JP3918693B2 - 米飯保温器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、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が得られる米飯保温器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の米飯保温器としては、内釜(炊飯釜)の空気を減圧する減圧装置と、空気中の酸素のみを通過させる気体分離膜とを備えたものが知られている(例えば特許文献1参照)。
【0003】
これは、減圧装置の前段に空気中の酸素のみを通過させる気体分離膜を備え、減圧装置を動作させることにより、内釜内の空気を、気体分離膜を通して外部に排出させ、内釜内の酸素の絶対量を減少させるものである。これにより、保温中の米飯の黄変化や保温臭の発生を防止していた。
【0004】
【特許文献1】
特開平5−154039号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の米飯保温器では、内釜内の空気を減圧装置で排出させる構成であり、内釜内は高度な密閉性が要求され、また、長時間高度な密閉性を維持することは難しく、一般家庭用として適しているとは言い難い。
【0006】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、窒素富化な空気と水蒸気により、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が得られる米飯保温器を提供することを目的とする。
【0007】
【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、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と、内釜に水蒸気を供給する水蒸気供給手段と、内釜内への窒素供給および水蒸気供給を制御する制御手段とを備えたものである。
【0008】
これにより、窒素富化な空気と水蒸気により、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が得られる。
【0009】
【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、前記内釜の上方に設けた開閉可能な蓋と、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内釜へ供給する窒素供給手段と、窒素富化なガスを運搬するガス輸送手段と、予め水を貯蔵する水貯蔵手段と、前記水貯蔵手段を加熱する水加熱手段からなる前記内釜に水蒸気を供給する水蒸気供給手段と、前記温度検出手段の検出値をもとに前記加熱手段を用いて前記米飯を所定温度に加熱制御するとともに、前記窒素供給手段から内釜への窒素供給および水蒸気供給手段から内釜への水蒸気供給を制御する制御手段とを備えた米飯保温器としたことにより、内釜内へ窒素富化な空気と水蒸気の供給で、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が得られる。
【0010】
また、一定時間毎に供給する水蒸気量に応じ、水加熱手段で水貯蔵手段を加熱するように制御し、内釜内に水蒸気を供給することができるので、米飯の黄変化や食味の際の物性低下を効果的に抑制することができ、保温してもおいしい米飯が得られる。
【0011】
【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。
【0012】
図1は、本発明の実施例における米飯保温器を組み込んだジャー炊飯器を示すものである。図において、1は本体2内に装備した内釜であり、所定量の米飯と水とを収容して加熱調理を行う。
【0013】
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、また、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は温度検出手段4の検出値をもとに加熱手段5を用いて米飯を所定温度に加熱制御するとともに、窒素供給手段(後記)から内釜1への窒素富化なガスの供給量を制御する制御手段であり、加熱手段5に電力を供給する高周波電源も備えている。7は内釜1の側部の上部に設けた保温用の加熱手段である。8は内釜1の上方に設けた開閉可能な蓋で、その下部の放熱板9には、蓋用の加熱手段10、および内釜1の温度を検出する蓋用の温度検出手段11が設けられている。前記加熱手段7は制御手段6により加熱制御され、温度検出手段11による検出値は制御手段6に入力されるものである。
【0014】
また、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などから成るガス輸送手段16が設けられており、窒素供給手段15と内釜1の間には前記内釜に水蒸気を供給する水蒸気供給手段17が設けられている。
【0015】
水蒸気供給手段17は、予め水を貯蔵する水貯蔵手段17aと、この水貯蔵手段17aを加熱する水加熱手段17bとを備えている。水貯蔵手段17aには、外部より水を供給する栓付きの給水口17cと、水貯蔵手段17aから水を排出する栓付きの排水口17dと、放熱板9を通して内釜1内に臨む蒸気口17eとが設けられている。
【0016】
また、窒素供給手段15と水蒸気供給手段17とは、窒素供給手段15から延びたパイプ15aの先端を水貯蔵手段17a内の水中に位置させて連絡している。そして、窒素供給手段15からパイプ15aへの連絡部分にはバルブ18が設けてある。
【0017】
上記窒素供給手段15と、ガス輸送手段16および水蒸気供給手段17の構成において、ガス輸送手段16の動作によって、内釜1内の高濃度の酸素を含むガスを排出する(矢印a)ことにより、外部空気は、開口を介して窒素供給手段15へと導かれ(矢印b)、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(矢印c)。
【0018】
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、水蒸気供給手段17を介して内釜1内へと導かれ(矢印d)、内釜1内は速やかに窒素富化なガスに置換される。
【0019】
一方、制御手段6が、窒素供給手段15と、水加熱手段17bと、バルブ18およびガス輸送手段16をコントロールすることにより、水蒸気供給手段17から、水蒸気を内釜1内に連続供給、あるいは一定時間毎に供給を繰り返す間欠供給が行われる。水蒸気の供給は、窒素富化なガスと同時あるいは個別に行うものである。窒素富化なガスと水蒸気により、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。
【0020】
なお、内釜1内のガスを大気へと排出する、ガス輸送手段16を設けた開口は、炊飯時には蒸気抜きとしても働くものである。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蒸気口17eには逆止弁が設けられている。
【0021】
また、蓋8の上部の操作パネル部には、内釜1内の酸素濃度を表示する表示手段12が設けられ、蓋8と本体2との接触部には、蓋開閉を検知する開閉検知手段19を備えている。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などの結線は省略されている。
【0022】
この米飯保温器では、炊飯後、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、加熱手段7、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。
【0023】
さらに、制御手段6は、内釜1への窒素富化なガスおよび水蒸気の供給を制御することは先に記述したとおりである。
【0024】
次に、窒素供給手段15について、図2を基に説明する。これは、酸素イオン導電性を有する固体電解質20と、前記固体電解質20の互いに異なる表面に形成された一対の電極21、22と、前記一対の電極21、22間に接続された電圧供給装置23と、前記固体電解質20を加熱するヒータ24と、前記ヒータ24に電圧を供給するヒータ電源25と、前記固体電解質20および前記ヒータ24の周囲に設けられた断熱材26とを備えており、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1に供給するものである。前記固体電解質20と一対の電極21、22とで酸素ポンプを構成している。この酸素ポンプの電圧−電流特性を図3に示している。
【0025】
また、断熱材26は、ヒータ24で固体電解質20を効率よく加熱するために設けられているもので、ヒータ24は断熱材26に埋設され、一体で形成され、窒素供給手段15の小型化をはかっている。
【0026】
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。
【0027】
また、一対の電極21、22の形成された互いに異なる空間を気密よく分離するためにシール材27を有し、固体電解質20を気密よく断熱材26および金属製の筐体に固定し、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ようにしている。
【0028】
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、安定化セリアなど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など異種金属を置換してもよい。
【0029】
また、電圧供給装置23と、固体電解質20の間に固体電解質20に流れる電流を検出する電流検出手段28を接続した。落下や、耐久劣化などの原因により固体電解質20、一対の電極21、22あるいはヒータ24が劣化した場合、固体電解質20に流れる電流に変化が現れるため、電流検出手段28の検出値をもとに制御手段6が、窒素供給手段15の状態を自己診断し、電流検出手段28の検出値が予め設定した閾値を越えた場合、おいしい米飯を提供できる期間を判定し、窒素供給手段15の交換を促したり、寿命を報知させたりすることができる。
【0030】
また、米飯を保温した状態において開閉検知手段19で蓋8が開から閉となったことを検知してからの経過時間と、電流検出手段28の検出値をもとに内釜1内の酸素濃度を算出し、操作パネル部上の表示手段12に酸素濃度を表示させる。したがって、内釜1内の酸素濃度を可視化でき、使用者が現在の内釜1内の酸素濃度を知ることができるだけでなく、米飯のおいしさを可視化することもできるので、おいしく米飯を食べられる期間を報知することができる。
【0031】
ここで、外部より取り込まれ窒素供給手段15に供給された大気は、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、電極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。
【0032】
もう一方の電極22(アノード)に到達した酸素イオンは、電極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の動作により、内釜1に供給され、高濃度な酸素を含むガスと置換され、高濃度な酸素を含むガスは外部へと排出される。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。
【0033】
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。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。
【0034】
上記のように構成された米飯保温器を用いて米飯の保温状態について調べた。まず、内釜1内に米飯の原料である米と水を入れ、炊飯を行った。炊飯直後、内釜1内の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。
【0035】
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、水蒸気供給手段17を介して内釜1内に窒素富化なガスと水蒸気を供給した。窒素供給量は、電圧供給装置23およびガス輸送手段16を制御手段6により制御することで変化させることができる。
【0036】
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。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内に供給される。これにより、内釜1内の空気は速やかに窒素富化なガスに置換され、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。
【0037】
次に、炊飯直後、内釜1内の酸素濃度を2〜4%に保持し、水蒸気供給手段17により水蒸気を供給したときの官能評価を行った。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水蒸気を供給した場合は、保温臭も少なく、食味もよかった。
【0038】
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、弾力性など優れており、総合評価が高かった。これに対して、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、乾燥して食味もまずく、総合評価が低かった。
【0039】
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が閉まったことを検知し、窒素供給手段15と、水蒸気供給手段17と、バルブ18およびガス輸送手段16が動作する。内釜1内の空気は窒素富化なガスに速やかに置換され、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。
【0040】
また、保温した状態において開閉検知手段19で蓋8が開から閉となったことを検知したとき、水加熱手段17bの出力を制御することにより、供給する水蒸気量を多くしたり、一定時間後に供給する水蒸気量を減らしたりするので、蓋8の開閉により内釜1内の水蒸気濃度が減少しても、米飯に水蒸気を供給することができ、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。
【0041】
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など総合的によい結果が得られた。
【0042】
また、保温する米飯の量に応じて窒素富化なガスおよび水蒸気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、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と、内釜に水蒸気を供給する水蒸気供給手段と、内釜内への窒素供給および水蒸気供給を制御する制御手段とを備えたもので、窒素富化な空気と水蒸気により、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が得られる。
【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構成を示す断面図
【図2】 同米飯保温器の窒素供給手段の断面図
【図3】 同窒素供給手段の電圧ー電流の特性図
【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
【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 水蒸気供給手段
17a 水貯蔵手段
17b 水加熱手段
19 開閉検知手段
20 固体電解質
21、22 一対の電極
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
28 電流検出手段
Claims (1)
- 米飯を収容する内釜と、前記内釜の上方に設けた開閉可能な蓋と、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内釜へ供給する窒素供給手段と、窒素富化なガスを運搬するガス輸送手段と、予め水を貯蔵する水貯蔵手段と、前記水貯蔵手段を加熱する水加熱手段からなる前記内釜に水蒸気を供給する水蒸気供給手段と、前記温度検出手段の検出値をもとに前記加熱手段を用いて前記米飯を所定温度に加熱制御するとともに、前記窒素供給手段から内釜への窒素供給および水蒸気供給手段から内釜への水蒸気供給を制御する制御手段とを備えた米飯保温器。
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