(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉された空間を上下二つの室に仕切り、下方の室の上部から導入された飽和蒸気を、本体内の外周側部分を旋回させながら下降させ、続いて下方の室の下部から内周側部分を旋回させながら上昇させ、該渦流状態で上昇する蒸気流を上方の室内に導入し、上方の室内において上昇する蒸気流に対向流として霧状の冷却水を衝突させて、蒸気と冷却水の均一な混合を急速に達成し、飽和蒸気を食品の加熱を行うための所望の湿り度に調整するようにしたことを特徴とする飽和蒸気の湿り度調整方法。
【請求項２】
密閉された空間である装置本体と、該装置本体内に側方から導入した飽和蒸気を旋回させながら下降させる手段と、下降した飽和蒸気を渦流にして下部から上部に上昇させる手段と、装置本体の外部から所定量の冷却水を霧状にして装置本体の上部に導入する手段とを備え、前記飽和蒸気を旋回させながら下降させる手段で、装置本体内を上下二つの室に仕切り、下部室内に飽和蒸気を旋回させながら下降させる手段と渦流にして下部から上部に上昇させる手段を配置し、上部室内の上部に冷却水を導入する手段を配置し、上部室内において、前記装置本体内を仕切る手段の中心を通って上昇してきた渦流状態の飽和蒸気と、霧状の冷却水とを対向流として衝突させ、これにより蒸気と冷却水の均一な混合を急速に達成し、食品の加熱を行うための所望の湿り度に調整した飽和蒸気を得るようにしたことを特徴とする飽和蒸気の湿り度調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
この発明は、飽和蒸気を所望の湿り度に調整するための方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
食品産業等では、蒸気の直接加熱による方法で食品の加熱を行うプロセスが多用されている。この様な食品の加熱プロセスでは、蒸気の乾き度の過不足が食品の品質を左右する場合がある。飽和蒸気では、圧力によって保有する熱量に差がある。例えばゲージ圧１０kg/cm２、温度１８０℃の高圧の蒸気が保有する全熱量と、ゲージ圧０.０１kg/cm２、温度１００℃の低圧の蒸気が保有する全熱量とでは、約２４kcal/kgの差が存している。このため、蒸気源から供給される高圧の蒸気を低圧の蒸気に減圧して食品を加熱する場合、この熱量の差により飽和蒸気は非常に乾いた状態となっているため、食品を過加熱し食品の表面のみが加熱されクラックを発生させたり、或は逆に加熱不足の原因となっている。
【０００３】
一般的には、蒸気に冷却水を混合して蒸気を湿らせ、蒸気による過加熱を防止している。しかしながら、冷却水と蒸気の混合は、両流体の極端な比容積の相違、混合割合の制御の信頼性の欠如、均一な混合の達成の困難さ等を克服しつつ、一定の流れの中で急速に行う必要があるため、極めて困難な作業とされている。従来公知の蒸気に冷却水を混合する方法としては、蒸気に冷却水を直接注入して蒸気の温度と圧力を低下させるか、或は水中に蒸気を通過させて蒸気の温度を低下させる方法が知られている。しかしながら、これら従来の方法はいずれも単に蒸気中に水を強引に混合するに過ぎず、水を蒸気中に均一に混合することは出来なかった。食品等を蒸気で過熱する場合、食品に蒸気が直接接触するため、水が均一に混合されていないと、加熱ムラを生じ食品を正確に加熱することは出来ない問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、高圧蒸気を減圧して食品の加熱に用いる場合に、蒸気の乾きすぎによる食品の過加熱を防止若しくは緩和し、蒸気中に水を均一に混合して蒸気を所望の湿り度に調整することを課題とする。
【０００５】
上記課題を解決するためにこの発明が採った手段は、密閉された空間を上下二つの室に仕切り、下方の室の上部から導入された飽和蒸気を、本体内の外周側部分を旋回させながら下降させ、続いて下方の室の下部から内周側部分を旋回させながら上昇させ、該渦流状態で上昇する蒸気流を上方の室内に導入し、上方の室内において上昇する蒸気流に対向流として霧状の冷却水を衝突させて、蒸気と冷却水の均一な混合を急速に達成し、飽和蒸気を食品の加熱を行うための所望の湿り度に調整するようにしたことを特徴とする。
【０００６】
密閉された空間である装置本体と、該装置本体内に側方から導入した飽和蒸気を旋回させながら下降させる手段と、下降した飽和蒸気を渦流にして下部から上部に上昇させる手段と、装置本体の外部から所定量の冷却水を霧状にして装置本体の上部に導入する手段とを備え、前記飽和蒸気を旋回させながら下降させる手段で、装置本体内を上下二つの室に仕切り、下部室内に飽和蒸気を旋回させながら下降させる手段と渦流にして下部から上部に上昇させる手段を配置し、上部室内の上部に冷却水を導入する手段を配置し、上部室内において、前記装置本体内を仕切る手段の中心を通って上昇してきた渦流状態の飽和蒸気と、霧状の冷却水とを対向流として衝突させ、これにより蒸気と冷却水の均一な混合を急速に達成し、食品の加熱を行うための所望の湿り度に調整した飽和蒸気を得るようにしたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
この発明の好ましい実施の形態を、以下に詳細に説明する。この発明は、装置本体内において、密閉された空間である本体内に導入された飽和蒸気を渦流にして本体の下部から上部に上昇させると共に、冷却水を装置の上部から本体内に導入して本体の下方に流し、本体内において蒸気流と冷却水流とを対向流とさせ、これにより蒸気と冷却水の均一な混合を急速に達成し、飽和蒸気を所望の湿り度に調整するようにしたことを特徴とする。この発明によれば、蒸気中に冷却水を均一に混合することが出来ると共に、蒸気の圧力を一定に保持した上で、蒸気の流量を計測し、その蒸気量に対して一定量の冷却水を供給することにより、蒸気の湿り度合いを任意に調整することが可能である。
【０００８】
【実施例】
図面を参照して、(１)はこの発明にかかる蒸気−冷却水混合機であり、冷却水供給ライン(２)から冷却水が、蒸気供給ライン(３)から蒸気が供給され、混合器内で均一に混合された後、加熱器(４)に送出され、所望の物品の加熱が行われる。冷却水供給ライン(２)には、バイオフィルタ(５)、圧力制御弁(６)及び流量調整弁(７)が設置されており、冷却水供給源から供給された例えば５kg/cm２Ｇの水圧を有する冷却水をバイオフィルタ(５)で濾過した後、圧力制御弁(６)で１kg/cm２Ｇに減圧し、流量調整弁(７)で流量を調整しつつ混合機(１)に装入する。図１において、(８)は圧力計、(９)は圧力センサである。(10)は逆止弁である。
【０００９】
蒸気供給ライン(３)には、蒸気流量計(11)、差圧発信機(12)、コンピュータ(13)、圧力制御弁(14)が設置されており、蒸気源から供給される例えば１０kg/cm２Ｇの圧力を有する高圧の蒸気を、蒸気流量計(11)で流量調整して２kg/cm２Ｇに減圧し、更に圧力制御弁で１kg/cm２Ｇに減圧して混合機(１)に装入する。蒸気流量計(11)の前後の差圧を差圧発信機(12)で計測して差圧信号をコンピュータ(13)に入力する。コンピュータ(13)では、更に温度センサ(15)からの温度信号、圧力センサ(９)からの圧力信号を受けて所望のコントロール信号をコントローラ(16)(17)に出力し、冷却水の圧力制御弁(６)、流量調整弁(７)並びに蒸気の圧力制御弁(14)を制御し、混合機(１)に装入する冷却水の圧力と量並びに蒸気の圧力を制御している。
【００１０】
図２を参照して、混合機(１)の詳細を説明する。混合機(１)は、略円筒状で上下を閉止した本体(20)の側方に接続された蒸気導入パイプ(21)から蒸気を装入して上部螺旋板(22)と下部の円弧突起板(23)とにより渦流として本体(20)内を上昇させる。一方、本体(20)の上部に接続された冷却水導入パイプから装入される冷却水は、スプレーノズル(24)によって霧状になって、上昇してくる蒸気の渦流に対向流として衝突し混合されるようになる。これによって、冷却水は急速に且つ均一な状態で蒸気に混合される。かくして減温され湿った蒸気は取出口(25)から取り出され、加熱器(４)に送られる。上部螺旋板(22)は、本体(20)の内径とほぼ一致する径を有した大径の螺旋板であり、衝突した蒸気を大きな径の螺旋を描かせつつ下降させる。下降した蒸気は円弧突起板(23)に衝突し、中央の小径の円弧突起(26)により小径の螺旋を描きつつ上昇し、上部螺旋板(22)の中心に形成されたノズルパイプ(27)から上部螺旋板(22)で仕切られた上部室(28)内に入り、霧状の冷却水と混合する。本体(20)の下部にはドレン口(29)が形成され、該ドレン口(29)には図１に示すように、スチームトラップ(18)が接続されている。
【００１１】
【発明の効果】
この発明によれば、混合機内において、蒸気を螺旋流として上昇させ、冷却水を霧状にして上昇する蒸気に対向流として衝突させて混合するようにしてあるので、蒸気と冷却水の混合を急速に、且つ均一に混合させることが出来る。しかも、冷却水の圧力と量を制御することにより、冷却水の混合による蒸気の湿り度を任意に調整することが可能となる。かくして、この発明により得られた湿り蒸気は、直接食品等の物品に蒸気を接触させて加熱する方式に好適であって、物品の均一な加熱を達成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一使用例を示す回路図
【図２】この発明にかかる混合機の断面図
【符号の説明】
(１)混合機
(２)冷却水供給ライン
(３)蒸気供給ライン
(４)加熱器
(５)バイオフィルタ
(６)圧力制御弁
(７)流量調整弁
(８)圧力計
(９)圧力センサ
(10)逆止弁
(11)蒸気流量計
(12)差圧発信機
(13)コンピュータ
(14)圧力制御弁
(15)温度センサ
(16)コントローラ
(17)コントローラ
(18)スチームトラップ
(20)混合機本体
(21)蒸気導入パイプ
(22)上部螺旋板
(23)円弧突起板
(24)スプレーノズル
(25)取出口
(26)円弧突起
(27)ノズルパイプ
(28)上部室
(29)ドレン口
【図１】
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【図２】
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