JP5321017B2 - 炊飯器 - Google Patents

Description

本発明は衝撃波を用いた炊飯器に関するものである。

従来の一般的な炊飯器では、図４に示すように鍋底の温度をもとに浸漬、炊き上げ、蒸らしの３つの炊飯工程で炊飯を行っている。浸漬工程（Ａ）では米の内部まで水を吸水させる。米の内部まで十分な水分を含んだ米は、米内のデンプンが膨潤した状態となる。水分を含んで十分膨潤したデンプンに一定時間、熱を与えると、十分に糊化され、ご飯になる。この一定時間、熱を与える工程が図４の炊き上げ工程（Ｂ）から蒸らし工程（Ｃ）となる。これらの工程では、１００℃で１５分から２０分保持して糊化させるが、この前の浸漬工程で米に３０％以上の水を吸水させておくことが必要とされている。よって、米一粒がムラなく糊化してふっくらと炊き上がるには、米粒の表面から内部まで十分吸水させることが重要である。

ここで、米の吸水条件による吸水性についてのグラフを図５に示す。米の吸水は浸漬する水の温度と浸漬する時間の影響を受けて、吸水量や吸水速度が変わる。一般的には米を浸漬する水温は高いほど、急速に吸水される。しかし、米の糊化温度である６０℃以上に浸漬すると、米表面が糊化して内部への吸水を妨げる。よって、現在の炊飯器では、少しでも炊飯時間を短縮させるために、吸水を早くする目的で、米が糊化しない範囲の最高温度（たとえば５５℃〜５８℃）で一定時間保持するような浸漬工程を設定している。図５に示すように、２０℃の水よりも５５℃の水で浸漬するほうが、米への吸水は早くなるが、３０分以上浸漬しても吸水率３０％付近で一定になり、それ以上吸水されない。よって、５５℃から５８℃で２０分くらいかけて浸漬工程を行い、この後、炊き上げから蒸らし工程を経て、さらに米は吸水して炊飯終了時には６３％くらいの水分を含んでご飯になる。トータルの炊飯時間としては約４５分から５５分要する。

この炊飯時間の短縮を狙った炊飯器として、炊飯工程の浸漬工程をなくし、研いだお米と所定量の水を炊飯器に入れてから、ただちに炊き上げ工程から始めるものがある。このような炊飯器では、浸漬工程の１５分から２０分が短縮されるので、炊飯時間は大幅に短縮される。

また、炊飯開始の初期の水温を浸漬工程の設定温度まで立ち上げる間、最大加熱量で一気に加熱して、水温の立ち上がり時間と吸水速度を速くする炊飯方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、特許文献２では、音波として超音波振動を炊飯器に利用したものが提案されている。この炊飯器では鍋内に超音波を発生させることで米の吸水を促進させて炊飯時間も短縮している。
特開平７−２３８５１号公報 特開２００２−２９１６１６号公報

しかしながら、前記従来の炊飯器のように炊飯工程の浸漬工程をなくして炊飯した場合、炊き上げ時に必要な水分が米の内部まで十分に吸水されず、水が吸水されている米表面部のみが加熱に伴い糊化し始める。その結果、米内部に水が浸透されず、糊化不足になり、芯が残ったご飯になるという課題を有していた。

また、炊飯初期の浸漬工程での水の温度上昇を促進させても、炊飯時間全体からみると、わずかな時間短縮にすぎなかった。

さらに、超音波を鍋内に発生させても、米表面のみの細胞が破壊されて米表層のみの吸水が促進されるだけであって、瞬時に米内部までの吸水には至るものではなかった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、米の吸水を瞬時に行い炊飯時間を短縮する炊飯器を提供することを目的とする。

従来の課題を解決するために、本発明の炊飯器は加熱前の水あるいは調味溶液に浸漬中の米に衝撃波を照射するものである。

こうすることによって、衝撃波の発生時の圧力により米の細胞が破壊され、米内部まで水が浸透して瞬時に吸水が完了するので、これまでの吸水時間を省くことができ、短時間炊飯が可能となる。また、米の細胞破壊の程度を制御することによって、加熱後の糊化デンプンの米粒表面へ溶出する度合いを変化させることができるので、通常のご飯からおかゆまで硬さの異なる炊飯を短時間で行うことができる。

本発明の炊飯器は、米の吸水を促進させて従来の浸漬時間を短縮することで炊飯時間を大幅に短縮することができる。

第１の発明は、鍋と、前記鍋を加熱する加熱手段と、前記鍋内に衝撃波を発生する衝撃波発生手段と、衝撃波の強度、発生回数、発生のタイミングを制御する衝撃波発生制御手段を備え、米を浸漬する液体を糊化温度以下に加温して衝撃波を加熱前に発生することによって、米の細胞の破壊度合いを可変して通常のご飯からおかゆまで硬さを変えることができ、さらに、糊化温度以下の湯が米内部に浸透して米自体が予備加温されて加熱時の糊化が進み、より炊飯時間の短縮が可能となる。

第２の発明は、特に、第１の発明の前記衝撃波発生手段は、液体に浸漬した米に対して衝撃波を加熱前に少なくとも１回以上発生することにより、衝撃波の圧力による米の細胞破壊程度が大きくなり、お粥および玄米の炊飯が短時間でできる。

第３の発明は、特に、第１または２の発明において、前記鍋内の水面を覆い、米粒が通過できない内蓋を備えたことにより、衝撃波発生時の米粒の飛散を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における炊飯器の構成図を示すものである。

図１において、炊飯器本体１には着脱自在の鍋２を内装する。さらに鍋２の上面を覆う蓋３が開閉自在に設置されている。また、鍋２加熱する加熱手段４と鍋２の底部の温度を検知する鍋温度検知手段５を本体１内部に配置する。

蓋３の内部には衝撃波発生手段である高電圧パルス電源６を内装しており、蓋３から鍋２内に向けて設けられた一対の電極７、８が接続されている。電極の材質はチタンやステンレスのような金属で構成されており、金属成分の水中への溶出を防いでいる。前記高電圧パルス電源６から電極７、８に印加する電圧の制御は衝撃波発生制御手段９で行う。前記鍋に入れられた水の水面上には内蓋１０が浮くように備えられる。なお、前記内蓋１０には前記電極が挿入できるように電極挿入口１１が設けられている。

上記構成の炊飯器の動作について説明する。米と水を鍋２にいれ、その鍋２を本体１の所定位置に内装する。前記鍋に入れた水面を内蓋１０で覆い、蓋３より突起した状態の電極７、８を内蓋１０の電極挿入口１１に通して蓋３を閉める。

次に、炊飯スイッチ（図示せず）で短時間炊飯というメニューを使用者が選択すると、まず、前記衝撃波発生制御手段９によって、高電圧パルス電源６がＯＮされて一対の電極７、８間に立ち上がりの速い例えば１μｓのパルス電圧が印加される。高電圧が印加された電極間には放電がおこり、水蒸気が瞬時に発生して衝撃波が発生する。発生した衝撃波による圧力は瞬時に水を伝播して米に伝わり、米内部も貫通して瞬間的に米の細胞が破壊される。破壊された隙間から水が浸入して米の内部まで吸水が瞬時に進んでいく。この後、加熱手段４が作動して炊飯工程の炊き上げが開始される。

炊飯工程は図４に示すように、（Ａ）浸漬、（Ｂ）炊きあげ、（Ｃ）蒸らしと進んでいく。通常の炊飯工程は米を水に浸漬するところから始まり、米が糊化しない温度まで水温が上昇していき、その温度で一定時間保持する。米の浸漬条件による吸水率は図５のグラフのように、通常の浸漬方法では、浸漬時間が経過によって最大約３０％の吸水が起こる。この最大吸水率に到達するのに、約１５分以上の浸漬が必要になる。よって、通常の浸漬工程では６０℃未満の米が糊化しない温度で１５分から２０分保持している。

この通常の浸漬工程時に衝撃波を発生させることによって、図５で示すように通常の浸漬工程で吸水できるよりも多い５０％の吸水が可能となる。通常の炊飯では、浸漬後の炊き上げ時に吸水と糊化が同時進行していき、炊飯終了時になって６３％前後の吸水率に達する。

炊き上げ時に必要な吸水量が不足していると糊化が不十分となり、芯の残るご飯になってしまうが、炊き上げ時までに十分吸水されていると、加熱による糊化が促進され、おいしいご飯となる。

衝撃波を発生させて米に吸水させる方法では、瞬時に炊飯終了時に近い吸水と、米の内部にまで水が浸透するので１５分以上要していた浸漬時間を例えば１分程度になり、大幅な短縮が可能となる。

さらに、炊き上げ時に十分な吸水量と吸水状態が確保されており、糊化が促進され、トータルの炊飯時間も短縮することができる。図６に示すように、浸漬なしで短時間炊飯を行う場合には炊きあがったご飯に芯が残り、食味が劣るが、本発明の方法では、通常炊飯に近い食味が得られ、かつ時間も短縮することができる。

なお、衝撃波発生時には急激な水蒸気発生で鍋内の米粒および水が飛散するが、内蓋で
水面を覆っているので、米粒が水から出たままになることはなく炊き上げることができる。

また、一対の電極は蓋との間に接続端子によって結合する構成としてもよく、加熱前の米と水に衝撃波を発生させた後、蓋を開けて一対の電極を蓋から取り外し、再度蓋をして炊き上げるようにしてもよい。

（実施の形態２）
実施の形態２は米を浸漬している水を６０℃以下に加温してから衝撃波を発生させる点が実施の形態１と異なっている。その他の構成については実施の形態１と同じであるので相違点についてのみ説明していく。

図２は本発明の第２の実施の形態における炊飯器の炊飯工程時の鍋底温度と吸水率を示すものであり、破線および実線はそれぞれ鍋底温度と吸水率を示している。また、比較のために従来の炊飯での鍋底温度と吸水率も示した。

炊飯スイッチ（図示せず）で短時間炊飯というメニューを使用者が選択すると、加熱手段４が動作して鍋２内の水および米が加熱される。加熱するに従い、鍋底の温度が４０℃に到達したことを鍋温度検知手段５で検知した時点で加熱手段４の電力が制御されて鍋底温度が４０℃の一定温度に保持される。また、図２に示すようにこの時点で前記衝撃波発生制御手段９によって高電圧パルス電源６はＯＮされ、立ち上がりの速い例えば１μｓのパルス電圧が一対の電極７、８間に印加される。高電圧が印加された電極間には放電がおこり、水蒸気が瞬時に発生して衝撃波が発生する。発生した衝撃波が水を伝播して米に伝わり、瞬間的に米内部を貫通して米の細胞が破壊される。そして、米内部にまで４０℃に加温された水が瞬時に浸透し、米粒自体も加温された状態となる。この後、すぐに加熱手段４が作動して炊飯工程の炊き上げが開始して水温は１００℃に到達していくが、すでに加温された水が米内部まで浸透しているので、炊き上げ時に米はすでに予備加熱された状態となっており、従来の炊飯と比較すると浸漬時間だけでなく炊き上げ時間も短縮することができる。

なお、米の浸漬工程では水温が６０℃以上になると米表面が糊化しはじめ、米表面と米内部で硬さが変化する。このような米に衝撃波が伝播すると、米表面が過度に破壊されて炊き上がりの状態が好ましくない状態になる。よって、衝撃波を発生させる際の水温は６０℃を超えない温度で制御されることが望ましい。

（実施の形態３）
実施の形態３は液体に浸漬した加熱前の米に衝撃波を少なくとも１回以上照射する点が実施の形態１および２と異なっている。その他の構成については実施の形態１と同じであるので相違点にのみについて説明していく。

図３は本発明の第３の実施の形態における炊飯器の炊飯工程時の鍋底温度と吸水率を示すものであり、破線および実線はそれぞれ鍋底温度と吸水率を示している。

鍋２に米と水を入れて本体１に内装後、炊飯スイッチ（図示せず）でお粥というメニューを使用者が選択すると、前記衝撃波発生制御手段９によって、高電圧パルス電源６がＯＮされて一対の電極間に立ち上がりの速い例えば１μｓのパルス電圧が連続的に数回印加される（図３）。一回の衝撃波発生の後も連続的に衝撃波が水中を伝播していき結果、一回の放電で起こる衝撃波よりも大きな破壊エネルギーを持った衝撃波が発生する。米に伝わる衝撃波の圧力も一回の衝撃波発生のときよりも大きくなるので、米の破壊の度合いも大きくなり、細胞内のデンプンを露出させるまでになる。もちろん、炊飯前の米への吸水
も瞬時に起こっている。通常お粥を炊く場合、米の細胞壁内のデンプンを糊化するまで加熱し、さらに細胞壁を脆弱にするまで加熱を進めて糊化したデンプンを細胞壁から露出させることで、軟らかく粘度の増したお粥が出来上がる。その結果、長時間の加熱を要するが、加熱を行う前の浸漬した米に衝撃波を数回照射した場合は、加熱前にデンプンが細胞から出た状態となっているので、その後炊き上げるとすぐにお粥の状態となり、浸漬時間および炊き上げ時間とも大幅に短縮することができる。なお、精白米よりも果皮が残っている玄米では、吸水時間も長く軟らかく炊き上げるには圧力鍋などで炊飯しなければならないが、上記した衝撃波の照射による炊飯方式を用いることによって、玄米に短時間で吸水させることができ、かつ軟らかく炊き上げるという効果が得られる。

以上のように、本発明にかかる炊飯器は瞬時に米に吸水させることができ、浸漬時間を省くことができるので、家庭用の炊飯器の短時間炊飯機能に適用できるほかに、業務用炊飯器などにも適用できる。

本発明の実施の形態１における炊飯器の構成概略図 本発明の実施の形態２における炊飯工程時の鍋底温度と吸水率のグラフ 本発明の実施の形態３における炊飯工程時の鍋底温度と吸水率のグラフ 炊飯器の鍋底温度と炊飯工程のグラフ 米の浸漬条件による吸水率のグラフ ご飯の食味評価を示す図

符号の説明

１ 炊飯器本体
２ 鍋
３ 蓋
４ 加熱手段
５ 鍋温度検知手段
６ 高電圧パルス電源（高周波発生手段）
７、８ 電極
９ 衝撃波発生制御手段
１０ 内蓋
１１ 電極挿入口

Claims (3)

1. 鍋と、前記鍋を加熱する加熱手段と、前記鍋内に衝撃波を発生する衝撃波発生手段と、衝撃波の強度、発生回数、発生のタイミングを制御する衝撃波発生制御手段を備え、米を浸漬する液体を糊化温度以下に加温して衝撃波を加熱前に発生することを特徴とする炊飯器。
2. 前記衝撃波発生手段は、液体に浸漬した米に対して衝撃波を加熱前に少なくとも１回以上発生することを特徴とした請求項１記載の炊飯器。
3. 前記鍋内の水面を覆い、米粒が通過できない内蓋を備えたことを特徴とした請求項１または２記載の炊飯器。
   

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