JP2000262260A - マイクロ波食品加熱殺菌装置及び加熱殺菌方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】マグネトロンを用いたマイクロ波食品加熱殺菌
装置及び食品加熱殺菌装置を提供する。 【解決手段】マイクロ波照射室１１と、開口端が食品１
９の上方に配設されて焦点が食品１９の略底面部に位置
するようにした上側の導波管１２ａ、１２ａ′と、開口
端が食品１９の下方に配設されて焦点が食品１９の略上
面部に位置するようにした下側の導波管１２ｂ、１２
ｂ′と、導波管の一端に配設されたマグネトロン１３
と、マイクロ波透過性の容器１４を順次にマイクロ波照
射室１１内に搬送する搬送装置１６と、この駆動制御及
び前記マグネトロン１３の照射タイミング制御を行う制
御装置１８と、を備え、搬送装置１６は容器１４がマイ
クロ波照射中に前記導波管に対して所定位置に固定され
るように断続的に搬送する手段を有し、食品の上下より
同時にマイクロ波照射するタイミング制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マグネトロンを用
いたマイクロ波食品加熱殺菌装置及び食品加熱殺菌装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、食品にマイクロ波を照射して
加熱殺菌する方法及び装置が多数提案されている。

【０００３】従来のマイクロ波による食品の加熱殺菌装
置としては、例えば、図７の概略構成図に示されるよう
に、トンネル状に一体に形成または連設されたマイクロ
波照射室１（図７のように個々に遮蔽金属板で仕切られ
た小部屋の連設、または金属遮蔽板で囲まれた大きな一
部屋）と、前記マイクロ波照射室１内にマイクロ波エネ
ルギーを導く複数の導波管２と、前記導波管２の一端に
配設されたマグネトロン３と、殺菌対象の食品を容れて
密閉したマイクロ波透過性のプラスチックの容器４（袋
に充填したものを含む）複数個が無端の搬送ベルト５の
搬送ラインに所定間隔で並べられて順次に前記マイクロ
波照射室１内を連続的に通過するように搬送する搬送装
置６と、前記搬送装置６の駆動モーター７の駆動制御及
び前記マグネトロン３の照射タイミング制御を行う制御
装置８と、を備えるマイクロ波食品加熱殺菌装置１０が
典型であり、最終的に食品が１００℃〜１３０℃前後の
加熱温度になるまで数十秒〜数分の時間、食品に対して
マイクロ波照射を行う方法が採られる。

【０００４】このマイクロ波による食品加熱殺菌装置及
び方法は、加熱殺菌対象の食品自身及び食品内部に存在
する細菌に含まれる主として水分子が直接にマイクロ波
エネルギーを吸収して分子運動を生じて内部発熱（誘電
加熱という）するので、熱湯や高温蒸気による外部から
の食品加熱殺菌方法と比較すると、高周波電界自身の殺
菌効果と相俟って短時間に加熱殺菌され、且つ熱湯等の
熱媒体を必要としないので殺菌処理の取り扱いが容易と
なる等の利点を有する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
マイクロ波による加熱殺菌では、一般にマイクロ波の電
界集中によって食品全体に対する均一な加熱が困難であ
るというデメリットを伴う。そのため、従来はこの加熱
ムラの対策として、（イ）金属板等によって対象食品の
高温となりやすい部分を遮蔽してマイクロ波を反射させ
る反射方式や、（ロ）含水率の小さい食品に対して水、
アルコール等のマイクロ波エネルギー吸収体を加えて食
品の吸収効率を部分的に適宜変える吸収（減衰）方式、
さらには、（ハ）異なる波長のマイクロ波（浸透深さが
変わる）を照射するといった方式が提案されている。

【０００６】ところが、上記（イ）、（ロ）の方式によ
る加熱ムラ対策は、一方でマイクロ波エネルギーの吸収
効率の低下を招き、短時間で加熱殺菌するという初期の
目的が達成されないという問題点があった。

【０００７】また、電子レンジに使用されるマイクロ波
の周波数は現行の電波法では２４５０ＭＨｚが割当周波
数とされており、これ以外の周波数を使うのは事実上困
難である。元々、上記電子レンジの割当周波数２４５０
ＭＨｚのマイクロ波は水分子の固有振動数と相性がよ
く、且つ食品に対する浸透深さが表面から５〜７ｃｍ程
度なので電子レンジで加熱する程度の大きさの食品の誘
電加熱には丁度良い周波数なのである。マイクロ波の発
振周波数がこれより高いと浸透深さが浅くなり過ぎ、低
いと深く浸透するものの殆ど熱に交換されず素通りして
しまうことから、上記マイクロ波の周波数を変えるとい
う（ハ）の方式は採用できない。而して、吸収効率を高
くして短時間で加熱殺菌処理を可能と成し、且つ食品に
対して均一な加熱を実現する装置及び方法が要請される
のである。

【０００８】一方、マイクロ波を発振するマグネトロン
は電子レンジに使用される２４５０ＭＨｚのもの（出力
４００Ｗ〜８００Ｗ程度）が安価に入手し易いことは勿
論であるから、マイクロ波食品加熱殺菌装置においても
電子レンジ用のマグネトロンを利用することがコスト面
で望ましい。

【０００９】また、工業的には大量の食品を効率的に短
時間で殺菌処理可能なことが必須である。畢竟、コスト
面や処理能力面で他の殺菌方法に対して十分な競争力を
持つことが要請される（概ね数百個／時間、程度の処理
能力）。

【００１０】しかしながら、現在のマイクロ波食品加熱
殺菌装置を俯瞰すると、未だに上記要請を満たす装置及
び方法は実現されていない。例えば、豆腐のような温度
に対してデリケートな食品（加熱殺菌温度として適当な
温度範囲が６５〜８０℃という狭い範囲であり、９０℃
付近にまで加熱すると過度に凝固してしまい商品となら
ない。）で比較的大きな容積の食品に対しては特に均一
な加熱殺菌が要請されるものの、現段階では、短時間で
均一な加熱及び効率的な大量加熱殺菌処理を可能とする
マイクロ波による加熱殺菌装置及び加熱殺菌方法は未だ
実現されていない。

【００１１】本発明は、上記従来のマイクロ波による食
品加熱殺菌の装置及び方法の問題点に鑑みてなされたも
のであり、上記要請を十分に満足する装置と方法を提供
するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来のマイ
クロ波食品加熱殺菌装置及び方法の問題点を解決するた
めに、下記（１）〜（５）に記載の装置ないし方法を提
供する。

【００１３】（１） トンネル状に一体に形成または連
設されたマイクロ波照射室と、前記マイクロ波照射室内
にマイクロ波エネルギーを導く複数の導波管と、前記導
波管の一端に配設されたマグネトロンと、食品を容れた
マイクロ波透過性の容器が複数個搬送ラインに並べられ
て順次に前記マイクロ波照射室内を通過するように搬送
する搬送装置と、前記搬送装置の駆動制御及び前記マグ
ネトロンの照射タイミング制御を行う制御装置と、を備
えるマイクロ波食品加熱殺菌装置において、前記搬送装
置は前記食品を容れた容器がマイクロ波照射中に導波管
に対して所定位置に固定されるように断続的に搬送する
手段を有し、前記制御装置は食品を容れた各容器が所定
時間のマイクロ波照射を受けるマイクロ波照射工程を複
数工程順次に搬送される駆動制御を行い、且つ、各マイ
クロ波照射工程には開口端が食品の上方に配設されてマ
イクロ波の電界強度の最大点（焦点）が食品の略底面部
に位置するようにした上側の導波管と、開口端が食品の
下方に配設されてマイクロ波の電界強度の最大点（焦
点）が食品の略上面部に位置するようにした下側の導波
管と、を備えており、前記制御装置は各マイクロ波照射
工程において食品の上下より同時にマイクロ波照射する
ようにタイミング制御を行うことを特徴とするマイクロ
波食品加熱殺菌装置。

【００１４】（２） 上記（１）に記載のマイクロ波食
品加熱殺菌装置において、食品の中央部を主に加熱する
マイクロ波照射工程（メイン照射工程）と、食品のコー
ナー部を主に加熱するマイクロ波照射工程（サブ照射工
程）をそれぞれ行うマグネトロンとその導波管を配設し
たことを特徴とするマイクロ波食品加熱殺菌装置。

【００１５】（３） 上記（２）に記載のマイクロ波食
品加熱殺菌装置において、メイン照射工程の導波管は直
管であり、サブ照射工程の導波管は略９０度に湾曲する
Ｒ管であることを特徴とするマイクロ波食品加熱殺菌装
置。

【００１６】（４） 上記（１）または（２）または
（３）に記載のマイクロ波食品加熱殺菌装置において、
メイン照射工程及びサブ照射工程終了後に食品の温度を
非接触温度センサーにて検出して適正殺菌温度範囲内に
加熱された食品と、適正殺菌温度範囲を超えた食品と、
適正殺菌温度範囲未満の食品と、を選別するとともに、
前記適正殺菌温度範囲未満の食品に対して追加のマイク
ロ波照射工程を行うマグネトロンとその導波管を配設し
たことを特徴とするマイクロ波食品加熱殺菌装置。

【００１７】（５） 少なくとも食品の中央部を主に加
熱するメイン照射工程を５工程及び食品のコーナー部を
主に加熱するサブ照射工程を４工程順次に行うととも
に、最終の加熱温度を６５℃〜８０℃に制御することを
特徴とする上記（１）〜（４）の何れかに記載のマイク
ロ波食品加熱殺菌装置による食品加熱殺菌方法。

【００１８】なお、一般細菌の熱死滅条件は、例えば赤
痢菌では６０℃で５分とされており、通常においては６
５℃〜８０℃で１〜２分の範囲で大体殺菌できる。元よ
り、マイクロ波による加熱殺菌では高周波電界の殺菌効
果により上記条件よりも事実上さらに緩和されると考え
られる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明のマイクロ波食品加熱殺菌
装置及び加熱殺菌方法の実施の形態を図面に基づいて説
明する。

【００２０】図１は本発明に係るマイクロ波食品加熱殺
菌装置の全体構成を説明するための概略構成図であり、
図２は本発明に係るマイクロ波食品加熱殺菌装置の導波
管と食品を容れた容器との位置関係を説明する図であ
る。図３は本発明に係るマイクロ波食品加熱殺菌装置の
豆腐に対する加熱実験及び測定結果を説明するための図
である。図４及び図５は上記加熱実験の他の条件での測
定結果を表す図である。図６は本発明のマイクロ波食品
加熱殺菌装置が採用する加熱殺菌方法とその加熱温度の
測定結果を表す図である。

【００２１】図１において、マイクロ波食品加熱殺菌装
置２０の構成を概説すると、トンネル状に一体に形成ま
たは連設されたマイクロ波照射室１１と、前記マイクロ
波照射室１１内にマイクロ波エネルギーを導く直管の導
波管１２ａ・・、１２ｂ・・及び略９０度に湾曲するＲ
管の導波管１２ａ′・・、１２ｂ′・・と、前記各導波
管の一端に配設されたマグネトロン１３と、食品を容れ
たマイクロ波透過性の容器１４が複数個搬送ラインに並
べられて順次に前記マイクロ波照射室１１内を通過する
ように搬送する搬送装置１６（駆動モーター１５ａと１
５ｂで駆動される）と、前記搬送装置１６の駆動制御及
び前記マグネトロン１３の照射タイミング制御を行う制
御装置１８と、を備えることは図７に示された従来例の
マイクロ波食品加熱殺菌装置１０とほぼ同様であるが、
特に、前記搬送装置１６は従来より汎用されている無端
の搬送ベルト５のように食品を容れた容器１４を連続的
に継続して搬送する装置ではなく、前記食品を容れた容
器１４がマイクロ波照射中に導波管１２ａ・・、１２ｂ
・・、１２ａ′・・、１２ｂ′・・に対して所定位置に
固定されるように断続的に搬送する手段を有しており、
所謂シャトル方式またはタクト方式の搬送を可能にする
ものである。

【００２２】また、前記制御装置１８はマイクロコンピ
ュータによって食品を容れた各容器１４が所定時間（通
常は８〜２０秒程度に設定）のマイクロ波照射を受ける
１回のマイクロ波照射工程Ｋ（１タクトと称する）を複
数工程、即ち、一列に並んだＫ１、Ｋ２、Ｋ３・・の工
程へと順次に搬送されるように搬送装置１６の駆動制御
を行い、且つ、各マイクロ波照射工程Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３
・・には、図２の（ａ）直管を使用した場合または
（ｂ）のＲ管の導波管を使用した場合の概要図に示され
るように、開口端が食品１９を容れた容器１４の上方に
配設されてマグネトロン１３の発振するマイクロ波の電
界強度の最大点（焦点）Ｆａが容器１４内の食品１９の
略底面部１９ｂに位置するようにした上側の導波管１２
ａまたは１２ａ′と、開口端が食品１９の下方に配設さ
れてマイクロ波の電界強度の最大点（焦点）Ｆｂが食品
１９の略上面部１９ａに位置するようにした下側の導波
管１２ｂまたは１２ｂ′と、を備えており、図１におけ
る前記制御装置１８はマイクロ波照射室１１の入り口に
配設された図示しないセンサーによって食品１９の存在
を確認しつつ連続するマイクロ波照射工程Ｋ１、Ｋ２・
・・において食品の上下より同時にマイクロ波が連続し
て照射されるようにマグネトロン１３の制御を行うよう
に構成されている。

【００２３】本装置においては、前記マグネトロン１３
として、一般家庭の電子レンジで使用されているマグネ
トロン（出力４００Ｗ〜８００Ｗ、特に出力５００Ｗの
ものが汎用されている。）をそのまま利用することがコ
スト面で好ましい。また、導波管１２ａ、１２ｂは断面
形状が四角形または円形の金属管とし、図２の（ａ）及
び（ｂ）に示されるように、各マグネトロン１３から食
品１９の底面部１９ｂまたは上面部１９ａまでの導波距
離Ｘが２４５０ＭＨｚのマイクロ波の波長λ（＝１２３
ｍｍ）の５／４倍、７／４倍、９／４倍、１１／４倍・
・・の関係に当たる距離に設定して、マイクロ波の電界
強度の最大点（焦点）Ｆａ、Ｆｂが図のようなオーバー
ラップの配置条件を満たす距離関係になるように配設さ
れている。

【００２４】上記構成において、マイクロ波照射中は直
管の導波管１２ａ、１２ｂの開口端の真下または真上に
容器１４の中央が位置するように上記所定の位置を設定
すれば、効率的に食品の中央付近の大きな領域を加熱す
ることができる。この点、従来より食品の搬送に利用さ
れている無端ベルトによる連続搬送方式ではマイクロ波
の照射が食品に対して相対的に常に動いていて一定にな
らず、結果的にエネルギー吸収効率が落ちるのである。

【００２５】次に、上記搬送装置１６及びその制御につ
いてより具体的に詳述すると、搬送装置１６は食品１９
を容れた容器１４の照射すべき箇所（例えば中央）を導
波管１２ａ及び１２ｂの開口端の真下または真上にくる
位置に正確に移動させて静止状態にし、制御装置１８が
マグネトロン１３をオンにしてマイクロ波を１０秒間上
下から同時に照射した後、２秒間で次のタクトに搬送ラ
インに載置されている全容器１４を所定距離（１タクト
分）移動するように制御装置１８によって駆動制御され
る（シャトル方式ないしタクト方式）。

【００２６】上記シャトル方式ないしタクト方式の搬送
を実現する搬送装置１６としては、コスト的な面を考慮
すれば、従来の無端の搬送ベルト５や食品を載せるトレ
イを連結した無端のチェーンを駆動モーター７で断続的
に運転することで実現可能である。もっとも、本マイク
ロ波食品加熱殺菌装置２０では、導波管１２ａ、１２ｂ
・・の開口端に対して正確に容器１４の位置決めを行う
ことが望ましいので、上記従来の搬送装置６等で断続的
に運転する方式では、駆動モーター７のオン／オフによ
る位置制御が甘くなる。

【００２７】高精度な位置決めを求めるならば、搬送の
位置精度を高めたシャトル方式の搬送手段として、食品
を容れた容器１４の底面左右両脇で支持する固定された
載置台に対して、モーター・カム駆動によって周期的に
１０ｍｍ程度上下動するとともにラック＆ピニオン機構
によって水平方向に所定距離往復動するシャトルハンド
（移動台）を前記載置台の狭間に配設して、アップ、順
方向スライド（１タクト分）、ダウン、逆方向スライド
を１ターンとして上下往復回動する図１に示されるよう
な搬送機構を採用することで精度の高いシャトル方式の
搬送が実現可能である。即ち、駆動モーター１５ａが上
記シャトルハンドの上下動を行う上記モーター・カム駆
動を、駆動モーター１５ｂが同シャトルハンドの水平方
向のスライド動を行うラック＆ピニオン機構を駆動す
る。換言すれば、マイクロ波照射工程（１タクト）終了
毎に繰り返して各工程にある全容器１４をシャトルハン
ドで持ち上げ、次の工程に移動させ、載置台に置き、元
の位置に戻るという動作を周期的に繰り返すことで、精
度のよいシャトル機構となるのである。なお、物品の搬
送手段としてのシャトル方式自体は、自動車製造ライン
等で採用されている公知の技術であり、その実現手段は
上記機構以外にも種々考えられることは勿論である。

【００２８】次に、食品１９の均一加熱の手段・方法に
ついて、本マイクロ波食品加熱殺菌装置２０が射程とす
る食品１９の典型である豆腐に対する加熱実験を基に以
下詳述する。

【００２９】図３の（ａ）に示されるように、豆腐１丁
を容れた略直方体容器１４をマイクロ波照射室に置き、
その上下にマグネトロン１３（出力５００Ｗ）から豆腐
中心までの導波距離Ｘが２．７５λ（＝３３８ｍｍ）と
なるように、換言すれば電界強度が最大となる距離（焦
点距離）Ｆが豆腐２３の中心に合うようにＲ管の導波管
１２ａ′、１２ｂ′を配設して、発振周波数２４５０Ｍ
Ｈｚのマイクロ波照射による豆腐の加熱実験を行ったと
ころ、図３の（ｂ）の測定結果を得た。なお、下記表の
枠は豆腐２３を平面から見た場合を表し、９分割された
各欄は平面における中央部と４つのコーナー部の位置を
示しており、各欄の３つの温度データ（℃）は前記各箇
所における豆腐の（下部、中部、上部）に当たる温度を
それぞれ示す。

【００３０】上記実験の結果、中心が６５℃以上となる
のに６０秒間という短いマイクロ波照射で済んだが、図
３の（ｂ）から判るように、豆腐の加熱温度は中央部で
高く、コーナー部分で相当に低いという結果となり、均
一な加熱が実現されていない。

【００３１】次に、開口端が図２の（ｂ）に示されるよ
うに、食品１９（豆腐２３とする）の上方に配設されて
マイクロ波の電界強度の最大点（焦点）Ｆａが豆腐２３
の略底面中央部に位置するようにした上側のＲ管の導波
管１２ａ′と、開口端が豆腐の下方に配設されてマイク
ロ波の電界強度の最大点（焦点）Ｆｂが豆腐の略上面中
央部に位置するように下側のＲ管の導波管１２ｂ′を配
設して焦点がオーバーラップするようにした場合は、図
４の測定結果を得た。

【００３２】図４から判るように、６０秒間の照射では
中央部は６０℃程度であるが、コーナー部分もこれに近
いか中央部以上の温度にまで加熱されている。また中央
部の温度を７０℃程度にするには９０秒間の照射が必要
であったが、全体的にほぼ均一な加熱が実現されたとい
える。これは一面では、Ｒ管の導波管１２ａ′、１２
ｂ′を上下に各焦点Ｆａ、Ｆｂがオーバーラップするよ
うに配設して同時にマイクロ波照射するという加熱手段
が、後述の直管の導波管１２ａ、１２ｂの場合と比べて
加熱効率は落ちるが、穏やかで均一な加熱を行うことに
利用できることを示唆している。

【００３３】次に、上記実験を図２の（ａ）のように直
管の導波管１２ａ、１２ｂにして同様の実験を行ったと
ころ図５の測定結果を得た。

【００３４】図５から判るように、中央部は６０秒間の
マイクロ波照射で下側が７０℃まで上昇したが、全体的
に温度が低く、中央部とコーナー部分との温度差がＲ管
に比べて大きい。即ち、オーバーラップさせて同時に照
射する方法でも直管の導波管１２ａ、１２ｂの場合は中
央部だけは効率的に加熱されるがコーナー部分の加熱が
遅い結果となった。

【００３５】上記実験結果から、本願発明者は加熱殺菌
の加熱効率の向上と加熱の均一化を同時に実現するマイ
クロ波による加熱殺菌方法として、例えば、加熱対象の
豆腐２３における全ての箇所の温度が６５℃〜８０℃の
範囲内とするために、図１に示されるように、先ず直管
の導波管１２ａ、１２ｂの上下オーバーラップによる照
射で素早く効率的に食品１９の中央部を主に加熱するマ
イクロ波照射工程Ｋ１〜Ｋ６タクト（メイン照射工程と
称する）と、次に、食品１９の主にコーナー部をＲ管の
導波管１２ａ′、１２ｂ′の上下オーバーラップでマイ
クロ波照射して穏やかに加熱するマイクロ波照射工程Ｋ
７〜Ｋ１０（サブ照射工程と称する）の組み合わせによ
って実現可能ではないかと想起した。

【００３６】図６は図２の（ａ）のように焦点Ｆａ、Ｆ
ｂを上下オーバーラップさせた直管の導波管１２ａ、１
２ｂで６０秒間、次に焦点Ｆａ、Ｆｂを上下オーバーラ
ップさせたＲ管の導波管１２ａ′、１２ｂ′（照射中心
が食品１９、即ち豆腐の中心から進行方向に向かって左
右に３５ｍｍずれたコーナー部分に近い側に配設）で左
右コーナー部分を中心に２０秒間の各マイクロ波照射を
行った加熱温度の測定結果、及び上記同条件のＲ管の導
波管で２５秒間照射した結果である。

【００３７】図６より、食品（豆腐）の全測定領域で６
５℃〜７５℃の加熱温度範囲におさまって概ね均一な加
熱が実現しており、上記メイン照射工程（Ｋ１〜Ｋ６）
とサブ照射工程（Ｋ７〜Ｋ１０）との組み合わせによ
り、マイクロ波照射による豆腐の均一で効率的な加熱が
実現できることが判る。

【００３８】而して、上記マイクロ波による加熱殺菌装
置３０又はこの装置を用いた上記加熱殺菌方法は豆腐に
限らず、他の種々の食品にも適用できることは明らかで
あろう。例えば、所定の大きさのマイクロ波透過性の容
器や袋に密封または皿に盛った惣菜、スパゲティ、レト
ルート食品等々であって特に制限はないが、本発明では
温度制御が難しい豆腐を念頭にして発明が成されたこと
を付言しておく。

【００３９】ところで、加熱殺菌処理を行う前の食品の
初期温度は必ずしも一定ではなく、マイクロ波照射工程
を終えた後の個々の食品の加熱温度にバラツキが生じる
ことがある。したがって、マイクロ波加熱殺菌の際に
は、初期条件としての食品の初期温度は実際の食品の温
度バラツキを考慮してその予想される初期温度範囲（例
えば３０℃〜４０℃）の中心または上限に近い温度に設
定してマイクロ波照射工程の照射時間を決定する必要が
ある。蓋し、前述のように加熱温度にデリケートな豆腐
では、適正な加熱殺菌温度範囲である６５℃〜８０℃を
越えて９０℃付近にまで加熱されてしまうと過度に凝固
してしまい商品として成り立たないのである。しかし、
初期条件を適正に設定しても所望の加熱殺菌温度範囲か
ら逸脱するものが生じ得ることは否めない。

【００４０】そこで、本発明の図１に示されるマイクロ
波食品加熱殺菌装置３０では、メイン照射工程（Ｋ１〜
Ｋ６のタクト）及びサブ照射工程（Ｋ７〜Ｋ１０のタク
ト）の終了後に、食品の温度をＫ１１のタクトで非接触
温度センサー２１にて測定して、制御装置１８が適正殺
菌温度範囲内に加熱された食品と、適正殺菌温度範囲を
超えた食品（不良品）と、適正殺菌温度範囲未満の食品
と、を選別するとともに、前記適正殺菌温度範囲未満の
食品に対しては、追加のマイクロ波照射工程（Ｋ１２と
Ｋ１３のタクト）を行うマグネトロン１３とその導波管
１２ａ′、１２ｂ′を付加的に配設した構成とするのが
望ましい。かつ、最終工程（Ｋ１４のタクト）にて再度
食品の温度を前述と同様に非接触温度センサー２１によ
って測定して最終選別をマイクロ波照射室１１に付設さ
れた図示しない選別機で自動的に行うことが望ましい。

【００４１】以上、加熱殺菌対象の食品として豆腐を例
に詳述したが、本発明のマイクロ波食品加熱殺菌装置
は、豆腐のように加熱温度が比較的低く且つ適正な加熱
温度範囲が狭く温度にデリケートな食品に対して特に有
益であることが理解されよう。

【００４２】最後に、本発明者の設計によれば、出力５
００Ｗのマグネトロンを用いた場合、一般の１丁程度の
容積の容器に密閉された豆腐においては、その量産性を
鑑みて処理能力を少なくとも食品の中央部を主に加熱す
るメイン照射工程（１０秒間照射／工程）を５工程、好
ましくは図１のように６工程、及び食品のコーナー部を
主に加熱するサブ照射工程（１０秒間照射／工程）を４
工程（左コーナー、右コーナー各２工程）を順次に行う
とともに、望ましくは最終工程に前記追加のマイクロ波
照射工程（導波管はＲ管としたサブ照射工程が望まし
い）を２工程（図１のＫ１２、Ｋ１３タクト）配設して
適宜追加照射を適正殺菌温度範囲未満の食品に対して行
い、最終のＫ１４タクトにて最終加熱温度を非接触温度
センサー２１にて測定して選別し、６５℃〜８０℃に制
御する。なお、上記非接触温度センサー２１としては小
形放射温度計を使用し、温度測定は上述のように前記追
加のマイクロ波照射工程Ｋ１２、Ｋ１３タクトの前後に
各１工程（Ｋ１１、Ｋ１４タクト）として挿入すること
が便宜である。

【００４３】以上の構成では、１タクトを所要時間１２
秒で搬送されるので、１列の搬送ラインで２４００丁／
８時間の処理能力を有し、２列の搬送ラインにすると４
８００丁〜５０００丁／８時間の処理能力が実現でき
る。６列の搬送ラインとすれば１８００丁／時間の処理
能力これは豆腐等の食品の加熱殺菌処理の処理能力とし
て工業的に十分成立する処理能力である。勿論、１タク
トの所要時間を更に短くすれば、一層処理能力は高くな
るが、照射工程数を増やす必要があるので装置規模が大
きくなる。したがって、加熱殺菌温度、処理能力、装置
コスト、設置条件等の諸条件を考慮してバランスを保つ
のが肝要であろう。なお、本発明者の試算によれば、豆
腐を対象とする殺菌処理ないし減菌処理を６列の搬送ラ
イン（タクト方式の搬送ライン）の構成とすることで、
約２０００丁／時間の処理能力を確保することが上記バ
ランスの点で現実的であることが判明した。

【００４４】

【発明の効果】本発明のマイクロ波食品加熱殺菌装置及
び加熱殺菌方法は、以下の効果を有する。

【００４５】（１）短時間で食品全体に対して加熱ムラ
の小さい均一なマイクロ波による加熱殺菌が実現でき
る。

【００４６】（２）処理能力が高く生産性に優れるとい
う優れた効果がある。

【００４７】（３）豆腐についてマイクロ波による適正
な加熱温度範囲の制御が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るマイクロ波食品加熱殺菌装置の全
体構成を説明するための概略構成図である。

【図２】本発明に係るマイクロ波食品加熱殺菌装置の導
波管と食品を容れた容器との位置関係を説明する図であ
る。

【図３】本発明に係るマイクロ波食品加熱殺菌装置の豆
腐に対する加熱実験及び測定結果を説明するための図で
ある。

【図４】上記豆腐の加熱実験の他の条件での測定結果を
表す図である。

【図５】上記豆腐の加熱実験の他の条件での測定結果を
表す図である。

【図６】本発明のマイクロ波食品加熱殺菌装置が採用す
る加熱殺菌方法とその加熱温度の測定結果を表す図であ
る。

【図７】従来のマイクロ波食品加熱殺菌装置の概略構成
図である。

【符号の説明】

１、１１ マイクロ波照射室 ２ 導波管 ３ マグネトロン ４、１４ 容器 ５ 無端の搬送ベルト ６、１６ 搬送装置 ７ 駆動モーター ８、１８ 制御装置 １０、２０ マイクロ波食品加熱殺菌装置 １２ａ、１２ｂ 直管の導波管 １２ａ′、１２ｂ′ Ｒ管の導波管 １３ マグネトロン １５ａ、１５ｂ 駆動モーター １９ 食品 １９ａ 上面部 １９ｂ 底面部 ２１ 非接触温度センサー ２３ 豆腐 Ｆａ、Ｆｂ 焦点 Ｋ、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３・・ マイクロ波照射工程（１タ
クト） Ｘ 導波距離

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂入 昌志 群馬県前橋市石倉町５丁目14番地18 日本 ハイコム株式会社内 Ｆターム(参考） 4B021 LA13 LA24 LA25 LP06 LT02 LT03 LT06

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネル状に一体に形成または連設され
   たマイクロ波照射室と、前記マイクロ波照射室内にマイ
   クロ波エネルギーを導く複数の導波管と、前記導波管の
   一端に配設されたマグネトロンと、食品を容れたマイク
   ロ波透過性の容器が複数個搬送ラインに並べられて順次
   に前記マイクロ波照射室内を通過するように搬送する搬
   送装置と、前記搬送装置の駆動制御及び前記マグネトロ
   ンの照射タイミング制御を行う制御装置と、を備えるマ
   イクロ波食品加熱殺菌装置において、前記搬送装置は前
   記食品を容れた容器がマイクロ波照射中に導波管に対し
   て所定位置に固定されるように断続的に搬送する手段を
   有し、前記制御装置は食品を容れた各容器が所定時間の
   マイクロ波照射を受けるマイクロ波照射工程を複数工程
   順次に搬送される駆動制御を行い、且つ、各マイクロ波
   照射工程には開口端が食品の上方に配設されてマイクロ
   波の電界強度の最大点（焦点）が食品の略底面部に位置
   するようにした上側の導波管と、開口端が食品の下方に
   配設されてマイクロ波の電界強度の最大点（焦点）が食
   品の略上面部に位置するようにした下側の導波管と、を
   備えており、前記制御装置は各マイクロ波照射工程にお
   いて食品の上下より同時にマイクロ波照射するようにタ
   イミング制御を行うことを特徴とするマイクロ波食品加
   熱殺菌装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のマイクロ波食品加熱殺
   菌装置において、食品の中央部を主に加熱するマイクロ
   波照射工程（メイン照射工程）と、食品のコーナー部を
   主に加熱するマイクロ波照射工程（サブ照射工程）をそ
   れぞれ行うマグネトロンとその導波管を配設したことを
   特徴とするマイクロ波食品加熱殺菌装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載のマイクロ波食品加熱殺菌
   装置において、メイン照射工程の導波管は直管であり、
   サブ照射工程の導波管は略９０度に湾曲するＲ管である
   ことを特徴とするマイクロ波食品加熱殺菌装置。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２または請求項３
   に記載のマイクロ波食品加熱殺菌装置において、メイン
   照射工程及びサブ照射工程終了後に食品の温度を非接触
   温度センサーにて検出して適正殺菌温度範囲内に加熱さ
   れた食品と、適正殺菌温度範囲を超えた食品と、適正殺
   菌温度範囲未満の食品と、を選別するとともに、前記適
   正殺菌温度範囲未満の食品に対して追加のマイクロ波照
   射工程を行うマグネトロンとその導波管を配設したこと
   を特徴とするマイクロ波食品加熱殺菌装置。
5. 【請求項５】 少なくとも食品の中央部を主に加熱する
   メイン照射工程を５工程及び食品のコーナー部を主に加
   熱するサブ照射工程を４工程順次に行うとともに、最終
   の加熱温度を６５℃〜８０℃に制御することを特徴とす
   る請求項１ないし請求項４の何れかに記載のマイクロ波
   食品加熱殺菌装置による食品加熱殺菌方法。