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(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】P2024117452
(43)【公開日】2024-08-29
(54)【発明の名称】処理装置及び処理方法
(51)【国際特許分類】
F25D 9/00 20060101AFI20240822BHJP
A23L 3/12 20060101ALI20240822BHJP
A23L 3/36 20060101ALI20240822BHJP
F25D 23/12 20060101ALI20240822BHJP
F25D 17/02 20060101ALI20240822BHJP
【ＦＩ】
F25D9/00 B
A23L3/12
A23L3/36 Z
F25D23/12 M
F25D17/02 302
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023023564
(22)【出願日】2023-02-17
(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】櫛部 光央
(72)【発明者】
【氏名】蔵野 雅夫
【テーマコード（参考）】
3L044
4B021
4B022
【Ｆターム（参考）】
3L044AA04
3L044BA01
3L044CA11
3L044DB01
3L044KA05
4B021LA01
4B021LT09
4B021MC10
4B022LF06
4B022LP05
4B022LT01
(57)【要約】
【課題】熱量及び給水量を削減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Ｘを処理する処理装置１００であって、処理槽１と、加熱手段３と、冷却手段３と、熱水回収槽５と、高温水回収槽６と、低温水回収槽７と、を備え、処理槽１は、被処理物Ｘを収容するよう構成され、加熱手段３は、処理槽１内の処理水を加熱するよう構成され、冷却手段３は、処理槽１内の処理水を冷却するよう構成され、熱水回収槽５は、加熱手段３による加熱後の処理水を熱水として処理槽１から回収するとともに、熱水を処理槽１に供給するよう構成され、高温水回収槽６は、熱水よりも低温である高温水を処理槽１から回収するとともに、高温水を処理槽１に供給して被処理物Ｘの予熱を行うよう構成され、低温水回収槽７は、高温水よりも低温である低温水を処理槽１から回収するとともに、低温水を処理槽１に供給して被処理物Ｘの粗熱取りを行うよう構成される、処理装置１００が提供される。
【選択図】図１
【解決手段】本発明によれば、被処理物Ｘを処理する処理装置１００であって、処理槽１と、加熱手段３と、冷却手段３と、熱水回収槽５と、高温水回収槽６と、低温水回収槽７と、を備え、処理槽１は、被処理物Ｘを収容するよう構成され、加熱手段３は、処理槽１内の処理水を加熱するよう構成され、冷却手段３は、処理槽１内の処理水を冷却するよう構成され、熱水回収槽５は、加熱手段３による加熱後の処理水を熱水として処理槽１から回収するとともに、熱水を処理槽１に供給するよう構成され、高温水回収槽６は、熱水よりも低温である高温水を処理槽１から回収するとともに、高温水を処理槽１に供給して被処理物Ｘの予熱を行うよう構成され、低温水回収槽７は、高温水よりも低温である低温水を処理槽１から回収するとともに、低温水を処理槽１に供給して被処理物Ｘの粗熱取りを行うよう構成される、処理装置１００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、加熱手段と、冷却手段と、熱水回収槽と、高温水回収槽と、低温水回収槽と、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、
前記加熱手段は、前記処理槽内の処理水を加熱するよう構成され、
前記冷却手段は、前記処理槽内の処理水を冷却するよう構成され、
前記熱水回収槽は、前記加熱手段による加熱後の処理水を熱水として前記処理槽から回収するとともに、当該熱水を前記処理槽に供給するよう構成され、
前記高温水回収槽は、前記熱水よりも低温である高温水を前記処理槽から回収するとともに、当該高温水を前記処理槽に供給して前記被処理物の予熱を行うよう構成され、
前記低温水回収槽は、前記高温水よりも低温である低温水を前記処理槽から回収するとともに、当該低温水を前記処理槽に供給して前記被処理物の粗熱取りを行うよう構成される、処理装置。
処理槽と、加熱手段と、冷却手段と、熱水回収槽と、高温水回収槽と、低温水回収槽と、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、
前記加熱手段は、前記処理槽内の処理水を加熱するよう構成され、
前記冷却手段は、前記処理槽内の処理水を冷却するよう構成され、
前記熱水回収槽は、前記加熱手段による加熱後の処理水を熱水として前記処理槽から回収するとともに、当該熱水を前記処理槽に供給するよう構成され、
前記高温水回収槽は、前記熱水よりも低温である高温水を前記処理槽から回収するとともに、当該高温水を前記処理槽に供給して前記被処理物の予熱を行うよう構成され、
前記低温水回収槽は、前記高温水よりも低温である低温水を前記処理槽から回収するとともに、当該低温水を前記処理槽に供給して前記被処理物の粗熱取りを行うよう構成される、処理装置。
【請求項2】
請求項１に記載の処理装置であって、
冷水回収槽をさらに備え、
前記冷水回収槽は、前記冷却手段による冷却後の処理水を冷水として前記処理槽から回収するとともに、当該冷水を前記処理槽に供給するよう構成される、処理装置。
冷水回収槽をさらに備え、
前記冷水回収槽は、前記冷却手段による冷却後の処理水を冷水として前記処理槽から回収するとともに、当該冷水を前記処理槽に供給するよう構成される、処理装置。
【請求項3】
請求項２に記載の処理装置であって、
制御手段をさらに備え、
前記制御手段は、予熱工程と、低温水回収工程と、熱水供給工程と、加熱工程と、熱水回収工程と、粗熱取り工程と、高温水回収工程と、冷水供給工程と、冷却工程と、冷水回収工程とを順次実行するよう構成され、
前記予熱工程では、前記高温水回収槽に貯留された前記高温水を前記処理槽に供給して前記予熱を行い、
前記低温水回収工程では、前記予熱後の前記処理槽内の処理水を前記低温水として前記低温水回収槽に回収し、
前記熱水供給工程では、前記熱水回収槽に貯留された前記熱水を前記処理槽に供給し、
前記加熱工程では、前記加熱手段により前記処理槽内の処理水を加熱し、
前記熱水回収工程では、前記加熱手段により加熱された前記処理槽内の処理水を前記熱水として前記熱水回収槽に回収し、
前記粗熱取り工程では、前記低温水回収槽に貯留された前記低温水を前記処理槽に供給して前記粗熱取りを行い、
前記高温水回収工程では、前記粗熱取り後の前記処理槽内の処理水を前記高温水として前記高温水回収槽に回収し、
前記冷水供給工程では、前記冷水回収槽に貯留された前記冷水を前記処理槽に供給し、
前記冷却工程では、前記冷却手段により前記処理槽内の処理水を冷却し、
前記冷水回収工程では、前記冷却手段により冷却された前記処理槽内の処理水を前記冷水として前記冷水回収槽に回収する、処理装置。
制御手段をさらに備え、
前記制御手段は、予熱工程と、低温水回収工程と、熱水供給工程と、加熱工程と、熱水回収工程と、粗熱取り工程と、高温水回収工程と、冷水供給工程と、冷却工程と、冷水回収工程とを順次実行するよう構成され、
前記予熱工程では、前記高温水回収槽に貯留された前記高温水を前記処理槽に供給して前記予熱を行い、
前記低温水回収工程では、前記予熱後の前記処理槽内の処理水を前記低温水として前記低温水回収槽に回収し、
前記熱水供給工程では、前記熱水回収槽に貯留された前記熱水を前記処理槽に供給し、
前記加熱工程では、前記加熱手段により前記処理槽内の処理水を加熱し、
前記熱水回収工程では、前記加熱手段により加熱された前記処理槽内の処理水を前記熱水として前記熱水回収槽に回収し、
前記粗熱取り工程では、前記低温水回収槽に貯留された前記低温水を前記処理槽に供給して前記粗熱取りを行い、
前記高温水回収工程では、前記粗熱取り後の前記処理槽内の処理水を前記高温水として前記高温水回収槽に回収し、
前記冷水供給工程では、前記冷水回収槽に貯留された前記冷水を前記処理槽に供給し、
前記冷却工程では、前記冷却手段により前記処理槽内の処理水を冷却し、
前記冷水回収工程では、前記冷却手段により冷却された前記処理槽内の処理水を前記冷水として前記冷水回収槽に回収する、処理装置。
【請求項4】
請求項１～請求項３の何れかに記載の処理装置であって、
循環手段をさらに備え、
前記循環手段は、循環ポンプ及び循環ラインを備えるとともに、前記循環ポンプにより、前記処理槽内の処理水を循環させるよう構成される、処理装置。
循環手段をさらに備え、
前記循環手段は、循環ポンプ及び循環ラインを備えるとともに、前記循環ポンプにより、前記処理槽内の処理水を循環させるよう構成される、処理装置。
【請求項5】
請求項４に記載の処理装置であって、
前記循環ラインに熱交換器をさらに備え、
前記加熱手段は、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、
前記冷却手段は、前記熱交換器に冷却水を供給し、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。
前記循環ラインに熱交換器をさらに備え、
前記加熱手段は、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、
前記冷却手段は、前記熱交換器に冷却水を供給し、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6】
処理槽内に収容された被処理物を処理する処理方法であって、
予熱工程と、低温水回収工程と、熱水供給工程と、加熱工程と、熱水回収工程と、粗熱取り工程と、高温水回収工程と、冷却工程とを順次実行し、
前記予熱工程では、高温水回収槽に貯留された高温水を前記処理槽に供給して前記被処理物の予熱を行い、
前記低温水回収工程では、前記予熱後の前記処理槽内の処理水を前記高温水よりも低温である低温水として低温水回収槽に回収し、
前記熱水供給工程では、熱水回収槽に貯留された前記高温水よりも高温である熱水を前記処理槽に供給し、
前記加熱工程では、加熱手段により前記処理槽内の処理水を加熱し、
前記熱水回収工程では、前記加熱手段により加熱された前記処理槽内の処理水を前記熱水として前記熱水回収槽に回収し、
前記粗熱取り工程では、前記低温水回収槽に貯留された前記低温水を前記処理槽に供給して前記被処理物の粗熱取りを行い、
前記高温水回収工程では、前記粗熱取り後の前記処理槽内の処理水を前記高温水として前記高温水回収槽に回収し、
前記冷却工程では、冷却手段により前記処理槽内の処理水を冷却する、処理方法。
予熱工程と、低温水回収工程と、熱水供給工程と、加熱工程と、熱水回収工程と、粗熱取り工程と、高温水回収工程と、冷却工程とを順次実行し、
前記予熱工程では、高温水回収槽に貯留された高温水を前記処理槽に供給して前記被処理物の予熱を行い、
前記低温水回収工程では、前記予熱後の前記処理槽内の処理水を前記高温水よりも低温である低温水として低温水回収槽に回収し、
前記熱水供給工程では、熱水回収槽に貯留された前記高温水よりも高温である熱水を前記処理槽に供給し、
前記加熱工程では、加熱手段により前記処理槽内の処理水を加熱し、
前記熱水回収工程では、前記加熱手段により加熱された前記処理槽内の処理水を前記熱水として前記熱水回収槽に回収し、
前記粗熱取り工程では、前記低温水回収槽に貯留された前記低温水を前記処理槽に供給して前記被処理物の粗熱取りを行い、
前記高温水回収工程では、前記粗熱取り後の前記処理槽内の処理水を前記高温水として前記高温水回収槽に回収し、
前記冷却工程では、冷却手段により前記処理槽内の処理水を冷却する、処理方法。
【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、処理水を循環させて、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、加熱手段により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、冷却手段により熱交換器に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、このような処理装置では、処理槽内に供給される加熱された処理水や冷却された処理水をその後排水することになるため、加熱手段が供給する熱量及び給水量が無駄になっていた。
【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、熱量及び給水量を削減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、以下の発明が提供される。
［１］被処理物を処理する処理装置であって、処理槽と、加熱手段と、冷却手段と、熱水回収槽と、高温水回収槽と、低温水回収槽と、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、前記加熱手段は、前記処理槽内の処理水を加熱するよう構成され、前記冷却手段は、前記処理槽内の処理水を冷却するよう構成され、前記熱水回収槽は、前記加熱手段による加熱後の処理水を熱水として前記処理槽から回収するとともに、当該熱水を前記処理槽に供給するよう構成され、前記高温水回収槽は、前記熱水よりも低温である高温水を前記処理槽から回収するとともに、当該高温水を前記処理槽に供給して前記被処理物の予熱を行うよう構成され、前記低温水回収槽は、前記高温水よりも低温である低温水を前記処理槽から回収するとともに、当該低温水を前記処理槽に供給して前記被処理物の粗熱取りを行うよう構成される、処理装置。
［２］［１］に記載の処理装置であって、冷水回収槽をさらに備え、前記冷水回収槽は、前記冷却手段による冷却後の処理水を冷水として前記処理槽から回収するとともに、当該冷水を前記処理槽に供給するよう構成される、処理装置。
［３］［２］に記載の処理装置であって、制御手段をさらに備え、前記制御手段は、予熱工程と、低温水回収工程と、熱水供給工程と、加熱工程と、熱水回収工程と、粗熱取り工程と、高温水回収工程と、冷水供給工程と、冷却工程と、冷水回収工程とを順次実行するよう構成され、前記予熱工程では、前記高温水回収槽に貯留された前記高温水を前記処理槽に供給して前記予熱を行い、前記低温水回収工程では、前記予熱後の前記処理槽内の処理水を前記低温水として前記低温水回収槽に回収し、前記熱水供給工程では、前記熱水回収槽に貯留された前記熱水を前記処理槽に供給し、前記加熱工程では、前記加熱手段により前記処理槽内の処理水を加熱し、前記熱水回収工程では、前記加熱手段により加熱された前記処理槽内の処理水を前記熱水として前記熱水回収槽に回収し、前記粗熱取り工程では、前記低温水回収槽に貯留された前記低温水を前記処理槽に供給して前記粗熱取りを行い、前記高温水回収工程では、前記粗熱取り後の前記処理槽内の処理水を前記高温水として前記高温水回収槽に回収し、前記冷水供給工程では、前記冷水回収槽に貯留された前記冷水を前記処理槽に供給し、前記冷却工程では、前記冷却手段により前記処理槽内の処理水を冷却し、前記冷水回収工程では、前記冷却手段により冷却された前記処理槽内の処理水を前記冷水として前記冷水回収槽に回収する、処理装置。
［４］［１］～［３］の何れかに記載の処理装置であって、循環手段をさらに備え、前記循環手段は、循環ポンプ及び循環ラインを備えるとともに、前記循環ポンプにより、前記処理槽内の処理水を循環させるよう構成される、処理装置。
［５］［４］に記載の処理装置であって、前記循環ラインに熱交換器をさらに備え、前記加熱手段は、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、前記冷却手段は、前記熱交換器に冷却水を供給し、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。
［６］処理槽内に収容された被処理物を処理する処理方法であって、予熱工程と、低温水回収工程と、熱水供給工程と、加熱工程と、熱水回収工程と、粗熱取り工程と、高温水回収工程と、冷却工程とを順次実行し、前記予熱工程では、高温水回収槽に貯留された高温水を前記処理槽に供給して前記被処理物の予熱を行い、前記低温水回収工程では、前記予熱後の前記処理槽内の処理水を前記高温水よりも低温である低温水として低温水回収槽に回収し、前記熱水供給工程では、熱水回収槽に貯留された前記高温水よりも高温である熱水を前記処理槽に供給し、前記加熱工程では、加熱手段により前記処理槽内の処理水を加熱し、前記熱水回収工程では、前記加熱手段により加熱された前記処理槽内の処理水を前記熱水として前記熱水回収槽に回収し、前記粗熱取り工程では、前記低温水回収槽に貯留された前記低温水を前記処理槽に供給して前記被処理物の粗熱取りを行い、前記高温水回収工程では、前記粗熱取り後の前記処理槽内の処理水を前記高温水として前記高温水回収槽に回収し、前記冷却工程では、冷却手段により前記処理槽内の処理水を冷却する、処理方法。
［１］被処理物を処理する処理装置であって、処理槽と、加熱手段と、冷却手段と、熱水回収槽と、高温水回収槽と、低温水回収槽と、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、前記加熱手段は、前記処理槽内の処理水を加熱するよう構成され、前記冷却手段は、前記処理槽内の処理水を冷却するよう構成され、前記熱水回収槽は、前記加熱手段による加熱後の処理水を熱水として前記処理槽から回収するとともに、当該熱水を前記処理槽に供給するよう構成され、前記高温水回収槽は、前記熱水よりも低温である高温水を前記処理槽から回収するとともに、当該高温水を前記処理槽に供給して前記被処理物の予熱を行うよう構成され、前記低温水回収槽は、前記高温水よりも低温である低温水を前記処理槽から回収するとともに、当該低温水を前記処理槽に供給して前記被処理物の粗熱取りを行うよう構成される、処理装置。
［２］［１］に記載の処理装置であって、冷水回収槽をさらに備え、前記冷水回収槽は、前記冷却手段による冷却後の処理水を冷水として前記処理槽から回収するとともに、当該冷水を前記処理槽に供給するよう構成される、処理装置。
［３］［２］に記載の処理装置であって、制御手段をさらに備え、前記制御手段は、予熱工程と、低温水回収工程と、熱水供給工程と、加熱工程と、熱水回収工程と、粗熱取り工程と、高温水回収工程と、冷水供給工程と、冷却工程と、冷水回収工程とを順次実行するよう構成され、前記予熱工程では、前記高温水回収槽に貯留された前記高温水を前記処理槽に供給して前記予熱を行い、前記低温水回収工程では、前記予熱後の前記処理槽内の処理水を前記低温水として前記低温水回収槽に回収し、前記熱水供給工程では、前記熱水回収槽に貯留された前記熱水を前記処理槽に供給し、前記加熱工程では、前記加熱手段により前記処理槽内の処理水を加熱し、前記熱水回収工程では、前記加熱手段により加熱された前記処理槽内の処理水を前記熱水として前記熱水回収槽に回収し、前記粗熱取り工程では、前記低温水回収槽に貯留された前記低温水を前記処理槽に供給して前記粗熱取りを行い、前記高温水回収工程では、前記粗熱取り後の前記処理槽内の処理水を前記高温水として前記高温水回収槽に回収し、前記冷水供給工程では、前記冷水回収槽に貯留された前記冷水を前記処理槽に供給し、前記冷却工程では、前記冷却手段により前記処理槽内の処理水を冷却し、前記冷水回収工程では、前記冷却手段により冷却された前記処理槽内の処理水を前記冷水として前記冷水回収槽に回収する、処理装置。
［４］［１］～［３］の何れかに記載の処理装置であって、循環手段をさらに備え、前記循環手段は、循環ポンプ及び循環ラインを備えるとともに、前記循環ポンプにより、前記処理槽内の処理水を循環させるよう構成される、処理装置。
［５］［４］に記載の処理装置であって、前記循環ラインに熱交換器をさらに備え、前記加熱手段は、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、前記冷却手段は、前記熱交換器に冷却水を供給し、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。
［６］処理槽内に収容された被処理物を処理する処理方法であって、予熱工程と、低温水回収工程と、熱水供給工程と、加熱工程と、熱水回収工程と、粗熱取り工程と、高温水回収工程と、冷却工程とを順次実行し、前記予熱工程では、高温水回収槽に貯留された高温水を前記処理槽に供給して前記被処理物の予熱を行い、前記低温水回収工程では、前記予熱後の前記処理槽内の処理水を前記高温水よりも低温である低温水として低温水回収槽に回収し、前記熱水供給工程では、熱水回収槽に貯留された前記高温水よりも高温である熱水を前記処理槽に供給し、前記加熱工程では、加熱手段により前記処理槽内の処理水を加熱し、前記熱水回収工程では、前記加熱手段により加熱された前記処理槽内の処理水を前記熱水として前記熱水回収槽に回収し、前記粗熱取り工程では、前記低温水回収槽に貯留された前記低温水を前記処理槽に供給して前記被処理物の粗熱取りを行い、前記高温水回収工程では、前記粗熱取り後の前記処理槽内の処理水を前記高温水として前記高温水回収槽に回収し、前記冷却工程では、冷却手段により前記処理槽内の処理水を冷却する、処理方法。
【0007】
本発明によれば、熱水回収槽、高温水回収槽及び低温水回収槽がそれぞれ熱水、高温水、低温水を回収し、高温水による被処理物の予熱と低温水による被処理物の粗熱取りを行うことが可能となっている。これにより、これまで排水していた熱水、高温水及び低温水を再利用することができ、熱量及び給水量を削減することが可能となっている。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の一実施形態に係る殺菌装置１００を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
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。
【0010】
１．殺菌装置１００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１００を示す概略図である。本実施形態の殺菌装置１００は、被処理物Ｘ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Ｘ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。
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１００を示す概略図である。本実施形態の殺菌装置１００は、被処理物Ｘ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Ｘ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。
【0011】
本実施形態の殺菌装置１００は、図１に示すように、処理槽１と、循環手段２と、加熱手段及び冷却手段としての熱交換器３と、熱水回収槽５と、高温水回収槽６と、低温水回収槽７と、冷水回収槽８と、制御手段９とを備える。また、これらの構成を接続する管路として、殺菌装置１００は、循環ラインＬ１と、熱水回収ラインＬ２と、熱水供給ラインＬ３と、高温水回収ラインＬ４と、高温水供給ラインＬ５と、低温水回収ラインＬ６と、低温水供給ラインＬ７と、冷水回収ラインＬ８と、冷水供給ラインＬ９とを備える。以下、各構成を具体的に説明する。
【0012】
処理槽１は、被処理物Ｘを収容する中空容器（圧力容器）である。処理槽１は、その形状を特に問わないが、図示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。したがって、扉を開けることで、処理槽１に対し被処理物Ｘを出し入れすることができ、扉を閉じることで、処理槽１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Ｘは、処理槽１内において台車上に複数段に亘って収容されたトレー１０に載置され、処理槽１内の底面よりも上方において加熱殺菌処理及びその後の冷却処理がなされる。
【0013】
処理槽１には、処理槽１内の温度を検出する温度センサ（図示省略）が設けられるとともに、処理槽１内の水位を検出する水位検出器（図示せず）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、例えば電極式水位検出器とされる。
【0014】
また、処理槽１には、排水手段１１と、加圧手段１２と、排気手段１３とが接続されている。排水手段１１は、排水路１１ａを介して処理槽１内から水を排出する。排水路１１ａは、処理槽１の底部に接続され、排水弁１１ｂ及び逆止弁１１ｃが設けられている。排水弁１１ｂを開くことで、処理槽１内の水を外部へ排出することができる。
【0015】
加圧手段１２は、加圧路１２ａを介して処理槽１内へ加圧空気（圧縮空気）を供給する。加圧路１２ａに設けた加圧弁１２ｂを開くことで、加圧空気源からの加圧空気を処理槽１内に供給して、大気圧を超える圧力に処理槽１内を加圧することができる。
【0016】
排気手段１３は、大気圧を超える圧力下の処理槽１内から排気路１３ａを介して気体を排出する。排気路１３ａは、処理槽１の上部に接続され、処理槽１の側から順に、排気弁１３ｂと逆止弁１３ｃとが設けられている。処理槽１内が大気圧を超える圧力にある状態で排気弁１３ｂを開くと、処理槽１内の気体は排気路１３ａを介して外部へ排出され、処理槽１内の圧力を下げることができる。
【0017】
循環手段２は、循環ラインＬ１及び循環ポンプＰ１を備え、循環ポンプＰ１により処理槽１内の処理水を循環させるよう構成される。ここで、循環ラインＬ１は、一端部が処理槽１の底部に接続され、循環ポンプＰ１と熱交換器３とを順に介して、他端部が処理槽１内の噴出ノズル２０に接続されている。噴出ノズル２０は、循環ラインＬ１からの処理水を被処理物Ｘへ向けて噴射する。図示例では、噴出ノズル２０は、被処理物Ｘの側方及び上方から処理水を噴出するようになっている。ただし、噴出ノズル２０を被処理物Ｘの側方のみに設ける構成や、上方のみに設ける構成（シャワー式）とすることも可能である。また、噴出ノズル２０の形状及び数は任意であるが、処理槽１に収容された被処理物Ｘ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。また、循環ラインＬ１には、循環ポンプＰ１と熱交換器３の間に、循環弁Ｖ１も設けられている。
【0018】
熱交換器３は、循環ラインＬ１に設けられており、循環ラインＬ１により処理槽１と接続される。熱交換器３は、循環ラインＬ１を介して処理槽１との間を循環する水（以下、処理水と呼ぶ）を加熱及び冷却するよう構成される。具体的には、本実施形態の熱交換器３には、給蒸手段３０及び冷却水供給手段４０が接続されており、熱交換器３は、給蒸手段３０から供給される蒸気により処理水を加熱し、冷却水供給手段４０から供給される冷却水により処理水を冷却する。なお、以下の説明において、給蒸手段３０から供給される蒸気及び冷却水供給手段４０から供給される冷却水が流通する側を熱交換器３の一次側、循環ラインＬ１と接続されて処理水が流通する側を熱交換器３の二次側と呼ぶ。
【0019】
給蒸手段３０は、熱交換器３の一次側に蒸気を供給して、循環ラインＬ１を流通する処理水を加熱する。給蒸手段３０は、ボイラからの蒸気を熱交換器３へ供給する給蒸路３１を備え、この給蒸路３１には給蒸弁３２が設けられている。給蒸弁３２の開度を調整することで、循環ラインＬ１を循環する処理水の温度、したがって処理槽１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１の温度センサ（図示せず）の検出温度に基づき、給蒸弁３２の開度が調整される。
【0020】
また、給蒸手段３０は、熱交換器３の下流側にドレン排出路３３を備えており、熱交換器３へ供給された蒸気の凝縮水をドレン排出路３３を介して外部へ排出するようになっている。なお、ドレン排出路３３には、ドレン排出弁３４、スチームトラップ３５及び逆止弁３６が順に設けられており、熱交換器３への蒸気供給時、ドレン排出弁３４を開くことで、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。
【0021】
冷却水供給手段４０は、熱交換器３の一次側に冷却水を供給して、循環ラインＬ１を流通する処理水を冷却する。本実施形態の冷却水供給手段４０は、具体的には、クーリングタワー４１と、冷却水送水ポンプ４２と、冷却水送り路４３と、冷却水戻し路４４とを備える。クーリングタワー４１にて冷却された水は、冷却水として、冷却水送水ポンプ４２により冷却水送り路４３を介して熱交換器３へ供給され、熱交換器３を通過後の水は冷却水戻し路４４を介してクーリングタワー４１へ戻される。冷却水により間接的に循環ラインＬ１を循環する処理水を冷却することで、処理槽１内の温度を低下させ、被処理物Ｘを冷却することができる。
【0022】
また、冷却水送り路４３には冷却水送り弁４５が設けられる一方、冷却水戻し路４４には冷却水戻し弁４６が設けられている。そして、冷却水送り弁４５及び冷却水戻し弁４６を開いた状態で冷却水送水ポンプ４２を駆動させると、クーリングタワー４１と熱交換器３の一次側との間で冷却水を循環させることができる。一方、冷却水送り弁４５及び冷却水戻し弁４６を閉じれば、熱交換器３への冷水の通水を停止することができる。
【0023】
なお、本実施形態において、冷却水送り路４３は、給蒸弁３２と熱交換器３の間の位置において給蒸路３１と接続され、冷却水送り弁４５よりも下流側において給蒸路３１と管路の一部を共有している。また、冷却水戻し路４４は、熱交換器３とドレン排出弁３４の間の位置においてドレン排出路３３と接続され、冷却水戻し弁４６よりも上流側においてドレン排出路３３と管路の一部を共有している。
【0024】
なお、給蒸手段３０及び冷却水供給手段４０は、本実施形態における殺菌装置１００の構成要素として含んでいてもよく、殺菌装置１００の外部構成として、設置段階で殺菌装置１００と接続するようにしても良い。
【0025】
熱水回収槽５は、熱交換器３による加熱後の処理水を熱水として処理槽１から回収して貯留するとともに、貯留していた熱水を処理槽１に供給するよう構成される。熱水回収槽５は、具体的には、処理水を貯留可能な中空容器であり、後述する加熱工程Ｓ４において用いられる処理水を貯留可能な容量とされる。また、熱水回収槽５は、加熱工程Ｓ４において用いられた熱水（例えば、１００℃以上に加熱された高温高圧の熱水）を貯留するため、圧力容器とされる。ただし、加熱工程Ｓ４において用いる処理水（熱水）が１００℃以下の場合は、圧力容器（密閉容器）でなくても良い。なお、図示しないが、熱水回収槽５には、槽内部に給気する給気手段と、槽内部の圧力を逃がす排気手段とを設けることが好ましい。
【0026】
熱水回収槽５には、処理槽１から熱水を回収するため、熱水回収ラインＬ２が接続され、また、処理槽１に熱水を供給するため、熱水供給ラインＬ３が接続される。熱水回収ラインＬ２には、熱水回収弁５０が設けられ、熱水供給ラインＬ３には、熱水供給弁５１が設けられる。なお、本実施形態において、熱水回収ラインＬ２は、循環ポンプＰ１と循環弁Ｖ１との間の位置において循環ラインＬ１と接続され、熱水回収弁５０よりも上流側において循環ラインＬ１と管路の一部を共有している。そして、循環ポンプＰ１の駆動により、処理槽１内の処理水（熱水）を熱水回収槽５に回収することが可能となっている。また、熱水供給ラインＬ３は、高温高圧の熱水を流通させるため、後述する高温水供給ラインＬ５、低温水供給ラインＬ７及び冷水供給ラインＬ９とは別の管路となっている。
【0027】
高温水回収槽６は、熱水よりも低温である高温水を処理槽１から回収して貯留するとともに、貯留していた高温水を処理槽１に供給して被処理物Ｘの予熱を行うよう構成される。高温水回収槽６は、具体的には、処理水を貯留可能な中空容器であり、後述する予熱工程Ｓ１において用いられる処理水を貯留可能な容量とされる。高温水回収槽６は、密閉容器でなくても良いが、高温水を貯留するため断熱性の高い容器とすることが好ましい。
【0028】
高温水回収槽６には、処理槽１から高温水を回収するため、高温水回収ラインＬ４が接続され、また、処理槽１に高温水を供給するため、高温水供給ラインＬ５が接続される。高温水回収ラインＬ４には、高温水回収弁６０が設けられ、高温水供給ラインＬ５には、高温水供給弁６１が設けられる。
【0029】
低温水回収槽７は、高温水よりも低温（ただし、常温よりは高温）である低温水を処理槽１から回収して貯留するとともに、貯留していた低温水を処理槽１に供給して被処理物Ｘの粗熱取りを行うよう構成される。低温水回収槽７は、処理水を貯留可能な中空容器であり、後述する粗熱取り工程Ｓ６において用いられる処理水の水量を貯留可能な容量とされる。低温水回収槽７は密閉容器でなくても良いが、常温よりは高温である低温水を貯留するため、断熱性の高い容器とすることが好ましい。なお、予熱工程Ｓ１と粗熱取り工程Ｓ６において用いられる処理水の水量は同一であり、高温水回収槽６と低温水回収槽７には、同一構成の容器を用いることができる。
【0030】
低温水回収槽７には、処理槽１から低温水を回収するため、低温水回収ラインＬ６が接続され、また、処理槽１に低温水を供給するため、低温水供給ラインＬ７が接続される。低温水回収ラインＬ６には、低温水回収弁７０が設けられ、低温水供給ラインＬ７には、低温水供給弁７１が設けられる。
【0031】
冷水回収槽８は、熱交換器３による冷却後の処理水を冷水として処理槽１から回収して貯留するとともに、貯留していた冷水を処理槽１に供給するよう構成される。冷水回収槽８は、具体的には、処理水を貯留可能な中空容器であり、後述する冷却工程Ｓ９において用いられる処理水の水量を貯留可能な容量とされる。なお、冷水回収槽８に貯留する冷水は、冷却水供給手段４０にクーリングタワー４１を用いる場合はほぼ常温であるため、密閉容器でなくても良く、断熱性の高い容器である必要もない。また、冷水回収槽８に貯留可能な容量は、熱水回収槽５、高温水回収槽６及び低温水回収槽７に貯留可能な容量と同一でなくても良い。
【0032】
冷水回収槽８には、処理槽１から冷水を回収するため、冷水回収ラインＬ８が接続され、また、処理槽１に冷水を供給するため、冷水供給ラインＬ９が接続される。冷水回収ラインＬ８には、冷水回収弁８０が設けられ、冷水供給ラインＬ９には、冷水供給弁８１が設けられる。加えて、冷水回収槽８には、新水供給ライン８２が接続されており、冷水回収槽８に水道水を供給可能となっている。なお、新水供給ライン８２には、新水供給弁８３が設けられている。
【0033】
なお、本実施形態において、高温水回収ラインＬ４、低温水回収ラインＬ６及び冷水回収ラインＬ８は、それぞれ循環ポンプＰ１と循環弁Ｖ１との間の位置において循環ラインＬ１と接続され、熱水回収弁５０よりも上流側において循環ラインＬ１と管路の一部を共有している。そして、循環ポンプＰ１の駆動により、処理槽１内の処理水を高温水回収槽６、低温水回収槽７及び冷水回収槽８にそれぞれ回収することが可能となっている。加えて、高温水供給ラインＬ５の高温水供給弁６１よりも下流側、低温水供給ラインＬ７の低温水供給弁７１よりも下流側、及び冷水供給ラインＬ９の冷水供給弁８１よりも下流側は管路を共有しており、共通の管路である共通給水ラインＬ１０となっている。そして、共通給水ラインＬ１０には、高温水回収槽６、低温水回収槽７及び冷水回収槽８に貯留された高温水、低温水及び冷水を処理槽１に給水するための給水ポンプＰ２が設けられている。また、共通給水ラインＬ１０には、給水ポンプＰ２と処理槽１の間に、給水弁Ｖ２も設けられている。
【0034】
また、図示はしないが、熱水回収槽５、高温水回収槽６、低温水回収槽７、冷水回収槽８には、それぞれ処理水の温度を検知する温度センサを設けることが好ましい。
【0035】
制御手段９は、温度センサや水位検出器（図示せず）の検出信号や経過時間などに基づき、上述した各構成を制御する。制御手段９は、具体的には、排水弁１１ｂ、加圧弁１２ｂ、排気弁１３ｂ、熱水回収弁５０、熱水供給弁５１、高温水回収弁６０、高温水供給弁６１、低温水回収弁７０、低温水供給弁７１、冷水回収弁８０、冷水供給弁８１、新水供給弁８３、循環弁Ｖ１、給水弁Ｖ２、循環ポンプＰ１及び給水ポンプＰ２等を制御する。また、本実施形態の制御手段９は、給蒸手段３０（給蒸弁３２、ドレン排出弁３４）及び冷却水供給手段４０（クーリングタワー４１、冷却水送水ポンプ４２、冷却水送り弁４５及び冷却水戻し弁４６）の制御も行う。加えて、制御手段９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９は、後述するように、所定の手順（プログラム）に従い、処理槽１内の被処理物Ｘの加熱殺菌やその後の冷却を行う。
【0036】
なお、上記構成の制御手段９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９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９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。
【0037】
２．殺菌装置１００の動作
制御手段９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１内の被処理物Ｘの加熱殺菌やその後の冷却を行う。具体的には、制御手段９は、図２に示すように、処理槽１内に被処理物Ｘを収容した状態で、予熱工程Ｓ１と、低温水回収工程Ｓ２と、熱水供給工程Ｓ３と、加熱工程Ｓ４と、熱水回収工程Ｓ５と、粗熱取り工程Ｓ６と、高温水回収工程Ｓ７と、冷水供給工程Ｓ８と、冷却工程Ｓ９と、冷水回収工程Ｓ１０とを順次実行する。ここで、本実施形態において、予熱工程Ｓ１は、高温水供給工程Ｓ１ａと高温水循環工程Ｓ１ｂを備え、粗熱取り工程Ｓ６は、低温水供給工程Ｓ６ａと低温水循環工程Ｓ６ｂを備える。以下、図４～図１５の処理水の流路を示す説明図も参照しつつ、各工程をより詳細に説明する。
制御手段９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１内の被処理物Ｘの加熱殺菌やその後の冷却を行う。具体的には、制御手段９は、図２に示すように、処理槽１内に被処理物Ｘを収容した状態で、予熱工程Ｓ１と、低温水回収工程Ｓ２と、熱水供給工程Ｓ３と、加熱工程Ｓ４と、熱水回収工程Ｓ５と、粗熱取り工程Ｓ６と、高温水回収工程Ｓ７と、冷水供給工程Ｓ８と、冷却工程Ｓ９と、冷水回収工程Ｓ１０とを順次実行する。ここで、本実施形態において、予熱工程Ｓ１は、高温水供給工程Ｓ１ａと高温水循環工程Ｓ１ｂを備え、粗熱取り工程Ｓ６は、低温水供給工程Ｓ６ａと低温水循環工程Ｓ６ｂを備える。以下、図４～図１５の処理水の流路を示す説明図も参照しつつ、各工程をより詳細に説明する。
【0038】
なお、本実施形態の殺菌装置１００は、運転開始前の待機中、図３に示すように、熱水回収槽５、高温水回収槽６及び冷水回収槽８に前ロットにおける熱水回収工程Ｓ５、高温水回収工程Ｓ７及び冷水回収工程Ｓ１０において回収された熱水、高温水及び冷水がそれぞれ貯留された状態となっている。ただし、初回運転の際（初回ロット時）においては、前ロットが存在しないため、高温水回収槽６に高温水は貯留されていない（熱水回収槽５には蒸気により加熱された熱水が別途貯留され、冷水回収槽８には冷水として水道水が供給される）。そこで、初回運転の際には、低温水回収槽７に別途低温水を供給した状態で運転を開始し、予熱工程Ｓ１、低温水回収工程Ｓ２を省略してその後の工程のみを実行するようになっている。なお、初回運転において各回収槽に予め水を貯留させるかどうかは、上記の例にかかわらず、それぞれ設備内において所定温度の水を容易に準備できるかどうか等により適宜決定することができる。
【0039】
また、運転開始前の待機中は、排水弁１１ｂ、加圧弁１２ｂ、排気弁１３ｂ、熱水回収弁５０、熱水供給弁５１、高温水回収弁６０、高温水供給弁６１、低温水回収弁７０、低温水供給弁７１、冷水回収弁８０、冷水供給弁８１、新水供給弁８３、循環弁Ｖ１、給水弁Ｖ２の各弁は閉止状態とされ、循環ポンプＰ１及び給水ポンプＰ２は停止している。また、給蒸手段３０の給蒸弁３２及びドレン排出弁３４、冷却水供給手段４０の冷却水送り弁４５及び冷却水戻し弁４６も閉止状態とされ、クーリングタワー４１及び冷却水送水ポンプ４２も停止している。
【0040】
＜予熱工程Ｓ１＞
殺菌装置１００が運転を開始すると、まず、予熱工程Ｓ１において、制御手段９は、高温水供給工程Ｓ１ａと高温水循環工程Ｓ１ｂとを順次実行することで、高温水回収槽６に貯留された高温水を処理槽１に供給して予熱を行う。具体的には、まず、高温水供給工程Ｓ１ａにおいて、制御手段９は、高温水供給弁６１及び給水弁Ｖ２を開くとともに給水ポンプＰ２を駆動させる。これにより、図４に示すように、高温水回収槽６に貯留された高温水が、処理水として高温水供給ラインＬ５（共通給水ラインＬ１０）を介して処理槽１に供給される。そして、高温水回収槽６内の高温水が全て処理槽１に供給されると、制御手段９は、高温水供給弁６１及び給水弁Ｖ２を閉じるとともに給水ポンプＰ２を停止させ、高温水供給工程Ｓ１ａを終了する。
殺菌装置１００が運転を開始すると、まず、予熱工程Ｓ１において、制御手段９は、高温水供給工程Ｓ１ａと高温水循環工程Ｓ１ｂとを順次実行することで、高温水回収槽６に貯留された高温水を処理槽１に供給して予熱を行う。具体的には、まず、高温水供給工程Ｓ１ａにおいて、制御手段９は、高温水供給弁６１及び給水弁Ｖ２を開くとともに給水ポンプＰ２を駆動させる。これにより、図４に示すように、高温水回収槽６に貯留された高温水が、処理水として高温水供給ラインＬ５（共通給水ラインＬ１０）を介して処理槽１に供給される。そして、高温水回収槽６内の高温水が全て処理槽１に供給されると、制御手段９は、高温水供給弁６１及び給水弁Ｖ２を閉じるとともに給水ポンプＰ２を停止させ、高温水供給工程Ｓ１ａを終了する。
【0041】
次に、制御手段９は、高温水循環工程Ｓ１ｂにおいて、循環弁Ｖ１を開くとともに循環ポンプＰ１を駆動させる。これにより、図５に示すように、処理水は循環ラインＬ１を循環し、噴出ノズル２０から被処理物Ｘに向かって噴出され、処理水と被処理物Ｘの間の熱交換が促進される。そして、制御手段９は、高温水循環工程Ｓ１ｂを所定時間実行して被処理物Ｘの予熱を行った後、循環弁Ｖ１を閉じるとともに循環ポンプＰ１を停止させ、高温水循環工程Ｓ１ｂ（予熱工程Ｓ１）を終了する。
【0042】
＜低温水回収工程Ｓ２＞
次に、制御手段９は、低温水回収工程Ｓ２において、処理槽１内の処理水を低温水として低温水回収槽７に回収する。具体的には、低温水回収工程Ｓ２において、制御手段９は、低温水回収弁７０を開くとともに循環ポンプＰ１を駆動させる。これにより、図６に示すように、処理水は低温水回収ラインＬ６を介して低温水回収槽７に回収される。そして、制御手段９は、処理槽１内の処理水が回収されると、低温水回収弁７０を閉じるとともに循環ポンプＰ１を停止させ、低温水回収工程Ｓ２を終了する。
次に、制御手段９は、低温水回収工程Ｓ２において、処理槽１内の処理水を低温水として低温水回収槽７に回収する。具体的には、低温水回収工程Ｓ２において、制御手段９は、低温水回収弁７０を開くとともに循環ポンプＰ１を駆動させる。これにより、図６に示すように、処理水は低温水回収ラインＬ６を介して低温水回収槽７に回収される。そして、制御手段９は、処理槽１内の処理水が回収されると、低温水回収弁７０を閉じるとともに循環ポンプＰ１を停止させ、低温水回収工程Ｓ２を終了する。
【0043】
＜熱水供給工程Ｓ３＞
次に、制御手段９は、熱水供給工程Ｓ３において、熱水回収槽５に貯留された熱水を処理槽１に供給する。具体的には、熱水供給工程Ｓ３において、制御手段９は、熱水供給弁５１を開く。これにより、図７に示すように、熱水回収槽５に貯留された熱水が、処理水として熱水供給ラインＬ３を介して処理槽１に供給される。ここで、熱水供給ラインＬ３にはポンプが設けられていないが、処理槽１に対して熱水回収槽５の圧力が高いため、圧力差により熱水の供給が可能である。ただし、熱水供給ラインＬ３にポンプを設けることも可能である。熱水回収槽５内の熱水が全て処理槽１に供給されると、制御手段９は、熱水供給弁５１を閉じ、熱水供給工程Ｓ３を終了する。
次に、制御手段９は、熱水供給工程Ｓ３において、熱水回収槽５に貯留された熱水を処理槽１に供給する。具体的には、熱水供給工程Ｓ３において、制御手段９は、熱水供給弁５１を開く。これにより、図７に示すように、熱水回収槽５に貯留された熱水が、処理水として熱水供給ラインＬ３を介して処理槽１に供給される。ここで、熱水供給ラインＬ３にはポンプが設けられていないが、処理槽１に対して熱水回収槽５の圧力が高いため、圧力差により熱水の供給が可能である。ただし、熱水供給ラインＬ３にポンプを設けることも可能である。熱水回収槽５内の熱水が全て処理槽１に供給されると、制御手段９は、熱水供給弁５１を閉じ、熱水供給工程Ｓ３を終了する。
【0044】
＜加熱工程Ｓ４＞
次に、制御手段９は、加熱工程Ｓ４において、熱交換器３により処理槽１内の処理水を加熱する。具体的には、加熱工程Ｓ４において、制御手段９は、給蒸手段３０の給蒸弁３２及びドレン排出弁３４を開く。これにより、図８に示すように、加熱蒸気が熱交換器３の一次側に供給される。また、制御手段９は、循環弁Ｖ１を開くとともに循環ポンプＰ１を駆動させる。これにより、処理水は循環ラインＬ１を循環するとともに、熱交換器３の二次側を流通し、加熱蒸気との熱交換により加熱される。そして、加熱された処理水は、噴出ノズル２０から被処理物Ｘに向かって噴出され、被処理物Ｘを加熱して殺菌する。この際、制御手段９は、給蒸弁３２の開度を調整することで、処理槽１の温度センサ（図示せず）の検出温度を所定の殺菌温度以上に維持する。また、制御手段９は、加圧手段１２の加圧弁１２ｂ及び排気手段１３の排気弁１３ｂを制御して、処理槽１内を、大気圧を超える設定圧力に維持する。なお、熱交換器３において処理水に熱を供給した加熱蒸気は、凝縮水となり、ドレン排出路３３を通って外部に排出される。そして、制御手段９は、加熱工程Ｓ４を所定時間実行した後、循環弁Ｖ１を閉じるとともに循環ポンプＰ１を停止させ、給蒸弁３２及びドレン排出弁３４を閉じることで、加熱工程Ｓ４を終了する。
次に、制御手段９は、加熱工程Ｓ４において、熱交換器３により処理槽１内の処理水を加熱する。具体的には、加熱工程Ｓ４において、制御手段９は、給蒸手段３０の給蒸弁３２及びドレン排出弁３４を開く。これにより、図８に示すように、加熱蒸気が熱交換器３の一次側に供給される。また、制御手段９は、循環弁Ｖ１を開くとともに循環ポンプＰ１を駆動させる。これにより、処理水は循環ラインＬ１を循環するとともに、熱交換器３の二次側を流通し、加熱蒸気との熱交換により加熱される。そして、加熱された処理水は、噴出ノズル２０から被処理物Ｘに向かって噴出され、被処理物Ｘを加熱して殺菌する。この際、制御手段９は、給蒸弁３２の開度を調整することで、処理槽１の温度センサ（図示せず）の検出温度を所定の殺菌温度以上に維持する。また、制御手段９は、加圧手段１２の加圧弁１２ｂ及び排気手段１３の排気弁１３ｂを制御して、処理槽１内を、大気圧を超える設定圧力に維持する。なお、熱交換器３において処理水に熱を供給した加熱蒸気は、凝縮水となり、ドレン排出路３３を通って外部に排出される。そして、制御手段９は、加熱工程Ｓ４を所定時間実行した後、循環弁Ｖ１を閉じるとともに循環ポンプＰ１を停止させ、給蒸弁３２及びドレン排出弁３４を閉じることで、加熱工程Ｓ４を終了する。
【0045】
＜熱水回収工程Ｓ５＞
次に、制御手段９は、熱水回収工程Ｓ５において、熱交換器３により加熱された処理槽１内の処理水を熱水として熱水回収槽５に回収する。具体的には、熱水回収工程Ｓ５において、制御手段９は、熱水回収弁５０を開くとともに循環ポンプＰ１を駆動させる。これにより、図９に示すように、処理水は熱水回収ラインＬ２を介して熱水回収槽５に回収される。そして、制御手段９は、処理槽１内の処理水が回収されると、熱水回収弁５０を閉じるとともに循環ポンプＰ１を停止させ、熱水回収工程Ｓ５を終了する。
次に、制御手段９は、熱水回収工程Ｓ５において、熱交換器３により加熱された処理槽１内の処理水を熱水として熱水回収槽５に回収する。具体的には、熱水回収工程Ｓ５において、制御手段９は、熱水回収弁５０を開くとともに循環ポンプＰ１を駆動させる。これにより、図９に示すように、処理水は熱水回収ラインＬ２を介して熱水回収槽５に回収される。そして、制御手段９は、処理槽１内の処理水が回収されると、熱水回収弁５０を閉じるとともに循環ポンプＰ１を停止させ、熱水回収工程Ｓ５を終了する。
【0046】
＜粗熱取り工程Ｓ６＞
次に、制御手段９は、粗熱取り工程Ｓ６において、低温水供給工程Ｓ６ａと低温水循環工程Ｓ６ｂとを順次実行することで、低温水回収槽７に貯留された低温水を処理槽１に供給して粗熱取りを行う。具体的には、まず、低温水供給工程Ｓ６ａにおいて、制御手段９は、低温水供給弁７１及び給水弁Ｖ２を開くとともに給水ポンプＰ２を駆動させる。これにより、図１０に示すように、低温水回収槽７に貯留された低温水が、処理水として低温水供給ラインＬ７（共通給水ラインＬ１０）を介して処理槽１に供給される。そして、低温水回収槽７内の低温水が全て処理槽１に供給されると、制御手段９は、低温水供給弁７１及び給水弁Ｖ２を閉じるとともに給水ポンプＰ２を停止させ、低温水供給工程Ｓ６ａを終了する。
次に、制御手段９は、粗熱取り工程Ｓ６において、低温水供給工程Ｓ６ａと低温水循環工程Ｓ６ｂとを順次実行することで、低温水回収槽７に貯留された低温水を処理槽１に供給して粗熱取りを行う。具体的には、まず、低温水供給工程Ｓ６ａにおいて、制御手段９は、低温水供給弁７１及び給水弁Ｖ２を開くとともに給水ポンプＰ２を駆動させる。これにより、図１０に示すように、低温水回収槽７に貯留された低温水が、処理水として低温水供給ラインＬ７（共通給水ラインＬ１０）を介して処理槽１に供給される。そして、低温水回収槽７内の低温水が全て処理槽１に供給されると、制御手段９は、低温水供給弁７１及び給水弁Ｖ２を閉じるとともに給水ポンプＰ２を停止させ、低温水供給工程Ｓ６ａを終了する。
【0047】
次に、制御手段９は、低温水循環工程Ｓ６ｂにおいて、循環弁Ｖ１を開くとともに循環ポンプＰ１を駆動させる。これにより、図１１に示すように、処理水は循環ラインＬ１を循環し、噴出ノズル２０から被処理物Ｘに向かって噴出され、処理水と被処理物Ｘの間の熱交換が促進される。そして、制御手段９は、低温水循環工程Ｓ６ｂを所定時間実行して被処理物Ｘの粗熱取りを行った後、循環弁Ｖ１を閉じるとともに循環ポンプＰ１を停止させ、低温水循環工程Ｓ６ｂ（粗熱取り工程Ｓ６）を終了する。
【0048】
＜高温水回収工程Ｓ７＞
次に、制御手段９は、高温水回収工程Ｓ７において、処理槽１内の処理水を高温水として高温水回収槽６に回収する。具体的には、高温水回収工程Ｓ７において、制御手段９は、高温水回収弁６０を開くとともに循環ポンプＰ１を駆動させる。これにより、図１２に示すように、処理水は高温水回収ラインＬ４を介して高温水回収槽６に回収される。そして、制御手段９は、処理槽１内の処理水が回収されると、高温水回収弁６０を閉じるとともに循環ポンプＰ１を停止させ、高温水回収工程Ｓ７を終了する。
次に、制御手段９は、高温水回収工程Ｓ７において、処理槽１内の処理水を高温水として高温水回収槽６に回収する。具体的には、高温水回収工程Ｓ７において、制御手段９は、高温水回収弁６０を開くとともに循環ポンプＰ１を駆動させる。これにより、図１２に示すように、処理水は高温水回収ラインＬ４を介して高温水回収槽６に回収される。そして、制御手段９は、処理槽１内の処理水が回収されると、高温水回収弁６０を閉じるとともに循環ポンプＰ１を停止させ、高温水回収工程Ｓ７を終了する。
【0049】
＜冷水供給工程Ｓ８＞
次に、制御手段９は、冷水供給工程Ｓ８において、冷水回収槽８に貯留された冷水を処理槽１に供給する。具体的には、冷水供給工程Ｓ８において、制御手段９は、冷水供給弁８１及び給水弁Ｖ２を開くとともに給水ポンプＰ２を駆動させる。これにより、図１３に示すように、冷水回収槽８に貯留された冷水が、処理水として冷水供給ラインＬ９（共通給水ラインＬ１０）を介して処理槽１に供給される。冷水回収槽８内の冷水が全て処理槽１に供給されると、制御手段９は、冷水供給弁８１及び給水弁Ｖ２を閉じるとともに、給水ポンプＰ２を停止させ、冷水供給工程Ｓ８を終了する。
次に、制御手段９は、冷水供給工程Ｓ８において、冷水回収槽８に貯留された冷水を処理槽１に供給する。具体的には、冷水供給工程Ｓ８において、制御手段９は、冷水供給弁８１及び給水弁Ｖ２を開くとともに給水ポンプＰ２を駆動させる。これにより、図１３に示すように、冷水回収槽８に貯留された冷水が、処理水として冷水供給ラインＬ９（共通給水ラインＬ１０）を介して処理槽１に供給される。冷水回収槽８内の冷水が全て処理槽１に供給されると、制御手段９は、冷水供給弁８１及び給水弁Ｖ２を閉じるとともに、給水ポンプＰ２を停止させ、冷水供給工程Ｓ８を終了する。
【0050】
＜冷却工程Ｓ９＞
次に、制御手段９は、冷却工程Ｓ９において、熱交換器３により処理槽１内の処理水を冷却する。具体的には、冷却工程Ｓ９において、制御手段９は、冷却水供給手段４０の冷却水送り弁４５及び冷却水戻し弁４６を開き、クーリングタワー４１及び冷却水送水ポンプ４２を駆動する。これにより、図１４に示すように、冷却水が熱交換器３の一次側に供給される。また、制御手段９は、循環弁Ｖ１を開くとともに循環ポンプＰ１を駆動させる。これにより、処理水は循環ラインＬ１を循環するとともに、熱交換器３の二次側を流通し、冷却水との熱交換により冷却される。そして、冷却された処理水は、噴出ノズル２０から被処理物Ｘに向かって噴出され、被処理物Ｘを冷却する。なお、熱交換器３において処理水から熱を奪った冷却水は、冷却水戻し路４４を介してクーリングタワー４１へ戻される。そして、制御手段９は、冷却工程Ｓ９を所定時間実行した後、循環弁Ｖ１を閉じるとともに循環ポンプＰ１を停止させ、冷却水送り弁４５及び冷却水戻し弁４６を閉じ、クーリングタワー４１及び冷却水送水ポンプ４２を停止することで、冷却工程Ｓ９を終了する。
次に、制御手段９は、冷却工程Ｓ９において、熱交換器３により処理槽１内の処理水を冷却する。具体的には、冷却工程Ｓ９において、制御手段９は、冷却水供給手段４０の冷却水送り弁４５及び冷却水戻し弁４６を開き、クーリングタワー４１及び冷却水送水ポンプ４２を駆動する。これにより、図１４に示すように、冷却水が熱交換器３の一次側に供給される。また、制御手段９は、循環弁Ｖ１を開くとともに循環ポンプＰ１を駆動させる。これにより、処理水は循環ラインＬ１を循環するとともに、熱交換器３の二次側を流通し、冷却水との熱交換により冷却される。そして、冷却された処理水は、噴出ノズル２０から被処理物Ｘに向かって噴出され、被処理物Ｘを冷却する。なお、熱交換器３において処理水から熱を奪った冷却水は、冷却水戻し路４４を介してクーリングタワー４１へ戻される。そして、制御手段９は、冷却工程Ｓ９を所定時間実行した後、循環弁Ｖ１を閉じるとともに循環ポンプＰ１を停止させ、冷却水送り弁４５及び冷却水戻し弁４６を閉じ、クーリングタワー４１及び冷却水送水ポンプ４２を停止することで、冷却工程Ｓ９を終了する。
【0051】
＜冷水回収工程Ｓ１０＞
次に、制御手段９は、冷水回収工程Ｓ１０において、熱交換器３により冷却された処理槽１内の処理水を冷水として冷水回収槽８に回収する。具体的には、冷水回収工程Ｓ１０において、制御手段９は、冷水回収弁８０を開くとともに循環ポンプＰ１を駆動させる。これにより、図１５に示すように、処理水は冷水回収ラインＬ８を介して冷水回収槽８に回収される。そして、制御手段９は、処理槽１内の処理水が回収されると、冷水回収弁８０を閉じるとともに循環ポンプＰ１を停止させ、冷水回収工程Ｓ１０を終了する。
次に、制御手段９は、冷水回収工程Ｓ１０において、熱交換器３により冷却された処理槽１内の処理水を冷水として冷水回収槽８に回収する。具体的には、冷水回収工程Ｓ１０において、制御手段９は、冷水回収弁８０を開くとともに循環ポンプＰ１を駆動させる。これにより、図１５に示すように、処理水は冷水回収ラインＬ８を介して冷水回収槽８に回収される。そして、制御手段９は、処理槽１内の処理水が回収されると、冷水回収弁８０を閉じるとともに循環ポンプＰ１を停止させ、冷水回収工程Ｓ１０を終了する。
【0052】
なお、冷水回収工程Ｓ１０において回収されず、処理槽１内にわずかに残った処理水は、排水弁１１ｂを開くことにより排水することが好適である（排水工程）。
【0053】
そして、上記工程がすべて終了した後は、処理槽１の扉を開け、被処理物Ｘを取り出して、一連の工程を終了する。本実施形態の殺菌装置１００は、このような予熱工程Ｓ１～冷水回収工程Ｓ１０（図２参照）を一連の処理（１ロット）として、被処理物Ｘの加熱殺菌及びその後の冷却を繰り返すようになっている。なお、各ロット間で、高温水回収槽６に回収される高温水及び低温水回収槽７に回収される低温水の温度はそれぞれ異なっていても良い。
【0054】
３．作用効果
本実施形態に係る殺菌装置１００は、制御手段９の制御により熱水回収工程Ｓ５及び冷水回収工程Ｓ１０を実行し、熱水回収槽５及び冷水回収槽８に熱水及び冷水を回収するよう構成されている。これにより、次ロットの熱水供給工程Ｓ３及び冷水供給工程Ｓ８において熱水及び冷水を再利用することができる。したがって、加熱工程Ｓ４において処理水の加熱に使用する給蒸手段３０（図示しないボイラ）からの蒸気量（熱量）と冷却工程Ｓ９における冷却水供給手段４０（クーリングタワー４１）の負荷を削減するとともに、給水量も削減することが可能となっている。
本実施形態に係る殺菌装置１００は、制御手段９の制御により熱水回収工程Ｓ５及び冷水回収工程Ｓ１０を実行し、熱水回収槽５及び冷水回収槽８に熱水及び冷水を回収するよう構成されている。これにより、次ロットの熱水供給工程Ｓ３及び冷水供給工程Ｓ８において熱水及び冷水を再利用することができる。したがって、加熱工程Ｓ４において処理水の加熱に使用する給蒸手段３０（図示しないボイラ）からの蒸気量（熱量）と冷却工程Ｓ９における冷却水供給手段４０（クーリングタワー４１）の負荷を削減するとともに、給水量も削減することが可能となっている。
【0055】
また、殺菌装置１００は、高温水回収槽６及び低温水回収槽７をさらに備えており、制御手段９の制御により高温水回収工程Ｓ７及び低温水回収工程Ｓ２を実行し、高温水回収槽６及び低温水回収槽７に高温水及び低温水を回収するよう構成されている。これにより、次ロットの予熱工程Ｓ１（高温水供給工程Ｓ１ａ）及び粗熱取り工程Ｓ６（低温水供給工程Ｓ６ａ）において高温水及び低温水を再利用することができる。したがって、高温水による被処理物Ｘの予熱と低温水による被処理物Ｘの粗熱取りが可能となっており、処理水の加熱に使用する給蒸手段３０（図示しないボイラ）からの蒸気量（熱量）と冷却水供給手段４０（クーリングタワー４１）の負荷をさらに削減することが可能となっている。
【0056】
加えて、本実施形態に係る殺菌装置１００は、循環手段２を備え、処理槽１内の処理水を循環させるよう構成されている。これにより、制御手段９の実行する予熱工程Ｓ１（高温水循環工程Ｓ１ｂ）及び粗熱取り工程Ｓ６（低温水循環工程Ｓ６ｂ）において、被処理物Ｘと高温水又は低温水との間の熱交換を促進することが可能となっている。
【0057】
４．変形例
なお、本発明は、以下の態様でも実施可能である。
なお、本発明は、以下の態様でも実施可能である。
【0058】
上記実施形態において、予熱工程Ｓ１（高温水循環工程Ｓ１ｂ）及び粗熱取り工程Ｓ６（低温水循環工程Ｓ６ｂ）は、所定時間が経過したタイミングで終了していた。しかしながら、予熱工程Ｓ１及び粗熱取り工程Ｓ６を終了するタイミングは、処理槽１に設けられた温度センサ（図示せず）が検知する処理水の温度が所定温度になったタイミングとしても良い。また、加熱工程Ｓ４及び冷却工程Ｓ９を終了するタイミングも、処理槽１に設けられた温度センサ（図示せず）が検知する処理水の温度が所定温度になったタイミングとしても良い。
【0059】
上記実施形態の加熱手段は、加熱工程Ｓ４において熱交換器３に供給される加熱蒸気により処理水を加熱する構成であった。しかしながら、処理水を加熱する加熱手段として、他の構成を用いることも可能である。例えば、処理槽１や循環ラインＬ１に加熱蒸気を直接供給して処理水を加熱する構成や、処理槽１を直接加熱する構成とすることも可能である。なお、処理槽１を直接加熱する構成の場合、循環手段２は備えていなくても良い。
【0060】
上記実施形態において、殺菌装置１００は冷水回収槽８を備えていたが、冷水回収槽８は必須ではない。すなわち、冷水については回収せず、冷水供給工程Ｓ８において、単に給水（水道水）を供給するようにしても良い。この場合、水の使用量は増加するものの、熱効率は上記実施形態の構成に準じた水準とすることができる。
【0061】
上記実施形態において、熱水回収槽５は圧力容器であったが、熱水の温度に応じて、密閉されていない容器（オープンタンク）とすることも可能である。
【0062】
上記実施形態において、冷却水供給手段４０は、クーリングタワー４１により冷却水を冷却するものであったが、チラーにより冷却水を冷却する構成とすることもできる。また、冷却水供給手段４０として、クーリングタワーとチラーをともに備え、これらを切り替えて冷却水を冷却する構成とすることも可能である。
【0063】
上記実施形態において、殺菌装置１００は、制御手段９を備え、熱水回収槽５、高温水回収槽６、低温水回収槽７、冷水回収槽８への熱水、高温水、低温水及び冷水の回収とこれらの処理槽１への供給の各工程を、所定の弁及びポンプの制御により自動で行っていた。しかしながら、制御手段９を設けず、各弁及びポンプの操作を手動で行うようにしても良い。
【0064】
上記実施形態の殺菌装置１００は、循環手段２の噴出ノズル２０を介して処理槽１内に処理水を供給することで、少量の処理水により被処理物Ｘを加熱及び冷却する構成（スプレー式）であった。しかしながら、処理槽１内に多量の処理水を供給し、処理槽１を満水として被処理物Ｘを処理水に浸すことで被処理物Ｘを加熱及び冷却する構成（貯湯式）とすることも可能である。
【0065】
上記実施形態の殺菌装置１００は、高温水回収槽６と低温水回収槽７の組により、次ロットの予熱工程Ｓ１（高温水供給工程Ｓ１ａ）及び粗熱取り工程Ｓ６（低温水供給工程Ｓ６ａ）において高温水及び低温水を再利用する構成であった。しかしながら、一組の高温水回収槽６と低温水回収槽７に加え、もう一組以上の回収槽を追加し、さらにカスケード化して予熱及び粗熱取りを多段階で行うようにしても良い。
【0066】
上記実施形態では、被処理物Ｘを処理する処理装置として、食品等の被処理物Ｘを殺菌処理する殺菌装置１００の例を説明した。しかしながら、処理装置は、殺菌装置１００に限られず、他の目的で被処理物Ｘの加熱及び冷却を行う装置であっても良い。
【符号の説明】
【0067】
１ ：処理槽
２ ：循環手段
３ ：熱交換器（加熱手段、冷却手段）
５ ：熱水回収槽
６ ：高温水回収槽
７ ：低温水回収槽
８ ：冷水回収槽
９ ：制御手段
１０ ：トレー
１１ ：排水手段
１１ａ ：排水路
１１ｂ ：排水弁
１１ｃ ：逆止弁
１２ ：加圧手段
１２ａ ：加圧路
１２ｂ ：加圧弁
１３ ：排気手段
１３ａ ：排気路
１３ｂ ：排気弁
１３ｃ ：逆止弁
２０ ：噴出ノズル
３０ ：給蒸手段
３１ ：給蒸路
３２ ：給蒸弁
３３ ：ドレン排出路
３４ ：ドレン排出弁
３５ ：スチームトラップ
３６ ：逆止弁
４０ ：冷却水供給手段
４１ ：クーリングタワー
４２ ：冷却水送水ポンプ
４３ ：冷却水送り路
４４ ：冷却水戻し路
４５ ：冷却水送り弁
４６ ：冷却水戻し弁
５０ ：熱水回収弁
５１ ：熱水供給弁
６０ ：高温水回収弁
６１ ：高温水供給弁
７０ ：低温水回収弁
７１ ：低温水供給弁
８０ ：冷水回収弁
８１ ：冷水供給弁
８２ ：新水供給ライン
８３ ：新水供給弁
１００ ：殺菌装置（処理装置）
Ｌ１ ：循環ライン
Ｌ１０ ：共通給水ライン
Ｌ２ ：熱水回収ライン
Ｌ３ ：熱水供給ライン
Ｌ４ ：高温水回収ライン
Ｌ５ ：高温水供給ライン
Ｌ６ ：低温水回収ライン
Ｌ７ ：低温水供給ライン
Ｌ８ ：冷水回収ライン
Ｌ９ ：冷水供給ライン
Ｐ１ ：循環ポンプ
Ｐ２ ：給水ポンプ
Ｓ１ ：予熱工程
Ｓ１ａ ：高温水供給工程
Ｓ１ｂ ：高温水循環工程
Ｓ２ ：低温水回収工程
Ｓ３ ：熱水供給工程
Ｓ４ ：加熱工程
Ｓ５ ：熱水回収工程
Ｓ６ ：粗熱取り工程
Ｓ６ａ ：低温水供給工程
Ｓ６ｂ ：低温水循環工程
Ｓ７ ：高温水回収工程
Ｓ８ ：冷水供給工程
Ｓ９ ：冷却工程
Ｓ１０ ：冷水回収工程
Ｖ１ ：循環弁
Ｖ２ ：給水弁
Ｘ ：被処理物
２ ：循環手段
３ ：熱交換器（加熱手段、冷却手段）
５ ：熱水回収槽
６ ：高温水回収槽
７ ：低温水回収槽
８ ：冷水回収槽
９ ：制御手段
１０ ：トレー
１１ ：排水手段
１１ａ ：排水路
１１ｂ ：排水弁
１１ｃ ：逆止弁
１２ ：加圧手段
１２ａ ：加圧路
１２ｂ ：加圧弁
１３ ：排気手段
１３ａ ：排気路
１３ｂ ：排気弁
１３ｃ ：逆止弁
２０ ：噴出ノズル
３０ ：給蒸手段
３１ ：給蒸路
３２ ：給蒸弁
３３ ：ドレン排出路
３４ ：ドレン排出弁
３５ ：スチームトラップ
３６ ：逆止弁
４０ ：冷却水供給手段
４１ ：クーリングタワー
４２ ：冷却水送水ポンプ
４３ ：冷却水送り路
４４ ：冷却水戻し路
４５ ：冷却水送り弁
４６ ：冷却水戻し弁
５０ ：熱水回収弁
５１ ：熱水供給弁
６０ ：高温水回収弁
６１ ：高温水供給弁
７０ ：低温水回収弁
７１ ：低温水供給弁
８０ ：冷水回収弁
８１ ：冷水供給弁
８２ ：新水供給ライン
８３ ：新水供給弁
１００ ：殺菌装置（処理装置）
Ｌ１ ：循環ライン
Ｌ１０ ：共通給水ライン
Ｌ２ ：熱水回収ライン
Ｌ３ ：熱水供給ライン
Ｌ４ ：高温水回収ライン
Ｌ５ ：高温水供給ライン
Ｌ６ ：低温水回収ライン
Ｌ７ ：低温水供給ライン
Ｌ８ ：冷水回収ライン
Ｌ９ ：冷水供給ライン
Ｐ１ ：循環ポンプ
Ｐ２ ：給水ポンプ
Ｓ１ ：予熱工程
Ｓ１ａ ：高温水供給工程
Ｓ１ｂ ：高温水循環工程
Ｓ２ ：低温水回収工程
Ｓ３ ：熱水供給工程
Ｓ４ ：加熱工程
Ｓ５ ：熱水回収工程
Ｓ６ ：粗熱取り工程
Ｓ６ａ ：低温水供給工程
Ｓ６ｂ ：低温水循環工程
Ｓ７ ：高温水回収工程
Ｓ８ ：冷水供給工程
Ｓ９ ：冷却工程
Ｓ１０ ：冷水回収工程
Ｖ１ ：循環弁
Ｖ２ ：給水弁
Ｘ ：被処理物
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
