JP4801973B2 - Joule heating device and control method thereof - Google Patents

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本発明は、流動性を有する飲食物を被加熱物としてこれを連続的に搬送しながらジュール熱により加熱するジュール加熱技術に関する。   The present invention relates to a Joule heating technique in which a food or drink having fluidity is heated by Joule heat while being continuously conveyed as an object to be heated.

ジュースやスープなどのように粘性の低い飲食物、並びに蜂蜜、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のように流動性を有する飲食物を連続的に搬送しながら加熱するために、例えば、特許文献1および2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飲食物を加熱するようにしたジュール加熱装置が開発されている。   To heat foods and drinks with low viscosity such as juice and soup, and fluid foods and drinks such as pasty foods with high viscosity such as honey, jam and miso For example, as described in Patent Documents 1 and 2, a joule heating device has been developed that energizes food and drink itself and heats the food and drink with Joule heat.

飲食物を連続的に流しながら通電加熱するジュール加熱装置は、上記公報に記載されるように、飲食物を連続的に案内する管状部材つまり加熱パイプと、この加熱パイプに対となって設けられた電極とを備えたジュール加熱ユニットを有し、飲食物を管状部材の流路内に流しながらから飲食物を電極から通電するようにしている。1本の加熱パイプには通常複数対の電極が設けられており、ジュール加熱ユニットは、1本の加熱パイプにより構成されるタイプと、飲食物を複数段階で所定の殺菌温度まで加熱するため複数の加熱パイプにより構成されるタイプとがある。
特許第2821087号公報 特許第2840014号公報
As described in the above publication, the Joule heating device that heats electricity while continuously flowing food and drink is provided with a pair of tubular members that guide food and drink, that is, a heating pipe, and the heating pipe. A joule heating unit including the electrode is provided, and the food and drink are energized from the electrode while the food and drink are allowed to flow through the flow path of the tubular member. A single heating pipe is usually provided with a plurality of pairs of electrodes, and a Joule heating unit includes a type constituted by a single heating pipe and a plurality of food and drink to heat food and drinks to a predetermined sterilization temperature in a plurality of stages. There is a type constituted by the heating pipe.
Japanese Patent No. 2821087 Japanese Patent No. 2840014

このようなジュール加熱装置は連続的に加熱処理された飲食物を所定量収容するための回収タンクつまり製品タンクを有しており、製品タンクにはジュール加熱ユニットにより加熱された飲食物を直接収容する場合と、加熱された飲食物を冷却ユニットにより冷却した後に収容する場合とがある。製品タンク内の飲食物は包装ユニットに搬送され、包装ユニットにおいて飲食物は包装されて出荷される。   Such a joule heating device has a recovery tank, that is, a product tank, for storing a predetermined amount of food and drink that are continuously heat-treated, and the product tank directly stores the food and drink heated by the joule heating unit. There are cases where the heated food and drink are accommodated after being cooled by the cooling unit. The food and drink in the product tank are conveyed to the packaging unit, and the food and drink are packaged and shipped in the packaging unit.

例えば、スープを製造するためのジュール加熱装置は、製品タンクから搬出されたスープを樹脂製の袋体に無菌充填するための包装ユニットを有している。包装ユニットには所定数の袋体を収容するカートリッジが装填されるようになっており、装填された袋体が全て使用された後には袋体を収容したカートリッジを包装ユニットに装填する必要があり、そのときには製品タンクからの製品の搬出を停止ないし休止させる必要がある。同様に、包装ユニットが故障した場合には、故障修理が終了するまで製品タンクから製品の搬出を停止する必要がある。このように、飲食物を連続的に搬送しながらジュール加熱して飲食物を調理したり殺菌したりするジュール加熱装置においては、製品タンクから加熱処理後の飲食物の搬出を休止させる場合があり、搬出を休止させた状態のもとでも、ジュール加熱ユニットを作動し続けるために、従来、比較的大型の製品タンクが設けられている。これにより、製品タンクからの製品の搬出が停止された状態のもとでも、定常時流量で連続的にジュール加熱ユニットに飲食物を供給しジュール加熱ユニットから飲食物を製品タンクに供給することができる。   For example, a joule heating device for producing soup has a packaging unit for aseptically filling a soup transported from a product tank into a resin bag. The packaging unit is designed to be loaded with cartridges containing a predetermined number of bags, and after all of the loaded bags are used, the cartridge containing the bags needs to be loaded into the packaging unit. In that case, it is necessary to stop or stop the delivery of the product from the product tank. Similarly, when the packaging unit fails, it is necessary to stop the delivery of the product from the product tank until the failure repair is completed. In this way, in the joule heating device that cooks or sterilizes food and drink by joule heating while continuously transporting food and drink, there is a case where carrying out the food and drink after the heat treatment from the product tank is suspended. In order to keep the Joule heating unit operating even when the carry-out is stopped, a relatively large product tank is conventionally provided. As a result, food and drink can be continuously supplied to the joule heating unit at a steady flow rate, and the food and drink can be supplied from the joule heating unit to the product tank even in the state where the carry-out of the product from the product tank is stopped. it can.

ジュール加熱装置により加熱処理される飲食物には種々のものがある。上述したスープ製品のみならず、飲食物を加熱する場合には所定の殺菌温度以上に飲食物が加熱されるように、電極に供給される電力を飲食物の加熱後の温度に基づいてフィードバック制御しており、製品タンクからの製品の搬出が停止されたときに、製品タンクにジュール加熱ユニットから供給される飲食物の量を低下させると、それがフィードバック制御の外乱となって電極に対して供給される電力が大きく上昇下降変動し、所定の殺菌温度まで加熱されない部分が発生することがある。飲食物が所定の殺菌温度まで加熱されない場合にはそれを廃棄する必要がある。ジュール加熱ユニットにホッパなどから供給される飲食物の供給量を変化させると、所定の温度まで製品が加熱されない場合があり、飲食物の製造歩留まりを低下させることになる。そのため従来は、ジュール加熱装置の処理条件を常に一定にするとともに、製品タンクからの搬出が包装ユニットにおける部品の交換や故障修理のために停止される時間を考慮して製品タンクを大型にする必要があった。   There are various types of food and drink that are heat-treated by the joule heating device. When heating food and drink as well as the soup products described above, feedback control is performed on the power supplied to the electrodes based on the temperature after the food and drink are heated so that the food is heated to a predetermined sterilization temperature or higher. If the amount of food or drink supplied from the joule heating unit to the product tank is reduced when the product is not taken out from the product tank, it becomes a disturbance of feedback control to the electrode. The supplied power greatly fluctuates up and down, and a portion that is not heated to a predetermined sterilization temperature may occur. If the food or drink is not heated to a predetermined sterilization temperature, it must be discarded. When the supply amount of food and drink supplied from the hopper or the like to the joule heating unit is changed, the product may not be heated to a predetermined temperature, and the production yield of the food and drink is reduced. Therefore, in the past, it was necessary to keep the processing conditions of the Joule heating device constant and to increase the size of the product tank in consideration of the time during which unloading from the product tank was stopped due to replacement of parts in the packaging unit or failure repair was there.

本発明の目的は、製品タンクからの飲食物の搬出を停止させるときに、ジュール加熱ユニットにおける飲食物の流量を定常時よりも少なくし得るようにすることにある。   An object of the present invention is to make it possible to reduce the flow rate of food and drink in the Joule heating unit when the food and drink from the product tank is stopped.

本発明の他の目的は、ジュール加熱ユニットにより加熱された飲食物を収容する製品タンクを小型化し得るようにすることにある。   Another object of the present invention is to make it possible to downsize a product tank that accommodates food and drink heated by a Joule heating unit.

本発明の目的は、ジュール加熱ユニットにおける飲食物の流量を定常時よりも少ない流量としても、飲食物に対する加熱温度が所定の温度以下に低下しないようにすることにある。   An object of the present invention is to prevent the food temperature from being lowered below a predetermined temperature even when the flow rate of the food and drink in the Joule heating unit is smaller than that in the steady state.

本発明のジュール加熱装置は、流路内を搬送される流動性の飲食物に電極により通電して飲食物をジュール熱により加熱するジュール加熱ユニットと、前記ジュール加熱ユニットに飲食物を供給する供給ポンプと、前記ジュール加熱ユニットにより加熱された後の飲食物を収容する製品タンクと、前記ジュール加熱ユニットにより加熱された飲食物の温度を検出する温度センサと、前記電極に電力を供給する電源ユニットと、前記ジュール加熱ユニットに前記供給ポンプから定常時流量で飲食物を供給する定常処理モードと、前記製品タンクからの飲食物の搬出を休止させる際に前記定常処理モードよりも少ない休止時流量で飲食物を前記ジュール加熱ユニットに供給する休止処理モードとに切り換えるモード切換手段と、前記定常処理モードおよび前記休止処理モードのもとでは前記温度センサからの検出信号に基づいて前記電極に供給される電力をフィードバック制御する一方、前記定常処理モードから前記休止処理モードに切り換えられて前記供給ポンプから供給される飲食物の流量が定常時流量から休止時流量に漸減させる休止移行処理のもとでは前記温度センサからの検出信号を読み込むことなく、前記電極に休止移行電力を供給して電力をオープンループ制御する制御手段とを有することを特徴とする。   The joule heating device of the present invention includes a joule heating unit that energizes a flowable food and drink conveyed in a flow path with an electrode to heat the food and drink with joule heat, and a supply that supplies the food and drink to the joule heating unit. A pump, a product tank for storing food and drink after being heated by the joule heating unit, a temperature sensor for detecting the temperature of the food and drink heated by the joule heating unit, and a power supply unit for supplying power to the electrodes And a steady processing mode for supplying food and drink from the supply pump to the joule heating unit at a steady flow rate, and a resting flow rate that is smaller than that in the steady processing mode when stopping the delivery of food and drink from the product tank. Mode switching means for switching to a pause processing mode for supplying food and drink to the joule heating unit; and the steady processing mode. Under the pause processing mode, the power supplied to the electrode is feedback controlled based on the detection signal from the temperature sensor, while the steady processing mode is switched to the pause processing mode and supplied from the supply pump. Under the pause transition process in which the flow rate of the food and drink to be gradually reduced from the steady flow rate to the pause flow rate, the sleep transition power is supplied to the electrodes without reading the detection signal from the temperature sensor, and the power is open-looped. And control means for controlling.

本発明のジュール加熱装置は、前記休止処理モードから前記定常処理モードに切り換えられて前記供給ポンプから供給される飲食物の流量が休止時流量から定常時流量に漸増させる定常移行処理のもとでは前記温度センサからの検出信号を読み込むことなく、前記電極に定常移行電力を供給して電力をオープンループ制御することを特徴とする。   The joule heating device of the present invention is switched under the stationary processing mode from the pause processing mode and under a steady transition process in which the flow rate of food and drink supplied from the supply pump is gradually increased from the pause flow rate to the steady flow rate. Without reading a detection signal from the temperature sensor, a steady transition power is supplied to the electrode to control the power in an open loop.

本発明のジュール加熱装置は、前記休止移行電力を一定の休止時電力とすることを特徴とする。   The joule heating device of the present invention is characterized in that the rest transition power is a constant rest power.

本発明のジュール加熱装置は、前記休止移行電力を飲食物の漸減流量に応じて定常時電力から休止時電力に漸減することを特徴とする。   The joule heating device of the present invention is characterized in that the rest transition power is gradually reduced from stationary power to rest power according to a gradually decreasing flow rate of food and drink.

本発明のジュール加熱装置は、前記定常移行電力を一定の定常時電力とすることを特徴とする。   The joule heating device of the present invention is characterized in that the steady-state transition power is a constant steady-state power.

本発明のジュール加熱装置は、前記定常移行電力を飲食物の漸増に応じて休止時電力から定常時電力に漸増することを特徴とする。   The joule heating device of the present invention is characterized in that the steady transition power is gradually increased from resting power to steady power in accordance with a gradual increase in food and drink.

本発明のジュール加熱装置の制御方法は、流路内を搬送される流動性の飲食物を電極により通電して飲食物をジュール熱により加熱するジュール加熱ユニット、前記ジュール加熱ユニットに飲食物を供給する供給ポンプ、前記ジュール加熱ユニットにより加熱された後の飲食物を収容する製品タンク、前記ジュール加熱ユニットにより加熱された飲食物の温度を検出する温度センサ、および前記電極に電力を供給する電源ユニットを有するジュール加熱装置の制御方法であって、前記ジュール加熱ユニットに前記供給ポンプから定常時流量で飲食物を供給する定常処理モードと、前記製品タンクからの飲食物の搬出を休止させる際に前記定常処理モードよりも少ない休止時流量で飲食物を前記ジュール加熱ユニットに供給する休止処理モードとにおいては、前記温度センサからの検出信号に基づいて前記電極に供給される電力をフィードバック制御するフィードバック制御工程と、前記モード切換手段の操作により前記定常処理モードから前記休止処理モードに切り換えられて前記供給ポンプから供給される飲食物の流量を、定常時流量から休止時流量に漸減させるときは、前記温度センサからの検出信号を読み込むことなく、前記電極に休止移行電力を供給して電極をオープンループ制御する休止移行処理制御工程とを有することを特徴とする。   The control method of the joule heating device of the present invention includes a joule heating unit that heats food and drink with joule heat by energizing a flowable food and drink conveyed in a flow path with an electrode, and supplies the food and drink to the joule heating unit. Supply pump, a product tank for storing food and drink after being heated by the joule heating unit, a temperature sensor for detecting the temperature of the food and drink heated by the joule heating unit, and a power supply unit for supplying power to the electrodes A joule heating device control method comprising: a steady processing mode for supplying food and drink at a steady flow rate from the supply pump to the joule heating unit; and when the food and drink from the product tank are suspended. A pause processing mode for supplying food and drink to the joule heating unit with a pause flow rate lower than that in the steady processing mode. In the feedback control step of feedback-controlling the electric power supplied to the electrode based on the detection signal from the temperature sensor, the operation mode is switched from the steady processing mode to the pause processing mode by the operation of the mode switching means. When gradually reducing the flow rate of food and drink supplied from the supply pump from the steady flow rate to the rest flow rate, the electrode is opened by supplying rest transition power to the electrode without reading the detection signal from the temperature sensor. And a pause transition process control step for loop control.

本発明のジュール加熱装置の制御方法は、前記モード切換手段の操作により前記休止処理モードから前記定常処理モードに切り換えられて前記供給ポンプから供給される飲食物の流量を、休止時流量から定常時流量に漸増させるときは、前記温度センサからの検出信号を読み込むことなく、前記電極に定常移行電力を供給して電力をオープンループ制御する定常移行処理制御工程を有することを特徴とする。   The control method of the joule heating device of the present invention is configured such that the flow rate of food and drink supplied from the supply pump by switching from the pause processing mode to the steady processing mode by operating the mode switching means is changed from the pause flow rate to the steady state. When the flow rate is gradually increased, a steady transition processing control step of supplying steady transition power to the electrodes and performing open loop control on the electrodes without reading a detection signal from the temperature sensor is provided.

本発明のジュール加熱装置の制御方法は、前記休止移行電力を一定の休止時電力とすることを特徴とする。   The joule heating device control method of the present invention is characterized in that the rest transition power is set to a constant rest power.

本発明のジュール加熱装置の制御方法は、前記休止移行電力を飲食物の漸減流量に応じて定常時電力から休止時電力に漸減することを特徴とする。   The joule heating device control method of the present invention is characterized in that the rest transition power is gradually reduced from stationary power to rest power according to a gradually decreasing flow rate of food and drink.

本発明のジュール加熱装置の制御方法は、前記定常移行電力を一定の定常時電力とすることを特徴とする。   The joule heating device control method of the present invention is characterized in that the steady-state transition power is a constant steady-state power.

本発明のジュール加熱装置の制御方法は、前記定常移行電力を飲食物の漸増に応じて休止時電力から定常時電力に漸増することを特徴とする。   The joule heating device control method according to the present invention is characterized in that the steady-state transition power is gradually increased from resting power to steady-state power in accordance with a gradual increase in food and drink.

本発明によれば、ジュール加熱ユニットにより加熱された飲食物を収容する製品タンクから飲食物の製品が搬出されているときにジュール加熱ユニットに飲食物を定常時流量で供給する定常時処理モードと、製品タンクからの飲食物の搬出が停止されたときに定常時流量よりも少ない流量でジュール加熱ユニットに飲食物を供給する休止処理モードとを有しているので、製品タンクから搬送された飲食物を包装する包装ユニット等において故障や部品交換の作業が発生した場合のように、製品タンクからの飲食物の搬出が停止ないし休止されるときには、ジュール加熱ユニットに定常時よりも少ない流量で飲食物を供給することができ、製品タンクに供給される飲食物の量を少なくすることができる。これにより、製品タンクを小型化することができる。   According to the present invention, when a food product is being carried out from a product tank containing food heated by the Joule heating unit, the food processing product is supplied to the Joule heating unit at a steady flow rate. The food and drink transported from the product tank has a pause processing mode for supplying food and drink to the joule heating unit at a flow rate lower than the steady-state flow rate when the food and drink from the product tank is stopped. When unloading food or drink from the product tank is stopped or paused, such as when a failure or part replacement work occurs in a packaging unit that wraps food, the Joule heating unit uses a lower flow rate than normal. Food can be supplied, and the amount of food and drink supplied to the product tank can be reduced. Thereby, a product tank can be reduced in size.

本発明によれば、定常処理モードから休止処理モードに切り換えられる休止移行処理のときには、電極には一定の休止時電力を供給するか、あるいは飲食物の漸減流量に応じて休止時電力を漸減するとともに電力をオープンループ制御するので、休止移行処理において飲食物が所定の加熱温度よりも低下することが防止される。   According to the present invention, at the time of the pause transition process in which the steady process mode is switched to the pause process mode, a constant pause power is supplied to the electrodes, or the pause power is gradually reduced according to the gradually decreasing flow rate of food and drink. At the same time, the open-loop control of the electric power prevents the food and drink from being lower than the predetermined heating temperature in the pause transition process.

本発明によれば、休止処理モードから定常処理モードに切り換えられる定常移行処理のときには、電極には一定の定常時電力を供給するか、あるいは飲食物の漸増流量に応じて定常時電力を漸増するとともに電力をオープンループ制御するので、定常移行処理において飲食物が所定の加熱温度よりも低下することが防止される。   According to the present invention, at the time of steady transition processing that is switched from the pause processing mode to the steady processing mode, a constant steady power is supplied to the electrodes or the steady power is gradually increased according to the gradually increasing flow rate of food and drink. At the same time, since open-loop control of the electric power is performed, the food and drink are prevented from being lower than the predetermined heating temperature in the steady transition process.

図1は本発明のジュール加熱装置のシステム全体構成を示す概略図である。このジュール加熱装置10は、チーズ等の流動性を有する飲食物を被加熱物としてこれを加熱処理するために使用されており、予め流動状態に調合された飲食物が投入されて飲食物を所定量収容するホッパ11と、このホッパ11から供給管12を介して連続的に供給される飲食物を所定の殺菌温度まで加熱するジュール加熱ユニット13とを有し、供給管12にはホッパ11内の飲食物をジュール加熱ユニット13に供給するための供給ポンプ14が設けられている。   FIG. 1 is a schematic view showing the overall system configuration of the Joule heating apparatus of the present invention. This Joule heating device 10 is used for heat-treating food and drink having fluidity such as cheese as a material to be heated, and food and drink prepared in a fluidized state in advance are put into the food and drink. A hopper 11 that accommodates a fixed amount, and a joule heating unit 13 that heats food and drink continuously supplied from the hopper 11 via a supply pipe 12 to a predetermined sterilization temperature. A supply pump 14 for supplying the food and drink to the joule heating unit 13 is provided.

ジュール加熱ユニット13には接続管15aにより冷却ユニット16が接続されており、ジュール加熱ユニット13により加熱された飲食物は、冷却ユニット16に送られて冷却される。冷却ユニット16には接続管15bにより製品タンク17が接続されており、ジュール加熱ユニット13により加熱された飲食物は冷却ユニット16により冷却された後に製品タンク17に収容される。製品タンク17は搬送管18により包装ユニット19に接続されており、搬送管18に設けられた搬送ポンプ20により製品タンク17内の飲食物は包装ユニット19に搬送される。包装ユニット19としては、製品を樹脂製フィルムにより包装するようにしたり、樹脂製の袋に製品を注入するようにしたり、瓶や缶などの容器に製品を注入するタイプがあり、飲食物は所定量毎に包装されて出荷される。   A cooling unit 16 is connected to the joule heating unit 13 by a connecting pipe 15a, and the food and drink heated by the joule heating unit 13 are sent to the cooling unit 16 and cooled. A product tank 17 is connected to the cooling unit 16 by a connecting pipe 15 b, and the food and drink heated by the joule heating unit 13 are cooled by the cooling unit 16 and then stored in the product tank 17. The product tank 17 is connected to the packaging unit 19 by a transport pipe 18, and the food and drink in the product tank 17 is transported to the packaging unit 19 by a transport pump 20 provided in the transport pipe 18. The packaging unit 19 includes a type in which the product is packaged with a resin film, the product is injected into a resin bag, or the product is injected into a container such as a bottle or a can. It is packaged and shipped every fixed amount.

ジュール加熱ユニット13は、内部に流路が形成され相互に接続管21により直列に接続された第1段目から第4段目までの4つの加熱パイプ22を有しており、ホッパ11から供給ポンプ14によりジュール加熱ユニット13に供給された飲食物は、殺菌温度まで加熱される。例えば、チーズを被加熱物である飲食物とする場合には、85〜98℃程度の温度まで加熱される。図1に示すジュール加熱ユニット13は4つの加熱パイプ22を有し、最終段の加熱パイプ22を通過した被加熱物は保温機としてのホールド管23において最終の加熱終了温度に所定時間保持された後に冷却ユニット16に供給される。なお、ジュール加熱ユニット13は、図示するように4つの加熱パイプ22により構成することなく、被加熱物である飲食物の種類や搬送流量等に応じて任意の数の加熱パイプ22により構成することができる。   The joule heating unit 13 has four heating pipes 22 from the first stage to the fourth stage which are formed in a flow path inside and connected in series by a connecting pipe 21, and are supplied from the hopper 11. The food and drink supplied to the joule heating unit 13 by the pump 14 is heated to the sterilization temperature. For example, when making cheese into the food and drink which is a to-be-heated material, it heats to about 85-98 degreeC. The joule heating unit 13 shown in FIG. 1 has four heating pipes 22, and an object to be heated that has passed through the final stage heating pipe 22 is held at a final heating end temperature for a predetermined time in a hold pipe 23 as a heat insulator. It is supplied to the cooling unit 16 later. The joule heating unit 13 is not composed of the four heating pipes 22 as shown, but is composed of any number of the heating pipes 22 according to the type of food or drink that is to be heated and the transport flow rate. Can do.

冷却ユニット16は、内部に流路が形成され相互に接続管24により直列に接続された4本の冷却パイプ25を有し、加熱終了後の被加熱物はそれぞれの冷却パイプ25内の流路に搬送される。それぞれの冷却パイプ25の外側には外側パイプ26が取り付けられ冷却パイプ25と外側パイプ26との間には冷却媒体が供給される冷却室27が形成され、それぞれの冷却室27には冷水発生機28により生成された冷却水つまりチラーが冷却媒体として配管29を介して供給されるようになっている。冷却パイプ25内を連続的に流れる飲食物は冷却媒体により冷却される冷却パイプ25によって間接的に冷却され、製品タンク17に搬送される。冷却ユニット16内を流れる飲食物の圧力を調整するために、接続管24には補助ポンプ30が取り付けられている。なお、冷却ユニット16を構成する冷却パイプ25の本数は任意に設定することができる。   The cooling unit 16 includes four cooling pipes 25 in which flow paths are formed and connected to each other in series by connecting pipes 24, and an object to be heated after heating is a flow path in each cooling pipe 25. It is conveyed to. An outer pipe 26 is attached to the outside of each cooling pipe 25, and a cooling chamber 27 to which a cooling medium is supplied is formed between the cooling pipe 25 and the outer pipe 26, and each cooling chamber 27 has a chilled water generator. The cooling water, that is, the chiller generated by 28 is supplied as a cooling medium through the pipe 29. The food and drink continuously flowing in the cooling pipe 25 are indirectly cooled by the cooling pipe 25 cooled by the cooling medium and conveyed to the product tank 17. An auxiliary pump 30 is attached to the connection pipe 24 in order to adjust the pressure of food and drink flowing through the cooling unit 16. Note that the number of cooling pipes 25 constituting the cooling unit 16 can be arbitrarily set.

図1に示すジュール加熱装置10は、ジュール加熱ユニット13と冷却ユニット16と製品タンク17とを含めて、殺菌加熱された飲食物を冷却した後に所定量収容するようにした飲食物の製造システムを構成している。ただし、冷却ユニット16が使用されない場合には接続管15aによりジュール加熱ユニット13は直接製品タンク17に接続されることになる。   The joule heating apparatus 10 shown in FIG. 1 includes a joule heating unit 13, a cooling unit 16, and a product tank 17, and includes a food and drink manufacturing system that accommodates a predetermined amount after cooling sterilized and heated food and drink. It is composed. However, when the cooling unit 16 is not used, the joule heating unit 13 is directly connected to the product tank 17 by the connecting pipe 15a.

図2はジュール加熱ユニット13を構成する4つの加熱パイプ22の1つを示す拡大断面図であり、加熱パイプ22は複数のリング状の電極31とこれらの間に配置される複数の円筒体32とにより構成されており、内部には被加熱物である飲食物を案内する流路33が形成されている。それぞれの電極31はチタンやステンレス等の導体により形成され、それぞれの円筒体32は樹脂等の絶縁体により形成されており、加熱パイプ22の両端部には流入側と流出側のジョイント部34,35が取り付けられている。それぞれの電極31には電源ユニット36がケーブルを介して接続されており、被加熱物の流れる方向に隣り合って対をなす電極31が相互に逆極性となるように電源ユニット36から高周波電流が供給される。なお、図1に示されたそれぞれの加熱パイプ22に設けられる電極31の数は、被加熱物の種類や加熱温度等に応じて任意に設定される。   FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing one of the four heating pipes 22 constituting the Joule heating unit 13, and the heating pipe 22 includes a plurality of ring-shaped electrodes 31 and a plurality of cylindrical bodies 32 disposed therebetween. The flow path 33 which guides the food / beverage which is a to-be-heated material is formed in the inside. Each electrode 31 is formed of a conductor such as titanium or stainless steel, and each cylindrical body 32 is formed of an insulator such as a resin. The inflow side and the outflow side joint portions 34, 35 is attached. A power supply unit 36 is connected to each electrode 31 via a cable, and a high-frequency current is supplied from the power supply unit 36 so that the pair of electrodes 31 adjacent to each other in the flowing direction of the object to be heated have opposite polarities. Supplied. In addition, the number of the electrodes 31 provided in each heating pipe 22 shown by FIG. 1 is arbitrarily set according to the kind of heating object, heating temperature, etc.

図3は図1に示すようにホッパ11から包装ユニット19までを含めたジュール加熱装置10の制御回路を示すブロック図である。図3においては、図1に示されたジュール加熱ユニット13を構成する4つの加熱パイプ22には上流側から下流側に向けて符号a〜dが付されており、加熱パイプ22a〜22dのそれぞれの電極31には電源ユニット36から電力が供給される。電源ユニット36からそれぞれの電極31に供給される電力を、加熱パイプ22a〜22d毎に相違させるようにしても良く、上流側の2つの加熱パイプ22a,22bと下流側の2つの加熱パイプ22c,22dに供給される電力を相互に相違させるようにしても良い。   FIG. 3 is a block diagram showing a control circuit of the joule heating device 10 including the hopper 11 to the packaging unit 19 as shown in FIG. In FIG. 3, the four heating pipes 22 constituting the joule heating unit 13 shown in FIG. 1 are denoted by symbols “a” to “d” from the upstream side to the downstream side, and each of the heating pipes 22 a to 22 d. Electric power is supplied to the electrode 31 from the power supply unit 36. The power supplied to the respective electrodes 31 from the power supply unit 36 may be made different for each of the heating pipes 22a to 22d, and the two upstream heating pipes 22a and 22b and the two downstream heating pipes 22c, The power supplied to 22d may be different from each other.

最終段の加熱パイプ22dの出口に接続された接続管15aには、全ての加熱パイプ22により加熱されてジュール加熱ユニット13から流出する飲食物の加熱終了温度を検出する温度センサ37が設けられており、この温度センサ37の検出信号は、制御手段としてのコントロールユニット38に送られる。なお、温度センサ37を加熱パイプ22dの出口側端部に取り付けるようにしても良い。   The connection pipe 15a connected to the outlet of the final stage heating pipe 22d is provided with a temperature sensor 37 for detecting the heating end temperature of the food and drink heated by all the heating pipes 22 and flowing out from the joule heating unit 13. The detection signal of the temperature sensor 37 is sent to a control unit 38 as control means. In addition, you may make it attach the temperature sensor 37 to the exit side edge part of the heating pipe 22d.

コントロールユニット38には操作パネル39が接続されており、被加熱物の種類、それぞれの電極31に対して供給される電力、および被加熱物に対する処理モードなどのジル加熱装置10の運転条件を入力するための入力スイッチが操作パネル39に設けられている。図3において符号39aは定常処理モードへのモード切換スイッチであり、符号39bは休止処理モードへのモード切換スイッチである。定常処理モードの切換スイッチ39aが作業者により操作されると、供給ポンプ14からは定常時流量で飲食物がジュール加熱ユニット13に供給され、休止処理モードの切換スイッチ39bが作業者により操作されると、供給ポンプ14からは定常時流量よりも少ない流量である休止時流量で飲食物がジュール加熱ユニット13に供給される。   An operation panel 39 is connected to the control unit 38, and the operation conditions of the Jill heating apparatus 10 such as the type of the object to be heated, the power supplied to each electrode 31, and the processing mode for the object to be heated are input. An operation switch 39 is provided on the operation panel 39. In FIG. 3, reference numeral 39a is a mode changeover switch to the steady processing mode, and reference numeral 39b is a mode changeover switch to the pause processing mode. When the changeover switch 39a in the steady processing mode is operated by the operator, food and drink are supplied from the supply pump 14 to the joule heating unit 13 at a steady flow rate, and the changeover switch 39b in the pause processing mode is operated by the operator. From the supply pump 14, food and drink are supplied to the joule heating unit 13 at a resting flow rate that is smaller than the steady flow rate.

コントロールユニット38には制御信号を演算するマイクロプロセッサCPUと、制御プログラム、演算式およびマップデータなどが格納されるROMと、一時的にデータを格納するRAMとが設けられており、コントロールユニット38からは供給ポンプ14,搬送ポンプ20、補助ポンプ30、および電源ユニット36にそれぞれ制御信号が送られる。   The control unit 38 is provided with a microprocessor CPU that calculates control signals, a ROM that stores control programs, arithmetic expressions, map data, and the like, and a RAM that temporarily stores data. Control signals are sent to the supply pump 14, the transport pump 20, the auxiliary pump 30, and the power supply unit 36, respectively.

図4は図1に示すジュール加熱装置10により飲食物を加熱処理する場合の処理モードを示すタイムチャートであり、図5は飲食物を加熱処理したときの飲食物の温度変化を示すタイムチャートである。本発明のジュール加熱装置10は、図4に示すように、製品タンク17から包装ユニット19に対して加熱処理後の製品を搬送させる定常処理モードと、包装ユニット19における部品交換等によりその作動が停止される場合のように、製品タンク17からの飲食物の搬送を停止ないし休止させる休止処理モードとを有している。定常処理モードでは、ホッパ11から供給ポンプ14によりジュール加熱ユニット13には定常時流量、例えば1200l/hの流量で飲食物が供給されるのに対し、休止処理モードでは、ジュール加熱ユニット13には休止時流量、例えば600l/hの流量、つまり定常時流量の2分の1の流量で飲食物が供給される。また、定常処理モードでは、電極31に対しては電源ユニット36から定常時電力、例えば1000Vが定常時電力の基準値として供給されるのに対し、休止処理モードでは、電極31に対しては休止時電力、例えば500Vつまり定常時電力の2分の1の電力が基準値として供給される。   FIG. 4 is a time chart showing a processing mode when food and drink are heat-treated by the joule heating device 10 shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a time chart showing temperature changes of the food and drink when the food and drink are heat-treated. is there. As shown in FIG. 4, the joule heating device 10 of the present invention operates in a steady processing mode in which a product after heat treatment is conveyed from the product tank 17 to the packaging unit 19, and replacement of parts in the packaging unit 19. Like the case where it is stopped, it has a pause processing mode for stopping or pausing the transportation of food and drink from the product tank 17. In the steady processing mode, food and drink are supplied from the hopper 11 to the joule heating unit 13 by the supply pump 14 at a steady flow rate, for example, 1200 l / h. The food and drink are supplied at a flow rate at rest, for example, a flow rate of 600 l / h, that is, a flow rate that is one-half of the steady flow rate. In the steady processing mode, steady power, for example, 1000 V, for example, 1000 V is supplied to the electrode 31 from the power supply unit 36 as a reference value for steady power. Hour power, for example, 500 V, that is, half of the steady power is supplied as a reference value.

このように、休止処理モードでは流量を定常時よりも少なくして製品タンク17が短時間で満杯になることなく、包装ユニット19における部品交換等の時間を確保できるようにし、少なくした流量に対応させて電極31に供給される電力も少なくすることにより、結果的に飲食物が所定の殺菌加熱温度以上になるようにしている。定常処理モードと休止処理モードのそれぞれにおいては、温度センサ37からの検出信号に基づいて電源ユニット36から電極31に供給される電力がフィードバック制御される。したがって、定常処理モードでは、定常時電力を基準電力としてジュール加熱ユニット13の飲食物の加熱終了温度が設定温度よりも高くなれば電力が低められ、逆に加熱終了温度が設定温度よりも低くなれば電力が高められるように電力がフィードバック制御される。これにより、飲食物の加熱温度が所望の殺菌温度以上の温度に保持される。同様に、休止処理モードでは、休止時電力を基準電力として飲食物の加熱終了温度の変化に応じて電力がフィードバック制御され、飲食物の加熱温度が定常処理モードと同様に所望の殺菌温度以上の温度となるように保持される。このように、定常処理モードと休止処理モードのいずれのモードにおいても、温度センサ37からの検出信号に基づいて電極に供給される電力をフィードバック制御することにより、製品化に必要となる殺菌加熱温度よりも低い温度となることが防止される。このフィードバック制御における制御動作としては、比例微分(PD)動作、または比例積分微分(PID)動作が使用されている。   In this way, in the pause processing mode, the flow rate is reduced from that in the steady state so that the product tank 17 does not fill up in a short time, so that it is possible to secure time for parts replacement in the packaging unit 19, and the reduced flow rate is supported. As a result, the power supplied to the electrode 31 is also reduced, and as a result, the food and drink are brought to a predetermined sterilization heating temperature or higher. In each of the steady processing mode and the pause processing mode, the power supplied from the power supply unit 36 to the electrode 31 is feedback-controlled based on the detection signal from the temperature sensor 37. Therefore, in the steady processing mode, when the heating end temperature of the food and drink of the joule heating unit 13 is higher than the set temperature with the steady state power as the reference power, the power is reduced, and conversely, the heating end temperature can be lower than the set temperature. If the power is increased, the power is feedback controlled. Thereby, the heating temperature of food and drink is maintained at a temperature equal to or higher than the desired sterilization temperature. Similarly, in the pause processing mode, power is feedback-controlled according to the change in the heating end temperature of the food and drink with the resting power as the reference power, and the heating temperature of the food and drink is equal to or higher than the desired sterilization temperature in the steady processing mode. The temperature is maintained. As described above, in any of the steady processing mode and the pause processing mode, the sterilization heating temperature required for commercialization is achieved by feedback-controlling the power supplied to the electrode based on the detection signal from the temperature sensor 37. It is prevented that the temperature becomes lower than that. As a control operation in this feedback control, a proportional differential (PD) operation or a proportional integral differential (PID) operation is used.

上述した定常処理モードから休止処理モードには、操作パネル39に設けられたモード切換手段としての切換スイッチ39aを作業者が操作することにより切り換えられ、同様に休止処理モードから定常処理モードには、作業者がモード切換手段としての切換スイッチ39bを操作することにより切り換えられる。定常処理モードから休止処理モードへの切り換えが行われるのは、例えば、包装ユニット19において部品の交換等が行われるために、製品タンク17からの製品の搬出を停止する場合であり、休止処理モードから定常処理モードへの切り換えが行われるのは、例えば、部品の交換等が終了して製品タンク17から製品の搬出を再開する場合である。   Switching from the above-described steady processing mode to the pause processing mode is performed by an operator operating a changeover switch 39a as a mode switching means provided on the operation panel 39. Similarly, from the pause processing mode to the steady processing mode, It is switched by the operator operating the switch 39b as the mode switching means. The switching from the steady processing mode to the pause processing mode is performed, for example, when the carry-out of the product from the product tank 17 is stopped because the parts are exchanged in the packaging unit 19. The switching to the steady processing mode is performed, for example, when the replacement of the parts or the like is completed and the delivery of the product from the product tank 17 is resumed.

図4において、例えば、時点Aのときに作業者が操作パネル39の切換スイッチ39aを操作して定常処理モードから休止処理モードに切り換えられたとすると、瞬時に飲食物の流量を定常時流量から休止時流量に切り換えることなく、所定の休止処理移行時間T1をかけて流量を漸減させる。同様に、例えば、時点Cのときに作業者が操作パネル39の切換スイッチ39bを操作して休止処理モードから定常処理モードに切り換えられたとすると、所定の定常処理移行時間T2をかけて流量を休止時流量から定常時流量に漸増させる。図4において、符号Bは休止移行処理が終了して休止処理モードに切り換えられた時点を示し、符号Dは定常移行処理が終了して定常処理モードに切り換えられた時点を示す。休止処理移行時間T1としては、例えば180秒程度に設定され、定常処理移行時間T2としては、例えば120秒程度に設定されている。   In FIG. 4, for example, when the operator operates the changeover switch 39a of the operation panel 39 to switch from the steady processing mode to the pause processing mode at the time point A, the flow rate of food and drink is paused from the steady flow rate instantaneously. Without switching to the hourly flow rate, the flow rate is gradually decreased over a predetermined pause processing transition time T1. Similarly, for example, at time C, when the operator operates the changeover switch 39b of the operation panel 39 to switch from the pause process mode to the steady process mode, the flow rate is paused over a predetermined steady process transition time T2. Increase gradually from the hourly flow rate to the steady state flow rate. In FIG. 4, symbol B indicates a point in time when the pause transition process is finished and switched to the pause processing mode, and symbol D indicates a point in time when the steady transition process is finished and switched to the steady processing mode. The pause process transition time T1 is set to about 180 seconds, for example, and the steady process transition time T2 is set to about 120 seconds, for example.

それぞれの移行処理モードにおいて、定常処理モードおよび休止処理モードと同様に温度センサ37からの検出信号に基づいて電力をフィードバック制御すると、図5において破線で示すように、フィードバック制御系の動作ゲインが大きくなることから、ジュール加熱ユニット13により飲食物の加熱処理温度が大きく変動することになり、飲食物が所定の殺菌温度以下になることがある。   In each transition processing mode, when power is feedback controlled based on the detection signal from the temperature sensor 37 as in the steady processing mode and the pause processing mode, the operation gain of the feedback control system increases as shown by the broken line in FIG. For this reason, the heat treatment temperature of the food or drink is greatly fluctuated by the joule heating unit 13, and the food or drink may be at a predetermined sterilization temperature or lower.

本発明は、流量を漸減しながら定常処理モードから休止処理モードに移行する休止移行処理モードにおいては、温度センサ37からの検出信号を読み取ることなく、休止移行電力を供給して電力はオープンループ制御が行われる。この移行時にオープン制御を行うと、飲食物の加熱温度はそれまでの定常処理モード時よりもやや高めになるが、所定の加熱設定温度よりも低くなることが防止される。   In the sleep transition processing mode in which the steady flow mode is shifted to the pause processing mode while gradually decreasing the flow rate, the sleep transition power is supplied without reading the detection signal from the temperature sensor 37, and the power is controlled by the open loop control. Is done. When open control is performed during this transition, the heating temperature of the food and drink is slightly higher than that in the conventional steady processing mode, but is prevented from being lower than the predetermined heating set temperature.

同様に、流量を漸増しながら休止処理モードから定常処理モードに移行する定常移行処理モードにおいては、温度センサ37からの検出信号を読み取ることなく、定常移行電力を供給して電力はオープンループ制御が行われる。この移行時にオープンループ制御を行うと、飲食物の加熱温度はそれまでの休止処理モードよりもやや高めになるが、所定の加熱設定温度よりも低くなることが防止される。   Similarly, in the steady transition processing mode in which the flow rate is gradually increased and the transition from the pause processing mode to the steady processing mode is performed, the steady transition power is supplied without reading the detection signal from the temperature sensor 37, and the power is subjected to open loop control. Done. When the open loop control is performed during this transition, the heating temperature of the food and drink is slightly higher than that in the previous pause processing mode, but is prevented from being lower than the predetermined heating set temperature.

図6(A),(B)はそれぞれ休止移行電力と定常移行電力の制御パターンを示すタイムチャートであり、図6において時点A〜Dはそれぞれ図4における時点A〜Dに対応する。図6(A)に示す制御パターンにおいては、定常処理モードから休止処理モードに切り換えられたとき(時点A)には、休止移行電力として一定の休止時電力、例えば500Vが設定され、電極には休止移行処理が終了するまで一定の電力が供給される。同様に、休止処理モードから定常処理モードに切り換えられたとき(時点C)には、定常移行電力として一定の定常時電力、例えば1000Vが設定され、電極には定常移行処理が終了するまで一定の電力が供給される。   6A and 6B are time charts showing control patterns of rest transition power and steady transition power, respectively. In FIG. 6, time points A to D correspond to time points A to D in FIG. In the control pattern shown in FIG. 6A, when the steady processing mode is switched to the rest processing mode (time point A), a constant rest power, for example, 500 V is set as the rest transition power, and the electrodes are Constant power is supplied until the hibernation transition process is completed. Similarly, when the pause processing mode is switched to the steady processing mode (time point C), a constant steady state power, for example, 1000 V is set as the steady state transition power, and the electrodes are constant until the steady state transition process is completed. Power is supplied.

一方、図6(B)に示す制御パターンとしては、定常処理モードから休止処理モードに切り換えられたとき(時点A)には、休止移行電力を休止移行処理における飲食物の漸減流量に対応させて定常時電力から休止時電力にまで漸減させる。これにより、電極には飲食物の流量変化にほぼ対応して徐々に低下するように電力が供給される。同様に、休止処理モードから定常処理モードに切り換えられたとき(時点C)には、定常移行電力を定常移行処理における飲食物の漸増流量に対応させて休止時電力から定常時電力にまで漸増させる。これにより、電極には飲食物の流量変化にほぼ対応して徐々に上昇するようにして電力が供給される。   On the other hand, as a control pattern shown in FIG. 6B, when the steady processing mode is switched to the rest processing mode (time point A), the rest transition power is made to correspond to the gradually decreasing flow rate of food and drink in the rest transition processing. Reduce gradually from constant power to resting power. Thereby, electric power is supplied to an electrode so that it may fall gradually corresponding to the flow rate change of food and drink. Similarly, when the rest processing mode is switched to the steady processing mode (time point C), the steady transition power is gradually increased from the rest power to the steady power corresponding to the gradually increasing flow rate of the food and drink in the steady transition processing. . Thereby, electric power is supplied to the electrodes so as to gradually increase almost corresponding to the flow rate change of the food and drink.

このように、休止移行電力としては定常処理時よりも低い電力であって移行処理が終了して休止処理モードとなったときに休止時電力が設定されるのであれば、図6(A)に示すように一定の電力としても良く、図6(B)に示すように電力を変化させるようにしても良い。同様に、定常移行電力としては休止処理時よりも高い電力であって移行処理が終了して定常処理モードとなったときに定常時電力が設定されるのであれば、図6(A)に示すように一定の電力としても良く、図6(B)に示すように電力を変化させるようにしても良い。電力を変化させるパターンとしては、図6(A),(B)に示すように漸次変化させることなく、段階的に電力を変化させるようにしても良い。   As described above, if the sleep transition power is lower than that in the steady process and the transition process is completed and the sleep process mode is set, the sleep power is set in FIG. The power may be constant as shown, or the power may be changed as shown in FIG. Similarly, if the steady-state power is higher than that during the pause process and the steady-state power is set when the transition process ends and the steady-state processing mode is set, the steady-state transition power is shown in FIG. Thus, the power may be constant, or the power may be changed as shown in FIG. As a pattern for changing the power, the power may be changed step by step without gradually changing as shown in FIGS. 6 (A) and 6 (B).

図7は本発明のジュール加熱装置10による飲食物の加熱処理手順を示すアルゴリズムであり、定常処理モードにより飲食物が加熱処理されている状態のもとで、包装ユニット19の部品交換等により製品タンク17からの製品の搬出を停止させるために操作パネル39の切換スイッチ39aが操作されて定常処理モードから休止処理モードにジュール加熱装置10の運転が切り換えられたことがステップS1において判定されたときには、供給ポンプ14の流量が定常時流量から休止時流量に漸減され、温度センサ37からの信号の読み取りが停止され、さらに、ジュール加熱装置10の運転がフィードバック制御工程からオープンループ制御工程に切り換えられる(ステップS2〜S4)。   FIG. 7 is an algorithm showing the heat treatment procedure for food and drink by the joule heating device 10 of the present invention. The product is obtained by replacing parts of the packaging unit 19 under the condition that the food and drink are heat treated in the steady processing mode. When it is determined in step S1 that the operation of the joule heating device 10 has been switched from the steady processing mode to the pause processing mode by operating the changeover switch 39a of the operation panel 39 in order to stop the delivery of the product from the tank 17 The flow rate of the supply pump 14 is gradually reduced from the steady-state flow rate to the rest-time flow rate, reading of the signal from the temperature sensor 37 is stopped, and the operation of the joule heating device 10 is switched from the feedback control process to the open loop control process. (Steps S2 to S4).

ステップS2において実行されたポンプ流量の漸減処理により供給ポンプ14の流量が定常時流量から休止時流量にまで到達したことが、タイマーや流量計等によりステップS5において判定されたならば、温度センサ37からの信号を読み取って、ジュール加熱装置10の運転がオープンループ制御工程からフィードバック制御工程に切り換えられる(ステップS6,S7)。   If it is determined in step S5 by a timer, a flow meter, or the like that the flow rate of the supply pump 14 has reached the stationary flow rate from the steady flow rate due to the gradual decrease processing of the pump flow rate executed in step S2, the temperature sensor 37 is reached. The operation of the joule heating device 10 is switched from the open loop control process to the feedback control process (steps S6 and S7).

次いで、包装ユニット19における部品の交換や修理が終了し、製品タンク17からの製品の搬出を再開させるために作業者により操作パネル39の切換スイッチ39bが操作されて休止処理モードから定常処理モードにジュール加熱装置10の運転が切り換えられたことがステップS8において判定されたときには、供給ポンプ14の流量が休止時流量から定常時流量に漸増され、温度センサ37からの信号の読み取りが停止され、さらに、ジュール加熱装置10の運転がフィードバック制御工程からオープンループ制御工程に切り換えられる(ステップS9〜S11)。   Next, the replacement and repair of the parts in the packaging unit 19 are completed, and the operator operates the changeover switch 39b of the operation panel 39 to resume the delivery of the product from the product tank 17 to change from the pause processing mode to the steady processing mode. When it is determined in step S8 that the operation of the joule heating device 10 has been switched, the flow rate of the supply pump 14 is gradually increased from the rest flow rate to the steady flow rate, reading of the signal from the temperature sensor 37 is stopped, and The operation of the joule heating device 10 is switched from the feedback control process to the open loop control process (steps S9 to S11).

ステップS9において実行されたポンプ流量の漸増処理により供給ポンプ14の流量が休止時流量から定常時流量にまで到達したことが、タイマーや流量計等によりステップS12において判定されたならば、温度センサ37からの信号を読み取って、ジュール加熱装置10の運転がオープンループ制御工程からフィードバック制御工程に切り換えられる(ステップS13,S14)。   If it is determined in step S12 by a timer, a flow meter, or the like that the flow rate of the supply pump 14 has reached the steady flow rate from the rest flow rate by the gradual increase process of the pump flow rate executed in step S9, the temperature sensor 37. The operation of the joule heating device 10 is switched from the open loop control process to the feedback control process (steps S13 and S14).

このように、本発明のジュール加熱装置10は定常時流量で飲食物をジュール加熱ユニット13により加熱する定常処理モードと、これに加えて定常時流量よりも少ない流量で飲食物をジュール加熱ユニット13に供給する休止処理モードとを有しているので、製品タンク17から飲食物の搬出を停止するときには、休止処理モードに設定すると、製品タンク17に供給される加熱済みの飲食物の量が少なくなるので、製品タンク17が満杯となるまでの時間を長くすることができる。これにより、製品タンク17の容量を小さくすることができ、製品タンク17を含めたジュール加熱装置10のサイズを小型化することができ、ジュール加熱装置10を狭い設置場所に据え付けることができる。また、本発明においては、定常処理モードから休止処理モードに移行する休止移行処理および休止処理モードから定常処理モードに移行する定常移行処理においては、電力の制御をフィードバック制御することなく、オープンループ制御に切り換えることによって、飲食物が所定の殺菌温度よりも低下することなく、所望の加熱品質を確保することができる。   As described above, the joule heating device 10 of the present invention has a steady processing mode in which food and drink are heated by the joule heating unit 13 at a steady flow rate, and in addition to this, the joule heating unit 13 feeds food and drink at a flow rate smaller than the steady flow rate. In order to stop the delivery of food and drink from the product tank 17, the amount of heated food and drink supplied to the product tank 17 is small when the rest processing mode is set. Therefore, the time until the product tank 17 becomes full can be lengthened. Thereby, the capacity | capacitance of the product tank 17 can be made small, the size of the joule heating apparatus 10 including the product tank 17 can be reduced, and the joule heating apparatus 10 can be installed in a narrow installation place. Further, in the present invention, in the sleep transition processing for shifting from the steady processing mode to the sleep processing mode and in the steady transition processing for shifting from the sleep processing mode to the steady processing mode, open loop control is performed without feedback control of power. By switching to, the desired quality of heating can be ensured without the food or drink falling below the predetermined sterilization temperature.

図8(A)はジュール加熱ユニットの他の具体例を示す縦断面図であり、図8(B)は図8(A)の横断面図である。ジュール加熱ユニット13を構成する加熱パイプ22は、被加熱物である飲食物を案内する流路33が形成された断面四角形の管状部材41を有している。この管状部材41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31が相互に対向して取り付けられており、それぞれの電極31には電源ユニット36がケーブルにより接続されている。管状部材41の両端には流入側と流出側のジョイント部34,35が取り付けられている。   FIG. 8A is a longitudinal sectional view showing another specific example of the Joule heating unit, and FIG. 8B is a transverse sectional view of FIG. 8A. The heating pipe 22 constituting the joule heating unit 13 includes a tubular member 41 having a quadrangular cross section in which a flow path 33 for guiding food and drink that is a heated object is formed. The tubular member 41 is formed of an insulating material such as resin, and two plate-like electrodes 31 are attached to the inner surface of the tubular member 41 so as to face each other, and a power supply unit 36 is connected to each electrode 31 by a cable. Has been. At both ends of the tubular member 41, joint portions 34, 35 on the inflow side and the outflow side are attached.

図9はジュール加熱ユニット13の更に他の具体例を示す縦断面図である。ジュール加熱ユニット13を構成する加熱パイプ22は、被加熱物を案内する流路33が形成された断面円形の管状部材42を有し、管状部材42は樹脂等の絶縁材料により形成されている。管状部材42の両端面には相互に対向するように板状の電極31が取り付けられており、それぞれの電極31には電源ユニット36がケーブルにより接続されている。管状部材42の両端部には流入側と流出側のジョイント部34,35が設けられている。なお、このタイプの加熱パイプ22においては、管状部材42を断面四角形としても良い。   FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing still another specific example of the joule heating unit 13. The heating pipe 22 constituting the joule heating unit 13 includes a tubular member 42 having a circular cross section in which a flow path 33 for guiding an object to be heated is formed. The tubular member 42 is formed of an insulating material such as a resin. Plate-like electrodes 31 are attached to both end faces of the tubular member 42 so as to face each other, and a power supply unit 36 is connected to each electrode 31 by a cable. At both ends of the tubular member 42, joint portions 34, 35 on the inflow side and the outflow side are provided. In this type of heating pipe 22, the tubular member 42 may have a square cross section.

図10はジュール加熱ユニット13の更に他の具体例を示す縦断面図である。ジュール加熱ユニット13を構成する加熱パイプ22は、被加熱物を案内する流路33が形成された断面円形の管状部材43を有し、管状部材43の両端は端板部44により閉塞されており、この管状部材43は端板部44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43の内面には円筒形状の電極31aが固定され、管状部材43の中心部に配置される棒状の電極31bはその両端が端板部44により固定されている。円筒形状と棒状の両方の電極31a,31bには電源ユニット36がケーブルにより接続されており、管状部材43の両端部には流入側と流出側のジョイント部34,35が設けられている。   FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing still another specific example of the joule heating unit 13. The heating pipe 22 constituting the joule heating unit 13 has a tubular member 43 having a circular cross section in which a flow path 33 for guiding an object to be heated is formed, and both ends of the tubular member 43 are closed by end plate portions 44. The tubular member 43 is formed of an insulating material such as a resin including the end plate portion 44. A cylindrical electrode 31 a is fixed to the inner surface of the tubular member 43, and both ends of the rod-shaped electrode 31 b disposed at the center of the tubular member 43 are fixed by end plate portions 44. A power supply unit 36 is connected to both cylindrical and rod-shaped electrodes 31 a and 31 b by cables, and inflow and outflow side joint portions 34 and 35 are provided at both ends of the tubular member 43.

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、ジュール加熱ユニット13は複数の加熱パイプ22を有しているが、1つの加熱パイプ22でジュール加熱ユニット13を形成しするようにしても良い。また、本発明のジュール加熱装置10は、流動性を有する飲食物であれば、上述したものに限られず、種々の飲食物の加熱に適用することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, the joule heating unit 13 has a plurality of heating pipes 22, but the joule heating unit 13 may be formed by one heating pipe 22. Moreover, if the joule heating apparatus 10 of this invention is the food / beverage which has fluidity | liquidity, it will not be restricted to what was mentioned above, It can apply to the heating of various food / beverages.

本発明のジュール加熱装置のシステム全体構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the system whole structure of the Joule heating apparatus of this invention. ジュール加熱ユニットを構成する4つの加熱パイプの1つを示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows one of the four heating pipes which comprise a Joule heating unit. ジュール加熱装置の制御回路を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control circuit of a Joule heating apparatus. ジュール加熱装置により飲食物を加熱処理する場合の処理モードを示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the processing mode in the case of heat-processing food and drink with a Joule heating apparatus. 飲食物を加熱処理したときの飲食物の温度変化を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the temperature change of food and drink when food and drink are heat-processed. (A),(B)はそれぞれ休止移行電力と定常移行電力の制御パターンを示すタイムチャートである。(A) and (B) are time charts showing control patterns of rest transition power and steady transition power, respectively. 本発明のジュール加熱装置による飲食物の加熱処理手順を示すアルゴリズムである。It is an algorithm which shows the heat processing procedure of the food / beverage by the joule heating apparatus of this invention. (A)は加熱ユニット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。(A) is a longitudinal cross-sectional view which shows the other specific example of a heating unit, (B) is a cross-sectional view of (A). 加熱ユニットの更に他の具体例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the other specific example of a heating unit. 加熱ユニットの更に他の具体例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the other specific example of a heating unit.

符号の説明Explanation of symbols

10 ジュール加熱装置
11 ホッパ
12 供給管
13 ジュール加熱ユニット
14 供給ポンプ
16 冷却ユニット
17 製品タンク
18 搬送管
20 搬送ポンプ
22 加熱パイプ
31 電極
36 電源ユニット
37 温度センサ
38 コントロールユニット(制御手段)
39 操作パネル
39a,39b 切換スイッチ(モード切換手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Joule heating apparatus 11 Hopper 12 Supply pipe 13 Joule heating unit 14 Supply pump 16 Cooling unit 17 Product tank 18 Conveyance pipe 20 Conveyance pump 22 Heating pipe 31 Electrode 36 Power supply unit 37 Temperature sensor 38 Control unit (control means)
39 Operation panel 39a, 39b selector switch (mode switching means)

Claims (12)

流路内を搬送される流動性の飲食物に電極により通電して飲食物をジュール熱により加熱するジュール加熱ユニットと、
前記ジュール加熱ユニットに飲食物を供給する供給ポンプと、
前記ジュール加熱ユニットにより加熱された後の飲食物を収容する製品タンクと、
前記ジュール加熱ユニットにより加熱された飲食物の温度を検出する温度センサと、
前記電極に電力を供給する電源ユニットと、
前記ジュール加熱ユニットに前記供給ポンプから定常時流量で飲食物を供給する定常処理モードと、前記製品タンクからの飲食物の搬出を休止させる際に前記定常処理モードよりも少ない休止時流量で飲食物を前記ジュール加熱ユニットに供給する休止処理モードとに切り換えるモード切換手段と、
前記定常処理モードおよび前記休止処理モードのもとでは前記温度センサからの検出信号に基づいて前記電極に供給される電力をフィードバック制御する一方、前記定常処理モードから前記休止処理モードに切り換えられて前記供給ポンプから供給される飲食物の流量が定常時流量から休止時流量に漸減させる休止移行処理のもとでは前記温度センサからの検出信号を読み込むことなく、前記電極に休止移行電力を供給して電力をオープンループ制御する制御手段とを有することを特徴とするジュール加熱装置。
A Joule heating unit for heating the food and drink with Joule heat by energizing the fluid food and drink conveyed in the flow path with electrodes;
A supply pump for supplying food and drink to the joule heating unit;
A product tank containing food and drink after being heated by the joule heating unit;
A temperature sensor for detecting the temperature of the food or drink heated by the joule heating unit;
A power supply unit for supplying power to the electrodes;
A steady processing mode for supplying food and drink from the supply pump to the Joule heating unit at a steady flow rate, and a food and drink with a rest flow rate that is less than the steady processing mode when stopping the delivery of food and drink from the product tank. Mode switching means for switching to a pause processing mode for supplying to the Joule heating unit;
Under the steady processing mode and the pause processing mode, the power supplied to the electrode is feedback controlled based on a detection signal from the temperature sensor, while the steady processing mode is switched to the pause processing mode. Under the pause transition process in which the flow rate of food and drink supplied from the supply pump is gradually reduced from the steady flow rate to the pause flow rate, the sleep transition power is supplied to the electrodes without reading the detection signal from the temperature sensor. A joule heating device comprising: control means for open-loop control of electric power.
請求項1記載のジュール加熱装置において、前記休止処理モードから前記定常処理モードに切り換えられて前記供給ポンプから供給される飲食物の流量が休止時流量から定常時流量に漸増させる定常移行処理のもとでは前記温度センサからの検出信号を読み込むことなく、前記電極に定常移行電力を供給して電力をオープンループ制御することを特徴とするジュール加熱装置。   The joule heating apparatus according to claim 1, wherein the flow rate of the food and drink supplied from the supply pump is gradually increased from the pause flow rate to the steady flow rate by switching from the pause treatment mode to the steady treatment mode. Then, the Joule heating device is characterized in that the steady transition power is supplied to the electrodes and the power is subjected to open loop control without reading the detection signal from the temperature sensor. 請求項1記載のジュール加熱装置において、前記休止移行電力を一定の休止時電力とすることを特徴とするジュール加熱装置。   The joule heating device according to claim 1, wherein the rest transition power is a constant rest power. 請求項1記載のジュール加熱装置において、前記休止移行電力を飲食物の漸減流量に応じて定常時電力から休止時電力に漸減することを特徴とするジュール加熱装置。   The joule heating device according to claim 1, wherein the rest transition power is gradually reduced from stationary power to rest power according to a gradually decreasing flow rate of food and drink. 請求項2記載のジュール加熱装置において、前記定常移行電力を一定の定常時電力とすることを特徴とするジュール加熱装置。   The joule heating device according to claim 2, wherein the steady transition power is a constant steady-state power. 請求項2記載のジュール加熱装置において、前記定常移行電力を飲食物の漸増に応じて休止時電力から定常時電力に漸増することを特徴とするジュール加熱装置。   The joule heating device according to claim 2, wherein the steady transition power is gradually increased from resting power to steady power in accordance with a gradual increase in food and drink. 流路内を搬送される流動性の飲食物を電極により通電して飲食物をジュール熱により加熱するジュール加熱ユニット、前記ジュール加熱ユニットに飲食物を供給する供給ポンプ、前記ジュール加熱ユニットにより加熱された後の飲食物を収容する製品タンク、前記ジュール加熱ユニットにより加熱された飲食物の温度を検出する温度センサ、および前記電極に電力を供給する電源ユニットを有するジュール加熱装置の制御方法であって、
前記ジュール加熱ユニットに前記供給ポンプから定常時流量で飲食物を供給する定常処理モードと、前記製品タンクからの飲食物の搬出を休止させる際に前記定常処理モードよりも少ない休止時流量で飲食物を前記ジュール加熱ユニットに供給する休止処理モードとにおいては、前記温度センサからの検出信号に基づいて前記電極に供給される電力をフィードバック制御するフィードバック制御工程と、
前記モード切換手段の操作により前記定常処理モードから前記休止処理モードに切り換えられて前記供給ポンプから供給される飲食物の流量を、定常時流量から休止時流量に漸減させるときは、前記温度センサからの検出信号を読み込むことなく、前記電極に休止移行電力を供給して電極をオープンループ制御する休止移行処理制御工程とを有することを特徴とするジュール加熱装置の制御方法。
A Joule heating unit that energizes a fluid food or drink conveyed in the flow path with an electrode and heats the food by Joule heat, a supply pump that supplies the food to the Joule heating unit, and is heated by the Joule heating unit. A method for controlling a joule heating device having a product tank for storing food and drink after heating, a temperature sensor for detecting the temperature of the food and drink heated by the joule heating unit, and a power supply unit for supplying power to the electrodes. ,
A steady processing mode for supplying food and drink from the supply pump to the Joule heating unit at a steady flow rate, and a food and drink with a rest flow rate that is less than the steady processing mode when stopping the delivery of food and drink from the product tank. In the pause processing mode in which the Joule heating unit is supplied, a feedback control step of feedback-controlling the power supplied to the electrode based on a detection signal from the temperature sensor;
When the flow rate of food and drink supplied from the supply pump by switching from the steady processing mode to the pause processing mode by the operation of the mode switching unit is gradually reduced from the steady flow rate to the pause flow rate, from the temperature sensor A control method for a joule heating apparatus, comprising: a pause transition process control step of supplying a pause transition power to the electrode and performing open-loop control of the electrode without reading the detection signal.
請求項7記載のジュール加熱装置の制御方法において、前記モード切換手段の操作により前記休止処理モードから前記定常処理モードに切り換えられて前記供給ポンプから供給される飲食物の流量を、休止時流量から定常時流量に漸増させるときは、前記温度センサからの検出信号を読み込むことなく、前記電極に定常移行電力を供給して電力をオープンループ制御する定常移行処理制御工程を有することを特徴とするジュール加熱装置の制御方法。   In the control method of the Joule heating device according to claim 7, the flow rate of food and drink supplied from the supply pump by switching from the pause process mode to the steady process mode by the operation of the mode switching means from the pause flow rate. When the flow rate is gradually increased to a constant flow rate, the module has a steady transition processing control step of supplying a steady transition power to the electrode and controlling the power in an open loop without reading a detection signal from the temperature sensor. Control method of heating device. 請求項7記載のジュール加熱装置の制御方法において、前記休止移行電力を一定の休止時電力とすることを特徴とするジュール加熱装置の制御方法。   8. The joule heating device control method according to claim 7, wherein the rest transition power is set to a constant rest power. 請求項7記載のジュール加熱装置の制御方法において、前記休止移行電力を飲食物の漸減流量に応じて定常時電力から休止時電力に漸減することを特徴とするジュール加熱装置の制御方法。   The joule heating device control method according to claim 7, wherein the rest transition power is gradually reduced from stationary power to rest power according to a gradually decreasing flow rate of food and drink. 請求項8記載のジュール加熱装置の制御方法において、前記定常移行電力を一定の定常時電力とすることを特徴とするジュール加熱装置の制御方法。   The joule heating device control method according to claim 8, wherein the steady transition power is a constant steady state power. 請求項8記載のジュール加熱装置の制御方法において、前記定常移行電力を飲食物の漸増に応じて休止時電力から定常時電力に漸増することを特徴とするジュール加熱装置の制御方法。   9. The method for controlling a joule heating device according to claim 8, wherein the steady transition power is gradually increased from resting power to steady power in accordance with a gradual increase in food and drink.
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