JP4737847B2

JP4737847B2 - 流動性食品材料の連続通電加熱装置

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Publication number: JP4737847B2
Application number: JP2001046137A
Authority: JP
Inventors: 弘星野
Original assignee: Frontier Engineering Co Ltd
Current assignee: Frontier Engineering Co Ltd
Priority date: 2001-02-22
Filing date: 2001-02-22
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2021-02-22
Also published as: JP2002238523A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は管路（パイプ）内において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や液体−固体混合食品材料、ゲル状食品材料などについて、殺菌や調理などのために加熱する管路内を連続的に流動輸送させながら加熱する装置に関するものであり、特にジュール加熱（通電加熱）により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管路内で連続的に流動移送させながら連続的に加熱する方法によれば、バッチ方式で一定量ごとに加熱する方法と比較して生産性を向上させることができ、また管路内で連続的に加熱された食品材料をそのまま下流側の各工程（例えば冷却工程や充填・包装工程等）で連続的に処理することが可能となる。
【０００３】
ところで最近では、食品材料に直接通電して、食品材料の有する電気抵抗により発熱させる通電加熱方式（ジュール加熱方式）を利用し、殺菌や調理のために食品材料を通電加熱する方法、装置が実用化されており、流動性を有する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加熱する場合についても、通電加熱方式を適用する装置が既に特公平５−３３０２４号等において提案されている。
【０００４】
前記提案の連続通電加熱装置は、管路の長さ方向（流動性食品材料の流れる方向）に間隔を置いた２以上の部分に、管路の内周面に沿う環状の電極を設けておき、管路の上流側の電極と下流側の電極との間で流動性食品材料中に電流を流し（通電し）、流動性食品材料を加熱するように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記提案のような流動性食品材料の連続通電加熱装置を実用化するべく、実験・検討を重ねたところ、特に味噌やジャムなどの粘度の高い流動性食品材料を加熱する場合に、均一加熱の点で問題が生じることが判明した。
【０００６】
すなわち、通電加熱方式は、食品材料それ自体の内部からジュール発熱させるところから、外部から別の熱源を用いて熱伝導により加熱する場合と比較すれば均一に食品材料を加熱すことが可能ではあるが、前記提案の装置を用いて管路内を流れる味噌やジャムの如き高粘度の流動性食品材料を通電加熱した場合、管路内の流動性食品材料に流れる電流の不均一によって、流動性食品材料が均一に加熱されなかったり、また管路の管壁が過加熱されてしまう問題があることが判明した。この点について図１２，図１３を参照してさらに詳細に説明する。
【０００７】
図１２において、流動性食品材料が流動移送される管路１には、その上流側（図１２の下側）から下流側（図１２の上側）に向う方向に所定間隔を置いて環状（短円筒状）をなすチタン等の導電材料からなる複数の環状電極３Ａ，３Ｂ，３Ｃが配設されており、各電極３Ａ，３Ｂ，３Ｃの間の管路は、絶縁材料からなる中空管体５によって形成されており、また環状電極３Ａよりも上流側（図１２の下側）の管路および環状電極３Ｃの下流側（図１２の上側）の管路もそれぞれ絶縁材料からなる円筒状の中空管体５によって形成されている。なお絶縁材料からなる中空管体５は、一般に樹脂によって形成されるのが通常である。
【０００８】
ここで、管路１に流動性食品材料を連続的に流した状態で環状電極３Ａ，３Ｂ間および環状電極３Ｂ，３Ｃ間に通電加熱のための電圧を加えれば、電流は電気抵抗が最も小さい経路を通って流れる傾向を示す。流動性食品材料の電気抵抗が全体的に均一であるとすれば、電極間の最短距離に相当する経路の電気抵抗が最も小さくなるから、電流は、環状電極３Ａ，３Ｂ間、環状電極３Ｂ，３Ｃ間の流動性食品材料中において、各電極間の絶縁材料からなる中空管体５の内周面の直近の部分を通って流れる傾向を示す。そのため管路１の内周面直近の部分では流動性食品材料中の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小さくなってしまう。このような管路１内における電流密度の分布（管路１の横断面内における電流密度分布）を、環状電極３Ａと環状電極３Ｂとの間の中間位置について、図１３に示す。そしてこのように電流密度が不均一となる結果、管路１の内周面直近では流動性食品材料が過加熱されやすくなるのに対し、中心軸線Ｏの付近では流動性食品材料が加熱されにくくなる事態が生じる。
【０００９】
さらに流動性食品材料の通電加熱においては、通電される流動性食品材料の温度が高くなるほど流動性食品材料の電気抵抗が低下して電流が流れやすくなるから、前述のように管路１の内周面直近の位置で過加熱されて温度上昇した流動性食品材料には、電気抵抗の低下により電流が一層集中して流れ、その結果管路１の内周面直近位置の流動性食品材料はより一層急激に温度上昇し、管路１の中央部付近を流れる流動性食品材料との温度差が一層大きくなって、温度分布の不均一が促進されてしまう。
【００１０】
そしてまた、管路１内を流れる流動性食品材料の流速は、管路１の内周面近くでは管壁との粘性抵抗によって管路１の中央部付近と比較して小さくなり、そのため流動性食品材料の電極間での滞留時間（したがって加熱時間）が管路１の内周面直近の位置で中央部付近よりも長くなってしまい、そのため内周面直近の位置においては中央部付近よりも温度が上昇しやすくなり、このことも前述のような不均一加熱を助長する結果となっている。
【００１１】
ところで粘性の低い液体食品材料、すなわちいわゆる水っぽい流動性食品材料の場合は、管路１を流れるうちに対流や撹拌、乱流等によって管路１の内周面の直近の位置を流れるものと中央部付近を流れるものとが混合され、その結果たとえ前述のような管路１の内壁面直近の位置と管路１内の中央部付近との間で加熱の不均一が生じても、流動性食品材料をある程度全体的に均一に加熱することが可能である。
【００１２】
しかしながら、味噌やジャムなどの如く粘度の高い流動性食品材料の場合は、管路内において流動性食品材料の対流や撹拌が生じにくく、そのため入口側から出口側までその流動性食品材料の流れる位置がほとんど変わらずに移送されることが多い。例えば管路の内周面直近の位置を流れる流動性食品材料は、管路の入口側から出口側に至るまでそのまま管路の内周面近くを移動し、管路の中央部付近を流れる流動性食品材料は入口側から出口側までそのまま中央部付近を移動することが多い。このような場合、前述のように管路１の内周面直近の位置を流れる流動性食品材料は、そのまま急激に温度上昇して過加熱され、一方管路内の中央部付近を流れる流動性食品材料は、温度上昇がさほど進行せず、加熱不足が生じてしまう。また味噌やジャムの如く粘度の高い流動性食品材料は、一般に粘性の低い水っぽい流動性食品材料と比較して熱伝導率が低いのが通常であり、そのため管路１の内周面直近の位置で流動性食品材料に与えられた熱が管路１内の中央部付近まで直ちには伝達されにくく、このことも粘度の高い流動性食品材料に対する連続通電加熱における不均一加熱を助長して、管路内周面直近位置での過加熱や管路内中央部付近での加熱不足を招く原因となっている。
【００１３】
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、良好な品質の食品材料を得るためには、過加熱を避けることが必要である。一方、食品材料が充分に加熱されない場合は、殺菌が不充分で食品衛生上の問題が生じたり、また加熱調理を目的とする場合には調理を充分に行なえない事態が生じることがある。したがって目的とする処理に応じた適切な温度に食品材料を均一に加熱することが食品加熱装置では重要であるが、前述のような従来の流動性食品材料の連続通電加熱装置では、特に味噌やジャム等の粘度の高い流動性食品材料を加熱する場合に不均一加熱が生じやすく、この点を解決することが重要な課題とされている。
【００１４】
なおまた、前述のような連続通電加熱装置によって味噌やジャム等の粘度の高い流動性食品材料を通電加熱した場合、管路１の内周面直近位置で流動性食品材料が過加熱される結果、管路１における電極３Ａ，３Ｂ間、電極３Ｂ，３Ｃ間の中空管体５を構成している絶縁性材料、例えば樹脂が高温により軟化して変形しやすくなって、構造的に問題が生じたり、寸法精度が狂ったりする問題も生じるおそれがある。
【００１５】
なお、図１２，図１３に示されるような環状電極を用いた流動性食品材料の連続通電加熱装置でも、上流側の環状電極３Ａと下流側の環状電極３Ｂとの間の距離を大きくすれば、その間の電流は上流側の環状電極３Ａと下流側の環状電極３Ｂとの中間位置付近で管路内中心軸線付近をもある程度流れるようになり、管路内中心軸線位置付近をも通電加熱することが可能となると考えられる。しかしながら、このように環状電極相互間の距離を大きくすれば、高電圧を加えなければならなくなって、ランニングコストが高くなるばかりでなく、連続通電加熱装置の全体の長さが長くなって、設備コストが増大するとともに、大きな設置スペースを要するようになる問題が生じる。さらに、通電加熱を停止した時に連続通電加熱装置内に残っている流動性食品材料は、未だ充分に加熱されていないため、運転停止時には連続通電加熱装置内に残っている流動性食品材料をロス分として廃棄しなければならないが、前述のように環状電極の相互間の距離を大きくして連続通電加熱装置の長さが長くなれば、廃棄すべき流動性食品材料のロス分が多くなり、このことも操業コストの上昇を招く一因となる。そしてまた、そもそも前述のように環状電極相互間の距離を大きくしても、管路の内周面直近の部分に電流が集中する傾向自体は完全には解消することはできず、したがって不均一加熱の根本的解決策とはならないのである。
【００１６】
この発明は以上の事情を背景としてなされたもので、流動性食品材料、特に味噌やジャムの如く粘度の高い流動性食品材料を管路内において連続的に通電加熱するにあたり、電極間距離を過度に大きくしなくても、管路内を流動移送される食品材料を均一に加熱し得るようにし、併せて管路内壁が過度に高温となることを防止し得る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。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の流動性食品材料の連続通電加熱装置は、流動性食品材料を管路の長さ方向に流動移送させつつ、管路内の流動性食品材料に対して管路の長さ方向に沿った方向に通電して連続加熱するようにした流動性食品材料の連続通電加熱装置において、流動性食品材料を管路の長さ方向に流通可能とする流通空間を残して管路を横切るように管路の内壁面の対向する部位間に架け渡された横断電極と、その横断電極を設けた位置において管路の内周面に沿って形成された環状電極とを一組のユニット電極とし、複数組のユニット電極を管路の長さ方向に間隔を置いて配設し、これらのユニット電極間で管路の長さ方向に通電することにより管路内を流動移動する流動性食品材料を通電加熱するようにしたことを特徴とする。
【００１８】
このような連続通電加熱装置では、それぞれのユニット電極が、横断電極と、従来技術の場合と同様な管路の内周面に沿う環状電極とを組合せて一体化した構成とされている。そして管路の長さ方向に間隔を置いて配設された各ユニット電極間に通電すれば、管路の内周面直近の位置ばかりでなく、管路の横断面内側の中央部寄りの部分をも電流が流れるため、管路横断面間の電流密度が平均化され、局部的な過加熱や加熱不足が生じにくくなる。従来技術のような環状電極のみを用いた場合と比較すれば、格段に電流密度の不均一が少なくなって、過加熱や加熱不足のおそれを少なくすることができる。なお、環状電極と組合せて横断電極を用いることにより、管路内を流れる流動性食品材料に対する撹拌効果が与えられる。
【００１９】
本発明の流動性食品材料の連続通電加熱装置は、流動性食品材料を管路の長さ方向に流動移送させつつ、管路内の流動性食品材料に対して管路の長さ方向に沿った方向に通電して連続加熱するようにした流動性食品材料の連続通電加熱装置において、流動性食品材料を管路の長さ方向に流通可能とする流通空間を残して管路を横切るように管路の内壁面の対向する部位間に架け渡した複数の横断電極と、管路の内周面に沿って配設した複数の環状電極とを備え、かつ前記複数の横断電極と複数の環状電極とは、管路の長さ方向に交互に位置するように配設され、かつ各横断電極と各環状電極とは電気的に絶縁されており、各横断電極の相互間において管路の長さ方向に通電する状態と各環状電極の相互間において管路の長さ方向に通電加熱する状態とを切替え得るように構成され、各横断電極の相互間または各環状電極の相互間において管路の長さ方向に通電することにより管路内を流れる流動性食品材料を加熱するようにしたことを特徴とする。
【００２０】
このような連続通電加熱装置においては、加熱すべき流動性食品材料の種類や性状、加熱の目的などに応じて、各横断電極の相互間において通電する状態と、各環状電極の相互間において通電する状態とのうちいずれか一方を任意に選択することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１に参考例としての連続通電加熱装置の全体構成の一例を示し、図２〜図４に図１の通電加熱装置本体を拡大した状態を示す。
【００２２】
図１において、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、流動性食品材料を管路１５内において流動輸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、上方へ垂直に立ち上がる管路垂直立上がり部分１５Ａが存在し、この管路垂直立上がり部分１５Ａには、この発明で特徴とする通電加熱装置本体１９が形成されている。さらに管路１５における垂直立上がり部分１５Ａの上端は水平方向へ折曲げられて伸長され、その部分、すなわち通電加熱装置本体１９の下流側に相当する部分には、流動性食品材料を冷却するための冷却装置２１が配設され、さらにその冷却装置２１の下流側には排出側容器２３が設けられている。
【００２３】
なお図１の例では圧送手段として管路１５の中途にポンプ１７を設けているが、場合によっては供給側容器１１にその容器内の流動性食品材料を加圧する加圧手段を設けても良い。また冷却装置２１は場合によっては省くこともできる。
【００２４】
図２〜図４には図１における通電加熱装置本体１９を示す。
【００２５】
図２〜図４において、管路１５の垂直立上がり部分１５Ａには、下方（上流側）から上方（下流側）へ向けて、第１アース電極２５Ａ、複数（図示の例では６箇）の通電加熱用の横断電極２７Ａ〜２７Ｆ、および第２アース電極２５Ｂが、管路１５の長さ方向に間隔を置いてその順に設けられている。第１アース電極２５Ａ、第２アース電極２５Ｂは、チタンあるいはチタン合金、ステンレス鋼などの導電材料によって環状に作られたものであって、少なくとも管路１５の内周面に沿って連続するものであれば良いが、図示の例では管路１５の長さ方向の一部を構成するように作られている。一方横断電極２７Ａ〜２７Ｆは、チタンやチタン合金、ステンレス鋼などの導電材料によって一文字状・棒状（中実軸状もしくは中空軸状）に作られたものであって、管路１５の中心軸線Ｏに対し直交するように（したがって管路１５の横断面と平行となるように）中心軸線Ｏの位置を通って管路１５の直径方向に架け渡されており、その両端部は管路１５の周壁部に固定されている。したがって管路１５内における棒状の各横断電極２７Ａ〜２７Ｆの両側には、流動性食品材料が流通可能なほぼ半円状の流通空間２８が残されていることになる。ここで、棒状の各横断電極２７Ａ〜２７Ｆは、その長さ方向が順次９０°ずつずれるように方向性が定められている。したがって棒状の各横断電極２７Ａ〜２７Ｆのうち、上流側（下方側）から数えて奇数番目のもの（２７Ａ，２７Ｃ，２７Ｅ）が互いに平行に同方向を向き、偶数番目のもの（２７Ｂ，２７Ｄ，２７Ｆ）が奇数番目のもの（２７Ａ，２７Ｃ，２７Ｅ）の長さ方向に対して９０°をなすようにかつ互いに平行となるように位置決めされている。なお管路１５における第１アース電極２５Ａよりも上流側（下方側）の部分は、樹脂等の絶縁材料によって作られた導入管２９Ａによって構成され、第１アース電極２５Ａと第２アース電極２５Ｂとの間の部分（すなわち各横断電極２７Ａ〜２７Ｆの両端部が取付けられた部分）も同様な絶縁材料からなる中間絶縁管２９Ｂによって構成され、さらに第２アース電極２５Ｂよりも下流側（上方側）の部分は、同様な絶縁材料からなる排出管２９Ｃによって構成されている。したがって上流側（下方）から下流側（上方）へ向けて、導入管２９Ａ、第１アース電極２５Ａ、中間絶縁管２９Ｂ、第２アース電極２５Ｂ、および排出管２９Ｃによって管路１５の垂直立上がり部分１５Ａが形成されていることになる。
【００２６】
さらに前記各横断電極２７Ａ〜２７Ｆのうち、上流側（下方側）から数えて奇数番目のもの（２７Ａ，２７Ｃ，２７Ｅ）は、通電加熱用電源３１の一方の電流出力端子３１Ａに電気的に接続され、偶数番目のもの（２７Ｂ，２７Ｄ，２７Ｅ）は、前記通電加熱用電源３１の他方の電流出力端子３１Ｂに電気的に接続されている。ここで通電加熱用電源３１としては、一般には高周波電源が最適であるが、場合によっては商用交流電源であっても良い。なお第１および第２のアース電極２５Ａ，２５Ｂは、それぞれ電気的に接地されている。
【００２７】
以上のような通電加熱装置において、供給側開閉弁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１の左方から右方へ向けて流動移送される。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本体１９を通過し、その間に後述するように通電加熱されて温度上昇し、殺菌や調理のため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ながら、排出側容器２３に至る。
【００２８】
ここで、管路垂直立上がり部分１５Ａの通電加熱装置本体１９における電流の流れ状態についてさらに具体的に説明する。
【００２９】
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２５Ａ、棒状の各横断電極２７Ａ〜２７Ｆ、第２アース電極２５Ｂに、その順に接触しながら通過する。なお各棒状横断電極２７Ａ〜２７Ｆを設けた位置を流動性食品材料が通過する際には、流動性食品材料は各棒状横断電極２７Ａ〜２７Ｆの両側の流通空間２８を通ることになる。ここで、各棒状横断電極２７Ａ〜２７Ｆは、通電加熱用電源３１の出力端子３１Ａ，３１Ｂに交互に接続されているから、上下の棒状横断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が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。各棒状横断電極２７Ａ〜２７Ｃ間での電流密度分布を図５に示す。図５から明らかなように、電流密度は、管路１５の内周面付近の位置よりも中央部付近で大きくなる。またここで、上下に隣り合う棒状横断電極（例えば２７Ａと２７Ｂ）間では、その長さ方向が９０°ずれているため、電流は広がりをもって管路内を流れることになる。すなわち上下に隣り合う棒状横断電極が平行となっている場合には、その棒状横断電極の長さ方向に平行な垂直面内のみを流れてしまう傾向を示すことがあり、その場合は管路１５内における電流密度分布も不均一となるが、上下に隣り合う棒状横断電極の長さ方向を捻っておくことにより、両電極間の電流にも捻りが与えられ、ある程度の広がりをもって流れて、より均一な電流分布に近付くことになり、その結果管路内を流れる流動性食品材料が比較的均一に加熱されることになる。
【００３０】
このように、図１〜図４に示す参考例の場合、環状電極のみを用いた場合の如く管路１５の内周面直近の位置に電流が集中することがなく、むしろ管路１５内の中央部付近の電流密度が高くなり、しかも上下に隣り合う棒状横断電極の長さ方向を異ならしめておくことにより、その中央部付近に対する電流集中度合が軽減されることになる。結局、電流密度は管路内の中心軸線位置で最も高くなるものの、その集中度合はさほど激しくないことになる。
【００３１】
なお図２〜図４に示す参考例の装置においては、通電加熱用の棒状の横断電極２７Ａ〜２７Ｆの下側、上側に第１アース電極２５Ａ、第２アース電極２５Ｂが設けられており、そのため第１アース電極２５Ａよりも上流側もしくは第２アース電極２５Ｂよりも下流側へ流動性食品材料を介して漏洩電流が流れて、感電事故等を起こすことを有効に防止できる。
【００３２】
図２〜図４の参考例においては、横断電極２７Ａ〜２７Ｆとして一文字状・棒状のものを用いているが、これらの横断電極２７Ａ〜２７Ｆは、要は管路１５を横断するように管路１５の内壁面の対向する部位間に架け渡されていれば良く、例えば図６に示すように管路１５の横断面に平行に十文字の棒状をなすように作られていても良い。このように横断電極２７Ａ〜２７Ｆを十文字棒状とした場合、流動性食品材料の流通を許容する流通空間２８は４分円状となる。なお横断電極２７Ａ〜２７Ｆを十文字棒状とする場合も、管路１５の長さ方向に隣り合う横断電極間では十文字の方向を相異ならしめることが望ましい。代表的には、図６に示しているように、順次４５°ずつ相異ならしめることが望ましい。
【００３３】
そのほか、横断電極２７Ａ〜２７Ｆの形状としては、例えば図７に示すように管路１５の横断面に平行な格子状のものとしたり、そのほかネット状などとしても良い。
【００３４】
図８はこの発明の一実施の形態である連続通電加熱装置を示す縦断面図であり、管路１５の長さ方向に通電するための通電加熱用電極として、横断電極と環状電極とを組合せたユニット電極を有している。
【００３５】
図８において、管路１５の垂直立上がり部分１５Ａには、下方（上流側）から上方（下流側）へ向けて、第１アース電極２５Ａ、複数組（図示の例では６組）の通電加熱用のユニット電極３３Ａ〜３３Ｆ、および第２アース電極２５Ｂが、管路１５の長さ方向に間隔を置いてその順に設けられている。ここで、第１アース電極２５Ａ、第２アース電極２５Ｂは、図２〜図４に示したものと同様なものである。一方通電加熱用のユニット電極３３Ａ〜３３Ｆは、それぞれ環状電極３５Ａ〜３５Ｆと横断電極２７Ａ〜２７Ｆとを組合せて一体化した構成とされている。各ユニット電極３３Ａ〜３３Ｆを構成している環状電極３５Ａ〜３５Ｆは、前記同様な導電性材料によって環状に作られて、少なくとも管路１５の内周面に沿って連続するものであり、図示の例では管路１５の一部を構成するように作られている。一方横断電極２７Ａ〜２７Ｆは、流動性食品材料を流通可能とする流通空間２８を残して管路１５を横切るように環状電極３５Ａ〜３５Ｆの内壁面の対向する部位間に架け渡されたものであり、図８の例では、図２〜図４の参考例と同様に管路１５の直径方向に沿う一文字棒状をなすように作られており、その両端が環状電極３５Ａ〜３５Ｆに固定されている。そして各ユニット電極３３Ａ〜３３Ｆにおける棒状の横断電極２７Ａ〜２７Ｆの長さ方向は、図２〜図４に示した場合と同様に、上下のものの間で相互に異なる方向となるように（図８の例では９０°異なった方向となるように）定められている。なお管路１５における第１アース電極２５Ａ、各ユニット電極３３Ａ〜３３Ｆ、第２アース電極２５Ｂのそれぞれの間は、樹脂等の絶縁材料からなる中間絶縁管２９Ｂによって構成されている。そしてまた、環状電極３５Ａ〜３５Ｆと横断電極２７Ａ〜２７Ｆとを組合せ一体化してなるユニット電極３３Ａ〜３３Ｆは、通電加熱用電源３１の出力端子３１Ａ，３１Ｂに交互に接続されている。
【００３６】
このような図８に示す連続通電加熱装置においては、管路１５の垂直立上がり部分１５Ａを流れる流動性食品材料に対しては、各ユニット電極３３Ａ〜３３Ｆ間で通電されることになる。そして各ユニット電極３３Ａ〜３３Ｆは、それぞれ環状電極３５Ａ〜３５Ｆと棒状の横断電極２７Ａ〜２７Ｆとが一体化された構成とされているから、通電電流は、上下に位置するユニット電極間において、一方のユニット電極の環状電極部分および棒状の横断電極部分と、他方のユニット電極の環状電極と棒状の横断電極の部分との間で流れることになる。ここで、環状電極のみであれば既に従来技術として説明したように、管路の内周面直近の部分に電流が集中してしまうが、図８の例のユニット電極３３Ａ〜３３Ｆでは、各環状電極３５Ａ〜３５Ｆの内側にそれぞれ横断電極２７Ａ〜２７Ｆが設けられているため、電流は管路１５の中央部寄りの部分にも分散して流れることになり、その結果従来技術の場合と比較して管路１５の横断面内における電流密度が均一化されることになる。
【００３７】
なお図８に示す連続通電加熱装置においては、ユニット電極３３Ａ〜３３Ｆに用いられる横断電極２７Ａ〜２７Ｆとしては、一文字棒状のものを用いているが、それ以外に、図６に示したような十文字棒状のもの、あるいは図７に示した格子状のもの、そのほかネット状のものなどを使用しても良いことはもちろんである。
【００３８】
図９は、本発明の関連技術である連続通電加熱装置を示し、図９には、管路１５の垂直立上がり部分１５Ａを、その長さ方向に複数の通電区間（図９の例では２つの通電区間、すなわち第１の通電区間３９Ａおよび第２の通電区間３９Ｂ）に区分し、上流側（下方）の第１の通電区間３９Ａには複数の横断電極２７Ａ〜２７Ｆを、管路１５の長さ方向に間隔を置いて設け、下流側（上方）の第２の通電区間３９Ｂには複数の環状電極３５Ａ〜３５Ｆを管路１５の長さ方向に間隔を置いて設けた例が示されている。ここで、第１の通電区間３９Ａにおける横断電極２７Ａ〜２７Ｆは、第１の通電加熱用電源３１１の出力端子３１１Ａ，３１１Ｂに交互に接続され、また第２の通電区間３９Ｂにおける環状電極３５Ａ〜３５Ｆは、第２の通電加熱用電源３１２の出力端子３１２Ａ，３１２Ｂに交互に接続されている。
【００３９】
図１０は、本発明の他の関連技術である連続通電加熱装置を示し、図１０には、横断電極２７Ａ〜２７Ｆを設けた第１の通電区間３９Ａと環状電極３５Ａ〜３５Ｆを設けた第２の通電区間３９Ｂの配列順序を図９の場合と反対にした例を示す。したがってこの場合は、管路１５内を流れる流動性食品材料は、図９の例の場合とは逆に、先ず上流側の第２の通電区間３９Ｂの環状電極３５Ａ〜３５Ｆ間において通電加熱されて管路１５の内周面近くの部分が急速に温度上昇し、その後下流側の第１の通電区間３９Ａの横断電極２７Ａ〜２７Ｆ間において通電加熱されて管路１５の中央部寄りの部分が温度上昇し、最終的に全体に均一加熱されることになる。
【００４０】
図１１はこの発明の他の実施の形態である連続通電加熱装置を示す。この連続通電加熱装置においては、管路１５の長さ方向に交互に横断電極２７Ａ〜２７Ｆと環状電極３５Ａ〜３５Ｆとが配置されている。
【００４１】
図１１において、管路１５の垂直立上がり部分１５Ａには、上流側（下方）に第１アース電極２５Ａ、下流側（上方）に第２アース電極２５Ｂが配設され、その第１アース電極２５Ａと第２アース電極２５Ｂとの間に、所定間隔を置いて複数の棒状の横断電極２７Ａ〜２７Ｆと複数の環状電極３５Ａ〜３５Ｆが交互に位置するように配設されている。各環状電極３５Ａ〜３５Ｆは、管路１５の一部を構成しており、その管路１５に置ける各環状電極３５Ａ〜３５Ｆの相互間の部分は絶縁材料からなる中間絶縁管２９Ｂによって構成され、一方各横断電極２７Ａ〜２７Ｆは、図２〜図４に示されたものと同様に構成されていて、それぞれ両端部分が絶縁材料からなる前記中間絶縁管２９Ｂに固定されている。したがって各横断電極２７Ａ〜２７Ｆと各環状電極３５Ａ〜３５Ｆとの相互間も電気的に絶縁されていることになる。一方通電加熱用電源３１の出力端子３１Ａ，３１Ｂには切替回路４１が接続されており、この切替回路４１は、各横断電極２７Ａ〜２７Ｆ間で通電する状態と、各環状電極３５Ａ〜３５Ｆ間で通電する状態とに切替え得るように構成されている。
【００４２】
図１１の連続通電加熱装置においては、加熱すべき対象の流動性食品材料の特性や加熱目的に応じ、切替回路４１により各横断電極２７Ａ〜２７Ｆ間で通電する状態と各環状電極３５Ａ〜３５Ｆ間で通電する状態とに切替えることができる。例えば、味噌などの粘性が著しく高い流動性食品材料の如く、環状電極では均一加熱が困難な流動性食品材料の場合は、均一加熱を達成するために横断電極２７Ａ〜２７Ｆ間での通電加熱を行ない、一方粘性が低くて環状電極でもある程度均一加熱が可能な流動性食品材料の場合には、急速な温度上昇による加熱処理効率の向上のため、環状電極３５Ａ〜３５Ｆ間での通電加熱を行えば良い。
【００４３】
なお、図８および図１１の連続通電加熱装置において、環状電極３５Ａ〜３５Ｆについては、絶縁管の内面に良導電材料を環状に内張りした構成としても良く、この場合は環状電極の外側の絶縁管の部分は、上下の絶縁材料からなる中間絶縁管２９Ｂと一体化しても良い。
【００４４】
さらに、図８および図１１に実施の形態として示した連続通電加熱装置では第１アース電極２５Ａ、第２アース電極２５Ｂについて、環状電極３５Ａ〜３５Ｆと同じ構成としているが、場合によっては横断電極２７Ａ〜２７Ｆと同様な構成としても良く、さらには環状電極と横断電極を一体化したユニット電極３３Ａ〜３３Ｆ（図８参照）と同様な構成としても良い。
【００４５】
また、横断電極２７Ａ〜２７Ｆや環状電極３５Ａ〜３５Ｆ、さらにはユニット電極３３Ａ〜３３Ｆについて、管路の垂直立上がり部分に設けているが、場合によっては管路の傾斜状の部分、あるいは水平状の部分に設けても良いことはもちろんである。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の連続通電加熱装置によれば、横断電極と環状電極とを組合せて一体化したユニット電極を用いているため、管路の内周面直近の部分のみならず、管路内側の中央部寄りの部分にも電流が流れるため、環状電極のみを用いた場合と比較して電流密度分布が平均化され、かつ横断電極の流通空間を流動性食品材料が通過する際の撹拌効果も与えられるため、流動性食品材料を全体的に均一に加熱して、局部的な過加熱や加熱不足の発生を防止することができる。
【００４７】
本発明の連続通電加熱装置によれば、複数の横断電極と複数の環状電極とが、管路の長さ方向に交互に位置するように配設されていて、各横断電極の相互間において通電する状態と、各環状電極の相互間において通電する状態とを切替えることができるため、加熱すべき流動性食品材料の種類や特性、あるいは加熱の目的などに応じた適切な加熱を行うことができる。そしてまた本発明の連続通電加熱装置によれば、管路の長さ方向に隣り合う一対の棒状横断電極の相互間において、一方の棒状横断電極の長さ方向と他方の棒状横断電極の長さ方向とが相異なっているため、電流が管路内において捩じれるように流れ、そのため管路内の流動性食品材料をより均一に加熱することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例として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】図１に示される連続通電加熱装置における通電加熱装置本体の部分の参考例を示す略解的な縦断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における横断平面図である。
【図４】図２のＶＩ−ＶＩ線における横断平面図である。
【図５】図２〜図４に示す連続通電加熱装置における通電電流の電流密度分布を説明するための略解図である。
【図６】連続通電加熱装置に使用される横断電極の参考例を示す斜視図である。
【図７】連続通電加熱装置に使用される横断電極の他の参考例を示す平面図である。
【図８】この発明の一実施の形態である連続通電加熱装置における通電加熱装置本体を示す略解的な縦断面図である。
【図９】この発明の関連技術である連続通電加熱装置における通電加熱装置本体を示す略解的な縦断面図である。
【図１０】この発明の関連技術である連続通電加熱装置における通電加熱装置本体を示す略解的な縦断面図である。
【図１１】この発明の他の実施の形態である連続通電加熱装置における通電加熱装置本体を示す略解的な縦断面図である。
【図１２】従来の連続通電加熱装置の一例を示す縦断面図である。
【図１３】図１２に示される従来の連続通電加熱装置における通電電流の電流密度分布を説明するための略解図である。
【符号の説明】
１５管路
１９通電加熱装置本体
２７Ａ〜２７Ｆ横断電極
２８流通空間
３１通電加熱用電源
３３Ａ〜３３Ｆユニット電極
３５Ａ〜３５Ｆ環状電極
３９Ａ第１の通電区間
３９Ｂ第２の通電区間

Claims

流動性食品材料を管路の長さ方向に流動移送させつつ、管路内の流動性食品材料に対して管路の長さ方向に沿った方向に通電して連続加熱するようにした流動性食品材料の連続通電加熱装置において、
流動性食品材料を管路の長さ方向に流通可能とする流通空間を残して管路を横切るように管路の内壁面の対向する部位間に架け渡された横断電極と、その横断電極を設けた位置において管路の内周面に沿って形成された環状電極とを一組のユニット電極とし、複数組のユニット電極を管路の長さ方向に間隔を置いて配設し、これらのユニット電極間で管路の長さ方向に通電することにより管路内を流動移動する流動性食品材料を通電加熱するようにしたことを特徴とする、流動性食品材料の連続通電加熱装置。
流動性食品材料を管路の長さ方向に流動移送させつつ、管路内の流動性食品材料に対して管路の長さ方向に沿った方向に通電して連続加熱するようにした流動性食品材料の連続通電加熱装置において、
流動性食品材料を管路の長さ方向に流通可能とする流通空間を残して管路を横切るように管路の内壁面の対向する部位間に架け渡した複数の横断電極と、管路の内周面に沿って配設した複数の環状電極とを備え、
かつ前記複数の横断電極と複数の環状電極とは、管路の長さ方向に交互に位置するように配設され、かつ各横断電極と各環状電極とは電気的に絶縁されており、
各横断電極の相互間において管路の長さ方向に通電する状態と各環状電極の相互間において管路の長さ方向に通電加熱する状態とを切替え得るように構成され、
各横断電極の相互間または各環状電極の相互間において管路の長さ方向に通電することにより管路内を流れる流動性食品材料を加熱するようにしたことを特徴とする、流動性食品材料の連続通電加熱装置。
請求項１または２記載の流動性食品材料の連続通電加熱装置において、
前記各横断電極が、管路をその直径方向に横切る棒状に作られていることを特徴とする、流動性食品材料の連続通電加熱装置。
請求項３記載の流動性食品材料の連続通電加熱装置において、
管路の長さ方向に隣り合う一対の棒状横断電極の相互間における一方の棒状横断電極の長さ方向と他方の棒状横断電極の長さ方向とが相異なるように定められていることを特徴とする、流動性食品材料の連続通電加熱装置。
請求項４記載の流動性食品材料の連続通電加熱装置において、
管路の長さ方向に隣り合う一対の棒状横断電極の相互間における一方の棒状横断電極の長さ方向と他方の棒状横断電極の長さ方向とが９０°の角度をなすように定められていることを特徴とする、流動性食品材料の連続通電加熱装置。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の流動性食品材料の連続通電加熱装置において、
前記各横断電極が、管路の横断面と平行な面内において十字形状をなすように作られていることを特徴とする、流動性食品材料の連続通電加熱装置。