JP2017212958A

JP2017212958A - 食品調理装置

Info

Publication number: JP2017212958A
Application number: JP2016110640A
Authority: JP
Inventors: 和夫梅垣; Kazuo Umegaki; 雅庸鳥山; Masanobu Toriyama
Original assignee: Liberty Foods Co Ltd; TOKURA SHOJI KK
Current assignee: Liberty Foods Co Ltd; TOKURA SHOJI KK
Priority date: 2016-06-02
Filing date: 2016-06-02
Publication date: 2017-12-07
Anticipated expiration: 2036-06-02
Also published as: JP6395760B2

Abstract

【課題】調理室の湿度を適切に管理でき、エネルギーのロスが小さい食品調理装置を提供する。【解決手段】食品調理装置１０は、食品１２が入れられる調理室１４、調理室１４の空気の温度および湿度を調節するための調理手段、調理室１４の室温および相対湿度を測定するセンサ１６、絶対湿度を求める計算部１６、調理手段を制御する制御部２０を備える。本発明は絶対湿度を使用して調理室１４の湿度を調節するため、不要な加湿および除湿をおこなうことがない。エネルギーロスが小さく、適切に調理できる。【選択図】図１

Description

本発明は、パン生地などの食品を調理するための食品調理装置に関するものである。

従来、冷凍されたパン生地を解凍し、醗酵(ホイロ)させる装置が開発されている。たとえば冷凍されたパン生地を調理室に収納し、所定の室温および湿度になるように制御しながら解凍および醗酵する。

このように室温と湿度を制御するのは以下の理由による。（１）成型でガス抜きされた生地を再びスポンジ状に膨張、（２）醗酵によるアルコール、有機酸、及びその他の芳香物質を生成、（３）生成された有機酸とアルコールが、グルテンに作用した結果生じる生地伸展性の増加、（４）生地温度上昇によるイーストと酵素の活性化である。室温と湿度が適正範囲から逸脱すると、クラストが適切な硬さにならなかったり、焼き色にむらが生じたり、斑点やしわ、火ぶくれになる。

特許文献１には複数の調理室を備えた装置が開示されている。調理室ごとに食品の解凍と醗酵のタイミングをずらし、調理室ごとに醗酵の終了するタイミングを異ならせている。そのため、焼成室に順番に食品を入れることができる。

しかし、特許文献１のように複数の調理室を設置できるスペースが無ければ、１つの調理室で解凍および醗酵することになる。一の冷凍生地が醗酵まで終了すると、調理室から取り出され、他の冷凍生地が調理室に入れられ、解凍および醗酵される。

食品が冷凍されていると、新たな食品を調理室に入れるたびに、調理室の室温が下がる。調理室の扉を開けることで調理室の室温が下がる場合が有る。その場合、調理室の室温を上げる必要がある。また、調理室の室温が下がることで調理室の相対湿度が上がるため、調理室を除湿する必要もある。そのため、調理室の室温が元に戻ると、相対湿度が下がり、加湿しなければならない。一連の除湿と加湿は無駄であり、エネルギーのロスが生じている。

また、相対湿度を下げるために空気の冷却装置を使用する場合が有る。この場合、上記のように調理室の室温が下がれば、調理室の室温を上げながら、相対湿度を下げるために冷却装置をオンにすることになる。室温の上げ下げを同時に行うことになり、エネルギーのロスが生じる。

特開２００８−１９９９３５号公報

本発明の目的は、調理室の湿度を適切に管理して調理することができ、エネルギーのロスが小さい食品調理装置を提供することにある。

本発明の食品調理装置は、食品が入れられる調理室と、前記調理室の室温および相対湿度を調節する調理手段と、前記調理室の室温を測定する温度センサと、前記調理室の相対湿度を測定する湿度センサと、前記調理室の絶対湿度を求める計算部と、前記調理手段を制御する制御部とを備える。

食品調理装置は、調理室に入れられた食品を調理手段で室温と湿度を調節して調理する。食品調理装置は、温度センサで調理室の室温を測定し、湿度センサで調理室の相対湿度を測定し、計算部で絶対湿度を求める。室温、相対湿度、絶対湿度を用いて制御部が調理手段を制御する。

本発明によると、相対湿度と絶対湿度を利用して調理手段を制御する。そのため、室温の変化によって相対湿度が設定値外になっても、絶対湿度が設定値であれば調理手段が駆動しない。調理室の湿度を適切に管理でき、エネルギーロスを減らすことができる。調理室の湿度が適切であるため、食品に対して所望の調理をおこなうことができる。

本発明の食品調理装置の構成を示す図である。温度制御を示すフローチャートである。湿度制御を示すフローチャートである。他の湿度制御を示すフローチャートである。他の湿度制御を示すフローチャートである。

本発明の食品調理装置について図面を使用して説明する。

図１に示す食品調理装置１０は、食品１２が入れられる調理室１４、調理室１４の空気の温度および湿度を調節するための調理手段、調理室１４の室温および相対湿度を測定するセンサ１６、絶対湿度を求める計算部１６、調理手段を制御する制御部２０を備える。

調理室１４に入れられる食品１２は、たとえばパン生地、ピザ生地、中華まん生地などの醗酵させる食品が挙げられる。これらの食品１２は冷凍されていても良い。

調理室１４は食品１２を入れて、食品１２を調理する部屋である。食品１２が上記のようなパン生地などであれば、調理室１４の室温および湿度を適切に保ち、醗酵させる。また、食品１２が冷凍されていれば、食品１２を解凍させる。食品１２の解凍と醗酵を順番におこなっても良い。

調理室１４の中にラック２２が配置される。ラック２２に食品１２が並べられる。ラック２２の大きさや棚板２４の数は任意である。ラック２２は調理室１４に固定されても良いし、移動できても良い。

調理室１４は断熱パネル２６で囲まれた部屋である。断熱パネル２６によって調理室１４の室温が維持されやすくなっている。断熱パネル２６としては、発泡ウレタンが挙げられる。断熱パネル２６にステンレス板を配置し、調理室１４の内壁がステンレス板になるようにしても良い。また、食品１２を出し入れするための扉を設けるが、扉も断熱性能を持たせるために、断熱パネル２６と同じ材料または同等品で構成する。

食品調理装置１０は、調理室１４の中に仕切り板２８を配置して小部屋３０を形成している。小部屋３０の中に調理手段が備えられている。

調理手段は、加熱装置３２および冷却装置３４、加湿装置３６を備える。加熱装置３２は室温を上げる装置であり、加熱コイルなどが挙げられる。冷却装置３４は室温を下げる装置であり、冷却コイルなどが挙げられる。冷却装置３４は空気の除湿もおこなう。加湿装置３６は空気を加湿する装置であり、スチーム式または超音波式、気化式などの加湿装置が挙げられる。

食品１２が冷凍されたパン生地などである場合、調理室１４の室温は食品１２を入れたときに下がる。調理室１４の扉を開けることでも調理室１４の室温が下がる。そのため、調理室１４の室温は下がることが多く、冷却装置３４は空気を冷却できるが、もっぱら除湿するために駆動する。

調理手段の他にファン３８が小部屋３０に収納される。仕切り板２８に空気を通過させるための複数の孔４０が設けられている。ファン３８が回転することで、図１の矢印Ａのように、調理室１４の空気が小部屋３０に吸い込まれ、再び調理室１４に吐き出される。調理室１４の空気が循環し、調理室１４の室温および湿度を均一にすることができる。

センサ１６は温度センサおよび湿度センサを含む。温度センサは調理室１４の室温を測定し、湿度センサは調理室１４の相対湿度を測定する。図１では調理室１４の天井にセンサ１６が配置されているが、センサ１６の位置は任意である。

計算部１８および制御部２０はマイクロコンピュータ４２を用いる。マイクロコンピュータ４２によって本説明に記載される計算や制御が行われる。

マイクロコンピュータ４２は食品１２を調理するための室温の設定値と相対湿度の設定値を記憶するための記憶手段４４を備えても良い。それらの設定値は、食品１２を適切に調理するための室温と湿度であり、食品１２の種類や調理方法によって異ならせる。室温の設定値と相対湿度の設定値の一例を表１に示す。それらの設定値は幅を持たせた値であっても良い。

また、後述するように室温と相対湿度から絶対湿度が計算できるため、室温の設定値と相対湿度の設定値から絶対湿度の設定値を予め求め、記憶手段４４に記憶しておく。また、計算部１８が図３のフローチャートで１回ごとに絶対湿度の設定値を計算して求めても良い。室温と相対湿度の設定値に幅を持たせている場合、絶対湿度の設定値も幅を持たせた値になる。

計算部１８は温度センサおよび湿度センサで測定された室温および相対湿度から調理室１４の絶対湿度を求める。飽和水蒸気圧をｅ（Ｔ）、室温をＴ、相対湿度をφとすれば、絶対湿度ａ（Ｔ）は数式１で表わされる。

数式１の飽和水蒸気圧ｅ（Ｔ）は、ワグナー（Wagner）の式を使用すると、ｅ（Ｔ）＝Ｐ_ｗｓとして数式２となる。また、数式２中のｘは数式３で表わされる。

数式２、３におけるＰ_ｃは臨界圧（22120kPa）、Ｔ_ｃは臨界温度（647.3K）、Ａは-7.76451、Ｂは1.45838、Ｃは-2.7758、Ｄは-1.22303である。

計算部１８はセンサ１６で測定された室温と相対湿度を数式１〜３に適用して絶対湿度を求めることができる。また、数式１〜３からルックアップテーブル(Lookup table)を予め作成して記憶手段４４に記憶しておき、室温と相対湿度をルックアップテーブルに適用して絶対湿度を求めても良い。

制御部２０は、温度センサで測定された室温、湿度センサで測定された相対湿度、および計算部１８で求められた絶対湿度を用いて調理手段を制御する。調理手段を制御することで、調理室１４の室温と相対湿度が食品１２を調理するのに適した値になるようにする

制御部１８が調理手段を制御する方法について説明する。先ずは図２を用いて調理室１４の室温の制御について説明する。

測定温度が室温の設定値であれば（Ｓ１）、加熱装置３２と冷却装置３４はオフにする（Ｓ２）。調理室１４の室温が設定値であり、加熱も冷却も必要ないからである。

測定温度が室温の設定値と異なる場合、測定温度が室温の設定値よりも低ければ（Ｓ３）、加熱装置３２をオンにする（Ｓ４）。また、測定温度が室温の設定値よりも高ければ冷却装置３４をオンにする（Ｓ５）。調理室１４の室温が設定値と異なる場合、室温を上げるまたは下げて室温の設定値にする必要があるからである。

以上のように、調理室の室温が設定値になるように加熱装置３２と冷却装置３４のオンとオフを制御する。調理室１４の室温が食品１２を調理するために最適な室温になる。図２において、ＥＮＤの後にＳＴＡＲＴに戻るが、ＥＮＤの後すぐにＳＴＡＲＴに戻っても良いし、一定時間後に戻っても良い。

次に図３を用いて調理室１４の湿度の制御について説明する。除湿は冷却装置３４でおこなう。測定された相対湿度が相対湿度の設定値であれば（Ｓ６）、加湿装置３６と冷却装置３４はオフにする（Ｓ７）。調理室１４が食品１２の調理に適切な相対湿度になっているため、加湿も除湿も必要ないからである。

測定された相対湿度が相対湿度の設定値と異なる場合、測定された相対湿度が相対湿度の設定値よりも低ければ（Ｓ８）、計算された絶対湿度と絶対湿度の設定値とを比較する（Ｓ９）。計算された絶対湿度が設定値よりも低ければ、加湿装置３６をオンにする（Ｓ１０）。調理室１４の相対湿度が設定値より低く、さらに絶対湿度も設定値より低いため、調理室１４を加湿する必要があるためである。

Ｓ９において、計算された絶対湿度が設定値よりも高ければ、加湿装置３６と冷却装置３４はオフにする（Ｓ１１）。相対湿度が設定値よりも低くても、絶対湿度が設定値よりも高いため、加湿すると調理室１４の室温が元に戻った時に除湿が必要になるためである。

測定された相対湿度が設定値と異なる場合、測定された相対湿度が設定値よりも高ければ、計算された絶対湿度と絶対湿度の設定値とを比較する（Ｓ１２）。計算された絶対湿度が絶対湿度の設定値より高ければ、冷却装置３４をオンにする（Ｓ１３）。相対湿度と絶対湿度が設定値よりも高く、除湿する必要があるためである。

Ｓ１２において、計算された絶対湿度が絶対湿度の設定値より低ければ、加湿装置３６と冷却装置３４はオフにする（Ｓ１１）。相対湿度が設定値よりも高くても、絶対湿度が設定値よりも低いため、除湿すると調理室１４の室温が元に戻った時に加湿が必要になるためである。

以上のように、調理室１４の湿度が設定値になるように加湿装置３６と冷却装置３４のオンとオフを制御する。調理室１４の相対湿度と絶対湿度が食品１２を調理するために最適な相対湿度と絶対湿度になる。図３において、ＥＮＤの後にＳＴＡＲＴに戻るが、ＥＮＤの後すぐにＳＴＡＲＴに戻っても良いし、一定時間後に戻っても良い。

調理手段によって調理室１４の室温と湿度を同時に調節する。また、冷却装置３４が空気冷却と除湿をおこなうため、室温と湿度を交互に制御しても良い。調理手段をＰＩＤ（Proportional-Integral-Differential）制御して、室温と湿度が設定値になるようにしても良い。

図２と図３のフローチャートを用いて食品１２として冷凍されたパン生地を解凍する場合について説明する。調理室１４に冷凍のパン生地を入れる前後で空気中の水分量は一定であり、絶対湿度の設定値であるとする。

調理室１４に冷凍のパン生地を入れることで、調理室１４の室温が下がる。そのため、図２のフローチャートにおいて、Ｓ２はＮｏになり、Ｓ３はＹｅｓになる。したがって、調理室１４の室温を設定値にするために、加熱装置３２をオンにする。調理室１４の室温が設定値になれば、加熱装置３２をオフにする。

また、調理室１４の室温が下がった時、空気中の水分量に変化がなければ、相対湿度は上がる。図３のフローチャートにおいて、Ｓ６はＮｏになり、Ｓ８もＮｏになる。空気中の水分量に変化がなければ、絶対湿度は設定値であり、Ｓ１２はＮｏになる。相対湿度が上がったが、除湿しない（Ｓ１１）。

上記のように、調理室１４の室温が下がって相対湿度が上がっても、空気中の水分量が絶対湿度の設定値で一定であれば、除湿も加湿もおこなわない。調理室１４の室温が設置値に戻れば、相対湿度も設定値になる。

以上のように、本発明は絶対湿度を使用して調理室１４の湿度を調節するため、不要な加湿および除湿をおこなうことがない。従来のように、調理室１４の室温を上げながら冷却装置３４を駆動させることは無い。エネルギーロスが小さく、適切に食品１２を調理できる。食品１２がパン生地であれば、適切な湿度で解凍や醗酵をおこなうため、クラストを適切な硬さにできたり、焼き色を所望の色にできたりでき、また斑点やしわ、火ぶくれを防止できる。

以上、本発明に係る実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されない。たとえば、冷却装置３４で除湿をおこなっていたが、除湿専用の除湿装置を設けても良い。

上記実施形態では醗酵の必要な食品１２を例に説明したが、室温と湿度の制御が必要な食品１２であれば、他の食品１２であっても良い。

また、図３の湿度の制御方法を図４のように変更しても良い。図３におけるＳ９とＳ１２を図４のＳ９'とＳ１２'に変更する。すなわち、測定された相対湿度が相対湿度の設定値よりも低い場合（Ｓ８）、測定された絶対温度が絶対温度の設定値であれば（Ｓ９'）、加湿も除湿もしない（Ｓ１１）。絶対湿度が設定値になっており、加湿も除湿もする必要が無いためである。

Ｓ９'において、測定された絶対温度が絶対温度の設定値でなければ、加湿をおこなう（Ｓ１０）。相対湿度が設定値より低い状態で、絶対湿度が設定値でなければ、絶対湿度が設定値よりも低い状態にあり、加湿する必要があるためである。

また、測定された相対湿度が相対湿度の設定値よりも高い場合（Ｓ８）、測定された絶対温度が絶対温度の設定値であれば（Ｓ１２'）、加湿も除湿もしない（Ｓ１１）。絶対湿度が設定値になっており、加湿も除湿もする必要が無いためである。

Ｓ１２'において、測定された絶対温度が絶対温度の設定値でなければ、除湿をおこなう（Ｓ１３）。相対湿度が設定値より高い状態で、絶対湿度が設定値でなければ、絶対湿度が設定値よりも高い状態にあり、除湿する必要があるためである。

図３と図４のフローチャートは、図５のフローチャートに変更しても良い。図５のフローチャートは、相対湿度が設定値と異なれば（Ｓ６）、次に絶対湿度と設定値を比較する（Ｓ８'）。絶対湿度が設定値であれば、加湿も除湿もしない（Ｓ７）。調理室１４の絶対湿度が設定値になっており、室温が設定値になれば相対湿度も設定値になるためである。

絶対湿度が設定値よりも低ければ（Ｓ９）、加湿する（Ｓ１０）。調理室１４の空気の水分量が不足しているからである。また、絶対湿度が設定値よりも高ければ、除湿する（Ｓ１３）。調理室１４の空気の水分量が過剰になっているからである。

図３、４、５のいずれのフローチャートであっても、湿度センサで測定された相対湿度が設定値と異なり、かつ計算部１８で求められた絶対湿度が絶対湿度の設定値と異なる場合、調理手段が調理室１４を加湿または除湿する。絶対湿度が設定値よりも低ければ加湿し、高ければ除湿する。

その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。

１０：食品調理装置
１２：食品
１４：調理室
１６：センサ
１８：計算部
２０：制御部
２２：ラック
２４：棚板
２６：断熱パネル
２８：仕切り板
３０：小部屋
３２：加熱装置
３４：冷却装置
３６：加湿装置
３８：ファン
４０：仕切り板の孔
４２：マイクロコンピュータ
４４：記憶手段

Claims

食品が入れられる調理室と、
前記調理室の室温および相対湿度を食品に応じた設定値に調節する調理手段と、
前記調理室の室温を測定する温度センサと、
前記調理室の相対湿度を測定する湿度センサと、
前記温度センサで測定された室温および湿度センサで測定された相対湿度を用いて調理室の絶対湿度を求める計算部と、
前記食品を調理するための室温と相対湿度の設定値を記憶する記憶手段と、
前記温度センサで測定された室温、湿度センサで測定された相対湿度センサ算部で求められた絶対湿度、および記憶手段に記憶された設定値を用いて調理手段を制御する制御部と、
を備えた食品調理装置。
前記湿度センサで測定された相対湿度が設定値と異なり、かつ計算部で求められた絶対湿度が設定値から求められる絶対湿度と異なる場合、前記調理手段が調理室を加湿または除湿する請求項１の食品調理装置。
前記湿度センサで測定された相対湿度が設定値よりも高く、かつ前記計算部で求められた絶対湿度が設定値から求められる絶対湿度より高い場合、前記調理手段が調理室を除湿する請求項１または２の食品調理装置。
前記湿度センサで測定された相対湿度が設定値よりも低く、かつ前記計算部で求められた絶対湿度が設定値から求められる絶対湿度より低い場合、前記調理手段が調理室を加湿する請求項１から３のいずれかの食品調理装置。
前記湿度センサで測定された相対湿度が設定値よりも高く、かつ前記計算部で求められた絶対湿度が設定値から求められる絶対湿度より低い場合、
前記湿度センサで測定された相対湿度が設定値よりも低く、かつ前記計算部で求められた絶対湿度が設定値から求められる絶対湿度より高い場合、
前記湿度センサで測定された相対湿度が設定値である場合、
前記調理手段が調理室の加湿および除湿をおこなわない請求項１から４のいずれかの食品調理装置。
前記調理手段が、加熱装置と冷却装置と加湿装置を含む請求項１から５のいずれかの食品調理装置。