JP2007295909A - プラズマ調理方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】飲食品の表面を迅速に焼き上げる調理方法および調理器を提供することを目的とする。それにより、例えば、グラタン又はピザの表面のチーズを溶かす、パイの外皮のクリスピーな食感を出す、餃子などの麺帯食品にクリスピーな食感と焼き立ての風味を付与する、おむすびの表面におこげを作る、肉類の旨みを閉じ込める等の調理が可能な方法および調理器を提供することを目的とする。
【解決手段】吹き出し形プラズマ発生装置１と、同軸ケーブル３と、ガス管４と、同軸導波管変換器５と、マイクロ波伝播方向変換器６と、送風機７と、ガス導入口８と、ガス排気口９と、前記の吹き出し形プラズマ発生装置の格納室２２と、前記のプラズマ発生装置を支持する支持棒２３と、前記の支持棒の長さおよび平面の位置を制御するコントロール器２４を備える電子レンジ。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラズマを用いた調理装置に係るもので、詳しくは、大気圧の吹き出し形プラズマを飲食品、例えば、グラタン、ピザ、パン、ビスケット、おむすび、肉類、餃子等に直接照射させ、調理を施す、プラズマ調理方法および装置に関する。

電子レンジと電気オーブンとＩＨ（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｈｅａｔｉｎｇ）クッキングヒータ等の調理用の電気機器が食品工場、業務店、又家庭で多く使われ、電気エネルギーを用いて迅速に飲食物を調理し得ることができるようになった。

電子レンジは、マグネトロンを用い、一般的な２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生させ、そのマイクロ波を飲食物に与えて、飲食物内部の水分子を振動させることにより、発生する熱を利用して飲食物の調理を行うものである。
電気オーブンは、ハロゲンヒータ等の電気ヒーターを用いて飲食品を直接加熱するものである。
ＩＨクッキングヒータは、インバータを用い、加熱コイルに高周波（２０ｋＨｚ〜６０Ｈｚ）電流を供給し、磁界を発生させ、その磁界によりなべ底に渦電流が流れ、なべ自体がもつ電気抵抗により発生するジュール熱を利用して飲食物の調理を行うものである。

一方、飲食品の調理においては、飲食品の表面を迅速に焼き上げる方法が要求されている。例えば、グラタン又はピザの表面のチーズを溶かすため、パイの外皮のクリスピーな食感を出すため、餃子などの麺帯食品にクリスピーな食感と焼き立ての風味を付与するため、おむすびの表面におこげを作るため、肉類の旨みを閉じ込めるため、等の調理においては、迅速な表面焼き上げ調理が要求されている。

しかし、状来の提案されている調理器は迅速な表面焼き上げ調理ができない。
電子レンジの場合は、飲食物の形状、食塩の濃度の差により、飲食物の全体にマイクロ波電力が均一に吸収されず、温度のむらが生じるし、又、飲食物の内部から食品が内部から温まるので、飲食物の迅速な表面焼き上げ調理ができない。
電気オーブンの場合は、調理器の内部の空気がかくはんしないために、飲食品に当たる温度の分布が不均一になるし、そのために調理器の内部の温度制御ができない問題がある。又、電気ヒーターから発生した熱は、調理器の内部において空間的に全体に放射され、内部壁にも吸収されるので、熱を飲食品に集中させることができず、飲食品の表面を焼き上げるのに時間がかかり、迅速な焼き上げ調理はできない。
ＩＨクッキングヒータの場合も、なべをジュール熱で加熱して調理を行うので、飲食品の表面を迅速に焼き上げる調理ができない。

本発明は、以上の点に鑑み、飲食品の表面を迅速に焼き上げる調理方法および調理器を提供することを目的とする。それにより、例えば、グラタン又はピザの表面のチーズを溶かす、パイの外皮のクリスピーな食感を出す、餃子などの麺帯食品にクリスピーな食感と焼き立ての風味を付与する、おむすびの表面におこげを作る、肉類の旨みを閉じ込める等の調理が可能な方法および調理器を提供することを目的とする。

プラズマを用いて飲食品を直接加熱させることを特徴とする調理方法、および調理器である。

本発明によると、従来の電気調理器、あるいは、飲食品工場の生産ラインに吹き出し形大気圧プラズマを具備し、プラズマで飲食品の表面を直接加熱することで、迅速に飲食物の表面を焼き上げる調理が可能となり、例えば、グラタン又はピザの表面のチーズを溶かす、パイの外皮のクリスピーな食感を出す、餃子などの麺帯食品にクリスピーな食感と焼き立ての風味を付与する、おむすびの表面におこげを作る、肉類の旨みを閉じ込める等の調理が行える。

飲食品を調理には、飲食品類等によって、数十℃から千℃程度の範囲において熱の制御が必要である。
状来の大気圧におけるプラズマは、温度が数千℃から数万℃の熱プラズマであったために、本発明を実際実施することが困難であった。
しかし、最近では、大気圧においても、室温から千℃程度の熱を持つ非熱平衡プラズマを発生させる技術が開発されてある。例えば、直流放電と、数十Ｈｚ〜数十ｋＨｚのＡＣ電源を用いた誘電体バリア放電（ＤＢＤ：ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｂａｒｒｉｅｒ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）と、数ＭＨｚ〜数百ＭＨｚの高周波電源を用いたＩＣＰ（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）放電がある。また、最近では、２．４５４Ｈｚのマイクロ波電源を用いたマイクロ波放電も開発されてある（非特許文献１参照）。これらのプラズマ発生技術により本発明の実現が可能となっている。
松尾雄平、小野茂、堤井信力、「大気圧マイクロ波Ｈ２０プラズマ源」電気学会プラズマ研究会資料ＰＳＴ−０４−１０４（２００４）。

図１に、本発明を実施するために、従来の電子レンジに吹き出し形大気圧プラズマを備えた飲食品の調理装置の模式図を示す。
この調理装置は、図２に示す、マグネトロン１０と、調理室１１と、導波管１２と、駆動モータ１３と、モータ軸１４と、ターンテーブル１５を備える従来の電子レンジに、
さらに、プラズマ発生装置１と、同軸ケーブル３と、ガス管４と、同軸導波管変換器５と、マイクロ波伝播方向変換器６と、送風機７と、ガス導入口８と、ガス排気口９と、前期のプラズマ発生装置１の格納室２２と、格納室２２と調理室１１との間のドア２１と、前記のプラズマ発生装置１１の支持棒２３と、支持棒２３の長さおよび平面の位置を制御することによりプラズマと飲食品の距離や位置を制御するコントロール器２４を備える。

この調理装置は、通常の電子レンジによる調理も可能であるし、必要に応じて、格納室２２と調理室１１との間のドア２１を開け、格納室２２からプラズマ発生装置１を調理室１１に出して、飲食品３０の表面を迅速に焼き上げる調理を行える。
プラズマ発生装置１を用いて調理を行う際には、マグネトロン１０で発生して導波管１２と伝播するマイクロ波は、マイクロ波伝播方向変換器６により同軸導波管変換器５に導入され、同軸ケーブル３を通ってプラズマ発生装置１に導入され、プラズマが発生する。
ガスは、ガス導入口８から導入され、送風機７によりガス管４を通って形プラズマ発生装置１に供給される。調理室１１に溜まるガスは、ガス排気口９より排気される。

プラズマ発生装置１は、従来の電子レンジのマグネトロン１０により発生する２．４５ＧＨｚのマイクロ波を用いて大気圧における非熱平衡プラズマを発生させる装置であれば良い。飲食品を調理には、飲食品類等によって、数十℃から千℃程度の範囲において熱の制御が必要であるので、それに応じて、マイクロ波の電力と、ガスの流量と、プラズマと飲食品との間の距離等を制御することにより、プラズマの温度の制御が可能となる。

ガスとしては、空気でも良いし、その以外に不反応ガスであるアルゴン等も良い。
ガスとして空気を利用する場合は、プラズマにより有害物質である、オゾン（Ｏ_３）と窒素酸化物濃度（ＮＯ、ＮＯ_２、ＮＯｘ）が発生する恐れがある。
その有害物の発生を抑えるために、空気は適宜の触媒のフィルターを通して、吹き出し形プラズマ発生装置１に導入させる。触媒のフィルターの設置位置は、例えば、ガス導入口８の前、又はガス導入口８と送風機７との間、又は送風機７とガス管４との間、又はガス管４と吹き出し形プラズマ発生装置１との間等の適宜なところで良い。
又、ガス排気口９には発生した前期の有害物を除去するために適宜なフィルターを設置する。

一方、ガスとして不反応ガス、例えば、アルゴンを用いると、飲食品の酸化を抑えることができ、飲食品の本来の素直な味を出す調理が可能となる。

最近、家庭に普及されているＩＨ（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｈｅａｔｉｎｇ）クッキングヒータは、最大３ｋＷの電力で２０ｋＨｚ〜６０Ｈｚの高周波を電源として用いているので、その電源を用いてプラズマを発生させることにより、従来のＩＨ（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｈｅａｔｉｎｇ）クッキングヒータ調理器に、プラズマ調理室を設けることも可能である。

一方、図３は、飲食品工場の生産ラインにある従来の電気ヒーター又はガスバーナーの代わりにプラズマ発生装置１を設置し、飲食品３をプラズマ２で直接加熱する調理ようすを示す模式図である。
一個又は複数のプラズマ発生装置１が設置されている調理室に、コンベア２０の上に乗せられた飲食品３０を通すことにより、プラズマ２により直接加熱され、調理が行える。

本発明を実施するためにプラズマ発生システムを備える電子レンジの模式図。 従来の電子レンジの模式図。 本発明を飲食品工場で実施するために、プラズマ調理室を設けたコンベア生産ラインのようすを示す模式図。

符号の説明

１ 吹き出し形プラズマ発生装置
２ プラズマ
３ 同軸ケーブル
４ ガス導入管
５ 同軸導波管変換器
６ マイクロ波伝搬方向変換器
７ 送風機
８ ガス排気口
１０ マグネトロン
１１ 調理室
１２ 導波管
１３ 駆動モータ
１４ モータ軸
１５ ターンテーブル
２０ コンベア
２１ ドア
２２ プラズマ発生装置の格納室
２３ プラズマ発生装置の支持棒
２４ 支持棒２３の長さおよび平面の位置を制御するコントロール器
３０ 飲食品

Claims (5)

1. 大気圧における吹き出し形プラズマを用いて飲食品を直接加熱させることを特徴とする調理方法。
2. 大気圧における吹き出し形プラズマを用いて飲食品を直接加熱させることを特徴とする調理器。
3. プラズマ発生用の電源と、吹き出し形プラズマ発生装置と、送風機と、ガス管と、送風機と、ガス導入口と、ガス排気口と、飲食品を置くテーブルを備える調理器。
4. 吹き出し形プラズマ発生装置と、同軸ケーブルと、ガス管と、同軸導波管変換器と、マイクロ波伝播方向変換器と、送風機と、ガス導入口と、ガス排気口と、前記の吹き出し形プラズマ発生装置の格納室と、前記のプラズマ発生装置を支持する支持棒と、前記の支持棒の長さおよび平面の位置を制御するコントロール器を備える電子レンジ。
5. 吹き出し形プラズマ発生装置と、同軸ケーブルと、ガス管と、送風機と、ガス導入口と、ガス排気口と、前記のプラズマ発生装置の格納室と、前記のプラズマ発生装置を支持する支持棒と、前記の支持棒の長さおよび平面の位置を制御するコントロール器と、調理室を備えるＩＨクッキングヒータ調理器。

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