(57)【要約】【課題】オーバーシュートやハンチングを生じることなく、従来よりも短い時間で目標温度に安定に到達することが可能な、通電加熱装置の制御方法を提供する。【解決手段】複数の電極体２３および複数のスペーサ管体２４を有し、それらの内壁が食品材料を流動移送させながら通電加熱するための加熱流路２１と、加熱流路２１またはその出入口付近に設けられた温度センサ３１〜３３と、温度センサ３１〜３３からの信号に基づいて電極体２３に印加する電圧を自動制御する自動通電制御を実行する制御装置３０と、を備える通電加熱装置であって、制御装置３０が、通電加熱装置２０の運転が開始された際に、電極体２３に一定の電圧を印加する固定通電制御を一定時間実行する立ち上げ工程を実行した後に、自動通電制御を実行することを特徴とする通電加熱装置。【選択図】図１
2020087803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極体および複数のスペーサ管体を有し、
それらの内壁が食品材料を流動移送させながら通電加熱するための加熱流路と、
加熱流路またはその出入口付近に設けられた温度センサと、
前記温度センサからの信号に基づいて前記電極体に印加する電圧を自動制御する自動通電制御を実行する制御装置と、を備える通電加熱装置であって、
前記制御装置が、前記通電加熱装置の運転が開始された際に、前記電極体に一定の電圧を印加する固定通電制御を一定時間実行する立ち上げ工程を実行した後に、前記自動通電制御を実行することを特徴とする通電加熱装置。
【請求項２】
前記制御装置が、前記通電加熱装置の運転を停止した後、運転を再開する際に、前記立ち上げ工程を実行後、前記自動通電制御を実行することを特徴とする請求項１に記載の通電加熱装置。
【請求項３】
前記制御装置が、前記自動通電制御中に通電加熱装置の運転を停止した際に、運転停止時の電圧出力値を記憶しておき、前記立ち上げ工程実行時に、記憶した電圧出力値で前記固定通電制御を実行することを特徴とする請求項２に記載の通電加熱装置。
【請求項４】
前記立ち上げ工程実行時に、前記温度センサが、目標温度よりも低い所定温度を検出した際に、前規制後装置が、前記固定通電制御から前記自動通電制御に切り替えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の通電加熱装置。
【請求項５】
前記立ち上げ工程の実行開始から所定時間が経過した場合に、前規制後装置が、前記固定通電制御から前記自動通電制御に切り替えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の通電加熱装置。
【請求項６】
複数の電極体および複数のスペーサ管体を有し、
それらの内壁が食品材料を流動移送させながら通電加熱するための加熱流路と、
加熱流路またはその出入口付近に設けられた温度センサと、
前記温度センサからの信号に基づいて前記電極体に印加する電圧を自動制御する自動通電制御を実行する制御装置と、を備える通電加熱装置の制御方法であって、
前記通電加熱装置の運転が開始された際に、前記電極体に一定の電圧を印加する固定通電制御を一定時間実行する立ち上げ工程を実行した後に、前記自動通電制御を実行することを特徴とする通電加熱装置の制御方法。
【請求項７】
前記固定通電制御を前記食品材料を移送しない静止状態で実行し、
前記自動通電制御を前記食品材料を移送しながら実行することを特徴とする請求項６に記載の通電加熱装置の制御方法。
【請求項８】
前記固定通電制御および前記自動通電制御を前記食品材料を移送しながら実行することを特徴とする請求項６に記載の通電加熱装置の制御方法。
【請求項９】
前記食品材料が、一定温度を超えると不可逆な熱変性を生じる食品材料であることを特徴とする請求項６ないし８のいずれかに記載の通電加熱装置の制御方法。
【請求項１０】
前記食品材料がすりおろした山芋を含む野菜類、すりおろしたリンゴを含む果物類、ジャム、ドレッシング、または卵であることを特徴とする請求項９に記載の通電加熱装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動性食品材料の通電加熱装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
流動性を有する食品材料などを殺菌や調理等のために加熱する方法の一つとして、その食品材料をパイプ内で連続的に流動移送させながら、食品材料の有する電気抵抗を利用して、食品材料に直接通電することにより食品材料自体を発熱させる加熱技術（通電加熱、ジュール加熱）が実用化されている（例えば、特許文献１）。この装置では、食料品輸送管路の上流側から下流側へ向けて所定間隔を置いて少なくとも２以上の部分に、管路の中心軸線に対して同心状となるように、この管路の内面に導電材料からなる環状の電極体を設け、管路の上流側に設置した電極体と下流側に設置した電極体との間で電圧を印加して、その間を移動する流動性食品材料中に電流を流し、ジュール熱を発生させることにより連続的に加熱する。
【０００３】
従来の通電加熱装置では、不均一加熱により生じる温度ムラにより、流路内壁での過加熱によるスケーリングが問題となっていた。
そこで、出願人は、複数の電極体に冷却媒体流路を設け、被加熱流路の出口端近傍に、被加熱流路の内壁温度を検出する温度センサを設け、該温度センサの測定値に基づき液体冷却媒体による冷却条件を制御する連続式通電加熱装置を提案した（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平５−３３０２４号公報
【特許文献２】特許第４９９５１６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
流動性食品材料を連続移送する製造ラインでは、故障や備品の交換などにより連続移送を一時停止した後に運転を再開する場合、通電加熱装置の加熱流路内の温度が下がっているため、目標温度まで温める必要があるが、このような場合に、自動通電制御を実行すると、許容温度を超えるオーバーシュートやハンチングが生じてしまうという問題があった。特に、すりおろした山芋や卵など温度により変性する流動性食品材料では、許容温度を超えて加熱されるとパイプ内の流動性食品材料が変性してしまい、破棄しなくてはならないという問題がある。また、温度により粘性が変化する流動性食品材料では、通電加熱装置の温度の低下によりパイプ内の食品材料の粘度が高くなり、運転再開後に製造される製品に不良が生じるという問題もあった。
【０００６】
そこで、本発明は、オーバーシュートやハンチングを生じることなく、従来よりも短い時間で目標温度に安定に到達することが可能な、通電加熱装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の通電加熱装置は、複数の電極体および複数のスペーサ管体を有し、それらの内壁が食品材料を流動移送させながら通電加熱するための加熱流路と、加熱流路またはその出入口付近に設けられた温度センサと、前記温度センサからの信号に基づいて前記電極体に印加する電圧を自動制御する自動通電制御を実行する制御装置と、を備える通電加熱装置であって、前記制御装置が、前記通電加熱装置の運転が開始された際に、前記電極体に一定の電圧を印加する固定通電制御を一定時間実行する立ち上げ工程を実行した後に、前記自動通電制御を実行することを特徴とする。
上記通電加熱装置において、前記制御装置が、前記通電加熱装置の運転を停止した後、運転を再開する際に、前記立ち上げ工程を実行後、前記自動通電制御を実行することを特徴としてもよい。
上記通電加熱装置において、前記制御装置が、前記自動通電制御中に通電加熱装置の運転を停止した際に、運転停止時の電圧出力値を記憶しておき、前記立ち上げ工程実行時に、記憶した電圧出力値で前記固定通電制御を実行することを特徴としてもよい。
上記通電加熱装置において、前記立ち上げ工程実行時に、前記温度センサが、目標温度よりも低い所定温度を検出した際に、前規制後装置が、前記固定通電制御から前記自動通電制御に切り替えることを特徴としてもよい。
上記通電加熱装置において、前記立ち上げ工程の実行開始から所定時間が経過した場合に、前規制後装置が、前記固定通電制御から前記自動通電制御に切り替えることを特徴としてもよい。
【０００８】
本発明の通電加熱装置の制御方法は、複数の電極体および複数のスペーサ管体を有し、それらの内壁が食品材料を流動移送させながら通電加熱するための加熱流路と、加熱流路またはその出入口付近に設けられた温度センサと、前記温度センサからの信号に基づいて前記電極体に印加する電圧を自動制御する自動通電制御を実行する制御装置と、を備える通電加熱装置の制御方法であって、前記通電加熱装置の運転が開始された際に、前記電極体に一定の電圧を印加する固定通電制御を一定時間実行する立ち上げ工程を実行した後に、前記自動通電制御を実行することを特徴とする。
上記通電加熱装置の制御方法において、前記固定通電制御を前記食品材料を移送しない静止状態で実行し、前記自動通電制御を前記食品材料を移送しながら実行することを特徴としてもよい。
上記通電加熱装置の制御方法において、前記固定通電制御および前記自動通電制御を前記食品材料を移送しながら実行することを特徴としてもよい。
上記通電加熱装置の制御方法において、前記食品材料が、一定温度を超えると不可逆な熱変性を生じる食品材料であることを特徴としてもよい。
上記通電加熱装置の制御方法において、前記食品材料がすりおろした山芋を含む野菜類、すりおろしたリンゴを含む果物類、ジャム、ドレッシング、または卵であることを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、流動性食品材料を連続移送する製造ラインにおいて、連続移送を一時停止した後に運転再開させた場合も、オーバーシュートやハンチングを生じることなく、従来よりも短い時間で目標温度に安定に到達することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態例に係る温度補填機能付き充填成型装置の構成図である。
【図２】実施形態例に係る通電加熱装置の拡大断面図である。
【図３】実施形態例に係る電極体の流路の断面図である。
【図４】実施形態例に係る運転再開時の温度制御を説明するフローチャートである。
【図５】実施形態例に係る通電加熱装置の温度制御による温度変化の一例を示すグラフである。
【図６】従来の実施形態例に係る通電加熱装置の温度制御による温度変化の一例を示すグラフである。
【図７】従来の実施形態例に係る通電加熱装置の温度制御による温度変化の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を実施するための形態例を、図面を参照しながら説明する。
図１は、実施形態例に係る温度補填機能付き充填成型装置１の構成図である。この充填成型装置１は、流動性食品材料を成型して袋に充填するための装置群であり、ニーダー１０と、通電加熱装置２０と、コントロールユニット３０と、電源ユニット４０と、充填成型機５０とを備えている。なお、本実施形態に係る通電加熱装置２０は、オーバーシュートやハンチングを生じることなく、従来の通電加熱装置よりも短い時間で目標温度に安定に到達することができるため、流動性食品材料の中でも、熱により変性してしまう、すりおろした山芋やリンゴなどの野菜・果物類、フルーツジャム、ドレッシング、卵などの食品材料、また、熱により粘性が変化するチーズ（溶融チーズ）などの食品材料の成型充填に適している。
【００１２】
ニーダー１０は、７５〜８０℃程度まで加熱された流動性食品材料を撹拌するタンクを有しており、ニーダー１０内の流動性食品材料はポンプ１４によりパイプ１１〜１３を介して下流側に定速移送される。パイプ１１および１２の間には第１開閉バルブ１５が設置されており、パイプ１２の途中には第２開閉バルブ１６が設置された分岐流路が設けられている。パイプ１２の出口付近（通電加熱装置２０の入口付近）には流路の中心軸線部分の温度を計測する入口温度センサ３１が設けられており、パイプ１３の入口付近（通電加熱装置２０の出口付近）には流路の中心軸線部分の温度を計測する出口温度センサ３３が設けられている。なお、パイプ１１および１２を二重管などにより保温するようにしてもよい。
【００１３】
パイプ１２および１３の途中には通電加熱装置２０が配置されており、パイプ１２内の移動時に低下した流動性食品材料の温度を、充填機５０に移送する前に加熱する。充填直前に流動性食品材料が一定の温度以下（例えば５０℃〜６０℃以下）になると、溶融チーズなどの流動性食品材料では粘度が大幅に上昇し充填量のバラツキや成型不良の原因となるという問題や、それ以外の流動性食品材料でも一定の温度以下（例えば６０℃以下）では殺菌不良が生じるという問題があるからである。通電加熱装置２０は、パイプ１３通過時の温度低下を考慮し、例えば６０〜８５℃の範囲となるように流動性食品材料を通電加熱する。
【００１４】
充填機５０は、袋内に流動性食品材料を充填するノズルと、袋内に充填された流動性食品材料を成型する成型機を備えている。また、充填機５０はホッパーを備えており、通電加熱装置２０から移送された流動性食品材料はホッパーで一時的に貯留される。また、後述するように、充填成型装置１が故障した場合、ニーダー１０での調合に時間がかかる場合、流動性食品材料を充填する袋や包装紙（フィルムロール）などの備品が足りなくなり交換する場合、あるいは、ホッパーが流動性食品材料で一杯になった場合などに、通電加熱装置２０を一時的に停止させる場合がある。このように通電加熱装置２０を一時的に停止した場合、運転再開した直後は流動性食品材料を適正な温度で加熱できない場合があり、例えば溶融チーズなど温度により粘性が変化する流動性食品材料では充填不良が生じる場合がある。そのため、このような流動性食品を廃棄するために、充填成型装置１は分岐バルブ１７を有しており、分岐バルブ１７を制御することで、通電加熱装置２０が目標温度に安定して到達するまでに通電加熱装置２０内を移送した流動性食品材料を廃棄することができる。
【００１５】
図２は、実施形態例に係る通電加熱装置２０の拡大断面図である。通電加熱装置２０は、交互に配置された複数の電極体２３と、複数のスペーサ管体２４とを備えており、これらはフランジ２２ａ〜２２ｂにより挟着固定されている。電極体２３の内径とスペーサ管体２４の内径は同径となっており、交互に連結し連通させることにより被加熱食品材料を通電加熱処理するための加熱流路２１が形成されている。
【００１６】
電極体２３は、リング状であることが望ましいが、多角形、楕円などその形状には特に制限はない。リング状の電極体２３はスペーサ管体２４に一致した内面形状を有し、スペーサ管体２４を交互に配置することにより各電極間を流動性食品材料が通過する際に電気的回路が構成され通電加熱される。電極体２３は、良導電性の材料で構成され、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン、チタン合金、白金、純鉄、ステンレス等の金属を用いることができる。加熱流路２１の両端付近に設けられる２つの電極体は漏洩電流阻止のためのアース電極２５であり、アース電極２５，２５に挟まれる残りの電極体２３は全て通電加熱用である。
【００１７】
スペーサ管体２４は絶縁材料からなり、電極体２３と交互に設置されることにより被加熱材料流路となる管路を構成する。スペーサ管体２４は、非導電性のプラスチック、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリサルフォンなどの樹脂によって作製される。スペーサ管体２４の形状は、角形の筒体としてもよく、内周面が円形で外周面が矩形となった筒体を用いてもよくその形状に制限はないが、電極体２３の断面形状とスペーサ管体２４の断面形状を対応させた形状にすることが必要である。スペーサ管体２４と電極体２３との接続面間にはシール材を組み込んで被加熱材料流路４１の外部に被加熱物が漏出することを防止している。スペーサ管体２４の長さが電極間の距離となるが、電極間の距離Ｌは、電極体２３の内径Ｒ（被加熱材料流路４１の直径）に対する比（Ｌ／Ｒ）が２倍以上であることが好ましく、さらに好ましくは、４倍以上１２倍以下であることにより均一な加熱が促進される。
【００１８】
加熱流路２１の両端部には流入側と流出側のジョイント部２６，２６が設けられている。それぞれの電極体２３は、被加熱材料の流れる方向に隣り合った電極体２３，２３間が相互に逆極性となるように電源ユニット４０に接続される。なお、通電加熱装置２０に設けられる電極体２３の数は加熱温度等に応じて任意に設定することができる。
【００１９】
図３は、電極体２３の流路の断面図である。電極体２３には加熱流路２１の内面に沿って冷媒流路２３１が同心状に設けられている。冷却媒体は電極体に設けられた冷却媒体供給口２３２の一方から供給され、反対側に設けられた冷却媒体排出口２３２から排出される。電極体２３には、さらに、給電用のネジ穴２３３が設けられている。冷媒流路２３１を設け、冷却媒体を流通させることにより、電極体２３の温度上昇を抑え、電極内壁表面の食品が過熱されることを防止している。冷却媒体は、冷却性能が高い液体冷却媒体（例えば、水）を用い、ポンプ等の公知の冷却媒体送給手段（図示せず）により冷却媒体流路を流通させる。なお、冷媒流路２３１を有しない電極体からなる通電加熱装置にも本発明の技術思想は適用可能である。
【００２０】
実施形態例の通電加熱装置２０では、最上流側に位置するアース電極２５にのみ電極温度センサ３２が設けられている。このように加熱流路２１の最上流部分に温度センサを設けたのは、加熱流路２１中、最上流部分の温度が最も低く、流動性食品材料の粘性が高いと考えられる箇所の温度を取得するためである。なお、電極温度センサ３２は、最上流側に位置するアース電極２５に設けることが好ましいが、他の電極体２３（例えば最上流側に位置する電極体２３）に設ける構成としてもよい。
【００２１】
温度センサ３１〜３３で計測された温度は、コントロールユニット３０に送信される。コントロールユニット３０は、処理装置、制御プログラムが格納された記憶装置および操作パネルを備えており、温度センサ３１〜３３の計測値に基づき通電加熱装置２０の出力を制御する。温度センサ３１〜３３は、いずれも熱電対等の公知の温度センサを用いることができる。実施形態例では、入口温度センサ３１の温度が５５℃である場合に、出口温度センサ３３の温度が７５℃となるような加熱を行った。
通常運転時は、温度センサ３３の計測値に基づき電極体２３に供給される電力をＰＩＤ制御により自動制御する。ＰＩＤ制御における比例動作（Ｐ動作）や積分動作（Ｉ動作）の値は、オーバーシュートやハンチングを起こさないように、加熱流路２１の全長や食品材料の流速等に応じて適宜最適に設定する。
【００２２】
ここで、流動性食品材料の充填・成型工程中に、充填成型装置１が故障した場合、ニーダー１０での調合に時間がかかる場合、流動性食品材料を充填する袋や包装紙（フィルムロール）が足りなくなり交換する場合、あるいは、ホッパーが流動性食品材料で一杯になった場合などに、充填成型装置１の運転を一時停止することが必要となる場合があるが、停止時間が長引けば長引く程、流路内の流動性食品材料の温度は低下する。例えば、約１０分間停止した場合、７５℃であった流動性食品材料が５５℃まで低下することが確認された。溶融チーズなどの流動性食品材料では品温が４０℃以下になった場合はポンプ１４による移送が困難となるため、流路内の全ての流動性食品材料を廃棄することが必要となる。
一時停止時間が短い場合でも、温度が低下した流動性食品材料の温度を適正なものとするための制御は、通常運転時とは異なるものとなる。温度が低下した状態で通常運転時と同じ自動制御を行うと、電圧出力値を安定稼働時よりも高くして目標温度まで温めようとするため、許容温度を超過するオーバーシュートやハンチングが生じる場合があり、しかも安定稼働が得られるまでに例えば数分の時間がかかる。また、オーバーシュートやハンチングにより加熱温度が許容温度を超えてしまうと、卵やすりおろした山芋などの流動性食品材料は変性してしまいう場合があり、このような場合も、流路内の全ての流動性食品材料を廃棄することが必要となる。
さらに、通常運転時に行われる出口温度センサ３３による出力自動制御は、出口温度センサ３３に温度が低下した流動性食品材料が到達するまでフィードバックがかからないので、その分遅れが生じるという問題もある。安定稼働が得られるまでの間に移送した流動性食品材料は、品質不良や充填不良の問題があることから、全て廃棄する必要があった（例えば、流量６０ｋｇ／分の場合、数百ｋｇの流動性食品材料を廃棄することが必要となる。）。
以下では、実施形態例に係る運転再開時の温度制御を、図４を参照しながら説明する。以下の説明では、流路内の最も温度が低い部分の温度が４０℃以上であることを前提とする。
【００２３】
図４は、実施形態例に係る運転再開時の温度制御を説明するフローチャートである。
ＳＴＥＰ１０１：運転再開操作がされると、コントロールユニット３０は、通電加熱装置２０による第１加熱を開始する。これにより通電加熱装置２０の加熱流路２１内の流動性食品材料が通電加熱される。第１加熱は、自動制御を行わず電圧出力を一定とする静止加熱である。静止加熱時に印加する電圧は、予め設定した値としてもよいし、運転停止時に印加していた電圧値を記憶し、自動設定するようにしてもよい。
【００２４】
ＳＴＥＰ１０２〜１０３：加熱流路２１の電極温度センサ３２での温度監視を開始する。電極温度センサ３２の温度が第１目標温度（例えば５０℃）になるまで、第１加熱を継続する。電極温度センサ３２で温度監視をするのは、加熱流路２１の内周面付近のチーズが充分に溶融していないと、いわゆる中抜け（層流）が生じ、加熱流路２１の内周面付近のチーズが焦げるおそれがあるからである。なお、電極温度センサ３２による第１目標温度の到達監視を行わず、予め定めた一定時間または一時停止時間に応じた一定時間の間、第１加熱を行うようにしてもよい。
【００２５】
ＳＴＥＰ１０４〜１０５：電極温度センサ３２の温度が第１目標温度に到達すると、コントロールユニット３０は、ポンプ１４を起動して流動性食品材料の移送を再開する。また、監視対象センサを電極温度センサ３２から入口温度センサ３１に切り換え、第２加熱を開始する。第２加熱もまた、自動制御を行わず電圧出力を一定とする静止加熱である。第１加熱と第２加熱は同一条件の場合もあれば、異なる条件の場合もある。
【００２６】
ＳＴＥＰ１０７：入口温度センサ３１の温度が第２目標温度（例えば７５℃）になるまで、第２加熱を継続する。ここで、第２目標温度は、正常運転時に入口温度センサ３１が計測する温度である。なお、入口温度センサ３１による第２目標温度の到達監視を行わず、予め定めた一定時間または一時停止時間に応じた一定時間の間、第２加熱を行うようにしてもよい。
【００２７】
ＳＴＥＰ１０８：入口温度センサ３１の温度が第２目標温度（例えば７５℃）に到達すると、コントロールユニット３０は、第２加熱をやめ、出口温度センサ３３の計測値に基づき通電加熱装置２０の出力自動制御を開始する。出口温度センサ３３の計測値に基づく出力自動制御は、通常運転時に行われる制御である。
【００２８】
なお、図４の例では、第１加熱の後に第２加熱を行っているが、第１加熱の後に第２加熱を行わずに、通電加熱装置２０の出力自動制御を開始するようにしてもよい。この場合、第１加熱を電極温度センサ３２からの信号でなく、入口温度センサ３１からの信号に基づき行うようにしてもよい。また、第１加熱を行わなずに、ポンプ１４を起動して流動性食品材料の移送を行いながら、第２加熱を行ってもよい。すなわち、運転再開とともに流動性食品材料を移送しながら固定通電制御を行ってもよい。この場合、分岐バルブ１７を制御して、流路内の食品材料は廃棄することが好ましい。
また、第１加熱で行う静止加熱は、電極温度センサ３２または入口温度センサ３１により検出した温度値により異なる出力で行うようにしてもよい。ある温度から目標温度に到達するための時間および電圧値の関係は、予めの実験により算出し、制御プログラムに記載しておくようにする。
【００２９】
次いで、実施形態例に係る通電加熱装置２０の温度制御の効果について説明する。図５は、実施形態例に係る通電加熱装置２０の温度制御による温度変化の一例を示すグラフであり、図６および図７は、従来の実施形態例に係る通電加熱装置の温度制御による温度変化の一例を示すグラフである。なお、図５〜図７においては、食塩水を用い、出口温度センサ３３の目標温度を６０℃として、２７℃から加熱を開始した。また目標温度６０℃が維持されている場合の電圧出力値は２８０Ｖであった。さらに、食塩水の処理量は１時間当たり１８０Ｌとし、加熱時間は２０秒とした。そして、図５〜図７に示す例において、電圧印加開始から、出口温度センサ３３の測定温度が目標温度６０℃±１℃で安定化するまでの時間をそれぞれ測定した。なお、「目標温度６０℃±１℃で安定化するまでの時間」は、５９℃〜６１℃となる時間が数秒（例えば５秒）続いた場合の、最初の５９℃となるまでの時間を測定した。また、印加電圧が２８０Ｖで安定化するまでの時間も測定した。
【００３０】
図５に示すグラフは、実施形態例に係る通電加熱装置２０により温度制御を行った場合であり、具体的には、出口温度センサ３３の測定温度が目標温度６０℃よりも低い所定の温度５０℃となるまで固定通電制御を行い、出口温度センサ３３の測定温度が５０℃を到達してから自動通電制御を行った。この場合、図５に示すように、食塩水の出口側において、電圧印加開始から目標温度６０℃±１℃で安定化するまでに３８秒かかった。また、電圧印加開始から、印加電圧が２８０Ｖで安定化するまでに５秒かかった。図５に示すうに、実施形態例に係る通電加熱装置２０では、目標温度６０℃よりも低い所定の温度５０℃となるまで固定通電制御を行い、出口温度センサ３３の測定温度が５０℃に到達してから自動通電制御を行うことで、オーバーシュートやハンチングを防止することができた。これにより、例えば卵やすりおろした山芋などの流動性食品材料を取り扱う場合には、熱によりこれら流動性食品材料が変性してしまうことを有効に防止することができることがわかった。
【００３１】
一方、図６に示すグラフは、従来の実施形態例に係る通電加熱装置の温度制御（運転再開当初から自動通電制御（ＰＩＤ制御））を実行した場合の温度変化の一例を示している。この場合、電圧印加開始から、出口温度センサ３３の測定温度が目標温度６０℃±１℃で安定化するまでに１０６秒かかった。また、電圧印加開始から、印加電圧が２８０Ｖで安定化するまでに９０秒かかった。これは、図６に示す例では、自動通電制御において、オーバーシュートやハンチングが生じないように、電圧出力値を図５に示す例と比べて早いタイミングで抑制したため、出口側の温度の上昇が遅れたためと考えられる。
【００３２】
また、図７に示すグラフでは、図６に示すように、従来の実施形態例に係る通電加熱装置の温度制御（運転再開当初から自動通電制御（ＰＩＤ制御））を実行した例であるが、図７に示す例では、図６に示す例において出力電圧値の上昇に時間がかかっていため、出力電圧値を短時間で上昇するようにＰＩＤ制御の比例ゲインを設定した。この場合、図７に示すように、電圧印加開始から、出口温度センサ３３の測定温度が目標温度６０℃±１℃で安定化するまでに２２２秒かかった。また、電圧印加開始から、印加電圧が２８０Ｖで安定化するまでに３２０秒かかった。さらに、図７に示す例では、出力電圧値を短時間で上昇させたため、オーバーシュートやハンチングが生じて目標温度で安定するまでに余計に時間がかった。
【００３３】
このように、図５に示す実施形態例の通電加熱装置２０では、目標温度６０℃よりも低い所定の温度５０℃となるまで固定通電制御を行い、その後、自動通電制御に切り替えることで、従来の図６および図７に示す運転再開当初から自動通電制御（ＰＩＤ制御）を実行する場合と比べて、出力電圧値を短時間で上昇することができるとともに、オーバーシュートや振動現象（ハンチング）を予防することができることが分かった。
【００３４】
なお、上述した図５に示す例においては、出口温度センサ３３の測定温度が目標温度から１０℃低い温度となったことを条件として、固定通電制御から自動通電制御への切り替える構成を例示したが、この構成に限定されず、例えば、出口温度センサ３３の測定温度が目標温度から５〜１５℃低い温度となったことを条件として、固定通電制御から自動通電制御への切り替える構成とすることができる。また、当該温度は、流動性食品材料の種類や性質に応じて適宜変更することもできる。また、固定通電制御から自動通電制御への切り替える条件として、電圧印加開示から所定時間が経過することとすることもできる。この場合も、流動性食品材料の種類や性質に応じて当該所定時間を適宜設定することができ、例えば２０〜３０秒とすることができる。
【００３５】
以上に説明した実施形態例に係る温度補填機能付き充填成型装置１によれば、通電加熱装置２０により短時間で流動性食品材料の温度を上昇させることができるため、パイプ１２，１３間に熱交換器を設置する構成と比べ、パイプ１２，１３の長さを短く構成することが可能である。また、パイプ１２，１３を二重管などに保温する構成の場合、一時停止時にもパイプ内の食品材料は加熱され続け製品劣化が生じるが、本発明によれば一時停止時には通電加熱装置２０による加熱も停止されるので、製品劣化の問題は生じない。
【００３６】
通電加熱装置２０は、複数台を直列に接続してもよく、この場合、入口温度センサ３１は最上流に位置する通電加熱装置２０の入口付近に設置し、電極温度センサ３２は最上流に位置する通電加熱装置２０の最上流に位置するアース電極２５に設置し、出口温度センサ３３は最下流に位置する通電加熱装置２０の出口付近に設置する。
実施形態例に係る温度補填機能付き充填成型装置１は、流動性食品材料への適用に限定されるものではなく、温度低下により粘度が高くなるあらゆる流動性食品（例えばカスタードクリーム、クレーム、ソース、ジャム、フルーツソース）に適用することが可能である。温度低下により粘度が変化する流動性食品としては、増粘剤を入れた調味液も対象となる。流動性食品の充填直前の温度低下は、充填量の減少を生じさせるのみならず、袋製品の熱量不足によるシール不良の問題も生じさせることがあるが、本発明はこのような問題も解決することが可能である。また、卵やすりおろした山芋などの熱により変性する流動性食品材料についても、オーバーシュートや振動現象（ハンチング）を予防することができるため、有用に適用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  温度補填機能付き充填成型装置
１０  ニーダー
１１〜１３  パイプ
１４  ポンプ
１５  第１開閉バルブ
１６  第２開閉バルブ
１７  分岐バルブ
２０  通電加熱装置（ジュール加熱装置）
２１  加熱流路
２２  フランジ
２３  電極体（リング状電極）
２４  スペーサ
２５  アース電極（リング状電極）
２６  ジョイント部  
３０  コントロールユニット（制御装置）
３１  入口温度センサ
３２  電極温度センサ
３３  出口温度センサ
４０  電源ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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