じることを防止することが可能となっている。

【0054】

本実施形態の殺菌装置１は、第１圧縮空気供給工程Ｓ４において用いる圧縮空気供給手段１４を第２圧縮空気供給工程Ｓ６でも用いる構成となっている。これにより、第１圧縮空気供給工程Ｓ４と第２圧縮空気供給工程Ｓ６とで別々の構成を用いることなく、第１冷却工程Ｓ５において蒸気の凝縮による急激な減圧を防止し、且つ第１冷却工程Ｓ５の後の熱交換器９の浄化を行うことが可能となっている。

【0055】

４．変形例
なお、本発明は、以下の態様でも実施可能である。

【0056】

上記実施形態では、処理装置としての殺菌装置１が熱交換器９に蒸気を供給する給蒸手段１０を備えていた。しかしながら、処理装置は殺菌を行うものである必要はなく、給蒸手段１０を備えていなくても良い。すなわち、本発明の処理装置は、食品等の被処理物２を単に冷却する装置として構成することも可能である。この場合も、第１冷却手段１１と第２冷却手段１２の２つの冷却手段を備えることで、１つの冷却手段により処理水を冷却する場合よりも処理装置全体を小型化することが可能となっている。

【0057】

上記実施形態においては、第１冷却手段１１がクーリングタワー１１０を備え、第２冷却手段１２がチラー１２０を備える構成であったが、第１冷却手段１１及び第２冷却手段１２がともにチラーを備える構成であっても良い。この場合であっても、２つのチラーにより順次冷却を行うことで、１つのチラーによる冷却を行う場合よりも小型（小容量）のチラーを用いることができ、装置全体の大型化を避けることが可能となる。具体的には例えば、第１冷却手段１１を第１冷却温度（例えば、１０℃）まで冷却可能なチラーとし、第２冷却手段１２を第２冷却温度（例えば、３℃）まで冷却可能なチラーとすれば、冷却対象である循環路８０の処理水の温度に応じて適切なチラーを用いることができ、装置全体の大型化を避けつつ、冷却効率も向上させる（省力化する）ことも可能となる。

【0058】

上記実施形態において、制御手段１５は、クーリングタワー１１０による処理水の冷却後（第１冷却工程Ｓ５の後）であってチラー１２０による処理水の冷却前（第２冷却工程Ｓ７の前）に、熱交換器９の一次側に流体を供給する流体供給手段として圧縮空気供給手段１４を用いて、第２圧縮空気供給工程Ｓ６を実行していた。しかしながら、流体供給手段として、圧縮空気ではなく洗浄水（液体）を熱交換器９の一次側に供給する洗浄水供給手段を用いることも可能である。なお、第２冷却手段１２の第２冷水送り弁１２４を開け、第２冷水戻し弁１２５を閉じておけば、洗浄水として第２冷却水（チラー水）を用いることも可能ある。

【0059】

上記実施形態においては、殺菌装置１が圧縮空気供給手段１４を備え、制御手段１５は、圧縮空気供給手段１４を用いて第１圧縮空気供給工程Ｓ４及び第２圧縮空気供給工程Ｓ６を実行する構成であった。しかしながら、制御手段１５が第１圧縮空気供給工程Ｓ４と第２圧縮空気供給工程Ｓ６のいずれか一方を行わない構成であってもよい。

【0060】

また、殺菌装置１が圧縮空気供給手段１４を備えていない構成であっても良い。殺菌装置１が圧縮空気供給手段１４を備えていない構成の場合であっても、例えば、第１冷却工程Ｓ５の後に、第２圧縮空気供給工程Ｓ６として、熱交換器９に残存する第１冷却水をドレン排出手段１３により排出するようにしても良い。このようにしても、第１冷却手段１１に起因する汚れの第２冷却手段１２への流入を抑制することが可能である。

【符号の説明】

【0061】

１ ：殺菌装置（処理装置）
２ ：被処理物
３ ：処理槽
４ ：給水手段
５ ：排水手段
６ ：加圧手段
７ ：排気手段
８ ：循環手段
９ ：熱交換器
１０ ：給蒸手段
１１ ：第１冷却手段
１２ ：第２冷却手段
１３ ：ドレン排出手段
１４ ：圧縮空気供給手段（流体供給手段）
１５ ：制御手段
２０ ：トレー
４０ ：給水路
４１ ：給水ポンプ
４２ ：給水弁
５０ ：排水路
５１ ：排水弁
５２ ：逆止弁
６０ ：加圧路
６１ ：加圧弁
７０ ：排気路
７１ ：排気弁
７２ ：逆止弁
８０ ：循環路
８１ ：循環ポンプ
８２ ：噴出ノズル
１００ ：給蒸路
１０１ ：給蒸弁
１１０ ：クーリングタワー
１１１ ：第１送水ポンプ
１１２ ：第１冷水送り路
１１３ ：第１冷水戻し路
１１４ ：第１冷水送り弁
１１５ ：第１冷水戻し弁
１２０ ：チラー
１２１ ：第２送水ポンプ
１２２ ：第２冷水送り路
１２３ ：第２冷水戻し路
１２４ ：第２冷水送り弁
１２５ ：第２冷水戻し弁
１３０ ：ドレン排出路
１３１ ：ドレン排出弁
１３２ ：スチームトラップ
１３３ ：逆止弁
１４０ ：圧縮空気供給路
１４１ ：圧縮空気供給弁
Ｓ１ ：給水工程
Ｓ２ ：移行工程
Ｓ３ ：殺菌工程
Ｓ４ ：第１圧縮空気供給工程
Ｓ５ ：第１冷却工程
Ｓ６ ：第２圧縮空気供給工程
Ｓ７ ：第２冷却工程
Ｓ８ ：排水工程

【図1】

【図2】