JPH06277020A - 真空解凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マイクロ波を利用した真空解凍装置におい
て、処理すべき凍結体の個数の多少にかかわらず、短時
間で経済的な解凍処理を可能とし、装置の小型化と低コ
スト化を図る。 【構成】 マイクロコンピュータ等からなる制御装置１
４にて、各ユニットＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの運転開始スイッチ
６ａ〜６ｄからの信号を受け、１つの圧力センサー１０
で圧力を検出可能なように、真空解放弁７ａ〜７ｄ、真
空排気弁８ａ〜８ｄ、及び圧力検出弁９ａ〜９ｄの開閉
を制御すると共に、検出された圧力に基づいて各ユニッ
トＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのマグネトロン５ａ〜５ｄを制御し、
各ユニットの密閉容器１内に納置された凍結体２ａ〜２
ｄを解凍する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、減圧下でマイクロ波を
照射することにより凍結体の解凍を行うようにした真空
解凍装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、真空ポンプなどの減圧手段を制御
して密閉容器内を所定の圧力範囲に制御することによ
り、凍結体に部分的な加熱が生じることなく、所定温度
以下で且つ急速な凍結体の解凍を可能にする、マイクロ
波を利用した真空解凍装置において、多数個の凍結体を
一度に処理するためには、大容量の密閉容器を有する装
置を使用するか、あるいは、小型の同装置を複数台使用
する必要があった。

【０００３】しかしながら、大容量の密閉容器を有する
装置を使用すれば、所定の圧力まで減圧するために真空
ポンプを長時間運転する必要があり、あるいは、排気能
力の大きな真空ポンプを使用する必要があった。しか
も、このような大容量の密閉容器を有する装置を使用す
る場合は、解凍が必要な凍結体の数量が少ないにもかか
わらず、大型の装置を運転しなければならず、装置の価
格も高価になることや、装置の設置スペースが多大に必
要となる等、多くの無駄を生じていた。このように大型
の密閉容器を有する解凍機を使用する場合は、時間的、
スペース的、経済的に多くの問題を有していた。

【０００４】また、小型の真空解凍装置を複数台使用す
る場合は、高価な真空ポンプを密閉容器の台数と同数運
転する必要があり、経済的、スペース的に多くの問題を
有していた。

【０００５】そこで、特開昭５５−１５９７８２号公報
に示されるように、低温蒸気の凝縮潜熱を利用して凍結
品の解凍を行う真空解凍装置において、減圧室を複数個
設け、各減圧室を開閉弁を有する配管で互いに連結する
方法が提案された。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、減圧室
を複数個設け、各減圧室を開閉弁を有する配管で互いに
連結する方法では、ある一つの減圧室が解凍処理終了後
開閉弁にて真空を解放している最中は、真空ポンプを運
転して別の減圧室を減圧することはできず、一つの減圧
室が大気圧と同圧になるまで別の減圧室の減圧を開始で
きないという時間的無駄を余儀なくされるという問題点
を有していた。更に、各減圧室それぞれに気圧を検出す
る気圧センサーを備えると、コストが上昇する。

【０００７】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、凍結体の個数の多少にかかわら
ず、短時間で経済的に解凍処理できる、小型で安価な解
凍装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の真空解凍装置は、凍結体を納置可能な密閉容
器と、密閉容器内にマイクロ波を照射するマイクロ波発
生装置と、密閉容器内を真空状態から大気圧状態に戻す
真空解放弁とを有する真空解凍ユニットを複数個備える
とともに、各真空解凍ユニットの密閉容器にそれぞれ真
空排気弁を介して配管により連通され、密閉容器内を減
圧する減圧手段と、各真空解凍ユニットの密閉容器にそ
れぞれ圧力検出弁を介して配管により連通され、圧力を
検出する１個の圧力検出手段と、運転する各真空解凍ユ
ニットを指定する指定スイッチと、圧力検出手段が指定
された密閉容器内の圧力を検出するように、圧力検出弁
を開閉制御すると共に、指定された密閉容器の圧力及び
加熱を検出された圧力に基づいて増減するように、減圧
手段と、真空排気弁と並びに、マイクロ波発生装置とを
制御する制御手段とを備えている。

【０００９】

【作用】上記の構成を有する本発明の真空解凍装置にお
いては、凍結体を納置可能な密閉容器と、密閉容器内に
マイクロ波を照射するマイクロ波発生装置と、密閉容器
内を真空状態から大気圧状態に戻す真空解放弁とを有す
る真空解凍ユニットを複数個備えており、１個の圧力検
出手段は各々の密閉容器にそれぞれ圧力検出弁を介して
配管により連通され、その圧力検出弁の開閉操作により
各密閉容器内の圧力を検出している。また、減圧手段は
各々の密閉容器にそれぞれ真空排気弁を介して配管によ
り連通され、その真空排気弁の開閉操作により各密閉容
器内を減圧する。指定スイッチは、どの真空解凍ユニッ
トが運転されるかを検出可能にしている。

【００１０】制御手段は、圧力検出手段が指定された密
閉容器内の圧力を検出できるように圧力検出弁と開閉制
御すると共に、指定された密閉容器の圧力及び加熱を検
出された圧力に基づいて増減するように、減圧手段と、
真空排気弁と並びに、マイクロ波発生装置とを制御し
て、多数個の凍結品を一度に解凍しなければならない場
合は、複数個の真空解凍ユニットを同時に運転し、少数
の凍結品を解凍するだけでよい場合は、必要な個数の真
空解凍ユニットを運転して、解凍処理個数の変動に対
し、小型の装置で経済的な運転がなされる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。

【００１２】図１は真空解凍装置の全体を示す概略構成
図であり、複数個、例えば４個の真空解凍ユニットＡ，
Ｂ，Ｃ，Ｄが設けられている。各々の真空解凍ユニット
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは同様の構成からなり、図２に示される
ように、ドア３を有する密閉容器１には導波管を介しマ
イクロ波発生器としてのマグネトロン５が接続され、密
閉容器１と導波管との間は、電波の透過性の高い板状の
仕切板４にて密閉されている。また、密閉容器１には圧
力検出弁９を介して配管１３が設けられ、圧力検出手段
としての圧力センサー１０に連通している。さらに、密
閉容器１には真空排気弁８を介して配管１２が設けら
れ、減圧手段としての真空ポンプ１１に連通している。
そしてさらに、密閉容器１には真空解放弁７が設置され
ている。ドア３の近くには運転開始スイッチ６が設けら
れ、密閉容器１内で凍結体２の解凍処理を開始する際に
開始信号を発生する。

【００１３】図１において、４個の真空解凍ユニット
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、配管１２により１個の真空ポンプ１
１に連通されている。また、配管１３により１個の圧力
センサー１０に連通されている。そして、マイクロコン
ピュータ等によって構成されている制御手段としての制
御装置１４は、各々の真空解凍ユニットＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
の運転開始スイッチ６ａ〜６ｄからの信号を受け、各真
空解凍ユニットＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのマグネトロン５ａ〜５
ｄ、真空解放弁７ａ〜７ｄ、真空排気弁８ａ〜８ｄ及び
圧力検出弁９ａ〜９ｄの作動を制御するとともに、さら
には、圧力センサー１０からの信号も受けて、真空ポン
プ１１の運転を制御する。

【００１４】上記装置により、複数個の密閉容器１内に
マイクロ波を照射し、魚介類、肉等の食品の凍結体２を
解凍することができる。

【００１５】次に、先づ基本動作を図２を参照して説明
する。

【００１６】４個の真空解凍ユニットＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの
うちのいずれかの真空解凍ユニットの密閉容器１内に凍
結体２を納置した後、ドア３を閉じる。運転開始スイッ
チ６を入れると、その信号は制御装置１４に送られる。
これに応答して、制御装置１４は真空解放弁７を閉じ、
圧力検出弁９及び真空排気弁８を開き、真空ポンプ１１
を作動させる。そして、圧力センサー１０の信号に基づ
き密閉容器１内が所定の圧力になるまで減圧し、真空ポ
ンプ１１を停止させる。一方、マグネトロン５は減圧開
始と同時に作動させ、密閉容器１内にマイクロ波を照射
し、凍結体２の解凍を開始する。

【００１７】ここで解凍の原理を説明すると、例えば、
圧力を３０Ｔｏｒｒに減圧すると、水は約２９℃で沸騰
し、水が存在する限りこの沸点を維持する。すなわち、
密閉容器１内の圧力を３０Ｔｏｒｒまで減圧すると、被
解凍物の温度は約２９℃以下に維持されながら解凍され
ることになるので、生ものの解凍には特に適している。

【００１８】実際には、凍結体２が加熱され部分的解凍
が進行すると、水蒸気が発生し密閉容器１内の圧力が上
昇し始めるので、結果として沸点が上昇し凍結体２の温
度が上昇することになり、良好な解凍結果が得られなく
なる。したがって前述のような良好な解凍を実現させる
には、密閉容器１内の圧力を所定の値に維持する制御が
必要となってくる。

【００１９】しかし、一定の圧力を維持するには非常に
複雑な制御が必要となる。ここで沸点について考えてみ
ると、図３に示すように、例えば圧力が２５Ｔｏｒｒか
ら３０Ｔｏｒｒに上昇したときの沸点の温度は約２６℃
から２９℃であり、この温度範囲は実際の解凍上問題の
ない範囲である。このことから、必ずしも圧力を一定に
維持する必要はなく、所定の圧力範囲内で制御すれば十
分な解凍結果が得られる。

【００２０】本実施例の圧力を所定の圧力範囲内に制御
する方法を図４のタイミングチャートを参照して説明す
る。

【００２１】圧力Ｐ₀ まで減圧後真空ポンプ１１は停止
する。解凍が進行してくると、前述した理由により密閉
容器１内の圧力が上昇し始める。圧力がＰ₁ に達した
ら、圧力センサー１０の信号により真空ポンプ１１を再
び作動させる。所定の圧力Ｐ₀に戻ったところで真空ポ
ンプ１１を停止する。また、Ｔ₂ −Ｔ₃ の真空ポンプ１
１が作動している間は、マグネトロン５を停止してマイ
クロ波の照射を停止させることにより水蒸気の発生を抑
制し、Ｔ₂ −Ｔ₃ の減圧時間を短縮させることができ
る。ここで、マグネトロン５は停止ではなくマイクロ波
を弱出力に切り換えても水蒸気の発生を抑制できる。ま
た、マイクロ波の照射を停止することにより水蒸気の発
生は止まり、一方、発生した水蒸気は低温部で凝縮され
るため圧力は下降し始める。これによりＴ₂ −Ｔ₃ の減
圧時間は更に短縮される。

【００２２】次に、解凍すべき凍結体２が多数個ある場
合の動作順序を図１を参照して説明する。

【００２３】１個目の凍結体２ａを真空解凍ユニットＡ
の密閉容器１ａ内に納置し、運転開始スイッチ６ａが入
れられると、密閉容器１ａの減圧が開始される。２個目
の凍結体２ｂは、真空解凍ユニットＢの密閉容器１ｂ内
に納置し、運転開始スイッチ６ｂが入れられると、真空
解放バルブ７ｂが閉じる。圧力センサー１０から密閉容
器１ａが所定の圧力Ｐ₀ まで減圧されたことを示す信号
が出されると、真空排気弁８ａ及び圧力検出弁９ａが閉
じ、代わって、真空排気弁８ｂ及び圧力検出弁９ｂが開
き、真空ポンプ１１は密閉容器１ｂの減圧を開始する。
密閉容器１ｂが所定の圧力Ｐ₀ まで減圧されると、真空
排気弁８ｂは閉じ、真空ポンプが停止する。そして再び
真空解凍ユニットＡの圧力検出弁９ａが開き、真空容器
１ａ内の圧力を検知できる状態にする。この時、圧力検
出弁９ｂも開いた状態にあるので、真空容器１ａと真空
容器１ｂは配管１３により連通状態となる。

【００２４】３個目、４個目の凍結体２ｃ，２ｄは真空
解凍ユニットＣ，Ｄの密閉容器１ｃ，１ｄ内にそれぞれ
納置され、前述と同様に減圧され解凍処理される。１個
目の凍結体２ａの解凍処理が終了すれば、圧力検出弁９
ａが閉じ、それから真空解放弁７ａが開き密閉容器１ａ
内の圧力が大気圧に戻される。そこで、解凍された凍結
体２ａを取り出し、次の凍結体を新たに納置し、運転開
始スイッチ６ａを入れ再び解凍処理を開始する。

【００２５】このようにして所定個数の凍結体２の処理
が終わるまで動作を続ける。

【００２６】ここで、例えば密閉容器１ａ内の凍結体２
ａに対して圧力がＰ₀−Ｐ₁間でマイクロ波が照射されて
いる際に、別の真空解凍ユニット、例えば密閉容器１ｂ
が減圧されているような状況を仮定する。この時の動作
を図５のタイミングチャートを参照して説明する。

【００２７】時刻Ｔ₀₀において、真空ポンプ１１が運転
を開始し密閉容器１ｂの減圧を開始する。このとき、密
閉容器１ａでは、圧力上昇を防ぐため圧力検出弁９ａを
閉じ、さらにマグネトロン５ａを停止させる。時刻Ｔ₁₀
で密閉容器１ｂ内の圧力は所定の圧力Ｐ₀ に到達し、真
空排気弁８ｂを閉じ、真空ポンプ１１を停止させる。そ
して、圧力検出弁９ａを開くとともにマグネトロン５ａ
を運転開始する。解凍が進み、前述のように凍結体２ａ
から発生する水蒸気により、密閉容器１ａ内の圧力は徐
々に上昇する。このとき、密閉容器１ｂ内の圧力は、配
管１３を介して連通状態にある密閉容器１ａ内の圧力と
同様に上昇する。

【００２８】そして、時刻Ｔ₁₁に所定の範囲（上限の圧
力Ｐ₁ ）を超えると、マグネトロン５ａ、５ｂが停止、
あるいは、出力低下される。次に、真空排気弁８ａ、８
ｂを開き、真空ポンプ１１にて密閉容器１ａ、１ｂ内の
圧力を所定の圧力Ｐ₀ まで減圧する。続いて、時刻Ｔ₁₂
にて真空排気弁８ａ、８ｂを閉じ、マグネトロン５ａ、
５ｂを再び元の出力に戻し解凍処理を続ける。時刻Ｔ₁₃
で密閉容器１ａ、１ｂ内の圧力は再び圧力Ｐ₁ まで上昇
し、真空ポンプ１１の運転が開始され、密閉容器１ａ、
１ｂ内の圧力が所定の圧力Ｐ₀ まで減圧される時刻Ｔ₁₄
で、真空ポンプ１１は停止する。

【００２９】時刻Ｔ₁₅で凍結体２ａの解凍処理が終了
し、マグネトロン５ａを停止するとともに、圧力検出弁
９ａを閉じ、そして真空解放弁７ａを開いて、密閉容器
内１ａの圧力を大気圧に戻す。真空解凍ユニットＢの方
も、同様に時刻Ｔ₁₆、Ｔ₁₇に密閉容器１ｂ内の圧力がＰ
₁ まで上昇するが、真空ポンプ１１の運転を行い、圧力
をＰ₀ まで戻し、時刻Ｔ₁₈で解凍処理を終了し、真空解
放弁８ｂを開いて、密閉容器１ｂ内の圧力を大気圧まで
戻す。

【００３０】前述の、時刻Ｔ₀₀において密閉容器１ｂの
減圧を開始する際、密閉容器１ａのマグネトロン５ａを
停止させるが、これは、もし密閉容器１ａ内が水蒸気発
生により圧力上昇中である状況だとすると、マグネトロ
ン５ａを運転し続けた場合、圧力を検知できない状態に
あるので、密閉容器１ａ内の圧力がＰ₁ 以上に上昇する
恐れがあるからである。

【００３１】尚、密閉容器１ｂの減圧を開始後、数秒経
過した後に圧力検出弁９ａを閉じ、マグネトロン５ａを
停止させ、そして、圧力検出弁９ｂを開くようにすれ
ば、密閉容器１ａのマイクロ波照射待機時間（Ｔ₀₀−Ｔ
₁₁）を短縮させることできる。これは、密閉容器１内を
所定圧力Ｐ₀ まで減圧する際、圧力センサー１０が必要
となるのは、圧力がＰ₀ に達する近辺だけであり、それ
以前はなくても構わないためであり、この時間は、真空
ポンプ１１の能力、密閉容器１の大きさによってあらか
じめ決められる。

【００３２】本実施例では４個の真空解凍ユニットＡ，
Ｂ，Ｃ，Ｄにて構成されているが、２個以上であれば何
個であっても本発明の主旨に本質的な違いはない。

【００３３】また、圧力制御の方法としては、解凍中、
真空ポンプ１１を連続的に動作させ、４個の真空排気弁
８ａ〜８ｄの開閉だけで制御する構成としてもよい。更
に、上述した実施例において、密閉容器１内の圧力がＰ
₁ に達してＰ₀ に戻す際、マイクロ波の出力は継続でも
上述した実施例に近似した効果が得られる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の真空解凍装置によれば、減圧手段とマイクロ波発
生装置とを制御して凍結体を解凍する作業において、凍
結体の個数の多少にかかわらず、短時間で経済的に解凍
処理できる、小型で安価な解凍装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例である真空解凍装置の
全体を示す概略構成図である。

【図２】図２は真空解凍ユニットの構造概略図である。

【図３】図３は圧力と水の沸点との関係を示す図であ
る。

【図４】図４は真空解凍装置の基本動作を示すタイミン
グチャートである。

【図５】図５は複数個の真空解凍ユニットの動作を示す
タイミングチャートである。

【符号の説明】

１ａ〜１ｄ 密閉容器 ５ａ〜５ｄ マグネトロン ７ａ〜７ｄ 真空開放弁 ８ａ〜８ｄ 真空排気弁 ９ａ〜９ｄ 圧力検出弁 １０ 圧力センサー １１ 真空ポンプ １４ 制御装置 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ 真空解凍ユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 凍結体を納置可能な密閉容器と、前記密
   閉容器内にマイクロ波を照射するマイクロ波発生装置
   と、前記密閉容器内を真空状態から大気圧状態に戻す真
   空解放弁とを有する真空解凍ユニットを複数個備えると
   ともに、 前記各真空解凍ユニットの密閉容器にそれぞれ真空排気
   弁を介して配管により連通され、前記密閉容器内を減圧
   する減圧手段と、 前記各真空解凍ユニットの密閉容器にそれぞれ圧力検出
   弁を介して配管により連通され、圧力を検出する１個の
   圧力検出手段と、 運転する前記各真空解凍ユニットを指定する指定スイッ
   チと、 前記圧力検出手段が指定された前記密閉容器内の圧力を
   検出するように、前記圧力検出弁を開閉制御すると共
   に、指定された前記密閉容器の圧力及び加熱を検出され
   た圧力に基づいて増減するように、前記減圧手段と、前
   記真空排気弁と並びに、前記マイクロ波発生装置とを制
   御する制御手段とを備えたことを特徴とする真空解凍装
   置。