JP7477232B1 - 食品処理装置および食品処理方法 - Google Patents

Abstract

【解決手段】含水食品を蒸気でブランチングしてから熱風乾燥させるためのバッチ式の食品処理室と、重力方向下側に向かって内径が小さくなる逆円錐台状の保持面を有し、食品処理室内において保持面上で含水食品を保持する食品保持部であって、保持面は蒸気および熱風の通過を許容する複数の孔を含む、食品保持部と、食品保持部に保持された含水食品を攪拌する攪拌部と、食品保持部が含水食品を保持した状態で、食品処理室内に蒸気を供給する蒸気供給部と、食品保持部が含水食品を保持した状態で、食品処理室内に熱風を供給する熱風供給部とを備える食品処理装置を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、食品処理装置および食品処理方法に関する。

特許文献１には、「オガ粉排出オーガ１０の周囲の開口部１６からは乾燥用空気が吹き上げるようになっている」（００２２）と記載されている。特許文献２には、「処理物は、まず容器１底部に落下してアジテータ１５の撹拌羽根１４…（特に第２、第３の撹拌羽根１４Ｂ…，１４Ｃ…）により撹拌されるとともに、第２のチョッパー１６の破砕羽根１９…によって破砕されて細かく分断され、さらに供給管１１から加圧室１０を介して分散板９から噴出させられる熱風等の乾燥ガスにより乾燥される。」（００２５）と記載されている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 特開２００８－１４５０４８
［特許文献２］ 特許第３０８４０２６号

本発明の第１の態様においては、食品処理装置を提供する。食品処理装置は、含水食品を蒸気でブランチングしてから熱風乾燥させるためのバッチ式の食品処理室と、重力方向下側に向かって内径が小さくなる逆円錐台状の保持面を有し、前記食品処理室内において前記保持面上で前記含水食品を保持する食品保持部であって、前記保持面は蒸気および熱風の通過を許容する複数の孔を含む、食品保持部と、前記食品保持部に保持された前記含水食品を攪拌する攪拌部と、前記食品保持部が前記含水食品を保持した状態で、前記食品処理室内に蒸気を供給する蒸気供給部と、前記食品保持部が前記含水食品を保持した状態で、前記食品処理室内に熱風を供給する熱風供給部とを備える。

上記の食品処理装置は、前記蒸気供給部に蒸気を供給させた後、蒸気の供給を停止してから、前記攪拌部に前記含水食品を攪拌させながら前記熱風供給部に熱風を供給させる制御部を更に備えてもよい。

上記の何れかの食品処理装置において、前記攪拌部は、回転軸周りを回転する中心ボディと、前記中心ボディから半径方向に延出している複数の攪拌ブレードとを有してもよい。前記中心ボディは、重力方向下側に向かって外径が大きくなる円錐台状の外形を有してもよい。

上記の何れかの食品処理装置において、前記中心ボディは、水平に対して６０度以上傾斜していてもよい。

上記の何れかの食品処理装置において、前記食品保持部の前記保持面および前記攪拌部の前記中心ボディは、互いの間にＶ字状の谷を成してもよい。

上記の何れかの食品処理装置において、前記複数の攪拌ブレードは、前記Ｖ字状の谷に堆積する前記含水食品を、前記中心ボディの回転に伴って攪拌してもよい。

上記の何れかの食品処理装置において、前記食品保持部は、熱風乾燥された前記含水食品を排出するための、開閉可能な排出口を下端側に有してもよい。前記複数の攪拌ブレードは、前記Ｖ字状の谷に堆積する前記熱風乾燥された含水食品を、前記中心ボディの回転に伴って前記排出口から排出可能な、最下段の攪拌ブレードを含んでもよい。

上記の何れかの食品処理装置において、前記食品保持部は、前記熱風供給部によって前記保持面の裏面の下端側に熱風が直接吹き付けられるように配置されていてもよい。

上記の何れかの食品処理装置において、前記複数の攪拌ブレードは、前記中心ボディの回転軸方向および回転方向に互いに位置をずらして配置されており、互いに前記回転軸方向に重ならなくてもよい。

上記の何れかの食品処理装置において、前記複数の攪拌ブレードは、前記中心ボディに対して、前記中心ボディの回転軸方向の位置および回転方向の位置の少なくとも何れかを調整可能であってもよい。

上記の何れかの食品処理装置において、前記攪拌部は、前記食品処理室に対して相互に取り替え可能な第１構造体および第２構造体を有してもよい。前記第２構造体は、嵩密度が相対的に大きい含水食品用であって、前記第１構造体と比べて、前記食品保持部に保持された前記含水食品のより低い部分を攪拌可能であってもよい。

上記の何れかの食品処理装置において、前記食品保持部は、全面に亘って前記複数の孔が形成されたパンチングプレートを有してもよい。

上記の何れかの食品処理装置において、前記蒸気供給部は、前記食品処理室内に９０℃以上１５０℃以下の飽和水蒸気または過熱水蒸気を供給してもよい。

上記の何れかの食品処理装置において、前記蒸気供給部は、前記食品処理室内に１１０℃以上１３０℃以下の飽和水蒸気または過熱水蒸気を供給してもよい。

上記の何れかの食品処理装置において、前記熱風供給部は、前記食品処理室内に１３０℃以下の熱風を供給してもよい。

上記の何れかの食品処理装置において、前記熱風供給部は、前記食品処理室内に１１０℃以上１３０℃以下の熱風を供給してもよい。

上記の何れかの食品処理装置において、前記制御部は、５０％以上の熱効率で前記食品処理室内の前記含水食品を熱風乾燥させてもよい。

上記の何れかの食品処理装置は、前記熱風供給部が外気を取り込むための吸気管を更に備えてもよい。上記の何れかの食品処理装置は、前記食品処理室から少なくとも熱風を排出するための排気管を更に備えてもよい。上記の何れかの食品処理装置は、前記吸気管および前記排気管の間に配置された開閉式の調整弁を更に備えてもよい。上記の何れかの食品処理装置において、前記制御部は、前記調整弁の開量を調整することにより、前記食品処理室から排出される熱風を前記熱風供給部へと循環させる量を調整してもよい。

上記の何れかの食品処理装置において、前記熱風供給部および前記蒸気供給部は、前記食品保持部に保持された前記含水食品に対して、前記食品保持部の前記複数の孔を介して下方から上方へと蒸気または熱風が供給されるように、前記食品保持部の下側で前記食品処理室に接続された流路を有してもよい。

上記の何れかの食品処理装置において、前記蒸気供給部は、前記食品保持部の下側に配置された、前記食品処理室の内壁に沿う環状配管の複数の噴出口から、前記食品処理室内に蒸気を噴出させてもよい。前記複数の噴出口は、蒸気が前記食品保持部に直接吹き付けられないように配置されていてもよい。

本発明の第２の態様においては、食品処理方法を提供する。食品処理方法は、含水食品を蒸気でブランチングしてから熱風乾燥させるためのバッチ式の食品処理室内において、重力方向下側に向かって内径が小さくなる逆円錐台状の保持面であって蒸気および熱風の通過を許容する複数の孔を含む保持面上で前記含水食品を保持することと、前記保持面上で前記含水食品を保持した状態で、前記食品処理室内に蒸気を供給することと、前記食品処理室内に蒸気を供給した後、前記保持面上で前記含水食品を保持した状態で、前記含水食品を攪拌しながら前記食品処理室内に熱風を供給することとを備える。

なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

一実施形態による食品処理装置１０の模式的な斜視図である。 図１に示す食品処理装置１０を反対側から見た模式的な斜視図である。 一実施形態による食品処理装置１０の本体１００の内部構造を示す模式的な断面図である。 図３に示す本体１００の内部構造を異なる視点から斜めに見た模式的な断面図である。 図４に示す本体１００の内部構造を正面から見た模式的な断面図である。 図３に示す本体１００における食品処理室１１０の下室１１６に設けられた複数の攪拌ブレード１３２の詳細を示す模式的な斜視図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、一実施形態による食品処理装置１０の模式的な斜視図である。図２は、図１に示す食品処理装置１０を反対側から見た模式的な斜視図である。図１において、紙面に向かって右方向をＸ軸正方向と定義し、紙面に向かって奥行き方向をＹ軸正方向と定義し、紙面に向かって上方向をＺ軸正方向と定義する。図２以降の各図においても、図１のＸＹＺ軸に対応するＸＹＺ軸を示し、これと重複する説明を省略する。なお、以降の説明において、Ｚ軸正側を単に上、上側、上方または重力方向上側と称し、Ｚ軸負側を単に下、下側、下方または重力方向下側と称する場合がある。

食品処理装置１０は、主には野菜類、果物類、魚類、肉類などの含水食品を水蒸気でブランチングし、その後に連続して熱風によって乾燥する複合機能を有する。以降の説明において、含水食品を水蒸気でブランチングすることを、含水食品の蒸煮またはスチーミング、と称する場合がある。なお、含水食品のブランチングとは、含水食品を短時間、例えば数十分間から数分間程度、煮沸または蒸煮することによって、含水食品に熱処理、殺菌および酵素失活処理を施すことを指してもよい。

食品処理装置１０が処理対象とする含水食品は、一例として、重量含水率が９０％前後の固体または半固体の食品である。食品処理装置１０に投入される含水食品は、一例として、予備処理、洗浄・殺菌処理、および、カッティング処理が施されている。予備処理は、例えば、根菜類の天地部分、葉物の根、欠けや割れなどを手作業でトリミングすることを含んでもよい。洗浄・殺菌処理は、例えば、次亜塩素酸水、電解水等の薬剤で殺菌し、薬剤を洗い落とすことを含んでもよい。カッティング処理は、例えば、根菜類を数ｍｍ～数１０ｍｍ程度にダイスカットすること、葉物を長さ例えば２０ｍｍ程度以下にカットすること、などを含んでもよい。

食品処理装置１０は、バッチ式の運転形態であって、一例として、１バッチ当たり２５ｋｇ程度の葉物や５０ｋｇ程度の根菜類などを処理可能であってもよい。食品処理装置１０は、例えば、重量含水率が９０％である５０ｋｇの野菜を、１時間で、ブランチングして重量含水率５０％まで乾燥させる処理能力を有してもよい。

食品処理装置１０は、一例として、日本特許第６５４４６７２号に開示される「乾燥粉砕機」の前処理用の装置として利用されてもよい。食品処理装置１０は、一例として、含水食品の乾燥チップを製造する装置として利用されてもよい。この場合、食品処理装置１０は、例えば、重量含水率が１０％以下の乾燥野菜チップを製造可能であってもよい。

図１および図２に示すように、本実施形態による食品処理装置１０は、本体１００、蒸気供給部１４０、熱風供給部１５０、吸気管１６１、排気管１６３、調整弁１７０－１、調整弁１７０－２、および、制御部１８０を備える。

本体１００は、キャスターおよびフレーム付きの台車５１上に載置されて、搬送可能であってもよい。本体１００は、台車５１上に取り外し可能に固定されてもよい。熱風供給部１５０、吸気管１６１、排気管１６３、調整弁１７０、および、制御部１８０は、キャスターおよびフレーム付きの台車５２上に載置されて、搬送可能であってもよい。これら熱風供給部１５０等は、台車５２上に取り外し可能に固定されてもよい。

図１および図２に示すように、本体１００は食品処理室１１０を有する。本体１００は更に、図１および図２に示されていない構成として、図３以降の各図に示される食品保持部１２０および攪拌部１３０を食品処理室１１０内部に有する。換言すると、食品処理装置１０は更に、食品保持部１２０および攪拌部１３０を備える。食品保持部１２０および攪拌部１３０の詳細については、図３以降を参照して後述する。

食品処理室１１０は、内部空間を有する処理室であって、含水食品を蒸気でブランチングしてから熱風乾燥させるためのバッチ式の処理室である。食品処理室１１０は、図１および図２に示すように一部が円筒状の処理室であってもよい。

本実施形態による食品処理室１１０は、上室１１１および下室１１６を有する。上室１１１および下室１１６は、それぞれ一方の側が外部空間に開放されている円筒状の筐体であって、上室１１１が下室１１６のＺ軸正側に位置するように互いの開放されている側を向かい合わせに連結されて、上述の内部空間を形成している。より具体的には、上室１１１および下室１１６は、図１および図２に示すように、それぞれの開放されている側に設けられたフランジに形成されている、それぞれの対応する貫通孔を通じてボルトで締結されることによって互いに連結されている。

上室１１１の上側、すなわち下室１１６側の反対側の面には、ユーザが含水食品を食品処理室１１０内に投入するための原料投入口１１２が設けられている。各図において、適宜、含水食品の投入方向を白抜きの矢印で示す。

上室１１１の側面には、ユーザが食品処理室１１０内部の食品保持部１２０や攪拌部１３０などを清掃したりメンテナンスしたりするための、開閉式の回転ドア１１３が設けられていてもよい。回転ドア１１３は、食品処理室１１０の側面において上下端を固定されたヒンジ付き棒１１４によって回転可能に保持されていてもよい。回転ドア１１３は、食品処理室１１０の側面に設けられた複数の留め具１１５に係合されることによって閉状態を維持されてもよい。

下室１１６の側面には、ユーザが下室１１６内部を洗浄したりメンテナンスしたりするためのメンテナンス用窓１１８が設けられていてもよい。メンテナンス用窓１１８は、ユーザによって蓋を取り外しされることによって開閉されてもよい。

蒸気供給部１４０は、食品処理室１１０内に蒸気を供給する。本実施形態による蒸気供給部１４０は、食品処理室１１０に接続された蒸気流路１４３と、制御部１８０から受信する指示信号に従って、蒸気を生成し、蒸気流路１４３を介して食品処理室１１０内に蒸気を供給するボイラ１４１とを有する。ボイラ１４１は、不図示の電気配線によって制御部１８０に接続されている。

蒸気供給部１４０は、食品処理室１１０内に９０℃以上１５０℃以下の飽和水蒸気または過熱水蒸気を供給してもよい。蒸気供給部１４０はまた、食品処理室１１０内に１１０℃以上１３０℃以下の飽和水蒸気または過熱水蒸気を供給してもよい。なお、１２０℃以上の飽和水蒸気または過熱水蒸気によって、土壌菌などの耐熱性菌も殺菌可能である。なお、蒸気供給部１４０は、蒸気流路１４３において、ボイラ１４１から供給される飽和水蒸気を１００℃～１５０℃まで加熱して過熱水蒸気としてもよく、例えばスーパーヒーターを有してもよい。

なお、各図において、単に説明を明確にする目的で、蒸気供給部１４０を簡略化して示し、蒸気の概略的な流れ方向を、適宜「蒸気」との文字を付して、白抜きの矢印で示す。また同様の目的で、以降の一部の図において熱風供給部１５０を簡略化して示したり、外気または熱風の概略的な流れ方向を、適宜「外気」や「熱風」との文字を付して、黒塗りの矢印で示したりする場合がある。また同様の目的で、食品処理装置１０の説明済の構成の参照番号を省略したり、食品処理装置１０の一部の構成の図示を省略したりする場合がある。以降の各図においては、これらと重複する説明を省略する。

熱風供給部１５０は、食品処理室１１０内に熱風を供給する。本実施形態による熱風供給部１５０は、食品処理室１１０に接続された熱風流路１５３と、制御部１８０から受信する指示信号に従って、外気を吸い込んで加熱するバーナユニット１５１および熱風発生器１５２とを有する。熱風供給部１５０は更に、バーナユニット１５１および熱風発生器１５２で加熱された熱風を、制御部１８０から受信する指示信号に従って、熱風流路１５３を介して食品処理室１１０内に押し込むファン１５４を有する。なお、バーナユニット１５１および熱風発生器１５２とファン１５４との間の流路も熱風流路１５３と称する場合がある。バーナユニット１５１、熱風発生器１５２およびファン１５４は、不図示の電気配線によって制御部１８０に接続されている。

バーナユニット１５１は、一例として、比較的安価なＬＰＧ（液化石油ガス）やＬＮＧ（液化天然ガス）などを熱源としてもよい。バーナユニット１５１は、これに代えて伝熱ヒータを熱源としてもよい。なお、バーナユニット１５１および熱風発生器１５２で加熱された熱風の湿度は予め定められた閾値以下となるように調整されてもよい。

熱風供給部１５０は、食品処理室１１０内に１３０℃以下の熱風を供給してもよい。熱風供給部１５０はまた、食品処理室１１０内に１１０℃以上１３０℃以下の熱風を供給してもよい。なお、１３０℃以上の熱風で含水食品を乾燥させると、含水食品の変色、例えばメイラード反応による褐変が起きる場合がある。

吸気管１６１は、熱風供給部１５０が外気を取り込むための管路である。吸気管１６１は、一端が外部空間に開放されており、他端が熱風供給部１５０の熱風発生器１５２に接続されている。吸気管１６１の内部には、一例として、外気に含まれる粉塵などをフィルタリングするためのエアフィルタが設けられていてもよい。

排気管１６３は、食品処理室１１０から熱風および蒸気を排出するための管路である。排気管１６３は、一端が外部空間に開放されており、他端が食品処理室１１０の上室１１１に接続されている。

調整弁１７０－１は、吸気管１６１および排気管１６３の間に配置された開閉式のシャッター弁である。調整弁１７０－２は、吸気管１６１に配置された開閉式のシャッター弁である。調整弁１７０－１、１７０－２は、制御部１８０から受信する指示信号に従って、開量を調整する。なお、調整弁１７０－１、１７０－２は、これに代えて又は加えて、ユーザが手動で開量を調整可能であってもよい。

制御部１８０は、例えば図１に示すように、制御盤に組み込まれたコントローラであって、制御盤のメモリに記憶されている予め定められたシーケンスプログラムに従って、食品処理装置１０の各構成を順に制御する。制御部１８０は、食品処理装置１０の各構成をシーケンスプログラムに従って順に制御することに代えて、食品処理装置１０の各構成をフィードバック制御してもよい。制御部１８０は、ユーザによって制御盤の電源がオフからオンに切り替えられたことに応じて、食品処理装置１０の各構成を制御することを開始してもよい。

制御部１８０は、不図示の電気配線によって、攪拌部１３０、蒸気供給部１４０、熱風供給部１５０および調整弁１７０に有線接続され、これらの各構成と通信する。制御部１８０は、これらの構成の少なくとも何れかと無線接続されていてもよい。

制御部１８０は、攪拌部１３０等に指示信号を送信して、蒸気供給部１４０に蒸気を供給させた後、蒸気の供給を停止してから、攪拌部１３０に含水食品を攪拌させながら熱風供給部１５０に熱風を供給させる。制御部１８０は、一例として、５０％以上の熱効率で食品処理室１１０内の含水食品を熱風乾燥させてもよい。例えば、制御部１８０は、食品処理室１１０内の含水食品を乾燥させるべく１２０～１３０℃の熱風を供給して、含水食品の重量含水率が予め定められた値まで低下させた結果として、食品処理室１１０から排出される熱風の温度が５０～６０℃となるように、食品処理装置１０の各構成を制御してもよい。例えば、制御部１８０は、調整弁１７０－１の開量を調整することにより、食品処理室１１０から排出される熱風を熱風供給部１５０へと循環させる量を調整してもよく、これによって５０％以上の熱効率を達成してもよい。この場合、より具体的には、制御部１８０は、調整弁１７０－２を半開程度にすることによって、熱風供給部１５０が取り込む外気の量を減らしてもよい。これと共に、制御部１８０は、調整弁１７０－２を半開程度にすることによって、図１、２において破線の矢印で示すように、食品処理室１１０から排出される熱風を熱風供給部１５０へと循環させてもよい。なお、制御部１８０は、熱風を循環させずに、すなわち調整弁１７０－１、１７０－２の開量を調整せずに、５０％以上の熱効率を達成してもよく、この場合には、食品処理装置１０は調整弁１７０－１、１７０－２を備えずに調整弁１７０－１部分を壁で閉ざしてもよく、すなわち、食品処理装置１０において熱風は１つの流路を１回のみ通過するようにしてもよい。

なお、食品処理装置１０における主たる構成の寸法は、例えば円筒状の食品処理室１１０の直径が７００ｍｍ、制御盤の横幅が９００ｍｍ、床面から吸気管１６１上端までの最大高さが２０００ｍｍであってもよい。

図３は、一実施形態による食品処理装置１０の本体１００の内部構造を示す模式的な断面図である。図４は、図３に示す本体１００の内部構造を異なる視点から斜めに見た模式的な断面図である。図５は、図４に示す本体１００の内部構造を正面から見た模式的な断面図である。図６は、図３に示す本体１００における食品処理室１１０の下室１１６に設けられた複数の攪拌ブレード１３２の詳細を示す模式的な斜視図である。

食品保持部１２０は、食品処理室１１０内で含水食品を保持する。食品保持部１２０は、図３から図５に示すように、重力方向下側に向かって内径が小さくなる逆円錐台状の保持面１２２を有し、保持面１２２上で含水食品を保持する。逆円錐台状の保持面１２２は、含水食品が保持面１２２上に留まらずに落下するように、例えば水平に対して４５度以上の傾斜角、例えば５０度の傾斜角を有してもよい。なお、各図において含水食品の図示は省略する。

食品保持部１２０の保持面１２２は、図３に示すように、蒸気および熱風の通過を許容する複数の孔１２１を含む。なお、以降の図においては、複数の孔１２１の図示を省略する。食品保持部１２０において、複数の孔１２１が形成された部分は、パンチングプレートであってもよい。換言すると、食品保持部１２０は、全面に亘って複数の孔１２１が形成されたパンチングプレートを有してもよい。なお、食品保持部１２０の複数の孔１２１の大きさは、食品保持部１２０に保持された含水食品が通過しない程度の大きさである。また、パンチングプレートは、通気抵抗を低くするために開口率４０％程度以上であってもよい。

食品保持部１２０は、食品処理室１１０内部で固定されている。食品保持部１２０は例えば、図３から図６に示すように、複数の孔１２１が形成された部分から外側に延出しているフランジを有してもよく、当該フランジを食品処理室１１０の上室１１１および下室１１６の各フランジによって挟持されることによって、食品処理室１１０内部で固定されていてもよい。より具体的には、食品保持部１２０は、当該フランジを食品処理室１１０の上室１１１および下室１１６の各フランジと共に、それぞれの対応する貫通孔を通じてボルトで締結されることによって、食品処理室１１０内部で固定されている。食品保持部１２０は、食品処理室１１０の内部空間を上室１１１側と下室１１６側に区分けしている、とも言える。

食品保持部１２０は例えば、図４から図６に示すように、熱風乾燥された含水食品を排出するための、開閉可能な排出口１２４を下端側に有してもよい。食品保持部１２０の排出口１２４は、食品処理室１１０の下室１１６に設けられたプラグ挿入口１１７との間に、熱風乾燥された含水食品を食品処理室１１０の内部から外部へと排出するための通路を有する。排出口１２４は、例えば図５に示すように、ユーザによってプラグ挿入口１１７から当該通路内へとプラグ１０１を挿入されることで閉状態となってもよく、プラグ１０１を抜去されることで開状態となってもよい。

攪拌部１３０は、食品保持部１２０に保持された含水食品を攪拌する。攪拌部１３０は、例えば、食品保持部１２０に保持された含水食品を混合する。攪拌部１３０は、図３から図６に示すように、回転軸周りを回転する中心ボディ１３１と、中心ボディ１３１から半径方向に延出している複数の攪拌ブレード１３２とを有してもよい。攪拌部１３０は更に、制御部１８０から受信する指示信号に従って、中心ボディ１３１および複数の攪拌ブレード１３２を回転駆動する回転駆動部１３６を有してもよい。なお、図３から図６において、回転駆動部１３６によって回転駆動される中心ボディ１３１および複数の攪拌ブレード１３２の回転方向Ｒを矢印で示す。

中心ボディ１３１は例えば、図３から図６に示すように、重力方向下側に向かって外径が大きくなる円錐台状の外形を有してもよい。円錐台状の中心ボディ１３１は、例えば水平に対して６０度以上傾斜していてもよい。円錐台状の中心ボディ１３１は、食品保持部１２０の逆円錐台状の保持面１２２の下底部分を成す開口の縁に沿って、保持面１２２に接触しない状態のまま当該開口内で回転する。よって、食品保持部１２０の保持面１２２および攪拌部１３０の中心ボディ１３１は、互いの間にＶ字状の谷を成す。

中心ボディ１３１は例えば、図３から図６に示すように、円錐台の上底および下底の各中心をＺ軸方向に貫通する孔が形成されており、上の孔から下の穴にボルト１３５が挿入されてもよい。中心ボディ１３１は、ボルト１３５を回転軸として回転駆動部１３６に軸支されてもよい。

複数の攪拌ブレード１３２は、上述のＶ字状の谷に堆積する含水食品を、中心ボディ１３１の回転に伴って攪拌する。複数の攪拌ブレード１３２はそれぞれ、回転方向Ｒに回転した場合に含水食品を押し上げながら攪拌できるよう、仰角の攪拌面を有する。複数の攪拌ブレード１３２は例えば、図６に示すように、上段にある第１攪拌ブレード１３２－１、中段にある第２攪拌ブレード１３２－２、および、下段にある第３攪拌ブレード１３２－３から成る３段構造であってもよい。複数の攪拌ブレード１３２は例えば、図６に示すように、中心ボディ１３１の回転軸方向および回転方向Ｒに互いに位置をずらして配置されており、互いに回転軸方向に重ならなくてもよい。第３攪拌ブレード１３２－３は、最下段の攪拌ブレードの一例であって、図６に示すように、Ｖ字状の谷に堆積する熱風乾燥された含水食品を、中心ボディ１３１の回転に伴って食品保持部１２０の排出口１２４から排出可能であってもよい。なお、複数の攪拌ブレード１３２は、当該３段構造の他に、上段および下段の２段構造や、上段および中段の２段構造などであってもよい。なお、複数の攪拌ブレード１３２は、中心ボディ１３１と一体的に形成されていてもよく、別個に形成されて中心ボディ１３１に固定されていてもよい。

回転駆動部１３６は、中心ボディ１３１および複数の攪拌ブレード１３２の回転中心を成す回転軸１３７と、中心ボディ１３１が固定されるターンテーブル１３８と、食品処理室１１０の下室１１６の底面に固定された筒状の仕切板１３９とを有してもよい。

回転駆動部１３６は、例えば最大で１秒に１回転、すなわち最大１ｒｐｓの回転性能を有するギアードモータ１３６－１を含んでもよい。回転駆動部１３６は、ギアードモータ１３６－１の回転力によって回転軸１３７を回転させ、これによって中心ボディ１３１および複数の攪拌ブレード１３２を回転駆動させてもよい。

回転駆動部１３６は、制御部１８０から受信する指示信号に従って、例えば食品処理装置１０が処理対象とする含水食品の重量に応じてギアードモータ１３６－１の回転数を変えてもよい。具体的には、回転駆動部１３６は、重い含水食品ほどギアードモータ１３６－１を速く回転させてもよく、相対的に空気が抜け易い軽い含水食品はギアードモータ１３６－１を相対的に遅く回転させてもよい。

本実施形態において、回転軸１３７はＺ軸に平行であり、すなわち、攪拌部１３０はＺ軸に平行な回転軸１３７周りに中心ボディ１３１を回転させ、これによって複数の攪拌ブレード１３２を回転軸１３７周りに回転させる。回転軸１３７は例えば、図３から図６に示すように、Ｚ軸方向正側の端部にネジ溝が形成されていてもよく、当該ネジ溝には上述のボルト１３５が螺合され、これによって中心ボディ１３１が回転軸１３７に固定されてもよい。回転軸１３７は、下室１１６の底面に設けられたベアリング１３７－１によって回転可能に保持されていてもよい。なお、ベアリング１３７－１等は、図３に示すように、筒状の仕切板１３９によって、熱風、蒸気、洗浄水等から隔離されている。

ターンテーブル１３８には、回転中心に回転軸１３７が挿通される孔が形成されている。ターンテーブル１３８は、中心ボディ１３１と共に、回転軸１３７と一体的に回転する。ターンテーブル１３８には、任意の固定手段によって中心ボディ１３１が固定されていてもよい。ターンテーブル１３８は例えば、中心ボディ１３１の円錐台の下底からＺ軸方向負側に延出している少なくとも３本のピンがターンテーブル１３８の対応する孔に挿通された状態で、ボルト１３５が回転軸１３７に締結されることによって、中心ボディ１３１と共に、回転軸１３７に固定されていてもよい。換言すると、ターンテーブル１３８および中心ボディ１３１は、ボルト１３５が回転軸１３７に締結されることによって、回転軸１３７と一体的に回転可能となってもよい。なお、ターンテーブル１３８は、ターンテーブル１３８の下にある仕切板１３９には接触しない状態のまま、回転軸１３７と一体的に回転する。

図１および図２を参照して説明した蒸気供給部１４０および熱風供給部１５０は、より具体的には、食品保持部１２０に保持された含水食品に対して、食品保持部１２０の複数の孔１２１を介して下方から上方へと蒸気または熱風が供給されるように、食品保持部１２０の下側で食品処理室１１０に接続された流路を有してもよい。すなわち、上述した蒸気流路１４３および熱風流路１５３は、食品処理室１１０の下室１１６の側壁に接続され、それぞれを介して下室１１６に吹き込まれる蒸気および熱風は、図３に白抜きの矢印および黒塗りの矢印で例示するように、食品保持部１２０の複数の孔１２１を下から上へと通過してもよい。すなわち、蒸気および熱風は、食品保持部１２０の保持面１２２上に保持された含水食品の下方から上方へと供給されてもよい。

蒸気供給部１４０は、図３から図５に示すように、食品保持部１２０の下側に配置された、食品処理室１１０の内壁に沿う環状配管１４４を有してもよい。蒸気供給部１４０は、環状配管１４４の複数の噴出口１４５から、食品処理室１１０内に蒸気を噴出させてもよい。複数の噴出口１４５は、蒸気が食品保持部１２０に直接吹き付けられないように配置されていてもよい。複数の噴出口１４５は、例えば、環状配管１４４において、食品保持部１２０の裏面１２３に正対する位置ではなく、上側および下側のそれぞれに配置されていてもよい。これにより、蒸気が食品保持部１２０に直接吹き付けられるように配置されている場合に比べて、食品保持部１２０の蒸気を直接吹き付けられる箇所が局所的に高温になって当該箇所に隣接する含水食品が褐色したり変質したりすることを抑止できる。複数の噴出口１４５はまた、蒸気が食品処理室１１０の下室１１６全体に拡散して食品保持部１２０の各孔１２１を下方から上方へと均等に通過するように、環状配管１４４の周方向全体に亘って一様に配置されていてもよい。なお、図３においては、一部の噴出口１４５のみを代表的に図示し、以降の図においては図示を省略する。

熱風供給部１５０の熱風流路１５３は、図３に示すように、食品処理室１１０の下室１１６内に供給する熱風が、逆円錐台状の食品保持部１２０の裏面１２３における、逆円錐台の最小径部分に最初に吹き付けられるように、下室１１６の側面において位置決めされていてもよい。換言すると、食品保持部１２０は、熱風供給部１５０によって保持面１２２の裏面１２３の下端側に熱風が直接吹き付けられるように配置されていてもよい。この場合、熱風流路１５３から食品保持部１２０の裏面１２３までの距離が最大となり、下室１１６内で熱風が効率的に行き渡るようになる。熱風供給部１５０の熱風流路１５３はまた、環状配管１４４よりも下側に配置されていてもよい。

なお、食品処理室１１０の下室１１６には、図１および図２を参照して説明したメンテナンス用窓１１８の他、図３に示すような洗浄水の排水口１１９が底面に設けられていてもよい。排水口１１９は、ユーザが栓を抜き差しすることで開閉されてもよい。例えばユーザは、メンテナンス用窓１１８の蓋を外してメンテナンス用窓１１８から下室１１６内部の各部材に洗浄水を吹き付けることで各部材を清掃すると共に、排水口１１９の栓を抜いて洗浄水を排出してもよい。

以上で説明した実施形態による食品処理装置１０によれば、食品保持部１２０が逆円錐台状の保持面１２２上で含水食品を保持した状態で、攪拌部１３０が保持面１２２上の含水食品を攪拌しながら、蒸気や熱風を保持面１２２の複数の孔１２１を介して含水食品の下方から上方へと供給することができる。すなわち、食品処理装置１０によれば、同一の装置内で、含水食品のブランチングと熱風乾燥とを行うことが可能である。食品処理装置１０によればまた、食品保持部１２０の逆円錐台状に傾斜した保持面１２２と攪拌部１３０の円錐台状に傾斜した中心ボディ１３１との間のＶ字状の谷に含水食品を堆積させ、仰角の攪拌面を有する複数の攪拌ブレード１３２を回転方向Ｒに回転させることにより、堆積された含水食品を押し上げながら攪拌することができる。これにより、食品処理装置１０は、Ｖ字状の谷の中で含水食品を押し上げては落下させることを繰り返すことができ、含水食品を効率的に処理することができる。

このような食品保持部１２０の保持面１２２の傾斜角は、大きいほど、含水食品と蒸気および熱風との接触面積が大きくなるので処理効率が上がり且つ含水食品が落下し易くなるので撹拌効率が良くなる一方で、装置の高さが大きくなって、機械の製造コストが上がり、メンテナンス性が悪化する可能性がある。保持面１２２の傾斜角は、例えば、含水食品の種類、大きさ、水分などで決まる安息角に応じて設計されてもよい。なお、攪拌部１３０の中心ボディ１３１の傾斜角は、中心ボディ１３１周りでは特に上側で含水食品を十分に攪拌できないため、垂直に近くてもよい。この場合、中心ボディ１３１の水平に対する傾斜角は、保持面１２２の水平に対する傾斜角よりも大きいと言える。

また例えば、本実施形態の食品処理装置１０によれば、棚式の食品乾燥機と比較して、処理時間を非常に短縮することができ、熱履歴による機能性成分の劣化を防止でき、例えば、ポリフェノールに代表される、抗酸化作用のあるファイトケミカルの熱劣化を十分に抑止できる。また例えば、本実施形態による食品処理装置１０によれば、数十メートル程の規模となるバンド乾燥機等の連続式の食品乾燥機と比較して、装置を大幅に小型化でき、設置スペースを節約することができる。

また例えば、農業生産者や食品製造業者が、上述した「乾燥粉砕機」の設備を有する加工業者に、未利用農産物の野菜から野菜パウダーを製造することを外部委託する場合、９０％程度の水分を含む野菜を冷蔵または冷凍して輸送する輸送コストが非常に大きな問題となるため、当該外部委託を断念するケースが考えられる。この場合、未利用農産物の活用が発展せず、多くの食品ロスが発生する可能性がある。これに対して、本実施形態による食品処理装置１０によれば、上述の通り小型化が実現されているため、農業生産者等や、農業生産者等の近隣に位置するローカルな加工センターが、食品処理装置１０を所有できる。これにより、農業生産者等は、食品処理装置１０の利用によって、未利用農産物の野菜を例えば重量含水率５０％以下の予備乾燥状態まで乾燥させてから、すなわち野菜の重量を５分の１以下に減らしてから加工業者へと輸送できるため、輸送コストを大幅に低減できる。従って、本実施形態による食品処理装置１０によれば、未利用農産物の活用を発展させ、食品ロスを大幅に少なくすることができる。

なお、上述した「乾燥粉砕機」は、例えば、重量含水率が９５％である２０ｋｇの野菜から、１時間で、ほぼ０％の重量含水率まで乾燥させて１ｋｇの野菜パウダーを製造する処理能力を有してもよい。この場合において、例えば重量含水率が９５％である１００ｋｇの野菜を前処理せずに「乾燥粉砕機」が直接処理して５ｋｇの野菜パウダーを製造しようとすると５時間かかることになるが、例えば上述した処理能力を有する本実施形態の食品処理装置１０で当該野菜を前処理すれば、２時間で重量含水率が５０％である１０ｋｇの乾燥野菜とすることができ、「乾燥粉砕機」における処理時間を僅か１５分程度に短縮することができる。

ここで、以上で説明した実施形態の食品処理装置１０による食品処理方法の一例を説明する。当該食品処理方法は、含水食品を蒸気でブランチングしてから熱風乾燥させるためのバッチ式の食品処理室１１０内において、蒸気および熱風の通過を許容する複数の孔１２１を含む逆円錐台状の保持面１２２上で含水食品を保持する段階（ステップＳ１）を備える。当該食品処理方法は更に、保持面１２２上で含水食品を保持した状態で、蒸気供給部１４０によって食品処理室１１０内に蒸気を供給する段階（ステップＳ２）を備える。当該食品処理方法は更に、食品処理室１１０内に蒸気を供給した後、保持面１２２上で含水食品を保持した状態で、攪拌部１３０によって含水食品を攪拌しながら、熱風供給部１５０によって食品処理室１１０内に熱風を供給する段階（ステップＳ３）を備える。

上記のステップＳ２のより具体的な一例として、食品処理装置１０は、食品処理室１１０の下室１１６内に、１５０℃程度の低圧蒸気を５～６分程度流入する。食品処理室１１０内の温度は、低圧蒸気の流入開始から２分程度で、常温から１００℃を超えるまで上昇し、更に３～４分程度で、含水食品の十分なブランチングが完了する。なお、ステップＳ２では、食品処理装置１０は攪拌部１３０によって含水食品を攪拌させても攪拌させなくてもよい。なお、ステップＳ２において、食品処理装置１０は、処理対象となる含水食品の量に応じて、食品処理室１１０内への蒸気の供給量を調整してもよい。

上記のステップＳ３のより具体的な一例として、食品処理装置１０は、食品処理室１１０の下室１１６内への蒸気の流入を停止し、攪拌部１３０によって含水食品を攪拌させながら、下室１１６内に、吸気管１６１および熱風流路１５３を介して外気のみを１分程度流入した後、バーナユニット１５１を起動して７０～１２０℃程度の熱風の流入を開始する。食品処理装置１０は、上述した「乾燥粉砕機」の前処理装置として機能する場合、すなわち乾燥させた含水食品を後工程で瞬間乾燥粉砕してパウダー化する場合には、含水食品の熱履歴が多くならないよう、１～１．５時間程度熱風乾燥する。これにより、９０％の水分を含む含水食品は、重量含水率５０％程度まで乾燥する。食品処理装置１０は、このように前処理装置として使用されずに自ら乾燥チップを製造する場合には、より長い時間、含水食品を熱風乾燥してもよい。これにより、９０％の水分を含む含水食品は、重量含水率１０％以下まで乾燥する。なお、ステップＳ３が終了した後、ユーザは、攪拌部１３０によって含水食品の攪拌が継続されている状態で、プラグ挿入口１１７からプラグ１０１を抜くことにより、プラグ挿入口１１７から乾燥された含水食品を徐々に排出させる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

例えば、攪拌部において、複数の攪拌ブレードは、中心ボディに対して、中心ボディの回転軸方向の位置および回転方向の位置の少なくとも何れかを調整可能であってもよい。例えば、中心ボディおよび攪拌ブレードが互いに別個に形成されており、中心ボディの外側面上には攪拌ブレードを固定するための複数の固定部材が離散的に設けられており、複数の固定部材の中から攪拌ブレードを固定する固定部材を選択することによって、攪拌ブレードの固定位置が決められてもよい。この場合において、乾燥された原料を排出口に流し込む役目を担っている下段の攪拌ブレードのみ、中心ボディと一体的に形成され、他の攪拌ブレードの少なくとも何れかが固定部材によって中心ボディに着脱可能であってもよい。

また例えば、攪拌部は、食品処理室に対して相互に取り替え可能な第１構造体および第２構造体を有してもよく、第２構造体は、嵩密度が相対的に大きい含水食品用であって、第１構造体と比べて、食品保持部に保持された含水食品のより低い部分を攪拌可能であってもよい。例えば、嵩密度が高い、すなわちニンジンなどの根菜類のような重い含水食品ほど、下方に溜まり易く、下方部分だけ乾燥してしまうので、攪拌ブレードは下方に取り付ける必要がある。一方で、嵩密度が低い含水食品ほど、勝手に上方に行くので、攪拌ブレードは上方に取り付けていてもよい。例えば、ユーザが、中心ボディに対する攪拌ブレードの固定位置が互いに異なる、中心ボディおよび攪拌ブレードが一体的に形成された複数の構造体の中から特定の構造体を選択してもよい。この場合、当該構造体はターンテーブル上に着脱可能である。

また例えば、拡散性の高い蒸気は、食品保持部１２０の複数の孔１２１を逆方向に通過するように構成されてもよい。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０ 食品処理装置
５１、５２ 台車
１００ 本体
１０１ プラグ
１１０ 食品処理室
１１１ 上室
１１２ 原料投入口
１１３ 回転ドア
１１４ ヒンジ付き棒
１１５ 留め具
１１６ 下室
１１７ プラグ挿入口
１１８ メンテナンス用窓
１１９ 排水口
１２０ 食品保持部
１２１ 孔
１２２ 保持面
１２３ 裏面
１２４ 排出口
１３０ 攪拌部
１３１ 中心ボディ
１３２ 攪拌ブレード
１３２－１ 第１攪拌ブレード
１３２－２ 第２攪拌ブレード
１３２－３ 第３攪拌ブレード
１３５ ボルト
１３６ 回転駆動部
１３６－１ ギアードモータ
１３７ 回転軸
１３７－１ ベアリング
１３８ ターンテーブル
１３９ 仕切板
１４０ 蒸気供給部
１４１ ボイラ
１４３ 蒸気流路
１４４ 環状配管
１４５ 噴出口
１５０ 熱風供給部
１５１ バーナユニット
１５２ 熱風発生器
１５３ 熱風流路
１５４ ファン
１６１ 吸気管
１６３ 排気管
１７０－１、１７０－２ 調整弁
１８０ 制御部

Claims (21)

1. 含水食品を蒸気でブランチングしてから熱風乾燥させるためのバッチ式の食品処理室と、
   重力方向下側に向かって内径が小さくなる逆円錐台状の保持面を有し、前記食品処理室内において前記保持面上で前記含水食品を保持する食品保持部であって、前記保持面は蒸気および熱風の通過を許容する複数の孔を含む、食品保持部と、
   前記食品保持部に保持された前記含水食品を攪拌する攪拌部と、
   前記食品保持部が前記含水食品を保持した状態で、前記食品処理室内に蒸気を供給する蒸気供給部と、
   前記食品保持部が前記含水食品を保持した状態で、前記食品処理室内に熱風を供給する熱風供給部と
   を備える食品処理装置。
2. 前記蒸気供給部に蒸気を供給させた後、蒸気の供給を停止してから、前記攪拌部に前記含水食品を攪拌させながら前記熱風供給部に熱風を供給させる制御部を更に備える、
   請求項１に記載の食品処理装置。
3. 前記攪拌部は、回転軸周りを回転する中心ボディと、前記中心ボディから半径方向に延出している複数の攪拌ブレードとを有し、
   前記中心ボディは、重力方向下側に向かって外径が大きくなる円錐台状の外形を有する、
   請求項１に記載の食品処理装置。
4. 前記中心ボディは、水平に対して６０度以上傾斜している、
   請求項３に記載の食品処理装置。
5. 前記食品保持部の前記保持面および前記攪拌部の前記中心ボディは、互いの間にＶ字状の谷を成す、
   請求項３に記載の食品処理装置。
6. 前記複数の攪拌ブレードは、前記Ｖ字状の谷に堆積する前記含水食品を、前記中心ボディの回転に伴って攪拌する、
   請求項５に記載の食品処理装置。
7. 前記食品保持部は、熱風乾燥された前記含水食品を排出するための、開閉可能な排出口を下端側に有し、
   前記複数の攪拌ブレードは、前記Ｖ字状の谷に堆積する前記熱風乾燥された含水食品を、前記中心ボディの回転に伴って前記排出口から排出可能な、最下段の攪拌ブレードを含む、
   請求項５に記載の食品処理装置。
8. 前記食品保持部は、前記熱風供給部によって前記保持面の裏面の下端側に熱風が直接吹き付けられるように配置されている、
   請求項５に記載の食品処理装置。
9. 前記複数の攪拌ブレードは、前記中心ボディの回転軸方向および回転方向に互いに位置をずらして配置されており、互いに前記回転軸方向に重ならない、
   請求項３に記載の食品処理装置。
10. 前記複数の攪拌ブレードは、前記中心ボディに対して、前記中心ボディの回転軸方向の位置および回転方向の位置の少なくとも何れかを調整可能である、
    請求項３に記載の食品処理装置。
11. 前記攪拌部は、前記食品処理室に対して相互に取り替え可能な第１構造体および第２構造体を有し、
    前記第２構造体は、嵩密度が相対的に大きい含水食品用であって、前記第１構造体と比べて、前記食品保持部に保持された前記含水食品のより低い部分を攪拌可能である、
    請求項１に記載の食品処理装置。
12. 前記食品保持部は、全面に亘って前記複数の孔が形成されたパンチングプレートを有する、
    請求項１に記載の食品処理装置。
13. 前記蒸気供給部は、前記食品処理室内に９０℃以上１５０℃以下の飽和水蒸気または過熱水蒸気を供給する、
    請求項１に記載の食品処理装置。
14. 前記蒸気供給部は、前記食品処理室内に１１０℃以上１３０℃以下の飽和水蒸気または過熱水蒸気を供給する、
    請求項１３に記載の食品処理装置。
15. 前記熱風供給部は、前記食品処理室内に１３０℃以下の熱風を供給する、
    請求項１に記載の食品処理装置。
16. 前記熱風供給部は、前記食品処理室内に１１０℃以上１３０℃以下の熱風を供給する、
    請求項１５に記載の食品処理装置。
17. 前記制御部は、５０％以上の熱効率で前記食品処理室内の前記含水食品を熱風乾燥させる、
    請求項２に記載の食品処理装置。
18. 前記熱風供給部が外気を取り込むための吸気管と、
    前記食品処理室から少なくとも熱風を排出するための排気管と、
    前記吸気管および前記排気管の間に配置された開閉式の調整弁と
    を更に備え、
    前記制御部は、前記調整弁の開量を調整することにより、前記食品処理室から排出される熱風を前記熱風供給部へと循環させる量を調整する、
    請求項１７に記載の食品処理装置。
19. 前記熱風供給部および前記蒸気供給部は、前記食品保持部に保持された前記含水食品に対して、前記食品保持部の前記複数の孔を介して下方から上方へと蒸気または熱風が供給されるように、前記食品保持部の下側で前記食品処理室に接続された流路を有する、
    請求項１に記載の食品処理装置。
20. 前記蒸気供給部は、前記食品保持部の下側に配置された、前記食品処理室の内壁に沿う環状配管の複数の噴出口から、前記食品処理室内に蒸気を噴出させ、
    前記複数の噴出口は、蒸気が前記食品保持部に直接吹き付けられないように配置されている、
    請求項１に記載の食品処理装置。
21. 含水食品を蒸気でブランチングしてから熱風乾燥させるためのバッチ式の食品処理室内において、重力方向下側に向かって内径が小さくなる逆円錐台状の保持面であって蒸気および熱風の通過を許容する複数の孔を含む保持面上で前記含水食品を保持することと、
    前記保持面上で前記含水食品を保持した状態で、前記食品処理室内に蒸気を供給することと、
    前記食品処理室内に蒸気を供給した後、前記保持面上で前記含水食品を保持した状態で、前記含水食品を攪拌しながら前記食品処理室内に熱風を供給することと
    を備える食品処理方法。