JP4195502B1

JP4195502B1 - 流動物の通電加熱装置

Info

Publication number: JP4195502B1
Application number: JP2008031455A
Authority: JP
Inventors: 涼介小林; 宗義多田
Original assignee: Izumi Food Machinery Co Ltd
Current assignee: Izumi Food Machinery Co Ltd
Priority date: 2008-02-13
Filing date: 2008-02-13
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2028-02-13
Also published as: JP2009193757A

Abstract

【課題】通電加熱で生じる流動物の温度ムラを緩和・解消するとともに、通電加熱部への付着を抑制し、焦げ付きの発生を抑えて連続運転時間を大幅に延長することができる流動物の通電加熱装置を提供すること。
【解決手段】流動物を流路１内で連続的に流動させながらジュール加熱する流動物の通電加熱装置において、流路１を、直線状に形成した非導電性の直管部材２と、直管部材２の両端部に配設した導電性を有する曲管部材３とで構成し、曲管部材３にジュール加熱用の電源４を接続する。
【選択図】図１（ａ）

Description

本発明は、流動物の通電加熱装置に関し、特に、通電加熱で生じる流動物の温度ムラを緩和・解消するとともに、通電加熱部への付着を抑制し、焦げ付きの発生を抑えて連続運転時間を大幅に延長することができる流動物の通電加熱装置に関するものである。

液体食品材料や固液混合食品材料、高粘性流体状食品材料等、チューブ状管路内を移送可能な程度の流動性のある食品材料を、調理ないし殺菌処理するために、該流動性食品材料をサニタリーポンプ等により管路内を連続的に移送させながら、該管路内でジュール加熱する流動物の通電加熱装置が知られている。

このような流動物の通電加熱装置として、例えば、特許文献１に記載の装置がある。
この通電加熱装置は、管路を矩形状断面を有する角筒状に形成し、該角筒状断面の管路の対向する２面に長尺の平面状の電極板を平行に配設し、加熱の均一化や洗浄性の向上を図っている。

また、特許文献２には、リング状の電極を、円筒状の管路に長手方向に間隔をあけて配設した通電加熱装置が開示されている。
実開平４−１０３４９７号公報特開平７−２５０７６０号公報

しかしながら、上記の平面状の電極板を用いた通電加熱装置では、管路の壁面付近で流動物の流速が遅くなることから、流動物の滞留により流れが不均一になり温度ムラ（過加熱）が生じるという問題があった。

また、上記のリング状の電極を用いた通電加熱装置では、図１（ｂ）に示すように、管路１１の壁面付近の電流密度が高くなることから、管路１１の半径方向の中心部と壁面付近とで電流密度が不均一になり温度ムラが生じ、また、温度ムラが電極付近の過電流によるスパークの原因ともなり、特許文献２において採用されているような、流動物を攪拌する攪拌手段が必要になる等、装置の構造が複雑になるという問題があった。

本発明は、上記従来の流動物の通電加熱装置が有する問題点に鑑み、通電加熱で生じる流動物の温度ムラを緩和・解消するとともに、通電加熱部への付着を抑制し、焦げ付きの発生を抑えて連続運転時間を大幅に延長することができる流動物の通電加熱装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の流動物の通電加熱装置は、流動物を流路内で連続的に流動させながらジュール加熱する流動物の連続通電加熱装置において、前記流路を、直線状に形成した非導電性の直管部材と、該直管部材の両端部に配設した導電性を有する曲管部材とで構成し、前記直管部材の両端部に配設した曲管部材にジュール加熱用の電源を接続し、直管部材の流路内を流動する流動物を介して当該直管部材の両端部に配設した曲管部材の間に電流が流れるようにしたことを特徴とする。

この場合において、曲管部材を挟んで複数の直管部材を連続して配設するとともに、各直管部材の流路内を流動する流動物を介して当該直管部材の両端部に配設した曲管部材の間に電流が流れるようにし、かつ、下流側の直管部材を上流側の直管部材より長く形成することができる。

本発明の流動物の通電加熱装置によれば、流動物を流路内で連続的に流動させながらジュール加熱する流動物の連続通電加熱装置において、前記流路を、直線状に形成した非導電性の直管部材と、該直管部材の両端部に配設した導電性を有する曲管部材とで構成し、前記直管部材の両端部に配設した曲管部材にジュール加熱用の電源を接続し、直管部材の流路内を流動する流動物を介して当該直管部材の両端部に配設した曲管部材の間に電流が流れるようにすることから、曲管部材により通電域を広くし、直管部材の流路断面全体にほぼ均一に通電することができ、これにより、電流密度の不均一さを緩和し流動物の温度ムラを減少させるとともに、過電流によるスパークの発生を抑制し、焦げ付きの発生を抑えて連続運転時間を大幅に延長することができる。
また、曲管部材を配設することにより、この部分を流れる流動物の混合を促進し、温度ムラを緩和・解消するとともに、直管部材を配置する際の自由度を高くして、通電加熱装置をコンパクトにすることが可能となる。
さらに、曲管部材にジュール加熱用の電源を接続することから、特に電極部材を設ける必要がなく構造を簡略化するとともに、流動物の滞留をなくし、かつ洗浄性を向上させることができる。

また、曲管部材を挟んで複数の直管部材を連続して配設する場合、下流側の直管部材では上流側より流動物の温度が高くなって導電率が高くなるが、下流側の直管部材を上流側の直管部材より長く形成することにより、各直管部材に流れる電流値を均等にすることができる。

以下、本発明の流動物の通電加熱装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図２に、本発明の流動物の通電加熱装置の一実施例を示す。
この流動物の通電加熱装置は、流動物を流路１内で連続的に流動させながらジュール加熱するもので、前記流路１を、直線状に形成した非導電性の直管部材２と、該直管部材２の両端部に配設した導電性を有する曲管部材３とで構成し、前記曲管部材３にジュール加熱用の電源４を接続している。

直管部材２は、直線状の配管からなり、絶縁素材や絶縁素材のコーティング、ライニングによって曲管部材３から絶縁されている。
直管部材２は、曲管部材３を挟んで複数の直管部材２が連続するように配設されており、図２（ａ）に示す実施例では、下流側の直管部材２ｂが上流側の直管部材２ａより長くなるように、また、さらに下流側の直管部材２ｃが上流側の直管部材２ｂより長くなるように、順次長さを違えて形成されている。
曲管部材３を挟んで複数の直管部材２を連続して配設する場合、下流側の直管部材２ｂ、２ｃでは、上流側より流動物の温度が順次高くなって導電率が高くなるが、このように下流側の直管部材２ｂ、２ｃを上流側の直管部材２ａより順次長く形成することにより、各直管部材２ａ〜２ｃに流れる電流値を均等にすることができる。

また、直管部材２は、曲管部材３で接続することにより、図２（ｂ）に示すように、螺旋状に組み立てることができ、通電加熱装置をコンパクトにすることができる。
なお、直管部材２には、図２（ａ）に示すように、流動物を貯留するホッパ５と、該ホッパ５から一定量の流動物を連続して直管部材２に送出する送出ポンプ６とが設置されるとともに、流量計７、圧力計８及び温度計９が付設されている。

曲管部材３は、図１（ａ）に示すように、直管部材２の円弧状に湾曲した導電性を有する金属管からなり、通電域を直管部材２の流路断面全体とすることにより、図１（ｂ）に示す従来のリング状の電極に比べ、直管部材全体にほぼ均一に通電できるようにしている。
本実施例では、曲管部材３は９０度のエルボからなるが、４５度や１８０度等の他の角度の曲管部材３でも実施することができる。
また、曲管部材３の断面形状は、直管部材２との関係で、円形状断面、矩形状断面等の任意の断面形状とすることができる。
曲管部材３は、ジュール加熱用の電源４に接続されており、各曲管部材３に通電することにより、直管部材２を流れる流動物を連続的にジュール加熱する。

図１（ａ）に示す本実施例の通電加熱装置と、図１（ｂ）に示す従来の通電加熱装置とを用い、下記の条件で連続通電加熱試験を行った。
いずれの通電加熱装置も、４本の曲管部材３を挟んで３本の直管部材２ａ、２ｂ、２ｃが連続するように配設されており、下流側の直管部材２ｂ又は２ｃが上流側の直管部材２ａ又は２ｂより長くなるように、順次長さを違えて形成されている（図２（ａ）参照）。
いずれの通電加熱装置も、直管部材２は内径が２１．２ｍｍで、直管部材２ａ、２ｂ、２ｃの長さは、上流側から順に、直管部材２ａが１００ｍｍ、直管部材２ｂが１５０ｍｍ、直管部材２ｃが２００ｍｍとなっている。

（実験例１）
・処理物：ＣＭＣ溶液
・処理量：５０Ｌ／ｈ
・電圧：３２０Ｖ
・粘度：８００，０００ｍＰａ・ｓ（２０℃）
（本実施例）
・１８．４℃→２８．０±０．４℃
（従来例）
・１７．５℃→２６．８±１．１℃

その結果を、図３に示す。
本実施例の通電加熱装置は、直管部材の中心部で流動物の温度が安定していたが、従来例の通電加熱装置では流動物の温度が不安定であった。

（実験例２）
・処理物：チーズ
・処理量：６５Ｌ／ｈ
・電圧：４００Ｖ
・粘度：４０，０００ｍＰａ・ｓ
・温度：９５℃（目標温度）まで加熱する
（本実施例）
・６０℃→９５±２℃

（実験例３）
・処理物：ゆで卵のマヨネーズ和え
・処理量：７５Ｌ／ｈ
・電圧：３１０Ｖ
・粘度：３８，０００ｍＰａ・ｓ
・温度：８５℃（目標温度）まで加熱する
（本実施例）
・６０℃→８５±１℃

実験の結果、本実施例の通電加熱装置は、曲管部材３によって通電域を直管部材２の流路断面全体とし、直管部材全体にほぼ均一に通電することにより、中高粘性の流動物においても、電流密度の不均一さを緩和し流動物の温度ムラを減少させるとともに、過電流によるスパークの発生を抑制し、焦げ付きの発生を抑えることができた。

かくして、本実施例の流動物の通電加熱装置は、流動物を流路１内で連続的に流動させながらジュール加熱する流動物の通電加熱装置において、前記流路１を、直線状に形成した非導電性の直管部材２と、該直管部材２の両端部に配設した導電性を有する曲管部材３とで構成し、前記曲管部材３にジュール加熱用の電源４を接続することから、曲管部材３により通電域を広くし、直管部材２の流路断面全体にほぼ均一に通電することができ、これにより、電流密度の不均一さを緩和し流動物の温度ムラを減少させるとともに、過電流によるスパークの発生を抑制し、焦げ付きの発生を抑えて連続運転時間を大幅に延長することができる。
また、曲管部材３を配設することにより、この部分を流れる流動物の混合を促進し、温度ムラを緩和・解消するとともに、直管部材２を配置する際の自由度を高くして、通電加熱装置をコンパクトにすることが可能となる。
さらに、曲管部材３にジュール加熱用の電源４を接続することから、特に電極部材を設ける必要がなく構造を簡略化するとともに、流動物の滞留をなくし、かつ洗浄性を向上させることができる。

また、曲管部材３を挟んで複数の直管部材２ａ〜２ｃを連続するように配設する場合、下流側の直管部材２ｂ又は２ｃでは上流側より流動物の温度が高くなって導電率が高くなるが、下流側の直管部材２ｂ又は２ｃを上流側の直管部材２ａ又は２ｂより長く形成することにより、各直管部材２ａ〜２ｃに流れる電流値を均等にすることができる。

以上、本発明の流動物の通電加熱装置について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、直管部材や曲管部材を断面矩形に形成するなど、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。

本発明の流動物の通電加熱装置は、通電加熱で生じる流動物の温度ムラを緩和・解消するとともに、通電加熱部への付着を抑制し、焦げ付きの発生を抑えて連続運転時間を大幅に延長するという特性を有していることから、例えば、中高粘性の流動物の通電加熱装置の用途に好適に用いることができる。

本発明の流動物の通電加熱装置の一実施例を示す部分断面図である。流動物の通電加熱装置の従来例を示す部分断面図である。本発明の流動物の通電加熱装置において、直管部材を下流側ほど長くした実施例を示す正面図である。本発明の流動物の通電加熱装置において、流路を螺旋状にした実施例を示す斜視図である。直管部材又は管路の中心部における流動物の温度変化を示すグラフである。

符号の説明

１流路
２直管部材
３曲管部材
４電源
５ホッパ
６送出ポンプ

Claims

流動物を流路内で連続的に流動させながらジュール加熱する流動物の連続通電加熱装置において、前記流路を、直線状に形成した非導電性の直管部材と、該直管部材の両端部に配設した導電性を有する曲管部材とで構成し、前記直管部材の両端部に配設した曲管部材にジュール加熱用の電源を接続し、直管部材の流路内を流動する流動物を介して当該直管部材の両端部に配設した曲管部材の間に電流が流れるようにしたことを特徴とする流動物の連続通電加熱装置。
曲管部材を挟んで複数の直管部材を連続して配設するとともに、各直管部材の流路内を流動する流動物を介して当該直管部材の両端部に配設した曲管部材の間に電流が流れるようにし、かつ、下流側の直管部材を上流側の直管部材より長く形成したことを特徴とする請求項１記載の流動物の連続通電加熱装置。