JPH04197162A - 液状可食物の減圧連続濃縮装置 - 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） 本発明は液状可食物の減圧連続濃縮装置に係り、殊に果
汁、牛乳等の液状可食物を減圧下でのマイクロ波照射に
より連続的に濃縮する装置に係る。

（従来の技術） 実公昭６３−１２７２０公報には、電磁加熱方式の煮詰
装置が開示されており、この装置は糖液を導入する上部
入口上、蒸気の排出口と、煮詰まった糖液の取り出し口
と、内壁を摺動するスクレイバを蝶着した回転子とを備
えた円筒を具備しており、該円筒が磁性材料により構成
され、該円筒の外壁に装着された絶縁体、該絶縁体の外
周に装着され交番磁束を発生する励磁コイル、該励磁コ
イルの外側を被包しており磁性材料にて構成されたハウ
ジングを備えている。又、マイクロ波を利用する食品の
加熱方法としては、特公昭５４−３８［ｉ５９公報に開
示されている方法があり、この方法によれば、熱風発生
装置からの熱風により加熱室内の雰囲気温度を予め上昇
させた後に被加熱食品を加熱室内に投入し、該加熱室内
でマイクロ波加熱が行われる。更に、特公昭［ｉｏ　−
３３４６９公報には、ペースト状乃至粉末状食品□の乾
燥装置が開示されており、該装置によれば、ペースト状
乃至粉末状食品を密閉容器内に収容し、該容器内を減圧
すると共にマイクロ波を照射するものであり、この場合
に誘電加熱は低温度で（４０°Ｃ以下）且つ短時間実施
される。

（発明が解決しようとする課題） 液状可食物としての果汁・のように果糖、ブドウ糖等の
ような還元糖を主成分としている糖液を濃縮する場合に
、前記の実公昭８３−１２７２０公報に示されている装
置を用いると、円筒との接触により過度に加熱されて糖
液に褐変が生じ易く、従うて濃縮し得るにせよ品質に著
しい劣化をもたらす。

この劣化を防止するためには、加熱円筒の温度を低く設
定することが考えられるが、この場合には単位時間当り
の処理量に著しい低下が生じ、一方処理量を高めるため
には円面を太くしたり長くすることが必要であり、その
結果として装置が大型化し且つ設備コストの上昇を招き
、その割には処理効率の顕著な向上を期待し得ない点に
課題かある。

前記の特公昭５４−３［１６５９公報に開示されている
装置によればマイクロ波処理が大気圧下で実施されるの
で、この装置を本発明が処理を対象とする液状可食物の
濃縮に適用することが不可能である。尚、前記の特公昭
６０−３３４６９公報に開示されている装置は、ペース
ト状又は粉末状の食品を減圧下でマイクロ波処理して乾
燥させることを主体とするものであり、密閉容器内にベ
ルトコンベヤを配設しているので、装置が全体として複
雑となる点に課題がある。

（課題を解決するための手段及び作用）本発明によれば
、上記の課題は、密閉容器と、該密閉容器内に液状可食
物を送り込む導入管と、液状可食物を濃縮するための加
熱機構と、加熱により発生した蒸気を排出すると共に密
閉容器内を減圧状態になす吸引機構と、濃縮された液状
可食物を送り出す排出機構とを備えている、液状可食物
の連続濃縮装置であって、密閉容器内に送り込まれた液
状可食物が自然流下する樋状シュートを備え、該樋状シ
ュートがマイクロ波透過性の素材により構成されており
且つ上記の加熱機構がマイクロ波発生装置であって、樋
状シュートを流下する液状可食物にマイクロ波を照射す
るための少なくとも一箇所の照射口を備えている、液状
可食物の減圧連続濃縮装置により解決される。

本発明による減圧連続濃縮装置において、上記の吸引機
構は密閉容器の内部を１０００−２００００Ｐａの減圧
状態になす能力を有する真空ポンプであることが好まし
い。何故ならば、密閉容器の内部をこのような程度の減
圧状態に維持子れば、マイクロ波エネルギにより液状可
食物を加熱して水分を蒸発させる際に水の沸点が当該可
食物の褐変化温度に達するのを有効に抑制することがで
き、又１０００Ｐａ未膚の過度の減圧下ではマイクロ波
エネルギにより密閉容器内でグロー放電やフロナ放電の
発生する可能性があり、一方２００００Ｐａ以上の低い
減圧下では濃縮に寄与する減圧の効果が低いものとなる
からである。上記の樋状シュートは密閉容器内の容積を
有効に利用する観点から立体状に構成するのが有利であ
り、例えばカスケードシュート又ハスパイラルシュート
であるのが好ましい。

（実施例等） 次に、本発明による装置の具体的な実施形について図面
を参照しつつ説明し、又当該実施形に係る装置を用いて
液状可食物の濃縮を実施した試験例を掲げて本発明装置
によりもたらされる効果を明らかにする。

第１図には、液状可食物を対象とする本発明による減圧
連続濃縮装置の一実施形の概要が示されている。この装
置ＩＯはタンク状の密閉容器１２を備えており、該容器
は配管１４を介して真空ポンプ１６に接続されていて、
その内部は１０００−２００００Ｐａの減圧状態になさ
れる。密閉容器１２の構成素材としてはマイクロ波を反
射する金属材料であればその種類を問わないが、防錆及
び防食性の観点からステンレススチールが好ましい。尚
、上記の真空ポンプ１２は、後述のように、水蒸気を多
量に含有する気体を排気するために用いられるので、水
封式又はエジェクタ式のものであることが好ましい。

液状可食物ＬＦは貯槽１８から送りポンプ２０及び、ニ
ードルバルブ２２を介し、上記の密閉容器１２に取り付
けられた導入管２４を通じて密閉容器１２の内部に送り
込まれる。液状可食物ＬＦの流量はニードルバルブ２２
の開度調整又は送りポンプ２０の回転数制御により変化
させることができる。導入管２４を通じて密閉容器■２
の内部に送り込まれた液状可食物ＬＦは樋状シュート２
Ｂ内に落下する。第１図に示された実施形における樋状
ンユート２６は、第２図に示される横断面Ｕ字形の単位
体２Ｇ１を複数個、支柱２Ｇ３ａ。

２６３ｂに傾斜状態で且つ交互に逆向きに取り付けた所
謂「カスケードンユート」である。尚、樋状シュートは
第３図に示されるようにスパイラルシュート２１１ｉＡ
として構成することもできる。このスパイラルシュー）
　　２ＧＡにおいては樋状体２６１人か円筒状の支柱２
６３Ａに巻き付は固定されている。

前記の密閉容器１２の胴部には加熱機構であるマイクロ
波発生装置２８が設置されている。このマイクロ波発生
装置２８は発振器２８１及び導波管２８３を備えており
、その照射口２８５にはマイクロ波損失の少ないガラス
板２８５ａが取り付けられていて密封容器１２の内部と
マイクロ波発生装置２８の導波管２８３部分とを仕切っ
ている。マイクロ波は上記の照射口２８５を経て密閉容
器１２内に照射され、樋状ンユー）　　２Ｂ　（２ＧＡ
）内を自然流下しつつある液状可食物に吸収されて当該
液状可食物の濃縮をもたらすが、処理されるべき液状可
食物の種類は種々の果汁、牛乳等の乳製品を含めて多岐
にわたるので、上記の発振器２８１としては８９６Ｍ１
（ｚ、　９１５ＭＨｚ及び２４５０ＭＨｚのマイクロ波
を単独で又は組み合わせて発振する能力を宵しているも
のであることが好ましい。尚、１基のマイクロ波発生装
置２８から照射されるマイクロ波の広がり角度は約６０
度であるために、密閉容器１２の全長が長い場合にはマ
イクロ波発生装置を複数基設置することができる［第１
図に示されている実施形では２基（２８，２８Ａ）設け
られているコ。

支柱（２［１３ａ１２Ｂ３ｂ及び２Ｇ３Ａ）を含む既述
の樋状シュート　２６（又は２６Ａ）はマイクロ波を透
過させ且つその際にマイクロ波減衰率が少なく、又耐熱
性を有する素材で構成されていることが肝要であり、液
状可食物の流下する樋状シュート本体部２８１　（２６
１Ａ）は処理される液状可食物が付着残留し難い性質を
更に有している素材で構成されていることが好ましい。

このような素材としては、例えば四弗化エチレン樹脂、
ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等を例示するこ
とができ、殊に四弗化エチレン樹脂が好ましい。

処理されるべき液状可食物は樋状シュート２６（２ＧＡ
）内を上部から下部に向かって自然流下して行く過程で
マイクロ波の照射を受け、そのエネルギを吸収して水分
を蒸発させることにより所期の濃度まで濃縮せしめられ
るが、濃度の上昇に伴い粘度が増加することにより流動
性が低下し、その結果過度のマイクロ波エネルギを吸収
して通航状態を呈するに至る可能性がある。このような
事態の発生を未然に防止するために、第１図に示される
実施形では樋状カスケードンユート　２Ｂを構成する各
単位体２８１の傾斜角度が上部から下部になるにつれて
大きく設定されており、又、第３図に示される実施形に
おいては樋状スパイラルシュート　２６１Ａの巻き付は
ピッチが上部よりも下部において次第に大きくなるよう
に設定され、その結果マイクロ波処理による濃度上昇に
伴い粘度が増加しても液状可食物はほぼ一定の流速で自
然流下する。

上記のようにして樋状ンユートを流下しながらマイクロ
波の照射を受け、水分が蒸発することにより所定濃度に
至るまで濃縮された液状可食物は排出管３０内に流れ込
み、腹背を経て密閉容器の外部に導かれ、次いで冷却さ
れる。

尚、密閉容器１２は既述のように配管１４を介して真空
ポンプ１Ｂと接続されているので、密閉容器の内部にお
いて樋状シュート内の液状可食物から発生した蒸気は上
記の配管１４及び真空ポンプ１６を経て外部に強制排出
されるが、蒸気の一部は密閉容器の内壁に触れ、冷却さ
れて結露し、水滴となって落下し、樋状シュー）　２１
１ｉ　（２ＧＡ）内を自然流下しながら濃縮されつつあ
る液状可食物の濃度を低下させてしまう可能性がある。

これを防止するには、図示されていないが、密閉容器を
二重壁構造となして内壁と外壁との間に温水を流すか、
或は電気ヒータを配設して内壁の表面温度を７０℃程度
に加熱する等の方策を施すことができる。

１１１υ１刊 水分含有率２９．５重量％のリンゴ果汁を対象とし、第
１図に示される通りの装置を用いて濃縮試験を実施した
。

この予備試験は、後記の試験例１におけると同様に実施
されたものであるが、密閉容器内の圧力の影響を調べる
ためのものであり、従って当該圧力を種々の値に設定し
た。尚、照射したマイクロ波の波長は２４５０ＭＨｚで
あり、マイクロ波照射出力は６．５に！＋に設定された
。

得られた各試料について後記の試験例１におけると同様
に褐変度を調べた結果は下記の表１に示される通りであ
り、密閉容器内の圧力を１０００−１００００Ｐａに設
定すれば、褐変を殆ど生じさせることなしにリンゴ果汁
を濃縮し得ることが判明した。

表二」 水分含有率２９．５重量％のリンゴ果汁を対象とし、第
１図に示される通りの装置を用いて濃縮試験を実施した
。密閉容器内の圧力は３５００Ｐａであり、照射したマ
イクロ波の波長は２４５０ＭＨｚであり、マイクロ波照
射出力を２．５．４．６及び６．５ＫＷに設定すること
により、水分含有率が１８．９．１０．０及び２．０重
量％の濃縮物をそれぞれ得た。この時、果汁の流量は１
９０ｍ１／ｌｉｎであり、樋状シュートを通過するのに
要した時間は１５ｓｅｃであった。これらの濃縮物の品
温は、それぞれ５５．７０及び１１０℃であった。これ
らを、それぞれ、半径３ｃｍ１高さ　１ｃ１１の透明容
器に流し込み、放冷して室温まで冷却させた後に、当該
容器を白紙上に載置して検査試料（試料Ａ、　Ｂ及びＣ
）とした。

これらの各試料について、３０人から構成される専門家
パネルが肉眼観察により、試料における褐変の度合を下
記の評価基準を指針として判断した。

Ｏ：褐変が全く認められない、 ｌ：若干の褐変が認められる、 ２：可成りの褐変が認められる。

パネラ−が下した評価点の平均値を算出し、これを試料
における褐変度として示せば下記の表２に示される通り
であり、本発明装置を用いれば、。

褐変を殆ど生じさせることなしに果汁を高濃度まで濃縮
し得ることが判明した 返二］ 水分含有率８８．７重量％の市乳を対象とし、第１図に
示される通りの、但し樋状シュートがカスケードタイプ
のものではなく、第３図に示される通りのスパイラルタ
イプのものである装置を用いて濃縮試験を実施した。密
閉容器内の圧力は１０００Ｐａであり、照射したマイク
ロ波の波長は９１５ＭＨｚであり、マイクロ波照射出力
を２．５及び４、ｌ１ｉＫＷに設定することにより、水
分含有率が７８．１及び６９．２重量％の濃縮物をそれ
ぞれ得た。

この時、市乳の流量は３００ｍ１／ｍｉｎであり、樋状
シュートを通過するのに要した時間は１５ｓｅｃであっ
た。これらの濃縮物の品温は４６及び４８°Ｃであった
。これらを、それぞれ、半径３Ｃ１Ｍ、Ｍさ　１ｃｍの
透明容器に流し込み、放冷して室温まで冷却させた後に
、当該容器を白紙上に載置して検査試料（試料り及びＥ
）とした。

これらの両試料について、試験例１におけると同様にし
て褐変度を調べた。結果は下記の表３に示されている通
りであり、本発明装置を用いれば褐変を殆ど生じさせる
ことなしに可成りの程度まで牛乳を濃縮し得ることが判
明した。

（発明の効果） 有機酸、還元糖、アミノ酸等の含有量が高い天然果汁等
を加熱して濃縮する場合に、従来装置を用いると加熱時
に還元糖の分子内縮合が生して褐変を生じ易いが、本発
明装置を用いることにより褐変の度合を著しく低下させ
ることができる。

本発明ｇ置は果汁以外にも牛乳等の乳製品を含め各種液
状可食物の濃縮に適用することができ、その際に濃縮物
に生じる褐変の程度を著しく抑制することができる。

尚、本発明装置によれば、液状可食物が減圧容器内に配
設された樋状シュート内を自然流下しつつある間にマイ
クロ波の照射を受けるようになされているので、濃縮処
理を連続的に実施することができ、その際の品温を比較
的低く設定することができ、又所要処理時間も比較的短
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は液状可食物を対象とする本発明による減圧連続
濃縮装置の一実施形の概要を示す立面図であって、要部
を断面にて示した図面、第２図は第１図中に示されてい
るカスケードタイプの樋状シュートを構成する単位体の
拡大尺斜視図、第３図はスパイラルタイプの樋状シュー
トの斜視図であＩＯ−ｍ−本発明による跨巳１亘ユ月１
１．１２−−一密閉容器、 １６−−−真空ポンプ（吸引機構）、 １８−一一液状可食物の記１． ２０−一一液状可食物のＬユヱヱグ、 ２４−ｍ−密閉容器への液状可食物のＵ。 ２６−−−樋状シユート　（カスケードタイプ）、２６
Ａ　−−一樋状７ニート　（スパイラルタイプ）、２８
−ｍ−マイクロ波発生装置（加熱機構）、２８１−−−
発振器、 ２８３−−一導波管、 ２８５−−一照射口、 ２８５ａ　−−一仕切り用のガラス板、３０−−−　ｆ
ｉ縮物の排出管（排出機構）、ＬＦ　−−一液状可食物

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）密閉容器と、該密閉容器内に液状可食物を送り込
   む導入管と、液状可食物を濃縮するための加熱機構と、
   加熱により発生した蒸気を排出すると共に密閉容器内を
   減圧状態になす吸引機構と、濃縮された液状可食物を送
   り出す排出機構とを備えている、液状可食物の連続濃縮
   装置であって、密閉容器内に送り込まれた液状可食物が
   自然流下する樋状シュートを備え、該樋状シュートがマ
   イクロ波透過性の素材により構成されており且つ上記の
   加熱機構がマイクロ波発生装置であって、樋状シュート
   を流下する液状可食物にマイクロ波を照射するための少
   なくとも一箇所の照射口を備えていることを特徴とする
   、液状可食物の減圧連続濃縮装置。
2. （２）吸引機構が密閉容器の内部を１０００−２０００
   ０Ｐａの減圧状態にする能力を有する真空ポンプである
   ことを特徴とする、請求項（１）に記載の液状可食物の
   減圧連続濃縮装置。
3. （３）樋状シュートがカスケードシュート及びスパイラ
   ルシュートから選択されたものであることを特徴とする
   、請求項（１）又は（２）に記載の液状可食物の減圧連
   続濃縮装置。