JPH08195270A - 電気加熱装置および電気加熱方法 - Google Patents

電気加熱装置および電気加熱方法

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JPH08195270A JP13550295A JP13550295A JPH08195270A JP H08195270 A JPH08195270 A JP H08195270A JP 13550295 A JP13550295 A JP 13550295A JP 13550295 A JP13550295 A JP 13550295A JP H08195270 A JPH08195270 A JP H08195270A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 液体食料および生物学的製品といった流体物
質を、それらの物質に電流を流すことによって、高温ま
たは短時間に加熱することができ、かつ、流体物質の品
質を損ないにくい、安価な、電気加熱装置および電気加
熱方法を提供する。 【構成】 本発明による電気加熱装置および電気加熱方
法においては、比較的小さな断面積を有する導管経路を
規定する誘電体構造と、比較的大きな面積を有する電極
面とが用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液体食品および生物学
的製品といった流体物質を、電流を流すことにより電気
加熱する分野に関し、このような電気加熱処理および電
気加熱装置、ならびに、このような電気加熱を用いて細
菌学的制御を行う手順に関する。
【０００２】
【従来の技術】「オーム加熱」、「抵抗加熱」さらに
「電気伝導性による加熱」とも称せられる電気加熱は、
電気的に伝導性を有する物質を、その物質内に電流を流
すことにより加熱し、それによりその物質の抵抗を用い
て電気エネルギーを熱に変換する処理である。換言すれ
ば、その物質自身が抵抗加熱器として作用する。典型的
には、その物質と接触しており、かつ距離を隔てて配置
された複数の電極間に電位を与えることにより、電流を
その物質を通して流すことができる。
【０００３】熱はその物質自身の内部に発散していくの
で、加熱速度は、その物質の境界を通過する際の熱伝達
速度に制限されることはないし、また、その物質自身の
内部の伝導速度に制限されることもない。したがって理
論上、電気加熱によれば急速で均一な加熱が実現される
ことになる。
【０００４】このような電気加熱の重要な用途の一つと
して、牛乳、卵全体、卵と牛乳からなる製品、スープ、
シチューなどの流体食品および生物学的物質に対する、
殺菌および同じような細菌学的な制御処理が挙げられ
る。このような製品を処理する際の産業上の慣行、およ
び行政上の規制により、このような製品は、典型的には
必要最低限の温度にまで下げて処理し、かつその必要最
低限の温度以上の温度で所定の最短保存期間の間保存さ
れる必要がある。しかしながら、このような製品の多く
は熱の影響を受けやすいので、必要最低限の処理温度近
傍あるいはそれを超える温度で所定の期間を超えて保存
された場合には、その製品の香気、組織あるいは有用性
に悪影響がもたらされうる。したがって、このような製
品は典型的には、プレート式熱交換器あるいは切り抜か
れた面を持つ熱交換器などの従来の熱交換器を用いて必
要最低限の温度よりも低い温度に予め加熱される。この
予備加熱を行った後で、製品を電気加熱装置の中に通
し、それによって必要最低限の温度を超える温度に製品
を急速に加熱する。この電気加熱器を通した後で、製品
を保存領域に通す。この保存領域は典型的には、長く、
断熱されたパイプラインである。この保存領域の出口で
製品が適切な温度にある時は、製品を急速に冷却して包
装する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱の影
響を受けやすい物質を電気加熱するに際しては、実用上
相当な困難が伴う。多くの物質では、電流を流すことに
より、電解が発生する傾向がある。なぜなら、例えば食
料製品中の水および塩が、それらに含まれる成分のガス
に変質するからである。このようにして電解が発生する
と、今度は食料製品中の二次的な反応の発生が促進され
てしまい、その結果香気が失われることになる。さら
に、ある種の電極材料を用いる場合には、電解のもたら
す影響によって、電極が徐々に溶解したり、その電極材
料で製品が汚染されたりする結果がもたらされることが
ある。米国特許第4,729,140号に開示されているよう
に、電気加熱を行う際の電解のもたらす影響は、幹線電
源を通して通常用いられる交流の電流を50〜60サイクル
を超える周波数、例えばおよそ100〜450KHzの周波数で
与えることにより効果的に抑制することができる。典型
的には、100KHz以上のオーダーの周波数、即ち、ラジオ
波の周波数（RF）領域にある周波数が用いられる。電気
加熱を行うに際してRF電力を用いれば確かに電解は効果
的に抑制できるが、高価な周波数変換装置が必要にな
る。
【０００６】さらに、製品にもたらされる損害の問題
（例えば卵の場合は凝結の問題）を防止し、かつ装置中
に局所的にアークが形成される問題を防止するために
は、電気加熱装置に入力されるエネルギーは制限を受け
ることになる。単なる参考例として言及しておけば、PC
T特許出願第WO93/19620号では、各電気加熱器内での製
品の温度の上昇が約15℃（最も好ましくは約5℃）にと
どまるように、電気加熱器を動作させるべきことが具体
的に示唆されており、また、「１秒につき１℃」の速
度、即ち、従来のプレート式熱交換器で達成可能な速度
を上回ることのない速度で製品の温度を上昇させる加熱
器が例として教示されている。したがって、従来は、電
気加熱を行うに当たって満足のいく結果を達成するため
に取られてきたある方策によれば、比較的低い電流密度
および、典型的には比較的低いエネルギー入力速度で電
気加熱器は動作させられてきた。米国特許第5,290,583
号は別の電気加熱装置および電気加熱方法を記載してい
る。
【０００７】有効性を有し得るその他の電気加熱装置
は、一連の同心電気加熱セルを備えている。これらの同
心電気加熱セルはそれぞれ、ほぼ円筒型の外部電極と、
その外部電極と中心を共にする棒状の内部電極とを有し
ている。このようなセルのそれぞれにおいて、中央の棒
状の電極と外部電極との間に電位が与えられ、その結
果、電位差がほぼ放射状になる。この装置はさらに、細
長い「のぞき窓」セルを有し得る。これらの「のぞき
窓」セルはそれぞれ、誘電性パイプと、そのパイプの両
端において流体と接触する複数の電極とを備えている。
特に有効なある構成によれば、加熱される流体はまず、
あるのぞき窓セルを通して流入され、複数の同心セルを
順次通過し、しかる後にもう一方ののぞき窓セルを通っ
て装置から流出される。これらののぞき窓セルは、例え
ば7800Ｖの比較的高い電位で動作するが、一方、それら
の同心セルはおよそ200Ｖの電位で動作する。これらの
同心セルは互いに電気的に並列に接続されている。ラジ
オ波の周波数(RF)を用いるこの種の装置は、卵全体およ
び卵製品の処理に有効に用いられてきている。この電気
加熱装置を用いることにより何百万ポンドの製品が有効
に殺菌されており、また、それにより得られる製品も、
質の高い香気を有し、かつ貯蔵安定性に優れた製品とし
て広く受容されてきている。
【０００８】したがって、電気加熱業界では、大変な努
力によって大いな進歩が達成されてはきているものの、
さらなる改善（装置が安価であること、等）が依然強く
要求されている。
【０００９】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、液体食料および生物学的製品といった流体物質
を、それらの物質に電流を流すことによって、高温また
は短時間に加熱することができ、かつ、流体物質の品質
を損ないにくい、安価な、電気加熱装置および電気加熱
方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の電気加熱装置
は、入口側端部および出口側端部を有する細長い第１の
導管を規定する誘電体構造であって、該第１の導管が平
均断面積を有している誘電体構造と、該第１の導管の一
端に隣接して配置されている第１の電極面であって、該
第１の導管を通って流れる導電性流体と接触する第１の
電極面を有する第１の電極本体と、該第１の導管の他端
に隣接して配置されている第２の電極であって、該第１
の導管の隣接する端部の外側に、実質的に均等な距離を
隔てて配置されており、それによって該導管を通って流
れる該導電性流体と接触する第２の電極面を有する第２
の電極において、該第２の電極面は、該導管の該平均断
面積よりも大きな面積を有し、それによって、該導管を
通って流れる導電性流体が該第２の電極における導電性
流体よりも大きな電気抵抗を有し、かつ、該両電極面の
間を流れる電流が該導管を通って流れる該導電性流体と
同一の方向に流れる、第２の電極と、を有し、そのこと
によって上記目的が達成される。
【００１１】前記第１の電極面が、前記第１の導管の前
記隣接する端部の外側に実質的に均等な距離を隔てて配
置されており、該第１の電極面は、該導管の前記平均断
面積よりも大きな面積を有し、それによって該導管を流
れる前記流体が前記両電極における該流体よりも大きな
電気抵抗を有し、かつ、該両電極を通して与えられる電
気エネルギーが、主に該導管において熱に変換されるよ
うにしてもよい。
【００１２】また、前記導管が前記端部のそれぞれに中
心軸を有し、前記電極面がそれぞれ、該導管の隣接する
端部の該中心軸に対して回転する面の形状をおよそ成し
ているようにしてもよい。
【００１３】また、前記電極面がそれぞれ、球体の表面
領域の形状をおよそ成しているようにしてもよい。
【００１４】また、前記誘電体構造が前記導管の各端部
に連結されている転移部をさらに備えており、該転移部
は、該導管の該端部から該連結された電極の前記電極面
に向かって延びている壁構造を有しており、かつ該壁構
造は、該導管の該端部から該連結された電極に向かう方
向に徐々にその断面積を増していく転移経路を規定しす
るようにしてもよい。
【００１５】また、前記導管が前記各端部に中心軸を有
し、前記電極面がそれぞれ、該導管の隣接する端部の該
中心軸に対して回転する面の形状をおよそ成しており、
前記壁構造が、該導管の隣接する端部の該中心軸に対し
て回転する面の形状をおよそ成している前記転移経路の
それぞれと境を接しており、かつ該導管の該端部から該
電極面に向かう方向に徐々に増していく直径を有するよ
うにしてもよい。
【００１６】また、前記転移経路に境を接している前記
壁構造が前記第１の導管の前記連結されている端部から
前記隣接する電極面に向かって延びており、該壁構造の
それぞれが、該電極面の周縁において前記隣接する電極
に接続されているようにしてもよい。
【００１７】また、前記電気加熱装置であって、前記電
極のそれぞれが、該電極の前記電極面を通って延びてい
る少なくとも１つのポートを有しており、それによっ
て、加熱する導電性流体が、一方の該電極のポートか
ら、前記転移経路の一方、前記第１の導管、および該転
移経路の他方を通って、他方の該電極のポートに至るよ
うに流れるようにしてもよい。
【００１８】また、前記電極のそれぞれにおける前記少
なくとも１つのポートが、前記電極表面の前記軸から離
れている前記電極の該電極表面に設けられている複数の
ポートを備えているようにしてもよい。
【００１９】また、前記ポートのそれぞれが、前記電極
面の前記軸に対して斜めのポート軸を有しており、それ
によって、該ポートと前記隣接する転移経路との間を流
れている流体が該電極面の該軸に対して渦動する傾向を
有するようにしてもよい。
【００２０】また、前記転移経路のそれぞれに境を接す
る前記壁構造がおよそ円錐状であるようにしてもよい。
【００２１】また、前記誘電体構造が入口側端部および
出口側端部を有する第２の導管をさらに規定しており、
該第２の導管の該入口側端部が前記第１の導管の前記出
口側端部と連絡している装置であって、該第２の導管の
該入口側端部に隣接する第３の電極面と、該第２の導管
の該出口側端部に隣接する第４の電極面と、をさらに備
えているようにしてもよい。
【００２２】また、前記第２の電極本体が前記第２の電
極面および前記第３の電極面の両方を規定しており、そ
れによって、前記第１の導管および前記第２の導管が前
記第２の電極における前記ポートを通して互いに連絡さ
れているようにしてもよい。また、前記第２の電極本体
が前記第２の電極面および前記第３の電極面を通って延
びている複数のポートを有しており、それによって、前
記第１の導管および前記第２の導管が該第２の電極本体
における該複数のポートを通して互いに連絡されている
ようにしてもよい。
【００２３】また、前記電極面のそれぞれが、前記導管
の前記平均断面積の少なくとも２倍である面積を有する
ようにしてもよい。
【００２４】また、前記導管が実質的に一定の断面積を
有するようにしてもよい。
【００２５】また、前記導管の長さ／直径比が少なくと
もおよそ５：１であるようにしてもよい。
【００２６】また、本発明の電気加熱装置は、露出され
た第１の電極面を有する第１の電極、および露出された
第２の電極面を有する第２の電極と、該両電極の該両電
極面の間に延びている連続する開放経路を規定している
誘電体構造であって、該電極面のそれぞれの面積よりも
実質的に小さい断面積を有する該両電極面から離れてい
る該経路のある領域を規定している誘電体構造と、導電
性流体を該経路中に流入させ、かつ該流体を該経路から
排出する手段であって、流入・排出される該流体の少な
くとも一部が該領域を通って流れ、かつ該導電性流体の
少なくとも一部を該両電極面に接触させる手段におい
て、該導電性流体が該両電極の間に電気的に伝導性を有
するパスを形成し、かつ該両電極が、該両電極面に隣接
する該パスの電気抵抗よりも実質的に大きい電気抵抗を
該領域において有している、手段と、を有し、そのこと
によって上記目的が達成される。
【００２７】前記第１の電極面が、前記第２の電極面か
ら実質的に均等な距離を隔てて配置されており、それに
よって、該第１の電極面上のある点から、前記経路を経
由して該第２の電極面上のある点に至る最も短いパスの
長さが、該第１の電極面および該第２の電極面上のいか
なる点についても実質的に同一であるようにしてもよ
い。
【００２８】また、前記経路が第１の端部と第２の端部
との間に延びており、前記両電極面が凹面であり、かつ
該両端部において前記経路に向かって内側に面している
ようにしてもよい。
【００２９】また、前記経路がおよそ管状であって、各
端部において経路の軸を規定しており、また、前記電極
面のそれぞれが実質的に球体面の形状を成しているよう
にしてもよい。
【００３０】本発明の電気加熱方法は、導電性流体を加
熱する方法であって、誘電体構造により規定され、かつ
第１および第２の端部を有する連続的経路を通して該流
体を流す工程と、該経路の該第１の端部に隣接する第１
の電極面と、該経路の該第２の端部に隣接する第２の電
極面と、の間に電流を流す工程であって、それによって
両電極から離れている該経路のある領域における電流密
度が、該両電極面における電流密度よりも実質的に大き
くする工程と、を包含し、そのことによって、上記目的
が達成される。
【００３１】前記経路を通して前記流体を流す前記工程
が、該経路の前記第１の端部から該経路の前記第２の端
部へと該流体が流れるように行われ、それによって、該
流体と該電流とが該経路を通して同一方向に流れるよう
にしてもよい。
【００３２】また、前記電流密度が前記電極面それぞれ
において実質的に均一であるようにしてもよい。
【００３３】また、前記電流密度が、前記電極面のそれ
ぞれにおいておよそ0.25Ａ/cm2未満であるようにしても
よい。
【００３４】また、前記経路の前記領域における電流密
度の、前記電極面のそれぞれにおける電流密度に対する
比が、少なくともおよそ５：１であるようにしてもよ
い。
【００３５】また、前記導電性流体を通して前記両電極
面の間に与えられる電気抵抗が、少なくともおよそ100
オームであるようにしてもよい。
【００３６】また、前記電流が少なくともおよそ1000Ｖ
の電位で与えられるようにしてもよい。
【００３７】また、前記電流がおよそ100Hz未満の周波
数を有するようにしてもよい。
【００３８】また、前記導電性流体が食料製品であるよ
うにしてもよい。
【００３９】また、前記食料製品が前記経路を通過する
際に、少なくともおよそ40℃/secの速度で加熱されるよ
うにしてもよい。
【００４０】また、前記食料製品が本質的に卵からなる
ようにしてもよい。
【００４１】また、前記流体が液体相にある粒子を有し
ているスラリーであるようにしてもよい。
【００４２】また、前記液体相が前記粒子よりも低い導
電性を有するようにしてもよい。
【００４３】また、前記電流が前記スラリーを通過する
以前に、前記粒子の温度が前記液体相の温度よりも高く
なるように調整する工程をさらに包含するようにしても
よい。
【００４４】本発明の卵の加熱方法は、卵の中の電気エ
ネルギーを、少なくともおよそ40kcal/kg-secの速度で
導電性を有するように放散する工程を包含し、そのこと
によって上記目的が達成される。
【００４５】前記速度が少なくともおよそ600kcal/kg-s
ecであるようにしてもよい。
【００４６】また、前記速度が少なくともおよそ2000kc
al/kg-secであるようにしてもよい。 本発明の液体卵
の電気加熱方法は、少なくともおよそ0.5Ａ/cm2の電流
密度で該卵の中に電流を与える一方で、該卵と電流印加
電極との間の界面における電流密度を0.25Ａ/cm2未満に
制限する工程を包含し、そのことによって上記目的が達
成される。
【００４７】前記卵と接触している両電極間に電位を与
える工程について、それによって該両電極の間に電流が
流れ、かつ該卵内部における最大電流密度が該両電極に
おける電流密度の少なくともおよそ５倍になる工程を包
含してもよい。
【００４８】また、前記電位がおよそ100Hz未満の周波
数を有するようにしてもよい。
【００４９】また、前記電位がおよそ50〜60Hzの周波数
を有するようにしてもよい。
【００５０】また、好ましくは、前記液体卵の加熱方法
であって、前記電位が少なくともおよそ220Ｖであるよ
うにしてもよい。
【００５１】また、前記電流が与えられている間に、前
記両電極を通過するように前記液体卵を連続的に移動さ
せる工程をさらに包含するようにしてもよい。
【００５２】また、前記液体卵が前記両電極間を通過し
た後で、該液体卵を冷却する工程をさらに包含するよう
にしてもよい。
【００５３】また、前記液体卵が、およそ0.5秒未満の
時間で前記両電極を通過するようにしてもよい。
【００５４】また、前記液体卵が前記両電極間を通過す
る際に、該液体卵が少なくともおよそ1.5℃は加熱され
るようにしてもよい。
【００５５】また、前記電極を通過する単位液体卵毎に
該液体卵に与えられる前記電流が、およそ2Ａ/kg-sec未
満であるようにしてもよい。
【００５６】また、前記電極間を通過する前記液体卵
が、各対の電極面の間に少なくともおよそ100オームの
抵抗を規定するようにしてもよい。
【００５７】また、液体卵は、前記の方法により処理さ
れてもよい。
【００５８】本発明の電気加熱装置は、入口側端部およ
び出口側端部を有する導管を規定する誘電体構造と、該
入口側端部に隣接する第１の電極面と、該出口側端部に
隣接する第２の電極面とを規定する電極構造であって、
それによって導電性流体物質を該導管を通して連続的に
流し、かつ、該導管中の該流体物質を介して該両電極面
の間に電流を通過させることにより、該流体物質を加熱
しうる電極構造と、該流体物質を該導管を通して流して
いる間に、該導管の幾何学的形状を変動させる手段であ
って、それによって該導管における該流体物質の電気的
インピーダンスを調整する手段と、を備え、そのことに
よって上記目的が達成される。
【００５９】前記誘電体構造が、該導管の少なくとも一
部を規定している可撓性誘電体管を備えており、かつ、
前記変動手段が該可撓性誘電体管を変形させる手段を備
えているようにしてもよい。
【００６０】また、前記管を変形させる前記手段が前記
管を包囲するシェルと、制御流体を該シェル中に流入さ
せ、かつ該制御流体を該シェルから放出する手段とを備
えているようにしてもよい。
【００６１】また、該導管内の状態を監視する手段をさ
らに備えている装置であって、監視した該状態に応じて
変動しうるように該手段を作動させるようにしてもよ
い。
【００６２】また、前記監視手段が、前記両電極面の間
を流れる電流を監視する手段を備えているようにしても
よい。
【００６３】また、本発明の電気加熱装置は、処理チャ
ンバーを規定する誘電体構造と、加熱する流体を該処理
チャンバーを通して流す手段と、該処理チャンバーに対
して露出されている表面を有する少なくとも２つの電極
を備えている電気加熱装置であって、該露出されている
表面が本質的に炭素からなり、そのことによって上記目
的が達成される。
【００６４】前記の電気加熱装置であって、前記露出さ
れている表面が本質的にグラファイトからなるようにし
てもよい。
【００６５】また、本発明の電気加熱方法は、液体加熱
方法であって、第１および第２の電極間に流体を通過さ
せる工程であって、それによって本質的に炭素からなる
該両電極の表面のみにおいて該流体を該両電極に接触さ
せる工程と、該炭素からなる表面と該流体とを通して該
両電極間に電流を流す工程とを包含し、そのことによっ
て上記目的が達成される。
【００６６】前記電流が交流電流であるようにしてもよ
い。
【００６７】また、前記導電性流体を通して前記炭素か
らなる両表面間に与えられる電気抵抗は、少なくともお
よそ100オームであり、かつ該電流が少なくともおよそ1
000Ｖの電位で与えられてもよい。
【００６８】また、前記流体は液体卵であってもよい。
【００６９】また、本発明の電気加熱する方法は、電気
的に伝導性を有する液体相において温度が上昇するにつ
れて増大する導電性を有する固体粒子を含んでいるスラ
リーを電気加熱する方法であって、該液体相の温度ある
いは該粒子の温度、またはその両者の温度を調整する工
程であって、それによって該粒子が該スラリーよりも暖
かい状態になるように該スラリーを加熱する工程と、該
スラリーを通して電流を流す工程であって、それによっ
て該電流が該粒子を加熱するのに役立つようにする工程
と、を包含し、そのことによって、上記目的が達成され
る。
【００７０】また、本発明の電気加熱する方法は、温度
が上昇するにつれて増大する導電性を有する粒子を電気
加熱する方法であって、各粒子の内部が該各粒子の外側
よりも暖かくなるように該粒子の温度状態を調整する工
程と、該粒子を通して電流を流す工程であってそれによ
って該電流が該粒子の中心を通過し、かつ該中心を加熱
するのに役立つようにする工程と、を包含し、そのこと
によって、上記目的が達成される。
【００７１】前記粒子を通して電流を流す前記工程が、
該粒子が電気的に伝導性を有する液体を伴うスラリーの
状態にある間に行われてもよい。
【００７２】また、前記粒子の温度を調整する前記工程
が、該粒子が前記スラリーの状態にある間に行われても
よい。
【００７３】また、前記粒子の温度を調整する前記工程
が、該粒子を加熱する工程と、加熱後、該粒子を滞留時
間の間保持する工程と、をさらに備えていてもよい。
【００７４】
【作用】本発明のある局面によれば、導電性流体を加熱
する方法が提供される。本発明のこの局面による方法
は、誘電体構造により規定され、かつ第１および第２の
端部を有する連続的経路を通して流体を通過させる工程
と、経路の第１の端部に隣接する第１の電極面と経路の
第２の端部に隣接する第２の電極面との間に同時に電流
を流す工程と、を包含しうる。好ましくは、流体は第１
の端部から第２の端部へと経路に沿って通過し、それに
よって流体は電流と同じ方向に流れることになる。両電
極から離れている、経路のある領域における電流密度が
両電極面における電流密度よりも実質的に大きくなるよ
うにこれらの工程は行われる。連続的経路を形成してい
る誘電体構造は、電流を中心に集める働きをする。した
がって、各電極面の面積は、両電極から離れている領域
における経路の断面積よりも実質的に大きくなりうる。
最も好ましくは、各電極面上の電流密度は実質的に均一
に維持される。経路の上記高電流密度領域における電流
密度の、両電極面における最大電流密度に対する比は、
少なくともおよそ５：１であるのが望ましく、より好ま
しくは少なくともおよそ10：１であり、最も好ましくは
少なくともおよそ35：１以上である。
【００７５】本発明のこの局面によれば、従来電気加熱
を行うに当たって遭遇してきた困難のうちの多くは、電
極が比較的高い電流密度に曝される際に電極面上あるい
はその近辺で発生する現象によるものであることが認識
できる。本発明はいかなる動作理論にも制限されるもの
ではないが、処理されている製品の局所的燃焼および固
着、アークといった現象は、沸騰あるいは"run away"
（電極近辺が局所的に過度に加熱されるために、ある領
域における物質の抵抗が低下し、その結果、その領域に
電流が集中し、さらに加熱されてしまう）といった局所
的不安定性に少なくとも部分的に関連するものと考えら
れる。従来は、電極表面において発生するこれらの問題
の理由とは無関係に、一般に上記難題は高電流密度に関
連づけられてきた。したがって従来は、両電極および製
品内において、全システムを比較的低電流密度で動作さ
せる必要があった。しかしながら、本発明のこの局面に
よる好ましい方法においては、両電極から離れている、
経路の領域における流体物質内の電流密度を、両電極に
おける電流密度よりも実質的に高くすることができる。
流体物質内の電流密度は、たとえ総電流が低くても、従
来のシステムにおいて達成可能であった電流密度よりも
実質的に高くすることができる。
【００７６】最も好ましくは、処理されている物質は、
経路を通して両電極面に対して少なくともおよそ100オ
ームの電気抵抗を持つ。この抵抗値は、より好ましくは
およそ500オームであり、最も好ましくは少なくともお
よそ1000オーム以上である。また、両電極間の電位は少
なくともおよそ220Ｖであり、より好ましくは少なくと
もおよそ1000Ｖであり、最も好ましくは少なくともおよ
そ6000Ｖ以上である。
【００７７】経路における物質は、両電極間に比較的高
い抵抗を有する電流経路を規定するので、相当量の電力
放散、およびそれに伴う相当量の加熱が、処理される単
位物質毎に比較的低い電流で達成可能である。そのよう
な低い電流レベルにおいては、電解を実質的に排除する
ことができ、また、電流が非常に低い周波数またはゼロ
周波数を有する場合でも、システムが良好に動作するこ
とができる。この方法において用いられる電流は、望ま
しくはおよそ400Hz未満の周波数を有し、より好ましく
はおよそ100Hz未満の周波数を有する。100Hzを下回る範
囲の電流は、通常「幹線周波数(mains frequency)」と
称せられる。なぜなら、商業的に利用可能な交流電力が
一般にこれらの周波数（最も一般的には50〜60Hz）で供
給されているからである。この方法は幹線周波数電力を
用いて実施可能であるので、好ましい方法はRF発生器、
マイクロ波発生器などの周波数変換装置を用いることな
く実施可能である。
【００７８】本発明の好ましい方法によれば、製品が壊
れることなく、相当高い加熱速度を達成することができ
る。したがって、本発明の別の局面による処理では、電
気エネルギーを連続的に製品に供給し、かつ、製品中の
電気エネルギーを少なくとも１秒につきおよそ40kcal/k
gの速度で伝導的に放散することにより、タンパク質か
らなる生物学的製品を加熱する方法が提供される。さら
に高いエネルギー放散速度およびそれに伴うより高い加
熱速度がさらに好ましい。本発明のこの局面による方法
は、広範囲のタンパク質製品に適用されうるが、液体卵
の場合には特に有効である。
【００７９】本発明における用語「液体卵」は、液体卵
白、液体卵黄、あるいはそれらの混合物（「液体卵全
体」と称する）を含んでおり、塩、砂糖、牛乳、安定
剤、抗生物質、デキストリン、シクロデキストリン、ペ
ロキシドなどの添加剤、クエン酸などの酸、および固体
を含む食料もしくは粒子状食料を含んでいてもいなくて
もよい。本明細書においては、コレステロールが除去さ
れた液体卵もまた、「卵」を指すものとしてその中に含
まれている。したがって、この処理においては、製品に
損害を与えることなく非常な高速で卵に電気エネルギー
を与えることができるので、例えば１秒につき少なくと
もおよそ100℃の速度（最も好ましくは１秒につき少な
くとも200℃以上の速度）で卵を非常な高速で加熱する
ことが可能になる。
【００８０】本発明のこの局面による好ましい処理によ
れば、従来用いられてきた速度よりも何倍も高い速度で
電気加熱を行うことができる。加熱速度が高くなれば、
処理している物質を高温で短時間に殺菌することが可能
になる。これは、製品の質を維持する助けにもなる。本
発明のこの局面は、卵などのタンパク質物質の微生物制
御処理を含んでいる。さらに、本発明はいかなる動作理
論にも限定されるものではないが、電流自身が微生物、
特にバクテリアを有効に破壊および／または殺菌する効
果を有すると考えられる。即ち、物質を通して電流を流
す電気加熱手順を用いて殺菌などの処理の施された製品
は、同じ温度で処理されてはいるが電気加熱以外の方法
で処理された（これ以外の条件はほぼ同じである）製品
よりも、貯蔵寿命が長くなる傾向にある。本発明のこの
局面による好ましい処理においては、両電極から離れた
物質内に電流を集中させることによりこの効果は一層顕
著なものになる。したがって、両電極における電流密度
が比較的低くても、両電極から離れた製品内の電流密度
は、相当高くなる。さらに、好ましい実施態様において
は、物質は細長い導管などの経路を通って流れるので、
流れていく電流にこの物質を相当長い時間曝すことがで
きる。
【００８１】本発明のさらに別の局面によれば、電気加
熱装置が提供される。本発明のこの局面による電気加熱
装置は、入口側端部と出口側端部とを有する細長い第１
の導管を規定する誘電体構造を備えており、また、第１
の導管の両端部に隣接して配置された第１および第２の
電極面を規定する手段を備えており、それによって、第
１の導管を通って流れている導電性流体物質が第１およ
び第２の電極面に接触しうる。望ましくは、両電極面の
うち少なくとも１つは、第１の導管の隣接する端部の外
側の、第１の導管端部から実質的に均等な距離の位置に
配置される。この電極面の面積は、第１の導管の最小断
面積よりも大きく、かつ、第１の導管の平均断面積より
も望ましくは大きい。最も好ましくは、電極面が共に、
第１の導管の隣接する端部の外側の、第１の導管から実
質的に均等な距離の位置に配置され、両電極面の面積が
いずれも導管の平均断面積よりも大きい。
【００８２】この装置においては、導管における流体物
質は、両電極面に隣接する流体よりも大きな電気抵抗を
有する。両電極を通して与えられる電気エネルギーは、
主としてこの導管内において熱に変換される。好ましく
は、この導管は各端部に中心軸を有しており、また、各
電極面は、導管の隣接する端部の中心軸に対して回転す
る表面の形状をおよそ成している。最も望ましくは、各
電極面は、隣接する導管端部の中心軸上にその中心を有
する球体の表面領域の形状をおよそ成している。
【００８３】この誘電体構造は、望ましくは導管の各端
部に連結された転移部を備えている。この転移部は、導
管の端部から、このような導管端部に連結された電極の
電極面に向かって延びている構造を有する。この壁構造
は、望ましくは、転移経路を規定している。この通路
は、導管の端部から連結されている電極に向かう方向に
徐々にその断面積を増していく。したがって、この壁構
造は、導管端部から電極面に向かう方向に徐々にその直
径を増していく、円錐、放物面などの回転面の形状をお
よそ成しうる。電極手段は、好ましくは第１および第２
の電極面を規定している電極本体を備えている。この転
移部の壁構造は、望ましくは連結されている電極面にま
で延びており、かつ、電極面の周縁において電極に接続
されている。この電極は、電極面を通って延びている１
つ以上のポートを有しうる。それによって、加熱される
導電性流体は、一方の電極のポートから、一方の転移経
路、第１の導管、および他方の転移経路を通って、他方
の電極のポートへと流れる。これらのポートを、渦巻運
動を可能にするように配置し、それによって各端部にお
いて、導管の中心軸まわりの回転を流体物質に誘導する
こともできる。
【００８４】望ましくは、上記誘電体構造は、入口側端
部および出口側端部を有する第２の導管をも規定する。
この第２の導管の入口側端部は、第１の導管の出口側端
部と連絡されている。この装置は、望ましくは第２の導
管の入口側端部に隣接する第３の電極面を規定する手段
を備えており、また、第２の導管の出口側端部に隣接す
る電極面をさらに備えている。この第３の電極面は、同
一の電位で第２の電極と接続しうる。実際に、この第３
の電極面は、第２の電極面をも規定している中央の電極
本体により規定されうる。第３および第４の電極面なら
びに第２の導管は、第１および第２の電極面ならびに第
１の導管と同様の形状を有しうる。したがって、第３お
よび第４の電極は、第２の導管の最小断面積よりも大き
な面積を有する電極面を有することができ、また、最も
望ましくは、第２の導管の平均断面積よりも大きな面積
を有する電極面を有することができる。典型的には、使
用中、第２および第３の電極面は、第１および第２の導
管の分岐点に配置され、かつ、交流電源に接続されてい
る。第１および第４の電極面は、第１の導管の入口側端
部および第２の導管の出口側端部に配置され、地上に接
続されている。
【００８５】この装置は、装置を解体することなしに１
つ以上の導管の幾何学的形状を調整し、導管中の物質の
電気抵抗を制御しうる手段を備えうる。好ましくは、こ
の調整手段は、その長さ方向に沿った少なくとも１つの
このような点において、少なくとも１つのこのような導
管であるような管の直径を変動させる手段を備えてい
る。最も望ましくは、このような導管を規定する管は可
撓性の材料から形成されており、また、この変動手段
は、この可撓性管の外部に圧力を与えることによってこ
の可撓性管の壁を内側に変形させる手段を備えている。
後にさらに詳しく述べるように、この制御手段を開ルー
プ制御システム、あるいはより好ましくは閉ループ制御
システムを用いて作動させ、それによって所望の処理条
件を維持することができる。
【００８６】本発明のさらに別の局面による電気加熱装
置は、露出された第１および第２の電極表面を有する第
１および第２の電極を備えており、さらに、これら２つ
の面の間に延びている連続した開放経路を規定する誘電
体構造を備えている。この誘電体構造は、両電極面から
離れており、かつこのような電極面それぞれの面積より
も実質的に小さい断面積を有する、経路のある領域を規
定している。この装置はさらに導電性流体物質を経路中
へと流入させ、かつこの流体を経路から流出する手段を
さらに備えている。それによって、この物質の少なくと
も一部が経路の前記領域を通過し、またこの導電性流体
物質の少なくとも一部が両電極面と接触する。したがっ
て、この導電性流体物質は、経路の前記領域において、
両電極面に隣接する経路の電気抵抗よりも実質的に大き
な電気抵抗を有する両電極間に電気的に伝導性を有する
パスを形成することになる。最も望ましくは、上記第１
および第２の電極面は、互いに実質的に均等な距離を隔
てて配置され、それによって第１の電極面上のある点か
ら、前記開放経路を経て第２の電極面上のある点までの
最も短いパスの長さが、第１および第２の電極面上のど
の点についても実質的に等しくなる。換言すれば、両電
極面および経路を規定する誘電体構造は、第１の電極上
の任意の点から第２の電極上の任意の点までのパスと、
第１の電極上の他の任意の点から第２の電極上の他の任
意の点までのパスとが実質的に等しい長さを有し、また
それに伴って同じ電気抵抗を有するように構成され、配
置されている。これによって、使用中の電極面上に電流
を実質的に均等に配給することが促進される。このよう
に均等な長さを有し、かつ均等な抵抗を有する配置は、
比較的小さな直径を有する導管の両端の外側に配置され
ている球体状面により可能になる。ここで、各球体状面
の中心は導管の開口部に隣接している。
【００８７】本発明のさらに別の局面によって、グラフ
ァイトなどの炭質電極面を用いれば、電気加熱、特に卵
などの食料製品を含むタンパク質物質の電気加熱を行う
に際して顕著に優れた成果が得られることが見出され
た。したがって、本発明のこの局面による電気加熱装置
は、チャンバー（いかなる形状でもよいが、望ましくは
上述の経路もしくは導管を備えている）と、そのチャン
バー内に露出された表面を有する電極（これらの露出さ
れた表面は本質的に、炭質の物質、最も好ましくはグラ
ファイトからなる）とを規定する誘電体構造を備えてい
る。本発明のこの局面によれば、両電極の炭質表面のみ
と流体が接触し、かつ両電極の炭質表面を経由して電流
が流体内を流れるような、加熱される流体が両電極と接
触している電気加熱方法が提供される。これらの炭質電
極は、単に腐食による損害に対する耐性を有するにとど
まらず、ガスの形成などの、処理されている流体に及ぼ
される電解の影響を最小化する効果を有する。この効果
は、上述の本発明のその他の局面による有効な効果と組
み合わせることにより特に有益であるが、その他の電気
加熱器にも同様に適用しうるものである。
【００８８】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。ま
ず本発明の基本原理について説明する。
【００８９】（システム動作の概略）本発明のある実施
態様による殺菌システムは、処理対象である電気的に伝
導性を有する流体物質を保持する保存タンク10を備えて
いる。平衡タンク12は保存タンクに接続されており、ま
た、平衡タンクの出口はタイミングポンプ14の入口に接
続されている。タイミングポンプ14の出口は、プレート
型熱交換器20（以下の説明では、「再生部」と称する）
の製品側面18に接続されている。製品側面18の出口は、
別のプレート型熱交換器28（以下の説明では、「加熱
部」と称する）の製品側面26に接続されている。製品側
面26の出口は、電気加熱セル34の入口32に接続されてい
る。電気加熱セル34の出口36は、互いに直列に接続され
ている１組の保存管38に接続されている。直列に接続さ
れている管のうちの最後の保存管は、流動切換弁40の入
口に接続されている。この流動切換弁は、保存管から流
入されてきた物質の温度が所定の最低温度を下回る場合
には、その物質が第１の出口42を通って流れるように方
向づけ、他方で、物質の温度が所定の最低温度を上回る
場合には、その物質が第２の出口44を通って流れるよう
に方向づけるように構成されている。流動切換弁40の第
１の出口42は、平衡タンク12に接続されており、他方
で、第２の出口44は、再生部熱交換器20の加熱側面46の
入口に接続されている。加熱側面46の出口48は、冷蔵冷
却装置50の入口に接続されている。再生部熱交換器20の
加熱側面46を通って流れる流体物質は、再生部熱交換器
の製品側面18にある物質と熱交換関係にあるが、その物
質と接触してはいない。換言すれば、再生部熱交換器は
加熱側面における物質と製品側面における物質との間の
熱交換を可能にするが、これらの物質の混合は防止す
る。加熱部28もまた、第１の側面26と熱交換関係にある
加熱側面27を有しているが、再生部と連絡が取られてい
るわけではない。加熱側面27の入口は温水源（図示せ
ず）に接続されており、また加熱側面27の出口は排水口
に接続されている。この排水口が温水源へと帰還し、再
び加熱を行う。
【００９０】冷却装置50は、それを通って流れる物質の
温度を包装に適した温度に設定しうる構成のものであ
る。冷却装置50の出口は、包装装置52の製品入口に接続
されている。冷却装置50は、以前に冷却した物質を、現
システムから流入してきた物質と混合する混合器を備え
うる。このような混合器は、例えば米国特許第5,290,58
3号に記載されているように「ｙ型」混合器と呼ばれて
いる。このような装置は２つの入口側導管と、１つの出
口側導管とを備えている。これらの入口側導管は混合チ
ャンバー内で互いに結合されており、それによって高温
の物質が低温の既に殺菌されている物質と親和的に混合
され、急速に冷却される。このような混合装置は、流動
切換弁の出口44のすぐ下流側に用いることもできる。そ
れによって、物質が保存管38から流入されてきた時に必
要最低限の温度を超える温度を有していても、その物質
の温度を瞬時に低下させることが可能になる。
【００９１】電気加熱セル34を除けば、この装置の前記
各要素は概して従来の構成によるものである。処理の対
象である物質が食料品、医用製品、体液などの衛生上の
配慮が必要な製品である場合には、上述の装置の各要素
は従来の衛生技術基準および慣行に従って構成される。
【００９２】一般に、殺菌システムは以下のように動作
する。殺菌する対象の物質を、保存タンク10から、平衡
タンク12およびタイミングポンプ14を通して、再生部の
製品側面18へと流入させる。この再生部において、流入
する物質は流出する物質との熱交換によりまず予備加熱
される。再生部の製品側面から流入する物質は、加熱部
28において温水からの熱交換によりさらに予備加熱され
る。この予備加熱が終了すると、物質は電気加熱セル34
へと送られる。後にさらに詳述するように、電気加熱セ
ルにおいて、物質は所望の最低殺菌温度を超える温度に
急速に加熱される。加熱されたこの物質の温度は、断熱
された保存管38を通過する際にもこの最高温度に近い温
度に維持される。この物質が電気加熱セルの出口から流
動切換弁40に到達するのに要する時間は、このシステム
の幾何図形的配列およびタイミングポンプ14により定ま
る流量により決定される。この物質がセル36から弁40に
到達するのに要する時間は、必要最低限の殺菌時間と少
なくとも同じ長さを有するように、選択される。したが
って、この物質が切換弁40に到達した時に、この物質の
温度が最低限の殺菌温度を超える温度である場合には、
少なくとも必要な殺菌時間の間この物質が最低限の殺菌
温度を超える温度に保持されていたことがわかる。この
物質の温度が要求されている温度に等しい場合には、こ
の物質は出口44を通して再生部熱交換器の第２の側面46
へと流出される。ここで、この物質は流入する物質に対
して熱を放散するので、その温度は最低限の殺菌温度を
下回る温度へと急速に低下する。その後、この物質は冷
却部50に流入されて、包装するのに適した所望の温度へ
と冷却される。しかしながら、流動切換弁40に到達した
物質の温度が必要最低限温度でない場合には、この物質
は出口42を通して平衡タンク12へと戻され、このタンク
12から再びタイミングポンプ14を通ってもう一度処理さ
れる。
【００９３】（電気加熱セルの構造）図２〜図４は電気
加熱セル34をより詳細に示す図である。このセルの入口
32から出口36へと向かう方向は、以下の説明ではセルの
「下流」方向と称し、他方でその逆の方向を以下の説明
では「上流」方向と称する。このセルは、第１の細長い
円筒型導管62を規定する第１の細長い誘電体管60を有す
る誘電体構造を備えている。導管62は中心軸64、入口側
端部66および出口側端部68を備えている。導管62は円形
の断面を有し、一定の直径Ｄ1を有する（図３）。管60
および導管62の長さＬ1を図２では図示しやすいように
短く描いているが、実用上は、導管の長さはその直径の
何倍も長くてもよい。この誘電体構造はさらに、第１
の、即ち上流側の転移部70を備えている。この転移部70
は、導管の第１の端部66において導管62と同軸を成すお
よそ円錐状の転移経路72を規定する壁を有している。転
移経路72は、入口側端部66から離れていく方向、即ち上
流方向においては徐々に増大していく直径を有し、下流
方向においては内側に向かって徐々に先細になっていっ
て、導管の入口側端部に直接隣接している導管62の直径
に等しい直径Ｄ1を有する。転移部70は、導管62から離
れたその端部において平坦な接触面74を有する。この面
74は、導管および転移経路の軸64に対して実質的に垂直
である。円錐状転移経路72は、面74において直径Ｄ2を
有する円形の開口部を形成している。
【００９４】この誘電体構造はさらに、第２の、即ち下
流側の転移部76を備えている。この転移部76は、導管62
の出口側端部68と連結されており、また、導管の出口側
端部68と結合しているほぼ円錐状の第２の転移経路78を
規定しており、出口側端部68から離れていく方向、即ち
下流方向において徐々に増大していく断面積を有してい
る。第２の転移経路78は、導管から離れた転移部76の端
部における平坦面80に設けられた円形開口部において途
絶える。第２の転移部および第２の転移経路の形状は、
上述の第１の転移部および第１の転移経路の形状と本質
的に同一である。
【００９５】この誘電体構造はさらに、入口側端部86お
よび出口側端部88を有する第２の導管84を規定している
第２の細長い誘電体管82を備えており、また、第２の導
管84の入口側端部86においておよそ円錐状の転移経路92
を規定している第３の転移部90および第２の導管84の出
口側端部88において円錐状の転移経路96を規定している
第４の転移部94をさらに備えている。第２の管82、第３
の転移部90および第４の転移部94は、上述の第１の管6
0、第１の転移部70および第２の転移部76と実質的に同
一であるが、後に詳しく述べる理由により、第２の導管
の長さＬ2は第１の導管62の長さＬ1よりも僅かに長い点
は異なる。
【００９６】この誘電体構造の各構成要素は、適切な物
理的・誘電体強度を有し、かつ処理対象物質と接触する
のに適した誘電体物質であれば、本質的にどのような誘
電体物質からも製造しうる。食料、飲料、薬物を対象に
する場合は、通常これらの物質は適切な行政上の規制に
合致するものでなければならない。典型的な食料および
薬物の場合には、DuPont Companyにより登録商標DELRIN
で市販されているアセタールポリマー、およびCelenese
Corporationにより登録商標CELCONで市販されているア
セタールポリマーなどの物質を用いることができる。ま
た、ガラス、ある種の硬質ゴム組成物、およびフェノー
ル系などの熱硬化性ポリマーなども同様に用いることが
できる。General Electric Co. of Schnectady, New Yo
rkにより登録商標ULTEMで市販されているタイプのポリ
エーテルイミド樹脂を用いるのが特に好ましい。
【００９７】この電気加熱ユニットはさらに、第１の電
極面100を規定する第１の電極本体98を備えている。面1
00は、円錐状転移経路72の実質的に頂点に位置する軸64
上に中心102を有する球体状面の一部である。換言すれ
ば、転移経路72の円錐状面の母線は、球体状電極面100
の中心102、またはその近傍を通っている。第１の電極
本体98は、第１の転移部70の平坦面74と嵌合している平
坦面を有する。球体状面100は、円形境界に沿って電極
本体の平坦面と交差している。この円形境界は、中心軸
64に対して測定すれば、転移経路の開放端部の直径Ｄ2
と実質的に等しいか、もしくはＤ2を僅かに下回る直径
を有している。したがって、転移部70の壁は、球体状電
極面100の周縁において電極本体と結合している。
【００９８】第１の電極本体98は、中心軸64に対して実
質的に垂直で、球体状の第１の電極面100とは反対の方
向の上流側に面している入力面102を有している。円錐
状の流体拡散器104が面102から中心軸64上に突出してい
る。第１の電極本体98は、面102から面100に向かってそ
の電極本体98を通って延びている４つのポートを有す
る。各ポート106は、球体状面100の中心軸64から離れた
平面上に位置する入力軸108を有する。したがって、図
４の一番上に配置されているポート106aの軸108aは、中
心軸64の上方の、ほぼそれに対して平行な平面上に位置
しているが、図４の右手に配置されているポート106bの
軸108bは軸64の右手の、ほぼそれに対して垂直な平面上
に位置している。その他のポートについても同様であ
る。各ポート軸108は、中心軸64がポート軸108の平面に
向かって突出している方向に対して斜めの角度110で配
置されている。換言すれば、すべてのポート106のすべ
ての軸108は、これらのポート106がほぼ螺旋状のパター
ンをなして配置されるように、中心軸64に対して同一方
向に傾斜している。入力面102から電極面100に向かう方
向にいずれかのポート106を通って移動する粒子は、電
極面の下流側の軸64上の点から見れば、軸64に対して反
時計回りに移動することになる。
【００９９】この装置はさらに、背中合わせに配置され
る球体状の第２の電極面112と球体状の第３の電極面114
とを規定する中心電極本体110を備えている。第２の電
極面112は第２の転移経路78に向かって下流側に面して
いるが、第３の電極面114は第３の転移経路92に向かっ
て上流側に面している。これらの球体状面112および114
は、中心軸64上にそれぞれの中心を有する。各球体状面
は本質的に同一の形状を有しており、また、第１の電極
面100に関して先に述べたのと同様の関係をそれぞれが
連結されている転移経路との間に有している。したがっ
て、先に述べたのと同様に、第２の転移部76の壁は第２
の電極面112の周縁において中心電極本体110に結合して
おり、一方、第３の転移部90の壁は第３の電極面114の
周縁において中心電極本体110に結合している。中心電
極本体110は４つのポート116を有しており、その内のご
く一部を図２に示す。このようなポートはそれぞれ、第
２の電極面112から第３の電極面114に向かって電極本体
を通って延びている。これらのポート116は、第１の、
即ち上流側電極本体98のポート106と同様に、ほぼ螺旋
状に配置されている。即ち、面112から面114に向かう方
向に各ポート106の軸に沿って移動する粒子が、中心電
極本体の下流側の中心軸64上の点から見れば、中心軸64
に対して反時計回りに移動するように、各ポート116の
軸は傾斜している。
【０１００】この装置はさらに、第４の電極面120を規
定している第３の、即ち下流側端部電極本体118を備え
ている。この本体118に関しても、その電極面120および
それが連結されている第４の転移部94に対する関係は、
上流側の第１の電極本体98およびそれが連結されている
第１の転移部70に対する関係と同一である。しかしなが
ら、第４の電極面120が上流に面しているのに対して、
下流側電極本体の拡散器124は下流に面している。
【０１０１】この装置はさらに、第１の、即ち上流側の
電極本体98の上流側、即ち入口側面102に取り付けられ
ている入口側カバー126を備えている。この入口側カバ
ー126は、本体98におけるポート166の開口部に向かって
延びている円錐状の入口側通路を規定している。入口側
パイプ128は入口側カバー126に接続されている。この入
口側パイプは、入口側導水路から離れているその端部に
おいて従来の管継ぎ手130を有しており、それによって
システムのそれ以外の部分と接続される。対応する入口
側各部と実質的に同一の出口側カバー132、出口側パイ
プ134および出口側パイプ接続部136が、下流側電極本体
118の下流側端部において接続されている。
【０１０２】電極本体98、110および118はそれぞれ、処
理する対象の物質と接触可能であり、かつ腐食および電
解のもたらす影響に対して耐性を有する電気的伝導性材
料であれば、実質的にどのような電気的伝導性材料から
も形成しうる。ステンレス鋼、チタン、ニッケルなどの
金属および合金を用いることができる。しかしながら、
炭質材料、即ち、本質的に炭素からなる材料を用いるの
が特に好ましい。このような材料としては、グラファイ
ト、ピッチ、ダイアモンド、およびダイアモンド状の形
態の炭素が挙げられる。グラファイトを用いるのが特に
好ましい。用いることができるある形態のグラファイト
は、Poco Graphite Incorporated of Decatur, Texasに
より商品名XT graphiteおよびXT-CF graphiteで市販さ
れているものなどの焼結されたグラファイトである。使
用中の水分吸収を最小化するためにアルコール浸漬処理
により前処理されたXT-CF graphiteを用いるのが好まし
い。好ましい他の材料としては、多孔度を低減する熱分
解炭素からなる表面層を有するグラファイトが挙げられ
る。このような材料は、Poco Graphite Incorporatedに
より商品名"PYE COATED"炭素として市販されている。電
極全体を焼結されたグラファイトから形成することもで
きる。あるいは、炭質材料を金属製本体の表面に塗布
し、処理している対象の製品と接触している表面を炭質
材料から形成することもできる。炭質材料、特にグラフ
ァイトは、電解および腐食に対する耐性を使用中に有す
る。さらに、他の炭質材料と同様に、グラファイトもま
た、処理している製品の電解を最小化するのに役立ち、
また、特に、ガスの形成を抑制するのに役立つ。炭質電
極の有効な特性は、どのような形状の電気加熱装置にも
適用しうるものである。各電極本体には銅などの高い導
電性を有する材料からなるバンド140が設けられてお
り、このバンド140は処理している物質から離れている
電極本体の外部表面を取り巻いている。各バンドはタッ
プ142に接続されており、それによって電極を外部の電
位に接続している。
【０１０３】これらの電極本体は、これらの電極面の周
縁の外側において電極内を通るボルト138により隣接す
る構成要素に固定されている。中心電極本体110および
それに連結されているボルトは、誘電体材料から成る保
護シュラウド146により覆われている。これらの電極表
面とその他の構成要素の嵌合面との間にオーリング状あ
るいはそれに類似した密着部を設けることができる。第
１および第２の導管を規定している管60および82は、ネ
ジ止め固定、滑合固定などの従来の固定用構成により転
移部に固定することができる。もちろん、食料、薬物な
どの衛生上の配慮が必要な物質と接触して用いる場合に
は、食料装填技術の周知の原則、ならびに適切な法律お
よび基準に従って、各種構成要素を設計し、それによっ
て、装置内での汚染された物質の洗浄を容易にし、かつ
そのビルドアップを避けることができるようにすべきで
ある。
【０１０４】上流側、即ち入口側端部電極本体98および
下流側、即ち出口側端部電極本体118は、いずれも接地
電位に接続されているが、中心電極本体110は幹線周波
数交流電源148に接続されている。この電源は、所定の
周波数（望ましくは100 Hz未満、より望ましくはおよそ
50〜60 Hz）で交流する地面を基準とする電位を印加し
うる構成のものである。電源148は電極本体110との間に
直接接続されている部分を有し得る。また、通常の配線
などは、電極110と通常の電源配線との間に配された変
圧器（図示せず）を備えていてもよい。
【０１０５】（電気加熱器の動作）動作中、処理する対
象の物質は、熱交換器（図１）の再生部20および加熱部
28で予備加熱され、電気加熱セルの入口32を通して流入
され、しかる後に入口側パイプ128および入口側カバー1
26を通して流入される。流動しているこの物質は、上流
側電極本体98の拡散器104の周囲で外側に分流し、ポー
ト106を通って電極本体に流入する。この物質はポート
を通過すると、中心軸64に対して反時計回りの方向に渦
動して第１の転移経路72に流入し、第１の導管62および
第２の円錐状転移経路78を通過して、中心電極本体110
に流入する。物質は、中心電極本体の各ポート116を通
過して、再び中心軸64に対して渦動しつつ導かれる。物
質は、下流方向に向かって、第３の転移部および第２の
導管84を通過して第４の転移経路96に至り、その後、下
流側電極本体118の各ポートを通過して、出口側カバー1
32および出口側パイプ134を通り、電極加熱ユニットの
出口36に至る。このユニットを通って流れる物質の渦動
運動は、この物質がユニット内のどの点においても決し
て沈滞しないようにする助けとなる。
【０１０６】電気的に伝導性を有する流体物質がユニッ
トを通って流れる時、この物質は電極表面と接触する。
したがって、上流側電極本体98と中心電極本体110との
間に一時的に位置するこの物質は、第１の電極面100お
よび第２の電極面112と電気的に接触する。電源148は、
これら２つの電極面の間に電位差を与え、それによって
この物質を通って電流が流れ、物質を加熱できるように
する。この電流は、両電極面100および112に対して実質
的に均等に供給される。図３を見れば最もよく分かるよ
うに、各電極面は導管62の連結されている開口部から実
質的に均等な距離に位置している。したがって、第１の
電極面100上のどの点も、導管66の第１の、即ち上流側
の端部から、面100の半径Ｒ1とおよそ等しい距離を隔て
て位置しているのに対して、第２の電極面112上のどの
点も、導管62の端部、即ち下流側の端部68から、実質的
に等しい距離を隔てて位置している。
【０１０７】導管の開口部が限られた直径Ｄ1を有する
円形であるので、電極面上のある与えられた点から開口
部内のある点までの距離は、その電極面上の同じ点から
同じ開口部の別の点までの距離と僅かに異なったものに
なりうる。しかしながら、開口部の直径Ｄ1は、各電極
面の半径Ｒ1よりも実質的に小さい。典型的には、電極
面の半径Ｒ1に対する比は、少なくともおよそ2.5：１で
あり、最も好ましくはおよそ６：１を上回る値である。
電極面がこのような形状を有する場合、電極面100上の
任意の点から第２の電極面112上の別の点までの最も短
いパスは、これら２つの面上のどのペアの点についても
実質的に同一である。即ち、点Ｐoから導管62を経て第
２の電極面112上の点Ｐcに至る最も短いパスは、第１の
電極面100上の点Ｐbから点Ｐcに至る最も短いパスと実
質的に同じ長さを有しており、また、これらの長さは、
第１の面100上の点Ｐoまたは点Ｐbから第２の面112上の
点Ｐdまでの最も短いパスの長さとも同一となる。好ま
しくは、これら２つの面上の任意の点に対する最も短い
パスの長さは、およそ５％未満の差を有する。
【０１０８】第１の電極面上の任意の点から第２の電極
面上の任意の点までのパスの長さが実質的に同一である
ので、第１の電極面100上の任意の点から第２の電極面1
12上の任意の点までの電気抵抗は、これら２つの面上の
他のいかなる点に対する電気抵抗とも実質的に同一であ
る。したがって、第１の電極面100と第２の電極面112と
の間を流れる電流は、これら２つの電極面上に実質的に
均等に供給される。電極面上の任意の点における最大電
流密度は、全電極面に対する平均電流密度のおよそ105
％にすぎない。したがって、電極面における最大・平均
電流密度は、総電流を各電極面の面積で割った値に実質
的に等しい。
【０１０９】導管62の断面積は両電極面の断面積よりも
実質的に小さいので、軸64に沿った単位長さ当りの電流
密度および電気抵抗は、両電極面に隣接する転移経路内
においてよりも導管内において実質的に大きい。好まし
くは、各電極面の面積の、導管62の平均断面積に対する
比は、少なくともおよそ５：１であり、より好ましくは
少なくともおよそ10：１であり、かつ最も好ましくは、
少なくともおよそ35：１以上である。導管における最大
電流密度の、電極表面における電流密度に対する比は、
上流／下流軸64に沿った単位長さ当りの抵抗と同様の値
となる。上流／下流軸に沿った任意の点において、電力
放散速度および熱放出速度はＩ2Ｒである。ここで、Ｉ
は電流値であり、Ｒはそのような点における抵抗であ
る。Ｉはすべての点において同一であるが、Ｒは両電極
に隣接する点では非常に低く、導管62内では非常に高
い。したがって、第１の電極面と第２の電極面との間に
放散される本質的にすべての電気エネルギーは導管62内
において放散される。このシステムを通過する流動可能
物質は、導管通過時に内部抵抗加熱により実質的に加熱
されるが、両電極面近傍では、実質的に加熱されない。
【０１１０】第３の電極面114と第４の電極面120との間
に一時的に位置する物質に対しても、正確に同じ関係が
適用されうる。この場合においても、導管84内で本質的
にすべての加熱が行われ、転移経路92および96内では加
熱はほとんど行われないか、全く行われない。
【０１１１】上流側、即ち入口側端部電極本体98および
下流側、即ち出口側端部電極本体118はいずれも接地電
位に接地されるので、電気加熱ユニットからこのシステ
ムのその他の部分に漏れ電流が発生する可能性は本質的
にない。
【０１１２】（プロセスパラメータ）実質的に任意の熱
量が、電気加熱セルを通過する物質に与えられ得る。プ
ロセスパラメータを選択する方法の１つによると、最初
に、電気加熱器に与えられる熱量が決定される。その量
は、予熱器３２に与えられる所望の温度、電気加熱器出
口３６において所望される温度、単位時間当たりの物質
の質量流量、および物質の比熱によって決定される。入
口温度と出口温度との差、流量、および比熱の積を求め
ることによって、電気加熱器全体の単位時間当たりに必
要なエネルギー入力が得られる。２つに分離された加熱
領域、および４つの電極面を有するシステムについて
は、エネルギー入力全体を必要に応じて分割することに
よって、領域毎の単位時間当たりの所望のエネルギー入
力が得られる。単位時間当たりの経路へのエネルギー入
力は、直接電力に変換される。通常、エネルギー入力
は、１時間当たりのキロカロリーで計算され、この数値
を８６０で割り算したものがキロワットを単位とする必
要な電力である。
【０１１３】実質的に任意の電圧が用いられ得る。約１
００Ｖから約１５ｋＶまでの電圧が、商業電力システム
で容易に得られる。約２２０Ｖを上回る電圧が好まし
い。印加される電圧は、０Hz（直流）からラジオ波の周
波数、通常、約５００kHzまで任意の周波数を有し得
る。１００Hz未満の線周波数が好ましく、約５０〜６０
Hzの周波数が特に好ましい。電源１４８から得られる電
圧が一定であると仮定すると、計算された電力を電圧で
割り算することによって、各電極対に必要な電流値が得
られる。電極間に必要な抵抗は、仮定された電圧を計算
された電流値で割り算することによって計算される。一
旦、抵抗が計算されると、セルの寸法は、実際上決定さ
れる。電極間の全電気抵抗が実際上導管内にあると仮定
すると、抵抗は、実質的に以下の式に等しくなる。
【０１１４】
【数１】
【０１１５】ここで、Ｒは、オームを単位とする電気抵
抗であり、ＬCは、導管の長さであり、ＡCは、導管の断
面積であり、Ｃは、ＭＨＯ／ｃｍ／ｃｍ2で表される、
加熱される物質の比電気導電率である。
【０１１６】断面積は、通常、流体の圧力損失が妥当で
あるような流量になるように選択される。所定の物質お
よび所定の導管断面積では、ＬCは、所望の抵抗値Ｒか
ら直接得られる。
【０１１７】
【数２】
【０１１８】導電率Ｃの値は、物質によって変化し、物
質自体の温度によっても変化し得る。したがって、物質
が加熱されると、Ｃ値は、通常増加する。通常のプロセ
スにおいては、各セクションに対するＣ値の妥当に正確
な見積もりは、セクションの入口でのＣ値と、その出口
でのＣ値との算術平均を取ることによって得られる。物
質が非常に広い温度範囲で加熱される場合、または物質
の温度に対するＣ値の変化が特に大きい場合には、温度
に対するＣ値の対数をプロットし、セクション化される
入口温度と、そのセクションからの出口温度との平均値
におけるＣ値の対数値を求めることによって得られる。
図２に示されるような４面、２セクションユニットの場
合、第２セクションを通過する物質は、第１セクション
内の物質よりも実質的に高い平均温度を有するため、よ
り高いＣ値を有する。２つのセクション間に等しい電流
および等しい電圧を分割して与えるために、第２のセク
ション、すなわち下流側セクションのＬC値は、第１の
セクション、すなわち上流側セクションのＬC値よりも
高くなり得る。たとえば、第２導管８４を第１導管６２
よりも長くしてもよい。あるいは、第２導管８４を、幾
分かより小さな断面積ＡCを有して形成してもよい。し
かし、２つのセクション間で等しく電力が分割されるこ
とは重要ではない。多くの場合、下流側セクションは、
上流側セクションと等しいか、またはそれよりも短い導
管長を有するため、下流側セクションは、より電力を有
し、上流側セクションよりも高い加熱率を提供する。
【０１１９】多くの物質の場合、電極面で許容され得る
最大臨界電流密度がある。この臨界電流密度は、電極面
でアークが発生するまで、累進的に増加する電流密度で
物質をテストすることによって決定され得る。液状卵の
場合、以下に定義するように、臨界電流密度は、約０．
２５Ａ／ｃｍ2である。全乳の場合、臨界電流密度は、
約０．４０Ａ／ｃｍ2であり、０．５％食塩水の場合、
臨界電流密度は、約１．０Ａ／ｃｍ2である。したがっ
て、必要な電流は、電極面の面積で割り算される。結果
が物質の臨界電流密度未満である場合には、その結果
は、良好である。そうでない場合には、電流は、領域の
数、すなわち電極の数を増加させることによって、各ス
テージの抵抗を増加させることによって、または電極の
表面積を増加させることによって低下されなければなら
ない。
【０１２０】電気加熱器の加熱時間は、電気加熱器の容
量（主に、導管６２および８４の容量）に比例し、物質
の流量に反比例する。加熱器の内部容量は、導管６２お
よび８４の直径を制御することによって制御され得る。
導管の直径が減少する、すなわち、導管の断面積が減少
すると、電圧が増加すると導管の長さは同一のままでよ
い場合がある。また、一方、一定の抵抗を維持するよう
に減少することもある。いずれのアプローチでも、滞留
時間が短くなる。導管の内径の下限は、システム内に非
常に高い圧力、および高いポンピング負荷を導く、比較
的小さな直径における流量抵抗の増加を考慮し、および
生産物に対する機械的なせん断損傷を考慮することによ
って設定される。しかし、実際のシステムでは、電気加
熱器内の物質の滞留時間は、わずか何分の１秒であり、
加熱速度は、１秒当たり数百または数千度であり得る。
【０１２１】上記の特徴の多数の改変および組み合わせ
は、本発明から逸脱しないように用いられ得る。
【０１２２】（その他の構造）図６に示されるように、
このような改変物の１つは、第１電極面２００を規定す
る上流側電極本体、すなわち入口端電極本体２９８と、
第２電極面２１２および第３電極面２１４を規定する中
央電極本体２１０と、第４電極面２２０を規定する下流
側本体、すなわち出口端電極本体２１８とを有する。こ
れらの電極本体は、図２〜図５を参照して上述した電極
と、実質的に同様である。さらに、図６の装置は、第１
導管２６２を規定する第１剛直管２６０、および第１導
管２６２の端部と、第１電極面２００および第２電極面
２１２とを接続する転移セクション２５９および２６１
を備えた誘電体構造を有する。これらの要素はまた、上
記の第１管および転移セクションと同様である。しか
し、図６の誘電体構造は、第３電極面２１４と第４電極
面２２０との間に配置され、第２導管２８４を規定する
可撓性エラストマー管２８２を有する。第２導管２８４
は、剛直な転移セクション２９０および２９４によっ
て、電極本体２１０および２１８に接続されている。転
移セクション２９０および２９４も、上記のものと同様
である。空洞な誘電体殻２８５は、管２８２の外部を取
り囲み、管２８２の外部と、誘電体殻２８５の内部との
間の密封されたスペース２８３を規定する。
【０１２３】スペース２８３は、電空制御システム２８
９によって気体源２８６および通気部２８７に接続され
ている。電流センサ２７１は、下流側電極本体、すなわ
ち出口端電極本体２１８と、地上との間に接続され、同
様のセンサ２７３は、上流側電極本体、すなわち入口端
電極本体２９８と、地上との間に接続されている。上記
の実施態様のように、中央電極本体２１０は、交流電源
に接続されている。センサ２７１および２７３は、制御
システム２８９に接続されている。動作中、制御システ
ム２８９は、２つのセンサからの測定値を比較する。セ
ンサ２７３の測定値は、中央電極本体２１０から上流側
電極本体２９８までを介して、導管２６２を流れる第１
の加熱領域、すなわち上流側加熱領域内の電流の測定値
を与える。センサ２７１は、導管２８４内の第２の加熱
領域、すなわち下流側加熱領域内を流れる電流の測定値
を示す。センサ２７１によって検出される第２領域内の
電流が第１領域内の電流を上回ると、制御手段は、スペ
ース２８３に気体２８６を通し、スペース２８３内の圧
力を増加させ、管２８２を内側に変形させ、図６〜図７
の破線で示される位置に管２８２を配置する。これによ
り、導管２８４の断面積が減少し、第２セクション、す
なわち下流側セクションの電気抵抗が増加し、電流が低
下する。第２セクションの電流が第１セクションの電流
を下回る場合には、制御システム２８９は、通気部２８
７を動作し、スペース２８３から気体をいくらか放出さ
せる。これにより、圧力を減少させ、管２８２の壁を実
線で示される位置よりも外側、またはそれよりもさらに
外側に隆起させ、導管２８４の平均断面積を増加させ、
第２セクション内の抵抗を減少させ、その電流を増加さ
せる。このように、システムは、装置を解体せず、また
生産物の流動を妨げずに、第２セクション内の抵抗を制
御する。
【０１２４】このアプローチにおける改変では、直径可
変導管は両セクションに設けられ、制御手段は両導管２
６２および２８２の直径を調節するように配置され得
る。このような配置では、入ってくる生産物の組成およ
び温度の変化によって引き起こされる生産物の抵抗の変
化を補い、必要な加熱量の変化を補い、印加電圧の変化
を補い、２つのセクション間の電流流量の均衡を取る必
要が生じた際に、直径可変導管を用いて、両セクション
の抵抗を調節する。これらの変化はすべて、システムの
生産性を妨げずに成し遂げられ得る。
【０１２５】図６の配置では、導管の断面積は、可撓性
管の外部に流体を与えることによって変化する。しか
し、断面積は、対向する１対の部材間の可撓性管を機械
的にはさむことによっても変化し得る。断面積はまた、
導管を互いに離れるように規定する可撓性管の端部を機
械的に引っ張り、管を延ばすことによって変化し得る。
これにより、管は細長く引き延ばされ、導管の断面積は
減少し、導管の長さは増加し、さらに抵抗は増加する。
互いに望遠鏡の筒式に引き出せるようになったいくつか
のセクションで形成される、導管を規定する管は、長手
方向にのみ変形し得る。したがって、導管の長さは、直
径をあまり変更せず、解体しないで、増加または減少し
得る。この効果は、上記と同様の能力制御を提供する。
さらに他の可変幾何学的配置では、１つまたはそれ以上
の誘電体要素が、導管の一部を閉塞するように導管内に
搭載され得る。これらの要素は、閉塞の度合いを変化さ
せるように、導管に対してまたは互いに、移動するよう
に搭載され、これによって、導管の平均断面積を変化さ
せる。例えば、管には、導管の軸に沿って移動可能な円
錐形バルブ要素が、導管内に固定された円錐形弁シート
に対して進退するように、円錐形バルブ要素および円錐
形弁シートが設けられ得る。
【０１２６】上記の配置では、導管は、均一な直径で、
互いに同軸の直立円柱形である。電極面は、円柱形の単
軸に対して同心円の周囲領域である。しかし、他の配置
を用いてもよい。図７に示すように、誘電体構造３６０
によって規定される導管３６２は、導管３６２の中央軸
が、導管３６２の長さに沿って種々の方向に回りくね
る、ほぼ円形断面であるが、任意の形状の通路であり得
る。さらに、この場合、導管３６２は、中央軸３６４を
その入口端として規定し、他の異なる中央軸３６５をそ
の出口端として規定する。回転表面の形状を有する第１
電極面３００は、導管３６２の入口端で中央軸３６４と
同軸であり、第２電極面３１２は、出口端で導管３６２
の中央軸３６５と同軸である。導管３６２はＵ型または
らせん形状などの他の形状を有し、コンパクトな組立構
造リを形成し得る。
【０１２７】導管が円形断面を有することは重要ではな
い。図８に示されるように、誘電体構造４６０によって
規定される導管４６２は、ほぼ長方形断面を有し得る。
したがって、導管の一断面は、図８において破線で示さ
れる。導管４６２は、入口端４６６および出口端４６８
を有する。入口端４６６の開口部は、長軸ＡL1および長
軸ＡL1に対して垂直な短軸ＡS1を有する。導管４６２の
入口端４６６に隣接した第１電極面４００は、隣接した
導管４６２の開口部の長軸ＡL1と一致した軸を有する実
質的に円筒形の形状をしている。同様に、導管４６２の
出口端４６８の開口部は、ほぼ、短軸ＡS2および長軸Ａ
L2を有する長く延長した狭い長方形の形状である。第２
電極面４２０は、実質的に、開口部４６８の長軸ＡL2と
一致した軸を有する円形円筒形表面の一部の形状をして
いる。転移経路のそれぞれは、導管４６２の端部にＶ形
状の狭端を有し、Ｖ形状の広端が電極面を交差するよう
なほぼＶ形状チャネルの形態である。
【０１２８】ここで再び、導管４６２の長手方向に対し
て垂直な面４６３のような面に沿って取られた、導管４
６２の断面積は、各電極面４００および４２０の面積よ
りも実質的に小さい。使用時には、導電性物質は、矢印
Ｆ1によって示される流れ方向であって、導管の長手方
向を通過し得る。電位は、電極４００および４２０間に
与えられ、電極の電流密度よりも実質的に高い導管内の
電流密度を与える。ここで再び、経路または導管４６２
を介した電極面４００の任意の点と、電極面４２０の任
意の点との間の最短通路は、電極面４００の任意の点
と、電極面４２０の他の任意の点との間の最短通路と実
質的に同一の長さである。すなわち、電極面上の任意の
点間の最短通路距離は、選択された特定点に関係なく、
実質的に同一である。したがって、電流は、電極面上に
実質的に均一に分布され得る。図８の前面に示される転
移経路の端部および導管の縁部は、他の誘電体壁（図示
されず）によって封鎖され、電極には、適切なポート
（図示されず）が設けられている。
【０１２９】さらに他の実施態様によるシステムでは、
電気加熱器は、第１のほぼプレート状の導電性電極５０
０と、第２のプレート状の導電性電極５２０とを有す
る。誘電体構造は、電極間を延びる誘電体管５６０と、
電極間の中間にある誘電体管５６０内に配置された、誘
電体物質で形成された多数の小さな球、片、輪またはそ
の他の断片を有する誘電体パッキングとを有する。誘電
体管５６０および誘電体パッキングは、共に、電極５０
０と電極５２０との間を延びる多数の平行した連続通路
５１０を規定している。これらの通路は、誘電体パッキ
ング内の粒子の隙間を延び、誘電体パッキング内の種々
の点で互いに接続されている。しかし、種々の通路は、
電極間を延びる一体化された連続経路を共に規定し得
る。連続経路は、個々の連続通路の集合断面積と等し
い、経路の長さに垂直な（電極から電極への方向に垂直
な）任意の切り込み面５６３で取られた断面積を有す
る。この誘電体パッキング内では、この集合断面積は、
実質的に誘電体管５６０の断面積よりも小さく、電極５
００および５２０によって規定される電極面の表面積よ
りも実質的に小さい。
【０１３０】本実施例の装置は上述の方法と実質的に同
じ方法で用いられ得る。この場合でも、電極から離れた
側の経路の断面積は電極自体の表面積よりも実質的に小
さく、経路内（包装粒子間の間隔）の電流密度は電極に
おける電流密度より実質的に大きい。図９では包装粒子
の大きさは明瞭化のために誇張して示されている。実用
においては、包装粒子は電極の大きさに較べておよび管
５６２の直径に較べて極めて小さいものでよい。したが
って、包装の表面の様々な連続した通路の開口部は包装
の両端部にわたって実質的に均一に配分され、これによ
り、電極の表面のすべての点の間の通路の長さを実質的
に均一にし得る。
【０１３１】本発明の方法および装置はスラリーおよび
粒子を加熱するためにも使用され得る。本明細書で用い
る「スラリー」という用語は、液相中に固形粒子を混合
したものすべてを意味する。したがって、多くの一般的
な産業用製品および食品、例えばシチュー、スープなど
はスラリーである。植物または動物の繊維を含む食品は
電気加熱装置を通過している間、加圧下で維持されるの
が望ましい。圧力により繊維の破壊およびその結果、加
熱操作中にきめが失われるのが抑えられる。また、粒子
状固体を加熱する必要がある場合、粒子は搬体である液
体と混合して、電気加熱のために一時的にスラリーを形
成し得る。液相は少なくともある程度の導電性を有する
はずであるため、スラリーが電気加熱器を通過すると
き、電極から液相を介して粒子へ電流が流れ得る。しか
し、電流の流れは、液相を介してではなく、粒子を介し
ての流れに集中させるのが望ましい。粒子の容量の流体
の容量に対する比率は、スラリーを汲み上げる能力に応
じてできるだけ高くすべきである。大きな非圧縮性粒子
であれば、典型的なスラリーは約７０容量パーセントの
粒子を含有し得る。
【０１３２】液相は粒子より導電率が小さいのが望まし
い。これは、液体組成物自体を制御することによって、
例えば、液相中のすべてがまたは一部が脱イオン化また
は蒸留された水を用いることによって実行され得る。あ
るいは、粒子および流体の相対的な導電率は、これらが
電気加熱器に入れられるときの２つの相の温度を制御す
ることによって制御され得る。粒子の導電率が温度の上
昇により増大する場合は、予め電気加熱操作を行うこと
によって、または従来の伝導、マイクロウェーブ、また
は他の加熱によって予熱され得る。粒子の外層のみを予
熱する場合は、電流は外層に集中しやすく、粒子の中心
は十分に加熱されないままに残されることがある。した
がって、粒子の予熱は先ず粒子に熱を加え、次に粒子を
滞留させて電気加熱前に熱的平衡状態にすることによっ
て行われ得る。望ましくは、予熱操作および滞留操作
は、滞留時間後、予熱された粒子の中心温度が粒子の外
部温度より僅かに高く、これにより、電流が確実に粒子
の中心を通って流れるように行われる。
【０１３３】あるいは、または上記に加えて、液相はス
ラリーの形成に先だって冷却され得る。粒子および液体
が電気加熱器内に滞留する時間は、１秒以下の非常に短
い時間とし得る。この時間では、液体と固体粒子間には
それほどの熱移動はない。液体を冷却することによって
比導電率が減少し、したがって電気加熱器内の電流のさ
らに多くが粒子内に集中するようになる。
【０１３４】電気加熱プロセスの特質により、電流を粒
子内に集中させようとする試みの効果が強化される。す
なわち、液体を介してではなく粒子を介して電流が流れ
るように促進する条件下で、粒子および液体が電気加熱
器に導入されるならば、粒子は液体より高い温度に加熱
され、これにより粒子の抵抗が液体の抵抗より小さくな
り、電流はさらに高い程度まで粒子内に集中する。
【０１３５】図１０に本発明のさらに別の実施態様の装
置を概略的に示す。図１０の装置は、第１電極６００と
第２電極６１２とこれら電極間の経路の範囲を画定する
誘電体構造６６０とを含む。この場合でも、経路は、第
１電極に隣接した第１の先細転移経路６７２と、第２電
極に隣接した第２の先細転移経路６７８と、これら転移
経路間の比較的狭い導管６６２とを含む。経路は、第１
の転移経路６７２と導管６６２との間の上流側多孔バリ
ヤ６０１と、導管と第２の転移経路６７８との間の下流
側多孔バリヤ６０３とによって分割され、これにより、
これら多孔バリヤは経路を効果的に３つのゾーン、すな
わち、第１電極６００に隣接して配置される転移経路６
７２よりなる第１ゾーンと、導管６６２よりなる第２ゾ
ーンと、第２電極に隣接する転移経路６７８よりなる第
３ゾーンとに分割する。誘電体構造は、中央ゾーンすな
わち導管６６２と連通し上流側バリヤ６０１に隣接する
流体入口６０５と、中央ゾーンと連通し反対側の下流側
バリヤ６０３に隣接する出口６０７とを有する。第１ゾ
ーン６７２はまた入口６７３と出口６７５とを有し、一
方、第３ゾーン６７８は入口６７９と出口６８１とを有
する。ゾーン６７２の入口および出口は電解質供給装置
６８３に接続され、ゾーン６７８の入口および出口は別
の電解質供給装置６８５に接続される。
【０１３６】前述の実施態様におけるように、第１電極
６００と第２電極６１２とは電源（図示せず）に接続さ
れる。各電解質供給装置は、各装置に関係するゾーンを
介して以下に詳述するように電解質を循環させ、各ゾー
ン内の電解質を予め選択された圧力下に維持するように
配置される。
【０１３７】操作においては、中央ゾーン入口６０５は
処理される製品の供給源に接続され、一方、中央ゾーン
出口６０７は、例えば上述の熱交換器および冷却装置な
どの製品受容装置に接続される。処理される製品は通路
の中央ゾーンを通過するが第１ゾーン６７２または第３
ゾーン６７８は通過しない。これらゾーン内の電解質は
電極からの電流を多孔性バリヤ６０１および６０３に伝
える。多孔性バリヤもまた電解質のいくつかを含み、し
たがって、多孔性バリヤ内の電解質は、バリヤを介して
中央ゾーン内の処理される物質に電流を伝える。
【０１３８】電気加熱システムの電極と処理される製品
との間に電解質と多孔性バリヤを用いることは、本発明
者が前回に出願した共有の同時係属米国特許出願第０８
／１２５，９３３号に開示されている。該出願は本明細
書に参照により援用されている。該’９３３出願にさら
に詳しく示しているように、多孔性バリヤ６０１および
６０３は、Coors Ceramic Companyによって市販され、
少なくとも約５．０×１０-2ｃｃ／ｃｍ2−Ｈｒ−ＰＳ
Ｉ（ＰＳＩは１平方インチ当たりのポンド数）の多孔率
（水に対する）を有するセラミック材料により形成され
得る。最大多孔率は約５．０であり、好適な多孔率は約
０．３である（多孔率の単位はすべて同じ）。多孔性バ
リヤは厚さが約３ｍｍであり、望ましくは約１．５ｍｍ
より小さい。バリヤは構造的に補強され得る。
【０１３９】好ましくは、ゾーン６７２および６７８の
各々の電解質は処理される製品の圧力より僅かに高い圧
力下にあり、これにより、製品がバリヤの孔に入り込む
ことはない。電解質は処理される製品との適合性を有
し、これにより、電極を介して浸透により僅少量の電解
質が製品に入り込んでも製品の質を損なうことがないよ
うにすべきである。通常は、電解質が多孔性バリヤを通
る浸透率は、中央ゾーンすなわち導管６６２を通る製品
の流量率よりかなりの桁数小さいため、製品に入り込む
電解質の量は百万当たり数部以下に相当する程度であ
る。食品に対しては、塩化カリウム、塩化ナトリウム、
塩化カルシウム、硫酸カリウム、および硫酸ナトリウム
よりなる群から選択される塩を含有する水溶液が好適で
あり、塩化カリウム溶液が特に好適である。望ましく
は、電解質は、電解質に最大の導電性を与えるような濃
度で塩を含有する。塩化カリウムの電解質は望ましくは
約３０重量パーセントの塩化カリウムを含有する。浸透
率をさらに減らすためには、電解質は、例えば、例えば
約０．１から約０．５重量％のアルギナートのような食
品適合性を有するゲル化剤を含有し得る。
【０１４０】本発明のさらに別の実施態様の装置を図１
１に示す。本装置もまた、比較的狭い導管７６２の一方
の端部に形成された第１の先細転移経路７７２と、導管
の他方の端部に形成された第２の先細転移経路７７８と
を含む経路の範囲を画定する誘電体構造７６０を有す
る。該構造の上流側端部の流体入口７０５と下流側の流
体出口７０７とにより、加熱される導電性流体が転移経
路と導管とを通って上流側から下流方向に通過するのが
可能となる。
【０１４１】第１の複合電極構造７００は複数の副電極
７０１によって範囲が画定される。各副電極は多孔性ハ
ウジング７０２とハウジング内に配置された内部導電性
要素７０３とを有する。各ハウジング７０２内には導電
性電解質が維持され、これにより、内部導電性要素７０
３から該構造を通って流れる導電性流体に電流が流され
る。これら副電極７０１の各々は、外部供給源からの電
解質が内部循環を行うように配置された一般に棒状の構
造を含み得る。これについては、上述の米国特許出願第
０８／１２５，９３３号のいくつかの好適な実施態様に
開示されている。電解質、セラミック、および電解質の
状態については上記におよび’９３３出願で述べた通り
である。副電極７０１および特に副電極の外部の多孔性
セラミックシェル７０２は、各副電極が電極７００内の
他の副電極と、導管７６２の隣接する開口部からの距離
が実質的に同じであるように湾曲状に並んで配置され
る。したがって、副電極は、導管の開口部からの距離が
実質的に均一である電極を協動して構成する。同様に、
第２の電極７１２は別の副電極７１３によって範囲が画
定され、各副電極は上述の副電極７０１と同じ構造を有
する。この場合も、副電極７１３のすべては導管７６２
の隣接する開口部から実質的に均一な距離に配置され、
これにより、導管の開口部からの距離が実質的に均一で
ある電極表面を協動により画定する。
【０１４２】操作においては、電力供給源または電位供
給源７４８が、上述のように、電極７００および７１２
間に交流電位などの電位を印加する。電極７００を構成
する副電極７０１のすべては電位供給源７４８の同じ極
に並列に接続され、これにより、副電極７０１のすべて
が同じ電位となる。同様に、電極７１２を構成する副電
極７１３のすべては電位供給源７４８の別の極に接続さ
れ、これにより、電極７１２を構成する副電極７１３の
すべてが同じ電位となる。したがって、電流は電極７０
０を構成する副電極から電極７１２を構成する副電極へ
流れるが、各電極の副電極間には電流は流れない。
【０１４３】本発明の原理を以下に示す例示的であり非
制約的な実施例によって述べる。
【０１４４】（実施例１）実質的に図１から図５に示す
装置を用いて、液状の全卵（whole egg）を低温殺菌す
る。卵を、約５５℃の余熱温度および約３kg／secの流
量で、熱交換器の加熱部２７の出口から電気加熱セルの
入口３２まで通す。電極すべての周部直径Ｄ2（図３）
は約９．１ｃｍである。両方の導管は実質的に剛性であ
り、約１．９ｃｍの内部直径Ｄ1を有する。第１および
第２導管の長さＬ1およびＬ2は各々約２５．４ｃｍであ
る。液状卵の各粒子が、第１電極１０６から第４電極表
面１２０までの電気加熱器の能動部内に滞留する平均時
間は約０．２８秒であり、実際の加熱が行われる導管６
２および８２内に滞留する時間は合計僅か約０．０５６
秒である。中央電極体１１０には６０Hzで６０００ボル
トの交流電位が印加される。中央電極体から上流側およ
び下流側電極体１０２への全電流量は約１０アンペアＲ
ＭＳである。第１および第２電極表面１００および１１
２における電流密度は約０．７７Ａ／ｃｍ2であり、導
管６２内の電流密度は約２．６３Ａ／ｃｍ2である。第
１および第２電極間の液状卵は約１２００オームのイン
ピーダンスを提供する。導管８４と第３電極表面１１４
と第４電極表面１２０とを含む第２セクションは実質的
に同じ条件で作動するが、電流量および電流密度は僅か
に高い。システム内に放散される全電力は約６０ｋＷで
ある。電気加熱器を通る液状卵の温度は、導管内に０．
０５６秒間滞留する間に４．８℃だけ上昇し、したがっ
て卵は約８５℃／secの割合で電気加熱される。電気加
熱器を離れるとき液状卵は約６０℃の温度を有し、これ
は低温殺菌に必要な温度の最小限である。液状卵は保持
管３８内に必要な期間、約３〜４分間保持され、長期保
存用液状卵を包装するための従来の包装形態で包装され
る。製品は良好な香り、きめ、および貯蔵寿命特性を有
する。電気加熱器は付着物が付くこともなく適切に作動
する。
【０１４５】（実施例２）タンパク質化合物の血液代用
物を、電気加熱器のみを有し別の加熱器は含まない装置
で電気加熱する。ここで用いる電気加熱器は一般に図２
および図３に示すものである。寸法は以下の通りであ
る。
【０１４６】Ｄ1 ．３１８ｃｍ Ｄ2 ４ｃｍ Ｌ1 １０．８ｃｍ Ｌ2 １０．８ｃｍ 流量は約０．０６４kg／secであり、導管内の滞留時間
は約０．０２７秒である。血液代用物の温度は電気加熱
器を通過する間に５８℃だけ、すなわち２１５０℃／se
cの加熱速度で上昇した。電気加熱器の出口での血液代
用物の温度は約９８℃である。加熱された血液代用物は
この温度で約０．０４秒間保持され、次に急速に冷却さ
れる。
【０１４７】（実施例３〜１５）実施例１の電気加熱器
を、循環中の流体を加熱するために用いる。これにより
処理される流体は電気加熱器の出口から貯蔵タンクに通
され、貯蔵タンクから電気加熱器に戻る。様々な流量が
用いられるが、ほとんどの場合は約４，０００kg／ｈで
ある。他の操作パラメータについては下の表に示す。
「全電流」とは、中央電極体に流れる流入電流のことで
ある。この電流は中央電極から上流側電極への電流と、
中央電極から下流側電極への電流の合計に等しい。流入
温度は電気加熱器に入る流体の温度のことであり、温度
上昇は、流入温度と電気加熱器を離れる流体の温度との
間の差異のことである。
【０１４８】実施例３では、水酸化ナトリウム水溶液を
加熱する。実施例４〜１５では、全卵を加熱する。これ
らの実施例のいくつかにおいては、液状卵に塩と水とを
添加する。実施例５〜１４では、流入温度を徐々に増加
させた場合の効果を示す。電位が一定であれば（実施例
７〜１１）、卵の抵抗が小さくなると電流が増加する。
これに伴って電力分散、したがって温度上昇が大きくな
る。実施例１５は循環する卵を幾分冷却した後取り出し
たものである。システムは、循環する液状卵に９０ｋＷ
までの電気を供給して加熱している。
【０１４９】
【表１】
【０１５０】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、両電
極から離れている導管のある領域における電流密度を両
電極面自身における電流密度よりも実質的に高くできる
ので、総電流が低くても経路の電流密度を大きくするこ
とができる。したがって、総電流が小さくても、相当量
の加熱量を得ることができる。
【０１５１】また、電流が非常に小さい周波数またはゼ
ロ周波数を有する場合でも、システムを良好に動作する
ことができるため、幹線周波数を利用することができ
る。したがって、商業的に利用可能な交流電力を利用す
ることができるため、RF発生器、マイクロ波発生器な
ど、高価な周波数変換装置が不要となる。
【０１５２】また、従来用いられた速度よりも何倍も高
い速度で加熱することができるので、短時間に液体卵な
どを殺菌することが可能になる。したがって、製品の品
質を維持することが容易になる。
【０１５３】また、電流自身が微生物を有効に破壊およ
び／または殺菌する効果を有すると考えられるので、製
品の貯蔵寿命を長くすることができる。
【０１５４】また、この発明によれば、グラファイトな
どの炭質電極面を用いるので、腐食による損害に対する
耐性を有するとともに、ガスの形成などの、処理されて
いる流体に及ぼされる電解の影響を最小化することがで
きる。したがって、装置の信頼性が増すと同時に、流体
物質の品質が維持される。
【０１５５】以上述べたように、この発明によれば、比
較的高い電気抵抗と比較的高い電圧とが用いられ、それ
によって総電流量が低くても相当大きな加熱効果をもた
らすことができる。
【０１５６】また、本発明によれば、液体食料（液体卵
などの食料品など）および生物学的製品といった流体物
質を、それらの物質に電流を流すことによって、高温ま
たは短時間に加熱することができ、かつ、流体物質の品
質を損ないにくい、安価な、電気加熱装置および電気加
熱方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のある実施態様による電気加熱装置を備
え、かつその電気加熱方法を実施する殺菌システムを示
す模式的フロー図である。
【図２】図１に示すシステムにおいて用いられる電気加
熱ユニットを示す概略断面図である。
【図３】図２に示す装置の一部を示す概略図である。
【図４】図２の線４−４による断面図である。
【図５】図４の線５−５による平面図である。
【図６】本発明の別の実施態様による装置を示す概略断
面図である。
【図７】図３に類似する概略図であるが、本発明のさら
に別の実施態様による装置を示す概略図である。
【図８】図３に類似する概略図であるが、本発明のさら
に別の実施態様による装置を示す概略図である。
【図９】本発明のさらに別の実施態様による装置を示す
概略断面図である。
【図１０】本発明の別の実施態様による装置を示す別の
概略断面図である。
【図１１】図１０に類似するが、本発明のさらに別の局
面による装置を示すさらに別の概略断面図である。
【符号の説明】
６０ 誘電体管 ６４ 中心軸 ７０ 転移部 ７２ 円錐状転移経路 ９８ 電極本体 １００ 電極面 １０４ 流体拡散器 １０６ ポート １４８ 電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２４Ｈ 1/20 Ｅ Ｈ０５Ｂ 3/60 Ｚ 0380−3Ｋ (71)出願人 595078895 12690 Ｖｉｓｃａｉｎｏ Ｒｏａｄ，Ｌ ｏｓ Ａｌｔｏｓ Ｈｉｌｌｓ，Ｃａｌｉ ｆｏｒｎｉａ 94022，Ｕ．Ｓ．Ａ.

Claims (66)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 (a)入口側端部および出口側端部を有す
    る細長い第１の導管を規定する誘電体構造であって、該
    第１の導管が平均断面積を有している誘電体構造と、 (b)該第１の導管の一端に隣接して配置されている第１
    の電極面であって、該第１の導管を通って流れる導電性
    流体と接触する第１の電極面を有する第１の電極本体
    と、 (c)該第１の導管の他端に隣接して配置されている第２
    の電極であって、該第１の導管の隣接する端部の外側
    に、実質的に均等な距離を隔てて配置されており、それ
    によって該導管を通って流れる該導電性流体と接触する
    第２の電極面を有する第２の電極において、該第２の電
    極面は、該導管の該平均断面積よりも大きな面積を有
    し、それによって、該導管を通って流れる導電性流体が
    該第２の電極における導電性流体よりも大きな電気抵抗
    を有し、かつ、該両電極面の間を流れる電流が該導管を
    通って流れる該導電性流体と同一の方向に流れる、第２
    の電極と、を有する電気加熱装置。
  2. 【請求項２】 前記第１の電極面が、前記第１の導管の
    前記隣接する端部の外側に実質的に均等な距離を隔てて
    配置されており、該第１の電極面は、該導管の前記平均
    断面積よりも大きな面積を有し、それによって該導管を
    流れる前記流体が前記両電極における該流体よりも大き
    な電気抵抗を有し、かつ、該両電極を通して与えられる
    電気エネルギーが、主に該導管において熱に変換され
    る、請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記導管が前記端部のそれぞれに中心軸
    を有し、前記電極面がそれぞれ、該導管の隣接する端部
    の該中心軸に対して回転する面の形状をおよそ成してい
    る、請求項２記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記電極面がそれぞれ、球体の表面領域
    の形状をおよそ成している、請求項３記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記誘電体構造が前記導管の各端部に連
    結されている転移部をさらに備えており、該転移部は、
    該導管の該端部から該連結された電極の前記電極面に向
    かって延びている壁構造を有しており、かつ該壁構造
    は、該導管の該端部から該連結された電極に向かう方向
    に徐々にその断面積を増していく転移経路を規定してい
    る、請求項２記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記導管が前記各端部に中心軸を有し、
    前記電極面がそれぞれ、該導管の隣接する端部の該中心
    軸に対して回転する面の形状をおよそ成しており、前記
    壁構造が、該導管の隣接する端部の該中心軸に対して回
    転する面の形状をおよそ成している前記転移経路のそれ
    ぞれと境を接しており、かつ該導管の該端部から該電極
    面に向かう方向に徐々に増していく直径を有している、
    請求項５記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記転移経路に境を接している前記壁構
    造が前記第１の導管の前記連結されている端部から前記
    隣接する電極面に向かって延びており、該壁構造のそれ
    ぞれが、該電極面の周縁において前記隣接する電極に接
    続されている、請求項６記載の装置。
  8. 【請求項８】 前記電極のそれぞれが、該電極の前記電
    極面を通って延びている少なくとも１つのポートを有し
    ており、それによって、加熱する導電性流体が、一方の
    該電極のポートから、前記転移経路の一方、前記第１の
    導管、および該転移経路の他方を通って、他方の該電極
    のポートに至るように流れる、請求項７記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記電極のそれぞれにおける前記少なく
    とも１つのポートが、前記電極表面の前記軸から離れて
    いる前記電極の該電極表面に設けられている複数のポー
    トを備えている、請求項８記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記ポートのそれぞれが、前記電極面
    の前記軸に対して斜めのポート軸を有しており、それに
    よって、該ポートと前記隣接する転移経路との間を流れ
    ている流体が該電極面の該軸に対して渦動する傾向を有
    する、請求項９記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記転移経路のそれぞれに境を接する
    前記壁構造がおよそ円錐状である、請求項６記載の装
    置。
  12. 【請求項１２】 前記誘電体構造が入口側端部および出
    口側端部を有する第２の導管をさらに規定しており、該
    第２の導管の該入口側端部が前記第１の導管の前記出口
    側端部と連絡している装置であって、該第２の導管の該
    入口側端部に隣接する第３の電極面と、該第２の導管の
    該出口側端部に隣接する第４の電極面と、をさらに備え
    ている、請求項１記載の装置。
  13. 【請求項１３】 前記第２の電極本体が前記第２の電極
    面および前記第３の電極面の両方を規定しており、それ
    によって、前記第１の導管および前記第２の導管が前記
    第２の電極における前記ポートを通して互いに連絡され
    ている、請求項１２記載の装置。
  14. 【請求項１４】 前記第２の電極本体が前記第２の電極
    面および前記第３の電極面を通って延びている複数のポ
    ートを有しており、それによって、前記第１の導管およ
    び前記第２の導管が該第２の電極本体における該複数の
    ポートを通して互いに連絡されている、請求項１３記載
    の装置。
  15. 【請求項１５】 前記電極面のそれぞれが、前記導管の
    前記平均断面積の少なくとも２倍である面積を有する、
    請求項２記載の装置。
  16. 【請求項１６】 前記導管が実質的に一定の断面積を有
    する、請求項１５記載の装置。
  17. 【請求項１７】 前記導管の長さ／直径比が少なくとも
    およそ５：１である、請求項１６記載の装置。
  18. 【請求項１８】 (a)露出された第１の電極面を有する
    第１の電極、および露出された第２の電極面を有する第
    ２の電極と、 (b)該両電極の該両電極面の間に延びている連続する開
    放経路を規定している誘電体構造であって、該電極面の
    それぞれの面積よりも実質的に小さい断面積を有する該
    両電極面から離れている該経路のある領域を規定してい
    る誘電体構造と、 (c)導電性流体を該経路中に流入さ
    せ、かつ該流体を該経路から排出する手段であって、流
    入・排出される該流体の少なくとも一部が該領域を通っ
    て流れ、かつ該導電性流体の少なくとも一部を該両電極
    面に接触させる手段において、該導電性流体が該両電極
    の間に電気的に伝導性を有するパスを形成し、かつ該両
    電極が、該両電極面に隣接する該パスの電気抵抗よりも
    実質的に大きい電気抵抗を該領域において有している、
    手段と、を有する電気加熱装置。
  19. 【請求項１９】 前記第１の電極面が、前記第２の電極
    面から実質的に均等な距離を隔てて配置されており、そ
    れによって、該第１の電極面上のある点から、前記経路
    を経由して該第２の電極面上のある点に至る最も短いパ
    スの長さが、該第１の電極面および該第２の電極面上の
    いかなる点についても実質的に同一である、請求項１８
    記載の装置。
  20. 【請求項２０】 前記経路が第１の端部と第２の端部と
    の間に延びており、前記両電極面が凹面であり、かつ該
    両端部において前記経路に向かって内側に面している、
    請求項１９記載の装置。
  21. 【請求項２１】 前記経路がおよそ管状であって、各端
    部において経路の軸を規定しており、また、前記電極面
    のそれぞれが実質的に球体面の形状を成している、請求
    項２０記載の装置。
  22. 【請求項２２】 導電性流体を加熱する方法であって、 (a)誘電体構造により規定され、かつ第１および第２の
    端部を有する連続的経路を通して該流体を流す工程と、 (b)該経路の該第１の端部に隣接する第１の電極面と、
    該経路の該第２の端部に隣接する第２の電極面と、の間
    に電流を流す工程であって、それによって両電極から離
    れている該経路のある領域における電流密度が、該両電
    極面における電流密度よりも実質的に大きくする工程
    と、を包含する方法。
  23. 【請求項２３】 前記経路を通して前記流体を流す前記
    工程が、該経路の前記第１の端部から該経路の前記第２
    の端部へと該流体が流れるように行われ、それによっ
    て、該流体と該電流とが該経路を通して同一方向に流れ
    る、請求項２２記載の方法。
  24. 【請求項２４】 前記電流密度が前記電極面それぞれに
    おいて実質的に均一である、請求項２３記載の方法。
  25. 【請求項２５】 前記電流密度が、前記電極面のそれぞ
    れにおいておよそ0.25Ａ/cm2未満である、請求項２４記
    載の方法。
  26. 【請求項２６】 前記経路の前記領域における電流密度
    の、前記電極面のそれぞれにおける電流密度に対する比
    が、少なくともおよそ５：１である、請求項２４記載の
    方法。
  27. 【請求項２７】 前記導電性流体を通して前記両電極面
    の間に与えられる電気抵抗が、少なくともおよそ100オ
    ームである、請求項２４記載の方法。
  28. 【請求項２８】 前記電流が少なくともおよそ1000Ｖの
    電位で与えられる、請求項２４記載の方法。
  29. 【請求項２９】 前記電流がおよそ100Hz未満の周波数
    を有する、請求項２８記載の方法。
  30. 【請求項３０】 前記導電性流体が食料製品である、請
    求項２４記載の方法。
  31. 【請求項３１】 前記食料製品が前記経路を通過する際
    に、少なくともおよそ40℃/secの速度で加熱される、請
    求項３０記載の方法。
  32. 【請求項３２】 前記食料製品が本質的に卵からなる、
    請求項３０記載の方法。
  33. 【請求項３３】 前記流体が液体相にある粒子を有して
    いるスラリーである、請求項２２記載の方法。
  34. 【請求項３４】 前記液体相が前記粒子よりも低い導電
    性を有する、請求項３３記載の方法。
  35. 【請求項３５】 前記電流が前記スラリーを通過する以
    前に、前記粒子の温度が前記液体相の温度よりも高くな
    るように調整する工程をさらに包含する、請求項３４記
    載の方法。
  36. 【請求項３６】 卵の中の電気エネルギーを、少なくと
    もおよそ40kcal/kg-secの速度で導電性を有するように
    放散する工程を包含する、卵の加熱方法。
  37. 【請求項３７】 前記速度が少なくともおよそ600kcal/
    kg-secである、請求項３６記載の方法。
  38. 【請求項３８】 前記速度が少なくともおよそ2000kcal
    /kg-secである、請求項３７記載の方法。
  39. 【請求項３９】 液体卵の電気加熱方法であって、少な
    くともおよそ0.5Ａ/cm2の電流密度で該卵の中に電流を
    与える一方で、該卵と電流印加電極との間の界面におけ
    る電流密度を0.25Ａ/cm2未満に制限する工程を包含する
    方法。
  40. 【請求項４０】 液体卵の電気加熱方法であって、該卵
    と接触している両電極間に電位を与える工程について、
    それによって該両電極の間に電流が流れ、かつ該卵内部
    における最大電流密度が該両電極における電流密度の少
    なくともおよそ５倍になる工程を包含する方法。
  41. 【請求項４１】 前記電位がおよそ100Hz未満の周波数
    を有する、請求項４０記載の方法。
  42. 【請求項４２】 前記電位がおよそ50〜60Hzの周波数を
    有する、請求項４１記載の方法。
  43. 【請求項４３】 前記電位が少なくともおよそ220Ｖで
    ある、請求項４０記載の方法。
  44. 【請求項４４】 前記電流が与えられている間に、前記
    両電極を通過するように前記液体卵を連続的に移動させ
    る工程をさらに包含する、請求項４０記載の方法。
  45. 【請求項４５】 前記液体卵が前記両電極間を通過した
    後で、該液体卵を冷却する工程をさらに包含する、請求
    項４４記載の方法。
  46. 【請求項４６】 前記液体卵が、およそ0.5秒未満の時
    間で前記両電極を通過する、請求項４４記載の方法。
  47. 【請求項４７】 前記液体卵が前記両電極間を通過する
    際に、該液体卵が少なくともおよそ1.5℃は加熱され
    る、請求項４６記載の方法。
  48. 【請求項４８】 前記電極を通過する単位液体卵毎に該
    液体卵に与えられる前記電流が、およそ2Ａ/kg-sec未満
    である、請求項４４記載の方法。
  49. 【請求項４９】 前記電極間を通過する前記液体卵が、
    各対の電極面の間に少なくともおよそ100オームの抵抗
    を規定する、請求項４４記載の方法。
  50. 【請求項５０】 請求項４５記載の方法により処理され
    る液体卵。
  51. 【請求項５１】 (a)入口側端部および出口側端部を有
    する導管を規定する誘電体構造と、 (b)該入口側端部に隣接する第１の電極面と、該出口側
    端部に隣接する第２の電極面とを規定する電極構造であ
    って、それによって導電性流体物質を該導管を通して連
    続的に流し、かつ、該導管中の該流体物質を介して該両
    電極面の間に電流を通過させることにより、該流体物質
    を加熱しうる電極構造と、 (c)該流体物質を該導管を通して流している間に、該導
    管の幾何学的形状を変動させる手段であって、それによ
    って該導管における該流体物質の電気的インピーダンス
    を調整する手段と、を備えている電気加熱装置。
  52. 【請求項５２】 前記誘電体構造が、該導管の少なくと
    も一部を規定している可撓性誘電体管を備えており、か
    つ、前記変動手段が該可撓性誘電体管を変形させる手段
    を備えている、請求項５１記載の装置。
  53. 【請求項５３】 前記管を変形させる前記手段が前記管
    を包囲するシェルと、制御流体を該シェル中に流入さ
    せ、かつ該制御流体を該シェルから放出する手段とを備
    えている、請求項５２記載の装置。
  54. 【請求項５４】 該導管内の状態を監視する手段をさら
    に備えている装置であって、監視した該状態に応じて変
    動しうるように該手段を作動させる、請求項５１記載の
    装置。
  55. 【請求項５５】 前記監視手段が、前記両電極面の間を
    流れる電流を監視する手段を備えている、請求項５４記
    載の装置。
  56. 【請求項５６】 処理チャンバーを規定する誘電体構造
    と、加熱する流体を該処理チャンバーを通して流す手段
    と、該処理チャンバーに対して露出されている表面を有
    する少なくとも２つの電極を備えている電気加熱装置で
    あって、該露出されている表面が本質的に炭素からな
    る、装置。
  57. 【請求項５７】 前記露出されている表面が本質的にグ
    ラファイトからなる、請求項５６記載の装置。
  58. 【請求項５８】 液体加熱方法であって、第１および第
    ２の電極間に流体を通過させる工程であって、それによ
    って本質的に炭素からなる該両電極の表面のみにおいて
    該流体を該両電極に接触させる工程と、該炭素からなる
    表面と該流体とを通して該両電極間に電流を流す工程と
    を包含する、方法。
  59. 【請求項５９】 前記電流が交流電流である、請求項５
    ８記載の方法。
  60. 【請求項６０】 前記導電性流体を通して前記炭素から
    なる両表面間に与えられる電気抵抗が、少なくともおよ
    そ100オームであり、かつ該電流が少なくともおよそ100
    0Ｖの電位で与えられる、請求項５８記載の方法。
  61. 【請求項６１】 前記流体が液体卵である、請求項５８
    記載の方法。
  62. 【請求項６２】 電気的に伝導性を有する液体相におい
    て温度が上昇するにつれて増大する導電性を有する固体
    粒子を含んでいるスラリーを電気加熱する方法であっ
    て、該液体相の温度あるいは該粒子の温度、またはその
    両者の温度を調整する工程であって、それによって該粒
    子が該スラリーよりも暖かい状態になるように該スラリ
    ーを加熱する工程と、該スラリーを通して電流を流す工
    程であって、それによって該電流が該粒子を加熱するの
    に役立つようにする工程と、を包含する方法。
  63. 【請求項６３】 温度が上昇するにつれて増大する導電
    性を有する粒子を電気加熱する方法であって、各粒子の
    内部が該各粒子の外側よりも暖かくなるように該粒子の
    温度状態を調整する工程と、該粒子を通して電流を流す
    工程であってそれによって該電流が該粒子の中心を通過
    し、かつ該中心を加熱するのに役立つようにする工程
    と、を包含する方法。
  64. 【請求項６４】 前記粒子を通して電流を流す前記工程
    が、該粒子が電気的に伝導性を有する液体を伴うスラリ
    ーの状態にある間に行われる、請求項６３記載の方法。
  65. 【請求項６５】 前記粒子の温度を調整する前記工程
    が、該粒子が前記スラリーの状態にある間に行われる、
    請求項６４記載の方法。
  66. 【請求項６６】 前記粒子の温度を調整する前記工程
    が、該粒子を加熱する工程と、加熱後、該粒子を滞留時
    間の間保持する工程と、をさらに備えている、請求項６
    ３記載の方法。
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