JP2744000B2 - 加熱処理の方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、生産品の加熱安定化のための、また、新し
い又は未処理の生産品の性質に接近した最終品質を保証
する処理条件を提供するための、更に、また、処理に対
する抵抗性が余りなく、かつ、経験上処理することが困
難な生産品のための、連続処理を行うためにマイクロ波
エネルギを印加する方法に関する。 関連した生産品は、主として、食品、例えば、肉、魚
及び野菜、さらにまた栄養分散用の薬剤化合物である。 連続処理において加熱安定化のためにマイクロ波エネ
ルギを加えることは公知である。 米国特許第3 809 845号（ステンストローム）は、本
発明の出発点となつた当業技術レベルを示している。 他の米国特許第3 263 052号（ジエプソン）の内容
は、連続処理におけるコンベアトンネルに沿つて互いに
異なつた電力レベルを加える技術思想を開示している。
この技術文献における技術思想は、第１の段階において
最大のエネルギを加え、その後、生産物の水分含量が減
少するにつれて、エネルギの供給を減らすことである。 本発明の第１の技術思想は、消毒又は殺菌を行うため
の加熱安定化のために処理を加えることであるから、最
初に言及した特許は、また、本明細書における問題点を
ある程度開示しているが、一方、後者の特許は、全く異
なる先要条件を有する乾燥処理に関連しているため、本
発明に対する関連がうすい。 ここで言う加熱安定化とは、食料品の品質低下、例え
ば、食料品の風味などの品質の低下をきたすことなく、
酸素や微生物を非活性化させることを目的とするもので
ある。このような加熱安定化は、その目的を実現するた
めに、きわめて短い時間内に実施されなければならない
ことが、長い間知られていた。特に、固体又は粘性の食
品に対しては、マイクロ波は、充分に速かな唯一の加熱
手段である。しかしながら、一般に、マイクロ波は食料
品又は類似の生産品を一様には加熱しないで、例えば、
加熱された生産品の一部分が他の部分より３倍の高温度
を与えられることは珍しくない。しかしながら、温度が
高過ぎると食品の品質が急速に低下するので、このよう
なことが容認されることは滅多にない。生産品をプラス
チツクの中に包装するときには、さらに温度制限があ
り、それより上の温度においては、包装材料は、溶融す
るか、包装された生産品と反応するか、又はその他の態
様で損傷を受ける。一様な処理のための主要な手段は、
前記米国特許第3 809 845号に開示されており、それに
よると、加熱安定化は生産品を囲む媒体内で実行され、
その媒体は生産品の誘電率とほぼ等しい誘電率を有し、
また、周囲媒体の温度は、生産品内部の所望された温度
よりも高い温度に到達させないように、その媒体が生産
品の表面を冷却するように制御される。 生産品のあるものは、品質（香り、味、組織、色、ビ
タミン含有量等）を損うことがない生産品の加熱安定化
のために、より以上の技術を要求する。その理由の１つ
は、マイクロ波による加熱の際、いくつかのパラメータ
が個別に又は一緒になつて、温度分布を生じることであ
る。 そのようなパラメータの１つは、生産品の非均質性で
ある。生産品は、例えば、いくつかの成分より成り、例
えば、小さい又は大きい片のポテト、ねぎ及び肉を含ん
でいる。マイクロ波の損失率及び誘電率に因り、生産品
のいくつかの成分は、異なつた加熱を与えられるであろ
う。生産品内部のいくつかの成分の分布及び位置は、加
熱にとつて重要である。 生産品は、また、異なつた損失率等を有するいくつか
の材料積層形式の生産品であることもある。このような
場合、２つの材料Ａ及びＢを含む層では、ある層方向に
マイクロ波加熱が行われたとき材料Ａに比較的高い温度
を与え、また他の層方向にマイクロ波加熱が行われたと
きは材料Ｂに比較的高い温度を与えることがある。 わき腹肉片は、積層生産品の代表であろう。 温度分布に影響を与える他の因子は、生産品内部のマ
イクロ波電界中の定在波の存在である。 その上さらに、生産品の誘電率が周囲媒体のそれと比
べて甚しく相違するときは、生産品の縁を加熱する傾向
が認められる。 生産品内部に低温層又は高温層を与えるであろう第４
の因子は、マイクロ波が生産品内部を伝搬するとき減衰
するという事実である。しかし、このような減衰効果に
対する対策もまたとられ、例えば、前記米国特許第3 80
9 845号によれば、生産品の外側に接触する適当な媒体
を用いる補償された加熱及び冷却の形式で行われる。 さらにまた、非常によく同調したマイクロ波印加装置
は、マイクロ波電界内にいくつかの他の不連続を与え、
それに因り、印加装置を出た以後の伝送方向に一般的に
平行な高温路および低温路を生産品内部に生ずる。 それに加えて、温度分布を起こさせる上述の原因のお
のおのは、その他の原因と協力し又は干渉し、その結果
生じる熱処理においては、あちこちに生産品の温度ピー
クを生じ、それらは甚しい局部品質劣化を起こさせ、あ
るいは蒸気の発生を起こさせる。この蒸気の発生は、同
時に熱処理の妨害を意味するであろうし、また、生産品
の他の場所では、やつと加熱されたことが分かる部分を
生じるであろう。 前記の温度分布現象は、低いマイクロ波吸収性の材
料、例えば、プラスチツク、ゴム、パン及び一般的に乾
燥生産品においては、適度の大きさであるが、しかし薬
剤生産品、及び例えば、肉、魚、野菜、漿果類、シチユ
ー及びスープ等の高含水量の食料品生産品においてはか
なりの大きさである。 さて、生産品の単品の連続的な流れがマイクロ波印加
装置を通過する連続的なマイクロ波処理においては、問
題は、最短可能時間内に加熱するには最も好ましくない
上記の高含水量の生産物の部分の温度を、生産品品質の
劣化を招くことなく、所望の加熱安定化の効果が得られ
るように上昇させることである。 マイクロ波エネルギの印加による生産品の加熱と、あ
る場合には加熱の安定化とに対する大きな関心を明らか
にするためには、次の刊行物を参照することが適当であ
る。但し、それらは、連続的処理技術に関する開示は全
く避けている。それでもなお、それらは興味あるものと
云えるであろう。 米国特許第4 370 535号は、家庭用オーブンに関し、
このオーブンでは、マグネトロンが冷凍食料品を溶かす
ために用いられ、その電力出力が生産品の温度に従つて
変えられるように構成されている。このような温度は、
個々別々の測定点において測定される。 米国特許第4 506 127号もまた、家庭用オーブンに関
し、この特許においては、電力出力は熱処理の終期にお
いて低下させられる。 米国特許第4 508 948号は、可変電力出力のマイクロ
波オーブンに関する。マイクロコンピユータが使用さ
れ、生産品の重量及び経験的に確立された最適パラメー
タに基づいて電力出力を制御する。 英国特許第963 473号においては、水緩衝装置があ
り、この装置は、生産品に対し、一定レベルに維持され
ているマイクロ波エネルギが加えられたとき、生産品内
部の減少した含水量を補償する作用をする。 公開番号第64082号の欧州特許出願は、マイクロコン
ピユータ制御マイクロ波オーブン装置に関し、その中で
は、自然除霜が短期間行われる。 食料品に関するマイクロ波の応用は、多数の日本特許
出願公報抄録の中にも見受けられる。例えば、特開昭53
−55360号公報の日本特許出願は、マイクロ波オーブン
の制御装置に関し、そこでは、加熱のためにオーブン内
に置かれた生産品の異なつたもとの温度の影響を明らか
にするために、温度の連続的な測定を実施し、所望の温
度レベルで加熱を終了させ、追加時間はなんら必要とし
ない。 日本特開昭57−150371号公報には、食料品のための滅
菌装置が記載されており、この装置では、パイプ内を、
あるいは加圧されて、流れる生産物にマイクロ波エネル
ギが供給される。 日本特開昭57−189674号公報は、マイクロ波エネルギ
と包装容器の特殊な形状安定な閉鎖室とを使用したレト
ルト形加熱処理方式について記載している。 日本特開昭57−202275号公報は、加圧食料品のマイク
ロ波加熱用の他の装置に関する。 日本特開昭58−13372号公報には、包装装置が記載さ
れており、この装置では、適切な誘電率を持つ水が、密
封包装内における蒸気の発生を防止するためにマイクロ
波エネルギを吸収するための媒体として使用される。 日本特開昭58−23774号公報は、また、蒸気発生に因
る密封包装の爆発を防止する方法に関する。高誘電率の
粉末が、密封部分に沿つて添加される。 スイス特許第647 131号においては、異なる特性を有
する成分から成る生産品の処理方法が記載されている。
この方法は、固体成分は、浮遊成分から分離される事実
に基づいている。 さらに公開番号第70 728号の欧州特許出願において
は、冷凍溶解のための多段処理法が記載されており、そ
こでは、重量に関連してエネルギの供給を制御するため
にマイクロコンピユータが使用される。 先に述べたように、本発明の基本的な目的は、全加熱
時間が非常に短いことによつて、生産品の味その他の特
性に関する限り、生産品の性質は劣化させられることが
ないような連続処理のために有用な方法を提供すること
である。 加熱時間は、連続処理のために許容される時間に関連
して、かつ、勿論生産品の特性を充分に考慮して、最短
にされるべきである。 上記の広範囲の文献リストは、本問題に対する解答を
与えない。 そこで、本発明による加熱方法においては、マイクロ
波透過性の包装材料内に包まれており、かつ、強さが異
なるマイクロ波が生産品を加熱するように供給される加
熱処理チヤネル内を通つて送られることにより連続的に
加熱処理される、含水食品又は薬剤生産品を安定化させ
るために所望の温度まで加熱が行われなければならず、
更に、上記加熱処理チヤネルを通過する生産品は、最
初、ある強い加熱効果を有するマイクロ波電界の影響を
受け、その後、生産品はこの強い電界の外へ送り出さ
れ、それからより低い加熱効果の電界の中に送りこまれ
る。 この本発明の方法の特徴によれば、強い加熱効果を有
する電界内において生産品に印加されるマイクロ波エネ
ルギは、生産品の急速に加熱された部分が所望の温度よ
りも高い所定温度に達するように選定され、弱い加熱効
果を有する電界の高周波電力は、生産物の前記部分が前
記所定温度、又はそれよりわずかに低い温度に保たれる
ように選定され、更に、弱い加熱効果の電界内における
加熱は、少なくとも、ゆつくり加熱された生産品の部分
が前記所望温度に達するような継続時間中行われるよう
にされている。 実施例においては、前記所定温度は、一般的に、最高
許容生産品温度に等しくなるように選定される。 ほとんどの場合、前記所望温度は、加熱殺菌、例え
ば、生産品の滅菌又は低温殺菌のために要求される温度
に等しくなるように選定される。 本発明の一実施例においては、マイクロ波透過性の材
料に包まれた生産品は、液体媒体、例えば、この生産品
の誘電率と同じ大きさの誘電率を有する水によつて囲ま
れる。その液体媒体の温度は、その媒体が生産物の表面
を冷却し、かつ、媒体の温度が、加熱の終了時期に、生
産品の所望温度に達するように制御される。 連続処理中に処理される生産品内の温度分布の情報
は、本発明の一実施例に例えば、生産品のいくつかの試
料内で経験的に発見された適当ないくつかの位置におい
て生産品内に取り付けられた多数の温度センサによつて
得られ、それにより連続的加熱処理は、本発明の基本的
原理に従つて、次々と、かつ、手動的に調節される。 本発明の他の実施例においては、温度情報は、超音波
速度測定によつて得られ、それは加熱処理方法の自動化
を容易にする。 本発明のさらに他の実施例は、生産品の表面及びその
内部から外へ出る電磁波の照射を気象学の技術の中の既
知の仕方で検出し、かつ、コンピユータ処理することに
よつて、加熱処理方法を同様に自動的に実行するために
必要な温度情報を収集することに基づいている。 本発明の技術思想を説明するために、以下添附図面を
参照して説明するが、ここでは、特定の事例として、中
性pH及び高含水量の食品、例えば、野菜を含む濃縮肉シ
チユーの滅菌の例が選ばれた。 第１図は、マイクロ波による加熱のための従来の方法
に対する温度−時間グラフを示す。 第２図は、本発明による加熱処理方法に対する温度−
時間グラフを示す。 第１図で、参照番号10によつて指示される曲線部分
は、生産品の高速加熱部分、例えば、その表面を示す。
参照番号11は、生産品の低速加熱部分の温度を示す。 レベル12は、生産品の最高許容温度を表す。 レベル13は、生産品全体が到達すべき温度、この場合
は殺菌のために必要な殺菌温度を表す。 曲線部分10の原点における接線は破線14で示され、こ
れは、高速加熱部分のマイクロ波加熱効果を表わし、一
方参照番号15によつて指示された接線は、低速加熱部分
に対応するパラメータを表わす。 参照番号16によつて指示される曲線部分は、生産品の
平均温度を示す。時間の関数として供給されるマイクロ
波加熱電力17は、パルスで表わされる。 初期状態においては、マイクロ波加熱をされようとす
る生産品は、ある一様な温度（例えば60℃）を有するも
のと仮定する。 マイクロ波加熱電力の供給が開始されると、生産品の
高速加熱部分は、破線14に従い、その温度を、低速加熱
部分の接線15で表わされる温度上昇速度よりも数倍速く
上昇させる。これら二つの加熱部の温度が互いにそれ始
めるや否や、熱は生産品内部において高温部分から低温
部分へ伝導により、また、おそらくは対流によつても伝
達される。したがつて、高速加熱部分に対しては破線14
の代りに曲線部分10が得られ、低温加熱部分に対しては
接線15の代りに曲線部分11が得られる。これらの曲線部
分の間において、平均温度曲線部分16が見出される。曲
線部分16の傾斜は、基本的に、マイクロ波加熱電力17の
大きさに直接関連している。低温部分、つまり低速加熱
部分の温度曲線部分11′を殺菌温度レベル13に到達させ
るためには、まず平均温度曲線部分16がこのレベルを通
過しなければならない。このことは、マイクロ加熱電力
17のパルスがある程度の面積を持つことが必要であるこ
と、すなわち、ある程度の供給電力が要求されることを
意味する。 従来の処理においては、平均温度曲線部分16がレベル
13を通り過ぎたときは、高速加熱部分の温度曲線部分1
0,10′が、ある期間中、許容温度レベル12を超えること
は、一般的に避けられない。このことは、前記部分の品
質の劣化、及びある程度の危険を意味する。包装材料
は、もしそれがピーク温度によつて影響されるならば、
損傷を受ける。もし処理が過大な寸法と過剰圧力とを有
する環境内で実施されないときは、蒸気が生産品内に発
生する。この蒸気は、処理を直接に妨害する。この妨害
としては、熱の伝播が生産品内で処理の特性を変化さ
せ、かつ、マイクロ波がその負荷、すなわち、生産品の
幾何学的変化のために擾乱されるという形で起きる。こ
こに述べたことは、極めて高価につく開発作業が投入さ
れたにもかかわらず、マイクロ波殺菌分野において非常
に多くの故障が起きているという事実の説明である。 時刻t₁の後マイクロ波加熱電力17のパルスは終了し、
かつ、温度曲線部分10と11は収斂を開始する。時刻t₂に
おいて、低速加熱部分の温度曲線部分11は、殺菌温度レ
ベル13と交さする。前記殺菌温度レベル13、又はこれよ
り僅かに上の温度においてある程度の待機時間の後、生
産品は所望の殺菌状態になつた。次いで、この生産品
は、（時刻t₃において）冷却される。 レベル13を僅かに上昇させることは、所望の殺菌状態
にかなり早く達することを意味するであろう。そして、
このことは、また、生産品の元の品質をそれだけ良く維
持することを意味するであろう。しかし、生産品の所定
の目標値であるレベル13を上昇させることはできない。
反対に、この例では、このレベルはあまりにも高くて、
加速加熱部分の温度が許容温度をかなり上廻つているこ
とを示しており、その結果は上に指摘した通りである。 実際には、高速加熱部分に対して適当であるために
は、レベル13を思い切って低下されなければならない
か、又はマイクロ波加熱電力17のエネルギが実質的に長
い時間に渡つて分布されなければならない。しかしなが
ら、殺菌状態に達するためには、加熱状態にある時間を
思い切って増加されなければならず、これは生産品全体
の加熱処理を長期化することになり、その結果、低品質
をもたらす。 次に、第２図を参照して、本発明による改善された処
理について説明する。参照番号（10,10′,11,11′等か
ら16,16′及び17）は、第１図に対応した意味を有す
る。 ２つの重要なステツプが、この新しい処理において明
らかに表されている。第１のステツプは、マイクロ波加
熱電力17のパルスのエネルギは、高速加熱部分の温度曲
線部分10が許容温度レベル12に丁度達するように選定さ
れるという事実である。この場合、エネルギ供給後の平
均温度曲線部分16′は、殺菌温度レベル13の下にとどま
ることができるが、これは従来の処理ではできなかつ
た。 第２のステツプは、生産品の高速加熱部分が曲線部分
10′より下にさがることなく、曲線部分10″に従つて許
容温度レベル12にとどまるようなマイクロ波加熱電力18
を加えることである。曲線部分10′が下降するのは、生
産品の高速加熱部分がその低速加熱部分によつて冷却さ
れることを意味する。したがつて、これは、高速加熱部
分から低温加熱部分への熱の損失が補償されるような程
度に、マイクロ波加熱電力18の印加によりマイクロ波エ
ネルギを加えるという問題である。 しかしながら、関心が持たれる点では、生産品の低速
加熱部分の温度を速かに殺菌温度まで上げるということ
である。そして、まさにこのことが、本発明の方法を適
用するとき行われるのである。低速加熱部分は、２つの
方法で加熱され、かつ、その両方ともが最適なものであ
る。低速加熱部分は、マイクロ波加熱電力18に比例する
マイクロ波によつて部分的に加熱される。そして、生産
品の高速加熱部分は許容温度より高い温度に、到達する
ことはないという事実を心にとめて、このような電力は
可能な限り高く維持される。さらに、低速加熱部分は、
高速加熱部分からの熱によつて加熱される。この熱伝導
は、温度差が大きいほど効率的である。もし高速加熱部
分が本発明により生産品の最高温度に維持されるなら
ば、温度差は最大に維持される。 温度曲線部分11′で表される低速加熱部分の加熱は明
らかに可能な限り速くなるであろう。その理由は、それ
は２つの加熱現象の合計であり、これらの両方ともが同
時に最大値をとり、その各々が同一の処理による結果で
あるからである。注目すべきことは、マイクロ波加熱電
力18は、マイクロ波加熱電力17よりも遥かに低いという
ことである。その差は、曲線部分16′の傾斜と曲線部分
16の傾斜との差によつて表わされる。この比較から、時
刻t₁において、電力の著しい低減、根本的な不連続性が
事実存在することが分かる。 マイクロ波加熱電力18が終了すると、曲線部分10″,1
1″,16″は、新しい曲線部分10111,16へと変遷
し、このうち、曲線部分16は水平である。曲線部分11
はなお上昇を続け、加熱電力18は、曲線部分11″が殺
菌温度レベル13へ到着するいくらか前に終了させること
ができることを示す。この場合、曲線部分11は、短時
間の後、殺菌温度へ到達する。重要な特徴は、明らか
に、曲線部分11″又は11を不必要な遅延を伴わないで
殺菌温度に到達させるより早くには加熱が終了されない
という事実である。特に、生産品の平均温度曲線部分1
6″が殺菌温度レベル13に到達するときに、加熱電力18
がすでに中断されることは、大失敗であろう。このよう
な場合、生産品の低速加熱部分が殺菌されるまで、長時
間待期することが必要であうろ。曲線部分11″が温度レ
ベル13に到達してからいくらか後までも電力18を続行さ
せることは実行可能である。そうすると、生産品の最低
温度部分の温度は、殺菌温度レベル13よりいくらか高い
温度まで非常に速かに上げられるであろう。このこと
は、超高速殺菌（短い待期時間）の可能性を示し、これ
はマイクロ波殺菌に適したほとんどの生産品にとつて望
ましいことである。 第２図においては、曲線部分11″が殺菌温度レベル13
に丁度到達したときに、加熱電力18が終了する場合が示
されている。しかし、曲線部分11″が早く立上がるた
め、なんら認められるような遅延を伴うことなく殺菌温
度レベル13に到達するであろうような場合には、曲線部
分11″の殺菌温度レベル13への到着のいくらか以前に、
加熱電力18を終了させることは可能である。 加熱電力18による加熱の後、生産品は、ある長さの待
期時間の間、なんらの熱的影響を与えられることなく放
置される。そして、生産品の最低温度部分においても、
所望の殺菌値F₀が達成される。このことは、時刻t₃には
起きており、そのときは、生産品は冷却されようとして
いる。 第２図の曲線部分11で示された生産品の最低温度が
第１図の対応する曲線部分11′の温度よりもいくらか高
いという事実のために、同一の殺菌値F₀に到達するの
に、第２の場合は、実質的により短い待期時間が要求さ
れる。それに加えて、第１図においてもそうであつたよ
うに、許容温度レベル12を超えることはなかつた。前記
現象の両方は協調することにより、処理される生産品の
品質を、公知の方法と比べて独特の仕方で維持する。同
時に、許容温度レベル12に対する絶対的な配慮の立場か
ら見れば、新しい方法は、包装材料の破損に関する限
り、細菌に対する安全性を損うであろうし、あるいは高
圧に対処する設計を行う限り高価となる装置を必要とす
るであろうところの蒸気の発生に対する安全性を与える
ことを意味する。 いくつかのパラメータが列挙されたが、その各々、又
はこれらが一緒になつて、第１図及び第２図において曲
線部分10と11との間の垂直距離によつて表される温度分
布に功献する。 もしこれらのパラメータの１つが優越した重要性を持
つならば、このパラメータを識別しておき、かつ、この
パラメータに対する適正な対策を講じた後にこの方法を
実施すれば、それにより特別な良好な利点が得られるで
あろう。この利点は、加熱時間の短縮に依存して、ます
ます生産品品質を向上させる。このことは、次のような
事実に依存する。すなわち、この対策の結果として、加
熱電力18はより良好な初期条件を与えられる。 それは、この対策が講じられなかつた場合よりも、時
刻t₁以後の曲線部分11″は曲線部分10″（レベル12にあ
る）に対しより接近するということである。本発明によ
れば、必要な加熱電力18のエネルギ・レベル並びに持続
時間は、かなり低減させられるであろう。その代償とし
て、マイクロ波加熱電力17による加熱が、いくらか増加
した電力を使用して、実施されるであろう。この処理
は、何らかの対策を伴うことなしには、このような利益
は受けられないであろう。 生産品の内部におけるマイクロ波電界の甚しい減衰の
ために、その内部に必要な加熱を与えるためにその生産
品の表面に対する極端に強いマイクロ波加熱を必要とす
る場合における適当な対策は、生産品を囲む媒体、例え
ば水によつて、その生産品の表面を、冷却効果が生産品
内のある深さに達するほどに充分になるような適当な時
間に亘つて冷却することである。周囲媒体の温度は、生
産品内部で望まれる温度を超えることは許されない。し
かし、周囲媒体の温度も、マイクロ波処理の終期におい
ては、この望まれる温度に達するように制御される。そ
れは、表面層もまた、その温度に相当する処理の程度に
達することを意味する。 上記の説明及び第２図において、加熱電力17及び18
は、連続加熱電力として示された。実際には、そうでは
ない。このようなマイクロ波は、正確に言えば、連続加
熱を与えることはない。抵抗器内の交流電流と同じよう
に、マイクロ波は、その波頭において最大熱量を与え
る。もし、例えば、2450MHzのマイクロ波が使用される
ならば、加熱効果は周期的であり、かつ、4900MHzの周
波数を有するであろう。もしマイクロ波がマグネトロン
によつて発生され、後者が整流された単相50サイクルの
電流を供給されるならば、このマイクロ波加熱効果の最
大値の各々は、百分の１秒の間隔で起きる。 もし生産品が、その送り期間中に、多数のマイクロ波
エネルギ印加装置によつて加熱され、かつ、これらの印
加装置が互いにある間隔をとつて配置されているなら
ば、ある変調、又はパルス効果が得られる。このこと
は、加熱電力17,18の単純な電力曲線の各々が、実際上
多数の連続するパルスによつて置換され、これらのパル
スは、一般的に加熱電力17及び18と等価になるような面
積及び分布を有することを意味する。しかし、マイクロ
波加熱電力17の特性の詳細は重要ではなく、その全エネ
ルギ及び持続時間が重要である。 マイクロ波加熱電力18についても同じことが云える
が、それに加えて、並置の配置のために生じる混合され
た電力は、時間と共に変動する。 第２図における加熱電力17又は18の曲線は、実際には
通常生じるはずのパルスに分割させてない理由は、図面
を更に複雑化したくないという配慮からである。本願の
請求の範囲に記載された本願発明は、マイクロ波が、生
産品に対してパルスの形状で、又は連続的な電力として
供給される場合に成立するものである。 添付の請求の範囲に記載の方法の実施例は、60℃にお
ける生産品から出発し、123℃よりいくらか上の温度に
おいて非破壊的殺菌を行うことを目的とした応用とし示
される。既に述べたように、本発明の方法は、高速が望
まれる、例えば、低温殺菌のような他の形式の熱処理に
対しても適している。このような場合、所望温度は、例
えば、70℃より90℃までとすることができる。 第３の応用は、殺菌の前の予熱であり、その後殺菌
が、基本的に第２図に示した例に従つて実施される。こ
の場合もまた、問題は急速に加熱することであり、か
つ、生産品の最終温度が認識されない分布を与えられる
ことである。このような場合、初期温度は、例えば、10
℃から20℃までとし、かつ、所望温度は約60℃とするこ
とができる。この予熱温度に速かに到達することもまた
有益である。このことは、少なくとも脂肪並びに蛋白質
を有する食品に関する限りはあてはまる。このような生
産品においては、ある温度になれば必然的に起きる蛋白
質の変性が非常に早く起きることにより、上記温度で融
ける脂肪が食品から出て行く時間がなくて分散した形状
で食品の中に閉塞されるならば、前記のことは有利であ
る。 もちろん、本発明による方法は、実用に供されること
が肝要である。この場合、生産品の処理期間中にその生
産品内で上昇する温度に関する情報が必要である。 広範囲に試験されており、かつ、有効であることが判
明している一つの方法は、いくつかの選択された時刻に
おいて、またある適当な部分で、温度を測定することで
ある。一つの適当な時刻は時刻t₁に近く、それにより、
測定は、経験によれば最高温度になる点において実施さ
れる。その後、加熱電力18による加熱に対して見積られ
た時間中に亘つて、さらにいくつかの時点において測定
することが適当である。最高温度の点が測定され、か
つ、加熱処理の終期において最低温度の点も測定され
る。ある特定の生産品に対しては、測定点を見つけるた
めの正しい時点が速かに確定され、また、極端な温度に
なる部分が識別されるであろう。もし、測定が、生産品
内部に配置された熱電素子によつて行われるならば、き
わめて短い測定時間中、生産品の送りを停止させ、か
つ、マイクロ波の印加を遮断することにより、測定は容
易化されるであろう。もし測定が、非導電性の測定素
子、例えば、末端に適当な温度センサをとりつけた光フ
アイバによつて行われるならば、マイクロ波の印加は測
定中に遮断する必要はない。 更に他の方法は、媒体の温度が、その媒体中の音速に
よつて影響されるという公知の事実に基づいている。生
産品を通る適当な方向の音響パルスの伝播時間を測定す
ることにより、ある条件の下で、その測定値を温度情報
に変換することが可能である。 第３の方法は、生産品の表面及び生産品内部の更に下
の層から放射される電磁波を、生産品内部の温度分布を
識別するために利用することを意味する。そのときは、
受動的な検知のみが必要である。いくつかの周波数が観
察される。放射電磁界の特性を生産品内部の温度分布に
変換するためのコンピユータ処理は複雑ではあるが、基
本的には、気象学上公知である。 音波又は電磁波が温度測定のために使用される場合に
は、そのような測定は連続的にすることができ、かつ、
生産品の包装材料に穴をあける必要は全くない。このこ
とは、本発明によるマイクロ波加熱の制御は、簡単なサ
ーボ回路及びスイツチを用いて自動的に行われることを
意味する。 注意すべき点は、加熱処理中に最高温度の点のように
見える点は、生産品内部において必ずしも静止している
とは限らず、処理期間中、刻々と、異なつた位置をとる
ことがあるということである。これは、最低温度点につ
いても云えることである。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．生産品の加熱は該生産品の殺菌温度に向けて行わ
   れ、前記生産品は少なくとも１つの高速加熱部分と少な
   くとも１つの低速加熱部分とを含んでおり、また、前記
   生産品は、例えば、含水食品又は薬剤生産品であって、
   マイクロ波透過性の包装材料の中に包装され、かつ、前
   記生産品を加熱するように異なった強さの複数のマイク
   ロ波が印加される加熱処理チャネルを通って送られるこ
   とにより連続的に加熱処理され、更に、前記加熱処理チ
   ャネルを通って送られる前記生産品は、最初は、ある大
   きい加熱電力のマイクロ波電界により加熱処理され、か
   つ、その後、より小さい加熱電力のマイクロ波電界によ
   り加熱処理されるようにされたマイクロ波エネルギによ
   る加熱処理の方法であって、前記大きい加熱電力のマイ
   クロ波電界において前記生産品に印加されるマイクロ波
   エネルギは、前記生産品の前記高速加熱部分が前記生産
   品の殺菌温度よりも高い前記生産品の最高許容温度に達
   するように選定されること、前記のより小さい加熱電力
   のマイクロ波電界の電力は前記生産品の前記高速加熱部
   分を前記最高許容温度と等しいか、あるいは前記最高許
   容温度より僅かに低い温度に保つように選定されるこ
   と、更に、前記のより小さい加熱電力のマイクロ波電界
   による加熱は、少なくとも、前記生産品の前記低速加熱
   部分を前記殺菌温度に到達させるような加熱持続時間を
   与えられることとを特徴とするマイクロ波エネルギによ
   る加熱処理の方法。 ２．マイクロ波透過性材料の中に包装された前記生産品
   は、液体媒体、例えば、前記生産品の誘電率と同程度の
   誘電率を有する水によって囲まれている、請求の範囲第
   １項に記載の方法において、前記液体媒体の温度は、前
   記生産品の表面が低温であり、かつ、前記液体媒体の温
   度は、加熱の終期において初めて、前記生産品の殺菌温
   度に達するように制御されることを特徴とするマイクロ
   波エネルギによる加熱処理の方法。 ３．請求の範囲第１項及び第２項のいずれかに記載の方
   法において、前記生産品内部の温度分布は、前記生産品
   の内部において経験上適当であることが知られている場
   所に置かれた多数の温度センサにより、前記の連続的加
   熱処理中に決定され、それにより、連続的加熱処理が手
   動により次々と調節されることを特徴とするマイクロ波
   エネルギによる加熱処理の方法。 ４．請求の範囲第１項及び第２項のいずれかに記載の方
   法において、自動加熱処理方法を容易にするための温度
   情報は、前記生産品を通り伝播する超音波の音速の測定
   によって得られることを特徴とするマイクロ波エネルギ
   による加熱処理の方法。 ５．請求の範囲第１項及び第２項のいずれかに記載の方
   法において、自動加熱処理方法のための温度情報は、気
   象学で公知の手法により、前記生産品の表面及び内部か
   ら放射される電磁波の放射を検出し、かつ、該検出結果
   に基きコンピュータ処理をすることにより得られること
   を特徴とするマイクロ波エネルギによる加熱処理の方
   法。