JPH04103497U - 流動性を有する食品材料の連続加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 流動性食品材料を、管路内を連続移動させつ
つ管路内でジュール加熱する装置において、均一に連続
加熱できかつ電極により食品材料の移送が妨げられるこ
とがないようにする。 ［構成］ 流動性食品材料が移動される管路の一部を角
筒状管路とし、その角筒状管路の内面のうち、相対する
２面に、平行な一対の平面状電極を形成し、管路横断方
向に電圧を印加する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、パイプ内で搬送可能な程度の流動性を有する食品材料、例えば液 体食品材料や固−液混合食品材料、あるいはゲル状食品材料などについて、調理 等の処理や殺菌等のために、パイプ内で搬送させつつ連続加熱する装置に関する ものである。

【０００２】

【従来の技術】

流動性を有する食品材料を調理等の処理や殺菌等のために加熱する方法の一つ としては、その流動性食品材料にポンプ等により圧力を加えてパイプ内を搬送さ せつつ、そのパイプ内で連続加熱する方法がある。このようにパイプ内を搬送さ せつつ連続加熱する方法では、パイプ内で加熱された食品材料をそのまま連続的 に容器に充填することができるため、加熱から充填までの作業を完全連続化する ことができる。

【０００３】 従来、このようにパイプ内を搬送される食品材料を加熱するための具体的方法 としては、パイプの外側を温水や蒸気、電熱等により加熱する方法が適用されて いるが、これらの方法では処理や殺菌に要する時間が長く、処理能率が低くなら ざるを得ないとともに、エネルギー効率も低いという問題がある。

【０００４】 一方最近では、食品材料に直接通電して、食品材料の有する電気抵抗により発 熱させる所謂ジュール加熱を適用する方法が適用されるようになっている。この ようなジュール加熱によれば、食品材料を直接通電加熱するため、エネルギー効 率が高く、処理能率も高い利点がある。従来、ジュール加熱を流動性食品材料の 連続加熱に適用した例としては、米国定期刊行物「FOOD ENGINEERING, January １９８８」ｐ９９〜ｐ１０１に示されている加熱システムがある。この加熱シス テムでは、流動性を有する食品材料が搬送される管路内の横断面中央位置に電極 を配置し、かつその電極は内部を中空として空冷する構成としている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

前述の米国刊行物に記載されているジュール加熱による流動性食品材料加熱シ ステムでは、食品材料が搬送される管路の横断面中央位置に電極が配置されてい るため、食品材料の流れが電極によって妨げられて食品材料を圧送するためのポ ンプに余計な負荷を与えてしまう問題があるほか、固−液混合食品材料の場合、 電極部分で固形物が詰ってしまったり破壊されたりする問題がある。そして電極 間で食品材料中の固形物が詰って滞留した場合、固形物が過加熱されて液体成分 の加熱状況との間で大きな差が生じてしまう問題もある。

【０００６】 さらに前述の加熱システムでは、電流が管路内の中央部分（軸線位置付近）を 流れるため、放熱の大きい管路内壁近傍での加熱が充分に行なわれず、管路内中 央部分と内壁近傍とで温度差が生じやすく、均一な加熱が行なえないおそれがあ るという問題もある。またこれに関連し、電極対を複数に分けて設け、弱電流で 加熱温度の微調整を行なおうとしても、弱電流では管路内中央部分にしか電流が 流れないため、均一な温度微調整が困難となる問題がある。特に実用機では処理 量を大きくするため管路内径を大きくする必要があるが、その場合には管路内中 央部分に流れる電流と管路内壁付近に流れる電流との差が一層著しくなって、加 熱ムラが大きくなり易い。

【０００７】 このほか、前述の加熱システムでは、管路内の中央部分に電極を配していると いう構造上、電極面積を大きくすることができず、そのため通電ムラが生じやす いとともに、電極の単位面積当りの電流量が大きくなるため電極のいたみが早い という問題がある。そしてまた、電極面積が小さいため電極が過加熱しやすい反 面、電極は管路内の中央部分に位置するため放熱が困難であり、そのため前述の システムでは電極を中空にして内部から空冷するようにしているが、このような 構成では構造が著しく複雑となるざるを得ないばかりでなく、電極部分の洗浄を 充分に行ない得ないため微生物による汚染が生じやすく、そのため殺菌のための 加熱装置としては好ましくないと言える。

【０００８】 この考案は以上の事情を背景としてなされたもので、流動性を有する食品材料 について管路内を搬送させつつその管路内でジュール加熱により連続加熱する装 置において、管路内で電極が食品材料の流れの抵抗となって圧送用ポンプの負荷 が増大したり、管路内での詰まりや食品材料中の固形物の破壊を生じたりするこ とがなく、しかも均一に食品材料を連続加熱することができるとともに加熱温度 の微調整も容易であり、さらには構造も簡単でかつ電極の耐久性も高い連続加熱 装置を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

この考案は、基本的には、流動性を有する食品材料について、管路内を連続的 に移動させつつ、その管路内でジュール加熱により加熱する装置において、前記 管路の少なくとも一部が、矩形状断面を有する角筒状管路によって形成され、そ の角筒状管路の内面のうち、相対する２面に平面状の電極が平行一対に形成され 、かつその角筒状管路の内面の残りの２面は少なくとも表面が電気絶縁性とされ ており、前記一対の平面状電極の間に電圧を印加して管路内を移動する食品材料 に通電させるように構成されたことを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】

この考案の連続加熱装置においては、流動性を有する食品材料が管路内を連続 的に搬送され、その間に角筒状管路を通過する。流動性を有する食品材料は一般 に導電性を有するから、角筒状管路の内面の相対する２面に形成されている平行 一対の平面状電極の間に交流電圧を印加すれば、両平面状電極の間で食品材料に 交流電流が流れ、食品材料の有する電気抵抗によって発熱し、所定温度に加熱さ れる。

【００１１】 ここで、管路内を搬送される食品材料に通電するための平面状電極は、角筒状 管路の内面の相対する２面に平行一対に形成されているから、管路内を搬送され る食品材料の流動が電極によって妨げられることがなく、したがって食品材料を 搬送させるための圧送用ポンプに余分な負荷が加わることはなく、また食品材料 、特に固−液混合食品材料中の固形物が電極付近で詰ったり破壊されたりするこ とがない。また一対の平面状電極は角筒状管路内を搬送される食品材料の全体を その両側から挟むように平行に形成されているため、電流が管路内の食品材料の 横断方向に全体的に均一に流れ、そのため食品材料を管路横断方向に均一に加熱 することができる。また角筒状管路の長さ方向（食品材料の流れ方向）に見ても 、一対の平面状電極が平行でその間の間隔が一定であるから、管路の長さ方向の 電流分布が均一となり、一部に局部的に電流が集中したりすることなく、食品材 料を管路長さ方向の各位置で均一に加熱することができる。結局、食品材料は角 筒状管路内において、その横断方向、管路長さ方向のいずれにおいても均一に加 熱されることになる。そしてまた、弱電流でも均一に通電できるため、加熱温度 の微調整にも適している。

【００１２】 さらに、各平面状電極の管路長さ方向への長さを任意に延長して、平面状電極 の面積を任意に大きくすることができ、しかもその場合でも食品材料の流れを妨 げることがないため、必要に応じて任意に平面状電極の面積を設定し、安定した 電流で通電することができる。またこのように平面状電極の面積を大きくして単 位電極面積当りの電流量を小さくすることができ、しかも電極自体の放熱が容易 であるため電極自体の過熱を防止することができるから、電極の傷みを最小限に 抑えることができるとともに、電極体金属の食品材料中への溶出も最小限に抑え ることができる。

【００１３】 そしてまた、平面状電極は、角筒状管路内面に配設すれば良いだけであるから 、電極の取付けが容易であるとともにその構造も単純であり、またそのため電極 の洗浄も容易で、微生物の繁殖を招くことがなく、したがって殺菌のための加熱 にも最適である。

【００１４】

【実施例】

図１〜図３にこの考案の連続加熱装置の主要部、すなわち加熱電極装置１の部 分の一例を示す。

【００１５】 図１〜図３において、流動性を有する食品材料、例えば固−液混合食品材料が 搬送される管路のうち、一対の角形フランジ４Ａ，４Ｂに挟まれる領域には、矩 形状断面を有する角筒状管路２が形成されている。この角筒状管路２は、長板状 の左右一対の側壁２Ａ，２Ｂと、同じく長板状の上壁２Ｃおよび下壁２Ｄとによ って構成されており、これらのうち側壁２Ａ，２Ｂの相対する面（角筒状管路２ の内面）には長板状の電極３Ａ，３Ｂが設けられている。そして側壁２Ａ，２Ｂ 、上壁２Ｃ、下壁２Ｄは、図示しないビス等によって相互間が固定され、かつそ の全体が長さ方向両端側の前記角形フランジ４Ａ，４Ｂ間に連結ボルト７によっ て保持されている。なお角形フランジ４Ａ，４Ｂの両側には丸型フランジ５Ａ， ５Ｂが設けられ、これらの丸型フランジ５Ａ，５Ｂによってその両側の図示しな い通常の丸型管路に接続されている。

【００１６】 前記側壁２Ａ，２Ｂ、上壁２Ｃ、下壁２Ｄはいずれも少なくとも内面が電気絶 縁性の材料で構成されていれば良く、通常は摩擦抵抗が少なくしかも高温で焼付 きが生じにくい絶縁性樹脂で全体を構成すれば良い。一方電極３Ａ，３Ｂは良導 電性の金属で作られていれば良く、アルミニウム、アルミニウム合金、チタンも しくはチタン合金、白金、ステンレス鋼等を用いることができる。また角形フラ ンジ４Ａ，４Ｂ、丸型フランジ５Ａ，５Ｂの部分は、通常は各種の金属によって 構成される。

【００１７】 前記側壁２Ａ，２Ｂにはこれを貫通して電極３Ａ，３Ｂに接続された端子６Ａ ，６Ｂが設けられており、これら端子６Ａ，６Ｂに図示しない電源からの給電線 が接続される。

【００１８】 次に上述のような加熱電極装置１を用いたこの考案の連続加熱装置の全体構成 の一例を第４図に示す。

【００１９】 図４において、左端の符号９は固−液混合食品材料などの食品材料を収容する 容器であり、この容器９には、食品材料に圧力を加えて搬送させるためのポンプ １０が設けられていて、機械的に食品材料を加圧したり、あるいは空気や不活性 ガスにより食品材料を加圧したりするように構成されている。

【００２０】 ポンプ１０から延長された管路１１には、前述の加熱電極装置１および冷却装 置１５がその順に設けられており、管路１１の先端は排出側容器１６に連結され ている。

【００２１】 前記冷却装置１５は、管路１１の周囲を水等の冷却媒体によって冷却するよう にしたものであって、冷却媒体入口３３から冷却媒体を取入れて管路１１の周囲 に流し、冷却媒体排出口３４から冷却媒体を排出する構成とされている。

【００２２】 さらに図４中における排出側容器１６は、下端にバルブ３５を介して食品材料 排出口３６を設けるとともに、上部に圧力計３７、安全弁３８、ソレノイドバル ブ３９を備えたものであって、圧力調整を行なうとともに、下端の排出口３６か ら加熱済みの食品材料を包装容器等に注入させたり、あるいは他の工程へ向けて 導出したりするようになっている。

【００２３】 以上の実施例の連続加熱装置の機能について次に説明する。

【００２４】 容器９には、図示しないホッパーなどから流動性食品材料、例えば固−液混合 食品材料が注入される。そしてポンプ１０により食品材料が加圧されて、管路１ １内に連続的に押出される。食品材料は、管路１１における給送圧力が圧力計３ ７により監視されつつ、加熱電極装置１および冷却装置１５を経て排出側容器１ ６に送られる。この間において、加熱前の食品材料の温度と加熱後の温度とが図 示しない温度センサによって検出される。そして加熱電極装置１においては、電 極３Ａ，３Ｂ間を通過する食品材料に対してその電極３Ａ，３Ｂから通電されて 、ジュール発熱により加熱される。また加熱電極装置１の外側の食品材料へ流れ る洩れ電流は、結合用フランジ１２，１４の部分においてアースされ、感電によ る危険防止が図られる。加熱後の食品材料は冷却装置１５に至って、所定温度ま で急速冷却され、その後排出側容器１６に至る。

【００２５】

【考案の効果】

前述の説明で明らかなように、この考案の連続加熱装置は、流動性を有する食 品材料を、管路内を連続的に搬送させつつその管路内でジュール加熱によって連 続加熱する装置として、その食品材料の流れが電極によって妨げられることがな いから、食品材料を圧送させるためのポンプ等に余分な負荷を与えることがない とともに、食品材料、特に固−液混合食品材料中の固形物が電極付近で詰ったり 破壊したりすることがなく、また管路を角筒状としかつその角筒状管路内を流れ る食品材料の全体をその両側から挟むように平行に設けられた一対の平面状電極 によって通電するため、角筒状管路の横断方向、管路長さ方向のいずれにおいて も均一に加熱され、そのため加熱ムラ、温度ムラが生じるおそれが少なく、かつ 弱電流により容易に温度微調整を行なうこともでき、さらには電極の面積を任意 に大きくすることができるため、安定した通電が可能であり、また電極の傷みや 電極金属の食品材料中への溶出を最小限に抑えることができ、さらには構造が簡 単で取付けも容易であり、そのため低コスト化が可能であるとともに、電極等の 洗浄も容易に行なうことができるから、殺菌のための加熱の用途にも最適である 。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の連続加熱装置の要部の一例を示す横
断平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線における縦断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ線における縦断面図である。

【図４】この考案の連続加熱装置の全体構成の一例を示
す側面図である。

【符号の説明】

２ 角筒状管路 ３Ａ 電極 ３Ｂ 電極

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 流動性を有する食品材料について、管路
   内を連続的に移動させつつ、その管路内でジュール加熱
   により加熱する装置において、前記管路の少なくとも一
   部が、矩形状断面を有する角筒状管路によって形成さ
   れ、その角筒状管路の内面のうち、相対する２面に平面
   状の電極が平行一対に形成され、かつその角筒状管路の
   内面の残りの２面は少なくとも表面が電気絶縁性とされ
   ており、前記一対の平面状電極の間に電圧を印加して管
   路内を移動する食品材料に通電させるように構成された
   ことを特徴とする流動性を有する食品材料の連続加熱装
   置。