JPH0445139B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は蒸気熱により食品を加熱加工する食品
加熱用の蒸気の供給方法と、そのための蒸気供給
装置に関するもので、例えば、ギヨウザ、シユウ
マイ、和菓子、赤飯、饅頭、プリン、カツプケー
キ等の蒸し物（蒸し加工）と呼ばれる食品、或い
はハム、ソーセージなどの畜肉食品やかまぼこ、
ハンペンなどの水産練り製品の製造に広く用いら
れるものである。

〔従来の技術〕

蒸気熱により食品を蒸し加工する場合、古くは
釜の上に食品を収納した「せいろ」を置き、釜を
加熱し、釜内の水分を蒸発させて発生する蒸気を
「せいろ」内の食品に加えるという方法を行つて
いたが、最近では工場生産による大量生産方式に
適応できるようにするために、ボイラーなどの高
圧蒸気発生装置から得られた蒸気を用いることが
多く行われるようになつてきた。

食品の蒸し加工にボイラーによつて得られた蒸
気を用いる方法は、古くから釜を加熱して得られ
る蒸気利用と比較して、加熱熱源や得られた蒸気
エネルギーを無駄に損失する率が少なく、蒸気の
発生をコントロールしやすいなど経済性及び操作
性に優れている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、ボイラーによつて得られた蒸気
を食品の製造加工に直接用いるということは不合
理な点を有し、その結果として商品品質にいくつ
かの問題点を与える原因となつている。

その問題点の第１は、ボイラーにより得られる
蒸気は飽和蒸気で、一般的にゲージ圧５〜７Kg／
cm²Ｇ、飽和温度158℃〜169℃程度の高温・高圧の
過熱蒸気であるために、食品の蒸し加工にはその
ままの状態では温度が高過ぎて利用できず、その
ためこの蒸気を減圧弁により、ボイラーの連続運
転に支障を与えない１〜２Kg／cm²Ｇ程度、飽和温
度130℃程度に減圧及び温度を低下させた状態で
食品の蒸し装置内に供給しなければ利用できな
い。この減圧した弁の廻りより通過した蒸気から
多量のドレインを発生し、効率の面（省エネにな
らない）及び流量を規制され大口径の減圧弁を必
要としていた。

一般的に、食品製造に際してはこのような条件
で製品を加工することは、或る程度蒸気圧力があ
る方が、製品の周囲や内部を通過する蒸気流速を
早められるので、加工時間が早められて良い品質
が得られると考えられている。

しかしながら実際には、このような100℃以上
の高温条件の蒸気を食品の蒸し加工に用いること
は、製品に「表面やけど」「焦げ」「乾き」などの
特性変化を与えて、その部分の熱伝導率、水分浸
透率が変わり、後日、製品に「斑点むら」が生ず
るなどの品質条件にとつて好ましくない影響を与
えるという問題点がある。

ここで、食品の蒸し加工というものは熱エネル
ギー的にはどういう理論で物性の変化を起こすか
考えてみると、供給された蒸気が熱エネルギーと
して食品を包み込み、食品との熱交換により生じ
た水分が食品の表面皮膜を形成して順次加え続け
る熱エネルギーとしての蒸気がこの水分皮膜によ
り食品の内部に熱を伝導して食品の温度を上昇さ
せていくことによる連続運動である。

この場合、蒸気熱の温度が高温であれば、食品
の表面の水分は内部に熱を伝導しやすい訳であ
る。つまり、蒸気が食品の周囲を包んで食品の温
度上昇を促すことができる適温の状態でありさえ
すれば、なにも高温・高圧の蒸気を吹きつける必
要はない。また、高温・高圧な蒸気を食品に吹き
つけると、初期加熱時に表面にせつかく熱伝導率
の高い水分皮膜を形成したにもかかわらず、食品
表面より水分の再蒸発を起こし、また高圧のため
流速が早くなり食品表面の乾燥を起こし、外部に
熱エネルギーを放出してしまい、熱損失が大きく
経済性を大きく損なう。また逆に食品の中心部分
に熱が伝わらなくなり、食品表面の熱と内部熱と
の間に大きな温度差が生じ、均一な食品を得るこ
とができず、味覚も大変悪くなり、日持ち効果も
著しく短くするなどの問題を生ずる。

一方、汎用のボイラーによる蒸気を、いかに減
圧弁により減圧しようとしても、ボイラーという
機構そのものが本来５〜７Kg／cm²Ｇ程度の高温・
高圧の蒸気を得ようとする目的をもつものである
ために、減圧できる範囲はせいぜい２〜３Kg／cm²
Ｇ程度であつて、前記のように食品の蒸し加工に
適する0.1〜0.4Kg／cm²Ｇ程度に減圧した蒸気を連
続的に得ることはボイラーの運転調整上困難であ
り、またこの汎用ボイラーは他工場内施設に供給
される機器にとつては使用不可能な圧力であるた
め（通称２〜３Kg／cm²Ｇで使用）作動できないと
いう問題点をもつている。

更にボイラーにより得られる蒸気を食品の製
造・加工に用いた場合に生じる第２の問題点は、
ボイラーの缶体保護のためにボイラー水に添加さ
れる清缶剤が蒸気中に混入して、これが食品の品
質に著しく大きな問題を与え、味覚を損なうこと
である。

周知のようにボイラーに注入される水は、硬水
を軟水に変えて鉄製熱交換器の劣化防止とスケー
ル付着防止とを目的とした脱酸素系の清缶剤が使
用されるが、この清缶剤は通常PH11〜13程度の高
アルカリ水であり、微量ではあるが人体にとつて
は有害な重金属物質なども含んでおり、食品衛生
上からも決して好ましくないという問題点を有し
ている。この清缶剤の中の重金属を取り除く事は
味覚の向上をはかれるばかりでなく、食品衛生上
からも好ましいものである。

更に第３の問題点は、従来法では低圧時におけ
る飽和蒸気と過熱蒸気の使い分けができない事で
ある。

つまり、食品加工製造において、それぞれの食
品は蒸し加工される直前までに成形され適度の水
分を含有している。しかし、それぞれの商品によ
り、おのずと水分含有率が異なるのは当然であ
る。この水分含有率の異なる食品を同一機械で加
工するには、供給蒸気の水分含有率つまり湿り気
を多く持つた飽和蒸気から乾燥状態に近い加熱蒸
気を商品（食品）に合わせて使い分ける必要が生
じる。

しかし、従来法では低圧に何段かに分けた減圧
弁を用いて生じさせた低圧蒸気（0.5〜１Kg／cm²
Ｇ程度）ではこの飽和蒸気と過熱蒸気の使い分け
が不可能であるという問題を有している。

例えば、饅頭、ギヨウザ、シユウマイ、赤飯等
を蒸すときは湿つた飽和蒸気が好ましいが、若し
乾燥した過熱蒸気で加熱するとパサパサになり、
品質が劣化する。また、野菜等を乾燥するときに
は乾燥した過熱蒸気で加熱するのが好ましいが、
若し湿つた飽和蒸気で乾燥するとぐちやぐちやに
なり、所要の乾燥を行うことができない。

本発明は上記のような食品の製造加工にボイラ
ーによる蒸気を用いた場合の問題点を解消するも
のである。

つまり、本発明は適度の湿り気を持つた0.4
Kg／cm²Ｇ程度の低圧で100℃前後の飽和蒸気を供
給することによつて品質の良好な食品を得ること
を目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、ボイラー１からの高圧蒸気は、水を
供給したタンク７の上部に接続した蒸気供給パイ
プ８内の特殊ノズル９より吹き出してボイラー１
での蒸発時に混入させた清缶剤の重金属等をタン
ク７内部の水に吸着させると共に、タンク７内に
吹き出した高圧蒸気を低圧蒸気に変換させ、この
低圧蒸気をその流動を遮る障壁板３６をもつた蒸
気分離室３４に導入して、該分離室３４内におけ
る障壁板３６との接触により余分な水分を分離
し、適度の湿り気を持つ110℃以下の飽和蒸気を
食品加熱手段３８に供給することを特徴とした食
品加熱用の蒸気供給方法である。

また、本発明はボイラー１からの高圧蒸気は、
水を供給したタンク７の上部に接続した蒸気供給
パイプ８内の特殊ノズル９より吹き出してボイラ
ー１での蒸発時に混入させた清缶剤の重金属等を
タンク７内部の水に吸着させると共に、タンク７
内に吹き出した高圧蒸気を低圧蒸気に変換させ、
この低圧蒸気は熱交換器２２を通し、この熱交換
器２２によりタンク７内に生じた低圧飽和蒸気を
二次加熱して加熱蒸気に変え、次にこの低圧蒸気
をその流動を遮る障壁板３６をもつた蒸気分離室
３４に導入して、該分離室３４内における障壁板
３６との接触により余分な水分を分離し、適度の
湿り気を持つ110℃以下の飽和蒸気を食品加熱手
段３８に供給することを特徴とした食品加熱用の
蒸気供給方法である。

更に、本発明はボイラー１と水をレベルセンサ
ー２０により一定水位に確保したタンク７と、こ
のタンク７の上部に接続した蒸気供給パイプ８
と、この蒸気供給パイプ８内の特殊ノズル９と、
このタンク７の上に設けた熱交換器２２と、この
熱交換器２２上に設けた蒸気貯溜室２３と、この
蒸気貯溜室２３に接続した障壁板３６を有する蒸
気分離室３４とよりなる食品加熱用の蒸気供給装
置である。

〔作 用〕

ボイラー１の高圧蒸気を特殊ノズル９を用いて
断熱膨張する際、タンク７内に吹き出して清缶剤
などの不純物をタンク７内の水に吸着させること
によつて純水に近い状態の低圧蒸気が効率的かつ
経済的に得られる。

また、本発明は、タンク７よりの低圧蒸気を熱
交換器２２により二次加熱することによつて飽和
蒸気から過熱蒸気までの任意の湿度の蒸気を連続
して供給する事ができる。

更に、ここで発生した低圧蒸気は、この低圧蒸
気の流動を遮る障壁板３６をもつた蒸気分離室３
４内に導入して、障壁板３６との接触により余分
な水分が分離されて、110℃以下の適度の湿に気
を持つた飽和蒸気から乾燥した過熱蒸気までの任
意の湿度の低圧蒸気となつて食品加熱手段３８に
供給されるものである。

〔実施例〕

第１図示のようにボイラー１は弁２，３，４，
５及び導管６を介して平坦な水タンク７上面中央
に立設した蒸気供給パイプ８内の断熱膨張用の特
殊ノズル９に連通する。この特殊ノズル９は第２
図示のようにラツパ管に広がる外筐９ａ内に直径
2φの孔9bに40個設けた多孔板９ｃを固定したも
のである。

この蒸気供給パイプ８の下端はタンク７内に開
口する。この水タンク７の上部には弁１０，１１
を介して給水管１２を連結し、また水タンク７の
下部はトラツプ１３、弁１４，１５を介してドレ
イン管１９に連通する。上記弁１０は水位レベル
センサー２０で制御し、水面２１の水位が常に所
定レベルにあるように水を補給し、また所定の水
位以上の水はスチームトラツプ１３により上限以
上に水位がオーバーした分だけ自動的に排出さ
れ、水位を制御する。したがつてその水タンク７
内の水面２１の水位は水タンク７の底から1/3の
ところにあるように制御する。

水タンク７上には上記上記供給パイプ８を包囲
する筒状の熱交換器２２を設け、その熱交換器２
２の上側には上記貯溜室２３を設ける。この熱交
換器２２の一次側は弁２４，２５及び導管２６を
介して上記ボイラー１に連通し、また弁２７，２
８、ドレイン管２９を介して水タンク７の上側に
連通する。熱交換器２２の二次側の下端は水タン
ク７内の上部に連通し、二次側の上端は蒸気貯溜
室２３に連通する。なお図中３０は蒸気貯溜室２
３に圧力計、３１は同安全弁である。

蒸気蒸気貯溜室２３は導管３３を介して蒸気分
離室３４の一側に連通し、この蒸気分離室３４の
他側は導管３５を介して蒸し器のような食品加熱
手段３８に接続する。蒸気分離室３４の中央上部
には蒸気導管３３，３５間に介在する障壁板３６
を作動機構３７により上下に摺動すべく設け、ま
たその下部は導管３９を介して前記水タンク７に
連通する。

次にこの装置の動作を説明する。

ボイラー１で発生した高温高圧の蒸気は弁２，
３，４及び導管６を介して特殊ノズル９より断熱
膨張し、蒸気供給パイプ８の下端より低温低圧の
蒸気となつて水タンク７内の水面２１に向かつて
吹き出す。この断熱膨張により、高圧蒸気は水タ
ンク７内に吹き出した後は0.2〜0.5Kg／cm²Ｇ程度
の低圧蒸気にかわる。このとき、この蒸気内の清
缶剤である重金属、その他の添加物は水タンク７
内の水に吸着される。

この水タンク７内の水は再度蒸発による減少を
防ぐ為にレベルセンサー２０により一定量に確保
されていればよく、一方、余分の水はスチームト
ラツプ１３等を介して缶外に自動的に排出され
る。

この水タンク７で発生した蒸気は熱交換器２２
を通過し、再加熱されて上部の蒸気貯溜室２３に
貯溜される。この発生した低圧蒸気は弁２５によ
りこの熱交換器２２における再加熱を制御するこ
とにより、飽和蒸気から過熱蒸気までに調整する
ことができる。

この上方の蒸気貯溜室２３内に貯溜された低圧
蒸気は、導管３３を通して側方の蒸気分離室３４
内に導入されるが、この蒸気分離室３４内には蒸
気貯溜室方向から流入してくる蒸気の流れを遮る
障壁板３６があるために、蒸気がこの障壁板３６
の表面に接触して蒸気中に含まれる余分な水分が
障壁板３６に付着する。

この障壁板３６によつて余分な水分が除去され
た蒸気は、障壁板３６の下を通り抜けて、該蒸気
分離室３４からゲージ圧0.4Kg／cm²Ｇ、飽和蒸気
温度109.43℃程度の不純物を含まない適度な湿り
気をもつた飽和蒸気から乾燥に近い過熱蒸気まで
任意の低圧蒸気となり、導管３５を通つて蒸し器
のような食品加熱手段３８内に供給され、食品の
加工熱として利用されるものである。

この低圧蒸気の湿り気すなわち水分は作動機構
３７により障壁板３６を上下に調節することによ
り制御することができる。

この障壁板３６で除去された水は蒸気分離室３
４の下部より導管３９を通つて水タンク７の下部
に送られる。

実験例 特殊ノズル９はボイラー１からの放出蒸気の導
管６の先に供給導管６に比べて大きな面積の多孔
ノズルを設けて、蒸気の断熱膨張を利用して、低
圧蒸気を得るものである。この際、ボイラー１の
蒸気の圧力（横軸）とその蒸気量の関係は第３図
に示す通りで、a₁，a₂，a₃，a₄，a₅は夫々供給蒸
気導管６の口径が１５Ａ，２０Ａ，２５Ａ，３２
Ａ，４０Ａの場合のグラフを示す。

一定量の供給高圧蒸気は、その圧力と比例して
熱を持つている。４〜５Kg／cm²Ｇの圧力で供給さ
れ特殊ノズル９により２〜３Kg／cm²Ｇに圧力を落
とした場合、蒸気は飽和し、ドレインが出ない状
態である。

通常減圧弁を利用し二次側を低圧にする場合、
ノズルでしぼつたエンタルピー喪失分だけドレイ
ンとして熱が逃げることになり、そのまま流れれ
ばエンタルピーが失なわれドレインが生ずる。し
かし本例では第３図示のように３〜４Kg／cm²Ｇま
で減圧された蒸気をタンク７内に押し込むので、
ドレインがあまり出ず、エンタルピー及び熱の損
失が少ない。即ち、特殊ノズル９によりエンタル
ピーの低下を防止することができる。また、蒸気
圧力が低下しすぎたら吹き出しノズルを大きくす
るか、供給圧力を落とせば缶内圧力は低下を防げ
る。また弁５の開閉度合を締める事により調整す
ることもできる。

しかしながら、放出蒸気はタンク７内の空気よ
り熱をうばわれる為、多少のドレインは出る。こ
こで、ドレインをなるべく細かい霧状にしてスチ
ームを作り出せばドレインの効率が最少限です
む。過熱蒸気（しめりけの少ないスチーム）を作
りノズルに流しても同様の効果が得られる。

かくして得られた低圧蒸気を上部熱交換器２２
で二次加熱すると過熱蒸気となり、乾燥した蒸気
を得ることができる。したがつて、熱交換器２２
の加熱を制御することにより商品の乾き度が調整
できるような任意の湿度の低圧の飽和蒸気及び過
熱蒸気を得ることができる。

また、作動機構３７により障壁板３６を下降さ
せれば蒸気の表面活性を多く起こし、蒸気中の水
分を落とすことができ、これによつても低圧蒸気
の湿度を調節することができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明では飽和蒸気及び過熱蒸気
を任意の湿度の状態で使用することができるの
で、蒸し加工及び乾燥加工を適切に行うことがで
きるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概要を示す説明
図、第２図はその特殊ノズルの拡大図、第３図は
本発明の実験例における圧力と蒸気量のグラフで
ある。 １……ボイラー、７……タンク、８……蒸気供
給パイプ、９……特殊ノズル、３６……障壁板、
３４……蒸気分離室、３８……食品加熱手段、２
２……熱交換器、２０……レベルセンサー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ボイラーからの高圧蒸気は、水を供給したタ
   ンクの上部に接続した蒸気供給パイプ内の特殊ノ
   ズルより吹き出してボイラーでの蒸発時に混入さ
   せた清缶剤の重金属等をタンク内部の水に吸着さ
   せると共に、タンク内に吹き出した高圧蒸気を低
   圧蒸気に変換させ、この低圧蒸気をその流動を遮
   る障壁板をもつた蒸気分離室に導入して、該分離
   室内における障壁板との接触により余分な水分を
   分離し、適度の湿り気を持つ110℃以下の飽和蒸
   気を食品加熱手段に供給することを特徴とした食
   品加熱用の蒸気供給方法。 ２ ボイラーからの高圧蒸気は、水を供給したタ
   ンクの上部に接続した蒸気供給パイプ内の特殊ノ
   ズルより吹き出してボイラーでの蒸発時に混入さ
   せた清缶剤の重金属等をタンク内部の水に吸着さ
   せると共に、タンク内に吹き出した高圧蒸気を低
   圧蒸気に変換させ、この低圧蒸気は熱交換器を通
   し、この熱交換器によりタンク内に生じた低圧飽
   和蒸気を二次加熱して過熱蒸気に変え、次にこの
   低圧蒸気をその流動を遮る障壁板をもつた蒸気分
   離室に導入して、該分離室内における障壁板との
   接触により余分な水分を分離し、適度の湿り気を
   持つ110℃以下の飽和蒸気を食品加熱手段に供給
   することを特徴とした食品加熱用の蒸気供給方
   法。 ３ ボイラーと水をレベルセンサーにより一定水
   位に確保したタンクと、このタンクの上部に接続
   した蒸気供給パイプと、この蒸気供給パイプ内の
   特殊ノズルと、このタンクの上に設けた熱交換器
   と、この熱交換器上に設けた蒸気貯溜室と、この
   蒸気貯溜室に接続した障壁板を有する蒸気分離室
   とよりなる食品加熱用の蒸気供給装置。