JPS6316672B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、乾燥室内の水蒸気を真空ポンプによ
り低温トラツプに送つて氷結させる真空凍結乾燥
方法、並びに、その方法に使用する装置に関し、
乾燥に要する時間を大巾に短縮できると共に、被
処理物の均一加熱を容易かつ確実に行えるように
して、殊に食品乾燥を栄養や香りを維持した状態
で能率良く乾燥できるようにする事を目的とす
る。

次に、例示図により本発明の実施態様を説明す
る。

第１図に示すように、密閉及び開放自在な乾燥
室１を形成するタンク１ａに、低温トラツプ２を
介して真空ポンプ３を連通させ、被処理物を載置
するトレイ４に対して互いちがいに位置する状態
で、輻射加熱及び高周波加熱が可能な加熱板５を
乾燥室１内に並設し、そして、前記低温トラツプ
２において、乾燥室１からの水蒸気を氷結させて
捕捉するための冷却管２ａの一端側を、ポンプ２
ｂ及び冷却器２ｃを備えた供給管２ｄにより、か
つ、他端側を戻り管２ｅにより夫々冷媒貯槽２ｆ
に接続して、フロン１２やフロン２２等の冷媒
を、冷却器２ｃで、タンク６から供給される液化
天然ガス、液体窒素、液体炭酸等の低温液化ガス
により冷却した後、冷却管２ａに循環供給すべく
構成してある。

前記加熱板５を構成するに、第２図に示すよう
に、金属製の第１及び第２導管部分５ａ，５ｂに
わたる状態で形成した金属製加熱管部分５ｃの多
数を、平面状にかつ隙間の無い状態で並設し、加
熱管部分５ｃの一端側を、一つおきに第１導管部
分５ａあるいは第２導管部分５ｂに、高周波通過
可能な開口５ｄにより接続すると共に、他端側
を、高周波通過を阻止する金網５ｅを張設した開
口により第２導管部分５ｄあるいは第１導管部分
５ａに接続し、そして、加熱管部分５ｃの夫々
に、被処理物に高周波を照射すべく、テフロンや
ガラス等の高周波通過可能な耐熱性気密材料で蓋
をした開口５ｆを、均等な高周波照射が可能なよ
うに金網張設側ほど巾が拡がる状態で設け、ま
た、両導管部分５ａ，５ｂに各別の高周波照射装
置７を接続すると共に、スチームや熱風等の加熱
流体を発生する装置８を供給管９により第１導管
部分５ａにかつ戻り管１０により第２導管部分５
ｂに接続してある。

前記加熱流体発生装置８及び高周波照射装置７
に対して、第１図に示すように、プログラム式自
動制御器１１を付設し、また、前記真空ポンプ３
に対して、前記乾燥室１内の圧力を検出する装置
１４、並びに、その検出装置１４による検出値を
設定範囲内に維持すべく真空ポンプ３の排気量を
自動調節する制御器１５を付設すると共に、前記
低温トラツプ２に対して、前記冷却器２ｃからの
冷媒の温度を検出する装置１６、並びに、その検
出装置１６による検出値を設定範囲内に維持すべ
く冷却器２ｃへの低温液化ガス供給量の制御弁１
７を自動調節する制御器１８を付設し、かつ、そ
れら制御器１５，１８を前記プログラム式自動制
御器１１に連係してある。

尚、真空ポンプ３の排気量を自動調節するに、
メカニカルブースターと油回転式真空ポンプを直
列接続し、メカニカルブースターのオンオフ制御
を自動的に行わせるようにする。

次に、上記装置による真空凍結乾燥方法につい
て説明する。

凍結した被処理物を前記トレイ４に載置して乾
燥室１内に入れ、乾燥室１を密閉する。そして、
前記低温トラツプ２を作動させて、約−40℃の冷
媒を冷却管２ａに供給し、プログラム式自動制御
器１１によつて、前記真空ポンプ３を作動させ
て、乾燥室１内の圧力を0.1トールないし0.5トー
ルに維持すると共に、前記高周波照射装置７を停
止させた状態で前記加熱流体発生装置８を作動さ
せ、もつて、凍結した被処理物中の氷を輻射加熱
利用で昇華させて、水蒸気を低温トラツプ２で捕
捉しながら、かつ、プログラム式自動制御器１１
により加熱流体発生装置８の出力を適宜調節させ
て、被処理物の昇温をその変質が無いように抑制
しながら、輻射による大量入熱でもつて乾燥を行
なう。そして、設定時間が経過すると、プログラ
ム式自動制御器１１によつて、高周波照射装置７
を作動させると共に、それとほぼ同時に、乾燥室
１１の圧力が0.1トール以下になるように真空ポ
ンプ３の排気量を増大させ、かつ、加熱流体発生
装置８の出力を被処理物の昇温による変質が生じ
ないように適当に低下させながら、被処理物内部
の氷を高周波照射により昇華させ、さらに、乾燥
が完了するに足る設定時間が経過すると、プログ
ラム式自動制御器１１により装置全体を停止させ
て、乾燥処理を完了する。

上述のように、高周波照射に伴つて、真空ポン
プ３の排気量を増大させて、乾燥室１内の水蒸気
や空気等を迅速に排出させ、もつて、水蒸気や空
気がイオン化する事に起因して、高周波照射によ
るグロー放電が顕著になる事を抑制して、グロー
放電に伴う不均一な加熱による被処理物の部分的
変質を防止する。

尚、本発明は、各種食品を主たる乾燥対象物と
するが、その他、例えば医薬品等、各種のものを
対象にできる。

前記真空ポンプ３の排気量を増大するに、第３
図に示すように、高周波照射に伴う乾燥室内での
グロー放電を検出する装置１２、並びに、その検
出装置１２からの情報に基いてグロー放電を抑制
すべく前記真空ポンプ３の排気量を増大する自動
制御器１３を設けて、高周波照射による乾燥にお
いて、前記グロー放電検出装置１２によつて、高
周波照射エネルギーの10％程度以上がグロー放電
している事が検出されると、前記自動制御器１３
により真空ポンプ３の排気量を増大させてもよ
く、また、高周波照射開始に伴つてあるいは前記
グロー放電検出装置１２を利用して、人為的に調
節操作してもよい。

前記加熱流体発生装置８に代えて各種の輻射加
熱手段が利用でき、それらを輻射加熱装置８と総
称し、また、前記高周波照射装置７の具体的構成
も各種変更可能である。また、高周波照射を開始
すると輻射加熱を停止するように、操作したりあ
るいは制御機構を構成してもよい。

グロー放電を抑制するに、前記低温トラツプ２
における冷却器２ｃからの冷媒の温度を低下させ
る手段、並びに、高周波照射出力を前記検出装置
１２からの情報に基いて低下させる手段の一方あ
るいは両方を併用してもよい。

以上要するに、本第１発明は、冒記方法におい
て、前記乾燥室１内の被処理物に対して、乾燥初
期において輻射加熱のみをかつその後で高周波照
射を行うと共に、前記高周波照射の開始とほぼ同
時に、あるいは、高周波照射に伴うグロー放電
を、乾燥室１に備えられた検出装置１２により検
出して、グロー放電を抑制するように前記真空ポ
ンプ３の排気量を増大させる事を特徴とする。

すなわち、乾燥初期には大量の熱を与えやすい
輻射加熱を利用し、被処理物の表面が乾燥して熱
伝導度が低下すると、内部の凍結部分に効率的に
熱を付与できる高周波照射を利用する事によつ
て、乾燥に要する時間を大巾に、例えば単に輻射
加熱のみを利用する場合に比して30ないし50％
も、短縮でき、極めて能率良く乾燥を行えるよう
になつた。

また、単純に高周波を照射すると加熱が不均一
になつて、部分的な変質や変色を生じやすく、こ
の事は、殊に食品を栄養及び香り等が損われない
ように乾燥する場合には致命的な欠点になるが、
このように、加熱が不均一になりやすい原因を追
究したところ、乾燥室１内において水蒸気や空気
等のガスがイオン化してグロー放電が生じ、高周
波照射エネルギーの10％程度以上がグロー放電す
ると、乾燥物の変質や変色において実害が生じる
事を見出したのであり、この知見に基いて、上述
のように、真空ポンプ３の排気量を増大して、乾
燥室１内の水蒸気や空気の排出を迅速に行わせる
事によつて、変質や変色を抑制した良好な乾燥を
容易確実に行えるに至つたのである。

ちなみに、真空ポンプ３の排気量を乾燥初期か
ら低くしておいて、乾燥室１の圧力を0.1トール
以下に維持する事も考えられるが、そのようにす
ると、被処理物の熱伝導度が低下し、乾燥を能率
良く行えるようにしようとする目的が損われる
が、上述のように、高周波照射開始とほぼ同時あ
るいはその後必要に応じて真空ポンプ３の排気量
を増大すると、乾燥速度への悪影響が実質上無い
状態でグロー放電を抑制でき、全体として、良好
な乾燥を容易確実にかつ迅速に行え、殊に、食品
の乾燥を栄養や香りを損わないでかつ能率良く行
わせられるようになつた。

また、本第２発明による真空凍結乾燥装置は、
乾燥室１に、被処理物に対する輻射加熱装置８及
び高周波照射装置７を設け、前記乾燥室１の水蒸
気を氷結させるべく低温トラツプ２に送る真空ポ
ンプ３を排気量変更設定自在に設け、乾燥初期に
おいて前記輻射加熱装置８を作動させると共に、
乾燥開始後設定時間経過すると、前記高周波照射
装置７を作動させ、かつ、前記真空ポンプ３の排
気量を増大させるべく構成した自動制御器１１を
設けてある事を特徴とする。

すなわち、前記自動制御器１１によつて、優秀
な本第１発明による方法を確実に行わせる事がで
き、その上、高周波照射とほぼ同時に真空ポンプ
３の排気量を増大させる構成を採用する事によつ
て、制御構成を比較的簡単にでき、機能面及び構
成面で有利な装置を提供できた。

また、本第３発明による真空凍結乾燥装置は、
乾燥室１に、被処理物に対する輻射加熱装置８及
び高周波照射装置７、並びに、高周波照射に伴う
グロー放電を検出する装置１２を設け、前記乾燥
室１の水蒸気を氷結させるべく低温トラツプ２に
送る真空ポンプ３を、排気量変更設定自在に設
け、乾燥初期において前記輻射加熱装置８を作動
させると共に、乾燥開始後設定時間経過すると、
前記高周波照射装置７を作動させるべく構成した
自動制御器１１を設け、前記検出装置１２からの
情報に基いてグロー放電を抑制すべく前記真空ポ
ンプ３の排気量を増大させる自動制御器１３を設
けてある事を特徴とする。

すなわち、前述本第２発明と同様、前記両自動
制御器１１，１３によつて、優秀な本第１発明に
よる方法を確実に行わせる事ができ、しかも、実
際に設定以上のグロー放電が生じた時に真空ポン
プ３の排気量を増大させるから、たとえ輻射加熱
と高周波照射を同時に行わせる場合であつても、
本第１発明において詳述したような圧力低下によ
る被処理物の熱伝導度低下を極力抑制した状態で
能率良く乾燥を行え、機能面で極めて優れた装置
を提供できるようになつた。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る真空凍結乾燥方法、並び
に、その方法に使用する装置の実施の態様を例示
し、第１図はフローシート、第２図は加熱板を示
す概略説明図、第３図は別の実施態様を示すフロ
ーシートである。 １……乾燥室、２……低温トラツプ、３……真
空ポンプ、７……高周波照射装置、８……輻射加
熱装置、１１……自動制御器、１２……グロー放
電検出装置、１３……自動制御器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 乾燥室１内の水蒸気を真空ポンプ３により低
   温トラツプ２に送つて氷結させる真空凍結乾燥方
   法であつて、前記乾燥室１内の被処理物に対し
   て、乾燥初期において輻射加熱のみをかつその後
   で高周波照射を行うと共に、前記高周波照射の開
   始とほぼ同時に、あるいは、高周波照射に伴うグ
   ロー放電を、乾燥室１に備えられた検出装置１２
   により検出して、グロー放電を抑制するように前
   記真空ポンプ３の排気量を増大させる事を特徴と
   する真空凍結乾燥方法。 ２ 乾燥室１に、被処理物に対する輻射加熱装置
   ８及び高周波照射装置７を設け、前記乾燥室１の
   水蒸気を氷結させるべく低温トラツプ２に送る真
   空ポンプ３を、排気量変更設定自在に設け、乾燥
   初期において前記輻射加熱装置８を作動させると
   共に、乾燥開始後設定時間経過すると、前記高周
   波照射装置７を作動させ、かつ、前記真空ポンプ
   ３の排気量を増大させるべく構成した自動制御器
   １１を設けてある事を特徴とする真空凍結乾燥装
   置。 ３ 乾燥室１に、被処理物に対する輻射加熱装置
   ８及び高周波照射装置７、並びに、高周波照射に
   伴うグロー放電を検出する装置１２を設け、前記
   乾燥室１の水蒸気を氷結させるべく低温トラツプ
   ２に送る真空ポンプ３を、排気量変更設定自在に
   設け、乾燥初期において前記輻加熱装置８を作動
   させると共に、乾燥開始後設定時間経過すると、
   前記高周波照射装置７を作動させるべく構成した
   自動制御器１１を設け、前記検出装置１２からの
   情報に基いてグロー放電を抑制すべく前記真空ポ
   ンプ３の排気量を増大させる自動制御器１３を設
   けてある事を特徴とする真空凍結乾燥装置。