JP2009100675A

JP2009100675A - 円偏波による食品の連続均一加熱装置

Info

Publication number: JP2009100675A
Application number: JP2007275186A
Authority: JP
Inventors: Taichi Ijuin; 太一伊集院; Tetsuya Takatomi; 哲也高富; Masahiro Inoue; 正浩井上
Original assignee: Daiwa Can Co Ltd
Current assignee: Daiwa Can Co Ltd
Priority date: 2007-10-23
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2009-05-14
Anticipated expiration: 2027-10-23
Also published as: JP4832403B2

Abstract

【課題】入口および出口が開口したチャンバーの内部で、マグネトロンから照査された電磁波で容器を連続かつ均一に加熱する。
【解決手段】マグネトロン２に続いて設置され、かつマグネトロン２から照射される直線偏波を円偏波に変波させる円筒形の導波管３と、導波管３と同軸上に導波管３に続いて設置された円筒形の底付きチャンバー５と、チャンバー５の底部付近に容器ａを導入させて導出させるように開口して形成された入口６および出口７と、チャンバー５の中心を通り入口６から出口７に亘って配置されたコンベア８と、入口６および出口７のそれぞれに、コンベア８を覆うように設定された矩形ダクト９と、矩形ダクト９における容器ａの搬送方向での中央部付近に、導波管３側に向かって凸となるように形成された中空で矩形の五面体で囲まれた矩形部１０とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電磁波を透過する容器に詰められた食品を、連続的若しくは間欠的に搬送している間に、マグネトロンからの直線偏波を円偏波に変波して食品に向かって照射し、該食品を均一に加熱する装置に関するものである。

マイクロ波を照射して包装食品を加熱し、殺菌する方法の一例を本件出願人は既に出願し、特許文献１として公開されている。

この特許文献１で開示された従来技術は、搬送中の包装食品をマイクロ波の照射により加熱殺菌する場合に、家庭用の電子レンジのような安価で小出力の装置を使用して、内容物の食品が液状物だけでなく固形物であっても、容器内の食品を均一に加熱殺菌できるようにするという課題を解決することを目的とするものであって、ベルトコンベアにより包装食品を間欠的に搬送させながら、複数個の５００〜６００Ｗの小出力なマイクロ波発振装置を使用して、包装食品に対して、ある停止区間ではマイクロ波を照射し、その次の停止区間ではマイクロ波を照射せず、且つ、そのような小出力のマイクロ波の照射と非照射とを複数回繰り返すマイクロ波による包装食品の殺菌方法である。

マイクロ波に於ける直線偏波を使用した場合、上記の特許文献１に開示されたマイクロ波による包装食品の殺菌方法は極めて優れた有効性を示す。しかしながら、包装食品の種類によって個々に最適なマイクロ波の照射方法を決定する必要があるので、更なる技術的発展を目指した簡便な加熱方法の開発研究によって、近年、直線偏波を円偏波に変波させて照射することにより、被加熱物を回転させる必要もなく被加熱物を均一に加熱できることが確かめられている。

特開２００５−２９５８４８号公報

電磁波を透過する容器に詰められた食品に対して、マグネトロンで発生させた直線偏波を円偏波に変波して照射すると、容器内の食品は均一に加熱される。しかしながら、多数の容器を連続的に加熱するために装置に容器の出入り口を設けたところ、均一な加熱が得られなくなってしまうという結果が生じている。

そこで、本発明は、電磁波を透過する容器に詰められた食品を、連続的若しくは間欠的に搬送している間に、マグネトロンで発生させた直線偏波を円偏波に変波して食品に向かって照射することによって該食品を均一に加熱することができる円偏波による食品の連続均一加熱装置を得る事を課題としている。

本発明は、上記の課題を解決するために、マグネトロンから発生した直線偏波を円偏波に変波させて容器内の食品に照射することによって容器内の食品を均一に加熱する装置であって、前記マグネトロンに続いて設置され、かつ前記マグネトロンから照射される直線偏波を円偏波に変波させるための相対峙して内方へ突出する対を成す複数組のピンを等間隔に固設した円筒形の導波管と、該導波管と同軸上に該導波管に続いて設置され、かつ該導波管よりも大径で円筒形の底付きチャンバーと、該チャンバーの底部付近に、前記容器を導入させて導出させるように開口して形成された入口および出口と、前記チャンバーの中心を通って、かつ前記入口から出口に亘って配置された、前記容器を搬送するコンベアと、前記入口および前記出口のそれぞれに、前記コンベアを覆うように設定された矩形ダクトと、該矩形ダクトにおける前記容器の搬送方向での中央部付近に、前記導波管側に向かって凸となるように形成された、中空で矩形の五面体で囲まれた矩形部とを備えている円偏波による食品の連続均一加熱装置である。

マグネトロンで発生させた直線偏波を円偏波に変波させて容器内の食品に照射することによって容器内の食品を均一に加熱する装置において、多数の容器を連続的に加熱するために、円筒形の底付きチャンバーに容器の入口および出口を設けてコンベアを設置したところ、その出入り口から円偏波が漏れ出てしまって円偏波の円形形状が崩れてしまい、食品に均一に照射されなかったものと推測され、これが要因となって容器内の食品が均一に加熱されなかった。

そこで、チャンバーの出入り口のそれぞれに、コンベアを覆って矩形ダクトを設置し、該矩形ダクトの中央部付近で該矩形ダクトに続いて設けられていて、導波管側に向かって立ち上がる中空で矩形の五面体で囲まれた矩形部を設置した。その結果、円筒形のチャンバー内で円形に回転する円偏波がチャンバーの出入り口から漏れ出てしまって円偏波の円形形状が崩れてしまうことが防止され、円偏波が容器内の食品に均一に照射されることとなり、容器内の食品を連続的に均一に加熱することが出来るようになったのである。

マグネトロンで発生させた直線偏波を円偏波に変波して食品に向かって照射することによって該食品を均一に加熱することができる円偏波による包装食品の連続均一加熱装置を得るという課題を、最良の形態として以下の実施例に具体的に示すように、マグネトロンと、該マグネトロンに続いて設置されていて、マグネトロンから照射される直線偏波を円偏波に変波させるための相対峙して内方へ突出する対を成す複数組のピンを等間隔に固設した円筒形の導波管と、該導波管と同軸上に該導波管に続いて設置されていて、該導波管よりも大径で円筒形の底付きチャンバーとを備え、該チャンバーの底部付近には、容器を導入させて導出させる入口と出口が開口されていて、該出入り口とチャンバーの中心とを通るコンベアが設置されており、出入り口のそれぞれに、コンベアを覆って矩形ダクトが設置してあり、該矩形ダクトの中央部付近で該矩形ダクトに続いて設置されていて、導波管側に向かって立ち上がる中空で矩形の五面体で囲まれた矩形部が設置してある円偏波による食品の連続均一加熱装置として実現した。

本発明の円偏波による食品の連続均一加熱装置１の一例を図１に断面図で示した。

図１中、符号２は、マグネトロンであり、該マグネトロン２は、従来知られているものと同様に直線偏波の電磁波を発振させるものであり、該マグネトロン２の照射口側に続けて円筒形の導波管３が設置されている。

導波管３内には、マグネトロン２から照射される直線偏波を円偏波に変波させるため、導波管３の直径上に相対峙して内方へ突出する四対の円柱形のピン４が固設されている。

該ピン４は、マグネトロン２から照射される電磁波の四分の一波長の間隔で設置されていて、該ピン４にマグネトロン２から照射される直線偏波の電磁波が衝突することによって円偏波に変波される。

円偏波に成った電磁波は、導波管３から該導波管３と同軸上に、該導波管３に続いて設置された、該導波管３よりも大径で円筒形の底付きチャンバー５内に照射される。

チャンバー５は、円筒形であるため、円偏波に成った電磁波は、円形を保ったままチャンバー５の底部に向かって伝わって行く。

該チャンバー５の底部付近には、容器ａを導入させて導出させる入口６と出口７（以下、これらをまとめて出入り口６，７と記すことがある）が設けられている。これら入口６と出口７とは、チャンバー５の外周面でかつチャンバー５の直径上で対向する位置に設けられている。また、出入り口６，７とチャンバー５の中心とを通る合成樹脂製コンベア８が設置されている。さらに、出入り口６，７のそれぞれに、コンベア８を覆って、入口６と出口７の断面積を最小にするために断面を矩形にした矩形ダクト９が設置されている。

図２に、矩形ダクト９を斜視図で示した様に、該矩形ダクト９の軸線方向（容器ａの搬送方向）での中央部付近には、加熱装置１の上方に向かって立ち上がる（凸となる）中空で矩形の五面体で囲まれた矩形部１０が設けられている。したがって、チャンバー５の出入り口６，７に、いわゆる逆Ｔ字形の空間が形成されている。

本発明の円偏波による食品の連続均一加熱装置１は、上述した構造を備えているため、マグネトロン２から照射された直線偏波の電磁波は、導波管３内のピン４に衝突して円偏波に変波し、該円偏波は、円筒形に構成されたチャンバー５内を円形形状のまま伝播し、矩形ダクト９と矩形部１０との作用によって、円偏波の円形形状を崩されることなくチャンバー５内のコンベア８上で待機する容器ａ内の食品に円形形状のままで均一に照射される。その結果、食品が均一に加熱され、包装食品を調理したり、加熱殺菌したりすることができる。

なお、本発明の円偏波による食品の連続均一加熱装置１を複数個連結させて、食品を徐々に加熱させ、より均一に加熱する装置や、一気に加熱した後に、次の装置で弱い円偏波を照射して加熱状態を一定時間保持する装置にすることも可能である。

ここで、本発明の効果を確認するために行った実験の結果を示す。
前述したように、入口や出口などの開口部のない円筒型のチャンバーを使用した場合には、円偏波が乱されないので、均一な加熱を行うことができる。これに対してチャンバーに開口部を設けた場合には、円偏波が乱されて均一な加熱を行うことができない。そこで、入口および出口のない円筒形チャンバーを上記の導波管に続けて設けた場合（比較例１）、入口および出口に矩形ダクトを接続して設け、その円筒形チャンバーを上記の導波管に続けて設けた場合（比較例２）、上述した矩形部が形成されている矩形ダクトを入口および出口のそれぞれに接続した円筒形チャンバーを上記の導波管に続けて設けた場合（本発明例）について、食品を内部に充填した容器の加熱の実験（シミュレーション）を行った。加熱の状態として、吸収した電力の分布を求めた。

結果を図３に示してある。図３は、加熱された容器を水平方向に切断し、その切断面での吸収電力分布を示しており、符号Ｈで示す部分が吸収電力分布が多く、相対的に十分加熱された部分を示し、符号Ｌで示す部分は吸収電力分布が少なく、加熱状態が相対的に低い部分を示す。なお、図３で矢印の方向が出入り口の方向である。

この図３から明らかなように、出入り口に設けた矩形ダクトに上記の矩形部が形成されていない比較例２では、均一加熱されている比較例１に対して吸収電力分布が乱れており、均一に加熱されていない。これに対して、矩形部を形成してある矩形ダクトを円筒形チャンバーの出入り口に接続して設けた本発明例では、吸収電力分布が比較例１と完全に同じにはならないが、偏りが是正されており、均一に加熱できることが確認された。

本発明の円偏波による食品の連続均一加熱装置の一例を示した断面図である。本発明の装置に使用される矩形ダクトと矩形部の一例を示した斜視図である。本発明の効果を確認するために行った実験結果を示す吸収電力分布図である。

符号の説明

ａ…容器、１…加熱装置、２…マグネトロン、３…導波管、４…ピン、５…チャンバー、６…入口、７…出口、８…コンベア、９…矩形ダクト、１０…矩形部。

Claims

マグネトロンから発生した直線偏波を円偏波に変波させて容器内の食品に照射することによって容器内の食品を均一に加熱する装置であって、
前記マグネトロンに続いて設置され、かつ前記マグネトロンから照射される直線偏波を円偏波に変波させるための相対峙して内方へ突出する対を成す複数組のピンを等間隔に固設した円筒形の導波管と、
該導波管と同軸上に該導波管に続いて設置され、かつ該導波管よりも大径で円筒形の底付きチャンバーと、
該チャンバーの底部付近に、前記容器を導入させて導出させるように開口して形成された入口および出口と、
前記チャンバーの中心を通って、かつ前記入口から出口に亘って配置された、前記容器を搬送するコンベアと、
前記入口および前記出口のそれぞれに、前記コンベアを覆うように設定された矩形ダクトと、
該矩形ダクトにおける前記容器の搬送方向での中央部付近に、前記導波管側に向かって凸となるように形成された、中空で矩形の五面体で囲まれた矩形部と
を備えている円偏波による食品の連続均一加熱装置。