JP2006320402A

JP2006320402A - 加熱装置

Info

Publication number: JP2006320402A
Application number: JP2005144327A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hoshino; 弘星野
Original assignee: Frontier Engineering Co Ltd
Current assignee: Frontier Engineering Co Ltd
Priority date: 2005-05-17
Filing date: 2005-05-17
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2025-05-17
Also published as: JP4603932B2

Abstract

【課題】流動性を有する飲食物を搬送しながら高い精度で所望の温度まで通電加熱し得るようにする。
【解決手段】加熱装置１３は、対となって電極４３が取り付けられる管状部材４２によりそれぞれ形成される上流側の通電加熱部４８と下流側の通電加熱部４９とを有し、流動性を有する飲食物を被加熱物として流路内を連続的に案内しつつジュール熱により加熱する。上流側の通電加熱部４８に流入する被加熱物の温度は第１の温度センサ５１により検出され、上流側の通電加熱部４８から流出する被加熱物の温度は第２の温度センサ５２により検出され、これらの温度センサ５１，５２の検出値の上流側偏差に基づいて、下流側の通電加熱部４９に設けられた電極４３に供給される電力がフィードフォワード制御される。
【選択図】図３

Description

本発明は流動性を有する飲食物を被加熱物としてこれを連続的に搬送しながら加熱する加熱装置に関する。

ジュースやスープなどのように粘性の低い飲食物、並びに蜂蜜、ジャムおよび味噌などのように粘性の高いペースト状の食品のように流動性を有する飲食物を連続的に搬送しながら加熱するために、例えば、特許文献１および２に記載されるように、飲食物自体に通電してジュール熱により飲食物を加熱するようにしたジュール加熱装置が開発されている。

飲食物を連続的に流しながら通電加熱するジュール加熱装置は、上記公報に記載されるように、飲食物を連続的に案内する管状部材つまり加熱パイプを有し、この加熱パイプの中に飲食物を流しながら加熱パイプに対となって設けられた電極から飲食物に電流を流すようにしている。１本の加熱パイプには通常複数の電極が設けられており、加熱装置は、１本の加熱パイプにより構成されるタイプと、飲食物を複数段階で所定の殺菌温度まで加熱するため複数の加熱パイプにより構成されるタイプとがある。
特許第２８２１０８７号公報特許第２８４００１４号公報

飲食物をジュール加熱する場合には、電極間に一定の電圧を供給しても飲食物の導電率つまり電気抵抗によって電流値が相違するので、導電率によって通電電力が相違することになる。このため、飲食物の最終加熱温度に基づいて電極に印加する電圧は実験によって予め求めておき、通電加熱時に基準となる印加電圧を電極に加えるようにしており、１つの加熱装置によって複数種類の飲食物を加熱する場合には、飲食物の種類毎に基準となる印加電圧を設定するようにしている。

流動性を有する飲食物を搬送しながら通電加熱する加熱装置においては、加熱後の飲食物の温度を温度センサにより検出し、検出された温度と設定温度との偏差に基づいて電極に対して電源ユニットから供給される電力をフィードバック制御するようにしている。このような制御方式は、１本のパイプからなる加熱装置においても複数本のパイプからなる加熱装置においても同様であり、加熱後の飲食物の温度を検出して電力をフィードバック制御するようにすると、加熱終了後の温度に基づいて電力を制御するので、電力が制御されるまでの時間の遅れにより最終的な加熱温度にバラツキが発生するおそれがあり、飲食物を殺菌加熱する場合には所望の殺菌温度にまで加熱できるようにするために加熱温度に余裕を持たせる必要がある。

加熱装置にはホッパからポンプにより連続的に飲食物を供給するようにしており、ホッパ内の飲食物の残量が少なくなると、新たに同種の飲食物がホッパ内に投入されることになる。ホッパ内には、例えば、イチゴジャムを加熱殺菌する場合にはイチゴを調味料等とともにニーダなどによりすり潰して流動状態の食品素材とした後に投入するようにしており、食品素材は１回のホッパへの投入量がバッチ処理されることから、１回分の投入量毎に導電率が相違する場合がある。したがって、新たにホッパ内に投入された食品素材と既に投入されている食品素材とで導電率が相違していると、連続的に搬送しながら通電加熱する場合には、導電率の変化によっても最終的な加熱温度にバラツキが発生することがある。

本発明の目的は、流動性を有する飲食物を搬送しながら高い精度で所望の温度まで通電加熱し得るようにすることにある。

本発明の加熱装置は、流動性を有する飲食物を被加熱物として流路内に連続的に搬送しつつジュール熱により加熱する加熱装置であって、絶縁性材料からなり前記流路を形成する管状部材および当該管状部材に対をなして設けられる電極をそれぞれ有する上流側と下流側の通電加熱部と、前記上流側の通電加熱部に設けられた前記電極に電力を供給する上流側の電源ユニットと、前記下流側の通電加熱部に設けられた前記電極に電力を供給する下流側の電源ユニットと、前記上流側の通電加熱部に流入する前記被加熱物の温度を検出する第１の温度センサと、前記上流側の通電加熱部から流出する前記被加熱物の温度を検出する第２の温度センサと、前記第１の温度センサの検出値と前記第２の温度センサの検出値との上流側偏差に基づいて、前記下流側の通電加熱部に設けられた電極に前記下流側の電源ユニットから供給される電力をフィードフォワード制御する制御手段とを有することを特徴とする。

本発明の加熱装置は、前記下流側の通電加熱部から流出する前記被加熱物の加熱終了温度を検出する第３の温度センサを有し、前記制御手段は、加熱目標温度と前記第３の温度センサの検出温度との下流側偏差に基づいて、前記下流側の通電加熱部に設けられた電極に前記下流側の電源ユニットから供給される電力をフィードバック制御することを特徴とする。

本発明の加熱装置は、前記制御手段は、前記上流側偏差が所定値以下のときには、前記下流側の通電加熱部に設けられた電極に前記下流側の電源ユニットから供給される電力をフィードフォワード制御に優先してフィードバック制御することを特徴とする。

本発明の加熱装置は、前記上流側の電源ユニットは、前記上流側の通電加熱部に設けられた前記電極に一定電圧の電力を供給することを特徴とする。

本発明の加熱装置は、前記上流側と下流側の通電加熱部を、複数のリング状の電極とそれぞれの電極の間に配置される絶縁性の複数の円筒体とを有する加熱ユニットによりそれぞれ形成することを特徴とする。

本発明の加熱装置は、前記下流側の通電加熱部を、絶縁性材料からなり前記流路を形成する管状部材および当該管状部材に対をなして設けられる電極をそれぞれ有する複数の加熱ユニットにより形成し、前記下流側の通電加熱部を構成するこれらの加熱ユニットのうち最下流側の加熱ユニットにおける電極に供給される最大電圧を、これよりも上流側の加熱ユニットにおける電極に供給される最大電圧よりも低くすることを特徴とする。

本発明によれば、加熱装置は上流側の通電加熱部と下流側の通電加熱部とを有し、上流側の通電加熱部における温度上昇値つまり上流側偏差に基づいて下流側の通電加熱部の電極に供給される電力を制御するようにしたので、下流側の通電加熱部は上流側偏差に基づいてフィードフォワード制御されることになり、加熱装置により加熱される被加熱物である飲食物を高精度で加熱目標温度にまで加熱することができるとともに、特に立ち上げ時に急速に加熱目標温度に設定することができる。

本発明によれば、フィードフォワード制御に加えて、加熱装置から流出する加熱最終温度と加熱目標温度との下流側偏差に基づいて下流側の通電加熱部の電極に供給される電力をフィードバック制御するので被加熱物を目標加熱温度に高精度で設定することができる。

本発明によれば、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを状況に応じて切り換えることにより被加熱物の温度状況に応じて通電加熱することができる。

上流側の通電加熱部における電極に一定電圧を印加すると、上流側の通電加熱部における温度上昇値は被加熱物の導電率ないし抵抗値つまり電気的な物性に相当し、被加熱物を導電率に応じて通電加熱することができる。したがって、例えば、ホッパ内から連続的に供給される飲食物を加熱する場合においては、ホッパ内に投入された飲食物に対する加熱終了後にホッパ内に新たに投入された同種の飲食物を加熱するときに、新たな飲食物の電気的物性の変化を上流側偏差に基づいて検出し、下流側の通電加熱部に対する電力をフィードフォワード制御することによって加熱温度のバラツキを事前に抑制することができる。

下流側の通電加熱部を複数の加熱ユニットにより構成し、下流側の通電加熱部における最下流側の加熱ユニットの電極に供給される電力値の最大値を、これよりも上流側の加熱ユニットにおける電極に供給される電力値の最大値よりも小さくすると、加熱最終温度に近づいている被加熱物を加熱する最下流側の加熱ユニットにおける通電量をより高精度で制御することができる。

図１は本発明の加熱装置を備えた飲食物の製造システム全体構成を示す概略図であり、この製造システムはイチゴジャム等の流動性を有する飲食物を被加熱物としてこれを加熱処理して飲食物を製造するために使用され、予め流動状態に調合された飲食物が投入されて飲食物を所定量収容するホッパ１１と、ホッパ１１から連続的に供給される被加熱物を予備加熱する予熱装置１２と、この予熱装置１２から連続的に供給される被加熱物を所定の殺菌温度まで加熱するジュール加熱装置１３とを有している。ジュール加熱装置１３により所定の殺菌加熱温度まで加熱された被加熱物は、冷却装置１４に連続的に供給されて冷却された後、回収タンク１５に供給されてその中で貯留され、回収タンク１５から包装袋等に充填するための図示しない充填機に搬送される。

予熱装置１２は、内部に流路が形成され相互に接続管２１により直列に接続された複数本の予熱パイプ２２を有し、ポンプ１６ａが設けられた配管１７ａによりホッパ１１に接続されており、ポンプ１６ａによりホッパ１１内の被加熱物はそれぞれの予熱パイプ２２内の流路に一定の流速で搬送される。それぞれの予熱パイプ２２の外側には外側パイプ２３が取り付けられ予熱パイプ２２と外側パイプ２３との間には加熱媒体が供給される加熱室２４が形成され、それぞれの加熱室２４には熱水発生機２５により加熱された熱水が加熱媒体として配管２６を介して供給されるようになっている。予熱パイプ２２内を連続的に流れる被加熱物は加熱媒体により加熱される予熱パイプ２２により間接的に加熱され、例えばイチゴジャムを被加熱物とする場合には、４０〜６０℃程度の加熱温度まで予熱される。

予熱装置１２に配管１７ｂにより接続されるジュール加熱装置１３は、内部に流路が形成され相互に接続管２７により直列に接続された第１段目から第４段目までの４つの加熱ユニット２８を有しており、予熱装置１２により所定の温度まで予熱された被加熱物はジュール加熱装置１３により殺菌温度まで加熱される。例えば、イチゴジャムを被加熱物である飲食物とする場合には、８５〜９８℃程度の温度まで加熱される。図１に示すジュール加熱装置１３は４つの加熱ユニット２８を有し、最終段の加熱ユニット２８を通過した被加熱物は保温機としてのホールド管２９において最終の加熱終了温度に所定時間保持された後に冷却装置１４に配管１７ｃにより搬送される。なお、ジュール加熱装置１３は、図示するように４つの加熱ユニット２８により構成することなく、被加熱物である飲食物の種類や搬送流量等に応じて任意の数の加熱ユニット２８により構成することができる。

冷却装置１４は、内部に流路が形成され相互に接続管３１により直列に接続された複数本の冷却パイプ３２を有し、配管１７ｃによりジュール加熱装置１３に接続され、加熱終了後の被加熱物はそれぞれの冷却パイプ３２内の流路に搬送される。それぞれの冷却パイプ３２の外側には外側パイプ３３が取り付けられ冷却パイプ３２と外側パイプ３３との間には冷却媒体が供給される冷却室３４が形成され、それぞれの冷却室３４には冷水発生機３５により加熱された冷却水つまりチラーが冷却媒体として配管３６を介して供給されるようになっている。冷却パイプ３２内を連続的に流れる被加熱物は冷却媒体により冷却される冷却パイプ３２により間接的に冷却され、回収タンク１５に配管１７ｄを介して搬送される。冷却装置１４内を流れる飲食物の圧力を調整するために、接続管３１にはポンプ１６ｂが取り付けられている。回収タンク１５に接続された排出管３７には、充填機に被加熱物を供給するためのポンプ１６ｃが設けられている。

ジュール加熱装置１３は、図１に示す場合には、予熱装置１２および冷却装置１４を含めて飲食物を殺菌加熱してこれを製造する製造システムに組み込まれている。ただし、予熱装置１２が使用されない場合にはジュール加熱装置１３はホッパ１１に配管により直接接続されることになり、冷却装置１４が使用されない場合には配管により直接回収タンク１５に接続されることになる。なお、ジュール加熱装置１３により加熱されて冷却装置１４により冷却された後の飲食物を回収タンク１５に回収することなく、直接充填機などに向けて搬出する場合もある。

図２はジュール加熱装置１３を構成する４つの加熱ユニット２８の１つを示す拡大断面図であり、加熱ユニット２８は被加熱物を案内する流路４１が形成された断面円形の加熱パイプつまり管状部材４２を有している。管状部材４２は複数のリング状の電極４３とこれらの間に配置される複数の円筒体４４とにより構成されており、加熱ユニット２８は電極４３と円筒体４４とにより構成される管状部材４２を有し、管状部材４２にはこれに対をなして電極４３が設けられている。それぞれの電極４３はチタンやステンレス等の導体により形成され、それぞれの円筒体４４は樹脂等の絶縁体により形成されている。管状部材４２の両端部には流入側と流出側のジョイント部４５，４６が取り付けられている。それぞれの電極４３には電源ユニット４７がケーブルを介して接続されており、被加熱物の流れる方向に隣り合って対をなす電極４３が相互に逆極性となるように電源ユニット４７から高周波電流が供給される。なお、図１に示されたそれぞれの加熱ユニット２８に設けられる電極４３の数は加熱温度等に応じて任意に設定される。

図３はジュール加熱装置１３の電極に対する通電を制御する制御回路を示すブロック図であり、図３においては図１に示された４つの加熱ユニット２８に下流側から上流側に向けて符号ａ〜ｄが付されており、最上流側の加熱ユニット２８ａは上流側の通電加熱部４８を構成し、これよりも下流側の３つの加熱ユニット２８ｂ〜２８ｄはそれぞれ下流側の通電加熱部４９を構成している。配管１７ｂには上流側の通電加熱部４８としての加熱ユニット２８ａに流入する被加熱物の温度を検出する第１の温度センサ５１が設けられ、加熱ユニット２８ａの出口に接続された接続管２７には加熱ユニット２８ａから流出する被加熱物の温度を検出する第２の温度センサ５２が設けられている。さらに、最終段の加熱ユニット２８ｄの出口に接続された接続管２７には全ての加熱ユニット２８ａ〜２８ｄにおいて加熱されて加熱ユニット２８ｄから流出する被加熱物の加熱終了温度を検出する第３の温度センサ５３が設けられている。なお、第１の温度センサ５１は加熱ユニット２８ａにより被加熱物が加熱される前の温度を検出するのであれば、第１の温度センサ５１を加熱ユニット２８ａの入口側端部に取り付けるようにしても良い。また、加熱ユニット２８ａにより加熱された後の被加熱物の温度を検出するのであれば、第２の温度センサ５２を加熱ユニット２８ａの出口側端部に取り付けるようにしても良く、同様に、第３の温度センサ５３を加熱ユニット２８ｄの出口側端部に取り付けるようにしても良い。

上流側の通電加熱部４８としての加熱ユニット２８ａに設けられた電極４３には、上流側の電源ユニットとしての電源ユニット４７ａが接続されており、この電源ユニット４７ａからは、被加熱物の流れる方向に相互に隣り合って対をなす電極４３に電極間の電圧が一定となるように電力が供給される。一方、下流側の通電加熱部４９としての３つの加熱ユニット２８ｂ〜２８ｄに設けられた電極４３には、下流側の電源ユニットとしての電源ユニット４７ｂが接続されており、この電源ユニット４７ｂから被加熱物の流れる方向に相互に隣り合って対をなす電極４３に対して供給される電力は、温度センサ５１〜５３の検出温度に応じて制御される。

それぞれの電源ユニット４７ａ，４７ｂは制御手段としてのコントロールユニット５４からの制御信号により電極４３に供給される電力が制御される。上述のように電源ユニット４７ａから電極４３には一定電圧となるように電力が供給されるのに対して、電源ユニット４７ｂにはそれぞれの温度センサ５１〜５３の検出値に基づいて電圧が制御される。例えば、加熱ユニット２８ａにおける対をなす電極４３には電極間電圧が９００Ｖとなるように一定電圧の電力が供給される。これに対して、加熱ユニット２８ｂ〜２８ｄには電極間電圧の最大値を例えば８００Ｖとする任意の電圧の電力を供給するようにしたり、加熱ユニット２８ｂ〜２８ｄについて相互に電圧の最大値が相違する任意の電圧を供給するようにする。それぞれの加熱ユニット２８ｂ〜２８ｄで最大電圧値を相違させる場合としては、最上流側の加熱ユニット２８ａには最大値を例えば８００Ｖとし、加熱ユニット２８ｃには最大値を例えば７００Ｖとし、加熱ユニット２８ｄには最大値を例えば６００Ｖとする。

このように、下流側の通電加熱部４９を構成する複数の加熱ユニット２８ｂ〜２８ｄについては相互に供給電力を相違させるようにするとともに下流側の通電加熱部４９の電極４３にはそれぞれ任意の電圧とすることができる。それぞれの最大電圧値を設定する値をＭＶ値とし、最大電圧値に対応するＭＶ値を１とすると、下流側の通電加熱部４９の電極４３には最大電圧値つまり１００％の電圧値である８００Ｖ，７００Ｖ，６００Ｖの電力が供給される。また、ＭＶ値を０．５とすると、それぞれの最大値の５０％の電圧値である４００Ｖ，３５０Ｖ，３００Ｖの電力が電極４３に供給される。

このように、下流側の通電加熱部４９を複数の加熱ユニット２８ｂ〜２８ｄにより構成し、これらの加熱ユニット２８ｂ〜２８ｄのうち最上流側における加熱ユニット２８ｂから最下流側の加熱ユニット２８ｄに向かうに従って電極４３に供給される電圧を８００Ｖ，７００Ｖ，６００Ｖと順次低くすると、下流側の加熱ユニット２８ｄにおける単位ＭＶ値に対する電圧変化量を上流側の加熱ユニット２８ａ，２８ｂにおける電圧変化量よりも小さくすることができるので、最終的に加熱目標温度に近い温度状態のもとで加熱する最下流の加熱ユニット２８ｄでは高い精度で被加熱物の加熱温度を制御することができる。これにより、被加熱物を高精度で加熱目標温度に加熱することができる。

コントロールユニット５４には、制御信号を演算するマイクロプロセッサＣＰＵと、制御プログラム、演算式およびデータが格納されるＲＯＭと、一時的にデータを格納するＲＡＭとが設けられており、コントロールユニット５４には、第１の温度センサ５１により検出された流入温度Ｔ１に対応する信号と、第２の温度センサ５２により検出された流出温度Ｔ２に対応する信号と、第３の温度センサ５３により検出された加熱終了温度Ｔ３に対応する信号とが送られるようなっている。流入温度Ｔ１と流出温度Ｔ２の温度偏差つまり上流側偏差ΔＴ１（Ｔ２−Ｔ１）を算出すると、上流側の通電加熱部４８における電極４３には一定電圧の電力が供給されるので、上流側偏差ΔＴ１は被加熱物の導電率や抵抗値に対応した値となる。この上流側偏差ΔＴ１に基づいて下流側の通電加熱部４９としての３つの加熱ユニット２８ｂ〜２８ｄの電極４３に対して供給される電力を制御するように、コントロールユニット５４は電源ユニット４７ｂをフィードフォワード制御する。このようにコントロールユニット５４から上流側の電源ユニット４７ａには、上流側の通電加熱部４８における電圧が一定となるように電力（電流と電圧の積）制御の基準信号が送られるようになっている。また、コントロールユニット５４から下流側の電源ユニット４７ｂには、下流側の通電加熱部４９に供給される電力が上流側偏差ΔＴ１に基づいて制御されるように制御信号が送られる。

コントロールユニット５４には、被加熱物に対する加熱目標温度Ｔａを設定する入力キーなどが設けられた操作パネル５５が接続されており、第３の温度センサ５３により検出された加熱終了温度Ｔ３と加熱目標温度Ｔａとの温度偏差つまり下流側偏差ΔＴ２（ＴａとＴ３の温度差の絶対値）が算出される。この下流側偏差ΔＴ２に基づいて下流側の通電加熱部４９としての３つの加熱ユニット２８ｂ〜２８ｄの電極４３に対して供給される電力を制御するように、コントロールユニット５４は電源ユニット４７ｂをフィードバック制御する。

このように、下流側の通電加熱部４９を構成する加熱ユニット２８ｂ〜２８ｄの電極４３に供給される電力は、それぞれＭＶ値を変化させることにより、上流側偏差ΔＴ１に基づいてフィードフォワード制御されるとともに下流側偏差ΔＴ２に基づいてフィードバック制御されるので、フィードバック制御のみを行う場合よりも、加熱装置の立ち上がり時と定常時とのいずれにおいても、高い精度で加熱目標温度Ｔａに被加熱物を加熱することができる。特に、加熱装置１３の立ち上げ時にフィードフォワード制御を行うことにより、迅速に定常状態に移行させることができる。

したがって、例えば、ホッパ１１内から連続的に供給される飲食物を加熱する場合においては、ホッパ１１内に投入された飲食物に対する加熱が終了した後に、ホッパ１１内に新たに同種の飲食物を投入して新たなバッチの飲食物を加熱するときに、新たな飲食物の電気的物性がそれよりも前に加熱処理した飲食部の電気的物性と相違していても、つまりバッチが相違することにより導電率が前のバッチと変化しても、切替時その変化を上流側偏差ΔＴ１に基づいて検出し、下流側の通電加熱部に対する電力をフィードフォワード制御することによって飲食物の加熱温度のバラツキを事前に抑制することができる。

図４は上述した加熱装置における通電制御手順の一例を示すアルゴリズムであり、ステップＳ１では第１〜第３のそれぞれの温度センサ５１〜５３からの検出値が読み込まれ、読み込んだ検出値に基づいて上流側偏差ΔＴ１が算出される（ステップＳ２）とともに下流側偏差ΔＴ２が算出される（ステップＳ３）。ステップＳ４では上流側偏差ΔＴ１が設定値Ａよりも大きいか否かが判定され、設定値Ａよりも大きいときには、ステップＳ５が実行されて上流側偏差ΔＴ１に基づいて算出されるＭＶ値によりステップＳ６によりフィードフォワード制御により電力が制御される。一方、ステップＳ４により上流側偏差ΔＴ１が設定値Ａよりも小さいと判定されたときには、ステップＳ７が実行されて下流側偏差ΔＴ２に基づいて算出されるＭＶ値によりステップＳ８によりフィードバック制御により電力が制御される。

なお、フィードバック制御するかフィードフォワード制御するかを判定するための設定値Ａとしては、一定値としても良く、加熱装置のライン特性に応じた設定式をメモリに格納しておき、制御時に設定式を演算することによって設定値Ａを求めるようにしても良い。

図５（Ａ）は加熱ユニットの他の具体例を示す縦断面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）の横断面図である。この加熱ユニット２８は被加熱物を案内する流路４１が形成された断面四角形の管状部材６１を有している。この管状部材６１は樹脂等の絶縁材料により形成され、この内面には２枚の板状の電極４３が相互に対向して取り付けられており、それぞれの電極４３には電源ユニット４７がケーブルにより接続されている。管状部材６１の両端には流入側と流出側のジョイント部４５，４６が取り付けられている。

図６は加熱ユニット２８の更に他の具体例を示す縦断面図である。この加熱ユニット２８は被加熱物を案内する流路４１が形成された断面円形の管状部材７１を有し、管状部材７１は樹脂等の絶縁材料により形成されている。管状部材７１の両端面には相互に対向するように板状の電極４３が取り付けられており、それぞれの電極４３には電源ユニット４７がケーブルにより接続されている。管状部材７１の両端部には流入側と流出側のジョイント部４５，４６が設けられている。なお、このタイプの加熱ユニット２８においては、管状部材７１を断面四角形としても良い。

図７は加熱ユニット２８の更に他の具体例を示す縦断面図である。この加熱ユニット２８は被加熱物を案内する流路４１が形成された断面円形の管状部材８１を有し、管状部材８１の両端は端板部８２により閉塞されており、この管状部材８１は端板部８２を含めて樹脂等の絶縁材料により形成されている。管状部材８１の内面には円筒形状の電極４３ａが固定され、管状部材８１の中心部に配置される棒状の電極４３ｂはその両端が端板部８２により固定されている。円筒形状と棒状の両方の電極４３ａ，４３ｂには電源ユニット４７がケーブルにより接続されており、管状部材８１の両端部には流入側と流出側のジョイント部４５，４６が設けられている。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、ジュール加熱装置１３は複数の加熱ユニット２８を有しているが、１つの加熱ユニットでジュール加熱装置１３を形成し、その上流側半分の領域を上流側の通電加熱部４８とし、下流側半分の領域を下流側の通電加熱部４９としても良い。また、下流側の通電加熱部４９を１つの加熱ユニット２８により形成するようにしても良く、上流側の通電加熱部４８を複数の加熱ユニット２８により形成するようにしても良い。さらに、本発明のジュール加熱装置１３は図１に示すように間接加熱式の予熱装置１２とともに使用することなく、単独でも使用することができ、予熱装置１２としても本発明の加熱装置を使用することができる。

本発明の加熱装置を備えた飲食物の製造システム全体構成を示す概略図である。ジュール加熱装置を構成する４つの加熱ユニットの１つを示す拡大断面図である。ジュール加熱装置の電極に対する通電を制御する制御回路を示すブロック図である。加熱装置における通電制御手順の一例を示すアルゴリズムである。（Ａ）は加熱ユニットの他の具体例を示す縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の横断面図である。加熱ユニットの更に他の具体例を示す縦断面図である。加熱ユニットの更に他の具体例を示す縦断面図である。

符号の説明

１１ホッパ
１２予熱装置
１３ジュール加熱装置
１４冷却装置
１５回収タンク
２８，２８ａ〜２８ｄ加熱ユニット
４２管状部材
４３電極
４４円筒体
４７ａ電源ユニット（上流側の電源ユニット）
４７ｂ電源ユニット（下流側の電源ユニット）
５１第１の温度センサ
５２第２の温度センサ
５３第３の温度センサ
５４コントロールユニット（制御手段）

Claims

流動性を有する飲食物を被加熱物として流路内に連続的に搬送しつつジュール熱により加熱する加熱装置であって、
絶縁性材料からなり前記流路を形成する管状部材および当該管状部材に対をなして設けられる電極をそれぞれ有する上流側と下流側の通電加熱部と、
前記上流側の通電加熱部に設けられた前記電極に電力を供給する上流側の電源ユニットと、
前記下流側の通電加熱部に設けられた前記電極に電力を供給する下流側の電源ユニットと、
前記上流側の通電加熱部に流入する前記被加熱物の温度を検出する第１の温度センサと、
前記上流側の通電加熱部から流出する前記被加熱物の温度を検出する第２の温度センサと、
前記第１の温度センサの検出値と前記第２の温度センサの検出値との上流側偏差に基づいて、前記下流側の通電加熱部に設けられた電極に前記下流側の電源ユニットから供給される電力をフィードフォワード制御する制御手段とを有することを特徴とする加熱装置。
請求項１記載の加熱装置において、前記下流側の通電加熱部から流出する前記被加熱物の加熱終了温度を検出する第３の温度センサを有し、前記制御手段は、加熱目標温度と前記第３の温度センサの検出温度との下流側偏差に基づいて、前記下流側の通電加熱部に設けられた電極に前記下流側の電源ユニットから供給される電力をフィードバック制御することを特徴とする加熱装置。
請求項２記載の加熱装置において、前記制御手段は、前記上流側偏差が所定値以下のときには、前記下流側の通電加熱部に設けられた電極に前記下流側の電源ユニットから供給される電力をフィードフォワード制御に優先してフィードバック制御することを特徴とする加熱装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の加熱装置において、前記上流側の電源ユニットは、前記上流側の通電加熱部に設けられた前記電極に一定電圧の電力を供給することを特徴とする加熱装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の加熱装置において、前記上流側と下流側の通電加熱部を、複数のリング状の電極とそれぞれの電極の間に配置される絶縁性の複数の円筒体とを有する加熱ユニットによりそれぞれ形成することを特徴とする加熱装置。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の加熱装置において、前記下流側の通電加熱部を、絶縁性材料からなり前記流路を形成する管状部材および当該管状部材に対をなして設けられる電極をそれぞれ有する複数の加熱ユニットにより形成し、前記下流側の通電加熱部を構成するこれらの加熱ユニットのうち最下流側の加熱ユニットにおける電極に供給される最大電圧を、これよりも上流側の加熱ユニットにおける電極に供給される最大電圧よりも低くすることを特徴とする加熱装置。