JP2018196418A - 蒸気釜 - Google Patents

Abstract

【課題】仕込み量の変化にも対応でき、食材の焦げ付きを防止すると共に、糖の濃縮を制御し、所望の品質の食品を製造できる蒸気釜を提供する。【解決手段】食材が投入される調理釜２と、この調理釜２を加熱する蒸気ジャケット３と、この蒸気ジャケット３への給蒸手段４と、制御手段とを備える。制御手段は、調理釜２内の食材のＢｒｉｘ値を監視して、Ｂｒｉｘ値を設定速度で変化させるように蒸気ジャケット３への給蒸を制御する。好ましくは、まず、調理釜２に投入される食材と投入量とに基づき、運転開始時のＢｒｉｘ値と水分量とが設定される。そして、Ｂｒｉｘ値を設定速度で変化させるのに必要な水分量の変化となるように、重量センサ８の検出重量に基づき蒸気ジャケット３への給蒸を制御して、食材からの蒸発速度を調整する。【選択図】図１

Description

本発明は、蒸気ジャケットを用いて食材を加熱する蒸気釜に関するものである。

下記特許文献１に開示される食品の加熱煮熟装置は、混合攪拌装置（８）を備え、食品の材料及び水分を加熱煮熟する加熱釜（２）の設置脚（１０）に、半導体歪計による重量センサのマイクロセル（９１）を取り付け、該マイクロセルの検出信号によってプロセスコントローラ（９）で煮熟工程の食品の重量を測定、記録、表示し、食品の水分含有率を算定して、煮熟工程を制御し、水分含有率が所定値に達したときに終了信号を出して煮熟工程を完了するように自動煮熟運転を行う。

また、下記特許文献２に開示される食品の加熱煮熟装置は、混合加熱釜（１）内の食品の糖度を糖度センサ（１４）によって検知し、この糖度計（１５）よりの制御信号によって食品の煮熟工程を制御し、設定された糖度において煮熟工程を完了するように自動煮熟運転を行う。

さらに、下記特許文献３に開示される調理機装置は、食材を投入して調理するための調理容器（１）と、該調理容器の少なくとも底部を加熱するための加熱手段（３，５）と、少なくとも前記調理容器を支持し該調理容器側の全重量を検出する重量検出手段（９）と、前記調理容器に投入された食材の焦げを起こさずに調理目的を達成するための重量変化を予め基準値として記憶する重量変化記憶手段（１１）と、前記重量検出手段で検出された全重量の変化と前記基準値とに基づいて前記加熱手段を駆動制御する駆動制御手段（１１）とを備える。

特開平７−２１３２３６号公報（特許請求の範囲、段落［００１５］、図１） 特開平７−１０７９２４号公報（特許請求の範囲、段落［００１０］、図１） 特開２００１−２８６３９６号公報（特許請求の範囲、段落［００１６］、［００２７］、［００４１］−［００４５］、図１−図２）

図６は、Ｂｒｉｘ値（糖度）と重量変化との関係を示す表である。ここでは、水９０ｋｇと糖１０ｋｇの混合物（全１００ｋｇ、初期Ｂｒｉｘ値１０％）について、Ｂｒｉｘ値を１０％から２５％にまで煮詰めていく例を示している。そして、Ｂｒｉｘ値を１％ずつ上昇させるのに必要な蒸発水量の変化量および積算量、残りの水の量、および全体の量の変化を示している。たとえば、Ｂｒｉｘ値を１０％から１１％に上昇させるには、９．１ｋｇの水を蒸発させ、全重量を９０．９ｋｇ（糖１０ｋｇ／Ｂｒｉｘ値１１％×１００）にすればよい。

この図から明らかなように、Ｂｒｉｘ値を１％上げるのに必要な蒸発水量は、常に一定ではない。たとえば、Ｂｒｉｘ値を１０％から１１％に上げるのには、９．１ｋｇの水分蒸発が必要であるが、Ｂｒｉｘ値を２４％から２５％に上げるのには、１．７ｋｇの水分蒸発で足りる。つまり、Ｂｒｉｘ値が高くなるほど、蒸発水量の変化量は少なくなる。

ところが、従来技術では、このようなＢｒｉｘ値と重量との関係は考慮されていない。そもそも、従来技術では、所定の重量（水分含有率）になるまで食材を加熱したり（特許文献１）、所定のＢｒｉｘ値になるまで食材を加熱したりしており（特許文献２）、調理途中の加熱は管理されていない。そのため、一定の火力で食材を加熱すれば、調理が進むに連れてＢｒｉｘ値が急激に上昇し、焦げ付きを生じさせるおそれがある。つまり、糖度が上がってきて食材中の水分が減少しているのに、火力を落とさないことで、焦げ付きを生じさせるおそれがある。また、食材によっては、一気にＢｒｉｘ値を上げると、急な浸透圧変化や糖の浸透不足などにより、仕上がりが良好でなくなるおそれもある。途中で火力を変更するにしても、その変更のタイミングが難しく、仕込み量（食材初期重量）の変化にも容易に対応できない。

一方、特許文献３に記載の発明では、食材の焦げ付きを防止するために、重量変化の基準線を予め設定しておき、それに沿って重量変化させるように加熱制御されるが、Ｂｒｉｘ値を考慮したものではない。すなわち、重量を設定速度で変化させるものであり、重量変化の基準線はＢｒｉｘ値を考慮して設定される訳ではない。また、仕込み量が変わると、それに応じた基準線が必要となり、食材への糖の濃縮を制御することができない。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、食材の焦げ付きを防止することができると共に、糖の濃縮を制御し、所望の品質の食品を製造できる蒸気釜を提供することにある。また、仕込み量の変化にも容易に対応することができる蒸気釜を提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、食材が投入される調理釜と、この調理釜を加熱する蒸気ジャケットと、前記調理釜内の食材のＢｒｉｘ値を監視して、Ｂｒｉｘ値を設定速度で変化させるように前記蒸気ジャケットへの給蒸を制御する制御手段とを備えることを特徴とする蒸気釜である。

請求項１に記載の発明によれば、調理釜内の食材のＢｒｉｘ値を監視して、Ｂｒｉｘ値を設定速度で変化させるように、食材を加熱することができる。Ｂｒｉｘ値を監視して制御することで、食材の焦げ付きを防止することができると共に、糖の濃縮を制御し、所望の品質の食品を製造することができる。また、仕込み量の変化にも容易に対応することができる。

請求項２に記載の発明は、前記調理釜内の食材の重量を検出する重量センサを備え、この重量センサの検出重量に基づき前記調理釜内の食材のＢｒｉｘ値を監視して、Ｂｒｉｘ値を設定速度で変化させるように前記蒸気ジャケットへの給蒸を制御することを特徴とする請求項１に記載の蒸気釜である。

請求項２に記載の発明によれば、食材の重量に基づきＢｒｉｘ値を監視して、Ｂｒｉｘ値を設定速度で変化させるように、食材を加熱することができる。重量センサを用いることで、簡易な構成で、Ｂｒｉｘ値を考慮した加熱制御が可能となる。

請求項３に記載の発明は、前記調理釜に投入される食材と投入量とに基づき、運転開始時のＢｒｉｘ値と水分量とが設定され、Ｂｒｉｘ値を設定速度で変化させるのに必要な水分量の変化となるように、前記重量センサの検出重量に基づき前記蒸気ジャケットへの給蒸を制御して、食材からの蒸発速度を調整することを特徴とする請求項２に記載の蒸気釜である。

請求項３に記載の発明によれば、調理釜に投入される食材（水も投入される場合にはその水も食材の一種とする）と投入量とに基づき、運転開始時のＢｒｉｘ値と水分量とが設定される。そして、Ｂｒｉｘ値を設定速度で変化させるのに必要な水分量の変化となるように、食材からの蒸発速度を調整して、食材を加熱することができる。

請求項４に記載の発明は、前記重量センサの検出重量に基づき、食材の容量変化に伴う前記蒸気ジャケットから食材への伝熱面積を監視し、この伝熱面積と、Ｂｒｉｘ値を設定速度で変化させるのに必要な蒸発速度とに基づき、前記蒸気ジャケット内の蒸気圧を調整することを特徴とする請求項３に記載の蒸気釜である。

請求項４に記載の発明によれば、食材の容量変化に伴う蒸気ジャケットから食材への伝熱面積を考慮した制御が可能である。また、その伝熱面積で且つ所望の蒸発速度で食材を加熱したい場合において、蒸気ジャケット内の蒸気圧の調整を容易に行うことができる。

請求項５に記載の発明は、目標Ｂｒｉｘ値と前記設定速度とが設定され、設定速度で初期Ｂｒｉｘ値から目標Ｂｒｉｘ値まで加熱されるように、前記重量センサの検出重量に基づき前記蒸気ジャケットへの給蒸を制御することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の蒸気釜である。

請求項５に記載の発明によれば、予め、目標Ｂｒｉｘ値と設定速度とを設定しておくことで、食材の重量に基づき蒸気ジャケットへの給蒸を制御して、設定速度で初期Ｂｒｉｘ値から目標Ｂｒｉｘ値まで加熱することができる。

請求項６に記載の発明は、食材の加熱中、食材が追加投入されると、少なくとも初期Ｂｒｉｘ値を再設定し、再設定後の内容で、設定速度で初期Ｂｒｉｘ値から目標Ｂｒｉｘ値まで加熱されるように、前記重量センサの検出重量に基づき前記蒸気ジャケットへの給蒸を制御することを特徴とする請求項５に記載の蒸気釜である。

請求項６に記載の発明によれば、加熱中に食材が追加投入されても、少なくとも初期Ｂｒｉｘ値を再設定して、設定速度で初期Ｂｒｉｘ値から目標Ｂｒｉｘ値まで加熱することができる。

請求項７に記載の発明は、設定タイミングで、前記設定速度を変更可能とされたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の蒸気釜である。

請求項７に記載の発明によれば、運転途中で、設定速度を変更して、食材の仕上がりを調整することができる。

請求項８に記載の発明は、前記調理釜内の食材の温度を検出する品温センサを備え、前記品温センサの検出温度が設定温度になってから、Ｂｒｉｘ値を設定速度で変化させるように前記蒸気ジャケットへの給蒸を制御することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の蒸気釜である。

請求項８に記載の発明によれば、品温センサの検出温度が設定温度になってから、Ｂｒｉｘ値を設定速度で変化させる制御に切り替えることができる。これにより、食材からの蒸発が始まってから、Ｂｒｉｘ値を設定速度で変化させる制御に切り替えることができる。

さらに、請求項９に記載の発明は、前記調理釜内の食材の撹拌装置を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の蒸気釜である。

請求項９に記載の発明によれば、蒸気ニーダとして構成することで、撹拌装置により調理釜内の食材を撹拌しながら加熱することができる。

本発明の蒸気釜によれば、食材の焦げ付きを防止することができると共に、糖の濃縮を制御し、所望の品質の食品を製造することができる。また、仕込み量の変化にも容易に対応することができる。

本発明の一実施例の蒸気釜を示す概略図である。 図１の蒸気釜の運転内容の一例を示すフローチャートである。 初期Ｂｒｉｘ値の設定画面の一例を示す図である。 品温が制御移行温度に達した後の状態を示すグラフである。 伝熱面積および蒸発速度と、蒸気ジャケット内圧力との関係を示す表である。 Ｂｒｉｘ値と重量変化との関係を示す表である。 目標Ｂｒｉｘ値まで蒸気圧を調整せずに食材を加熱した状態を示すグラフである。

以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例の蒸気釜１を示す概略図である。
本実施例の蒸気釜１は、食材が投入される調理釜２と、この調理釜２を加熱する蒸気ジャケット３と、蒸気ジャケット３への給蒸手段４と、蒸気ジャケット３からのドレン排出手段５と、蒸気ジャケット３内の圧力を検出する圧力センサ６と、調理釜２内の食材の温度を検出する品温センサ７と、調理釜２内の食材の重量を検出する重量センサ８と、これらセンサ６〜８の検出信号に基づき給蒸手段４などを制御する制御手段（図示省略）とを備える。

調理釜２は、上方へ開口した有底の中空容器である。図示例では、調理釜２は、上方へ開口した有底円筒状とされ、底壁は略半球状に下方へ膨出して形成されている。但し、調理釜２は、図示例に限らず、たとえば、軸線を左右方向へ沿って配置された横向き略円筒状で、その左右両端部が左右方向外側へ円弧状に膨出する端壁にて閉塞されると共に、左右両端部を除いた周側壁の上部に、上方へ開口するホッパーが設けられた構成とされてもよい。

蒸気ジャケット３は、蒸気が供給されることで、調理釜２内を加熱する。蒸気ジャケット３は、本実施例では、調理釜２の略下半分に設けられる。具体的には、調理釜２は、略下半分が二重壁構造とされ、内外の壁体間の空間が蒸気ジャケット３とされる。

給蒸手段４は、蒸気ジャケット３内へ蒸気を供給する。具体的には、給蒸手段４は、蒸気ジャケット３への給蒸路９を備え、この給蒸路９には、蒸気ジャケット３へ向けて順に、減圧弁１０、給蒸開閉弁１１および給蒸調整弁１２が設けられる。減圧弁１０は、二次側（つまり蒸気ジャケット３側）の蒸気圧を所定圧力に維持する。この所定圧力以下で、蒸気ジャケット３内の圧力は調整される。給蒸開閉弁１１は、開閉を切り替えられる電磁弁から構成され、蒸気ジャケット３への給蒸の有無を切り替える。給蒸調整弁１２は、開度調整可能な電動弁（たとえば比例弁）から構成され、蒸気ジャケット３への給蒸量を調整する。

従って、蒸気ジャケット３への給蒸を実行するには、給蒸開閉弁１１および給蒸調整弁１２を開ければよい。その際、給蒸調整弁１２の開度を調整することで、蒸気ジャケット３内の圧力を調整することができる。一方、蒸気ジャケット３への給蒸を停止するには、給蒸開閉弁１１および給蒸調整弁１２を閉じればよい。但し、給蒸開閉弁１１と給蒸調整弁１２との内、必ずしも両者を設置する必要はなく、特に給蒸開閉弁１１の設置は省略可能である。

ドレン排出手段５は、蒸気ジャケット３内へ供給された蒸気の凝縮水（ドレン）を外部へ排出する。具体的には、ドレン排出手段５は、蒸気ジャケット３下部からのドレン排出路１３を備え、このドレン排出路１３にはスチームトラップ１４が設けられている。

図示しないが、蒸気ジャケット３付きの調理釜２は、典型的には、台座から浮いた状態で、台座上の左右に設けられた支持脚に、左右両端部を支持される。具体的には、調理釜２の左右端壁の中央部には、左右方向外側へ突出して軸部が設けられており、その軸部が支持脚に回転自在に保持される。そして、調理釜２は、傾動機構により、前記軸部まわりに設定角度だけ傾動可能とされる。調理釜２に対する食材の投入や排出の際、調理釜２の開口部を前方へ傾けることで、容易に作業することができる。

圧力センサ６は、蒸気ジャケット３内の圧力を検出する。図示例では、圧力センサ６は、給蒸路９の内、給蒸調整弁１２よりも下流側に設けられるが、蒸気ジャケット３に設けられてもよい。

品温センサ７は、調理釜２内の食材の温度を検出する。食材は、加熱に伴い容量を減少させるので、品温センサ７は、食材の容量変化に関わらず温度検出可能な位置に設けられる。

重量センサ８は、調理釜２内の食材の重量を検出する。重量センサ８は、典型的にはロードセルを備えて構成され、たとえば調理釜２の前記支持脚に設けられる。その場合、重量センサ８の検出重量には、蒸気ジャケット３付きの調理釜２の重量（さらには支持脚の重量）も含まれるが、予めこれらの重量を制御器に設定しておくことで、調理釜２などの重量を差し引いた正味の食材重量を検出可能とされる。

制御手段は、前記各センサ６〜８の検出信号などに基づき、前記各手段などを制御する制御器（図示省略）である。具体的には、給蒸開閉弁１１、給蒸調整弁１２の他、圧力センサ６、品温センサ７および重量センサ８などは、制御器に接続される。そして、制御器は、以下に述べるように、所定の手順（プログラム）に従い、調理釜２内の食材の加熱を図る。

本実施例の蒸気釜１は、調理釜２内に食材が投入された状態で、給蒸手段４により食材を加熱する。その際、制御器は、調理釜２内の食材のＢｒｉｘ値を監視して、Ｂｒｉｘ値を設定速度で変化させるように蒸気ジャケット３への給蒸を制御する。特に、本実施例では、重量センサ８の検出重量に基づき調理釜２内の食材のＢｒｉｘ値を監視して、Ｂｒｉｘ値を設定速度で変化させるように蒸気ジャケット３への給蒸を制御する。但し、Ｂｒｉｘ値の増加には、食材からの水分蒸発が前提となるので、食材からの水分蒸発が始まるタイミングを品温センサ７で監視して、品温センサ７の検出温度が設定温度（制御移行温度）になってから、Ｂｒｉｘ値を設定速度で変化させるように蒸気ジャケット３への給蒸を制御するのが好ましい。以下、本実施例の蒸気釜１の運転内容の一例について、より具体的に説明する。

図２は、本実施例の蒸気釜１の運転内容の一例を示すフローチャートである。
運転開始に先立ち、調理釜２内には、加熱しようとする食材が投入される。投入された食材の全重量は、重量センサ８により検出可能である。その際、制御器は、前述したとおり、調理釜２などの重量を除いた正味の食材重量を把握できる。なお、調理釜２に水も投入する場合、その水も食材の一種として扱うことにする。

制御器には、たとえばタッチパネルのような設定器（図示省略）も接続されている。そして、この設定器を用いて、制御器には、加熱前の初期Ｂｒｉｘ値、加熱後の目標Ｂｒｉｘ値、Ｂｒｉｘ値の目標変化速度（Ｂｒｉｘ値／ｍｉｎ）が設定される（ステップＳ１）。Ｂｒｉｘ値の目標変化速度を、単に設定速度ということがある。

なお、Ｂｒｉｘ値の変化速度の単位を、説明の便宜上、Ｂｒｉｘ値／ｍｉｎとするが、これに限らず、たとえば、Ｂｒｉｘ値／１０ｍｉｎとしたり、Ｂｒｉｘ値／１５ｍｉｎとしたりしてもよい。また、Ｂｒｉｘ値の目標変化速度および／または目標Ｂｒｉｘ値は、実際の食材や配合などに応じて異なるので、通常、予め試験して求められた最適値が用いられる。

図３は、初期Ｂｒｉｘ値の設定画面の一例を示す図である。この図に示すように、運転開始に先立ち、少なくとも初期Ｂｒｉｘ値を算出するのに必要な情報が、設定器により設定される。本実施例では、調理釜２内へ投入される食材ごとに、材料名、配合量、水分量、脂質量および糖質量が設定される。図示例では、食材として、薄力粉１６５ｋｇ、砂糖１００ｋｇ、塩３ｋｇ、および水５０ｋｇが投入され、薄力粉については、水分２３．１ｋｇ、脂質２．８０５ｋｇ、糖質１２５．２３５ｋｇの内訳となり、砂糖については、糖質１００ｋｇとなり、水については、水分５０ｋｇとなる旨が示されている。なお、ここでいう糖質には、ショ糖以外も含まれる。つまり、糖質とは、炭水化物から食物繊維を除いたもので、糖類＋三単糖以上の多糖類＋糖アルコール+その他となる。

各食材について、単位重量当たり、どれほどの水分、脂質、糖質などが含まれるかについては、たとえば日本食品標準成分表から知ることができる。もちろん、この表による数値と実際の食材とは多少異なり、加熱の仕上がり具合に影響を及ぼすが、実際の食材を用いた試験などにより、Ｂｒｉｘ値の目標変化速度を調整することで、所望の加熱調理が可能となる。

食材ごとに、その配合量の他、水分、脂質および糖質などの各量を設定する際、食材名と配合量とを設定することで、各成分の量は自動で求められる構成とするのがよい。その場合、食材（食材名または種別コード）とその成分量（水分、脂質、糖質などの各割合、または単位重量当たりの各含有量）とを対応づけて記憶するデータベースを備える。そして、制御器は、設定器から食材と配合量とが設定されると、食材からデータベースを検索して、該当食材の成分量を取得し、その食材の投入量を考慮して、その食材の各成分の重量を求めることになる。

いずれにしても、制御器には、食材ごとに、その配合量、水分、脂質および糖質などの量が設定され、その情報に基づき、制御器は、既知の方法により、初期Ｂｒｉｘ値を算出する。その他、制御器には、加熱により到達させようとする目標Ｂｒｉｘ値と、その加熱時におけるＢｒｉｘ値の目標変化速度とが設定されるのは、前述したとおりである。

但し、初期Ｂｒｉｘ値は、場合により、食品（または個々の食材、以下同様）の種類とＢｒｉｘ値との関係を予め登録しておき、食品の種類に基づき初期Ｂｒｉｘ値が設定されるようにしてもよい。あるいは、初期Ｂｒｉｘ値（さらに運転中のＢｒｉｘ値）は、屈折式糖度計により調理する食品のＢｒｉｘ値を測定したものであってもよい。この場合、実測Ｂｒｉｘ値は、食品中の糖質、たんぱく質、塩類、酸など水に溶ける可溶性固形分の濃度を示すことになる。

このようにして、調理釜２内に食材を投入すると共に各種設定を行った後、スタートボタンを押すなどして、運転開始を指示する（図２のＳ２）。これにより、制御器は、給蒸開閉弁１１や給蒸調整弁１２を開けることで、蒸気ジャケット３内への給蒸を開始する。ここでは、まずは、給蒸調整弁１２を全開として（Ｓ３）、品温が所定の制御移行温度になるまで、食材を加熱する（Ｓ４）。制御移行温度とは、典型的には、食材からの水分蒸発が生じる温度、言い換えれば食材に沸騰が生じる温度（約１００℃）に設定される。

図４は、品温が制御移行温度に達した後の状態を示すグラフであり、横軸が時間（ｍｉｎ）、左縦軸がＢｒｉｘ値（％）、右縦軸が蒸発水量（ｋｇ／ｍｉｎ）を示している。目標Ｂｒｉｘ値は水平線ａで示され、初期Ｂｒｉｘ値から目標Ｂｒｉｘ値まで設定速度（Ｂｒｉｘ値／ｍｉｎ）で一定変化させる場合のＢｒｉｘ値の変化状況が右肩上がりの斜線ｂで示され、単位時間当たりの食材からの蒸発水量（ｋｇ／ｍｉｎ）が棒グラフで示される。

なお、図４において、蒸発水量を示す棒グラフは、当初、一定値で横ばいとなる。その理由は、蒸気ジャケット３から食材への伝熱面積には限界があり、蒸発水量にも限界があるからである。言い換えれば、給蒸調整弁１２を全開にしても、調理釜２内の食材から単位時間内に蒸発させられる水分量には限界があり、加熱開始後しばらくはその状態が維持されるからである。そして、より詳細にいうと、蒸発水量が一定値で横ばいになる初期には、蒸気釜１の加熱能力の制限を受け、Ｂｒｉｘ値の上昇は目標変化速度を多少下回るものの、それ以降は目標Ｂｒｉｘ値の変化に沿って制御される。このようにして、加熱初期の加熱能力不足（蒸発量不足）が起こる場合でも、その影響を最小限にして、加熱時間が延長されるのを防ぐことができる。

さて、品温が制御移行温度に達した後、図４で右肩上がりの斜線ｂで示されるＢｒｉｘ値の変化に沿うように、食材を加熱していくことになる。前述したとおり、調理釜２に投入される食材と投入量とに基づき、運転開始時のＢｒｉｘ値と水分量とが分かるので、制御器は、Ｂｒｉｘ値を設定速度で変化させるのに必要な水分量の変化となるように、重量センサ８の検出重量に基づき蒸気ジャケット３への給蒸を制御して、食材からの蒸発速度を調整すればよい。本実施例では、以下のように制御される。

まず、食材の重量を、重量センサ８により検出する（図２のＳ５）。制御器は、投入された食材の重量と初期Ｂｒｉｘ値に基づいて、食材の重量変化から所定時間経過後の食材のＢｒｉｘ値を算出し、モニタする。また、制御器は、重量センサ８による検出重量から、蒸気ジャケット３から食材への伝熱面積を推定する（Ｓ６）。すなわち、食材は、加熱されるに従って容積を減少させるが、それに伴い、蒸気ジャケット３から食材への伝熱面積が変化するので、現時点における伝熱面積を求める。

ここで、蒸気ジャケット３から食材への伝熱面積とは、食材と蒸気ジャケット３（調理釜２内面の内、蒸気ジャケット３が形成された箇所）との接触面積ということもできる。食材としては、主として液体または混錬物であるから、食材の重量と前記伝熱面積とには一定の関係があり、食材の重量から伝熱面積を求めることができる。なお、調理釜２内面の内、蒸気ジャケット３が形成されない箇所（主として調理釜２の略上半分）にも、蒸気ジャケット３からの伝熱により多少加熱面として作用する場合で、且つその箇所にも食材が接触し得る重量である場合には、そのことを考慮しつつ前記伝熱面積を算出してもよい。

このような伝熱面積の演算に加えて、制御器は、図４のＢｒｉｘ値の変化に沿うように、所定時間（たとえば今後１ｍｉｎ）内に高めようとするＢｒｉｘ値の変化を重量変化に換算する。すなわち、Ｂｒｉｘ値の目標変化速度（Ｂｒｉｘ値／ｍｉｎ）を、蒸発速度（ｋｇ／ｍｉｎ）に換算する。ここでは、投入された食材重量と測定された食材重量とから、現在のＢｒｉｘ値を算出すると共に（Ｓ７）、Ｂｒｉｘ値の目標変化速度に相当する蒸発速度（ｋｇ／ｍｉｎ）を算出する（Ｓ８）。すなわち、たとえば図６に示されるように、Ｂｒｉｘ値をある値から別の値へ変化させるのに必要な蒸発水量（変化量）は計算することができるので、制御器は、Ｂｒｉｘ値の目標変化速度を蒸発速度に換算することができる。

このようにして、食材と蒸気ジャケット３との接触面積と、今後の所定時間内にＢｒｉｘ値を所定に高めるのに必要な蒸発速度とが分かるので、これら情報に基づき、制御器は、次のようにして、蒸気ジャケット３内の蒸気圧を求める（Ｓ９）。

図５は、伝熱面積および蒸発速度と、蒸気ジャケット３内圧力との関係を示す表である。具体例を示すと、伝熱面積がＳ３（たとえば０．７０ｍ^２）で、必要な蒸発速度がＶ３２（たとえば０．７６ｋｇ／ｍｉｎ）である場合、蒸気ジャケット３内の圧力をＰ２（たとえば０．２２ＭＰａ）にすればよい。あるいは、伝熱面積がＳ２で、必要な蒸発速度がＶ２１である場合、蒸気ジャケット３内の圧力をＰ１にすればよい。

制御器には、図５のような情報が予めテーブル（あるいは数式）として登録されているので、制御器は、その情報を参照することで、伝熱面積と蒸発速度とから蒸気圧を特定することができる。従って、制御器は、所定時間経過するまで、圧力センサ６の検出圧力に基づき給蒸調整弁１２の開度を調整して、蒸気ジャケット３内の圧力を設定圧力（図５に基づき求められた蒸気ジャケット３内圧力）に調整する（Ｓ１０、Ｓ１１）。

その後、制御器は、重量センサ８により食材の重量を検出し、目標Ｂｒｉｘ値（言い換えれば目標Ｂｒｉｘ値相当の重量）に到達するまで、上述の操作（Ｓ５〜Ｓ１３）を繰り返す。但し、目標Ｂｒｉｘ値に到達せずＳ１２での重量検出後、実質的な重量変化がないタイミングでＳ５の重量検出が必要となる場合は、Ｓ１２の検出値をＳ５の検出値としてもよい。そして、目標Ｂｒｉｘ値に到達すれば、給蒸調整弁１２を全閉して食材の加熱を終了する（Ｓ１４）。なお、目標Ｂｒｉｘ値に達したか否かの監視は、食材の加熱中、常時あるいは所定周期などで行ってもよく、その場合、目標Ｂｒｉｘ値に達した時点で、給蒸調整弁１２を閉じて食材の加熱を終了する。

本実施例の蒸気釜１によれば、調理釜２内の食材のＢｒｉｘ値を監視して、Ｂｒｉｘ値を設定速度で変化させるように、食材を加熱することができる。Ｂｒｉｘ値を監視して制御することで、蒸発速度を調整して、食材の焦げ付きを防止することができると共に、糖の濃縮を制御し、所望の品質の食品を製造することができる。また、仕込み量の変化にも容易に対応することができる。

ところで、仮に、目標Ｂｒｉｘ値まで蒸気圧（つまり加熱量）を調整せずに、食材を加熱した場合、図７のようになる。すなわち、図７は、蒸気ジャケット３内の圧力を一定に保持しつつ食材を加熱した場合を示すグラフであり、グラフの見方自体は上述した図４と同様である。この図に示すように、仮に、蒸気圧を調整せずに加熱した場合、食材の水分が蒸発し濃縮が進むと、Ｂｒｉｘ値（曲線ｂ´）は急上昇し、品質劣化や焦げ付きの原因となる。ところが、本実施例の蒸気釜１によれば、図４に示されるように、目標Ｂｒｉｘ値（斜線ｂ）に沿って、実際のＢｒｉｘ値を変化させることで、品質劣化や焦げ付きを防止することができる。

一方、仮に、設定速度で重量を減少させるように食材を加熱しても、図６に示すＢｒｉｘ値と重量との関係から明らかなように、Ｂｒｉｘ値が設定速度で減少する訳ではない。また、重量変化の基準線を予め設定しておき、それに沿って加熱するにしても、その基準線がＢｒｉｘ値を考慮したものでなければ同様である。また、設定速度で重量を変化させる場合、基準線は仕込み量（食材の初期投入量）に応じて異なるので、仕込み量が変わるごとに基準線が必要となり、仕込み量の変化に容易に対応することができない。ところが、本実施例の蒸気釜１によれば、Ｂｒｉｘ値に基づき制御することで、仕込み量の変化に関わりなく（つまり仕込み量が変わっても）、毎回同じ仕上りで加熱調理することができる。そして、仕上がり品質を所望に保つことができるので、食材の焦げ付きを防止することができると共に、糖の濃縮を制御し、所望の品質の食品を製造することができる。

本発明の蒸気釜１は、前記実施例の構成（制御を含む）に限らず適宜変更可能である。特に、食材が投入される調理釜２と、この調理釜２を加熱する蒸気ジャケット３と、調理釜２内の食材のＢｒｉｘ値を監視して、Ｂｒｉｘ値を設定速度で変化させるように蒸気ジャケット３への給蒸を制御する制御手段とを備えるのであれば、その他の構成は適宜に変更可能である。

たとえば、前記実施例において、運転途中（食材の加熱中）に、食材を追加投入してもよい。その場合、食材が追加投入されると、制御器は、少なくとも初期Ｂｒｉｘ値を再設定し、再設定後の内容で、設定速度で初期Ｂｒｉｘ値から目標Ｂｒｉｘ値まで加熱されるように、前記実施例と同様に、重量センサ８の検出重量に基づき蒸気ジャケット３への給蒸を制御する。

ここで、追加投入される食材の種類や量は、図３で述べたのと同様に、予め設定器から設定しておくのがよい。その際、どの食材がどの量だけ、どのタイミングで調理釜に投入されるのかも設定しておく。それにより、運転開始時点での初期Ｂｒｉｘ値に基づき食材の加熱を開始した後、設定タイミングで食材を追加すれば、それを重量変化により検知して（あるいは追加投入した旨の設定器による人為的な操作に基づき）、追加投入時点でのＢｒｉｘ値（これが新たな初期Ｂｒｉｘ値となる）を再計算した後、当初の目標Ｂｒｉｘ値（または再設定された目標Ｂｒｉｘ値）へ向けて、当初の設定速度（または再設定された設定速度）にて加熱を継続すればよい。そして、このような追加投入操作を、食材の加熱中、複数回、同様に実施してもよい。

あるいは、これと同様のことを、前記実施例の一連の運転を複数回繰り返すことで行ってもよい。すなわち、第一回目の運転を完了した後、調理釜２内に食材を追加投入し、所定の設定を行った状態で、スタートボタンを押して、第二回目の運転を実行するようにしてもよい。この場合も、食材の追加投入を複数回行って、第三回目以降の運転を実施するようにしてもよい。

また、前記実施例（およびその変形例）において、食材の加熱中、設定タイミングで、設定速度を変更可能としてもよい。この場合も、予め、設定器にて、変更のタイミングと、変更前後の設定速度を設定しておけばよい。たとえば、運転開始後、設定時間経過後に、設定速度を３Ｂｒｉｘ値／１０ｍｉｎから、２Ｂｒｉｘ値／１５ｍｉｎに変更して、目標Ｂｒｉｘ値まで食材を加熱するようにしてもよい。

さらに、前記実施例において、蒸気釜１を蒸気ニーダとして構成してもよい。すなわち、蒸気釜１は、調理釜２内の食材の撹拌装置を備えてもよい。たとえば、調理釜２内の左右を架け渡すように軸を設け、その軸に径方向外側へ延出するアームを介して撹拌羽根を設けておき、食材の加熱中、撹拌羽根を回転させてもよい。

１ 蒸気釜
２ 調理釜
３ 蒸気ジャケット
４ 給蒸手段
５ ドレン排出手段
６ 圧力センサ
７ 品温センサ
８ 重量センサ
９ 給蒸路
１０ 減圧弁
１１ 給蒸開閉弁
１２ 給蒸調整弁
１３ ドレン排出路
１４ スチームトラップ

Claims (9)

1. 食材が投入される調理釜と、
   この調理釜を加熱する蒸気ジャケットと、
   前記調理釜内の食材のＢｒｉｘ値を監視して、Ｂｒｉｘ値を設定速度で変化させるように前記蒸気ジャケットへの給蒸を制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする蒸気釜。
2. 前記調理釜内の食材の重量を検出する重量センサを備え、
   この重量センサの検出重量に基づき前記調理釜内の食材のＢｒｉｘ値を監視して、Ｂｒｉｘ値を設定速度で変化させるように前記蒸気ジャケットへの給蒸を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の蒸気釜。
3. 前記調理釜に投入される食材と投入量とに基づき、運転開始時のＢｒｉｘ値と水分量とが設定され、
   Ｂｒｉｘ値を設定速度で変化させるのに必要な水分量の変化となるように、前記重量センサの検出重量に基づき前記蒸気ジャケットへの給蒸を制御して、食材からの蒸発速度を調整する
   ことを特徴とする請求項２に記載の蒸気釜。
4. 前記重量センサの検出重量に基づき、食材の容量変化に伴う前記蒸気ジャケットから食材への伝熱面積を監視し、
   この伝熱面積と、Ｂｒｉｘ値を設定速度で変化させるのに必要な蒸発速度とに基づき、前記蒸気ジャケット内の蒸気圧を調整する
   ことを特徴とする請求項３に記載の蒸気釜。
5. 目標Ｂｒｉｘ値と前記設定速度とが設定され、
   設定速度で初期Ｂｒｉｘ値から目標Ｂｒｉｘ値まで加熱されるように、前記重量センサの検出重量に基づき前記蒸気ジャケットへの給蒸を制御する
   ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の蒸気釜。
6. 食材の加熱中、食材が追加投入されると、少なくとも初期Ｂｒｉｘ値を再設定し、
   再設定後の内容で、設定速度で初期Ｂｒｉｘ値から目標Ｂｒｉｘ値まで加熱されるように、前記重量センサの検出重量に基づき前記蒸気ジャケットへの給蒸を制御する
   ことを特徴とする請求項５に記載の蒸気釜。
7. 設定タイミングで、前記設定速度を変更可能とされた
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の蒸気釜。
8. 前記調理釜内の食材の温度を検出する品温センサを備え、
   前記品温センサの検出温度が設定温度になってから、Ｂｒｉｘ値を設定速度で変化させるように前記蒸気ジャケットへの給蒸を制御する
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の蒸気釜。
9. 前記調理釜内の食材の撹拌装置を備える
   ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の蒸気釜。

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