JP2019211089A - 常温真空乾燥方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱装置や冷凍装置を用いずに、食品等の対象物を常温で真空乾燥して低コストに提供することである。【解決手段】対象物Ｍを出し入れ可能な真空釜１と、その真空釜１に接続され、当該真空釜１の内部を真空吸引する水封式エルモ型真空ポンプ２と、その水封式エルモ型真空ポンプ２に接続され、当該水封式エルモ型真空ポンプ２の内部に封入された水を冷却して循環水とする冷却用水槽５と、を備える常温真空乾燥システム。真空釜１の内部に対象物Ｍを投入して、水封式エルモ型真空ポンプ２の駆動により真空釜１の内部を常温で真空吸引することで、対象物Ｍを常温真空乾燥する。【選択図】図１

Description

本発明は、食品等の常温真空乾燥システムと、その常温真空乾燥システムを用いて行う常温真空乾燥方法に関する。

真空を用いた乾燥技術において、従来は、オイル式真空ポンプを使用する技術、フリーズドライ製法、ブロアーポンプを使用する技術に大別される。
オイル式真空ポンプを使用する乾燥は、高真空で完全気化を条件とし、その条件の下では、対象物を加熱して気化させる必要があるが、その気化温度は真空度によって異なり、例えば、40〜70℃位に加熱してから完全気化させる。
また、木材等の乾燥技術として、30〜100KWの高周波で、35〜50℃に加熱してから真空気化して乾燥させる高周波減圧乾燥と、70℃以下の加熱と真空気化を繰り返す低温高真空乾燥があり、そのいずれも、１気圧の、5〜10％位の比較的低い真空（P=-0.095〜-0.09Mpa位）である。
フリーズドライ製法は、食品等を凍結（フリージング）させてから真空状態に置いて、水分を昇華（乾燥）させる技術であり、酵素や微生物の作用を抑制する効果があり、１気圧の、5〜10％位の比較的低い真空（P=-0.095〜-0.09Mpa位）である。
ブロアーポンプを使用する技術は、ファンのみで負圧化させるもので、掃除機、ブロアー等と同様、低真空（P=0.02〜-0.03Mpa位）に限られる。

なお、特許文献１において、低菌化された香辛料の製造方法が提案される。その香辛料の製造方法は、気密容器内に原料香辛料を入れ、容器内を絶対圧で、2〜20kPa以下に減圧した後、80〜140℃の水蒸気を導入し、5〜120秒の時間で蒸気殺菌した後、容器内が絶対圧で、5〜20kPaになるまで真空乾燥を行い、さらに、常温〜80℃の温度で、15〜300分間の通気乾燥を行うものである。
また、特許文献２において、スナック食品の製造方法が提案される。そのスナック食品の製造方法は、複数のカットされた又は形成された食品片の表面をコーティングするために１以上の酵素を含む溶液に食品片を浸け、その後、食品片の表面のあらゆる酵素を不活性化するのに十分な時間、複数の食品片をブランチングして、その後に食品片が初期水分量を有しており、その初期水分量を、約0.5〜10重量%の最終水分量まで低減するものである。

特開２００６−１１５７５２号公報 特開２０１１−２２９５４３号公報

しかし、特許文献１・２を含め従来のオイル式真空ポンプを使用する乾燥は、雲、スチーム状態では、水蒸気が入り込んでポンプにキャビテーション生じる欠点がある。すなわち、オイル式真空ポンプにおいて、水との混合は不可である。このため、昇華技術を用いて食品を一旦凍らせて気化していた。
高周波減圧乾燥は、乾燥時間は早いが、加熱気化のため、高コストであり、オイル式真空ポンプ使用による前述した欠点がある。
低温高真空乾燥は、木材の香り、色合いそのままであるが、加熱気化のため、高コストであり、オイル式真空ポンプ使用による前述した欠点がある。
フリーズドライ製法は、凍結のため、高コストであり、オイル式真空ポンプ使用による前述した欠点がある。

本発明の課題は、加熱装置や冷凍装置を用いずに、食品等の対象物を常温で真空乾燥して低コストに提供することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
対象物を出し入れ可能な真空釜と、
前記真空釜に接続され、当該真空釜の内部を真空吸引する水封式エルモ型真空ポンプと、
を備える常温真空乾燥システムを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、
穀物の貯蔵用サイロと、
前記貯蔵用サイロに接続され、当該貯蔵用サイロの内部を真空吸引する水封式エルモ型真空ポンプと、
を備える常温真空乾燥システムを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、
請求項１又は２に記載の常温真空乾燥システムであって、
前記水封式エルモ型真空ポンプに接続され、当該水封式エルモ型真空ポンプの内部に封入された水を冷却して循環水とする冷却用水槽を備えることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、
請求項１又は３に記載の常温真空乾燥システムを用い、
前記真空釜の内部に前記対象物を投入して、前記水封式エルモ型真空ポンプの駆動により前記真空釜の内部を常温で真空吸引することで、前記対象物を常温真空乾燥する、常温真空乾燥方法を特徴とする。

請求項５に記載の発明は、
請求項２又は３に記載の常温真空乾燥システムを用い、
前記水封式エルモ型真空ポンプの駆動により前記貯蔵用サイロの内部を常温で真空吸引することで、前記貯蔵用サイロの内部に貯蔵された前記対象物を常温真空乾燥する、常温真空乾燥方法を特徴とする。

本発明によれば、加熱装置や冷凍装置を用いずに、食品等の対象物を常温で真空乾燥して低コストに提供することができる。

本発明を適用した常温真空乾燥システムの一実施形態の構成を示す概略図である。 図１の水封式エルモ型真空ポンプの概略構成と循環水の冷却用水槽を示した図である。 実施形態２の常温真空乾燥システムの構成を示す概略図である。

以下、図を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は本発明を適用した常温真空乾燥システムの一実施形態の概略構成を示すもので、１は真空釜、２は水封式エルモ型真空ポンプ、３は吸引管、Ｍは対象物である。

図示のように、食品等の対象物Ｍを出し入れ可能な真空釜１に、水封式エルモ型真空ポンプ２が吸引管３を介して接続されており、これにより、常温真空乾燥システムが構成されている。

図２は図１の水封式エルモ型真空ポンプ２の概略構成と循環水の冷却用水槽５を示したもので、図示のように、水封式エルモ型真空ポンプ２は、ケーシング２１にファン２２を内蔵したもので、ケーシング２１に吸引口２３及び吐出し口２４が備えられている。
円柱型のファン２２は、そのファン中心Ｏ_２を、円筒型のケーシング２１にケーシング中心Ｏ_１に対し20〜30mm程度偏心させて組み込まれており、吸引口２３に吸引管３が接続されている。

水封式エルモ型真空ポンプ２は、ケーシング２１に対するファン２２の偏心ローリング回転によって、真空釜１の内部からスチームを、吸引管３を介し吸引口２３よりケーシング２１内に真空吸引して、吐出し口２４から吐出す。

また、ケーシング２１の内部には水が封入されている。
すなわち、ケーシング２１の底部に循環水路６が接続されて、この循環水路６の先端は、大容量で放熱性に優れる冷却用水槽５に満たされた循環水の内部に導入されている。
したがって、ケーシング２１に対するファン２２の偏心ローリング回転によって、冷却用水槽５の循環水は、循環水路６から真空吸引されて、吐出し口２４から空気中の水分が吐出される。

以上の常温真空乾燥システムは、水封式エルモ型真空ポンプ２により高真空（P=-0.85〜-0.95Mpa位）で真空釜１の内部を真空吸引して、水を１７００倍の低温水蒸気に膨張させ、水封式エルモ型真空ポンプ２の内部に封入された水を循環水として冷却して使用するため、低温高スチーム（雲）で吸引しても、Q=50（l/min）位までは真空可能で凍結せず、加熱せずとも、食品等の対象物Ｍの気化乾燥ができる。

以上、実施形態の常温真空乾燥システムによれば、食品等の対象物Ｍを出し入れ可能な真空釜１に水封式エルモ型真空ポンプ２を接続し、その水封式エルモ型真空ポンプ２に循環水路６を介し冷却用水槽５内の循環水を接続したため、真空釜１の内部に食品等の対象物Ｍを投入して、水封式エルモ型真空ポンプ２の駆動により真空釜１の内部を常温で真空吸引することで、低温水蒸気で吸引し、食品等の対象物Ｍを常温真空乾燥することができる。
すなわち、加熱装置や冷凍装置を用いずに、食品等の対象物Ｍを常温で真空乾燥して低コストに提供することができる。

本発明の常温真空乾燥システムの用途例を以下に説明する

「用途例１」牛肉等への用途
１）牛肉（例えばユッケやレバ刺し）を真空殺菌で常温処理し、生も風味を残したまま真空パックに入れて食卓まで送り、店では加工せずにテーブルの上で真空パックを解放して食する安全な方法である。
２）生肉で宇宙食のようにドライにして真空パックで海外等へ軽重量で送り、現地で加水して、100％還元して食することが可能になる。

「用途例２」生野菜等
１）生野菜・果物・魚類のドライ食品
さつまいも等はドライにしてそのままで良い味を出せる。
２）味付けダシのトラップ
イカやアスパラ、わらび、イモ等を生で醤油味やだし汁の真空トラップで新しい二次食品への加工が可能になる。
３）果物のトラッピング
例えば、リンゴにみかんの果汁を真空トラップして、新しい果物としての加工が可能になる。
４）ドライフラワー
花を真空でドライにすると、生の色合いがそのまま残り、生花のようなドライフラワーができる。

「用途例３」木材
１）乾燥
間伐材、木材を真空釜により、2〜3日で所定の乾燥ができる。
間伐材はストーブ用の燃料として早期に出荷できる。
２）溶剤のトラップ
木材への接着剤や色材等の溶剤の真空トラップが均一にでき、新しい材質や変色木材ができる。
３）酢酸のトラップ
木材への酢酸の真空トラップにより、含水比を下げて、水分を受け付けなくすることができる。その酢酸を真空トラップした木材を、塗装することなく、そのもので建材として使用できる。また、酢酸を真空トラップした木材は、シロアリ等を寄せ付けない特長がある。

「用途例４」米
軽油を使用せずに、米の貯蔵用サイロ内を真空にすることで、全体を均一に、含水比を低減することができ、胴割れすることなく、米の真空乾燥ができる。

（実施形態２）
図３は実施形態２の常温真空乾燥システムの概略構成を示すもので、前述した実施形態２と同様に、２は水封式エルモ型真空ポンプ、３は吸引管であって、８は貯蔵用サイロである。

図示のように、複数並べて設置された米の貯蔵用サイロ８の各々に、水封式エルモ型真空ポンプ２が吸引管３を介してそれぞれ接続されており、これにより、常温真空乾燥システムが構成されている。
ここで、米の貯蔵用サイロ８は、内部が真空に対応できて、外部が大気圧に対応できる構造が必要である。

この常温真空乾燥システムも、前述した実施形態１と同様、水封式エルモ型真空ポンプ２により高真空（P=-0.85〜-0.95Mpa位）で米の貯蔵用サイロ８の内部を真空吸引して、水を１７００倍の低温水蒸気に膨張させ、低温高スチーム（雲）で吸引しても、Q=50（l/min）位までは真空可能で凍結せず、加熱せずとも、米の貯蔵用サイロ８内を真空にして、全体を均一に、含水比を低減することができ、胴割れすることなく、米の気化乾燥ができる。

以上、実施形態２の常温真空乾燥システムによれば、米の貯蔵用サイロ８に水封式エルモ型真空ポンプ２を接続したため、水封式エルモ型真空ポンプ２の駆動により貯蔵用サイロ８の内部を常温で真空吸引することで、低温水蒸気で吸引し、米を常温真空乾燥することができる。
すなわち、加熱装置や冷凍装置を用いずに、米を常温で真空乾燥して低コストに提供することができる。

（変形例）
実施形態２において、複数並べて設置された米の貯蔵用サイロ８の各々に対し、水封式エルモ型真空ポンプ２の吸引管３を直列にそれぞれ接続したが、貯蔵用サイロ８の個々に水封式エルモ型真空ポンプ２を各々の吸引管３でそれぞれ独立に接続してもよい。
また、実施形態２では、米の貯蔵用サイロとしたが、米に限らず、他の穀物の貯蔵用サイロについても同様に適用可能である。

「用途例５」有機繊維の染技術
真空トラップ技術を用いると、藍染に代表されるような浸透技術と異なり、多工程の作業を簡素化でき、有機繊維を短期で染めることができる。
真空釜の中で一度水分、空気を細胞内外から除去し、染料を真空釜の中に真空状態で注入し、適当な水分量まで真空釜で乾燥すれば完了する。

「用途例６」陶芸技術への応用
粘性土を真空釜で乾燥すれば、加熱する訳ではないので、溶剤等の色がそのまま残り、多種多様な色合いの原色が残る陶芸品ができる。

「用途例７」木炭への応用
真空乾燥と蒸す技術を応用すれば、新しい木炭が開発できる。

（他の変形例）
以上の実施形態の他、具体的な細部構造等について適宜に変更可能であることは勿論である。
例えば、真空吸引を止めて、真空釜内又は貯蔵用サイロ内を大気に開放して空気を流入させることで、蒸発を促進できるため、その真空吸引を止めて大気に開放を繰り返すことにより常温気化乾燥の効率化を図ることができる。

１ 真空釜
２ 水封式エルモ型真空ポンプ
２１ ケーシング
２２ ファン
２３ 吸引口
２４ 吐出し口
３ 吸引管
５ 冷却用水槽
６ 循環水路
８ 貯蔵用サイロ
Ｍ 対象物
Ｏ_１ ケーシング中心
Ｏ_２ ファン中心

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
対象物を出し入れ可能な真空釜と、
前記真空釜に接続され、当該真空釜の内部を常温で真空吸引する水封式エルモ型真空ポンプと、
を備える常温真空乾燥システムを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、
穀物の貯蔵用サイロと、
前記貯蔵用サイロに接続され、当該貯蔵用サイロの内部を常温で真空吸引する水封式エルモ型真空ポンプと、
を備える常温真空乾燥システムを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、
請求項２又は３に記載の常温真空乾燥システムを用い、
前記水封式エルモ型真空ポンプの駆動により前記貯蔵用サイロの内部を常温で真空吸引することで、前記貯蔵用サイロの内部に貯蔵された前記対象物を常温真空乾燥する、常温真空乾燥方法を特徴とする。
請求項６に記載の発明は、
請求項４又は５に記載の常温真空乾燥方法において、
前記水封式エルモ型真空ポンプの駆動による前記真空吸引を止めて、前記真空釜内又は前記貯蔵用サイロ内を大気に開放して空気を流入させることを繰り返すことを特徴とする。

本発明は、食品等の常温真空乾燥システムを用いて行う常温真空乾燥方法に関する。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
対象物を出し入れ可能な真空釜と、前記真空釜に接続され、当該真空釜の内部を常温で真空吸引する水封式エルモ型真空ポンプと、を備える常温真空乾燥システムを用い、
前記真空釜の内部に前記対象物を投入して、前記水封式エルモ型真空ポンプの駆動により前記真空釜の内部を常温で真空吸引する方法であって、
前記水封式エルモ型真空ポンプの駆動による前記真空吸引を止めて、前記真空釜内を大気に開放して空気を流入させることを繰り返すことで、前記対象物を常温真空乾燥させることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、
穀物の貯蔵用サイロと、前記貯蔵用サイロに接続され、当該貯蔵用サイロの内部を常温で真空吸引する水封式エルモ型真空ポンプと、を備える常温真空乾燥システムを用い、
前記水封式エルモ型真空ポンプの駆動により前記貯蔵用サイロの内部を常温で真空吸引する方法であって、
前記水封式エルモ型真空ポンプの駆動による前記真空吸引を止めて、前記貯蔵用サイロ内を大気に開放して空気を流入させることを繰り返すことで、前記貯蔵用サイロの内部に貯蔵された前記穀物を常温真空乾燥させることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、
請求項１又は２に記載の常温真空乾燥方法であって、
前記常温真空乾燥システムは、前記水封式エルモ型真空ポンプに接続され、当該水封式エルモ型真空ポンプの内部に封入された水を冷却して循環水とする冷却用水槽を備えることを特徴とする。

Claims (5)

1. 対象物を出し入れ可能な真空釜と、
   前記真空釜に接続され、当該真空釜の内部を真空吸引する水封式エルモ型真空ポンプと、
   を備えることを特徴とする常温真空乾燥システム。
2. 穀物の貯蔵用サイロと、
   前記貯蔵用サイロに接続され、当該貯蔵用サイロの内部を真空吸引する水封式エルモ型真空ポンプと、
   を備えることを特徴とする常温真空乾燥システム。
3. 前記水封式エルモ型真空ポンプに接続され、当該水封式エルモ型真空ポンプの内部に封入された水を冷却して循環水とする冷却用水槽を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の常温真空乾燥システム。
4. 請求項１又は３に記載の常温真空乾燥システムを用い、
   前記真空釜の内部に前記対象物を投入して、前記水封式エルモ型真空ポンプの駆動により前記真空釜の内部を常温で真空吸引することで、前記対象物を常温真空乾燥することを特徴とする常温真空乾燥方法。
5. 請求項２又は３に記載の常温真空乾燥システムを用い、
   前記水封式エルモ型真空ポンプの駆動により前記貯蔵用サイロの内部を常温で真空吸引することで、前記貯蔵用サイロの内部に貯蔵された前記対象物を常温真空乾燥することを特徴とする常温真空乾燥方法。

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