技術 食品高温加熱装置

0001

本発明は、麺、レトルト食品、缶詰、瓶詰のような食品の加熱を連続して行う食品高温加熱装置に関する。特に、１００°Ｃよりも高温の水によって食品の加熱を連続して効果的に行なう食品高温加熱装置に関するものである。

0002

従来の食品高温加熱装置、例えば、麺を茹でる装置においては、殺菌、茹で時間の短縮、あるいは茹で上がった麺の食感を良くする観点から、１００°Ｃよりも高温の水を貯えた茹麺槽によって麺を茹でるようにした技術が種々提案されている。なお、上記の「水」とは湯も含むものであり、以下同様である。そのような茹麺槽を用いる場合、常温に保たれた茹麺槽外から直接高温の茹麺槽内に麺を供給すると、麺が茹で上がるまでに長時間を要することになる。他方、茹で上がった麺を、高圧の茹麺槽内から常圧に保たれた茹麺槽外に直接取り出すと、麺が爆発状態になって、麺の形が無くなることがある。

0003

そこで、例えば特許文献１〜４に示されているように、茹麺槽の中を槽底面から起立した第１仕切板と第２仕切板とにより仕切って、高温の水を貯える本槽と、この本槽に対して第１仕切板を介して隣接する前予備槽と、本槽に対して第２仕切板を介して隣接する後予備槽とを設け、前予備槽→本槽→後予備槽の経路で麺を各槽に順次送って、麺を茹で上げる高温茹麺装置が提案されている。

0004

特に特許文献３および４には、上記本槽の蒸気圧と前予備槽中の水頭および後予備槽中の水頭により、本槽内に大気圧を超える圧力をかけて、該本槽内で１００°Ｃよりも高温の水で麺を茹でられるようにした高温茹麺装置が示されている。

0005

さらに、これらの特許文献３および４には、前予備槽および後予備槽の内部に、各々第１仕切板、第２仕切板と向かい合う縦壁部を配置して各槽をさらに仕切り、それらの縦壁部の間には本槽を上から覆う蓋板を設けた構造も示されている。このような構造によれば、第１仕切板と縦壁部との間において前予備槽内に中間水面（前予備槽内の本来の水面よりも下に位置する）が形成され、また、第２仕切板と縦壁部との間において後予備槽内にも中間水面（後予備槽内の本来の水面よりも下に位置する）が形成される。

0006

つまり上記構造によれば、前予備槽内の中間水面上と本槽水面上とに亘って延びる蒸気層が形成されると共に、後予備槽内の中間水面上と本槽水面上とに亘って延びる蒸気層が形成される。そこでこの構造においては、上記の各蒸気層により、本槽内の水と前予備槽内の水との間、および本槽内の水と後予備槽内の水との間を断熱することができないので、前予備槽内および後予備槽内が、本槽の影響で高温化して、両予備槽の本来の機能が損なわれる。また、蒸気管から噴出する蒸気によって加熱するため、各槽の温度管理が困難である。

0007

特公昭４９−３５４３４号公報
特開昭６０−２０７５５８号公報
特開昭６０−１０８０１５号公報
特開昭６０−１９８１１４号公報

0008

特許文献３および４に示された蒸気層を形成する構造は、上述の通りの効果を奏するものであるが、２つの蒸気層に各々前予備槽内の水頭、後予備槽内の水頭による圧力がかかるため、蒸気層が薄くなりがちで、断熱効果が低くなるという点に改良の余地が残されている。そこで、蒸気層を形成するための構造、つまり前述した縦壁部および蓋板からなる蒸気室をより大きくして、蒸気層の面積や厚さをより大きくすることが考えられるが、そのようにすると茹麺装置が大型化してしまう。

0009

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、本槽内の水と前予備槽内の水との間、および本槽内の水と後予備槽内の水との間で十分な断熱作用を得ることができ、そして大型化を避けることができる食品高温加熱装置を提供することを目的とする。

0010

本発明による食品高温加熱装置は、
１００℃よりも高い温度の水を貯留する本槽、それぞれ水を貯留する前予備槽および後予備槽の３槽からなる加熱槽であって、前予備槽および後予備槽はそれぞれ、上部に開口を有する第１貯留部と、この第１貯留部と該第１貯留部の下部で連通して上部に開口を有する第２貯留部とを有している加熱槽と、
本槽内の水を加熱する加熱手段と、
加熱対象の食品を収容する容器を、前予備槽、本槽および後予備槽の各水中をこの順に通過するように搬送する容器搬送手段と、
前予備槽および後予備槽の各第２貯留部の水面と、本槽の水面との間を連通して、内部に気体または液体を貯留する連通室と、
連通室の内部に高圧気体または加圧液体を供給する高圧流体供給手段と、
を有するものである。

0011

上記の「高圧気体」とは１気圧以上の気体を意味するものであるが、現実には後述するような圧力範囲にある気体とされる。また、その気体として通常は空気が用いられる。「加圧液体」とは、液体を連通室に送液するために加圧した液体であることを意味するものであって、連通室内の水と直接混合せず、断熱性を有し、１２０℃で発火しない食品衛生上無害な液体である。加圧液体として、具体的には、例えば、食用油、特に植物油が有効である。また、加圧液体として水を使用することができるが、高圧気体と同じように連通室に加圧気体を供給しても、水槽内の水と混合してしまうために断熱作用を得ることができないので、例えば、加圧水によって水流を作り、連通室内において水によるカーテンを形成するようにする。なお、加圧液体によって連通室に断熱層を形成する場合、空気に比べて断熱性が少し低くなるが、連通室に空気層がなく、加圧液体で満たされる連通室によって、見掛け上、前予備槽と本槽と後予備槽とが一体的に連結し３槽各槽が横方向に並設されて１つの連通室で繋がって、いわゆる“開放型変形鍋”に類似する構造になるので、取扱いが簡単になる。

0012

本発明の一つの実施形態においては、上述の連通室として、
前記前予備槽の第２貯留部の水面と、前記本槽の水面との間を連通する前側連通室と、
前記後予備槽の第２貯留部の水面と、前記本槽の水面との間を連通する後側連通室と、
の２つの連通室が設けられる。

0013

上述のように２つの連通室が設けられ、そして前記３槽が横方向に並べて配置されている場合、例えば、
前側連通室は、本槽および前予備槽の各底面の少なくとも一部に上方から対面する上底部と、この上底部から下向きに延びる枠状の側壁部とからなるものとされ、
後側連通室は、本槽および後予備槽の各底面の少なくとも一部に上方から対面する上底部と、この上底部から下向きに延びる枠状の側壁部とからなるものとされる。

0014

また、上述のように２つの連通室が設けられる場合、容器搬送手段は例えば、茹でられる麺を収容する複数の容器を、前予備槽の水中、前側連通室の内部、本槽の水中、後側連通室の内部、および後予備槽の水中をこの順に辿って連続して搬送するように構成される。

0015

また、本発明の別の実施形態においては、断熱のために連通室に供給する液体として水を使用する場合であって、例えば、連通槽内において水のカーテンを形成するようにされる。このとき供給される水は、１気圧を超える圧力に加圧されているので、「加圧液体」に含まれる。

0016

上述のように１つの連通室が設けられ、そして前記３槽各槽が横方向に並べて配置されている場合、例えば１つの連通室は、前予備槽、本槽、および後予備槽の各底面の少なくとも一部に上方から対面する上底部と、この上底部から下向きに延びる枠状の側壁部とからなるものとされる。

0017

また、上述のように１つの連通室が設けられる場合、容器搬送手段は例えば、茹でられる麺を収容する複数の容器を、前予備槽の水中、連通室の内部、本槽の水中、連通室の内部、および後予備槽の水中をこの順に辿って連続的に搬送するように構成される。

0018

本発明の食品高温加熱装置において、加熱槽は、槽底面から起立した第１仕切板と第２仕切板とにより仕切られて、両仕切板の間にある本槽、この本槽に対して第１仕切板を介して隣接する前予備槽、および本槽に対して第２仕切板を介して隣接する後予備槽に分けられていることが望ましい。

0019

本発明の食品高温加熱装置において、加熱槽の前予備槽は、上部に開口を有する第１貯留部と、この第１貯留部と該第１貯留部の下部で連通して上部に開口を有する第２貯留部とを有し、そして第２貯留部の水面と、本槽の水面との間を連通して、内部に気体を貯留する連通室が設けられているので、大気圧に前予備槽の水頭圧を加えた圧力が、第２貯留部の水面から連通室内の気体または液体を介して本槽の水面に加わるようになる。この点は本槽と後予備槽との間でも同様である。こうして、本槽内の水には１気圧を上記水頭圧の分だけ上回る圧力が加わるので、この水は沸点が上昇して、１００°Ｃを超える高温に維持される。このように高温化した本槽内の水で食品を加熱することによって、効果的に殺菌することができる。特に、加熱対象の食品が麺であるときは、殺菌と同時に高温によって麺を茹でることにより、茹で時間が短縮され、そして茹で上がった麺の食感も良いものとなる。また、連通室内の気体または液体は、上記第２貯留部の水面と本槽の水面との間を断熱する断熱層として作用するので、本槽からの熱によって前予備槽や後予備槽内の水の温度が、望ましくない程度まで高温化してしまうことを防止できるとともに、本槽の温度をより高くすることができる。

0020

それに加えて、上記連通室の内部には、高圧流体供給手段から高圧気体または加圧液体が供給されるので、断熱層として作用する連通室内の気体が上記水頭圧により薄く圧縮されることによって断熱効果が低下することを防止可能となる。そしてこの効果は、連通室をより大きくすることではなく、高圧気体または加圧液体の供給によって得ているので、食品高温加熱装置が大型化してしまうことを回避できる。上記の「高圧」とは、必要十分な断熱性を得る断熱層を形成することができる大気圧よりも大きい所定の圧力を示すが、理想的には、大気圧に上記水頭圧を加えた値よりも高い圧力とされる。その結果、搬送経路において、前予備槽と本槽との間で断熱されるとともに水頭圧が緩やかに加わり、後予備槽と本槽との間で断熱されるとともに水頭圧が緩やかに減じるので、本槽の温度が高温であっても急減圧による食品の爆発状態を発生させることなく、一定の温度で予備加熱から加熱後の冷却までを連続して行うことができ、より効率のよい加熱を行うことができる。

0021

本発明の第１実施形態および第２実施形態による食品高温加熱装置を示す概略側面図
本発明の第３実施形態による食品高温加熱装置を示す概略側面図

0022

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。実施形態の食品高温加熱装置は、加熱対象の食品がうどん、そばのような麺であり、複数の麺塊を連続して高温で加熱する高温茹麺装置である。以下、加熱槽を茹麺槽１０として説明する。図１は、本発明の第１実施形態による食品高温加熱装置１の概略構成を示している。図示のようにこの食品高温加熱装置１は、例えばステンレス鋼板等から形成された加熱槽である茹麺槽１０と、加熱手段としての蒸気供給管１６と、容器搬送手段２０と、前側連通室３１と、後側連通室３２と、配管４０と、高圧流体源４１とを有している。

0023

茹麺槽１０は、槽の底面から起立した第１仕切板１１および第２仕切板１２によって、前予備槽１３、本槽１４および後予備槽１５の３槽に分けられている。本槽１４は、１００℃よりも高い温度の水を貯留する。前予備槽１３と後予備槽１５は、水を貯留し所要の水頭圧を発生させる高さを有する。すなわち、両仕切板１１、１２の間の槽が本槽１４とされ、本槽１４に対して第１仕切板１１を介して隣接する槽が前予備槽１３とされ、第２仕切板１２を介して隣接する槽が後予備槽１５とされている。なお本槽１４の上部は蓋体３０によって閉じられている。以上の槽１３、１４および１５の内部には、麺を茹でるための水Ｗが貯えられる。ここで、「水」とは、前述した通り湯も含むものである。なお、前予備槽１３の縦壁部５１および後予備槽１５の縦壁部５２は、それぞれ第１仕切板１１、第２仕切板１２よりも、本槽１４から遠い側に配置されているが、各々第１仕切板１１、第２仕切板１２と整合した位置に配置されてもよい。

0024

蒸気供給管１６は、本槽１４内において、底面の近くに配置されている。蒸気供給管１６は、図示外の蒸気発生器に接続されて、本槽１４に貯えられている水Ｗの中に蒸気を供給し、この水Ｗを加熱、高温化する。なお本実施形態において、蒸気供給管１６ａは前予備槽１３の中の水Ｗを例えば９０℃−９８℃程度の温度に維持するように加熱制御して、前予備槽１３の中を連続して通過する食品、実施の形態では、具体的に麺を予備加熱する。また、冷却水供給管１６ｂは後予備槽の水Ｗを例えば１０℃−４０℃程度の所定の温度に維持するように冷却制御する。

0025

容器搬送手段２０は、連続的に、所定の量に仕訳された複数の麺塊を順番に前予備槽１３から導入して本槽１４に搬送して本槽１４から後予備槽１５を通って茹麺槽１０から導出する。例えば前予備槽１３内、前側連通室３１内、本槽１４内の前予備槽１３に近い位置、本槽１４内の後予備槽１５に近い位置、後側連通室３２内、および後予備槽１５内にそれぞれ配置されたスプロケット２１、２２、２３、２４、２５、および２６に掛け回された無端状チェーン２８と、このチェーン２８に等ピッチで保持された複数の容器２７とを有している。容器２７は例えば籠状とされた透水性の有底容器であり、茹でられる麺を収容する。またチェーン２８は無端状チェーンとされ、図示外の部分でも駆動用スプロケット等に掛け回されている。それによりチェーン２８は各容器２７を、前予備槽１３→前側連通室３１→本槽１４→後側連通室３２→後予備槽１５→前予備槽１３→・・・の経路を辿るように循環搬送する。加熱対象が、レトルト食品、缶詰、瓶詰のような麺以外の食品である場合は、その食品の外形に合わせて本槽１４の高温の水によって直接または間接的に加熱することができる形態の容器が適宜設けられる。

0026

本実施形態の気体室としての前側連通室３１は、下方が開放した例えばバケット状のものである。すなわち、この前側連通室３１は、本槽１４の底面１４ａおよび前予備槽１３の底面１３ａの少なくとも一部に上方から対面する上底部３１ａと、この上底部３１ａから下向きに延びる枠状の側壁部３１ｂとからなる、下方が開放した気体室である。このような構成の前側連通室３１は、前予備槽１３の中に入った部分により該前予備槽１３の水中に、この前予備槽１３内の水面１３Ｗよりも下に位置する中間水面１３Ｗｍを形成し、この中間水面１３Ｗｍ上と本槽１４の水面１４Ｗ上とに亘って延びる密閉空間３３を画成する。なお、側壁部３１ｂは、図示されている２つの縦壁状の部分を、図面の手前側の端部と、図面の奥前側の端部とで閉じる竪壁状部分を有して、上述の通りの枠状とされている。このような構成の側壁部３１ｂと上底部３１ａとにより上から覆われて、中間水面１３Ｗｍ上と本槽１４の水面１４Ｗ上との間が連通している。

0027

また、後側連通室３２も前側連通室３１と同様に、下方が開放した例えばバケット状のものである。すなわち、この後側連通室３２は、本槽１４の底面１４ａおよび後予備槽１５の底面１５ａの少なくとも一部に上方から対面する上底部３２ａと、この上底部３２ａから下向きに延びる枠状の側壁部３２ｂとからなる、下方が開放した気体室である。このような構成の後側連通室３２は、後予備槽１５の中に入った部分により該後予備槽１５の水中に、この後予備槽１５内の水面１５Ｗよりも下に位置する中間水面１５Ｗｍを形成し、この中間水面１５Ｗｍ上と本槽１４の水面１４Ｗ上とに亘って延びる密閉空間３４を画成する。なお、側壁部３２ｂは、図示されている２つの縦壁状の部分を、図面の手前側の端部と、図面の奥前側の端部とで閉じる竪壁状部分を有して、上述の通りの枠状とされている。このような構成の側壁部３２ｂと上底部３２ａとにより上から覆われて、中間水面１５Ｗｍ上と本槽１４の水面１４Ｗ上との間が連通している。

0028

配管４０および高圧流体源４１は、本発明における高圧流体供給手段を構成している。具体的に、本実施形態の高圧流体供給手段において、高圧流体源４１は空気ポンプやエアコンプレッサーであって、例えば２〜３気圧程度の高圧空気を発生させる。この高圧空気は、途中で枝分かれしている配管４０を介して、前側連通室３１および後側連通室３２の各内部に供給される。そのため、前側連通室３１と後側連通室３２の室内の気圧が大気圧より十分に高い圧力に保持されるので、水頭圧を含む連通室内の空気に加わる外圧に対抗して連通室内の空気の断熱層の体積を維持し、断熱効果の低下を抑える。

0029

次に、上記実施形態の食品高温加熱装置１による作用、効果について説明する。なお以下の説明では、説明を簡単にするために、前側連通室３１と後側連通室３２とは互いに同形状で、同じ高さ位置に配置されているものとする。そして、主に前予備槽１３と前側連通室３１と本槽１４とによる作用、効果について説明し、同様のことが後予備槽１５と後側連通室３２と本槽１４との間でも言える場合は、その旨説明する。

0030

麺を茹でる際には、前予備槽１３、本槽１４および後予備槽１５の内部に、麺を茹でるための水Ｗが貯留される。また、蒸気供給管１６、１６ａ内に高温の蒸気が供給され、この蒸気が本槽１４および前予備槽１３の底面近くから、管壁を介してその周囲を間接的に加熱する。この蒸気により、本槽１４内の水Ｗが加熱され、また前予備槽１３内の水Ｗが予備加熱される。また、高圧流体源４１が作動されて、例えば２〜３気圧程度の高圧空気が前側連通室３１および後側連通室３２の各内部に供給される。また、冷却水供給管１６ｂ内に所定の温度の冷却水が循環供給され、後予備槽１４の底面近くにおいて後予備槽１５内の水を所定の温度に冷却している。このとき、図示しない複数の温度センサによって各槽における水温を総合的に検出して蒸気ないし冷却水の供給量を制御することによって、各槽の温度がそれぞれ所定の温度に維持されている。

0031

そして容器搬送手段２０が前述したように作動することにより、麺を収容した容器２７は、前予備槽１３、本槽１４および後予備槽１５を順次通過する。そこで、容器２７に収容された麺は、前予備槽１３において常圧で前茹でされ、次に本槽１４で本茹でされ、最後に後予備槽１５において粗熱取り冷却を受ける。以上の処理を受けた麺は、後予備槽１５より外に出た容器２７から取り出される。

0032

ここで、前予備槽１３の中間水面１３Ｗｍには、この中間水面１３Ｗｍと前予備槽１３内の水面１３Ｗとの間の水頭による水頭圧に大気圧を加えた圧力が作用する。この圧力は、前側連通室３１内の空気を介して、本槽１４の水面１４Ｗにも作用する。この点は、後予備槽１５と本槽１４との間でも同様である。こうして、本槽１４内の水Ｗには１気圧を上記水頭圧の分だけ上回る圧力が加わるので、この水Ｗは沸点が上昇して、１００°Ｃを超え、具体的には、１０５℃以上１２０℃までの範囲で一定の温度、例えば、１１０℃の高温に維持される。この高温化した本槽１４内の水Ｗで麺を茹でることにより、茹で時間が短縮され、そして茹で上がった麺の食感も良いものとなる。また、麺を茹でると同時に菌がより確実に死滅する１００℃を超える高温に所定の時間麺を晒すことができるので、効率よく確実に滅菌処理することができ、食品の安全性を高くすることができる。

0033

また、前側連通室３１内の空気は、上記中間水面１３Ｗｍと本槽１４の水面１４Ｗとの間を断熱する断熱層として作用するので、本槽１４からの熱によって前予備槽１３内の水の温度が、望ましくない程度まで高温化してしまうことを防止できる。この点は、後予備槽１５と後側連通室３２と本槽１４との間でも同様である。

0034

ここで、前予備槽１３の中間水面１３Ｗｍが生じる部分（図中に示す破線よりも本槽１４側の部分）は本発明における第２貯留部であり、それよりも本槽１４の反対側にある部分は本発明における第１貯留部である。なお、上記破線で示す位置に、中間水面１３Ｗｍよりも上方から下に延びて、下端が底面１３ａから上に離れている仕切り部材を配置して、第１貯留部と第２貯留部とを明確に仕切るようにしてもよい。以上の点は、後予備槽１５に関しても同様である。また、上記破線が第１貯留部と第２貯留部との境界を示している点は、図２においても同様である。

0035

また、前側連通室３１内の内部には、前述したようにして高圧空気が供給されるので、断熱層として作用する前側連通室３１内の空気が上記水頭圧により薄く圧縮されて、断熱作用が損なわれることを防止可能となる。そしてこの効果は、前側連通室３１より大きくすることではなく、高圧空気の供給によって得ているので、茹麺装置が大型化してしまうことを回避できる。

0036

次に、本発明の第２実施形態について説明する。本発明の第２実施形態の食品高温加熱装置は、基本的に図１に示される食品高温加熱装置１と同じである。第２実施形態の食品高温加熱装置は、第１実施形態の食品高温加熱装置１と対比すると、断熱のために前側連通室３１と後側連通室３２にそれぞれ貯留する断熱体が気体である空気に代えて液体である食用油、例えば、植物油である点で基本的に異なる。具体的には、図１における高圧流体源４１の空気ポンプに代えて送油用ポンプが設けられる。また、配管４０は、空気配管に代えて給油管が設けられる。

0037

第２実施形態の食品高温加熱装置においても、第１実施形態の食品高温加熱装置１による効果と基本的に同様の効果が得られる。特に、油は、空気に比べて密度が高く圧縮率が小さく耐圧性が高いので、植物油の圧力が低くても外圧に対抗して前側連通室３１と後側連通室３２のそれぞれのにおいて植物油の体積を維持し断熱層を保持することができる。そのため、例えば、水頭圧をより大きくして本槽１４の温度をより高温にする場合でも断熱効果の低下を抑えることができる点で有利である。また、前側連通室３１および後側連通室３２の室内の圧力は、本槽１４の室内の圧力よりも小さいので、加熱槽である茹麺槽１０は、高圧の圧力容器に比べて安全性が高くなり、取扱いが容易になる。

0038

次に図２を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。図２は、本発明の第３実施形態による食品高温加熱装置３の概略構成を示している。この食品高温加熱装置３は、第１実施形態の食品高温加熱装置１と対比すると、加圧された水流による水のカーテンによって前予備槽１３と本槽１４との間、および本槽１４と後予備槽１５との間で断熱する点で基本的に異なる。前側連通室３１は、下方に突き出した２つの部分がそれぞれ前予備槽１３の中間水面１３Ｗｍ、本槽１４の水面１４Ｗから水中に入るように配置されている。一方、後側連通室３２は、下方に突き出した２つの部分がそれぞれ後予備槽１５の中間水面１５Ｗｍ、本槽１４の水面１４Ｗから水中に入るように配置されている。そして高圧流体源４１としては加圧水ポンプが用いられ、配管４０は送水配管とされている。

0039

第３実施形態の食品高温加熱装置３においても、第１実施形態の食品高温加熱装置１による効果と基本的に同様の効果が得られる。すなわち、前側連通室３１、後側連通室３２においては、それぞれ図２中に矢印３３ｂ、３４ｂで示すような水流のカーテンが生じ、前予備槽１３と本槽１４との間、および本槽１４と後予備槽１５との間が断熱される。特に、第３実施形態の高温加熱装置３は、連通室内の内圧が低圧であるので、本槽１４における圧力が連通室に開放され、比較的安全性が高いとともに、取扱いが容易である。

0040

１、３高温加熱装置
１０茹麺槽（加熱槽）
１１ 第１仕切板
１２ 第２仕切板
１３ 前予備槽
１４ 本槽
１５ 後予備槽
１６蒸気供給管（本槽用）
１６ａ 蒸気供給管（前予備槽用）
１６ｂ冷却水供給管（後予備槽用）
２０容器搬送手段
２１〜２６スプロケット
２７容器
２８無端状チェーン
３０ 本槽の蓋体
３３、３４密閉空間
３３ｂ、３４ｂ水流
４０配管
４１高圧流体源
６０ 本槽の蓋体