JP4310510B2

JP4310510B2 - Continuous energization heating device for fluid food materials

Info

Publication number: JP4310510B2
Application number: JP2001020036A
Authority: JP
Inventors: 弘星野
Original assignee: Frontier Engineering Co Ltd
Current assignee: Frontier Engineering Co Ltd
Priority date: 2001-01-29
Filing date: 2001-01-29
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2021-01-29
Also published as: JP2002218958A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、パイプ内で連続的に流動移送可能な程度の流動性を有する食品材料、例えば液状食品材料、固体−液体混合食品材料、ゲル状食品材料などについて、殺菌や調理などのためにパイプ内（管路内）で連続的に流動搬送させながら連続加熱する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
流動性を有する食品材料を殺菌や調理等のために加熱する方法の一つとしては、その流動性食品を、ポンプ等の圧力によってパイプ内を連続的に流動搬送させつつ、そのパイプ内で連続的に加熱する方法がある。このようにパイプ内を連続的に流動搬送させつつ流動性食品材料を連続加熱する方法によれば、パイプ内で連続的に加熱された食品材料をそのまま連続的に容器に充填することができるため、加熱から充填までの作業を完全連続化することができる。
【０００３】
ところで最近では、食品材料の有する電気抵抗を利用して、食品材料に直接通電して発熱させる通電加熱（ジュール加熱）を利用して殺菌や調理のために食品材料を加熱する方法が実用化されている。そしてこのような通電加熱を適用してパイプ内を連続的に流れる流動性食品材料を連続的に加熱する装置としても、既に特公平５−３３０２４号において提案されている。
【０００４】
上記提案の装置では、管路の上流側から下流側へ向けて所定間隔を置いて少なくとも２以上の部分に、管路の少なくとも内面に相当する部分を導電材料によって構成して、これらの部分を通電加熱用の電極としている。したがって前記提案の装置では、管路内を流れる食品材料に対しては管路の上流側の電極と下流側の電極との間で電流が流れ、通電加熱されることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記提案のような流動性食品材料の通電加熱装置においては、均一加熱の点で未だ問題がある。すなわち、本来通電加熱は、食品材料をそれ自体の内部から発熱させるところから、食品材料を均一に加熱することができるというメリットがあるが、前述のような装置を用いて管路内を流れる流動性食品材料を加熱する場合、管路の中心軸線位置付近の部分では食品材料が充分に加熱されないのに対し、管路の内周面近くの部分では逆に過加熱されてしまうという問題がある。このような問題が生じる原因は、管路内の食品材料に対して電流が不均一に流れることに由来すると考えられる。この点について、図５を参照して説明する。
【０００６】
図５において、流動性食品材料が流動搬送される管路１には、その上流側（図５の下側）から下流側（図５の上側）に向かう方向に所定間隔を置いて短い中空円筒状をなす導電材料からなる電極３Ａ，３Ｂが配設されており、その電極３Ａ，３Ｂの間の管路は絶縁材料からなる中空円筒状のスペーサ管体５によって形成され、また電極３Ａよりも上流側の管路および電極３Ｂよりも下流側の管路は、それぞれスペーサ管体５と同様に絶縁材料からなる絶縁管体７Ａ，７Ｂによって形成されている。なお絶縁管体７Ａ，７Ｂ、スペーサ管体５と各電極３Ａ，３Ｂとは、それぞれの内周面の間で実質的に段差がないように接している。
【０００７】
ここで、管路１に食品材料を流通させた状態で電極３Ａ，３Ｂ間に通電加熱のための電圧を加えれば、電流Ｉは最も電気抵抗が小さくなるような経路を通って流れる傾向を示す。したがって電流Ｉは電極３Ａ，３Ｂ間においてスペーサ管体５の内周面に近い部分を通って流れる傾向を示す。そのため図５の下段に示しているように、管路１の横断面内で電流密度の不均一が生じて、食品材料が流れる管路１の内面近くの部分では電流密度が大きくなる一方、管路１の中心軸線Ｏの付近では電流密度が極端に小さくなってしまい、その結果管路１の内周面近くでは食品材料が過加熱されやすくなるのに対し、中心軸線Ｏの近くでは食品材料が加熱されにくくなる事態が生じやすい。
【０００８】
それに加え、流動性食品材料の粘度が高い場合、例えばジャム等の場合には、管路１の内面近くの部分では管壁との抵抗によって流動性食品材料の流速が小さくなる一方、管路１の中心軸線Ｏの付近では管壁との抵抗の影響が小さいため、流動性食品材料の流速は大きくなる。そしてこのような管路１の横断面における流動性食品材料の流速不均一は、前述の電流密度分布不均一による加熱の不均一を一層助長させてしまう。すなわち、管路１の内面近くの部分では、中心軸線Ｏの付近と比べて、電流密度が高いことに加えて電極３Ａ，３Ｂ間に滞留する時間も長くなるから、電極３Ａ，３Ｂ間での温度上昇が一層大きくなってしまうのである。
【０００９】
さらに、実際の流動性食品材料の連続通電加熱装置においては、目標温度まで温度上昇させるために多段の通電加熱を行なうように構成するのが通常である。すなわち、３個以上の電極、例えば６個または８個の電極を管路の長さ方向に上流側から下流側へ向けて間隔を置いて配設して一つの通電加熱ユニットを形成し、さらにその通電加熱ユニットを、管路の長さ方向の上流側から下流側にわたって複数基設けておくことが多く、この場合、相互に隣り合う最初二つの電極間で通電加熱された流動性食品材料は、続いて次の二つの電極間で通電加熱されてさらに温度上昇し、以下順次同様に各電極の間を通過するに従って温度上昇して、最終的に目標温度まで加熱されることになる。このような多段通電加熱用の実機においては、前述のようにそれぞれの電極間での通電加熱による温度上昇が不均一であれば、その不均一が多段の通電加熱によって一層増幅されてしまう。すなわち、管路１内を流れる流動性食品材料の粘度が高い場合は、管路の入口側から出口側まで食品材料の流れる位置（管路の横断面内での位置）があまり変わらないことが多く、このことは、最初の二つの電極間で管路の内面近くを通って急速に温度上昇した食品材料は、次の二つの電極間でも管路の内面近くを通ってさらに急速に温度上昇されてしまうことを意味し、したがって多段の通電加熱を行なう場合には、前述のような加熱の不均一が一層激しくなってしまうのである。
【００１０】
さらにまた、通電加熱に特有の現象として、流動性食品材料は一般にその温度が高くなるほど電流が流れやすくなることから、前述のように管路の内周面近くで過加熱されて温度上昇した流動性食品材料には電流が一層集中して流れ、その結果管路の内周面近くを流れる食品材料は、急激に温度上昇して、中央部付近を流れる食品材料との温度差が大きくなってしまう。そしてこのような傾向は、多段の通電加熱の場合、一層増幅されてしまう。
【００１１】
ここで、食品材料が過加熱された場合、殺菌は充分に行なえても、食品の食感や風味が損なわれたり、変色が生じたり、さらには栄養成分の破壊が生じたりするおそれがあるから、優れた品質の食品を得るためには、過加熱を避ける必要がある。一方食品材料が充分に加熱されない場合には、充分に殺菌されずに食品衛生上の問題が生じたり、また調理が充分に行なわれないなどの問題が生じる。したがって食品材料全体を目的とする処理に応じた適切な温度に加熱することが食品加熱装置では重要であるが、既に述べたように従来提案されている流動性食品材料の連続通電加熱装置では、食品材料を均一に適切な温度に加熱することが困難であり、そのため実用化は未だためらわれているのが実情である。
【００１２】
さらに前述のように管路の内周面近くを流れる流動性食品材料が過加熱されれば、管路の内面に食品材料が焦げ付くことがあり、その場合には食品材料の風味が損なわれるばかりでなく、焦げ付き部分の炭化によって局部的に大電流が流れたり、スパークが発生したりして、管路を構成している絶縁材料が局部的に溶融もしくは損傷したりしてしまうこともある。したがって管路の内面への食品材料の焦げ付き防止も重要な課題となっている。
【００１３】
そこで本発明者等は、既に特開平１１−８９５２２号において、流動性を有する食品材料を管路内で通電加熱により連続加熱するにあたり、管路内を流れる食品材料を均一に加熱するため、前記通電加熱用電極の相互の間において管路内を流れる食品材料を、管路内の半径方向へ撹拌するための撹拌部材を設けることを提案している。なおここで撹拌部材としては、回転撹拌体を用いても、また静的撹拌体（いわゆるスタティックスターラ）を用いても良いとしている。
【００１４】
上記特開平１１−８９５２２号の提案の連続通電加熱装置を、撹拌部材として静的撹拌体を用いた場合を例にとって図６〜図９に示す。
【００１５】
図６は、上記提案の連続通電加熱装置の全体構成を示す図で、液体状食品材料あるいは固体−液体混合食品材料などの流動性を有する食品材料は、予め供給側容器１１に収容されている。この供給側容器１１の下端には供給開閉弁１３が設けられており、さらにこの供給開閉弁１３の下端からは、管路１５が延長されている。管路１５における供給開閉弁１３近くの位置には、流動性食品材料について管路１５内を流動搬送させるための圧送手段として、ポンプ１７が設けられている。管路１５におけるポンプ１７よりも下流側には、上方へ垂直に立上がる垂直立上り部分１５Ａが存在し、この管路垂直立上り部分１５Ａには、この発明で特徴とする撹拌部材を備えた通電加熱装置１９が形成されている。さらに管路１５における垂直立上り部分１５Ａの上端は水平方向へ折り曲げられて水平方向へ伸長され、その部分（すなわち通電加熱装置１９の下流側に相当する部分）には冷却装置２１が配設され、その冷却装置２１の下流側には排出側容器２３が設けられている。
【００１６】
図７には、前記通電加熱装置１９を含む管路１５の垂直立上り部分１５Ａの一例を示す。
【００１７】
図７において、管路１５の垂直立上り部分１５Ａには、下方から第１アース電極２３Ａ、通電加熱用電極２５Ａ〜２５Ｆ、第２アース電極２３Ｂが間隔を置いてその順に配設されている。各アース電極２３Ａ，２３Ｂおよび各通電加熱用電極２５Ａ〜２５Ｆは、チタン、チタン合金、あるいはステンレス鋼などの導電材料からなるものであって、それぞれ環状に作られて、管路１５の一部を構成している。また各電極２３Ａ，２３Ｂ；２５Ａ〜２５Ｆの間の管路部分は、それぞれ円筒状をなす絶縁性管体２７によって構成されている。そして各通電加熱用電極２５Ａ〜２５Ｆは、交互に通電加熱用電源２９の一方の端子２９Ａ、他方の端子２９Ｂに電気的に接続され、両側のアース電極２３Ａ，２３Ｂはそれぞれ電気的に接地されている。そしてこれらの電極２３Ａ，２３Ｂ；２５Ａ〜２５Ｆ、通電加熱用電源２９によって通電加熱装置１９が構成されている。なお通電加熱用電源２９としては、高周波電源あるいは商用交流電源が用いられる。
【００１８】
さらに上述のように通電加熱装置１９を設けた管路立上り部分１５Ａには、その上端部１５Ｂから鉛直に撹拌部材としての静的撹拌体３１が挿入されている。この静的撹拌体３１は、管路立上り部分１５Ａの中心軸線Ｏに沿って配設されている。
【００１９】
ここで、上記静的撹拌体３１について、さらに詳細に説明すれば、この静的撹拌体３１は、板状の部材を右ネジ方向へ１８０°捻った複数の右捻り片３１Ａと、板状部材を左ネジ方向へ１８０°捻った複数の左捻り片３１Ｂとからなり、これらの右捻り片３１Ａと左捻り片３１Ｂとを交互に設けた構成とされている。ここで右捻り片３１Ａと左捻り片３１Ｂとの突き合せ部分では、それぞれの端部が９０°の位相差をもって接するように位置決めされている。なお図８、図９中の各破線矢印は、それぞれ右捻り片３１Ａ、左捻り片３１Ｂの捻り方向を示している。
【００２０】
図６〜図９に示される連続加熱装置において、供給開閉弁１３を開いてポンプ１７を作動させれば、供給側容器１１から流動性食品材料が管路１５内を図６の左方から右方へ流れる。そして流動性食品材料は、管路１５の垂直立上がり部分１５Ａにおいて撹拌部材を備えた通電加熱装置１９を通過して、管路１５内において撹拌されつつ通電加熱されて温度上昇し、殺菌や調理等の加熱処理がなされ、さらに冷却装置２１を通過することにより冷却されてから、排出側容器２３に至る。
【００２１】
さらに、管路垂直立上がり部分１５Ａにおける流動性食品材料に対する通電加熱作用および撹拌作用について具体的に説明すれば、管路垂直立上がり部分１５Ａにおいて流動性食品材料は、第１アース電極２３Ａ、各通電加熱用電極２５Ａ〜２５Ｆ、第２アース電極２３Ｂのそれぞれの内側の位置を順次通過する。ここで、通電加熱用電極２５Ａ〜２５Ｆは、交互に通電加熱用電極２９の一方の端子２９Ａ、他方の端子２９Ｂに接続されているから、各通電加熱用電極間において流動性食品材料を通って電流が流れ、その流動性食品材料の有する電気抵抗によって流動性食品材料が発熱し、通電加熱がなされる。また両端の第１および第２アース電極２３Ａ，２３Ｂはそれぞれ接地されているから、第１アース電極２３Ａよりも上流側もしくは第２アース電極２３Ｂよりも下流側へ流動性食品材料を介して漏れ電流が流れて感電事故等を起こすことを有効に防止できる。
【００２２】
上述のように流動性食品材料が通電加熱される間に、撹拌部材としての静的撹拌体３１によってその流動性食品材料が撹拌せしめられる。
【００２３】
すなわち、図７〜図９に示すような静的撹拌体３１を用いた場合、管路１５内を流れる流動性食品材料は、右捻り片３１Ａ、左捻り片３１Ｂによって交互に逆方向へ旋回せしめられる。そしてまた右捻り片３１Ａと左捻り片３１Ｂとの突き合せ部分では両者の位相が９０°異なっているため、食品材料の流れが分割され、かつその突き合せ部分が複数個所に存在するところから、流れの分割が多重に行なわれることになる。そしてこれらの作用が相俟って管路１５の横断方向へも食品材料が撹拌されることになる。すなわち、各捻り片３１Ａ，３１Ｂの表面に流動性食品材料が当接したときに食品材料に与えられる旋回力の方向は、管路１５の接線方向となっているから、管路１５の内周面へ近接する方向へ食品材料が押しやられることになり、しかも前述のような隣り合う捻り片３１Ａ，３１Ｂの突き合せ部分での流れの分割により乱流が生じ、これらの総合的な結果として管路１５の半径方向への撹拌作用を充分に得ることができる。
【００２４】
上述のように管路内の半径方向へ食品材料を撹拌するために静的撹拌体等の撹拌部材を設けておくことによって、管路内中心付近と管路内周面付近との間で食品材料が混合、撹拌されることから、管路内を流れる食品材料全体を均一に加熱することができる。すなわち、前述のように管路の内面近くの部分と管路の中心軸線付近の部分との間で電流密度に差が生じても、食品材料は管路内面付近の部分のみを流れたりあるいは中心軸線付近の部分のみを流れたりすることがなく、それらの部分を交互に流れることになるため、トータル的に見れば加熱の程度は均一になり、所望の温度に必要な時間均一に加熱できることになる。またこのように管路内を流れる食品材料を撹拌することによって、管路の内面に食品材料の焦げ付きが生じることを未然に防止できる。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記提案を実機に適用しようとした場合、次のような問題が発生することが判明した。
【００２６】
すなわち前記提案の装置では、図７に示されているように、通電加熱用電極２５Ａ〜２５Ｆが存在する領域の全体にわたって静的撹拌体３１を設けて、各通電加熱用電極２５Ａ〜２５Ｆの間において流動性食品材料に通電しながら静的撹拌体３１により流動性食品材料を撹拌する構成としている。
【００２７】
ところが、静的撹拌体３１をステンレス鋼やチタン等の金属によって作った場合、その導電率が通常は流動性食品材料よりも格段に高いため、通電加熱用電極２５Ａ〜２５Ｆの相互間において電流が静的撹拌体３１内を集中して流れてしまい、そのため流動性食品材料が充分にジュール発熱しなくなって、流動性食品材料が充分に温度上昇しなくなる問題が生じる。もちろん金属からなる静的撹拌体内を流れる電流によってその静的撹拌体自体もジュール発熱するが、金属の電気抵抗は一般に著しく小さいため、静的撹拌体の発熱量は少なく、したがって静的撹拌体の発熱により流動性食品材料を間接的に加熱する効果も充分には得られない。
【００２８】
一方、静的撹拌体を樹脂によって作った場合、樹脂は一般に絶縁体であるため、通電加熱用電極の相互間の電流が静的撹拌体によって妨げられてしまう。このように通電加熱用電極間の電流が静的撹拌体によって妨げられれば、その妨げられた部分では、通電加熱用電極の相互間で流れる電流の経路（流動性食品材料中を流れる電流の経路）が静的撹拌体によって曲げられて、電極相互間の直線距離よりも格段に長くなってしまう。そしてこのように電流経路の長くなる程度は、静的撹拌体の形状、位置によって一様ではないため、最も短い電流経路の部分に集中して電流が流れ、かえって電流密度の不均一を招いてしまう。特に図７に示されるように静的撹拌体３１を管路の軸線方向に沿って挿入している場合、静的撹拌体３１の最外縁と管路１５の内面との間には、たとえ微小であっても空隙が必然的に存在し、その空隙の部分を通る電流経路が電極間で最も短くなるから、その部分、すなわち管路１５の内面に沿った部分に集中して電流が流れ、その部分で過加熱が生じてしまうおそれがある。すなわち、既に述べたように静的撹拌体を設けていない従来技術の場合でさえ管路の内面付近が過加熱されやすかったのであるが、静的撹拌体を挿入することによって、かえってその傾向が助長されて、加熱の不均一が大きくなり、したがって根本的な加熱の不均一解消策とはなり得ないのである。
【００２９】
以上のように、静的撹拌体の材料として、現状で最も一般的に採用しやすいと考えられる金属材料および樹脂材料のいずれを用いても新たな問題が発生し、そのため前記提案の実用化は未だ見送られていたのが実情である。
【００３０】
なお、以上の説明では撹拌部材として静的撹拌体を用いた場合についてのみ説明したが、回転撹拌体を用いた場合にも同様な問題があることはもちろんである。
【００３１】
この発明は以上の事情を背景としてなされたもので、前記提案の連続通電加熱装置の問題点に鑑み、撹拌部材の存在によって流動性食品材料が充分に加熱されなかったりまた撹拌部材によってかえって加熱の不均一が助長されたりすることがないようにした連続通電加熱装置を提供することを目的とするものである。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
既に述べたように、実機の連続通電加熱装置においては、多段に通電加熱を行なうことが多い。すなわち、２以上の通電加熱用電極からなる電極群を、管路の長さ方向に複数群配列しておき、それぞの電極群内において通電加熱用電極間で通電加熱を行なうことが多い。そしてこの場合、各電極群の間の位置では電流が流れないように構成されていることが多い。そこでこの発明では、各電極群の間の電流が流れない部分を有効活用して、その部分に撹拌部材を設けて、流動性食品材料を撹拌することとした。
【００３３】
すなわちこの発明は、基本的には、請求項１に記載したように、流動性食品材料について、管路内をその長さ方向の一方の側から他方の側へ向けて連続的に流動移送させながら、管路にその長さ方向に間隔を置いて配設された２以上の通電加熱用電極の間を連続的に通過させて、各通電加熱用電極の間で流動性食品材料に通電することにより流動性食品材料を連続的に加熱するための装置において、それぞれ２以上の通電加熱用電極からなる複数の電極群が、管路の長さ方向に所定間隔を置いて配設されており、かつ複数の電極群の相互の間の位置では流動性食品材料に通電しないように構成され、管路内における複数の電極群の相互の間の位置に、流動性食品材料を管路の軸線方向とは異なる方向に移動させて流動性食品材料を管路内で撹拌する撹拌部材が設けられていることを特徴とするものである。
【００３４】
また請求項２の発明は請求項１に記載の流動性食品材料の連続通電加熱装置において、さらに前記電極群のうち、最下流側に位置する電極群の下流側に別の撹拌部材が設けられていることを特徴とするものである。
【００３５】
ここで、撹拌部材としては、静的撹拌体と回転撹拌体とのいずれを用いても良く、これらを規定したのが請求項３、請求項４である。
【００３６】
すなわち請求項３の発明は、請求項１に記載の流動性食品材料の連続通電加熱装置において、前記撹拌部材が、管路内に配置された静的撹拌体によって構成されており、この静的撹拌体は、管路の軸線方向とは異なる方向に傾斜する傾斜面を有しており、管路内を流れる流動性食品材料を前記傾斜面によって管路の軸線方向とは異なる方向に押しやることによって流動性食品材料を撹拌するように構成されていることを特徴とするものである。
【００３７】
また請求項４の発明は請求項１に記載の流動性食品材料の連続通電加熱装置において、前記撹拌部材が、管路内においてその軸線を中心として回転する回転撹拌体によって構成されていることを特徴とするものである。
【００４０】
前述のようにこの発明の通電加熱装置においては静的撹拌体もしくは回転撹拌体からなる撹拌部材を、複数の電極群の間の位置、すなわち流動性食品材料に電流が流れない位置に設けることによって、その撹拌部材を導電率が高い金属材料よって作った場合でも、電極間の通電電流が撹拌部材の部分に集中して流れて流動性食品材料が充分に通電加熱されなくなるような事態の発生を防止でき、一方撹拌部材を電気絶縁性の樹脂によって作った場合にも、その撹拌部材によって電極間の通電電流の経路が妨げられることがなく、そのため撹拌部材の存在によってかえって加熱の均一を助長してしまうようなこともない。
【００４１】
【発明の実施の形態】
【００４２】
【実施例】
図１にこの発明を適用した連続通電加熱装置の全体構成の一例を示し、図２、図３にその要部を示す。なお図１において、図６に示した先行技術の要素と同一の要素については図６と同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４３】
図１において、管路１５の垂直立上り部分１５Ａには、下方から第１の電極群を備えた第１の通電加熱ユニット４１Ａ、第２の電極群を備えた第２の通電加熱ユニット４１Ｂ、および第３の電極群を備えた第３の通電加熱ユニット４１Ｃがその順に間隔を置いて形成されており、かつ第１の通電加熱ユニット４１Ａと第２の通電加熱ユニット４１Ｂとの間の管路内には、撹拌部材として第１の静的撹拌体４３Ａが、また第２の通電加熱ユニット４１Ｂと第３の通電加熱ユニット４１Ｃとの間の管路内には、同じく撹拌部材として第２の静的撹拌体４３Ｂが設けられている。そしてこれらの各通電加熱ユニット４１Ａ〜４１Ｃ、各静的撹拌体４３Ａ，４３Ｂを含む部分の全体がこの発明で特徴とする撹拌部材を備えた通電加熱装置１９とされている。
【００４４】
各通電加熱ユニット４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃは、この実施例の場合はすべて同一の構成とされており、そこで第１の通電加熱ユニット４１Ａの部分付近について図２に拡大して示す。
【００４５】
図２において、第１の通電加熱ユニット４１Ａは、管路１５の垂直立上り部分１５Ａに、下方から第１アース電極２３Ａ、通電加熱用電極２５Ａ〜２５Ｆ、第２アース電極２３Ｂが間隔を置いてその順に配設した構成とされている。各アース電極２３Ａ，２３Ｂおよび各通電加熱用電極２５Ａ〜２５Ｆは、チタン、チタン合金、あるいはステンレス鋼などの導電材料からなるものであって、それぞれ環状に作られて、管路１５の一部を構成している。また各電極２３Ａ，２３Ｂ；２５Ａ〜２５Ｆの間の管路部分は、それぞれ円筒状をなす絶縁性管体２７によって構成されている。そして各通電加熱用電極２５Ａ〜２５Ｆは、交互に通電加熱用電源２９の一方の端子２９Ａ、他方の端子２９Ｂに電気的に接続され、両側のアース電極２３Ａ，２３Ｂはそれぞれ電気的に接地されている。そして通電加熱用電極２５Ａ〜２５Ｆが、請求項１で規定するところの２以上の通電加熱用電極からなる第１の電極群４５Ａを構成している。なお通電加熱用電源２９としては、通常は高周波電源あるいは商用交流電源が用いられる。
【００４６】
一方、第１の静的撹拌体４３Ａ、第２の静的撹拌体４３Ｂも、この発明の実施例の場合は同一の構成とされており、そこで第１の静的撹拌体４３Ａを設けた部分の構成について図３に拡大して示す。
【００４７】
図３において、管路１５の垂直立上がり部分１５Ａのうち、第１の電極群を備えた第１の通電加熱ユニット４１Ａと第２の電極群を備えた第２の通電加熱ユニット４１Ｂとの間の部分には、管路１５の長さ方向に沿って撹拌部材としての第１の回転撹拌体４３Ａが挿入されている。この静的撹拌体４３Ａは、既に説明した図７〜図９の静的撹拌体３１と同様に、板状の部材を右ネジ方向へ１８０°捻った複数の右捻り片４７Ａと、板状部材を左ネジ方向へ１８０°捻った複数の左捻り片４７Ｂとからなり、これらの右捻り片４７Ａと左捻り片４７Ｂとを交互に固定して設けた構成とされており、右捻り片４７Ａと左捻り片４７Ｂとの突き合せ部分では、それぞれの端部が９０°の位相差をもって接するように位置決めされている。ここで、図３におけるＡ−Ａ矢視断面の形状、Ｂ−Ｂ矢視断面の形状は、それぞれ既に示した図８、図９の場合と同じである。なお静的撹拌体４３Ａの上端は、支持部材４９によって管路１５に固定されている。この支持部材４９は、管路１５内における流動性食品材料の流路を閉塞しないように構成されていることはもちろんである。
【００４８】
以上のような実施例の連続通電加熱装置において、供給開閉弁１３を開いてポンプ１７を作動させれば、既に述べたと同様に、供給側容器１１から流動性食品材料が管路１５内を図１の左方から右方へ流れる。そして流動性食品材料は、管路１５の垂直立上がり部分１５Ａにおいて通電加熱装置１９の第１の通電加熱ユニット４１Ａ、第２の通電加熱ユニット４１Ｂ、および第３の通電加熱ユニット４１Ｃをその順に通過して、管路１５内において通電加熱されて温度上昇し、殺菌や調理等の加熱処理がなされ、さらに冷却装置２１を通過することにより冷却されてから、排出側容器２３に至る。そして各通電加熱ユニット４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの間の位置において流動性食品材料は撹拌部材としての第１、第２の静的撹拌体４３Ａ，４３Ｂにより撹拌される。
【００４９】
ここで、流動性食品材料に対する通電加熱作用および撹拌作用についてさらに具体的に説明する。
【００５０】
例えば第１の通電加熱ユニット４１Ａにおいて、流動性食品材料は、第１アース電極２３Ａ、各通電加熱用電極２５Ａ〜２５Ｆ、第２アース電極２３Ｂのそれぞれの内側の位置を順次通過する。通電加熱用電極２５Ａ〜２５Ｆは、交互に通電加熱用電極２９の一方の端子２９Ａ、他方の端子２９Ｂに接続されているから、各通電加熱用電極間において流動性食品材料を通って電流が流れ、その流動性食品材料の有する電気抵抗によって流動性食品材料が発熱し、通電加熱がなされる。また両端の第１および第２アース電極２３Ａ，２３Ｂはそれぞれ接地されているから、第１アース電極２３Ａよりも上流側もしくは第２アース電極２３Ｂよりも下流側へ流動性食品材料を介して漏れ電流が流れることを有効に防止できる。
【００５１】
上述のように流動性食品材料が第１の通電加熱ユニット４１Ａを通過する間に通電加熱された後、その流動性食品材料は直ちに第１の静的撹拌体４３Ａの位置を通過する。そして静的撹拌体４３Ａの位置を通過する間、管路１５内を流れる流動性食品材料には、既に図７〜図９を参照して説明したと同様に管路１５の半径方向への撹拌作用が与えられる。
【００５２】
したがって例えば第１の通電加熱ユニット４１Ａによって通電加熱される際に管路１５の内周面付近と中心軸線付近の部分とで電流密度の不均一により温度差が生じていたとしても、第１の静的撹拌体４３Ａの位置を通過する際に、温度の高い管壁近くの流動性食品材料と中心軸線付近の温度の低い流動性食品材料とが一様に混合され、温度差が解消される。
【００５３】
そしてこのように第１の静的撹拌体４３Ａにより温度分布が均一化された流動性食品材料は、続いて第２の通電加熱ユニット４１Ｂを通過し、前記同様に再び通電加熱された後、第２の静的撹拌体４３Ｂの位置を通過して撹拌され、温度分布が再度均一化されてから、第３の通電加熱ユニット４１Ｃを通過し、最終的な目標温度まで通電加熱される。
【００５４】
なおここで、第３の通電加熱ユニット４１Ｃの下流側に、さらに別の静的撹拌体（第３の静的撹拌体）を設けておき、第３の通電加熱ユニット４１Ｃを通過して最終的に目標温度まで通電加熱された流動性食品材料を、さらに撹拌するようにしても良い。
【００５５】
以上の実施例に示されるように、各静的撹拌体４３Ａ，４３Ｂを設けた部分は、通電加熱に直接関係しない部分、すなわち通電加熱のための電流が流れない部分であるから、静的撹拌体４３Ａ，４３Ｂが通電加熱に影響を与えることはない。したがって既に述べたように金属材料および樹脂のいずれを用いることもできる。
【００５６】
なお静的撹拌体４３Ａ，４３Ｂの形状は、図３あるいは図７〜図９に示すような形状に限られるものではなく、要は管路の軸線方向に対して異なる方向へ傾斜する傾斜面を備えたものであれば、流動性食品材料に対して管路半径方向への撹拌力を与えることができる。特に管路の軸線方向に対し異なる２以上の方向へ傾斜する２以上の傾斜面を備えたものであれば、異なる２以上の方向への旋回力を流動性食品材料に与えて、管路横断方向へ食品材料を確実かつ安定して撹拌することができる。
【００５７】
なおまた、前述の実施例では、一つの通電加熱ユニット（電極群）４１Ａ〜４１Ｃがそれぞれ６個の通電加熱用電極２５Ａ〜２５Ｆを備えた構成として、各通電加熱ユニット４１Ａ〜４１Ｃのそれぞの間の位置に静的撹拌体４３Ａ，４３Ｂを配置しているが、一つの通電加熱ユニット（電極群）を構成する通電加熱用電極の数は２個以上であれば６個に限られないことはもちろんである。例えば一つの通電加熱ユニット（電極群）を一対の通電加熱用電極によって構成し、その一対の通電加熱用電極からなる通電加熱ユニットの複数組（すなわち電極群の複数群）を管路の長さ方向に間隔を置いて配設し、それぞれの通電加熱ユニットの間に静的撹拌体を設けても良いことはもちろんであり、その場合の例を図４に示す。なお図４に置いて図２、図３に示される要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００５８】
さらに、前述の実施例では各静的撹拌体４３Ａ，４３Ｂの上端部（管路１５内における下流側の端部）を固定支持するものとしているが、場合によっては各静的撹拌体を積極的には固定支持せずに、管路１５の内径を、静的撹拌体４３Ａ，４３Ｂの上流側（下方）、下流側（上方）の部分で絞って、その管路絞り部分ににより静的撹拌体の移動を阻止するようにしても良い。
【００５９】
また以上の説明では撹拌部材として静的撹拌体を用いるものとしているが、場合によっては管路１５の軸線Ｏを中心として回転する回転撹拌体を用いることもできる。
【００６０】
そしてまた図１〜図３に示した例では、管路１５の垂直立上がり部分１５Ａに、各通電加熱ユニット（電極群）４１Ａ〜４１Ｃと撹拌部材としての例えば静的撹拌体４３Ａ，４３Ｂを設けた構成とているが、垂直立上がり部分に限らず、管路の水平部分あるいは傾斜部分にこれらを設けても良いことはもちろんである。さらに場合によっては各通電加熱ユニット（電極群）４１Ａ〜４１Ｃを設けた管路部分はそれぞれ垂直とし、各通電加熱ユニット４１Ａ〜４１Ｃの相互間の管路部分を水平もしくは傾斜状とし、その水平もしくは傾斜状の管路部分に撹拌部材（例えば静的撹拌体）を設けても良く、あるいはその逆としても良い。
【００６１】
いずれにしても、この発明では要は各通電加熱ユニット（電極群）の相互の間の位置では流動性食品材料の加熱のための通電電流を流さないようにし、その部分に静的撹拌体等の撹拌部材を配設すれば良く、各部材の配列方向は特に限定されるものではない。
【００６２】
【発明の効果】
この発明の流動性食品材料の連続加熱装置によれば、流動性食品材料を管路内において連続的に流動移送させながら、その管路内において流動性食品材料を連続的に通電加熱するにあたって、管路内を流れる流動性食品材料全体を均一に加熱することができる。すなわち、ある電極群内において管路の内面近くの部分と管路の中心軸線付近との間で電流密度の差が生じて、それらの間で流動性食品材料の温度に差が生じたとしても、流動性食品材料はその電極群を通過した後に、直ちに撹拌部材の位置を通過して、管路の半径方向へ撹拌されるため、最終的には流動性食品材料の全体を均一に加熱し、所望の温度まで均一に温度上昇させることができる。またこの発明の通電加熱装置では、静的撹拌体もしくは回転撹拌体からなる撹拌部材が、流動性食品材料の通電加熱のための電流が流れない位置に配設されているため、撹拌部材の導電率もしくは電気抵抗が、通電加熱に影響を与えることはなく、したがって撹拌部材の材料として、導電率が高い金属材料や、逆に電気絶縁性の樹脂などを任意に用いることができ、撹拌部材の材料の制約がなくなって、装置設計が容易となるばかりでなく、撹拌部材として金属材料を用いた場合のように、通電電流が撹拌部材に集中して流れて流動性食品材料が充分に温度上昇しなくなるような事態や、撹拌部材として電気絶縁性の樹脂を用いた場合のように、通電電流が撹拌部材により妨げられることによる電流密度の不均一によって加熱の不均一が助長されてしまうような事態の発生を有効に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による流動性食品材料の連続通電加熱装置の全体構成の一例を示す略解図である。
【図２】この発明の連続通電加熱装置における１つの通電加熱ユニット（電極群）の部分の一例を示す略解的な縦断正面図である。
【図３】この発明の連続通電加熱装置における撹拌部材としての静的撹拌体を設けた部分の一例を示す縦断正面図である。
【図４】この発明の連続通電加熱装置の他の例を示す略解図である。
【図５】従来の通電加熱による流動性食品材料の連続加熱装置の作用を説明するための略解図である。
【図６】先行して提案されている流動性食品材料の連続通電加熱装置の全体構成の一例を示す略解図である。
【図７】図６に示される連続通電加熱装置の要部の一例を示す略解的な縦断面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における静的撹拌体の横断平面図である。
【図９】図７のＩＸ−ＩＸ線における静的撹拌体の横断平面図である。
【符号の説明】
１５管路
１９通電加熱装置
２５Ａ〜２５Ｆ通電加熱用電極
４１Ａ第１の通電加熱ユニット
４１Ｂ第２の通電加熱ユニット
４１Ｃ第３の通電加熱ユニット
４３Ａ第１の静的撹拌体
４３Ｂ第２の静的撹拌体
４５Ａ第１の電極群[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a food material having fluidity that can be continuously fluidly transferred in a pipe, such as a liquid food material, a solid-liquid mixed food material, a gel food material, and the like for sterilization and cooking. The present invention relates to a device that continuously heats the inside (in the pipeline) while being continuously conveyed and conveyed.
[0002]
[Prior art]
One method of heating fluid food materials for sterilization, cooking, etc. is to continuously flow the fluid food through the pipe by the pressure of a pump, etc. There is a method of heating. In this way, according to the method of continuously heating the flowable food material while fluidly conveying the inside of the pipe, the food material continuously heated in the pipe can be continuously filled in the container as it is. The operation from heating to filling can be completely continuous.
[0003]
Recently, a method for heating food materials for sterilization and cooking has been put into practical use by using electric heating (Joule heating) that directly energizes food materials to generate heat by using electric resistance of food materials. ing. Japanese Patent Publication No. 5-33024 has already proposed an apparatus for continuously heating a fluid food material that continuously flows in a pipe by applying such energization heating.
[0004]
In the proposed apparatus, at least two portions are provided at predetermined intervals from the upstream side to the downstream side of the pipeline, and at least a portion corresponding to the inner surface of the pipeline is formed of a conductive material. This is an electrode for current heating. Therefore, in the proposed apparatus, a current flows between the electrode on the upstream side and the electrode on the downstream side of the food material flowing in the pipeline and is heated by energization.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the current heating apparatus for fluid food materials as described above still has a problem in terms of uniform heating. In other words, energization heating originally has the advantage that the food material can be heated uniformly from the point where the food material generates heat from itself, but the flow that flows in the pipeline using the above-mentioned apparatus When heating the food material, the food material is not sufficiently heated in the vicinity of the central axis position of the conduit, whereas the portion near the inner peripheral surface of the conduit is overheated. . The cause of such a problem is considered to be derived from the fact that the current flows non-uniformly with respect to the food material in the pipeline. This point will be described with reference to FIG.
[0006]
In FIG. 5, a short hollow cylinder is provided at a predetermined interval in a direction from the upstream side (the lower side in FIG. 5) to the downstream side (the upper side in FIG. 5) in the pipeline 1 through which the fluid food material is fluidly conveyed. Electrodes 3A and 3B made of a conductive material are disposed, and a pipe line between the electrodes 3A and 3B is formed by a hollow cylindrical spacer tube 5 made of an insulating material, and more than the electrode 3A. The upstream side pipe and the downstream side of the electrode 3B are formed by insulating pipes 7A and 7B made of an insulating material in the same manner as the spacer pipe 5. The insulating tube bodies 7A and 7B, the spacer tube body 5 and the electrodes 3A and 3B are in contact with each other so that there is substantially no step between the inner peripheral surfaces.
[0007]
Here, if a voltage for energization heating is applied between the electrodes 3A and 3B in a state where the food material is circulated through the conduit 1, the current I tends to flow through a path where the electric resistance is minimized. . Therefore, the current I tends to flow through a portion close to the inner peripheral surface of the spacer tube 5 between the electrodes 3A and 3B. Therefore, as shown in the lower part of FIG. 5, the current density becomes uneven in the cross section of the pipe 1, and the current density increases in the portion near the inner surface of the pipe 1 through which the food material flows. In the vicinity of the central axis O of the path 1, the current density becomes extremely small. As a result, the food material is easily overheated near the inner peripheral surface of the pipe 1, whereas the food material is near the central axis O. It tends to occur that it becomes difficult to heat.
[0008]
In addition, when the viscosity of the flowable food material is high, for example, in the case of a jam or the like, the flow rate of the flowable food material is reduced due to the resistance with the tube wall in the portion near the inner surface of the tube 1, while the tube 1 In the vicinity of the central axis O, the influence of the resistance with the tube wall is small, so that the flow rate of the fluid food material increases. Such non-uniform flow rate of the flowable food material in the cross section of the pipe line 1 further promotes non-uniform heating due to the non-uniform current density distribution. That is, in the part near the inner surface of the pipe line 1, since the current density is higher than that near the central axis O, the time during which the electrode 3 A and 3 B stays is longer. The temperature rise will be even greater.
[0009]
Further, an actual continuous heating apparatus for fluid food materials is usually configured to perform multi-stage heating to raise the temperature to a target temperature. That is, three or more electrodes, for example, six or eight electrodes are arranged at intervals in the length direction of the pipe line from the upstream side to the downstream side to form one current heating unit, In many cases, a plurality of the electric heating units are provided from the upstream side to the downstream side in the length direction of the pipe. In this case, the fluid food material heated and supplied between the first two electrodes adjacent to each other is provided. Subsequently, energization heating is performed between the next two electrodes, and the temperature further rises. Thereafter, similarly, the temperature rises as it passes between the electrodes in the same manner, and finally it is heated to the target temperature. In such an actual machine for multi-stage energization heating, if the temperature rise due to the energization heating between the respective electrodes is not uniform as described above, the non-uniformity is further amplified by the multi-stage energization heating. That is, when the flowable food material flowing in the pipe line 1 has a high viscosity, the position of the food material flowing from the inlet side to the outlet side of the pipe line (the position in the cross section of the pipe line) may not change much. Often, this means that a food material that has risen rapidly near the inner surface of the conduit between the first two electrodes will also rise more rapidly near the inner surface of the conduit between the next two electrodes. Therefore, when multi-stage energization heating is performed, the above-described non-uniform heating becomes more severe.
[0010]
Furthermore, as a phenomenon peculiar to energization heating, fluid food materials generally tend to flow current as the temperature rises. Therefore, as described above, the flow rate is increased due to overheating near the inner peripheral surface of the pipe. As a result, the food material that flows near the inner peripheral surface of the pipeline rapidly increases in temperature, and the temperature difference from the food material that flows near the center increases. End up. Such a tendency is further amplified in the case of multi-stage energization heating.
[0011]
Here, if the food material is overheated, even if sterilization can be performed sufficiently, the food texture and flavor of the food may be impaired, discoloration may occur, and nutritional components may be destroyed. To get a good quality food, it is necessary to avoid overheating. On the other hand, when the food material is not sufficiently heated, there are problems such as food hygiene problems caused by insufficient sterilization and insufficient cooking. Therefore, it is important in the food heating device to heat the whole food material to an appropriate temperature according to the intended treatment, but as already described, in the continuous energization heating device for fluid food material that has been proposed in the past, It is difficult to uniformly heat food materials to an appropriate temperature, so that practical use is still hesitant.
[0012]
Further, as described above, if the fluid food material flowing near the inner peripheral surface of the pipeline is overheated, the food material may be burned on the inner surface of the pipeline, in which case the flavor of the food material is only impaired. In addition, a large current may flow locally due to carbonization of the burnt portion or a spark may be generated, and the insulating material constituting the pipe may be locally melted or damaged. Therefore, prevention of scorching of food material on the inner surface of the pipe line is also an important issue.
[0013]
Therefore, the present inventors have already disclosed in JP-A-11-89522, in order to uniformly heat the food material flowing in the pipe line when the food material having fluidity is continuously heated by energization heating in the pipe line, It has been proposed to provide an agitating member for agitating the food material flowing in the pipe between the electrodes for electric heating in the radial direction in the pipe. Here, as the stirring member, a rotary stirring body or a static stirring body (so-called static stirrer) may be used.
[0014]
The continuous energization heating apparatus proposed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-89522 is shown in FIGS.
[0015]
FIG. 6 is a diagram showing an overall configuration of the proposed continuous energization heating apparatus. A food material having fluidity such as a liquid food material or a solid-liquid mixed food material is stored in the supply-side container 11 in advance. . A supply opening / closing valve 13 is provided at the lower end of the supply side container 11, and a pipe line 15 is extended from the lower end of the supply opening / closing valve 13. A pump 17 is provided at a position near the supply opening / closing valve 13 in the pipeline 15 as a pressure feeding means for fluidly conveying the fluid food material through the pipeline 15. In the pipe line 15, there is a vertical rising part 15 A that rises vertically upward from the pump 17, and the pipe vertical rising part 15 A is energized and heated with a stirring member that is a feature of the present invention. A device 19 is formed. Furthermore, the upper end of the vertical rising portion 15A in the pipe line 15 is bent in the horizontal direction and extended in the horizontal direction, and the cooling device 21 is disposed in that portion (that is, the portion corresponding to the downstream side of the energization heating device 19). A discharge side container 23 is provided on the downstream side of the cooling device 21.
[0016]
FIG. 7 shows an example of a vertical rising portion 15 A of the pipe line 15 including the energization heating device 19.
[0017]
In FIG. 7, a first ground electrode 23 A, current-carrying heating electrodes 25 A to 25 F, and a second ground electrode 23 B are arranged in that order from the lower side in the vertical rising portion 15 A of the pipe line 15. Each of the ground electrodes 23A and 23B and each of the energization heating electrodes 25A to 25F is made of a conductive material such as titanium, a titanium alloy, or stainless steel, and is formed in an annular shape so that a part of the pipe line 15 is formed. It is composed. Moreover, the pipe line part between each electrode 23A, 23B; 25A-25F is comprised by the insulating tube 27 which makes a cylindrical shape, respectively. The energization heating electrodes 25A to 25F are alternately electrically connected to one terminal 29A and the other terminal 29B of the energization heating power supply 29, and the ground electrodes 23A and 23B on both sides are electrically grounded. Yes. The electrodes 23A, 23B; 25A to 25F, and the power source 29 for current heating constitute the current heating device 19. The energization heating power source 29 is a high frequency power source or a commercial AC power source.
[0018]
Further, as described above, a static stirrer 31 as a stirring member is inserted vertically into the pipe rising portion 15A provided with the electric heating device 19 from the upper end portion 15B. The static stirring body 31 is disposed along the central axis O of the pipe rising portion 15A.
[0019]
Here, the static stirrer 31 will be described in more detail. The static stirrer 31 includes a plurality of right-hand twisted pieces 31A obtained by twisting a plate-like member by 180 ° in the right-hand screw direction, and a plate-like member. The left twisted pieces 31B are twisted 180 ° in the left screw direction, and the right twisted pieces 31A and the left twisted pieces 31B are alternately provided. Here, at the abutting portion between the right twist piece 31A and the left twist piece 31B, each end portion is positioned so as to contact with a phase difference of 90 °. In addition, each broken-line arrow in FIG. 8, FIG. 9 has shown the twist direction of 31 A of right twist pieces, and the left twist piece 31B, respectively.
[0020]
In the continuous heating apparatus shown in FIGS. 6 to 9, when the supply on-off valve 13 is opened and the pump 17 is operated, the flowable food material from the supply side container 11 passes through the inside of the conduit 15 from the left in FIG. 6 to the right. It flows toward. The fluid food material passes through the energization heating device 19 provided with a stirring member in the vertically rising portion 15A of the pipe line 15 and is heated while being stirred in the pipe line 15 so as to increase the temperature. Then, after being cooled by passing through the cooling device 21, it reaches the discharge side container 23.
[0021]
Further, the current heating action and the stirring action on the fluid food material in the pipe vertical rising portion 15A will be described in detail. In the pipe vertical rising portion 15A, the fluid food material includes the first ground electrode 23A and each current heating. The electrodes 25A to 25F and the second ground electrode 23B are sequentially passed through the inner positions. Here, the current heating electrodes 25A to 25F are alternately connected to one terminal 29A and the other terminal 29B of the current heating electrode 29, so that the fluid food material passes between the current heating electrodes. An electric current flows, and the fluid food material generates heat due to the electric resistance of the fluid food material, and is heated by energization. In addition, since the first and second ground electrodes 23A and 23B at both ends are respectively grounded, a leakage current flows through the flowable food material to the upstream side of the first ground electrode 23A or the downstream side of the second ground electrode 23B. It is possible to effectively prevent electric shocks and the like from flowing.
[0022]
As described above, while the fluid food material is energized and heated, the fluid food material is agitated by the static agitator 31 as the agitating member.
[0023]
That is, when the static stirring body 31 as shown in FIGS. 7 to 9 is used, the flowable food material flowing in the pipe 15 is alternately swung in the opposite direction by the right twist piece 31A and the left twist piece 31B. It is done. And since the phase of the two is 90 ° different at the butted portion of the right twisted piece 31A and the left twisted piece 31B, the flow of the food material is divided, and the butted portions exist at a plurality of locations. There will be multiple flow splits. Together with these actions, the food material is also stirred in the transverse direction of the pipe line 15. That is, the direction of the turning force applied to the food material when the flowable food material comes into contact with the surface of each twisted piece 31A, 31B is the tangential direction of the pipe line 15, and therefore the inner circumference of the pipe line 15 The food material is pushed in the direction close to the surface, and the turbulent flow is generated by the division of the flow at the abutting portion of the adjacent twist pieces 31A and 31B as described above. A sufficient stirring action in the radial direction of the passage 15 can be obtained.
[0024]
As described above, by providing a stirring member such as a static stirrer in order to stir the food material in the radial direction in the pipeline, the food is provided between the vicinity of the center in the pipeline and the vicinity of the inner peripheral surface of the pipeline. Since the ingredients are mixed and agitated, the entire food material flowing in the pipe can be heated uniformly. That is, as described above, even if there is a difference in current density between the portion near the inner surface of the conduit and the portion near the central axis of the conduit, the food material flows only in the portion near the inner surface of the conduit or the center. Since it does not flow only in the vicinity of the axis, and flows alternately in these parts, the degree of heating becomes uniform from the total viewpoint, and it can be heated uniformly for the required temperature for the time required. Become. In addition, by stirring the food material flowing in the pipeline in this way, it is possible to prevent the food material from being burnt on the inner surface of the pipeline.
[0025]
[Problems to be solved by the invention]
However, it has been found that the following problems occur when the proposal is applied to an actual machine.
[0026]
That is, in the proposed apparatus, as shown in FIG. 7, the static stirring body 31 is provided over the entire region where the current heating electrodes 25 A to 25 F exist, and between the current heating electrodes 25 A to 25 F. The fluid food material is agitated by the static agitator 31 while energizing the fluid food material.
[0027]
However, when the static stirrer 31 is made of a metal such as stainless steel or titanium, the electric conductivity is usually much higher than that of the fluid food material, so that an electric current is generated between the current heating electrodes 25A to 25F. As a result, the flow of the fluid food material does not sufficiently generate Joule heat, and the temperature of the fluid food material does not sufficiently increase. Of course, the static stirrer itself also generates Joule heat due to the current flowing in the static stirrer made of metal. However, since the electric resistance of metal is generally extremely small, the amount of heat generated by the static stirrer is small. The effect of indirectly heating the fluid food material due to heat generation cannot be sufficiently obtained.
[0028]
On the other hand, when the static stirrer is made of resin, since the resin is generally an insulator, the current between the energization heating electrodes is hindered by the static stirrer. Thus, if the current between the electrodes for current heating is hindered by the static stirrer, the path of the current flowing between the electrodes for current heating (the current path flowing in the fluid food material) ) Is bent by the static stirrer and becomes much longer than the linear distance between the electrodes. Since the length of the current path is not uniform depending on the shape and position of the static stirrer in this way, the current flows concentrated on the shortest current path, which causes uneven current density. End up. In particular, as shown in FIG. 7, when the static stirring body 31 is inserted along the axial direction of the pipe line, even if there is a minute gap between the outermost edge of the static stirring body 31 and the inner surface of the pipe line 15. Even so, the air gap necessarily exists, and the current path through the air gap portion is the shortest between the electrodes, so that the current flows concentrated on that portion, that is, the portion along the inner surface of the pipe line 15, There is a risk that overheating will occur in that part. That is, as described above, even in the case of the prior art in which no static stirring body is provided, the vicinity of the inner surface of the pipe line was easily overheated, but the tendency was rather increased by inserting the static stirring body. Encouraged, the heating non-uniformity becomes large, and therefore cannot be a radical heating non-uniformity solution.
[0029]
As described above, as a material for the static agitator, a new problem occurs when using any of the metal materials and resin materials that are considered to be most easily adopted at present. The fact is still being sent off.
[0030]
In the above description, only the case where the static stirring member is used as the stirring member has been described, but it is a matter of course that the same problem occurs when the rotating stirring member is used.
[0031]
The present invention has been made against the background described above. In view of the problems of the proposed continuous energization heating apparatus, the fluid food material is not sufficiently heated due to the presence of the stirring member, or the heating member is heated instead of the stirring member. It is an object of the present invention to provide a continuous energization heating device that does not promote unevenness.
[0032]
[Means for Solving the Problems]
As already described, the continuous energization heating device of the actual machine often performs energization heating in multiple stages. That is, it is often the case that a plurality of groups of electrodes composed of two or more electrodes for current heating are arranged in the length direction of the pipe, and the current heating is performed between the electrodes for current heating in each electrode group. In this case, it is often configured so that no current flows between the electrode groups. Therefore, in the present invention, a portion where no current flows between each electrode group is effectively used, and a stirring member is provided in that portion to stir the fluid food material.
[0033]
That is, according to the present invention, basically, as described in claim 1, the flowable food material is continuously flow-transferred from one side in the length direction to the other side in the pipe. However, the flowable food material is energized between each of the energization heating electrodes by continuously passing between two or more energization heating electrodes arranged in the pipe line at intervals in the length direction. Thus, in the apparatus for continuously heating the flowable food material, a plurality of electrode groups each consisting of two or more energizing heating electrodes are arranged at predetermined intervals in the length direction of the pipe line. In addition, the fluid food material is configured not to be energized at a position between the plurality of electrode groups, and the fluid food material is disposed at a position between the plurality of electrode groups in the conduit. The fluid food material is stirred in the pipeline by moving it in a direction different from the direction. It is characterized in that the stirring member is provided.
[0034]
The invention according to claim 2 is the continuous energization heating device for fluid food material according to claim 1, wherein, among the electrode groups, another stirring member is provided on the downstream side of the electrode group located on the most downstream side. It is characterized by that.
[0035]
Here, as the stirring member, either a static stirring member or a rotary stirring member may be used, and these are defined in claims 3 and 4.
[0036]
That is, the invention of claim 3 is the continuous energization heating device for fluid food material according to claim 1, wherein the stirring member is constituted by a static stirring body arranged in a pipe line. The stirrer has an inclined surface that is inclined in a direction different from the axial direction of the pipeline, and the fluid food material flowing in the pipeline is pushed in a direction different from the axial direction of the pipeline by the inclined surface. Is configured to agitate the flowable food material.
[0037]
According to a fourth aspect of the present invention, in the continuous energization heating device for fluid food material according to the first aspect, the stirring member is constituted by a rotating stirring body that rotates about its axis in a pipe line. It is a feature.
[0040]
As described above, in the energization heating device of the present invention, the stirrer composed of a static stirrer or a rotary stirrer is provided at a position between a plurality of electrode groups, that is, a position where no current flows through the fluid food material. Even when the stirring member is made of a metal material having high conductivity, the current flowing between the electrodes concentrates on the part of the stirring member and the fluid food material is not sufficiently heated by current. On the other hand, even when the agitating member is made of an electrically insulating resin, the agitating member does not hinder the current path between the electrodes, and the presence of the agitating member promotes uniform heating. There is no such thing.
[0041]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0042]
【Example】
FIG. 1 shows an example of the entire configuration of a continuous energization heating apparatus to which the present invention is applied, and FIGS. In FIG. 1, the same elements as those of the prior art shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 6, and detailed description thereof is omitted.
[0043]
In FIG. 1, the vertical rising portion 15A of the pipe line 15 includes, from below, a first electric heating unit 41A having a first electrode group, a second electric heating unit 41B having a second electrode group, and A third electric heating unit 41C having a third electrode group is formed at intervals in that order, and in the pipe line between the first electric heating unit 41A and the second electric heating unit 41B. The first static stirring body 43A as the stirring member and the second static stirring body 43C as the stirring member are also provided in the pipe line between the second current heating unit 41B and the third current heating unit 41C. A stirrer 43B is provided. And the whole part including these each electric heating unit 41A-41C and each static stirring body 43A, 43B is made into the electric heating apparatus 19 provided with the stirring member characterized by this invention.
[0044]
Each of the energization heating units 41A, 41B, and 41C has the same configuration in this embodiment, and therefore, the vicinity of the portion of the first energization heating unit 41A is enlarged and shown in FIG.
[0045]
In FIG. 2, the first energization heating unit 41A includes a first ground electrode 23A, energization heating electrodes 25A to 25F, and a second earth electrode 23B spaced from the vertical rising portion 15A of the pipe line 15 from below. It is set as the structure arrange | positioned in order. Each of the ground electrodes 23A and 23B and each of the energization heating electrodes 25A to 25F is made of a conductive material such as titanium, a titanium alloy, or stainless steel, and is formed in an annular shape so that a part of the pipe line 15 is formed. It is composed. Moreover, the pipe line part between each electrode 23A, 23B; 25A-25F is comprised by the insulating tube 27 which makes a cylindrical shape, respectively. The energization heating electrodes 25A to 25F are alternately electrically connected to one terminal 29A and the other terminal 29B of the energization heating power supply 29, and the ground electrodes 23A and 23B on both sides are electrically grounded. Yes. The current heating electrodes 25A to 25F constitute a first electrode group 45A composed of two or more current heating electrodes as defined in claim 1. In addition, as the electric heating power source 29, a high frequency power source or a commercial AC power source is usually used.
[0046]
On the other hand, the first static stirrer 43A and the second static stirrer 43B are also configured in the same manner in the embodiment of the present invention, and there are portions where the first static stirrer 43A is provided. 3 is enlarged and shown in FIG.
[0047]
In FIG. 3, between the first electric heating unit 41 A having the first electrode group and the second electric heating unit 41 B having the second electrode group in the vertically rising portion 15 A of the pipe line 15. A first rotating stirring body 43A as a stirring member is inserted in the portion along the length direction of the pipe line 15. The static stirring body 43A includes a plurality of right twist pieces 47A obtained by twisting a plate-like member by 180 ° in the right-handed screw direction and the plate-like member in the same manner as the static stirring body 31 shown in FIGS. The left twisted piece 47B is twisted 180 ° in the left-handed direction, and the right twisted piece 47A and the left twisted piece 47B are alternately fixed. At the abutting portion with the left twist piece 47B, each end portion is positioned so as to contact with a phase difference of 90 °. Here, the shape of the AA arrow cross-section and the shape of the BB arrow cross-section in FIG. 3 are the same as those in FIGS. The upper end of the static stirring body 43A is fixed to the pipe line 15 by a support member 49. Of course, the support member 49 is configured not to block the flow path of the fluid food material in the pipe line 15.
[0048]
In the continuous energization heating apparatus of the embodiment as described above, if the supply on-off valve 13 is opened and the pump 17 is operated, the flowable food material from the supply side container 11 passes through the inside of the pipe line 15 as described above. It flows from the left of 1 to the right. The fluid food material passes through the first energizing heating unit 41A, the second energizing heating unit 41B, and the third energizing heating unit 41C of the energization heating device 19 in that order in the vertically rising portion 15A of the pipe line 15 in that order. Then, the pipe 15 is energized and heated to rise in temperature, subjected to heat treatment such as sterilization and cooking, and further cooled by passing through the cooling device 21 before reaching the discharge side container 23. The fluid food material is agitated by the first and second static agitators 43A and 43B as agitating members at positions between the energization heating units 41A, 41B and 41C.
[0049]
Here, the current heating action and the stirring action on the flowable food material will be described more specifically.
[0050]
For example, in the first energization heating unit 41A, the flowable food material sequentially passes through the inner positions of the first ground electrode 23A, the respective energization heating electrodes 25A to 25F, and the second earth electrode 23B. Since the current heating electrodes 25A to 25F are alternately connected to one terminal 29A and the other terminal 29B of the current heating electrode 29, a current flows through the flowable food material between the current heating electrodes. The flowable food material generates heat due to the electric resistance of the flowable food material and is heated by energization. In addition, since the first and second ground electrodes 23A and 23B at both ends are respectively grounded, a leakage current flows through the flowable food material to the upstream side of the first ground electrode 23A or the downstream side of the second ground electrode 23B. Can be effectively prevented from flowing.
[0051]
After the fluid food material is energized and heated while passing through the first energization heating unit 41A as described above, the fluid food material immediately passes through the position of the first static stirring body 43A. And while passing through the position of the static stirring body 43A, the flowable food material flowing in the pipe line 15 is stirred in the radial direction of the pipe line 15 in the same manner as already described with reference to FIGS. The action is given.
[0052]
Therefore, for example, even when there is a temperature difference due to non-uniform current density between the inner peripheral surface of the pipe line 15 and the portion near the central axis when being heated by the first current heating unit 41A, When passing through the position of the static stirring body 43A, the fluid food material near the tube wall having a high temperature and the fluid food material having a low temperature near the central axis are uniformly mixed, and the temperature difference is eliminated. .
[0053]
Then, the fluid food material whose temperature distribution is made uniform by the first static stirring body 43A in this way passes through the second energization heating unit 41B and is energized and heated again in the same manner as described above. After passing through the position of the second static stirrer 43B and being homogenized again, the temperature distribution is made uniform again, and then passed through the third energization heating unit 41C and energized and heated to the final target temperature.
[0054]
Here, another static stirrer (third static stirrer) is provided on the downstream side of the third electric heating unit 41C, and finally passes through the third electric heating unit 41C. In addition, the fluid food material that is energized and heated to the target temperature may be further stirred.
[0055]
As shown in the above-described embodiments, the portions provided with the static stirring bodies 43A and 43B are portions not directly related to the electric heating, that is, portions where no electric current for the electric heating flows. The bodies 43A and 43B do not affect the energization heating. Therefore, as described above, either a metal material or a resin can be used.
[0056]
Note that the shapes of the static stirring bodies 43A and 43B are not limited to the shapes shown in FIG. 3 or FIGS. 7 to 9, but the main points are inclined surfaces that are inclined in different directions with respect to the axial direction of the pipeline. If provided, the stirring force in the radial direction of the pipe can be applied to the fluid food material. In particular, if there are two or more inclined surfaces that incline in two or more different directions with respect to the axial direction of the pipeline, the swirl force in two or more different directions is given to the flowable food material to cross the pipeline The food material can be reliably and stably stirred in the direction.
[0057]
In the above-described embodiment, each of the current heating units 41A to 41C has a structure in which each of the current heating units (electrode groups) 41A to 41C includes six current heating electrodes 25A to 25F. Static stirrers 43A and 43B are arranged in the middle, but the number of electrodes for energization heating constituting one energization heating unit (electrode group) is not limited to 6 as long as the number is 2 or more. Of course. For example, one current heating unit (electrode group) is constituted by a pair of current heating electrodes, and a plurality of pairs of current heating units (that is, a plurality of groups of electrode groups) consisting of the pair of current heating electrodes is the length of the conduit. Of course, a static stirrer may be provided between the current-carrying and heating units with an interval in the direction, and an example of such a case is shown in FIG. 4 that are the same as those shown in FIGS. 2 and 3 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
[0058]
Furthermore, in the above-described embodiment, the upper end portions (end portions on the downstream side in the pipe line 15) of the static stirring bodies 43A and 43B are fixedly supported. Without the fixed support, the inner diameter of the pipe line 15 is squeezed at the upstream (downward) and downstream (upper) parts of the static stirring bodies 43A and 43B, and static stirring is performed by the pipe throttle part. The movement of the body may be blocked.
[0059]
In the above description, a static stirring body is used as the stirring member. However, in some cases, a rotating stirring body that rotates about the axis O of the pipe line 15 can be used.
[0060]
In addition, in the example shown in FIGS. 1 to 3, for example, static stirring bodies 43 A and 43 B as the stirring members are provided on the vertical rising portion 15 A of the pipe line 15, respectively, as the stirring members. Although it is configured, it goes without saying that these may be provided not only in the vertically rising portion but also in the horizontal portion or the inclined portion of the pipeline. Further, in some cases, the pipe portions provided with the respective electric heating units (electrode groups) 41A to 41C are vertical, and the pipe portions between the electric heating units 41A to 41C are horizontal or inclined, and the horizontal or An agitating member (for example, a static agitating body) may be provided in the inclined pipe portion, or vice versa.
[0061]
In any case, in the present invention, the main point is that the energizing current for heating the flowable food material is not passed between the respective energizing heating units (electrode groups), and a static stirrer or the like is provided in that portion. The agitating members may be provided, and the arrangement direction of the members is not particularly limited.
[0062]
【The invention's effect】
According to the continuous heating device of the fluid food material of the present invention, while the fluid food material is continuously fluidly transferred in the pipeline, the fluid food material is continuously energized and heated in the pipeline. The entire fluid food material flowing in the pipeline can be heated uniformly. That is, even if there is a difference in current density between the portion near the inner surface of the pipe and the vicinity of the central axis of the pipe in a certain electrode group, and there is a difference in the temperature of the fluid food material between them. After the fluid food material passes through the electrode group, it immediately passes through the position of the stirring member and is stirred in the radial direction of the pipe, so that the entire fluid food material is finally heated uniformly. The temperature can be increased uniformly to a desired temperature. In the energization heating device of the present invention, since the agitating member composed of the static agitating body or the rotating agitating body is disposed at a position where current for energization heating of the flowable food material does not flow, The rate or electric resistance does not affect the heating by heating, and therefore, the material of the stirring member can be arbitrarily selected from a metal material with high conductivity, or conversely, an electrically insulating resin. There are no restrictions on the materials and the design of the equipment becomes easy, and as a metal material is used as the stirring member, the energizing current flows through the stirring member and the temperature of the fluid food material rises sufficiently. Inconsistent heating may be promoted by the current density non-uniformity caused by the current being hindered by the stirring member, such as when the insulating member is used as the stirring member. It can effectively prevent the occurrence of a situation that would be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the overall configuration of a continuous energization heating apparatus for fluid food materials according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic longitudinal front view showing an example of a part of one energization heating unit (electrode group) in the continuous energization heating apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a longitudinal front view showing an example of a portion provided with a static stirring body as a stirring member in the continuous energization heating device of the present invention.
FIG. 4 is a schematic view showing another example of the continuous energization heating device of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the operation of a conventional continuous heating apparatus for fluid food materials by energization heating.
FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of the entire configuration of a continuous energization heating apparatus for fluid food materials proposed in advance.
7 is a schematic longitudinal sectional view showing an example of a main part of the continuous energization heating device shown in FIG. 6. FIG.
8 is a cross-sectional plan view of the static stirring body taken along line VIII-VIII in FIG.
9 is a cross-sectional plan view of a static stirring body taken along line IX-IX in FIG.
[Explanation of symbols]
15 pipeline
19 Electric heating device
25A ~ 25F Electric heating electrode
41A First energization heating unit
41B Second energization heating unit
41C Third electric heating unit
43A First static stirring body
43B Second static stirring body
45A First electrode group

Claims

The flowable food material is disposed in the pipeline at intervals in the length direction while continuously flowing and flowing in the pipeline from one side of the length direction to the other side. In the apparatus for continuously heating the flowable food material by continuously passing between the current heating electrodes and energizing the flowable food material between the current heating electrodes,
A plurality of electrode groups each comprising two or more electrodes for current heating are disposed at predetermined intervals in the length direction of the pipe line, and the fluid food material is located between the plurality of electrode groups. The flowable food material is moved in a direction different from the axial direction of the pipe to the position between the plurality of electrode groups in the pipe to move the flowable food material in the pipe. A continuous energization heating device for fluid food material, wherein a stirring member for stirring is provided.

In the continuous electric heating apparatus of the fluid food material according to claim 1,
Furthermore, the continuous electric heating apparatus of fluid food material in which another stirring member is provided in the downstream of the electrode group located in the most downstream side among the said electrode groups.

In the continuous electric heating apparatus of the fluid food material according to claim 1,
The stirrer is constituted by a static stirrer disposed in a pipe, and the static stirrer has an inclined surface that is slanted in a direction different from the axial direction of the pipe, A continuous energization heating apparatus for fluid food material, wherein the fluid food material is configured to be stirred by pushing the fluid food material flowing in the path in a direction different from the axial direction of the pipe line by the inclined surface.

In the continuous electric heating apparatus of the fluid food material according to claim 1,
A continuous energization heating device for a fluid food material, wherein the stirring member is constituted by a rotating stirring body that rotates about its axis in a pipe line.