(57)【要約】【課題】米飯の黄変化や食味の際の物性低下を抑制し、保温してもおいしい米飯を得る米飯保温器を提供することを目的とする。【解決手段】米飯を収容する内釜１と、開閉可能な蓋８と、加熱手段５と、温度検出手段４と、大気中に含まれる酸素を除去し窒素富化なガスを供給する窒素供給手段２２と、窒素富化なガスを内釜１へ運搬するガス輸送手段２３と、米飯を所定温度に加熱し、窒素供給量を制御する制御手段６とを備え、窒素富化な空気を内釜１内に送り込むことにより、内釜１内に発生した不快な保温臭気を飛散させ、米飯の黄変化や食味の際の物性低下を抑制することができ、保温してもおいしい米飯を提供することができる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
米飯を収容する内釜と、前記内釜の上方に開閉可能に設けた蓋と、前記内釜の米飯を加熱する加熱手段と、前記内釜の温度を検出する温度検出手段と、大気中に含まれる酸素を除去し窒素富化なガスを発生する窒素供給手段と、前記窒素富化なガスを内釜へ運搬するガス輸送手段と、前記温度検出手段の検出値をもとに、前記加熱手段により前記米飯を所定温度に加熱するとともに前記窒素供給手段および前記ガス輸送手段による窒素供給量を制御する制御手段とを備えてなる米飯保温器。
【請求項２】
内釜内のガスが窒素供給手段へ逆流することを防止する逆止弁を備えた請求項１に記載の米飯保温器。
【請求項３】
制御手段は、炊飯終了後、窒素供給手段およびガス輸送手段の能力を大とし、一定時間後、前記窒素供給手段および前記ガス輸送手段の能力を小とする請求項１に記載の米飯保温器。
【請求項４】
窒素供給手段と内釜の間にバルブを備え、炊飯中、前記バルブで前記窒素供給手段と前記内釜を隔離する請求項１に記載の米飯保温器。
【請求項５】
蓋の開閉を検知する開閉検知手段を備え、制御手段は、米飯を所定温度とした状態において前記開閉検知手段で前記蓋が開から閉となったことを検知したとき、窒素供給手段およびガス輸送手段の能力を大とし、一定時間後に前記窒素供給手段および前記ガス輸送手段の能力を小とする請求項１に記載の米飯保温器。
【請求項６】
窒素供給手段は、酸素イオン導電性を有する固体電解質と、前記固体電解質の互いに異なる表面に形成された一対の電極と、前記一対の電極間に接続された電圧供給装置と、前記固体電解質を加熱するヒータと、前記ヒータに電圧を供給するヒータ電源と、前記固体電解質および前記ヒータの周囲に設けられた断熱材とを備え、外部空気中に含まれる酸素を除去して外部に排出し、残りの窒素富化なガスを内釜に供給する請求項１に記載の米飯保温器。
【請求項７】
一対の電極の形成された互いに異なる空間を気密よく分離するシール材を備えた請求項６に記載の米飯保温器。
【請求項８】
断熱材は、多孔性であり通気性を有する請求項６に記載の米飯保温器。
【請求項９】
ヒータは断熱材に埋設した請求項６に記載の米飯保温器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、米飯の黄変化、保温臭の発生、食味物性の低下を防止するとともに細菌による米飯の腐敗をなくした米飯保温器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、誘導加熱方式のジャー炊飯器における米飯の保温においては、保温中の米飯の温度を内釜の底に接する温度検出器で検出し、この検出値をもとに、制御部があらかじめ設定された保温設定温度、例えば７２℃となるように加熱コイルに電力を供給し、内釜のステンレスとアルミニウムからなるクラッド材のステンレス層を電磁誘導により加熱する。また、内釜側部の保温ヒータや蓋に装備した蓋ヒータ１０の入力を制御部が電子制御することにより、米飯の量に応じた加熱熱量を与え、保温設定温度の７２℃に米飯温度を保つようにしている。
【０００３】
一般に、米飯は保温温度が高くなると、米飯中の脂質、タンパク質および炭水化物が空気中の酸素と酸化反応を起こしたり、あるいはこれらの物質の分解あるいは重合反応を起こしたりするので、米飯の黄変化、保温臭の発生、食味物性の低下が起こる。一方、保温温度が低くなると、細菌による米飯の腐敗が起こる。これらの問題点を解決するために、これまでに様々な技術が開発されている。
【０００４】
上記問題の解決方法の一つとして、図５に示すような米飯保温器が知られている。この米飯保温器は、所定量の米と水を入れて加熱調理を行う内釜３０が本体３１内に装備され、加熱手段３２により加熱される。また、内釜３０の底には温度検出手段３３が接して設けられている。そして、内釜３０の蓋３４には、内釜３０内の空気を減圧する減圧装置３５と、減圧装置３５の前段に空気中の酸素のみを通過させる気体分離膜３６を備えている。
【０００５】
この構成において、米飯の保温は、内釜３０内の空気を外部に排出して内釜３０内の酸素の絶対量を減少させるか、あるいは酸素のみを通過させる気体分離膜３５を用いて減圧し、内釜３０内の酸素のみを排出させ酸素濃度を低下させながら酸素の絶対量を減少させるものであり、保温中の米飯の黄変化や保温臭の発生を防止していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の構成では、内釜３０内の空気を減圧装置３５で排出させる構成であり、内釜３０内の高度な密閉性が要求されるため構成が複雑となり、また、長時間高度な密閉性を維持することは極めて困難であり、一種の圧力容器となっているので、一般家庭用として構成することが難しいという課題を有していた。
【０００７】
また、数時間保温すると密閉性が損なわれ、空気が流入して内釜３０内の酸素濃度が上昇し、保温による米飯の劣化が発生するという課題を有していた。また、炊飯後の内釜３０内には多量の水分が存在し、内釜３０内は飽和水蒸気になっており、この空気を排出する際に、多量の水が減圧装置３５や気体分離膜３６に結露し、気体分離膜３６等の能力が低下するという問題と、気体分離膜３６等に結露した水分が内釜３０内に逆流する問題と、配管や気体分離膜３６等に溜まった水が腐敗するという問題があった。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、米飯の黄変化、保温臭の発生、食味物性の低下を防止するとともに細菌による米飯の腐敗をなくし、保温してもおいしい米飯を得ることができる米飯保温器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の米飯保温器は、米飯の保温時に、米飯を収容する内釜へ、窒素富化な空気を送り込むようにしたものである。
【００１０】
これにより、内釜内に発生した不快な保温臭気を飛散させ、米飯の黄変化、保温臭の発生、食味物性の低下を防止するとともに細菌による米飯の腐敗をなくし、保温してもおいしい米飯を得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、米飯を収容する内釜と、前記内釜の上方に開閉可能に設けた蓋と、前記内釜の米飯を加熱する加熱手段と、前記内釜の温度を検出する温度検出手段と、大気中に含まれる酸素を除去し窒素富化なガスを発生する窒素供給手段と、前記窒素富化なガスを内釜へ運搬するガス輸送手段と、前記温度検出手段の検出値をもとに、前記加熱手段により前記米飯を所定温度に加熱するとともに前記窒素供給手段および前記ガス輸送手段による窒素供給量を制御する制御手段とを備えてなる米飯保温器とすることにより、内釜内に発生した不快な保温臭気を飛散させ、米飯の黄変化、保温臭の発生、食味物性の低下を防止するとともに細菌による米飯の腐敗をなくし、保温してもおいしい米飯を得ることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、内釜内のガスが窒素供給手段へ逆流することを防止する逆止弁を備えた請求項１に記載の米飯保温器とすることにより、炊飯により発生する水蒸気が窒素供給手段やガス輸送手段等に結露しないので、長期間、窒素供給能力を維持することができ、配管や窒素供給手段等に結露した水が溜まらないので、腐敗等が起こりにくく、米飯保温器を長期間清潔に維持することができる。また、酸素濃度の高いガスの逆流を防ぐので、内釜内の酸素濃度を効率よく常時低く保つことができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、制御手段は、炊飯終了後、窒素供給手段およびガス輸送手段の能力を大とし、一定時間後、前記窒素供給手段および前記ガス輸送手段の能力を小とする請求項１に記載の米飯保温器とすることにより、炊飯後に窒素富化なガスの供給量を多くし、内釜内の酸素濃度を速やかに低下させ、その後は窒素富化なガスの供給量を小さくすることにより、内釜内の酸素濃度を低く保つことができ、連続したガスの供給による米飯の乾燥を防ぎ、かつ米飯の保温臭気や黄変化を防ぎ、食味の低下を防止することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、窒素供給手段と内釜の間にバルブを備え、炊飯中、前記バルブで前記窒素供給手段と前記内釜を隔離する請求項１に記載の米飯保温器とすることにより、炊飯により発生する水蒸気やおねば等が窒素供給手段等に付着しないので、長期間窒素供給能力を維持することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、蓋の開閉を検知する開閉検知手段を備え、制御手段は、米飯を所定温度とした状態において前記開閉検知手段で前記蓋が開から閉となったことを検知したとき、窒素供給手段およびガス輸送手段の能力を大とし、一定時間後に前記窒素供給手段および前記ガス輸送手段の能力を小とする請求項１に記載の米飯保温器とすることにより、蓋の開閉により内釜内の酸素濃度が増加したとき、窒素富化なガスの供給量を多くし、内釜内の酸素濃度を速やかに低下させ、その後は窒素富化なガスの供給量を小さくすることにより、内釜内の酸素濃度を低く保つことができ、保温中の米飯の保温臭気や黄変化を防ぎ、食味の低下を防止することができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、窒素供給手段は、酸素イオン導電性を有する固体電解質と、前記固体電解質の互いに異なる表面に形成された一対の電極と、前記一対の電極間に接続された電圧供給装置と、前記固体電解質を加熱するヒータと、前記ヒータに電圧を供給するヒータ電源と、前記固体電解質および前記ヒータの周囲に設けられた断熱材とを備え、外部空気中に含まれる酸素を除去して外部に排出し、残りの窒素富化なガスを内釜に供給する請求項１に記載の米飯保温器とすることにより、固体電解質の酸素ポンピング作用により外部空気中に含まれる酸素のみを効率よく除去し、米飯中の脂質、タンパク質および炭水化物が空気中の酸素と酸化反応したり、これらの物質が分解あるいは重合反応したりすることが抑制され、米飯の黄変化、保温臭の発生を低減することができる。
【００１７】
また、固体電解質の酸素ポンピング作用により外部空気中に含まれる酸素のみを効率よく除去し、窒素富化なガスを供給し、内釜内の酸素濃度を減少させるので、細菌の活性を抑えることができ、米飯の腐敗を遅延させることができる。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、一対の電極の形成された互いに異なる空間を気密よく分離するシール材を備えた請求項６に記載の米飯保温器とすることにより、一方の電極（カソード）で分離した窒素富化の空気と、もう一方の電極（アノード）から放出される酸素を混合することなく分離するので、効率よく窒素富化なガスを供給することができる。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、断熱材は、多孔性であり通気性を有する請求項６に記載の米飯保温器とすることにより、ガスは十分に流出入し、外部と一対の電極の間で酸素の授受が滞ることなく行われ、効率よく窒素富化なガスを供給することができる。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、ヒータは断熱材に埋設した請求項６に記載の米飯保温器とすることにより、窒素供給手段を小型化することができる。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１はジャー炊飯器を示すものであり、１は本体２内に装備した内釜であり、所定量の米と水３を入れて加熱調理を行う。内釜１の底には内釜１の温度を検出する温度検出手段４が内釜１に接するように設けられており、内釜１を加熱する電磁誘導の加熱コイルからなる加熱手段５が設けられている。６は制御手段であり、加熱手段５に電力を供給する高周波電源も備えている。また、内釜１の側面上部に保温ヒータとなる加熱手段７があり、蓋８の下部の放熱板９には蓋ヒータである加熱手段１０および内釜１の温度を検出する蓋温度検出手段１１が設けられている。
【００２３】
さらに、蓋８には大気中に含まれる酸素を除去し窒素富化なガスを供給する窒素供給手段１５と、ガスを運搬するポンプやファン等から成るガス輸送手段１６が設けられており、外部空気は、ガス輸送手段１６の駆動により、開口を介して窒素供給手段１５へと導かれ、窒素供給手段１５で窒素と酸素に分離され、酸素は窒素供給手段１５を介して再び開口より外部へ放出される。
【００２４】
一方、分離された窒素は、再び大気と混合され窒素富化なガスとなり、ガス輸送手段１６の吸引作用により内釜１内へと導かれる。これにより、内釜１内は窒素富化なガスに置換され、内釜１内に存在していた高濃度の酸素を含むガスは、ガス輸送手段１６により大気へと排出される。内釜１内のガスを大気へと排出する開口は、炊飯時には蒸気抜きとしても働く。
【００２５】
また、内釜１から窒素供給手段１５へ高濃度の酸素を含むガスが逆流しないように逆止弁１７が設けられ、さらに窒素供給手段１５と内釜１の間にはバルブ１８が設けられており、窒素供給手段１５と内釜１を隔離できる構成となっている。したがって、炊飯により発生する水蒸気やおねばが窒素供給手段１５やガス輸送手段１６等に付着しないので、長期間窒素供給能力を維持することができ、配管や窒素供給手段１５等に結露した水が溜まらないので、腐敗等が起こりにくく、米飯保温器を長期間清潔に維持することができる。また、酸素濃度の高いガスの逆流を防ぐので、内釜１内の酸素濃度を効率よく常時低く保つことができる。
【００２６】
また、蓋８の上部には操作パネル部１２が設けられ、本体２と蓋８の接する場所には蓋開閉検知手段１９が設けられている。この開閉検知手段１９はリードスイッチのようなもので構成されており、開閉検知手段１９の情報より蓋８の開閉状態を制御手段６で検知している。なお、この図では電源線や信号線等の結線は省略されている。
【００２７】
このジャー炊飯器では、保温中の米飯の温度を内釜１の底に接する温度検出手段４で検知する。この情報は制御手段６に送られ、米飯の温度が保温設定温度である７２℃となるように加熱手段５に電力を供給して磁力を発生させ、ステンレスとアルミニウムから成るクラッド材で構成された内釜１のステンレス層を電磁誘導により加熱し、米飯を保温する。また、保温ヒータ７や蓋ヒータ１０の入力を制御手段６が電子制御することにより、米飯の量に応じた加熱熱量を与え、保温設定温度７２℃に米飯温度を保つようになっている。
【００２８】
さらに、制御手段６が窒素供給手段１５およびガス輸送手段１６をコントロールし、窒素富化なガスを連続供給、あるいは一定時間毎に供給を繰り返す間欠供給により内釜１内の保温臭気を飛散させ、米飯の黄変化や食味の際の物性低下を抑制し、長時間、蓋８を密閉していてもおいしい米飯を提供することができる。
【００２９】
窒素供給手段１５は、図２に示すように、酸素イオン導電性を有する固体電解質２０と、固体電解質２０の互いに異なる表面に形成された一対の電極２１、２２で構成される酸素ポンプと、固体電解質２０を加熱するヒータ２４を備えている。また、一対の電極２１および２２間には電圧を供給する電圧供給装置２３が、ヒータ２４にはヒータ電源２５がそれぞれ接続されている。また、ヒータ２４で固体電解質２０を効率よく加熱するために周囲には断熱材２６が設けられている。ヒータ２４は断熱材２６に埋設され、一体で形成されるので、窒素供給手段１５を小型化することができる。
【００３０】
また、断熱材２６は、多孔性であり通気性を有するので、ガスは十分に流出入し、外部と一対の電極２１、２２の間で酸素の授受が滞ることなく行われ、効率よく窒素富化なガスを供給することができる。
【００３１】
また、固体電解質２０はシール材２７を介して気密よく断熱材２６および金属製の筐体に固定され、一方の電極２１（カソード）で分離した窒素富化の空気と、もう一方の電極２２（アノード）から放出される酸素を混合することなく分離しており、効率よく窒素富化なガスを供給することができる。
【００３２】
固体電解質２０には酸素イオン導電性を有するランタンガリウム酸化物から成る直径約２０ｍｍ、厚さ１ｍｍのディスクを用い、この両面に一対の電極２１、２２としてペロブスカイト酸化物から成るペーストを印刷し、乾燥後、さらにその上に集電体を積層し、金属箔からなるシール材２７と、リード線を取り付け電気炉で焼成した。固体電解質２０には他の酸素イオン導電性を有する安定化ジルコニア、安定化セリア等も使用することができ、実施例で用いたランタンガリウム酸化物の酸素イオン導電性を向上させるために、ランタンサイトおよびガリウムサイトの一部に遷移金属やアルカリ土類金属等異種金属を置換してもよい。
【００３３】
上記構成の酸素ポンプの電圧−電流特性を図３に示す。
【００３４】
外部より取り込まれた大気は多孔質な断熱材２６を介し、一方の電極２１（カソード）に到達し、大気に含まれる酸素がカソード２１上に吸着する。そして、電圧供給装置２３により一対の電極２１、２２間に電圧が与えられると、吸着した酸素は電子を受け取り、カソード２１と固体電解質２０と気相との間に形成される三相界面より固体電解質２０中へ取り込まれ、酸素イオンとなり固体電解質２０中を移動する。もう一方の電極２２（アノード）に到達した酸素イオンはアノード２２と固体電解質２０と気相との間に形成される三相界面で電子を放ち、再び酸素となり大気へ排出される。酸素が除去された窒素富化なガスは、ガス輸送手段１６により内釜１に供給され、高濃度な酸素を含むガスと置換される。高濃度な酸素を含むガスは外部へと排出される。
【００３５】
その結果、内釜１内は低酸素濃度となり、米飯中の脂質、タンパク質および炭水化物が空気中の酸素と酸化反応したり、これらの物質が分解あるいは重合反応したりすることが抑制され、米飯の黄変化、保温臭の発生を低減することができる。また、細菌の活性を抑えることができ、米飯の腐敗を遅延させることができる。
【００３６】
上記のように構成されたジャー炊飯器を用いて米飯の保温状態について調べた。炊飯直後の内釜１内におけるガスの酸素濃度はほぼ０％であったが、内部が冷えて飽和蒸気圧が下がるとともに外部から空気が流入し、徐々に酸素濃度は上昇した。
【００３７】
そこで、窒素供給手段１５のヒータ２４にヒータ電源２５を用いて１０〜２０Ｗの電力を供給し、固体電解質２０および一対の電極２１、２２で構成される酸素ポンプの動作温度が６００〜７００℃になるように加熱した。そして、一対の電極２１、２２間に電圧供給装置２３で所定の電圧を供給し、さらにガス輸送手段１６を作動させ、外部より大気を取り込んだ。窒素供給量は、電圧供給装置２３およびガス輸送手段１６を制御することで変化させることができる。
【００３８】
図４は、窒素供給手段１５で内釜１内の空気を窒素富化なガスに置換したときの保温時間と内釜１内の酸素濃度の関係を示した図である。酸素ポンプにより分離された酸素は毎分１０〜３０ｃｃで外部へ排出され、分離された窒素は再び空気と混合され、窒素富化なガスとなり、連続して毎分４０〜１２０ｃｃで内釜１に供給した。内釜１内の空気は窒素富化なガスに徐々に置換され、２０〜６０分で内釜１内の酸素濃度は２〜４％となったので、窒素供給量を減らし、そのまま保持した。しばらくして外部空気の流入により内釜１内の酸素濃度が増加したが、ある程度低濃度の段階で再び窒素供給量を増加することにより、迅速に内釜１内の酸素濃度を低下させることができた。また、このとき内釜１の内部はほぼ大気圧であり、気密構成も簡単でよいことが判った。
【００３９】
炊飯直後、内釜１内の酸素濃度を２〜４％に保持したときの官能評価を行った。従来のように大気で保持した場合は、米飯の酸化がわずかに起こっており、保温臭と食味の評価が低かったのに対して、低酸素濃度で保持した場合は、保温臭も少なく、食味もよかった。
【００４０】
さらに、この状態で１２時間および２４時間保温した米飯の官能評価を行ったところ、いずれも保温臭が少なく、炊き立ての匂いを有しており、黄変化も少なく、食味評価も粘り、弾力性等において優れており、総合評価が高かった。これに対して、従来のように大気中で１２時間および２４時間保温した米飯は、いずれも保温臭がきつく、黄変化が発生しており、食味もまずく、総合評価が低かった。
【００４１】
次に、蓋８を開閉させた場合の米飯の保温状態について調べた。蓋８を開けた直後は、内釜１内の酸素濃度は大気中の酸素濃度と等しくなり２０．８％となった。蓋８を閉めると開閉検知手段１９が蓋８の閉成を検知し、窒素供給手段１５およびガス輸送手段１６が作動した。内釜１内の空気は窒素富化なガスに徐々に置換され、２０〜６０分で内釜１内の酸素濃度は２〜４％となったので、窒素供給量を減らし、そのまま保持した。しばらくして外部空気の流入により内釜１内の酸素濃度が増加したが、ある程度低濃度の段階で再び窒素供給量を増加することにより、迅速に内釜１内の酸素濃度を低下させることができた。
【００４２】
蓋８を開閉した場合の米飯の官能評価も保温臭、米飯の黄変化および食味の物性等、総合的によい結果が得られた。また、保温する米飯の量に応じて窒素富化なガスの供給量を変化させることにより、保温臭の少ないおいしい米飯を提供できることが判った。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の米飯保温器によれば、窒素富化な空気を内釜内に送り込むことにより内釜内に発生した不快な保温臭気を飛散させ、米飯の黄変化や食味の際の物性低下を抑制することができ、保温してもおいしい米飯を提供することができる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における米飯保温器の概略断面図
【図２】同米飯保温器の窒素供給手段の概略断面図
【図３】同窒素供給手段の電圧―電流特性図
【図４】同米飯保温器の保温時間と酸素濃度の関係を示す特性図
【図５】従来の米飯保温器を示す断面図
【符号の説明】
１　内釜
４、１１　温度検出手段
５、７、１０　加熱手段
６　制御手段
８　蓋
１５　窒素供給手段
１６　ガス輸送手段
１７　逆止弁
１８　バルブ
１９　開閉検知手段
２０　固体電解質
２１、２２　電極
２３　電圧供給装置
２４　ヒータ
２５　ヒータ電源
２６　断熱材
２７　シール材
【図１】
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【図２】
2004065353.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004065353.tif 000006
【図５】
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