マイコン制御による炊飯エネルギーの節減 森 邦 男・山 下 光 司

マイコン制御による炊飯エネルギ…の節減   

113  

マイコン制御による炊飯エネルギーの節減  

森   邦 男・山 下 光 司   

Energy SavingEffectinaMicrocomputerContro11edRiceCooking  

Kunio Mo】ミ王and MitushiYAMASⅢ′rA  

を太一桝こ節減できることが明らかになった。  

なお，本研究はt】綱‡】55年度から57年度の3ケ年にわ   必  

付を受けて実施したものである。  

ⅠⅠ．炊飯操作の再考察  

伝統的に継承され，あるいは経験的に体得されてきた  

度   度  

再  

的  

動的に切断される機構となっていてほぼ血定の含水率の  

ル  

に   吸  

的で，はじめに1 ab．1に示す市販の3棟類の電気炊飯  

な   過  

ト   飯  

（1〉 炊飯の目的  水と熱を加えることによって米粒  

Ⅰ．緒   口  

炊飯ほ長いl‡与ヨの経験にもとづいて水仙軋 火加減琴  

黎な炊飯操作が確立されてきたが，魔気炊飯器の出現に  

よりこれらの操作は簡易化された。血般に電気炊飯器の  

1回の催f削時間は30分程度，消費登民力蕊は0．3KWH程  

り問題にされなかった。しかし，全国的にみれば電気   飯着岸の普及率は電力利用機器のうち敢も高く，僚月］頻  

も商いので総冤力感は年間およそ4，6×109KWI−王程   と推定される。本研究では，当初，従来の炊飯操作の   検討を行い，特に熱効率の政敵 電力消費の節減を目  

として検討を進めてきた。従来の電気炊飯器ではその   能上の制約から米飯に必紫な水分以上に加水比を大きく  

とり，それを沸騰によって蒸発させるための熟エネ  

水時間が充分にとれないので，それを補いまた澱粉がα  

蕊螢の10〜40％程度の水を余分に加えておかなければ   らなかった。この問題を解決するため，炊飯線作の各   程において段通に魔力を制御し，かつ水分蒸ぢ邑蕊を殴′  

に抑制するための制御にマイコンを利用した新しい炊   方法を考察した。この方法によって炊飯時の魔力消費惑  

Tal）iel．Electric  

relTlal・lくS   

l．8g，100V，6りH㌫ 600W   ユ‥5／， ′′   ′′，700W   l．2J， ′′   ′′，800W   

2．tllermalinsuiatio11type N−Co．−SR2155F  

：ま．l）reSSure PaIltyPe N．Co．】SRlOIP  

相対描0年】0月15【1受華】を  

114  

︵き㌃︼レむきOn U叫ト℃薫U〇こ屯バぎ軍   

ハリ  O  ハリ  nV    ハリ  ハリ  ハリ  O  八U O  ハリ  O  ハリ  ハリ  8  ハb  ．Jlリ   2  ハU l1  8  ハl︶  ・月﹁  2  

55 50 ∠i5 40 35 30 25 20  

1510 5 0   35 30 25 201510 5  

time ofl・ice coolくi帽  

（a）0Ⅰ−〔iillary t）′！）eI・ice coolく訂  

nU nU  ハリ   ハリ  ハU  ハリ  八U O ハリ  ハリ  6  ﹂り  2 01 致じ  だU   ︵h邑丸・︻むきOd Uてぢむ一三UO︶屯．︵どⅠむ︼  

鮒＋購＋射）甘5 30 25 201510 5 0  35：蓬0 25 201510  

ti】¶e Of王・ice coolくi咽（m由  

（b）t‡1el◆lⅥali】1SuIatio王1丹‡〕e COOlくe王・  

Fig・1・Measureくicurvesofricecooking  

Table2．Rice  

tec‡1ica！tel■nl  

丸4（gIう   W−ま（gr）  

a  

P（W）  

t（mi】り  

1Veight of rice  

WeigIlt Of aとIdiLio11alwateI・  

Watel−adくjitio11ratio  

lleati11g tinle  

ユ000   840  

595   595   32．2  29二6  

109   116    64   64   

668   510  

ユ059   796  

590   588  

122  

65   64   

We（gr）  

＼Vb（％＼Vb）  

＼Vater eVapOratioll  

IllOisture co出ent of boili11g rice  

マイコン制御による炊飯エネルギ…の節減   115  

畿（水温5仙2げCで2臥6％，300cで31．3％）となる3）。  

授渋が産すぎると米赦は砕けやすくなり，光沢や冒ざわ  

全く授潰しない場合も加熱時間を延虜することにより浸   潰したものと粛憩差のない米飯が得られる。東通の穀物   乾燥機を使用して急速に人工乾燥を行った米粒は多少吸  

水率が落ちる。爽験では全く浸潰し  ない場合を標準とし  

た考えたが，30分授済した場合は消費電力乳 蒸発水分   汲が若干少なくなった。授漬しないで，前炊き（40ロc  

と同程度であった。   

3）水加減  米粒の中心まで澱粉が完全にα化する  

らかく粘りのあるものを好む7）。山般に米蕊蕊の2．2〜  

2．4倍に炊き上がった飯が旨いとされている。米の種油，  

乾燥状態，新古米の別で異なるが，明敏的には米粒の   ユ．2〜ユ．4倍の炊飯申の蒸発魔としてユ0〜ユ5％位の水を加   算した米亜の1．3伽1−5倍の加水蚤が必紫とされてきた。  

炊飯申の蒸発畿は，加宰射櫛間，炊飯蕊，熱源，火加減，  

炊飯器などによって相適する。加水螢が必ずしも飯の硬  

さをあらわすものではなく，炊き上がった米飯の含水愛   は65ヲ左程皮のものが血般においしいといわれている。倣   洗署路1は普通賞望の炊飯終でいずれもその穏度となった。  

供就器2の保温構造式の電子ジャー炊飯器では61％前後  

であった。供祝着詩3の特殊な圧力鍋式炊飯器では65仙62  

％と姦があった。3機種とも白米威畿1000grを基準と  

に悪くなり，炊飯結束は必ずしも良好といえない。供紙   器3を除いて瑚般の炊飯器における水分蒸発によるエネ   ルギー孝男炎は25〜39％と非常に大きい。水分蒸発による   の組織の中の澱粉をα化して味を良くし，消化させやす  

くすることにある。米飯の食味は米の品質にもよるが，  

炊き方によって大きく影響する。食犠を構成するl温子ほ   米飯粒の形，色，つやなどの外税，旨軋香りなどの化  

による1）2）。食味の総合的評価は粘層」開昭雄頼める割   合が特に大である3）4）。炊飯によって14…15％の水分の   白米は含水率61〜659左程皮の飯となるが，この水分の分  

てくる5）。飯の牧中の水分々和が均一で，表面にフリ仰  

となる。加える水の性質も食味に関係し，pH6．9以上   がよくl）王j6．6以下は好ましくないといわれている6）。  

（2）炊飯操作 洗米，経済，水加減，加熱、蒸ら  

しの5段階に分けられる。  

1）洗 米  鴇自に際して路傍した米粒の教而の細   胞澱粉を洗い流し，米飯の色や香りや味を良くする。洗   米中に米髄は急速に吸水し，水温によって輿なるが数分   で米麓畿の6州10％を吸水する。実験では洗米時間は2  

〜3分で，吸水螢ほ6％程度である。このときの吸水澄  

2）浸 渚  米粒内の澱粉のα化が加熱のとき十分   に行なわれるように，あらかじめ米粒内に水分を吸収さ   せ，できるだけ均一一に分布させておくための操作を捜潰  

というがこの操作は省略される場合が多い。授潰によっ  

て澱粉の非紘一乳都と水が結合し，米粒も多少膨潤する。  

澱粉をα化するには澱粉の30％の水が必贅であるといわ   れる。吸水速度は水温にも彩饗するが，挽横線約30分瀾  

28．3射で，その後ほ穏健となり2時間でほぼ敢大吸水   COOl舟場CllaraCtOr  

3．presst汀e pan tyPe  

860   672   522    1157   962   703   

SlO   805   815  

20，0  19．2  16．0    0．282  0，269  0．236  

63   72   50   65   63   62    2．thel■Imali11Sulation type  

1000   840   672   504  

ユ270   ユ113   962   72ま  

＝H1い  

1498  

】．27  1．33  1．43  1．43   1．5（j   

675   675   674   675  

25．3   25．0   23．8   20．8   0．289  0．281 （〉．268  0．234   

9S   l17   138   125   

825   22．1   0．316   

53  

61  

62   61J  65  

森   邦 男  

山 下 光 声j   116  

橋架を小さくする炊飯方式で，あらかじめ加水蕊を減じ  

以下で非常に小さく20％〜34％のエネルギー節約となっ   ている。しかし，や、硬めの場合があり，食味を雄蕊す  

制御し，鍋の密l調度を強くしてさらにこの損失を′トさく   することもできた。この場合米飯含水魔ほ619左以上とな  

り食味も良好であった。   

Fig．2に示すように，懇通巻廷炊飯器で炊飯中の水分蒸   発螢は棲めて大きく，白米盛澄に対する水分蒸発魔の比  

は小螢炊飯ほど大きくなる。含水率14．5％の白米を用い   て含水率64％の米飯に炊き上げるために600W，1．8J歯   火炊き普通塾生炊飯器を用いた場合の加水比ほ1．46伯   米蒐畿1164gr），1，75（291gr）程度が必要である。  

弱く加熱時瀾が超すぎると米粒衷層の澱粉が過度に糊化  

し，その後の米粒中心部の吸水が妨げられる。また上下  

粒の中心部まで吸水膨潤しないうちに炊き水が蒸発し，  

α化が完全に遊行しない。沸騰までの時間は炊飯厳にか  

かわらず繚験的に15分程度が適当であるといわれている   が，浸渚に1】分時間がとれなかった場合には吸水を補う  

ときは熱源を′トさくするか，漁潰時瀾戊多くする。ある   いは初期に強くし，その後小さくし沸騰までの時間を慮  

くする必繋がある。特に大袋の炊飯の場合，加熱時問が  

b．沸騰期  水のあるうちは対流によって米粒も移   動するが，次節に粘潜して動かなくなって米粒の隙間か  

ら沸騰する。圧力式でない場合は飼内の温度は100℃  

近くに保持され，火力が強い場合はふきこぼれる。沸騰  

c．蒸し蚤籾  糊化が進み，フリーの水分が殆どな   くなると茶気の通路であった部分に穴があくようになり，  

米飯は蒸気で蒸される状態になる。熱の移動はもっばら  

伝導によって行われるようになり，加数が続いていると   鍋底温度が上洛し，このとき飯はこげやすくなる。米飯  

となる。   

従来の電気炊飯器では，第1図に示すように終始仙▲嘉   の電力が加えられ，蒸し寮期の段階で鍋底温腰が急速に   上界するので（約1600c）鍋底に取りつけられたフェラ  

となっている。吸水，α化琴炊飯の目的を速成させるた   めに必翠な竃カを加熱時の各段階に応じて適切に削御し，  

沸騰時の水分蒸発を剃倒することによって消費電力螢を  

節減することがi汀能となる。   

5j 蒸らし  蒸らしほ加熱終了後の米飯の温度の降  

下を防ぎながら，表層の水を米粒に吸収させ，水分々布   を均仙心一にするのが目的で，敢も東黎な段階であるふ蒸ら  

あり，この−ぎ∧ijの温度変化は米飯の成績に影瀾する。暮ら  

し時間ほ掛鼠，炊飯鼠，炊飯器の保温力などで異なるが   およそ㍑ト15タナ間ほ必繋である。熱容巌の大きい材質，  

熱放散の′トさい構造の炊飯舘がよい。炊飯乳 外気温魔   の彫響も大きい。特に炊飯器のふたの材料が薄い金属板   

R王CE COOKER  

還机こ羞○心  

S等⁝豆芯巴︵邑望む  

∠iO  

30    20   10  

1 2 3J‖り  

ニニ  

′′′  

ノノ   

ハリ0  ハU   ハU   ・司  りウ︼   八U  

こご︒ン′ ここ一ここrごこ﹂三■ご・■  

／￣、＼  

′一一ノーーー￣￣￣‥−、、・丁  

1．川■（＝‖こIlTl〉■1）し、  

t】1er111ali11Suiatio†1と〉・i）e  

■−・■●一■−〜ヽ  

′イ  

／：う・Ⅰ汀eSLll・e‡）a王−t〉，王）e   

、上11し、い111＝■り1 ′二⊥一一一一一￣￣￣￣−￣−、   

】200汗）胱＝誠心（泊01創）2飢   

＼、、l束lltl−l ＝けILiし、t・1Ⅰ恒l■I  

Fig．2．Watereヽril‡）Oratioll  

温度上昇期，盲動騰期および蒸し煮期に   4）加 熱  

分けられる。   

乱i温度上界灘  水温から捌馴こいたるまでの温度  

！二∃利明では，温度上糾こともなって水が対流し，米粒は   浮動しながら吸水膨潤する。60世65℃で糊化がはじま  

り．800c以上になると吸水も速くなり，98〜1000cで  

と熱源の強弱によって異なるが，火加減によって加熱時  

マイコン糾御による炊飯エネルギ仰の節減  

は昇温とともに非常に大きくなる。市販の圧力鍋式炊飯  

器は1000c以上で水蒸気の放散は完全弁を通して放し  

くなり，網内圧力は1．24kgf／cm2（0．122MPa）を超えた。  

内納内の蒸気温度が950cになったとき始めて密閉して   1000cまで界脱したとしても納内の空気の分圧と水蒸気   圧を加えた全圧は鍬論的にも1．19iくg〃cm2（0．117MPa）  

であり，少々の水茶気の放散を絆すとすれば圧力鍋のよ  

のものは米飯上の空関都分の温度降下が大きい。散近の   竃子ジャ榊炊飯舘では合成樹脂の二離籍造になっている。  

米粒を完全にα化するのに必紫な灸件は650cで10時間，  

750cで5〜6時吼 90￠cで2伽3時問であるが980c  

では20う｝といわれている。沸騰初期から蒸らし完了まで   980c以上20分の条件が必繋ということになるが市販の   磁気炊飯器でほ必らずしもそうでない吻合がある。Fi臥   1のβ5は納内下層部の米飯胤乳β2は上ぶた直下の蒸  

時間中の温度降下は小さいが，普通型炊飯舘では大きい。  

とくに小数炊飯の場合は顕著であり，鶴を980c以上20   分間維持できない。このような場合には蒸らし中も60   W程度の篭力で暫く加熱を拭ける必繋がある。  

ⅠⅠⅠ．炊飯制御システムの概要  

炊飯器の内約内の蒸気温度が950c程度までは各党最   も僅少であり，それ以上の温度で急激となる。圧力鍋等  

〃〃﹂り〃  

Fig．3．MCcontrolequi‡）n−ent   

・ 

醤  

Fig．4．MCcontro川（′）WCllart   

lltr 

ご′こ﹂2ノニー：こ︼︺三三︺﹂干︵Fu心l  

ハリ  ハリ    n︶     0     ハU  ハリ  d．  ワ︼    ハU −1    Qり     ハu   

50  ノほ   ∠10   35   30   25   20  15   川  

5    0  

ti111e（〉rl・ice coolくi閥（nlin．）  

Fig．5・Cll‡11・aCterisliccurveofMCcontrolle（iricecooking    Fig．3に炊飯制御装徽を示すが，市販の電子ジャ血炊  

飯器を改題して，各所に温度検出器を取りつけ，ふたの  

上郡に完全弁の働きも兼ブコる電磁弁を設け，それらをマ  

イコン制御裟捌こ接続した。Fig−4，Fig．5にその制御動  

作のフローチャート及び炊飯制御特性の血例を示す。電  

魔力に相当するパルスを発生するPulse脚1er〜ltOr（PG）  

とSolidstatepllO10relay（SSPR）によってヒータを断  

駿は初期の温度上昇速度から判窟され，後述する補間法  

郎琵力P。をロ…ドし，内約のふたの下郎に取りつけた   温度桧山器で蒸気温度♂2を検出し，∠げCから460cに   なるまでの時間モ2−t】によって炊飯蕊を判定し，それ  

によって吸水加熱時間′rs，寮沸魔力Pi，保温加熱時瀾  

′r，、，ならびに蒸らし時間T−、を許‡・辞する。♂2が500cに   なったとき−一定の吸水加熱電力Plとし，Ts時間後炊   飯厳に応じて魔力をPiにする。β2が958cのとき電磁   弁を閉じ，β2が98①qとなったとき−ラ這の発熱電力P2  

とする。内鍋の底酢二下から接している温度検出岩音で鍋   底検根燕で鍬窺温度β8を検出し，私が1100cになった  

とき仙一党の保温加熱電力1〕：，とする。P2が200W程度  

1、able3．TABLE  

M（gr）   

更1164   873   582   291  

t2−tl（m≦11．）  

Ts（111in．）  

P。（W）  

P−（W）  

Pi（W）  

P2（W）  

P3（W）  

一仁：、い11iTl．）  

1．50  1．00  0．70  0．45  

2．6   5．4  

650   650   650   650   200   200   200   200   650   500   350   200   200   200   200   200   

60   60  

60   

0   0   7．3  13．0   18．0  18．0  10．7  

5．0   において♂8が急激に上界して1000cを超えるときは，  

納内の米飯がすべての部分において1000cに適し，水  

炊飯容蕊の多いときほP2切断彼の米飯の温度降下が   ゆるやかであるので保温加熱魔力P：iをロ叩ドする必翠   はないが，600酢以下でぼ保温構遷となっている炊飯菜泣   でも冷却が急速であるので男！想的には60W程度の篭力  

Ⅰ㌔をT、、時問ロードし，∂5が98￠cを大きく下まわら  

ないようにしなければならない。♂告が1100cになった  

ときすでに2分以上は米飯温度980c以上であった時瀾  

があるので，P。切断彼のT−，、とTl，の和が柑分あれば   

マイコン制御による炊飯エネルギふの節減   119   N‥さ2への2バイトカウントロ…ド数。本システムの実   験ではNl、＝FEOO（16進数）とした。この場合1、。／2：ニ   3．3S6sec，Nを上位バイトのみで制御する場合0〜100  

％Ⅰ）uty比を0，8％晦にユ27ステップで制御でき，近似  

Duty比ニNp／ま27，ま≦N‡，≦127  

（N−｝：Nの上位バイト） …（2）  

制御時の時間管理には長時瀾の償凝増を必要とするた   め8253をハードウェアTimerとして利用した。カウ   ンタ 露2ほ1sec毎に1dowrlするようにTK85の  

CPtJclock（2．4576M王1㌶）を絢机で分爛した（Fig．8）。   

AD変換署鋸まFig．9に示すように8ビット6チャン  

ネルAD変換素子AD758110）に非反転バッファをアナ  

れ自身で金チャンネルをシーケンス的に磯：き変え続ける。  

CPUにとっては単にメモリとして扱えソフト上の負担  

炊飯厳に対応する制御データは次のようにして計算す  

る。納内蒸気温度β2の昇温時間t2−tl＝△tは炊飯盈に   相聞があり，T等，T．Ⅵ，T．，，Piの制御機もdtの関数とし   て扱える。したがって′rab．3のt2−t】＝加に対する各   制御機をデータとして補間式を作成しておけぼムtを測  

行うことができる。TiInerぎ2は1cou】1tldowrlで動作  

するため rs，T。、，T，、の時間担当のカウント数N那N，れ，  

N−、はムt相当カウント数△Nに対して次のように定め  

＋5V  

十分である。   

ヒ…夕の魔力制御はSSI）Rの通竃時間をrGにより   i‡叶御して行う。…一般のアナグロ回路で構成されたPG  

＋非通機略憫）〕を発生することは困難であり，マイコ   ンにより簡牒＝こ制御するにはDA変換著謹啓を必粟とし   回路的に複雑となる。本紳j御システムではFig．6に示  

用したPGを新たに設計した。CPUよりデータ形式で  

任恵のDuty比を制御できるものである。  

Ⅰ）uty比を可変とする基本的な考え方を以下に説明   する。Fig．7のように同山期（T。）の1／2Ⅰ）uty比の   パルスQ。，Qlをある時間（T）だけずらして排他論僧都  

ルとなり，Duty比＝21ソ′r。（ただしT＜T。／2）のパル   スが得られる。8253の3つのカウンタ略善1，♯2のう  

で動作させ，1、だけずらすタイミングパルスは‡2  

（モード1）で生成しそれを芋1のゲート端子に人力す   る。この場合，正確なDuty比は次式で計算される。  

Duty比ニ2（N＋1）／N・−−，1≦N≦N・lノ2−1   

ここでN・T∴約と机への2バイトカウントC卜…ド軋  

Ⅰ）G8253  

王㌻ig．6．Pulsegellerater  

Fig．7．！うasie tilll‖1g fo】・＼7ari〜1l）‡e duty cさ7CIe of【）ulse  

ge11er；ltOr  

Q＝Q｛）㊥Qいdutycycieニ2了γ7；，  

森   邦 男用Ⅳ呈 下 光 司   120  

AD7581  

ー脚臓瞞票  C  T  

十5V  

Fig．9．ADconv即座rw州1nOrlinvertingbu汀eI・  

ることができる。dNに対するNsの祁問式は次式とな  

Nsニ1038−16．1・ムN十0．07・△N2   

2バイトの加減凝と同除乳1バイトの乗務によって計  

N輯＝103800162／10・ムN＋ムN・ムN／14，△N≦110   

△N＞110ではN8＝120とする。同様にN−，、，N−、は次式  

ⅠⅤ．実 験 結 果  

Fig一ユ0にマイコン制御によって炊飯した場合のレ  

い範1図（b）の保温構造式の炊飯特性と比較した場合，  

白米濃慶1164grでは炊飯中の米飯温度♂5の変化はほ   ぼ同様であるが電力盈は0．335KWHに対してマイコン   制御の場合ほ0．260KWHとかなり節減されている。  

291grの小蕊炊飯では0．185ⅠくWHに対して0．129   KWHと同様に大≠に節減されているにもかかわらず  

98￠c以上20分間以上の炊飯条件を充足しており良好な  

1、ab．4にマイコン制御によって炊飯した場合の各様   測定値の叫覧を示す。米飯含水率はいずれも6∠l％近くで   良好な結果が得られている。Tab．2のマイコン制御を   しない場合の蒸発水分厳に比較して非常に少なく，消饗   電力漫ほ大和に節減されている。粥内港雲℃温度β2が   980cに到達するまでの時間t6をいずれも19分前後かけ   て水分を十分米粒内に膨潤博せ，米飯温度∂5≧980cの   保持時間t98も22分以上となっており，米粒が完全にα   化されていることを示している。食味（米飯粒の外級   硬軟，粘り，旨味，香り）について官能検査（パネル数  

】0．三波大学農学部学生）の結果もーⅥ．2に示した実  

N−、t＝1d4（卜24・△N   N−，、㌫O  

N．．＝ご▲t・」N−−ニ抽）  

Nt、＝1038  

，ムN≦60  

，△N＞60  

，ムN≦60  

，dN＞60   

％としてDuty比に換革し、さらにじ旭y比からPGへ  

のカウント数Nl）に（2）式で換算する。このN−，とdN  

とで補開式逐作成すると次のようになる。  

N−，ニ山26十14・ムN／5岬ムN・△N／81，dN＜90  

Nl｝＝127   ，ムN≧90  

マイコン制御による炊飯エネルギーの節減   121  

二ごL JJン⁝ュ︺て一︺・︶一む〇﹂亡妻㌧こ   

ハU O  八U  ハU  八U  

︵U ・U nU  ハU nU ハリ  ハリ  ハリ  O OO  ハb Jq  2 ハリlま ハわ  6 一句  2  

ト  

5  

0   

2   5  2  

ハリ りり   

5   

3   0   

50  

35：iO 25 20 15 】0 5  

ti汀肥Ofl−ice cool（iI鳩  

Fig．1（）．MeasLlredcurvesofMCco11trOlle（量ricecooking   Table4．Rice cooki咽Charactorin MC contl−Oi  

MC co】1trOl  

tecllllical term 

Sylllbol   

V（go）   

M（gr）   

Wa（gr）  

a   

W。（gr）   

Eo（1くⅥrt王）   

と9（min．）   

Wl｝（％wb）   

W（％＼Vb）   

P。（W）   

Pl（W）   

Pi（W）   

P2（W）   

P3（W）   

t6（min．）   

t9蕗（1れin．）   

鋸ぐC）   

丁ノ ーウリ1   

β。（8C）  

ド  

コ   1164   873   582   291  

415  

まユ   ま8  

23   26  

52．S   51．7   48．2   41．3  

＼・（1hHllしlりr！・jcぐ  

Weight of rice  

Ⅵreight of additionalllrater  

＼VaLer additioIlratio   Wa亡el eVapOratforl  

とhle required  

王ⅥOistul・e COIltent Of boi】j11grice  

蔓  64．0  63．9  63．8  63．4  

】ⅥOistul・e COnte】1t Of rice  

iIlitialelectricI）OWer  

Watel・absorpとion a11d beati帽pOWer  

掴．5  14．5  14．5  14．5  

644   642   642   642  

2〔I2  

198  

197  

642   500   348   197   198  

197   197   

0   0  

60   61  

】9．8   20．3  18．7  19．4   

33   32   30   22   boili咽pOWer  

maturlng POV−7er   heat maiIlte11aIICe POWer   tinle tO reaChβ2＝980C   tlPkeep tilⅥe Of飢−βs逮980C   lastぬ1叩，Of仇叫β5   therma箋e爪ciency  

illitial【emp．of the rice言lIld    ^water  

Fig．11に各様の炊飯器による消費魔力畿を示す。炊   飯に必紫な葺！！協約敢′トエネルギー（与えられた熱エネル   ギーを全く放散しないと仮定した場合）をE（kWH）と   する。  

Eニ（C，・M＋W）（β2仙♂−）／860×10：i   

W叫警！ニ  ^1ぷ5M  

M‥白米蕊駿（gr），W：所安加水蕊（gr），♂2㌫98￠c，β1＝  

180c，C，H：白米比熱（0．282＋0．92w）10），、Ⅴニ白米含水率   14．5％lVb，Wb：米飯含水率64％wb   

消費電力畿について普通塑と圧力鍋式での差ほ殆どな  

く，保温構造式では若干′トさくなっているに過ぎないが，  

マイコン制御の場合はかなり′トさくなっている。Fig．12  

の場合の電力節減準を示すが，前者では3．7％（‡ヨ米盤   

森   邦 男・山 下 光 司  

122  

飯器のりをFig．13に示す。損失分は炊飯君詩の熱容魂及  

これらの描失分のうち水蒸気の放散う如こよる損失はマイ  

コン制御によってかなり（19〜14％）改善されている。  

他の路矢は炊飯器の構造上の問題であり，改革の呵能性   はあるが，製造原価の点で制約される。  

Ⅴ．摘  

（り 従来の電気炊飯器を用いて米飯を炊く場合，基発  

は，界脱が急速であるため吸水時間が充分に確保できな   い。それせ補うためと，澱粉がα化するのに必黎な温度   を所賓時間保持するために，白米濃j簸の10〜40％の水を  

は消費電力蚤のうち非常に大きな部分・を−J‡めていた。  

（2）電気炊飯著箆の内約内の蒸気温度が950c以下でほ   碁発澄も機少であり，それ以上の温度で蒸発が激しくな   る。95Dcになったとき内約を密閉し，茶気の温度を   1000cに維持するように魔力を制御すれば鍋内の注力は   理論的にも1，191くが／cm2（0．117M‡）a）を超えることはな   い。この程度では圧力鍋のような構造とする必要もな〈，  

水蒸気の放散は僅少である。  

（3）マイコンを利用した登民力の制御によって米粒の吸  

水時間の調節と沸騰時の水分の基発を抑服した場合，炊   飯に必薯な米飯温度（980c以上20分間）を十分に保持  

しても消費魔力畿ほ通常の炊飯方法に比較して大畑に′ト   さくなった。  

（4）マイコン制御による炊飯でほ普通塑炊飯舘と比較   して熱効率は19％〜14％向上し，電力消饗ま泣は25ヲ左〜35  

％節減できる。そのうち保温構造等の改謡によるものほ   熱効率において2％向上し，魔力節減率は5％襟度で  

（5）大賀翌炊飯器で小数炊飯する吻合，米飯粒の中心部   に破さが残ることが多いが，マイコン制御によってこの   間題ほ解消し，同時に篭力厳の大巾な節減が可能となる。  

こ′⁚ユー丁い﹁；﹂さト：一こ︺一︺  

12001000 800 （；00 ・iOO 20（）  

＼もreigilとOf＝1e riceむ！（glう  

Fig．11．Consum甲t】011electricene】・gy Orricecoolくer  

ハリ ハU ︵U ハリ ハU ハU  5 ■勺  3 2  1   

︵㌔︶e芯巴明美＞誘  

1200 1C声00 800  t；00  工100  200  

u・しIiトご11tい1■ltlし−l▼iハl＼1（ドl■l  

Fig．12．Eiectr主c energy s岩lVlng e汀ectinぐOnlrast t（）  

Ordinary tyl〕e  

てヾ； ︹≡て≡ニー≡≡一一﹁  

1200 】000 SOO  机）0  一拍0  200  

＼＼・し・厄h川■lllt、t■iし・（、11（丹■）  

ドiH．1ニミ． 1、l−州Ilニー】l≠ぐil・‖り・いー−・i廿川tくl汗r   

駿11銅那）仙7．1％（291gr）で平均5％の節減にすぎな   いが後者でほ25．3％〜34．8％で平均29ヲ≦と大巾な節減が  

小エネルギ脚Eとの比を熱効率り（％）で楽し，各棟炊  

参 考 文 献   

1）遠藤 勲，竹生新治郎，谷 達雄：食品ニⅠ二軋 2礼    142，1977  

2）本岡仰丸 佐藤恵薬子，渋谷歌子，石原和夫：家   

マイコン制御による炊飯エネルギ仰の節減   123  

7）本田テル子：家政龍，36，800，1984   8）NEC，〃PD6253C−5個別規格IC−5630  

7）An壬1iogDeviceInc．，Data・Ac（luisilionDalabook，  

11−121〜128，1982  

10）f〝王ASWElんG．A，，CerealCllemi．，31，34，195d  

政誌，34，698，1983  

3）ぷ造林省食料汎 米の品質と貯蔵・利札 28〜41，  

1969  

4〉 加藤寿美子：家政誌，27，92，ま976  

5）中浜侶子：家政紘，23，略1972  

6）高柳肝山：劉鰍筆紙健一l，朝倉，190，1962  

Sumtllilry  

Whenriceiscooke（linanordi王1aryricecooker，rnOreWalermし王Stbea（ldedt‡1王InneCeSSarytOOffsetquantityofl・ice  

iscoolくだ（1inalargecooker，Waterabsort）tionlimecannotbesur鏑cie‡1tiyasstlre（l，…1SthetempeI・attlreincreasesrapid】y・  

Tosup】）1ementwaterabsorptioTlandIⅥ妄Iintai】lthetemI）eraturenee（1edrorm之Ilくingalphastarch，10％to40％more  

watcrthanwelghtofthericemustbcaddc【箋．Thethcrmalcncrgytoevaporatethisextravolumeofw11teraCCOuntS  

for…lVerylar那POrtionoftheelectricenergycollSLlmed・   

EIcctricpowernce（ledforricecookingcanbcsharplyreducedbycontrollingitinaccordancewiththcquantityof  

riceaIldtlleprOgreSSOfcooking，andbyI101ding（lownevaporationtotheminimtlm．Sucl−COntrOIcanbemanaged  

e妄ISiiyusingalTlicrocomputer（11erei11afterreferre（1toasMCcontrol）．  

lnacomp∈lrisonofeleetricityconsumedbyricccookcrsavailableonthemnrketwithoncusingMCcontrol，thc  

eIlergySaVillgeffectllaSbee11determineこ1．  

Inordinary typcricccookcrs，WatCreV叩Orationduringcookir唱isgreat．Whenthecapacityofthecookerand  

electricpowerare伝xe（いheratioofwaはrev之IPOra！ion10】・iceweightincreasesinverselytothe（ltlantityofrice・Thus  

tlleiri主tialwatcradditionratio（Weightofadditionalwater／wcightoftherice）mustbeincrease（l．Forricecooking，  

i．e．，tOCOmPIclelymakealphastarchingrai略itisnecessarytohavcgrairlSSufticientlyswollcnwithwatcrandkepta1  

980coral）0Vefor201Ⅵinutes．   

WhensteamlemPeratureirlSidcthcpanofthecookerisheiow950c，thercislittleevaporation，butevaporation  

incre；lSeS、Vl−enthetemperatureisal〕0Ve950c・With t】−el）reSSurericecookersavailableonthemarket〜Sでe之Im之It  

lOOOcorabovcisliheratedvigorouslythroughthesafetyvalve，makingthepressureinsidethcpanatorovcrユ．24kgf／  

cm2（0．122MPa）．Ifelecモricpowerisusedtoclosetlleinsidetigllt！ysteamtemperaturetilereinbecolれeS950cand  

steanlte】叩eralureismaint壬1i】−edatlOOOc，theinnerpressureoftI−eCOOlくer（loesnotexceedl．19kgf／cm2（0．117M‡）〜1）．  

′nluS，iIltI15scaseaI）reSSurei）aIlisnotrequired，andalmostnoliberalionofsteamisexI）eCte（】・   

First，aCertaindefinitemax；mumpowcrP一）isloaded，andwithathcrmoscrlSCr丘Ⅹe（lun（lerthelidoftheinsidepan，  

stealⅥtel叩eratureβ2isdetected・Ti−en，aCCOrdingtotl−etimere（luire（ltoraisetl−etemPeratLlrefrom400cto460c，  

t2−tl，t王1ea王110untOfricetol）eCOOkedisju（】酢d．Accor（iingly，time forwateraljSOrl）tion鋸南＝1eatingTs，elecけic  

Wlュen鮎reaclleS500c，eIectricl〕OWerforwaterabsorptio王1aI】dheali王1gis六xedat王）ま．Afterて、s，itis6xe（1toPitO   accommodatelhe（t11antityofrice・′rhevalveisclosedwhen♂2isat950c，a−−（iw圭一enβ2isat980cleIectricl）OWerfor   mattlringis6xedat王）：Z．TiletllermOSenSerincontactwitl−tl−el〕Ot柚noftheinsidep鋸−（leter−Ⅵil−eStl−eteIⅥPer〜比ureat  

WhcllP2isabout2OOWand8srapidlyincreasesahove11OOc，allwdterhasbeeenal）SOrbe（jbythericegrainsand  

tl−ericetllrOughoutthepanl−aSl・eaCI−edlOOOc・   

Withalargequant；ty，thetemperatLlrCOfthericeaflerswitchingoffP2deelincsgradualiy，SOthateiectricl）OWerfor  

lleatm；血teIほ11CePニiisnot11eCeSSary，Howeverw摘1500gra夏mSOriessrice，eVeniftlleCOO】くeriswellillSulate（いt  

cooIsdol和rapidly．TlluS，i〔lea】ly，about60WofP3、Villhavetobelo之IdedforTn−nliI−・tOlくee†）ricetemperatureβ5  

tll言l】12mhutes．TllereforetlleSu用cie11ttOtalof′r‖、and′r．、afterswitcllingof川ほelectricity P2ia18minutes．   

WlleIIWater‡ll）S呵）tiolltimeofgrainsisadj11Ste（iandev叩Orationofboilil鳩Waterisc（）ntrOlledl）y〜lmicrocom‡）u・  

ter，electricityconsL11叩tioIlisgreatlyredtユCe（lovertheordinarywayofcooking，e＼renWitllaWe11maint〜linedcooking   tcmperatuTe．Theriltioofminimumenergyncedcd forricecookingtoぐOrlSumPtionofcIcetrycityisexprcssed by  

tl−er王nalef丘ciel−Cyヴinたg・13・   

WitllMCcontroいIlermalef6ciencyisge】1erallyin叩rOVe（i．Tlree！1e咽ySaVingrateoracookertlnderMCcoIllrOl  

iscompare（lwitlltllatOfal）0Ⅰ）Lllarlyl）ericecookeronthemarketin6g・12・0Ⅰ−1yabout5ヲ≦orelectricityc言Inbe  

save（li）y tllerlⅥ；11insulation，btlta SllarPre（ltlCtionoぎeIlergyCiミnl）eeXI）eCte（lモ）yllOl（lingdo、V−−W；ltereVaPOr；ltion．   

森   邦 タきt山 下 光 司  

1 llisisespecia11yeffectivewhenasma11（1uantityofriceiscooke（l．   

Thermale枇iencyisil叩rOVedl）y14％（M＝291grト19％（Mニ1ユ64那）coml）；lre（1withtheordinaryty王）eCOOker，  

an（125％（Mニ1164gr卜35％（Mニ＝291gr）or electric eIlergy Canl〕e SaVe（‡．Ⅰ！＝llalcaselllerIⅥ；11efhciencyis   in叩rOVed2％ilndeiectricenergyisreduce（lby5％tlPOnremO（‡ellingoftherm〜11insulation・   

GcnerallyricecookedbythismearlSWaSfairlyacceptablc．Whenasmallquantityofriceiscookc（lin〜ln（）r（linary  

lar酢COOlくer，thecenterofthegrainesoccasio】la11yrermai11SLl！l（：00‡くe〔】．′rllisc；1nbesolve（ibyI）r叩ビrlycoIlけOmng  

electricpower，WilichalsomakesI）OSSit）le糾eate】ectricene咽yCOnSerVation・