(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
焙煎原料の収納口並びに排出口を備えた定量タンクと、
この定量タンクに前記焙煎原料を供給する第１の搬送手段と、
非円形断面を有すると共に、前記定量タンクから前記焙煎原料を受け入れる開口部及び該開口部の蓋部を備え、水平な回転軸を中心に回転可能な焙煎釜と、
前記蓋部を開閉する開閉機構と、
前記焙煎釜を加熱するための加熱手段と、
前記焙煎釜から排出される焙煎済みの焙煎製品を受け取る第２の搬送手段と、
前記定量タンクから前記焙煎釜に前記焙煎原料を移動させるときに、前記開口部が上に向くように前記焙煎釜を停止させて前記蓋部を開け、前記定量タンクの排出口を開いて前記焙煎原料を前記焙煎釜に移動させた後に前記蓋部と前記定量タンクの排出口とを閉じ、前記焙煎原料の焙煎度合いに応じて前記焙煎釜の回転と前記加熱手段の加熱とを制御した後、前記開口部が下に向くように前記焙煎釜を停止させて前記蓋部を開けるように、前記焙煎釜及び前記開閉機構並びに前記加熱手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする連続焙煎装置。
【請求項２】
請求項１の連続焙煎装置において、前記焙煎釜の回転軸に同軸で相対回動可能に設けられた回転体の回動により前記蓋部を開閉する開閉機構を備えていることを特徴とする連続焙煎装置。
【請求項３】
請求項１、２のいずれかの連続焙煎装置において、前記焙煎釜内に電気ヒータを設けるとともに、この電気ヒータを耐熱性管体で覆い、前記回転軸に前記電気ヒータに通電する通電手段を設けたことを特徴とする連続焙煎装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの連続焙煎装置において、前記焙煎釜内部であって前記焙煎釜が回転するときに前記焙煎原料が流動する領域内に、前記焙煎原料の温度を検知する検知手段を設け、前記回転軸の前記焙煎釜外側の部位に、前記検知手段に通電する通電手段を設けたことを特徴とする連続焙煎装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかの連続焙煎装置において、前記焙煎釜の回転数を計測する手段が設けられていることを特徴とする連続焙煎装置。
【請求項６】
請求項５の連続焙煎装置において、前記焙煎釜を回転駆動するモータは、前記焙煎釜内部の焙煎原料の含水率に対応する適正回転数を指示するプログラム制御手段を備えていることを特徴とする連続焙煎装置。
【請求項７】
請求項６の連続焙煎装置において、前記焙煎釜の直上を避けた横の位置に前記定量タンクを配置し、前記定量タンクと前記焙煎釜とが横方向に延びる第３の搬送手段により接続されていることを特徴とする連続焙煎装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれかの連続焙煎装置において、
前記第２の搬送手段は、前記焙煎釜から排出される前記焙煎製品を搬送するコンベアと、このコンベア上の前記焙煎製品を冷却する冷却手段とを備えていることを特徴とする連続焙煎装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれかの連続焙煎装置に用いられる焙煎釜であって、前記焙煎釜の回転軸に同軸で相対回動可能に設けられた回転体の回動により前記蓋部を開閉する開閉機構を備えていることを特徴とする焙煎釜。
【請求項１０】
請求項９の焙煎釜であって、前記焙煎釜内に電気ヒータを設けるとともに、この電気ヒータを耐熱性管体で覆い、前記回転軸に前記電気ヒータに通電する通電手段を設けたことを特徴とする焙煎釜。
【請求項１１】
請求項９、１０のいずれかの焙煎釜において、前記焙煎釜内部であって前記焙煎釜が回転するときに前記焙煎原料が流動する領域内に、前記焙煎原料の温度を検知する検知手段を設け、前記回転軸の前記焙煎釜外側の部位に、前記検知手段に通電する通電手段を設けたことを特徴とする焙煎釜。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれかの焙煎釜において、前記焙煎釜の回転数を計測する手段が設けられていることを特徴とする焙煎釜。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焙煎をおこなう材料の投入から焙煎処理工程及び製品の取り出しまでを自動的におこなうことが可能な連続焙煎装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来，焙煎装置には、焙煎釜が円形断面のものや楕円形断面のものが知られている。
＜乾燥・焙煎工程＞
円形断面の焙煎釜の場合、焙煎釜内に回転翼を取り付け、焙煎時に回転翼を回転させて被焙煎物を焙煎するもの（特公平４−１７６２３号、特公平５−５４６３号）が知られている。
【０００３】
また、焙煎釜の内周壁面に所定間隔で撹拌翼を多数突出形成し、この撹拌翼により焙煎釜の底部にたまった被加熱物をすくい上げ、その撹拌翼が上方に至ったときに被焙煎物を下方に落下させるようにしたもの（実公平７−２６９５１号）が知られている。
【０００４】
楕円形の焙煎釜の場合、楕円形ドラムの底部に溜まった被加熱物を上部まで持ち上げて落下させ、被加熱物を十分に撹拌させることで均一な乾燥・焙煎を行うものも知られている（特公平３−５６７２６号）
また、いずれの方式も焙煎釜への焙煎原料の投入、排出作業はオペレータが焙煎釜の開口部の蓋部を開閉させて手動で行っていた。
＜浸漬工程＞
また、焙煎前の浸漬工程において、定量タンク装置が用いられるが、オペレータが前もってこの定量タンク装置内に穀物と水を流し込み、定量タンク装置にて浸漬させ、十分に浸漬された後に、定量タンクの底部を開き、焙煎装置の焙煎釜内部に穀物を流し込むなどの作業を行っていた。
＜冷却工程＞
焙煎工程が終了すると、オペレータは焙煎釜から焙煎製品を吸引機等でトレイ状に取り出し、自然冷却後、破砕工程や製品仕上げ工程へと送っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，従来の焙煎装置を用いて焙煎原料物の浸漬工程から焙煎工程までの作業を自動化するには、次のような問題がある。
＜浸漬工程について＞
（１）  浸漬工程では、定量タンク内に備えられた焙煎原料収納用の網袋の端部の紐を解いて、焙煎釜内に焙煎原料を流し込む作業があるが、この作業は作業者の手作業によって行われているため、人手や処理時間がかかると共に、焙煎釜の熱の影響のために作業場内の室温が高いという厳しい作業環境のために自動化が望まれている。
（２）  また、定量タンクと焙煎釜とが離れていて距離がある場合、浸漬された焙煎原料を定量タンクから取り出した後に、外部に撒き散らすことなく、焙煎釜の開口部に向けて滞りなく流し込む必要があるため、定量タンクと焙煎釜との取付位置や構造及び流し方に注意が必要であった。
（３）  さらに、焙煎工程を経た場合、含水率６パーセント製品におけるでんぷんのα化度は、３０〜４０パーセント程度であり、そのまま飲用する健康食品やドリンク用としてはα化度が低く、このため消化を良くするためには、α化度を向上させる必要があった。特に、玄米の場合、消化性が悪くα化度の向上が望まれていた。
＜乾燥・焙煎工程について＞
（４）  穀物を数時間にわたり長時間かけて黒焼き状態になるまで焙煎する必要がある場合、強火加熱では表面のみが焦げて内部に火が通りにくく、均一加熱が出来にくい。このため、弱火加熱や火力制御が必要となってくるが、外部加熱によるガス加熱では、安全性、信頼性や制御性に劣る問題がある。
（５）  焙煎釜から製品を取り出す場合、電動機で回転翼又は回転釜を焙煎時の逆方向に回転させて、焙煎釜の一端の排出口から製品を取り出す方法がとられるが、円形断面の焙煎釜では、被加熱物が円形の焙煎釜の周辺一部を滑るだけであり、製品取り出し中に撹拌が行われないので、焙煎釜内壁に接触している部位及びその近傍の加熱が促進される一方、焙煎釜内壁から離れている部分は加熱されないため、均一な焙煎が行われ難い問題がある。
【０００６】
また、楕円形断面の焙煎釜の場合、均一な焙煎は可能であるものの、回転翼の装着が出来ない。特に、炉内部は高温になるため、電動機や油圧機器類の駆動部を装着することも不可能である。従って、作業者の手作業による製品の取り出しが行われるため、時間がかかる。また、取り出し作業中には焙煎釜は回転が停止しているので、焙煎釜内部に溜まっている焙煎製品が余分に加熱され、焙煎むらの発生や省力化の障害或いは処理時間の増大などの問題があった。
（６）  また、焙煎工程において、含水率が３〜１４％程度の通常焙煎の場合、焙煎時間は２０〜４５分と比較的短時間である。この場合、焙煎釜を介して釜外部から加熱するので、熱伝達も悪く、このため焙煎時間が長くなり、製品の熱劣化により製品品質が低下するという問題がある。
（７）  また、焙煎工程において、焙煎釜の回転数の違いや釜への投入量による被焙煎物の撹拌状況の違いや、焙煎工程の初期、中期、後期における穀物の含水率の異なり等により、製品の均一性に差異が生じていた。さらに、焙煎時間が１回当たり３０分ほど要し、生産性が低いため、品質の低下を来すことなく生産性を向上することが望まれていた。
（８）  また、焙煎終了時の判定は従来タイマーなどによる焙煎時間の設定により決定されていたが、外気の温度・湿度や原料の浸漬状況及び１日の焙煎工程のうち初期か後期かなどの影響で製品の仕上がり含水率が異なり、均一な製品が出来ないという問題があった。
（９）  焙煎温度の測定につき、管体構造をもつ回転軸の他端に温度センサーを設け、焙煎釜内の蒸気を穴を開けた回転軸を通して焙煎温度を測定する方法が用いられているが、管体の肉厚が厚い場合、回転軸が加熱され、焙煎が終了しても温度が低下しないため、連続運転時の温度測定に支障を来し、問題があった。
（１０）  また、焙煎終了時には、オペレータが焙煎釜から焙煎製品を吸引機等でトレイ状に取り出し、製品をトレイ上に拡げたり、攪拌するなどして手動による自然冷却に頼っており、特に焙煎度の高い焙煎製品のときには、排出したとき酸化して品質を劣化させたり、燃焼させてしまうなどの問題があり、品質向上や生産性向上の面から最適な冷却方法が望まれていた。
【０００７】
本発明にかかる連続焙煎装置は、この様な事情に鑑みてなされたものであり、焙煎原料の浸漬、焙煎釜内への搬入、焙煎釜からの製品取り出しの各工程を自動化して作業環境を向上すると共に、一連の工程を短時間に行って、焙煎処理以外の作業工程における焙煎釜の熱の影響を少なくすることにより、均一の焙煎を行うとともに、焙煎原料の種類や状態に応じた焙煎処理を制御できるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１の連続焙煎装置は、焙煎原料の収納口並びに排出口を備えた定量タンクと、この定量タンクに前記焙煎原料を供給する第１の搬送手段と、非円形断面を有すると共に、前記定量タンクから前記焙煎原料を受け入れる開口部及び該開口部の蓋部を備え、水平な回転軸を中心に回転可能な焙煎釜と、前記蓋部を開閉する開閉機構と、前記焙煎釜を加熱するための加熱手段と、前記焙煎釜から排出される焙煎済みの焙煎製品を受け取る第２の搬送手段と、前記定量タンクから前記焙煎釜に前記焙煎原料を移動させるときに、前記開口部が上に向くように前記焙煎釜を停止させて前記蓋部を開け、前記定量タンクの排出口を開いて前記焙煎原料を前記焙煎釜に移動させた後に前記蓋部と前記定量タンクの排出口とを閉じ、前記焙煎原料の焙煎度合いに応じて前記焙煎釜の回転と前記加熱手段の加熱とを制御した後、前記開口部が下に向くように前記焙煎釜を停止させて前記蓋部を開けるように、前記焙煎釜及び前記開閉機構並びに前記加熱手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項２の連続焙煎装置は、請求項１の連続焙煎装置において、前記焙煎釜の回転軸に同軸で相対回動可能に設けられた回転体の回動により前記蓋部を開閉する開閉機構を備えていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項３の連続焙煎装置は、請求項１、２のいずれかの連続焙煎装置において、前記焙煎釜内に電気ヒータを設けるとともに、この電気ヒータを耐熱性管体で覆い、前記回転軸に前記電気ヒータに通電する通電手段を設けたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項４の連続焙煎装置は、請求項１〜３のいずれかの連続焙煎装置において、前記焙煎釜内部であって前記焙煎釜が回転するときに前記焙煎原料が流動する領域内に、前記焙煎原料の温度を検知する検知手段を設け、前記回転軸の前記焙煎釜外側の部位に、前記検知手段に通電する通電手段を設けたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項５の連続焙煎装置は、請求項１〜４のいずれかの連続焙煎装置において、前記焙煎釜の回転数を計測する手段が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項６の連続焙煎装置は、請求項５の連続焙煎装置において、前記焙煎釜を回転駆動するモータは、前記焙煎釜内部の焙煎原料の含水率に対応する適正回転数を指示するプログラム制御手段を備えていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項７の連続焙煎装置は、請求項６の連続焙煎装置において、前記焙煎釜の直上を避けた横の位置に前記定量タンクを配置し、前記定量タンクと前記焙煎釜とが横方向に延びる第３の搬送手段により接続されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項８の連続焙煎装置は、請求項１〜請求項７のいずれかの連続焙煎装置において、前記第２の搬送手段は、前記焙煎釜から排出される前記焙煎製品を搬送するコンベアと、このコンベア上の前記焙煎製品を冷却する冷却手段とを備えていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項９の媒染釜は、請求項１〜請求項８のいずれかの連続焙煎装置に用いられる焙煎釜であって、前記焙煎釜の回転軸に同軸で相対回動可能に設けられた回転体の回動により前記蓋部を開閉する開閉機構を備えていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項１０の焙煎釜は、請求項９の焙煎釜であって、前記焙煎釜内に電気ヒータを設けるとともに、この電気ヒータを耐熱性管体で覆い、前記回転軸に前記電気ヒータに通電する通電手段を設けたことを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項１１の焙煎釜は、請求項９、１０のいずれかの焙煎釜において、前記焙煎釜内部であって前記焙煎釜が回転するときに前記焙煎原料が流動する領域内に、前記焙煎原料の温度を検知する検知手段を設け、前記回転軸の前記焙煎釜外側の部位に、前記検知手段に通電する通電手段を設けたことを特徴とする。
【００１９】
本発明の請求項１２の焙煎釜は、請求項９〜１１のいずれかの焙煎釜において、前記焙煎釜の回転数を計測する手段が設けられていることを特徴とする。
【００２０】
請求項１の連続焙煎装置によれば、第１の搬送手段から定量タンクに搬送される焙煎原料を所定量確保する工程と、定量タンクでの焙煎原料を水に浸漬する工程と、焙煎釜に搬入した後の焙煎工程と、焙煎後の搬送工程とを自動的に行うことができ、温度等の厳しい作業環境における運搬・焙煎チェック・制御等の労働を軽減でき、長時間の焙煎処理を連続して行うことが出来る。
【００２１】
請求項１の連続焙煎装置において、前記焙煎釜が非円形断面の筒体形状（例えば、６角形、楕円等）を有すると、焙煎原料の攪拌が行われやすく均一な焙煎が行われやすい。また、焙煎釜を適正な回転速度で回転させることにより、焙煎釜内部の穀物を大きく攪拌することが出来る。即ち、角速度を遅くすると、穀物が焙煎釜内壁に沿って滑るように移動し、角速度を過度に速めると、遠心力によって穀物が楕円断面の長径部分に位置したまま回転してしまうが、適正な角速度で焙煎釜を回転させると、長径部分に貯まった焙煎原料は上部に位置したときに、落下することを繰り返す。このため、焙煎釜内部の焙煎原料は常時攪拌されることとなり、焙煎処理が均一に行われることとなる。
【００２２】
また、第１の搬送手段により焙煎原料を定量タンクに連続して供給することが可能となる。定量タンクに水流により焙煎原料を搬送する場合には、洗浄と浸漬とが行われやすく、焙煎前の工程の時間の短縮化が可能である。定量タンクに水に濡れていない焙煎原料を供給し、定量タンクに焙煎原料を洗浄する手段を設ける場合には、定量タンク内に焙煎原料を送るコンベアの洗浄や防菌・防かび等の処理が顕著に少なくなり、メンテナンスが容易である。
【００２３】
定量タンク内の水に浸漬された焙煎原料に予め加温する場合には、含水率が高まり、焙煎処理においてα化度を向上させた焙煎を行うことが可能である。定量タンクに蒸気管及び排気管を設けて、定量タンクに供給された焙煎原料の加熱・浸漬を行っても良い。
【００２４】
請求項２の連続焙煎装置によれば、回転体を回転軸に対して相対回動可能に設けることにより、炉内部の高温から避けた操作や焙煎釜外部から大きな駆動力を得ることができ、焙煎釜回転時に蓋部が内部の焙煎原料を支える力を確保できる。
【００２５】
請求項３の連続焙煎装置によれば、焙煎釜内部に電気ヒータを配備することにより、内部から焙煎原料を加熱でき、短時間に焙煎原料の均一な焙煎を行うことができる。請求項３の通電手段は、回転軸内に配電線を設け、回転軸の焙煎釜外側の端部にリング状のスリップリングと接触子を設けることにより、構成可能である。
【００２６】
また、請求項３の連続焙煎装置によれば、焙煎釜内部に電気ヒータを配備し、この電気ヒータに通電する通電手段を設けたことにより、電気ヒータによって焙煎釜の内側から加熱が出来るので、熱効率が高く、しかも、安全性・信頼性・制御性の良い焙煎を行うことが出来る。
【００２７】
電気ヒータとして、赤外線ヒータ、或いは、遠赤外線ヒータを使用すると、対流伝熱から放射伝熱に変わる。遠赤外線エネルギーは被加熱体の内部に浸透しやすく、穀物内部から加熱がはかれるため、熱伝達が早まり、短時間で加熱・焙煎が可能となると共に、発熱体温度を下げて使用できるので、穀物の栄養成分の損壊を更に低減できる。
【００２８】
また、電気ヒータの外側を耐熱性管体で覆うことにより、焙煎原料に遠赤外線が照射され易く、内部まで熱が浸透しやすいので、原料の表面と内部とが均一に加熱されやすく、質の高い焙煎を行うことができる。
【００２９】
なお、耐熱性管体の焙煎原料に接触する表面を遠赤外線物質（例えば、琺瑯、セラミック等）で覆うと、遠赤外線が放射されやすくなり、更に均一な加熱を行うことが可能となる。
【００３０】
また、例えば、バーナーにより焙煎釜の外側から加熱するのみならず、電気ヒータによる内部加熱を行う場合、加熱源が外部と内部の両面から加熱するので、短時間、均一に加熱焙煎できると共に、二カ所から加熱するので、加熱量を分割でき、穀物加熱時の加熱温度を下げることが出来る。その結果、穀物の栄養成分の損壊を低減できる。このときに、バーナーによる加熱の時には通常の外部加熱となる。電気ヒータによる加熱のみの時には内部加熱となる。
【００３１】
更に、焙煎釜内部で焙煎原料が絶えず上から下に落下するので、内部の電気ヒータに穀物が衝突し、電気ヒータに傷を与える虞がある。しかも、定量タンクで水に浸漬された穀物原料は加熱による水分蒸散により、電気ヒータの絶縁が低下することがあり得る。しかし、電気ヒータを耐熱性管体により覆うことによって、このような問題を解消できる。
【００３２】
請求項４の連続焙煎装置によれば、焙煎釜内の焙煎原料が流動する領域に焙煎原料の温度を検知する検知手段が設けられているので、適正な焙煎の制御行うことができると共に、回転軸に通電手段が設けられているので、焙煎釜の回転に係わらず検知手段に給電することができる。焙煎原料表面でなく焙煎原料の内部の温度を電気的に検知することが出来、正確な焙煎処理制御を行うことが出来る。また、温度センサは焙煎後直ちに温度の低下しやすい場所に取付が自由に出来るので、連続運転の温度計測が支障なくできる。
【００３３】
請求項５の連続焙煎装置によれば、焙煎原料の違い並びに焙煎の程度の違いに応じて焙煎釜の回転数を制御することができる。また、焙煎釜内部の焙煎原料の回転と、焙煎釜の回転との同期がとれるので、焙煎処理工程の初期・中期・後期における含水率の変化にあわせて焙煎を行うことが出来、製品の均一性が向上する。
【００３４】
請求項６の連続焙煎装置によれば、プログラム制御により焙煎を行うので、連続焙煎において自動化が容易である。また、製品仕上がりの含水率は焙煎原料の温度により判明しているので、焙煎の程度をプログラム制御で行う際に焙煎原料の温度や回転数等を設定することにより、焙煎初期や焙煎後期における仕上がりの不均一が解消される。
【００３５】
請求項７の連続焙煎装置によれば、焙煎釜から上昇する熱気が定量タンクに直接あたりにくくなり、定量タンクでの予期しない加熱を避けることにより、適正な原料の浸漬工程を行うことができ、定量タンク内において焙煎原料の成分が流出しにくい。
【００３６】
請求項８の連続焙煎装置によれば、コンベアにより焙煎後の焙煎製品が移動しながら搬送されるとともに、冷却手段により冷却するので、焙煎製品が一カ所に山積みにならず、焙煎製品において焙煎が更に進行することが防止される。
【００３７】
請求項８の連続焙煎装置によれば、焙煎釜が焙煎製品を排出する時にコンベアを移動するように、コンベアを無端ベルト（例えばメッシュ状のベルト、或いは、穴開きプレートの連結体）と吸引ファン等により構成すると、焙煎釜にて焙煎した製品に送風することにより焙煎製品が均一に冷やされるために、焙煎終了後にも更に焙煎が進行することを防止できる。
【００３８】
請求項９の焙煎釜によれば、回転体を回転軸に対して相対回動可能に設けることにより、炉内部の高温から避けた操作や焙煎釜外部から大きな駆動力を得ることができ、焙煎釜回転時に蓋部が内部の焙煎原料を支える力を確保できる。
【００３９】
請求項１０の焙煎釜によれば、焙煎釜内部に電気ヒータを配備することにより、内部から焙煎原料を加熱でき、短時間に焙煎原料の均一な焙煎を行うことができる。
【００４０】
請求項１１の焙煎釜によれば、焙煎釜内の焙煎原料が流動する領域に焙煎原料の温度を検知する検知手段が設けられているので、適正な焙煎の制御行うことができると共に、回転軸に通電手段が設けられているので、焙煎釜の回転に係わらず検知手段に給電することができる。
【００４１】
請求項１２の焙煎釜によれば、焙煎原料の違い並びに焙煎の程度の違いに応じて焙煎釜の回転数を制御することができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好ましい実施形態にかかる連続焙煎装置を図面に基づいて説明する。
［第１の実施の形態］
図１乃至図１８は第１の実施の形態にかかる連続焙煎装置を示す。この連続焙煎装置は、焙煎原料（例えば、玄米、麦、豆等の穀類、コーヒー、ゴマ、茶、植物等）を貯蔵する定量タンク１と、定量タンク１の焙煎原料２を焙煎する焙煎機構３と、焙煎機構３にて焙煎された製品を取り出す搬出機構４と、定量タンク１及び焙煎機構４及び搬出機構４を制御する制御装置５とを備えている。
【００４３】
定量タンク１は、図３、図４に示すように、例えば、矩形断面の平面形状を有しており、上部側壁部１Ａ、１Ｂには、水と穀物からなる原料を供給する供給管６（第１の搬送手段）と水を排出する排出管７とが接続されており、図示しないポンプで供給される。定量タンク１には蒸気配管１Ｃ、排気配管１Ｄが配置され、蒸気により原料の水を加熱したり、焙煎穀物を蒸したりする事ができるようになっている。この蒸気配管１Ｃには配管途中において、供給管６と排出管７の位置高さよりも高い状態で、定量タンク１内に供給された水がこの箇所１Ｃから外部へ排水することが防止されている。
【００４４】
定量タンク１内の上部側壁部１Ａ、１Ｂの下部には底部の開いた網袋８が定量タンク１の内壁に沿って張り巡らされている。網袋８は焙煎原料の穀物を通過させない大きさの編み目を有しており、焙煎原料を浸漬する水を抜くことが出来るようになっている。定量タンク１の下部内側には、網袋８の底部を支えられるように一対の底板部９、９が配置されている。
【００４５】
定量タンク１の内部下部には、一対の底板部９、９の支持フレーム１０を支持する回転軸１１がそれぞれ取り付けられている。支持フレーム１０の上部には連結棒１２を介して底板部９が固定されている。支持フレーム１０の自由端部は定量タンク１の内側に位置しており、支持フレーム１０の自由端部にエアシリンダ１３のシリンダロッド１４に連結されたリンク１５が連結ピン１６により軸支されて連結されている。
【００４６】
定量タンク１の底部は上部が広く下部が狭い角錐形状に形成され、底部の開口部の縁部にフランジ１７が外側に向けて水平に突出している。このフランジ１７には、蓋部１８が水平方向に回動可能に接触しており、通常は蓋部１８が底部の開口部を塞いでいる。
【００４７】
定量タンク１の下部外側周壁部に突出固定されたブラケット１９には、図５に示す円筒部２０が下方に突出するように（図５では上下を反対に表示）、固定されており、円筒部２０の中心部に中心軸２１が固着されている。中心軸２１の下端部（図５において上端部）には、ストッパフランジ２２が取り付けられている。中心軸２１には、弾発付勢力を有するコイルスプリング２３と、円筒状の蓋部取付部２４と、リング状のレバー取付部２５とが装着されている。コイルスプリング２３は、円筒部２０の下端部と蓋部取付部２４との間に介在している。蓋部取付部２４の下端部にはレバー取付部２５と噛み合うリング状のフランジ部２６が形成されている。蓋部取付部２４とレバー取付部２５はコイルスプリング２３によりストッパフランジ２２に押し付けられている。レバー取付部２５と蓋部取付部２４とは、図６に示すカム機構３０を構成している。
【００４８】
このカム機構３０は、蓋部取付部２４側に形成された係合穴２６と傾斜面２７、及び、レバー取付部２５に形成された係合突起２８と傾斜突起部２９とによって構成されている。カム機構３０はレバー取付部２５と蓋部取付部２４の周方向の対称位置に一対形成されている。
【００４９】
レバー取付部２５は、図６の矢印Ａ方向に移動するとき、係合穴２６の壁面２６Ａに係合突起２８が当たって蓋部取付部２４を矢印Ａ方向に回動させる。これによって、蓋部取付部２４に取り付けられた蓋部１８が矢印Ａ方向に回動して、定量タンク１の底部の開口部が開かれる。
【００５０】
また、レバー取付部２５は、図６の矢印Ｂ方向に移動するとき、傾斜面２７と傾斜突起部２９とが当たって、蓋部１８が定量タンク１の底部の開口部を閉鎖する方向に回動する。そして、蓋部１８の閉塞位置を決めるためにフランジ１７に設けられた図示しないストッパに対して蓋部１８が当たると、傾斜突起部２９が傾斜面２７を乗り越え、レバー取付部２５の下面部２５Ａが蓋部取付部２４の上面部２４Ａに乗り上げる。これによって、コイルスプリング２３を圧縮して蓋部１８が定量タンク１の底部の開口部をきつく閉鎖する。なお、係合突起２８が突出する高さは、傾斜突起部２９が突出する高さより低く設定され、傾斜突起部２９が傾斜面２７を乗り越えてゆく途中で、係合突起２８が係合穴２６の開口部より高い位置に位置するようになっている。また、傾斜突起部２９が傾斜面２７に当たって、蓋部１８が定量タンク１の底部開口部を閉鎖する動作をするとき、係合突起２８は係合穴２６の縦壁面２６Ｂには当たらないで、係合突起２８の図６における左側への移動を許容する。
【００５１】
蓋部取付部２４と蓋部１８との間には蓋部１８を下から支えるブラケット３１が溶接固定されている。
【００５２】
レバー取付部２５には、蓋部１８を開閉するためのレバー３２が突出形成されており、このレバー３２の先端部には電動シリンダ３３のシリンダロッド（図示せず）が連結されている。電動シリンダ３３は連続焙煎装置のフレームに固定されている。
【００５３】
蓋部１８の下方には、円錐状の底部３４が一体に取り付けられており、円錐状底部３４が蓋部１８と一体になって定量タンク１の底部開口部を開けることにより、定量タンク１内の焙煎原料が落下可能になる。円錐形状部３４には、定量タンク１内の焙煎原料を浸漬していた水を排水するドレンパイプ３５が接続されており、ドレンパイプ３５の途中には定量タンク１内の水分の量を調整するバルブ３６が設けられている。ドレンパイプ３５は蓋部３４と一体に回動するため、ドレンパイプ３５の底部３４の反対側の端部はたとえばゴムやプラスチックチューブ等の弾性変形可能な可撓性のあるチューブにより、壁面等に固定されたパイプに接続されており、湾曲可能になっている。
【００５４】
焙煎機構３は、焙煎釜４０と、バーナ４１と、焙煎釜４０内に配置された電気ヒータ７１と、焙煎釜４０の蓋部４２を開閉する開平機構４３とにより概略構成されている。
【００５５】
焙煎釜４０及びバーナ４１を格納するケース４４は、箱体形状に形成されている。外装ケース４４の一対の側壁部４４Ａ、４４Ｂの外側にはそれぞれ、ブラケット４６、４７が取り付けられている。側壁部４４Ａに突出設置されたブラケット４６にはモータ４８、軸受け台座４９が搭載されており、軸受け台座４９に軸受け５０が固定されている。また、側壁部４４Ｂに突出設置されたブラケット４７には軸受け５１が固定されている。軸受け５０，５１には焙煎釜４０を貫通する回転軸５２が回転自在に装着されている。回転軸５２の軸受け５０側の端部にはスプロケット５３が固定され、スプロケット５３は電動モータ４８の出力軸のスプロケット５４とチェーン５５により連結されている。
【００５６】
回転軸５２の軸受け５０側の部位には、図７に示すように、開閉機構４３の主要構成をなす固定リング５６と、釜開閉リング５７と、釜開閉リンク６０，６１が設けられている。固定リング５６は回転軸５２に一体に固定されている。固定リング５６の周面には、図８にも示すように、電動シリンダ５８の一端部が連結され、電動シリンダ５８の他端部は釜開閉リング５７の連結突起５９に連結されている。釜開閉リング５７は回転軸５２に対して回転自在とされ、電動シリンダ５８と連結されていることにより、回転軸５２と同時回転可能となっているが、電動シリンダ５８の伸縮により、回転軸５２に対して相対的に回動する。
【００５７】
釜開閉リング５７は、回転軸５２に取り付けられた焙煎釜４０の蓋４２，４２を開閉するものである。釜開閉リング５７は、図７に示すように、釜開閉リンク６０，６１を介して蓋４２，４２に連結されている。釜開閉リンク６０，６１には蓋４２，４２を開閉する際に微調整を行うスプリング６２が設けられている。
【００５８】
焙煎釜４０は、回転軸５２を直角に横断する断面において楕円形状を有する筒体形状に形成されており、定量タンク１から焙煎原料を搬入する開口部６３を有する。この開口部６３の縁部に、ヒンジを介して蓋部４２，４２がそれぞれ軸支されている。蓋部４２，４２は、釜開閉リンク６０，６１により、開口部６３を閉鎖する方向に付勢されて、取り付けられている。
【００５９】
回転軸５２の焙煎釜４０内部に位置する部位には、半楕円形の筒体からなる放熱ケース７０、７０（耐熱性管体）が一対取り付けられている。放熱ケース７０の外側周面には遠赤外線放射物質（たとえば、アルミナ、セラミック）が層をなすように溶射により被覆されている。放熱ケース７０の内部には石英ヒータなどからなる電気ヒータ７１が設置されている。放熱ケース７０の中央部には回転軸５２に装着固定する円形の凹部７２が形成されており、一対の放熱ケース７０，７０は楕円形状に組み合わせられて回転軸５２に固定される。
【００６０】
回転軸５２のケース４４の外側であって軸受け５０，５１近傍の部位には、一対の電気ヒータ７１、７１に給電するためのスリップリング７３，７４が取り付けられている。スリップリング７３，７４は、接触子７５及び導線７５Ａを介して電気ヒータ制御回路７５に接続されている。また、回転軸５２内部にはスリップリング７３と電気ヒータ７１とスリップリング７４とを接続する導線７５Ｂ、７５Ｃが設けられている。
【００６１】
また、焙煎釜４０の内壁には焙煎釜４０の内壁の温度を計測する温度センサ７６が設けられており、焙煎釜４０の焙煎原料２が流動する領域には焙煎原料２の温度を計測する温度センサ７７が設けられ、更に、放熱ケース７０の周面には放熱ケース７０の温度を計測する温度センサ７８が設けられている。
【００６２】
回転軸５２の側壁部４４Ｂの外側であって軸受け５１側の部位には、スリップリング７９〜８１が取り付けられている。スリップリング７９〜８１は導線７９Ａ〜８１Ａを介して温度センサ７６〜７８に接続され、接触子８２〜８４及び導線８２Ａ〜８４Ａを介して温度測定回路８２に接続されている。
【００６３】
温度測定回路８２は判定回路８３に接続され、判定回路８３は電気ヒータ制御回路７５と燃焼器制御回路８４に接続されている。温度測定回路８２は、温度センサ７６〜７８に所定電圧の電流を供給し、温度センサ７６〜７８からの電流変化又は電圧降下により、温度センサ７６〜７８の検知している温度を判定回路８３に出力する。
【００６４】
判定回路８３は、焙煎原料２を所定の含水率及びα化度に到達させるために必要熱量を得るための目標温度が設定変更可能とされており、焙煎原料２の目標温度と、焙煎釜４０の外側の目標温度と、放熱ケース７０の目標温度が設定できるようになっている。
【００６５】
判定回路８３は、温度センサ７８から判定回路８２を介して得られる出力を電気ヒータ７１の目標温度と比較し、目標温度より高い場合に電気ヒータ７１への給電を停止するように電気ヒータ制御回路７５に出力する。電気ヒータ制御回路７５は判定回路８３からの制御信号により送電線８５からの給電を断続する。
【００６６】
また、判定回路８３は、温度センサ７７からの計測温度が温度測定回路８２を介して入力され、温度センサ７７による焙煎原料２の温度が、焙煎原料の加熱目標温度以下である時に、電気ヒータ７５への給電を行う。なお、温度センサ７７の焙煎原料２の温度が焙煎原料のための目標温度より低く、温度センサ７８の放熱ケース７０の温度が目標温度より高い場合には、焙煎原料２の温度を優先させて電気ヒータ７１への通電を行う。
【００６７】
更に、判定回路８３には、温度センサ７６から温度測定回路８２を介して焙煎釜４０の外周面の温度が入力される。焙煎釜４０の外側の温度が焙煎釜自身の目標温度より低い場合は、バーナ４１を燃焼させる。バーナ４１が点火していない場合には、イグナイタを作動させ、ガスを供給し、バーナ４１がすでに点火している場合には、ガスを供給することはいうまでもない。焙煎釜４０の温度が目標温度より高くなった場合には、バーナ４１へのガス供給を停止する。
【００６８】
ケース４４の下部には吸気口９０が形成され、ケース４４の上部には排気口９１が形成されている。ケース４４の上部であって定量タンク１の底部開口部の下の位置には、焙煎原料２を投入するための投入口９３が設けられている。投入口９３には蓋部９４が水平回転可能に設けられている。ケース４４の投入口９３の縁部には固定軸９５が突出して形成されており、この固定軸９５の周りに円筒部９６が回動可能に挿通されている。円筒部９６には蓋部９４と水平に突出するレバー９７とが一体に溶接固定されている。レバー９７には、電動シリンダ９８のシリンダロッドが連結されており、シリンダロッドの進退動作により蓋部９４が開閉する。
【００６９】
ケース４４の下方内側には、傾斜面部９９が一対形成されており、この傾斜面部９９，９９にバーナ４１が多数設けられている。バーナ４１は、ＬＰガスを燃焼させるものであるが、都市ガスでもよい。
【００７０】
図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）に示すように、水平な壁面１００にバーナ４１を垂直に立てた場合には、バーナ４１のガス吹き出しノズル１０１から噴出するガスが発火すると、ガス吹き出し穴１０２からのびる火炎１０３は垂直上方に延びる。
【００７１】
図１３（Ａ）（Ｂ）に示すように、互いに向き合うように傾斜する傾斜壁面９９、９９にバーナ４１，４１を直立させて設けると、両側のバーナ４１からの火炎１０３，１０３は外側に広がり易くなり、焙煎釜４０の下部全体に熱が伝わり易くなる。
【００７２】
さらに、図１４（Ａ）（Ｂ）のように、傾斜壁面９９に対してバーナ４１がやや外向きに倒れていると、図１２（Ａ）（Ｂ）よりも、両側からの火炎１０３、１０３同士が焙煎釜４０の中心部に向かって集まりやすくなり、燃焼効率を高めることができる。
【００７３】
図１５は、バーナ４１へのガスの供給経路を概略して示している。図１に示す左右の傾斜壁面９９，９９にはそれぞれガス管１０４、１０４が接続されている。左右のガス管１０４，１０４には、ガスの供給量を手動で調整するための手動調整弁１０５と、強火と弱火とを電気的に切り替える切替電磁弁１０６と、安全確保のための安全遮断弁１０７とが接続されている。安全遮断弁１０７にはＬＰガス管１１２が接続されている。切替電磁弁１０６は、図１１の燃焼制御回路８４により電気的に制御される。燃焼制御回路８４には、バーナ４１に着火するイグナイタ１０９と炉内温度センサ１１０と立ち消え温度センサ１１１とが、それぞれ接続されている。
【００７４】
炉内温度センサ１１０はケース４４内部に設けられるもので、ケース４４内部の温度が焙煎に不十分な低温領域にある場合と、ケース４４内部の温度が焙煎には適した適温領域にある場合を検知し、不十分な低温領域にあるときに切替電磁弁１０６をガス供給量大に切り替え、適温領域にあるときに切替電磁弁１０６をガス供給量小に切り替え、異常に高温になった時に、安全遮断弁１０７を遮断する。
【００７５】
立ち消えセンサ１１１は、バーナ４１の近傍に配置されるもので、バーナ４１にガスが供給されているにもかかわらず、バーナ４１の温度が上昇しない場合に、安全遮断弁１０７を遮断する。立ち消えセンサ１１１が作動した場合には、安全遮断弁１０７を遮断した状態で、オペレータがガス漏れのないことを確認した上で手動により、安全遮断弁１０７を開き、燃焼制御回路８４をリセットする。
【００７６】
ケース４４の内面下部には、焙煎釜４０が回転して開口部６３が真下を向いたときに、蓋部４２，４２に案内されて落下する焙煎済みの製品を受け止める搬送路１２０が設けられている。搬送路１２０は焙煎釜４０の長手方向に延びており、搬送路１２０の外側には、冷却のための冷風又は外気の送風設備が設けられている。
【００７７】
焙煎釜４０にて加熱されて排出された焙煎製品２の温度は通常１５０°Ｃ〜２００°Ｃである。この温度帯を数十分保持すると、製品のビタミン、タンパク質などの栄養成分は変質し始める。このため、出来るだけ早く搬送路１２０に搬出された製品温度を下げるために、バーナ４１から離し、バーナ４１からの伝導・対流・放射による熱を防止する。このため、搬送路１２０の側壁は極力長くとってある。また、冷風又は外気により搬送路１２０を冷却し、更に、搬送路１２０に設けたスクリュー１２１により素早く搬出することにより、製品の搬出時の温度を６０°Ｃ〜８０°Ｃに下げることが出来る。
【００７８】
スクリュー１２１はケース４４の下部外側に設けられた電動モータ１２２の出力軸に接続されており、焙煎製品を搬送路１２０に接続されたシュート１２４に搬送する。シュート１２４には図示しない別のスクリューが配備されており、シュート１２１内に搬送された焙煎製品を取り出すことができるようになっている。
【００７９】
次に、この連続焙煎装置の動作を説明する。
【００８０】
初期状態においては、定量タンク１は空になっており、電動シリンダ３３は蓋部１８により定量タンク１の底部開口部を閉じ、電動シリンダ１３は収縮状態となって、定量タンク１内の底板部９，９は水平状態とされている。焙煎釜４０は原料投入用の開口部６３を上に位置させて停止し、蓋部４２、４２は開口部６３を閉じ、また、蓋部９４は投入口９３を閉鎖している。焙煎釜４０内の電気ヒータ７１、及びバーナ４１は消えており、電動モータ１２２は停止している。
【００８１】
焙煎作業の開始には、供給管６から水及び焙煎穀物からなる焙煎原料を原料として、定量タンク１内に貯留されると、図示しない定量センサ（例えばロードセル）が原料の重量を検知してプログラムコントローラ１３０（制御手段並びにプログラム制御手段）に設定した目標重量と比較し、原料の重量が目標重量に到達したら、供給管６からの原料供給を停止する。プログラムコントローラ１３０は焙煎釜４０の近傍に配置される。このとき余分な水は排水管７から排水され、穀物のみが定量タンク１の網袋８内に貯留される。
【００８２】
原料を定量タンク１に供給したら、原料の穀物を浸漬し始めると同時に、プログラムコントローラ１３０に設定した燃焼器制御回路８４から点火を行う信号を出力し、バーナー４１を点火すると共に、同じくコントローラ１３０から電気ヒータ制御回路７５に加熱を始めるための信号を出力し、電気ヒータ７１を徐々に加熱させ、焙煎釜４０を温める。
【００８３】
これにより、焙煎釜４０が加熱され始めたら、プログラムコントローラ１３０から電動シリンダ５８にシリンダロッドを伸ばす信号を出力し、電動シリンダ５８のシリンダロッドを伸ばして蓋部４２，４２を開けると共に、プログラムコントローラ１３０から電動シリンダ９８に命令を出力してそのシリンダロッドを収縮させて蓋部９４を開け、原料の受け入れ準備をする。
【００８４】
プログラムコントローラ１３０は、電動シリンダ５８、９８の蓋部開放命令の出力後に時間の経過を確認し、原料が浸漬に要する所定時間（３０分）経過して焙煎機側の原料受け入れ準備が完了したら、バルブ３６を開き、定量タンク１内の水を排出し、排出が終わると、バルブ３６を元のように閉じる。次に、電動シリンダ３３を収縮させて蓋部３４を開いて定量タンク１の底部の開口部を開け、電動シリンダ１３のシリンダロッド１４を伸ばして底板部１０を開く。これによって、網袋８に入っていた原料は網袋８の底の開口部及び投入口９３及び開口部６３を通して焙煎釜４０内に投入される。
【００８５】
プログラムコントローラ１３０は、底板部１０を開いて所定時間経過したら、電動シリンダ１３のシリンダロッド１４を収縮させて底板部１０、１０を水平に保ち、網袋８の底を塞ぐと共に、電動シリンダ３３のシリンダロッドを伸ばして蓋部３４により定量タンク１の底部開口部を塞ぐ。
【００８６】
定量タンク１の底部開口部の閉鎖後、プログラムコントローラ１３０は、焙煎釜４０を回転させる電動モータ４８を回転させる。焙煎釜４０の回転数は、焙煎釜４０の近傍に配置した音センサ（図示省略）により計測する。音センサは、焙煎釜４０内部を移動する焙煎原料の発生音を検知するものであり、焙煎原料が曲率の高い長径側内壁から曲率の低い短径側内壁に移動するときに、周期的に発生する音を検知し、プログラムコントローラ１３０に出力する。
【００８７】
ここで、釜内部の穀物の挙動について説明する。釜内部の焙煎原料の穀物は、釜の回転数の差異により次のような挙動を起こし変化する。
すなわち、図１８（Ａ）に示すように、回転数が遅く、釜長径部の下部にある穀物は釜の回転にあわせて上部へ移動し、穀物が頂点に達したときに、穀物の上部表面に沿いながら下方向へ移動し攪拌される。すなわち、釜内部と穀物上表面との間で穀物は循環されて攪拌される。この場合、穀物は釜底部の接触時間が長くなり、一部の穀物が加温されやすく、焦げやすくなり、不均一な加熱になりやすい。音としては「ざーーーー」という音で、音センサには定値の連続出力となる。
【００８８】
また、釜の軸上に取り付け、軸への衝撃力、圧力を測定する振動センサにも音センサと同様に若干の波は生じるが、ほぼ定値の連続出力となる。
【００８９】
図１８（Ｂ）では、焙煎釜４０の回転数が適正であり、釜長径部の下部にある穀物は、釜４０の回転にあわせて上部に移動し、更にそこから斜め上方向に向けて穀物は投げ出され、放物線軌跡を描いて落下する。落下した穀物は回転してきた釜長径部に落ち込み、回転を続け、再び上部へ移動したときに投げ出される。このようにして、穀物は大きく循環し、攪拌される。この結果、穀物は焦げることなく、適正に加熱・焙煎される。音としては、「ザッ、ザッ、ザッ・・・」という音で音センサには定値の不連続出力となる。
【００９０】
また、振動センサには音センサと同様に大きな波が周期的に生じる不連続出力となる。
【００９１】
図１８（Ｃ）では、回転数が早く、釜長径部の下部にある穀物は、釜の回転にあわせて上部へ移動し、しかも穀物は早い回転数で、遠心力が大きくなるため、上部の穀物は落下しなくなり、常に釜長径部に密着して回転をし続けることとなる。音としては無音になる。また、振動センサには音センサと同様に無振動となり出力がなくなる。
【００９２】
このように、適正な回転数に制御する。なお、本装置に音センサが存在しない場合には、目安の回転数として、焙煎釜４０の電動モータ４８は、焙煎初期状態では、高速回転時の単位時間当たりの回転速度Ｎの約半分の回転速度１／２・Ｎで回転させ、焙煎中期には３／４・Ｎの回転速度で回転させ、焙煎後期には回転速度Ｎで回転させる。これにより、焙煎原料は焙煎釜４０内で適度に均一に焙煎される。
【００９３】
焙煎釜４０が回転しているときに、図１１の温度センサ７６，７７，７８は検知温度をプログラムコントローラ１３０に設定した温度測定回路８２に出力し、同じくプログラムコントローラ１３０に設けた判定回路８３及び燃焼器制御回路８４を介して、バーナー４１の電磁弁１０６の制御を行うと共に、電気ヒータ制御回路７５を介して電気ヒータ７１の制御を行う。即ち、焙煎する原料の量及び焙煎程度に応じて加熱エネルギーを計算・設定可能であるので、その目標温度及び時間と比較して、電気ヒータ７１への供給電力の制御並びにバーナー４１の燃焼エネルギーの増減を制御する。
【００９４】
なお、焙煎作業日において初めて連続焙煎装置を稼働する場合には、焙煎釜４０を加熱する時間が必要であるので、プログラムコントローラ１３０の炉内温度センサ１１０の検知温度により、稼働初期であるか連続焙煎状態かを判定し、稼働初期であれば、焙煎釜４０の予備加熱を行った後に、焙煎釜４０の蓋部４２を開けるようにする。また、連続焙煎状態のときは、焙煎釜４０内の焙煎原料に余分な熱が加わって不均一な焙煎が行われることを防止するために、電気ヒータ７１への給電を停止する。更に、焙煎釜４０の焙煎原料の焙煎仕上がり温度を温度センサ７６により検知する場合、連続回転時でもほぼ検知可能であるが、正確な検温のためには、電動モータ４８を一旦停止し、焙煎仕上がり温度に到達しなければ、再度電動モータ４８を回転する。
【００９５】
焙煎原料の温度センサ７６が焙煎目標温度に到達したら、焙煎釜４０の開口部６３を真下に向けるように、電動モータ４８を回転させ、真下検知スイッチにより焙煎釜４０の開口部６３が真下を向いたら、電動モータ４８を停止させると共に、電動モータ１２２を回転させると共に、冷風を排出溝１２０の中及び外壁並びにシュート１２４の内外に吹きかけると同時に、電気ヒータ７１及びバーナ４１を切る。
【００９６】
なお、電動モータ４８により開口部６３が真上に向けるか真下に向けるかの角度を決めるために、例えば、釜開閉リング５７の円周面などに、真上検知用の突起と真下検知用の突起とを突設し、台座４９に真上検知用及び真下検知用のマイクロスイッチをそれぞれ設けておく。
【００９７】
次に、電動シリンダ５８のシリンダロッドを伸ばして蓋部４２，４２を開き、焙煎原料を搬送路１２０内に搬出し、所定時間電動モータ１２２を回転して排出溝１２０内の焙煎原料をシュート１２４に搬送完了させると共に、電動シリンダ５８のシリンダロッドを収縮させて蓋部４２を閉じて、焙煎工程を完了させる。
【００９８】
なお、焙煎釜４０が焙煎処置を行っている最中に、定量タンク１内には所定量の原料を供給管６から再び搬入して貯留することで穀物を浸漬し、焙煎工程に入る準備をしている。ここで、焙煎工程及び排出工程が終わり、焙煎釜４０の開口部６３が真上を向いたら、前述のように、電動シリンダ９８のシリンダロッドを収縮させて蓋部９４を開け、電動シリンダ３３のシリンダロッドを収縮させて蓋部３４を開け、電動シリンダ１３のシリンダロッドを伸ばして底板部１０を開く。これにより、新たな焙煎原料が焙煎釜４０内に搬入される。以下、焙煎釜４０の蓋部４２，４２を閉じ、蓋部９４，３４，並びに底板部１０を閉じて、焙煎釜４０を再び回転し、バーナ４１を点火し、電気ヒータ７１に通電して次の焙煎作業を行う。
【００９９】
次に、定量タンク１内に蒸気配管を設置した場合のα化度を向上させる手順について説明する。
【０１００】
従来の焙煎処理方法では、水と穀物からなる原料を定量タンク１に投入後、浸漬水温度１０°Ｃ〜２０°Ｃで３０分浸漬し、焙煎処理に入る。
【０１０１】
しかし、定量タンク１内に蒸気配管１Ｃを設置した場合の焙煎方法では、水と穀物からなる原料を定量タンク１に投入した後に、蒸気配管１Ｃに蒸気を供給して浸漬水を３５°Ｃに加温し、原料を１５分間浸漬する。供給された蒸気は排気管１Ｄから排気される。
【０１０２】
次に、原料の浸漬後バルブ３６を開にして排水する。排水後は蒸気配管１Ｃに１６０°Ｃの蒸気を通し、穀物を１５分間蒸す。このときの穀物の仕上がり温度は９０°Ｃ〜１００°Ｃとする。穀物を蒸した後に焙煎処理に入る。
【０１０３】
従来方法での浸漬後の含水率は、２０パーセント程度で、一方改善したこの方法では蒸し工程後の含水率は２６パーセント程度になる。この原料を３０分間焙煎し、更に粉砕した後のα化度は、従来方法の場合、焙煎後のα化度は３０％〜４０％、粉砕後は５０％〜６０％である。定量タンク１内において蒸気を供給する改善方法の場合、焙煎後のα化度は５０％〜６０％、粉砕後のα化度は７０％〜８０％となり、焙煎穀物の粉砕後の粉を健康ドリンクの素材として適用でき、飲用しても消化性の良いものとすることができる。
［第２の実施の形態］
図１９、図２０は本発明の第２の実施の形態にかかる連続焙煎装置２００を示したものである。この連続焙煎装置２００は、焙煎原料（例えば、玄米粒、或いは大豆粒）を水に濡らさない状態で定量タンク２０１〜２０４に送ることにより、定量タンク２０１〜２０４までの搬送経路の洗浄・滅菌・防黴等の手間を少なくするとともに、定量タンク２０１〜２０４を焙煎釜２０５の真上位置から横に離間して配置することにより定量タンク２０１〜２０４内の浸漬された焙煎原料の蒸れ等を防止し、更に、焙煎終了後の焙煎製品を取り出して放熱冷却させるようにしたものである。
【０１０４】
即ち、乾燥した若しくは濡れていない焙煎原料を投入する原料供給タンク２０６の下部供給口２０７は、縦長矩形断面で定量タンク２０１〜２０４の配列方向に延びるコンベアハウジング２０８の受入口２０９に臨んで開口している。コンベアハウジング２０８の内部には長手方向に延びるチェーンコンベア２１０（第１の搬送手段）が配備されている。チェーンコンベア２１０には受入口２０９から取り入れられた焙煎原料を定量タンク２０１〜２０４の配列方向に移送するための搬送板２１１が多数形成されている。チェーンコンベア２１０はコンベアハウジング２０７の両端部に設けられたスプロケット２１２、２１３により駆動され、片方のスプロケット２１２はモーター２１４により回転する。
【０１０５】
コンベアハウジング２０８の下部であって定量タンク２０１〜２０４の上方には、焙煎原料の投入口２１５がそれぞれ開口しており、各投入口２１５の下部には定量タンク２０１〜２０４への焙煎原料の投入をコントロールする蓋板２１６が設けられている。蓋板２１６は、定量タンク２０１〜２０４に所定量の焙煎原料が供給されるまで投入口２１５を開き、それ以外は閉じているように、図示しないエアシリンダにより開閉制御される。
【０１０６】
定量タンク２０１〜２０４の下部にも同様に蓋板２１７が設けられている。蓋板２１７は、通常定量タンク２０１〜２０４に焙煎原料並びに水を投入するとき並びに所定時間浸漬するときに、下部開口部を閉鎖しており、所定時間浸漬が行われた後に、開いて浸漬した焙煎原料をスクリューコンベア２１８（第３の搬送手段）内に導入する。
【０１０７】
定量タンク２０１〜２０４の下部には、図２１に示すように、焙煎原料２１９と水とを分離するメッシュ状の筒体２２０が設けられており、メッシュ状筒体２２０の周りに排出される水を排水口２２１に導く円筒部２２２が形成されている。円筒部２２２の下部には蓋板２１７が開閉可能に設けられている。
【０１０８】
定量タンク２０１〜２０４は、浸漬するための水を供給する図示しない給水用ノズル、洗浄用シャワー、攪拌のための給水ノズル、及びオーバーフロー排水口並びに給水用レベルセンサを備えている。浸漬用給水用ノズルは定量タンク２０１〜２０４の上部に設けられている。洗浄用シャワーは定量タンク２０１〜２０４の上部内壁面に設けられ、攪拌用給水ノズルは内壁下部から斜め上方に向かって延びており、定量タンク２０１〜２０４の上部に向かって投入された焙煎原料を渦流により攪拌して洗浄するようになっている。オーバーフロー排水口は所定水位以上の水を定量タンク２０１〜２０４に隣接する排水配管（図示省略）に排水する。
【０１０９】
定量タンク２０１〜２０４は、スクリューコンベア２１８によって焙煎釜２０５の真上の位置から横にずれた位置に配置されている。スクリューコンベア２１８の焙煎釜２０５に臨む開口部は図示しない蓋部により開閉される。
【０１１０】
焙煎釜２０５及び焙煎釜２０５の蓋の開閉機構並びに焙煎釜２０５を回転させる駆動機構の構成は、第１の実施の形態にて説明した焙煎釜４０及び蓋４２の開閉機構及び駆動機構の構成と同様であるので、その説明を援用する。
【０１１１】
焙煎釜２０５の上部には、バーナ２２３の熱及び焙煎釜２０５の熱が上方に移動することを規制して、定量タンク２０１〜２０４内部の焙煎原料に熱が加わることを防止するためのフード２２８が設けられている。
【０１１２】
焙煎釜２０５の下部には、棒状に延びるガス噴出口を有するラインバーナ２２３（図２０参照）が配備されている。ラインバーナ２２３の下部には焙煎済みの製品を搬送するコンベア２２４（第２の搬送手段）が配置されている。コンベア２２４は焙煎済み製品を支持可能な隙間を有するメッシュ状搬送板を多数連結したものからなり、吸引ファン２２５により焙煎済み製品から熱を奪うことが出来るようになっている。２２６は吸引ファン２２５に空気を導く案内板である。
【０１１３】
コンベア２２４の焙煎製品搬送先には、焙煎済み製品を収納するホッパー２２７が配置されており、コンベア２２４が運んできた焙煎済み製品がホッパー２２７内に蓄積されるようになっている。
【０１１４】
第２の実施の形態にかかる連続焙煎装置の動作は、第１の実施の形態にかかる連続焙煎装置と略同様であり、原料供給タンク２０６からチェーンコンベア２１０に供給された乾燥焙煎原料はチェーンコンベア２１０により搬送されて、定量タンク２０１〜２０４内に投入され、所定量焙煎原料が投入されたら蓋板２１６が閉鎖される。定量タンク２０１〜２０４内部では焙煎原料投入後に水が供給され、焙煎原料の洗浄及び浸漬がなされる。所定時間の浸漬が完了したら、蓋板２１７及び排水口２２１を閉鎖するバルブが開いて定量タンク２０１〜２０４の水が排水される。排水後は、蓋板２１７が開いて定量タンク２０１〜２０４の焙煎原料がスクリューコンベア２１８内に移送され、スクリューコンベア２１８により焙煎釜２０５に移送される。その際には、焙煎釜２０５の蓋板４２が開閉されることは言うまでもない。焙煎釜２０５の回転及びバーナー２２３の発火は第１の実施の形態と略同様であるので、その説明を援用する。所定時間の焙煎の完了後には、焙煎釜２０５の排出口が下向きになり、蓋板４２，４２が開いてコンベア２２４上に排出される。コンベア２２４は焙煎製品をホッパー２２７側に移動させるように回転するが、そのときに、吸引ファン２２５が回転してコンベア２２４上の焙煎製品を放熱させ、焙煎が過度に進行しないようになっている。
【０１１５】
この場合、メッシュ状のコンベア上に焙煎製品を搭載し、コンベアの下部から吸引する。吸引される空気は搭載された製品間を均一に流れるので、製品温度は内部の製品まで均一に冷却することが出来る。
【０１１６】
その他の動作は第１の実施の形態にかかる連続焙煎装置と同様であるので、その説明を援用する。
【０１１７】
【発明の効果】
本発明の請求項１〜請求項８の連続焙煎装置によれば、焙煎原料の浸漬、焙煎釜内への搬入、焙煎釜からの製品取り出しの各工程を自動化して作業環境を向上すると共に、一連の工程を短時間に行って、焙煎処理以外の作業工程における焙煎釜の熱の影響を少なくすることにより、均一の焙煎を行うとともに、焙煎原料の種類や状態に応じた焙煎処理を制御できるようにすることができる。
【０１１８】
特に、本発明の請求項１の連続焙煎装置によれば、第１の搬送手段から定量タンクに搬送される焙煎原料を所定量確保する工程と、定量タンクでの焙煎原料を水に浸漬する工程と、焙煎釜に搬入した後の焙煎工程と、焙煎後の搬送工程とを自動的に行うことができ、温度等の厳しい作業環境における運搬・焙煎チェック・制御等の労働を軽減でき、長時間の焙煎処理を連続して行うことが出来る。
【０１１９】
請求項１の連続焙煎装置において、前記焙煎釜が非円形断面の筒体形状（例えば、６角形、楕円等）を有すると、焙煎原料の攪拌が行われやすく均一な焙煎が行われやすい。また、焙煎釜を適正な回転速度で回転させることにより、焙煎釜内部の穀物を大きく攪拌することが出来る。即ち、角速度を遅くすると、穀物が焙煎釜内壁に沿って滑るように移動し、角速度を過度に速めると、遠心力によって穀物が楕円断面の長径部分に位置したまま回転してしまうが、適正な角速度で焙煎釜を回転させると、長径部分に貯まった焙煎原料は上部に位置したときに、落下することを繰り返す。このため、焙煎釜内部の焙煎原料は常時攪拌されることとなり、焙煎処理が均一に行われることとなる。
【０１２０】
また、第１の搬送手段により焙煎原料を定量タンクに連続して供給することが可能となる。定量タンクに水流により焙煎原料を搬送する場合には、洗浄と浸漬とが行われやすく、焙煎前の工程の時間の短縮化が可能である。定量タンクに水に濡れていない焙煎原料を供給し、定量タンクに焙煎原料を洗浄する手段を設ける場合には、定量タンク内に焙煎原料を送るコンベアの洗浄や防菌・防かび等の処理が顕著に少なくなり、メンテナンスが容易である。
【０１２１】
定量タンク内の水に浸漬された焙煎原料に予め加温する場合には、含水率が高まり、焙煎処理においてα化度を向上させた焙煎を行うことが可能である。定量タンクに蒸気管及び排気管を設けて、定量タンクに供給された焙煎原料の加熱・浸漬を行っても良い。
【０１２２】
また、焙煎釜が楕円断面を有するように構成すると、焙煎釜を適正な回転速度で回転させることにより、焙煎釜内部の穀物を大きく攪拌することが出来る。即ち、角速度を遅くすると、穀物が焙煎釜内壁に沿って滑るように移動し、角速度を過度に速めると、遠心力によって穀物が楕円断面の長径部分に位置したまま回転してしまうが、適正な角速度で焙煎釜を回転させると、長径部分に貯まった焙煎原料は上部に位置したときに、落下することを繰り返す。このため、焙煎釜内部の焙煎原料は常時攪拌されることとなり、焙煎処理が均一に行われることとなる。
【０１２３】
請求項２の連続焙煎装置によれば、回転体を回転軸に対して相対回動可能に設けることにより、炉内部の高温から避けた操作や焙煎釜外部から大きな駆動力を得ることができ、焙煎釜回転時に蓋部が内部の焙煎原料を支える力を確保できる。
【０１２４】
請求項３の連続焙煎装置によれば、焙煎釜内部に電気ヒータを配備することにより、内部から焙煎原料を加熱でき、短時間に焙煎原料の均一な焙煎を行うことができる。請求項３の通電手段は、回転軸内に配電線を設け、回転軸の焙煎釜外側の端部にリング状のスリップリングと接触子を設けることにより、構成可能である。
【０１２５】
また、請求項３の連続焙煎装置によれば、焙煎釜内部に電気ヒータを配備し、この電気ヒータに通電する通電手段を設けたことにより、電気ヒータによって焙煎釜の内側から加熱が出来るので、熱効率が高く、しかも、安全性・信頼性・制御性の良い焙煎を行うことが出来る。
【０１２６】
電気ヒータとして、赤外線ヒータ、或いは、遠赤外線ヒータを使用すると、対流伝熱から放射伝熱に変わる。遠赤外線エネルギーは被加熱体の内部に浸透しやすく、穀物内部から加熱がはかれるため、熱伝達が早まり、短時間で加熱・焙煎が可能となると共に、発熱体温度を下げて使用できるので、穀物の栄養成分の損壊を更に低減できる。
【０１２７】
また、電気ヒータの外側を耐熱性管体で覆うことにより、焙煎原料に遠赤外線が照射され易く、内部まで熱が浸透しやすいので、原料の表面と内部とが均一に加熱されやすく、質の高い焙煎を行うことができる。
【０１２８】
なお、耐熱性管体の焙煎原料に接触する表面を遠赤外線物質（例えば、琺瑯、セラミック等）で覆うと、遠赤外線が放射されやすくなり、更に均一な加熱を行うことが可能となる。
【０１２９】
また、例えば、バーナーにより焙煎釜の外側から加熱するのみならず、電気ヒータによる内部加熱を行う場合、加熱源が外部と内部の両面から加熱するので、短時間、均一に加熱焙煎できると共に、二カ所から加熱するので、加熱量を分割でき、穀物加熱時の加熱温度を下げることが出来る。その結果、穀物の栄養成分の損壊を低減できる。このときに、バーナーによる加熱の時には通常の外部加熱となる。電気ヒータによる加熱のみの時には内部加熱となる。
【０１３０】
更に、焙煎釜内部で焙煎原料が絶えず上から下に落下するので、内部の電気ヒータに穀物が衝突し、電気ヒータに傷を与える虞がある。しかも、定量タンクで水に浸漬された穀物原料は加熱による水分蒸散により、電気ヒータの絶縁が低下することがあり得る。しかし、電気ヒータを耐熱性管体により覆うことによって、このような問題を解消できる。
【０１３１】
また、電気ヒータによって焙煎釜の内側から加熱が出来るので、内部加熱が出来るので、ガス加熱よりも熱効率が高く、しかも、安全性・信頼性・制御性の良い焙煎を行うことが出来、長時間に亘って弱火焙煎を行って穀物を黒焼き状態にする長時間弱火焙煎が可能となる。また、バーナーにより焙煎釜の外側から加熱するのみならず、電気ヒータによる内部加熱を行うことにより、加熱源が外部と内部の両面から加熱できるので、短時間、均一に加熱焙煎できると共に、二カ所から加熱するので、加熱量を分割でき、穀物加熱時の加熱温度を下げることが出来る。その結果、穀物の栄養成分の損壊を低減できる。
【０１３２】
電気ヒータとして、赤外線ヒータ、更には、遠赤外線ヒータを使用すると、対流伝熱から放射伝熱に変わる。遠赤外線エネルギーは被加熱体の内部に浸透しやすく、穀物内部から加熱がはかれるため、熱伝達が早まり、短時間で加熱・焙煎が可能となると共に、発熱体温度を下げて使用できるので、穀物の栄養成分の損壊を更に低減できる。
【０１３３】
また、例えば、バーナーにより焙煎釜の外側から加熱するのみならず、電気ヒータによる内部加熱を行う場合、加熱源が外部と内部の両面から加熱するので、短時間、均一に加熱焙煎できると共に、二カ所から加熱するので、加熱量を分割でき、穀物加熱時の加熱温度を下げることが出来る。その結果、穀物の栄養成分の損壊を低減できる。このときに、バーナーによる加熱の時には通常の外部加熱となる。
【０１３４】
請求項４の連続焙煎装置によれば、焙煎釜内の焙煎原料が流動する領域に焙煎原料の温度を検知する検知手段が設けられているので、適正な焙煎の制御行うことができると共に、回転軸に通電手段が設けられているので、焙煎釜の回転に係わらず検知手段に給電することができる。焙煎原料表面でなく焙煎原料の内部の温度を電気的に検知することが出来、正確な焙煎処理制御を行うことが出来る。
【０１３５】
請求項５の連続焙煎装置によれば、焙煎原料の違い並びに焙煎の程度の違いに応じて焙煎釜の回転数を制御することができる。また、焙煎釜内部の焙煎原料の回転と、焙煎釜の回転との同期がとれるので、焙煎処理工程の初期・中期・後期における含水率の変化にあわせて焙煎を行うことが出来、製品の均一性が向上する。
【０１３６】
請求項６の連続焙煎装置によれば、プログラム制御により焙煎を行うので、連続焙煎において自動化が容易である。また、製品仕上がりの含水率は焙煎原料の温度により判明しているので、焙煎の程度をプログラム制御で行う際に焙煎原料の温度や回転数等を設定することにより、焙煎初期や焙煎後期における仕上がりの不均一が解消される。
【０１３７】
請求項７の連続焙煎装置によれば、焙煎釜から上昇する熱気が定量タンクに直接あたりにくくなり、定量タンクでの予期しない加熱を避けることにより、適正な原料の浸漬工程を行うことができ、定量タンク内において焙煎原料の成分が流出しにくい。
【０１３８】
請求項８の連続焙煎装置によれば、コンベアにより焙煎後の焙煎製品が移動しながら搬送されるとともに、冷却手段により冷却するので、焙煎製品が一カ所に山積みにならず、焙煎製品において焙煎が更に進行することが防止される。
【０１３９】
請求項８の連続焙煎装置によれば、焙煎釜が焙煎製品を排出する時にコンベアを移動するように、コンベアを無端ベルト（例えばメッシュ状のベルト、或いは、穴開きプレートの連結体）と吸引ファン等により構成すると、焙煎釜にて焙煎した製品に送風することにより焙煎製品が均一に冷やされるために、焙煎終了後にも更に焙煎が進行することを防止できる。
【０１４０】
請求項９の焙煎釜によれば、回転体を回転軸に対して相対回動可能に設けることにより、炉内部の高温から避けた操作や焙煎釜外部から大きな駆動力を得ることができ、焙煎釜回転時に蓋部が内部の焙煎原料を支える力を確保できる。
【０１４１】
請求項１０の焙煎釜によれば、焙煎釜内部に電気ヒータを配備することにより、内部から焙煎原料を加熱でき、短時間に焙煎原料の均一な焙煎を行うことができる。
【０１４２】
請求項１１の焙煎釜によれば、焙煎釜内の焙煎原料が流動する領域に焙煎原料の温度を検知する検知手段が設けられているので、適正な焙煎の制御行うことができると共に、回転軸に通電手段が設けられているので、焙煎釜の回転に係わらず検知手段に給電することができる。
【０１４３】
請求項１２の焙煎釜によれば、焙煎原料の違い並びに焙煎の程度の違いに応じて焙煎釜の回転数を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる連続焙煎装置の側面側の概略図
【図２】図１の連続焙煎装置の正面側の概略図
【図３】図１の定量タンクの概略図
【図４】図３の定量タンクの平面的な概略図
【図５】定量タンクの底部開口部の蓋部を開閉する機構の概略斜視図
【図６】図５のカム形状を示す図
【図７】焙煎釜の蓋部を開閉する電動シリンダの取り付け状態を示す模式図
【図８】図７の電動シリンダと焙煎釜の取り付け状態を示す模式図
【図９】図１の電気ヒータの模式的斜視図
【図１０】図９の電気ヒータの模式的側面図
【図１１】図１の焙煎釜の温度センサ及び制御システムの概略図
【図１２】（Ａ）（Ｂ）はガスバーナのノズルの向きにより火炎の方向を示す概念図
【図１３】（Ａ）（Ｂ）はガスバーナのノズルの向きにより火炎の方向を示す概念図
【図１４】（Ａ）（Ｂ）はガスバーナのノズルの向きにより火炎の方向を示す概念図
【図１５】バーナへのガス供給経路及び制御回路のブロック図
【図１６】この実施の形態の連続焙煎装置を制御するプログラムコントローラへの接続状態を示すブロック図
【図１７】焙煎釜の低速回転モード、中速回転モード、高速回転モードを示すグラフ
【図１８】（Ａ）は焙煎釜の低速回転時の穀物の動き、（Ｂ）は適正な回転時の穀物の動き、（Ｃ）は遠心力により穀物が底部に貯留してしまう高速回転時の穀物の動きを示す説明図
【図１９】本発明の第２の実施の形態にかかる連続焙煎装置の主要構成を示す図
【図２０】図１９にかかる連続焙煎装置を焙煎釜の回転軸方向から見た主要構成を示す図
【図２１】図１９の定量タンクの底部の排水構造を示す図
【符号の説明】
１  定量タンク
６  原料の供給管
８  網袋
１０  水平板
１３  電動シリンダ
３３  電動シリンダ
３４  蓋部
４０  焙煎釜
４１  バーナ
４２  蓋部
５７  釜開閉リング
５８  電動シリンダ
７１  電気ヒータ
７６、７７、７８  温度センサ
１２０  搬送路
１２１  スクリュー
【図１】
0003676159.tif 000002
【図２】
0003676159.tif 000003
【図３】
0003676159.tif 000004
【図４】
0003676159.tif 000005
【図５】
0003676159.tif 000006
【図６】
0003676159.tif 000007
【図７】
0003676159.tif 000008
【図８】
0003676159.tif 000009
【図９】
0003676159.tif 000010
【図１０】
0003676159.tif 000011
【図１１】
0003676159.tif 000012
【図１２】
0003676159.tif 000013
【図１３】
0003676159.tif 000014
【図１４】
0003676159.tif 000015
【図１５】
0003676159.tif 000016
【図１６】
0003676159.tif 000017
【図１７】
0003676159.tif 000018
【図１８】
0003676159.tif 000019
【図１９】
0003676159.tif 000020
【図２０】
0003676159.tif 000021
【図２１】
0003676159.tif 000022