JP5970297B2 - 電場処理加熱加工装置 - Google Patents

Description

食品加工装置として、主として油を用いて揚げ食品を製造するフライヤーが知られている。
本発明は、フライヤー、特に食品に電場処理することにより加熱調理を行う電場処理加熱加工装置に関する。

電場処理加熱加工では、交番電圧を印加することにより生じた電界で処理物内部の構成分子を電気力線方向に沿って分極させ、分極した構成分子を繰り返し電気力線方向に配向整列させつつ、構成分子の配列を次第に規則正しく整列させて構成分子間に混在した不純物等の除去を行ない、あるいは構成分子に積極的にイオン供給を行ない、同時に構成分子に誘導電流を流すことで、被処理物に諸々の効果を与え改質する。

本発明者等によるＷＯ２００４／１１０１７９号公報に、一方の電極に正電位、他方の電極に負電位の交番電圧を印加するそれまでの電場処理加熱加工装置に代えて、複数個の電極体に同極性の交番電圧を印加し電界を発生させ、無限遠方空間に対しては異極性となる交番電圧を印加することにより、被処理物を加工する電場処理加熱加工装置が記載されている。

異極性の交番電圧を印加し電界を発生させる従来技術の電場処理加熱加工装置と比べ、同極性の交番電圧を印加する電場処理加熱加工装置では複数個の電極により電界が均一に形成されることにより、被処理物を効率よく処理することができる。

この電場処理加熱加工装置では複数の電極に同極性の交番電圧が印加されているので、正電位が与えられた各電極から無限遠方空間へ向かう電気力線、あるいはその逆の無限遠方空間から負電位が与えられた各電極へ向かう電気力線が、それぞれ被処理物に重畳されるために、より多くの電気力線が被処理物を通る。その為に、被処理物は強力な電界内に置かれることになり、従来技術と比較して高電位となる。

そして、印加交番電圧の反転と共に被処理物は正の高電位から負の高電位へ、そしてさらに負の高電位から正の高電位へ反転を繰り返しつつ、分極した構成分子レベルで交番配向整列を繰り返しつつ、被処理物の改質・加熱が行なわれる。
これは従来技術が単に異極性の電極間で生ずる交番電界を用いるのと比べて、高電位での交番配向整列となり、被処理物の改質・加熱を効率よく行なうことが出来る。

従来技術による電場処理加熱加工装置においては、高電圧が導電性の棚から被処理物としての食品へ直接印加され、高電圧が印加された食品と接地面との電位差により改質・加熱処理がされる。換言すれば接地面と導電性の棚（載置された食品）には異極性の交番電圧が印加される。
供給される交番高電圧微電流の例は、３０００〜１００００Ｖ，１０〜１００ｍＡである。

図１２に、ＷＯ２００７／１２４６１９（特表２０１０−５１２１７２号公報）に記載された先行技術の電場処理加熱加工装置を示す。この電場処理加熱加工装置は前に示したＷＯ２００４／１１０１７９号公報に示された電場処理加熱加工装置を改良したものである。
この電場処理加熱加工装置は油等の誘電率が小さい流体を扱う。

電場処理加熱加工装置１０１は、熱媒体流体を収容する鍋状電極１１０，多孔金属板からなる円筒電極１０３，多孔金属板からなる下側電極１０４，多孔金属板からなる上側電極１０５，図示していない電場形成用電源装置から構成される。

円筒電極１０３は鍋状電極１１０と接触しないように配置されている。
電場形成用電源装置は、円筒電極１０３，下側電極１０４，上側電極１０５に同極性の交番電圧を印加する。
鍋状電極１１０は、大地１０２に接続されている。

鍋状電極１１０内に油を満たし、食品等を下部電極１０４及び上部電極１０５で構成されるに電場処理領域１０６に収容し、上蓋電極１０５を駆動装置１０７を用いて下降させ電場処理領域１０６に存在する油と被処理物である食品に対して電場を印可し、電場処理加熱加工を行う。

ＷＯ２００４／１１０１７９号公報 ＷＯ２００７／１２４６１９号公報

食品を油で加熱処理すると、フライカス，導電性物質，極性を有する物質等が発生し、電場処理加熱加工装置の接地された鍋状電極の内壁面に付着しあるいは連鎖状物質を形成し、電気的漏洩状態を生じることがある。
本発明の第一の課題は、電気的漏洩状態の発生を防止することである。

また、フライ加工中に加水分解物質，油の熱変成物質，それらの複合重合生成物質，トランス脂肪酸等有害な物質が発生する。
本発明の第二の課題は、これらの有害な物質の発生の抑制、及びこれらの分解促進等を持続的に安定化することである。

第三の課題は、フライ時間の短縮、フライ食品の油分吸収率の低下、旨み成分の増加等を持続的に安定化することである。

これらの課題を解決するために、この出願においては以下の構成を有する発明を提供する。
（１）油を収容する油不透過性の有底の鍋状電極の中に被加工物を収容する油透過性の有底の収容体電極が配置され、前記鍋状電極が接地され、前記収容体電極に交番高電圧が印加され、油中に収容された被加工物に交番高電圧電界を印加して処理・加熱を行う電場処理加熱加工装置であって、前記鍋状電極と前記収容体電極の間に油透過性の有底の浮状構造体が配置され、前記浮状構造体は前記鍋状電極及び前記収容体電極は絶縁され、前記浮状構造体は電気的に接続されていない電場処理加熱加工装置。
（２）収容体電極の上端に絶縁部材を装着あるいは絶縁塗料を塗布することによる絶縁加工がされている電場処理加熱加工装置。
（３）浮状構造体の側壁に絶縁部材が設けられ、絶縁部材に通電部材が挿通され、通電部材により前記収容体に通電される電場処理加熱加工装置。
（４）浮状構造体の底部と鍋状電極の底部との間に複数のシースヒーターが配置されている電場処理加熱加工装置。
（５）収容体電極の形状は、
有蓋、有底、全周壁を有する矩形体又は、多角体或いは、円筒体もしくは、略半球体等である。
（６）鍋状電極、浮状構造体及び収容体電極の蓋は相互に絶縁部材で絶縁された連結材で連結されている。

本発明に係る電場処理加熱加工装置では、浮状構造体は収容体電極に対して持続的且つ、規則的に異極を示す事と成る。依って、同極性の高電圧微弱電流が印加される収容体電極内の油とフライ食品の界面には動電面が規則的持続的に形成されまた、両電極間にて持続的、規則的な電荷の交換移動も発生する。さらに、収容体電極の全周壁の先端部から浮状構造体の蓋部に向けての放電も抑制する事に成る。

本発明に係る電場処理加熱加工装置では、収容体電極の蓋の外側面と油面を略同一レベルで使用することにより収容体電極内で生じる浮遊するフライカス、導電性物質、極性を有する物質等は、収容体電極内に留まり分極誘起結合により比重増加沈澱下降物質化、あるいは、蒸発活性物質化する。また、浮状構造体、鍋状電極の全周壁面への移動付着、連鎖状等の形成も速断され電気的漏洩状態を抑止する事が出来る。さらに、電界強度の安定は、フライ食品内部の電子蓄積量も安定する。

本発明に係る電場処理加熱加工装置によれば、極性化合物質は分極凝集沈澱降下物質化し、水分・揮発性物質等は蒸発活性化が促進されて収容体電極内部即ち、電場処理領域加えて、フライ領域内の油は安定制御されフライ食品に対する電場処理効果も高効率化する。

本発明に係る電場処理加熱加工装置では、フライスピードは２５％短縮され、グルタミン酸が１．２倍増加し、酸化物が７．１％、過酸化物が１０．７％、トランス脂肪酸が１０％、油分吸収率が２０％減少し、ＴＭＰ１７．５％以下では２．２倍時間延長させることが出来る。

本発明の電場処理加熱加工装置の正面断面図。 本発明の電場処理加熱加工装置の右側断面図。 本発明の電場処理加熱加工装置の平面図。 本発明の電場処理加熱加工装置の鍋状電極の正面断面図。 本発明の電場処理加熱加工装置の鍋状電極の右側断面図。 本発明の電場処理加熱加工装置の収容体電極の斜視図。 本発明の電場処理加熱加工装置の浮状構造体の斜視図。 本発明の電場処理加熱加工装置の給電部の拡大断面図。 本発明の電場処理加熱加工装置の給電部の拡大平面図。 本発明の電場処理加熱加工装置の給電部の拡大側面図。 本発明の電場処理加熱加工装置で使用する電源回路を示す。 先行技術の電場処理加熱加工装置の側面断面図。

以下、図を参照して本発明の実施例を説明する。
本実施例に記述されている構成は、特に特定的記述のない限り本発明の実施例の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。

図１に本発明の電場処理加熱加工装置の正面断面図を、図２に右側面断面図を示す。
電場処理加熱加工装置１は、鍋状電極６に収容体電極２が収納され、鍋状電極６と収容体電極２との間に浮状構造体３が収納された３重構造とされている。
６２は複数のシースヒーター４２（Ａ〜Ｐ）を加熱制御する装置に加えて、収容体電極２に交番高電圧微弱電流を供給するとともにシースヒーター４２に加熱電流を供給し、それらの全体を制御する装置等を収容する機械室である。

油を収容する鍋状電極６は油不透過性の金属板からなる４枚の側壁板とロート状に形成された油不透過性の金属板からなる底板から構成され、上部に上蓋５１がヒンジを介して取り付けられ、全体がほぼ直方体形状とされている。底板の最底部に収容されていた油を排出するドレインコック５４Ａが設けられている。

収容体電極２は、金属網もしくは金属格子からなる４枚の油透過性の側壁板及び金属網もしくは金属格子からなる油透過性の底板２から構成され、上部に中蓋０７がヒンジを介して取り付けられ全体がほぼ直方体形状とされている。

浮状構造体３は、４枚の金属網もしくは金属格子からなる油透過性の側壁板及び金属網もしくは金属格子からなる油透過性の金属板からなる底板１１から構成され、上部に中蓋１６がヒンジを介して取り付けられ全体がほぼ直方体形状とされている。

鍋状電極６，収容体電極２及び浮状構造体３の形状は直方体形状に限定されず多角筒体，円筒体あるいは半球体等とすることもできる。

収容体電極２と浮状構造体３の間に複数の絶縁スペーサ０８が配置され、浮状構造体３と鍋状電極６の間に複数の絶縁スペーサ１７が配置され、収容体電極２と浮状構造体３、浮状構造体３と鍋状電極６は相互に絶縁されている。

複数のシースヒーター４２は、浮状構造体３の底板と鍋状電極６の底板との間に配置されている。

鍋状電極６の上蓋５１と浮状構造体３の中蓋１６が絶縁部材を介して線状連結部材で連結され、浮状構造体３の中蓋と収容体電極２の内蓋が絶縁部材を介して線状連結部材で連結されており、鍋状電極６の上蓋５１のヒンジが取り付けられた端部と反対側の端部に絶縁性部材からなる取っ手が設けられている。

取っ手を引き上げると、他端のヒンジを支点として上蓋５１が回転して持ち上がり、上蓋５１と線状連結部材５７で連結された浮状構造体３の中蓋１６がヒンジを支点として回転して持ち上がり、中蓋１６と線状連結部材５５で連結された収容体電極２の内蓋０７がヒンジを支点として回転して持ち上がる。
このことにより、取手６０により上蓋５１を開閉すると中蓋１６及び内蓋０７は図２に５１Ａ，１６Ａ，０７Ａとして示すように連動して開閉する。

鍋状電極６と浮状構造体３の間に配置したシースヒーター４２は上下駆動回転部のハンドルを用いて上下に駆動する。このようにすることにより、鍋状電極６の内部を洗浄することができる。

鍋状電極６の側壁の一つに通電用部材５が取り付けられ、浮状構造体３の側壁の一つに通電用絶縁部材４が嵌挿され、収容体電極２の側壁の一つに通電部材４が接続されている。

収容体電極２と浮状構造体３の間に配置された複数の絶縁スペーサ０８、浮状構造体３と鍋状電極６の間に配置された複数の絶縁スペーサ１７は、機械室６２に収納された変圧器から収容体電極２と浮状構造体３に同極性の交番高電圧微弱電流を通電される電位に略適合する間隙を維持するスペーサーとして機能する。

機械室６２は複数のシースヒーター４２（Ａ〜Ｐ）を加熱制御する装置に加えて、収容体電極２に同極性の交番高電圧微弱電流を供給する変圧器及び制御装置等を収納する。

交番高電圧微弱電流は、鍋状電極６に設けられた通電用部材５及び浮状構造体３に設けられた通電供給部４を経由して収容体電極２に供給される。
鍋状電極６は５０で接地されている。

収容体電極２の導電性金属０３Ａ，０３Ｂ，０３Ｃ，０３Ｄの油面から露出する部分９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄには絶縁部材が装着されあるいは絶縁施工がなされている。
２５は、収容体電極２の受け金具であり、５９は、油面である。

図３に電場処理加熱加工装置１の内部構成を平面図を示す。
図１及び図２に示したように、電場処理加熱加工装置１は４枚の金属板で形成された鍋状電極６に４枚の金属網あるいは金属格子で形成された浮状構造体３が収納され、浮状構造体３に金属網あるいは金属格子からなる収容体電極２が収納され、鍋状電極６と浮状構造体３とは絶縁スペーサ１７によって絶縁され、浮状構造体３と収容体電極２とは絶縁スペーサ８によって絶縁されている。
４２は複数のシースヒータであり、５４Ｂはシースヒータを上下させるときに使用するハンドルである。

図４に鍋状電極６の正面図を、図５に右側面図を示す。
鍋状電極６は金属板４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄとロート状に形成された底板５２から構成され、底板５２の最底部に収納されている油を排出するためのドレインコック５４Ａが設けられ、金属板４１Ａにヒンジ６１を介して上蓋５１が取り付けられている。

本発明の電場処理加熱加工装置を使用するときには、鍋状電極６ドレインコック５４Ａを閉じた状態で５９で示す位置まで油が収容され、使用済みの油はドレインコック５４Ａを開放して排出する。

図６に浮状構造体３の斜視図を示す。
浮状構造体３の全体形状は直方体であり、多孔状もしくは網目状の導電性金属１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄと金属網あるいは金属格子からなる底板１１及び導電性金属１２Ａにヒンジ１４，１５を介して取り付けられた中蓋１６から構成されている。
ここに示す例では中蓋１６は開かれた状態である。

浮状構造体３の底部には絶縁スペーサ１７が配置され、浮状構造体３は絶縁スペーサ１７により鍋状電極６から絶縁されている。
鍋状電極６と浮状体電極３との間は空隙によって隔てられている。

浮状構造体３はどこにも電気的に接続されていない。そのため、電場処理加熱加工装置を使用しているときに浮状構造体３は電気的に浮いている。
４は浮状構造体３に収納される収容体電極２に交番高電圧微弱電流を供給するための通電供給部であり、浮状構造体３とは絶縁されている。

図７に収容体電極２の斜視図を示す。
収容体電極２の全体形状は直方体であり、多孔状もしくは網目状の導電性金属３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄと金属網あるいは金属格子からなる底板２１及び導電性金属３Ａにヒンジ５，６を介して取り付けられた内蓋７から構成されている。
ここに示す例では内蓋７は開かれた状態である。

収容体電極２の底部には絶縁スペーサ８が配置され、収容体電極２は絶縁スペーサ８により浮状構造体３から絶縁されている。
また、導電性金属３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄの油面から露出する部分９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄには絶縁部材を装着あるいは絶縁塗料を塗布する等の絶縁施工がなされている。
収容体電極２には浮状構造体３に設けられた通電供給部４を経由して交番高電圧微弱電流が供給される。

図８〜図１０により給電部の構成を説明する。
図８は図２の給電部付近を拡大して示したものである。
浮状構造体３に装着され、収容体電極２に同極性の交番高電圧微弱電流を通電する通電部材４は、鍋状電極６の奥壁面４１Ａに配置された受け部材の受け金具に差し込む導電性金属で成る差し込み部２１をポリテトラフロロエチレンもしくは、高温焼結セラミック等を加工したネジ式凹型部材２３とネジ式凸型部材２４を組み合わせ、ネジ式凹型部材２３とネジ式凸型部材２４の芯部を導電性金属である差し込み部２１の芯部通過部を絶縁被覆２２して通し、また、凹型部材２３と凸型部材２４は浮状構造体３の前項の多孔状もしくは網目状の導電性金属１２Ａを挟む形態で装着される。

また、絶縁被覆部２２の先端は凹型部材２３の先端にて収容体電極２の奥壁０３Ａに通電する為の導電性金属で成る受け金具２５が固定装着２６され、加えて、収容体電極受け金具２５の先端部には収容体電極２の底部０２を固定する爪状金具２７が設けられている。
このようにして、機械室６２に収納された変圧器からの同極性の高電圧微弱電流を収容体電極２の奥壁０３Ａを介して収容体電極２へ印加する。

図９に図８に示した給電部の平面図を示す。
浮状構造体３に装着された通電部材４の接続受け部材５は、外部に設置された機械室６２に収納された変圧器からの耐圧通電被覆線３１が鍋状電極６の奥壁面４１Ａを貫通し又、絶縁部材３２，３３を貫通し、受け金具３５に先端３９を固定され更に、奥壁面４１Ａの貫通部分３８はシールド固定される。接続受け部材５の受け金具３５は、絶縁部材３６Ａ，３６Ｂにて両側から複数の絶縁ネジ３７にて絶縁部材３３に挟み込み形態で固定される。絶縁部材３２，３３は、複数の絶縁ネジ３４にて鍋状電極６の奥壁面４１Ａに固定されている。

図１０に図８及び図９に示した給電部の側面図を示す。
接続受け部材５は導電性金属で成り大地５０に接続される鍋状電極６の奥壁面４１Ａの略中央部にて又、鍋状電極６の奥壁面４１Ａの上側に設けられたシースヒーター４２の上下駆動回転部４３に取付けられた複数の上下駆動式シースヒーター４２の配列間隙にポケット形態の差し込み受け部３５を中心部に設けた受け金具３５の両側を絶縁部材３６Ａ，３６Ｂと複数の絶縁ネジ３７にて抑え固定される。

図１１に本発明の電場処理加熱加工装置で使用する電源回路を示す。
収容体電極２に通電する変圧器６０は商用周波数の電源６５を用い二次側の一極に抵抗器６６を介装し先端を他の一極６７に接続し、耐圧線６８により図８で説明した接続受部材５に接続される。一次側には電源スイッチ７０とヒューズが接続される。７１は動作表示灯である。又、７２は図１及び図２で説明した接地電極の蓋５１の開閉に連動するスイッチであり、７３は振動停止高温停止装置と連動するスイッチであり、７４は稼働灯である。
供給される交番高電圧微弱電流は一例として、３０００〜１００００Ｖ，１０〜１００ｍＡである。

本事業の産業化に関しては、技術の製品化は製造設備と技術は従来設備と従来技術の再利用で充分に展開出来又、基礎的研究も不要と認められ且つ、
製品販売もる経済的効果としては
本発明の電場処理加熱加工装置による経済的効果としては、作業時間の短縮、生産原価の低減、代替加工による新製品生産等の産業状の効果がある。また、油資源の消費節減、廃油等の排出量節減、作業環境の改善等０社会的効果としては人体の油分摂取量、トランス捌方酸の摂取量等節減による生活習慣病の発生進行抑止等環境衛生上の効果が得られる。

１ 電場処理加熱加工装置
２ 収容体電極
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ 収容体電極の側壁
０２ 収容体電極の底
０７ 収容体電極の内蓋
３ 浮状構造体
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ 浮状構造体の側壁
１６，１６Ａ 浮状構造体の中蓋
４ 給電部材
５ 接続受け部
６ 鍋状電極
４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ 鍋状電極の側壁
５１，５１Ａ 鍋状電極の外蓋
５２ 鍋状電極の底
０８，１７ 絶縁スペーサ
５，６，１４，１５ ヒンジ
５４Ａ ドレインコック
９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ 収容体電極上部の絶縁部分
４２ シースヒーター
５０ 大地
６２ 機械室
５９ 油面

Claims (4)

1. 油を収容する油不透過性の有底の鍋状電極の中に被加工物を収容する油透過性の有底の収容体電極が配置され、
   前記鍋状電極が接地され、
   前記収容体電極に交番高電圧が印加され、
   油中に収容された被加工物に交番高電圧電界を印加して処理・加熱を行う電場処理加熱加工装置であって、
   前記鍋状電極と前記収容体電極の間に油透過性の有底の浮状構造体が配置され、
   前記浮状構造体は前記鍋状電極及び前記収容体電極は絶縁され、
   前記浮状構造体は電気的に接続されていないことを特徴とする電場処理加熱加工装置。
2. 前記収容体電極の上端に絶縁部材を装着あるいは絶縁塗料を塗布することによる絶縁加工がされていることを特徴とする請求項１の電場処理加熱加工装置。
3. 前記浮状構造体の側壁に絶縁部材が設けられ、
   前記絶縁部材に通電部材が挿通され、
   前記通電部材により前記収容体に通電されることを特徴とする請求項１の電場処理加熱加工装置。
4. 前記浮状構造体の底部と前記鍋状電極の底部との間に複数のシースヒーターが配置されていることを特徴とする請求項１の電場処理加熱加工装置。

Images