(57)【要約】【課題】連続式過熱水蒸気処理装置を提供する。【解決手段】  アクアガス（過熱水蒸気＋微細水滴）−過熱水蒸気−冷却ガスによる各処理を実行するための、コンベア搬送タイプの連続式過熱水蒸気処理装置であって、一端側の試料入口と他端側の試料出口に渡って連通したアクアガス−過熱水蒸気−冷却ガスによる各処理室の雰囲気を局所的に変更する機能を備え、アクアガス−過熱水蒸気−冷却ガスの各雰囲気が連続的であり、かつこれらの各処理室の雰囲気が無（低）酸素状態で外気に曝露されず連続しており、アクアガス処理、過熱水蒸気処理及び冷却（酸化防止）処理の複数の処理を任意に実行できるようにしたこと、アクアガス−過熱水蒸気雰囲気の境界に、過熱水蒸気を用いたエアカーテンを備えたこと、を特徴とする前記装置。【効果】植物や農産物の高品質化加工及びその供給が可能となる。【選択図】図１
2020018252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクアガス（過熱水蒸気＋微細水滴）−過熱水蒸気−冷却ガスによる加熱・殺菌−乾燥−酸化防止の各処理を実行するための、コンベア搬送タイプの連続式過熱水蒸気処理装置であって、
一端側の試料入口と他端側の試料出口に渡って連通したアクアガス−過熱水蒸気−冷却ガスによる各処理室の雰囲気を局所的に変更する機能を備え、アクアガス−過熱水蒸気−冷却ガスの各雰囲気が連続的であり、かつこれらの各処理室の雰囲気が無（低）酸素状態で外気に曝露されず連続しており、アクアガス処理、過熱水蒸気処理及び冷却（酸化防止）処理の複数の処理を任意に実行できるようにしたことを特徴とする前記連続式過熱水蒸気処理装置。
【請求項２】
前段の処理室をアクアガス（過熱水蒸気＋微細水滴）雰囲気とし、その後段の処理室を過熱水蒸気雰囲気とし、前段処理室のアクアガスによる加熱・殺菌（ブランチング）工程と、後段処理室の過熱水蒸気による加熱乾燥及び／又は焼成工程を実行できるようにした、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
過熱水蒸気による乾燥処理工程の後段に、冷却による酸化防止処理を実行する冷却処理室を備えた、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
窒素ガス又は炭酸ガス雰囲気下で、冷却処理を実施する、請求項１又は３に記載の装置。
【請求項５】
アクアガス−過熱水蒸気雰囲気の境界に、過熱水蒸気を用いたエアカーテンを備えた、請求項１又は２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクアガス−過熱水蒸気−冷却ガス（窒素ガス又は炭酸ガスなど）による加熱・殺菌（ブランチング）、乾燥及び冷却（酸化防止）の各処理を連続的に実行するための連続式過熱水蒸気処理装置に関するものであり、更に詳しくは、植物を、アクアガス、過熱水蒸気及び冷却ガス（窒素ガス又は炭酸ガスなど）を用いて、低侵襲的に加熱・殺菌（ブランチング）、乾燥及び冷却（酸化防止）処理することによって、植物の抗酸化成分の減耗抑制と変・退色の抑制及び一般生菌数の低減並びに効率的な水分の蒸発を図ることを可能とした連続式過熱水蒸気処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、食材・食品の機能性や安全性などに関する消費者の関心が高い状況となっている。しかし、その原料となる植物や葉物農産物の収穫時期は限られており、特に品質劣化が早い葉物原料を長期保存する乾燥技術について、種々検討されている。これらの収穫直後の葉物原料を、品質を損なわないで、１次加工処理を行い、長期貯蔵を行い、通年的に原料として供給するシステムを確立できれば、収穫期に左右されないで、特に、植物や葉物農産物の安定的な供給が可能となると考えられる。
【０００３】
しかし、現実には、葉物原料の長期貯蔵技術や、通年的に食材として供給することを可能とする価格性能比の高い実用的・汎用的な技術は未だ十分に確立されておらず、植物や葉物農産物の鮮度や機能性を損なわずに、妥当な価格で、安定的に消費者に供給することは困難な状況となっている。
【０００４】
季節性の高い植物や農産物の通年利用については、生の原料では、貯蔵中の品質の劣化の問題があり、更に、従来の乾燥方法では、生の原料と比べて、価格的にも高コストで、成分的にも劣る、通風乾燥、凍結乾燥、減圧乾燥や過熱水蒸気乾燥などによる乾燥原料を使用する以外には、十分に利用できない状況にあり、特に、葉物原料の端境期には、輸入植物や農産物を使用せざるを得ない状況にある。
【０００５】
他方、過熱水蒸気加熱は、高温高圧で、高カロリーで、しかも、熱エネルギー的に準安定な乾燥水蒸気を利用できるため、例えば、食品の調理手段、食品の調理設備などとして、広くその応用技術が提案されている（特許文献１〜２）。農産物の乾燥法としては、上記の通風乾燥、凍結乾燥、減圧乾燥や、過熱水蒸気乾燥などが用いられている。
【０００６】
一方、先行技術として、アクアガスによる加熱・殺菌・乾燥方法が開発、報告されている。すなわち、このアクアガス加熱技術については、過熱水蒸気加熱技術を応用した高品質調理、食材加工システムとして、これまでに、高圧下で水を沸騰させ、高温微細水滴と過熱水蒸気をノズルから混合して噴霧することにより発生させる新しい加熱媒体（過熱水蒸気＋微細水滴）の発生方法と該加熱媒体による農産物のフード供給システムが開発されている（特許文献３）。
【０００７】
このアクアガスは、優れた加熱特性を有することから、調理前の生鮮野菜の表面殺菌処理やジャガイモなどの加工食材の酵素失活や澱粉のα化処理などにおいて、既存の湿熱加熱（茹で、蒸し）や、乾熱加熱（オーブン）の何れよりも、品質の面や殺菌効果の面でも優れていることから、その利用方法が提案され、一部、実用化されている。
【０００８】
アクアガスは、乾燥用の加熱媒体としては、過熱水蒸気よりも乾燥速度は遅く、効率の面からも今まで余り検討をされてこなかった。しかし、近年、高い機能性を有した農産物の加工素材として、乾燥素材としての割合が増えることで、機能性成分の保持や、劣化抑制のための新しい乾燥法が求められる傾向となってきた。
【０００９】
一般に、凍結乾燥法が、このような熱劣化の抑制を可能にした乾燥法としてよく知られているが、装置コストが高く、更に処理時間も長く、そのことが、冷凍乾燥処理後の食品素材のコスト高を誘引している。そこで、当技術分野においては、凍結乾燥法よりも安価で、効率的に乾燥を行うことができ、従来法よりも、乾燥素材としての品質が優れた製品を調製できる新しい処理技術の開発が強く要請されている。
【００１０】
従来の乾燥処理において、脂溶性の機能性物質などを多く含む植物や葉物農産物の乾燥については、加熱時に生じる酸化による油脂成分や脂質含有素材の劣化については、これらが機能性成分の場合には、特に植物や葉物農産物の乾燥処理には用いることができないこと、また、減圧乾燥や、凍結乾燥については、コスト高や、処理時間などの経済的課題があること、また、最近は、過熱水蒸気による乾燥処理も試みられているが、安定的な過熱水蒸気の温度域（概ね１５０℃以上）では、低酸素状態であるが、温度自身高いこともあり、短時間処理でも熱劣化による品質や色、香りといった面での嗜好性も低下する傾向があること、などの問題点があり、その解決が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平０６−０９０６７７号公報
【特許文献２】特開２００１−０６１６５５号公報
【特許文献３】特開２００７−２２８８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
このような状況の中で、本発明者らは、上記従来技術に鑑みて、植物や葉物農産物を通年的に素材として供給するシステムを確立することを目標として鋭意研究を積み重ねた結果、旬の植物などの植物素材を、アクアガス−過熱水蒸気−冷却ガスによる各処理を実行するための連続式過熱水蒸気処理装置を用いて低侵襲的に加熱・殺菌、乾燥、冷却処理することによって、植物に含まれる抗酸化成分の減耗抑制と、変・退色の抑制及び一般生菌数の低減並びに効率的な水分の蒸発を図ることが可能であり、長期間保存性及びその保存安定性などの優位性を付与した乾燥素材として、通年的に供給することが実現できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
本発明は、アクアガス−過熱水蒸気−冷却ガスによる各処理を実行するための連続式過熱水蒸気処理装置を用いて、植物に旬の高品質維持などの優位性を付与して、その常温保存と常温輸送を可能とする、高品質の加熱・殺菌、乾燥、冷却（酸化防止）植物を提供することを目的とするものである。また、本発明は、アクアガス−過熱水蒸気−冷却ガスによる各処理を実行するための連続式過熱水蒸気処理装置を用いて、高い歩留まり、長期間保存性及びその保存安定性などの優位性を付与した抗酸化成分高含有乾燥素材を製造し、供給することを可能とする、植物や葉物農産物の新しい加工処理手段を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するための本発明は、以下の技術的手段から構成されるものである。
（１）アクアガス（過熱水蒸気＋微細水滴）−過熱水蒸気−冷却ガスによる加熱・殺菌−乾燥−酸化防止の各処理を実行するための、コンベア搬送タイプの連続式過熱水蒸気処理装置であって、
一端側の試料入口と他端側の試料出口に渡って連通したアクアガス−過熱水蒸気−冷却ガスによる各処理室の雰囲気を局所的に変更する機能を備え、アクアガス−過熱水蒸気−冷却ガスの各雰囲気が連続的であり、かつこれらの各処理室の雰囲気が無（低）酸素状態で外気に曝露されず連続しており、アクアガス処理、過熱水蒸気処理及び冷却（酸化防止）処理の複数の処理を任意に実行できるようにしたことを特徴とする前記連続式過熱水蒸気処理装置。
（２）前段の処理室をアクアガス（過熱水蒸気＋微細水滴）雰囲気とし、その後段の処理室を過熱水蒸気雰囲気とし、前段処理室のアクアガスによる加熱・殺菌（ブランチング）工程と、後段処理室の過熱水蒸気による加熱乾燥及び／又は焼成工程を実行できるようにした、前記（１）に記載の装置。
（３）過熱水蒸気による乾燥処理工程の後段に、冷却による酸化防止処理を実行する冷却処理室を備えた、前記（１）又は（２）に記載の装置。
（４）窒素ガス又は炭酸ガス雰囲気下で、冷却処理を実施する、前記（１）又は（３）に記載の装置。
（５）アクアガス−過熱水蒸気雰囲気の境界に、過熱水蒸気を用いたエアカーテンを備えた、前記（１）又は（２）に記載の装置。
【００１５】
次に、本発明について更に詳細に説明する。
本発明は、植物や葉菜などの植物素材を、速やかに、アクアガス処理室（アクアガス槽）−過熱水蒸気処理室（過熱水蒸気槽）−冷却処理室（冷却槽）の各処理室を具備した連続式過熱水蒸気処理装置で、低侵襲的、且つ迅速に加熱・殺菌、乾燥、冷却（酸化防止）処理して、抗酸化成分の減耗抑制と、変・退色の抑制及び一般生菌数の低減並びに効率的な水分蒸発を図って、水分含有率１０％以下の、常温安定性が高く、長期間の常温保存が可能な、抗酸化成分高含有の加熱・殺菌、乾燥、冷却（酸化防止）植物や葉菜を供給することを特徴とするものである。
【００１６】
本発明は、加熱効率が高く、高品質の食材加熱加工が可能な、前記連続式過熱水蒸気処理装置を用いた植物や葉物農産物の乾燥技術に関するものであり、機能性成分の存在を認めた植物や葉物農産物などの高付加価値乾燥素材の製造に関わるものであり、既存の通風乾燥や、一般的な過熱水蒸気による乾燥に比べて、酸化劣化などを抑制して、機能性成分やその活性を保持することを可能とするものであり、これらの乾燥処理後に、粉末化素材などとして、機能性食品などへの利用、加工を可能とするものである。
【００１７】
本発明者らは、アクアガス−過熱水蒸気−冷却ガスによる各処理を実行するための連続式過熱水蒸気処理装置を用いた植物素材の乾燥処理を試みたところ、利用する農産物の種類や形状によっては、それほど、過熱水蒸気と変わらない時間で、品質的に優れた乾燥素材を調製できることが明らかになり、更に、植物や葉物農産物中の脂質成分や抗酸化成分の劣化が抑制されることや、色などについても、変色や退色が抑えられることが明らかになった。
【００１８】
本発明で使用する過熱水蒸気槽としては、公知の通常の過熱水蒸気生成装置が例示されるが、これに限らず、例えば、蒸気生成装置が第１の過熱水蒸気生成装置と、第２の過熱水蒸気生成装置を備え、第１の過熱水蒸気生成装置により生成された１００℃より高く、２５０℃以下の高温の過熱水蒸気が第２の過熱水蒸気生成装置により更に加熱され、２５０℃より高く、５００℃以下の超高温の過熱水蒸気が生成され、これにより、通常の装置に比べて過熱水蒸気の温度を上げることができ、調理時間の短縮を図ることができる。
【００１９】
前記過熱水蒸気生成装置として、例えば、試料を収容して加熱する試料加熱室と、過熱水蒸気を生成する過熱水蒸気生成装置と、前記過熱水蒸気を前記試料加熱室に導入する給気ダクトと、を備え、前記過熱水蒸気生成装置は、水を加熱して前記過熱水蒸気を生成する過熱水蒸気生成装置と、前記過熱水蒸気生成装置が生成した前記過熱水蒸気を加熱する第１の加熱部を有する第１の過熱水蒸気生成装置と、前記第１の過熱水蒸気生成装置を通過した前記過熱水蒸気を加熱する第２の加熱部を有する第２の過熱水蒸気生成装置と、を備え、前記第１の加熱部と前記第２の加熱部とが、独立して制御可能である過熱水蒸気生成装置が例示される。
【００２０】
本発明で使用するボイラー蒸気による過熱水蒸気発生器を備えた過熱水蒸気槽として、前記タイプの適宜の過熱水蒸気生成装置を備えた適宜の過熱水蒸気処理装置を使用することが可能であり、過熱水蒸気処理装置の形状及び構造についても特に制限されるものではなく、通常のボイラー蒸気による過熱水蒸気発生器を備えた通常の過熱水蒸気槽であれば、任意に改良した適宜の装置を使用することができる。
【００２１】
本発明の連続式過熱水蒸気処理装置に配設する過熱水蒸気処理室（過熱水蒸気槽）としては、例えば、コンベア搬送タイプの過熱水蒸気オーブンを使用することができ、アクアガス処理室（アクアガス槽）としては、例えば、アクアガス（過熱水蒸気や微細水滴）オーブンを使用することができ、冷却処理室（冷却槽）としては、冷却ガス（窒素ガス又は炭酸ガスなど）で冷却する冷却手段を備えた処理室であれば、適宜使用することができる。
【００２２】
一般に、コンベア搬送タイプの過熱水蒸気オーブンとしては、例えば、試料を搬送するコンベアと、該コンベアによって搬送される試料に上下から過熱水蒸気を噴出する上ノズル部及び下ノズル部と、コンベアの入口部及び出口部を除く部分及び前記上ノズル部及び下ノズル部を覆い、周囲が断熱材で覆われた高温加熱室とを有し、前記上ノズル部及び下ノズル部の蒸気噴射部が、搬送される試料の上下面全部に蒸気を直接噴射することを特徴とする過熱水蒸気を用いたオーブンが汎用されている。
【００２３】
本発明では、好適には、前記コンベア搬送タイプの過熱水蒸気オーブン又はそれに適宜の改良を加えた過熱水蒸気オーブンであれば、これらに、アクアガス処理室（アクアガス槽）と冷却処理室（冷却槽）を配設した適宜の連続式過熱水蒸気処理装置を使用することができる。前記アクアガス処理室には、アクアガス発生器を配設し、過熱水蒸気処理室には、ボイラー蒸気を用いた過熱水蒸気発生器を配設し、冷却処理室には、液化炭酸ガスを用いた冷却手段を配設するが、本発明では、前記アクアガス発生器、過熱水蒸気発生器及び冷却手段は、公知の装置を適宜使用することができる。
【００２４】
本発明の連続式過熱水蒸気処理装置において、アクアガス（過熱水蒸気＋微細水滴）、過熱水蒸気、冷却ガス（窒素ガス又は炭酸ガスなど）の各雰囲気は、アクアガス−過熱水蒸気、過熱水蒸気−冷却ガスの雰囲気の境目で接することになり、境界での雰囲気の変化は連続的となるが、試料への加熱強度（温度、時間）を定量化するためには雰囲気の変化は可能な限り速やかに行われるのが望ましい。そのために、本発明では、一実施の態様として、例えば、アクアガス−過熱水蒸気雰囲気境界において、仕切版を設置し、雰囲気間でのガス対流が制限されるようにする必要がある。仕切版は、処理室断面積の２０％〜６０％を占め、アクアガス−過熱水蒸気雰囲気境界の開口面積は、好適には、外気−アクアガス雰囲気境界の開口面積より大きくする。この場合、アクアガス及び過熱水蒸気雰囲気の圧力を制御（陽圧制御）することで低酸素状態を維持することが可能である。
【００２５】
また、過熱水蒸気−冷却ガス（窒素ガス又は炭酸ガスなど）の境界については、本発明では、他の実施の態様として、雰囲気境界において、単位時間あたり一定容積の排気を行う。排気容積は、境界前後に設けた温度センサーがそれぞれ所定の温度に可能な限り近づくよう設定されるが、３種の処理槽内部が装置の入口及び出口に対して陽圧を維持できる範囲に限定される。この場合、処理室全体は陽圧となるように制御し、アクアガス−過熱水蒸気及び過熱水蒸気−冷却ガスの連続相部分を排気することで、雰囲気境界を明確にすることが好適である。
【００２６】
また、本発明では、他の実施の態様として、雰囲気の境界において、過熱水蒸気を用いたエアカーテンを設置することが好適である。この場合、過熱水蒸気槽加熱用の過熱水蒸気ノズルとは異なるエアブローノズルを過熱水蒸気雰囲気の両端２辺に、エアブローノズルを設置し、エアーではなく過熱水蒸気を噴出させる。前記エアブローノズルを設置した両端２辺の対面に排出口を設置し、噴出させた過熱水蒸気と噴流に巻き込まれた前段アクアガス雰囲気及び後段過熱水蒸気雰囲気、あるいは前段過熱水蒸気及び後段冷却ガス雰囲気は前記排出口から排出する。この場合、噴出させる過熱水蒸気の温度は、試料加熱用の過熱水蒸気と等温か、それ未満とし、噴出量は、加熱過熱水蒸気槽の過熱水蒸気の状態によって適宜決定する。また、エアブローノズルから噴出させるガスは隣接する処理槽で用いられる加熱媒体（あるいは冷却媒体）をバルブ操作により適宜選択することができ、それぞれの処理槽における加熱時間（あるいは冷却時間）を一定速度のコンベア上に有りながら可変できる。
【００２７】
本発明のアクアガス−過熱水蒸気−冷却ガスの各処理において、アクアガスによる加熱・殺菌処理とは、植物や葉物農産物を、１００℃以上に加熱された熱水及び／又は水蒸気を、これと同温度以上に加熱された準密閉空間の加熱室内に連続的に噴射させ、微細水滴と湿熱水蒸気（過熱水蒸気）を発生させる工程、上記微細水滴と湿熱水蒸気で上記加熱室内の空気を置換させて、湿度９５％以上及び酸素濃度１％以下の組成を有し、９０〜１８０℃の温度領域に保持されたガス成分で満たす工程、上記微細水滴と湿熱水蒸気からなる加熱媒体で、被加熱・殺菌材料に、上記温度領域で、少なくとも１０℃の温度差の連続振幅加熱を施して加熱・殺菌処理する工程、により、加熱処理することを意味する。
【００２８】
本発明では、上記アクアガス−過熱水蒸気−冷却ガスを用いて、試料を低侵襲的に加熱・殺菌−乾燥−冷却処理するための装置として、少なくとも、試料である植物素材を外気と遮断して加熱する準密閉状態の加熱室、該加熱室を１００℃を越える所定の温度に加熱する加熱手段、１００℃以上に加熱された熱水及び／又は水蒸気を上記加熱室内に連続的に噴射させ、微細水滴と湿熱水蒸気（過熱水蒸気）を発生させる水蒸気発生手段（アクアガス発生器）、並びに過熱水蒸気発生器及び冷却ガス発生手段、を構成要素として含む連続式過熱水蒸気処理装置が用いられる。
【００２９】
本発明の連続式過熱水蒸気処理装置では、アクアガス、過熱水蒸気、冷却ガス（例えば、窒素ガス又は炭酸ガスなど）の各雰囲気は、アクアガス−過熱水蒸気、過熱水蒸気−冷却ガスの境目で接することになり、境界での雰囲気の変化は連続的となる。
【００３０】
そして、アクアガス−過熱水蒸気の境界では、試料への加熱強度（湿度、時間）を定量化するために、雰囲気の変化を可能な限り速やかに行う必要がある。また、過熱水蒸気−冷却ガスの境界については、温度差が１５０℃を越えること、過熱水蒸気が冷却処理室に多量に流入することによる結露、結氷を防ぐことや、冷却ガスが加熱処理室に逆流することを防ぐことが必要であり、上記加熱処理室以上に雰囲気の分離ないしは境界の明瞭化が重要である。
【００３１】
本発明では、前記したように、例えば、アクアガス−過熱水蒸気の雰囲気の境界において、例えば、仕切版を設置し、雰囲気間でのガス対流を制御する。その場合、仕切版は、好適には、処理室断面積の２０％〜６０％を占める。アクアガス−過熱水蒸気の雰囲気の境界の開口面積は、好適には、外気−アクアガスの雰囲気の開口面積より大きくするが、アクアガス及び過熱水蒸気の雰囲気の圧力を制御（陽圧制限）することで低酸素状態を維持することが可能となる。
【００３２】
本発明では、他の実施の態様として、雰囲気の境界において、適切な容積分排気を行うことも可能である。この場合、処理室全体は陽圧となるように制御し、アクアガス−過熱水蒸気及び過熱水蒸気−冷却ガスの連続相部分を排気することで雰囲気の境界を明瞭にすることが必要である。
【００３３】
更に、本発明では、他の実施の態様として、雰囲気の境界において、過熱水蒸気を用いたエアカーテンを設けることも可能である。この場合、例えば、処理室加熱用の過熱水蒸気ノズルとは異なるエアブローノズルを過熱水蒸気の雰囲気の両端２辺に設置し、エアではなく過熱水蒸気を噴出させるが、温度は、試料加熱用過熱水蒸気と等温か、それ未満とし、噴出量は、加熱処理室の過熱水蒸気の状態によって適宜決定する。
【００３４】
噴出させた過熱水蒸気と噴流に巻き込まれた前記アクアガス雰囲気及び後段の過熱水蒸気雰囲気、あるいは前段の過熱水蒸気雰囲気及び後段の冷却ガス雰囲気は、エアブローノズルを設置した２辺の対面に設置した排気口から適宜排出する。
【００３５】
上記実施の態様において、コンベア上の試料の形状は様々であるため、エアカーテンは、縦方向のエアカーテンと横方向のエアカーテンを設置する。噴出方向が互いに交差するエアカーテンを同一面上に設置すると噴出蒸気が衝突し、雰囲気の境界が明瞭にならないため、好適には、カーテンの設置面を横方向に１ｃｍ〜２ｃｍずらして設置する。ノズルのずらし幅は、エアブローノズルの特性に依存することを考慮して適宜設定する。
【００３６】
ここで、本発明の連続式過熱水蒸気処理装置に配設したアクアガス加熱室（アクアガス槽）について説明すると、本発明では、１００℃以上に加熱された熱水及び／又は水蒸気を、上記加熱室内に連続的に噴射させ、微細水滴と湿熱水蒸気（過熱水蒸気）を発生させ、加熱室内部を常圧状態のまま微細水滴と水蒸気で充満させ、湿度９５％以上、酸素濃度１．０％以下の組成を有し、９０〜１８０℃の温度領域に保持されたガス成分で、加熱室内部の空気を置換し、該微細水滴と湿熱水蒸気で、加熱室内の被加熱材料に、上記温度領域で、少なくとも１０℃の温度差の連続振幅加熱を施して加熱処理することが実行される。
【００３７】
本発明の連続式過熱水蒸気処理装置に配設した装置は、１００℃以上に加熱された熱水及び／又は水蒸気を、これと同温度以上に加熱された準密閉空間の加熱室内に噴射ノズルを介して連続的に噴射させ、微細水滴と湿熱水蒸気（過熱水蒸気）を発生させ、上記微細水滴と湿熱水蒸気で、上記加熱室内の空気を置換させて、湿度９５％以上及び酸素濃度１％以下の組成を有し、９０〜１８０℃の温度領域に保持された微細水滴と高湿度の湿熱水蒸気を含む水蒸気ガス成分で満たし、上記微細水滴と湿熱水蒸気で、試料に、上記温度領域で、少なくとも１０℃の温度差の連続振幅加熱を施して加熱処理する。
【００３８】
ここで、本発明でいう「準密閉空間」とは、完全密閉ないし開放空間ではなく、１００℃以上に加熱された熱水及び／又は水蒸気を該空間内に連続的に噴射させ、微細水滴と湿熱水蒸気（過熱水蒸気）を発生させても、該水蒸気等を高温常圧状態のままで充満させることができる空間のことを意味している。本発明において、微細水滴と湿熱水蒸気（過熱水蒸気）とは、高湿度の湿熱水蒸気とその凝縮により部分的に生成する微細水滴との混合系を意味し、湿熱水蒸気とは、その高湿度の水蒸気部分を意味し、乾熱水蒸気とは、上記湿熱水蒸気の加熱室内での乾燥現象により部分的に生成する高乾燥水蒸気を意味する。
【００３９】
本発明では、上記微細水滴と湿熱水蒸気（過熱水蒸気）で、被加熱材料に、９０〜１８０℃の温度領域で、少なくとも１０℃の温度差の連続振幅加熱を施して加熱処理するが、ここで、少なくとも１０℃の温度差の連続振幅加熱とは、９０〜１８０℃の温度範囲において、短時間に１０℃を上回る温度差の振幅を有するノズル付近の温度変化が生起する条件で、連続的に加熱することを意味する。本発明では、例えば、１０〜５０℃の温度差の振幅で、連続的に、被加熱材料を加熱することができる。
【００４０】
本発明では、加熱室を１００℃を越える所定の温度に加熱すると共に、該加熱室に熱水及び／又は水蒸気を導入し、該加熱室を水の気体で置換し、酸素濃度を１．０％以下に低下させることにより形成した雰囲気で、試料を加熱する。本発明において、上記加熱室は、試料を外気と遮断して加熱することができる所定の準閉鎖系空間で構成され、好適には、例えば、試料を載せるためのプレート、一部にガラス窓部を形成した開閉可能なドア部を有する準密閉空間が例示される。加熱室は、好適には、ステンレス製の素材で形成される。本発明では、上記加熱室を１００℃を越える所定の温度に加熱するが、この場合、好適には、該加熱室に導入する熱水及び／又は水蒸気の温度と同等又はそれ以上に加熱する。
【００４１】
上記のように、本発明では、加熱室を所定の温度に加熱すると共に、該加熱室で微細水滴と湿熱水蒸気（過熱水蒸気）を発生させ、該加熱室内の空気を水の気体で置換する。この場合、上記微細水滴と湿熱水蒸気は、例えば、細管を通して所定の流速で送水された水を細管の外部からヒータで加熱し、細管の端部に設けられたノズルを介して加熱室に導入することで生成される。上記微細水滴と湿熱水蒸気は、１００〜１８０℃、より好適には、９５〜１５０℃に加熱された高温常圧の微細水滴と高湿度の湿熱水蒸気を含む水蒸気ガス成分であり、試料を、高いエネルギー効率で加熱する作用を有する。
【００４２】
本発明では、給水タンクの水を給水ポンプで汲み上げ、細管からなる導管を通して水蒸気発生蓄熱パネルに供給し、加熱ヒーターにより、例えば、１０５〜２００℃の所定の温度に加熱し、そのまま、細管の先端に設置した水蒸気噴射ノズルから高速で熱水及び／又は水蒸気を噴射させる。この場合、水蒸気ノズルとしては、先端に微細噴射孔を形成してなる、熱水及び／又は水蒸気を微細化して噴出する機能を有するものであれば、適宜のものが用いられる。
【００４３】
微細噴射孔の孔径、孔数、孔の穿設位置などは、任意に設定できる。水蒸気噴射ノズルからの熱水及び／又は水蒸気の噴射速度は、好適には、噴射ノズルの先端において１６０〜２００ｍ／ｓ程度であるが、これらに制限されるものではなく、装置の大きさ、種類及び使用目的などに応じて、例えば、微細噴射孔の孔径、孔数などを変更することにより、任意に設定することができる。
【００４４】
本発明では、例えば、上記微細噴射ノズルから噴射された水蒸気を加熱室に導入するが、その際に、噴射ノズルの先端に近接して設置した循環ファンに水蒸気を噴射して、循環ファンの回転による衝撃力と風力により所定の風向に水蒸気を移送すると共に、それらの風向に合わせて設置された加熱ヒーターに水蒸気を接触させて、水蒸気をその温度を低下させずに加熱室全体に導入し、該加熱室を所定の温度に保持された水の気体で置換し、湿度９５％以上、酸素濃度１．０％以下、より好適には、湿度９９．０％以上、酸素濃度１．０％以下のガス成分で加熱室を満たすことにより加熱室内に気体水雰囲気を形成する。
【００４５】
微細噴射口から噴射された熱水及び／又は水蒸気は、循環ファンに衝突することで、更に微細化する。また、循環ファンにより形成された風向の風下に設置された加熱ヒーターは、その表面が噴射された熱水及び／又は水蒸気に、直接的に、かつ広面積で接触するように、好適には、噴射された熱水及び／又は水蒸気をなるべく遮るような位置及び方向に設置する。それにより、加熱ヒーターによる熱を噴射された熱水及び／又は水蒸気に効率良く伝達し、噴射された熱水及び／又は水蒸気の温度低下を、確実に防止することが可能となる。
【００４６】
上記循環ファンは、好適には、例えば、加熱室内部の後面側の中央に設置され、噴射された熱水及び／又は水蒸気を、加熱室内部の左側面部及び右側面部に位置するダクト内に設置された加熱ヒーターに直接接触するように移送する機能を有するものが例示されるが、これらに制限されるものではなく、同様の機能を有するものであれば同様に使用することができる。
【００４７】
また、上記加熱ヒーターは、好適には、例えば、ヘアピン形状のシーズヒーターなどを多数設置して、噴射された熱水及び／又は水蒸気との接触面積が増えるようにしたものが例示されるが、これらに制限されるものではなく、同様の機能を有するものであれば同様に使用することができる。上記循環ファンの回転数及び回転方向は、装置の大きさ、ダクトの位置、形状、加熱ヒーターの形状、設置位置などを考慮して、噴射された熱水及び／又は水蒸気がダクト内に循環風として循環し得るように設定される。
【００４８】
加熱室は、気体水で置換された段階で、試料を該加熱室に導入し、上記気体水を熱媒体として利用して、所定の加熱処理を行う。加熱室に導入した試料は、所定の加熱処理を施した後、適宜のタイミングで加熱室の外に搬出され、被加熱材料に接触した気体水は、気体水排出口から系外に排出される。加熱室内に噴射された熱水及び／又は水蒸気は、まず、循環ファンに衝突し、微細化され、ダクトに移送され、ダクト内に設置した加熱ヒーターに接触し、所定の温度に加熱された後、加熱室内に導入された試料に接触し、熱媒体として利用された後、系外に排出される。
【００４９】
加熱媒体の熱エネルギーは、試料の加熱処理の熱源として利用されるが、本発明では、噴射された熱水及び／又は水蒸気は、そのまま、試料に接触するのではなく、一旦、ダクト内に設置された加熱ヒーターにより加熱された後に、試料に接触し、噴射された熱水及び／又は水蒸気の熱量を低下させることなく、試料を加熱するので、試料を効率よく加熱することが可能となる。
【００５０】
また、噴射された熱水及び／又は水蒸気は、高速で循環ファンに衝突し、その衝突により衝撃で水滴が分割されて、更に、微細化されると共に、更に、加熱ヒーターで加熱されるので、この微細化された高温の加熱媒体は、肉眼観察で完全に透明な高熱伝導率の高温の水粒子からなり試料の内部への浸透性が高く、一旦、試料の内部へ浸透して熱交換を行った加熱媒体に対し、後続の高温の加熱媒体が熱エネルギーをたえず供給するので、高熱伝導率を有する熱が連続的に内部へ移動し、加熱媒体が、効率よく試料の内部へ浸透し、短時間で試料を加熱することが可能となる。
【００５１】
本発明において、上記噴出された熱水及び／又は水蒸気の水滴は、循環ファンに衝突することで更に微細化され、殺菌性の微細な水粒子として加熱室に充満する。この殺菌性の微細な水粒子のｐＨは、約５．２〜５．８であり、１０５℃以上の高温条件と協動して、加熱室内で高殺菌性雰囲気を形成する。したがって、本発明を、試料に適用した場合には、高殺菌性雰囲気下で、試料を加熱処理することができるので、加熱と同時に高殺菌効果を付与できる。
【００５２】
本発明では、前記したように、微細水滴を含有した１００〜１２０℃程度の常圧の過熱水蒸気を用いた植物や葉物農産物の乾燥及びその素材、微細水滴を含有した１００〜１３０℃程度の過熱水蒸気を用いた植物や葉物農産物の乾燥及びその素材、微細水滴を含有した１００〜１３０℃程度の過熱水蒸気を用いた、機能性成分を有する植物や葉物農産物について、該機能性成分の酸化劣化を抑制した乾燥及びその素材、を提供することができる。
【００５３】
本発明による植物原料のアクアガス−過熱水蒸気−冷却ガスによる乾燥技術では、低酸素状態、高熱効率で、植物原料を低侵襲的に加熱・殺菌、乾燥、冷却（酸化防止）処理をすることが可能であり、それにより、植物の抗酸化成分の減耗抑制と、植物の変・退色の抑制と、植物の一般生菌数の低減・並びに高効率な水分の蒸発を図ることによる従来の植物乾燥物にみられない、品質及び外観共に良好かつ高品質の植物乾燥物を調製し、提供できるという顕著な作用効果が得られる点で、本発明は、既存の植物乾燥方法乾燥製品と本質的に区別性を有するものである。
【００５４】
本発明は、植物の水分を単に蒸発、乾燥させるだけではなく、低酸素状態、高熱効率の条件で、植物を低侵襲的に加熱・殺菌、乾燥、冷却（酸化防止）処理をすることを可能とするものであり、特に、酸素濃度１％以下の低酸素条件で、抗酸化成分を含む植物素材を加熱・殺菌、乾燥、冷却（酸化防止）する方法として好適に使用されるものであり、抗酸化成分高含有植物素材であれば、その植物の種類に制限されることなく、あらゆる種類の植物原料に好適に適用可能である。
【００５５】
本発明では、アクアガス加熱・殺菌処理後、過熱水蒸気乾燥及び冷却（酸化防止）処理を実施するアクアガス処理と過熱水蒸気乾燥及び冷却処理を併用する場合、実操業の面で、例えば、連続処理工程において、ラインで処理する場合に、アクアガス雰囲気と過熱水蒸気雰囲気及び冷却ガス雰囲気をセットにして組み込んだ連続処理で、乾燥操作の処理時間を大幅に短縮したり、乾燥操作の効率を大幅に高めたりすることが可能になる、という格別の効果が得られる。このように、アクアガス処理は、過熱水蒸気乾燥及び冷却処理と組み合わせることで、実操業の面では、これらの処理を併用した場合に、乾燥の操作を短時間に高効率に、かつ多角的に行うことが可能となるという実用上の利点がある。
【発明の効果】
【００５６】
本発明は、上記構成を採用することにより、以下のような格別の効果を奏する。
１）迅速かつ効果的な連続処理により、食材の食味・色素・成分を高度に保持させることが可能である。
２）本発明装置は、一般食材はもとより、特に、機能性食材や香辛料、香味野菜の一次処理での利用に有効である。
３）連続処理における過熱水蒸気乾燥の後段に、低酸素条件を維持したまま冷却（酸化防止）処理を行う処理室を設けることで試料の品質の低下を抑制できる。
４）後段の冷却工程は、食品加工において過熱水蒸気が用いられる焼成用途においても、品質保持において顕著な効果を発揮する。
５）植物や農産物を抗酸化成分による抗酸化性能などの機能性を損なうことなしに、高い歩留まり、旬の高品質維持、簡便性の向上、長期間常温保存性及びその保存安定性などの優位性を付与した乾燥材料として供給することが可能である。
６）植物や農産物の高品質化加工及びその供給が可能となり、生産農家には作物の高付加価値化と出荷調整が、産地加工業者には産地振興が、そして、消費者には食の安心と安全確保と食生活の健全化が実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の連続式過熱水蒸気処理装置の模式図の一例を示す。
【図２】本発明の連続式過熱水蒸気処理装置において、過熱水蒸気を用いたエアカーテンを設置した実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
次に、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明は、以下の例によって何ら限定されるものではない。
【実施例】
【００５９】
実施例１
図１に、アクアガス槽−過熱水蒸気槽−冷却槽を備えた本発明のコンベア搬送タイプの連続式過熱水蒸気処理装置の一実施例を示す。前段アクアガス槽にアクアガス発生器を配設し、中段過熱水蒸気発生槽にボイラー蒸気からの過熱水蒸気発生器を配設し、後段冷却槽に液化炭酸ガスボンベなどからの冷却媒体による冷却手段を配設した。
【００６０】
アクアガス槽及び過熱水蒸気槽への加熱媒体の供給は、加熱段温調バルブを介して実行し、冷却槽への冷却媒体の供給は、冷却段温調バルブを介して実行した。本実施例では、雰囲気の境界において、過熱水蒸気を用いたエアカーテンを設置した。過熱水蒸気槽の過熱水蒸気雰囲気の両端２辺に、エアブローノズルを設置し、その対面に排出口を設置し、噴出させた過熱水蒸気と、噴流に巻き込まれた前段アクアガス雰囲気及び後段過熱水蒸気雰囲気、あるいは前段過熱水蒸気雰囲気及び後段冷却ガス（窒素ガス又は炭酸ガス）雰囲気は、前記排出口からエアカーテンブロワにより排出させた。
【００６１】
過熱水蒸気を用いたエアカーテンの噴出及び排出は、エアカーテンガス選択バルブ及びエアカーテンブロワを介して制御するエアカーテン制御手段で制御した。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
以上詳述したように、本発明は、アクアガス−過熱水蒸気−冷却ガスを用いて加熱・殺菌、乾燥、冷却（酸化防止）の各処理を実行するための連続式過熱水蒸気処理装置に係るものであり、本発明により、植物や葉物農産物を機能性を損なうことなしに、高い歩留まり、旬の高品質維持、簡便性の向上、長期間常温保存性及びその保存安定性などの優位性を付与した乾燥素材として供給することが可能な、乾燥植物や乾燥農産物の加工処理装置を提供することができる。そして、本発明により、植物や農産物の高品質化加工及びその供給が可能となり、生産農家には、作物の高付加価値化と出荷調整が、産地加工業者には、産地振興が、そして、消費者には、食の安心と安全確保と食生活の健全化が実現する。様々な機能性を有する植物や葉物農産物の素材化が可能であり、植物や葉物農産物の乾燥素材の品質の向上と、更に、システム化を図ることで、コスト低減が期待される。これらの植物や葉物農産物の乾燥素材は、植物や葉物農産物を原料にして長期保存できることから、多収穫時に処理して、通年供給することで、植物や葉物農産物の利用率の向上や自給率向上にも寄与できる。本発明は、アクアガス−過熱水蒸気−冷却ガス（酸化防止）による、抗酸化成分高含有による機能性を保持した、植物や葉物農産物の加熱・殺菌、乾燥、冷却（酸化防止）技術と、その製品を提供することを可能にするものとして有用である。
【図１】
2020018252.tif 000003
【図２】
2020018252.tif 000004