JP3925367B2 - 米飯保温器 - Google Patents

Description

【０００１】
【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、窒素富化なガスを貯蔵する窒素貯蔵手段と、窒素供給量を制御する制御手段とを備え、制御手段により窒素貯蔵手段から内釜への窒素富化なガスの供給量を制御するようにしたものである。
【０００８】
これにより、窒素富化なガスの供給により内釜内に発生した不快な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することができ、保温してもおいしい米飯を提供することができる。
【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、前記窒素供給手段からの窒素富化なガスを貯蔵する窒素貯蔵手段と、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、前記窒素貯蔵手段から内釜への窒素富化なガスの供給量を制御する制御手段とを備えてなる米飯保温器とすることにより、窒素富化なガスの供給により内釜内に発生した不快な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することができ、保温してもおいしい米飯を提供することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、窒素供給手段、内釜、および窒素貯蔵手段間にバルブを備え、炊飯中は、前記バルブで窒素供給手段と窒素貯蔵手段を導通させ、炊飯終了後、前記バルブで窒素貯蔵手段と内釜を導通させる請求項１に記載の米飯保温器とすることにより、炊飯後に窒素貯蔵手段に貯蔵された窒素富化なガスを内釜内に供給し、内釜内の酸素濃度を速やかに低下させることができる。このため、内釜内の酸素濃度を低く保つことができ、かつ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。
【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している。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。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。
【００１３】
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、窒素貯蔵手段（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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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１６ａおよび１６ｂと、窒素富化なガスを貯蔵する窒素貯蔵手段１７が設けられている。ガス輸送手段１６ａあるいは１６ｂを動作させて内釜１あるいは窒素貯蔵手段１７から内部ガスを矢印ａのように排出することにより、外部空気は、蓋８の開口を介して矢印ｂのように窒素供給手段１５へと導かれ、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矢印ｃのように外部へ放出される。
【００１７】
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、ガス輸送手段１６ａあるいは１６ｂによりそれぞれ内釜１あるいは窒素貯蔵手段１７内へと導かれる。内釜１内は窒素供給手段１５あるいは窒素貯蔵手段１７により速やかに窒素富化なガスに置換され、内釜１内に存在していた高濃度の酸素を含むガスは、ガス輸送手段１６ａにより開口を介して大気へと排出される。内釜１内のガスを大気へと排出する開口は、炊飯時には蒸気抜きとしても働くものである。
【００１８】
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逆止弁が設けられ、さらに窒素供給手段１５と窒素貯蔵手段１７および内釜１の間にはバルブ１８が設けられており、窒素供給手段１５と内釜１を隔離できる構成となっている。
【００１９】
したがって、炊飯により発生する水蒸気やおねばが窒素供給手段１５やガス輸送手段１６ｂなどに付着しないので、長期間窒素供給能力を維持することができ、配管や窒素供給手段１５などに結露した水が溜まらず、腐敗などが起こりにくく、米飯保温器を長期間清潔に維持することができる。同時に、内釜１内の酸素濃度を効率よく常時低く保つことができる。
【００２０】
また、蓋８の上部には操作パネル部１２が設けられ、本体２と蓋８の接する場所には開閉検知手段１９が設けられている。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。
【００２１】
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。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。
【００２２】
また、加熱手段７や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が窒素供給手段１５と、バルブ１８およびガス輸送手段１６ａ、１６ｂをコントロールし、窒素富化なガスを連続供給、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。すなわち、炊飯中は、バルブ１８で窒素供給手段１５と内釜１を隔離する。
【００２４】
また、炊飯中は、バルブ１８で窒素供給手段１５と窒素貯蔵手段１７を導通させ、炊飯終了後、バルブ１８で窒素貯蔵手段１７と内釜１を導通させる。さらに、開閉検知手段１９で蓋８が開となったことを検知したとき、バルブ１８で窒素供給手段１５と窒素貯蔵手段１７を導通させ、開閉検知手段１９で蓋８が閉となったことを検知したとき、バルブ１８で窒素貯蔵手段１７と内釜１を導通させるようにしている。
【００２５】
なお、これらの動作中は、ガス輸送手段１６ａ、１６ｂは適宜コントロールされるものである。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。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。
【００３３】
酸素が除去された窒素富化なガスは、ガス輸送手段１６ａあるいは１６ｂ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。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。また、同時に炊飯する一方で、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。
【００３５】
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１６ｂを作動させ、窒素貯蔵手段１７内に窒素富化なガスを取り込んだ。窒素供給量は、電圧供給装置２３およびガス輸送手段１６ｂを制御することで変化させることができる。炊飯直後の窒素貯蔵手段１７内の酸素濃度は約２％であった。
【００３６】
また、炊飯直後における内釜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。
【００３７】
そこで、制御手段６により、内釜１を隔離していたバルブ１８およびガス輸送手段１６ａを操作し、窒素貯蔵手段１７に貯蔵された酸素濃度の十分に低い窒素富化なガスを内釜１内に速やかに導入した。
【００３８】
図４は、窒素供給手段１５および窒素貯蔵手段１７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で窒素貯蔵手段１７に供給された。バルブ１８で窒素貯蔵手段１７と内釜１を導通すると、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。
【００３９】
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。
【００４０】
次に、炊飯直後、内釜１内の酸素濃度を２〜４％に保持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た場合は、保温臭も少なく、食味もよかった。
【００４１】
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、食味もまずく、総合評価が低かった。
【００４２】
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が閉まっている間、窒素供給手段１５は窒素貯蔵手段１７に窒素富化なガスを供給しており、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、バルブ１８およびガス輸送手段１６ａが動作した。
【００４３】
内釜１内の空気は窒素貯蔵手段１７に貯蔵された酸素濃度の十分に低い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。
【００４４】
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。
【００４５】
また、保温する米飯の量に応じて窒素富化なガス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。
【００４６】
【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、窒素富化なガスを貯蔵する窒素貯蔵手段と、窒素供給量を制御する制御手段とを備え、制御手段により窒素貯蔵手段から内釜への窒素富化なガスの供給量を制御するようにしたものであり、窒素富化なガスの供給により内釜内に発生した不快な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することができ、保温してもおいしい米飯を提供することができる。
【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―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
１６ａ、１６ｂ ガス輸送手段
１７ 窒素貯蔵手段
１８ バルブ
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 (2)

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、前記窒素供給手段からの窒素富化なガスを貯蔵する窒素貯蔵手段と、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、前記窒素貯蔵手段から内釜への窒素富化なガスの供給量を制御する制御手段とを備えてなる米飯保温器。
2. 窒素供給手段、内釜、および窒素貯蔵手段間にバルブを備え、炊飯中は、前記バルブで窒素供給手段と窒素貯蔵手段を導通させ、炊飯終了後、前記バルブで窒素貯蔵手段と内釜を導通させる請求項１に記載の米飯保温器。

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