JP4719645B2 - 加熱装置 - Google Patents

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本発明は流動性を有する飲食物をジュール熱により加熱する加熱装置に関する。
ジュースやスープなどの飲食物や、蜂蜜、ジャムおよび味噌などのように粘性の高いペースト状の食品などのように流動性を有する飲食物を加熱して調理や殺菌を行うために、例えば、特許文献1に記載されるように、飲食物自体に通電してジュール熱により加熱するようにした技術が開発されている。
流動性を有する飲食物をジュール熱により加熱する場合には、通電パイプの中に飲食物を流しながら、通電パイプに所定の間隔毎に配置された電極から飲食物に電流を流すようにしており、1本の通電パイプには通常複数対の電極が設けられるようになっている。このタイプの加熱装置は、1本の通電パイプにより構成される場合もあるが、多くの場合には直列に接続される複数本の通電パイプにより構成されており、飲食物は1段目の通電パイプから最終段目の通電パイプに向けて順次加熱温度が高められ、最終段目の通電パイプを通過すると、飲食物が所望の調理温度や殺菌温度となるように、それぞれの通電パイプへの供給電力が設定されている。
特開2001−291574号公報
通電パイプを用いて飲食物を、例えば、常温から120℃程度までに通電加熱する場合には、通常、複数の通電パイプが用いられている。例えば、3本の通電パイプにより常温の飲食物を120℃程度にまで加熱する場合には、1本の通電パイプはそれぞれ30〜40℃程度通電加熱することになる。これにより、飲食物を連続的に搬送しながら短時間で所望の温度まで加熱することができるという利点を有している。
しかしながら、最終段の通電パイプを通過したときに飲食物が所望の温度になるようにする必要があるので、全ての通電パイプを通過したときに飲食物がピーク温度となるように全ての通電パイプに電力を供給しなければならない。このため、単位時間当たりの消費電力が大きくなる。また、飲食物によっては、全ての通電パイプを通過して所定の温度にまで加熱された飲食物を加熱後の温度に所定時間保持する必要があり、その場合にはホールド管内に加熱後の飲食物を供給して所定時間飲食物を保持するようにしている。
本発明の目的は、飲食物を収容するホッパーと通電パイプとを循環パイプにより接続するようにした加熱装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、ホッパーに加熱された飲食物を保持するようにして単位時間当たり少ない消費電力によって飲食物を通電加熱し得る加熱装置を提供することにある。
本発明の加熱装置は、流動性を有する飲食物をジュール熱により加熱する加熱装置であって、前記飲食物を所定量収容するホッパーと、前記ホッパーの吐出部と前記ホッパーの戻し部との間に設けられ、前記吐出部から流出した前記飲食物を前記戻し部に戻す循環パイプと、前記循環パイプに設けられ、前記循環パイプと前記ホッパーとの間に飲食物の循環流れを形成するポンプと、前記循環パイプに設けられ、前記循環パイプ内の流路と連通する通電流路を有し前記通電流路内を流れる前記飲食物を通電する複数の電極が設けられた通電パイプと、前記電極に電力を供給する電力供給ユニットと、前記ホッパー内の前記飲食物が前記循環パイプを介して前記通電パイプと前記ホッパーとの間を循環しながら所定の温度にまで加熱保持された後に、前記ホッパー内の前記飲食物を外部に供給する排出パイプと、前記ホッパー内における前記飲食物の温度を検出する温度センサと、前記温度センサからの信号により前記飲食物の温度が所定の温度となったときに前記電力供給ユニットに電力供給停止を指令する制御部とを有し、加熱される飲食物が投入される前記ホッパーを加熱された飲食物を加熱温度で保持する保持容器として利用することを特徴とする。
本発明の加熱装置は、前記循環パイプに流路切換弁を介して前記排出パイプを接続することを特徴とする。
本発明の加熱装置は、前記ホッパーに断熱層を設けることを特徴とする。
本発明によれば、ホッパーと通電パイプは循環パイプにより接続されているので、通電パイプの通電流路内において加熱された飲食物を循環パイプによってホッパーに戻すことによりホッパー内の飲食物は徐々に加熱される。飲食物は通電パイプ内においてジュール熱により加熱されるので、容器内に飲食物を収容して容器をバーナー等により加熱して飲食物を加熱する場合に比して効率的に飲食物を加熱することができる。
複数段の通電パイプを直列接続して一度に所定の温度まで加熱することなく、ホッパーを加熱後の飲食物の保持容器として利用することにより、加熱装置に一度に供給する単位時間当たりの電力量を低減することができる。
ホッパーと通電パイプとの間を循環して流れる飲食物の温度を検出して飲食物が所定の温度となったときに通電パイプの電極に対する通電停止を制御することができ、電極に対して供給する電力を通電パイプの吐出部における飲食物の温度をフィードバックして制御する必要がなく、加熱制御が簡単になり、低コストで加熱装置を製造することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の一実施の形態である加熱装置を示す概略図であり、図2は加熱装置の制御部を示すブロック図であり、図3は図1に示された通電パイプを示す断面図である。
この加熱装置10は、流動性を有する飲食物を被加熱物としてこれを所定量収容するホッパー11を有しており、このホッパー11内には供給パイプ12により外部から被熱処理物である飲食物が供給されるようになっている。ただし、この供給パイプ12を使用することなく、搬送容器からホッパー11内に手作業により飲食物を直接投入するようにしても良い。冷蔵保存された飲食物については冷蔵温度のままホッパー11内に供給するようにしても良く、常温にしてから供給するようにしても良い。このように、加熱処理される飲食物は、冷蔵されたままの温度、あるいは常温でホッパー11内に供給される場合があり、それぞれ飲食物の種類によってはホッパー11内に供給される温度が相違する。
ホッパー11の下部の吐出部13とホッパー11の上部の戻し部14との間には、循環パイプ15が設けられており、この循環パイプ15にはこの内部の流路内に飲食物の流れを形成するためのポンプ16が設けられている。循環パイプ15には通電パイプ21が設けられており、通電パイプ21はホッパー11の吐出部13から流出した飲食物を通電加熱した後に戻し部14に戻る循環パイプ15の一部を構成している。
通電パイプ21は、図3に示すように、複数のリング状の電極22とこれらの間に配置される複数の円筒体23とを有し、内部には通電流路24が設けられている。それぞれの電極22はチタンやステンレスにより形成され、それぞれの円筒体23は樹脂等の絶縁材料により形成されている。通電パイプ21の両端部には流入側と流出側のジョイント25,26が取り付けられており、それぞれのジョイント25,26は循環パイプ15に接続され、循環パイプ15内の流路は通電パイプ21内の通電流路24に連通している。それぞれの電極22には電源ユニット27がケーブルにより接続されており、飲食物の流れる方向に隣り合う電極22が相互に逆極性となるように電源ユニット27から電極22には高周波電流が供給される。
図1に示す加熱装置10においては、通電パイプ21によりジュール加熱された飲食物は循環パイプ15によりホッパー11に戻されるようになっており、ホッパー11内に外部から供給された飲食物はホッパー11と通電パイプ21の間を循環移動することになる。これにより、例えば、常温でホッパー11内に供給された飲食物は循環移動しながら順次温度が高められることになる。このように、ホッパー11は加熱される飲食物を所定量収容するとともに通電パイプ21により加熱された飲食物をその温度が所定の温度になるまで貯留しておく機能を有している。
ホッパー11には、その内部の飲食物の温度低下を防止するために、断熱層17が設けられており、通電パイプ21を通過した後の飲食物がホッパー11内に戻されることにより、ホッパー11内の飲食物は、保温された状態のもとで温度が徐々に高められる。
循環パイプ15には通電パイプ21の下流側の位置に流路切換弁28が設けられており、この流路切換弁28には排出パイプ29が接続されている。流路切換弁28は通電パイプ21から吐出した飲食物をホッパー11内に戻す循環位置と、排出パイプ29に排出させる排出位置とに作動する三方弁により形成されている。したがって、ホッパー11と通電パイプ21との間を循環しながら所定の殺菌温度ないし調理温度にまで加熱された後には、流路切換弁28を作動させることにより飲食物は排出パイプ29から外部に排出される。
排出パイプ29には冷却ユニット18が設けられ、加熱装置10により所定の温度まで加熱された飲食物は冷却ユニット18により冷却されて次の包装工程等に搬送される。排出パイプ29は循環パイプ15のうち通電パイプ21の下流側に接続されており、排出パイプ29から飲食物を外部に搬送する際にはポンプ16が使用される。
加熱装置10の他の実施の形態としては、図1において二点鎖線で示すように、循環パイプ15のうちポンプ16の下流側に排出パイプ29aを流路切換弁28aを介して設けるようにした構成、および排出パイプ29bをホッパー11に直接設けるようにした構成とすることができる。
図2に示すように、演算部(CPU)やメモリ等を有する制御部31には、ホッパー11内に設けられてホッパー11内の飲食物の到達温度を検出する温度センサ32の信号と、通電パイプ21の下流端部または通電パイプ21よりも下流側の位置に設けられ、通電パイプ21により加熱された飲食物の加熱温度を検出する温度センサ33の信号とが送られるようになっている。制御部31からはポンプ16、電源ユニット27、および流路切換弁28に対して制御信号が送られるようになっている。制御部31にはさらに操作パネル34が接続されており、この操作パネル34に設けられたキー等の操作によって、被加熱物である飲食物の種類に応じて電極22に供給される電力値等の設定値が入力され、入力された設定値はメモリに格納されるようになっている。
したがって、所定量の飲食物がホッパー11内に供給された後に、ポンプ16を駆動して飲食物をホッパー11と通電パイプ21との間を循環させながら、通電パイプ21の電極22に電源ユニット27から電力を印加することによって飲食物は徐々に温度が高められる。通電パイプ21による加熱終了時の飲食物の加熱温度は温度センサ33により検出され、ホッパー11内の飲食物の到達温度は温度センサ32により検出される。ホッパー11内の飲食物が到達温度となっていない状態のもとで、通電パイプ21による飲食物の加熱温度が所定値以上となったときには、飲食物が過加熱されないように、通電パイプ21の電極に対する通電量を制御する。
ホッパー11内の飲食物の温度と通電パイプ21を通過直後の飲食物の温度とが所定の温度にまで高められると、温度センサ32,33からの信号によって飲食物が所定の温度にまで加熱されたことが制御部31により判定され、電源ユニット27から通電パイプ21に対する電力の供給が停止される。次いで、制御部31からは流路切換弁28に駆動信号が送られ、流路切換弁28は循環位置から排出位置に切り換えられる。これにより、所定の温度まで加熱された飲食物は排出パイプ29に送られて冷却ユニット18により冷却された後に外部に排出される。
図3に示される通電パイプ21は環状の電極22と円筒体23とにより管状部材34が形成されているが、管状部材34の形状や電極22の形状により、図3に示されるタイプ以外に、図4〜図6に示すように、種々のタイプの通電パイプとすることができる。
図4に示される通電パイプ21は、飲食物を案内する通電流路24が形成された断面四角形の管状部材35を有している。この管状部材35は樹脂等の絶縁材料により形成され、この内面には2枚の板状の電極22が相互に対向して取り付けられており、それぞれの電極22には電源ユニット27がケーブルにより接続されている。管状部材35の両端には流入側と流出側のジョイント25,26が取り付けられている。
図5は通電パイプ21の更に他の具体例を示す縦断面図である。この通電パイプ21は飲食物を案内する通電流路24が形成された断面円形の管状部材36を有し、管状部材36は樹脂等の絶縁材料により形成されている。管状部材36の両端面には相互に対向するように板状の電極22が取り付けられており、それぞれの電極22には電源ユニット27がケーブルにより接続されている。管状部材36の両端部には流入側と流出側のジョイント25,26が設けられている。なお、このタイプの通電パイプ21においては、管状部材36を断面四角形としても良い。
図6は通電パイプ21の更に他の具体例を示す断面図である。この通電パイプ21は飲食物を案内する通電流路24が形成された断面円形の管状部材37を有し、管状部材37の両端は端板部38により閉塞されており、この管状部材37は端板部38を含めて樹脂等の絶縁材料により形成されている。管状部材37の内面には円筒形状の電極22が固定され、管状部材37の中心部に配置される棒状の電極22はその両端が端板部38により固定されている。円筒形状と棒状の両方の電極22,22には電源ユニット27がケーブルにより接続されている。管状部材37の両端部には流入側と流出側のジョイント25,26が設けられている。
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、ホッパー11に外部で加熱された加熱媒体を循環させる加熱流路を形成し、ホッパー11内の飲食物を外部からも加熱するようにしても良い。
本発明の一実施の形態である加熱装置を示す概略図である。 加熱装置の制御部を示すブロック図である。 図1に示された通電パイプを示す断面図である。 (A)は通電パイプの他の具体例を示す縦断面図であり、(B)は(A)の横断面図である。 通電パイプの更に他の具体例を示す縦断面図である。 通電パイプの更に他の具体例を示す縦断面図である。
符号の説明
10 加熱装置
11 ホッパー
12 供給パイプ
13 吐出部
14 戻し部
15 循環パイプ
16 ポンプ
17 断熱層
21 通電パイプ
22 電極
23 円筒体
24 通電流路
25,26 ジョイント
27 電源ユニット
28 流路切換弁
29 排出パイプ
31 制御部
32,33 温度センサ

Claims (3)

  1. 流動性を有する飲食物をジュール熱により加熱する加熱装置であって、
    前記飲食物を所定量収容するホッパーと、
    前記ホッパーの吐出部と前記ホッパーの戻し部との間に設けられ、前記吐出部から流出した前記飲食物を前記戻し部に戻す循環パイプと、
    前記循環パイプに設けられ、前記循環パイプと前記ホッパーとの間に飲食物の循環流れを形成するポンプと、
    前記循環パイプに設けられ、前記循環パイプ内の流路と連通する通電流路を有し前記通電流路内を流れる前記飲食物を通電する複数の電極が設けられた通電パイプと、
    前記電極に電力を供給する電力供給ユニットと、
    前記ホッパー内の前記飲食物が前記循環パイプを介して前記通電パイプと前記ホッパーとの間を循環しながら所定の温度にまで加熱保持された後に、前記ホッパー内の前記飲食物を外部に供給する排出パイプと
    前記ホッパー内における前記飲食物の温度を検出する温度センサと、前記温度センサからの信号により前記飲食物の温度が所定の温度となったときに前記電力供給ユニットに電力供給停止を指令する制御部とを有し、
    加熱される飲食物が投入される前記ホッパーを加熱された飲食物を加熱温度で保持する保持容器として利用することを特徴とする加熱装置。
  2. 請求項1記載の加熱装置において、前記循環パイプに流路切換弁を介して前記排出パイプを接続することを特徴とする加熱装置。
  3. 請求項1または2記載の加熱装置において、前記ホッパーに断熱層を設けることを特徴とする加熱装置。
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