(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波を遮断する性質を有する外容器と、この外容器内に装入され内部に凍結流動性物質が充填されたマイクロ波透過性を有する包装体と、前記外容器の開口部分に装着され内部に電界密度を均一化させるための空洞部を有するマイクロ波照射用アタッチメントと、このアタッチメントを通じマイクロ波を外容器内に供給するマイクロ波発生装置と、前記包装体内で解凍した解凍液を外部に取り出す解凍液取り出し手段とを具備することを特徴とするマイクロ波による解凍装置。
【請求項２】
前記解凍液取り出し手段が、前記包装体に接続され前記外容器外に導出される吸引パイプと、この吸引パイプを通じて包装体内の解凍した解凍液を吸引して取り出す吸引ポンプとで構成されている請求項１記載のマイクロ波による解凍装置。
【請求項３】
前記解凍液取り出し手段の吸引パイプに接続され、メッシュ材、孔あき材等の透液性構造を有する吸引補助チューブが前記包装体に内挿されている請求項２記載のマイクロ波による解凍装置。
【請求項４】
マイクロ波を遮断する性質を有する外容器内に装入可能とされ、内部に凍結流動性物質が充填されるとともにマイクロ波透過性を有する資材で構成されており、メッシュ材、孔あき材等の透液性構造を有する吸引補助チューブが内挿されており、前記外容器内に装入してその開口部から照射するマイクロ波により内部の凍結流動性物質を解凍し、前記吸引補助チューブを通じて解凍液を取り出すようにしたことを特徴とするマイクロ波による解凍用包装袋。
【請求項５】
マイクロ波を遮断する性質を有する外容器に必要に応じ電界密度を均一化させるための空洞部を設けて該外容器の内面からマイクロ波を照射する構造を有し、前記外容器内に棚状に設置され凍結している流動性物質を支持する金網と、この外容器内で解凍した解凍液を自然滴下させて外部に取り出す解凍液取り出し手段とを具備することを特徴とするマイクロ波による解凍装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、果汁等の凍結された流動性物質をマイクロ波により解凍する解凍装置およびそれに用いる解凍用包装体に係り、主として工業用に用いられるマイクロ波による解凍装置およびそれに用いる解凍用包装体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
凍結した流動性物質を短時間で解凍させる手段として、マイクロ波の照射による解凍手段が従来から広く利用されている。
【０００３】
マイクロ波による凍結流動性物質を解凍する場合、マイクロ波の特性として「水」と「氷」とでは、水の方が氷に較べて３桁以上マイクロ波の吸収性がよいため、一旦解凍されるとマイクロ波の電力が解凍された部分（水）に集中的に吸収され、効率のよい解凍が難しくなる。
【０００４】
従来から凍結物の解凍にマイクロ波を用いた解凍装置として種々提案されている。すなわち、
▲１▼  被加熱物重量に対するマイクロ波の電力量と、マイクロ波照射に対する被加熱温度を規定し、マイクロ波照射後に被加熱物を冷雰囲気中に放置して均一解凍させるようにしたもの（特許文献１参照）。
【０００５】
▲２▼  凍結物を尖鋭な角隅部を有しない形状に成形して凍結するようにし、これにマイクロ波を照射するようにしたもの（特許文献２参照）。
【０００６】
▲３▼  冷凍食品を内壁面全面にアルミニウム箔を貼付したリテーナに入れ、これを電子レンジにより加熱することにより解凍むらが生じないようにしたもの（特許文献３参照）。
【０００７】
▲４▼  ファンにより解凍室に冷気循環手段と該手段の運転を制御する循環冷気制御手段およびマイクロ波制御手段を設け、被解凍物の表面付近が局部的に解凍されて過度に温度上昇し、被解凍物の品質が劣化してしまうことを防止するようにしたもの（特許文献４参照）。
【０００８】
▲５▼  ドリップを出さない凍結物の解凍を行う解凍技術として、減圧工程と復圧工程を複数回行ってマイクロ波による加熱と停止とを交互に繰り返して凍結物の解凍を行うもの（特許文献５参照）。
【０００９】
などがある。
【００１０】
【特許文献１】
特公昭５６−１２１０１号公報
【特許文献２】
特公昭５６−１７９０３号公報
【特許文献３】
特公平３−７３２６９号公報
【特許文献４】
特開２０００−８０号公報
【特許文献５】
特開２０００−３０８４７８号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに上記特許文献１〜５に記載のものは、いずれも解凍対象物が冷凍肉や魚等の固形物であり、果汁等の流動性物質の解凍は全く意図されてはいず、したがってこれら特許文献には凍結した流動性物質をマイクロ波の照射により解凍するとき、解凍された液体部分にマイクロ波の電力が集中的に吸収されてしまうことを防止することに関しての解決策は全く示されていない。
【００１２】
流動性物質が果汁である場合、低温自然解凍が好ましいが、工業用として果汁を使用するには自然解凍では解凍時間が長く、実用には供し得ない。さりとて果汁の品質によって定められる上限温度以上に加熱して解凍すると果汁に加熱臭が付き、かつ褐色変化をきたしてしまい、商品価値を失うことになる。
【００１３】
本発明はこれに鑑み、マイクロ波を用いての解凍であっても、解凍された流動性物質に変質をきたすことがなく、かつ解凍時間を大幅に短縮することを可能とするマイクロ波による解凍装置およびそれに用いる解凍用包装体を提供することを課題としてなされたものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する手段として、請求項１に記載の発明は、マイクロ波を遮断する性質を有する外容器と、この外容器内に装入され内部に凍結流動性物質が充填されたマイクロ波透過性を有する包装体と、前記外容器の開口部分に装着され内部に電界密度を均一化させるための空洞部を有するマイクロ波照射用アタッチメントと、このアタッチメントを通じマイクロ波を外容器内に供給するマイクロ波発生装置と、前記包装体内で解凍した解凍液を外部に取り出す解凍液取り出し手段とを具備することを特徴とする。
【００１５】
こうしたことにより、マイクロ波を照射する部分に電解密度を均一化させる空洞部を設けているので、外容器内の包装体のマイクロ波照射面全域に均等に照射することができるとともに、解凍された液体部分は解凍液取り出し手段により順次取り出されるので、一度解凍された液体部分にマイクロ波の電力が集中的に吸収されることがなく、解凍に要する時間を大幅に短縮することができ、併せて解凍物質の品質低下を招くことが防止される。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、前記解凍液取り出し手段を、前記包装体に接続され前記外容器外に導出される吸引パイプと、この吸引パイプを通じて包装体内の解凍した解凍液を吸引して取り出す吸引ポンプとで構成したことにある。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、前記解凍液取り出し手段の吸引パイプにメッシュ材、孔あき材等の透液性構造を有する吸引補助チューブを接続し、この吸引補助チューブを前記包装体に内挿したことにある。
【００１８】
これにより包装体内の解凍液を吸引して取り出すとき、包装体が縮小しても、吸引補助チューブの存在により液体部分を吸引しにくくなることが防止される。請求項４に記載の発明は、前述の装置に用いる解凍用包装体であり、マイクロ波を遮断する性質を有する外容器内に装入可能とされ、内部に凍結流動性物質が充填されるとともにマイクロ波透過性を有する資材で構成されており、メッシュ材、孔あき材等の透液性構造を有する吸引補助チューブが内挿されており、前記外容器内に装入してその開口部から照射するマイクロ波により内部の凍結流動性物質を解凍し、前記吸引補助チューブを通じて解凍液を取り出すようにしたことを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、マイクロ波を遮断する性質を有する外容器に必要に応じ電界密度を均一化させるための空洞部を設けて該外容器の内面からマイクロ波を照射する構造を有し、前記外容器内に棚状に設置され凍結している流動性物質を支持する金網と、この外容器内で解凍した解凍液を自然滴下させて外部に取り出す解凍液取り出し手段とを具備することを特徴とする。
【００２０】
これによれば、解凍された液体部分の取り出しにポンプを用いずとも重力により連続的に取り出すことができ、装置の構成を簡素化することがきるとともに、マイクロ波は目の細かい金網により遮断されるので、一度解凍された液体部分にマイクロ波が集中的に吸収されることがなく、効率よく解凍を行うことができ、解凍時間の短縮と品質低下の防止を図ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態を参照して説明する。
【００２２】
図１は本発明による解凍装置の第１実施形態を示すもので、マイクロ波を遮断する性質を有するドラム缶等の外容器１と、この外容器１に装入可能な大きさを有し内部に果汁等の凍結流動性物質が充填されたポリエステルフィルム等のマイクロ波透過性を有する資材からなる包装体２と、前記外容器１の蓋（図示省略）を外したあとの開口部分１ａに外嵌され内部に電解密度を均一化させるための空洞部３ａを有するマイクロ波照射用アタッチメント３と、このアタッチメント３に導波管４を通じて接続されるマイクロ波発生装置５と、前記包装体２内で解凍した解凍液を解凍液回収容器６へ取り出す解凍液取り出し手段としての吸引ポンプ７とを備えており、前記包装体２と吸引ポンプ７とは吸引チューブ８で接続され、吸引ポンプ７と解凍液回収容器６とはチューブ９でそれぞれ接続されている。なお１０は導波管４に設けられたチューナーを示す。
【００２３】
図示の実施形態では前記外容器１に２００ｋｇのドラム缶が用いられ、前記アタッチメント３において空洞部３ａが適切な高さと空間形状に設定されており、マイクロ波発生装置５からは導波管４の照射口４ａから前記空洞部３ａ内へ２４５０ＭＨｚのマイクロ波が所定の出力電圧により照射が行われるように設定されている。
【００２４】
そして外容器１には、予め果汁等の流動性物質が充填された包装体２が装入されて蓋が閉じられており、外容器１と包装体２とが一体として凍結保管されている。
【００２５】
したがって上記解凍装置の使用に当っては、まず外容器１の蓋を外し、その外容器１内に果汁等の凍結流動性物質が内部で凍結されている包装体２を装入する。
【００２６】
次いでマイクロ波照射用アタッチメント３に挿通されている吸引用チューブ８を包装体２の開口部２ａに接続し、そのアタッチメント３を外容器１の開口部分１ａに被冠するとともに、このアタッチメント３に導波管４の照射口４ａを接続する。
【００２７】
こうしたのちマイクロ波発生装置５を起動してマイクロ波を発生させ、導波管４を通じてその照射口４ａからアタッチメント３の空洞部３ａ内へマイクロ波を照射する。この空洞部３ａにおいて電界密度が均一化され、外容器１内の包装体２に対し均等にマイクロ波の照射が行われる。
【００２８】
マイクロ波による解凍が開始されたら吸引ポンプ７を起動させ、吸引チューブ８を通じて包装体２内の解凍された液体部分を吸引して解凍液回収容器６内へ回収する。包装体２内の凍結流動性物質がすべて解凍し終り、解凍液の吸引取り出しが終了したときマイクロ波発生装置５を停止させるとともに吸引ポンプ７を停止させ、１回の解凍が完了する。
【００２９】
解凍完了後、マイクロ波照射用アタッチメント３を外容器１から外し、外容器１内の空になった包装体２を取り出し、新たな凍結流動性物質が内部で凍結されている包装体２を含む外容器１と交換し、前記と同じ手順により次回の解凍を行う。
【００３０】
なお、マイクロ波発生装置５は別置き型でなく、マイクロ波照射用アタッチメント３の上部に直接設置するタイプのものとしてもよい。この場合、アタッチメント３上に複数のマイクロ波発生装置を設置することが好ましい。
【００３１】
上記包装体２をマイクロ波透過可能なポリエステルフィルム等により形成した場合、その内部の解凍液を吸引ポンプ７で吸引した際に包装体２内が負圧となって圧縮され、解凍液が良好に吸引されなくなるようなことが想定されることを考慮するとき、図２に示す補助手段として補助チューブを内挿することが好ましい。
【００３２】
すなわち、図２（Ａ）に示す補助チューブ１１は、メッシュ材により形成され、その一端の開口部１１ａは包装体２の外部に開口され、他端１１ｂは包装体２内の底部近くまで至っており、この補助チューブ１１を通じて解凍液を吸引するように構成される。
【００３３】
図２（Ｂ）は、補助チューブ１１を孔あき材により形成した場合を示し、図２（Ｃ）は図２（Ａ）の補助チューブ１１の他端１１ｂの両側に枝チューブ１１ｃ，１１ｃを一体的に延設して逆Ｔ字状に形成され、包装体２の底部付近が圧縮されることを防ぐようにした場合である。
【００３４】
さらに図２（Ｄ）は、補助チューブ１１を蛇行状に褶曲させ、包装体２の内面に接する長さを長くして包装体２の圧縮による吸引不良を一層防止するようにした場合である。
【００３５】
いずれの形態にしても、包装体２内に補助チューブ１１を装入することにより包装体２を構成する前後のフィルムが張り付いて吸引不良を起こすことが防がれる。
【００３６】
図３は本発明の第２実施形態を示すもので、外容器１を凍結流動性物質が収納された包装体１を包装する段ボール製の箱１Ａで構成し、その箱１Ａに包装体２を収納したまま解凍に供し得るようにしたものである。
【００３７】
すなわち段ボール製の箱１Ａの内面全域にアルミニウム箔１２を貼付して段ボールがマイクロ波を吸収しないように構成され、箱１Ａの側面にマイクロ波照射用アタッチメント３の取付部１３が設けられ、この取付部１３にアタッチメント３を取り付けて導波管４を通じ箱１Ａ内の包装体２にマイクロ波を照射するようになされたものである。
【００３８】
これによれば、包装体２を梱包したままの状態で解凍作業を行うことができるので取り扱いを簡便にすることができる。
【００３９】
図４は本願請求項５に記載の発明の一実施形態を示すもので、外容器１Ｂ内に凍結した凍結流動性物質１４を直接装入して解凍させる構成とされる。
【００４０】
この実施形態における外容器１Ｂは、上下方向中間位置の内部に金網１５が棚状に設置され、その金網１５より上部が解凍槽１６、金網１５より下部が解凍液槽１７とされ、この解凍液槽１７には解凍液取り出し用チューブ１８が接続されている。
【００４１】
前記外容器１Ｂの開口部分の外周部には所要数（図では対称位置に２基）のマイクロ波発生装置５ａ，５ｂが付設され、外容器１Ｂの内面からマイクロ波を照射するようになされている。そして外容器１Ｂと凍結流動性物質１４との間の空間部分が空洞部３ａとして機能する。しかしこの空間部分が十分でないときは外容器１Ｂに空洞部３ａを別途設けるようにされる。
【００４２】
したがってこの実施形態においては、外容器１Ｂ内の金網１５上に凍結流動性物質１４を直接装入し（図５（Ａ））、次いでマイクロ波を照射すると、このマイクロ波により凍結流動性物質１４は外周部から次第に解凍され（図５（Ｂ）〜（Ｃ））解凍された液体は金網１５を透過してその下方の解凍液槽１７内に自然滴下して貯留される。この解凍液は取り出し用チューブ１８を通じて回収用容器に回収される。
【００４３】
上記マイクロ波の照射時に、マイクロ波は金網１５により遮断されてその下方へは到達しないので、解凍液槽１７に貯留される解凍液がマイクロ波を吸収することはない。
【００４４】
次に本発明による解凍装置と比較例との評価実験結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
0003640949.tif 000002
上記表１の評価は下記の条件によって行った。
【００４６】
［実施例１］（第１実施形態の解凍装置を使用）
ポリエステルフィルム製の袋に内包され、外容器１として２００ｋｇ入りのドラム缶に収容した凍結果汁に対し解凍を実施した。マイクロ波は２４５０ＭＨｚとして所定出力で照射し、吸引チューブを袋の口部に接続してマイクロ波による解凍が開始され次第吸引チューブにより解凍液の吸引を開始するようにし、解凍が終了した段階で吸引を完了させた。
【００４７】
これに基づいて、解凍時間、解凍後の香味変化、解凍後の色調変化、解凍後の微生物劣化、および解凍時間から考えられる工業規模を想定した解凍に要するスペース、コスト等を評価した。
【００４８】
［実施例２］（第２実施形態の解凍装置を使用）
２００ｋｇ入りのドラム缶に収容された凍結果汁につき、予めドラム缶の表面に温水シャワーを当て、凍結した果汁の表層部を溶解させたうえで凍結果汁をドラム缶から取り出し、解凍装置の外容器１Ｂ内に装入して金網１５上に置き、上部からマイクロ波を照射して解凍を開始した。
【００４９】
解凍が開始次第、解凍液槽１７に貯った解凍液の取り出し用チューブ１８による吸引を開始した。解凍が終了した段階で解凍液の吸引を完了させた。
【００５０】
マイクロ波出力、ならびに評価項目は実施例１と同様である。
【００５１】
［比較例１］
２００ｋｇ入りのドラム缶に収容された凍結果汁につき、その蓋を外し、ドラム缶の上にマイクロ波発信装置付きの蓋を被せ、マイクロ波による解凍を行った。氷状の果汁が存在しなくなった時点で解凍を終了させた。マイクロ波出力、ならびに評価項目は実施例１と同様である。
【００５２】
［比較例２］
２００ｋｇ入りのドラム缶に収容された凍結果汁につき、低温内で自然解凍し、氷状の果汁が存在しなくなった時点で解凍を終了させた。評価項目は実施例１と同様である。
【００５３】
上記評価結果からも明らかなように、実施例１、２とも解凍時間は４時間であり、比較例１の５０時間前後、比較例２の２週間前後の結果に比べ１／１０以上の大幅な短縮がみられた。
【００５４】
解凍後の果汁の香味、色調変化、微生物的劣化については、実施例１、２とも変化がみられなかったのに対し、比較例１では香味に変化が認められ、色調に関しては褐色の変化がみられた。また比較例２では自然解凍後、香味、色調には変化がみられないものの、微生物的劣化は皆無とはいえなかった。
【００５５】
装置の設置スペースに関しては、実施例１、２では１日製造分の解凍スペースで足りるのに対し、比較例１では３日製造分、比較例２では１４日分の解凍スペースを要した。
【００５６】
装置のクリーニング性については、実施例１、比較例１は容易であり、実施例２ではクリーニングがしにくく、比較例２ではクリーニングの必要はなかった。
【００５７】
果汁のデリバリーについては、実施例１、２、比較例１では解凍庫に置く必要はないが、比較例２では解凍庫に置く必要がある。
【００５８】
総合的解凍コスト（解凍庫、輸送、電気等のコスト）については、実施例１、２では非常に低く抑えられるが、比較例１では解凍に要する時間が長いので、コストはやや高くなる。また比較例２では解凍庫に長期間置いておくので、コストは非常に高くなる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、一度解凍された液体部分にマイクロ波の電力が集中的に吸収されることがないので、解凍時間を大幅に短縮することができるとともに、解凍物質の品質に低下をきたすことを防止することができる。
【００６０】
請求項３、４記載の発明によれば、包装体が柔軟な袋であっても、解凍液の吸引取り出しによって包装体が圧縮する際に吸引経路を閉鎖することを防ぐことができ、これにより解凍液の吸引しにくくなることがなく、最後まで解凍液を確実に吸引して取り出すことができる。
【００６１】
請求項５記載の発明によれば、解凍液を自重で滴下させるので、金網上に解凍液が存在し得ず、これによりマイクロ波が液体部分に集中的に吸収されることがなく、短時間で解凍物質の品質を損わずに効率よく解凍することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による解凍装置の第１実施形態を示す構成図。
【図２】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明における包装体の態様例を示す説明図。
【図３】図１における外容器の変形例を示す斜視図。
【図４】本発明による解凍装置の第２実施形態を示す斜視図。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は図４の作用説明図。
【符号の説明】
１、１Ａ、１Ｂ  外容器
２  包装体
３  マイクロ波照射用アタッチメント
３ａ  空洞部
４  導波管
５、５ａ、５ｂ  マイクロ波発生装置
６  解凍液回収容器
７  吸引ポンプ
８、９  チューブ
１１  補助チューブ
１２  アルミニウム箔
１４  凍結流動性物質
１５  金網
１６  解凍槽
１７  解凍液槽
１８  取り出し用チューブ
【図１】
0003640949.tif 000003
【図２】
0003640949.tif 000004
【図３】
0003640949.tif 000005
【図４】
0003640949.tif 000006
【図５】
0003640949.tif 000007