(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器と、
前記容器内の被乾燥物を加熱する加熱部と、
前記被乾燥物の中心部の水分が沸騰している状態から沸騰していない状態になったか否かを判定する判定手段と、
前記容器内の気圧を調整する気圧調整部と、
前記加熱部と前記判定手段と前記気圧調整部に接続される制御部と、
を具備し、
前記制御部は、前記加熱部を制御して前記被乾燥物の温度を第１温度に上げた後、前記気圧調整部を制御して第１工程、第２工程、第３工程及び第４工程を繰り返し実行し、
前記第１工程は、前記容器内の気圧を大気圧より低い第１圧力に下げる工程を含み、
前記第２工程は、前記容器内の気圧を前記第１圧力に維持する工程を含み、
前記第２工程において前記判定手段が前記被乾燥物の中心部の水分が沸騰している状態から沸騰していない状態になったことを判定すると、前記第３工程が開始し、
前記第３工程は、前記容器内の気圧を前記第１圧力に維持する一定期間の工程を含み、
前記第４工程は、前記容器内の気圧を前記第１圧力より高い第２圧力に上げる工程を含むことを特徴とする真空乾燥装置。
【請求項２】
前記容器は前記被乾燥物が載置され、前記加熱部により加熱されるプレートを備え、
前記第２工程において、前記被乾燥物の水分は沸騰し、前記プレートの温度は下降し、
前記第３工程において、前記プレートの温度は上昇する又は前記プレートの温度の下降速度は前記第２工程における前記プレートの温度の下降速度より緩和され、
前記第３工程において前記被乾燥物の前記プレートに近い部分の水分は沸騰することを特徴とする請求項１記載の真空乾燥装置。
【請求項３】
前記第１温度は、水が前記第１圧力で沸騰する温度より高温であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の真空乾燥装置。
【請求項４】
前記制御部が実行している工程をユーザに通知する手段をさらに具備することを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の真空乾燥装置。
【請求項５】
前記加熱部は、
上面に前記被乾燥物が載置されるプレートと、
前記プレート内に設けられたヒーターと、
を具備することを特徴とする請求項１記載の真空乾燥装置。
【請求項６】
前記加熱部は、前記プレートの温度を測定する測定部を更に具備し、
前記判定手段は、前記プレートの温度に応じて前記容器内の前記被乾燥物の中心部の水分が沸騰している状態から沸騰していない状態になったかを判定することを特徴とする請求項５記載の真空乾燥装置。
【請求項７】
前記容器の内部の温度を測定する測定部を更に具備し、
前記判定手段は、前記容器の内部の温度に応じて前記容器の内部の前記被乾燥物の中心部の水分が沸騰している状態から沸騰していない状態になったかを判定することを特徴とする請求項１記載の真空乾燥装置。
【請求項８】
前記気圧調整部は、前記容器外の気体を前記容器内に導入するためのノズルを有し、
前記容器内の前記ノズルの開口は、前記被乾燥物に直接対向する位置に設けられていないことを特徴とする請求項１に記載の真空乾燥装置。
【請求項９】
容器内の被乾燥物を加熱して前記被乾燥物の温度を第１温度に上げた後、第１工程、第２工程、第３工程及び第４工程を繰り返し実行する真空乾燥装置であって、
前記第１工程は、前記容器内の気圧を大気圧より低い第１圧力に下げる工程を含み、
前記第２工程は、前記容器内の気圧を前記第１圧力に維持する工程を含み、
前記第２工程において前記被乾燥物の中心部の水分が沸騰している状態から沸騰していない状態になったことを判定すると、前記第３工程が開始し、
前記第３工程は、前記容器内の気圧を前記第１圧力に維持する一定期間の工程を含み、
前記第４工程は、前記容器内の気圧を前記第１圧力より高い第２圧力に上げる工程を含むことを特徴とする真空乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、被乾燥物の乾燥を真空中で行う真空乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭で手軽にドライフルーツや干し野菜を作る際、家庭用ドライフードメーカー（温風対流式）や天日乾燥が用いられている。乾燥とは、湿った被乾燥物に熱エネルギーを加えて水を蒸発させる操作である。乾燥速度を上げるためには、被乾燥物に効率良く熱エネルギーを伝え、被乾燥物中の水分を外部に効率良く発散させることが重要である。被乾燥物の温度が高いほど、かつ被乾燥物の周りの雰囲気の水蒸気分圧が低いほど、乾燥速度が速くなる。しかし、食味良いドライフルーツや干し野菜を作るためには、食材組織や栄養の保持の観点から、できるだけ低温（70℃以下）で加熱することが望ましい。そのため、乾燥速度を上げるために単に高温にすれば良いわけではない。さらに、乾燥ムラをなくすためには、単に乾燥風量を上げれば良いわけでもない。
【０００３】
既存のドライフードメーカーにおける被乾燥物への加熱には、熱風を当てる方法、赤外線や高周波の電磁波を照射する方法などがある。熱風対流式乾燥は、被乾燥物の内部から表面への水移動速度よりも表面の乾燥速度の方が極端に大きくなるため、表面だけがカラカラに乾燥し、内部が乾燥しなく、全体が一様に乾燥するまでの時間は水移動速度が律速となり、長時間を要するという欠点がある。
【０００４】
また、電磁波照射乾燥は、被乾燥物内部の水が１００℃まで瞬時に加熱されて栄養素が破壊されるという欠点がある。
【０００５】
そこで、真空加熱乾燥を行うことにより、低温（４０〜７０℃程度）で被乾燥物内部の水を沸騰させて外部に追い出して、被乾燥物を短時間で乾燥させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第０１／０９５６８２号パンフレット
【特許文献２】特開２０１１−２４２０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
水は、沸騰するために大きな熱エネルギー（蒸発潜熱）を被乾燥物から奪う。被乾燥物から熱エネルギーが奪われるために、被乾燥物内部で沸騰を維持するには、蒸発潜熱相当の熱エネルギーを被乾燥物に与え続ける必要がある。しかし、水を含む被乾燥物の温度を沸点以上に維持することは困難である。水を含む被乾燥物の温度を沸点以上に維持することが困難であるため、被乾燥物の乾燥時間を更に短くすることが困難である。
【０００８】
本発明の目的は、真空乾燥における被乾燥物の乾燥時間を更に短くすることが可能な真空乾燥装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態によれば、容器と、加熱部と、判定手段と、気圧調整部と、制御部を具備する。加熱部は、前記容器内の被乾燥物を加熱する。判定手段は、前記被乾燥物の中心部の水分が沸騰している状態から沸騰していない状態になったか否かを判定する。気圧調整部は、前記容器内の気圧を調整する。前記制御部は、前記加熱部と前記判定手段と前記気圧調整部に接続される。前記制御部は、前記加熱部を制御して前記被乾燥物の温度を第１温度に上げた後、前記気圧調整部を制御して第１工程、第２工程、第３工程及び第４工程を繰り返し実行する。前記第１工程は、前記容器内の気圧を大気圧より低い第１圧力に下げる工程を含む。前記第２工程は、前記容器内の気圧を前記第１圧力に維持する工程を含む。前記第２工程において前記判定手段が前記被乾燥物の中心部の水分が沸騰している状態から沸騰していない状態になったことを判定すると、前記第３工程が開始し、前記第３工程は、前記容器内の気圧を前記第１圧力に維持する一定期間の工程を含む。前記第４工程は、前記容器内の気圧を前記第１圧力より高い第２圧力に上げる工程を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態の真空乾燥装置の構成の一例を示す図。
【図２】温度と水の蒸気圧との関係を示す図。
【図３】時間と被乾燥物の中心部の温度との関係と、時間と容器内の気圧との関係と、時間とプレートの温度との関係と、時間と容器内の温度との関係とを示す図。
【図４】被乾燥物内部の水分の沸騰状態を示す図。
【図５】総合制御部による真空乾燥時の処理の手順の一例を示すフローチャート。
【図６】実際に真空乾燥を行った場合の乾燥時間に対する被乾燥物の内部の温度および容器内の気圧を示す図。
【図７】変形例の真空乾燥装置の構成の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、真空乾燥装置１００の構成を示す図である。  
真空乾燥装置１００は、容器１０１と、気圧調整部１１０と、加熱部１２０と、判定部１３０と、容器内温度測定部１４０、総合制御部１５０とを備えている。
【００１３】
容器１０１は、容器１０１内の気圧が大気圧より低くなっても、破壊しない強度を有する。
【００１４】
気圧調整部１１０は、容器１０１内の気圧を制御する。気圧調整部１１０は、真空ポンプ１１１、パージノズル１１２、真空ゲージ１１３、および気圧制御部１１４を備える。真空ポンプ１１１は、容器１０１に接続されている。真空ポンプ１１１は、容器１０１内の気体を排出する。気圧制御部１１４は、真空ゲージ１１３の測定値に応じて、真空ポンプ１１１を動作させたり、真空ポンプ１１１を停止させたりすることで、容器１０１内の気圧を略一定にすることが可能である。また、気圧制御部１１４は、真空ポンプ１１１を停止させた後、パージノズル１１２に設けられた、電磁バルブ１１２Ａを開状態にして、容器１０１内に外気を導入することで、容器１０１内の気圧を上げることが可能である。
【００１５】
容器１０１内のパージノズル１１２の開口１１２Ｏは、被乾燥物２００に直接対向する位置に設けられていない。開口１１２Ｏは、被乾燥物２００に直接対向する位置に設けられていると、後述する加圧工程時に、外気が被乾燥物２００に吹きかけられ、被乾燥物２００の温度が低下してしまう。加圧工程時に、被乾燥物２００の温度が低下することを抑制するために、開口１１２Ｏは、被乾燥物２００に直接対向する位置に設けられていない。
【００１６】
加熱部１２０は、プレート１２１と、電熱線等のヒーター１２１Ａと、プレート温度測定部１２２と、加熱制御部１２３を有する。プレート１２１は、容器１０１内に設けられている。ヒーター１２１Ａは、例えば電熱線である。ヒーター１２１Ａは、プレート１２１内に設けられている。ヒーター１２１Ａに電力を供給すると、ヒーター１２１Ａは発熱する。ヒーター１２１Ａの熱が熱伝導によりプレート１２１が加熱される。プレート１２１の上面に載置される被乾燥物２００が、加熱されたプレート１２１によって加熱される。プレート温度測定部１２２は、プレート１２１の温度を測定する。加熱制御部１２３は、プレート温度測定部１２２によって測定された温度に応じて、プレート１２１の温度が設定された温度になるように、プレート１２１内のヒーターに供給される電力を調整する。
【００１７】
判定部１３０は、被乾燥物２００の中心部が沸騰しているかを監視する。判定部１３０は、温度測定部１２２によって測定されたプレート１２１の温度、または容器内温度測定部１４０によって測定された容器１０１内の温度に応じて、被乾燥物２００の中心部が沸騰しているかを判定する。
【００１８】
被乾燥物２００内の水分の沸騰後に、被乾燥物２００の中心部の水分の沸騰が止まる時点は、プレート１２１または容器１０１内の温度が下降している状態から上昇する状態に移行する時点である。
【００１９】
総合制御部１５０は、被乾燥物の真空乾燥を行うために、加熱部１２０および気圧調整部１１０を制御する。総合制御部１５０は、プレート１２１の温度および／または容器１０１内の温度と、真空ゲージによって測定された気圧と、判定部１３０による判定結果とに応じて、加熱部１２０および気圧調整部１１０を制御する。
【００２０】
真空乾燥時、総合制御部１５０は、気圧調整部１１０に容器１０１内の気圧の減圧を要求したり、容器１０１内の気圧の加圧を要求したりする。また、真空乾燥時、総合制御部１５０は、加熱部１２０に加熱の開始を要求する。
【００２１】
総合制御部１５０が気圧調整部１１０に減圧を要求した場合、気圧制御部１１４は、容器１０１内の気圧が０．２気圧になるように、真空ポンプ１１１の動作を制御する。総合制御部１５０が気圧調整部１１０に加圧を要求した場合、気圧制御部１１４は、真空ポンプ１１１を停止させた後、電磁バルブ１１２Ａを開状態にする。また、総合制御部１５０が加熱部１２０に加熱を要求した場合、加熱制御部１２３は、プレートの温度が７０℃になるように、ヒーター１２１Ａへの電力供給量を制御する。なお、気圧が０．２気圧（２０２．６５ｈＰａ）の時の沸点は、６０℃である。
【００２２】
図２は、温度と水の蒸気圧との関係を示す図である。図２に示される曲線３０１は、水の蒸気圧曲線である。蒸気圧曲線は、気圧に対する沸点を示す。図２に示すように、気圧が下がると、沸点も下がる。本装置は、この現象を利用して、被乾燥物２００を真空環境下で乾燥させる。なお、気圧を低くすれば、被乾燥物を加熱しなくても、室温でも被乾燥物内の水分が沸騰することも可能である。室温で沸騰する気圧まで下げるには時間もかかるし、真空ポンプ１１１のコストもアップする。本装置では、乾燥時間の短縮化と、真空ポンプ１１１のコストを下げるために、比較的高めの気圧の真空環境下で被乾燥物を加熱している。なお、被乾燥物を加熱せずに、真空環境下で被乾燥物を乾燥させても良い。
【００２３】
本実施形態における真空乾燥の手順の一例について、図３および図４を参照して説明する。図３は、時間と被乾燥物２００の中心部の温度との関係と、時間と容器１０１内の気圧との関係と、時間とプレート１２１の温度との関係と、時間と容器１０１内の温度との関係とを示す図である。図４は、被乾燥物２００内部の水分の沸騰状態を示す図である。
【００２４】
図３の曲線４０１は、プレート１２１の温度を示す。図３の曲線４０２は、被乾燥物２００の中心部の推定温度を示す。図３の曲線４０３は、容器１０１内の気圧を示す。図３の曲線４０４は、容器１０１内の温度を示す。なお、被乾燥物２００の中心部に熱電対を挿入することによって、被乾燥物２００の中心部の温度が、測定された。
【００２５】
乾燥工程は、予熱工程から始まる。予熱工程後の乾燥工程において、減圧工程と、真空沸騰工程と、非沸騰工程と、加圧工程との四つの工程が、順番に繰り返される。以下、第１圧力を０．２気圧、第２圧力を０．４気圧以上として図示・説明を行うが、これに限る必要はない。
【００２６】
予熱工程は、被乾燥物２００の中心部の温度を、０．２気圧（２０２．６５ｈＰａ）の時の沸点である６０℃より高い温度に加熱する工程である。被乾燥物２００の中心部の温度が６０℃より高い温度になった後の時間ｔ０において、乾燥工程は、予熱工程から減圧工程に移行する。減圧工程では、容器１０１内の気体の排出を開始する。減圧工程中、図４の状態Ａに示すように、被乾燥物２００内の水分は、沸騰していない。
【００２７】
時間ｔ１において、容器１０１内の気圧が、図２に示す水の蒸気圧曲線に示される、温度（６０℃）に対応する気圧（０．２気圧（２０２．６５ｈＰａ））に達すると、乾燥工程は、減圧工程から真空沸騰工程に移行する。真空沸騰工程では、容器１０１内の気圧が設定気圧に保たれるように、真空ポンプ１１１の動作の制御が行われる。容器１０１内の気圧が設定気圧（０．２気圧（２０２．６５ｈＰａ））に保たれることで、図４の状態Ｂに示すように、被乾燥物２００内の全体の水分が沸騰する。
【００２８】
沸騰に伴って被乾燥物２００内部の水分が蒸発することで、被乾燥物２００から蒸発潜熱が奪われる。被乾燥物２００から蒸発潜熱が奪われるために、被乾燥物２００の中心部の温度が下がる。時間ｔ２において、被乾燥物２００の中心部の温度が、０．２気圧（２０２．６５ｈＰａ）の場合の沸点である６０℃より低くなると、乾燥工程は、真空沸騰工程から非沸騰工程に移行する。非沸騰工程では、被乾燥物の中心部の温度が下がることで、被乾燥物２００の中心部の水分が沸騰しなくなる。非沸騰工程では、図４の状態Ｃに示すように、被乾燥物２００の全体は沸騰せずに、被乾燥物２００のプレート１２１と接触している部分の水分だけが沸騰する。非沸騰工程の時間は、短い方が好ましい。真空沸騰工程から非沸騰工程に移行すると、図３に示すように、プレート１２１の温度は、下降傾向から上昇傾向に移行するか、もしくは、下降の速度が緩和される。真空沸騰工程から非沸騰工程に移行すると、図３に示すように、容器１０１内の温度は、下降傾向から上昇傾向に移行するか、もしくは、下降の速度が緩和される。従って、プレート１２１の温度変化、および／または容器１０１内の温度変化に応じて、被乾燥物２００の内部の水分が沸騰している状態から沸騰していない状態に推移したかを検出することが可能である。
【００２９】
非沸騰工程に移行してから所定の時間が経過した時間ｔ３において、乾燥工程は、非沸騰工程から加圧工程に移行する。加圧工程では、沸騰が完全に行われなくなる気圧まで、容器１０１内の気圧が上げられる。この加圧工程では、被乾燥物２００から蒸発潜熱が奪われないため、被乾燥物２００の全体の温度が上昇する。被乾燥物２００の中心部の温度が所定の温度より高くなった後の時間ｔ４において、乾燥工程は、加圧工程から減圧工程に移行する。
【００３０】
時間ｔ５において、容器１０１内の気圧が、気圧（０．２気圧（２０２．６５ｈＰａ））に達すると、乾燥工程は、減圧工程から真空沸騰工程に移行する。
【００３１】
時間ｔ６において、被乾燥物２００の中心部の温度の温度が６０℃より低くなると、乾燥工程は、真空沸騰工程から非沸騰工程に移行する。
【００３２】
次に、総合制御部１５０による真空乾燥時の処理の手順を説明する。図５は、総合制御部１５０による真空乾燥時の処理の手順を示すフローチャートである。
【００３３】
先ず、総合制御部１５０は、ユーザによって設定された被乾燥物２００の乾燥時間を保持する（ステップＢ１１）。
【００３４】
次に、総合制御部１５０は、加熱の開始を加熱部１２０に要求する（ステップＢ１２）。加熱制御部１２３は、プレート１２１の温度が設定された温度まで加熱されるように、ヒーター１２１Ａへの電力供給量を制御する。
【００３５】
総合制御部１５０は、プレート温度測定部１２２にプレート１２１の温度の通知を要求する（ステップＢ１３）。プレート温度測定部１２２は、プレート１２１の温度を総合制御部１５０に通知する。総合制御部１５０は、プレート１２１の温度が設定温度より高いかを判定する（ステップＢ１４）。ここでの設定温度は、例えば６５℃である。プレート１２１の温度が設定温度より高くないと判定した場合（ステップＢ１４のＮｏ）、総合制御部１５０は、一定時間後にステップＢ１３からの処理を順次実行する。
【００３６】
プレート１２１の温度が設定温度より高いと判定した場合（ステップＢ１４のＹｅｓ）、総合制御部１５０は、プレート１２１の温度が設定温度より高いと判定してから設定時間が経過したかを判定する（ステップＢ１５）。設定時間が経過していないと判定した場合（ステップＢ１５のＮｏ）、総合制御部１５０は、所定時間後に再度ステップＢ１５の処理を実行する。
【００３７】
設定時間が経過したと判定した場合（ステップＢ１５のＹｅｓ）、総合制御部１５０は、気圧調整部１１０に、容器１０１内の気圧を下げるための減圧を要求する（ステップＢ１６）。気圧制御部１１４は、総合制御部１５０からの要求に応じて、電磁バルブ１１２Ａを閉状態にした後、真空ポンプ１１１を動作させる。真空ポンプ１１１は、容器１０１内の気体を排出する。
【００３８】
総合制御部１５０は、気圧調整部１１０に容器１０１内の気圧の通知を要求する（ステップＢ１７）。気圧調整部１１０の気圧制御部１１４は、真空ゲージ１１３によって測定された気圧を総合制御部１５０に通知する。総合制御部１５０は、気圧が設定気圧（０．２気圧（２０２．６５ｈＰａ））に達したかを判定する（ステップＢ１８）。気圧が設定気圧に達していないと判定した場合（ステップＢ１７のＮｏ）、総合制御部１５０は、一定時間後にステップＢ１７からの処理を順次実行する。
【００３９】
気圧が設定気圧に達したと判定した場合（ステップＢ１８のＹｅｓ）、総合制御部１５０は、判定部１３０に被乾燥物２００の中心部が沸騰状態であることを通知する（ステップＢ１９）。総合制御部１５０は、判定部１３０に被乾燥物２００の中心部の状態の通知を要求する（ステップＢ２０）。
【００４０】
判定部１３０は、判定部１３０に被乾燥物２００の中心部の状態を総合制御部１５０に通知する。総合制御部１５０は、判定部１３０からの通知に応じて、被乾燥物２００の中心部が沸騰状態であるかを判定する（ステップＢ２１）。
【００４１】
被乾燥物２００の中心部が沸騰状態ではないと判定した場合（ステップＢ２１のＮｏ）、総合制御部１５０は、中心部が沸騰状態ではないと判定してから現在までの時間（非沸騰時間）が設定待機時間に達したかを判定する（ステップＢ２２）。設定待機時間に達していないと判定した場合（ステップＢ２２のＮｏ）、総合制御部１５０は、一定時間毎にステップＢ２２の処理を実行する。
【００４２】
設定待機時間に達したと判定した場合（ステップＢ２２のＹｅｓ）、総合制御部１５０は、気圧調整部１１０にパージを要求する（ステップＢ２５）。気圧制御部１１４は、真空ポンプ１１１の動作を停止させる。気圧制御部１１４は、パージノズル１１２に設けられた電磁バルブ１１２Ａを開状態にする。電磁バルブ１１２Ａが開状態になることで、容器１０１の内部が外気によってパージされる。容器１０１の内部がパージされることで、容器１０１内の圧力が増加する。その後、総合制御部１５０は、ステップＢ１３からの処理を順次実行する。
【００４３】
被乾燥物２００の中心部が沸騰状態であると判定した場合（ステップＢ２１のＹｅｓ）、総合制御部１５０は、真空沸騰工程の総時間が設定乾燥時間を超えているかを判定する（ステップＢ２４）。真空沸騰工程の総時間が設定乾燥時間を超えていないと判定した場合（ステップＢ２４のＮｏ）、総合制御部１５０は、一定時間後にステップＢ２４の処理を実行する。
【００４４】
真空沸騰工程の総時間が設定乾燥時間を超えていると判定した場合（ステップＢ２４のＹｅｓ）、総合制御部１５０は、気圧調整部１１０にパージを要求し、加熱部１２０に加熱の停止を要求する（ステップＢ２４）。そして、気圧調整部１１０の気圧制御部１１４は、真空ポンプ１１１を停止させた後、電磁バルブ１１２Ａを閉状態にする。加熱制御部１２３は、ヒーター１２１Ａへの電力の供給を停止する。以上の工程で、被乾燥物２００の真空乾燥が終了する。
【００４５】
図６は、実際に真空乾燥を行った場合の乾燥時間に対する被乾燥物の内部の温度および容器１０１内の気圧を示す図である。  
なお、プレート１２１または容器１０１内の温度に基づいて、被乾燥物２００の中心部の水分が沸騰状態から非沸騰状態に変わったことを検出するのでは無く、被乾燥物２００の中心部の温度を推定し、推定された温度と容器１０１内の圧力とに基づいて、被乾燥物２００の中心部の水分が沸騰状態から非沸騰状態に変わったことを検出しても良い。
【００４６】
被乾燥物２００の中心部の温度の推定は、例えば以下の手法を用いる。先ず、ヒーター１２１Ａに供給した電力量に基づいて、ヒーター１２１Ａが発熱したエネルギーを計算する。そして、プレート１２１の温度変化に基づいて、プレート１２１が吸収したエネルギー量を計算する。また、容器１０１内の温度に基づいて、容器１０１内の雰囲気が吸収したエネルギー量を計算する。容器１０１内の雰囲気が吸収したエネルギー量と、被乾燥物２００の全体の重量と、被乾燥物２００の比熱容量と、被乾燥物２００の熱伝導率に基づいて、熱伝導方程式を解くことによって、被乾燥物２００の中心部の温度を推定する。
【００４７】
総合制御部１５０が判定部１３０に被乾燥物２００の内部の水分が沸騰していることを通知したが、判定部１３０が被乾燥物２００の内部の水分が沸騰していることを検知しても良い。
【００４８】
被乾燥物２００の内部の水分が沸騰していることを検知する手法について、以下に説明する。例えば、判定部１３０は、容器１０１内の湿度変化に基づいて、被乾燥物２００の内部の水分が沸騰していることを検知する。沸騰が始まると、容器１０１内の湿度が上昇する。また、例えば、判定部１３０は、ヒーター１２１Ａの出力による熱量変化に基づいて、被乾燥物２００の内部の水分が沸騰していることを検知する。容器の体積に応じて、乾燥工程を始めてから被乾燥物２００の内部の水分が沸騰するまでにかかる時間を初めに規定しても良い。また、赤外線温度センサによって被乾燥物の表面温度を測定し、表面温度が一定となる時間が所定の時間以上経過した場合に、被乾燥物２００の内部の水分が沸騰しているとしても良い。また、減圧開始時にヒーター１２１Ａをオフにして、温度が設定温度以下になった時に被乾燥物２００の内部の水分が沸騰していると検知しても良い。また、気泡の周波数に応じて、被乾燥物２００の内部の水分が沸騰していることを検知しても良い。また、容器１０１がガラス製の場合、ガラスの曇りを感知することで、被乾燥物２００の内部の水分が沸騰していることを検知しても良い。また、容器１０１内の音を検知することで、被乾燥物２００の内部の水分が沸騰していることを検知しても良い。また、例えば、プレート１２１に振動センサを設けて、振動センサが振動を検知した場合に、被乾燥物２００の内部の水分が沸騰していることを検知しても良い。
【００４９】
なお、真空乾燥を行う前に、乾燥時間をユーザが設定していたが、ユーザが乾燥時間を設定しなくても良い。被乾燥物２００内部の水分がほとんど無くなると、減圧しても沸騰しないので被乾燥物２００の温度が下がらない。従って、被乾燥物２００の温度を検出し、減圧しても被乾燥物２００の温度が下がらない場合に、真空乾燥を終了させても良い。
【００５０】
非沸騰工程が長い場合に真空乾燥を終了させても良い。
【００５１】
現在が、予熱工程、減圧工程、真空沸騰工程、非沸騰工程、および加圧工程の何れであるかがユーザに分かるように、何れの工程であるかを表示しても良い。
【００５２】
また、容器１０１内に複数のプレート１２１を重ねて設置しても良い。被乾燥物２００の乾燥度合いが位置に依存する場合、被乾燥物２００の乾燥度合いが均一となるように、プレート１２１にガイドを設けても良い。被乾燥物の重量を検知して、重量に応じて乾燥度合いを表示しても良い。真空沸騰工程を長くするために、プレート１２１と被乾燥物２００との接触面積を増やすようにしても良い。
【００５３】
また、ヒーター１２１Ａからの熱伝導によって被乾燥物２００を乾燥するのでは無く、マイクロ波による誘電加熱により被乾燥物２００を加熱しても良い。マイクロ波による誘電加熱により被乾燥物２００を加熱する場合の真空乾燥装置の構成を図７に示す。
【００５４】
図７に示すように、真空乾燥装置３００は、加熱部１２０の代わりに、加熱部３２０を有する。加熱部３２０は、マイクロ波発生器３２１、導波管３２２、および加熱制御部３２３等を備えている。マイクロ波発生器３２１は、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生する。導波管３２２は、マイクロ波発生器３２１により発生したマイクロ波を容器１０１内に導入する。容器１０１内に導入されたマイクロ波が被乾燥物２００に照射されることで、被乾燥物２００が誘導加熱により加熱する。加熱制御部３２３は、総合制御部１５０からの要求に応じてマイクロ波発生器３２１の動作を制御する。なお、マイクロ波の照射により発熱する部材（図示せず）を別途用い、この部材で生じた熱を被乾燥物２００に伝えることによっても、同等の効果を得ることができる。この部材にはアルミニウムなどの金属が含まれ、特に薄膜に成形して利用されることが多い。一般に、電子レンジで焼き魚を調理するためのプレート、シート、ペーストなどとして市販されているものもある。
【００５５】
本実施形態によれば、容器１０１内の気圧を大気圧より低い第１圧力にすることと、判定部１３０が被乾燥物２００内の水分が沸騰している状態から沸騰していない状態になったと判定した後に、容器１０１内の気圧を第１圧力より高い第２圧力にすることとを繰り返す。容器内の圧力を第２圧力にして、被乾燥物の全体の水分が沸騰しない状態で、加熱部１２０が被乾燥物を加熱することで、被乾燥物は、熱エネルギーを蓄える。熱エネルギーを蓄えた状態で、容器１０１内の気圧を第１圧力にすることで、被乾燥物２００内の水分を沸騰させることにより、蒸発速度を上げる。その結果、従来より、真空乾燥における被乾燥物の乾燥時間を更に短くすることが可能になる。また、被乾燥物２００内の全体の水分が沸騰する時間が長くなるので、ムラのない被乾燥物を作成することが可能になる。さらに、被乾燥物内の水分蒸発により水蒸気濃度が上昇した容器１０１内に、一時的に外気を取り入れることにより、容器１０１内の水蒸気濃度を下げる効果が得られる。
【００５６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５７】
１００…真空乾燥装置、１０１…容器、１１０…気圧調整部、１２０…加熱部、１３０…判定部、１４０…容器内温度測定部、１５０…総合制御部。
【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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