(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を減圧槽にセットし、該減圧槽を単数または複数の目標減圧度に向けて圧力制御し、かつ、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物にコントロールされたマイクロ波加熱とコントロールされた遠赤外線加熱を全工程の一部または全部で同時に行う被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物の乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌方法において、減圧槽内の被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物に対して攪拌、回転や移動等の動作を機械的手段によって与えずに、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を定位置で加熱し、かつマイクロ波と遠赤外線の被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物に対する均一加熱のために、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物をプレートやトレー等の治具を支える多段式棚型の治具にて保持し、その多段式棚型の治具の最上段のプレートやトレー等の治具の上部から所定の距離をおいて該最上段のプレートやトレー等の治具の平面全面を覆う如く形成した天井部の平坦な金属反射板および最下段のプレートやトレー等の治具の下部から所定の距離をおいて該最下段のプレートやトレー等の治具の平面全面を覆う如く形成した底部の平坦な金属反射板にてマイクロ波と遠赤外線が一部反射するか全反射するようにしたことを特徴とする被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物の乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌方法。
【請求項２】
被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物をセットする減圧槽に投入電力が一定または可変可能で、かつ間欠的または連続的な加熱が可能なマイクロ波加熱装置と、照射加熱温度調節が可能な制御盤を外部に備えた遠赤外線加熱装置とを設け、マイクロ波加熱と遠赤外線加熱が同時作動し得る制御部を設けた被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物の乾燥装置であって、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を静置させた状態で乾燥するために該被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を保持するプレートやトレー等の治具およびそれらを支える多段式棚型の治具を減圧槽内に静置させ、該多段式棚型の治具の脚の先端部分の減圧槽内に接する部分に耐熱性のマイクロ波透過体を取り付け、かつ該多段式棚型の治具の最上段のプレートやトレー等の治具の上部から所定の距離をおいて該最上段のプレートやトレー等の治具の平面前面を覆う如く形成した天井部の平坦な金属反射板および最下段のプレートやトレー等の治具の下部から所定の距離をおいて該最下段のプレートやトレー等の治具の平面全面を覆う如く形成した底部の平坦な金属反射板に、マイクロ波と遠赤外線が一部反射するか全反射するように構成したことを特徴とする被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物の乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌装置。
【請求項３】
マイクロ波と遠赤外線の被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物に対する均一加熱のために、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を保持するプレートやトレー等の治具を支える多段式棚型の治具の少なくとも被加熱温度上昇の高い位置の側面に金属の反射板を、該反射板と多段式棚型の治具がマイクロ波の放電を誘発しない間隔を保つようにして取り付けたことを特徴とする請求項２記載の被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物の乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌装置。
【請求項４】
マイクロ波と遠赤外線の被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物に対する均一加熱のために、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を保持するプレートやトレー等の治具を支える多段式棚型の治具の各段の外枠沿いの平面位置に、所定の面積の多段式棚型の治具を兼ねた反射板を設置したことを特徴とする請求項２又は３記載の被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物の乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は切り花等の生花や観葉植物といった切り花類、葉類野菜、根類野菜、茎類野菜、実類野菜等の各種食料品の乾燥や、たばこの葉等の各種植物の乾燥、魚介類の乾燥、肉類の乾燥、漢方薬用材料の乾燥あるいは医療用洗濯物等、工業用洗濯物等、家庭用洗濯物等の各種洗濯物等の乾燥、木材の乾燥、セラミック粉末の乾燥等の工業用部品類、原材料、製品等の乾燥、その他各種幅広い技術分野に適用される被乾燥物の乾燥方法とその装置、並びに液状、ゲル状、ペースト状、粉末状、粒子状又は固形状等の各種の被濃縮物質を利用する広い産業分野、すなわち食品業界、制約業界、化粧品業界や染料・顔料業界等といった各種業界における濃縮技術分野に適用される被濃縮物の濃縮方法とその装置、さらには上記食料品、動物用食料品、保存食等の各種解凍技術分野に適用される被解凍物の解凍方法とその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、マイクロ波を用いた乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌装置においては、マイクロ波による均一加熱および均一乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌を達成するために、槽内部にセットされる被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を保持する治具およびそれらを支える治具を回転させたり、または被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物をコンベア上で移動させたり、または被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物そのものを攪拌するのが通常であった。
【０００３】
電子レンジにおけるごく短時間の加熱においては一部に静置した状態で加熱するケースはみられたが、乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌という長時間にわたるマイクロ波加熱装置においては被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を定位置においての乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌する方法およびその乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌装置は皆無であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を保持する治具を回転させる機構においては、装置が高価になってしまうことと、搭載量に制限があり大量生産には不向きである。また、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を移動する方法では、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物から往々にして飛散物が発生することがある等の難点がある他、装置が複雑で高価になってしまったり、クリーニング等のメンテナンスが繁雑になってしまうので好ましくない。
【０００５】
また、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物をコンベアに乗せて移動させる連続生産方式では、連続生産性には優れるが乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌制御管理が困難である。すなわち、連続投入となるので常に未乾燥、未濃縮、未解凍、未焙煎、未殺菌の被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物と乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌完了間際の被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物が混在することになり、乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌検知が困難であり生産効率が高いとは言い難い。また各回の投入時毎に含水率の異なる被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を投入する際には各々の被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物に対する乾燥データベースが必要となるので乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌制御管理は繁雑を極める。
また、装置が大型化してしまう割りに乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌精度の低さゆえに良品を得るための時間とコストを多く要する。以上のことが理由で、減圧下でマイクロ波と遠赤外線を同時使用する乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌装置は普及しなかった。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、減圧槽を単数または複数の目標減圧度に向けて圧力制御し、かつ被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物に、コントロールされたマイクロ波加熱とコントロールされた遠赤外線加熱を全工程の一部または全部で同時に行う被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物の乾燥方法において、減圧槽内の被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物に対して攪拌、回転や移動等の動作を与えることなく、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を定位置で均一加熱を行なって効率よく乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌する方法及びその装置を提供することにある。
【０００７】
すなわち、本発明は被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を保持するプレートやトレー等の治具およびそれらを支える多段式棚型の治具を減圧槽内の定位置で均一加熱を行なって乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌することにより、回転治具等による生産処理量の少なさの問題を解決することを目的とする。被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物および治具を静置して乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌するのであれば、減圧槽外においてプレートやトレー等の治具へ被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を大量にセッティングし、さらにそれらのプレートやトレー等の治具を保持する多段式棚型の治具等に大量に搭載することが可能となり、またこれをリフター等を用いて槽内へ搭載すれば、槽内への被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物の大量投入が簡便に可能となる。
【０００８】
また、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を撹拌等を行わずに静置して乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌することによって被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物の槽内への飛散を防止することを目的とする。しかしながら回転や撹拌とかの移動を被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物に与えないのでマイクロ波加熱および遠赤外線加熱の均一性を得ることが困難視されるが、この点は請求項２から請求項４までの手段を任意に組み合わせることで、これを解決することができる。
【０００９】
また、従来のベルトコンベア上に被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を連続的に供給搭載して移動させる手段では、連続生産性は良好であるが十分な乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌制御を行うことは困難である。すなわち、順次、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を槽内に投入して順次取り出さないかぎり連続生産とはならず、したがって、槽内に投入直後の未処理の被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物と乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌終了直前の被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物が常時存在することとなるので、水蒸気の発生量と真空ポンプの排気量のバランスが定律的に変化しないために減圧度変化が不規則となるので、減圧度変化および減圧度変化量を認識することによる精度の高い乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌制御を行うことができない。この点の課題を本発明は、大量の被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物をバッチ式で定位置で均一加熱を行うことにより乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌していくことで、ほぼ同レベルの乾燥度の被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物のみが減圧槽内に存在することになるので、減圧度変化および減圧度変化量を定律的に認識することによる精度の高い制御を得ることができるようにしたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物の乾燥方法は、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を減圧槽にセットし、該減圧槽を単数または複数の目標減圧度に向けて圧力制御し、かつ、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物にコントロールされたマイクロ波加熱とコントロールされた遠赤外線加熱を全工程の一部または全部で同時に行う被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物の乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌方法において、減圧槽内の被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物に対して攪拌、回転や移動等の動作を機械的手段によって与えずに、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を定位置で加熱し、かつマイクロ波と遠赤外線の被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物に対する均一加熱のために、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物をプレートやトレー等の治具を支える多段式棚型の治具にて保持し、その多段式棚型の治具の最上段のプレートやトレー等の治具の上部から所定の距離をおいて該最上段のプレートやトレー等の治具の平面全面を覆う如く形成した天井部の平坦な金属反射板および最下段のプレートやトレー等の治具の下部から所定の距離をおいて該最下段のプレートやトレー等の治具の平面全面を覆う如く形成した底部の平坦な金属反射板にてマイクロ波と遠赤外線が一部反射するか全反射するようにしたものである。
【００１１】
削除
【００１２】
また本発明に係る被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物の乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌装置は、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物をセットする減圧槽に投入電力が一定または可変可能で、かつ間欠的または連続的な加熱が可能なマイクロ波加熱装置と、照射加熱温度調節が可能な制御盤を外部に備えた遠赤外線加熱装置とを設け、マイクロ波加熱と遠赤外線加熱が同時作動し得る制御部を設けた被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物の乾燥装置であって、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を静置させた状態で乾燥するために該被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を保持するプレートやトレー等の治具およびそれらを支える多段式棚型の治具を減圧槽内に静置させ、該多段式棚型の治具の脚の先端部分の減圧槽内に接する部分に耐熱性のマイクロ波透過体を取り付け、かつ該多段式棚型の治具の最上段のプレートやトレー等の治具の上部から所定の距離をおいて該最上段のプレートやトレー等の治具の平面前面を覆う如く形成した天井部の平坦な金属反射板および最下段のプレートやトレー等の治具の下部から所定の距離をおいて該最下段のプレートやトレー等の治具の平面全面を覆う如く形成した底部の平坦な金属反射板に、マイクロ波と遠赤外線が一部反射するか全反射するように構成したことを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物の乾燥装置はマイクロ波と遠赤外線の被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物に対する均一加熱のために、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を保持するプレートやトレー等の治具を支える多段式棚型の治具の少なくとも被加熱温度上昇の高い位置の側面に金属の反射板を、該反射板と多段式棚型の治具がマイクロ波の放電を誘発しない間隔を保つようにして取り付けたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項２又は３記載の被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物の乾燥装置はマイクロ波と遠赤外線の被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物に対する均一加熱のために、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を保持するプレートやトレー等の治具を支える多段式棚型の治具の各段の外枠沿いの平面位置に、所定の面積の多段式棚型の治具を兼ねた反射板を設置したことを特徴とするものである。
【００１５】
削除
【００１６】
なお、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物の乾燥装置は被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を保持するプレートやトレー等の治具を支える多段式棚型の治具を金属で構成し、その多段式棚型の治具の脚部分または吊り具部分等の先端部が減圧槽内壁面に接してマイクロ波による放電要因にならないようにするために、棚型治具の先端部と減圧槽内壁面との間に、耐熱性でかつマイクロ波の透過体の物質を所定の厚さで設けると好適である。
【００１７】
また、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物の乾燥装置はマイクロ波の被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物に対する均一加熱のために、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を保持するプレートやトレー等の治具において、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物をセットするそれらの底面のほぼ中央の位置で、所定の面積において所定の形状で所定の厚さのふくらみを設け、その位置にては被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物の搭載の厚さが薄くなるようにすると好適である。
【００１８】
さらに、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物の乾燥方法はマイクロ波の被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物に対する均一加熱のため、および被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物の飛散を防止して精度の高い制御を継続するために、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物が突沸等により飛散しないように、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を搭載した後に、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を搭載した各々のプレートやトレー等の上部を紙材で被覆し固定すると好適である。
【００１９】
さらにまた、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物の乾燥方法はマイクロ波の被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物に対する均一加熱のために、固形の被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を所定の厚さで波形にカッティングし、積層搭載する際の重複面に空間ができるように積載し、マイクロ波が各被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物のカッティング面にまんべんなくあたるようにすると好適である。
【００２０】
【作用】
本発明においては被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物に回転や撹拌、
およびこれを保持するプレートやトレー等の治具およびそれらを支える治具に回転を与えないで定位置に置くことで、回転軸が存在しないことと角形に搭載できることのためにスペースロスが少なく、搭載面積および容積を格段に増大できる。かつリフター等を用いた槽内への治具搬入の簡便性から大量生産性を追求することができる。また、コンベア等にて被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を移動させずに定位置に置いて乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌することで精度の高い乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌を追求することができる。
【００２１】
なぜならば、精度の高い乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌制御のためには、水分の蒸発量と真空ポンプの排気量バランスを基調とした減圧度変化をとらえることが必要であるが、連続投入方式であるコンベア方式では順次未処理の被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物が投入されるので、乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌されていない物と乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌直前の物が混在することになり減圧度の一定律の変化は実現されないので、制御のために減圧度変化をとらえることは困難となるが、当該方式によれば、ほぼ同レベルの乾燥度、濃縮度、解凍度、焙煎度、殺菌度の被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物のみが減圧槽内に存在することになるので、水蒸気発生量と真空ポンプ排気量の定律的な認識が可能となり、初めて精度の高い乾燥度、濃縮度、解凍度、焙煎度、殺菌度検知が可能となる。
【００２２】
本発明に係る装置における棚型治具最上部と最下部における金属反射板によって、最上段および最下段における被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物とその他の段における被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物がほぼ同等パワーのマイクロ波加熱と遠赤外線加熱を受けることができる。当該反射板の、プレートやトレー等の治具からの設定距離および一部反射であるか全反射であるかは、マイクロ波の投入位置や遠赤外線の反射位置等によって調整される。
【００２３】
また本発明に係る装置における棚型治具の側面や各段に水平に設置される反射板によって、マイクロ波が加熱していくエリアを平均化することができる。当該反射板が無ければマイクロ波および遠赤外線は直近の位置から加熱し始めるのであるが、当該反射板により、遠い位置への加熱も同時に行うので均一加熱に供する。当該反射板の位置や枚数や面積は、マイクロ波の投入位置や遠赤外線の放射位置によって調整される。
【００２４】
なお、本発明に係る装置における被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を保持するプレートやトレー等の治具の各々の上部に反射用のフレームをセットすることで、プレートやトレー等の治具の内部において、請求項２におけるがごとくに、マイクロ波と遠赤外線は周辺部分と中央部分を同時に加熱するので均一加熱に供する。当該反射用のフレームの大きさは、プレートの大きさや被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物の種類によって調整される。
【００２５】
多段式棚型の治具をステンレス等の金属で構成した場合、その先端部と減圧槽内壁部が近づきすぎたり接触したりするとマイクロ波による放電が発生する場合があるので、これを防止するために治具の先端部と減圧槽内壁部の間に耐熱性でマイクロ波の透過体であるフッ素樹脂等のブロックを設置したものである。一般的には１０ｍｍ以上の厚さがあれば放電を防止できるが、その厚さは装置により選択される。
【００２６】
また、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を保持するプレートやトレー等の治具に工夫を加えることでより均一な加熱ができるように考案したもので、マイクロ波による最後の加熱部分となる中央部分を盛り上げた構造とし、その中央部への被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物の積載量を少なくしてその周辺との同時加熱が行われるようにしたものである。なお盛り上げる部分の面積と高さは被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物の種類により調整される。
【００２７】
さらにまた、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物が突沸等により槽内で飛散する物質の場合、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を保持するプレートやトレー等の治具の上部を紙材で被覆することにより飛散を防止して精度の高い制御と槽内部のクリーン性を確保し、かつ同時に、紙材には高率ではないものの、マイクロ波を透過する性能があるのでマイクロ波の均一加熱にも供する。
【００２８】
また、固形の被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を平らにカッティングして積載した場合に、その切断面が完全に重なった状態ではマイクロ波加熱がその切断面には直接行われ得ないので乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌に困難をきたす。そこで、カッティングを波形に行い、かつ積載する際に波形カッティングされた被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物が重なる搭載面に波形カッティングによる空間ができるよう搭載し、マイクロ波加熱が切断面にも均一に万遍に行われる。
【００２９】
【発明実施の形態】
実施例１
請求項１から請求項４までの実施例として、５ｋｗ出力のマイクロ波発振器と４ｋｗの遠赤外線加熱ヒーターと５ｋｗの真空ポンプを用いた減圧槽において、静置式の多段式棚型の治具を使用し、かつ、多段式棚型の治具の脚の先端部分の槽に接する部分に耐熱性でマイクロ波の透過体である２０ｍｍの厚さのテフロンを取り付け、マイクロ波の放電の要因とならないように措置したものをセットした。棚型治具のサイズを平面で４５ｃｍ角とし、高さを１ｍとし、棚の段数を７段とした。
まず多段式棚型の治具に全く反射板を取り付けないで、ビーカーによる水温上昇テストを行った。８０ｃｃずつ水を入れたビーカーを各段のトレーの四隅と中央に各１個搭載し、計３５個のビーカーで２８００ｃｃの水を使用した。テストは、まず初期水温が２０℃で、減圧しないまま５ｋｗのマイクロ波とＰＩＤで出力コントロールされた遠赤外線ヒーターにより２分間加熱し、各ビーカー内の水温の温度分布を３回繰り返して測定し、各ビーカー毎の水温の平均値を求める手法を採用した。その結果、最も水温上昇が早かったのが最下段のマイクロ波投入口側の８２℃と最上段のマイクロ波投入口側の８１℃で、逆に水温上昇が最も遅かったのが中央の段（４段目）の中央で５２℃であった。約３０℃の差があったことからかなりの不均一加熱が行われていることが確認された。
【００３０】
次に、請求項２の実施例として、トレーを保持する多段式棚型の治具の最上段のトレーの上部分から１００ｍｍ上の位置と最下段のトレー下部分から１００ｍｍの位置の平面全面にステンレスの反射板を取り付けて同様のテストを行った。その結果、最も水温上昇が早かったのが同じ最下段のマイクロ波投入口側の７３℃と最上段のマイクロ波投入側の７１℃で、逆に水温上昇が最も遅かったのが中央の段（４段目）の中央で６３℃であった。大幅な改善が見られたもののまだ約１０℃の差が認められた。
【００３１】
次に、請求項３の実施例として、さらに水温が高かったビーカーに近い多段式棚型の治具の側面にステンレスの長方形の反射板を、該反射板と多段式棚型の治具がマイクロ波の放電を誘発しない間隔を保つようにして取り付け、温度分布を測定しながら同様のテストを行った。その結果、最も水温上昇が早かったのが上から２段目のマイクロ波投入口側の６６℃と下から２段目のマイクロ波投入側の６５℃で、逆に水温上昇が最も遅かったのが中央の段（４段目）の中央で６０℃であった。５℃程度の差までの均一加熱が実現した。
【００３２】
次に、請求項４の実施例として、さらにトレーを保持する多段式棚型の治具の各段のトレーを置く平面位置に、外側から３０ｍｍの幅でステンレスの反射板を周囲に沿って取り付けた。その結果、最も水温上昇が早かったのが上から２段目の中央の６４℃と下から２段目の中央の６３℃であった。最も遅かったのが４段目のマイクロ波投入口側の６０℃であった。このことにより、４℃程度の差までの均一加熱が実現していることが判明した。
【００３３】
次に、他の実施例として、さらに各トレーの上部に１０ｍｍ幅のステンレスアングルで構成した反射用のフレームをセットして同様のテストを行った。結果、各ビーカーの水温の差は２℃以内であり高いレベルでの均一加熱を見た。
【００３４】
次に、ビーカーを含水したタオルに置き換え、真空ポンプを運転して加熱を進めたが、棚型治具の脚部分と減圧槽内壁面との間に、耐熱性でかつマイクロ波の透過体の物質を所定の厚さで設けることによって、棚型治具の脚先での放電は検出されなかった。また、この棚型治具を図８のごとくの吊るす方式にしても放電は検出されなかった。
【００３５】
実施例２
実施例１で説明した請求項１から請求項４までの機構を用い、図９の構造をした治具を用いて、調味料ペースト７ｋｇを乾燥した。まず、底の平らなトレーを用いて、平らにペーストを搭載して乾燥したが、最初に取り出した時には中央部分の乾燥がややあまかったので、再度乾燥にかけたところ、中央部分は乾燥したものの、外側周辺の一部に焦げが発生した。次に請求項のごとくにトレーの中央部分の底を直径８０ｍｍで中心の高さが７ｍｍになるようにドーム型に盛り上げた形のトレーを用い、表面が平らになるように搭載して乾燥した。この場合はペースト全体が均質に乾燥し、良好な結果を得た。ペースト等を機械装置によってトレーに自動搭載する場合に極めて有効な手段となる。
【００３６】
実施例３
実施例１と実施例２で説明した請求項１から請求項４までの機構を用い、プレートやトレーに搭載した卵黄３．５ｋｇを紙材で被覆して乾燥した。まず、トレーの上部をそのままの解放状態にて乾燥したのであるが、卵黄の膨張により、卵黄がトレーの外に流れてしまい、良好な乾燥を行うことができなかった。次に、トレーの上部にシリコン加工紙を被覆しこれを請求項６における反射用のフレームで固定して乾燥を行った。卵黄のトレーからの流出を防止でき、かつシリコン加工紙に付着した乾燥卵黄も容易にとりはずすことができ良好な乾燥結果を得た。
【００３７】
実施例４
実施例１と実施例２で説明した請求項１から請求項４までの機構を用い、ニンジン７ｋｇを所定の厚さで波型にカッティングし、積層搭載する際の重複面に空間ができるように積載して乾燥した。ニンジンは回転治具を用いた乾燥を行ったとしても極めて焦げが生じやすい被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物であり、２０％程度の乾燥ロスが発生していた被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物である。まずニンジンを５ｍｍの厚さで平面カットし、これをトレーにおよそ３０ｍｍの厚さで積載して乾燥を行った。結果、切断面が重なった部分の乾燥に時間を要し、一部に焦げを発生した。
次に同様に約５ｍｍの厚さで波形にカットし、これをおよそ３０ｍｍの厚さで、各切断面の間に空間ができるように積載して乾燥した。乾燥時間も短く良好な乾燥結果を得た。
【００３８】
実施例５
実施例１と実施例２で説明した請求項１から請求項４までの機構を用い、濃縮の実施例として、イチゴ７ｋｇを濃縮した。このイチゴは装置に投入する前にヘタを除去し、そのままの形でエタノールに浸漬して殺菌を行ったものである。プレート7枚に各２ｋｇづつ搭載して濃縮を開始した。マイクロ波出力を５ｋｗ、遠赤外線出力を４ｋｗに設定して、ほぼ４０ｔｏｒｒを中心減圧度域に設定して濃縮を行った。濃縮工程中において、３点計測のファイバー温度計によりイチゴの内部温度を測定したところ、上中下段のすべてにおいて、ほぼ一貫して３４±２℃であった。これは、４０ｔｏｒｒにおける水の沸点の約３４℃と一致するものであり、減圧度により加熱温度がコントロールされることを示すのと同時に、均一加熱が行われていることを示したものである。４０分後に運転を停止し、イチゴを取り出し計量したところ、２６００ｇであった。すなわち全体水分のほぼ７０％の４４００ｇの水分除去を行ったことになる。これをサニタリーに粉砕したところ、清潔で、酸化のごく少ない、味、香り、色共に極めて優秀なイチゴペーストを得ることができた。
【００３９】
実施例６
実施例１と実施例２で説明した請求項１から請求項４までの機構を用い、解凍の実施例として、冷凍のスライスされたニンジン１４ｋｇを解凍した。プレート7枚に各２ｋｇづつを搭載して、実施例５と同条件のエネルギー設定を行い解凍を行ったところ、全体にドリップのごく少ない均質な解凍を行うことができた。解凍所要時間は１８分であった。解凍されたニンジンは、色、香り、味とも優秀であった。
【００４０】
実施例７
実施例１と実施例２で説明した請求項１から請求項４までの機構を用い、焙煎の実施例として、荒茶の火入れを行った。プレート7枚に１ｋｇづつの荒茶を搭載しマイクロ波出力を１ｋｗとした。２５分後に加熱を終了し、加熱温度を各プレートの３ヵ所に設置しておいたサーモラベルで測定したところ、全域において１１０℃±３℃の範囲に収まっていることが確認された。これは均一加熱が行われていることを示しており、茶葉の変色のない優れた火入れを行うことができた。
【００４１】
実施例８
実施例１と実施例２で説明した請求項１から請求項４までの機構を用い、殺菌の実施例として、ブラックペパーの水分調整と殺菌を同時に行った。プレート７枚に１ｋｇづつの含水率１２％のブラックペパーを搭載しマイクロ波出力を初期の２０分間は１．５ｋｗ、後半の２５分間は０．２ｋｗとした。温度測定を、実施例７と同様に、プレート１枚につき３ヵ所、合計２１枚のサーモラベルを設置し測定することとした。４５分後に加熱を終了しサーモラベルを調査したところ、全域において１３５℃±３℃の範囲に収まっていた。処理前の値で一般生菌数が６．２×１０６、耐熱菌数が３．５×１０４存在していたところを、一般生菌数を１．２×１０３、耐熱菌数を３００以下に減少せしめることができた。また含水率を調査したところ１．５％まで落としており、味も風味豊かな辛さを損なっておらず、クリーンで保存性に優れたブラックペパーを作ることができた。これは、マイクロ波と遠赤外線が均一に照射されて初めて得られることのできる結果である。
【００４２】
【発明の効果】
被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を回転させずに定位置においてプレートやトレー等の治具を支える多段式棚型の治具にて保持し、その多段式棚型の治具の最上段のプレートやトレー等の治具の上部から所定の距離をおいて該最上段のプレートやトレー等の治具の平面全面を覆う如く形成した天井部の平坦な金属反射板および最下段のプレートやトレー等の治具の下部から所定の距離をおいて該最下段のプレートやトレー等の治具の平面全面を覆う如く形成した底部の平坦な金属反射板にてマイクロ波と遠赤外線が一部反射するか全反射するようにして均一加熱乾燥することにより、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物の搭載量を格段に増量することができ、初めて工業生産に供することができるようになる。また、回転させるための駆動部が必要なくなるため装置の製造コストの低減化に役立つ。
【００４３】
被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を装置的に撹拌したり移動しないことで、被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物の飛散を防止することができ、減圧槽内を常にクリーンに維持することができ、ひいては精度の高い乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌制御を継続的に維持することができる。
【００４４】
被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を移動させずに定位置において乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌することにより、コンベアやモーター等の駆動部が無いために装置に故障がなく、かつ安価に装置を製造することができる。またコンベアを使用した場合は装置がどうしても大型化してしまうのであるが、本発明によれば装置のコンパクトなサイズにおいて大量生産が可能である。
【００４５】
連続投入のコンベア方式の装置においては実現しえなかった精度の高い乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌制御が可能となり、ごく短時間で精度の高い乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌品を大量に得ることができる。
【００４６】
マイクロ波を使用した乾燥装置の普及はほとんど進展していないという現状であったが、その最大の理由は大量生産性と均一加熱性・均一乾燥性、均一濃縮性、均一解凍性、均一焙煎性、均一殺菌性が実現していなかったことにあるが、本発明によってこれらのすべてを、解決できる。本発明は各々装置コストを引き上げてしまうような技術ではないので、従来高価であると考えられていたマイクロ波を使用した乾燥、濃縮、解凍、焙煎、殺菌装置が、合理的な価格で提供される。
【００４７】
マイクロ波は入電時点での瞬時の動作開始および切電時点での瞬時の動作停止ができる大変優秀なエネルギーであり、かつ非常にクリーンなエネルギーでもあるので、その普及には大変大きな効果が期待されるところであるが、これを本発明によって実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例を示す装置の概略説明図である。
【図２】  本発明の一実施例を示す金属製の棚型治具の上下に反射板を設けた場合の斜視図である。
【図３】  本発明の一実施例を示す金属製の棚型治具の側面に反射板を設けた場合の斜視図である。
【図４】  本発明の他の実施例を示す金属製の棚型治具の側面に反射板を設けた場合の斜視図である。
【図５】  本発明の一実施例を示す金属製の棚型治具の各段ごとに反射板を設けた場合の斜視図である。
【図６】  本発明の一実施例を示すトレー上の反射用フレームを示す斜視図である。
【図７】  本発明に係る棚型治具の構成例であって、置き型の場合を示す断面図である。
【図８】  本発明に係る棚型治具の構成例であって、吊るし型の場合を示す断面図である。
【図９】  本発明に係るトレーであって、（ａ）は中央に凸部を設けた場合の斜視図、（ｂ）はその断面図である。
【図１０】  本発明に係るトレーに紙材を被覆した状態を示す斜視図である。
【図１１】  被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物を波形にカットする場合の説明図である。
【図１２】  波形にカットした被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物をトレーに収納積載した状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１  減圧槽
２  棒状遠赤外線ヒーター
３  真空ポンプ                     ４  減圧弁
５  減圧度調整弁
６  減圧口
７  マイクロ波発振器
８  アイソレーター
９  導波管
１０  マイクロ波投入口
１１  遠赤外線ヒーター用熱電対     １２  復圧口
１３  被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物積載用トレー
１４ａ  置き型タイプのトレー支持用棚型治具
１４ｂ  吊るし型タイプのトレー支持用棚型治具
１５ａ  棚型治具上下の反射板       １５ｂ  棚型治具側面の反射板
１５ｃ  棚型治具各段ごとの反射板   １６  放電防止用耐熱透過体
１７  反射用フレーム
１８  トレー底面の凸部
１９  飛散防止用紙材
２０  波型カッター
２１  被乾燥物、被濃縮物、被解凍物、被焙煎物、被殺菌物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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