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【発明の名称】 マイクロ波乾燥装置
【発明者】 【氏名】宮坂 隆美

【氏名】沼澤 建一
【要約】 【課題】複数枚のプレートに載置した乾燥対象物を可及的に一様に乾燥し得るマイクロ波乾燥装置を提供する。

【解決手段】真空ポンプ１２によって減圧されていると共に、加熱ヒータ１４等によって加熱されている乾燥槽１０内に載置された乾燥対象物にマイクロ波を照射して脱水処理を施すマイクロ波発信器１８、１８・・が設けられて成るマイクロ波乾燥装置において、該乾燥対象物を載置する複数枚のプレート２４、２４・・が上下方向に所定の間隔を介して段状に積層された積層体２２の両側からマイクロ波が照射されるように、乾燥槽１０内に挿入された積層体２２を挟んで複数個のマイクロ波発信器１８、１８・・が設置され、且つプレート２４の各々がマイクロ発信器１８からのマイクロ波の照射方向に対して上下動するようにプレートを往復動する往復動装置４０が設けられていることを特徴とする。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 減圧手段によって減圧されていると共に、加熱手段によって加熱されている乾燥槽内に載置された乾燥対象物にマイクロ波を照射して脱水処理を施すマイクロ波発信器が設けられて成るマイクロ波乾燥装置において、該乾燥対象物を載置する複数枚のプレートが上下方向に所定の間隔を介して段状に積層された積層体にマイクロ波が照射されるように、前記積層体に沿って複数個のマイクロ波発信器が設置され、且つ前記プレートの各々がマイクロ発信器からのマイクロ波の照射方向に対して上下動するようにプレートを移動する移動手段が設けられていることを特徴とするマイクロ波乾燥装置。
【請求項２】 移動手段が、積層体の全体を上下方向に往復動させる往復動手段である請求項１記載のマイクロ波乾燥装置。
【請求項３】 プレートの積層体が、ループ状に積層されたループ状積層体であり、且つ移動手段が、前記プレートの各々がループ状軌道に沿って移動するループ状移動手段である請求項１記載のマイクロ波乾燥装置。
【請求項４】 マイクロ波を反射する反射板が、マイクロ波発信器の各々から照射されたマイクロ波を積層体の方向に反射する位置に設けられている請求項１〜３のいずれか一項記載のマイクロ波乾燥装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はマイクロ波乾燥装置に関し、更に詳細には減圧手段によって減圧されていると共に、加熱手段によって加熱されている乾燥槽内に載置された乾燥対象物にマイクロ波を照射して脱水処理を施すマイクロ波発信器が設けられて成るマイクロ波乾燥装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】乾燥装置として、マイクロ波（波長；１〜１００ｃｍ、周波数；３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚ）を使用したマイクロ波乾燥装置が研究されている。かかるマイクロ波乾燥装置の一例を図４に示す。図４に示すマイクロ波乾燥装置には、乾燥槽１００内を減圧状態とする減圧手段としての真空ポンプ（図示せず）と、乾燥槽１００内を加熱する加熱手段としての加熱ヒータ１０２及び加熱ジャケット１０４と、真空ポンプによって減圧されていると共に、加熱ヒータ１０２等によって加熱されている乾燥槽１００内に載置された乾燥対象物にマイクロ波を照射して脱水処理を施す複数個のマイクロ波発信器１０６、１０６・・と、加熱ヒータ１０２等によって加熱された乾燥槽１００内の温度及びマイクロ波の分布を一様とするスターラ１０８とが設けられている。
【０００３】この乾燥槽１００内に挿入された積層体１１０は、乾燥対象物が載置された複数枚のプレート１１２、１１２・・が上下方向に所定の間隔を介して段状に積層されて形成されており、積層体１１０の両側からマイクロ波が照射されるように、複数個のマイクロ波発信器１０６、１０６・・が積層体１１０を挟んで設けられている。この様に、マイクロ波発信器１０６、１０６・・が設けられた乾燥槽１００は、減圧配管１２０によって真空ポンプと連結されており、減圧状態の乾燥槽１００の内圧を大気圧に復圧する復圧配管１６０とも接続されている。尚、復圧配管１６０には、復圧弁（図示せず）が設けられており、真空ポンプを駆動して乾燥槽１００を減圧状態とする場合には閉じられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図４に示すマイクロ波乾燥装置によれば、減圧・加熱状態下で、プレート１１２、１１２・・の各々に載置された乾燥対象物の両側よりマイクロ波発信器１０６、１０６・・からマイクロ波を照射できる。しかも、加熱ヒータ１０２等による加熱は、減圧下で水分が蒸発する程度の加熱でよく、比較的低温で脱水処理できるため、乾燥対象物の味、香り、色等を保持した状態で乾燥できる。しかしながら、プレート１１２、１１２・・の各々で脱水処理されて得られた乾燥品の乾燥状態にはバラツキが見られ、図５に示す如く、プレート１１２の内壁近傍Ａの乾燥品が焦げる乾燥焼けが発生するプレートも存在する。そこで、本発明の課題は、複数枚のプレートに載置した乾燥対象物を可及的に一様に乾燥し得るマイクロ波乾燥装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記課題を解決すべく、先ず、乾燥焼け等の乾燥斑が発生する原因について検討したところ、乾燥斑は、乾燥槽１００内に発信されたマイクロ波が特定の乾燥対象物に集中して発生すること、つまり、均等に乾燥対象物に照射されていない点にある。このマイクロ波の集中は、各種構造物によるマイクロ波の反射や干渉等によって惹起されるものと考えられる。かかるマイクロ波の集中は、マイクロ波発信器１０６を移動させつつマイクロ波を発信することによって解消できるものと考えられる。しかし、マイクロ波発信器１０６を移動可能に設けることは、マイクロ波の漏洩等が発生し易くなり、漏洩したマイクロ波が人体に危害、或いは無線通信の妨害等の原因となることがある。このため、マイクロ波の漏洩等を容易に防止し得るように、マイクロ波発信器１０６は固定せざる得ない。一方、本発明者等は、乾燥対象物が載置されたプレート１１２を移動することによって、マイクロ波発信器１０６を固定しても、乾燥対象物の乾燥斑の解消には有効ではないかと考え検討した結果、本発明に到達した。
【０００６】すなわち、本発明は、減圧手段によって減圧されていると共に、加熱手段によって加熱されている乾燥槽内に載置された乾燥対象物にマイクロ波を照射して脱水処理を施すマイクロ波発信器が設けられて成るマイクロ波乾燥装置において、該乾燥対象物を載置する複数枚のプレートが上下方向に所定の間隔を介して段状に積層された積層体にマイクロ波が照射されるように、前記積層体に沿って複数個のマイクロ波発信器が設置され、且つ前記プレートの各々がマイクロ発信器からのマイクロ波の照射方向に対して上下動するようにプレートを移動する移動手段が設けられていることを特徴とするマイクロ波乾燥装置にある。かかる本発明において、移動手段として、積層体の全体を上下方向に往復動させる往復動手段、或いはプレートの積層体を、ループ状に積層されたループ状積層体であり、且つ移動手段として、前記プレートの各々がループ状軌道に沿って移動するループ状移動手段を採用することによって、乾燥対象物の乾燥斑を更に一層効果的に解消できる。また、マイクロ波を反射する反射板を、マイクロ波発信器の各々から照射されたマイクロ波を積層体の方向に反射する位置に設けることによって、プレートに載置された乾燥対象物にマイクロ波を均一に照射できる。
【０００７】本発明に係るマイクロ波乾燥装置によれば、乾燥槽内に照射されたマイクロ波に照射分布が存在しても、プレートをマイクロ波の照射方向に対して上下動させるため、プレートに載置された乾燥対象物に対し、所定時間内では平均したマイクロ波を照射できる。その結果、乾燥対象物の乾燥焼け等の乾燥斑を可及的に解消できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明に係るマイクロ波乾燥装置の一例を図１によって説明する。図１に示すマイクロ波乾燥装置には、乾燥槽１０内を減圧状態とする減圧手段としての真空ポンプ１２と、乾燥槽１０内を加熱する加熱手段としての遠赤外線を放出する遠赤外線加熱ヒータ１４（以下、単に加熱ヒータ１４と称する）及び加熱ジャケット１６と、真空ポンプ１２によって減圧されていると共に、加熱ヒータ１４等によって加熱されている乾燥槽１０内に載置された乾燥対象物にマイクロ波を照射して脱水処理を施す複数個のマイクロ波発信器１８、１８・・と、加熱ヒータ１４等によって加熱された乾燥槽１０内を攪拌して温度及びマイクロ波の分布を一様とするスターラ２０とが設けられている。この乾燥槽１０内に挿入された積層体２２は、乾燥対象物が載置された複数枚のプレート２４、２４・・が上下方向に所定の間隔を介して段状に積層されて形成されており、積層体２２の両側からマイクロ波が照射されるように、複数個のマイクロ波発信器１８、１８・・が積層体２２を挟んで設けられている。
【０００９】かかる乾燥槽１０は、真空ポンプ１２と減圧配管２６によって連結されており、減圧配管２６の途中には、減圧弁２８が設けられている。更に、乾燥槽１０には、減圧状態にある乾燥槽１０の内圧を大気圧に復圧させる復圧配管３０が設けられており、この復圧配管３０の途中に復圧弁３２が設けられている。この真空ポンプ１２を駆動し減圧弁２８を開とすることによって乾燥槽１０の内圧を減圧状態とすることができる。かかる乾燥槽１０の減圧状態は、減圧弁２８と真空ポンプ１２との間の減圧配管２６に接続された調圧配管３４に設けられた自動調整弁３６によって調整できる。つまり、自動調整弁３６の開度を調整して大気の吸気量を調整することにより、減圧弁２８から吸引される吸引量を調整することによって、乾燥槽１０の減圧状態を調整できる。尚、調圧配管３４には、調整手動弁３８及びストップ弁４１が設けられており、手動でも乾燥槽１０内の減圧状態を調整できる。
【００１０】図１に示すマイクロ波乾燥装置において、乾燥対象物が載置された複数枚のプレート２４、２４・・が上下方向に所定の間隔を介して段状に積層されて成る積層体２２の全体を、マイクロ発信器１８、１８・・からのマイクロ波の照射方向に対して上下方向に往復動させる往復動装置４０が設けられている。かかる往復動装置４０としては、油圧又は空気圧駆動のシリンダ装置を使用でき、シリンダ装置のロッドの一端を積層体２２に接続することによって、積層体２２を往復動させることができる。この往復動装置４０によって積層体２２の往復動幅は、照射するマイクロ波の波長によって異なるが、６０〜１２０ｍｍ程度とすることが好ましい。また、往復動数は、２回／分程度で充分である。
【００１１】この様な、図１に示すマイクロ波乾燥装置では、乾燥対象物が載置された複数枚のプレート２４、２４・・が上下方向に所定の間隔を介して段状に積層された積層体２２を乾燥槽１０内に挿入した後、スターラ２０によって攪拌されている乾燥槽１０内を加熱ヒータ１４及び必要に応じて加熱ジャケット１６により加熱しつつ、真空ポンプ１２を駆動して所定の真空度に減圧し、マイクロ発信器１８、１８・・からマイクロ波を照射する。このため、積層体２２のプレート２４に載置された乾燥対象物には、プレート２４の両側からマイクロ波が照射される。尚、この際、復圧弁３２は閉じられていると共に、減圧弁２８は開かれており、乾燥槽１０の真空度の調整は、自動調整弁３６によって自動的に行われる。
【００１２】また、マイクロ発信器１８、１８・・からマイクロ波を照射すると共に、往復動装置４０を駆動して積層体２２の全体を所定幅で上下方向に往復動する。このため、積層体２２のプレート２４の各々に載置された乾燥対象物に対するマイクロ波の照射量は、所定時間経過後には、プレート２４内及びプレート２４間において略均一とすることができる。その結果、乾燥対象物のプレート２４内及びプレート２４間の乾燥斑を可及的に解消できる。マイクロ波の照射は、乾燥対象物が充分に脱水されるまで続行する。乾燥対象物の脱水が充分であるか否かは、乾燥槽１０の真空度を測定することによって判断できる。つまり、乾燥対象物の脱水が充分に行われたとき、真空ポンプ１２によって吸引される蒸気等の気体がなくなるため、乾燥槽１０の真空度は急激に高まることから容易に判断できる。
【００１３】乾燥対象物が充分に乾燥されたとき、マイクロ発信器１８、１８・・からのマイクロ波の照射を停止した後、減圧弁２８を閉じると共に、真空ポンプ１２を停止し、その後、復圧弁３２を開いて乾燥槽１０を大気圧とし、プレート２４、２４・・に載置された乾燥品を取り出すことができる。図１に示すマイクロ波乾燥装置によれば、加熱ヒータ１４等による加熱は、減圧下で水分が蒸発する程度の加熱でよく、比較的低温で乾燥対象物の脱水処理を施すことができるため、得られた乾燥品は、乾燥前の乾燥対象物の味、香り、色等を保持した状態で乾燥できる。しかも、乾燥品の乾燥斑を可及的に解消できるため、図１に示すマイクロ波乾燥装置は、お茶やインスタント麺等の食品分野の乾燥に好適である。尚、プレート２４を、図２に示す様に、上方に山形とすることによって、プレート２４に載置された乾燥対象物に対して矢印方向から照射されるマイクロ波を充分に照射できる。
【００１４】図１に示すマイクロ波乾燥装置では、積層体２２の全体を上下方向に往復動したが、図３に示す様に、ゴンドラ状のプレート５２をループ状に積層してループ状積層体５０を形成し、且つプレート５２の各々をループ状軌道５４に沿って移動するようにしてもよい。かかるプレート５２は、乾燥槽１０の外側に設けられたモータ（図示せず）によって、乾燥槽１０内に設けられた歯車等を駆動して移動することができる。この図３に示すマイクロ波乾燥装置のプレート５２の各々は、ループ状軌道５４に沿って移動する間に、マイクロ発信器１８、１８・・からのマイクロ波の照射方向に対して上下方向に移動し、プレート５２に載置された乾燥対象物に対するマイクロ波の照射量を、所定時間経過後に、プレート５２内及びプレート５２間において略均一とすることができる。
【００１５】図３に示すマイクロ波乾燥装置には、積層体５０に対して左右方向に設けられたマイクロ波発信器１８、１８・・の中間に、マイクロ波発信器１８、１８・・から照射されたマイクロ波を反射する反射板５６が設けられている。かかる反射板５６によって、積層体５０の一方側に設けられたマイクロ波発信器１８、１８から照射されたマイクロ波は、直接プレート５２に載置された乾燥対象物に照射されると共に、反射板５６によって反射されたマイクロ波も照射される。更に、かかるプレート５２が、積層体５０の他方側に設けられたマイクロ波発信器１８、１８から照射されたマイクロ波が照射される位置に移動すると、同様に、マイクロ波発信器１８、１８から照射されたマイクロ波によって、プレート５２に載置された乾燥対象物に直接照射されると共に、反射板５６によって反射されたマイクロ波も照射される。この様に、プレート５２に載置された乾燥対象物が、反射板５６により反射されたマイクロ波を利用して万遍なくマイクロ波によって照射されるため、乾燥対象物を短時間で且つ乾燥斑を可及的に防止しつつ乾燥することができる。以上、説明したマイクロ波乾燥装置では、積層体２０，５０の両側からマイクロ波が照射されるように、積層体２２，５０を挟んで複数個のマイクロ波発信器１８，１８・・を設置しているが、積層体２２，５０の片側に積層体２０，５０に沿って複数個のマイクロ波発信器１８，１８・・を設置してもよい。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、複数枚のプレートが上下方向に所定の間隔を介して段状に積層された積層体に対し、その両側からマイクロ波を照射すると共に、積層体を構成するプレートを上下方向に移動することによって、プレートに載置された乾燥対象物に対しマイクロ波を均一に照射できる。その結果、得られた乾燥品のプレート内及びプレート間に発生する乾燥斑を可及的に解消できる。このため、本発明に係るマイクロ波乾燥装置によれば、乾燥対象物を比較的低温で脱水処理でき、乾燥対象物の味、香り、色等を保持した状態で乾燥できるため、食品用の乾燥装置として好適に用いることができる。
【出願人】 【識別番号】０００１４８０２５
【氏名又は名称】株式会社千代田製作所
【出願日】 平成１２年１月１２日（２０００．１．１２）
【代理人】 【識別番号】１０００７７６２１
【弁理士】
【氏名又は名称】綿貫 隆夫 （外１名）
【公開番号】 特開２００１−１９４０６６（Ｐ２００１−１９４０６６Ａ）
【公開日】 平成１３年７月１７日（２００１．７．１７）
【出願番号】 特願２０００−３０９９（Ｐ２０００−３０９９）