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WO2004045316A1 - 液体食品の処理方法及び処理装置 - Google Patents

液体食品の処理方法及び処理装置 Download PDF

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WO2004045316A1
WO2004045316A1 PCT/JP2003/014804 JP0314804W WO2004045316A1 WO 2004045316 A1 WO2004045316 A1 WO 2004045316A1 JP 0314804 W JP0314804 W JP 0314804W WO 2004045316 A1 WO2004045316 A1 WO 2004045316A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
liquid food
carbon dioxide
processing tank
dissolved
tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2003/014804
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Mitsuya Shimoda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyushu TLO Co Ltd
Original Assignee
Kyushu TLO Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyushu TLO Co Ltd filed Critical Kyushu TLO Co Ltd
Priority to AU2003284423A priority Critical patent/AU2003284423A1/en
Priority to JP2004553215A priority patent/JPWO2004045316A1/ja
Publication of WO2004045316A1 publication Critical patent/WO2004045316A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D19/00—Degasification of liquids
    • B01D19/0005—Degasification of liquids with one or more auxiliary substances
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23B—PRESERVATION OF FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES; CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES
    • A23B2/00—Preservation of foods or foodstuffs, in general
    • A23B2/70—Preservation of foods or foodstuffs, in general by treatment with chemicals
    • A23B2/704—Preservation of foods or foodstuffs, in general by treatment with chemicals in the form of gases, e.g. fumigation; Compositions or apparatus therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23B—PRESERVATION OF FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES; CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES
    • A23B70/00—Preservation of non-alcoholic beverages
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2002/00—Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs

Definitions

  • the present invention is directed to a liquid food that can efficiently dissolve pressurized carbon dioxide in a liquid food, enhance sterilization and enzyme killing effects, and efficiently remove dissolved carbon dioxide without losing the aroma of the liquid food.
  • the present invention relates to a processing method and a processing apparatus. Background art
  • the present inventors believe that the sterilization effect of the non-heat sterilization method for liquid foods using pressurized carbon dioxide varies remarkably, and this is attributed to the low degree of contact between the cells and carbon dioxide.
  • the present inventors have found a method of strongly increasing the contact, and have been able to propose a pasteurization technique having a remarkably enhanced sterilization effect (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-170965).
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-170965 Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-170965.
  • the point of the above technology is that by injecting carbon dioxide into the system in fine bubbles through the filter, the solubility of carbon dioxide can reach 98% of the saturated solubility of carbon dioxide in the system. is there.
  • we proposed a method of inactivating enzymes by bringing supercritical carbon dioxide into contact with enzyme-containing liquid food.
  • the enzyme-containing liquid food is stored, and the inside of the treatment tank is maintained at a predetermined temperature and pressure condition in a sealed state.
  • a supercritical fluid of carbon dioxide is passed through the filter through the filter to a very small size (average diameter: 1). (Less than 0,0 m), the supercritical fluid is easily dissolved in the liquid food.
  • the enzyme not only can the enzyme be efficiently deactivated, but also the safety is high because only carbon dioxide comes into contact with food.
  • sterilization treatment of microorganisms such as bacteria, yeasts and molds can be performed at the same time.
  • the present inventors have further proposed a new continuous processing apparatus in order to perform such a sterilization treatment and an enzyme deactivation treatment more efficiently and without deterioration in quality (Japanese Patent Laid-Open No. 11-33008). No. 7 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-1204604).
  • liquid food is continuously supplied to the bottom of a processing tank maintained at a predetermined pressure and a predetermined temperature. While supplying supercritical carbon dioxide continuously through a mesh filter arranged at the bottom of the processing tank, and providing a liquid outlet near the top of the processing tank below the liquid level. Has been collected.
  • the liquid food and the micro-bubble supercritical fluid come into contact with each other while flowing in parallel in the ascending direction, so that not only sterilization but also the enzyme can be efficiently deactivated.
  • a supercritical fluid outlet is provided at the top of the processing tank, and the supercritical fluid can be taken out and returned to the carbon dioxide supply source for reuse. According to this device, liquid food can be processed continuously, Mass processing is possible.
  • a high-pressure pump for sending liquid food is indispensable, which not only makes it difficult to increase the size and installation space of the equipment, but also uses a large amount of carbon dioxide and makes it difficult to recycle carbon dioxide.
  • the flow rate and pressure control are extremely complicated, which leads to an increase in equipment costs and treatment costs, and lacks economy.
  • the liquid food in order to obtain a sufficient bactericidal and enzyme inactivating effect, the liquid food must be retained for a predetermined time in a state in which a sufficient amount of carbon dioxide has been dissolved. Needs to be determined.
  • the sample treated by the above method contains carbon dioxide at a concentration that can be easily sensed by humans even after the atmospheric pressure is released. For this reason, before the above method is put to practical use, it is necessary to remove the carbon dioxide remaining in the product to a level that cannot be detected by humans before filling the liquid food into the container.
  • an object of the present invention is to dissolve pressurized carbon dioxide in a liquid food without losing the scent of the liquid food, to efficiently sterilize the liquid food and deactivate enzymes, and to remove carbon dioxide.
  • a liquid food processing method for efficiently removing carbon dioxide dissolved in a liquid food while suppressing foaming and loss of aroma components and the like of the liquid food and an apparatus for performing the liquid food processing method And the small size of the device It is an object of the present invention to provide a liquid food processing apparatus capable of realizing cost saving by realizing a space saving by cost reduction. Disclosure of the invention
  • the present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, by agitating and circulating pressurized liquid, gas, and supercritical carbon dioxide introduced into the liquid food in the treatment tank into the liquid food, Dissolve the pressurized carbon dioxide almost to the saturation level without losing the scent of the liquid food, make the concentration of the dissolved pressurized carbon dioxide uniform throughout the treatment tank, and maintain that state for a predetermined time. Thus, sterilization and enzyme deactivation of liquid food can be efficiently performed. Then, after agitating and circulating the liquid food, the pressurized carbon dioxide is reduced to a predetermined pressure, and the remaining carbon dioxide is removed by an inert gas.
  • the present invention is specified by the following items [1] to [6].
  • Pressurized carbon dioxide is introduced into a processing tank filled with liquid food, and the pressurized carbon dioxide is stirred and circulated into the liquid food in the processing tank to dissolve the carbon dioxide in the liquid food.
  • the second step to maintain the conditions for killing, and, after discharging a part of the pressurized carbon dioxide, passing an inert gas through the liquid food and stirring and circulating the inert gas through the liquid food in the treatment tank.
  • a method for treating a liquid food comprising a third step of removing dissolved carbon dioxide.
  • a liquid food processing apparatus having a gas inlet and a gas outlet, a liquid food inlet and a liquid food outlet, and having a built-in rotatable hollow shaft, wherein (1) the hollow shaft and the liquid shaft (2)
  • the hollow shaft is provided with a carbon dioxide or inert gas inlet at an end thereof, and communicates with the hollow shaft at an arbitrary position on the hollow shaft.
  • a gas dispersing device having a plurality of small holes for dispersing carbon dioxide or an inert gas formed by the above-described method is provided. Further, the hollow shaft is provided with a plurality of stirring blades communicating with or not communicating with the hollow shaft.
  • the processing tank has a gas inlet and a gas outlet, a liquid food inlet and a liquid food outlet, and at least one baffle plate fixed to the inner wall of the processing tank, and has a built-in rotatable stirring shaft.
  • a contact portion between the stirring shaft and the treatment tank is formed in an airtight manner; and (2) the stirring shaft is provided in a vicinity of a liquid surface of the liquid food.
  • An apparatus for treating liquid food comprising a turbine-type stirring blade and at least one propeller-type stirring blade provided below the turbine-type stirring blade.
  • FIG. 1 shows a liquid food processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of the gas generating unit according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a side view of the gas generating unit according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 shows a liquid food processing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 5 shows a liquid food processing apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the temperature and pressure in dissolved pressure and the concentration of dissolved carbon dioxide in Example 1.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the processing time and the survival rate in the second embodiment.
  • FIG. 8 shows a conventional Dead-end type processing apparatus.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the treatment time and the survival rate of yeast in Comparative Example 1.
  • FIG. 10 shows a conventional ventilation type processing apparatus.
  • FIG. 11 is a graph showing the relationship between the treatment time and the survival rate of yeast in Comparative Example 2.
  • Fig. 12 shows a conventional aeration-type processing apparatus provided with stirring blades.
  • FIG. 13 is a graph showing the relationship between the treatment time and the survival rate of yeast in Comparative Example 3.
  • FIG. 14 shows a liquid food processing apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 15 is a graph showing the relationship between the treatment time and the survival rate of yeast in Example 3. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • pressurized carbon dioxide is introduced into a treatment tank filled with the liquid food, and the pressurized carbon dioxide is stirred and circulated through the liquid food in the treatment tank.
  • First step of dissolving carbon dioxide in liquid food and making the concentration of dissolved carbon dioxide in the liquid food uniform, the concentration of dissolved carbon dioxide in liquid food The second step of maintaining the conditions to inactivate enzymes contained in the liquid food and kill z or micro-organisms while maintaining the degree of uniformity, and after removing a part of pressurized carbon dioxide, Removing dissolved carbon dioxide by ventilating an inert gas through the process.
  • the pressurized carbon dioxide introduced into the treatment tank filled with the liquid food is dissolved in the liquid food without losing the aroma of the liquid food, and It is important to make the concentration of dissolved carbon dioxide uniform, and for this purpose, the introduced pressurized carbon dioxide is agitated and circulated through the liquid food as microbubbles.
  • the concentration of dissolved carbon dioxide in the liquid food uniformly in all places in the treatment tank and to maintain the concentration for a predetermined time.
  • the number of surviving bacteria can be reduced to at least 1 Z 1, 0000, 0000 or less in a normal sterilization step.
  • the third step of the treatment method of the present invention in order to prevent liquid food from overflowing from the treatment tank, pressurized carbon dioxide is depressurized while suppressing foaming, and a part thereof is discharged. To form microbubbles, and the remaining carbon dioxide is extracted and removed into the microbubbles of the inert gas.
  • the method for agitating and circulating the liquid food is not particularly limited. It is preferable to use the processing apparatus A or the liquid food processing apparatus B including a baffle plate fixed to the inner wall of the processing tank, a turbine-type stirring blade rotating in the processing tank, and a propeller-type stirring blade.
  • the pressurized carbon dioxide in the present invention may be in a liquid, gas or supercritical state, and is preferably carbon dioxide in a state near the evaporation line in the phase diagram. Specifically, carbon dioxide having a temperature of 10 to 60 ° C, preferably 10 to 30 ° C, and a pressure of 20 to 300 atm, preferably 40 to 100 atm It is. Pressurized carbon dioxide must have a density lower than that of liquid food, but if the conditions above are appropriately selected, the density of pressurized carbon dioxide can easily be made smaller than the density of liquid food. Can be.
  • the pressurized carbon dioxide in the present invention is supplied from a storage tank filled with liquefied carbon dioxide gas as a supply source, but may be supplied under pressure by a pump if necessary. Alternatively, the pressure can be increased to a predetermined pressure and stored in a storage tank, and this can be used as a direct supply source.
  • the temperature of the liquid food can be monitored by a temperature sensor, and the pressure in the processing tank can be monitored by a pressure sensor.
  • the pressure in the processing tank is adjusted by controlling the pressure pump based on the output of the pressure sensor attached to the processing tank.
  • the treatment tank does not require a pressure control valve.
  • a liquid food processing apparatus A having a built-in hollow shaft provided with a gas dispersing apparatus having a gas suction port and a plurality of small holes and a stirring blade, which is suitable for performing the liquid food processing method of the present invention, is used. Then, the method for treating liquid food of the present invention will be described in more detail.
  • a gas dispersing unit having a gas suction port and By rotating the hollow shaft provided with the stirring blades in the liquid food, a decompression portion was created at the tip of the gas dispersion device (gas generation unit), and as a result, it was protruded from the end of the hollow shaft. Pressurized carbon dioxide is sucked through the inside of the hollow shaft from the suction port, and the carbon dioxide can be made into microbubbles by the shearing force of the gas dispersing device to be dispersed in the radial direction of the treatment tank.
  • the radial dispersion of pressurized carbon dioxide generated in this way is spread in the vertical direction in the radial direction by the stirring blades arranged on the hollow shaft, and the liquid food is circulated in the processing tank in the vertical direction.
  • the bias of the concentration distribution of the dissolved carbon dioxide in the treatment tank can be eliminated, and the concentration distribution of the dissolved carbon dioxide can be made uniform in the treatment tank.
  • the pressurized carbon dioxide can be efficiently dissolved in the liquid food without losing the aroma of the liquid food.
  • the concentration of dissolved carbon dioxide cannot be sufficiently increased in the processing tank of the Dead-end method.
  • the scent of liquid food is extracted by pressurized carbon dioxide and discharged from the treatment tank together with pressurized carbon dioxide, so that the fragrance of the liquid food is weakened.
  • pressurized carbon dioxide and an inert gas must be supplied into the liquid food, but in this case, the treatment of the liquid food that has entered the inside of the concave portion of the supply port is improper. It is feared that it will be sufficient. This is the same in a treatment tank system in which pressurized carbon dioxide is circulated externally.
  • the amount (volume) of pressurized carbon dioxide that comes into contact with the liquid food is determined by the carbon dioxide suction power generated by rotating the hollow shaft and rotating the carbon dioxide gas generator.
  • the carbon dioxide suction capacity is preferably 4 to 2 Om 3 h as the volume of pressurized carbon dioxide per lm 3 of the processing tank.
  • the suction capacity is less than 4 m 3 Zh, dissolution rate of carbon dioxide into the liquid food is reduced, the time required for dissolving carbon dioxide process tended to be longer, larger than 2 0 m 3 Zh Introducing pressurized carbon dioxide to increase the hold-up volume of liquid food in the treatment tank It becomes necessary to increase the space above the processing tank.
  • the number of revolutions when rotating the gas generating section or the stirring blade around the hollow shaft depends on the diameter of the gas generating section and the type of liquid food to be processed. For example, in the case of orange juice, 100 to 60 0 rpm is preferred.
  • the rotation speed is less than 100 rpm, the amount of pressurized carbon dioxide or microbubbles of inert gas in the liquid food becomes insufficient, and the dissolution of carbon dioxide in the first step is prolonged. Not only does it take time, but the efficiency of removing the remaining carbon dioxide in the third step is reduced.
  • the vertical circulation of the liquid food by the stirring blade is reduced, it tends to be difficult to suppress the concentration polarization of volatile components such as aroma components.
  • the liquid food is stirred by stirring the liquid food with stirring blades.
  • the product can be circulated in the vertical direction, and the concentration of dissolved carbon dioxide in the liquid food can be made uniform at all places in the treatment tank.
  • the rotation speed of these stirring blades is 60 r ⁇ ⁇ ! ⁇ 600 rpm is preferred.
  • the stirring speed becomes lower than 60 rpm, there is a tendency that the diffusion of dissolved carbon dioxide near the wall of the treatment tank decreases, and the disinfection effect tends to decrease.
  • the rotation speed exceeds 600 rpm, the power consumption increases and the deterioration of the sealing means of the hollow shaft tends to accelerate.
  • the carbon dioxide discharged from the treatment tank is further pressurized, and the carbon dioxide liquefied and cooled and stored in the storage tank can be reused as necessary. At this time, it is also possible to separate and remove unnecessary volatile components.
  • the gas, liquid, or supercritical state can be directly reused without special pressure adjustment, heating, or cooling.
  • pressurized carbon dioxide In order to reuse pressurized carbon dioxide, it is possible to directly reuse pressurized carbon dioxide by arranging a plurality of processing tanks and providing a time lag between the processing steps performed in each processing tank. In other words, it is possible to move directly from the preceding treatment tank, which has completed the step of holding the dissolved carbon dioxide under pressure, to the upper space of the next treatment tank filled with a certain amount of liquid food via the pressurized carbon dioxide outlet. it can. This operation recycles about 50% of the carbon dioxide. In order to further increase the recycling rate, it is necessary to transfer carbon dioxide via a pressurized pump. The logarithm of the rate of liquid food sterilization and enzyme deactivation increases linearly with the liquid food processing temperature and dissolved carbon dioxide (dissolved carbon dioxide) concentration. Therefore, after dissolving the pressurized carbon dioxide, the temperature of the liquid food is raised to a predetermined level and maintained for a predetermined time, whereby the microorganisms in the liquid food can be surely killed.
  • the inside of the treatment tank ( Pressurized carbon dioxide) can be raised from 30 to 80 &1; 111 to 50 to 300 & tm, and it is preferable to keep the pressure as it is for 3 to 60 minutes.
  • these conditions are appropriately changed depending on the type of liquid food.
  • the pressure of pressurized carbon dioxide becomes higher than 300 atm, it tends to require a lot of cost to increase the pressure resistance of the treatment tank, and as the pressure becomes lower than 50 atm, sterilization becomes more likely. The effect tends to be smaller.
  • the quality of the liquid food tends to decrease as the temperature of the heated liquid food rises above 65 ° C, and the sterilizing effect tends to become insufficient as the temperature falls below 30 ° C. Is seen.
  • the number of surviving bacteria tends to increase as the holding time is shorter than 3 minutes, and the treatment efficiency tends to decrease as the holding time is longer than 60 minutes.
  • the pressure after the pressure reduction is not particularly limited, it is 1 atm (atmospheric pressure) to 20 atm, preferably 5 to 10 atm.
  • the pressure after the pressure reduction is higher than 10 atm, the amount (mass) of the inert gas used to remove the dissolved carbon dioxide tends to increase. Can be seen.
  • inert gas used in the present invention other than nitrogen, argon, helium and the like can be used as long as they are safe without toxicity and are inert to liquid foods.
  • Means for generating the inert gas include, but are not limited to, compression tanks (high-pressure storage tanks), liquefaction tanks, and those obtained by separating nitrogen in the atmosphere at the site.
  • a PSA method Pressure swing adsorption method
  • inert gas It is preferable to ventilate the cells.
  • the dissolved carbon dioxide By extracting the dissolved carbon dioxide into the microbubbles of the inert gas, the dissolved carbon dioxide can be removed. That is, while the microbubbles of the inert gas are being stirred in the liquid food, the dissolved carbon dioxide molecules diffuse into the microbubbles according to Henry's law, are taken into the microbubbles, and become incompatible with the carbon dioxide. The enlarged bubbles composed of the active gas mixture collapse on the liquid level in the treatment tank, and the carbon dioxide is discharged out of the system together with the inert gas. Further, in the step of passing an inert gas into the liquid food, it is possible to suppress concentration polarization of aroma components and the like generated in the liquid food.
  • microbubbles of inert gas are generated in the liquid food, and the upflow and downflow can be generated more effectively by using a stirring blade. Can be made uniform. In this case, by providing a partition wall in the treatment tank containing the liquid food, the ascending flow and the descending flow can be generated even more effectively.
  • liquid food that is being treated with pressurized carbon dioxide contains 10 to 30 times the volume of carbon dioxide (converted to standard conditions) compared to the liquid food, if the pressure is reduced as it is after the treatment, Intense foaming occurs in liquid food, and a large amount of liquid food overflows from the treatment tank filled with liquid food. In other words, even if a high concentration of dissolved carbon dioxide is contained under pressure, foaming in liquid food caused by depressurization is slight up to 5 to 10 atm, but the pressure is low. As the temperature increases, the foaming of dissolved carbon dioxide increases.
  • the reason is that even if the amount (mass) of carbon dioxide emitted per unit time under pressure is large, it is removed in a compressed state, so the volume of carbon dioxide separated from liquid food is small. is there.
  • the compression rate in the treatment tank is low even if the amount of carbon dioxide removed per unit time is small, Intense foaming occurs in the interior.
  • the pressure is reduced by directly discharging carbon dioxide from the processing tank up to the processing pressure of 5 to 10 atm, and after that, it is not pressurized. It is preferable to carry out aeration and agitation of microbubbles of the active gas.
  • the dissolved carbon dioxide can be removed by extracting the dissolved carbon dioxide with an inert gas without expanding, while suppressing foaming.
  • the inert gas nitrogen
  • the inert gas has a solubility in an aqueous solution that is almost 1/25 that of carbon dioxide, so that the liquid food from which carbon dioxide is separated does not show any foaming properties.
  • the supply pressure of the inert gas is determined in consideration of the following factors.
  • the dissolved carbon dioxide can be separated by depressurization without ventilating inert gas from 5 to 10 atm. After the pressure of the liquid food drops to about 5 to 10 atm, it is preferable to extract and separate dissolved carbon dioxide by passing an inert gas pressurized to the same degree. At this time, the pressure of the inert gas supplied along with the removal of the dissolved carbon dioxide can be reduced.
  • Means for heating or cooling liquid foods ⁇
  • one or more coils with heating and cooling media inserted inside the treatment tank and inside the treatment tank are covered, and between the treatment tank and Jacket with heating / cooling medium inserted, inside processing tank Heating / cooling method using one or more plate-type heat exchangers and the like arranged in the above, but is not limited thereto. Water, steam, oil, or the like is used as the heating / cooling medium.
  • a baffle plate fixed to the inner wall surface of the processing tank, a one-bottle type stirring blade provided near the liquid surface, and a lower part thereof are provided below.
  • the propeller-type stirring blade in the treatment tank By rotating the propeller-type stirring blade in the treatment tank, the introduced pressurized carbon dioxide or inert gas and the liquid food are efficiently mixed, and the concentration of pressurized carbon dioxide or inert gas in the treatment tank is reduced. It can be uniform at all positions. That is, a large number of air bubbles can be generated near the liquid surface by stirring with the evening bottle type stirring blade provided near the liquid surface and the baffle plate fixed to the processing tank.
  • the position of the turbine type stirring blade is provided near the liquid surface, and the position can vary depending on the volume of the processing tank, the diameter of the stirring blade, the rotation speed, and the like. It is arranged to generate active gas below the liquid surface as fine bubbles.
  • the baffle plate will be installed at the same depth as the turbine type stirring blade. Thus, the circular motion caused by the rotational motion of the turbine-type stirring blade is suppressed by the baffle plate, and bubbles can be effectively generated near the tip of the turbine-type stirring blade.
  • Liquid foods to which the present invention is applied include vegetable juice, fruit juice, coffee, black tea, green tea, oolong tea, cocoa, beer, sugar, milk, cream and other sweeteners, and various beverages to which other additives are added, Milk, processed milk, fermented milk, milk Examples include, but are not limited to, beverages, wine, sake, soy sauce, mentsuyu, mirin, vinegar, and nutrient drinks.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a liquid food processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 2 is a plan view of a gas generator
  • FIG. 3 is a side view of the gas generator.
  • 1 is a liquid food processing apparatus according to the present embodiment
  • 2 is a cylindrical processing tank made of pressure-resistant stainless steel that stores liquid food
  • 3 is a liquid food stored in a processing tank 2
  • 4 is a liquid food.
  • a stainless steel hollow shaft that is formed rotatably at the approximate center of the processing tank 2 and allows pressurized carbon dioxide or inert gas to pass through inside.
  • 5 is a portion that communicates with the hollow shaft 4 and agitates the liquid food in the axial direction.
  • a stainless steel gas generator with a number of small holes in the donut-shaped outer surface supported by a lateral communication pipe with a large gap so that it is not blocked, 6 was disposed on the hollow shaft 4,
  • Stainless steel agitating blade for stirring liquid food, 7 is protruded from the end of hollow shaft 4 above the liquid level of liquid food in processing tank 2 and suction to suck pressurized carbon dioxide or inert gas
  • the hole 8 is in the contact area between the hollow shaft 4 penetrating into the treatment tank 2 and the treatment tank 2.
  • the formed magnetic drive as a means for sealing the inside of the processing tank 2, and 9 is a gas inlet formed above the processing tank 2 for introducing pressurized carbon dioxide or inert gas into the processing tank 2.
  • 10 is a gas outlet formed above the processing tank 2 for discharging pressurized carbon dioxide or inert gas from the processing tank 2 to the outside
  • 11 is a pressure regulating valve for reducing the carbon dioxide in the processing tank 2
  • Reference numeral 12 denotes a motor fixed to the upper end of the hollow shaft 4 and serves as a driving unit for rotating the hollow shaft 4.
  • Reference numeral 13 denotes a motor formed at the lower side of the processing tank 2 for introducing liquid food into the processing tank 2.
  • a food inlet 14 is a food outlet formed in the lower side of the processing tank 2 for discharging liquid food to the outside.
  • a thermometer and pressure sensor required to adjust the temperature and pressure in the processing tank 2 It is also possible to provide a sensor or the like.
  • a stirred tank reactor manufactured by BIAZZI having a hollow shaft provided with a stirring blade can be used.
  • examples of the material of the treatment tank 2 include stainless steel, iron and steel, various types of reinforced plastics, and composite materials thereof, but are not limited thereto.
  • the volume becomes larger than 2 Om 3 there is a tendency that the manufacturing cost of the treatment tank 2 having pressure resistance tends to increase significantly. In such cases, it is advantageous to the processing tank 2 having a volume of several m 3 multiple installation.
  • Examples of the shape of the treatment tank 2 include a cylindrical shape and a polygonal shape, but are not particularly limited.
  • the hollow shaft 4 used in the present invention is rotatably formed at a substantially central portion in the treatment tank 2, and a suction hole 7 through which pressurized carbon dioxide or an inert gas is sucked is provided at an end of the hollow shaft 4.
  • a suction hole 7 through which pressurized carbon dioxide or an inert gas is sucked is provided at an end of the hollow shaft 4.
  • the material of the hollow shaft 4 include, but are not limited to, stainless steel and steel.
  • the protruding position of the suction hole 7 is advantageous because the larger the distance from the liquid surface when the liquid food is filled, the larger the hold-up volume per suction volume of pressurized carbon dioxide or inert gas can be set.
  • its shape and size are not particularly limited.
  • the shape of the gas generating section 5 of pressurized carbon dioxide or inert gas is not particularly limited, but a large gap is provided at the portion communicating with the hollow shaft 4 so that the stirring of the liquid food in the axial direction is not interrupted. It is preferable that a number of small holes are provided in the donut-shaped outer surface supported by the provided lateral communication pipe. The size of such small holes efficiently generates fine bubbles of pressurized carbon dioxide and inert gas, but an excessively small hole size is not preferable in consideration of the ease of cleaning of the apparatus with a chemical solution or the like.
  • Examples of the material of the gas generating section 5 include stainless steel and steel. But not limited to these.
  • the stirring blade 6 used in the present invention is disposed on the hollow shaft 4, and specifically includes a propeller stirring blade, a turbine stirring blade, and the like, but is not limited thereto.
  • the use of the stirring blade 6 mainly causes an axial flow to efficiently contact the liquid food with the pressurized carbon dioxide to promote its dissolution.
  • the dissolved carbon dioxide can be uniformly diffused to the vicinity of the processing tank wall, and at the same time, the adsorption of microorganisms and the like to the wall surface inside the processing tank 2 can be suppressed, and the sterilization efficiency can be improved.
  • heat exchange can be promoted.
  • a ground type or a mechanical seal or the like is used, but is not limited thereto.
  • the drive unit for rotating the hollow shaft 4 in the present invention is not particularly limited, but a motor 12 or the like is used.
  • the liquid food 3 is introduced from the food inlet 13 in the liquid food processing apparatus according to the first embodiment, and the hollow shaft 4 in the processing tank 2 is rotated by operating the motor 12.
  • Pressurized carbon dioxide is introduced into the treatment tank 2 from the gas inlet 9 and sucked into the hollow shaft 4 from the suction hole 7, and pressurized carbon dioxide is generated in the liquid food 3 from the gas generator 5.
  • the stirring blade 6 is rotated around the hollow shaft 4 to bring the pressurized carbon dioxide into sufficient contact with the liquid food 3 to dissolve the pressurized carbon dioxide in the liquid food 3, and to dissolve the dissolved pressurized carbon dioxide. Make the concentration uniform.
  • the gas inlet 9 is closed, the temperature of the liquid food 3 is kept at room temperature, and the pressure in the processing tank 2 is maintained at 70 to 150 atm for 5 to 30 minutes, so that the liquid food 3 is introduced into the liquid food 3. Deactivates the enzymes involved and kills microorganisms. Thereafter, the carbon dioxide in the treatment tank 2 is gradually discharged from the pressure regulating valve 11, and when the pressure in the treatment tank 2 decreases to 5 to 10 atm, a compression cylinder (not shown) is used. Nitrogen gas, which is an inert gas, is introduced from the gas inlet 9, is sucked into the hollow shaft 4 from the suction hole 7, and nitrogen gas microbubbles are generated in the liquid food 3 from the gas generator 5. The liquid food 3 thus treated is discharged out of the treatment tank 2 from the food outlet 14.
  • the concentration of dissolved carbon dioxide in the processing tank and the temperature of the liquid food can be kept constant. Furthermore, adsorption of microorganisms on the wall surface in the treatment tank can be suppressed, and high sterilization efficiency can be obtained.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a liquid food processing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
  • 1a is a liquid food processing apparatus according to the present embodiment
  • 2a is a pressure-resistant stainless steel cylindrical processing tank for storing liquid food
  • 3a is a liquid food stored in the processing tank 2a
  • 4a is a rotatable shaft formed approximately in the center of the processing tank 2a
  • 5a is a liquid that communicates with the hollow shaft 4a.
  • Stainless steel gas generator with a number of small holes on the donut-shaped outer surface supported by a horizontal communication pipe with a large gap so that the axial stirring of food is not interrupted
  • 6a is a hollow shaft 4a
  • 7a is protruded from the end of the hollow shaft 4a above the liquid level of the liquid food in the treatment tank 2a
  • 8a is hollow shaft 4a passing through processing tank 2a Magnetic drive as a means for sealing the inside of the processing tank 2a formed at the contact part with the processing tank 2a
  • 9a is formed above the processing tank 2a
  • 10a is formed above treatment tank 2a, and gas for discharging pressurized carbon dioxide or inert gas from processing tank 2a to the outside Discharge port
  • 1 a is a pressure regulating valve for reducing the carbon dioxide in the processing tank 2
  • a motor as a drive unit for rotating 4a, 13a is formed on the lower side of processing tank 2a, and a food inlet for introducing liquid food into processing tank 2a, 14a is processing tank 2 a food outlet formed on the lower side of a to discharge liquid food to the outside, 1
  • a heating or cooling coil arranged in the processing tank 2a is a heating or cooling coil arranged in the processing tank 2a.
  • the processing It is also possible to provide a thermometer, a pressure sensor, and the like necessary for adjusting the temperature and pressure in the tank 2a. By these adjustments, a sufficient bactericidal effect can be exhibited in the treatment tank 2a.
  • a stirred tank reactor manufactured by BIAZZI having a hollow shaft equipped with stirring blades can be used.
  • Liquid food 3a is introduced from the food inlet 13a of the liquid food processing apparatus 1a, and the hollow shaft 4a in the processing tank 2a is operated and rotated by the motor 12a.
  • Pressurized carbon dioxide is introduced into the treatment tank 2a from the gas inlet 9a and is sucked into the hollow shaft 4a from the suction hole 7a, and pressurized carbon dioxide is supplied from the gas generator 5a to the liquid food 3. a, while rotating the stirring blade 6a around the hollow shaft 4a to bring the pressurized carbon dioxide into sufficient contact with the liquid food 3a to dissolve the pressurized carbon dioxide in the liquid food 3a. Make the concentration of dissolved pressurized carbon dioxide uniform.
  • the gas inlet 9a is closed, a heating medium (hot water 60 ° C) is supplied, and the temperature of the liquid food 3a is raised to 35 to 40 ° (: the pressure in the processing tank 2a is reduced to 70 to 40 ° C).
  • a heating medium hot water 60 ° C
  • the temperature of the liquid food 3a is raised to 35 to 40 ° (: the pressure in the processing tank 2a is reduced to 70 to 40 ° C).
  • liquid food By heating the liquid food after dissolving the pressurized carbon dioxide therein, the sterilizing effect can be further increased without lowering the dissolved carbon dioxide concentration. Further, since a plurality of coils are arranged in the processing tank, the thermal efficiency can be improved.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a liquid food processing apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
  • 1b is a liquid food processing apparatus according to the present embodiment
  • 2b is a pressure-resistant stainless steel cylindrical processing tank for storing liquid food
  • 3b is a liquid food stored in processing tank 2b
  • 4b is a stainless steel hollow shaft that is rotatably formed at the approximate center of the processing tank 2b and allows pressurized carbon dioxide or inert gas to pass through it.
  • 5b is a liquid that communicates with the hollow shaft 4b.
  • Stainless steel gas generator with a number of small holes on the donut-shaped outer surface supported by a horizontal communication pipe with a large gap so that the axial stirring of food is not interrupted
  • 6b is a hollow shaft 4b
  • 7b is protruded from the end of the hollow shaft 4b above the liquid level of the liquid food in the treatment tank 2b
  • 8 b is hollow shaft inserted into treatment tank 2 b 4 b
  • Magnetic drive as a means for sealing the inside of the processing tank 2b formed at the contact part with the processing tank 2b
  • 9b is formed above the processing tank 2b and pressurized in the processing tank 2b
  • a gas inlet for introducing pressurized carbon dioxide or inert gas, 10b is formed above the processing tank 2b, and is a gas for discharging pressurized carbon dioxide or inert gas from the processing tank 2b to the outside.
  • Outlet, 11 b is a pressure regulating valve for reducing the carbon dioxide in the processing tank 2 b
  • 12 b is a motor fixed to the upper end of the hollow shaft 4 b and serves as a drive unit for rotating the hollow shaft 4 b
  • 13 b is formed in the lower side of processing tank 2b, and is a food inlet for introducing liquid food into processing tank 2b
  • 14b is formed in the lower side of processing tank 2b, and allows liquid food to the outside.
  • a food outlet 17b for discharging is a heating or cooling jacket provided on the outer surface of the processing tank 2b.
  • a stirred tank reactor manufactured by BIAZZI having a hollow shaft equipped with stirring blades can be used.
  • the heating time of the liquid food can be shortened as compared with the method of introducing the pre-heated liquid food into the processing tank (the method without a heating device). Quality degradation can be minimized. Also, a pump with a lower pressure specification can be used as a pump for sending liquid carbon dioxide. Further, since the pressurized carbon dioxide is dissolved in the liquid food at a low temperature, the dissolution rate of the carbon dioxide can be increased.
  • FIG. 14 is a schematic diagram of a liquid food processing apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
  • 1 c is a liquid food processing apparatus according to the present embodiment
  • 2 c is a cylindrical processing tank made of pressure-resistant stainless steel for storing liquid food
  • 3 c is stored in processing tank 2 c
  • 37 is a stirring shaft rotatably formed substantially at the center of the processing tank 2c
  • 38 is a stirrer that generates a large number of bubbles from the introduced pressurized carbon dioxide or inert gas.
  • a stainless steel evening bin type stirring blade disposed near the liquid surface of shaft 37, 39 is a stainless steel propeller type stirring blade for stirring liquid food disposed on stirring shaft 37, 4 0 is a baffle plate fixed to the inner wall surface of the processing tank 2c, and 8c is a processing tank 2c formed at a contact portion between the stirring shaft 37 inserted into the processing tank 2c and the processing tank 2c.
  • a magnetic drive as a means for sealing the inside, 12 c rotates the stirring shaft 37 fixed to the upper end of the stirring shaft 37
  • 9 c is formed above the processing tank 2 c, a gas inlet for introducing pressurized carbon dioxide or inert gas into the processing tank 2 c, and 10 c is a processing tank.
  • the processing apparatus 1c of the present embodiment includes a heating or cooling jacket (not shown) provided on the outer surface of the processing tank 2c or a heating or cooling jacket disposed in the processing tank 2c.
  • a recirculating coil (not shown) can be provided.
  • the turbine-type stirring blade 38 in the present embodiment is disposed near the liquid surface of the liquid food 3c on the stirring shaft 37, the introduced pressurized carbon dioxide is combined with the operation of the baffle plate 40.
  • many bubbles of inert gas can be generated near the liquid surface, and nearby bubbles are processed by the flow in the direction of the stirring shaft 37 caused by the propeller-type stirring blades 39 disposed deep in the processing tank. It can be circulated and mixed deep into the tank 2c.
  • the liquid food 3c is introduced from the food introduction port 13 of the liquid food processing apparatus 1c, and the stirring shaft 37 in the processing tank 2c is operated and rotated by the motor 12c.
  • Pressurized carbon dioxide is introduced into the processing tank 2c from the gas inlet 9c, and a number of bubbles are generated near the liquid surface by the stirring of the turbine-type stirring blade 38 and the baffle plate 40.
  • the bubbles in the direction of the stirring shaft 37 caused by the propeller-type stirring blades 39 are circulated to circulate nearby bubbles deep into the treatment tank 2c, and the pressurized carbon dioxide is brought into sufficient contact with the liquid food 3c, and Dissolve pressurized carbon dioxide in food 3c and equalize the concentration of dissolved pressurized carbon dioxide.
  • the gas inlet 9c is closed, the temperature of the liquid food 3c is kept at room temperature, and the pressure in the processing tank 2c is maintained at 70 to 150 atm for 5 to 30 minutes, whereby the liquid food 3 is obtained. Deactivates enzymes contained in c and kills microorganisms.
  • the processing method using the liquid food processing apparatus according to the fourth embodiment has the same operation as that of the first embodiment.
  • the concentration of dissolved carbon dioxide at each temperature was measured using the device according to the third embodiment of the present invention.
  • water at 25 ° C was circulated through the jacket of the treatment tank.
  • pressurized carbon dioxide 50 atm
  • the hollow shaft was rotated at 600 rpm to cause microbubbles of pressurized carbon dioxide in the orange juice. And began to dissolve carbon dioxide.
  • a part of the orange juice was withdrawn from the food outlet below the treatment tank, and the volume of carbon dioxide and juice generated therefrom was used to determine the partial pressure of steam at that temperature.
  • the dissolved carbon dioxide concentration was calculated by correcting the solubility of carbon dioxide under atmospheric pressure. The same operation was performed by introducing lOOatm and 150 atm of pressurized carbon dioxide.
  • the method of dissolving carbon dioxide at low temperature and then heating contributes to lowering the supply pressure of carbon dioxide.
  • the pressure rise due to subsequent heating becomes small.
  • a larger heating width is required to obtain the same bactericidal mosquito, which leads to a decrease in juice quality.
  • the mortality of the yeast was determined using the treatment apparatus of the third embodiment of the present invention.
  • yeast O range juice added (Saccharomvces cerevisiae) a 1 m 1 per 0 6 or more (2 5 ° C) from the food inlet into the treatment tank of the atmospheric pressure (2 5 0 ml vol) Filling was done leaving a 10% top void. At this time, water at 25 ° C was circulated through the jacket of the treatment tank.
  • pressurized carbon dioxide 50 atm
  • the hollow shaft was rotated at 600 rpm to reduce microbubbles of pressurized carbon dioxide into orange juice. And started to dissolve carbon dioxide.
  • M represents mo1Z1.
  • FIG. 7 shows the survival rate when orange juice was kept at 40 ° (:, 100 atm for 30 minutes).
  • the survival rate of the yeast added to the orange juice had already been reduced to 1Z10,000 when the orange juice was brought to the state of 40 ° C and 100 atm.
  • the dissolution of pressurized carbon dioxide and the subsequent heating by the treatment apparatus using the hollow stirring blade of the present invention showed an excellent sterilizing effect. That is, by maintaining the state at 40 ° C and 100 atm for 5 minutes, the number of surviving bacteria could be reduced to 10 or less Zm1.
  • the death rate of the yeast was determined using a dead-end type reaction tank (see FIG. 8).
  • the dead-end type reaction tank is equipped with a microfilter (pore diameter: 10 m) at the bottom of the treatment tank (volume 250 ml) to make pressurized carbon dioxide finer and generate it in orange juice. I have.
  • a processing tank that circulates 40 orange juice through a jacket at 40 ° C is filled with 40% orange juice leaving about 25% of the upper space, and pressurized carbon dioxide is supplied from the bottom of the processing tank.
  • pressurized carbon dioxide is supplied from the bottom of the processing tank.
  • the internal pressure reached 100 atm
  • the supply of pressurized carbon dioxide was stopped.
  • the concentration of dissolved carbon dioxide was 0.71M.
  • this state was maintained, and when 0, 5, 10, 20, and 30 minutes had elapsed, a small amount of orange juice was sampled from the food outlet at the bottom of the treatment tank and used for counting the number of surviving bacteria.
  • the method for measuring the survival bacteria was the same as in Example 2.
  • Figure 9 shows the results.
  • the vented reaction tank has a structure in which a pressure regulating valve is provided on the top of the Dead-end type reaction tank in Comparative Example 1 so that the ventilation of pressurized carbon dioxide is maintained even after a predetermined pressure is reached. This is a method of discharging carbon dioxide through a pressure regulating valve.
  • Orange juice heated to 40 ° C in advance and warm water at 40 ° C are circulated through a jacket in a treatment tank in which a pressure regulating valve is arranged at the top of the Dend-end type reaction tank of Comparative Example 1.
  • Filled into a treatment tank, and pressurized carbon dioxide was supplied at a rate of 6 liters per minute (standard condition) from the mixer port filter at the bottom of the treatment tank.
  • a small amount of orange juice was sampled from the liquid food outlet at the bottom of the treatment tank and used for counting the number of surviving bacteria.
  • the method for measuring the survival bacteria was the same as in Example 2. The results are shown in FIG.
  • yeast Sacharomvces
  • a vented reaction tank see Fig. 12
  • a stirring blade with a mechanical seal was inserted into the vented reaction tank (see Fig. 10) used in Comparative Example 2.
  • cerevisiae was measured.
  • Orange juice preheated to 40 ° C is filled into a treatment tank with warm water at 40 ° C circulated through a jacket, and pressurized carbon dioxide is supplied at 6 liters / minute from the microfil at the bottom of the treatment tank.
  • pressurized carbon dioxide is supplied at 6 liters / minute from the microfil at the bottom of the treatment tank.
  • the process of sufficiently stirring the juice with the stirring blade while supplying at the ratio of (standard condition) was continued until the sampling of the orange juice was completed.
  • the concentration of dissolved carbon dioxide reached 1.2 M, and this point was regarded as the starting point of the processing time, and 0, 5, 10, 20, 23 After a lapse of 0 minutes, sampling was performed.
  • Figure 13 shows the results.
  • Example 13 From FIG. 13, a bactericidal effect equivalent to that of Example 2 was obtained. However, in this comparative example, although a sufficient bactericidal effect could be obtained, the aroma component in the orange juice was significantly reduced due to the ventilation system.
  • a processing apparatus provided with the baffle plate fixed to the inner wall of the processing tank, the turbine-type stirring blade rotating in the processing tank, and the propeller-type stirring blade shown in Embodiment 4 of the present invention (FIG.
  • the killing rate of yeast was measured using the method described in (14).
  • Orange juice preliminarily heated to 40 ° C was filled in a treatment tank in which warm water at 40 ° C was circulated through a jacket while leaving 10% of its volume.
  • pressurized carbon dioxide 100 atm was introduced into the void, and the pressurized carbon dioxide was dissolved in the juice by rotating the stirring blade at 600 rpm. After 5 minutes, the concentration of dissolved carbon dioxide reached 1.2 M. After 0, 5, 10, and 20 minutes, a small amount of orange juice was sampled from the liquid food outlet at the bottom of the treatment tank and used for counting the number of surviving bacteria.
  • the method for measuring the survival bacteria was the same as in Example 2.
  • Figure 15 shows the results.
  • Example 2 After dissolving carbon dioxide in the orange juice in the same manner as in Example 2, the hollow shaft was kept rotating, and hot water of about 55 ° C was circulated through the jacket of the treatment tank to remove orange juice. After heating the orange juice to 40 ° C and keeping it at 100 atm for 15 minutes to complete sterilization, the pressure in the treatment tank was raised to 1 by the pressure regulating valve while continuing to stir. Reduced to 0 atm. In addition, inert gas was supplied from the pressurized cylinder at a flow rate of 1 liter per minute (standard condition) for 2 minutes while continuing stirring to remove dissolved carbon dioxide to a level where its taste could not be perceived by humans. Finally, after reducing the pressure of the inert gas to atmospheric pressure, orange juice for aroma component analysis was collected.
  • the method of quantifying the odor component is as follows.
  • the fragrance component content in the processed juice was examined in the same manner as in Example 4, using the processing apparatus of Embodiment 4 (see FIG. 14).
  • Orange juice preliminarily heated to 40 ° C was filled in a treatment tank in which warm water at 40 ° C was circulated through a jacket while leaving 10% of its volume. Subsequently, pressurized carbon dioxide (100 atm) was introduced into the gap, and the step of rotating the stirring blade at 600 rpm per minute was continued for 15 minutes as in Example 3, and sterilization was completed. , The pressure in the processing tank was reduced to 10 atm by the pressure regulating valve. Dissolved carbon dioxide is removed to a level that humans cannot perceive by adding an inert gas from the pressurized cylinder at a flow rate of 1 liter per minute (standard condition) for 2 minutes while continuing stirring. .
  • Example 3 The results are shown in Table 1. From Table 1, it was found that limonene, linalool, nerol, neral and geranial were retained in the juice at almost the same level as in Example 4.
  • Orange juice preheated to 40 ° C is filled into a treatment tank with warm water at 40 ° C circulated through a jacket, and pressurized dioxide is passed through a micro-mouth filter at the bottom of the treatment tank. While supplying carbon (100 atm) at a rate of 6 liters per minute (standard state), the process of sufficiently stirring the juice with the stirring blade was continued for 15 minutes as in Example 3, and the sterilization was completed. While the stirring was continued, the pressure in the processing tank was reduced to 10 atm by the pressure regulating valve. The dissolved carbon dioxide was removed to a level where humans could not sense the taste by supplying inert gas from the pressurized cylinder at a flow rate of 1 liter per minute (standard condition) for 2 minutes while continuing stirring. Finally, the pressure of the inert gas was reduced to atmospheric pressure, and then orange juice for flavor analysis was collected. Thereafter, the orange juice was subjected to aroma component analysis in the same manner as in Example 3. The results are shown in Table 1.
  • Table 1 shows that limonene was reduced to about 40% of untreated juice. Linal and nerol were relatively well retained, while neral and geranial decreased to about 60%. This is mainly due to the extraction of aroma components by aeration of pressurized carbon dioxide and discharge to the outside of the treatment tank.
  • a circulation system that does not discharge the pressurized carbon dioxide out of the treatment tank is preferable.
  • the liquid food can be added to the liquid food without losing the aroma components.
  • Pressurized carbon dioxide is dissolved to a high concentration, the temperature of the liquid food is raised according to the purpose, the liquid food in which the carbon dioxide is dissolved is maintained according to the purpose, and sterilization is performed efficiently. It is possible to efficiently remove carbon dioxide dissolved in water and suppress concentration polarization of volatile components such as aroma components. In addition, space can be saved by downsizing the device, and cost can be reduced.
  • the concentration of dissolved carbon dioxide in the processing tank and the temperature of the liquid food can be kept constant. Furthermore, adsorption of microorganisms on the wall surface in the treatment tank can be suppressed, and high sterilization efficiency can be obtained.
  • Dissolution of carbon dioxideMaintenance of carbon dioxide concentration and liquid food temperatureRemoval of dissolved carbon dioxide can be carried out in the same treatment tank at different times, so a high-pressure pump for liquid food This eliminates the need for installation and saves space.
  • a wide range of conditions can be set, a long residence time can be set, the amount of carbon dioxide used is small, and carbon dioxide can be easily recycled.
  • system control is easy, safety is excellent, and an energy saving system can be realized.

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Abstract

本発明は、液体食品を充填した処理槽内に加圧二酸化炭素を導入し、該処理槽内で加圧二酸化炭素を液体食品中に攪拌循環させることにより、二酸化炭素を液体食品中に溶解し、且つ該液体食品中の溶解二酸化炭素の濃度を均一にする第１工程、液体食品中の溶解二酸化炭素の濃度を均一に維持しながら液体食品中に含まれる酵素を失活させ及び／又は微生物を死滅させる条件を保持する第２工程、及び加圧二酸化炭素の一部を排出した後液体食品中に不活性ガスを通気して、該処理槽内で不活性ガスを液体食品中に攪拌循環させることにより、溶存した二酸化炭素を除去する第３工程を含むことを特徴とする液体食品の処理方法及び該方法を行なう装置を提供する。　本発明によれば、液体食品の香りを逃すこと無く、効率的に殺菌・酵素失活を行うとともに、該液体食品中に溶存する二酸化炭素を効率よく除去し、香気成分の損失を最小限に抑えることができる。

Description

明 細 書 液体食品の処理方法及び処理装置
技術分野
本発明は、 液体食品に加圧した二酸化炭素を効率よく溶解させ、 殺菌、 殺 酵素効果を高めるとともに、 液体食品の香りを逃すこと無く溶存した二酸化 炭素を効率よく除去することができる液体食品の処理方法及び処理装置に関 する。 背景技術
近年、 食品の品質、 新鮮さ、 自然さを保持し、 食品への添加物を減らすこ とが求められるとともに、 食品の殺菌のために食品の過度の加熱を避けるこ とが要求されている。 そのため、 食品の加熱に代わる技術に対する要求が注 目されており、 加圧した二酸化炭素を利用する液体食品の非加熱殺菌法が、 次世代技術として高い可能性を有することから、 活発にその研究、 開発が行 われている。
本発明者らは、 加圧二酸化炭素を利用する液体食品の非加熱殺菌法におい て、 殺菌効果が著しくばらつき、 この原因が菌体と二酸化炭素との接触の度 合いが低いことにあると考え、 接触を強力に高める方法を見出し、 これによ り著しく殺菌効果を高めた低温殺菌技術を提案することができた （特開平 7 - 1 7 0 9 6 5号公報） 。 上記の技術のポイントは、 フィル夕一を通じて二 酸化炭素を微細な泡状で系に吹き込むことで、 二酸化炭素の溶解度を系中の 二酸化炭素の飽和溶解度の 9 8 %にまで達することができることにある。 具体的には、 酵素含有液体食品に超臨界状態の二酸化炭素を接触させるこ とにより酵素を失活させる方法を提案した。
特開平 7— 1 7 0 9 6 5号公報に記載された方法においては、 処理槽内に 酵素含有液体食品を貯留し、 密閉した状態で処理槽内を所定の温度、 圧力条 件に保つとともに、 処理槽内に二酸化炭素の超臨界流体をフィルターを介し て微小なサイズ （平均直径： 1 0 0 m以下） にして供給することにより、 液体食品中に超臨界流体を溶け込み易くしている。 この方法によれば、 効率 よく酵素の失活ができるだけでなく、 食品に接触するのは二酸化炭素だけで あるので、 安全性が高いという利点がある。 また、 この方法によれば、 細菌、 酵母、 カビなどの微生物の殺菌処理も同時に行うことができる。
しかしながら、 二酸化炭素の超臨界流体をフィルターを介して微小なサイ ズにして供給することにより、 液体食品中に超臨界流体を溶解させる方法に おいて、 D e a d— e n d型処理槽においては二酸化炭素の充分な溶解を達 成できないために、 不十分な殺菌 ·酵素失活効果しか得ることができない。 一方、 通気型溶解槽においては充分な殺菌 ·酵素失活効果が得られるものの、 液体食品中の香り成分が超臨界二酸化炭素流体によって抽出されるという問 題が発生する (Journal of Food Science, 59, 231-233 (1994) ) 。
本発明者らは、 更に、 このような殺菌処理 ·酵素失活処理をより効率的に 且つ品質の劣化なく行うために、 新たな連続処理装置を提案した （特開平 1 1 - 3 3 0 8 7号公報及び特開平 9一 2 0 6 0 4 4号公報） 。
特開平 1 1一 3 3 0 8 7号公報及び特開平 9一 2 0 6 0 4 4号公報に記載 の連続装置では、 所定圧力、 所定温度に維持した処理槽底部に液体食品を連 続的に送給するとともに、 処理槽底部に配設したメッシュ状フィルターを通 して超臨界状態の二酸化炭素を連続的に供給し、 処理槽内上部の液面下近傍 に液体取出口を設けて製品を回収している。 処理槽内で液体食品と微小泡状 の超臨界流体とは上昇方向に並流しつつ接触し、 これにより殺菌のみならず 酵素を効率よく失活させることができる。 また、 処理槽上部には超臨界流体 排出口を設け、 超臨界流体を取り出して二酸化炭素供給源へ戻すことにより 再利用もできる。 この装置によれば、 液体食品を連続的に処理できるので、 大量処理が可能である。
しかしながら、 特開平 1 1一 3 3 0 8 7号公報及び特開平 9— 2 0 6 0 4 4号公報に記載された液体食品の処理方法は、 超臨界 （7 1 a t m、 3 1 °C 以上） 又は亜臨界 （6 0〜7 0 a t m、 2 5 °C以上） 状態の二酸化炭素を微 細口径のフィルターを介して二酸化炭素をミクロバブル化して液体食品中に 噴出させることにより、 二酸化炭素の溶解効率を高めることができるが、 二 酸化炭素の溶解、 保持及び溶存二酸化炭素の除去がそれぞれ別々の場所で行 われている。
従って、 液体食品送液用の高圧ポンプが必須であり、 装置の大型化 ·設置 場所の確保が困難であるだけでなく、 二酸化炭素の使用量が膨大であり、 ま た二酸化炭素のリサイクルが困難であるという問題がある。 また、 この連続 処理法においては、 流量 ·圧力制御が極めて複雑であり、 設備費および処理 費の高コスト化を招き、 経済性に欠けるという問題がある。 更に、 充分な殺 菌 ·酵素失活効果を得るためには、 充分量の二酸化炭素を溶解した状態で液 体食品を所定時間滞留させなければならず、 処理槽容積は液体食品の処理速 度に依存して決定される必要がある。
一方、 上記の方法によって処理された試料中には、 大気圧解放後も、 人に よって容易に感知される濃度で二酸化炭素が試料中に含有されている。 この ため、 上記方法の実用化にあたっては、 液体食品の容器への充填に先立ち、 製品中に残存している二酸化炭素を人によって感知されないレベルにまで除 去する必要がある。
従って、 本発明の課題は、 液体食品の香りを逃すことなく液体食品に加圧 した二酸化炭素を溶解して、 液体食品の殺菌 ·酵素失活を効率的に行うとと もに、 二酸化炭素の発泡と液体食品の香気成分等の損失を抑制しながら、 液 体食品中に溶存した二酸化炭素を効率よく除去する液体食品の処理方法を提 供すること、 及び、 該液体食品の処理方法を行う装置であって、 装置の小型 化による省スペース化を図り、 コス卜の低減を実現できる液体食品の処理装 置を提供することにある。 発明の開示
本発明者は、 上記課題を解決するため鋭意検討した結果、 処理槽中の液体 食品に導入された加圧した液体、 気体、 超臨界状態の二酸化炭素を液体食品 中に攪拌循環させることにより、 液体食品の香りを逃すことなく、 加圧した 二酸化炭素をほぼ飽和レベルまで溶解させ、 溶解した加圧した二酸化炭素の 濃度を処理槽内いたるところ均一にした後、 所定時間その状態を保持するこ とにより、 液体食品の殺菌 ·酵素失活を効率的に行うことができ、 次いで、 液体食品を攪拌循環しながら加圧した二酸化炭素を所定の圧力まで減圧した 後、 不活性ガスにより残存する二酸化炭素を抽出除去することにより、 二酸 化炭素による発泡を抑制しつつ二酸化炭素が除去できるとともに、 液体食品 中の香気成分等の濃度分極が抑制でき、 抽出による香気成分の過度の損失を 抑制することができることを見出し、 本発明を完成するに至った。
すなわち、 本発明は、 以下の [ 1 ] 〜 [ 6 ] に記載した事項により特定さ れる。
[ 1 ] 液体食品を充填した処理槽内に加圧二酸化炭素を導入し、 該処理槽内 で加圧二酸化炭素を液体食品中に攪拌循環させることにより、 二酸化炭素を 液体食品中に溶解し、 且つ該液体食品中の溶解二酸化炭素の濃度を均一にす る第 1工程、 液体食品中の溶解二酸化炭素の濃度を均一に維持しながら液体 食品中に含まれる酵素を失活させ及び 又は微生物を死滅させる条件を保持 する第 2工程、 及び加圧二酸化炭素の一部を排出した後液体食品中に不活性 ガスを通気して、 処理槽内で不活性ガスを液体食品中に攪拌循環させること により、 溶存した二酸化炭素を除去する第 3工程を含むことを特徴とする液 体食品の処理方法。 [ 2 ] 第 1工程の後に、 加圧二酸化炭素を溶解した液体食品を加熱する工程 を備え、 及び/又は、 第 2工程の後に、 加圧二酸化炭素を溶解した液体食品 を冷却する工程を備えることを特徴とする [ 1 ] に記載の液体食品の処理方 法。
[ 3 ] ガス導入口及びガス排出口、 液体食品導入口及び液体食品排出口を有 し、 回転し得る中空軸を内蔵する液体食品の処理装置であって、 （1 ) 該中 空軸と該処理槽との接触部は気密に形成され、 （2 ) 該中空軸は、 その端部 に二酸化炭素又は不活性ガス導入口が設けられ、 該中空軸の任意の位置に、 該中空軸に連通して形成された二酸化炭素又は不活性ガスを分散させる複数 の小孔を有するガス分散装置が設けられ、 さらに、 該中空軸には中空軸に連 通する又は連通しない複数の攪拌翼を設けてなることを特徴とする液体食品 の処理装置。
[ 4 ] 該処理槽内に液体食品を加熱または冷却する手段を備えることを特徴 とする [ 3 ] に記載の液体食品の処理装置。
[ 5 ] 処理槽に、 ガス導入口及びガス排出口、 液体食品導入口及び液体食品 排出口並びに該処理槽内壁面に固定された少なくとも 1つの邪魔板を有し、 回転し得る攪拌軸を内蔵する液体食品の処理装置であって、 （1 ) 該攪拌軸 と該処理槽との接触部は気密に形成され、 （2 ) 該攪拌軸は、 液体食品の液 面近傍に設けられた 1つのタービン型攪拌翼とその下方に設けられた少なく とも 1つのプロペラ型攪拌翼を設けられてなることを特徴とする液体食品の 処理装置。
[ 6 ] 該処理槽に液体食品を加熱または冷却する手段を備えることを特徴と する請求項 5に記載の液体食品の処理装置。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の実施の形態 1における液体食品の処理装置である。 図 2は、 本発明の実施の形態 1におけるガス発生部の平面図である。
図 3は、 本発明の実施の形態 1におけるガス発生部の側面図である。
図 4は、 本発明の実施の形態 2における液体食品の処理装置である。
図 5は、 本発明の実施の形態 3における液体食品の処理装置である。
図 6は、 実施例 1における力一ポネ一シヨン中の温度と圧力と溶存ニ酸化 炭素濃度の関係を示すグラフである。
図 7は、 実施例 2における処理時間と生残率との関係を示すグラフである。 図 8は、 従来における D e a d— e n d型処理装置である。
図 9は、 比較例 1における処理時間と酵母の生残率との関係を示すグラフ である。
図 1 0は、 従来における通気型処理装置である。
図 1 1は、 比較例 2における処理時間と酵母の生残率との関係を示すダラ フである。
図 1 2は、 従来における攪拌翼を設置した通気型処理装置である。
図 1 3は、 比較例 3における処理時間と酵母の生残率との関係を示すダラ フである。
図 1 4は、 本発明の実施の形態 4における液体食品の処理装置である。 図 1 5は、 実施例 3における処理時間と酵母の生残率との関係を示すダラ フである。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明を詳細に説明する。
本発明の液体食品の処理方法は、 液体食品を充填した処理槽内に加圧二酸 化炭素を導入し、 該処理槽内で加圧二酸化炭素を液体食品中に攪拌循環させ ることにより、 二酸化炭素を液体食品中に溶解し、 且つ該液体食品中の溶解 二酸化炭素の濃度を均一にする第 1工程、 液体食品中の溶解二酸化炭素の濃 度を均一に維持しながら液体食品中に含まれる酵素を失活させ及び z又は微 生物を死滅させる条件を保持する第 2工程、 及び加圧二酸化炭素の一部を排 出した後液体食品中に不活性ガスを通気して溶存した二酸化炭素を除去する 第 3工程の 3つの工程を含む。
本発明の処理方法の第 1工程においては、 液体食品を充填した処理槽内に 導入された加圧二酸化炭素を、 液体食品の香りを逃すことなく液体食品に溶 解して、 液体食品中の溶解二酸化炭素の濃度を均一にすることが重要であり、 そのために、 導入した加圧二酸化炭素を微小気泡として液体食品中に攪拌循 環させる。
本発明の処理方法の第 2工程においては、 液体食品中の溶解二酸化炭素の 濃度を処理槽内の全ての場所で均一に維持するとともに、 所定時間保持する ことが重要であり、 そのために、 加温 （3 0〜6 5 °C) し、 又は、 加温せず に、 加圧二酸化炭素を溶解した液体食品を攪拌循環させる。 この工程により、 通常の殺菌工程では生残菌数を少なくとも 1 Z 1 , 0 0 0， 0 0 0以下に減 らすことができる。
本発明の処理方法の第 3工程においては、 液体食品が処理槽から溢れ出る のを防ぐために、 発泡を抑制しながら加圧二酸化炭素を減圧してその一部を 排出し、 つづいて不活性ガスを通気して微小気泡にして、 残存する二酸化炭 素を不活性ガスの微小気泡中に抽出して除去する。 この工程においても、 残 存した二酸化炭素と不活性ガスを含む液体食品を攪拌循環することが重要で ある。 それにより、 不活性ガスの微小気泡が液体食品中に均一に分散される とともに、 液体食品中の香気成分等の濃度の分極が抑制され、 液体食品中に 残存する二酸化炭素が効率良く除去されるとともに、 香気成分等の過度の損 失を抑制することができる。
このように、 本発明の液体食品の処理方法の全ての工程で、 加圧二酸化炭 素や不活性ガスの微小気泡とともに液体食品を攪拌循環させることが重要で ある。 液体食品を攪拌循環させる方法は、 特に限定されないが、 後述の、 処 理槽に、 ガス吸引口と複数の小孔を有するガス分散装置と攪拌翼が設けられ た中空軸を内蔵する液体食品の処理装置 Aや処理槽内壁面に固定された邪魔 板と処理槽内で回転するタービン型攪拌翼とプロペラ型攪拌翼を備えた液体 食品の処理装置 Bを用いることが好適である。
本発明における加圧二酸化炭素は、 液体、 気体、 超臨界状態のものが使用 でき、 好ましくは、 状態図における蒸発線近傍の状態での二酸化炭素である。 具体的には、 温度が 1 0〜6 0 °C、 好ましくは 1 0〜 3 0 °Cであり、 圧力が 2 0〜3 0 0 a t m、 好ましくは 4 0〜 1 0 0 a t mである二酸化炭素であ る。 加圧二酸化炭素は、 液体食品より密度が小さいことが必要であるが、 上 記条件内で適切に条件を選べば、 容易に加圧二酸化炭素の密度を液体食品の 密度より小さい密度にすることができる。
本発明における加圧二酸化炭素は、 液化炭酸ガスが充填された貯留槽を供 給源とするが、 必要に応じて、 ポンプで昇圧して供給することもできる。 あ るいは所定の圧力まで昇圧して貯留槽に蓄えておき、 これを直接的な供給源 とすることもできる。 なお、 液体食品の温度は、 温度センサでモニタし、 処 理槽内の圧力は、 圧力センサでモニタすることが可能である。 処理槽内の圧 力は、 加圧二酸化炭素が加圧ポンプから直接供給される場合は、 処理槽に取 り付けられた圧力センサの出力により加圧ポンプを制御することにより調節 される。 加圧二酸化炭素の貯留槽から加圧二酸化炭素が供給される場合は、 処理槽には圧力調節弁は必要としない。
本発明の液体食品の処理方法を行なう上で好適である、 ガス吸引口と複数 の小孔を有するガス分散装置と攪拌翼が設けられた中空軸を内蔵する液体食 品の処理装置 Aを用いて、 本発明の液体食品の処理方法を、 更に詳しく説明 する。
処理装置 Aにおいて、 ガス吸引口と複数の小孔を有するガス分散装置と攪 拌翼が設けられた中空軸を液体食品中で回転させることにより、 ガス分散装 置 （ガス発生部） の先端部で減圧部分が作り出され、 それによつて中空軸の 端部に突設された吸引口から中空軸の内部を通じ加圧二酸化炭素を吸引し、 さらにガス分散装置のせん断力でこの二酸化炭素を微小気泡にして、 処理槽 の半径方向に分散させることができる。 このようにして生じた加圧二酸化炭 素の半径方向の分散は、 中空軸に配設された攪拌翼により半径方向と垂直方 向に広げられ、 液体食品は処理槽内で縦方向に循環し、 処理槽内における溶 解二酸化炭素の濃度分布の偏りを消滅させ、 溶解二酸化炭素の濃度分布を処 理槽内で均一にすることができる。 これにより、 液体食品の香りを逃すこと なく加圧二酸化炭素を液体食品に効率良く溶解させることができる。
一方、 D e a d— e n d方式の処理槽では溶解二酸化炭素の濃度を十分に 高くすることができない。 通気方式の処理槽では液体食品中の香り成分が加 圧二酸化炭素によって抽出され、 加圧二酸化炭素とともに処理槽から排出さ れるために液体食品の香りが弱まることになる。 スパ一ジャー方式の処理槽 では加圧二酸化炭素および不活性ガスを液体食品中に供給しなければならな いが、 この場合、 該供給口の凹部内の内部に入り込んだ液体食品の処理が不 十分となることが懸念される。 これは、 加圧二酸化炭素を外部循環させる処 理槽方式においても同様である。
液体食品と接触する加圧二酸化炭素の量 （体積） は、 中空軸を回転させて 二酸化炭素のガス発生部を回転することによって生じる二酸化炭素の吸引能 力により定まる。 処理槽の大きさと形状にもよるが、 二酸化炭素の吸引能力 は、 処理槽 l m 3当たり加圧二酸化炭素の体積として 4〜2 O m 3ノ hが好 ましい。 ここで、 吸引能力が 4 m3Zhより小さくなるにつれ、 二酸化炭素 の液体食品への溶解速度が減少し、 二酸化炭素溶解工程に要する時間が長く なる傾向がみられ、 2 0 m3Zhより大きくなるにつれ、 処理槽内の液体食 品のホールドアツプ容積が増大するために、 加圧二酸化炭素を導入するため の処理槽上部空間を大きくとる必要が生じてくる。
中空軸を中心にガス発生部あるいは攪拌翼を回転する際の回転数は、 ガス 発生部の直径および処理する液体食品の種類にもよるが、 例えば、 オレンジ 果汁の場合、 1 0 0〜6 0 0 r p mが好ましい。 ここで、 回転数が 1 0 0 r p m未満であると、 液体食品中での加圧二酸化炭素あるいは不活性ガスの微 小気泡の発生量が不十分となり、 第 1工程における二酸化炭素の溶解に長時 間を要するばかりでなく、 第 3工程における残存した二酸化炭素の除去効率 が低下する。 さらに、 攪拌翼による液体食品の縦方向の循環が低下するため に香気成分などの揮発性成分の濃度分極を抑制することが難しくなる傾向が 見られる。 一方、 回転数が 6 0 0 r p mを超えると、 加圧二酸化炭素の微小 気泡の発生過多のために、 液体食品のホールドアップ容積が過度に増大する 傾向が見られる。 さらには、 余分な動力消費と中空軸を密閉状態で回転させ るためのメカニカルシール等の密閉手段の劣化を早めることになる。
加圧二酸化炭素を溶解した後、 液体食品中の溶解二酸化炭素濃度を処理槽 内の全ての場所で均一にすることは、 第 2工程の液体食品中に含まれる酵素 を失活させ及び/又は微生物を死滅させる工程 （殺菌工程） において極めて 重要である。 すなわち、 通常の殺菌工程では生残菌数を少なくとも 1 1， 0 0 0， 0 0 0以下に減らすことが求められるが、 これを達成するには処理 槽壁近傍まで溶解二酸化炭素をムラ無く拡散させることが必要となる。 この ように、 溶解二酸化炭素濃度を処理槽壁近傍に至るまで可能な限り均一に分 散させるためには、 処理槽底部等で発生した加圧二酸化炭素の微小気泡の上 昇による液同伴効果に基づく攪拌では不十分である。
そのために、 処理槽の大きさ、 形状、 材質、 ならびに液体食品の種類にも よるが、 効果的な攪拌翼を中空軸に設けることが重要である。 具体的には、 プロペラ型攪拌翼、 あるいはタービン型攪拌翼、 あるいはこれらを組合せて 用いることが有効である。 攪拌翼で液体食品を攪拌することにより、 液体食 品の縦方向の循環が可能になり、 液体食品中の溶解二酸化炭素濃度を処理槽 内の全ての場所で均一にすることができる。 これら攪拌翼の回転速度は、 6 0 r ρ π！〜 6 0 0 r p mが好ましい。 ここで、 攪拌速度が、 6 0 r p mより 小さくなるにつれ、 処理槽壁近傍への溶解二酸化炭素の拡散が低下し、 殺菌 効果が低下する傾向が見られる。 一方、 6 0 0 r p mより大きくなるにつれ、 消費電力が増大するとともに中空軸の密閉手段の劣化が促進する傾向が見ら れる。
本発明における加圧二酸化炭素は、 処理槽から排出された二酸化炭素をさ らに加圧し、 これを冷却液化して貯留槽に貯留したものを必要に応じて再利 用することができる。 このとき、 不要な揮発性成分を分離して除去すること も可能である。 なお、 特別に圧力調整や、 加熱または冷却など行うことなく、 直接、 気体、 液体、 超臨界状態のままで再利用することもできる。
加圧二酸化炭素の再利用のためには、 処理槽を複数配置して、 各々の処理 槽で進行させる処理工程に時間差を設けることによって、 直接加圧二酸化炭 素を再利用することができる。 すなわち、 溶解二酸化炭素を加圧保持するェ 程が終了した先行の処理槽から加圧二酸化炭素排出口を経て、 液体食品が所 定量充填された次の処理槽の上部空間に直接移動させることができる。 この 操作によって、 約 5 0 %の二酸化炭素が再利用される。 さらに再利用率を高 めるためには加圧ポンプを経由して二酸化炭素の移動を行わせる必要がある。 液体食品の殺菌および酵素失活速度の対数値は、 液体食品の処理温度およ び溶解した二酸化炭素 （溶解二酸化炭素） の濃度に対して直線的に増大する。 従って、 加圧二酸化炭素を溶解した後、 液体食品の温度を所定のレベルまで 上げ、 所定時間保持することにより、 液体食品中の微生物を確実に死滅させ ることができる。
具体的には、 処理槽を密閉した状態で加圧二酸化炭素を溶解した液体食品 の温度を 1 0〜3 0 °Cから 3 0〜6 5 °Cまで上げることにより、 処理槽内 （ 加圧二酸化炭素） の圧力を 3 0〜8 0 & 1；111から 5 0〜3 0 0 & t mに上昇 させることができ、 このままの状態で、 3〜 6 0分間保持するのが好適であ るが、 これらの条件は液体食品の種類により適宜変更される。 ここで、 加圧 二酸化炭素の圧力が 3 0 0 a t mより高くなるにつれ処理槽の耐圧性を高め るために多くの費用が必要となる傾向が見られ、 圧力が 5 0 a t mより低く なるにつれ殺菌効果が小さくなるという傾向がみられる。 また、 加熱された 液体食品の温度が 6 5 °Cより高くなるにつれ液体食品の品質が低下する傾向 がみられ、 その温度が 3 0 °Cより低くなるにつれ殺菌効果が不十分になる傾 向がみられる。 さらに、 保持時間が 3分間より短くなるにつれ生残菌数が増 大する傾向がみられ、 保持時間が 6 0分間より長くなるにつれ処理効率が低 下するという傾向がみられる。
二酸化炭素を溶解した液体食品を所定時間保持した後、 加圧した二酸化炭 素を減圧にする工程を行う。 減圧した後の圧力は特に限定されるものではな いが、 1 a t m (大気圧） 〜2 0 a t m、 好ましくは 5〜1 0 a t mである。 ここで、 圧力が 5 a t mより低くなるにつれ、 減圧中の発泡が激しくなり、 減圧中に処理槽から液体食品が溢れ出るのを防ぐためには、 処理槽に液体食 品を充填するときの上部空隙を大きく残しておく必要がある。 加圧した二酸 化炭素を排出した後の圧力が 1 0 a t mより高い場合には、 溶解している二 酸化炭素を除去するために使用される不活性ガスの量 （質量） が大きくなる 傾向が見られる。
本発明に用いる不活性ガスは、 窒素の他、 アルゴン、 ヘリウム等、 毒性が なく安全であり、 液体食品に対して不活性なガスであれば使用可能である。 不活性ガスの発生手段は、 圧縮ボンべ （高圧貯留タンク） の他、 液化タンク、 大気中の窒素を現地にて分離したもの等が用いられるが、 これらに限定され るものではない。 ここで、 大気中の窒素を分離する方法としては、 P S A法 (Pressure swing adsorption法） 等が用いられる。 尚、 不活性ガスを微小 気泡にして通気するのが好ましい。
かかる不活性ガスの微小気泡中に溶存二酸化炭素を抽出することにより、 溶存二酸化炭素を除去することができる。 すなわち、 不活性ガスの微小気泡 が液体食品中で攪拌されている間に、 溶存二酸化炭素分子がへンリ一の法則 に従って該微小気泡中に拡散し、 微小気泡中に取り込まれ、 二酸化炭素と不 活性ガスの混合気体からなる肥大した気泡は、 処理槽内の液面上において崩 壌することにより、 二酸化炭素は不活性ガスとともに系外に排出される。 更に、 液体食品中に不活性ガスを通気する工程においては、 液体食品中に 生成する香気成分等の濃度分極を抑制するのが可能である。 具体的には、 液 体食品に不活性ガスの微小気泡を発生させ、 さらに攪拌翼を用いて、 より効 果的に上昇流と下降流を生じせしめることができ、 液体食品中の香気成分等 の濃度分布を均一化することができる。 この場合、 液体食品を入れた処理槽 内に仕切壁を設けることにより、 さらにより効果的に上昇流と下降流を生じ せしめることができる。
加圧二酸化炭素処理中の液体食品中には、 液体食品の 1 0〜 3 0倍の体積 (標準状態換算） の二酸化炭素が含有されていることから、 処理後これらを そのまま減圧していくと液体食品中に激しい発泡が起こり、 液体食品を満た している処理槽から多量の液体食品が溢れ出る。 すなわち、 加圧下で高濃度 の溶解二酸化炭素を含有している場合でも、 5〜 1 0 a t mまでは除圧によ つて引き起こされる液体食品中での発泡は僅かであるが、 その圧力が低くな るにつれて溶解二酸化炭素の発泡は激しくなる。 その理由は、 加圧下では単 位時間あたりに排出される二酸化炭素の量 （質量） が大きくても圧縮された 状態で除去されるので液体食品中から分離される二酸化炭素の体積は小さい からである。 これに対して、 5 a t m以下での除圧操作においては、 単位時 間あたりに除去される二酸化炭素の量は少なくても処理槽中での圧縮率が小 さくなつていることから、 液体食品中で激しい発泡が起こる。 液体食品中における二酸化炭素の激しい発泡を回避するには、 処理圧力か ら 5〜1 0 a t mまでは直接二酸化炭素を処理槽から排出することにより除 圧し、 それ以降は加圧された状態で不活性ガスの微小気泡を通気攪拌して行 うことが好ましい。 すなわち、 5〜1 0 a t m以下では溶存二酸化炭素を膨 張させることなく不活性ガスで抽出することにより発泡を抑制しつつ、 溶存 二酸化炭素を除去することができる。 その理由は、 不活性ガス (窒素） は二 酸化炭素に比べて水溶液に対する溶解度がほぼ 1 / 2 5であるので、 二酸化 炭素が分離された液体食品は全く発泡性を示さなくなるからである。
このような状況下、 不活性ガスの供給圧力は次のような因子を考慮して決 定される。
1 ) 不活性ガスの圧力が高くなるほど液体食品との接触面積が小さくなるた めに溶存二酸化炭素の抽出速度が低下する。 2 ) 不活性ガスの圧力が高くな るほど、 溶存気体の抽出に必要とされる不活性ガスの量 （質量） は大きくな る。 3 ) 必要以上の高圧下での操作は増圧のためのコンプレッサーが必要に なるので不利である。 4 ) 不活性ガスの圧力が低すぎる場合は、 その圧力ま で二酸化炭素を排出する操作において、 液体食品が発泡し処理槽から溢れ出 るしとになる。
以上の諸点を考慮すると、 加圧下で高濃度の溶存二酸化炭素を含有してい る液体食品に関しては、 5〜 1 0 a t mまでは不活性ガスを通気することな く除圧により溶存二酸化炭素を分離し放出させ、 液体食品の圧力が 5〜1 0 a t m程度に低下した後は同程度まで加圧された不活性ガスを通気すること によって溶存二酸化炭素を抽出分離するのが好ましい。 この時、 溶存ニ酸化 炭素の除去に伴い供給される不活性ガスの圧力を下げていくことができる。 液体食品を加熱あるいは冷却する手段 ·方法としては、 処理槽の内部に配 置し内部に加熱 ·冷却媒体を挿入した 1乃至複数のコイル、 処理槽の表面を 覆設し処理槽との間に加熱 ·冷却媒体を挿入したジャケット、 処理槽の内部 に配置した 1乃至複数のプレート型熱交換器等を用いて、 加熱 ·冷却する方 法等が挙げられるが、 これらに限定されるものではない。 加熱 ·冷却媒体と しては、 水、 水蒸気、 オイル等が用いられる。
本発明の処理方法を行なう上で好適な処理装置 Bでは、 処理槽内壁面に固 定された邪魔板と、 液面近傍に設けられた夕一ビン型攪拌翼とその下方に設 けられてプロペラ型攪拌翼を処理槽内で回転させることにより、 導入された 加圧二酸化炭素又は不活性ガスと液体食品が効率的に混合され、 加圧二酸化 炭素又は不活性ガスの濃度が処理槽内の全ての位置で均一にすることができ る。 すなわち、 液面近傍に設けられた夕一ビン型攪拌翼による攪拌と処理槽 に固定された邪魔板により、 液面近傍に多数の気泡を発生させることでき、 次いで、 タービン型攪拌翼の下方に設けられたプロペラ型攪拌翼により引き 起こされる攪拌軸方向への流動により、 液面近傍の気泡を処理槽下部へ循環 混合させることができる。 その結果、 上述の処理装置 1と同様に、 効率的に 二酸化炭素を液体食品中に均一に溶解させることができるとともに液体食品 の香気を損なうことなく、 不活性ガスによる溶存二酸化炭素の除去を行なう ことができる。
タービン型攪拌翼の位置は、 液面近傍に設けられるが、 その位置は処理槽 の容積、 攪拌翼の直径、 回転速度等により変わりうるが、 液面上に導入され た加圧二酸化炭素又は不活性ガスを微粒気泡として液面下に発生させるよう 配置される。
邪魔板は、 タービン型攪拌翼と同程度の深さの位置に設置する。 それによ り、 タービン型攪拌翼の回転運動によって生じる円運動が邪魔板で抑制され、 タービン型攪拌翼の先端近傍に気泡を効果的に発生させることができる。 本発明が適用される液体食品は、 野菜ジュース、 果実ジュース、 コーヒー、 紅茶、 緑茶、 ウーロン茶、 ココア、 ビールの他、 砂糖、 ミルク、 クリーム等 の甘味料、 その他の添加物を添加した各種飲料、 牛乳、 加工乳、 発酵乳、 乳 飲料、 ワイン、 清酒、 醤油、 めんつゆ、 みりん、 ビネガー、 滋養強壮用ドリ ンク等が挙げられるが、 これらに限定されるものではない。
以下、 本発明の液体食品の処理装置について、 本発明の一実施の形態を図 面を参照しながら説明する。
(実施の形態 1 )
図 1は本発明の実施の形態 1における液体食品の処理装置の概略図、 図 2 はガス発生部の平面図、 図 3はガス発生部の側面図である。
図中、 1は本実施の形態における液体食品の処理装置、 2は液体食品を収 容する耐圧性ステンレス製の円筒状処理槽、 3は処理槽 2内に収容された液 体食品、 4は処理槽 2の略中央部に回転自在に形成され、 内部に加圧二酸化 炭素または不活性ガスを通過させるステンレス製の中空軸、 5は中空軸 4と 連通する部分で液体食品の軸方向の攪拌が遮断されないように大きな隙間を 設けた横方向の連通管で支えられたドーナッツ状の外側面に多数の小孔を設 けたステンレス製のガス発生部、 6は中空軸 4に配設された、 液体食品を攪 拌させるステンレス製の攪拌翼、 7は処理槽 2内の液体食品の液面より上の 中空軸 4端部に突設され、 加圧二酸化炭素または不活性ガスを吸引させる吸 引孔、 8は処理槽 2内に揷通した中空軸 4と処理槽 2との接触部に形成され た、 処理槽 2内を密閉させる手段としてのマグネティックドライブ、 9は処 理槽 2の上方に形成され、 処理槽 2内に加圧した二酸化炭素または不活性ガ スを導入するガス導入口、 1 0は処理槽 2の上方に形成され、 処理槽 2から 加圧した二酸化炭素または不活性ガスを外部へ排出するガス排出口、 1 1は 処理槽 2の二酸化炭素を減圧する圧力調整弁、 1 2は中空軸 4の上端部に固 定され中空軸 4を回転させる駆動部としてのモータ、 1 3は処理槽 2の下方 側面部に形成され、 液体食品を処理槽 2内に導入する食品導入口、 1 4は処 理槽 2の下方側面部に形成され、 液体食品を外部へ排出する食品排出口であ る。 なお、 処理槽 2内の温度、 圧力を調整するために必要な温度計、 圧力セ ンサ等を設けることも可能である。 これらの調整により、 処理槽 2内におい て充分な殺菌効果を発現させることができる。 ここで、 液体食品の処理装置 1については、 攪拌翼を備えた中空軸を設置した攪拌槽型反応器 （B I A Z Z I社製） を使用することができる。
ここで、 処理槽 2の材質としては、 ステンレス鋼、 鉄鋼、 強化型の各種プ ラスチックやこれらの複合材料等が挙げられるが、 これらに限定されるもの ではない。 処理槽 2の大きさは、 液体食品の製造規模にもよるが、 0 . 5〜 2 0 m 3が好ましい。 ここで、 容積が 2 O m 3より大きくなるにつれ、 耐圧 性を有する処理槽 2の製造コストが著しく増大していく傾向がみられる。 こ のような場合は、 数 m3の容積をもつ処理槽 2を複数設置することが好都合 である。 処理槽 2の形状としては、 円筒状、 多角形状等が挙げられるが、 特 に限定されるものではない。
本発明に用いる中空軸 4は、 処理槽 2内の略中央部に回転自在に形成され、 中空軸 4の端部に、 加圧二酸化炭素または不活性ガスが吸引される吸引孔 7 が突設されている。 中空軸 4の材質としては、 ステンレス鋼、 鉄鋼などが挙 げられるが、 これらに限定されない。 吸引孔 7の突設位置は、 液体食品を充 填したときの液面からの距離が大きいほど、 加圧二酸化炭素あるいは不活性 ガスの吸引体積あたりのホールドアツプ体積を大きく設定できるので有利で ある。 しかしながら、 その形状、 大きさは、 特に限定されるものではない。 加圧二酸化炭素あるいは不活性ガスのガス発生部 5の形状としては、 特に 限定されるものではないが、 中空軸 4と連通する部分で液体食品の軸方向の 攪拌が遮断されないように大きな隙間を設けた横方向の連通管で支えられた ドーナッツ状の外側面に多数の小孔を設けたものが好ましい。 かかる小孔の 大きさは、 加圧二酸化炭素ならびに不活性ガスの微細気泡を効率よく発生す る一方、 装置の薬液等による洗浄の容易さも考慮して過度に微細な孔径は好 ましくない。 ガス発生部 5の材質としては、 ステンレス鋼、 鉄鋼が挙げられ るが、 これらに限定されない。
本発明に用いる攪拌翼 6は、 中空軸 4に配設され、 具体的には、 プロペラ 攪拌翼、 タービン攪拌翼等が挙げられるが、 これらに限定されるものではな い。 攪拌翼 6を用いることにより、 主に軸方向の流れを起こして、 液体食品 と加圧二酸化炭素を効率的に接触させその溶解を促進させる。 また、 溶解二 酸化炭素を処理槽壁近傍まで均一に拡散させるとともに、 処理槽 2内部の壁 面等への微生物等の吸着を抑制することができ、 殺菌効率を向上させること ができる。 また、 熱交換を促進させることができる。
本発明の処理槽 2内を密閉する手段としては、 マグネティックドライブ 8 の他、 グランドタイプあるいはメカニカルシール等が用いられるが、 これら に限定されるものではない。
本発明における中空軸 4を回転させる駆動部は、 特に限定されるものでは ないが、 モー夕 1 2等が用いられる。
本実施の形態 1における液体食品の処理装置を用いた処理方法について、 以下説明する。
本実施の形態 1における液体食品の処理装置における食品導入口 1 3より、 液体食品 3を導入し、 処理槽 2内の中空軸 4をモ一夕 1 2を作動させ回転さ せる。
加圧した二酸化炭素をガス導入口 9より処理槽 2内に導入して吸引孔 7か ら中空軸 4の内部に吸引し、 ガス発生部 5から加圧二酸化炭素を液体食品 3 中に発生させるとともに、 中空軸 4を中心に攪拌翼 6を回転させ、 加圧二酸 化炭素を液体食品 3と充分接触させ、 液体食品 3中に加圧二酸化炭素を溶解 させ、 溶解した加圧二酸化炭素の濃度を均一にする。
次いで、 ガス導入口 9を閉じ、 液体食品 3の温度を常温にて、 処理槽 2内 の圧力を 7 0〜 1 5 0 a t m、 5〜 3 0分間維持することによって、 液体食 品 3中に含まれる酵素を失活させ、 微生物を死滅させる。 その後、 処理槽 2内の二酸化炭素を圧力調整弁 1 1から徐々に排出し、 処 理槽 2内の圧力が 5〜1 0 a t mまで低下したとき、 圧縮ボンべ （図示せ ず） を用いて不活性ガスである窒素ガスをガス導入口 9より導入し、 吸引孔 7から中空軸 4の内部に吸引し、 ガス発生部 5から窒素ガスの微小気泡を液 体食品 3中に生成させる。 このように処理した液体食品 3を食品排出口 1 4 より処理槽 2外へ排出する。
本実施の形態 1における液体食品の処理装置を用いた処理方法を行うこと により、 以下の作用を有する。
循環型処理槽を用いたので、 非循環型の処理槽 （D e a d— e n d方式） や通気型の処理槽に比べて、 効率的に二酸化炭素を溶解することができ、 二 酸化炭素の使用量が少なくてすみ、 二酸化炭素のリサイクルが容易であると ともに、 香気成分の損失を最小限に抑えることができる。
処理槽内の液体食品を攪拌することにより、 処理槽内の溶解二酸化炭素の 濃度と液体食品の温度を一定に保つことができる。 さらに、 処理槽内の壁面 への微生物の吸着を抑えることができ、 高い殺菌効率を得ることが可能であ る。
液体食品の充填 ·二酸化炭素の溶解 ·液体食品の温度制御 ·溶存ニ酸化炭 素の除去を同一の処理槽で時間をずらして行うので、 液体食品の送液用の高 圧ポンプを設置する必要がなく、 省スペース化を実現することができる。 ま た、 各種条件を設定する幅が広く、 本発明におけるバッチ処理では処理速度 に関係なく滞留時間を設定することができる。 すなわち、 滞留時間を大きく することにより、 低い殺菌温度によっても充分な殺菌効果を得ることができ る。 更に、 処理槽内の圧力制御を行うだけで、 流量制御が不要であるため、 システム制御が容易で、 安全性に優れるとともに、 省エネシステムを実現す ることができる。
加圧二酸化炭素を利用して液体食品の殺菌処理を効率的に行った後、 液体 食品の容器への充填に先立ち、 同処理槽内で人によって容易に感知される濃 度で含有されている二酸化炭素を人によって感知されないレベルにまで除去 することができる。
(実施の形態 2 )
図 4は、 本発明の実施の形態 2における液体食品の処理装置の概略図であ る。
図中、 1 aは本実施の形態における液体食品の処理装置、 2 aは液体食品 を収容する耐圧性ステンレス製の円筒状処理槽、 3 aは処理槽 2 a内に収容 された液体食品、 4 aは処理槽 2 aの略中央部に回転自在に形成され、 内部 に加圧二酸化炭素または不活性ガスを通過させるステンレス製の中空軸、 5 aは中空軸 4 aと連通する部分で液体食品の軸方向の攪拌が遮断されないよ うに大きな隙間を設けた横方向の連通管で支えられたドーナッツ状の外側面 に多数の小孔を設けたステンレス製のガス発生部、 6 aは中空軸 4 aに配設 された、 液体食品を攪拌させるステンレス製の攪拌翼、 7 aは処理槽 2 a内 の液体食品の液面より上の中空軸 4 a端部に突設され、 加圧二酸化炭素また は不活性ガスを吸引させる吸引孔、 8 aは処理槽 2 a内に揷通した中空軸 4 aと処理槽 2 aとの接触部に形成された、 処理槽 2 a内を密閉させる手段と してのマグネティックドライブ、 9 aは処理槽 2 aの上方に形成され、 処理 槽 2 a内に加圧した二酸化炭素または不活性ガスを導入するガス導入口、 1 0 aは処理槽 2 aの上方に形成され、 処理槽 2 aから加圧した二酸化炭素ま たは不活性ガスを外部へ排出するガス排出口、 1 1 aは処理槽 2 aの二酸化 炭素を減圧する圧力調整弁、 1 2 aは中空軸 4 aの上端部に固定され中空軸
4 aを回転させる駆動部としてのモー夕、 1 3 aは処理槽 2 aの下方側面部 に形成され、 液体食品を処理槽 2 a内に導入する食品導入口、 1 4 aは処理 槽 2 aの下方側面部に形成され、 液体食品を外部へ排出する食品排出口、 1
5 aは処理槽 2 a内に配置された加熱又は冷却用コイルである。 なお、 処理 槽 2 a内の温度、 圧力を調整するために必要な温度計、 圧力センサ等を設け ることも可能である。 これらの調整により、 処理槽 2 a内において充分な殺 菌効果を発現させることができる。 ここで、 液体食品の処理装置 1 aについ ては、 攪拌翼を備えた中空軸を設置した攪拌槽型反応器 （B I A Z Z I社 製） を利用することができる。
本実施の形態における液体食品の処理装置 1 aを用いた処理方法について、 以下説明する。
液体食品の処理装置 1 aにおける食品導入口 1 3 aより、 液体食品 3 aを 導入し、 処理槽 2 a内の中空軸 4 aをモ一夕 1 2 aを作動させ回転させる。 加圧した二酸化炭素をガス導入口 9 aより処理槽 2 a内に導入して吸引孔 7 aから中空軸 4 aの内部に吸引し、 ガス発生部 5 aから加圧二酸化炭素を 液体食品 3 a中に発生させるとともに、 中空軸 4 aを中心に攪拌翼 6 aを回 転させ、 加圧二酸化炭素を液体食品 3 aと充分接触させ、 液体食品 3 a中に 加圧二酸化炭素を溶解させ、 溶解した加圧二酸化炭素の濃度を均一にする。 次いで、 ガス導入口 9 aを閉じ、 加熱媒体 （温水 6 0 °C) を供給し、 液体 食品 3 aの温度を 3 5〜4 0 ° (：、 処理槽 2 a内の圧力を 7 0〜1 5 0 a t m に、 5〜3 0分間維持することによって、 液体食品 3 a中に含まれる酵素を 失活させ、 微生物を死滅させる。
その後、 冷却媒体 （冷却水 1 0 °C) を供給するとともに、 温度を 2 5〜3 0 °Cまで下げ、 処理層 2 a内の二酸化炭素を圧力調整弁 1 1 aから徐々に排 出し、 処理槽 2 a内の圧力が 5〜1 0 a t mまで低下したとき、 圧縮ボンべ (図示せず） を用いて不活性ガスである窒素ガスをガス導入口 9 aより導入 し、 吸引孔 7 aから中空軸 4 aの内部に吸引し、 ガス発生部 5 aから窒素ガ スの微小気泡を液体食品 3 a中に生成させる。 このように処理した液体食品 3 aを食品排出口 1 4 aより処理槽 2 a外へ排出する。
本実施の形態においては、 実施の形態 1で得られる効果に加え、 液体食品 中に加圧二酸化炭素を溶解した後、 液体食品を加温することにより、 溶解二 酸化炭素濃度を低下させることなく、 殺菌効果をさらに増大させることがで きる。 また、 処理槽内にコイルが複数配置されているので、 熱効率を高める ことができる。
(実施の形態 3 )
図 5は本発明の実施の形態 3における液体食品の処理装置の概略図である。 図中、 1 bは本実施の形態における液体食品の処理装置、 2 bは液体食品 を収容する耐圧性ステンレス製の円筒状処理槽、 3 bは処理槽 2 b内に収容 された液体食品、 4 bは処理槽 2 bの略中央部に回転自在に形成され、 内部 に加圧二酸化炭素または不活性ガスを通過させるステンレス製の中空軸、 5 bは中空軸 4 bと連通する部分で液体食品の軸方向の攪拌が遮断されないよ うに大きな隙間を設けた横方向の連通管で支えられたドーナッツ状の外側面 に多数の小孔を設けたステンレス製のガス発生部、 6 bは中空軸 4 bに配設 された、 液体食品を攪拌させるステンレス製の攪拌翼、 7 bは処理槽 2 b内 の液体食品の液面より上の中空軸 4 b端部に突設され、 加圧二酸化炭素また は不活性ガスを吸引させる吸引孔、 8 bは処理槽 2 b内に挿通した中空軸 4 bと処理槽 2 bとの接触部に形成された、 処理槽 2 b内を密閉させる手段と してのマグネティックドライブ、 9 bは処理槽 2 bの上方に形成され、 処理 槽 2 b内に加圧した二酸化炭素または不活性ガスを導入するガス導入口、 1 0 bは処理槽 2 bの上方に形成され、 処理槽 2 bから加圧した二酸化炭素ま たは不活性ガスを外部へ排出するガス排出口、 1 1 bは処理槽 2 bの二酸化 炭素を減圧する圧力調整弁、 1 2 bは中空軸 4 bの上端部に固定され中空軸 4 bを回転させる駆動部としてのモータ、 1 3 bは処理槽 2 bの下方側面部 に形成され、 液体食品を処理槽 2 b内に導入する食品導入口、 1 4 bは処理 槽 2 bの下方側面部に形成され、 液体食品を外部へ排出する食品排出口、 1 7 bは処理槽 2 bの外表面に覆設された加熱又は冷却用ジャケットである。 なお、 処理槽 2 b内の温度、 圧力を調整するために必要な温度計、 圧力セン サ等を設けることも可能である。 これらの調整により、 処理槽 2 b内におい て充分な殺菌効果を発現させることができる。 ここで、 液体食品の処理装置 l bについては、 攪拌翼を備えた中空軸を設置した攪拌槽型反応器 （B I A Z Z I社製） を利用することができる。
また、 液体食品の処理方法については、 実施の形態 2と同様であるので、 説明を省略する。
本実施の形態によれば、 予め加温された液体食品を処理槽に導入する方法 に （加熱装置が付属しない方法に） 比べて液体食品の加温時間を短くするこ とができ、 液体食品の品質低下を最小限に抑えることができる。 また、 液体 二酸化炭素送液用のポンプとして、 より低圧仕様のものが使用できる。 更に、 低い温度で液体食品に加圧二酸化炭素を溶解するので、 二酸化炭素の溶解速 度を大きくすることができる。
(実施の形態 4 )
図 1 4は本発明の実施の形態 4における液体食品の処理装置の概略図であ る。
図 1 4中、 図中、 1 cは本実施の形態における液体食品の処理装置、 2 c は液体食品を収容する耐圧性ステンレス製の円筒状処理槽、 3 cは処理槽 2 c内に収容された液体食品、 3 7は処理槽 2 cの略中央部に回転自在に形成 される攪拌軸、 3 8は、 導入された加圧二酸化炭素または不活性ガスを多数 の気泡を発生させる、 攪拌軸 3 7の液面近傍に配設されたステンレス製の夕 一ビン型攪拌翼、 3 9は、 攪拌軸 3 7に配設された液体食品を攪拌させるス テンレス製のプロペラ型攪拌翼、 4 0は、 処理槽 2 cの内壁面に固定された 邪魔板、 8 cは処理槽 2 c内に挿通した攪拌軸 3 7と処理槽 2 cとの接触部 に形成された、 処理槽 2 c内を密閉させる手段としてのマグネティックドラ イブ、 1 2 cは、 攪拌軸 3 7の上端部に固定された攪拌軸 3 7を回転させる 駆動部としてのモ一夕、 9 cは処理槽 2 cの上方に形成され、 処理槽 2 c内 に加圧した二酸化炭素または不活性ガスを導入するガス導入口、 1 0 cは処 理槽 2 cの上方に形成され、 処理槽 2 cから加圧した二酸化炭素または不活 性ガスを外部へ排出するガス排出口、 1 1 cは処理槽 2 cの二酸化炭素を減 圧する圧力調整弁、 1 2 cは攪拌軸 3 7の上端部に固定され攪拌軸 3 7を回 転させる駆動部としてのモー夕、 1 3 cは処理槽 2 cの下方側面部に形成さ れ、 液体食品を処理槽 2 c内に導入する食品導入口、 1 4 cは処理槽 2 cの 下方側面部に形成され、 液体食品を外部へ排出する食品排出口である。 また、 本実施の形態の処理装置 1 cには、 処理槽 2 cの外表面に覆設された加熱又 は冷却用ジャケット （図示せず） 又は処理槽 2 c内に配置された加熱又は冷 却用コイル （図示せず） を設けることができる。 なお、 処理槽 2 c内の温度、 圧力を調整するために必要な温度計、 圧力センサ等を設けることも可能であ る。 これらの調整により、 処理槽 2 c内において充分な殺菌効果を発現させ ることができる。
本実施の形態におけるタービン型攪拌翼 3 8は、 攪拌軸 3 7の液体食品 3 cの液面近傍に配設されるので、 邪魔板 4 0の作用とあいまって、 導入され た加圧二酸化炭素又は不活性ガスの多数の気泡を液面近傍に発生させること ができ、 処理槽深部に配置されたプロペラ型攪拌翼 3 9により引き起こされ る攪拌軸 3 7方向への流動により近傍の気泡を処理槽 2 cの深部へ循環混合 することができる。
本実施の形態における液体食品の処理装置 1 cを用いた処理方法について、 以下説明する。
液体食品の処理装置 1 cにおける食品導入口 1 3じより、 液体食品 3 cを 導入し、 処理槽 2 c内の攪拌軸 3 7をモータ 1 2 cを作動させ回転させる。 加圧した二酸化炭素をガス導入口 9 cより処理槽 2 c内に導入して、 ター ビン型攪拌翼 3 8の攪拌と邪魔板 4 0により、 液面近傍に多数の気泡を発生 させ、 次いでプロペラ型攪拌翼 3 9により引き起こされる攪拌軸 3 7方向へ の流動により近傍の気泡を処理槽 2 cの深部へ循環させ、 加圧二酸化炭素を 液体食品 3 cと充分接触させ、 液体食品 3 c中に加圧二酸化炭素を溶解させ、 溶解した加圧二酸化炭素の濃度を均一にする。
次いで、 ガス導入口 9 cを閉じ、 液体食品 3 cの温度を常温にて、 処理槽 2 c内の圧力を 7 0〜1 5 0 a t m、 5〜3 0分間維持することによって、 液体食品 3 c中に含まれる酵素を失活させ、 微生物を死滅させる。
その後、 処理層 2 c内の二酸化炭素を圧力調整弁 1 1 cから徐々に排出し、 処理槽 2 c内の圧力が 5〜1 0 a t mまで低下したとき、 圧縮ボンべ （図示 せず） を用いて不活性ガスである窒素ガスをガス導入口 9 cより導入し、 タ 一ビン型攪拌翼 3 8の攪拌と邪魔板 4 0により、 液面近傍に窒素ガスの多数 の気泡を発生させ、 次いでプロペラ型攪拌翼 3 9により引き起こされる攪拌 軸 3 7方向への流動により近傍の気泡を処理槽 2 cの深部へ循環させて、 窒 素ガス気泡中に、 溶存した炭酸ガスを抽出して、 ガス排出口 1 0 cから除去 する。 このように処理した液体食品 3 c食品排出口 1 4 cより処理槽 2 c外 へ排出する。
本実施の形態 4における液体食品の処理装置を用いた処理方法は、 実施の 形態 1と同様の作用を有する。 実施例
以下、 実施例をもって本発明を更に詳細に説明するが、 これらの例は単な る実例であって本発明を限定するものではなく、 また本発明の範囲を逸脱し ない範囲で変更させてもよい。
実施例 1
本実施例においては、 本発明における実施の形態 3の装置を用いて、 各温 度に対する溶存二酸化炭素濃度を測定した。 酵母 (Saccharomvces cerevisiae) を 1 m 1当り 106個以上添加したォ レンジ果汁 （25 ） を大気圧状態の処理槽 （250m l容） に食品導入口 から処理槽容積の約 10%の上部空隙を残して充填した。 なお、 このとき処 理槽のジャケットには 25 °Cの水を循環させた。
次いで、 この空隙部にガス導入口より、 加圧二酸化炭素 （50 a tm) を 導入し、 中空軸を毎分 600 r pmで回転させることにより、 加圧二酸化炭 素の微小気泡をオレンジ果汁中で発生させ、 二酸化炭素の溶解を開始した。 中空軸の回転を持続しつつ 5分間経過した後、 処理槽下方の食品排出口から オレンジ果汁の一部を抜き取り、 それから発生した二酸化炭素の体積と果汁 の体積から、 その温度における水蒸気分圧と大気圧下での二酸化炭素の溶解 度を補正して溶存二酸化炭素濃度を算出した。 同様の操作を、 l O O a tm 及び 150 a tmの加圧二酸化炭素を導入して行った。
次に、 ジャケット循環水の温度を 40°C、 50°C及び 75°Cに変えて、 5 0、 100、 150 a tmの二酸化炭素について同様の操作を行った。 その 結果を図 6に示す。
二酸化炭素の圧力を一定とすると、 二酸化炭素の溶解度は果汁温度が低い ほど大きく、 温度が高くなるにつれて小さくなることから、 液体食品の温度 が低い状態で二酸化炭素を溶解し、 その後加温することにより、 殺菌力が高 い状態に至らしめることができた。
本実施例では、 25 °Cの果汁に 50 a tmの二酸化炭素を溶解させ、 それ を 40°Cまで加温することにより、 処理槽内圧力は 100 a tmになった。 これは 40°Cの果汁に 100 a tmの二酸化炭素を溶解したときと同じ状態 である。
同様にして、 25 °Cの果汁に 50 a tmの二酸化炭素を溶解させた後、 5 0 まで加温した場合、 処理槽内の圧力は 150 a tmに上昇する。 これは 予め 50°Cに加温された果汁に 150 a tmの加圧二酸化炭素を溶解したと きと同じ状態である。
これらより、 低温で二酸化炭素を溶解し、 その後加温する方法は、 二酸化 炭素の供給圧力を低くすることに寄与している。 このとき低温下での二酸化 炭素の溶解が不十分ならば、 その後の加温による圧力上昇幅が小さくなるこ とがわかる。 すなわち、 初期の二酸化炭素の溶解が十分でなければ、 同じ殺 菌カを得るためにより大きな加温幅が必要となり果汁の品質低下につながる。 実施例 2
本実施例において、 本発明における実施の形態 3の処理装置を用いて、 酵 母 (Saccharomvces cerevisiae) の死滅率を則定した。
酵母 （Saccharomvces cerevisiae) を 1 m 1当り 1 0 6個以上添加したォ レンジ果汁 （2 5 °C) を大気圧状態の処理槽 （2 5 0 m l容） に食品導入口 から処理槽容積の約 1 0 %の上部空隙を残して充填した。 なお、 このとき処 理槽のジャケットには 2 5 °Cの水を循環させた。
次いで、 この空隙部にガス導入口より、 加圧二酸化炭素 （5 0 a t m) を 導入し、 中空軸を毎分 6 0 0 r p mで回転させることにより、 加圧二酸化炭 素の微小気泡をオレンジ果汁中で発生させ、 二酸化炭素の溶解を開始した。 中空軸の回転を持続しつつ 5分間経過した後、 処理槽下方の食品排出口から オレンジ果汁の一部を抜き取ったところ、 溶解二酸化炭素濃度は、 約 1 . 2 Mに達した。 明細書中、 Mは m o 1 Z 1を表す。
次に、 処理槽内を密閉にして、 中空軸を回転維持して、 処理槽のジャケッ トに約 5 5 °Cの温水を循環しオレンジ果汁を 4 0 °Cまで加温した。 この時、 処理槽内圧力は 1 0 0 a t mに上昇した。 1 0 0 a t mに到達した後、 0、 5、 1 0、 2 0、 3 0分経過後に、 少量のオレンジ果汁を食品排出口よりサ ンプリングし、 種々の倍率で滅菌生理食塩水にて希釈された処理果汁の 0 . 1 m lを酵母用寒天培地に塗布し、 3 0 °Cで 2 4時間経過した後に、 寒天培 地上に現れたコロニー数から希釈率ならびに塗布量を換算して酵母の生残菌 数とした。 その結果を図 7に示す。
図 7はオレンジ果汁を 40° (：、 100 a tmで 30分間保持したときの生 残率を示している。
図 7より、 オレンジ果汁中に添加された酵母は、 オレンジ果汁を 40°C、 100 a tmの状態に至らしめた段階で、 既に生残率は 1Z10， 000に 減少していた。 図 7より明らかなように、 本発明の中空攪拌翼を用いた処理 装置による加圧二酸化炭素の溶解とその後の加温は、 優れた殺菌効果を示し た。 すなわち、 40°C、 100 a tmの状態を 5分間維持することにより生 残菌数を 10個 Zm 1以下にすることができた。
比較例 1
本比較例において、 De ad— end型反応槽 （図 8参照） を用いて、 酵 母 (Saccharomvces cerevisiae) の死滅率を則定した。
De ad-e n d型反応槽は、 処理槽 （容積 250m l) 底部に加圧二酸 化炭素を微細化してオレンジ果汁中に発生させるための、 ミクロフィルター (孔径 1 0 m) を装着している。
40 のオレンジ果汁を 40°Cの温水をジャケットに循環させている処理 槽内に約 25%の上部空間を残して充填し、 加圧二酸化炭素を処理槽底部か ら供給していき、 処理槽内の圧力が 100 a tmに到達したとき加圧二酸化 炭素の供給を止めた。 この時の溶解二酸化炭素の濃度は 0. 71Mであった。 その後、 この状態を維持し、 0、 5、 10、 20、 30分間経過したとき、 処理槽底部の食品排出口から少量のオレンジ果汁をサンプリングし、 生残菌 数の計測に用いた。 生残菌の計測方法は、 実施例 2と同様にして行った。 そ の結果を図 9に示す。
図 9より、 D e a d— e n d型反応槽では、 二酸化炭素の溶解が不十分で あり、 得られる殺菌効果は極めて小さく、 液体食品の殺菌技術としては実用 に供し得ないことがわかった。 また、 処理槽壁への酵母の吸着も起こってい ると考えられるが、 果汁中の生残菌が多いために死滅曲線にテーリング減少 は認められなかった。
比較例 2
本比較例において、 通気型反応槽 （図 1 0参照） を用いて、 酵母 （ Saccharomyces cerevisiae) の死滅率を則定した。
通気型反応槽は、 比較例 1における D e a d - e n d型反応槽の上部に圧 力調整弁を設けた構造を有し、 所定の圧力にした後も、 加圧二酸化炭素の通 気を持続させ、 圧力調整弁を経て二酸化炭素を排出させる方法である。
比較例 1の D e a d— e n d型反応槽の上部に圧力調整弁を配置した処理 槽に、 予め 4 0 °Cに加温したオレンジ果汁を、 4 0 °Cの温水をジャケットに 循環させている処理槽に充填し、 処理槽底部のミク口フィルターから加圧二 酸化炭素を毎分 6リットル （標準状態） の割合で供給したところ、 二酸化炭 素の供給開始から 5分後には溶解二酸化炭素の濃度は 1 . 2 Mに達した。 その後、 0、 5、 1 0、 2 0、 3 0分間経過したときに、 処理槽底部の液 体食品排出口から少量のオレンジ果汁をサンプリングし、 生残菌数の計測に 用いた。 生残菌の計測方法は、 実施例 2と同様にして行った。 その結果を図 1 1に示す。
図 1 1より、 初期の急速な死滅挙動から、 二酸化炭素の溶解は十分に行わ れたと考えられる。 しかしながら、 5分以降、 生残曲線の傾きは小さくなり、 殺菌速度が低下していくことがわかった （テーリング現象） 。 これは、 処理 槽内壁に吸着した酵母が十分な濃度の二酸化炭素と接触していないために起 こった現象と考えられる。
比較例 1及び比較例 2から、 4 0 °Cで十分な殺菌効果を得るためには 0 . 7 1 Mの溶解二酸化炭素濃度では不十分であることがわかった。 更に、 生残 菌数を 1 Z 1， 0 0 0， 0 0 0に減らすためには、 加圧二酸化炭素の微小気 泡が試料液中を上昇することによる、 僅かな攪拌効果では不十分であり、 強 制的な攪拌操作が必須であることが判明した。
比較例 3
本比較例において、 比較例 2で用いた通気型反応槽 （図 1 0参照） にメカ 二カルシールを施した攪拌翼を挿入した通気型反応槽 （図 1 2参照） を用い て、 酵母 (Saccharomvces cerevisiae) の死滅率を測定した。
予め 4 0 °Cに加温したオレンジ果汁を、 4 0 °Cの温水をジャケットに循環 させている処理槽に充填し、 処理槽底部のミクロフィル夕一から加圧二酸化 炭素を毎分 6リットル （標準状態） の割合で供給しつつ、 攪拌翼で十分に果 汁を攪拌する工程を、 オレンジ果汁のサンプリングが終了するまで続けた。 なお、 加圧二酸化炭素の供給開始から 5分後には、 溶解二酸化炭素濃度は 1 . 2 Mに達したことから、 この時点を処理時間の起点として、 0、 5、 1 0、 2 0、 3 0分間経過後にサンプリングを行った。 その結果を図 1 3に示 す。
図 1 3より、 実施例 2と同等の殺菌効果が得られた。 しかしながら、 本比 較例においては、 十分な殺菌効果を得ることができたが、 通気方式であるた め、 オレンジ果汁中の香気成分が著しく減少した。
実施例 3
本実施例において、 本発明の実施の形態 4に示した、 処理槽内壁面に固定 された邪魔板と、 処理槽内で回転するタービン型攪拌翼とプロペラ型攪拌翼 を備えた処理装置 （図 1 4参照） を用いて、 酵母 ( Saccharomvces cerevisiae) の死滅率を測定した。
予め 4 0 °Cに加温したオレンジ果汁を、 4 0 °Cの温水をジャケットに循環 させている処理槽にその容積の 1 0 %を残して充填した。 次いで、 この空隙 部に加圧二酸化炭素 （1 0 0 a t m) を導入し、 攪拌翼を毎分 6 0 0 r p m で回転させることにより、 加圧二酸化炭素を果汁に溶解させたところ、 攪拌 開始から 5分後には溶解二酸化炭素の濃度は 1 . 2 Mに達した。 その後， 0、 5、 1 0、 2 0分間経過したときに、 処理槽底部の液体食品 排出口から少量のオレンジ果汁をサンプリングし、 生残菌数計測に用いた。 生残菌の計測方法は、 実施例 2と同様にして行った。 その結果を図 1 5に示 す。
図 1 5より、 実施例 2と同等の結果が得られたことがわかる。 しかも本実 施例で使用した反応槽は、 非通気型反応槽であるためにオレンジ果汁中の香 気成分の減少を抑制することができた。
実施例 4
本実施例において、 本発明における実施の形態 3の処理装置を用いて、 処 理果汁中の香気成分含有量を調べた。
実施例 2と同様にして、 オレンジ果汁中に二酸化炭素を溶解させた後、 中 空軸を回転維持して、 処理槽のジャケットに約 5 5 °Cの温水を循環しオレン ジ果汁を 4 0 °Cまで加温し、 オレンジ果汁を 4 0 °C、 l O O a t mで 1 5分 間保持することにより殺菌を完了した後、 攪拌を続けながら、 圧力調整弁に より処理槽内の圧力を 1 0 a t mまで下げた。 さらに攪拌を続けながら不活 性ガスを加圧ボンベから毎分 1リットル （標準状態） の流速で 2 分間供給 することにより、 溶存二酸化炭素をその味を人が感知できないレベルまで除 去した。 最終的にこの不活性ガスを大気圧まで減圧した後、 香気成分分析用 オレンジ果汁を採取した。
香気成分の定量法方法は以下のとおりである。
処理果汁 1 0 O mLを分液ロートに採り、 これをジェチルエーテル 7 O m Lで 3回抽出し、 そのエーテル抽出液を合わせてこれに定量のための内部標 準 （シクロへキサノール） を一定量添加し、 所定の方法でエーテルを気化さ せ、 これを 0 . l mLまで濃縮した。 このエーテル濃縮物 1 Lをガスクロ マ卜グラフ直結質量分析計に供し、 各香気成分の同定と定量を行った。 その 結果を表 1に示す。 表 1より、 オレンジ果汁中に最も多量存在し、 カンキッ果汁の香りに寄与 しているリモネン （テルペン炭化水素） は 9 0 %以上、 爽やかなカンキッの 香りに重要な寄与をしているリナロール、 ネロ一ル （何れもテルペンアルコ ール） は 9 5 %以上、 同じく爽やかな香りのネラールおよびゲラニアール （ テルペンアルデヒド） は 9 0 %以上、 果汁中に保持されていることが明らか となった。 なお、 何れも未処理果汁を 1 0 0 %とする。
実施例 5
本実施例において、 実施の形態 4の処理装置 （図 1 4参照） を用いて、 実 施例 4と同様にして、 処理果汁中の香気成分含量を調べた。
予め 4 0 °Cに加温したオレンジ果汁を、 4 0 °Cの温水をジャケットに循環 させている処理槽にその容積の 1 0 %を残して充填した。 次いで、 この空隙 部に加圧二酸化炭素 （1 0 0 a t m) を導入し、 攪拌翼を毎分 6 0 0 r p m で回転させる工程を実施例 3と同じく 1 5分間続け殺菌を完了した後、 攪拌 を続けながら圧力調整弁により処理槽内の圧力を 1 0 a t mまで下げた。 さ らに攪拌を続けながら不活性ガスを加圧ボンベから毎分 1リットル （標準状 態） の流速で 2分間供給することにより、 溶存二酸化炭素をその味を人が感 知できないレベルまで除去した。 最終的にこの不活性ガスを大気圧まで減圧 した後、 香気成分分析用オレンジ果汁を採取した。 その後、 このオレンジ果 汁を実施例 3と同様にして、 香気成分分析に供した。 その結果を表 1に示す。 表 1より、 リモネン、 リナロール、 ネロール、 ネラ一ルおよびゲラニァ一 ルは、 実施例 4とほぼ同じレベルで果汁中に保持された。
比較例 4
本比較例において、 比較例 3で用いた通気型反応槽 （図 1 2参照） を用い て、 実施例 3と同様にして、 処理果汁中の香気成分含有量を調べた。
予め 4 0 °Cに加温したオレンジ果汁を、 4 0 °Cの温水をジャケットに循環 させている処理槽に充填し、 処理槽底部のミク口フィルターから加圧二酸化 炭素 （ 1 0 0 a t m) を毎分 6リットル （標準状態） の割合で供給しつつ、 攪拌翼で十分に果汁を攪拌する工程を、 実施例 3と同じく 1 5分間続け殺菌 を完了した後、 攪拌を続けながら、 圧力調整弁により処理槽内の圧力を 1 0 a t mまで下げた。 さらに攪拌を続けながら不活性ガスを加圧ボンベから毎 分 1リットル （標準状態） の流速で 2分間供給することにより、 溶存ニ酸化 炭素をその味を人が感知できないレベルまで除去した。 最終的にこの不活性 ガスを大気圧まで減圧した後、 香気成分分析用オレンジ果汁を採取した。 そ の後、 このオレンジ果汁を実施例 3と同様にして、 香気成分分析に供した。 その結果を表 1に示す。
表 1より、 リモネンは未処理果汁に対して、 約 4 0 %に減少した。 リナ口 —ル、 ネロールは比較的良好に保持されたが、 ネラールおよびゲラニアール は約 6 0 %まで減少した。 これは主として加圧二酸化炭素の通気による香気 成分の抽出と処理槽外への排出によるものである。
従って、 加圧二酸化炭素を溶解させる手段としては、 加圧二酸化炭素を処 理槽外に排出することが無い、 循環方式が好ましいといえる。
表 1
Figure imgf000035_0001
産業上の利用性
本発明によれば、 液体食品中の香気成分を失うことなくその液体食品に加 圧した二酸化炭素を高濃度に溶解させ、 液体食品温度を目的に応じて上昇さ せ、 二酸化炭素を溶解した液体食品を目的に応じて保持させ、 効率的に殺菌 処理を行うとともに、 液体食品中に溶存する二酸化炭素を効率よく除去し、 香気成分等の揮発性成分の濃度分極をも抑制することができる。 また、 装置 の小型化による省スペース化を図り、 コストの低減を実現できる。
循環型処理槽を用いたので、 非循環型の処理槽 （D e a d— e n d方式） や通気型の処理槽に比べて、 効率的に二酸化炭素を溶解することができ、 二 酸化炭素の使用量が少なくてすむとともに、 香気成分の損失を最小限に抑え ることができる。
処理槽内の液体食品を攪拌することにより、 処理槽内の溶解二酸化炭素の 濃度と液体食品の温度を一定に保つことができる。 さらに、 処理槽内の壁面 への微生物の吸着を抑えることができ、 高い殺菌効率を得ることが可能であ る。
二酸化炭素の溶解 ·二酸化炭素濃度および液体食品温度の保持 ·溶存ニ酸 化炭素の除去を同一の処理槽内で時間をずらして行うことができるので、 液 体食品の送液用の高圧ポンプを設置する必要がなくなり、 省スペース化を実 現することができる。 また、 各種条件を設定する幅が広く、 大きな滞留時間 を設定できるとともに、 二酸化炭素の使用量が少なくてすみ、 二酸化炭素の リサイクルが容易である。 更に、 処理槽内の圧力制御のみですみ、 流量制御 が不要であるため、 システム制御が容易で、 安全性に優れるとともに、 省ェ ネシステムを実現することができる。
加圧二酸化炭素を利用して液体食品の殺菌処理を効率的に行った後、 液体 食品の容器への充填に先立ち、 人によって容易に感知される濃度で含有され ている二酸化炭素を人によって感知されないレベルにまで除去することがで さる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 液体食品を充填した処理槽内に加圧二酸化炭素を導入し、 該処理槽 内で加圧二酸化炭素を液体食品中に攪拌循環させることにより、 二酸化炭素 を液体食品中に溶解し、 且つ該液体食品中の溶解二酸化炭素の濃度を均一に する第 1工程、 液体食品中の溶解二酸化炭素の濃度を均一に維持しながら液 体食品中に含まれる酵素を失活させ及び/又は微生物を死滅させる条件を保 持する第 2工程、 及び加圧二酸化炭素の一部を排出した後液体食品中に不活 性ガスを通気して、 該処理槽内で不活性ガスを液体食品中に攪拌循環させる ことにより、 溶存した二酸化炭素を除去する第 3工程を含むことを特徴とす る液体食品の処理方法。
2 . 第 1工程の後に、 加圧二酸化炭素を溶解した液体食品を加熱するェ 程を備え、 及び/又は、 第 2工程の後に、 加圧二酸化炭素を溶解した液体食 品を冷却する工程を備えることを特徴とする請求項 1に記載の液体食品の処 理方法。
3 . 処理槽に、 ガス導入口及びガス排出口、 液体食品導入口及び液体食 品排出口を有し、 回転し得る中空軸を内蔵する液体食品の処理装置であって、
( 1 ) 該中空軸と該処理槽との接触部は気密に形成され、 （2 ) 該中空軸は、 その端部に二酸化炭素又は不活性ガス吸引口が設けられ、 該中空軸の任意の 位置に、 該中空軸に連通して形成された二酸化炭素又は不活性ガスを分散さ せる複数の小孔を有するガス分散装置が設けられ、 さらに、 該中空軸には中 空軸に連通する又は連通しない複数の攪拌翼を設けられてなることを特徴と する液体食品の処理装置。
4. 該処理槽に液体食品を加熱または冷却する手段を備えることを特徴 とする請求項 3に記載の液体食品の処理装置。
5 . 処理槽に、 ガス導入口及びガス排出口、 液体食品導入口及び液体食 品排出口並びに該処理槽内壁面に固定された少なくとも 1つの邪魔板を有し、 回転し得る攪拌軸を内蔵する液体食品の処理装置であって、 （1 ) 該攪拌軸 と該処理槽との接触部は気密に形成され、 （2 ) 該攪拌軸は、 液体食品の液 面近傍に設けられた 1つのタービン型攪拌翼とその下方に設けられた少なく とも 1つのプロペラ型攪拌翼を設けられてなることを特徴とする液体食品の 処理装置。
6 . 該処理槽に液体食品を加熱または冷却する手段を備えることを特徴 とする請求項 5に記載の液体食品の処理装置。
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