JP2003157956A - 流動性食品材料の通電加熱装置 - Google Patents

流動性食品材料の通電加熱装置

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JP2003157956A
JP2003157956A JP2001358752A JP2001358752A JP2003157956A JP 2003157956 A JP2003157956 A JP 2003157956A JP 2001358752 A JP2001358752 A JP 2001358752A JP 2001358752 A JP2001358752 A JP 2001358752A JP 2003157956 A JP2003157956 A JP 2003157956A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高粘度の液状食品や固体−液体混合食品など
の流動性食品材料を通電加熱するにあたり、均一加熱可
能であり、かつ容器の小型化、電源装置の低コスト化を
図り得るものを提供する。 【解決手段】 有底の垂直円筒状をなす容器の少なくと
も内周面に、周方向に連続する外側電極を形成し、前記
容器内に、その中心軸線と平行に内側電極を挿入し、か
つその内側電極は、容器内において円軌道あるいは8の
字状の軌道を描いて旋回するように構成し、容器内に流
動性食品材料を注入して内側電極と外側電極との間に電
圧を加えて流動性食品材料を通電加熱するとともに、内
側電極を旋回させることにより容器内の流動性食品材料
を撹拌するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】この発明は味噌やマヨネー
ズ、フルーツソースなどの粘性の高い液状の食品材料あ
るいは茶葉粉末やコーヒー粉末、薬草粉末、鳥ガラ粉末
等と水との混合物や果実入りジャムの如く固体と液体と
が混合された固液混合食品材料などの流動性食品材料の
加熱に適した通電加熱装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】周知のように食品材料の製造工程におい
ては、殺菌や調理のために加熱を行なうことが多く、ま
た最近では各種飲料あるいはスープ等の製造のために、
茶やコーヒー、薬草、あるいは鳥ガラ等の粉末と水等の
液体とを混合して、茶葉等の粉末から必要成分を抽出す
るために加熱することも多い。
【0003】ところで食品材料の加熱方法の一つとし
て、最近では食品材料に通電して、食品材料自身の有す
る電気抵抗によって発熱させる通電加熱法(ジュール加
熱法)が注目されており、液状食品材料や固液混合食品
材料などの流動性食品材料についても通電加熱を行なう
試みがなされている。
【0004】従来流動性食品材料の通電加熱装置として
提案されている装置の代表的なものは、角形の有底容器
における相対する一対の側面の内側に、互いに対向する
ようにそれぞれ電極を設けておき、容器内に流動性食品
材料を注入して、対向する一対の電極間で通電するよう
にしたバッチ方式のものがあるが、このような装置で
は、粘性の高い液状食品材料や固液混合食品材料の場
合、容器内での自然対流が生じにくいため、均一に加熱
されないことが多い。そこで容器内に回転撹拌羽根等の
撹拌手段を挿入して、流動性食品材料を撹拌しながら通
電加熱することも考えられているが、その場合、前述の
ような角形の容器では四隅部分がいわゆるデッドスペー
スとなって、その部分で流動性食品材料が充分に撹拌さ
れず、そのため均一加熱を達成することが困難となるこ
とが多い。
【0005】上述の問題を解決するためには、容器を垂
直円筒状のものとし、撹拌によるデッドスペースを消滅
させることも考えられるが、その場合には対向する一対
の電極が容器の内周面に沿った湾曲状のものとなり、そ
のため一対の対向電極間の距離が中央部と端部とで異な
ってしまい、通電加熱時の電流密度分布も不均一となっ
て、流動性食品材料の加熱が均一ではなくなってしまう
ばかりでなく、一対の対向電極の端部間に電流が極端に
集中して、過加熱を生じたり、スパークが発生して食品
材料の品質、風味を劣化させたり、食品材料が内壁面や
電極表面に凝着していわゆる焦げ付きが発生したりして
しまうおそれがあり、特に粘度の高い液状食品材料や固
液混合食品材料ではこのような問題が発生しやすく、し
たがってこのような装置を粘度の高い液状食品材料や固
液混合食品材料に適用することは実際上困難であった。
【0006】そこで本発明者等は既に特願2001−1
24165において、たとえば図10、図11に示すよ
うに、容器10を垂直円筒状のものとして、その内周面
全面に周方向に連続する電極(外側電極)12を形成
し、一方容器10内にその中心軸線Oに沿って外周面が
円筒面をなす回転可能な電極(内側電極)14を挿入し
た構成とし、容器10内に流動性食品材料15を注入し
て、内側電極14を回転させることにより流動性食品材
料15を回転流動させるとともに、内側電極14と外側
電極12との間に電圧を加えて流動性食品材料を通電加
熱するようにした通電加熱装置を提案している。
【0007】また上記提案では、変形例として、図12
に示すように、内側電極14の外周面から電気絶縁材料
からなる複数の撹拌部材16を放射状に突設した構成と
し、内側電極14の回転によって撹拌部材16が容器1
0内の流動性食品材料15を強制的に撹拌するようにし
た装置も開示されている。
【0008】上記提案の通電加熱装置においては、容器
が垂直円筒状であって撹拌部材を容器の中心軸線を基準
として回転させるため、流動性食品材料の撹拌に対する
デッドスペースがなく、粘性の高い流動性食品材料や固
液混合食品材料でも均一に撹拌することができ、しかも
外側電極が周方向に連続していて、容器の半径方向(放
射方向)に外側電極と内側電極とが対向するため、通電
加熱時の電流密度が周方向の各位置で均等となり、その
ため均一に流動性食品材料を加熱することが可能とな
り、局部的電流集中による過加熱やスパークの発生を防
止することが可能となった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】前記提案の通電加熱装
置によれば、粘性の高い食品材料や固液混合食品材料で
も均一加熱が可能となったが、その反面、次のような問
題があることが判明した。
【0010】すなわち、前記提案の通電加熱装置では、
内側電極14が、円筒状(円柱状)に作られていて容器
10の中心軸線位置Oに挿入されており、そのため周方
向に連続する外側電極12と内側電極14との間の距離
dが全周にわたって均等となっており、このことも均一
加熱に寄与している。ところで内側電極14と外側電極
12との間の距離dが大きい場合、その間に加える電圧
を高くしなければ流動性食品材料15を充分に高温まで
加熱することが困難となり、一方印加電圧を高くするこ
とは、電源コストが嵩むとともに、スパークも発生しや
すくなる問題がある。そこで実用上は内側電極14と外
側電極12との間の距離dは小さくすることが望まれて
いる。ここで電極間の距離dを小さくするためには、内
側電極14の径Dを大きくすれば良いが、内側電極14
の径Dを大きくすれば、容器10内の全容積に閉める内
側電極14の部分の体積が大きくなり、そのため流動性
食品材料を収容し得る有効容積(内側電極14と外側電
極12との間の部分の容積)が小さくなってしまう。し
たがって多量の流動性食品材料を同時に収容して、多量
の流動性食品材料を同時に加熱処理するためには、内側
電極が占める部分の体積を考慮して、容器の全体を大き
くせざるを得ない。そのため、容器それ自体のコストが
嵩むばかりでなく、容器の設置作業に苦労を伴ない、さ
らには容器の設置スペースの問題が生じることもある。
【0011】この発明は以上の事情を背景としてなされ
たもので、前記提案の通電加熱装置をベースとし、容器
としてそれほど大型のものを用いなくても多量の流動性
食品材料を同時に加熱処理することができるとともに、
印加電圧も小さくすることができ、しかも粘度の高い流
動性食品材料や固液混合食品材料の場合でも均一に加熱
することができる通電加熱装置を提供することを目的と
するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、前記提案の通電加熱装置の改良策について種々実験
・検討を重ねた結果、内側電極を容器内において旋回運
動させることによって、内側電極を大径化しなくても均
一加熱が可能となり、また印加電圧も高くする必要がな
くなることを見出し、この発明をなすに至ったのであ
る。すなわちこの発明の通電加熱装置では、基本的には
容器内の内側電極を、容器内の中心軸線を基準とする円
軌道あるいは8の字軌道などの所定の軌跡を描いて回巡
運動(旋回運動)させることにより、容器内の流動性食
品材料を撹拌流動させながら、容器内周面の外側電極と
内側電極との間で通電することとした。
【0013】具体的には請求項1の発明の流動性食品材
料の通電加熱装置は、有底の円筒状をなす容器の少なく
とも内周面に、周方向に連続する外側電極が形成され、
かつ前記容器内には、導電性材料からなる棒状の内側電
極が、容器内の中心軸線と平行に挿入されており、前記
内側電極は、容器の中心軸線に対し直行する面内におけ
る所定の軌跡に沿って旋回するように構成されており、
前記容器内に流動性食品材料を注入して内側電極と外側
電極との間に電圧を加えて流動性食品材料を加熱すると
ともに、内側電極を旋回運動させることにより、容器内
の流動性食品材料を撹拌するようにしたことを特徴とす
るものである。
【0014】さらに請求項2の発明は、請求項1に記載
の流動性食品材料の通電加熱装置において、前記内側電
極の旋回運動の軌跡が、容器の中心軸線を基準とする円
とされていることを特徴とするものである。
【0015】また請求項3の発明は、請求項1に記載の
流動性食品材料の通電加熱装置において、前記内側電極
の旋回運動の軌跡が、容器の中心軸線を基準とする8の
字状とされていることを特徴とするものである。
【0016】さらにまた請求項4の発明は、請求項1に
記載の流動性食品材料の通電加熱装置において、前記内
側電極の外周面に電気絶縁性材料からなる1または2以
上の撹拌部材が突設されていることを特徴とするもので
ある。
【0017】そしてまた請求項5の発明は、請求項1に
記載の流動性食品材料の通電加熱装置において、前記内
側電極が、旋回運動と同時に軸中心に回転するように構
成されていることを特徴とするものである。
【0018】また請求項6の発明は、請求項1に記載の
流動性食品材料の通電加熱装置において、前記内側電極
として、複数のものが互いに間隔を置いて容器内に挿入
されており、これらの複数の内側電極が同時に旋回運動
するように構成されていることを特徴とするものであ
る。
【0019】さらに請求項7の発明は、請求項1に記載
の流動性食品材料の通電加熱装置において前記容器が軸
中心に回転するように構成されており、内側電極が旋回
運動すると同時に容器が回転運動するようにしたことを
特徴とするものである。
【0020】
【発明の実施の形態】
【0021】
【実施例】図1、図2にこの発明の第1の実施例の通電
加熱装置を示す。
【0022】図1、図2において、容器21は有底の中
空円筒状に作られたものであって、その中心軸線Oが垂
直となるように架台23に固定して支持されている。ま
たその容器21の底面中央部には、排出口21Aが形成
され、この排出口21Aの外部には開閉弁25を介して
排出管27が連結されている。
【0023】前記容器21の周壁部分は中空な内外2重
構造とされ、そのうち内壁部分はチタン等の導電材料に
よって周方向に連続する環状の外側電極29とされてい
る。そして容器21の内壁部分(外側電極29)と外壁
部分31との間の中空部分は、水等の冷却媒体が流通す
る冷却媒体通路33とされている。
【0024】一方容器21内には、内側電極35が上方
から垂直に挿入されている。この内側電極35は、チタ
ン等の導電材料によって軸棒状(細円柱状)に作られた
ものであり、容器21の上方に固定された支持枠37の
導電性回転支持部材37Aに水平面内で回動可能に取付
けられた導電性回動アーム39の先端から垂下されてお
り、支持枠37上のモータや減速機等からなる回転駆動
源41により駆動されて容器21内においてその中心軸
線Oを中心とする円軌道Pに沿って回巡(旋回)するよ
うに構成されている。なお図示はしないが、内側電極3
5の内部にも、水等の冷却媒体を流通させるための冷却
媒体通路を形成しておくことが望ましい。
【0025】さらに前記外側電極29は、外部に配置さ
れた通電加熱用の電源47の一方の端子47Aに電気的
に接続され、内側電極35は、同じ電源47の他方の端
子47Bに前記導電性回動アーム39および導電性回転
支持部材37Aを介して電気的に接続されている。ここ
で通電加熱用電源47としては、高周波電源が好ましい
が、商用交流電源なども使用可能である。
【0026】以上の実施例の装置において、容器21内
に固形果実入りジャムなどの固液混合食品材料あるいは
味噌やマヨネーズ等の粘性の高い液状食品材料などの流
動性食品材料43を注入して、内側電極35と外側電極
体29との間に電圧を加えれば、容器21内の流動性食
品材料43に電流が流れ、その流動性食品材料43が有
する電気抵抗によって発熱し、温度上昇する。すなわ
ち、いわゆるジュール熱を利用した通電加熱がなされ
る。そしてこのように通電加熱を行なっている間に、内
側電極35を、円軌道Pに沿って旋回させることによっ
て、流動性食品材料43が容器21内において全体的に
回転流動して撹拌され、そのため容器21内の流動性食
品材料43が全体的に均一に加熱される。すなわち、内
側電極35は容器21の中心に対して偏心した位置を回
巡するため、容器21内の流動性食品材料43が内側電
極35によって強制的に押しやられ、これによって容器
21内の流動性食品材料43が撹拌流動される。またこ
こで容器21の全体が円筒形状であるため、角型容器を
用いた場合のような内側電極35による回転流動に対す
るデッドスペースが生じることもなく、したがって流動
性食品材料43はその全体が均一に撹拌されることにな
る。その結果、容器21内の流動性食品材料43が、た
とえ粘性の高いものや固液混合材料であっても、均一に
加熱することが可能となり、局部的に過加熱や加熱不良
が生じたりすることを有効に防止することができる。
【0027】ここで図1、図2の例では、内側電極35
は容器21の中心に対して偏心して配置されているた
め、外側電極29における周方向各位置と内側電極35
との間の距離は不均等となっている。そのため電流密度
分布は容器21内の各位置で均等ではなく、不均一とな
るが、前述のように内側電極35の旋回によって容器2
1内の流動性食品材料43は全体的に均一に撹拌流動さ
れるため、ある時刻をとってみれば電流密度の不均一に
より加熱の程度が不均一となっていても、撹拌流動によ
り経時的に温度の不均一は解消されてしまい、均一に加
熱されることになる。
【0028】またここで、内側電極35は容器21の中
心軸線位置ではなく、偏心した位置に配置されているた
め、内側電極35を容器21の中心軸線位置に配置した
場合と比較して、内側電極35それ自体の外径を大きく
しなくても内側電極35と外側電極29との間の距離を
小さくでき、そのため内側電極35と外側電極29との
間に印加する電圧を小さくすることができるばかりでな
く、容器21内において内側電極35が占める体積を小
さくすることができ、その結果同じ大きさの容器を用い
てもその有効内容積を大きくして、より多量の流動性食
品材料を収容することが可能となる。またそれに伴な
い、容器21の大きさを相対的に小さくすることが可能
となる。
【0029】なお図1、図2の例においては、容器21
の内壁部分の冷却媒体通路33に水等の冷却媒体を流す
ことによって、外側電極29が過度に温度上昇すること
を防止でき、また内側電極35の内部の図示しない冷却
媒体通路に同じく水等の冷却媒体を流すことによって、
内側電極35が過度に温度上昇することを防止できる。
なお図1、図2の例において、場合によってはいずれか
一方のみに冷却媒体通路を設けて、一方のみを冷却する
ように構成しても良い。
【0030】なおまた、図1、図2の例では内側電極3
5を回動アーム39に固定して、容器21内を単純に旋
回させる構成としているが、場合によっては内側電極3
5を前述のように旋回させると同時にそれ自体で軸中心
に回転するように構成しても良い。
【0031】さらに図3、図4には、より一層撹拌効果
を増すため、内側電極35に撹拌部材49を設け、かつ
内側電極35を軸中心に回転させるようにした実施例を
示す。
【0032】図3、図4において、内側電極35の外周
面には、樹脂等の電気絶縁材料からなる複数(図の例で
は3枚)の平板状もしくは羽根状の撹拌部材49が放射
状に突設されている。また回動アーム39の先端部上に
は、モータや減速機等からなる第2の回転駆動源51が
設けられており、この第2の回転駆動源51が内側電極
35を軸中心に回転させるように構成されている。
【0033】このような図3、図4に示される実施例に
おいては、内側電極35は、それ自体で軸中心に回転し
て、その内側電極35の外周面に突設された撹拌部材4
9により内側電極35の近傍の流動性食品材料を撹拌し
ながら、円軌道Pに沿って大きく旋回して、容器21内
の流動性食品材料を全体的に流動させることになる。し
たがってこの場合は図1、図2の例よりも一層大きな撹
拌効果が得られ、より一層の均一加熱が可能となる。
【0034】なお撹拌部材49の形状や個数は特に限定
されるものではなく、要は流動性食品材料を撹拌し得る
形状、個数とすれば良い。
【0035】なおまた図3、図4の例に示すように内側
電極35に撹拌部材49を突設する場合であっても、図
1、図2の例と同様に内側電極35を軸中心に回転しな
い構成とすることも許容される。
【0036】以上の図1〜図4の各例では、内側電極3
5を円軌道に沿って旋回させる構成としているが、内側
電極35の旋回軌道は円に限らない。例えば図5に示す
ように容器21の中心軸線Oを基準とする8の字状の軌
道Qに沿って内側電極35を旋回させる構成としても良
い。この場合内側電極35を8の字状に旋回させるため
の駆動機構としては、モータや減速機とクランク機構等
を組合せた公知の駆動機構を用いれば良い。
【0037】なお図5に示すように内側電極35を8の
字状に旋回させる場合も、内側電極35を、それ自体で
軸中心に回転するよう構成することができる。
【0038】さらに以上の各例では、容器21内に内側
電極35を1本だけ挿入しているが、2本以上の内側電
極35を容器21内に同時に挿入した構成としても良
い。その場合の例、特に3本の内側電極35A,35
B,35Cを用いた例を図6、図7に示す。
【0039】図6、図7において、回動アーム39の先
端部上には、図3、図4の例と同様に第2の回転駆動源
51が設けられており、この回転駆動源51から垂下さ
れた回転軸51Aには、支持板51Bを介して3本の内
側電極35A,35B,35Cが等間隔に取付けられて
いる。
【0040】図6、図7に示す例では、3本の内側電極
35A,35B,35Cは、その3本の内側電極35
A,35B,35Cが並ぶ小さい円軌道Rに沿って内側
電極35A,35B,35Cが回巡しながら、容器21
内の大きな円軌道Pに沿って全体的に大きく旋回するこ
とにより、大きな撹拌効果を得ることができる。
【0041】なお図6、図7に示す例の場合において
も、例えば図8に示すように各内側電極体35A〜35
Cの外面から板状や羽根状の任意の形状の撹拌部材49
が突出する構成としても良い。
【0042】また図9には、内側電極体としてそれぞれ
撹拌部材49を設けた3本のもの(35A〜35C)を
用いかつ容器21内の8の字状の軌道Qに沿って旋回さ
せるようにした例を示す。この場合も、内側電極35A
〜35Cを、全体に大きく8の字状に旋回させながら、
これらの3本の内側電極35A〜35Cが並ぶ小さい円
軌道Rに沿って回巡させるようにしても良いことはもち
ろんである。
【0043】なお以上の各例においては、容器21を固
定しているが、場合によっては内側電極35(35A,
35B,35C)の旋回と同時に、容器21が回転する
ようにしても良い。すなわち例えば容器21を架台23
上に回転可能に支持しておき、図示しない回転駆動手段
によって容器21を軸中心に回転させる構成としても良
い。
【0044】また前述の実施例では、内側電極35(3
5A,35B,35C)を円軌道Pもしくは8の字状軌
道Qに沿って旋回させる構成としているが、内側電極3
5の運動軌跡(軌道)はこれらの例に限られるものでは
なく、要は容器21の中心軸線に対し直行する面内で所
定の軌跡を描いて内側電極35が旋回もしくは回転する
ように構成すればよい。
【0045】
【発明の効果】前述の説明から明らかなように、この発
明の流動性食品部材の通電加熱装置によれば、粘性の高
い流動性食品材料や、固体と液体とが混在する固液混合
食品材料を通電加熱する場合でも、均一に加熱すること
が可能であって、しかも電極面において焦げ付き等によ
りスケールが発生したりスパークが発生したりするおそ
れも少なく、さらには固体中の含有成分を液体中へ抽出
する目的などから長時間の加熱を行なう場合でも、特に
大幅なコスト上昇や接地スペースの問題を生じることな
く、大量の流動性食品材料を処理することができる。さ
らにこの発明の通電加熱装置では、内側電極が容器内で
旋回運動するため、内側電極との間の距離を小さくする
ことができ、そのため電極間印加電圧を小さくして電源
装置に要するコストを小さくすることができるととも
に、高電圧によるスパークの発生を防止でき、さらにそ
ればかりでなく、容器内に占める内側電極の体積を小さ
くすることができるため、容器内の有効容積が大きく、
したがって多量の流動性食品材料を処理する場合でも容
器の大きさを相対的に小さくすることができ、そのため
容器それ自体や容器設置作業に要するコストを低減でき
るとともに、省スペースを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例の通電加熱装置を示す
縦断正面図である。
【図2】図1のII−II線における横断平面図であ
る。
【図3】この発明の第2の実施例の通電加熱装置を示す
縦断正面図である。
【図4】図3のIV−IV線における横断平面図であ
る。
【図5】この発明の第3の実施例を示す横断平面図であ
る。
【図6】この発明の第4の実施例を示す縦断正面図であ
る。
【図7】図6のVII−VII線における横断平面図で
ある。
【図8】この発明の第5の実施例を示す横断平面図であ
る。
【図9】この発明の第6の実施例を示す横断平面図であ
る。
【図10】本発明者等が先に提案した通電加熱装置の一
例を示す縦断面図である。
【図11】図11のXI−XI線における横断面図であ
る。
【図12】本発明者等が先に提案した通電加熱装置の他
の例を示す横断面図である。
【符号の説明】
21 容器 29 外側電極 35,35A,35B,35C 内側電極

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有底の円筒状をなす容器の少なくとも内
    周面に、周方向に連続する外側電極が形成され、かつ前
    記容器内には、導電性材料からなる棒状の内側電極が、
    容器内の中心軸線と平行に挿入されており、前記内側電
    極は、容器の中心軸線に対し直行する面内における所定
    の軌跡に沿って旋回するように構成されており、前記容
    器内に流動性食品材料を注入して内側電極と外側電極と
    の間に電圧を加えて流動性食品材料を加熱するととも
    に、内側電極を旋回運動させることにより、容器内の流
    動性食品材料を撹拌するようにしたことを特徴とする、
    流動性食品材料の通電加熱装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の流動性食品材料の通電
    加熱装置において、 前記内側電極の旋回運動の軌跡が、容器の中心軸線を基
    準とする円とされていることを特徴とする、流動性食品
    材料の通電加熱装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の流動性食品材料の通電
    加熱装置において、 前記内側電極の旋回運動の軌跡が、容器の中心軸線を基
    準とする8の字状とされていることを特徴とする、流動
    性食品材料の通電加熱装置。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の流動性食品材料の通電
    加熱装置において、 前記内側電極の外周面に電気絶縁性材料からなる1また
    は2以上の撹拌部材が突設されていることを特徴とす
    る、流動性食品材料の通電加熱装置。
  5. 【請求項5】 請求項1に記載の流動性食品材料の通電
    加熱装置において、 前記内側電極が、旋回運動と同時に軸中心に回転するよ
    うに構成されていることを特徴とする、流動性食品材料
    の通電加熱装置。
  6. 【請求項6】 請求項1に記載の流動性食品材料の通電
    加熱装置において、 前記内側電極として、複数のものが互いに間隔を置いて
    容器内に挿入されており、これらの複数の内側電極が同
    時に旋回運動するように構成されていることを特徴とす
    る、流動性食品材料の通電加熱装置。
  7. 【請求項7】 請求項1に記載の流動性食品材料の通電
    加熱装置において、 前記容器が軸中心に回転するように構成されており、内
    側電極が旋回運動すると同時に容器が回転運動するよう
    にしたことを特徴とする、流動性食品材料の通電加熱装
    置。
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