JPH02223186A - マイクロ波加熱方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、マイクロ波加熱方法及びそのための装置に関
するものである。

更に詳細には１本発明は準結合水領域に調整された被加
熱物のマイクロ波による束縛加熱方法に係わり、特にマ
イクロ波電場に対して、被加熱物の構成水分が、その他
の構成物質成分から束縛を受けるよう準結合水領域に調
整された被加熱物を成形して、矩形導波管が順次拡大さ
れた後、拡大を止めて矩形管型としたアプリケーターの
Ｅ′面に斜交せしめる事によって、準結合水領域に調整
された誘電体のマイクロ波吸収効率を高め、均一に誘電
加熱させることができるマイクロ波加熱方法及びそのた
めの装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、Ｏ／Ｗ型エマルジョン状の誘電体のマイクロ波加
熱について１本発明者は、比誘電率の値が最も大きい自
由水を多く含む被加熱物のマイクロ波加熱は、誘電体の
構成成分に拘わらず、同じ目方の自由水を加熱するのと
等しく、自由水の除去即ち蒸発は単に電波エネルギーを
１００”Ｃ以下で潜熱と時間の浪費をするに過ぎないこ
とに着目して、自由水をほぼ除去した準結合水領域に被
加熱物（以下は本被加熱物と略称する）を調整してから
、これを誘電加熱すれば、潜熱を上回って供給されたマ
イクロ波エネルギーが直ちに高い束縛熱を発生させて、
常圧下であっても１品温をそれまで知られていなかった
１２０℃以上に到達せしめることを見出して、種々の準
結合水領域におけるマイクロ波の束縛加熱方法を提案し
てきた（特許１１゜８０９５）、　Ｌかしながら本被加
熱物は単位面積当りのマイクロ波に対して最大の比誘電
体である自由水の量が乏しく、はとんどが構成物質成分
から束縛された準結合水で構成されるために、大出方で
は比較的にマイクロ波の吸収効率が低いとが、比表面積
が大きい物等はさらに吸収効率が低くなり、かつ熱放散
のために大きなマイクロ波エネルギーロスが発生すると
かの難点があって、広範囲な対象に対して必ずしも総て
を満足させるものではなかった０本発明者らはこれら難
点を解消するために、従来主としてマイクロ波電場にお
ける水の挙動から種々の提案をしてきたが、他面アプリ
ケーターの構造と供給方法の観点からも、本被加熱物の
マイクロ波特性をさらに最大限に発揮させる方法につい
て追求し、鋭意研究を進めてきた結果、これらの難点は
殆ど加熱部アプリケーターの構造と本被加熱物の供給方
法に起因し、本被加熱物を電界に斜交させることによっ
て解決できることを見出し１本発明を完成するに至った
ものである。

本発明のように、順次拡大した角錐型導波管を採用して
、本被加熱物を電界に対して斜交せしめてマイクロ波加
熱し、もって電気使用量に対する乾燥処理能力を高めた
り、加熱ムラを防ぐ方法は、従来から行われてきたファ
ン、拡散、回転等によるマイクロ波加熱とは、その原理
を全く異にするものであって、従来未知の新規な技術で
ある。

（発明が解決しようとする問題点） 従来公知となっているアプリケーターの構造とその特徴
は、（１）電子レンジに象徴されるボックス型の例では
バッチ式のため連続性がなくサイズ制限がある。（２）
連続式トンネル型及びその外部加熱や圧力等とのコンビ
ネーション型の例では比容積の大きなトンネル型アプリ
ケーターに導波管を接続してマイクロ波を供給し拡散す
るため、本被加熱物においては加熱の不均一が生じ易く
、ロスファクターも多いためマイクロ波のエネルギー効
率が低く成り易く、かつ設備のイニシャルも高価で広範
囲な分野で容易に利用できない欠点があった。（３）導
波管スリット入射型やその複数の対交型・折返し型の例
では、強電界のため入射側でマイクロ波が強く吸収され
て出側が加熱され難くなり、加熱ムラが生じ易いとか被
加熱物のサイズが導波管スリットのサイズに制限を受け
、汎用性がないという欠点があった。（４）指向性アン
テナ用電磁ラッパを応用したビラミダルホーン型の例で
は（２）の設備イニシャルを小さくしかっ（３）の被加
熱サイズを拡大できるが、しかし被加熱物を導波管内部
の電界成分方向に直交させて誘電加熱する従来の方法で
は、布やロープなど自由水を多量に含むマイクロ波的に
自由水領域の、比較的マイクロ波吸収度の非常に大きい
繊維等の布状シートや紐状の材料等の被加熱物に用途が
限定され、本被加熱物のように自由水を取り除いたマイ
クロ波的には準結合水領域の、コロイド的な弱い束縛か
ら分子的に水が強い束縛を受けた誘電体に対しては、マ
イクロ波の吸収度が極めて低いために発熱し難くなりエ
ネルギーロスが大きく、加熱ムラも解消できず、実効性
がなかった０本発明は、本被加熱物に関して１以上述べ
てきた欠点を解消せんとするものである。

（問題点を解決するための手段） 先ずはじめに１本発明方法によってマイクロ波加熱処理
される物質、つまり本被加熱物は、含有水分が自由水を
可及的に除去した準結合水分領域に調整された。主とし
て親水性の高分子有機コロイドで組成されたものでなけ
ればならないが、その状態を例として挙げるならば、液
体と粉体を混練したり液体を濃縮したりしたスラリー状
の物。

或いは半ば乾燥されたベレット状の物、筋束間自由水を
脱着した主として細胞膜内体質で構成されたエマルジョ
ン組成の物等が示されるものである。

また目的効果の必要によってはそれらに無機塩類等が媒
質として添加分散されていても一向に差し支えないもの
である。要は含有水分が、自由水の大部分を脱着されて
、水以外の構成分子成分から強い分子的束縛を受けるも
のから弱いコロイド的な束縛を受ける物までの準結合水
領域に調整された物であればいい。

本被加熱物のマイクロ波電場における準結合水領域の判
定方法は電子レンジを使った簡易な種々の方法があるが
、正確な範囲を求めるには二つ以上の異なった電場で誘
電率を測定して、その曲線勾配で一定する二点の屈折点
から容易に最大と最小の値を求める事ができるものであ
る。

本被加熱物はマイクロ波を印加すると、水が他の構成物
質分子と１強い結合から順次緩やかなコロイド的束縛ま
で種々の割合で束縛を受けているため、電場に対して水
の双極子がその束縛の割合に応じて不自由に配向するも
のである。入射したマイクロ波エネルギーは、その束縛
のため潜熱を失う割合が低くなり、潜熱ロスという逃げ
場を失った過剰なエネルギーは、その過剰となった割合
に応じて熱として蓄積されるので、はとんど瞬間的に１
２０℃以上に品温を上昇させ、温度勾配は急激に直線的
となり３〜４０秒間程度で低水分まで乾燥され全加熱工
程を完了するものである。従って所望によっては１例え
ば潜熱に見合うより低い割合にマイクロ波エネルギーを
減じつつ供給して、マイクロ波の特徴である到達深度を
活かして、例えば電波を吸収しないエアゾルを抱かせた
厚みのある物を、低温でゲル化のみ達成する事であって
も一向に差し支えないものである。

成形は所望によって自由に選択されるものである。例え
ばコンベア上にデポジットするとか、比誘電率の小さい
テフロン製等のフィルムやチューブ内にスラリーを充填
して成形し、マイクロ波加熱によって凝固固定するとか
、成形物をテフロン製の型に密封して、マイクロ波で型
枠の形状に膨化固定して、成形を完了するための前成形
とか等の方法が自由に採用できる。

本発明における加熱部アプリケータの基本構造は前述（
２）（３）の従来型の欠点を解消できるよう（４）の矩
形導波管を角錐ホーン状に順次拡大したビラミダルホー
ン型を採用するものである。順次角錐状や指数関数的に
変化するラッパ状に拡大されただけの型でもいいが、マ
イクロ波が導体面に対して直角となる性質を持つので拡
大部では電波との斜交割合が少なくなる欠点があり、ま
たコンベア巾の狭い位置の管中にサイズが制限されるの
で。

巾広側でのエネルギーロスが避けられないので本発明で
は角錐型に順次拡大されて後、拡大を止めてそのまま矩
形管型としたアプリケータが採用されるものである。本
発明の特徴は、この拡大をやめた矩形管型部の、狭いほ
うの面即ちＨ′面にスロットを設け、挿通する本被加熱
物が、電界Ｅによって電荷のあられれる広い面Ｅ′面に
対して斜交するものである。マイクロ波の電界は常に導
波管の直角断面に対して垂直であって、内部面に対して
は直角であるが、本発明は従来の電界成分方向に直交す
るマイクロ波加熱手段とは明らかに相違するものである
。斜交の方法は、比誘導損失係数の値が低い物質製の材
質で作られた。Ｈ′面を貫通するコンベアや中空管体、
成形型等搬送部か、もしくはアプリケーター管体そのも
のか、或いはそれら双方を、傾斜することによって成さ
れるものである。

第１図は、上記した従来の電界成分方向に直向するマイ
クロ波加熱装置を図示したものである。

第１図は、矩形導波管の幅の狭いＨ面及び幅の広いＥ面
をともに順次拡大して角錐ラッパ部Ｃ面を形成し、ピラ
ミッド形オープン構造を形成したものであり、拡大後の
Ｈ面及びＥ面はそれぞれＨ′面及びＥ′面を形成してい
る。第１図においては、被加熱物（入側はａ、出側はａ
′で示す）を挿通させるスロット部（入側位置はｂ、出
側位置はｂ′を示す）を、Ｈ′面に形成するが１図から
も明らかなように、この従来例装置においては、被加熱
物は電界ｅの方向に直向している。

第２図は本発明に係る装置の１実施例を図示したもので
あって、従来装置のように直交型ではなく、斜文型とな
っている。すなわち、拡大後のＨ′面におけるスロット
部の設置位置、つまり入側位置す及び出側位置ｂ′を従
来のように同一水平面上とするのではなく、それぞれ異
なった高さに設定し、拡大後のＥ′面に対して本被加熱
物が斜交するように設けるのである。

Ｅ′面に対して斜交する角度は、Ｈ′面の巾が３００ｍ
１１程度においては、マイクロ波の電波特性を最大限に
発揮するために好ましくは管体内部面に対して５〜５０
度の斜め角度で貫通するものである。角度はε′に対し
直交する方法に比して、３度辺りからマイクロ波吸収率
の向上効果が現れ始め、５〜５０度が最も効果が高＜、
５０度以上はあまり効果が増加せず僅かに減衰する傾向
があった。しかしながらこの角度の範囲は、必ずしも上
記の範囲に限定されるものではなく、成形された被加熱
物の組織・構造・成分や、加熱時の膨化状態・成形固定
完了後のサイズや成形型枠のサイズとＨ′面のサイズと
の関係など、加熱目的や作業性等により、適宜変更され
るものである。

また本発明において、Ｈ′面の巾サイズに特に制限を受
けない別の定性的な斜交の条件として用いられるのは、
本被加熱物がアプリケーター８７面を貫通する時、その
管体内面における入側と出側の高低差が、マイクロ波の
波長の１／４以上とする事ができるものである。高い効
果は１／４から１波長の範囲にあり、１７２波長程度が
最も効果が高く、−波長以上にしても、それ以、Ｈに効
果が向上しないと言い替える事もできるものである。

本発明によれば斜文型にすることにより乾燥効率が大巾
に上昇するのであるが、その詳細なメカニズムは今後の
研究にまたねばならないけれども、−路次のように推定
される。すなわち、直交よりも斜交した方が、電波ロス
が少なく、加熱ムラが著しく減少する理由はおそらく波
長とか定在波、到達半減深度等の関係とかあって、従来
の方法と異なって、電界と直角でも磁界と平行でもなし
）ためであり、特に本被加熱物の極性分子が電界に対し
て自由水のように自由に配向できないため、不自由な配
向運動をする事とも密接な関係があって、定在波の発生
位置以上となる吸収距離の増加が、準結合水の電波吸収
率を著しく向上させるのだと見られるのである。

矩形導波管が順次拡大される部分Ｃの形状は、四つの壁
を順次拡大する物や、互いに向かい合うＨ面のみを順次
拡大して利用する事もできるものである。順次拡大する
長さは、長過ぎてマイクロ波が減衰するロスは本発明で
得られる効果に比較して極めて小さいものであるから、
むしろ開き角度に対応して最適な効果、即ち生産性や出
来映えが得られる長さで決定され、また被加熱物に必要
なサイズによっても加熱処理に必要な断面が求められて
、長さが決定されるものである０本被加熱物においては
、長さが増すにつれて、開き角度を小さく強電界を利用
した方がムラが少なく加熱効率がよくなる傾向にあった
。また長さが最適な開き角度に達するまでは、単位面積
当りのマイクロ波出力にもよるが、長さが長く成る程加
熱ムラ防止効果が増大するという関係にもあるから、そ
れ以上の長さで効果を得るためには、開き角度を減少せ
ねばならないものである。

拡大される開き角度は３度以上で効果が認められた。本
被加熱物においては５〜５０度を選べば最も優れた効果
が得られ、５１度以上の開きでは電波が拡散され過ぎて
効果が増加しなかった。工業的に最も好ましかったのは
導波管から拡大空間への移り変わりが急激でないように
した、４〜３５度程度の開き角度に順次拡大するもので
あった。しかしながら拡大する角度は、所望する電界強
度や本被加熱物の特性・サイズ・形状によって、アプリ
ケーターの開き角度が決定されるので、自由に選択でき
るものである。

例えば本被加熱物の発泡膨化度を大きくせしめる場合は
Ｅ面の順次拡大する開き角度を低く調整し、発泡膨化を
させない場合は開き角度を高く調整する事によって目的
とする膨化度を得るものである。

さらにＨ面の開き角度は、本被加熱物の水の束縛強度に
よっては最適な角度に調整する必要があり、定形角度の
アプリケーターでは汎用性がないので、可動遮断板ｇを
設けて、マイクロ波の入射巾を調整する事によって１機
種で多品種小量生産を可能とし、従来の工業生産機にな
かった汎用性を保持することが可能となるものである。

この可動遮断板は上記Ｅ面の開き角度にも適用すること
ができ、本発明の汎用性を一層向上せしめるものである
。

この可動遮断板ｇを設けた実施例装置が、第５図に例示
されている。可動遮断板ｇは、角錐ラッパ部ＣとＥ′面
との接続部に一対設けているが、その設置数及び設置個
所については格別限定することなく、適宜定めてもよい
。また可動遮断板ｇは、可動式でもよいし、特定の用途
のみに専用するのであれば、予め定めておいた最も良い
結果が得られる角度に固定して用いてもよい。なお第５
図において、ｄは底部にとりつけた可動底抜であって、
反射波のマツチングを行うものである。

（可動反射板） 可動底板ｄは、その傾斜角度及び／又は取り付は高さを
目的に合わせて自由に変えることができるが、希望する
のであれば可動板ｇの場合と同様に固定式にすることも
できる。

第５図に図示した実施例装置から可動遮断板ｇを除去し
たタイプの装置を、第４図に示す、第４図の内（Ａ）は
断面図、（Ｂ）は一部゛を切欠いた斜視図である。

以上、第２，４．５図について述べた本発明装置は、単
一管体を用いるタイプのものである。しかしながら１本
発明に用いる装置は単一管体を利用するだけでなく、複
数化のＨ′面側を接続して利用する事もできるものであ
る。単一管体のみでは、その接続された発振機のマイク
ロ波出力以上の仕事量ができないから、マグネトロンの
出力に加熱処理量が制限されて、設備イニシャルが工業
的採算を制限する場合が生じるからである。

単一管体を複数個接続して利用する例を第３図に示す。

図中（Ａ）は、本被加熱物を水平に移動させるタイプを
図示したものであり　（したがって、管体自体はＨ′面
側を接続しながら傾斜させねばならない）１図中（Ｂ）
は、複数の管体をＨ′面側を接続しながら直立せしめた
タイプを図示したものである（したがって、本被加熱物
は傾斜せしめることとなる）。

以下に実施例を示す。

実施例１ 液全卵と全卵粉に油脂を乳化して、これに上白糖と食塩
・化学調味料・澱粉を分散した含水分３４％の準結合水
領域の粘ちょうな卵スラリーを作り、移動するテフロン
含浸グラスウール製コンベア上に、０．４ｇ／個の粒状
にデポジットしつつ、このものをマイクロ波出力４ｋＷ
のマグネトロンを１０個連続して供給したトンネル型ア
プリケーターに整列して印加した。このものの出来映え
は黄白色の卵らしい見栄えで均一にムラなく膨化してい
たが、本被加熱物が比較的に強い束縛を受けた準結合水
領域にあり、しかも卵粒の直径がマイクロ波被加熱物と
しては微細で、かつセンターピッチも大きいためマイク
ロ波を吸収して加熱膨化するには限界に近い状態のもの
であったがら、マイクロ波エネルギー効率が極めて低く
問題であった。このものを処理中の導波管内部の平均し
た反射波の発生率は、パワーモニタで整合しつつマツチ
ングを計っても約３４％で、発振電波のエネルギー効率
も約２６％と低いものであったから、アプリケーター各
部や冷却水や吸収トラップなど様々な装置的ロスファク
ターでも失われている事を示していた。

次に強電界での加熱効果も期待して以下に示すマイクロ
波出力１．６ｋｗのマグネトロンを使用した発振機をマ
イクロ波加熱用導波管拡大ラッパ型アプリケーター内に
接続して、連続して搬送し誘電加熱した。　アプリケー
ターはＪＩＳ規格の矩形型導波管を１８度の開き角度で
順次四方に拡大し、端末は拡大を止めて、Ｅ′面の一辺
が７００＋ａｍでＨ′面の一辺が３５０１１１１の矩形
管壁とし、その矩形管体のＨ′面に長さ２３０ｍｍ、　
高さ２０ｍ厘のスリット部を設け、その外部にはマイク
ロ波漏洩防止のため吸収端トラップ部を設け、底部には
可動底抜を取り付は反射波のマツチングを出来るように
し、ＣとＥ′面及びＨ′面が接続する部分に可動板ｇを
設けてマイクロ波の入射巾を調整できるようにした装置
とした（以下は本装置と省略する）。

始めに含有水分が６７％の自由水領域にあって、４５℃
以上に昇温すると透明液が白濁する性質をもつアトヘア
糊（セキスイ樹脂製）をコンベア上の全面に厚さ１ｍ１
１のシート状に成形してＥ′面に直交して挿通させたと
ころ、全面が均一に白濁して加熱ムラが生じなかった。

この状態は形状を上記卵粒状にしても同様で電波の吸収
率は８９％と高い値を示した。

次に上記準結合水領域にある本被加熱物の卵粒をＥ′面
に直交させてセンターピッチ０．８ｍｍに整列して供給
通過させたところ、得られた製品はベルトコンベアの進
行方向に対して中央部の巾約３０ｍｍのみが加熱変性し
て密に接しあった黄白色の径７１前後の膨化頂点に近い
スクランブルエラグとなったが、両端の各９０ｍｍの卵
粒は、加熱ムラの多い状態で未発泡のものも混じり、縁
辺部は殆ど加熱変性を受けず、センターピッチもそのま
まの暗い餡色の生地で製品にならなかった。ベルトスピ
ードを変えてエネルギーデンスティを調整したり。

可動底抜を調整してマツチングを計ってもパワーモニタ
で測定すると反射波の値は４９〜６０％に達していて、
強電界の効果がないばかりかトンネル型より出来映えが
低下して製品にならなかった。

次にマイクロ波出力１．５ｋＷの空冷発振機と４ｋｌ／
の水冷発振機の導波管を別々に本装置に接続して同様に
整合しつつ実施した。いずれも１．６Ｎｌの発振機と同
じような状態で、整合を計ったり可動遮断板ｇを調整し
ても出来映えは改善されず、単位面積当りの出力や加熱
時間の差によっては、加熱ムラ防止や処理量の増大効果
もなく、電波ロスも拡大している事が確認された。

そこで、第４図に図示したように（そして第５図に図示
したように可動板ｇを更に設けて）水装置Ｅ′面に設け
た入側と出側の開口中心部の高低差を３０＋ａｍとし、
その開口部を貫通するコンベアの傾斜角度を４．９度と
して卵粒を通過させマイクロ波出力１．３にす、１．５
ｋ１７．４．ＯＩＷの発振機でそれぞれマイクロ波加熱
を施した。得られた製品は、出力に応じた処理量となり
、直交で果たせなかった卵粒がいずれもムラなく均一に
全面膨化し、スクランブルエラグらしい見栄えの製品と
なった。この時に反射波の値はいずれも２５％以下に減
少していた。

さらに高低差を様々に変化させて印加したところ。

入側と出側の高低差が６０１１ｆｆｉ前後において最も
マイクロ波の吸収率が高くなり、電波吸収効率は９２％
に達した。この高低差はマイクロ波の１７２波長にほと
んど一致し、さらに傾斜を大きくしてもこれ以上の高い
吸収率にならない事も判明した。またＨ′面に設けた出
側と入側部分の高低差である傾斜を斜降にしたり逆に仰
角にしても、ムラのない高い吸収効果は全く同様な値を
示したので、斜交する事が効果をもたらすと判明した。

高低差は１波長以上の差をつけても、管体やコンベアの
急傾斜がかえって生産の不便になるだけで、加熱効率は
それ以上高くならなかった。管体を１体とした時よりも
、第３図に示したように多数接続した場合の方が吸収効
率が高かったが、これは漏洩吸収ロス部が減少するため
と判断された。

次に卵生地の水分を２８％に減らし卵粒の径を大きくし
て０．８ｇ／個として同様に誘電加熱したところ、中央
部の膨化度が大きく両端側が小さくなり膨化ムラとなっ
た。Ｈ面の開き角度を低くしてＨ′面の巾を２８０ｍｍ
に狭くしたところほぼ均一に膨化できた。またＥ面の開
き角度を低くシＥ′面の長さを縮めてゆくと膨化率が大
きくなった。しかし水分や卵粒の形状・整列ピッチによ
ってその都度専用の定形開き装置を採用できないと判断
して、そこでＥ′面とＥ′面に設けた可動遮断板ｇを微
調整したところ、上記のＨ′・Ｅ′の開き終端中とほぼ
同じ入射巾に可動遮断板の先端中を調整すると、はぼ同
様の膨化率および均一性が達成できた。

実施例２ 加温して融解したチーズを７０％、乳蛋白ペプタイドを
１８％、調味料を１２％の乾量換算割合で乳化混合した
水分３３％のやや強い準結合水領域に調整した品温４０
℃のチーズカードを、コンベア上に０．３騰朧の厚さで
シート状に成形してから、実施例〔１〕のマイクａ波装
置の順次拡大する開き角度を２５度として加熱した。

始めコンベアの駆動を停止してＥ′面に直交させて加熱
したものは約３０腫鳳毎に縞状の焦げ部と未加熱が発生
して製品にならなかった。この定在波のムラは底部の可
動反射板の角度や距離を調整してもあまり改善されなか
った０次にコンベアを駆動したところ自由水のあるアト
ヘア糊のシート状成形では均一に白濁したが、このチー
ズカードは自由水が無いために、中央部４５ｍｍ程度が
シワ状に白く発泡・膨化し、両側面は半透明のスラリー
のままで製品にならなかった。しかしコンベア角度を第
２図に示すようにＥ′面に斜交させると実施例〔１〕と
同様に電波の吸収が著しく改善され、やはり１７２波長
の高低差付近で最大となり、　１波長以上ではそれ以上
に向上された結果にはならなかった。

実施例〔１〕の卵生地に糖アルコールを添加して水分を
２６％の準結合水領域に調整したスラリーを上記のよう
に成形して誘電加熱したところ、中央部の厚さが０．７
３ｍｍ両端部は０．７ｍｍとなり厚みムラが生じた。そ
こでＥ′面の可動遮断板ｄの角度を狭く調節して全体が
０．８＋ａｍの均一な厚みになるロングシートとした。

この状態では、ＰＨ３〜４で水分３６％の準結合水領域
に調整された、電解質の多い梅干しをベースとしたカー
ドでも、糖類を主成分としたオレンジベースのエマルジ
ョンでも、同様に実施して直交では製品とならず斜交す
ると同様に著しく効果が上った。また本被加熱物の種々
な薄いフィルムは従来前記（２）のトンネル型ではマイ
クロ波のエネルギー効率が２５％前後しか得られなかっ
たが、本発明で実施したところ平均８３％、のいずれも
高い効率が得られた。

実施例３ 常法によりα化した餅米とワキシスターチを項線し乾燥
して１５Ｘ５０Ｘ２ａ＋ｍに成形した水分１７〜２４％
の準結合水領域にある米菓生地を作り、コンベア部を４
０℃に加温したキャタピラ式の二重になったテフロン板
に替えた上記実施例〔１〕の装置に供給した。テフロン
板は下部上面を２００　Ｘ　５０　Ｘ　５ａｍに削って
米菓生地を入れ込む型となり、その上下を合わせるとほ
ぼ密封できるもので、四隅に細孔の蒸気リーク部を設け
たものである。この型付キャタピラコンベアを導体面に
直交させた物は、中央の二重が型一杯に発泡膨化したが
四隅部に未発泡部分が残り固く不良品であった。両側の
二重はほとんど膨化せず商品にならなかった６次いでキ
ャタピラコンベアを傾斜させたところ、次第に両側の生
地も均一な膨化に向上し、　出入落差を１／４波長にし
たところで、全部が均一にムラなく膨化した。それ以上
傾斜を大きくしてみた結果は、落差が１７２波長付近で
最大のウキを示し、　それ以上の傾斜ではあまり変化が
見られなかった。製品はいずれも型内−杯にウキ、四隅
まで均一に発泡膨化していた。

実施例４ 実施例〔３〕の練り生地に、具として脱脂丸大豆や若布
の粉・刻んだ茎・昆布、黒胡麻、木の実、チョツプドオ
ニオン・キャロット、干アミ海老、塩雲丹、カカオマス
・チーズなどを混合した成形生地にしたり、あるいは実
施例〔３〕の成形した生地表面に生の薄い葉や味付けし
たり、乾燥した例えばアーティチ目−りやツルムラサキ
、サイシン、刻み南瓜、クレソン、シュンギク、バジル
、ゼンマイ、ヨモギなどの野菜・香菜・山菜・薬草の薄
片を載せたり挟んだりして、種々の斜交角度で誘電加熱
したところ、直交コンベアでは前例と同様に膨化ムラが
発生して製品と成らなかったが。

１／４〜１波長の高低差に斜交すれば総て伸びやかな良
いウキを示し、添加した具や菜の風味や彩りが活かされ
た製品が得られた。

実施例５ 海老摺り身５０部、スケトウ摺り身３０部、卵白１０部
、タピオカ澱粉５部、調味料５部の割合で混合摺り身を
作り、断面に中空の湾曲した剥き海老型穴を設けたテフ
ロンの管に摺り身を圧入してパワーデンスティ１　ｋｇ
／　１　ｋｗの割合でマイクロ波加熱して凝固せしめた
。これを凍結後、巾３ｍ−にカットしてからエアドライ
して、水分２３％の比較的強い準結合水領域のチップと
したにのものを実施例〔１〕に示す本装置にトレー詰め
して直交させマイクロ波を印加したところ、中央部のみ
白色で丸く発泡膨化した海老様の製品となったが、縁辺
部に近ずくにつれて膨化頂点未達や残渣によるシュリン
クの膨化ムラが混じり、縁辺部は６０部程度に暖まった
だけで全く変化なく製品にならなかった。

次にトレーを斜めに傾けて印加したところ、トレーの傾
斜角度が５度付近から全面均一にムラなく膨化した。最
大のウキを示したのは２０度付近であった。次に第３図
（Ｂ）のように、この装置の１管体の出入りの落差を２
７５波長とし段階状に５管体接続して、入りのＰ、Ｄ、
は同一にして膨化させマイクロ波出力を出側に向かって
ｌ→１→０．８→０，５→０．３の割合に減衰しつつ斜
交して実施したところ、同じ様にムラのない乳化乾燥物
が得られ、かつマイクロ波出力当りの生産効率が上昇し
た。この接続方法では最終出口が高くなり生産操作がや
や不便であったので、第３図（Ａ）のように、管体を７
度傾斜して５管体をＨ′面側で接続し、トレーコンベア
を床にほぼ並行させるようにして実施したところ操作が
容易で、得られた結果は全く同様のものとなった。

同様にして、海老摺り身を皮剥きした紫イカの摺り身に
置換して、スルメの姿に成形せしめてマイクロ波加熱し
た場合も、同じように直交させると製品にならず、単体
管や接続管体を使用して成形物を斜交して通過させると
ムラなく均一に膨化し、反射波ロスも１／３に軽減した
。

実施例６ プロテアーゼで一部をペプタイズしたチキン摺り身肉７
０％、エステル澱粉５％、調味料２５％の割合でＯ／Ｗ
型のカードを作り、これを並行、した２０本のノズルか
ら押し出して径５ＩＩＩｌｌのスティック状に成形して
スチームで加熱変性し固定せしめ、続いてエアドライし
て水分３６％の準結合水領域のチキンスティックとした
。これを実施例〔１〕の本装置に直交せしめて誘電加熱
したところ、１２秒後に中央部は強く加熱されて水分６
％の固結状になったが、縁辺部はほとんど加熱されず水
分も３５％で直交では均一な乾燥は不可能であった。そ
こで同様の条件で出入りの落差を変えながら斜交して誘
電加熱したところ、人と出の高低差が１／４波長以上に
なると品温は総て瞬間的に１２０℃以上に達して蒸発を
続け、５秒後に得られた製品は、総てソフトに均一膨化
した水分１５％前後の発泡チキンスティックになった。

実施例７ 糖アルコールとアミノ酸化物を混合して後、酵母でアミ
ルアルコールを生成し、それを有機酸と縮合反応せしめ
複合エステルを生合成せしめた。

このものは飴状で水分３４％の準結合水領域にあって、
一般生菌数が平均１０＋ｓ個／ｇあった。これを本装置
に挿通した２５本の１０ｍ履径０テフロンチューブ内へ
均一に圧送して誘電加熱した。従来の直交方法では中央
部の１８本が強い束縛熱を発して噴出し、両端に向かっ
て次第に加熱されなくなり、縁辺部は僅かに暖まるだけ
となった。加熱処理後の一般生菌数は、中央部が＜　１
０”個／ｇに減少したが端に近付くに従って減少する割
合が低くなり縁辺部はＩＯ＋７個／ｇで熱に弱い酵母が
殺菌されただけで耐熱菌は全く減少しなかった０次に本
発明による斜交方法で実施したところ、同じ出力と流量
で２５本とも３秒間で１２５℃の束縛熱を発してチュー
ブの先端から均一に流出した。得られた製品は総て含水
分が２９％で一般生菌数が〈３０個／ｇの無菌に近いも
のとなり、かつ複合エステルは活性率９４％で殆ど破壊
されていなかったので目的とする活性が維持されている
と認められた。

実施例８ 牛赤肉のスライスした薄片を高濃度調味液に浸漬してキ
ユアリングと浸透圧を利用して筋束間自由水を除去して
のち表面液を除き、主として細胞内コロイドの準結合水
領域に調整した味付はビーフ片をつくり、これを実施例
〔１〕の装置にテフロンネットコンベアに一面に並べて
、出側から入側に向かって、湿度３％・５０℃の温風を
強制透過しつつ、パワーデンスチイを２　ｋＷ／ｋｇと
低くして誘電加熱した。直交して得られたものはやはり
ベルト中央部が強く加熱されて焦げて収縮しても、縁辺
部は未変性で収縮せず表面が温風で少し乾いた程度であ
った。次に入側よりも出側を１／２波長低く斜交して同
様に加熱したところ、加熱ムラなく全体が少し収縮を示
した均一な味付は乾燥ビーフとなった。

実施例９ 冷蔵で味付はキユアリングした豚肉を成るべく細胞膜の
破砕を少なくして約３ｍｍの粒にカッティングして練り
、径Ｌｏｗ−の丸い粒に成形し、これを低湿冷風乾燥し
て自由水をほぼ除去し水分３５％の準結合水領域に調整
した。次に本発明の薄型トレーコンベアに均一な厚みに
供給してＰ、０．８で誘電加熱した。直交して得られた
ものは中央部で赤肉が強く加熱を受けて乾燥固結し、脂
肪膜が破裂して分離したが、縁辺部に近づくにつれて加
熱され難くなり未変性となって製品にならなかった。次
にトレーコンベアの傾斜を出入り差を付けて実施したと
ころやはり１７５波長辺りから加熱ムラが減少し、１／
４波長以上の差になると殆ど均一になり、１／２波長差
以上では固結や分離が生ぜず、均一に膨化してムラが全
く無くなった。

（発明の効果） 本発明によれば、被加熱物を従来のように電界に対して
直交せしめてマイクロ波加熱するのではなく、斜交せし
めてマイクロ波加熱するという新規な構成をはじめて採
用したことにより、電気使用量に対する乾燥処理能力を
大巾に高めることができる。

そして更に本発明によれば、前記したように、（４）の
順次拡大型は、前記（３）の導波管加熱と同じように事
実上導波管を順次拡大したアプリケーター内で加熱され
るので、他の従来の接続型アプリケーターと比較すると
、設備がシンプルで、かつ強電界のため電波効率がよい
から、設備イニシャルが廉価であるが、電界と直交して
本被加熱物を印加するため、前記したように加熱ムラが
発生したり、マイクロ波の比吸収効率が低いという欠点
があった。本発明の如くマイクロ波電界成分方向に対し
て本被加熱物を斜交せしめることによってこれらの問題
点はほとんど解消できるものである。

前記（２）　（３）型で吸収されなかったマイクロ波は
、従来本被加熱物に関しては反射波の発生は避けられな
いので、通常は反射波によるマグネトロンなど電源部の
損傷を防ぐため、ファデラー回転型アイソレーターやサ
ーキュレータ−で分離して負荷に吸収せしめるので、そ
こでかなりのマイクロ波エネルギーロスが生じるのは避
けられなかった。

前記（４）では管体終末の可動反射板を調整することに
よって反射波のマツチングを計るものであるが、斜交し
た結果はマイクロ波は極めて効率良く吸収されて反射波
はほとんど発生せず、従ってマイクロ波エネルギーロス
もほとんど生じないものであった。従って本発明はマイ
クロ波ロスが、従来の方法に比して６〜７０％程度も軽
減され、処理能力が著しく向上して省エネ効果が高くな
るものである。また直交型では中心部と縁辺部に明白な
加熱ムラが生じて製品にならない強い準結合水領域の本
被加熱物でも、本発明によれば加熱ムラが全く生ぜず、
均一な製品とすることができるのも特徴である。

本発明は、本被加熱物の形状サイズや特性、所望する効
果によって、開き角度や拡大長さ、斜めに供給貫通させ
る角度を自由に求める事ができるものであり、その結果
は従来型のアプリケーターのように、狭い対象物の専用
的装置に限定されることなく、小型で遥かに巾広い対象
物を処理することが可能となるものである。

したがって本発明は、食品のみならず、医薬その他のす
べての物質の乾燥等に広範に利用することができ、併せ
て殺菌にも利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の直交型例である。第２図は本発明による
斜文型である６第３図は本発明の斜交する接続例を示す
ものであるが、（Ａ）は管体を傾斜せしめて複数個Ｈ′
面で接続したタイプを図示したものであり、（Ｂ）は管
体を直立せしめたまま段階状に複数個Ｈ′面で接続した
タイプを図示したものである。第４図は第Ｓ図に示した
本発明装置から可動遮断板を除去したタイプの装置例で
あるが。 （Ａ）はその断面図であり（Ｂ）はその一部を切欠いた
斜視図である。第５図は、本発明による斜交型例の１例
を図示したものである。 図中のＥは拡大前のＥ面、Ｅ′は拡大後のＥ面、Ｈは拡
大前のＨ面、Ｈ′は拡大後のＨ面を示し、ａは被加熱物
の入側、ａ′は出側を示す。ｂはスロット部の入側位置
、ｂ′は出側位置を示す、Ｃは順次拡大する角錐ラッパ
部を、ｄは可動底抜、ｇは可動遮断板を示すものである
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、主として誘電体で構成される物質のうち水分子がマ
   イクロ波電界においてその他の構成物質分子から束縛を
   受けるよう準結合水領域に調整され、成形された被加熱
   物を、矩形導波管が順次角錐ラッパ状に拡大し、ついで
   拡大をやめたＨ′面に高低差を付けた出入りスロット部
   を設け、Ｅ′面に対して、被加熱物を斜交せしめて、誘
   電加熱することを特徴とするマイクロ波加熱方法。 ２、Ｈ′面の入側に対して１／４波長以上の位置の出側
   に斜交せしめ、もって被加熱物を斜め方向に移動貫通せ
   しめることを特徴とする第１項に記載のマイクロ波加熱
   方法。 ３、角錐型ラッパが長方形管型となった部分で、複数の
   アプリケーターを、傾斜させまたは傾斜させないでＨ′
   面側で接続して、被加熱物をＥ′面に対して斜交せしめ
   、もってこれを斜め方向に移動貫通せしめることを特徴
   とする第１項に記載のマイクロ波加熱方法。 ４、順次拡大する導波管を用いて、Ｅ面の拡大角度を低
   く調整することによって発泡膨化度を強くし、角度を高
   く調整することによって発泡膨化度を低くすることを特
   徴とする第１項に記載のマイクロ波加熱方法。 ５、拡大をやめたＥ面において、ＣとＥ′面の接続部に
   、可動遮断板ｇを設けてＨ′面に入射巾を調整すること
   を特徴とする第１項に記載のマイクロ波加熱方法。 ６、矩形導波管を順次拡大して角錐ラッパ状となし、つ
   いで拡大を止めたＨ′面に高低差をつけた出入りスロッ
   ト部を設け、Ｅ′面に対して、被加熱物を斜交せしめて
   、誘導加熱するように構成したことを特徴とするマイク
   ロ波加熱装置。