专利名称：连续蒸煮设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种连续蒸煮设备，即用于蒸煮非常粘稠的物料，如做豆腐或多种汤的原料的蒸煮设备。
通常，把非常粘稠的物料比如作豆腐的原料逐渐均匀地从室温加热到约100℃的过程称为“热处理”或“蒸煮”，该豆腐原料是通过将大豆浸湿研磨或加水粉化或压碎而制成。
迄今为止，已经有许多蒸煮或加热设备广为使用，其中之一是日本特公昭61-22940所公开的设备。此日本专利的蒸煮设备有一个螺旋输送机式的导流板，因此供给蒸煮设备的原料不受任何搅拌与混合作用而由此通过。这就造成不均匀蒸煮。因为在靠近蒸汽圆筒和离开蒸汽圆筒的原料之间其蒸煮程度有差异，故而不可能加工出味道鲜美，外形宜人的豆腐。此外，此先有技术的蒸煮设备具有的缺点是不能用在原料中产生泡沫的方法从原料中除去诸如皂素这样的苦味物质并与泡沫一起排掉，因为这种设备的蒸煮管道被作成封闭系统，没有泡沫出口。
日本特公昭56-2，391中公开了另一种蒸煮设备。其中在蒸汽圆筒中未设置导流板。因此，原料不受任何搅拌与混合作用而通过设备，故而在其内造成不均匀蒸煮。另外，通过由蒸汽喷管喷注的蒸汽未与原料相混而在设备中形成泡沫，而且此泡沫向上升高，然后从排气管排出。这样则降低了此设备的加热效率。
另外公开于日本特开昭48-48，673和日本特公昭61-22，940上的先有技术的蒸煮设备中，由于蒸汽喷孔是均匀地沿蒸汽喷管整个区域设置，因此当原料经过蒸汽喷管时不可能保持原料温度恒定。所以当蒸汽喷射力强大时会迅速使温度升高，反之当蒸汽喷射力弱小时则不能进行原料的充分搅拌与混合。这将造成原料的不均蒸煮，而且会降低所成食品如豆腐的味道。
在这些先有技术的蒸煮设备中，进行蒸煮通常采用中心设置的蒸汽喷管，该蒸汽喷管具有沿整个喷管开设的喷汽孔。然而，即便朝蒸汽喷管下游侧减少喷汽孔的数目，作用在整个原料上的压力和温度对原料的任意部分来说总是相等，因为喷射的蒸汽来自设置在下游侧的蒸汽喷管。再者，虽然根据蒸煮程度，即，在蒸煮腔中原料的总滞留时间，要求对每个蒸煮腔单独控制温度和压力，但是在每一蒸煮腔室中是同时而且均匀地对作用在原料上的温度与压力进行控制。特别是在从原料中沥滤蛋白质时不能使原料过度加热。
本发明的第一个目的是提供一种连续蒸煮设备，该设备能够解决蒸煮不匀的问题。能除掉原料(如豆腐)中的苦味，而且还能防止原料的氧化和变质、蒸煮进程中的温升，以及由于所增加的泡沫溢出而使原料中的活性成分逸出。
本发明的第二个目的是提供一种连续蒸煮设备，该设备能通过对原料充分搅拌和均匀加热进行完美的蒸煮，从而避免了不均蒸煮和原料的迅速升温。
本发明的第三个目的是提供一种蒸煮设备，该设备有许多蒸煮腔，每个蒸煮腔内能够独立控制温度。
为达到本发明的第一个目的，所提供的连续蒸煮设备包括一个原料蒸煮圆筒和一根在该原料蒸煮圆筒内纵向同轴延伸的蒸汽喷射管，该管上加工有许多蒸汽喷孔，其特征在于，该连续蒸煮设备包括多块隔板，每块隔板被加工成具有一个缺口并设置在上述蒸煮圆筒与上述蒸汽喷管之间的空间中，隔板把上述空间分隔成许多腔室。相互邻近的隔板的上述缺口互相交替地对准直径相反的方向;在上述蒸煮圆筒的底部开设有一个原料输入口;一个原料排放口设置在低于上述蒸煮圆筒顶部预定距离的位置;以及一个与上述蒸煮圆筒顶部联通的蒸汽排放管，用以由此排出水蒸汽和泡沫。
为达到本发明的第二个目的，所提供的连续蒸煮设备包括一个原料蒸煮圆筒和一根在该原料蒸煮圆筒内纵向同轴延伸的蒸汽喷射管，该管上加工有许多蒸汽喷孔，其特征在于，该连续蒸煮设备包括多块隔板，每块隔板被加工成具有一个缺口并设置在上述蒸煮圆筒与上述蒸汽喷管之间的空间中，以便把上述空间分隔成许多腔室;至少在一个上述腔室中上述蒸汽喷管上未开设任何喷汽孔。
为达到本发明的第三个目的，所提供的连续蒸煮设备包括一个原料蒸煮圆筒和一根在该原料蒸煮圆筒内纵向同轴地延伸的蒸汽喷射管，该管上开有许多蒸汽喷孔，其特征在于，该连续蒸煮设备包含多块隔板，每块隔板被加工成具有一个缺口并设置在上述蒸煮圆筒与上述蒸煮喷管之间的空间中，以便把上述空间分隔成许多腔室;一个开设在最低腔室中的原料输入口;经由单独的蒸汽输送管对每个上述腔室独自供应蒸汽。
本发明的其他目的和优点将体现在下面参照附图对本发明最佳实施例的详细说明中，附图中
图1是按照本发明第一个实施例的连续蒸煮设备的正视图;
图2是图1的蒸煮设备的部分断面侧视图;
图3是设置在图1的蒸煮设备内的一块隔板的平面视图;
图4是按照本发明第二个实施例的连续蒸煮设备的部分断面侧视图;
图5到图8为解释性附图，各表示一种由喷孔喷射的蒸汽流向与食品(豆腐)原料流向间的关系;
图9(a)到(d)和(a′)到(d′)是分别表示本发明蒸煮设备中和先有技术设备中的温度测量值的附图;
图10是表示图9中所示先有技术设备的温度上升形式的曲线图;
图11是表示图9中所示的本发明设备的温度上升形式的曲线图;
图12是表示本发明设备与第二个比较例中的各蒸煮腔中的温度曲线图;
图13为图解表示按照本发明第三个实施例的连续蒸煮设备的断面侧视图;
图14为图解表示图13的连续蒸煮设备改进型的侧面剖视图;
图15(a)，(b)和(c)是表示时间和温度间变化关系的曲线图;
图16表示图14的连续蒸煮设备的进一步改进。
参照图1到图3，所表示出用来加工原料，如豆腐的本发明的连续蒸煮设备的第一个实施例。如图2中所示，一个具有顶板和底板的方式蒸煮圆筒1，其内装设着一根与其同轴设置的蒸汽喷射管3，绕该管的圆柱管壁开设很多蒸汽喷孔2。蒸煮圆筒1与蒸汽喷管3间的空间被许多隔板5分隔成若干腔室，即蒸煮腔8(实施例中图示出12个腔室)。为了改进食品(豆腐)原料的混合效率，最好把隔板5的间距与蒸煮圆筒1内(直)径的比例设定在0.5∶1～0.9∶1的范围内。隔板5基本上以恒定间距设置并且与蒸煮筒1和蒸汽喷管3的轴相垂直。蒸汽喷管3穿过开设在每一隔板5中的开口6而延伸。
如图3中所示，隔板5为圆盘形，该圆盘具有大体上与蒸煮圆筒1的内径相同的直径，而且还加工成具有从圆盘外圆直线切掉的一个缺口7。蒸煮筒1的横截面积与缺口7的横截面积之比最好设定在1∶0.05～1∶0.25范围内。隔板5的安排最好按图2中所示，即相互邻近的隔板5的所述缺口7径向相对地互相交替设置，这样，蒸煮圆筒1内流动的食品原料，通过隔板5而交替地变换流向。缺口7可以做成其他形状，比如在隔板5中开一个偏离隔板中心的通孔。
蒸汽喷管3经(过)蒸煮筒1的底板与蒸汽输送管4连接。蒸煮筒1的底板装有一个原料输入口9，经一原料输送管11和一个三通阀10将来自进料泵(未示出)的原料送至原料输入口。
原料排放口12开设在蒸煮圆筒1的上部侧壁上。如图1中所示，多个蒸煮圆筒1可以呈并排设置关系串联起来。在此情况下，各蒸煮圆筒1顶部到上述原料排放口12的距离h1，h2，h3，h4……应按蒸煮步骤的发展而增加。蒸煮圆筒1的整个高度与距离h1，h2，h3，h4……之比最好设定在1∶0.05～1∶0.5的范围内。图1中，原料从右(先蒸煮阶段)流向左(后蒸煮阶段)。原料排放口12连接到各排放管13。
蒸汽排放管16与各蒸煮圆筒1的顶板上开设的各通孔连接。由蒸煮圆筒1顶排放出的蒸汽和泡沫经蒸汽排放管16传送到冷凝器17并且在此冷凝后被排走。一根冷却水输送管14连接到冷凝器顶部。
图1中所示的连续蒸煮设备有四个并排设置的蒸煮圆筒1，每个原料输送管11通过三通阀10串联连接，蒸汽排放管16按顺序与所有的蒸煮筒1连接。
下面说明本发明的连续蒸煮设备的操作。通过蒸汽输送管4供应的蒸汽从蒸汽喷管3喷射到各蒸煮圆筒1内部，并将蒸煮筒1内的温度升高到预定值。进行温度(的)设定是通过控制设置在蒸汽输送管4中间的一个电磁阀(未示出)，该阀响应来自热控制装置(未示出)的信号而动作。
“豆腐”原料从图1箭头A所示的原料供应泵送到第一个蒸煮筒1的第一个三通阀10。然后，启动第一个三通阀10使其向上的出口和侧向进口均打开并关闭其侧向出口，原料就能引入第一个蒸煮圆筒1。送入第一蒸煮圆筒1的原料通过从原料下方作用在原料上的泵送力和由蒸汽喷管3的蒸汽喷孔2喷出的高压蒸汽使其充分混合。混合后的原料随后与隔板5相碰撞再散开，因此进一步提高了混合程度。从而使全部体积的原料受到均匀加热，然后，从排放口12经排放管13并进而经过第二个三通阀10传送到第二蒸煮圆筒1。
此时，原料的液面固定在靠近排放口12的下缘，蒸煮筒1液面以上的空间则充满着泡沫，即由原料产生的内部蒸发汽。这些泡沫通过如箭头C所示的蒸汽排放管16溢出，然后由冷凝器17冷凝，最后如图1箭头D所示被排放到蒸煮圆筒1的外部。通过四个蒸煮圆筒1逐渐使原料温度升高，在第一、第二、第三和第四蒸煮圆筒1的原料排放口12的温度测量值分别约为50，75，90和100℃。
可以看到，按照本发明的蒸煮设备，原料被连续地加热，蒸煮和泵送，最后均匀加热到约100℃的原料被转移到如图1中箭头E所示的下一步豆渣/豆浆分离工序。
根据本发明的第二个实施例的连续蒸煮设备参阅图4到图12加以说明。
与第一个实施例相似，具有顶板和底板的原料蒸煮筒1按图4所示被竖直地设置。由多块隔板5将蒸煮筒1隔成若干蒸煮腔8。每块隔板5加工成具有与第一实施例相似的缺口7，缺口也是以相对方向交替设置的。蒸汽喷管3设置在蒸汽筒1内与蒸煮筒同轴，并穿过开设在每块隔板5上的中心开口。
蒸汽喷管3经蒸煮筒1的顶板连接蒸汽输送管4。第二实施例不同于第一实施例的特殊差别在于蒸汽喷射支管3′的设置以及在支管3′的端部开设的蒸汽喷孔2′。这些支管3′和蒸汽喷孔2′可以被增设，或代替第一实施例所示的那种蒸汽喷管3和蒸汽喷孔2。这些支管3′和喷孔2′可以按图4所示设置于交错的腔室8中或以每隔两个或三个腔室而设置。
蒸汽喷射支管3′的外形可以是T字型(图5)或I字型(图6)。图7和图8的示例中，蒸汽喷孔2被开设在中心蒸汽喷管3的管壁上，与第一实施例相似。图5至图8中所示的箭头X和Y分别表示原料和蒸汽的流动方向。图5的示例中，原料的流向与蒸汽喷射方向相互一致，因此，这对迫使原料迅速升温和实现对原料的均匀加热最有利。
与第一实施例相似，在蒸煮圆筒1底板开设有一个原料输入口9，原料输送管11接到该输送口。在蒸煮圆筒1的侧壁上开有一个原料排放口12，其位置低于离蒸煮圆筒1顶部一个预定距离。排放口12与原料排放管13连接。一根蒸汽排放管16与蒸煮筒1的顶板和原料排放管13的顶部均相连，这样蒸汽排放管16可将蒸煮筒1顶部及原料排放管13顶部产生的蒸汽和泡沫引入冷凝器。
对第二实施例所作的上述说明仅参考了一个蒸煮圆筒1，然而，可以类似第一实施例的顺序安排许多蒸煮圆筒1。
第二实施例的连续蒸煮设备操作如下食品(豆腐)原料如箭头4所示方向(图4)由一个泵通过原料输送管11输送，然后经输入口9进入蒸煮圆筒1。于是原料渐渐在蒸煮筒1内由隔板5使其正弦波状地转向而向上流动。另一方面，蒸汽按箭头F所示经蒸汽输送管4输送进蒸汽喷管3和支管3′，然后从蒸汽喷孔2′喷入蒸煮圆筒1。在每个腔室8中由隔板5和相对设置的缺口7使原料的流向颠倒。当原料与隔板5和蒸煮圆筒1的筒壁碰撞时，便被撞散，而且通过泵送力和高压蒸汽的喷射力使其完全被混合与加热，最后按箭头G所示从排放管13排出并传送到下一个加工步骤。
原料液面定位于靠近原料排放口12的下缘，蒸煮圆筒1内液面以上空间充满的蒸汽和泡沫经蒸汽排放管16按箭头C所示排放到冷凝器而且最终被排放到设备外部。因此根据本发明实可以连续蒸煮食品(豆腐)原料。
实验举例。
通过将本发明的连续蒸煮设备与先有技术的设备加以比较所得到的实验结果表示在图9，10，11和12中。
实验中使用的蒸煮设备技术规范如下。蒸煮圆筒1的内径210mm，蒸汽喷射支管3′T字型支管(图5)，每一个腔室有四个喷汽孔，每个蒸汽喷孔的直径为1mm;两相邻隔板间的距离80mm;缺口开通比10%;原料流量4kg/min;蒸汽压力0.55kg/cm2(本发明设备)，0.40kg/cm2(先有技术设备)。
图9(a)，(b)，(c)和(d)表示在绕本发明连续蒸煮设备的不同腔室8的八个位置点的温度测量值，而图9(a′)，(b′)，(c′)和(d′)则表示绕先有技术(即第一比较例)的连续蒸煮设备的不同腔的类似八个点所测的温度值。图9的各图中的虚线箭头表示原料流向，可以看到该流向不断地变化。将这些图中的温度分布加以比较，可以看出本发明的设备中的温差比先有技术的设备中的温差小得多。图9中，加工流程从上向下进行。比较最后进展阶段的最下边的图9(d)和(d′)，显然在本发明和先有技术之间有显著差别。
图10是表示图9(a′)～(d′)中所示的第一比较例的温升模式的曲线图，其中纵坐标为温度(℃)，横坐标为原料流向。该曲线图表示出通过用直线连接的测定点所形成的大面积部分(阴影线部分)。此图说明，在先有技术的设备的相同腔室中存在显著的温度差。
图11是一个表示类似图10的温升模式的本发明的曲线图。按照图11，阴影线部分的面积很小，这说明本发明设备的相同腔室中温度分布均匀。
图12是表示本发明设备和先有技术设备(第二比较例)的各腔中的平均温度曲线图，其中纵坐标为各腔出口(图4中用※号表示)处的平均温度(℃)，而横坐标为腔室号。图12中以标记“0”表示的标绘线象征本发明，以标记“△”表示的标绘线象征先有技术。在本发明的设备和先有技术的设备中的所有腔室中都装有蒸汽喷射支管3′，但两者的蒸汽压力分别为0.40和0.90kg/cm2。如图12的曲线所示，本发明的蒸煮设备不会产生迅速的温度增加，却可以调节加热和蒸煮操作。图12的实验已经按下列条件进行过最终加热温度98℃;蒸煮圆筒容积33l;原料流量4kg/min。
然后，具有10.5%(重量百分比)固体含量的豆腐便从豆浆中制得，该豆浆是按第二实施例的方法用原料制作并与豆渣分离而得到的，第一比较例与第二比例通过将豆浆冷却到15℃，再将相对于豆浆0.25%(重量百分比)的凝固剂(G.D.L)加进豆浆混合后，将豆浆盛在塑料容器中并密封住以后最终以90℃加热60分钟使其凝结。做好的豆腐的硬度通过一个“REOMETER”FUDOH工业有限公司的商标，探头直径8mm，升高速度6cm/min)检测器检测其测试结果如下表1
最后参照图13到16说明本发明的第三实施例。
在图13中，标号1表示一个原料蒸煮圆筒，标号4a，4b，4c……表示互相同轴设置的蒸汽输送管，标号5表示隔板标号8a，8b，8c……表示腔室，11表示原料输送管，而13表示原料排放管。
根据第三实施例的蒸煮设备，通过经蒸汽输送管4a，4b，4c，4d……分别输送的蒸汽对各腔8a，8b，8c，8d，…中的原料进行单独可控制地加热。
图14(a)和(b)表示一个图1所示蒸煮设备的改进，其中许多根蒸汽输送管4a，4b，4c，4d……穿过蒸煮筒1的顶板但不是以同轴形式设置。蒸汽输送管4a、4b、4c、4d……的相互排列清楚地示于图14(b)中。图16表示出一个图13和14所示蒸煮设备的进一步改进型，其中蒸汽输送管4a，4b，4c，4d……是穿过蒸煮筒1的侧壁进入各腔8a，8b，8c，8d……的。当然，图14和图16中改进的蒸煮设备都能通过各自的蒸汽输送管4a，4b，4c，4d……对各腔8a，8b，8c，8d中的原料进行单独可控地加热。根据食品种类和制作者的口味蒸煮控制可以根据蒸煮筒中原料的滞留时间随意改变。
图15(a)，(b)，和(c)表示蒸煮曲线，其中纵坐标为蒸汽温度，横坐标为蒸煮筒中原料的滞留时间。图15(a)表示的方法，其中蒸汽量以1，2，3和4的顺序逐渐减小。
图15(b)表示的方法，其中蒸汽量在1时减小，在2时达到最大，在3和4又渐渐减小。
图15(c)表示的方法，其中蒸汽量在1时达到最大，在2时减小，然后在3和4时又达到最大。
本发明的蒸煮设备的优点如下。
根据本发明第一实施例，可以防止不均匀蒸煮，由于通过喷射的蒸汽和随着从上游腔室经隔板缺口输送的原料可以使各腔中的原料被充分混合和均匀蒸煮。由于隔板抑制了喷射蒸汽气泡的产生及上升，还能提高加热效率。而且也能使蒸汽与原料完全混合。
另外，隔板能防止活性成分如包含在原料中的蛋白质形成泡沫，而且能防止这些活性成分从排放管排出。反之，由于如皂素这样的苦味组分的泡沫的稳定性高，因此其在蒸煮筒中上升并从筒中排放走不受隔板的抑制，因此苦味组分可以从原料中有效除掉。
由于在各蒸煮圆筒中原料排放口是这样定位的，即泡沫所用的空间设在原料顶部之上，因此防止了原料与外界空气相接触，从而能够防止原料氧化和变质。
一般，当蒸煮加工进行时蒸煮温度变高并触发泡沫的产生。这就促使泡沫溢出并排放出活性组分。然而，根据本发明，在蒸煮筒顶部设有大容积空间用以收集泡沫。因此可以防止泡沫溢出并排放掉活性成分。
根据本发明的第二实施例，蒸煮设备包括一些未设任何蒸汽喷孔的腔室。除了第一实施例的优点以外，这样的腔室能防止原料迅速增温。其次，还能使含在原料中的蛋白质均匀而且适当地变化，从而使提供的食品(豆腐)具有适中的硬度和弹性。
根据本发明的第三实施例，由于输送到各腔室中的蒸汽可单独地控制，这就能根据蒸煮程度恰当地加热原料，而且还能实现均匀而完美的蒸煮。进而还能根据食品种类控制蒸煮程度。
当详细说明了本发明的最佳实施例，将会理解对此蒸煮设备的各种改进和变换并不脱离发明的思想与保护范围，正如权利要求书中所陈述的那样。
权利要求
1.连续蒸煮设备，包括一个原料蒸煮筒(1)和一根在该原料蒸煮筒(1)内纵向和同轴地延伸，并有许多蒸汽喷孔(2)的蒸汽喷管(3)，其特征在于，该连续蒸煮装置包括多个隔板(5)，每个隔板有一个缺口(7)并被布置在该蒸煮筒(1)和该蒸汽喷管(3)之间的空间中并把该空间分隔成多个腔(8)，相互邻近的隔板的缺口在直径方向交替地相对设置；一个在该蒸煮筒(1)底部的原料输入口(9)；一个位于蒸煮筒上低于其顶部预定距离处的原料排放口(12)；和一个与该蒸煮筒(1)的顶部相通的用于排放蒸汽和泡沫的蒸汽排放管(16)。
2.如权利要求1所述的连续蒸煮设备，其中多个该蒸煮筒(1)互相串联，并且在蒸煮流程中越靠后面的互相串联的蒸煮筒(1)的原料排放口(12)到该蒸煮筒顶部的距离越大。
3.连续蒸煮设备，包括一个原料蒸煮筒(1)和一根在该原料蒸煮筒(1)内纵向和同轴地延伸、并有许多蒸汽喷孔(2)的蒸汽喷管(3)，其特征在于，该连续蒸煮装置包括多个隔板(5)，每个隔板有一个缺口(7)并被布置在该蒸煮筒(1)和该蒸汽喷管(3)之间的空间中并把该空间分隔成多个腔(8);并且至少在该多个腔(8)中的一个中，该蒸汽喷管(3)上设有蒸汽喷孔(2)。
4.如权利要求3所述的连续蒸煮设备，其中有蒸汽喷孔(2)的腔(8)与没有蒸汽喷孔(2)的腔(8)相互交叉布置。
5.连续蒸煮设备，包括一个原料蒸煮筒(1)和一根在该原料蒸煮筒(1)内纵向和同轴地延伸、并有许多蒸汽喷孔(2)的蒸汽喷管，其特征在于，该连续蒸煮装置包括多个隔板(5)，每个隔板有一个缺口(7)并被布置在该蒸煮筒(1)和该蒸汽喷管(3)之间的空间中并把该空间分隔成多个腔(8);一个原料进口(9)在最下面的腔(8)中形成;一个原料排放口(12)在最上面的腔(8)中形成;每个腔(8)用单独的蒸汽输送管(4a，4b，4c，……)供应蒸汽。
6.如权利要求5所述的连续蒸煮设备，其中该多个蒸汽供应管(4a，4b，4c，……)相互同心布置，它们穿过蒸煮筒(1)的顶部，并且其中直径最大的管与最上面的腔连接，直径次最大的管与上数第二腔连接，如此等等。
7.如权利要求5所述的连续蒸煮设备，其中该多个蒸汽喷管(4a，4b，4c……)穿过该蒸煮筒(1)的侧壁。
全文摘要
蒸煮诸如制豆乳(例如日本豆腐)或各种汤的原料之类的高粘度原料的连续蒸煮设备。按本发明蒸煮腔被多个具有缺口的隔板分成多个小室，因此在每一小室中原料可充分混合并被蒸汽均匀蒸煮，原料从上游腔室通过隔板缺口供给。这样可使原料均匀加热和混合。此外，隔板可防止原料中所含的蛋白质等活性成分的泡沫形成，并可防止活性成分从排放管排出。
文档编号A23C20/02GK1033551SQ88106499
公开日1989年7月5日 申请日期1988年9月7日 优先权日1987年9月7日
发明者仙石浩次, 富田美佐男 申请人:家庭食品工业株式会社, 株式会社高井制作所