JP2017069113A - マイクロウェイブ加熱システム - Google Patents
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Abstract
【課題】マイクロウェイブ加熱による温度不均一を解決し、被加熱物の内容の変化に対して極めて高い適応能力を有するマイクロウェイブ加熱システムを提供する。【解決手段】被加熱物を充填した密封ボックスに対して加熱加工を行うシステムであって、マイクロウェイブ用圧力モジュール40で密封ボックスを被覆して加圧し、移載装置30上に固定し、マイクロウェイブで密封ボックスに対して加熱し、移載装置30が密封ボックスを搭載して移動する時、加熱及び撹拌を行い、また、温度測定モジュール60を介して密封ボックス或いは被加熱物の温度を測定しており、被加熱物は内部膨張或いは熱蒸気によって漏洩することはなく、また、撹拌強度は設定することができ、且つ移動速度も制御することができるため、加熱は均一になり、マイクロウェイブ加熱装置の出力パワーや加熱時間、移載装置30の回転速度等のパラメータを調節し、温度制御システムを形成する。【選択図】図2
Description
本発明は、被加熱物に関する加工装置及びその工程であって、特にマイクロウェイブを加熱手
段とする加熱工程及びそのシステムに関するものである。
段とする加熱工程及びそのシステムに関するものである。
今やマイクロウェイブ加熱技術は一般家庭調理器具や工業加工等分野にも応用されており、マイクロウェイブは一種の電磁波であるため、その強度分布は異なるマイクロウェイブパワー発生器、共振チャンバ及び被加熱物等の要素の相互作用により変化が発生し、被加熱物はそれぞれ異なるエリアで受けるマイクロウェイブの強度によって大きな差異が生じ、局部的に温度上昇が不均一になってしまう。
上述の問題を解決するため、特許文献1〜3に記載されている、被加熱物を熱水及び水蒸気を注入した高圧炉エリアの中に置いてマイクロウェイブ過熱を受けさせるマイクロウェイブ加熱システムが開示されており、被加熱物は熱水及び水蒸気に包囲されるため、被加熱物はマイクロウィエブ加熱と同時に熱水及び水蒸気の伝導加熱を受けることで、上述した局部的に温度上昇が不均一となる現象を低減できる一方、被加熱物を高圧炉エリア中に置くことで被加熱物が加熱膨張によって引き起こる外部方向圧力を相殺することができ、被加熱物が自身の包装物から漏洩することを防ぐことができる。
上述の問題を解決するため、特許文献1〜3に記載されている、被加熱物を熱水及び水蒸気を注入した高圧炉エリアの中に置いてマイクロウェイブ過熱を受けさせるマイクロウェイブ加熱システムが開示されており、被加熱物は熱水及び水蒸気に包囲されるため、被加熱物はマイクロウィエブ加熱と同時に熱水及び水蒸気の伝導加熱を受けることで、上述した局部的に温度上昇が不均一となる現象を低減できる一方、被加熱物を高圧炉エリア中に置くことで被加熱物が加熱膨張によって引き起こる外部方向圧力を相殺することができ、被加熱物が自身の包装物から漏洩することを防ぐことができる。
また、被加熱物を耐圧及び耐熱の被加熱容器に密閉し、被加熱容器をベルトコンベアに搭載し、常圧のマイクロウェイブ加熱炉エリアを介して加熱殺菌を行い、局部的に温度上昇が不均一となる問題を改善することを主要としたその他の特許文献4に記載されているマイクロウェイブ殺菌システムがある。
上記の特許文献1〜3が用いる高圧炉エリアには以下のような制限を有している。
第一に、システムの設置、運用及びメンテナンスのコストが高い。高圧炉エリアの設置にはマイクロウェイブの漏洩とその安全面を考慮しなければならず、出し入れ操作時に特定の減圧工程と装置が必要で、コストは常圧操作に比べて多くなる。
第二に、第二加熱媒介、即ち熱水或いは水蒸気を用いる際、これに関する設備を増設しなければならず、且つ稼働する際不要な熱損失が引き起こる。
第三に、被加熱物を熱水或いは水蒸気の中に浸した状態では即座に測温することが困難で、被加熱物の温度を測定できないと、閉回路による温度制御工程の構築を行うことができないため、加熱システムは一次的な操作の加熱システムとなってしまう。
第四に、加熱システムに閉回路による温度制御能力がないため、被加熱物はマイクロウェイブによる加熱効果に対して予め研究し且つ製造過程に設定し、被加熱物の内容、体積が異なると加工結果が設定から逸脱してしまう。
また、特許文献4は、常圧下で操作を行うものの、これもまた被加熱物の局部エリアに対する加熱機構を備えており、その作動モードは一次的な操作の加熱システムであって、閉回路による温度制御の設計がなく、予め設定した加熱工程だけを実施するため、被加熱物の異変に対応することができない。
現在、周知となっている技術から分かるとおり、発明の着眼点は、全て、如何に被加熱物を一定の条件下において均一に加熱するかにあるものの、マイクロウェイブ加熱の特性の一つは、高負荷の関連性にあり、即ち、異なる成分の被加熱物はマイクロウェイブ加熱の効果に対して顕著な差異がある可能性があり、たとえ同じタイプの被加熱物であったとしても、その含有水分量、体積、重量及び幾何学形状の違いで、被加熱反応に変化を生じ、たとえどんなに被加熱物の温度不均一を予め解消しようとしても、被加熱物の内容に変化が発生すれば、その結果は予期し難いものとなる。
第一に、システムの設置、運用及びメンテナンスのコストが高い。高圧炉エリアの設置にはマイクロウェイブの漏洩とその安全面を考慮しなければならず、出し入れ操作時に特定の減圧工程と装置が必要で、コストは常圧操作に比べて多くなる。
第二に、第二加熱媒介、即ち熱水或いは水蒸気を用いる際、これに関する設備を増設しなければならず、且つ稼働する際不要な熱損失が引き起こる。
第三に、被加熱物を熱水或いは水蒸気の中に浸した状態では即座に測温することが困難で、被加熱物の温度を測定できないと、閉回路による温度制御工程の構築を行うことができないため、加熱システムは一次的な操作の加熱システムとなってしまう。
第四に、加熱システムに閉回路による温度制御能力がないため、被加熱物はマイクロウェイブによる加熱効果に対して予め研究し且つ製造過程に設定し、被加熱物の内容、体積が異なると加工結果が設定から逸脱してしまう。
また、特許文献4は、常圧下で操作を行うものの、これもまた被加熱物の局部エリアに対する加熱機構を備えており、その作動モードは一次的な操作の加熱システムであって、閉回路による温度制御の設計がなく、予め設定した加熱工程だけを実施するため、被加熱物の異変に対応することができない。
現在、周知となっている技術から分かるとおり、発明の着眼点は、全て、如何に被加熱物を一定の条件下において均一に加熱するかにあるものの、マイクロウェイブ加熱の特性の一つは、高負荷の関連性にあり、即ち、異なる成分の被加熱物はマイクロウェイブ加熱の効果に対して顕著な差異がある可能性があり、たとえ同じタイプの被加熱物であったとしても、その含有水分量、体積、重量及び幾何学形状の違いで、被加熱反応に変化を生じ、たとえどんなに被加熱物の温度不均一を予め解消しようとしても、被加熱物の内容に変化が発生すれば、その結果は予期し難いものとなる。
本発明の主要な目的は、従来のマイクロウェイブ加熱による温度不均一の問題を解決すると同時に、システムが被加熱物の内容の変化に対して極めて高い適応能力を有するマイクロウェイブ加熱システムを提供することにある。
本発明に係る、被加熱物を充填した密封ボックスに対して加熱加工を行うシステムであって、本体と、前記本体に設置する移載装置と、少なくとも一つのマイクロウェイブ用圧力モジュールと、マイクロウェイブ加熱装置と、温度測定モジュールとを包括し、そのうち、前記マイクロウェイブ用圧力モジュールは、前記密封ボックスを被覆して加圧するために用い、且つ前記移載装置上に固定し、マイクロウェイブ加熱装置により発生したマイクロウェイブで前記密封ボックスを加熱し、前記移載装置に搭載された前記密封ボックスが移動している際に加熱及び撹拌を行い、さらに、前記温度測定モジュールにより密封ボックスの温度を測定している。
被加熱物を前記密封ボックス内に搭載させ、マイクロウェイブ用圧力モジュールで前記密封ボックスを被覆して加圧し、且つ連続移動中にマイクロウェイブで加熱して撹拌を行っており、加熱炉エリア内で移動する時、前記密封ボックスは複数回撹拌の機会があり、被加熱物を絶え間なく位置を変えることで、温度が異なる被加熱物が十分に熱交換を行う撹拌機構によって被加熱物自身が混合を介して温度不均一という現象を直接改善しており、この撹拌機構は簡単な手段であるが極めて好ましいものである。
前記密封ボックスは、マイクロウェイブ用圧力モジュール本体内に置かれて加圧されるため、製造工程温度を沸点以上の高圧高温範囲まで上昇させることで加熱時間の短縮を図る一方、本発明は、温度測定ユニットを利用して前記密封ボックス或いは被加熱物の温度を直接測定した後、これに基づいて、前記マイクロウェイブ加熱装置の出力パワーや前記移載装置の伝動速度等を制御することができ、これによって被加熱物が炉内における加熱温度及び加熱時間を調整することで、閉回路による温度制御という目的を達成するため、閉鎖式の加熱工程を実現し、被加熱物の内容物の変化を有効的に克服し、被加熱物の加工温度とこれに相対する加工時間が的確に制御可能なパラメータとなり、加工の的確性を確保している。
また、本発明は、独立した制御及び測定が可能な複数の前記温度測定ユニットを有していることから、加熱過程中において、各被加熱物に対して温度変化を記録することができ、これによって各被加熱物の温度変化が製造工程において追跡する必要がある事項に符合するか否かを判断し、必要であれば取出し口で選別作業を行い、被加熱物が基準に合格しているものであることを確保している。
同時に、本発明の操作条件は、常圧下での作業且つ作業時に他の加熱媒介を必要しないとすることから、安全で低コストな条件下で、工業用マイクロウェイブ加熱工程を完成させることができ、そのシステム構成は簡潔且つ安全で、低コストなものである。
本発明に関する詳細な説明及び技術内容について、図面を参照しつつ以下において説明する。
図1A、図1B、図2、図3、図6Aを参照すると、本発明に係る第一実施例であって、本体20と、移載装置30と、少なくとも一つのマイクロウェイブ用圧力モジュール40と、マイクロウェイブ加熱装置50と、温度測定モジュール60とを包括し、密封ボックス10に対して加熱加工を行うマイクロウェイブ加熱システムであって、そのうち、前記移載装置30は、前記本体20上に設置し、且つ循環移動するための移動経路を有し、さらに、前記移載装置30は、ベルトコンベア、チェーン或いはその他の同様の機能を有するものとすることができ、前記少なくとも一つのマイクロウェイブ用圧力モジュール40を搭載して移動する能力を有し、また、前記移動経路は、撹拌行程を有し、前記撹拌行程は、反転、振動、回転或いはこれ等の組み合わせのいずれかとすることができ、前記撹拌行程を利用して密封ボックス10を反転、振動或いは回転することで、被加熱物を撹拌するという目的を達している。
実際の実施構造上において、前記移載装置30の両端は、直列に接続して少なくとも一つの回転輪31上を周設することができ、且つ、前記回転輪31は前記本体20上に設置して転動し、前記移載装置30を連動することで移動し、また、前記回転輪31の方式は、直径が大きい回転輪がその場で転動する方式、それぞれ設置した2つの回転輪が循環的に転動する方式、或いは多数の回転輪が共同的に転動する方式とすることができ、本実施例では、それぞれ設置した2つの回転輪が循環的に転動する方式を用いて説明しているが、これに限定するものではない。
前記密封ボックス10は、前記被加熱物11を充填するためのものであって、充填が完了した前記密封ボックス10を前記マイクロウェイブ用圧力モジュール40に密閉した後、順次、前記移載装置30に移入し、前記移載装置30の移動に伴い、一回転循環する度毎に、前記マイクロウェイブ用圧力モジュール40は、最後の一周まで出口方向に向かって循環軌道上を移動し、前記マイクロウェイブ加熱システムを離れており、本発明では、図1B及び図3にあるように、軌道切替係止板35の引導により、前記マイクロウェイブ用圧力モジュール40をもう一方の循環軌道に移動することができる。
図1Bを例とすると、前記移載装置30は、4つの循環軌道を有しており、前記マイクロウェイブ用圧力モジュール40が順次前記移載装置30に移入した後、4つの加熱循環軌道を通過して出口から順次移出しており、循環軌道の数は、異なる加工の需要によりシステムの構築の際に増減することができるが、図1Bにある4つの循環軌道に限定するものではない。
前記マイクロウェイブ加熱装置50は、前記密封ボックス10に対してマイクロウェイブ加熱を行う少なくとも一つの磁気制御モジュール51を有して前記本体20上に設置し、且つ前記移載装置30の付近に設置することで、前記移載装置30が前記マイクロウェイブ用圧力モジュール40を搭載して移動する時に、前記密封ボックス10に対してマイクロウェイブ加熱を行っている。
実施例において、前記少なくとも一つの磁気制御モジュール51は、前記回転輪31の間にそれぞれ設置することができ、且つ前記移動装置30の上方と下方とに位置することで、前記少なくとも一つの磁気制御モジュール51はマイクロウェイブを発生することができ、即ち、前記移動装置30の上方と下方とから前記密封ボックス10に対してマイクロウェイブ加熱を行うことができる。
さらに、図4,図5、図6Aを参照すると、密封ボックス10は、被加熱物を充填するために用い、本発明に係る前記マイクロウェイブ用圧力モジュール40は、圧力容器41と圧力蓋42とを包括し、いずれも、石英ガラス、ポリプロピレン(Polypropylene;PP)、ポリエチレン(Polyethylene;PE)、ポリカーボネート(Polycarbonate;PC)、ポリスチレン(Polystylene;PS)、ポリテトラフルオロエチレン(Polytetrafluoroethylene;PTFE)、ポリメチルペンテン(Polymethylpentene;PMP)、或いはマイクロウェイブが透過可能な派生複合材(Compound)や多層材(Multilayer)等のマイクロウェイブが透過可能な材質から成っており、そのうち、前記圧力容器41は、前記移載装置30上に固定し、密封ボックス10を収容する収容空間411を有し、前記圧力蓋42を利用して前記収容空間411を閉蓋すると同時に、前記密封ボックス10を当接しており、前記圧力蓋42は、ネジ山或いはラッチによる方法で鎖錠することができ、前記圧力容器41上に設置することで、前記収容空間411を閉蓋している。
前記マイクロウェイブ用圧力モジュール40の実施例は、図6Aと図6Bに示す通りであって、前記圧力容器41と前記移載装置30とが反転時に落下しないようにするため、前記移載装置30は、前記圧力容器41を前記移載装置30に固定するために用いる複数の固定或いは挟持装置を有することができ、そのうち、前記移載装置30は、複数のフック34を有することができ、前記圧力容器41は、これ等フック34に対応するスロット43を有し、いずれかの前記フック34を前記スロット43に挿入することで、前記圧力容器41を前記移載装置30に安定的に固定することができる。また、製造上の利便性を図るため、前記圧力容器41は、プレート412を有することができ、前記スロット43は、前記プレート412上に設置され、前記圧力容器41は、プラグ44により前記プレート412に固定されている。
また、前記温度測定モジュール60は、前記本体20上に設置し且つ前記密封ボックス10の温度を測定するために用いる少なくとも一つの温度測定ユニット61を有し、前記少なくとも一つの温度測定ユニット61は、前記移動経路の付近に散布され、その好ましい設置位置は、図2で図示されているA、B、C、D及びEであって、そのうち、Aは、被加熱物が上方の前記少なくとも一つの磁気制御モジュール51によって加熱した後の位置であり、B、C、Dは、前記密封ボックス10が反転した後、異なる距離の内部熱によって平衡された後の位置であり、Eは、加熱開始位置であり、即ち前記密封ボックス10が再度マイクロウェイブ加熱エリアに入る前の位置であって、また、前記少なくとも一つの温度測定ユニット61の数量は、前記移載装置30の搭載箇所301の数量によって決まり、仮に前記移載装置30の搭載箇所301が4つある場合、本システムは4つの循環軌道があることを示し、つまり、各前記密封ボックス10は、前記移載装置30で4回循環した後、前記移載装置30を離れるため、前記少なくとも温度測定ユニット61は、A、B、C、Dの位置にそれぞれ4つ並列に設置されることから、前記搭載箇所301上の密封ボックス10或いはそれに含まれる被加熱物11の温度をそれぞれ測定することにより、前記被加熱物11が前記移載装置30上を移動して加熱された温度の変化状況を即時に知り得ることができる。
さらに、図2、図3を参照すると、前記移載装置30の上方と下方とにそれぞれ設置する前記磁気制御モジュール51の出力パワーは、いずれも個別に調節することが可能で、前記密封ボックス10が前記移載装置30で反復加熱された場合、本発明は、異なる位置にある前記密封ボックス10或いはそれに含まれる前記被加熱物11の温度を測定することができ、異なる位置の前記磁気制御モジュール51の加熱効率を変更することで、特定の製造工程が必要とする加熱温度の行程曲線を実現し、望ましい加熱効果を達している。
同じ時間に加工する前記被加熱物11の内容物は突然変化することがないため、前記温度測定ユニット61が前記被加熱物11を加工した際の温度変化の流れを測定することで、現在システムの加熱パワーが適正であるか否かを知り得ることができ、且つ適時に前記磁気制御モジュール51の出力パワーを調整することで、連続的に出し入れする前記被加熱物11の温度変化を設定に符合させている。
また、温度測定の利便性と精確性を向上させるため、前記温度測定ユニット61を赤外線温度センサ素子とすることができ、且つ前記圧力蓋42の上に温度サンプリング板46を有することができ、前記温度サンプリング板46は、赤外線を透過させることができるプラスチック或いは石英ガラスのいずれかの材質から成るようにすることができ、前記被加熱物11の赤外線熱輻射は、前記温度サンプリング板46を介して前記密封ボックス10を直接透過し、前記温度測定ユニット61によって測定することで、前記被加熱物11の温度を知り得ることができる。或いは、前記温度サンプリング板46を熱伝達が良好な材質から成り、前記被加熱物11は、製造過程において必要なパッケージ材のみを隔てて前記温度サンプリング板46に接触するか、又は好ましい温度平衡条件によって、前記温度サンプリング板46の温度を前記被加熱物11の温度に相当させ、前記温度測定ユニット61によってこれを測定することができ、つまり、前記温度サンプリング板46が赤外線を透過させることが可能な材料からなると、前記温度測定ユニット61は前記被加熱物11の温度を測定することがき、また、前記温度サンプリング板46を熱伝導が良好な素材からなると、前記温度測定ユニット61は前記温度サンプリング板46の温度を測定することで。前記被加熱物11の温度を知り得ることができる。
また、本発明は各前記密封ボックス10或いはそれに含まれる前記被加熱物11に対して温度測定を行うため、各前記被加熱物11が加熱中における温度の変化状況をすべて記録することができ、この記録結果に基づき、前記被加熱物11が製造工程の温度変化の要求を符合しているか否かを逐次判断することができ、要求を符合していない前記被加熱物11に対しては出口において選別されることで、製品の品質を確保している。つまり、前記少なくとも一つの温度測定ユニット61は、前記密封ボックス10の温度をそれぞれ記録することができ、温度変化に基づき選別して削除するか否かを判断している。
また、前記圧力容器41及び前記圧力蓋42は、外部と接触することができるエリアを提供するための複数の貫通孔47をさらに有し、必要時には強力な気流や冷却液体を前記貫通孔47に通過させて前記密封ボックス10と接触させ、加熱が完了した前記密封ボックス10及び前記被加熱物11を急速に冷却させて温度を下げることができる。
前記移載装置30の両端は、直列に接続することができ、前記回転輪31上を周設して循環転動を形成し、且つ前記密封ボックス10が前記移載装置30に移動した後、前記移載装置30の転動に伴い、出口に出るまで循環軌道を順次移動するため、前記少なくとも一つの磁気制御モジュール51は、前記移載装置30上の密封ボックス10に対して加熱を行うことができ、前記少なくとも一つの温度測定ユニット61の測定により前記密封ボックス10或いはそれに含まれる被加熱物11の温度を知り得ることで、温度値変化を製造工程の設定に符合するようにしている。
また、本発明に係るフローチャートである図7を参照すると、まず、本発明は、被加熱物を充填するステップS1を行い、前記被加熱物11を充填した密封ボックス10を前記マイクロウェイブ用圧力モジュール40内に充填する。次に、投入するステップS2を行い、前記マイクロウェイブ用圧力モジュール40を前記移載装置30に固定される。次に、加熱エリアに移動するステップS3を行い、前記マイクロウェイブ用圧力モジュール40を前記移載装置30の移動により、前記少なくとも一つの前記磁気制御モジュール51の設置エリアに入ることで、前記密封ボックス10に対して加熱を行う。次に、前記密封ボックス10を反転させるステップS4を行い、前記密封ボックス10が少なくとも1回反転する前記移動経路に沿って移動することを利用することで、密封ボックス10に反転撹拌及び温度の平衡を行う。次に、温度を測定するステップS5を行い、前記少なくとも一つの温度測定ユニット61を利用し、前記密封ボックス10或いはそれに含まれる被加熱物が温度平衡した後の温度を測定する。次に、マイクロウェイブ出力パワーを調節するステップS6を行い、前記ステップS5により前記密封ボックス10或いはそれに含まれる被加熱物の温度変化の流れを知り得た後、本システムは、連続的に加工する前記被加熱物11の温度変化が要求に符合するように、前記少なくとも一つの磁気制御モジュール51の出力パワーを適切に調節し、なお、磁気制御モジュール51の出力パワーを調節する方法として、一般のPID制御法(proportional−integral−derivative control)或いはファジィ制御法(Fuzzy Control)を用いることができる。次に、特定回数の反転加熱を経た後、選別を行うステップS7を行い、前記マイクロウェイブ用圧力モジュール40を前記移載装置30上に移動させ、各前記被加熱物11が加熱工程における温度変化の記録に基づき、前記被加熱物11が製造工程の温度変化の要求を符合しているか否かを逐次判断し、要求を符合していない前記被加熱物11に対しては、不良品を省くステップS8を行い、出口において選別を行い、最後に前記密封ボックス10を取出して加熱作業を完了する。
上述したことから、本発明は以下のような利点を有している。
第一に、前記マイクロウェイブ用圧力モジュールを介して前記密封ボックスを当接することで、前記密封ボックスは高圧に耐えられ、爆発せずに済むため、圧力炉アリアを設置する必要がなく、製造コストを有効的に抑えることができ、且つ使用上の安全性も向上することができる。
第二に、本発明は、マイクロウェイブが前記マイクロウェイブ用圧力モジュール及び前記密封ボックスを透過するため、マイクロウェイブが前記密封ボックス内の各エリアに対して加熱することで、急速な加熱処理を形成することができる。
第三に、本発明は、反転する移動経路を利用して前記密封ボックスを反転させるような撹拌機構を有し、密封ボックス内の前記被加熱物を撹拌することで、前記被加熱物が撹拌されて位置が変化するため、温度が異なる被加熱物同士が熱交換を行い、均一に加熱される効果を達し、従来のマイクロウェイブでは加熱が不均一になるという問題を解決している。
第四に、前記撹拌機構は、前記被加熱物の温度を均一にすることを実現する効果だけではなく、同時に前記密封ボックス或いはそれに含まれる前記被加熱物に温度を測定可能にする特性を有することを実現し、均一な加熱という条件が成立したことから、前記温度測定ユニットが測定した温度が前記被加熱物の全体の温度に相当し、その後の閉回路により温度制御が可能となる。
第五に、本発明は、前記少なくとも一つの温度測定ユニットが測定した前記密封ボックス或いはそれに含まれる被加熱物の温度を同時に利用し、温度変化の流れを知り得た後、これに基づいて前記磁気制御モジュールの出力パワーを調節することで、各前記被加熱物に同じ循環回数を介した後、設定した温度変化に符合させ、特定の製造工程の要求を達成して安定した加熱効果を保持している。
第六に、本発明は、各前記密封ボックス或いはそれに含まれる前記被加熱物に対して温度測定を行うため、各前記被加熱物が加熱中における温度の変化状況をすべて記録することができ、この記録結果に基づき、前記被加熱物が製造工程の温度変化の要求を符合しているか否かを逐次判断することができ、生産した前記被加熱物がすべて要求に符合することを確保するため、要求を符合していない前記被加熱物に対して、出口において選別している。
第七に、本発明は、閉回路によって温度を制御しており、様々な加熱工程を実現することができ、一致且つ予測可能な製品が生じ、従来の一次的なマイクロウェイブ加熱システムの欠点を顕著に改善しており、本発明が有する反復加熱特性は、異なる加熱製造工程の要求を満たすことができる。
第八に、本発明が有する撹拌機構は、単にマイクロウェイブパワー或いは構造設計の調整により加熱を均一にすることを達成する手段ではなく、前記被加熱物の反転撹拌及び位置変更を介し、温度が異なる前記被加熱物に熱交換を行い、均一に加熱する効果を達成するものであるため、前記被加熱物に食肉の脂肪含量等の組織成分の差異といった異なる条件があったとしても、均一に加熱する効果を維持することができる。
第九に、本発明は、別途に補助加熱媒介や外圧システムを設置する必要がないため、製造コストを低減することができ、使用上の要求を満たすことができる。
第一に、前記マイクロウェイブ用圧力モジュールを介して前記密封ボックスを当接することで、前記密封ボックスは高圧に耐えられ、爆発せずに済むため、圧力炉アリアを設置する必要がなく、製造コストを有効的に抑えることができ、且つ使用上の安全性も向上することができる。
第二に、本発明は、マイクロウェイブが前記マイクロウェイブ用圧力モジュール及び前記密封ボックスを透過するため、マイクロウェイブが前記密封ボックス内の各エリアに対して加熱することで、急速な加熱処理を形成することができる。
第三に、本発明は、反転する移動経路を利用して前記密封ボックスを反転させるような撹拌機構を有し、密封ボックス内の前記被加熱物を撹拌することで、前記被加熱物が撹拌されて位置が変化するため、温度が異なる被加熱物同士が熱交換を行い、均一に加熱される効果を達し、従来のマイクロウェイブでは加熱が不均一になるという問題を解決している。
第四に、前記撹拌機構は、前記被加熱物の温度を均一にすることを実現する効果だけではなく、同時に前記密封ボックス或いはそれに含まれる前記被加熱物に温度を測定可能にする特性を有することを実現し、均一な加熱という条件が成立したことから、前記温度測定ユニットが測定した温度が前記被加熱物の全体の温度に相当し、その後の閉回路により温度制御が可能となる。
第五に、本発明は、前記少なくとも一つの温度測定ユニットが測定した前記密封ボックス或いはそれに含まれる被加熱物の温度を同時に利用し、温度変化の流れを知り得た後、これに基づいて前記磁気制御モジュールの出力パワーを調節することで、各前記被加熱物に同じ循環回数を介した後、設定した温度変化に符合させ、特定の製造工程の要求を達成して安定した加熱効果を保持している。
第六に、本発明は、各前記密封ボックス或いはそれに含まれる前記被加熱物に対して温度測定を行うため、各前記被加熱物が加熱中における温度の変化状況をすべて記録することができ、この記録結果に基づき、前記被加熱物が製造工程の温度変化の要求を符合しているか否かを逐次判断することができ、生産した前記被加熱物がすべて要求に符合することを確保するため、要求を符合していない前記被加熱物に対して、出口において選別している。
第七に、本発明は、閉回路によって温度を制御しており、様々な加熱工程を実現することができ、一致且つ予測可能な製品が生じ、従来の一次的なマイクロウェイブ加熱システムの欠点を顕著に改善しており、本発明が有する反復加熱特性は、異なる加熱製造工程の要求を満たすことができる。
第八に、本発明が有する撹拌機構は、単にマイクロウェイブパワー或いは構造設計の調整により加熱を均一にすることを達成する手段ではなく、前記被加熱物の反転撹拌及び位置変更を介し、温度が異なる前記被加熱物に熱交換を行い、均一に加熱する効果を達成するものであるため、前記被加熱物に食肉の脂肪含量等の組織成分の差異といった異なる条件があったとしても、均一に加熱する効果を維持することができる。
第九に、本発明は、別途に補助加熱媒介や外圧システムを設置する必要がないため、製造コストを低減することができ、使用上の要求を満たすことができる。
なお、上述した詳細な説明は、本発明に係る好ましい実施例に過ぎず、本発明が請求する範囲を限定するものではない。また、本発明が請求する範囲に基づいて行った修正や変更等は、本発明が請求する範囲に属すものである。
10 密閉ボックス
11 被加熱物
20 本体
30 移載装置
301 搭載所
31 回転輪
34 フック
35 軌道切替係止板
40 マイクロウェイブ用圧力モジュール
41 圧力容器
411 収容空間
412 プレート
42 圧力蓋
43 スロット
44 プラグ
46 温度サンプリング板
47 貫通孔
50 マイクロウェイブ加熱装置
51 磁気制御モジュール
60 温度測定モジュール
61 温度測定ユニット
11 被加熱物
20 本体
30 移載装置
301 搭載所
31 回転輪
34 フック
35 軌道切替係止板
40 マイクロウェイブ用圧力モジュール
41 圧力容器
411 収容空間
412 プレート
42 圧力蓋
43 スロット
44 プラグ
46 温度サンプリング板
47 貫通孔
50 マイクロウェイブ加熱装置
51 磁気制御モジュール
60 温度測定モジュール
61 温度測定ユニット
Claims (11)
- 被加熱物を充填した密封ボックスに対して加熱加工を行うシステムであって、
本体と、
前記本体上に設置し、且つ撹拌行程を有する上、循環移動するための移動経路を有する移載装置と、
前記移載装置上に固定し、且つ前記密封ボックスを収容する収容空間を有する圧力容器と、前記収容空間を閉蓋すると同時に前記密封ボックスを当接する圧力蓋とを包括する少なくとも一つのマイクロウェイブ用圧力モジュールと、
前記密封ボックスに対してマイクロウェイブ加熱を行う少なくとも一つの磁気制御モジュールを有して前記本体上に設置し、且つ前記移載装置の付近に設置することで、前記移載装置が前記マイクロウェイブ用圧力モジュールを搭載して移動する時に、前記密封ボックスに対してマイクロウェイブ加熱を行うと同時に、前記撹拌行程によって前記被加熱物に対して撹拌を行うマイクロウェイブ加熱装置と、
前記本体上に設置し、且つ前記密封ボックスの温度を測定するために用いる少なくとも一つの温度測定ユニットを有する温度測定モジュールと、を包括することを特徴とするマイクロウェイブ加熱システム。 - 前記移載装置の前記撹拌行程は、反転、振動、回転或いはこれ等の組み合わせのいずれかとすることを特徴とする請求項1に記載のマイクロウェイブ加熱システム。
- 前記移載装置の両端は、直列に接続して少なくとも一つの回転輪上を周設することを特徴とする請求項1に記載のマイクロウェイブ加熱システム。
- 前記少なくとも一つの前記磁気制御モジュールは、前記移載装置の側面にそれぞれ設置することを特徴とする請求項1に記載のマイクロウェイブ加熱システム。
- 前記少なくとも一つの温度測定ユニットは、前記移動経路の付近に散布することを特徴とする請求項1に記載のマイクロウェイブ加熱システム。
- 前記少なくとも一つの温度測定ユニットは、前記密封ボックスの温度をそれぞれ記録し、前記少なくとも一つの温度測定ユニットが測定した前記密封ボックスの温度変化に基づき、選別して削除するか否かを判断することを特徴とする請求5に記載のマイクロウェイブ加熱システム。
- 前記移載装置は、複数のフックを有し、前記圧力容器は、これ等フックに対応するスロットを有することを特徴とする請求項1に記載のマイクロウェイブ加熱システム。
- 前記圧力容器は、プレートを有し、前記スロットは、前記プレート上に設置され、前記圧力容器は、プラグにより前記プレートに固定することを特徴とする請求項7に記載のマイクロウェイブ加熱システム。
- 前記圧力容器及び前記圧力蓋は、複数の貫通孔を有することを特徴とする請求項1に記載のマイクロウェイブ加熱システム。
- 前記圧力蓋の上方に、温度サンプリング板を設置することを特徴とする請求項1に記載のマイクロウェイブ加熱システム。
- 前記温度サンプリング板は、赤外線を透過させることができるプラスチック或いは石英ガラスのいずれかの材質から成ることを特徴とする請求項10に記載のマイクロウェイブ加熱システム。
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2015
- 2015-10-01 JP JP2015195529A patent/JP2017069113A/ja active Pending
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