(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御装置の制御の下で減圧工程と復圧工程とを繰り返し行いながらマイクロ波を照射して被解凍物を加熱し解凍を行う真空マイクロ波解凍方法において、
予め標準試料の減圧変化量をその重量との相関に基づき標準値として制御装置に設定しておき、
マイクロ波を照射することなく最初に減圧する予備乾燥工程において、被解凍物を収容したチャンバー内の減圧変化量を実測し、実測した減圧変化量を上記標準値と比較して、上記相関から被解凍物の重量を推測し、この重量に応じてマイクロ波の出力または／およびマイクロ波の照射時間を制御することを特徴とする真空マイクロ波解凍方法。
【請求項２】
前記減圧変化量を、減圧平衡域に至る減圧到達時間の比較で行うことを特徴とする請求項１に記載の真空マイクロ波解凍方法。
【請求項３】
前記減圧変化量を、減圧平衡域の到達減圧度の比較で行うことを特徴とする請求項１に記載の真空マイクロ波解凍方法。
【請求項４】
被解凍物を収容するチャンバーと、該チャンバー内を減圧する真空ポンプと、チャンバー内を復圧する調圧弁と、チャンバー内へマイクロ波を照射するマイクロ波発生器と、上記真空ポンプ、調圧弁及びマイクロ波発生器を制御する制御装置とを有し、該制御装置による制御の下で減圧工程と復圧工程とを繰り返し行いながらマイクロ波を照射して被解凍物を加熱し解凍を行う真空マイクロ波解凍機において、
予め標準試料の減圧変化量をその重量との相関に基づき標準値として設定可能であって、マイクロ波を照射することなく最初に減圧する予備乾燥工程において、被解凍物を収容したチャンバー内の減圧変化量を実測した減圧変化量を上記標準値と比較して、上記相関から被解凍物の重量を推測し、この重量に応じてマイクロ波の出力または／およびマイクロ波の照射時間の制御を実行する制御装置を有することを特徴とする真空マイクロ波解凍機。
【請求項５】
前記制御装置は、これに入力する減圧変化量を、減圧平衡域に至る減圧到達時間の比較で行うことを特徴とする請求項４に記載の真空マイクロ波解凍機。
【請求項６】
前記制御装置は、これに入力する減圧変化量を、減圧平衡域の到達減圧度の比較で行うことを特徴とする請求項４に記載の真空マイクロ波解凍機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、減圧工程と復圧工程とを繰り返し行いながらマイクロ波を照射して冷凍食品などの被解凍物を加熱し解凍を行う真空マイクロ波解凍方法、及び該解凍方法を実施する真空マイクロ波解凍機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の真空マイクロ波解凍機は、減圧工程と復圧工程とを繰り返し行いながら、減圧工程においてマイクロ波を照射して被解凍物を加熱し解凍を行う装置である。そして、この種の真空マイクロ波解凍機には、被解凍物を収容するチャンバーと、該チャンバー内を減圧する真空ポンプと、該真空ポンプにより減圧したチャンバー内を復圧する復圧手段と、上記減圧工程においてチャンバー内へマイクロ波を照射するマイクロ波発生器とが備えられており、一般的に、チャンバーの大きさ及び真空ポンプの能力は固定要素であり、可変要素ではない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の真空マイクロ波解凍機による解凍方法においては、被解凍物の重量によりチャンバー内で気化する水分量が変化するため、減圧速度や到達減圧度等の減圧変化量が変動することになる。また、所望する温度まで解凍するには、被解凍物の重量に応じて必要とされる熱エネルギー（即ち、マイクロ波の出力や照射時間）も変化する。したがって、チャンバーの大きさ及び真空ポンプの能力が一定の場合、解凍操作を行うに際して、被解凍物の重量を初期設定値としてその都度個別に入力しなければならず、この設定値に基づいてマイクロ波の出力やマイクロ波の照射時間を調整することとなり、操作が煩雑であった。
【０００４】
そこで、本発明は、被解凍物の重量を初期設定値としてその都度個別に入力することなく、被解凍物の重量に応じてマイクロ波の出力やマイクロ波の照射時間を自動制御することができる真空マイクロ波解凍方法、及び真空マイクロ波解凍機を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記に鑑み提案されたもので、請求項１に記載のものは、制御装置の制御の下で減圧工程と復圧工程とを繰り返し行いながらマイクロ波を照射して被解凍物を加熱し解凍を行う真空マイクロ波解凍方法において、
予め標準試料の減圧変化量をその重量との相関に基づき標準値として制御装置に設定しておき、
マイクロ波を照射することなく最初に減圧する予備乾燥工程において、被解凍物を収容したチャンバー内の減圧変化量を実測し、実測した減圧変化量を上記標準値と比較して、上記相関から被解凍物の重量を推測し、この重量に応じてマイクロ波の出力または／およびマイクロ波の照射時間を制御することを特徴とする真空マイクロ波解凍方法である。
【０００６】
請求項２に記載のものは、前記減圧変化量を、減圧平衡域に至る減圧到達時間の比較で行うことを特徴とする請求項１に記載の真空マイクロ波解凍方法である。
【０００７】
請求項３に記載のものは、前記減圧変化量を、減圧平衡域の到達減圧度の比較で行うことを特徴とする請求項１に記載の真空マイクロ波解凍方法である。
【０００８】
請求項４に記載のものは、被解凍物を収容するチャンバーと、該チャンバー内を減圧する真空ポンプと、チャンバー内を復圧する調圧弁と、チャンバー内へマイクロ波を照射するマイクロ波発生器と、上記真空ポンプ、調圧弁及びマイクロ波発生器を制御する制御装置とを有し、該制御装置による制御の下で減圧工程と復圧工程とを繰り返し行いながらマイクロ波を照射して被解凍物を加熱し解凍を行う真空マイクロ波解凍機において、
予め標準試料の減圧変化量をその重量との相関に基づき標準値として設定可能であって、マイクロ波を照射することなく最初に減圧する予備乾燥工程において、被解凍物を収容したチャンバー内の減圧変化量を実測した減圧変化量を上記標準値と比較して、上記相関から被解凍物の重量を推測し、この重量に応じてマイクロ波の出力または／およびマイクロ波の照射時間の制御を実行する制御装置を有することを特徴とする真空マイクロ波解凍機である。
【０００９】
請求項５に記載のものは、前記制御装置が、これに入力する減圧変化量を、減圧平衡域に至る減圧到達時間の比較で行うことを特徴とする請求項４に記載の真空マイクロ波解凍機である。
【００１０】
請求項６に記載のものは、前記制御装置が、これに入力する減圧変化量を、減圧平衡域の到達減圧度の比較で行うことを特徴とする請求項４に記載の真空マイクロ波解凍機である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の真空マイクロ波解凍機の外観を示す正面図である。図２は、本実施形態の真空マイクロ波解凍機における主要な構成要素を示す概略図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態の真空マイクロ波解凍機１は、筐体２の上部に、冷凍食品等の被解凍物を収容する食品収容部３が配設され、下部には後述する駆動モータや真空ポンプ等を収納する機械収納部４が配設され、最上部には制御装置を収納する制御部５が備えられており、この制御部５の前面パネルには、被解凍物の重量や解凍時間等を表示する表示部６と、電源のオン／オフや被解凍物の種類等を入力する操作部７とが設けられている。また、真空マイクロ波解凍機１の筐体２の下面には、本解凍機１の移動を容易にするためのキャスター８が設けられている。
【００１３】
図１及び図２に示すように、本実施形態の真空マイクロ波解凍機１における食品収容部３の本体は前面に開口部を有する中空箱体状のチャンバー１０によって構成され、該チャンバー１０は電磁波を遮断しうる内壁構造を有する耐圧気密容器として形成されている。このチャンバー１０の前面開口部には、チャンバー１０内を密閉状態で閉成しうるドア１１が正面右側端部のヒンジ部を介して開閉自在に取り付けられており、該ドア１１の開放側となる前面左側にはその開閉操作の際に把持する把手１２が取り付けられ、チャンバー１０の前面またはドア１１の背面には電磁波が外部へ洩れるのを防止するための金属網紐製の電磁波シールと気密性を維持する気密シールが装着されている。
【００１４】
チャンバー１０内の底部には、回転軸１３が軸受１４に支承されて起立した状態で回転自在に設けられており、この回転軸１３の上端部には、上記チャンバー１０内に臨んだ被解凍物を載置して該回転軸１３と共に回転するターンテーブル１５が着脱自在に取り付けられ、この回転軸１３の基端部には減速機構を介してテーブル駆動モータ１６が接続されている。
【００１５】
チャンバー１０の背面中央部には、該チャンバー１０内に連通した直状導波管２０及びレジューサ導波管２１を介して、該チャンバー１０内へマイクロ波を照射して上記ターンテーブル１５上に載置された被解凍物を加熱するためのマイクロ波発生器２２が接続されている。本実施形態では、マイクロ波発生器２２としてマグネトロンが採用されており、直状導波管２０とレジューサ導波管２１とのフランジ接続部２３にはマイクロ波を透過し易いガラス板製の圧力隔壁が介設されている。
【００１６】
チャンバー１０の背面には、マイクロ波の照射によりチャンバー１０内で放電が生じた場合に、これを検出する放電検出センサー３０が設けられており、この放電検出センサー３０としては放電現象の有無を紫外線（ＵＶ）の検出により判定するＵＶセンサーが採用されている。また、チャンバー１０の上部には、チャンバー１０内の圧力を検出する真空圧力センサー３１が設けられている。なお、チャンバー１０内の圧力変化を時間の経過に伴って実測し得るように、上記真空圧力センサー３１に時間計測機能を備えてもよいし、或いは後述する制御装置に時間計測機能を備えてもよい。
【００１７】
チャンバー１０の上部には、チャンバー１０内の圧力を大気開放する大気開放弁４０、及びチャンバー１０内の圧力を調整する調圧弁４１が備えられており、またチャンバー１０の背面には、その内部を減圧する減圧系４３が接続され、該減圧系４３には逆止弁４４を介してポンプ駆動モータ４５により駆動される真空ポンプ４６が接続されており、これらポンプ駆動モータ４５及び真空ポンプ４６は上記機械収納部４内に収納されている。
【００１８】
上記大気開放弁４０及び調圧弁４１は、上記制御部５に収納された制御装置による開閉制御を可能とするため、例えば電磁弁によって構成されている。なお、調圧弁４１は減圧系４３の途中、例えばチャンバー１０と逆止弁４４との間に接続して設けて、復圧工程でチャンバー１０内に酸素が入り難いように構成しても良い。
【００１９】
図３は、本実施形態の真空マイクロ波解凍機における制御系を示すブロック図である。図３に示すように、上記制御部５に収納された制御装置５０は、例えばＲＯＭ５１に記録した制御プログラムを実行するマイクロコンピュータ等により構成され、この制御装置５０には、上記ターンテーブル１５を回転駆動するテーブル駆動モータ１６の電源制御系５２と、上記真空ポンプ４６を駆動するポンプ駆動モータ４５の電源制御系５３と、上記大気開放弁４０の開閉制御系５４と、上記調圧弁４１の開閉制御系５５と、上記マイクロ波発生器２２の電源制御系５６と、上記放電検出センサー３０の検出値入力系５７と、上記真空圧力センサー３１の検出値入力系（時間計測機能の減圧時間入力系も含む）５８と、上記操作部７の設定値等の入力系５９と、上記表示部６の表示出力系６０とが接続されており、制御装置５０は上記操作部７の設定値や、上記放電検出センサー３０及び真空圧力センサー３１の検出値等に基づいて、ＲＯＭ５１に記録された制御プログラムに従って上記ポンプ駆動モータ４５やマイクロ波発生器２２等の各機器を駆動制御する。
【００２０】
また、制御装置５０のＲＯＭ５１には、後述する減圧平衡域までの予備乾燥工程における標準試料の減圧変化量が、その重量との相関に基づき標準値として予め設定されており、上記時間計測機能を備えた真空圧力センサー３１が予備乾燥工程における被解凍物を収容したチャンバー１０内の減圧変化量を実測し、検出値入力系５８を介して制御装置５０に入力され、該制御装置５０が、実測した減圧変化量を上記標準値と比較して、上記減圧変化量と重量との相関から被解凍物の重量を推測し、この重量に応じて、電源制御系５６を介してマイクロ波発生器２２へ制御信号を出力することにより、マイクロ波の出力または／およびマイクロ波の照射時間の制御を実行するように成っており、制御装置５０に入力する減圧変化量としては、予備乾燥工程における減圧平衡域に至る減圧到達時間または到達減圧度等が用いられる。
【００２１】
次に、以上のような真空マイクロ波解凍機１を用いて実施する本実施形態の真空マイクロ波解凍方法について説明する。図４は、本実施形態の真空マイクロ波解凍機１における解凍サイクルを示す説明図であり、図５は、本実施形態の真空マイクロ波解凍方法において、被解凍物の重量推定手法を示す説明図である。
図４に示すように、本実施形態の真空マイクロ波解凍機１は、減圧工程Ｇ、Ｇ′、Ｇ″…と復圧工程Ｆ、Ｆ′…とを繰り返し行いながらマイクロ波を照射Ｍ、Ｍ′…して被解凍物を加熱し解凍を行う装置である。なお、真空ポンプ４６は減圧工程は勿論のこと復圧工程中も一定の吸引能力で作動し続ける。
【００２２】
解凍の準備段階として、まず、正面のドア１１を開放してターンテーブル１５上に冷凍食品等の被解凍物を載置し、再びドア１１を閉成して密閉状態とし、チャンバー１０内に被解凍物を収容する。なお、大気開放弁４０及び調圧弁４１は閉成状態とする。
【００２３】
次に、ポンプ駆動モータ４５を駆動して真空ポンプ４６を作動させ、減圧系４３を介してチャンバー１０内の減圧を開始する。すると、大気圧の１０１．３ｋＰａ（７６０Ｔｏｒｒ）からＡ点を経て徐々に減圧度が減少し、減圧平衡域Ｂまで減圧工程Ｇが行われ、この減圧工程Ｇにおいて被解凍物の予備乾燥がなされる。すなわち、予備乾燥工程は、マイクロ波を照射することなく最初に減圧する工程である。
【００２４】
ここで、減圧平衡域とは、一定時間に対する減圧度が極めて低下する領域であり、例えば３０秒間（Δｔ）における減圧度（ΔＰ）がΔＰ／Δｔ＜１３．３Ｐａ（０．１Ｔｏｒｒ）となったときに減圧平衡域に達したと把握するが、該減圧平衡域における平衡圧力はチャンバー１０内の飽和蒸気圧により上下する。なお、この減圧平衡域に到達したか否かは、真空圧力センサー３１からの圧力信号に基づいて制御装置が演算して判断する。
【００２５】
この予備乾燥工程では、真空圧力センサー３１により、被解凍物を収容したチャンバー１０内の減圧変化量も減圧時間の経過に伴って実測されており、実測された減圧変化量が検出値入力系５８を介して制御装置５０へと入力される。上述したように、制御装置５０へ入力される減圧変化量としては、本実施形態では予備乾燥工程における減圧平衡域に至る減圧到達時間または到達減圧度が用いられる。
【００２６】
また図５に示すように、例えば重量３ｋｇの被解凍物を標準試料Ｓとして、予備乾燥工程における減圧速度または到達減圧度を定め、予めこの標準試料Ｈの減圧変化量（減圧速度または到達減圧度）がその重量との相関に基づき標準値としてＲＯＭ５１に設定されている。
【００２７】
実際に予備乾燥工程を行うと、被解凍物の重量により、チャンバー１０内で気化する水分量が異なるため、減圧変化量（減圧平衡域に至る減圧到達時間または到達減圧度等）が変動することになる。即ち、図５に示すように、重量が３ｋｇよりも軽い（即ち、標準試料Ｓよりも軽い）被解凍物Ｌの場合には、標準試料Ｓよりも水分量が少ないため、減圧到達時間は標準試料Ｓよりもｔ１だけ早くなり、到達減圧度は標準試料Ｓよりもｐ１だけ低くなる。一方、重量が３ｋｇよりも重い（即ち、標準試料Ｓよりも重い）被解凍物Ｈの場合には、標準試料Ｓよりも水分量が多いため、減圧到達時間が標準試料Ｓよりもｔ２だけ遅くなり、到達減圧度が標準試料Ｓよりもｐ２だけ高くなる。なお、被解凍物の種類により水分量が異なる場合には、想定される被解凍物の種類に応じて複数の標準試料Ｓを設定しておき、操作部７により被解凍物の種類を選定可能とする。
【００２８】
したがって、制御装置５０は、実測した減圧変化量を上記ＲＯＭ５１に設定された標準値と比較して、減圧変化量と重量との相関から被解凍物の重量を推測し、電源制御系５６を介してマイクロ波発生器２２へ制御信号を出力することにより、減圧到達時間（ｔ１またはｔ２）や到達減圧度（ｐ１またはｐ２）に応じて、即ち推測した重量に応じて、後述の加熱工程におけるマイクロ波の出力または／およびマイクロ波の照射時間を加減制御する。即ち、減圧到達時間がｔ１だけ速いか、到達減圧度がｐ１だけ低い場合には、それに応じてマイクロ波の出力を下降させ、または／およびマイクロ波の照射時間を短くして急激に温度上昇することを回避する。一方、減圧到達時間がｔ２だけ遅いか、到達減圧度がｐ２だけ高い場合には、それに応じてマイクロ波の出力を上昇させ、または／およびマイクロ波の照射時間を長くして効率良く解凍する。これにより、被解凍物の重量を初期設定値としてその都度個別に入力することなく、被解凍物の重量に応じてマイクロ波の出力やマイクロ波の照射時間を自動制御することができ、しかも被解凍物の解凍後の品質劣化を防止するものである。
【００２９】
また、本実施形態では、後述する解凍サイクルを開始するに際して、予備乾燥を行っているので、被解凍物の表面に霜解けの水分が付着していてもこれを予備乾燥で除去してから解凍でき、後述するマイクロ波を照射しても、その照射集中を回避することができる。
【００３０】
上記減圧平衡域Ｂまで減圧工程Ｇを行った後、上記調圧弁４１を後述する所定の開度で開放して復圧工程Ｆへと移行し、復圧工程Ｆの減圧度が真空放電を起こさないＣ〔本実施形態では多少余裕を見て１．３３ｋＰａ（１０Ｔｏｒｒ）に設定〕を超えた後のＣ点のときに、上記マグネトロン２２によるマイクロ波の照射Ｍを開始し、予め設定した復圧上限値Ｄまで復圧したときに真空圧力センサーからの圧力信号に基づいて制御装置が上記調圧弁４１を閉成し、その後再度減圧工程Ｇ′へ移行する。そして、その減圧度が真空放電を起こさない下限値Ｐ１に達する手前のＡ′点まで上記マグネトロン２２によるマイクロ波の照射Ｍを継続して被解凍物を加熱し、このＡ′点においてマイクロ波の照射を停止する。
【００３１】
本実施形態では、減圧平衡域ＢからＴ１時間（予め設定した所定時間であり、例えば１０秒）の経過により復圧工程Ｆの減圧度が真空放電を起こさない下限値Ｐ１を超えたとされるＣ点のときに、上記マグネトロン２２によるマイクロ波の照射Ｍを開始しているが、これに限るものではなく、復圧工程Ｆの減圧度が真空放電を起こさない下限値Ｐ１に達したことを真空圧力センサー３１からの圧力信号により検知し、これに基づいてマイクロ波の照射Ｍを開始してもよい。
【００３２】
なお、本実施形態において、マイクロ波の照射を開始する時点Ｃ，Ｃ´…を調整、例えば遅らせると、マイクロ波の照射時間の短縮化を図ることができ、重量が標準試料よりも軽い場合に適用できる。逆にこのＣ，Ｃ´…を早める（但し、Ｐ１を通過した後）ことにより、照射時間を最長にして、重量が標準試料よりも重い場合に適用できる。また、後述する照射の停止時点の調整でも可能である。
【００３３】
また本実施形態では、上記真空放電を起こさない減圧度の下限値Ｐ１は、上述したように、１．３３ｋＰａ（１０Ｔｏｒｒ）に設定されている。即ち、復圧工程Ｆにおける減圧度が１．３３ｋＰａ（１０Ｔｏｒｒ）を超えた後のＣ点のときに、上記マグネトロン２２によるマイクロ波の照射Ｍを開始し、予め設定した復圧上限値Ｄまで復圧した後、再度減圧工程Ｇ′へ移行すると共に、その減圧度が１．３３ｋＰａ（１０Ｔｏｒｒ）に達する手前のＡ′点まで上記マグネトロンによるマイクロ波の照射Ｍを継続して被解凍物を加熱する。このように復圧工程Ｆの途中から減圧工程Ｇ′にわたってマイクロ波の照射Ｍを行っているため、減圧工程でのみ照射する従来に比較して、復圧工程と減圧工程とからなる１解凍サイクルにおける照射時間を充分に確保することができる。したがって、被解凍物の質量に対してマイクロ波の出力を小さくできるので、被解凍物の角部へマイクロ波が集中する現象である端面効果が生じない。
【００３４】
また、復圧工程Ｆにおける減圧度が１．３３ｋＰａ（１０Ｔｏｒｒ）を超えたＣ点からマイクロ波の照射Ｍを開始するので、被解凍物の表面からの水分の気化量が少なく、乾燥が生じないと同時に減圧速度が遅くならず、良好な解凍を安定して行うことができる。さらに、減圧度が１．３３ｋＰａ（１０Ｔｏｒｒ）以上の範囲においてマイクロ波の照射Ｍを行っているので、チャンバー１０内において放電現象が生じ難く、被解凍物へ充分にマイクロ波が吸収され、解凍時間を短くすることができ、安定した解凍を実現することができる。
【００３５】
上記復圧上限値Ｄは、マイクロ波を照射するマグネトロン２２の出力と真空ポンプ４６の減圧能力とチャンバー１０の容積によって設定される可変な圧力値であり、本実施形態では、調圧弁４１の絞り弁４１′の絞りを調整することにより、６．６６ｋＰａ（５０Ｔｏｒｒ）に設定されている。したがって、６．６６ｋＰａ（５０Ｔｏｒｒ）まで復圧すると、調圧弁４１からのリークと真空ポンプ４６の吸引能力がバランスして、調圧弁４１を閉じない限り６．６６ｋＰａ（５０Ｔｏｒｒ）を維持して圧力上昇はしない。
【００３６】
本実施形態では、このように復圧上限値Ｄの圧力値が、マイクロ波を照射するマグネトロン２２の出力と真空ポンプ４６の減圧能力とチャンバー１０の容積に応じて適宜設定されるので、真空放電発生域に入るまでに過不足のないマイクロ波の照射時間を採ることができ、しかも効率良く減圧できる。
【００３７】
なお、復圧上限値Ｄに到達したことを検知する手段として、本実施形態では真空圧力センサー３１からの信号により検知し、これにより制御装置が調圧弁４３を閉じて減圧工程に移行するように構成したが、本発明はこれに限らず、例えば、マイクロ波の照射を開始した時点Ｃからの時間Ｔ２（Ｔ１と同様に、真空ポンプの能力とチャンバーの容積から実験的に求められる。）により制御してもよい。具体的には、Ｃからの時間Ｔ２を８０秒間に設定し、この８０秒間が満了した時点で調圧弁４３を閉じて減圧工程に移行するように構成しても良い。
【００３８】
マイクロ波照射の停止後、Ａ′点から減圧平衡域Ｂ′までの減圧過程において、被解凍物を昇華冷却する。このように減圧工程Ｇ′におけるＡ′点までマイクロ波を照射して被解凍物を加熱した後、Ａ′点から減圧平衡域Ｂ′までの減圧過程において被解凍物を昇華冷却するのは、マイクロ波を照射して被解凍物を加熱すると、被解凍物の表面部分の温度が中心部分の温度よりも高くなり、そのまま加熱を継続すると表面部分にドリップが発生するなどの不都合が生じるからであり、昇華により表面部分を冷却して内外の温度差を縮めるためである。
【００３９】
すなわち、昇華が始まると気化潜熱が奪われて表面部分の温度が低下していくとともに、表面部分の熱が中心部分に移動（熱伝導）して中心部分を昇温する。これにより被解凍物の温度が均一化されて、全体として被解凍物の温度が上昇し解凍が促進されることになる。また、被解凍物の温度が均一化されながら、全体として被解凍物の解凍が促進されるので、部分的に解凍が進行してドリップが発生したり、このドリップにマイクロ波が集中する不都合を防止することができる。
【００４０】
本実施形態は、復圧工程Ｆへ移行し、復圧工程Ｆの減圧度が真空放電を起こさない下限値Ｐ１である１．３３ｋＰａ（１０Ｔｏｒｒ）を超えた後のＣ点のときにマイクロ波の照射Ｍを開始し、予め設定した復圧上限値Ｄである６．６６ｋＰａ（５０Ｔｏｒｒ）まで復圧した後に再度減圧工程Ｇ′へ移行すると共に、その減圧度が真空放電を起こさない下限値Ｐ１であるＡ′の１．３３ｋＰａ（１０Ｔｏｒｒ）に達する手前までマイクロ波の照射Ｍを継続して加熱し、マイクロ波の照射Ｍの停止後に、減圧平衡域Ｂ′までの減圧過程において昇華冷却する解凍サイクルを１サイクルとして、この解凍サイクルを繰り返し行う。
【００４１】
即ち、図４において、減圧平衡域Ｂ′まで減圧工程Ｇ′を行った後復圧工程Ｆ′へ移行し、復圧工程Ｆ′の減圧度が真空放電を起こさない下限値Ｐ１である１．３３ｋＰａ（１０Ｔｏｒｒ）を超えた後のＣ′点のときにマイクロ波の照射Ｍ′を再び開始し、予め設定した復圧上限値Ｄ′である６．６６ｋＰａ（５０Ｔｏｒｒ）まで復圧した後に再度減圧工程Ｇ″へ移行すると共に、その減圧度が真空放電を起こさない下限値Ｐ１であるＡ″の１．３３ｋＰａ（１０Ｔｏｒｒ）に達する手前までマイクロ波の照射Ｍ′を継続して加熱し、マイクロ波照射を再度停止した後、減圧平衡域Ｂ″までの減圧過程において昇華冷却する解凍サイクルを２サイクル目として行う。各復圧工程Ｆ、Ｆ′…における復圧特性は、復圧弁４１の絞り弁４１′の設定に依存しているので、各解凍サイクルにおいて一定、即ち、復圧曲線のカーブが各解凍サイクルにおいて一定であり、これにより安定した解凍を行うことができる。
【００４２】
図４に示すように、このような解凍サイクルを繰り返し行うと、チャンバー１０内の飽和蒸気圧が被解凍物の温度上昇に伴って上昇するので、上記減圧平衡域Ｂ、Ｂ′、Ｂ″…の減圧度は解凍サイクルの繰り返しに伴い順次上昇する現象を示す。そこで、この減圧平衡域Ｂ、Ｂ′、Ｂ″…における減圧度が所定の値に達したときに解凍サイクルを終了する。すなわち、所望する解凍温度は飽和蒸気圧の領域設定で行うことができ、この設定領域で減圧平衡になったならば所望解凍温度になったものとして解凍操作を終了する。そして、この設定領域になるまでの解凍サイクルの繰り返しサイクル数は、被解凍物の重量（質量）やマグネトロン２２の出力、及び真空ポンプ４６の減圧能力等によっても異なり、本実施形態では、図４におけるＰ２Ａの圧力値を４８０Ｐａ（３．６Ｔｏｒｒ）、Ｐ２Ｂの圧力値を４５３Ｐａ（３．４Ｔｏｒｒ）として、上記減圧平衡域Ｂ、Ｂ′、Ｂ″…における減圧度がＰ２Ａ〜Ｐ２Ｂの間の値に達したときに、被解凍物の温度が約−３℃に成ったものと想定して解凍サイクルを終了する。
【００４３】
なお、上記したＰ２Ａ及びＰ２Ｂの設定圧力値は、仕上がり温度を−３℃に設定した場合の飽和蒸気圧に前後１３．３Ｐａ（０．１Ｔｏｒｒ）の幅を持たせたものであり、この幅を増減してもよい。また、仕上がり温度は−３℃に限定されるものではなく、所望する温度に設定でき、この設定温度に対応する飽和蒸気圧に応じて前記Ｐ２Ａ及びＰ２Ｂを設定する。
【００４４】
制御装置５０において解凍サイクルの終了が決定されると、大気開放弁４０が開放されると共に、ポンプ駆動モータ４５の電源を遮断して真空ポンプ４６が停止され、真空圧力センサー３１の圧力が１０１．３ｋＰａ（７６０Ｔｏｒｒ）を示すと、ドア１１の開放が可能となり、チャンバー１０内から約−３℃に解凍された被解凍物を取り出すことができるものである。
【００４５】
なお、前記実施形態では被解凍物を冷凍食品として説明したが、本発明で解凍する被解凍物は食品に限定されるものではなく、血液、血清、精液、薬品などでもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、予備乾燥工程において、被解凍物を収容したチャンバー内の減圧平衡域に至る減圧到達時間や到達減圧度等の減圧変化量を実測し、実測した減圧変化量を予め設定した標準値と比較して、重量と減圧変化量との相関から被解凍物の重量を推測し、この重量に応じてマイクロ波の出力または／およびマイクロ波の照射時間を制御するので、被解凍物の重量を初期設定値としてその都度個別に入力することなく、被解凍物の重量に応じてマイクロ波の出力やマイクロ波の照射時間を自動制御し、これにより品質を劣化させることなく、効率の良い解凍を行うことができ、しかも操作が簡単である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の真空マイクロ波解凍機の外観を示す正面図である。
【図２】本実施形態の真空マイクロ波解凍機における主要な構成要素を示す概略図である。
【図３】本実施形態の真空マイクロ波解凍機における制御系を示すブロック図である。
【図４】本実施形態の真空マイクロ波解凍機における解凍サイクルを示す説明図である。
【図５】本実施形態の真空マイクロ波解凍方法において、被解凍物の重量推定手法を示す説明図である。
【符号の説明】
１  真空マイクロ波解凍機
２  筐体
３  食品収容部
４  機械収納部
５  制御部
６  表示部
７  操作部
８  キャスター
１０  チャンバー
１１  ドア
１２  把手
１３  回転軸
１４  軸受
１５  ターンテーブル
１６  テーブル駆動モータ
２０  直状導波管
２１  レジューサ導波管
２２  マイクロ波発生器（マグネトロン）
２３  フランジ接続部
３０  放電検出センサー
３１  真空圧力センサー
４０  大気開放弁
４１  調圧弁
４３  減圧系
４４  逆止弁
４５  ポンプ駆動モータ
４６  真空ポンプ
５０  制御装置
５１  ＲＯＭ
５２  テーブル駆動モータの電源制御系
５３  ポンプ駆動モータの電源制御系
５４  大気開放弁の開閉制御系
５５  調圧弁の開閉制御系
５６  マイクロ波発生器の電源制御系
５７  放電検出センサーの検出値入力系
５８  真空圧力センサーの検出値入力系
５９  操作部の設定値等の入力系
６０  表示部の表示出力系
【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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