JPH0678692A - ジュール加熱ユニットおよびこれを用いた加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 食品自体に通電し、ジュール熱で食品を直接
加熱することにより、流動性を有する食品等を急速に、
連続的に、しかも均一な状態で加熱し得るようにする。 【構成】 原料タンク１３に収容される被加熱物を、当
該原料タンク１３に接続されるポンプ１５により、ジュ
ール加熱ユニット１９内に連続的に送り出す。被加熱物
は、このジュール加熱ユニット１９内において流動しつ
つ加熱される。電流が通電される電極内には、冷却水が
流通されており、電極自体が加熱されることがないの
で、電極からの電熱による加熱を防止でき、しがたって
均一な加熱を行うことができる。加熱終了後、配管４９
内の被加熱物を、冷却部５３，５７において流動移動さ
せつつ冷却し、製品タンク６３に収容する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ジュール熱を利用した
通電加熱装置に関し、特に、粘性物や、固形物を含む粘
性物、あるいは流動性を有する物質を主成分とする飲食
物等の加熱に適用する通電加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ジュース、スープなどのような液状の飲
食物及び味噌や練からしなどのペースト状食品、さらに
はカレールー等のように野菜等の固形物を含む液状ない
し半固形の食品といった流動性を有する食品を、調理し
たり、殺菌のために加熱する場合には、通常、容器内に
これらの食品等を投入した状態で、ガス、蒸気、あるい
は湯煮等を熱源として加熱するようにしている。このよ
うな従来の加熱方法では、容器内の全ての食品に熱が伝
達されるまでに時間がかかるのみならず、加熱に時間を
要することから、食品材料の持つ風味や食感が損なわれ
ることがある。特に、所定の温度まで加熱した後に、そ
の温度で食品を長時間維持すると、風味や食感を損なう
ことがあり、急速に食品を加熱した後に、急速に冷却す
ることが望まれる場合がある。そこで最近では食品に直
接通電して発熱させるいわゆるジュール加熱を応用した
加熱方法を用いるようになっている。このような加熱方
法は、一般的に、従来の方法に比較してエネルギ効率や
処理能力など点で優れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、食品等
を加熱する従来のジュール加熱装置では、食品などの被
加熱物が流れる流路中に電極が配置されており、電極部
分での被加熱物の流れが円滑ではない。したがって、電
極が破壊されたり、食品等の被加熱物が電極部で詰まっ
たりするなど、電極部の不具合が生じやすい。また、被
加熱物が一部で詰まった場合、滞留した部分と流動する
部分とで加熱状態が不均一になるなどの問題が生じる。
さらに加熱部の形状が比較的複雑であるので、清掃を容
易に行うことができない。また、被加熱物を流通する筒
体形状に対応した環状の電極を用いたジュール加熱装置
なども用いられているが、通電することにより電極が加
熱されていまう。したがって、筒体周辺部を流通する被
加熱物は、発熱した電極からも伝導熱により加熱される
ことになり、中央部を流通する被加熱物とは異なる加熱
状態になる。このように、被加熱物を比較的均一に加熱
できるジュール加熱方法であっても、従来の装置には、
いまだ課題が残されている。

【０００４】以上のような問題点に鑑みてなされた本発
明は、食品自体に通電してジュール熱で食品を加熱する
と共に食品を急速に、しかも連続的に加熱し得るように
し、また、製品を製造する際の重要な項目の１つである
商品品質の安定性を向上するために、被加熱物の加熱状
態を均一にすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、被加熱物を案内する内周面が形成された筒
体と、前記内周面に対応した内周面を有し、前記筒体の
両端開口部に設けられた環状の電極とにより加熱部材を
形成し、前記電極の内部に冷媒を流通する中空部を形成
し、前記加熱部材を一組以上連接してなるジュール加熱
ユニットである。また、加熱処理前の被加熱物を収容す
る原料タンクに、当該原料タンクから排出される前記被
加熱物を連続的に送り出すポンプを接続し、前記ポンプ
に接続され、当該ポンプから送り出される前記被加熱物
を輸送する第１配送管に、当該被加熱物をジュール加熱
するジュール加熱ユニットの入口側を接続し、前記ジュ
ール加熱ユニットの出口側に接続される第２配送管に、
前記加熱部にて加熱された被加熱物を冷却する冷却部を
取り付け、前記冷却部により冷却された被加熱物を収容
する製品タンクを、前記第２配送管に接続したジュール
加熱装置である。

【０００６】

【作用】ジュール加熱ユニットを構成する各加熱部材の
両端に設けられる電極に電力を供給する。これにより、
筒状をしたジュール加熱ユニットの内部を流動移動する
食品などの被加熱物に通電がなされ、被加熱物が加熱さ
れる。したがって、ジュール加熱ユニットを用いること
により、流動移動する被加熱物を連続的に加熱すること
ができる。また各電極には、電極内部に形成される中空
部に冷却水等の冷媒が流通されるので、通電により電極
が発熱して高温になることはない。したがって、電極か
らの電熱による加熱を防止でき、被加熱物全体を均一に
加熱することができる。

【０００７】原料タンクに収容される被加熱物がポンプ
により送り出され、配送管内を流動移動する。配送管内
を流動移動してジュール加熱ユニットに送込まれた被加
熱物は、このユニット内を流動移動しつつ通電加熱され
る。このように、ユニット内を移動させつつ被加熱物を
加熱するので、当該ユニットから排出され加熱が終了し
た被加熱物を、続く冷却部に直ちに送込むことができ
る。この冷却部において被加熱物を迅速に冷却し、冷却
終了後製品タンクに収容する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１（Ｂ）に示されるように、本実施例のジュー
ル加熱装置は、キャスタ付の架台１１を有しており、こ
の架台１１には加熱処理前の流動性を有する食品である
被加熱物を収容するホッパー１３が設置されている。な
お、収容する被加熱物の成分分布を均一にする場合は、
このホッパー内に攪拌機を設置するとよい。このホッパ
ー１３の下部には、ホッパー１３内の被加熱物をホッパ
ー１３から送り出すポンプ１５が取り付けられており、
パイプ１７を介してポンプ１５に接続するジュール加熱
ユニット１９内に、被加熱物を送り出すようになってい
る。

【０００９】図２に示されるように、ジュール加熱ユニ
ット１９は、一連の部材からなる連通筒２１を有してお
り、当該連通筒の両開口端には、両開口端に連通するフ
ランジ状の開口部を中央部に有するステンレス製の閉塞
板２３，２４が、それぞれ取り付けられている。また図
示されるように、両閉塞板２３，２４は、一連の連通筒
２１に沿って延びる連結ロッド２５に係合している。し
たがって、図中上方の閉塞板２３より突き出た連結ロッ
ド２５の先端部をナット２７で締付けて両閉塞板２３，
２４を締結することにより、一連の連通筒２１を挟圧保
持できる。なお、本実施例では、４本の連結ロッド２５
を用いているが、確実に締め付けることができるのであ
れば、特に４本である必要はない。

【００１０】図示されるように、両閉塞板２３，２４に
挟圧保持される連通筒２１は、比較的長さの長い筒体つ
まり加熱管３１と、加熱管３１の両開口端にパッキン３
３を介して取り付けられるリング状の電極３５，３６と
により形成される加熱部材３７を有している。このう
ち、両電極３５，３６に挟まれた円筒形状の連通筒２１
は、テトラフルオロエチレンなどのフッ素含有樹脂より
形成されている。なお、連通筒２１を形成する材料に
は、例えばｐｅｅｋ（ポリエーテルエーテルケトン）材
などをはじめとする、耐熱性に優れ、しかも耐圧性を有
する高強度材料を用いることができる。また、連通筒の
中を流動するに食品に、有害な物質が混入してはならな
いのは勿論である。

【００１１】一方、一対の両電極３５，３６は、図３に
示されるように、パッキン３３を介して加熱管３１の両
端に取り付けられており、いずれも内周面を加熱ユニッ
ト１９管内に露出して、流動してくる被加熱物に直接触
れるようになっている。したがって、両電極３５，３６
に印加した電圧を、連通筒２１内に満たされた被加熱物
を介して通電でき、これにより被加熱物をジュール加熱
できる。なお、被加熱物をポンプ１５により大気圧以上
の吐出圧力で送り出すことにより、沸騰させることなく
１００℃以上の温度に加熱することができる。また、図
２および図３に示されるように、加熱管３１の両端に取
り付けられた電極３５，３６の内部には空洞が形成され
ており、開設される流入口４１より供給され、排出口４
３より排出される冷却水を流通できるようになってい
る。流入口４１および排出口４３には、図示しないホー
スが接続されており、このホースにより冷却水を供給排
出している。このように、電極３５，３６を冷却する手
段を設けることにより、電極３５，３６からの伝導熱に
よる被加熱物の加熱を防止でき、連通筒２１内の被加熱
物の加熱状態をより均一にすることができる。なお電極
３５，３６には、チタンなどの耐蝕材料を用いるか、内
外周面に耐蝕性の物質が被覆された電極を用いるのがよ
い。

【００１２】このような加熱管３１および電極３５，３
６からなる加熱部材３７を、比較的長さの短い中継管４
５を介して一定の間隔で連接することにより形成される
連通筒２１は、前述したように，当該連通筒２１の両端
に位置する中継管４６，４７に接触する両閉塞板２３に
よって挟圧保持されている。なお、図示されるように、
各中継管４５〜４７はパッキン３３を介して加熱部材３
７や閉塞板２３に接触しており、また前述したように、
加熱管３１と電極３５，３６もパッキン３３を介して接
触しているので、両閉塞板２３によって連通筒２１を挟
圧保持することにより、部材相互の接続部を確実に密閉
できる。中継管４５〜４７は、前述した加熱管３１と同
様に、テトラフルオロエチレンなどのフッ素含有樹脂を
はじめとする高強度材料より形成されている。なお各部
材の接続部の密閉性や、電極間の絶縁性を確保できるの
であれば、特にパッキンを取り付けなくてもよい。また
連通筒２１の周囲を、内部に冷却水等の冷媒が流通する
ジャケットで包むことにより加熱管３１および中継管４
５〜４７を冷却してもよい。なお、ジュール加熱ユニッ
トに用いる加熱部材の数は、要求される仕様によって適
宜選択することができる。

【００１３】さらに、本実施例では、各加熱管３１のほ
ぼ上端部に、図示しない温度センサを取り付けて被加熱
物の温度を測定している。このようにして、加熱ユニッ
トより出てきた被加熱物の温度を測定することにより、
被加熱物を所望の温度に加熱できる。一般に、食品など
の流動物からなる被加熱物は、物質毎に、そして温度に
より抵抗が変化するものであるので、このようにして各
加熱部材毎に被加熱物の温度を測定することにより、そ
の時点の被加熱物に最も適した電圧、電流配分の電力を
各電極間に通電でき、より短時間で加熱処理を終了でき
る。

【００１４】また図１（Ａ）に示されるように、ジュー
ル加熱ユニット１９の出口側つまり上側には３方弁４８
が取り付けられており、加熱処理が終了した被加熱物を
送る冷却側パイプ４９と、加熱処理が不十分である被加
熱物を回収する回収タンク５１とが接続されている。し
たがって、装置の立ち上げ時など、加熱ユニット１９か
ら送り出される被加熱物が十分に加熱されていない場合
は、加熱ユニット１９から出てきた被加熱物を回収タン
ク５１に収容することができ、場合によってはホッパー
１３に戻して再加熱することができる。十分に加熱され
た被加熱物は、他方の冷却側パイプ４９に送られるよう
になっており、図示されるように、この冷却側パイプ４
９には第１冷却部５３が装着されている。この冷却側パ
イプ４９は、さらにバルブ５５を介して延びており、そ
こには第２冷却部５７が装着されている。両冷却部５
３，５７は、いずれもジャケットからなっており、内部
に冷却水などの冷媒を流すことにより加熱された被加熱
物を冷却するようになっている。なお、冷却部の数や冷
却部面積は、特に限定されるものではない。

【００１５】そして、図示されるように、第２冷却部５
７が装着されるパイプの上端には、３方弁５９が取り付
けられており、冷却部５３，５７にて冷却された被加熱
物を、二股に別れたパイプ６１のいずれか一方に送るよ
うになっている。３方弁５９から別れた両パイプ６１は
いずれも先端部が下方に屈曲しており、両パイプ６１の
先端部には製品タンク６３が装着されている。したがっ
て、冷却部にて冷却された被加熱物は、いずれかの製品
タンク６３に収容される。なお、両製品タンクの下部に
はそれぞれ取出しバルブ（不図示）が取り付けられてお
り、このバルブを開くことによりタンク内の製品を取出
すことができる。また各パイプ６１の製品タンク６３と
の接続部には、回収タンク５１に接続する均圧管６５が
接続されており、随時、装置全体を均一な圧力に調節で
きるようになっている。なお、本装置に用いるポンプ
は、少ない吐出量であっても、比較的高い揚程を有する
ポンプを用いることが望ましい。

【００１６】次に、本実施例のジュール加熱装置によ
り、食品等の被加熱物を加熱、冷却処理する手順を、順
を追って説明する。まずポンプ１５を始動すると、ホッ
パー１３内に収容される被加熱物は、ポンプ１５により
パイプ１７に送り出され、パイプ１７内を流動移動した
後、ジュール加熱ユニット１９内に輸送される。被加熱
物は、ジュール加熱ユニット１９内を流動移動しつつ、
通電により加熱される。このユニット１９内で所定の温
度にまで加熱された被加熱物は、冷却側パイプ４９に送
り込まれ、冷却側パイプ４９に取り付けられた第１冷却
部５３を通過するときに冷却される。なお、装置の立ち
上げ時など、ジュール加熱ユニット１９を通過した被加
熱物の温度が所定の温度まで上がっていない場合は、３
方弁４８を操作して被加熱物を回収タンク５１側に送る
ことができる。第１冷却部５３を通過した被加熱物は、
さらに第２冷却部５７においても冷却され、３方弁５９
を通って製品タンク６３に収容される。本実施例の装置
では、製品タンク６３が２つ取り付けられており、一方
の製品タンクがいっぱいになると、３方弁５９を操作し
て、他方の製品タンクに被加熱物を送ることができるの
で、製品タンクを交互に利用することにより、被加熱物
を連続的に加熱処理することができる。

【００１７】なお本発明は、上記実施例に限定されるも
のではなく、特許請求の範囲内であれば、種々改変でき
るものである。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、本発明によると、流動性
を有する食品等の被加熱物をジュール加熱により迅速に
加熱することができる。またパイプ内を輸送しつつ、被
加熱物を加熱および冷却処理するので、加熱処理終了
後、直ちに冷却処理できる。電極の形状が環状であるの
で、輸送する物質の流路を妨げることがなく、したがっ
て高粘性の物質や味噌など不定形の半固形物にも適応で
きる。また電極の、被加熱物との接触面積を大きくして
も、被加熱物である食品の流路を妨げることがない。さ
らに、電極内に冷却水等の冷媒を流通させることにより
電極を冷却するので、電極からの電熱による被加熱物の
加熱を防ぎ、均一な加熱状態を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本実施例の装置を示す平面図であり、
図１（Ｂ）はその側面図、

【図２】は、ジュール加熱ユニットを示す側面図、

【図３】は、加熱部材を示す斜視図である。

【符号の説明】

１３…ホッパー １５…ポンプ １９
…ジュール加熱ユニット ２１…連通筒 ２５…連結ロッド ３５，３６
…電極 ４１…流入口 ４３…排出口 ５３
…第１冷却部 ５７…第２冷却部 ６３…製品タンク

【手続補正書】

【提出日】平成４年１０月９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加熱物を案内する内周面が形成された
   筒体と、前記内周面に対応した内周面を有し、前記筒体
   の両端開口部に設けられた環状の電極とにより加熱部材
   を形成し、前記電極の内部に冷媒を流通する中空部を形
   成し、前記加熱部材を一組以上連接してなるジュール加
   熱ユニット。
2. 【請求項２】 加熱処理前の被加熱物を収容する原料タ
   ンクに、当該原料タンクから排出される前記被加熱物を
   連続的に送り出すポンプを接続し、 前記ポンプに、当該ポンプから送り出された被加熱物を
   流通させると共に、当該被加熱物をジュール加熱するジ
   ュール加熱ユニットの入口側を接続し、 前記ジュール加熱ユニットの出口側に、前記被加熱物を
   収容する製品タンクを接続すると共に、前記加熱ユニッ
   トと前記製品タンクを接続する配管に前記被加熱物を冷
   却する冷却部を取り付けたことを特徴とするジュール加
   熱装置。