JP7411973B2 - 食品加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、生卵等の食品をコンベアで搬送しながら加熱する食品加熱装置に関する。

近年、生卵等の食品を自動的に調理する機器の開発が進められている（例えば、特許文献１－２を参照）。

特許第４３８２７２５号公報 特開２００８－１１７１３号公報

被加熱食品の一例である生卵を加熱する装置としては、例えば、生卵を熱湯に浸す方式のものや、生卵を蒸気に晒す方式のもの、生卵を電気ヒータで加熱する方式のものがある。しかし、生卵を熱湯に浸す方式では、水槽に溜まる水や、水槽の衛生状態を保つために補充される水の加熱に多量の熱を必要とするため、機器の準備に長時間を要する。また、生卵を電気ヒータで加熱する方式では、基本的に加熱が電気ヒータに曝されている部位に限られるため、卵の表面全体を均等に加熱することが難しい。

よって、機器を短時間で準備可能で、且つ、卵の加熱が電気ヒータのように特定の部位に限られない蒸気を使った方式を採用することが望まれる。しかし、蒸気は基本的に下から上へ流れる性質があるため、生卵を蒸気に晒す方式では、例えば、生卵を縦横に配列した状態でコンベアで連続的に搬送しながら加熱する場合に、蒸気が吹き出る噴出穴付近の列とそれ以外の列とで加熱状態にばらつきが生じる。

そこで、本願は、被加熱食品をコンベアで連続的に搬送しながら蒸気で加熱する場合における加熱状態のばらつきを可及的に抑制する食品加熱装置を開示する。

上記課題を解決するため、本発明では、コンベアによって搬送される被加熱食品が通過する加熱室内に配置する蒸気噴出穴を、搬送経路の下側において噴出方向を下向きの状態で設けると共に、蒸気噴出穴から噴出させる蒸気を発生させるヒータ付きの沸騰槽を、当該加熱室の下側に配置することにした。

詳細には、本発明は、食品加熱装置であって、被加熱食品を搬送するコンベアと、コンベアが形成する搬送経路の途中に設けられており、コンベアによって搬送される被加熱食品が通過する加熱室と、加熱室内において搬送経路の下側に配置されており、噴出方向が下向きの状態で配列された複数の蒸気噴出穴と、加熱室の下側に配置されており、蒸気噴出穴から噴出させる蒸気が発生するヒータ付きの沸騰槽と、を備える。

上記の食品加熱装置では、被加熱物がコンベアによって加熱室内を通過する形態となっており、蒸気噴出穴は当該加熱室内において搬送経路の下側に配置されている。そして、当該蒸気噴出穴は、加熱室内において噴出方向が下向きの状態で配列されている。よって、蒸気噴出穴から噴出した蒸気は、加熱室内において搬送経路の下側から対流により自然上昇し、加熱室内へ拡散する。そして、加熱室内で拡散した蒸気は、蒸気噴出穴よりも上
側において、コンベアによって搬送される被加熱物を加熱しながら加熱室内に拡散する。

上記の食品加熱装置では、このように、蒸気噴出穴から被加熱物へ蒸気が直接向かう形態ではなく、被加熱物よりも下側にある蒸気噴出穴から蒸気が下向きに噴出する形態を採っているため、蒸気が加熱室内の下部で全体的に広がった後に対流で自然上昇し、被加熱物を加熱する。このため、コンベアに搬送されている被加熱物の位置によって生じ得る加熱度合いのばらつきが抑制される。

なお、上記の食品加熱装置は、沸騰槽の上部から上へ向かう立管と、立管から側方へ向かう第１の管と、第１の管から側方へ向かう第２の管とを有する蒸気配管を搬送経路の下側に備え、蒸気噴出穴は、第２の管の下部に貫通形成された穴であってもよい。このような形態の管に蒸気噴出口が設けられていれば、蒸気噴出口を搬送経路の下側で縦横に配列することができる。

また、上記の食品加熱装置は、沸騰槽の水面の高さに配置されており、沸騰槽の下部と連通する補給水槽を備えるものであってもよい。このような補給水槽が備わっていれば、沸騰槽が少量の給水で加熱蒸気を作り出すことができる。

また、コンベアは、搬送方向に対して直交する方向に延在する棒材の両端を、搬送経路の両側にそれぞれ配置された無端状のチェーンに取り付けたものであってもよい。このようなコンベアであれば、棒材の間を蒸気が通過できるため、コンベアに載っている被加熱物を全体的に加熱可能である。

上記の食品加熱装置であれば、被加熱食品をコンベアで連続的に搬送しながら蒸気で加熱する場合における加熱状態のばらつきを可及的に抑制可能である。

図１は、実施形態に係る食品加熱装置の外観斜視図である。 図２は、食品加熱装置の内部構造の概略図である。 図３は、加熱装置の構造図である。 図４は、蒸気噴出穴の位置を示した図である。 図５は、蒸気発生器を側方から示した図である。 図６は、蒸気を発生させている状態における蒸気発生器の内部の様子を示した図である。 図７は、食品加熱装置の作動状態の一例を示した図である。 図８は、加熱室内における蒸気の流れを示した図である。

以下、本願発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、本願発明の一態様であり、本願発明の技術的範囲を限定するものではない。以下に示す各実施形態や変形例は、例えば、ゆで卵や半熟ゆで卵、温泉卵を大量生産する食材工場や、大量の弁当や給食を製造する調理施設に好適である。

図１は、実施形態に係る食品加熱装置１の外観斜視図である。食品加熱装置１は、図１に示されるように、被加熱物を搬送するコンベア２と、コンベア２の搬送経路の途中に設けられており、コンベア２の搬送方向に沿って順に設けられる加熱装置３及び水槽４と、を備える。そして、食品加熱装置１は、コンベア２の搬送経路の始点に位置する受入部５に載置された被加熱物を、コンベア２の搬送経路の終点に位置する取り出し部６へ搬送する。水槽４と取り出し部６との間には、水槽４において被加熱物に付着した水分を風で吹
き飛ばすためのブロワ２２がコンベア２の上部に設けられている。コンベア２の搬送経路の途中には加熱装置３や水槽４が設けられているため、受入部５に載置された被加熱物は加熱装置３で加熱された後に水槽４で冷却された後、ブロワ２２の風で水分が除去され、取り出し部６へ到着する。

コンベア２は、コンベア２の搬送方向に対して直交する横方向に延在する多数の棒材の両端を、搬送経路の左右両側にそれぞれ配置された無端状のチェーンに取り付けた形態のコンベアである。よって、コンベア２は、搬送経路の始点から終点へ移動した後、終点において搬送経路の下側へ折り返し、搬送経路の始点に再び戻るという循環経路を辿る。コンベア２を構成するチェーンによって動かされる棒材は、被加熱物を支持可能な適宜の間隔で配置されている。また、コンベア２は、食品加熱装置１の筐体内に設けられた電動モータによって動く。そして、コンベア２は、食品加熱装置１の作動中、基本的に一定速度で動く。

加熱装置３は、コンベア２によって搬送され、加熱室入口７から加熱装置３内に進入する被加熱物を加熱装置３内で加熱する。加熱装置３内で加熱された被加熱物は、加熱室出口８を通じて加熱装置３内から退出する。加熱装置３は、被加熱物を蒸気で加熱する装置である。よって、加熱室入口７と加熱室出口８には、蒸気の漏出を抑制する柔軟な耐熱性のビニールシートがのれん状に吊下げられている。また、加熱装置３には、加熱室入口７や加熱室出口８からの蒸気の漏出を抑制するための蒸気排出経路９が加熱装置３内上部の加熱室入口７付近と加熱室出口８付近に設けられている。蒸気排出経路９は、食品加熱装置１が設置される建物の換気経路等に接続される。

水槽４は、加熱装置３に加熱された被加熱物を冷却するための水が溜まる槽であり、コンベア２の搬送経路の途中において搬送経路が凹状に形成される部位に設けられている。水槽４には、図示しない給水経路や排水経路が接続されており、加熱装置３に加熱された被加熱物による水温の上昇を抑制するべく、適宜の量の給水が自動的に行われる。給水は、一定時間毎に開閉する電磁弁によって行われてもよいし、一定量の給水を連続的に行う手動弁によって行われてもよいし、或いは、水槽４に設けられた温度センサーによって測定される水温に応じて自動開閉する電磁弁によって行われてもよい。また、水槽４の水は、冷凍機の冷熱によって冷却されてもよい。

図２は、食品加熱装置１の内部構造の概略図である。図２に示されるように、コンベア２は、終点において搬送経路の下側へ折り返し、食品加熱装置１の下部を通って搬送経路の始点に再び戻るという循環経路を辿る。また、加熱装置３の下部には、ケーシング１０によって形成される加熱室１１へ供給する加熱用の蒸気を発生させる蒸気発生器１２が設けられている。蒸気発生器１２は、蒸気を加熱室１１へ効率良く供給するために、加熱室１１の直下に設けられている。よって、蒸気発生器１２は、加熱室１１へ繋がる蒸気の経路がコンベア２に干渉するのを防ぐため、コンベア２の搬送経路の終点から始点へ戻るコンベア２の上側に設けられている。蒸気発生器１２がこのような箇所に配置されているため、蒸気発生器１２で発生した蒸気が加熱室１１へ効率良く供給される。よって、蒸気発生器１２は、加熱室１１へ送る蒸気を少量の給水で発生させることが可能である。なお、加熱室１１内は、適当な圧力となるように蒸気排出経路９のダンパ２３の開度が調整されている。また、加熱室１１内の中央部には、蒸気発生器１２を制御するための温度センサ２４が設けられている。

図３は、加熱装置３の構造図である。図３に示されるように、加熱装置３は、加熱室１１内に供給する蒸気を発生させる蒸気発生器１２を備える。蒸気発生器１２は、両端を閉鎖した円筒状の蒸気ドラム１３（本願でいう「沸騰槽」の一例である）を、長手方向が横方向に延在する姿勢で有している。蒸気ドラム１３には、補給水槽２０から蒸気ドラム１
３へ供給される水が流れる給水管１４が繋がっている。また、蒸気ドラム１３には、通電されると発熱する棒状の電気ヒータ１５が、発熱する部分を蒸気ドラム１３内に差し込んだような状態で設けられている。

また、蒸気ドラム１３には、蒸気主管１６（本願でいう「立管」の一例である）が蒸気ドラム１３の上部から上方へ向けて設けられている。そして、蒸気主管１６の上端には、蒸気主管１６の上端から横方向に延在しており、両端部が閉鎖されたパイプ状の蒸気ヘッダ１７（本願でいう「第１の管」の一例である）が設けられている。また、蒸気ヘッダ１７には、横方向に延在しており、端部が閉鎖されたパイプ状の蒸気枝管１８（本願でいう「第２の管」の一例である）が複数設けられている。よって、蒸気ヘッダ１７と蒸気枝管１８は、図３に示されるように、いわゆる八木アンテナのような形態となっている。

また、蒸気主管１６は、加熱室１１の底面を貫くような形態で設けられている。そして、蒸気主管１６の上端は加熱室１１内に位置している。よって、蒸気主管１６の上端から横方向に延在する蒸気ヘッダ１７、及び、蒸気ヘッダ１７から横方向に延在する蒸気枝管１８は、加熱室１１内に配置された状態となっている。そして、加熱室１１内では、搬送経路の始点から終点へ向けて移動するコンベア２が通過するため、蒸気ヘッダ１７と蒸気枝管１８は、加熱室１１内において、加熱室１１内を通過するコンベア２が形成する搬送経路よりも下側の位置に配置された状態となっている。

そして、蒸気枝管１８には、蒸気噴出穴が設けられており、また、中空な蒸気主管１６と蒸気ヘッダ１７と蒸気枝管１８の内部は互いに連通しているため、蒸気ドラム１３内で発生した蒸気は、蒸気ドラム１３の上部に繋がる蒸気主管１６を通って蒸気ヘッダ１７へ流れ、蒸気ヘッダ１７から各蒸気枝管１８へ分流する。そして、各蒸気枝管１８へ分流した蒸気は、蒸気枝管１８に設けられている蒸気噴出穴から加熱室１１内へ流れ出る。

そして、蒸気噴出穴は、加熱室１１内において噴出方向が下向きの状態で配列されている。図４は、蒸気噴出穴の位置を示した図である。蒸気ヘッダ１７と各蒸気枝管１８には、複数の蒸気噴出穴１９が下向きに開口する状態で設けられている。各蒸気噴出穴１９は、蒸気枝管１８の下部を貫通する円形の穴であり、蒸気が適度の量と流速で噴出するように穴の大きさが調整されている。

蒸気噴出穴１９が下向きに開口する状態で設けられているため、蒸気噴出穴１９から噴出した蒸気は、蒸気枝管１８の両側を通過しながら上昇し、加熱室１１内へ拡散する。そして、加熱室１１内で拡散した蒸気は、蒸気噴出穴１９よりも上側において、コンベア２によって搬送される被加熱物を加熱しながら加熱室１１内を上昇する。食品加熱装置１では、蒸気噴出穴１９から被加熱物へ蒸気が直接向かう形態ではなく、被加熱物よりも下側にある蒸気噴出穴１９から蒸気が下向きに噴出する形態を採っているため、蒸気が加熱室１１内の下部で全体的に広がった後に対流で自然上昇し、被加熱物を加熱する。このため、コンベア２に搬送されている被加熱物の位置によって生じ得る加熱度合いのばらつきが抑制される。

なお、図３及び図４では、円筒状の蒸気ドラム１３が図示されているが、蒸気ドラム１３は、円筒以外の形状であってもよい。また、図３及び図４では、３本の電気ヒータ１５が蒸気ドラム１３に設けられているが、蒸気ドラム１３に設けられる電気ヒータ１５は、２つ以下、或いは、４つ以上であってもよい。また、図３及び図４では、電気ヒータ１５を備えた蒸気ドラム１３が蒸気発生器１２に２つ設けられているが、蒸気発生器１２は、蒸気ドラム１３を一つだけ有するものであってもよいし、或いは、蒸気ドラム１３を３つ以上有するものであってもよい。

図５は、蒸気発生器１２を側方から示した図である。また、図６は、蒸気を発生させている状態における蒸気発生器１２の内部の様子を示した図である。図３及び図４ではフランジ等の図示が省略されていたが、図５及び図６に示されるように、蒸気発生器１２には、製作やメンテナンスのためにフランジやボルト等が適宜の箇所に設けられている。そして、図６を見ると判るように、棒状の電気ヒータ１５が蒸気ドラム１３内に差し込まれるようにして設けられている。

図５を見ると判るように、蒸気発生器１２に設けられている２つの蒸気ドラム１３は、給水管１４を介して互いに繋がっている。そして、２つの蒸気ドラム１３は、何れも同等の高さに設置されている。よって、給水管１４を通じて蒸気ドラム１３の内部に補給水槽２０から給水が行われると、図６に示されるように、各蒸気ドラム１３内の水位は、何れも同じ高さとなる。そして、蒸気ドラム１３内にある電気ヒータ１５の発熱部分がドライアウトするのを防ぐため、蒸気ドラム１３内の水面が最上段の電気ヒータ１５の発熱部分より上となるように、給水管１４を介して蒸気ドラム１３に連通している補給水槽２０内の水位が調整される。補給水槽２０内の水位は、電極式水位センサに連動する電磁弁によって電気的に所定水位以上に保たれ、或いは、ボールタップ弁によって機械的に所定水位以上に保たれる。そして、電気ヒータ１５の通電によって蒸気ドラム１３内の水が加熱されて沸騰し、蒸気ドラム１３内に蒸気が発生すると、蒸気ドラム１３内で発生した蒸気が蒸気主管１６を上昇し、蒸気ヘッダ１７から蒸気枝管１８へ分流して蒸気噴出穴１９から噴出する。

図７は、食品加熱装置１の作動状態の一例を示した図である。食品加熱装置１で生卵（本願でいう「被加熱食品」の一例である）を加熱する際は、卵の取扱いを容易にするため、生卵を縦横に配列した卵トレイ２１が用いられる。そして、水槽４に水が満たされ、蒸気発生器１２が作動して加熱室１１内に蒸気が供給されると、食品加熱装置１は、卵トレイ２１の生卵を加熱可能なスタンバイ状態になる。食品加熱装置１の取扱者は、食品加熱装置１がスタンバイ状態になったことを確認すると、コンベア２を作動させ、加熱前の生卵が並ぶ卵トレイ２１を受入部５でコンベア２に順次載せる。コンベア２は連続動作しているため、食品加熱装置１の取扱者は、食品加熱装置１の作動中、生卵が並ぶ卵トレイ２１を受入部５でコンベア２に順次載せることが可能である。

受入部５でコンベア２に載せられた卵トレイ２１は、加熱室入口７を通って加熱室１１内に進入し、蒸気発生器１２が発生する蒸気で加熱される。加熱室１１内は、加熱室入口７と加熱室出口８を有する非密閉空間であり、大気圧とほぼ同じ圧力なので、蒸気発生器１２の蒸気ドラム１３内における水の沸騰によって発生した蒸気により、水の沸点である１００℃よりもやや低い９８℃前後となる。加熱室１１内の温度は、温度センサ２４によって電気的に計測され、測定された加熱室１１内の温度に応じた電気ヒータ１５の制御が行われるようにしてもよい。

卵トレイ２１に並んでいる生卵は、加熱室１１内を通過している間、約１００℃の蒸気に加熱される。そして、加熱室１１内で加熱された卵が並ぶ卵トレイ２１は、加熱室出口８を通って加熱室１１内から退出し、水槽４へ移動する。水槽４には数十℃程度の水が溜まっているため、加熱室１１内で加熱された卵は、水槽４に浸かっている間に冷却される。そして、水槽４で冷却された卵が並ぶ卵トレイ２１は、取り出し部６に到着する。食品加熱装置１の取扱者は、取り出し部６に到着した卵トレイ２１をコンベア２から順次取り上げて他の場所へ移動する。コンベア２は連続動作しているため、食品加熱装置１の取扱者は、食品加熱装置１の作動中、加熱された卵が並ぶ卵トレイ２１を取り出し部６でコンベア２から順次取り上げる。

なお、受入部５で卵トレイ２１をコンベア２に載せる食品加熱装置１の取扱者は、取り
出し部６でコンベア２から卵トレイ２１を取り上げる取扱者と同一人物であってもよいし、別人であってもよい。また、食品加熱装置１の取扱者は、受入部５や取り出し部６以外の箇所に居てもよい。

図８は、加熱室１１内における蒸気の流れを示した図である。蒸気発生器１２で発生した蒸気は、蒸気枝管１８の下側において下向きに開口する蒸気噴出穴１９から加熱室１１内に吹き出る。そして、加熱室１１内に吹き出た蒸気は、加熱室１１の下部において左右方向に拡散しながら全体的に広がり、そして、対流によって自然上昇する。よって、加熱室１１内を通過中の卵トレイ２１は、位置によってばらつくことなく蒸気によって概ね均等に加熱される。また、卵トレイ２１に並んでいる卵には、蒸気噴出穴１９から噴出する蒸気が直接当たらないため、卵の表面において局部的な加熱が行われることもなく、卵の表面全体が概ね均等に加熱される。この結果、卵の内部で局所的な過加熱部位が生じることもない。

上記実施形態の食品加熱装置１では、生卵を蒸気で加熱するため、例えば、生卵を熱湯に浸す方式のように、水槽に溜まる水や、水槽の衛生状態を保つために補充される水の加熱に多量の熱を必要とせず、機器を短時間でスタンバイさせることができる。また、上記実施形態の食品加熱装置１では、生卵を蒸気で加熱するため、例えば、生卵を電気ヒータで加熱する方式のように、加熱が電気ヒータに曝される部位に限られず、卵の表面全体を均等に加熱することできる。

なお、上記実施形態では、生卵を加熱する場合について例示したが、食品加熱装置１は、生卵以外の食品を加熱することも可能である。また、食品加熱装置１には、加熱装置３の他に水槽４が備わっていたが、食品加熱装置１が加熱する食品の種類や加熱の目的に応じて水槽４を省略することも可能である。

１・・食品加熱装置：２・・コンベア：３・・加熱装置：４・・水槽：５・・受入部：６・・取り出し部：７・・加熱室入口：８・・加熱室出口：９・・蒸気排出経路：１０・・ケーシング：１１・・加熱室：１２・・蒸気発生器：１３・・蒸気ドラム：１４・・給水管：１５・・電気ヒータ：１６・・蒸気主管：１７・・蒸気ヘッダ：１８・・蒸気枝管：１９・・蒸気噴出穴：２０・・補給水槽：２１・・卵トレイ：２２・・ブロワ：２３・・ダンパ：２４・・温度センサ

Claims (3)

1. 被加熱食品を搬送するコンベアと、
   前記コンベアが形成する搬送経路の途中に設けられており、前記コンベアによって搬送される前記被加熱食品が通過する加熱室と、
   前記加熱室内において前記搬送経路の下側に配置されており、噴出方向が下向きの状態で配列された複数の蒸気噴出穴と、
   前記加熱室の下側に配置されており、前記蒸気噴出穴から噴出させる蒸気が発生するヒータ付きの沸騰槽と、
   前記沸騰槽の水面の高さに配置されており、前記沸騰槽の下部と連通する補給水槽と、を備える、
   食品加熱装置。
2. 前記沸騰槽の上部から上へ向かう立管と、前記立管から側方へ向かう第１の管と、前記第１の管から側方へ向かう第２の管とを有する蒸気配管を前記搬送経路の下側に備え、
   前記蒸気噴出穴は、前記第２の管の下部に貫通形成された穴である、
   請求項１に記載の食品加熱装置。
3. 前記コンベアは、搬送方向に対して直交する方向に延在する棒材の両端を、前記搬送経路の両側にそれぞれ配置された無端状のチェーンに取り付けたものである、
   請求項１又は２に記載の食品加熱装置。

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