JP6703873B2 - 調理機装置 - Google Patents

Description

本発明は、容器内に収容した液体分の多い食材を加熱することで食材内に熱による対流をおこしながら加熱調理を行う調理機装置に関するものであり、より詳しくは加熱調理の途中で食材に焦げ付きが発生し始めた場合には速やかに焦げ付き検出を行い、焦げ付きによる影響が広がることを防止することのできる調理機装置に関するものである。

容器底面から加熱するようにした調理容器内に食材を収容し、調理容器の外側から熱を加えることで食材を加熱することが広く行われている。この場合において、加熱する食材が液体状のものであると、容器内の食材は底部で熱を受けることで上昇流が発生し、食材内で発生する対流によって撹拌が行われる。容器内の底面の広い範囲で加熱を行うと、図３に記載しているように多数の対流が発生し、対流によって熱が移動するために容器内の食材温度はほぼ均一化することができる。

このような調理機装置では、焦げ付きを発生しないように加熱することが必要である。
焦げ付きは、食材に対する加熱量が大きすぎる場合に発生するものであり、加熱する側である調理容器の壁面温度が熱を受ける側である食材温度に比べて大きくなり過ぎることで発生する。

特許第３６５０７１９号公報に記載の発明では、調理容器の壁面温度と食材温度が乖離する点をあらかじめ確認しておき、乖離が発生しないように加熱することで焦げ付きを防止するようにしている。調理容器の壁面温度を検出しておき、壁面温度が焦げ付きの発生する乖離点を超えないように加熱量を制御すると、焦げ付きの発生を少なくすることができる。

しかしそれでも粘度が高いなど食材の種類によっては、食材内の撹拌状態により部分的な焦げ付きが発生することがあった。そして焦げ付きが発生し始めると食材内の対流が悪くなり、さらに焦げ付きがひどくなっていくことになっていた。また焦げ付きによって食材内での対流が変化すると、食材内で温度むらが発生することになり、部分的に加熱の不足や過剰な加熱が発生し、調理物の品質低下を招くこともあった。

特許第３６５０７１９号公報

本発明が解決しようとする課題は、容器内に収容した液体分の多い食材を容器底面から加熱して調理を行う調理機装置において、加熱調理中に食材の焦げ付きが発生した場合には焦げ付き発生を速やかに検出し、焦げ付きによる影響が広がることを防止することのできる調理機装置を提供することにある。

内部に被加熱物である食材を収容する調理容器、調理容器の下部に設置した蒸気ジャケット、調理容器内に収容した食材の品温を検出する品温検出装置、調理容器の温度もしくは蒸気ジャケット内の温度を検出する容器温度検出装置、調理容器内に収容した食材に対する加熱量を調節する加熱量調節装置、前記品温検出装置で検出した食材の温度に基づき、前記加熱量調節装置の操作量を決定する運転制御装置を持ち、調理容器内の食材を加熱調理する調理機装置であって、前記運転制御装置では、容器温度検出装置にて検出した容器温度が所定温度に到達した時から品温検出装置で検出している食材品温が前記所定温度に到達するまでの時間差を検出し、検出した時間差が範囲を持った基準値より長くなった場合、あるいは基準値より短くなった場合に、前記加熱量調節装置による加熱量を低減するなどの焦げ付き防止操作を行う。

本発明を実施することで、加熱調理の途中で食材に焦げ付きが発生した場合には速やかに検出することができ、焦げ付きが拡大しないように対処することで、焦げ付きによって食材に加熱むらが発生するなどの影響が現れることを防止することができる。

本発明を実施する調理機装置の食材温度検出器真下部分で焦げ付きが発生した場合における食材内の対流説明図 本発明を実施する調理機装置の食材温度検出器真下から外れた部分で焦げ付きが発生した場合における食材内の対流説明図 本発明を実施する調理機装置の焦げ付きが発生していない場合における食材内の対流説明図 本発明を実施する調理機装置での加熱調理時における食材温度と調理容器温度の変化例を示した温度変化説明図

本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明を実施する調理機装置の食材温度検出器真下部分で焦げ付きが発生した場合における食材内の対流説明図、図２は本発明を実施する調理機装置の食材温度検出器真下から外れた部分で焦げ付きが発生した場合における食材内の対流説明図、図３は本発明を実施する調理機装置の焦げ付きが発生していない場合における食材内の対流説明図、図４は本発明を実施する調理機装置での加熱調理時における食材温度と調理容器温度の変化例を模式的に示した温度変化説明図である。

実施例の調理機装置は、底部が湾曲した調理容器１と調理容器の下部に設置した蒸気ジャケット２を持っており、調理容器１内に食材５を収容して加熱を行う。調理容器の加熱は、蒸気ジャケット２内に蒸気を供給することで行う。蒸気ジャケット２には蒸気供給管６を接続し、蒸気供給管６の途中に加熱量調節装置８を設置しておき、蒸気供給管６を通して蒸気ジャケット２へ蒸気を供給することで蒸気ジャケット２内の温度を高め、調理容器１の底部を加熱することで調理容器１内に収容している食材５の加熱を行う。

調理容器１内に収容している食材５の温度を検出するための品温検出装置３を設け、品温検出装置３で検出した食材の温度は運転制御装置７へ出力するようにしておく。運転制御装置７では、品温検出装置３で検出した食材温度と運転制御装置７に設定している運転プログラムに基づき、ジャケット２へ供給する蒸気量を調節することで食材に対する加熱量を調節する。

調理機装置としては、撹拌装置を持ったものでもよい。撹拌装置を持つ調理機装置の場合は、調理容器１の内面に沿って摺動する撹拌羽根を設置しておき、加熱中に撹拌羽根を回転させることで食材５の撹拌を行う。

また調理容器１の温度を検出する容器温度検出装置４を設け、容器温度検出装置４で検出している調理容器温度も運転制御装置７へ出力するようにしておく。運転制御装置７では、品温検出装置３で検出した食材温度と、容器温度検出装置４で検出した容器温度を比較し、両者の温度差に基づいて食材に焦げ付きが発生していることの判定を行うこともできるようにしておく。

調理機装置での加熱調理は、食材をあらかじめ設定しておいた調理温度まで昇温し、調理温度で一定時間保持することで調理を行うものであり、調理機装置での調理工程は、食材を目標温度まで上昇させる昇温工程と、目標温度に維持する加熱工程からなっている。昇温工程の場合、加熱調理開始からの経過時間と、その時点での食材温度をあらかじめ設定しておき、食材温度が設定した温度になるように加熱量調節装置８で加熱量を調節しながら昇温する。温度を維持する加熱工程では、食材温度が調理温度より低くなると蒸気供給量を増加し、食材温度が調理温度より高くなると蒸気供給量を減少することで、食材温度が調理温度に保たれるように温度調節を行う。

蒸気ジャケット２内に蒸気を供給し、蒸気ジャケット２内の温度を高めると、蒸気の熱は調理容器１の底面を加熱し、熱は調理容器１を伝わって調理容器１内の食材５へ伝わる。食材５は調理容器１に面している底部で熱を受け、食材の加熱された部分では上昇流が発生する。食材内で底部から上部へ向かう上昇流が発生すると、替わりに食材の上部にあった部分が下側に回り込む対流が発生する。食材は上部表面から放熱するため、上部の食材は温度が低下するが、食材内の対流は調理容器の蒸気ジャケット２に面している部分で至るところに発生し、食材内の全体で位置が次々と入れ替わって行くため、調理容器１内の食材は全体で撹拌されることになり、食材の温度は均一化される。図３は調理容器１の底面全体で等しく加熱が行われており、食材内が全体でほぼ均等に加熱されている場合のものである。この場合、上昇流と下降流は混じり合うことになり、品温検出装置３で検出している温度は食材全体の温度にほぼ等しいものとなるため、この検出品温に基づいて加熱量を調節することで適切な加熱を行うことができる。

また、品温検出装置３で食材品温を検出して運転制御装置７に出力すると同時に、容器温度検出装置４でも容器温度を検出して運転制御装置７に出力するようにしておく。調理容器１は、調理容器内の食材と蒸気ジャケット内の蒸気とにそれぞれ接しており、蒸気ジャケット内の熱を食材５へ伝えるものであるため、容器温度検出装置４で検出している容器温度は、品温検出装置３で検出している食材品温と、蒸気ジャケット２内の蒸気温度との間の温度となる。調理容器１と食材５は常に熱交換を行っており、食材５では内部の対流によって熱が運ばれていくため、正常な昇温工程時、品温検出装置３で検出している食材品温は容器温度検出装置４で検出している調理容器温度から少し遅れて同じように上昇していく。この時食材温度と調理容器温度の差はあまり大きくはならず、ある程度の範囲内に保たれることになる。

しかし、食材５に焦げ付きが発生していた場合、コゲが付いている部分では食材に対する伝熱状態が変化し、食材５内での対流が不均一になることがある。対流に偏りが生じると、食材５内では温度ムラができることになり、食材内に温度の低い低温域や温度の高い高温域が部分的に発生することになっていた。そして食材全体の平均温度とは異なる低温域や高温域が品温検出装置３の温度検出部にくると、品温検出装置３で検出している食材品温は、食材全体での平均温度とは異なるものとなり、食材全体の温度を表すものではなくなる。

図１と図２は、調理容器表面にコゲ９が付着している場合の食材内での対流状態を記載している。調理容器１の表面にコゲ９が発生すると、コゲ９付着部分では調理容器１から食材５への伝熱が悪くなる。この場合、コゲ９が付着している部分の食材は調理容器から受ける熱量が少なくなり、底部で熱を受けて上昇していく作用が弱くなる。すると、それ以外のコゲ９が付着しておらず強い上昇流が発生している部分では、上昇流によって食材の上部表面近くの部分を押し出して上昇流の少ない部分に回り込ませ、そこで下降流となる。そのため食材内では上昇流と下降流が明確に分かれて発生することになり、上昇流が発生している部分では食材温度が高い領域ができ、下降流が発生している部分では食材温度の低い領域ができる。

図１は、品温検出装置３の温度検出部真下にあたる調理容器表面にコゲ９が付着している場合である。この場合、品温検出装置３の温度検出部付近は他の部分に比べて温度が低くなる低温域となっているため、品温検出装置３で検出する温度は食材全体の温度に比べると低い温度になる。逆に図２では、品温検出装置３の温度検出部真下から外れた部分の調理容器表面にコゲ９が付着している場合である。この場合、品温検出装置３の温度検出部付近は他の部分に比べて温度が高くなる高温域となっているため、品温検出装置３で検出する温度は食材全体の温度に比べると高い温度になる。

焦げ付きの発生は、容器温度検出装置４で検出している容器温度と、品温検出装置３で検出している食材品温に基づいて判定する。運転制御装置７では、容器温度検出装置４で検出している容器温度と、品温検出装置３で検出している食材品温が、同じ温度になるまでの時間差を監視し、時間差が設定範囲内にあるかを確認する。

この焦げ付きの判定は、焦げ付きの発生していない場合での基準値を元に上限値と下限値を設定しておき、算出した時間差が上限値より大きい場合と、下限値よりも小さい場合には焦げ付きが発生していると判定するようにしており、時間差が設定範囲より大きくなった場合と設定範囲より小さくなった場合の両方で焦げ付きが発生していると判定する。

そして焦げ付きが発生していると判定した場合には、焦げ付きが拡大することを防止する対処を行う。焦げ付き防止の対処としては、加熱量調節装置８によって蒸気ジャケット２へ供給する蒸気量を減少する、あるいは調理機装置が撹拌装置を持つものであった場合には、撹拌装置の作動量を増加することを行う。蒸気ジャケット２への蒸気供給量を削減すると、蒸気ジャケット２の温度が下がり、調理容器の温度が下がるために焦げ付きが拡大していくことを防止できる。また、食材の温度にむらがある場合にも焦げ付きが発生しやすくなるが、撹拌装置によって食材の撹拌を行うことで、温度むらをなくすことができ、焦げ付きが拡大していくことを防止することができるため、撹拌装置によって食材の撹拌を行うことも有効である。

焦げ付き発生の検出を、図４に基づいて説明する。図４は容器温度の変化と３パターンでの食材品温の変化を示している。図では、ある時点から食材品温に温度のむらが発生していることを表している。ここでは、温度むらが発生している場合と発生していない場合、また温度むらが発生している場合には、品温検出装置の温度検出部に低温域が来ている場合と、高温域が来ている場合を記載している。

まず図１の状態である低温域で温度検出している場合に基づいて説明する。図１では、品温検出装置の温度検出部の真下にコゲが付着し、コゲがあるために温度検出部の真下では食材に対する加熱量が少なくなり、食材の上昇流は弱くなっている。この場合、周りではより強い上昇流が発生するため、コゲが発生している部分では周囲から送られてきた下降流が発生する。ここで下降するのは周囲の上昇流が押し出した食材層上部の比較的温度が低い食材部分であるため、下降流の部分には周囲に比べて温度の低い低温域ができる。品温検出装置の温度計測点が図１に記載している低温域となった場合、検出される食材品温は図３で記載している平均的な温度となる場合に比べて低い値となる。

運転制御装置７では、容器温度検出装置４で検出している容器温度がある温度（Ｔ℃）となった時点から品温検出装置３で検出している食材品温が同じ温度になるまでの時間差（Ｂ）を計測しておく。この時間差（Ｂ）が標準値（Ａ）に基づいて設定する所定範囲より長くなっていた場合、焦げ付きが発生していると判定する。

品温検出装置３の温度検出部は食材の低温域であった場合、品温検出装置３で検出している温度は食材全体での平均温度より低くなり、所定温度に達する時間の差は長くなる。運転制御装置７は、この時間差が設定範囲よりも大きくなった場合には焦げ付きが発生しているとして対処を行う。

図２は、容器温度がある温度（Ｔ℃）に達してから食材温度が同じ温度になるまでの時間が短くなる場合のものである。図２では、調理容器の側面であって品温検出装置３の温度検出部真下部分から外れた箇所にコゲが付着している場合の食材内での対流を記載している。この場合も、調理容器１の表面にコゲ９が付着すると、コゲ９部分では調理容器１から食材５への伝熱が悪くなる。図２のケースでは、品温検出装置３の真下にある食材は熱を多く吸収しているため、品温検出装置３の部分では食材の熱を取り込んだ部分が上昇していく。

そして、コゲ９が付着している部分では食材内での上昇流が弱まるため、コゲのない部分で上昇してきた食材の上昇流は、コゲ発生部の上部へ回り込んで下降流となる。この場合も、食材内の対流は、上昇する部分と下降する部分に分かれて大きく流動することになって、上昇流の部分では容器底面からの熱を持った高温域、下降流の部分では上部で放熱することで温度が低下した低温域となり、食材内で温度差が発生する。品温検出装置３の温度検出部に食材の高温域がくると、ここで検出される温度は食材品温全体での平均温度より高いものとなる。すると容器温度検出装置４で検出している容器温度と品温検出装置３で検出している食材品温の温度差は小さくなる。

図４に基づき説明すると、運転制御装置７では、容器温度検出装置４で検出している容器温度がある温度（Ｔ℃）となった時点から品温検出装置３で検出している食材品温が同じ温度になるまでの時間差（Ｃ）を計測しておく。この時間差が標準値（Ａ）に基づいて設定する所定範囲から外れていた場合、焦げ付きが発生していると判定する。

品温検出装置３の温度検出部は食材の高温域であった場合、品温検出装置３で検出している温度は食材全体での平均温度より高くなり、ある温度に達する時間の差は短くなる。運転制御装置７は、この時間差が設定範囲よりも小さくなった場合には焦げ付きが発生しているとして対処を行う。

焦げ付き防止の対処としては、加熱量調節装置８によって蒸気ジャケット２へ供給する蒸気量の減少や、撹拌装置を持つ調理機装置であった場合には、撹拌装置の作動量を増加することを行う。焦げ付きが発生している場合には焦げ付き発生を検出し、その対処を行うようにすることで、焦げ付きの影響が大きくなることを防止することができる。焦げ付き発生時、食材温度が低く現れる場合と、高く現れる場合があるが、両方ともに検出することで焦げ付きを確実に検出することができる。

本実施例では容器温度検出装置４によって容器の温度を検出し、容器温度がある温度に達した時から食材品温が同じ温度に達するまでの時間差に基づいて焦げ付きの発生を検出するようにしているが、蒸気ジャケット内の温度を検出する蒸気ジャケット内温度検出装置を設けておき、容器温度に換えて蒸気ジャケット内温度に基づいて焦げ付きの発生を検出するようにしてもよい。この場合も、蒸気ジャケット内の蒸気温度がある温度に達した時から食材品温が同じ温度に達するまでの時間差に基づいて焦げ付きの発生を検出する。

なお、本発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。

１ 調理容器
２ 蒸気ジャケット
３ 品温検出装置
４ 容器温度検出装置
５ 食材
６ 蒸気供給管
７ 運転制御装置
８ 加熱量調節装置
９ コゲ

Claims (1)

1. 内部に被加熱物である食材を収容する調理容器、調理容器の下部に設置した蒸気ジャケット、調理容器内に収容した食材の品温を検出する品温検出装置、調理容器の温度もしくは蒸気ジャケット内の温度を検出する容器温度検出装置、調理容器内に収容した食材に対する加熱量を調節する加熱量調節装置、前記品温検出装置で検出した食材の温度に基づき、前記加熱量調節装置の操作量を決定する運転制御装置を持ち、調理容器内の食材を加熱調理する調理機装置であって、前記運転制御装置では、容器温度検出装置にて検出した容器温度が所定温度に到達した時から品温検出装置で検出している食材品温が前記所定温度に到達するまでの時間差を検出し、検出した時間差が範囲を持った基準値より長くなった場合、あるいは基準値より短くなった場合に、前記加熱量調節装置による加熱量を低減するなどの焦げ付き防止操作を行うものであることを特徴とする調理機装置。
   

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