JP2005058219A - 製品ストリームヒータ - Google Patents

Abstract

【課題】製品ストリーム、特にフルーツ又はフルーツ片を含む食品ストリームを歩留まりを高くして、安全に加熱または殺菌する装置および方法の提供。
【解決手段】製品は、製品搬送チャンネル２を通じて流れる。装置は、高い交流電場を生成するための手段を備え、この手段は、電極と、電極端子と、交流電場発生器とを備えている。電極は製品搬送チャンネル内に設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明の分野

本発明は、製品ストリームを加熱するための装置、特に、フルーツ又はフルーツ片を含む食品ストリームを加熱するための装置であって、製品を流す製品搬送チャンネルを備えるとともに、電極と、電極端子と、交流電場発生器とを有して交流電場を形成する機構を備える装置に関する。

この種の装置は技術的に知られている。一般に、これらの装置の目的は、バクテリアを殺して製品の有効期限を延ばすことができるように、製品、特に食品を加熱することである。その場合、色、風味、濃度、外観等といった品質特徴が著しく変化しないことが重要である。これは、特に、フルーツやフルーツ片を含む食品において重要である。なぜなら、熱によってフルーツの構造が簡単に破壊される虞があるからである。したがって、製品の所望の特性をできる限り維持できる処理方法及び装置を開発しなければならないという課題が存在する。

製品ストリームを加熱して殺菌するための装置は、例えば米国特許第６２４６０４０ Ｂ１号によって知られている。ここに記載されている装置において、ガラスチューブ又はテフロンチューブ内で移動する製品ストリームが、強力な交流電場により、電気的に加熱される。このため、チューブの外側に配置された電極に対して高周波電場が加えられる。加熱される製品中に含まれる有極性分子、すなわち、電気的に非対称な分子は、電場に適応しようとするその性向により運動する。そのため、この分子の運動によって熱が生じる。以下、この加熱方法を高周波加熱と称する。このような装置によると、非均質な製品の混合物であっても、迅速且つ均一な加熱を行なうことができる。しかしながら、これらのシステムにおいては、大部分のエネルギがチューブの壁中で失われ、これにより、装置の効率が低下する。また、複雑なパワーエレクトロニクスのみによってしか生成できない高電圧の存在に起因して、スパークブレークスルー（ｓｐａｒｋ ｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈ）の虞が存在する。これらの理由により、この種の装置の生産性が低下し、したがって、それに応じて、製造コストが高くなる。

他の良く知られた装置においては、オーム加熱方法が使用される。これにより、加熱される媒体を通じて電流が流れる。このため、低周波電圧源（最大６０Ｈｚ）が使用される。エネルギ損失が非常に低いレベルに維持されるように、電極が直接に製品と接触される。しかしながら、この方法は、均質な製品ストリームにおいてしかうまく使用できない。製品チャンネルは比較的狭くなければならない（約１ｃｍ）ため、この方法は、フルーツ片が加えられた流体においては簡単に使用できず、得られる流量は低い。また、電解の虞もあり、これにより、水素が発生してしまう。その結果、主にカーボンから成る電極の寿命が比較的短くなる。

したがって、本発明の目的は、効率的で且つエネルギを節約した費用効率の高い形態で、非均質な製品、特に、フルーツ又はフルーツ片を含む流体等の製品ストリームを、その歩留りを高くして、安全且つ慎重（控えめ）に加熱又は殺菌することができる装置及び方法を提供することである。

この目的は、請求項１の特徴を有する装置及び請求項２３の特徴を有する方法によって解決される。

本発明に係る装置において、電極は、製品を搬送するチャンネル（以下、製品搬送チャンネルと称する）の内部に配置されている。この場合、交流電場発生器によって電極間に生成される高周波電場が、チャンネル内に存在する製品を加熱し、また、必要に応じて殺菌する。ここで、高周波電場とは、グリッド周波数よりも高い周波数、特にｋＨｚ〜ＭＨｚの範囲の周波数を有する電場を意味している。交流電場により、水分子等の好ましくは誘電体を、深くまで熱を浸透させて、迅速且つ均一に加熱することができる。これにより、特に、フルーツ又はフルーツ片が加えられた食品流体等の非均質な製品が慎重（控えめ）に加熱される。本発明の解決策によれば、誘電体等の別個の材料が電極と製品との間に存在しないため、過度のエネルギ損失を回避でき、効率的で、省エネな、生産性の高い使用が可能になる。

また、このような装置を用いると、応答時間が短くなり、温度制御にプラスに作用する。

電極が製品と直接に接触するため、電流が製品を通じて流れる際に、高周波加熱以外にオーム加熱も生じる。この作用により、装置の効率を更に高めることができる。

電極は、製品搬送チャンネルの両側に配置されていることが好ましい。この場合、装置は、少なくとも１つの電極対を備える。電極が対向して配置されることにより、製品ストリームに対して略垂直に向けられた略平行な電気力線を有する比較的均一な電場が形成される。

本発明の１つの有利な実施形態において、チャンネルは、食品に安全な誘電体によって形成され、これにより、電極の絶縁も行なえるようになっていても良い。しかしながら、他の材料、特にセラミック材料をチャンネルのために使用しても良い。

装置の他の有利な実施形態においては、製品搬送チャンネルが矩形断面を有していても良い。これにより、大きな断面が得られ、それにより、高い製品流量を確保することができる。また、大きなチャンネル内では、望ましくない目詰まりを生じさせることなく、フルーツ又はフルーツ片が加えられた食品流体等の非均質な流体を搬送することもできる。製品が堆積しないように、チャンネルの角部には丸みが付けられており、製品チャンネルの清浄度を長期間にわたって確保でき且つ清掃を簡略化できるようになっている。したがって、このようなチャンネル構造は、プロセス・インターナル・クリーニング（ＣＩＰ）においても使用できる。

製品を搬送するチャンネルは、略同一の構造を成す複数の、特に２つのチャンネル構造部分から構成されていると有益である。正方形の断面の場合、チャンネルは、例えば、略Ｕ字形状の２つのチャンネル構造部分から構成されていても良い。このような構造部分は、簡単に形成することができるとともに、メンテナンスの際にチャンネルを開放して電極に接近することができる。

１つの特に有益な実施形態において、製品搬送チャンネルの断面は、空気圧又は低いポンプ圧により装置を通じて製品を慎重に搬送できるように、特に装置の下部から上部に向かって製品を通過させることができるように寸法付けられている。製品搬送チャンネル内で製品を慎重に搬送することにより、特にフルーツ又はフルーツ片を含む製品を搬送する場合において、製品の視覚的な品質を高め、風味豊かにすることができる。

電極は、ハイグレードスチールによって形成されていることが好ましいが、食品に優しい任意の錆びない導電材料を使用しても良い。ハイグレードスチールは、長い寿命を確保できるため、メンテナンス間隔が長くなり、また、ハイグレードスチールは、一般に使用される材料であるため、費用効率も比較的高い。

電極は、チャンネルの内部に略均一な電場を生成して、チャンネル内で生じる製品の様々な速度に対応するエネルギ伝達を製品ストリームに対して行なうことができるように計算された広範な楕円形状を成していることが好ましい。製品の速度が低下するチャンネルの縁部には、その速度低下に対応して、製品の速度が最も高い中心よりも低い電場が生成される。このような電極形状により、製品の体積成分当り及びドウェル時間当りのエネルギ沈積は、装置内の各製品体積成分毎に略同じなり、それにより、製品ストリームが均一に加熱される。その結果、同時に、プロセス制御が簡略化される。これにより、装置内に存在する僅かな製品体積は、製品体積成分として理解されなければならない。製品体積成分の合計が製品ストリーム全体を生み出す。

電極形状の更に好ましい実施形態は、チャンネル壁から離れて面する側の電極の縁部に丸みが付けられているという特徴に関するものである。これにより、強い局所的な電場の形成が防止される。強い局所的な電場が形成されると、その領域で製品が過熱される虞がある。特にプラスチックから成るチャンネル又はこれに匹敵する材料から成るチャンネルと組み合わせて、電極の縁部がチャンネル壁に面する側で肉厚に形成されると、特に有益である。この場合、チャンネル壁も、厚肉部に対応する凹部を有している。これにより、制御された形態でチャンネル壁内に電極を嵌め込むことができる。そのため、厚肉部は、対応する凹部内に再現可能に嵌合する。したがって、特に食品に安全なシリコン接着剤を使用することにより、製品が電極の背後に堆積することを回避できる。また、これにより、チャンネル内における電極の位置を正確に画成することができる。更なる成果は、チャンネル内に実際に形成される電場が予めシミュレートされた電場と略一致しているという点である。

電極は、少なくとも１つのネジ又は引張力を作用させることができる他の固定手段を用いて、製品搬送チャンネルの外側に配置された電極端子に接続されていることが有益である。その結果、電極と電極端子との間に作用する力により、電極をチャンネル壁に対して押し付けて固定することができる一方で、これにより、必要に応じて交換を簡単に行なうことができるようになる。

交流電圧を電極に印加するために必要な交流電場発生器は、方形波交流電圧を生成することが好ましい。この場合、１００ｋＨｚ〜１０００ｋＨｚの範囲の周波数、特に２００ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの範囲の周波数が好ましい。方形波交流電圧は、多くの周波数の重ね合わせから成っているという利点を有している（フーリエ解析）。これにより、周波数スペクトルは、ｋＨｚからＭＨｚ領域へと達する。周波数スペクトルの存在により、長い波長の振動を生成することができ、これにより、更に均一に広げて、特に非均質な製品をより均一に加熱することができる。

また、交流電場発生器は、最大で１ｋＶの電圧を生成し、特に、最大１００Ａの範囲の電流、特に５０〜６０Ａの範囲の電流で、５００Ｖの電圧を形成する。比較的低い電圧で且つ比較的高い電流では、複数の利点がもたらされる。一方、低い電圧に起因して、スパークブレークスルー（ｓｐａｒｋ ｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈ）の虞が最小限に抑えられる。これは、特に、製品中に気泡が存在する場合に有益である。一方、高い電流により、高エネルギの伝達が可能になり、そのため、製品を効率的に加熱できる。また、チャンネル断面は、製品の高いスループットを確保するように十分に大きく設定されても良い。同時に、装置の長さを短く保ったままにすることにより、装置がコンパクトになり、また、装置の洗浄が容易になる。前述した電気特性は、標準的なパワー電子装置によって得られても良く、これにより、費用効率が高くメンテナンスが容易な装置を実現できる。

交流電場発生器と電極端子との間の界面は、任意の別個の配線を用いることなく交流電場発生器を接続できるように構成されている。特に簡単で、したがって、メンテナンスが容易な一実施形態において、交流電場発生器は、ツールを用いることなく取り付けられる。

好ましくは、チャンネルの外側に補強部材を配置して、誘電性のチャンネル材料の変形を防止するようにしても良い。製品チャンネル内の比較的高い圧力により、望ましくないチャンネルの変形が生じる虞があり、これにより、電場の形状に悪影響が及んだり、あるいは、漏れ部分が原因で装置の機能が制限される虞がある。補強部材、特に、例えばハイグレードスチールから成る金属板は、このような変形を妨げることにより、装置の寿命の長期化を促進する。

本発明の更なる実施形態において、製品搬送チャンネルは、製品ストリームの方向に沿ってシール状態で直列に配置される複数のサブユニットによって形成されている。各サブユニットは、少なくとも１つの電極対と、対応する電極端子と、電極対の数に対応する多くの交流電場発生器とを備えている。この場合、各発生器は、それ自体の制御装置を有している。したがって、装置は、製品に応じて、また、所要の加熱出力に応じて、個別に適合させることができる。直列に接続されたサブユニットを有する加熱装置の段階的な構造により、正確な温度制御及び温度調節が可能になる。

このため、サブユニットは、ネジ等の適当な手段により、互いに有利にゆがめられても良い。この場合、２つの各サブユニット間には、凹部内にシール手段が挿入されても良い。この凹部は、２つの装置の界面の少なくとも一方に設けられても良く、製品搬送チャンネルを取り囲んでいても良い。シール手段として、例えばＯリングを使用しても良い。電極の交換などの必要なメンテナンスを行なう場合には、チャンネル内の電極に手を伸ばすことができるように、様々なサブユニットを分解しても良い。

あるいは、特にチャンネルがプラスチックで形成されている場合には、シールは、別個のシール部材を用いることなく、特に接着剤によって達成されても良い。接着された部分は、前述した凹部が界面の一方に存在しているという点で、補強されても良い。これに対し、次のサブユニットの界面上には、凹部の形状に対応するシール突起が設けられる。この手段により、接着部分に作用する望ましくない横方向の力を避けることができる。

更なる好ましい実施形態において、製品ストリームを加熱するための装置は、クリーニングモジュールを更に備えていても良い。定期的に必要とされるメンテナンス作業の１つは、製品搬送チャンネルの洗浄である。永久的に設置されるクリーニング装置により、このメンテナンス作業工程を、それが必要とされ或いは計画されている場合に、遅延無く行なうことができる。したがって、加熱装置又は殺菌装置は、複数のサブユニットとクリーニングユニットとから構成されていても良い。一実施形態においては、２つのサブユニットが設けられ、各サブユニットに５つの電極対が設けられる。この場合、クリーニングモジュールは、サブユニット間に設けられるとともに、加熱装置全体の最初及び最後に設けられる。

クリーニングモジュールは、装置と略同じ断面を有する特にハイグレードスチールから成る製品搬送チャンネルを備えていることが有益である。製品チャンネル内には、クリーニングモジュールの外側に取り付けられた金具に接続されるシャワーヘッドが設けられており、金具からシャワーヘッドを介して、洗浄媒体、特に水が、製品搬送チャンネル内に導入される。このようなクリーニングモジュールにより、製品搬送チャンネルを十分に洗浄することができ、したがって、加熱される製品の衛生的な品質に寄与することができる。

順序付けに関して好ましい一実施形態において、クリーニングモジュールは、チャンネルの方向と略平行な少なくとも１つの連続する開口を備えている。開口の直径と略一致する直径を有するタイロッドにより、複数のサブユニット同士を一列に並べて中心付けるとともに、互いに曲げることができる。

本発明の方法において、チャンネル内に存在して一般に移動する製品は、交流電場発生器によって２つの電極間に形成される高周波電場により、加熱され、場合によっては殺菌される。これにより、電極は、製品搬送チャンネル内に配置される。交流電場により、製品の深くまで熱を浸透させつつ、好ましくは誘電体を、慎重に、迅速且つ均一に加熱することができる。特に、製品内に固体成分を含む構造、特にフルーツやフルーツ片を製品内に含む構造が実質的に維持される。本発明の方法によれば、電極と製品との間に別個の材料配置されていないため、過度のエネルギ損失を回避できる。すなわち、本発明の方法は、効率的であり、省エネであり、生産性が高い。また、この方法を用いると、応答時間が極端に短くなり、温度制御に良い影響を与えることができる。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明に係る装置及び方法の実施形態について説明する。

図１は、本発明の装置１の基本的な構造の斜視図を示している。製品搬送チャンネル２は、略同一の形状を成す２つの構造部分３，４から構成されている。２つの構造部分３，４は、シール状態で並んで配置されており、一般的には互いに固着又は接着されている。構造部分３，４同士の間の界面５には、溝／キーの組み合わせ６が設けられており、本実施例において、この組み合わせ６は、チャンネルに面する構造部分の側に位置されている。この溝／キーの組み合わせ６により、固着強度が向上される。接着が２つのチャンネル構造部分３，４同士を接続するための単なる１つの可能性にすぎず、これらの構造部分がネジ１６によって互いに接続されても良いことは言うまでもない。チャンネル構造部分３，４は、例えばＰＴＦＥ、ポリサルフォン、ＰＥＥＫ等の食品に安全な誘電体（ｆｏｏｄ ｓａｆｅ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）によって形成されても良い。

チャンネル２内では、略同一の形状を成す２つの電極８，９が、互いに対向して位置された側壁面７上に配置されている。一般に、これらの電極８，９は、グレードの高いスチールによって形成されている。電極８，９は、外側に配置され且つ一般にアルミニウム又は真鍮によって形成された電極端子１０，１１に対して電気的に接続されている。この場合、電気的な接続は、例えば、ネジ１２を引っ張って歪ませることによって行なわれる。この実施形態において、この引張ネジ１２は、電極８，９を固定するという目的も果たす。電極端子１０，１１は、リンク１３（ここで、リンクは、電極端子１１用としてのみ示されている）により、ここには図示しない方形波交流電場発生器に接続されている。最大で約８バールの範囲の比較的高い圧力、特に６バールの圧力によって引き起こされる可能性があるチャンネル構造部分３，４の変形を防止するため、チャンネル構造部分３，４の外面上には、補強板１４，１５が配置されている。補強板１４，１５は、チャンネル構造部分３，４に対して、ネジ１６によって固定されていても良く、あるいは、接着によって固定されていても良い。製品搬送チャンネル２の形状が矩形を成している図示の実施形態において、補強板１４又は１５は、チャンネル構造部分３又は４の幅広い面及び狭い面の少なくとも一部を覆っている。この場合、この実施例においては、補強板と電極端子とが互いに接触しないように、電極端子１０，１１によって覆われた領域が開口された状態となっている。ハウジングを補強するのに適した材料は、例えばハイグレードなスチールである。

前述した装置は、サブユニットを表わしている。このサブユニットは、所望の製品スループットに応じて任意の長さの連続した製品チャンネルを形成することができるように、同じ構造を有する他のサブユニットに対して接続されても良い。このため、装置１は、サブユニット同士をシール状態で連結するための接続シール手段を備えている。次のサブユニットに隣接する界面１７上には、製品チャンネル２を取り囲む凹部１８が設けられており、この凹部内にシール手段が導入されても良い。適切なシール手段としては、例えばＯリングシール、平坦なパッキン、シリコン等を挙げることができる。図示の実施形態において、凹部は、製品搬送チャンネル２の直ぐ隣に位置されているが、基本的には、次のサブユニットに対する界面１７の任意の位置に設けられても良い。また、凹部１８は、サブユニットの一方側だけに設けられていても良く、あるいは、両側に設けられていても良い。２つのサブユニット同士を相対的に中心付けるために、各チャンネル構造部分は、外側に突出して次のサブユニットに対する界面１７上に位置する少なくとも１つのボルト１９，２０を有している。これらのボルト１９，２０は、２つのサブユニット同士を繋ぎ合わせる際に、他方のサブユニットにおける対応する凹部（ここには図示しない）を貫通することにより、２つのサブユニット同士を相対的に中心付ける。

参照符号２１は、ベアリング上で回動するボルトを示している。ボルトの回動軸は、界面１７と略平行な状態で位置合わせされている。ベアリング上で回動するボルト２１の支持体は、補強板１４に接続されているとともに、次のサブユニットに対する界面１７の近傍に位置されている。更に次のサブユニットに対する第２の界面２２の両側には、ベアリング上で回動するボルト２１のための対抗部品２３が位置されている。これらの対抗部品は、回転可能に支持されたボルト２１と同様に、界面２２の近傍の補強板１４上に位置されている。ベアリング上で回動する同一のボルト（ここには図示しない）及び対応する対抗部品２４が、第２のチャンネル構造部分３の補強板１５上にも設けられている。この場合、この実施形態においては、切断面１７又は２２にそれぞれ、ベアリング上で回動するボルトが一方側に設けられ、対応する対抗部品が他方側に設けられる。これにより、本発明において、ボルト及び対抗部品の正確な配置は重要でなくなる。ベアリング上で回動するボルト２１及び対応する対抗部品は、２つの次のサブユニット同士を取り付けるという目的を果たす。メカニズムの詳細については図４を参照して説明する。

図２の（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施形態に係る電極の詳細な図を示している。図２の（ａ）には、製品ストリーム２５の長手方向に沿う電極８，９と平行な断面が示されている。これに対し、図２の（ｂ）は、引張ネジ１２の位置において製品ストリーム２５を横断する断面を示している。

図２の（ａ）は、装置１の下部の平面図を示している。図２の（ａ）に示されるように、電極８はエリア（ａｒｅａ−ｌｉｋｅ ｓｈａｐｅ）形状又はシート形状を成しており、製品ストリーム２５の流れ方向と平行で且つチャンネル壁と対向する辺には丸みが付けられている。その結果、楕円形状を成している。これにより、丸みが付けられた部分の半径Ｒ１は、電極の奥行きＹの約半分になっている。

図２の（ｂ）には、電極８，９の各縁部の丸み付け部分２６が示されている。電極８，９は、チャンネル壁７と対向する側に厚肉部２７を有しており、この厚肉部２７は、特にその一部が、電極の厚さＺと略一致する半径Ｒ３を有する円形状を成している。チャンネル壁７は、電極８，９によって覆われる領域で開口された状態となっており、あるいは、電極８，９の形状に対応する凹状を成している。この場合、電極８，９は、その厚さＺのほぼ半分までチャンネル壁７内に挿入される。必要に応じて、電極８，９が構造部分３，４内に完全に挿入されても良く、あるいは、電極が構造部分上に載置されても良い。電極８，９は、引張ネジ１２により、対応する電極端子１０，１１に接続されている。これらの引張ネジは、電気接点を形成するとともに、シール状態で電極８，９を固定しても良い。また、電極の後側の部分２８，２９には、例えば平坦なパッキン等のシール手段が設けられていても良い。あるいは、電極８，９は、シリコン接着剤等の食品安全接着剤により、構造部分３，４に対して接着されていても良い。また、図２の（ｂ）は、チャンネルの丸みが付けられた角部３０も示している。丸み付け部分の半径Ｒ４は、一般に、チャンネルの高さＨの半分よりも実質的に小さい。

フルーツ又はフルーツ片が加えられた液体食品の場合には、例えば装置（交流電場発生器が無い）の以下の寸法が有効である。

幅Ｂが１００ｍｍ〜６００ｍｍ、特にＢ＝３５０ｍｍ、
高さＨが５０ｍｍ〜２５０ｍｍ、特にＨ＝１５０ｍｍである。
奥行きＴは５０ｍｍ〜４５０ｍｍ、特にＴ＝２５０ｍｍであり、この場合、チャンネルは、幅ｂが５０ｍｍ〜５５０ｍｍ、特にｂ＝２５０ｍｍで、高さｈが３０ｍｍ〜２３０ｍｍ、特にｈ＝〜９５ｍｍである。
丸み付け部分の半径Ｒ４は０ｍｍ〜１１５ｍｍ、特にＲ４＝１０ｍｍである。これにより、電極８，９は、幅ｘが３０ｍｍ〜５００ｍｍ、特にｘ＝２５０ｍｍであり、奥行きｙが２０ｍｍ〜４５０ｍｍ、特にｙ＝１３５ｍｍであり、厚さｚが５ｍｍ〜２５ｍｍ、特にｚ＝１０ｍｍである。電極８，９の側部の丸み付け半径Ｒ１は、約０ｍｍ〜２２５ｍｍ、特に６７．５ｍｍであり、電極の丸み付け部分の半径Ｒ２は、約０ｍｍ〜１２．５ｍｍ、特にＲ２＝５ｍｍであり、厚肉部の半径Ｒ３は、約０〜２５ｍｍ、特にＲ３＝１０ｍｍである。

図３は、本発明の他の実施形態に係る装置３１を示している。略同一の構造を有するこの実施形態は、２つの点に関して先の実施形態と異なる。第１の実施形態の電極端子１１と比較して、第２の実施形態の電極端子３２の接点領域（接触面積）は小さい。電極端子３２は、ここには図示しないＡＣ発生器の方に向かって略Ｕ字形状を形成しており、もはやチャンネル構造部分４上に載置されていない。また、電極端子３２は、交流電場発生器と反対の側が、電極端子１１（典型的な実施形態１）よりも短くなっている。チャンネル構造部分上における電極端子３２の支持面が第１の典型的な実施形態に比べて少ないため、補強板３３の表面を増大させることができ、これにより、第１の典型的な実施形態に比べて装置３１の強度が増大する。第２の電極８に属する電極端子が電極端子３２と同様の形状を有していることは言うまでも無い。同じことが、第２のチャンネル構造部分３の補強板３４にも当てはまる。

また、実施形態２の更なる相違点は、チャンネル構造部分及び電極端子のそれぞれに対する電極の取り付け・接触方法が異なっているという点である。この場合、電極の取り付けは、接触とは別個になされる。これにより、電極は、電極端子３２と接触することなく、電極取付ネジ３５によりチャンネル構造部分３又は４に対して取り付けられる。この実施例では、電極と電極端子３３との間の電気的な接触が、例えば６個のネジ３６等の接触手段によって成される。この実施形態は、電極端子が不良である場合に、電極を所定の位置に残したままにすることで、メンテナンス作業を容易にできるという利点をもたらす。寸法は、第１の典型的な実施形態の寸法にほぼ対応している。

図４は、第１の典型的な実施形態の３つのサブユニット１を直列に接続した全体図を概略的に示している。直列に接続された３つのサブユニット１は、端部３７，３８にチューブ３９を取り付けることにより完成する。対応する次のサブユニット又は取り付けチューブ３９に対する界面１７においては、ベアリング上で回動するボルト２１を対応する対抗部品２３内に挿入することにより、サブユニット同士を取り付けることができるとともに、前端又は後端のサブユニットを対応する取付チューブ３９に対して接続できることは言うまでもない。図示の典型的な実施形態においては、３つの連続するサブユニットが使用されているが、製品ストリームヒータの用途に応じて、任意の数のサブユニットを直列に接続することができる。

図５は、同一構造のサブユニットを直列に接続するための変形例を示している。所望の電極対の数に応じて、チャンネル構造部分４０の長さも変えることができる。図示の典型的な実施形態においては、例えば５つの電極４１〜４５が１つのチャンネル構造部分４０内に配置されても良い。これにより、電極４１〜４５の寸法は、図２の（ａ）及び図２の（ｂ）で説明した電極８，９の寸法と一致する。図示の典型的な実施形態において、電極４１〜４５は、約５０ｍｍの間隔を有している。２つの必要なチャンネル構造部分をネジによって取り付けるため、チャンネル構造部分４０の壁には、複数の開口又は穴４６が設けられている。あるいは、チャンネル壁同士が接着されても良い。

図６は、図５で説明した構造部分を製品ストリームヒータに適用した例を示している。この実施例では、３つの電極（図示せず）を有する構造部分４７が使用される。電極端子３２及び補強板３３の形状に関し、ここでは、図３に示される第２の典型的な実施形態が使用される。装置は、両端にクリーニングモジュール４８，４９を設けることにより完成する。これについては、以下、図７を参照して詳細に説明する。クリーニングモジュール４８，４９の隣には、取り付けチューブ３９が設けられている。クリーニングモジュール４８，４９は、２つのタイロッド５０，５１により、互いに曲げられている。このタイロッド装置により、３つの部材、２つのクリーニングモジュール、サブユニットは、シール状態で且つ中心付けられた状態で、互いに接続される。

図７は、クリーニングモジュール４８の詳細な斜視図を示している。図示の実施形態において、クリーニングモジュールは、１つの構造部分５２から構成されている。この場合、無論、クリーニングモジュール４８の本体を略同一な構造の２つ以上の構造部分によって構成することも考えられる。構造部分５２はチャンネル５３を画成しており、このチャンネルの形状は、サブユニット１，３１のそれぞれの製品搬送チャンネル２の形状と略一致している。参照符号５３は、クリーニングモジュール４８を次のサブユニット１又は３１に対して位置合わせする目的を果たすセンタリング凹部を示している。センタリング凹部には、ボルト１９又は２０が通される。構造部分５２の側面にはガイド開口５５が形成されており、このガイド開口５５にはタイロッド５０又は５１が挿通される。洗浄流体を流すパイプ又は洗浄流体を流すホースが金具５６に対して取り付けられても良い。クリーニングモジュールの構造部分５２に設けられたチャンネル（図示せず）により、洗浄剤が、シャワーヘッド５７内に導入されて、シャワーヘッドに形成された開口を通じてチャンネル５３及び製品搬送チャンネル２のそれぞれの内部に噴射されても良い。典型的な実施形態では、中心に配置されたシャワーヘッドが示されているが、チャンネル５３の特に外周に複数の小さなシャワーヘッドが設けられても良い。

フルーツ又はフルーツ片が加えられた液体食品の場合には、２×５個の電極対が直列に接続された製品ストリームヒータが特に有効であることが分かった。これにより、製品入口の端部及び製品出口の端部にクリーニングモジュールが設けられ、装置の中心すなわち５つの次の電極対の後に別個のクリーニングモジュールが配置される。適用に際して、装置が水平姿勢で使用されるか或いは垂直姿勢で使用されるかは重要ではない。この場合、装置を垂直姿勢で使用すると、装置の支持面が減少する。

ここで、製品ストリームヒータの全体構成を示す図８を参照して、本発明の装置を使用する本発明の方法について説明する。フルーツ又はフルーツ片が加えられた加熱される液体食品が貯蔵容器６０内に供給される。フルーツ製品は、バルブ６２が開かれた後、ポンプ６１によってチャンネル６３内へと移動される。液体は、湾曲した接続部材６４を通過した後、製品ストリームヒータ６５内に導入される。図示のように、製品は、製品ストリームヒータ６５の底部に供給された後、製品ストリームヒータ６５を通じて略垂直上方へと流れる。これにより、製品は、合計１０個の電極対６７〜７６を通過する。各電極対は、方形波発生器７７〜８６のうちの１つに接続されている。一般に、約５０〜６０Ａの電流を伴う約５００ボルトの方形波交流電圧と約２００〜５００Ｈｚの周波数とが電極６７〜７６に対して加えられる。その結果、強い交流電場が製品搬送チャンネル内に形成され、これにより、製品ストリームを加熱する。一般に、図示の実施例では、約８０℃／分の加熱速度及び約１３０℃の最大温度が得られる。加熱ステップの後、製品ストリームは、排出チャンネル８７内へと流れ、次の装置（図示せず）内で更に処理されても良い。

装置が定期的にＯＦＦされても良く、また、製品ストリームヒータ６５は、内部に設けられたクリーニングモジュール８８〜９０によって洗浄されても良い。電極のメンテナンスのため、タイロッド９１，９２により比較的迅速に製品ストリームヒータを分解することができる。この場合、クリーニングモジュールを押し退けて、電極に対して簡単に接近することができる。

本発明の装置の第１の実施形態の斜視図である。 （ａ）はチャンネル壁内に埋め込まれた電極の平面図の形態を成す詳細図、（ｂ）はチャンネル壁内に埋め込まれた電極の断面図の形態を成す詳細図である。 本発明の装置の第２の実施形態の斜視図である。 直列に接続された複数のサブユニットを有する製品ストリームヒータの概略斜視図である ５つの電極を有するチャンネル形成ハーフシェルの実施形態である。 クリーニングモジュールの斜視図である。 直列に接続された複数のサブユニットと２つのクリーニングモジュールとを有する製品ストリームヒータの概略斜視図である。 製品ストリームヒータを有する製造ラインの概略図である。

符号の説明

１，３１…装置、２…製品搬送チャンネル、８，９…電極、１０，１１，３２…電極端子、７７…交流電場発生器

Claims (23)

1. 製品ストリーム、特にフルーツ又はフルーツ片を含む食品ストリームを加熱するための装置であって、
   製品が通過する製品搬送チャンネル（２）と、
   高周波交流電場を生成するための手段であって、電極（８，９）と、電極端子（１０，１１，３２）と、交流電場発生器（７７）とを有する手段と、
   を備え、
   前記電極（８，９）が、前記製品搬送チャンネル（２）内に配置されている、装置。
2. 前記電極（８，９）が、前記製品搬送チャンネル（２）の両側に配置され、これにより、装置（１，３１）が少なくとも１つの電極対を備える、請求項１に記載の装置。
3. 前記製品搬送チャンネル（２）を形成する部品が食品に安全な誘電体によって形成されている、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記製品搬送チャンネル（２）が、矩形状の断面を有するとともに、その角部に丸みが付けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記製品搬送チャンネル（２）が、略同じ構造を有する複数の、特に２つの構造部分（３，４）によって形成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記製品搬送チャンネル（２）の断面が、最大で４トン／時、特に３トン／時の空気圧又は低いポンプ圧によって製品を移動させることができ且つ装置の全体にわたって、特に装置の下部から上部に向かって製品を流すことができるように寸法付けられている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記電極（８，９）は、ステンレス材料、特にハイグレードスチールによって形成されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記電極（８，９）がエリア状で且つ楕円形状を成している、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記電極（８，９）が、チャンネル壁（７）から離れて面する側の縁部（２６）に丸みが付けられている、請求項８に記載の装置。
10. 前記電極（８，９）が、前記チャンネル壁（７）に面する側の縁部（２７）に肉厚に形成され、これにより、電極の形状に対応する凹部（２８，２９）が前記製品搬送チャンネル（２）の前記チャンネル壁（７）に設けられている、請求項８又は９に記載の装置。
11. 前記電極（８，９）が、少なくとも１つの固定部材（１２，３６）により、特に少なくとも１つのネジ（１２）により、前記製品搬送チャンネル（２）の外側に配置された前記電極端子（１０，１１，３２）に対して接続されている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 前記交流電場発生器（７７）が、１００ｋＨｚ〜１０００ｋＨｚ、特に２００ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの周波数範囲の方形波交流電圧を生成するように構成されている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
13. 前記交流電場発生器（７７）が、前記電極（８，９）で最大１ｋＶの電圧を生成し且つ最大１００Ａの電流を生成するように構成されている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
14. 前記交流電場発生器（７７）が、ケーブルを使用することなく接続できるように、前記電極端子（１０，１１，３２）の形状に対応する界面を備えている、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の装置。
15. 前記交流電場発生器（７７）の界面が、器具を用いることなく前記電極端子（１０，１１，３２）を接続できるように構成されている、請求項１４に記載の装置。
16. 前記製品搬送チャンネルの外側には、変形に対する保護手段として、補強部材（１４，１５，３３，３４）が設けられている、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の装置。
17. 前記製品搬送チャンネル（２）が、前記製品ストリームの方向に沿ってシール状態で直列に配置された複数のサブユニットによって形成されている、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の装置。
18. 前記サブユニットが、前記製品搬送チャンネル（２）を横切る少なくとも１つの面（１７）上に、前記製品搬送チャンネル（２）を取り囲む凹部（１８）を有し、この凹部内には、２つの装置（１，３１）の界面（１７）をシールする手段が挿入され、装置をシール状態で接続する手段（２１，２３）が設けられている、請求項１７に記載の装置。
19. 前記サブユニットが、前記製品搬送チャンネル（２）を横切る一方の面（１７）上に、前記製品搬送チャンネル（２）を取り囲む前記凹部（１８）を有し、前記製品搬送チャンネル（２）を横切る他方の面（２２）上に、前記凹部の形状に対応する突出部を有し、これにより、シール状態で装置に接続する手段（２１，２３）が設けられる、請求項１７に記載の装置。
20. 前記装置がクリーニングモジュール（４８，８８，８９，９０）を更に備えている、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の装置。
21. 前記クリーニングモジュール（４８，８８，８９，９０）が、製品搬送チャンネル（５３）を備えるとともに、特にハイグレードスチールによって形成され、また、前記装置（１，３１）と略同じ断面を有するとともに、前記製品搬送チャンネル内にシャワーヘッド（５７）を有し、前記シャワーヘッドは、前記クリーニングモジュールの外側に取り付けられた金具（５６）に接続されるとともに、洗浄媒体、特に水を前記シャワーヘッド（５７）を通じて前記製品搬送チャンネル（２）内へと導入できるように構成されている、請求項２０に記載の装置。
22. 前記クリーニングモジュール（４８，４９，８８，９０）が、前記チャンネル（２）の方向と略平行な連続する更なる開口（５５）を少なくとも１つ備えている、請求項２０に記載の装置。
23. 製品ストリーム、特にフルーツ又はフルーツ片を含む食品ストリームを加熱するための方法であって、
    製品搬送チャンネル（２）を通じて製品を流し、
    前記製品搬送チャンネル（２）内に配置された電極（８，９）に加えられる高周波交流電場によって製品を加熱する、方法。

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