(57)【要約】  密封された包装体（２２）内の食品および調理済料理をマイクロ波によって低温殺菌する装置および方法は、マイクロ波チャンバ（１４）と、包装体（２２）のための下部搬送ベルト（２０）と、実質的に水平および垂直に移動可能に延びている上部搬送ベルト（１８）と、下部搬送ベルト（２０）の下方に位置するマイクロ波源（１６）とを有し、マイクロ波チャンバ（１４）は周囲大気圧下にある。本装置は、上部搬送ベルト（１８）に密接する冷却板（１０）を有し、マイクロ波加熱中に包装体（２２）の頂部は水蒸気の凝縮点を下回るまで冷却され、包装体の内部が過圧になることを防ぐ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波チャンバ（１４）を介して食品の包装体（２２）を移動させる搬送ベルト（２０）および搬送手段（３２）と、
前記マイクロ波チャンバ（１４）を通過する際にマイクロ波を用いて加熱することにより前記食品を低温殺菌温度まで加熱するマイクロ波源（１６）とを有する密封された包装体（２２）内の食品をマイクロ波により低温殺菌する装置であって、
−前記マイクロ波チャンバ（１４）内は周囲大気圧で占められ、
前記マイクロ波チャンバ（１４）内には少なくとも１つの固体の冷却要素（１０）が設けられ、該冷却要素（１０）は前記包装体（２２）の少なくとも１つの接触面に接して熱伝導するように構成され、該冷却要素は前記マイクロ波チャンバ（１４）を通過する際に少なくとも１つの表面に終始接触することにより前記包装体（２２）が冷却され、これによって、マイクロ波による加熱中における前記密封された包装体（２２）内部に生じる水蒸気による過剰圧力を、冷却および前記冷却された面上での凝縮によって低減することを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、前記マイクロ波源（１６）は、２．４５ＧＨｚもしくは９１５ＭＨｚの周波数、または両方の周波数の組合せで作動する装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の装置において、前記マイクロ波源（１６）は半導体ベースの共振回路によって構成され、これにより周波数、位相および出力が可変となる装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の装置において、前記冷却要素（１０）の温度は水の凝縮点未満であり、好ましくは０〜２０℃、より好ましくは２〜１５℃、特に好ましくは４〜１０℃であるように設計されている装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか一項に記載の装置において、前記冷却要素（１０）はノズルを有し、該ノズルから冷却ガスまたは冷却液または超臨界二酸化炭素が噴出して前記包装体（２２）上の表面を冷却する装置。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれか一項に記載の装置において、前記無端搬送ベルト（２０）から離れた位置に、同一方向に走行して冷却される上部ベルト（１８）を有し、前記２つの無端ベルト（１８、２０）間の距離は、前記搬送ベルト（２０）に載る包装体（２２）の高さに実質的に対応する装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置において、前記上部冷却無端ベルトおよび冷却要素は垂直に移動可能である装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の装置において、前記包装体の内容物の温度を測定する手段を有する装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか一項に記載の装置において、前記マイクロ波源（１６）は、包装体（２２）内に封入されている食品を摂氏６５〜９０度、好ましくは摂氏６５〜８５度の温度に加熱するのに適し、同時に冷却要素（１０）は、前記包装体の表面を摂氏２０度未満、好ましくは摂氏１５度未満の温度に冷却する装置。
【請求項１０】
マイクロ波加熱による包装体（２２）内に密封された食品の低温殺菌方法であって、前記食品をマイクロ波によって６５〜９０℃の温度に加熱し、同時に前記包装体の表面を固体の冷却要素（１０）と密接させることによって２０℃未満の温度に冷却して前記包装体内の水蒸気による過圧を解消するもので、前記包装体の冷却された表面は密封されたカバーであり得ることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、概して言えば、マイクロ波による加熱を経る食品保存に関するものであり、例えば調理済みの食物および料理が用意された包装体は、無端チェーンまたは搬送ベルトに載って移動する。
【発明の背景】
【０００２】
低温殺菌では、食品や調理物を少なくとも６０℃、最大で約１００℃まで加熱する。これにより微生物の栄養相を破壊し、さらには低温殺菌を用いて食品や調理物を保存することができる。加熱時間は、通常は１５秒から数分までの間であり、濃度、味または栄養価などの重要な特性を損なわないようにする。これにより、病原性細菌や食品腐敗菌の大部分は死滅する。
【０００３】
従来、保存は熱風、熱水または蒸気を用いて行われている。そのため、加熱時間を長くとると、調理がなされて、調理的な効果が得られる。加熱時間が長くなると、食品の味が変化するとともに、しばしば食品の包装に影響を及ぼす。他方、加熱が短くなると、食製品の内部を均一な高温にすることが困難になる。かかる結果では、特に固形食品および複合食品に対しては不十分である。なぜならば、このような食物内での熱伝導は遅いか、またはばらばらだからである。さらに、密封した包装体を低温殺菌するには、多大な技術的努力を必要とする。
【０００４】
衛生上の理由から、小売店では食品は包装されていることであろう。加工された形態では、食品は単に包装された製品として貯蔵、輸送および販売され得る。包装体内の食品を保存する従来の方法は、食品を包装体（ボウル、コンテナ型容器、または窪部付トレイ）内に載置することである。これらをしっかりと密封し、次いで、食品を包含する包装体を加熱して、すべての細菌を死滅させる（米国特許出願公開第２００５／０１２３４３５ Ａ１号を参照）。
【０００５】
低温殺菌または滅菌（１２１℃以上）を行う公知の工程に加えて、通常では２．４５０ＧＨｚまたは９１５ＭＨｚの周波数を用いるマイクロ波加熱が、先行技術において公知である。しかしながら、マイクロ波加熱は、カートン包装に対しては問題が生じる。なぜなら、マイクロ波による保存ではほとんど常に、局所的な蒸気生成が始まってからカートン包装の内容物の残部が加熱されるからである。蒸気の生成および水蒸気の加熱により、密閉された包装体内で過圧が生じて、破裂に至る可能性がある。
【０００６】
米国特許公報第３，８８９，００９号、米国特許公報第３，９６１，５６９号、および米国特許公報第５，０６６，５０３号は、包装体内の食品を保存する工程を開示している。米国特許公報第５，０７４，２００号は、マイクロ波加熱による継続的な保存を記載し、包装体は搬送ベルトに載って移動する。容器は弾力性を有し、マイクロ波加熱中は周囲圧力上昇下で載置され、容器が破裂しないようにする。このために必要とされるシステムは、複雑かつ高価であり、運転コストが高くなる。
【０００７】
米国特許公報第４，２６１，５０４号では、加熱中に発生した水蒸気を逃がせる圧力解放包装体を開示している。国際公開公報第２００４／０４５９８５号では、可撓性を有する底部と通気弁が配置されたカバー箔体とを有する包装体を開示している。加熱中、容器内の過圧が上昇しすぎるとバルブが開く。欧州特許公報第２  ４００  ８６２号は、輸送時の保存手順および通気開口部を有する販売容器を開示する。保存は、マイクロ波を用いた加熱によって湿潤状態で行われる。続けて、カニューレを使用して保護ガスを包装体内に注入し、穿刺孔を閉じる。この手順は比較的複雑である。
【０００８】
調理済みの食物および料理は通常、ボウル、カセット体もしくは窪部付トレイ上に載せられ、またはカートンに入れられ、そして包装される。液体の汚染および漏洩を防止すべく、包装体は、加熱中および加熱後、ならびに使用時まで密閉される必要がある。容器は、比較的薄壁であり、通常は可塑材または可塑材張積層板で作製される。そのため、マイクロ波加熱時に蒸気が発生する場合は、内圧に対向圧力が必要となる。このような内圧は、一般的には０．６９〜３．４４ｂａｒの範囲内にある。そのため、保存は一般的には圧力上昇下で実行される。したがって、低温殺菌または滅菌は大抵、レトルト内で数回に分けて行われる。レトルト内での回分操作は、過圧を迅速に解放することができないために非常に時間がかかる。通常は、個々の包装物、特に個々の調理物を低温殺菌または滅菌できることが望ましい。このように、先行技術では問題点が指摘されている。
【発明の簡単な説明】
【０００９】
このような要請は、請求項１に係る装置および関連する方法によって叶えられる。好ましい実施方式は、従属請求項２〜１０に見出すことができる。
【００１０】
密封された包装体内をマイクロ波で加熱して食品および／または製品を保存する装置は、
マイクロ波チャンバと、
食品の包装体（２２）を移動させてマイクロ波チャンバ（１４）を通過させる搬送ベルト（３２）と、
包装体内の食品および／または製品を加熱するマイクロ波源（１６）とを有し、
マイクロ波チャンバ（１４）は実質的に周囲大気圧下にあり、
少なくとも１つの冷却装置（１０）が設けられ、冷却装置（１０）の温度は冷却システム（１２）によって予め決定され、冷却装置（１０）は密封された包装体の隆起領域を冷却するように構成され、
装置の部品は、マイクロ波源（１６）が包装体（２２）内の食品および／または製品を保存温度まで加熱するように寸法設定および配置され、
包装体（２２）内の過圧は、包装体（２２）の隆起面に接する水蒸気の冷却および凝縮によって解消され、包装体（２２）は冷却装置（１０）によって冷却される。
【００１１】
マイクロ波エネルギーは、２．４５ＧＨｚもしくは９１５ＭＨｚの周波数、または両方の周波数の組合せで取り込まれる。好適な冷却装置は、水の凝縮点未満の温度を有する冷却板である。温度は通常、０〜２０℃、好ましくは２〜１５℃、特に好ましくは４〜１０℃の範囲である。冷却は、無端ベルトまたはチェーンベルトを介して包装体(２２)の上面に適用することができる。冷却は、冷却装置または冷凍庫に使用されるように水もしくは冷却剤を用いるか、または、ノズルを介して低温ガスもしくは蒸気を用いて、特に好ましくは臨界もしくは超臨界低温二酸化炭素を用いて非接触で行うことができる。
【００１２】
冷却のため、上部冷却システム（１８）と下部搬送ベルトとの間の距離は包装体（２２）の高さに対応するか、または距離と高さとは機能上相互に調和している。冷却システムは、熱伝導性材料製の上部無端ベルト（１８）であってもよい。
【００１３】
特に好適なのは、さまざまな食品および調理物に用いるトレイまたは窪部を有する包装体または容器を機能的に設計することである。好ましくは、窪部はマイクロ波によって個々に加熱される。本装置はまた、包装体、トレイまたは窪部の内容物の温度測定手段を有していてもよい。もちろん、温度は、接触せずに読み取ることが好ましい。低温殺菌を行うにあたっては、包装内容物を60〜85℃の温度、すなわち低温殺菌としては十分な温度で短時間だけ加熱すればよく、121℃以上の温度を要する滅菌は行わない。施蓋フィルムおよび包装材は通常、殺菌をした無菌状態で製造工程に供給される。したがって、さらなる殺菌をわざわざする必要はない。
【００１４】
別の態様は、１つまたは複数の窪部を有する密封または密閉された包装体（２２）内に食品および調理物を保存する工程に関する。窪部は個々にまたは一緒に密封され、マイクロ波による加熱によって保存がなされ、これによって、マイクロ波エネルギーの供給中に、カバーは水蒸気の凝縮点を下回るまで冷却される。これにより、気密封止された包装体内において圧力が過剰に大きくなることを防ぐことができる。本工程の特に好ましい設計は、大気圧でマイクロ波チャンバ（１４）を設けるステップと、包装体を移動させてマイクロ波チャンバを通過させる下部搬送ベルト（２０）を設けるステップと、水平方向に移動し垂直方向に調節可能な熱伝導材料製板材を好ましくは有する上部冷却システム（１８）を設けるステップと、マイクロ波チャンバ（１４）を通過させる移動中に冷却体を密封された包装体（２２）に接触させるステップと、マイクロ波を生成して包装された食品を加熱するステップとを含み、冷却システム（１２）は、包装された食品の冷却または加熱それぞれの温度を制御する。冷却板（１０）を水蒸気の凝縮点を下回るまで下げて、包装体（２２）の表面に接触させ、水蒸気の凝縮点を下回るまで包装体の頂部を冷却することによって、マイクロ波保存または低温殺菌中に包装体（２２）内に生じた水蒸気に起因した過剰圧力が生じないようにする。
【００１５】
本装置は、マイクロ波エネルギーが周囲に漏出することを防止するように設計されたマイクロ波チャンバを備える。漏出の防止は、回転式マイクロ波トラップによって成し遂げられる。容器または包装体用の搬送ベルトは、本質的には水平に走行するものであり、マイクロ波を透過する材料で作製することができる。上部冷却システムは、好ましくは無端ベルトまたはリンクベルトであり、本質的に水平に走り、垂直に調整可能である。無端コンベヤは、好ましくは無端ベルトまたはリンクのチェーンの形態を採る上部無端冷却システムであり、食品を密閉した包装体を移動させてマイクロ波チャンバを通過させ包装体の上面を冷却するように構成されていることが好ましい。マイクロ波源は、下部無端ベルトの下方に配置してもよい。本装置は、マイクロ波チャンバが大気圧下にあるとともに、包装体を上方から熱伝導加圧する冷却媒体を含むことを特徴とする。冷却剤または板の温度は、（外部の）冷却ユニットによって設定および制御されることが好ましい。上部冷却ベルトまたは無端冷却ベルトは熱伝導性材料製であってもよく、冷却用ノズルも同様に考えられる。本装置は、マイクロ波源のマイクロ波エネルギーが包装体内の製品を低温殺菌温度まで加熱するように設計および構築される。局所的に発生する水蒸気などに基づく包装体内の一時的な過圧は、輸送物の上面を冷却することによって解消される。上面は、例えば蓋体、箔体カバーまたは幌体型カバーとすることができる。このような冷却は、上方から働く冷却剤または冷却バンドとの熱伝導接触によって実現することができる。これにより、過剰な圧力による包装体が破れたり裂けたりすることを防ぐ。
【００１６】
したがって、装置によれば、種々な含水性、ペースト状または固形の即席食品を詰め入れることができる可塑性および発泡体である市販の容器を使用することができる。それでもやはり、マイクロ波によって発生する熱のため、密閉された包装体内に一定の圧力が発生し得る。水が蒸気相や気相に移行する際に圧力が高まり、包装体を損傷させる可能性があるが、このような可能性は冷却によって回避できる。このような冷却をしても、密封された包装体内の食品を低温殺菌および保存することができる。
【００１７】
包装体（コンテナ型容器、ボウル、タブレットまたは同等物）は、例えば、カバーフィルム（収縮フィルム）で密封してもよい。これらの包装体は、安価であり、重量を抑え、食品安全性の要件を満たすものの、過圧を保持するための構造的要件を満たさない。カバーフィルムは、わずかな過圧にさえ耐えることができないことがしばしばある。一般的に好適なのは、アルミニウム箔体、硬質可塑材製の蓋体、および、重ね溝部と封止縁部とを有する高耐熱性の箔体である。
【００１８】
調理済みの食事に適した標準的な容器を使用することができるので、記載の装置は有利なものとなる。本装置は、米国特許第３，９６１，５６９号の先行技術と比較して、低温殺菌システムの寸法は縮小され、複雑性も低減している。なぜならば、本装置は周囲圧力下で動作することができるからである。過圧力を発生および維持する手段は必要ない。したがって、密封容器内をバッチ式で加熱するのではなく、連続的に稼働することができる。内圧の解消は、マイクロ波による加熱と同時に行われる。そのため、さらなるチャンバまたは装置内区域を設ける必要はない。
【００１９】
別の利点は、不可視の漏洩による低温殺菌後汚染を防止することにある。液体の漏洩および装置の汚染回避も防止される。加えて、芳香が包装中に残存することにより、調理済み食品および製品の味特性が改善される。これは、弁および通気孔を有する解決手段（欧州特許公報第２  ４００  ８６２号を参照）よりも著しく有利である。このような解決手段によると、調理済み食品の製造業者は、相応に高価である特殊な容器を使用せざるを得ない。特に食品分野では、利益率が低いためコスト削減が有効である。
【００２０】
一変形例では、マイクロ波源は、２．４５ＧＨｚまたは９１５ＭＨｚの周波数で動作する。両方の周波数の組合せを使用してもよい。別の好適な設計では、冷却板を凝縮点より低い温度、好ましくは２〜２０℃、特に好ましくは３〜１５℃、極めて好ましくは４〜１０℃に冷却するようにする。
【００２１】
別の設計例は、上部冷却ベルトと下部搬送ベルトとの間の距離に関するものである。距離は、本質的には包装体の高さに対応している。距離は、蓋体またはカバーが冷却されるように、包装体に機能上対応している必要がある。そのため、上部ベルトの高さは調整可能である。そのようなベルトは、熱伝導性材料（金属、金属合金、シリコーン、ポリシロキサン、ガラス繊維、ポレフィン（ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレンなど）、金属合金、または他の材料との組合せ（複合材料）から作製してもよい。マイクロ波源の出力は、１ｋＷ〜６ｋＷ、好ましくは２ｋＷ〜６ｋＷの範囲とすることができる。通常は、マグネトロン技術を用いた３ｋＷ〜６ｋＷの出力のマイクロ波源が使用される。
【００２２】
半導体制御発振回路によりマイクロ波を発生させると特に好適である。半導体ベースのマイクロ波を発生させて、周波数および出力電力を調整することができる。そして、周波数を変化させることによって、異なる種類の食品をトレイまたは料理皿上で個別に加熱することができる。したがって、食品が異なる温度で調理された場合であっても、料理トレイ上で均質の温度を実現することができる。例えば、鶏肉はメニュートレイでは多くの場合約１５℃に冷やして提供され、米は４５℃に暖めて提供される。半導体ベースのマイクロ波加熱システムを利用して、連続流でのマイクロ波出力を調節することによりこれらの温度を互いに調節して、均質な低温殺菌を実現することができる。
【００２３】
別の態様は、本発明に係る装置とともに使用する包装体に関し、包装体は、食品または調理物が載置される１つまたは複数の窪部を有する容器と、容器に封止されるカバー（幌体型カバー、カバーフィルム、カバー板）とからなる。折曲げ、接着、または他の封止手段によって結合をしてもよい。さらに、いくつかの窪部を、食品の種類に応じて、マイクロ波エネルギーで個別に処理することができる。
【００２４】
本装置は、温度測定手段、例えば赤外線高温計を備え、包装体内の加熱を検査することができる。一変形例では、包装体内の食品は、６０〜９９℃、好ましくは６５〜９０℃、さらに好ましくは７０〜８５℃の温度に加熱される。
【００２５】
別の態様は、マイクロ波チャンバを（周囲圧力で）設けるステップと、マイクロ波透過性材料製の無端搬送ベルトを設けるステップと、水平に走行する熱伝導性材料製の上部無端冷却ベルトを設けるステップと、包装体と密接に接触し、マイクロ波チャンバの天井として働き、必要に応じて垂直に調節可能なマイクロ波不透過性材料製の冷却デバイスを設けるステップと、詰入された食品を密封した包装体を移動させてマイクロ波チャンバを通過させるステップと、マイクロ波を生成して詰め入れられた食品を加熱するステップと、冷却デバイスの温度を制御する冷却システムを設けるステップと、冷却デバイスを包装体の上面と接触させる、すなわち、冷却デバイスが包装体または蓋体の上面と接触するステップと、包装体内の過圧を解消させることによって生成された水蒸気が凝縮するので、低温殺菌中またはその後に包装体が破裂または開封することを防止するステップとを含む、マイクロ波による密封包装体内の食品保存工程に関する。無端冷却ベルトまたはリンクチェーンの場合には、マイクロ波トラップが設けられ、特に、マイクロ波の漏出放射を防止して漏出放射の法定制限に適合させる。
【００２６】
以下において、実施例および図面に基づいて、さらなる設計例および利点を説明する。これらは、本発明の好ましい実施形態に関するものであり、本発明の概念を示すことを意図するが、限定する意図はない。開示内容の全体は、明細書および特許請求の範囲から得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】マイクロ波により被包食品を保存／低温殺菌する本発明に係る装置の図である。
【図２】図１の機構の側面図である。
【図３ａ】マイクロ波トンネル（パイロットプラント）の搬送ベルト上に載る２つの窪部付き箔包装体（米飯および鶏肉入りソース）を示す写真図である。
【図３ｂ】図３ａで示す２つの窪部付き包装体の蓋フィルムの冷却および温度センサ（Ｓ１〜Ｓ４）の配置に関する写真図である。
【図４ａ】予定していた８５℃までマイクロ波で加熱した後における図３ａの包装体の温度画像図および観念図である。
【図４ｂ】図４ａの実験において、異なる位置および異なる食品においてセンサによって測定された温度を、秒単位でのマイクロ波時間（横座標）に対する摂氏温度（縦座標）で示す表図である。
【図５ａ】５℃での天井冷却をしながら予定していた８５℃までマイクロ波で加熱した後における、図４ａで示すような無損傷の包装体の温度画像図および観念図である。
【図５ｂ】図５ａの実験における種々の食品中の温度曲線および温度分布を示す表図である。
【図６ａ】２０℃での天井冷却をしながら予定していた８５℃までマイクロ波（６０００Ｗ、２．４５ＧＨｚ）で加熱した後における、図３ａの（破裂した）包装体の温度画像図および観念図である。
【図６ｂ】図６ａの実験における種々の食品の温度曲線および温度分布を示す表図である。
【図７】最適化されたマイクロ波加熱ならびに５℃、１５℃および２０℃で天井箔の冷却をしたときの、個別の食品における温度曲線および温度分布を示す表図である。
【発明の詳細な説明】
【００２８】
２つの窪部を有し別々の食品を入れている箔封止包装体を用いて、装置および低温殺菌工程を詳細に説明する。食品は、有利には、マイクロ波を元来的に透過するが通気孔や弁を有さない包装体内で気密封止される。これにより、小売店で通常用いられる、即席食品を取り扱いさらに貯蔵する容器を使用することが可能になる。マイクロ波を用いる低温殺菌は、熱および圧力を外部から加える場合よりも包装体または容器の全体にかかる応力が小さいので、この工程はあらゆる一般的な容器および包装体に適用することができる。また、官能特性および外観面は、例えば、レトルト内で加熱した場合よりも影響を受けにくい。そしてとりわけ、連続的処理を行うため、そして自動化が可能であるため、人件費を低減することができる。
【００２９】
マイクロ波処理は、水分子の双極子特性を利用した熱の発生を伴うものである。現在でもなお、別々の食品を均質に加熱することは困難である。熱伝導による加熱よりも短い時間で均質な加熱を実現できるのは、低温殺菌だけである。
【００３０】
図１は、密閉された包装体２２または容器内の食品を低温殺菌する装置の一例を示し、包装体２２または容器はマイクロ波に対して生来的に透過性であるものとする。低温殺菌プラントは、マイクロ波チャンバ１４として働き周囲大気圧で占められているトンネル状ケーシングを備える。マイクロ波チャンバ１４は、水平方向に延びていて、マイクロ波エネルギーが周囲に放出しないように設計される。本装置は、マイクロ波透過材（ポリプロピレン、ガラス繊維、シリコーン、ポリシロキサン、ポリオレフィン、ポリテトラフルオロエチレン）製の下部無端搬送ベルト２０を有する。上部ベルトまたはリンクチェーン１８は無端であり、さらに、実質的に水平に走行して、垂直に調整可能である。図示する包装体２２（図３ａ）は、２つの区切られた窪部を有する。窪部の数はこれより多くても少なくてもよい。
【００３１】
マイクロ波チャンバ１４を通り抜けるよう包装体２２を移動させる推進手段３２に加えて、搬送ベルト２０の下方にマイクロ波源１６が図１に示されている。周回する上部「冷却ベルト」１８は、シール／シーリングリップ２４を通過して走行し、汚染物を拭去する。シール／シーリングリップ２４は、マイクロ波トラップ２９として働くか、またはマイクロ波トラップ２９と協働するものであってもよい。かかる構造体は、台枠２６によって保持される。モジュール式設計、すなわち各個のマイクロ波チャンバ１４による設計も考えられ、かかる設計によれば、システムは拡張性を有し、搬送方向にわたる再現性が確保される。これにより、別々の料理トレイ上で一様な温度を生成するための労力が減少する。マイクロ波場は伝播方向に交差する方向に存在していると考えられる一方で、料理トレイはマイクロ波が極大となる場も極小となる場も通過するので、温度生成は通過処理方向ではあまり問題にならない。通過処理量を増加させたい場合、マイクロ波チャンバ１４を幅（ベルト方向に対して横断方向）および長さ（ベルト方向）の両方向に配置してもよい。隣接するマイクロ波チャンバ１４は、分離板によって互いに区切ることができる。
【００３２】
低温殺菌すべき食品を含有する密封包装体２２がマイクロ波チャンバ１４を通過する場合、それらの包装体２２は、搬送ベルト２０の下方にあるマイクロ波源１６によって、微生物を死滅させる温度まで加熱される。マイクロ波処理によれば、意図した温度まで達するのに数秒しかかからない。図示していないが、包装体２２内部の温度を測定する手段およびセンサもさらに設けられている。これらの測定結果に基づいて、マイクロ波処理の印加電力および継続時間を計算し、制御することができる。
【００３３】
図２では、コンベアと冷却ベルトとの間での流れ方向（矢印）の包装体２２を伴う図１の設備を示す。それぞれ１つずつのゲート領域、すなわち、両端部に１つの入口および１つの出口３０が設けられ、包装体２２を送入および送出する。システムは、装置の端部にマイクロ波吸収体２８またはトラップを有し、これにより周囲環境を放射エネルギーから保護する。
【００３４】
無端コンベヤおよび冷却ベルト１８、２０が設けられ、図示された設計で包装体２２を搬送する。また、これらの無端コンベヤや冷却ベルトは、リンクチェーン、可動台または可動板であってもよい。無端コンベヤや冷却ベルトは、用途に応じて熱伝導性またはマイクロ波透過性材料で作製される。上部ベルト１８は、包装体２２の天井高と協働するようにして、下部搬送ベルト２０に対する距離が位置決めされる。
【００３５】
各窪部内に食品が入っている包装体２２もまた、マイクロ波チャンバ１４を介して送達することができる。容器自体は通常、マイクロ波に対して完全に透過性である。内容物または含水食品のみが加熱される。チャンバ１４には、１つ以上の供給源１６からのマイクロ波が入り込むことができる。供給源１６は、１または異なる周波数を取り扱うことができる。異なる周波数によれば、複数の空き領域における別々の食品を区別して加熱することができる点で有利となる。マイクロ波の合成または取込みは、マイクロ波チャンバ１４の底部を通して直接または導波管を介して行ってもよい。包装体２２内の温度は、赤外線高温計（図４ａ、５ａ、６ａ参照）によって非接触で測定することができる。包装体２２の底部の温度を測定することも可能である。
【００３６】
図３ｂに示す装置は、冷却板１０と協働する。冷却板１０は、鋼またはアルミニウム、すなわちマイクロ波不透過性材料で作製してもよく、搬送ベルト（図３ｂには図示せず）とともに完成装置内を移動する。冷却板は、無端冷却ベルト１８（図２参照）と熱接触してもよく、これによれば包装体は、マイクロ波チャンバを通過する際に上方から冷却される。冷却板１０は、マイクロ波チャンバ１４の頂部として用いることもできる。冷却板１０は、好ましくは冷却システム１２または冷却装置に接続される。上部搬送ベルト１８は、熱伝導性の良好な材料で作製され、好ましくは包装体カバーと密接可能な可撓性材料である。これは、好ましくは軟質であり、カバーフィルムまたは幌体を損傷から防ぐとともに凹凸を補う。上部冷却ベルト１８は、包装体２２よりも硬質にはならないようにすべきである。冷却体１０は、好ましくは金属管またはリンクチェーンとして設計され、無端冷却走行ベルト１８に取り付けることができる。冷却板１０の壁部または冷却チェーンは、好ましくは金属製である。なぜならば、金属は一般に熱伝導体が良好であり、マイクロ波を透過しないからである。冷却に水を使用する場合は、マイクロ波を遮蔽する必要がある。マイクロ波エネルギーを供給している間、搬送ベルト１８は作動中であってもよく、または停止してもよい。好ましくは、冷却板の温度は独立した冷却システム１２（冷却装置）によって、例えば、冷却剤を循環流の状態で冷却板に供給する再冷却器、凝縮器または冷却ユニットによって制御される。冷却板１０は、好ましくは２〜１０℃の温度に冷却される。上部ベルト１８の正確な位置決めは、包装体２２の圧壊を避けるために必要である。マイクロ波加熱は、必要に応じて定常的であっても、またはパルス化しても構わない。
【００３７】
マイクロ波処理中に包装体２２内に水蒸気が発生すると、低温の天井壁（カバー、幌体、フィルム、板紙壁）に付着することになる。これにより、内部の過圧が下がり、カバー箔の柔軟性も損なわれる。冷却は、包装体２２の頂部に接して、またはカバーフィルムもしくは幌体に接してのみ行われ、低温殺菌される食品に接しては行われない。それにもかかわらず、食品を低温殺菌することができる。これにより、マイクロ波加熱中にカバーフィルムが破裂したり開封してしまったりすることを確実に防ぐことができる。上述工程の明確な利点は、揮発性物質および芳香が包装体２２から漏出しないことである。これは、アジア料理では特に望ましい、重要な品質的特徴である。
【００３８】
料理トレイ２３上の食製品の低温殺菌は、製品を６０〜１００℃に加熱することによって実現される。料理トレイが複数の個別の窪部を含む場合、窪部は、とりわけ別々のマイクロ波出力によって処理され得る。当業者は、空間内で別々のマイクロ波出力を得る方法（集束、位相干渉、周波数シフト）を熟知している。当業者は、マイクロ波源の出力をそれぞれの窪部および調理物に適合させることができる。出力は定期的に調整されるべきである。究極的には、必要とされる低温殺菌温度のみを料理トレイ２３の窪部内に生じさせることを目的とする。
【００３９】
搬送ベルト１８、２０の速度およびマイクロ波パルスは、包装体２２が破裂したり開封したりしないように調整される。かかる調整を実現できるのは、同時冷却をした場合のみである。マイクロ波チャンバ１４の出口において、食品はその温度に基づいて引き続き低温殺菌される。先行技術とは異なりトレイは外部圧力下で加熱されないので、包装体２２を減圧したり冷却したりする必要はない。
【００４０】
本発明に係る装置によれば、構成を単純にすることができ、さらに、一工程でマイクロ波エネルギーの使用および冷却を同時に実行できるようになる。容器、カバーおよび料理トレイ２３は、例えば、１２０℃の温度に対して持続的な耐性を有する積層板紙またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で作製してもよい。ポリプロピレン（ＰＰ）は、１００℃までの温度に耐性があり、食品にとって無害であるため、適切な包装材料でもある。ポリカーボネート（ＰＣ）は、その高い耐熱性のためにマイクロ波皿としても使用される。
【実施例】
【００４１】
実行例
施設のパイロットプラント（図１、２、３ａおよび３ｂを参照)を、高密度な２領域料理トレイ（ＰＥＴ製硬質トレイ）の低温殺菌に使用した。パイロットプラントは、１時間当たり６０００食分の料理包装体の低温殺菌に適したマイクロ波トンネル用に設計された。料理は、１５〜２０℃の鶏肉入りソースおよび４５〜５０℃の米飯であった。窪部では、米飯と鶏肉入りソースとを別々に収容した。したがって、サブタスクは、マイクロ波を用いる目標加熱によって２つの食品の温度を調節することであった。半導体ベースのマイクロ波技術によって、周波数および位相の変換によってマイクロ波電力を空間内に生成できれば、このような温度調節は容易に成し遂げられる。包装体内の食品を８０〜８５℃まで加熱して、これと同時に５℃、１５℃および２０℃の冷却板で天面を冷却した。結果を図７に示す（温度(℃)／時間(秒)）。食品の温度は、センサおよび赤外線高温計を用いて測定された。マイクロ波出力は、制御された手法で供与および適用することができる。１つの包装体内にある２つの別個の食品を均質に低温殺菌することができ、容器はいずれの場合においても堅く閉じられたままであった。したがって、この装置により、短時間での調理物の低温殺菌が可能になった。低温殺菌が迅速に成され、エネルギー効率に起因するコスト上の利点が得られた。低温殺菌された食品は、低温殺菌後でも感覚的に理想的なものであった。
【００４２】
実行例２
実施例１の実験を繰り返したが、箔カバーを有する料理トレイ(図３ａ参照)を使用した。２品の食品をそれぞれ搬送ベルト上で低温殺菌温度（８５℃）まで加熱し、包装体が破裂した場合には加熱を停止した（実験番号１および３）。密封した箔カバーを図３ｂの左図に示すように板状体上で冷却し、４個のセンサ（Ｓ１〜Ｓ４）で底部温度を測定した。表１を参照のこと。
［表１］
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【００４３】
番号２の実験では、低温殺菌まで料理トレイ上では均一な温度分布が得られた。食品を８５℃超まで加熱したが、包装体の亀裂または欠けは観察されなかった。必要とされたのは、薄型フィルムを効果的に冷却することのみであった。このように、販売用に包装されている調理済み食品は、連続作動可能な装置で低温殺菌することができる。
【００４４】
カバーフィルムを効果的に冷却するために、有向のノズルを介して、冷却ガス、冷却ミストまたは冷却粒子をフィルムに掛ければ十分な場合がある。二酸化炭素粒子、いわゆるＣＯ２スノージェットを用いて、フィルムを実質的に非接触で冷却することが特に好ましい。圧縮（液体または超臨界）二酸化炭素は、その低粘度、低界面張力および高温の蒸発熱のために、複雑な表面を冷却することに特に適している。大規模工業の用途では、超臨界ＣＯ２は、天然物質の抽出、例えばコーヒーのカフェイン除去および車体や塗装部品の洗浄に長年使用されてきた。媒質である二酸化炭素は、周囲条件下で直接気体状態に変化するので、従来の冷却剤とは異なり残留物を残さない。複雑で費用のかかる乾燥を行う必要はない。アンモニア合成など多数の化学的工程を経ての廃棄物であるので、環境的には中性であるとも考えられる。このように、気体は簡単に抽出できるために、気体は非接触冷却に適する費用対効果の高い選択肢となる。
【概要】
【００４５】
マイクロ波加熱による包装体内の低温殺菌は、包装体を外圧下にさらす装置を使用しない限り、これまでは工業的規模で連続的に実行することができなかった。しかしながら、このような場合、別の工程で慎重な減圧を行って液体成分の飛散を避ける必要があった。熱伝達は、包装または詰入によっても妨げられた。外圧力なしにマイクロ波を用いて低温殺菌を行うことはできなかったであろう。なぜならば、マイクロ波で加熱すると包装体内に制御不能な内圧が発生したために、詰入の際に脆い包装体が破裂したはずだからである。
【００４６】
別の問題点は、包装体を周期的または連続的に低温殺菌する用に供するマイクロ波処理装置にあった。包装体の種々の内容物は、例外なく加熱されることになる。弁または通気孔を用いて包装体を低温殺菌すると、不快な匂いおよび味が漏出することになるため、より強い芳香を伴うより良好な味の製品を得るという課題にも絶え間なく挑んだ。さらに、装置を簡素化して、圧力装置や減圧を不要にしなければならなかった。そして、本工程は、標準的な包装体、ボウルまたは窪部付タブレットおよびカバー（幌体、フィルム）に適していることであろう。しかしながら、真空状態下では、カバーフィルムは食品および調味物に吸着し、流動体は個々の区分部に収まるであろう。実施例で示すように、これらの問題は解決可能である。
【参照符号の一覧】
【００４７】
１０  冷却要素
１１  チャンバ天井部として使用可能であり垂直移動可能な冷却要素
１２  冷却システム
１４  マイクロ波チャンバ、マイクロ波トンネル
１６  マイクロ波源（１６−１、１６−２）
１８  上部トレッドミル（冷却済み）
２０  下部搬送ベルト
２２  食品入り包装体
２３  １つ以上の窪部を有する料理トレイ
２４  シール、シーリングリップ
２６  台枠
２８  マイクロ波吸収体
２９  マイクロ波トラップ
３０  開口部
３２  推進手段
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【国際調査報告】
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