(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動性食品材料について、管路内をその長さ方向の一方の側から他方の側へ向けて連続的に流動移送させながら、管路にその長さ方向に間隔を置いて配設された２以上の通電加熱用電極の間を連続的に通過させて、各通電加熱用電極の間で流動性食品材料に通電することにより流動性食品材料を連続的に加熱するための装置において、
それぞれ２以上の通電加熱用電極からなる複数の電極群が、管路の長さ方向に所定間隔を置いて配設されており、かつ複数の電極群の相互の間の位置では流動性食品材料に通電しないように構成され、管路内における複数の電極群の相互の間の位置に、流動性食品材料を管路の軸線方向とは異なる方向に移動させて流動性食品材料を管路内で撹拌する撹拌部材が設けられていることを特徴とする、流動性食品材料の連続通電加熱装置。
【請求項２】
請求項１に記載の流動性食品材料の連続通電加熱装置において、
さらに前記電極群のうち、最下流側に位置する電極群の下流側に別の撹拌部材が設けられている、流動性食品材料の連続通電加熱装置。
【請求項３】
請求項１に記載の流動性食品材料の連続通電加熱装置において、
前記撹拌部材が、管路内に配置された静的撹拌体によって構成されており、この静的撹拌体は、管路の軸線方向とは異なる方向に傾斜する傾斜面を有しており、管路内を流れる流動性食品材料を前記傾斜面によって管路の軸線方向とは異なる方向に押しやることによって流動性食品材料を撹拌するように構成されている、流動性食品材料の連続通電加熱装置。
【請求項４】
請求項１に記載の流動性食品材料の連続通電加熱装置において、
前記撹拌部材が、管路内においてその軸線を中心として回転する回転撹拌体によって構成されている、流動性食品材料の連続通電加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、パイプ内で連続的に流動移送可能な程度の流動性を有する食品材料、例えば液状食品材料、固体−液体混合食品材料、ゲル状食品材料などについて、殺菌や調理などのためにパイプ内（管路内）で連続的に流動搬送させながら連続加熱する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
流動性を有する食品材料を殺菌や調理等のために加熱する方法の一つとしては、その流動性食品を、ポンプ等の圧力によってパイプ内を連続的に流動搬送させつつ、そのパイプ内で連続的に加熱する方法がある。このようにパイプ内を連続的に流動搬送させつつ流動性食品材料を連続加熱する方法によれば、パイプ内で連続的に加熱された食品材料をそのまま連続的に容器に充填することができるため、加熱から充填までの作業を完全連続化することができる。
【０００３】
ところで最近では、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して発熱させる通電加熱（ジュール加熱）を利用して殺菌や調理のために食品材料を加熱する方法が実用化されている。そしてこのような通電加熱を適用してパイプ内を連続的に流れる流動性食品材料を連続的に加熱する装置としても、既に特公平５−３３０２４号において提案されている。
【０００４】
上記提案の装置では、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、管路の少なくとも内面に相当する部分を導電材料によって構成して、これらの部分を通電加熱用の電極としている。したがって前記提案の装置では、管路内を流れる食品材料に対しては管路の上流側の電極と下流側の電極との間で電流が流れ、通電加熱されることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記提案のような流動性食品材料の通電加熱装置においては、均一加熱の点で未だ問題がある。すなわち、本来通電加熱は、食品材料をそれ自体の内部から発熱させるところから、食品材料を均一に加熱することができるというメリットがあるが、前述のような装置を用いて管路内を流れる流動性食品材料を加熱する場合、管路の中心軸線位置付近の部分では食品材料が充分に加熱されないのに対し、管路の内周面近くの部分では逆に過加熱されてしまうという問題がある。このような問題が生じる原因は、管路内の食品材料に対して電流が不均一に流れることに由来すると考えられる。この点について、図５を参照して説明する。
【０００６】
図５において、流動性食品材料が流動搬送される管路１には、その上流側（図５の下側）から下流側（図５の上側）に向かう方向に所定間隔を置いて短い中空円筒状をなす導電材料からなる電極３Ａ，３Ｂが配設されており、その電極３Ａ，３Ｂの間の管路は絶縁材料からなる中空円筒状のスペーサ管体５によって形成され、また電極３Ａよりも上流側の管路および電極３Ｂよりも下流側の管路は、それぞれスペーサ管体５と同様に絶縁材料からなる絶縁管体７Ａ，７Ｂによって形成されている。なお絶縁管体７Ａ，７Ｂ、スペーサ管体５と各電極３Ａ，３Ｂとは、それぞれの内周面の間で実質的に段差がないように接している。
【０００７】
ここで、管路１に食品材料を流通させた状態で電極３Ａ，３Ｂ間に通電加熱のための電圧を加えれば、電流Ｉは最も電気抵抗が小さくなるような経路を通って流れる傾向を示す。したがって電流Ｉは電極３Ａ，３Ｂ間においてスペーサ管体５の内周面に近い部分を通って流れる傾向を示す。そのため図５の下段に示しているように、管路１の横断面内で電流密度の不均一が生じて、食品材料が流れる管路１の内面近くの部分では電流密度が大きくなる一方、管路１の中心軸線Ｏの付近では電流密度が極端に小さくなってしまい、その結果管路１の内周面近くでは食品材料が過加熱されやすくなるのに対し、中心軸線Ｏの近くでは食品材料が加熱されにくくなる事態が生じやすい。
【０００８】
それに加え、流動性食品材料の粘度が高い場合、例えばジャム等の場合には、管路１の内面近くの部分では管壁との抵抗によって流動性食品材料の流速が小さくなる一方、管路１の中心軸線Ｏの付近では管壁との抵抗の影響が小さいため、流動性食品材料の流速は大きくなる。そしてこのような管路１の横断面における流動性食品材料の流速不均一は、前述の電流密度分布不均一による加熱の不均一を一層助長させてしまう。すなわち、管路１の内面近くの部分では、中心軸線Ｏの付近と比べて、電流密度が高いことに加えて電極３Ａ，３Ｂ間に滞留する時間も長くなるから、電極３Ａ，３Ｂ間での温度上昇が一層大きくなってしまうのである。
【０００９】
さらに、実際の流動性食品材料の連続通電加熱装置においては、目標温度まで温度上昇させるために多段の通電加熱を行なうように構成するのが通常である。すなわち、３個以上の電極、例えば６個または８個の電極を管路の長さ方向に上流側から下流側へ向けて間隔を置いて配設して一つの通電加熱ユニットを形成し、さらにその通電加熱ユニットを、管路の長さ方向の上流側から下流側にわたって複数基設けておくことが多く、この場合、相互に隣り合う最初二つの電極間で通電加熱された流動性食品材料は、続いて次の二つの電極間で通電加熱されてさらに温度上昇し、以下順次同様に各電極の間を通過するに従って温度上昇して、最終的に目標温度まで加熱されることになる。このような多段通電加熱用の実機においては、前述のようにそれぞれの電極間での通電加熱による温度上昇が不均一であれば、その不均一が多段の通電加熱によって一層増幅されてしまう。すなわち、管路１内を流れる流動性食品材料の粘度が高い場合は、管路の入口側から出口側まで食品材料の流れる位置（管路の横断面内での位置）があまり変わらないことが多く、このことは、最初の二つの電極間で管路の内面近くを通って急速に温度上昇した食品材料は、次の二つの電極間でも管路の内面近くを通ってさらに急速に温度上昇されてしまうことを意味し、したがって多段の通電加熱を行なう場合には、前述のような加熱の不均一が一層激しくなってしまうのである。
【００１０】
さらにまた、通電加熱に特有の現象として、流動性食品材料は一般にその温度が高くなるほど電流が流れやすくなることから、前述のように管路の内周面近くで過加熱されて温度上昇した流動性食品材料には電流が一層集中して流れ、その結果管路の内周面近くを流れる食品材料は、急激に温度上昇して、中央部付近を流れる食品材料との温度差が大きくなってしまう。そしてこのような傾向は、多段の通電加熱の場合、一層増幅されてしまう。
【００１１】
ここで、食品材料が過加熱された場合、殺菌は充分に行なえても、食品の食感や風味が損なわれたり、変色が生じたり、さらには栄養成分の破壊が生じたりするおそれがあるから、優れた品質の食品を得るためには、過加熱を避ける必要がある。一方食品材料が充分に加熱されない場合には、充分に殺菌されずに食品衛生上の問題が生じたり、また調理が充分に行なわれないなどの問題が生じる。したがって食品材料全体を目的とする処理に応じた適切な温度に加熱することが食品加熱装置では重要であるが、既に述べたように従来提案されている流動性食品材料の連続通電加熱装置では、食品材料を均一に適切な温度に加熱することが困難であり、そのため実用化は未だためらわれているのが実情である。
【００１２】
さらに前述のように管路の内周面近くを流れる流動性食品材料が過加熱されれば、管路の内面に食品材料が焦げ付くことがあり、その場合には食品材料の風味が損なわれるばかりでなく、焦げ付き部分の炭化によって局部的に大電流が流れたり、スパークが発生したりして、管路を構成している絶縁材料が局部的に溶融もしくは損傷したりしてしまうこともある。したがって管路の内面への食品材料の焦げ付き防止も重要な課題となっている。
【００１３】
そこで本発明者等は、既に特開平１１−８９５２２号において、流動性を有する食品材料を管路内で通電加熱により連続加熱するにあたり、管路内を流れる食品材料を均一に加熱するため、前記通電加熱用電極の相互の間において管路内を流れる食品材料を、管路内の半径方向へ撹拌するための撹拌部材を設けることを提案している。なおここで撹拌部材としては、回転撹拌体を用いても、また静的撹拌体（いわゆるスタティックスターラ）を用いても良いとしている。
【００１４】
上記特開平１１−８９５２２号の提案の連続通電加熱装置を、撹拌部材として静的撹拌体を用いた場合を例にとって図６〜図９に示す。
【００１５】
図６は、上記提案の連続通電加熱装置の全体構成を示す図で、液体状食品材料あるいは固体−液体混合食品材料などの流動性を有する食品材料は、予め供給側容器１１に収容されている。この供給側容器１１の下端には供給開閉弁１３が設けられており、さらにこの供給開閉弁１３の下端からは、管路１５が延長されている。管路１５における供給開閉弁１３近くの位置には、流動性食品材料について管路１５内を流動搬送させるための圧送手段として、ポンプ１７が設けられている。管路１５におけるポンプ１７よりも下流側には、上方へ垂直に立上がる垂直立上り部分１５Ａが存在し、この管路垂直立上り部分１５Ａには、この発明で特徴とする撹拌部材を備えた通電加熱装置１９が形成されている。さらに管路１５における垂直立上り部分１５Ａの上端は水平方向へ折り曲げられて水平方向へ伸長され、その部分（すなわち通電加熱装置１９の下流側に相当する部分）には冷却装置２１が配設され、その冷却装置２１の下流側には排出側容器２３が設けられている。
【００１６】
図７には、前記通電加熱装置１９を含む管路１５の垂直立上り部分１５Ａの一例を示す。
【００１７】
図７において、管路１５の垂直立上り部分１５Ａには、下方から第１アース電極２３Ａ、通電加熱用電極２５Ａ〜２５Ｆ、第２アース電極２３Ｂが間隔を置いてその順に配設されている。各アース電極２３Ａ，２３Ｂおよび各通電加熱用電極２５Ａ〜２５Ｆは、チタン、チタン合金、あるいはステンレス鋼などの導電材料からなるものであって、それぞれ環状に作られて、管路１５の一部を構成している。また各電極２３Ａ，２３Ｂ；２５Ａ〜２５Ｆの間の管路部分は、それぞれ円筒状をなす絶縁性管体２７によって構成されている。そして各通電加熱用電極２５Ａ〜２５Ｆは、交互に通電加熱用電源２９の一方の端子２９Ａ、他方の端子２９Ｂに電気的に接続され、両側のアース電極２３Ａ，２３Ｂはそれぞれ電気的に接地されている。そしてこれらの電極２３Ａ，２３Ｂ；２５Ａ〜２５Ｆ、通電加熱用電源２９によって通電加熱装置１９が構成されている。なお通電加熱用電源２９としては、高周波電源あるいは商用交流電源が用いられる。
【００１８】
さらに上述のように通電加熱装置１９を設けた管路立上り部分１５Ａには、その上端部１５Ｂから鉛直に撹拌部材としての静的撹拌体３１が挿入されている。この静的撹拌体３１は、管路立上り部分１５Ａの中心軸線Ｏに沿って配設されている。
【００１９】
ここで、上記静的撹拌体３１について、さらに詳細に説明すれば、この静的撹拌体３１は、板状の部材を右ネジ方向へ１８０°捻った複数の右捻り片３１Ａと、板状部材を左ネジ方向へ１８０°捻った複数の左捻り片３１Ｂとからなり、これらの右捻り片３１Ａと左捻り片３１Ｂとを交互に設けた構成とされている。ここで右捻り片３１Ａと左捻り片３１Ｂとの突き合せ部分では、それぞれの端部が９０°の位相差をもって接するように位置決めされている。なお図８、図９中の各破線矢印は、それぞれ右捻り片３１Ａ、左捻り片３１Ｂの捻り方向を示している。
【００２０】
図６〜図９に示される連続加熱装置において、供給開閉弁１３を開いてポンプ１７を作動させれば、供給側容器１１から流動性食品材料が管路１５内を図６の左方から右方へ流れる。そして流動性食品材料は、管路１５の垂直立上がり部分１５Ａにおいて撹拌部材を備えた通電加熱装置１９を通過して、管路１５内において撹拌されつつ通電加熱されて温度上昇し、殺菌や調理等の加熱処理がなされ、さらに冷却装置２１を通過することにより冷却されてから、排出側容器２３に至る。
【００２１】
さらに、管路垂直立上がり部分１５Ａにおける流動性食品材料に対する通電加熱作用および撹拌作用について具体的に説明すれば、管路垂直立上がり部分１５Ａにおいて流動性食品材料は、第１アース電極２３Ａ、各通電加熱用電極２５Ａ〜２５Ｆ、第２アース電極２３Ｂのそれぞれの内側の位置を順次通過する。ここで、通電加熱用電極２５Ａ〜２５Ｆは、交互に通電加熱用電極２９の一方の端子２９Ａ、他方の端子２９Ｂに接続されているから、各通電加熱用電極間において流動性食品材料を通って電流が流れ、その流動性食品材料の有する電気抵抗によって流動性食品材料が発熱し、通電加熱がなされる。また両端の第１および第２アース電極２３Ａ，２３Ｂはそれぞれ接地されているから、第１アース電極２３Ａよりも上流側もしくは第２アース電極２３Ｂよりも下流側へ流動性食品材料を介して漏れ電流が流れて感電事故等を起こすことを有効に防止できる。
【００２２】
上述のように流動性食品材料が通電加熱される間に、撹拌部材としての静的撹拌体３１によってその流動性食品材料が撹拌せしめられる。
【００２３】
すなわち、図７〜図９に示すような静的撹拌体３１を用いた場合、管路１５内を流れる流動性食品材料は、右捻り片３１Ａ、左捻り片３１Ｂによって交互に逆方向へ旋回せしめられる。そしてまた右捻り片３１Ａと左捻り片３１Ｂとの突き合せ部分では両者の位相が９０°異なっているため、食品材料の流れが分割され、かつその突き合せ部分が複数個所に存在するところから、流れの分割が多重に行なわれることになる。そしてこれらの作用が相俟って管路１５の横断方向へも食品材料が撹拌されることになる。すなわち、各捻り片３１Ａ，３１Ｂの表面に流動性食品材料が当接したときに食品材料に与えられる旋回力の方向は、管路１５の接線方向となっているから、管路１５の内周面へ近接する方向へ食品材料が押しやられることになり、しかも前述のような隣り合う捻り片３１Ａ，３１Ｂの突き合せ部分での流れの分割により乱流が生じ、これらの総合的な結果として管路１５の半径方向への撹拌作用を充分に得ることができる。
【００２４】
上述のように管路内の半径方向へ食品材料を撹拌するために静的撹拌体等の撹拌部材を設けておくことによって、管路内中心付近と管路内周面付近との間で食品材料が混合、撹拌されることから、管路内を流れる食品材料全体を均一に加熱することができる。すなわち、前述のように管路の内面近くの部分と管路の中心軸線付近の部分との間で電流密度に差が生じても、食品材料は管路内面付近の部分のみを流れたりあるいは中心軸線付近の部分のみを流れたりすることがなく、それらの部分を交互に流れることになるため、トータル的に見れば加熱の程度は均一になり、所望の温度に必要な時間均一に加熱できることになる。またこのように管路内を流れる食品材料を撹拌することによって、管路の内面に食品材料の焦げ付きが生じることを未然に防止できる。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記提案を実機に適用しようとした場合、次のような問題が発生することが判明した。
【００２６】
すなわち前記提案の装置では、図７に示されているように、通電加熱用電極２５Ａ〜２５Ｆが存在する領域の全体にわたって静的撹拌体３１を設けて、各通電加熱用電極２５Ａ〜２５Ｆの間において流動性食品材料に通電しながら静的撹拌体３１により流動性食品材料を撹拌する構成としている。
【００２７】
ところが、静的撹拌体３１をステンレス鋼やチタン等の金属によって作った場合、その導電率が通常は流動性食品材料よりも格段に高いため、通電加熱用電極２５Ａ〜２５Ｆの相互間において電流が静的撹拌体３１内を集中して流れてしまい、そのため流動性食品材料が充分にジュール発熱しなくなって、流動性食品材料が充分に温度上昇しなくなる問題が生じる。もちろん金属からなる静的撹拌体内を流れる電流によってその静的撹拌体自体もジュール発熱するが、金属の電気抵抗は一般に著しく小さいため、静的撹拌体の発熱量は少なく、したがって静的撹拌体の発熱により流動性食品材料を間接的に加熱する効果も充分には得られない。
【００２８】
一方、静的撹拌体を樹脂によって作った場合、樹脂は一般に絶縁体であるため、通電加熱用電極の相互間の電流が静的撹拌体によって妨げられてしまう。このように通電加熱用電極間の電流が静的撹拌体によって妨げられれば、その妨げられた部分では、通電加熱用電極の相互間で流れる電流の経路（流動性食品材料中を流れる電流の経路）が静的撹拌体によって曲げられて、電極相互間の直線距離よりも格段に長くなってしまう。そしてこのように電流経路の長くなる程度は、静的撹拌体の形状、位置によって一様ではないため、最も短い電流経路の部分に集中して電流が流れ、かえって電流密度の不均一を招いてしまう。特に図７に示されるように静的撹拌体３１を管路の軸線方向に沿って挿入している場合、静的撹拌体３１の最外縁と管路１５の内面との間には、たとえ微小であっても空隙が必然的に存在し、その空隙の部分を通る電流経路が電極間で最も短くなるから、その部分、すなわち管路１５の内面に沿った部分に集中して電流が流れ、その部分で過加熱が生じてしまうおそれがある。すなわち、既に述べたように静的撹拌体を設けていない従来技術の場合でさえ管路の内面付近が過加熱されやすかったのであるが、静的撹拌体を挿入することによって、かえってその傾向が助長されて、加熱の不均一が大きくなり、したがって根本的な加熱の不均一解消策とはなり得ないのである。
【００２９】
以上のように、静的撹拌体の材料として、現状で最も一般的に採用しやすいと考えられる金属材料および樹脂材料のいずれを用いても新たな問題が発生し、そのため前記提案の実用化は未だ見送られていたのが実情である。
【００３０】
なお、以上の説明では撹拌部材として静的撹拌体を用いた場合についてのみ説明したが、回転撹拌体を用いた場合にも同様な問題があることはもちろんである。
【００３１】
この発明は以上の事情を背景としてなされたもので、前記提案の連続通電加熱装置の問題点に鑑み、撹拌部材の存在によって流動性食品材料が充分に加熱されなかったりまた撹拌部材によってかえって加熱の不均一が助長されたりすることがないようにした連続通電加熱装置を提供することを目的とするものである。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
既に述べたように、実機の連続通電加熱装置においては、多段に通電加熱を行なうことが多い。すなわち、２以上の通電加熱用電極からなる電極群を、管路の長さ方向に複数群配列しておき、それぞの電極群内において通電加熱用電極間で通電加熱を行なうことが多い。そしてこの場合、各電極群の間の位置では電流が流れないように構成されていることが多い。そこでこの発明では、各電極群の間の電流が流れない部分を有効活用して、その部分に撹拌部材を設けて、流動性食品材料を撹拌することとした。
【００３３】
すなわちこの発明は、基本的には、請求項１に記載したように、流動性食品材料について、管路内をその長さ方向の一方の側から他方の側へ向けて連続的に流動移送させながら、管路にその長さ方向に間隔を置いて配設された２以上の通電加熱用電極の間を連続的に通過させて、各通電加熱用電極の間で流動性食品材料に通電することにより流動性食品材料を連続的に加熱するための装置において、それぞれ２以上の通電加熱用電極からなる複数の電極群が、管路の長さ方向に所定間隔を置いて配設されており、かつ複数の電極群の相互の間の位置では流動性食品材料に通電しないように構成され、管路内における複数の電極群の相互の間の位置に、流動性食品材料を管路の軸線方向とは異なる方向に移動させて流動性食品材料を管路内で撹拌する撹拌部材が設けられていることを特徴とするものである。
【００３４】
また請求項２の発明は請求項１に記載の流動性食品材料の連続通電加熱装置において、さらに前記電極群のうち、最下流側に位置する電極群の下流側に別の撹拌部材が設けられていることを特徴とするものである。
【００３５】
ここで、撹拌部材としては、静的撹拌体と回転撹拌体とのいずれを用いても良く、これらを規定したのが請求項３、請求項４である。
【００３６】
すなわち請求項３の発明は、請求項１に記載の流動性食品材料の連続通電加熱装置において、前記撹拌部材が、管路内に配置された静的撹拌体によって構成されており、この静的撹拌体は、管路の軸線方向とは異なる方向に傾斜する傾斜面を有しており、管路内を流れる流動性食品材料を前記傾斜面によって管路の軸線方向とは異なる方向に押しやることによって流動性食品材料を撹拌するように構成されていることを特徴とするものである。
【００３７】
また請求項４の発明は請求項１に記載の流動性食品材料の連続通電加熱装置において、前記撹拌部材が、管路内においてその軸線を中心として回転する回転撹拌体によって構成されていることを特徴とするものである。
【００４０】
前述のようにこの発明の通電加熱装置においては静的撹拌体もしくは回転撹拌体からなる撹拌部材を、複数の電極群の間の位置、すなわち流動性食品材料に電流が流れない位置に設けることによって、その撹拌部材を導電率が高い金属材料よって作った場合でも、電極間の通電電流が撹拌部材の部分に集中して流れて流動性食品材料が充分に通電加熱されなくなるような事態の発生を防止でき、一方撹拌部材を電気絶縁性の樹脂によって作った場合にも、その撹拌部材によって電極間の通電電流の経路が妨げられることがなく、そのため撹拌部材の存在によってかえって加熱の均一を助長してしまうようなこともない。
【００４１】
【発明の実施の形態】
【００４２】
【実施例】
図１にこの発明を適用した連続通電加熱装置の全体構成の一例を示し、図２、図３にその要部を示す。なお図１において、図６に示した先行技術の要素と同一の要素については図６と同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４３】
図１において、管路１５の垂直立上り部分１５Ａには、下方から第１の電極群を備えた第１の通電加熱ユニット４１Ａ、第２の電極群を備えた第２の通電加熱ユニット４１Ｂ、および第３の電極群を備えた第３の通電加熱ユニット４１Ｃがその順に間隔を置いて形成されており、かつ第１の通電加熱ユニット４１Ａと第２の通電加熱ユニット４１Ｂとの間の管路内には、撹拌部材として第１の静的撹拌体４３Ａが、また第２の通電加熱ユニット４１Ｂと第３の通電加熱ユニット４１Ｃとの間の管路内には、同じく撹拌部材として第２の静的撹拌体４３Ｂが設けられている。そしてこれらの各通電加熱ユニット４１Ａ〜４１Ｃ、各静的撹拌体４３Ａ，４３Ｂを含む部分の全体がこの発明で特徴とする撹拌部材を備えた通電加熱装置１９とされている。
【００４４】
各通電加熱ユニット４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃは、この実施例の場合はすべて同一の構成とされており、そこで第１の通電加熱ユニット４１Ａの部分付近について図２に拡大して示す。
【００４５】
図２において、第１の通電加熱ユニット４１Ａは、管路１５の垂直立上り部分１５Ａに、下方から第１アース電極２３Ａ、通電加熱用電極２５Ａ〜２５Ｆ、第２アース電極２３Ｂが間隔を置いてその順に配設した構成とされている。各アース電極２３Ａ，２３Ｂおよび各通電加熱用電極２５Ａ〜２５Ｆは、チタン、チタン合金、あるいはステンレス鋼などの導電材料からなるものであって、それぞれ環状に作られて、管路１５の一部を構成している。また各電極２３Ａ，２３Ｂ；２５Ａ〜２５Ｆの間の管路部分は、それぞれ円筒状をなす絶縁性管体２７によって構成されている。そして各通電加熱用電極２５Ａ〜２５Ｆは、交互に通電加熱用電源２９の一方の端子２９Ａ、他方の端子２９Ｂに電気的に接続され、両側のアース電極２３Ａ，２３Ｂはそれぞれ電気的に接地されている。そして通電加熱用電極２５Ａ〜２５Ｆが、請求項１で規定するところの２以上の通電加熱用電極からなる第１の電極群４５Ａを構成している。なお通電加熱用電源２９としては、通常は高周波電源あるいは商用交流電源が用いられる。
【００４６】
一方、第１の静的撹拌体４３Ａ、第２の静的撹拌体４３Ｂも、この発明の実施例の場合は同一の構成とされており、そこで第１の静的撹拌体４３Ａを設けた部分の構成について図３に拡大して示す。
【００４７】
図３において、管路１５の垂直立上がり部分１５Ａのうち、第１の電極群を備えた第１の通電加熱ユニット４１Ａと第２の電極群を備えた第２の通電加熱ユニット４１Ｂとの間の部分には、管路１５の長さ方向に沿って撹拌部材としての第１の回転撹拌体４３Ａが挿入されている。この静的撹拌体４３Ａは、既に説明した図７〜図９の静的撹拌体３１と同様に、板状の部材を右ネジ方向へ１８０°捻った複数の右捻り片４７Ａと、板状部材を左ネジ方向へ１８０°捻った複数の左捻り片４７Ｂとからなり、これらの右捻り片４７Ａと左捻り片４７Ｂとを交互に固定して設けた構成とされており、右捻り片４７Ａと左捻り片４７Ｂとの突き合せ部分では、それぞれの端部が９０°の位相差をもって接するように位置決めされている。ここで、図３におけるＡ−Ａ矢視断面の形状、Ｂ−Ｂ矢視断面の形状は、それぞれ既に示した図８、図９の場合と同じである。なお静的撹拌体４３Ａの上端は、支持部材４９によって管路１５に固定されている。この支持部材４９は、管路１５内における流動性食品材料の流路を閉塞しないように構成されていることはもちろんである。
【００４８】
以上のような実施例の連続通電加熱装置において、供給開閉弁１３を開いてポンプ１７を作動させれば、既に述べたと同様に、供給側容器１１から流動性食品材料が管路１５内を図１の左方から右方へ流れる。そして流動性食品材料は、管路１５の垂直立上がり部分１５Ａにおいて通電加熱装置１９の第１の通電加熱ユニット４１Ａ、第２の通電加熱ユニット４１Ｂ、および第３の通電加熱ユニット４１Ｃをその順に通過して、管路１５内において通電加熱されて温度上昇し、殺菌や調理等の加熱処理がなされ、さらに冷却装置２１を通過することにより冷却されてから、排出側容器２３に至る。そして各通電加熱ユニット４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの間の位置において流動性食品材料は撹拌部材としての第１、第２の静的撹拌体４３Ａ，４３Ｂにより撹拌される。
【００４９】
ここで、流動性食品材料に対する通電加熱作用および撹拌作用についてさらに具体的に説明する。
【００５０】
例えば第１の通電加熱ユニット４１Ａにおいて、流動性食品材料は、第１アース電極２３Ａ、各通電加熱用電極２５Ａ〜２５Ｆ、第２アース電極２３Ｂのそれぞれの内側の位置を順次通過する。通電加熱用電極２５Ａ〜２５Ｆは、交互に通電加熱用電極２９の一方の端子２９Ａ、他方の端子２９Ｂに接続されているから、各通電加熱用電極間において流動性食品材料を通って電流が流れ、その流動性食品材料の有する電気抵抗によって流動性食品材料が発熱し、通電加熱がなされる。また両端の第１および第２アース電極２３Ａ，２３Ｂはそれぞれ接地されているから、第１アース電極２３Ａよりも上流側もしくは第２アース電極２３Ｂよりも下流側へ流動性食品材料を介して漏れ電流が流れることを有効に防止できる。
【００５１】
上述のように流動性食品材料が第１の通電加熱ユニット４１Ａを通過する間に通電加熱された後、その流動性食品材料は直ちに第１の静的撹拌体４３Ａの位置を通過する。そして静的撹拌体４３Ａの位置を通過する間、管路１５内を流れる流動性食品材料には、既に図７〜図９を参照して説明したと同様に管路１５の半径方向への撹拌作用が与えられる。
【００５２】
したがって例えば第１の通電加熱ユニット４１Ａによって通電加熱される際に管路１５の内周面付近と中心軸線付近の部分とで電流密度の不均一により温度差が生じていたとしても、第１の静的撹拌体４３Ａの位置を通過する際に、温度の高い管壁近くの流動性食品材料と中心軸線付近の温度の低い流動性食品材料とが一様に混合され、温度差が解消される。
【００５３】
そしてこのように第１の静的撹拌体４３Ａにより温度分布が均一化された流動性食品材料は、続いて第２の通電加熱ユニット４１Ｂを通過し、前記同様に再び通電加熱された後、第２の静的撹拌体４３Ｂの位置を通過して撹拌され、温度分布が再度均一化されてから、第３の通電加熱ユニット４１Ｃを通過し、最終的な目標温度まで通電加熱される。
【００５４】
なおここで、第３の通電加熱ユニット４１Ｃの下流側に、さらに別の静的撹拌体（第３の静的撹拌体）を設けておき、第３の通電加熱ユニット４１Ｃを通過して最終的に目標温度まで通電加熱された流動性食品材料を、さらに撹拌するようにしても良い。
【００５５】
以上の実施例に示されるように、各静的撹拌体４３Ａ，４３Ｂを設けた部分は、通電加熱に直接関係しない部分、すなわち通電加熱のための電流が流れない部分であるから、静的撹拌体４３Ａ，４３Ｂが通電加熱に影響を与えることはない。したがって既に述べたように金属材料および樹脂のいずれを用いることもできる。
【００５６】
なお静的撹拌体４３Ａ，４３Ｂの形状は、図３あるいは図７〜図９に示すような形状に限られるものではなく、要は管路の軸線方向に対して異なる方向へ傾斜する傾斜面を備えたものであれば、流動性食品材料に対して管路半径方向への撹拌力を与えることができる。特に管路の軸線方向に対し異なる２以上の方向へ傾斜する２以上の傾斜面を備えたものであれば、異なる２以上の方向への旋回力を流動性食品材料に与えて、管路横断方向へ食品材料を確実かつ安定して撹拌することができる。
【００５７】
なおまた、前述の実施例では、一つの通電加熱ユニット（電極群）４１Ａ〜４１Ｃがそれぞれ６個の通電加熱用電極２５Ａ〜２５Ｆを備えた構成として、各通電加熱ユニット４１Ａ〜４１Ｃのそれぞの間の位置に静的撹拌体４３Ａ，４３Ｂを配置しているが、一つの通電加熱ユニット（電極群）を構成する通電加熱用電極の数は２個以上であれば６個に限られないことはもちろんである。例えば一つの通電加熱ユニット（電極群）を一対の通電加熱用電極によって構成し、その一対の通電加熱用電極からなる通電加熱ユニットの複数組（すなわち電極群の複数群）を管路の長さ方向に間隔を置いて配設し、それぞれの通電加熱ユニットの間に静的撹拌体を設けても良いことはもちろんであり、その場合の例を図４に示す。なお図４に置いて図２、図３に示される要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００５８】
さらに、前述の実施例では各静的撹拌体４３Ａ，４３Ｂの上端部（管路１５内における下流側の端部）を固定支持するものとしているが、場合によっては各静的撹拌体を積極的には固定支持せずに、管路１５の内径を、静的撹拌体４３Ａ，４３Ｂの上流側（下方）、下流側（上方）の部分で絞って、その管路絞り部分ににより静的撹拌体の移動を阻止するようにしても良い。
【００５９】
また以上の説明では撹拌部材として静的撹拌体を用いるものとしているが、場合によっては管路１５の軸線Ｏを中心として回転する回転撹拌体を用いることもできる。
【００６０】
そしてまた図１〜図３に示した例では、管路１５の垂直立上がり部分１５Ａに、各通電加熱ユニット（電極群）４１Ａ〜４１Ｃと撹拌部材としての例えば静的撹拌体４３Ａ，４３Ｂを設けた構成とているが、垂直立上がり部分に限らず、管路の水平部分あるいは傾斜部分にこれらを設けても良いことはもちろんである。さらに場合によっては各通電加熱ユニット（電極群）４１Ａ〜４１Ｃを設けた管路部分はそれぞれ垂直とし、各通電加熱ユニット４１Ａ〜４１Ｃの相互間の管路部分を水平もしくは傾斜状とし、その水平もしくは傾斜状の管路部分に撹拌部材（例えば静的撹拌体）を設けても良く、あるいはその逆としても良い。
【００６１】
いずれにしても、この発明では要は各通電加熱ユニット（電極群）の相互の間の位置では流動性食品材料の加熱のための通電電流を流さないようにし、その部分に静的撹拌体等の撹拌部材を配設すれば良く、各部材の配列方向は特に限定されるものではない。
【００６２】
【発明の効果】
この発明の流動性食品材料の連続加熱装置によれば、流動性食品材料を管路内において連続的に流動移送させながら、その管路内において流動性食品材料を連続的に通電加熱するにあたって、管路内を流れる流動性食品材料全体を均一に加熱することができる。すなわち、ある電極群内において管路の内面近くの部分と管路の中心軸線付近との間で電流密度の差が生じて、それらの間で流動性食品材料の温度に差が生じたとしても、流動性食品材料はその電極群を通過した後に、直ちに撹拌部材の位置を通過して、管路の半径方向へ撹拌されるため、最終的には流動性食品材料の全体を均一に加熱し、所望の温度まで均一に温度上昇させることができる。またこの発明の通電加熱装置では、静的撹拌体もしくは回転撹拌体からなる撹拌部材が、流動性食品材料の通電加熱のための電流が流れない位置に配設されているため、撹拌部材の導電率もしくは電気抵抗が、通電加熱に影響を与えることはなく、したがって撹拌部材の材料として、導電率が高い金属材料や、逆に電気絶縁性の樹脂などを任意に用いることができ、撹拌部材の材料の制約がなくなって、装置設計が容易となるばかりでなく、撹拌部材として金属材料を用いた場合のように、通電電流が撹拌部材に集中して流れて流動性食品材料が充分に温度上昇しなくなるような事態や、撹拌部材として電気絶縁性の樹脂を用いた場合のように、通電電流が撹拌部材により妨げられることによる電流密度の不均一によって加熱の不均一が助長されてしまうような事態の発生を有効に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による流動性食品材料の連続通電加熱装置の全体構成の一例を示す略解図である。
【図２】この発明の連続通電加熱装置における１つの通電加熱ユニット（電極群）の部分の一例を示す略解的な縦断正面図である。
【図３】この発明の連続通電加熱装置における撹拌部材としての静的撹拌体を設けた部分の一例を示す縦断正面図である。
【図４】この発明の連続通電加熱装置の他の例を示す略解図である。
【図５】従来の通電加熱による流動性食品材料の連続加熱装置の作用を説明するための略解図である。
【図６】先行して提案されている流動性食品材料の連続通電加熱装置の全体構成の一例を示す略解図である。
【図７】図６に示される連続通電加熱装置の要部の一例を示す略解的な縦断面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における静的撹拌体の横断平面図である。
【図９】図７のＩＸ−ＩＸ線における静的撹拌体の横断平面図である。
【符号の説明】
１５  管路
１９  通電加熱装置
２５Ａ〜２５Ｆ  通電加熱用電極
４１Ａ  第１の通電加熱ユニット
４１Ｂ  第２の通電加熱ユニット
４１Ｃ  第３の通電加熱ユニット
４３Ａ  第１の静的撹拌体
４３Ｂ  第２の静的撹拌体
４５Ａ  第１の電極群
【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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【図８】
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【図９】
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