(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品を、調理媒体供給手段により、制御ユニットを含む調理器の調理領域へ供給される加熱液体調理媒体にさらすことによって、少なくとも一部食品を調理する方法であって、該制御ユニットは、調理過程中に
（ａ）全調理過程を通して、調理媒体を加熱するための熱交換器からの熱出力を制御することによって、調理領域へ供給される調理媒体の温度を、食品にとって特有のあらかじめ決められた設定点に制御し；
（ｂ）調理領域に供給される調理媒体の、調理媒体供給圧力、調理媒体の単位時間あたりの流量（フローレート）、調理媒体密度、調理媒体粘度および調理媒体乱流のうち少なくとも一つを感知して、制御することによって、直接食品への対流熱伝達の速度を少なくとも部分的に制御し；
（ｃ）調理領域の、対流熱伝達速度と関連している状態を感知して、それを制御することによって食品への対流熱伝達の速度を少なくとも部分的に制御し、
前記ステップ（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）のうち少なくともステップ（ａ）及び（ｂ）を有し、供給および除去される調理媒体の温度差が感知され、ステップ(a)の制御およびステップ(b)の制御の少なくとも一つは前記温度差に従って制御する方法。
【請求項２】
ステップ(a)から(c)の少なくとも一つに従って、食品に吸収されたエネルギが測定され、調理機器の制御に用いられ、前記食品に吸収されたエネルギは、感知および測定される、供給および除去される調理媒体の温度差により測定される請求項1の方法。
【請求項３】
請求項１または２の方法であって、ステップ(c)が用いられる場合、調理領域の、対流熱伝達速度と関連している状態とは、次の一つあるいは二つ以上である：噴霧器の形式、ノズルの形式、水力学的制約条件の形式、調理領域の乱流、調理領域温度、調理時間およびバスケットを揺する周波数。
【請求項４】
調理媒体供給手段により、それぞれの調理領域に供給される調理媒体を有する複数の調理領域を調理機器が持つ、請求項１から３の内いずれか一つの方法。
【請求項５】
複数の調理領域にわたる所要のエネルギプロファイルを達成するために、それぞれの調理領域に対して、対流熱伝達に関連した少なくとも一つの変数が制御される請求項4の方法。
【請求項６】
複数の調理領域にわたる所要の温度プロファイルを達成するために、それぞれの調理領域の温度が制御される請求項4または5の方法。
【請求項７】
該調理媒体供給手段が、噴霧器ノズルおよび流れの制約条件を満たす手段の内、少なくとも一つを含む請求項4から６のいずれかの方法。
【請求項８】
調理媒体供給手段が、ステップ(a)およびステップ(b)の内、少なくとも一つに従って、調理過程制御に関して制御される請求項７の方法。
【請求項９】
調理媒体および調理領域の温度、および、対流熱伝達速度が、全調理過程を通して時間によって変化するように制御される請求項１から８の内いずれか一つの方法。
【請求項１０】
調理媒体および調理領域の温度、および、対流熱伝達速度が、全調理過程を通して一定であるように制御される請求項1から８のいずれか一つの方法。
【請求項１１】
該調理媒体が油あるいは脂肪であり、調理媒体の加熱が、空気が充分に存在しない調理領域の外で、行われる請求項１から１０の内いずれか一つの方法。
【請求項１２】
調理機器がバット式揚げ機である請求項１から１１のうちいずれか一つの方法。
【請求項１３】
調理機器が噴霧式揚げ機である請求項１から１２のうちいずれか一つの方法。
【請求項１４】
特別な調理過程に対して、設定点温度差とともに該制御ユニットがプログラムされる請求項7から13のいずれか一つの方法。
【請求項１５】
設定点温度差が、調理時間、調理媒体フローレート、食品の性質、および食品処理量の一つあるいはそれ以上の関数である請求項14の方法。
【請求項１６】
該調理媒体供給手段の異常な動作を検出するために、食品のエネルギ吸収が測定される請求項2から15のいずれか一つの方法。
【請求項１７】
請求項１から１６のうちいずれか一つで請求される方法に従って動作する調理機器。
【請求項１８】
以下の項目を含む、請求項1から16のいずれか一つの方法に従って動作する調理機器：
（ａ）食品が調理される少なくとも一つの調理領域；
（ｂ）それぞれの調理領域に調理媒体を供給するための調理媒体供給手段；
（ｃ）調理領域から調理媒体を除去するための調理媒体除去手段；および、
（ｄ）調理媒体の少なくとも一部が、次から次に、連続的に通される、ポンプ手段、ろ過手段、および熱交換手段を、調節手段が含んでいる、それぞれの調理領域への供給のための除去されるか新鮮な調理媒体の調整のための調整手段。
【請求項１９】
該ポンプ手段が少なくとも一つの可変速遠心ポンプである請求項18の調理機器。
【請求項２０】
調理中に、該食品によって吸収されるエネルギを測定するための手段を含む請求項18又は19の調理機器。
【請求項２１】
圧力センサー、該可変速遠心ポンプの速度を制御するために用いられる感知された圧力を、該調理媒体供給手段が含む、請求項18から20のいずれか一つの調理機器。
【請求項２２】
複数の調理領域を含む請求項18から21のいずれか一つの調理機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、調理機器を制御する方法、特にフライ装置といった特定の調理機器で料理される食品への熱伝達速度を制御する方法に関係する。この方法を実施する調理機器も同様に開示される。
【０００２】
（背景技術）
調理機器は、食品を、油、ガスあるいは溶融固形脂肪のような加熱された液体調理媒体にさらすことによって調理する。この液体は、調理方法の性質、すなわち、揚げるか茹でるかによって油性あるいは水性でよい。気体媒体は蒸気、加熱空気あるいはガスを含むものであってよい。従来、食材への熱の伝達によって達成される調理方法は、調理媒体の温度と食材を調理媒体にさらす時間の二つの変数を制御することによって制御される。
【０００３】
実際、この形態での制御では、多くの問題が起こる。例えば、温度が制御されるとしても、一般には、どちらかというと不正確な方法で制御されてきた。最小の温度データをもとに調理方法に最適になるよう、調理機器の取扱い者が勘で温度を決めていた。調理時間に対しても度応用の不正確さが当てはまる。調理時間は大体正しいが、最適ではない可能性がある。全調理過程を通して適用できる単一の調理温度が存在せず、調理温度は時間の関数、つまり調理過程を通して変化している場合には、更なる複雑性と正確さの欠如が生じる可能性がある。例として、調理過程の開始時に高温において食品の外側を密閉することが望ましい肉の調理が挙げられ、次いで、温度はある点まで低下し、その温度で残りの調理過程の間、維持される。
【０００４】
更なる調理温度変化が、例えば調理過程中に凍結した食品を調理機器庫内あるいは調理領域に入れることで発生する温度変化、から起こる。この挿入操作によって、凍結物が加熱調理媒体に接触するときに温度降下が引き起こされる。この問題は取り上げられなければならない。
【０００５】
ファーストフード産業で一般に用いられるようなバット式揚げ機はあるまとまった量の加熱調理媒体の中に食品を浸漬させることで深揚げする原理を用いたものである。深揚げは本出願人には重要な過程である。その場合、従来の慣習では広く受け入れられており、調理媒体中のある特定の場所で温度を制御するという困難性が生じる。これは、局所的な過熱と加熱不足が起こる可能性がある妥協したシステムである。調理過程とそれから生じる食品の効率と質を妥協するのみならず、調理設備そのものの動作の問題ともなる。温度制御が試みられても、バットを満たす調理媒体の温度的慣性によって制御反応が悪くなり、温度プロファイルがアンバランスになる。
【０００６】
調理媒体の局所的過熱があると、食品は調理され過ぎたり、不均一に調理される可能性がある。加熱要素付近の局所的な温度が高いと、この部位の食品の粒子やかけらが炭化する可能性があり、清掃および調理媒体の品質の問題を引き起こす。調理媒体は劣化し、食品の組織は悪い方に影響を受ける、あるいは食品に吸い上げられる油が増える可能性がある。後者の状況は、油っこい食品の品質を避けることが望ましい場合は、好ましくない。過熱は、炭化した食品粒子が所定の調理機器内で、調理媒体を輸送するパイプの中に沈着するような特有の問題となる可能性がある。
【０００７】
バット式揚げ機では、完全な分解、清掃あるいはパイプの交換が、調理機器の容量と使用状況によって、３から５年毎に、あるいはより短い期間毎に要求されるだろう。どのような場合でも、「スケール」のどのような沈着でも熱交換器による調理媒体を加熱する際の効率に差し障るし、この点を補おうとすると、実際には過熱問題を悪化させる方法を用いることになってしまう。例えば、熱交換要素の加熱あるいは媒体を高温に加熱すると、過熱はもっと起こりやすくなる。
【０００８】
前述の慣習例では、これらの問題を、食品くずの沈着を取り除くために用いるスクレイパーや螺旋きりなどの機械的デザイン手段で対処することを目的としている。油取り機も同様に必要であろう。例えば、バットは、調理媒体を混ぜることと、より均一な加熱を起こすことを目的とした交差流れ(cross flow)配置を備えてもよい。食品くずが沈着しやすい領域では、温度が炭化温度より下に維持されるよう低温領域を設けてもよい。炭化を防ぐために蒸気封入も同様に使われるかもしれない。しかし、この方法は潜在的に危険である。加えて、ドラムフィルタ、ベルトフィルタ(紙あるいは布ベルト)あるいは他の複雑なろ過機構のような、ろ過システムが設置されてもよい。油を空気にさらすドラムおよびベルトフィルタは好ましくない。
【０００９】
（発明の概要）
複雑な機械装置を用いることを最低限なくして、上記の問題を減らすことによって、調理過程をより巧みに制御することを達成することが目的であり、この発明の基礎をなすものである。
【００１０】
この目的に照らして、本発明は、食品を、調理媒体供給手段により、制御ユニットを含む調理器の調理領域へ供給される加熱液体調理媒体にさらすことによって、少なくとも一部食品を調理する方法であって、該制御ユニットは、調理過程中に
（ａ）全調理過程を通して、調理媒体を加熱するための熱交換器からの熱出力を制御することによって、調理領域へ供給される調理媒体の温度を、食品にとって特有のあらかじめ決められた設定点に制御し；
（ｂ）調理領域に供給される調理媒体の、ステップ(a)で制御される温度とは別な、対流熱伝達速度と関連している状態を感知して、制御することによって、直接食品への対流熱伝達の速度を制御し；所望であれば、
（ｃ）調理領域の、対流熱伝達速度と関連している状態を感知して、それを制御することによって食品への対流熱伝達の速度を制御する方法が提供される。
【００１１】
適当な熱交換器を用いて、調理媒体を調理過程についてあらかじめ決められた設定点まで適切に加熱することによって、調理過程全体を通して温度制御が達成される。この熱交換器を作動させるときは、加熱される調理媒体の固有の性質に留意しなければならない。例えば揚げ物の場合、調理媒体は油か溶けた脂肪であるが、例えば、我々のオーストラリア特許 No.666944および1998年7月16日に提出されて同時出願係属中の国際特許出願No. PCT/AU98/00552に述べられているようなフロー加熱機を用いて空気の無い状態で加熱することが望ましい。これらの内容は、ここで引用することによって本明細書に組み入れられる。このような熱交換器は調理媒体冷却補助システムを含んでもよい。調理過程を通して熱交換要素の出力を適当に制御することによって、温度を所望のものに変化させることができる。
【００１２】
調理媒体から食品への熱伝達速度の制御は多くの異なる方法で達成できる。この制御を達成する場合、本出願人は、調理過程は通常、伝導熱伝達機構よりはむしろ対流熱伝達機構によって進むと認識してきた。油および脂肪といった調理媒体の熱伝導度は非常に低い。実際、油および脂肪は絶縁体であり、調理中の食品には余り熱を伝導しない。
【００１３】
この理解に基礎を置く対流熱伝達速度の制御機構は、調理の過程、調理される食品の性質を適宜、考慮しなければならない。このような機構は、調理されている食品に特に近い局所的な場所での調理媒体中での乱流を誘起することを含むか、特に望ましくは、圧力か、調理領域に供給される調理媒体の単位時間あたりの流量か、食品を通過する調理媒体の流れの速さを制御できるとよい。このような制御は、特に有利なことに、調理媒体温度および調理時間とは独立に達成される。後者も同様に制御される。
【００１４】
より明確には、前記の調理領域に供給される調理媒体の感知された状態とは次の一つあるいは二つ以上である：調理媒体供給圧力、調理媒体の単位時間あたりの流量(フローレート)、調理媒体密度、調理媒体粘度および調理媒体乱流; および、ステップ(c)が用いられる場合、次の一つあるいは二つ以上である： 噴霧器の形式、ノズルの形式、水力学的制約条件の形式、調理領域の乱流、調理領域温度、調理時間およびバスケットを揺する周波数。
【００１５】
様々な異なる調理機器の形式の場合において、調理過程全体を通してそのような制御が適用できる。この方法に従って制御できる調理機器の形式を示すものには、噴霧式調理器、バット式調理器および圧力揚げ機がある。湯がき機もこの方法で制御できる。対流熱伝達機構が重要である調理過程に基づいて動作する他の種類の調理器にも、この方法は適用できる。ほとんどの調理過程はこのカテゴリーに当てはまる。
【００１６】
例えば、噴霧式揚げ機のように調理機器が噴霧式調理機器である場合、調理媒体供給圧力を変化させられるので、噴霧器ノズルを通って調理チャンバーの中へ入る調理媒体のフローレートは、制御可能に変化させることができる。そのような噴霧器ノズルは、流れの分布および動作圧力範囲の点で異なる形式であってよい。
【００１７】
例えば、バット式揚げ機のように調理機器がバット式調理機器である場合、調理されている間に、食品の表面を通過する調理媒体の流れの乱流と速さ、およびエネルギ伝達速度は制御可能に変化できる。一般に、速さあるいは流れを増加させると、対流熱伝達はよくなる。この場合、噴霧ノズルは、バットへの調理媒体供給手段内での流れや圧力といった水力学的制約条件によって置き換えることができる。このような制約条件は、噴霧器およびノズルのように、圧力ヘッド等等のように異なる特徴を持ってもよい。例えば、仕切り板を、調理過程においてバットを通して変化する調理媒体流を細かく調節するためのクロスフロー配置を含むバット配置の中で用いることができる。このことにより、バットの中で充分に均一である温度プロファイルを確実に得ることができる。
【００１８】
調理機器は複数の領域からなっていて、それらの調理領域を通して調理が進行中の食品に対して異なる調理方法ができるように配置してあるが、一般的な調理機構、例えば噴霧あるいはバットでの揚げ物はそれぞれの調理領域で同じであってもよい。このことは、ある種の食品の最適な調理をしている間は、調理過程はしばしば性質が変化するということを考慮している。構成する調理領域にわたるエネルギおよび温度プロファイルは、この目的を達成するために制御することができる。肉に適用できる一般的な例は、初期に表面を焦がしてからゆっくり調理することである。もう一つ別の食品タイプで、最適な調理の間、異なる状況が進行するものはポテト・チップスである。
【００１９】
都合のよいことに、調理過程中に食品に吸収されたエネルギは測定でき、調理機器の動作を制御するための更なる基礎として使える。特に、そのような測定値は調理過程中に食品に伝えられる熱伝達の速度を制御するための基礎として、適宜、用いることができる。
【００２０】
食品に吸収されたエネルギの測定値は、その、あるいはそれぞれの調理領域に導入される調理媒体温度と、その、あるいはそれぞれの調理領域を出る調理媒体温度との間の温度差に基づいて決定される。この温度差は、調理媒体の質量フローレートをかけたり（multiply）、調理媒体の比熱をかけてもよい。調理領域からの熱損失のために許容差を設けてもよい。もし、温度差があらかじめ決定された限界の外に出ると、温度差とその、あるいはそれぞれの調理領域内にある食品によって吸収されたエネルギを、所要の限界内に戻すような補正動作を取ることができる。
【００２１】
まず、調理媒体のフローレートを変化させることで補正動作を取ることができる。これによって、食品の所望エネルギ吸収量と、実際に得られたものとの間の誤差を減らすことができる。同時にアラーム状態を示すこともできる。
【００２２】
あまり好ましくないが、調理媒体が熱交換器の中で所望の温度に加熱される時、調理領域への流入調理媒体の温度は、食品の所望エネルギ吸収量と実際のものとの間の誤差を減らすため、変化させることができる。調理媒体の温度の増加は調理媒体の品質に悪影響を及ぼす可能性があるので、このことはより妥協した制御応答である。
【００２３】
調理時間、乱流のような調理領域の感知された状態も同様に、例えば、コンベヤ手段の速さや、食品供給、輸送方法を制御することによって、可能性のある制御応答として変化させることができる。この制御応答は排他的なものではない。に加えて、上述のものはどう組み合わせて用いてもよい。
【００２４】
この制御のやり方は、ノズル、および調理領域に液体調理媒体を供給する他の装置の目詰まりのチェックに用いることが可能である。ノズルが詰まると、温度差が正常状態から変化する。温度差は調理媒体の三つの温度状態の間で測定することができる：調理領域へ供給される液体の温度、調理領域中の液体の温度、および調理領域を出る液体の温度である。結果として、調理媒体が、調理機器の調理領域へ望むように噴霧あるいは輸送されないので、食品に吸収されるエネルギは低下し、食品の品質そのものが変化する可能性がある。
【００２５】
この制御のやり方は、調理機器の動作に対する全般的な制御に用いられる電子制御ユニットによって都合よく実施される。調理を可能な限り最高に効率的にするために、この方法が完全に自動化されることがもtttも都合がよく、好ましい。特に、制御ユニットは所望の温度、調理媒体の流れおよび熱伝達速度の制御を実行する。
【００２６】
制御ユニットは、所定の調理過程に特有の目標あるいは設定調理媒体温度差についてプログラムされることが可能である。温度差設定点は時間、調理媒体フローレート、食品の性質、食品の処理量および/あるいは他の変数の関数としてプログラムされることが可能である。
【００２７】
本発明の第二の側面では、もっとも好ましい調理機器に関連して、調理領域、調理領域に調理媒体を運ぶための調理媒体輸送手段、調理領域から調理媒体を除去するための調理媒体除去手段、および調理領域に運ぶために除去され新鮮な調理媒体の調整をするための調理媒体調整手段を含む調理機器が提供される。この手段は、順番に、ポンプ手段、少なくとも調理媒体の一部が調整されて連続的に通過するろ過手段および熱交換手段を含む。
【００２８】
ポンプ手段、ろ過手段および熱交換手段は、所要数のポンプ、ろ過および熱交換ユニットを含むモジュールの形式を採ることができ、所望の直列か並列に配置されてよい。
【００２９】
このポンプ手段は可変速遠心ポンプであるのが特に都合がよい。ポンピングの後のろ過である圧力ろ過は、ポンプの吸引側でポンプ手段を保護するためのポンピング前に行われる粗い一次ろ過およびポンピング後熱交換前の細かい二次ろ過を含む大きなフィルタ面積を必要とした前述の慣習とは対照的である。本発明にしたがってポンピングの後に単一ステージろ過を用いて、ろ過面積を減少させ、よりコンパクトな機構を達成することができる。
【００３０】
ポンプの速度は、調理領域への調理媒体供給手段において感知された圧力を考慮して、すなわち調理機器の性質によって流れ、圧力、水力学的制約条件、噴霧器あるいは内部ノズルに先立って、制御することが可能である。遠心ポンプはこの用途に特に適している、なぜなら、ろ過圧力が上昇するとき、調理媒体を品質の劣化させることなく、羽根車の速度は調理媒体フローレートを維持するために変化されることができるからである。調理媒体が、脂肪や油のように、酸化性であるか、劣化性媒体である場合は、特にそうである。実際、本出願人は5 barまでの圧力では油の品質における大きな劣化は測定していない。調理媒体フローレートは、食品への熱伝達速度を制御する目的を達成するために、まったく一定に維持されるか、いかなる、あるいは全ての調理領域に対して変化させることが可能である。例えば、熱交換要素出力を制御することによってか、熱交換器の加熱媒体を制御することによって、全調理過程を通して特定の用途のための調理媒体に対する最適温度あるいは温度範囲を得るために、調理媒体の温度も同様に制御される。熱交換器を過する調理媒体のフローレートと速度を制御して、所望の調理媒体温度を達成するようにしてもよい。
【００３１】
もし、調理方法の性質および/あるいは調理される食品の性質を考慮に入れたうえで望ましいのであれば、フローレート、熱交換要素出力および調理媒体圧力およびフローレートの変数は、調理過程全体を通して熱伝達速度が変化し得るように変化させることができる。
【００３２】
測定された圧力は、典型的には、ろ過方法の詰まり具合の関数であり、ポンプ特性とは無関係に、もし調理媒体供給手段の中で感知される圧力があらかじめ決められた値より低下すると、流したり交換したりといった一定の清掃手順が必要となるようにろ過方法を動作させることができる。調理媒体供給手段の中の圧力が低下するのを補償するために増加させられたポンプの羽根車の速度があらかじめ決められた値を超える場合、これらの一定の清掃手順や交換が指示されるだろう。この点を決定するために、他の技術、例えばフィルタなどのの詰まりを診断する光学あるいは超音波診断が使われるだろう。
【００３３】
調理機器には、調理中に食品に吸収されるエネルギを測定するための手段があってもよい。ゆえに、例えば、調理媒体温度を感知するための温度感知手段を設けて、供給および除去される調理媒体の間の温度差が上述のように吸収されエネルギを計算することで決定され使用するようにしてもよい。
【００３４】
本発明の上述の側面をもつ方法と機器は、所望の温度、流れおよび熱伝達速度、および/あるいはろ過手段の動作を実行させる、調理機器の制御ユニットによって、監督されると便利である。この制御は調理される食品の性質、調理媒体、本発明に従って動作する調理機器が設置されている様々な場所での特定の食品に対する消費者の要素を参照して行うことができる。制御ユニットは電子的で、温度差を計算するためと、その温度差を所要の限界内に維持するために用いられることができる。この方法は、本発明の第二の側面の調理機器以外の調理機器と共に用いられることもできる。
【００３５】
（発明の詳細な説明）
図全体を参照しながら説明すると、本発明に従って製造され動作される調理機器の本質的な構成要素は、食品が調理される調理領域あるいはチャンバーを含む調理機器、液体処理機構、あるいは加熱、ろ過およびポンピングを行うか、要求に従って調理媒体を調理領域あるいはチャンバーへ供給する調整機構、およびこの方法を実行することができる監督制御ユニットおよび制御機構である。調理機器は外観、調理領域の設計および種々の調理媒体への適用という観点からは一般的な従来型であってよい。従来の設計と著しくかけ離れているのは流れ処理機構および制御ユニットおよび制御機構である。しかし、そのような改変が一度行われれば、本発明の方法に従って動作させることに関してバッチ処理であるか、連続的性質のものか、バスケットか、コンベヤかによって、他の部分が従来の設計である調理機器を使うこともまたは可能である。
【００３６】
いま、図1を参照すると、噴霧器30の配列29を含む噴霧式調理器の処理フローおよび制御模式図が示されている。これは説明の目的でメッシュエンドレスベルト式のコンベヤ16の上に配置されている。それは、角度のついた回転式シリンダーあるいは調理チャンバー14で構成される調理領域を通して食品を運ぶ他の方法であってもよい。ゆえに、調理機器は連続モードで配置される。静的あるいは回転式バスケット、トレイ等のような食品保持手段をもってバッチモードで配列してもよい。噴霧器30は、調理するためにコンベヤで運ばれて調理領域を通る食品の上に加熱された調理媒体を噴霧する。望ましい調理媒体は、調理機器が揚げ機となるように油あるいは脂肪であってよい。しかしながら、他の調理媒体(故意に運ばれた空気は例外として)が使われてもよいし、調理機器は調理動作を多数回行うのに用いられてもよい。調理機器および構成要素については以下に述べられるが、それらは制御ユニット100によって監督され、それは好ましくはプログラム可能な論理電子制御ユニット(ECU)であるとよい。実際的には、噴霧式揚げ機の動作は自動制御される。安全あるいは同様の考えから補助手動モードが用いられない限り、食品の品質を高めるために手動の調整は最小限にとどめられる。
【００３７】
調理媒体は以下のようなやり方で調整される。調理媒体は、要求された量の調理媒体が系内で使用可能であることを確実なものとするために、噴霧器30を通して噴霧された過剰な調理媒体を受け取るか、あるいは調理媒体供給源につなげられた主タンク150から引き出される。同様に、開始時および後者の場合に、調整システムは新鮮な調理媒体を扱う。パイプ86を通って主タンク150に至る過剰調理媒体の回収は、調理チャンバー14およびそうするのが適切なときはコンベヤ16の床面の設計を適切にすることで、容易に行われる。主タンクレベル制御システムは、1999年2月4日に提出された同時係属の国際特許出願 No. PCT/AU99/00073に示されているように、供給を制御するために用いることができる。この国際特許出願の内容はここで引用することによって，本明細書に組み入れられる。可変速度モーター42によって動作する遠心ポンプ40を作動させることで調理媒体は主タンク150から引かれる。ポンプ40は従来のもの(商品名不明)を用いることができ、下記するものに関連する、ある範囲の圧力にわたって調理媒体を所要のフローレートと速度で提供するために選択されて動作する。羽根車の速度は、この目的を達成するために、制御ユニット100によって制御されることが可能である。
【００３８】
ポンプ40は単一のポンプであってよいが、所望にしたがって接続された多数のポンプ40を持つポンプモジュールと考えてよい。
【００３９】
ポンプ40は、調理媒体を、調理媒体が熱交換器240に運ばれる前に、全ての食品粒子および他の固形物を充分に除去するための任意のフィルタであるろ過ユニット50に運ぶ。この点に関して、ろ過ユニット50は、熱交換器のパイプ内のスケールの形成、炭化、噴霧器ノズルの目詰まりを起こすような量の固体粒子の蓄積を防ぐ機能を持つ。可能な限り最大限、これらの因子が、変色あるいは他の方法で食品の品質に悪影響を及ぼすことを防ぐことは、同様に重要である。
【００４０】
ろ過ユニット50は並列に配列された多数のフィルタを持つことができ、作動中のフィルタが清掃あるいは交換を必要としない限り、そのうちのどれでも処理ラインに繋がない状態で維持しておくことができる。その繋がれていないフィルタは、そのようなときに作動される。食品塊除去、逆流、および他の清掃形態ができるように、ろ過ユニットは配置される。清掃を容易にするためにバイパスバルブが設けてもよい。清掃を容易にするために、ろ過ユニット50から調理媒体を排出させるための装置を設けてもよい。ろ過ユニット50での目詰まりに対する分離した圧力監視装置を設けてもよい。油の劣化を防ぐために、フィルタは動作中に空気にさらしてはならない。
【００４１】
熱交換器240も同様に、直列あるいは並列に配置された熱交換器のモジュールを含み、それらを繋ぐ任意の所要の手段を持つ。特に好ましくて都合がよいのは、熱交換器240は、空気あるいは他の酸化性あるいは劣化性剤が実質的に無いところで調理媒体を加熱することができるようにするフローヒーター式のものであることである。フローヒーターの利点は、我々のオーストラリア特許 No.666944に述べられており、その内容はここで引用することにより本明細書に組み入れられる。特に好ましい熱交換器は、我々の1998年7月17日に提出されて同時係属するNo. PCT/AU98/00552に述べられている設計を有する。その内容は、同様にここで引用することにより本明細書に組み入れられる。
【００４２】
熱交換器240は任意の所望のやり方で、調理媒体に熱を供給でき、その方法はガス、電気あるいは他の方法でよい。電気加熱機は、調理媒体の性質を考慮に入れ、特に劣化を回避するように選択された加熱を可能にするように制御された、電気加熱要素の熱出力を有する。熱出力は、最終的には制御ユニット100で、調理媒体の温度が所要の温度で調理チャンバー14に伝えられるように、制御される。所要の温度とは調理過程に対してあらかじめ決められた設定点である。温度に対してPID制御すると都合がよく、加熱要素出力のパルス幅変調は好ましくは上記の国際特許出願 No. PCT/AU98/00552に述べられているように使用される。過熱要素に対する制御は以下により詳細に述べるように適応制御(Adaptive control)されるものであってよい。
【００４３】
調理過程に対する所要の制御を実施することに対する調理媒体温度の重要性を反映して、温度プローブ60が輸送パイプ70における熱交換器モジュール240の放出口に位置する。温度プローブ60は従来の形式のものでよいが、特に好ましい形式はNTCサーミスタである。プローブ60で感知された温度は、所要の設定点温度を達成するために、熱交換器部品の熱出力を制御することに用いられる。熱出力は調理器の容量によって変化する。アラーム状態を知らせてもよいし、もしプローブ60で感知された温度があらかじめ決定された温度「高」と温度「低」という限界の外に出たら、補正措置が必要に応じて取られてもよい。
【００４４】
温度プローブ60で感知された温度は、過剰調理媒体パイプ86内の望ましくは温度プローブ60と同じ種類の温度プローブ87で感知された温度と共に用いられる。揚げ機の動作の制御は以下にさらに詳細に述べられる。
【００４５】
供給パイプ70は、長手方向に沿って位置する噴霧器30を持つ多数の補給パイプ74に供給する圧力バランスパイプ72に、供給する。噴霧器30は所要の形式のノズルを持ち、調理過程の性質(例えば、ゆっくり調理した後に表面を焦がす)に従って所要の流れの分布あるいは供給圧力を確実なものにするため、調理チャンバー14内の位置によって、適宜選択される。このことは様々な食品および揚げ機の適切な設計および制御に対する基礎として役に立つ諸調理過程に対する経験的観察の過程を必要とする。
【００４６】
圧力変換機80は圧力バランスパイプ72内に位置する。一般に、揚げ機の動作が進むと、フィルタ50は閉塞するか詰まり、バランスパイプ72内の圧力は減少する。圧力減少の信号が、制御ユニット100によって監視され、ポンプ40の羽根車の速度を増加させることで補償される。これによって、必要な調理媒体フローレートは噴霧器30(あるいは、設計によって、噴霧器30のモジュール)と調理チャンバー14に供給されつづけることが確実となる。熱交換器240における制御された熱交換によって供給される調理媒体の温度に対して慎重に制御することと合わせて、温度および調理チャンバー14内で調理される食品への対流熱伝達速度の所要の制御が為される。
【００４７】
遠心ポンプ40の可変速度モーター42は望ましくはある速度制限内でのみ動作し、もし感知速度が安全速度を超えると、アラームが示され、必要な補正措置が取られる。安全速度は二つの速度帯を持つことができる。もし、速度がポンプの最大速度のある設定された割合、例えば90%、を超えると、フィルタ清掃あるいは交換できるようにしてもよい。もし、速度が最大速度に近づきすぎるか、超えてしまうと、機器を停止することができる。あるいは、もし感知した羽根車の速度が安全速度より低いと、ポンプ異常が示され、必要な補正措置が取られる。
【００４８】
圧力変換機80で感知された圧力も同様に、このように用いられる。だから、例えば、もし感知圧力があらかじめ決められた値より下がると、必要なフィルタ50の一定の清掃工程が実行され、待機フィルタ50の作動が可能となる。さもなければ、制御ユニット100が、フィルタ50交換あるいはオフライン清掃の必要性のフラグを立てることができる。一般に、感知圧力が下がると、ポンプ40羽根車の速度が増加して補償し、もし感知圧力が上がれば羽根車の速度は減少して補償する。
【００４９】
更なる安全予防として、温度プローブ60が正しく動作しているかクロスチェックを行い、特にバッチモードで動作しているときは、少なくとももう一つ更なる温度プローブ90が調理チャンバーに含まれてもよい。食品温度は感知されることができる。プローブ90によって感知された温度は制御目的には使用されないかもしれないが、プローブ60によって感知された温度と比較されることでチェック機構として用いられてもよい。もし必要なら、制御ユニット100はプローブ90によって感知された温度を短時間使って、一種の「のろのろ」モードとして、制御できるようにプログラムされてもよいであろう。
【００５０】
制御ユニット100はこの方法を遂行する能力を備え、所要の調理過程を達成するようにプログラムされる。したがって、異なる食品、温度−時間プロファイル、複数領域調理器制御、調理媒体の性質、調理器の形式に関連する他のパラメーター、特定の調理方法には異なる調理プログラムが提供され、それに従ってオペレーターによって選択されることができる。制御ユニット100も同様に、温度プローブ60と87の間で感知された温度差に対する閉回路制御を達成するためにプログラムされる。これにより、揚げ機10内で食品に吸収された熱を測定することができ、結果として揚げ機も制御される。制御ユニット100は、設定点温度差あるいは特定の調理媒体に関するエネルギ吸収データ、調理媒体フローレート、食品の性質および処理量、および/あるいは熱交換器熱出力とともにプログラムされる参照マップと共に、プログラムされる。設定点データは、感知された温度差の許される範囲という形態をとることができ、様々な値の温度差に対して得られた食品品質を考慮に入れた実験で決定されてよい。
【００５１】
もし、感知された温度差があらかじめ決められた限界の外にある場合、制御応答が開始されることができる。制御応答はいくつかの形態をとってよい。もし、温度差が設定点範囲より異なると、揚げ機10において食品への所要の熱エネルギの供給に欠陥あるいは問題があることを示す。しばしば、揚げ機10に供給される食品は冷凍された食品であるということが理解される。ゆえに、ライン86へ流れ込む過剰な調理媒体は、(制御ユニット100では許される)解凍および水分蒸発を反映して、所定の調理媒体のフローレートに対して温度プローブ60で感知された温度から著しい温度降下を示すであろう。したがって、ライン86内の過剰な調理媒体のエネルギは計算することができ、調理媒体を介して調理チャンバー14に供給されるエネルギと比較することができる。補正措置が取られるとき、調理チャンバーからの熱損失(絶縁によって最小限にされるが)に関する差は食品に吸収されたエネルギの値である。
【００５２】
もし、吸収されたエネルギの測定値が制御ユニット100にプログラムされた設定点より低いと、多数の形態の補正措置を採ることができる。
【００５３】
第一の制御応答では、調理媒体のフローレートが増加する可能性がある。このことにより、調理チャンバー14への熱入力は増加し、もし食品に吸収されるエネルギが所要のレベルに回復すると、調理媒体のフローレートは補正された値に維持される。図示されているシステムでは、調理媒体のフローレートは、ポンプ40の可変速度モーター42の速度を増加させることで、増加することができる。熱交換器240の熱出力も、同じように、必要に応じて、増加した量の調理媒体を加熱するために、所要のレベルまで増加することができる。
【００５４】
対照的に、もしエネルギ吸収値が設定点より大きければ、調理媒体のフローレートを減少させることができ、そして/あるいは熱交換器240の熱出力を減少させることができる。
【００５５】
特別な場合、食品の調理チャンバー14への供給が停止するとき、例えば、揚げ機10の動作が「スタンバイ」モードのとき、制御ユニット100が調理媒体の供給を停止することができる、というようにプログラムされることができる。「スタンバイ」モードの間、調理媒体は、噴霧器30へ供給されることなしに、単に再循環することができ、調理媒体は単に主タンク150に貯蔵される。
【００５６】
第二の起こりうる制御反応は、特に食品に吸収されるエネルギが所要の量より少ない場合には、調理媒体のフローレートが同じ時、熱交換器240における熱出力を増加させる。そのような制御反応はあまり好ましくない、なぜなら油の過熱は、油の品質に悪影響を及ぼすリスクがあるため、望ましくないからである。それほど妥協しない反応には、可変速度モーター42の速度と遠心ポンプ40の供給速度を増加させることで、調理媒体のフローレートに対して少しの調整を行うことが含まれる。
【００５７】
第三の起こりうる制御反応では、例えば、食品を運ぶコンベヤの速度を遅くすることによって調理時間を増加させることができる。所定の調理媒体のフローレートに関して、食品を調理媒体にさらす時間が増加される。したがって、食品に吸収されるエネルギも同様に増加する。同じく、例えば、コンベヤの速度を増加させることによって、食品の処理量を増加させれば調理時間を短縮することができる。
【００５８】
上述の制御応答は、いかなる組み合わせにおいても使用することができる。このことにより、制御ユニット100によって支配される設定点からの食品のエネルギ吸収の変化、に対する制御応答において、最大の柔軟性が得られる。
【００５９】
制御ユニット100は診断モードになるようにプログラムできる。そのようなモードでは、制御ユニット100はエネルギ吸収を、例えば、調理媒体輸送方法、この場合、噴霧器30の故障か目詰まりである異常動作を検知する方法として用いることができる。すなわち、噴霧器30のノズルが詰まると、加熱が不均一に起こり、このことにより、結果として、食品に吸収されるエネルギが低いレベルとなる。したがって、もし調理媒体の供給速度、熱交換器の熱出力、供給温度、食品の処理量が期待通りであるが、測定されたエネルギ吸収が異常ならば、制御ユニット100は噴霧器30のノズルが詰まっている問題がありうるとのフラグを立てることができる。どんな場合でも、もし測定されたエネルギ吸収があらかじめ決められた限界の外にあると、制御ユニット100はそのような状態であるというフラグを立て、それに応じて、揚げ機10の操作者は、ディスプレイおよび/あるいは音のアラームで知らされることができる。
【００６０】
上記の実施例では、温度プローブ60および87の好ましい位置が提案されている。しかしながら、たとえ、調理チャンバー14に運ばれるエネルギと調理チャンバー14から出て行くエネルギが異なる方法で測定されたとしても、この方法は何らかの形で用いられることができる。よりよい精度を得るために、ライン86には流れの測定があることが望まれる。しかし、調理媒体の滞りが有意であれば、許容差を、ECU100による計算において設けることもできる。
【００６１】
ここで、図２を見てみると、噴霧器30の上列32および噴霧器30の下列33を持つ噴霧式揚げ機が模式的に示されている。それぞれの配列32および33が、それぞれの配列32および33に対して設けられる専用の流体処理/調整システムを通して調理媒体の供給を受ける (このことは処理可能だが) よりはむしろ、液体処理システムは、順番に、単一ポンプモジュール40、単一ろ過モジュール50、および単一熱交換モジュール240を含むものであってよい。噴霧式揚げ機の制御は図1の機器のための方法とほとんど同じ方法で行われるが、噴霧列32および33を提供することによりシステムをより柔軟にすることができる。別々の流量の設定点が、それぞれの配列32および33に対して得られる。ひっくり返し機構にそれほど依存しない所望の調理および食品の品質は、この種の噴霧器の配置で得られる。上面がコーティングされた食品も同様に、より効率的に処理されることができる。
【００６２】
この噴霧式揚げ機においては、パイプ内での静止圧力の変動が最小であるような、適切なサイズのパイプを設けることによって、それぞれの噴霧器配列に供給しているパイプ内で圧力の顕著な均一性が得られる。パイプは、適切なサイズにされるか、適切なノズル、制御バルブを含む流量制御手段を設けるか、あるいは異なる調理媒体フローレートをそれぞれの噴霧器配列32および33へ与える．このことは、コーティングが剥げるのを防ぐため、食品が入る入り口あるいは他の場所で、低供給圧力および/あるいは低流量で噴霧器ノズルを動作させるのが望ましいような、表面がコーティングされた食品には望ましいであろう。ノズル流量および/あるいは圧力特性は、それぞれの調理方法に対して、あるいは、調理過程中で、同じ結果を得るために、あるいは、例えば食品の性質を考慮に入れて、望むように、変化あるいは選択できる。調理チャンバー14内の位置に依存するノズルの圧力あるいは流量特性は変化できるので、例えば、調理チャンバー入り口部では低流量ノズルが用いられ、調理チャンバー14の中へ行くにしたがって高流量ノズルが用いてもよい。全てのノズルを同じ圧力で作動させると、動作が簡単になる。ノズルは、束ねられるか、動作上の、あるいはメンテナンス上の要求にしたがって、接続/切断機能を付与する簡易カップリングが設けられる。調理媒体輸送挙動の変化を許容するために、流量制御方法が調理媒体輸送方法に含まれてもよい。
【００６３】
バランスパイプ172内に位置する圧力変換機80は使用される唯一の変換機であってもよいが、更なる安全および制御のために、望むならば、圧力変換機をもう一台、バランスパイプ173に設置してもよい。配列32および33の両者に対して加熱の更なる柔軟性を得るために、加熱機、そしてフィルタも、輸送パイプ170の両枝170aおよび170bに配置されてよい。パイプ170a、170b、172、および173は全て、長手方向に充分に一様な静止圧力を持つように、充分に大きいサイズを持つ圧力バランスパイプである。実際、噴霧器30は多段として配列させることが可能であり、所望により、調理媒体の同じあるいは異なるフローレートあるいは温度を供給する。もしこれがなされると、必要に応じて更なる温度プローブが含まれてよいし、プローブ60は温度に対するフィードフォワード制御に用いられてもよい。実際、温度プローブが熱交換器モジュール240よりも先に位置していてもよい、より単純な構成においてもこれは可能である。
【００６４】
図1あるいは2の噴霧式揚げ機も同様に、複数領域調理モードに設定でき、必要に応じて、それぞれの領域のための調理媒体供給あるいは輸送方法の流れの特性は、制御バルブあるいは圧力あるいは流れ条件によって変化させることができ、それによって、それぞれの領域で食品に対する固有の所要エネルギ伝達速度を得るために、調理媒体供給速度および圧力が制御されるのを、確実にすることができる。
【００６５】
この場合、エネルギ吸収は、より効率よく制御するために領域ごとに、制御ユニット100で計算することができる。フローレートと温度は、特別に、測定エネルギ吸収の設定点からの変化に応答するため、必要に応じて変化させることができる。そのような場合、制御反応として調理時間を変化させるのは、特に同一のコンベヤが全ての領域にわたって通過するときは、難しい。制御ユニット100は適切な応答を得るためにプログラムされることができる。
【００６６】
そのような噴霧式揚げ機が図5に模式的に示されている。この噴霧式揚げ機においては、三つの調理領域501、502、503が示されている。もちろん、調理領域はいくつでも必要に応じて選択されることができる。それぞれの領域では、噴霧器配列532および533により供給される調理媒体があり、これら噴霧器配列は、領域を通して食品を運ぶためのコンベヤ590の上および下に位置している。
【００６７】
それぞれの領域501、502、および503からの過剰な調理媒体の温度はNTCサーミスタ511、512、および513で感知される。これらのサーミスタは、それぞれの領域からの過剰な調理媒体を回復させる支線521、522、および523内に位置している。これは、噴霧式揚げ機では必要なことである。なぜなら、調理チャンバー自体の温度を感知しても、この温度は供給される調理媒体の温度とほとんど等しいため、エネルギ吸収を計算できないからである。それぞれの領域501-503に供給される調理媒体の温度は、NTCサーミスタ520によって感知される温度である。サーミスタ587を用いると、エネルギバランスを計算したりクロスチェックできるが、省略してもよい。
【００６８】
制御ユニット100はそれぞれの調理領域に関して温度差をすぐにでも計算でき、したがって、それぞれの調理領域501-503内の食品によって吸収されるエネルギが計算でき、制御ユニット100にプログラムされた設定点範囲からのエネルギ吸収の変化に応答して、必要な制御応答を開始することができる。この制御応答は、図1および2に関連して述べられた形態をとることができる。
【００６９】
単一コンベヤ590が図中に示されているが、それぞれの調理領域501-503はそれ自体のコンベヤを備えることができることが理解されなければならない。これにより、設定点からのエネルギ吸収の変化に対する制御応答として、調理時間を変化させることができる。
【００７０】
このことは、動作に有利な点ともなる。もし、底にある噴霧器がベルト上の食品に届くことができるようにするために軽量ワイヤーベルトが用いられることになると、荷重の制約のために、同一のワイヤー径で調理チャンバー514の全長にわたる単一のベルトコンベヤを用いることが、より難しくなる。基本的に、必須の強さを得るために、より太いワイヤー径が要求されるであろう。モジュラー構造でこの問題を避けることができるが、それぞれのベルトのドライブシャフトは同調されて、ローラーチェーンあるいは同様の仕組みの方法で同一のモーターから動かされることができる。もし、それぞれのコンベヤに、それぞれが制御ユニット100の制御下にある、それ自体のモーターが備えられると、調理領域501-503内の食品の所望の滞留時間を得るために、501から503のそれぞれの調理領域に対するそれぞれのコンベヤの速度を制御することができる。
【００７１】
いま、図3を見てみると、ファーストフード店で典型的に見られる種類のバッチ式バット揚げ機が示されている。バット式揚げ機は連続形式のものでよい。図1および2の噴霧式揚げ機に関連して述べられているのと同じ動作原理が適用されるが、以下の相違点を考慮に入れる必要がある。食品は一般的にバスケットあるいは同様の器具に入れられて、熱い油の入ったバット120の中に浸漬される。食品は、時として揺すられるかもしれない。そのように揺することで、対流熱伝達を起こすことができる。したがって、調理過程をより正確に制御するために、調理領域の感知された状態である揺動を、制御あるいは自動化することが好ましい。この結果を得るために、バスケットは、適宜、機械的揺動装置に入れられてよく、揺動の振幅と時間は制御ユニット100の制御下にある。
【００７２】
しかしながら、対流熱伝達が得られる主な機構は、バスケット中で食品を通過する調理媒体のフローレートによってである。したがって、この結果を得るために、調理媒体供給手段はバスケットの近傍に位置している必要がある。さらに、複数の供給パイプが備えられていて、バット式揚げ機はクロスフローモードで動作することができることが好ましい。
【００７３】
排除されなくてもよいが、バット内での調理媒体の加熱は、望ましくは避けるべきである。したがって、熱交換器モジュール240を含む調理媒体調整システムは、都合に合わせて、噴霧式揚げ機に関して述べたシステムと似たものであってよい。仕切り板、制御バルブ、あるいは他のもの(ノズルを含む)の形態の流れ制約条件が、調理媒体供給パイプを通る所要の調理媒体流量を得るために、もうけられる。仕切り板は薄い金属のワッシャーからなってもよい。そのような仕切り板130が、説明のため、単一の供給パイプ270内に位置しているように示される。上記のようなポンプ40の動作を制御するために、圧力変換機80が用いられる。圧力変換機80と仕切り板130の組み合わせは、液体流量計、および対流を制御できる方法として、機能する。専用の流量計およびバルブを用いた制御などを用いることができる。
【００７４】
この場合、図1および2に関連して述べられたように、類似の制御方法を用いることができる。温度はバット内ではNTCサーミスタ90で、出口ライン86内ではNTCサーミスタ87で、供給パイプ270内ではNTCサーミスタ60で測定される。バット式揚げ機内で食品に吸収されるエネルギを測定することは、パイプ270内の温度と(a)出口ライン86あるいは(b)バット自体の温度との温度差を用いることで達成することができる。バットの温度が用いられる場合には、温度差と流れの超過時間を使って出口ライン86の温度を用いることなしに、それのみを用いることができる。温度プローブ87はクロスチェックの目的で感知されることができる。設定点エネルギ吸収からの変化は図1および2に関するのと同じ方法で、重要な制御変数であるフローレートと熱交換機の熱出力を用いて、計算することができる。
【００７５】
食品がバットを通って運ばれる場合、コンベヤの速度を制御することで調理時間を変えられる。もし、バスケットが使われると、調理時間を制御できるし、それに応じて、操作者はディスプレイおよび/あるいは音声アラームで知らされる。
【００７６】
いま、図4を見てみると、複数の調理領域を持つバット480を有するバット式揚げ機400が示されている。例として、四つの調理領域401、402、403、および404があり、それぞれは隔壁410によって隣接している領域から分けられているが、レベルバランスができるように、調理領域間の液体輸送が提供されている。調理領域は望むならいくつでも提供される。食品は、バット式揚げ機400の四つに分けられた調理領域401、402、403、および404を通って、コンベヤ430で運ばれる。このとき、食品は左から右へ通過する。複数式コンベヤあるいは他の連続式輸送方法が用いられてよいし、所望の調理時間を得るために同一あるいは異なる速度で動かされてよい。バッチ動作も同様に可能である。
【００７７】
それぞれの調理領域には、従来型の温度プローブ440、好ましくはNTC型、が設けられている。温度プローブ440は制御ユニット100のための温度データを提供する。
【００７８】
調理媒体は、調理媒体供給方法の一部を構成している供給パイプ451、452、453、および454によって、調理領域401、402、403、および404のそれぞれに供給される。パイプ451から454までは圧力バランスパイプ465から供給を受ける。このバランスパイプ内には、上記と同じ機能を持つ圧力変換機80が位置している。調理媒体パイプ451から454までが、それぞれの調理領域への供給点近くに、仕切り板461、462、463、および464と共に提供されている。仕切り板は、所定の圧力降下で、複数の仕切り板を通るフローレートの合計が、図3に示される単一の仕切り板を通るフローレートに等しくなるように、配置されることができる。これらの仕切り板は、所望によって、他の圧力制約条件あるいは制御バルブと置き換えてもよい。それらはすぐに変更できるように作られてもよい。
【００７９】
調理媒体は、可変速遠心ポンプ40の動作によって、ポンプ40、ろ過モジュール50、および熱交換器モジュール240を通るパイプ86を通して、バット480から引かれる。この後、調理媒体は、適切な温度、フローレートおよび固形分について調整される。パイプ470、圧力バランスパイプ465および上記のようにバット480の様々な調理領域401、402、403、および404へ通じる調理媒体パイプ451から454を通して供給し戻すことに関するろ過ユニット50の特性によって支配される。
【００８０】
複数の可能な動作モードがある。仕切り板461から464は同一のサイズかもしれなく、結果的に、それぞれの調理領域401から404への調理媒体のフローレートは同じであろう。調理機器400への食品供給速度が同じであるとすると、それぞれの調理領域401から404内に位置する個々の温度プローブ440によって感知される温度が同じであるような、単位時間あたりの最低合計流量がある。食品供給速度と特に食品が調理器機内にある時間は、コンベヤ430の速度によって支配することができる。このコンベヤも同様に、制御ユニット100の制御下にあってもよい。食品供給速度は他の方法で制御されるかもしれない、例えば、食品は、コンベヤに直接的あるいは間接的に食品を供給する速度を制御するゲート、星型バルブあるいは他の方法を備えた貯蔵方法に貯蔵されることができるということが理解されるであろう。
【００８１】
単位時間あたりのこの最低流量より下では、領域401から404まで増加していく温度変化が得られるだろう。ゆえに、複数の領域にわたる異なる温度プロファイルは、食品供給速度が小さく変化することを伴う、所要の制御パラメーターとなるだろう。この食品供給速度変化は、特に市販のバッチ式揚げ機において、所要の温度プロファイルが維持されるように、単位時間あたりの合計流量に対する制御を通じて補償される。
【００８２】
温度プロファイルに対する制御を監督する制御ユニット100は参照マップとともにプログラムされることができる。この参照マップは、もし温度プローブ440の読み取り値に異常があれば、例えば、それぞれの調理領域401から404に関して設定点温度の許容境界より外の値が読まれると、アラーム条件あるいは故障状態条件を指示することができる。
【００８３】
調理機器400にわたる温度プロファイルが許容境界の外である場合、類似の応答が提供されることができる。ポンプ40の動作は同様に監視され、先の噴霧式揚げ機のところで述べたように制御されることができる。所要の限界および相関規則は、この目的を達成するために、制御ユニット100にプログラムされることができる。熱交換器モジュール240より後に位置する温度プローブ460によって感知される温度も同様に、同じ方法で監視することができる。この値と、調理機器400のそれぞれの調理領域401から404内の温度プローブ440によって感知された値との違いも同様に、適宜、補償されることができる。
【００８４】
制御ユニット100の相関規則と限界は、温度プローブの正しい動作をクロスチェックできるように決定されることができる。つまり、もし、一つあるいはそれ以上の調理領域によって感知された温度が、食品供給速度、および/あるいは熱交換器熱入力速度、および/あるいは総調理媒体流量、あるいはそれぞれの調理領域401から404への流量と一致しないと、ECU100は、温度プローブ440が正しく動作してなく、保守あるいは交換が必要であると、指示することができる。
【００８５】
制御ユニット100は、図1から3および5に示されている機器に関して、食品に吸収されるエネルギの量を制御するように機能する。複数領域式揚げ機であれば、上記のような制御応答を伴い、調理領域ごとに制御がなされるのが一番よい。それぞれの調理領域への流れの特性が上記のように同定されるので、それぞれの領域で吸収されるエネルギに対する測定値はライン486内の温度プローブ487を用いるのと、エネルギバランスを行うことで、制御ユニット100によって計算することができる。しかし、調理機器400はそれぞれの調理領域401-404からの過剰な調理媒体が運ばれる主出口を有するように設計されてもよい。支パイプ一本がそれぞれの領域を主出口に繋ぎ、温度プローブはそれぞれの支パイプ内に位置することができ、そうすることで、それぞれの領域に関して吸収されるエネルギは明確に測定されることができる。その後、それぞれの領域への調理媒体の流量を変化させることで、制御応答を開始することができる。それぞれの調理領域内での調理時間は、それぞれの調理領域401から404に対して別々のコンベヤが提供されている場合、コンベヤの速度を制御することによって、エネルギ吸収における誤差に対する応答として、制御することができる。
【００８６】
別の実施例では、食品によるエネルギ吸収の問題を同定するために、調理領域401-404にわたる温度プロファイルを用いることが可能であってもよい。したがって、もし、プロファイルが制御ユニット100にプログラムされているものから変化すると、温度プロファイルを補正するために制御応答を開始することができる。
【００８７】
圧力変換機80はバランスパイプ内の圧力を測定する。遠心ポンプ40の速度は、所要のフローレートを維持するために圧力が変化する場合、可変速度モーター42によって変化させることができる。もし、圧力が許容レベルより下に降下する、および/あるいはポンプ速度が設定レベルより上に増加すると、制御ユニット100は、ろ過ユニット50は清掃あるいは交換が必要である、と指示することができる。清掃工程は、上記のように、自動で実施されることができる。もし、ポンプ速度が安全レベルを超えると、シャット・ダウンを実施することができる。
【００８８】
もう一つ別の動作モードは、それぞれの調理領域401から404への調理媒体のフローレートが所望どおりに調節できるように、異なるサイズを持つ仕切り板461から464を想定する。このことは、所要の調節が得られることを確実なものとすることができる流量制御バルブにより仕切り板が置き換えられることによって、同様に達成できる。そのような調節は、それぞれの調理領域へ等しいフローレートの調理媒体が流れるように制御することができるということが理解されるであろう。したがって、上記の最初の動作モードもこれに含まれる。
【００８９】
この動作モードは、食品、特に冷凍食品が、調理機器の調理領域へ供給されるとき、調理過程の始めで水の蒸発でほとんどのエネルギが消費されるような典型的な調理過程の性質に、特に適合する。そのような場合、調理時間の75%までというかなりの部分の間、食品から水が大量に流れ出るために、食品に吸収される脂肪はほんのわずかである。そのような場合、その後、調理過程の始めで、比較的大量のエネルギが必要となり、調理過程の終わりに向かうにしたがって、比較的小さな量のエネルギが必要となる。ECU100によって、これができる。
【００９０】
調理領域間の所要のエネルギ伝達速度の比率は、例えば、上記の形式の調理過程の場合、仕切り板を通る液体の流量の比率と合致するように仕切り板のサイズを選択することで、一定の調理温度が得られる。
【００９１】
調理機器への食品量入力の変化によって、熱エネルギの要求量の変化が起こる、ということは理解されるであろう。食品量入力に伴う総調理媒体フローレートが適宜変化することによって、全ての調理領域で実質的に一定温度が維持されることができる。そうすると、調理媒体の要求量は、所要の熱伝達速度と温度で調理することができるために望まれるフローレートが要求されるようにするためのみ、最適化される。調理媒体の総フローレートが結果的に減らせるために、より小さな液体処理システム、低ろ過面積、および熱交換モジュールを通る流路のより小さい断面積を得ることができる。
【００９２】
バット式調理機器の仕切り板461から464は必要に応じてサイズを変化させることができる。そうすることによって、所要の熱交換器出力温度と総フローレート、所要の温度とエネルギ伝達速度を、それぞれの調理領域401から404に対して、得ることができる。同様に、同じ方法が単一領域式調理機器にも適用されることができる。
【００９３】
単一バット式バッチ調理においては、調理時間中、バット480を通る調理媒体のフローレートを変化させることで、一定の温度が得られる。そのことにより、食品技術者が様々な種類の食品に要求されるように調理過程を柔軟に調節できるようにする一方で、食品品質が良くなることと、色、組織、味、および油分(調理媒体が油性のとき)がいつも同じであることの利点が得られる。
【００９４】
本発明の調理機器および制御方法に対する変更、変化は、この開示を考慮にいれた上で、技術を持った読者によってなされることができる。そのような変更、変化は、本発明の範囲内で考えられるものとする。特に、ここに述べられている対流熱伝達を増加させる機構はその範囲を制限するものではなく、他の機構が、上述の機構の変わりに、あるいは付け加えて用いることができる。例えば、バット式揚げ機の場合、調理媒体供給パイプに対する設計以外の、バット内で調理媒体を撹拌する機構を含むことができる。調理媒体は、食品への対流熱伝達により多く貢献する媒体であるというような物理的性質を考慮に入れて選択されるかもしれない。したがって、調理媒体の熱伝導度、粘度-温度および/あるいは密度-温度プロファイルは、最適な調理媒体を選択するという視点で考慮される可能性がある。どんな種類の調理機器でも、本発明の方法によって制御されることができる。例えば、1998年9月1日に提出されたオーストラリア特許出願 No. PP5623、および1998年9月1日に提出されたオーストラリア特許出願 No. PP5622で開示されている調理機器も同様に、ここで公開されている制御方法に従って動作させることができる。なお、これらの内容はここで引用することによって本明細書に組み入れられる。
【図面の簡単な説明】
本発明の様々な側面は、添付の図を参照して為される以下の実施例の説明から、より完全に理解することができる。添付の図において、
【図１】本発明の一つの実施例に従って製造されかつ動作される噴霧式揚げ機の処理フロー制御模式図である。
【図２】本発明の更なる実施例に従って製造されかつ動作される噴霧式揚げ機の処理フロー制御模式図である。
【図３】本発明のもう一つ別の実施例に従って製造されかつ動作されるバット式揚げ機の処理フロー制御模式図である。
【図４】本発明の更なる実施例に従って製造されかつ動作される複数領域バット式揚げ機の処理フロー制御模式図である。
【図５】本発明の5番目の実施例に従って製造されかつ動作される複数領域噴霧式揚げ機の処理フロー制御模式図である。
【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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