JP6936426B2 - マイクロ波減圧乾燥機及び乾燥食品等の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、冷凍した野菜や果実を原料として、これらの原料中に含まれる成分を損うことなく所望の重量に乾燥させるのに好適なマイクロ波減圧乾燥機及び該マイクロ波減圧乾燥機を使用することによって風味豊かな乾燥食品等を効率良く製造することができる乾燥食品等の製造方法に関する。

冷凍した野菜や果実を原料として乾燥食品等を製造する場合、これらの原料中に含まれる成分を破壊することなく乾燥させることができる減圧雰囲気下でのマイクロ波を利用した乾燥方法が実施されている。
そして、マイクロ波を利用した乾燥方法では下記の特許文献１、２に示すようなマイクロ波乾燥機が使用されている。

また、冷凍した野菜や果実を原料として乾燥させると、乾燥の過程で原料中に含まれる液汁がドリップとして流出し該ドリップは原料を載置する乾燥トレイの下方に配置される受皿であるパン等に溜まって、上記原料と共に、乾燥室内で乾燥される。

特開２０１３−１９４９６６号公報 特開２０１２−１７２８７５号公報

しかし、乾燥室内で上記原料とドリップを同時に乾燥させることは、乾燥効率の低下を招くため望ましくない。そして、このような乾燥効率の低下は、乾燥に必要なエネルギーの増大や乾燥時間の長大化をもたらしている。
また、乾燥の過程で一旦マイクロ波乾燥機の動作を停止させて、パンに溜まったドリップを乾燥室外に取り出してから再び乾燥を継続することも考えられる。しかし、稼働していたマイクロ波乾燥機の動作を停止させることは稼働効率の低下をもたらし、作業者の労力を増大させて連続的なマイクロ波による乾燥ができなくなってしまう。

本発明は、このような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、乾燥の過程でドリップの出る冷凍した野菜や果実を原料とした場合でも、無駄の無い効率的な乾燥により、エネルギー損失を小さくして乾燥時間を大幅に短縮することができるマイクロ波減圧乾燥機を提供すること、そして、該マイクロ波減圧乾燥機を使用することで風味豊かな乾燥食品等を安定して効率良く製造することができる乾燥食品等の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するべく本発明の請求項１によるマイクロ波減圧乾燥機は、原料を載置する通液性を有する乾燥トレイと、
原料を載置した上記乾燥トレイをセットしたり、搬入・搬出する場合の出入り口となる、少なくとも１つの開口部を備えた乾燥室本体と、
上記開口部に開閉可能な状態に取り付けられ、閉塞時に上記乾燥室本体内に遮蔽空間を形成する開閉手段と、
上記乾燥室本体に対して取り付けられ、該乾燥室本体内に収容される原料に向けてマイクロ波を照射して原料を乾燥させるマイクロ波照射装置と、
上記乾燥室本体に対して接続され、該乾燥室本体内の雰囲気を減圧雰囲気にする減圧装置と、
上記乾燥トレイの下方に配置され、乾燥の過程で出たドリップを受けるドリップ受けパンと、該ドリップ受けパンに溜まったドリップを上記乾燥室本体に設けられる排液口から外部に排出する排液管路と、を少なくとも備える排液装置と、を具備し、上記排液管路は、一端が上記排液口に接続され、他端が上記乾燥室本体の外方に向けて延びる取出し管路と、上記取出し管路の他端と上記減圧装置から延びるエア配管の他端が接続される気液分離管路と、上記気液分離管路に一端が接続されて延びる排液取出し管路と、を備えていることを特徴とするものである。

また、請求項２によるマイクロ波減圧乾燥機は、請求項１記載のマイクロ波減圧乾燥機において、上記ドリップ受けパンは、上記乾燥室本体に設けられる排液口に向けてドリップが流れる方向に傾斜して設けられており、該ドリップ受けパンの下端に設けられる開口部と上記排液口との間には、ドリップ受けパンに溜まったドリップを排液口に導く案内部材が設けられていることを特徴とするものである。

また、請求項３によるマイクロ波減圧乾燥機は、請求項１または２記載のマイクロ波減圧乾燥機において、上記排液取出し管路には、上流側に第１開閉弁、その下流にエアバルブ、更にその下流に第２開閉弁が配設されており、これら第１開閉弁とエアバルブと第２開閉弁とのそれぞれの開閉状態を適宜切り換えることによって、排液取出し管路に流入したドリップを外部に取り出すようにしたことを特徴とするものである。

また、請求項４によるマイクロ波減圧乾燥機は、請求項１〜３のいずれかに記載のマイクロ波減圧乾燥機において、上記乾燥トレイは、平面視円環状の回転テーブルによって支持されており、
上記回転テーブルは、所定の方向に回転する複数の支承ローラーによって回転可能な状態で支承されていて、
上記複数の支承ローラーには、単一の駆動モータの回転が動力伝達機構を介して複数の垂直駆動軸と複数の水平伝達軸とに伝達され、その終端に設けられるベベルギヤ対を介して、それぞれ同方向に同速度で回転が伝達されるように構成されていることを特徴とするものである。

また、請求項５によるマイクロ波減圧乾燥機は、請求項４記載のマイクロ波減圧乾燥機において、上記複数の垂直駆動軸は、上記乾燥室本体の天板を貫通するように設けられており、上記垂直駆動軸と上記乾燥室本体の天板との接続部には、第１チョークと第２チョークとが向かい合わせになるように、それぞれ周方向に所定ピッチで連続的に配置されたダブルチョーク一体構造のマイクロ波漏洩防止機構が配置されていることを特徴とするものである。

また、請求項６によるマイクロ波減圧乾燥機は、請求項１〜５のいずれかに記載のマイクロ波減圧乾燥機において、上記乾燥トレイは、上下方向に複数段設けられており、上記マイクロ波照射装置、ドリップ受けパン、排液口、案内部材、取出し管路及び回転テーブルは、各段の乾燥トレイに対応して複数組配設されていることを特徴とするものである。

そして、上記手段によって以下のような効果が得られる。
まず、本発明のマイクロ波減圧乾燥機には乾燥トレイの下方に配置され、乾燥の過程で出たドリップを受けるドリップ受けパンと、該ドリップ受けパンに溜まったドリップを乾燥室本体に設けられる排液口から外部に排出する排液管路と、を少なくとも備える排液装置が具備されているから、乾燥が不要なドリップを乾燥室本体の外部に排出しながらマイクロ波による乾燥を効率よく原料に対して行うことができるようになる。従って、無駄の無い効率的な乾燥により、エネルギー損失を小さくして乾燥時間を大幅に短縮することができるようになる。

また、ドリップ受けパンを、乾燥室本体に設けられる排液口に向けてドリップが流れる方向に傾斜して設け、該ドリップ受けパンの下端に設けられる開口部と排液口との間にドリップ受けパンに溜まったドリップを排液口に導く案内部材を設けた場合には、通液性の乾燥トレイから下方に落下するドリップをドリップ受けパンによって受け止め、更に乾燥室本体に設けられる排液口に向けて円滑に導くことが可能になる。

また、排液管路を、一端が排液口に接続され、他端が乾燥室本体の外方に向けて延びる取出し管路と、該取出し管路の他端と減圧装置から延びるエア配管の他端が接続される気液分離管路と、該気液分離管路に一端が接続されて延びる排液取出し管路と、を備えることによって構成した場合には、気液分離管路に接続されるエア配管によって取出し管路内と気液分離管路内の雰囲気を減圧雰囲気にして乾燥室本体内のドリップを外部に取り出すことが可能になる。また、エア配管と取出し管路を直接接続するのではなく、気液分離管路を介して接続しているので、気液分離管路内ではエアとドリップが混ざって存在するのではなく、分離された状態で存在するようになる。

また、排液取出し管路に、上流側から、第１開閉弁、エアバルブ、第２開閉弁を配設し、これらの開閉状態を適宜切り換えることによって、排液取出し管路に流入したドリップを外部に取り出すようにした場合には、上記気液分離管路でエアとドリップが完全に分離できなかった場合でも排液取出し管路において両者を分離してドリップのみを外部に排出することが可能になる。

また、乾燥トレイを平面視円環状の回転テーブルによって支持し、該回転テーブルを所定の方向に回転する複数の支承ローラーによって回転可能な状態で支承し、上記複数の支承ローラーには、単一の駆動モータの回転が動力伝達機構を介して複数の垂直駆動軸と複数の水平伝達軸とに伝達され、その終端のべベルギヤ対を介して、それぞれ同方向に同速度で回転が伝達されるように構成した場合には、回転テーブルの下方にドリップ受けパンが存する構造のマイクロ波減圧乾燥機においても、回転テーブルの使用が可能になる。
そして、単一の駆動モータによって複数の支承ローラーを回転させているから部品点数が少なくなり部品コストの削減を図ることもできるようになる。

また、複数の垂直駆動軸を、乾燥室本体の天板を貫通するように設け、垂直駆動軸と乾燥室本体の天板との接続部に、第１チョークと第２チョークとが向かい合わせになるように、それぞれ周方向に所定ピッチで連続的に配置されたダブルチョーク一体構造のマイクロ波漏洩防止機構を配置した場合には、駆動源である駆動モータを乾燥室本体の外部に配置してマイクロ波の被曝を防止すると共に、垂直駆動軸と天板との隙間からマイクロ波が漏洩して駆動モータ側に回り込む事態が防止される。従って、マイクロ波の被曝によって生ずる配線被覆の劣化や電気的な悪影響が一層低減されるようになる。

また、乾燥トレイを上下方向に複数段設け、マイクロ波照射装置、ドリップ受けパン、排液口、案内部材、取出し管路及び回転テーブルを、各段の乾燥トレイに対応して複数組、配設するようにした場合には、乾燥室本体の内部スペースを有効に活用して、マイクロ波減圧乾燥機の処理能力の拡大を図ることができる。
また、その場合でも駆動モータや気液分離管路及び排液取出し管路は共有化できるから、部品の有効利用によって装置の大型化と製品コストの増大を極力抑えることが可能になる。

また、本発明の乾燥食品等の製造方法によれば、マイクロ波減圧乾燥工程において、乾燥の過程で出たドリップを乾燥室本体外へ排出しながら原料を乾燥することが可能になるから、無駄の無い効率的な乾燥により、エネルギー損失を小さくして乾燥時間を大幅に短縮することが可能になる。
これにより、風味豊かな乾燥食品等を安定して効率良く製造できるようになる。

また、マイクロ波減圧乾燥工程において、ドリップを排出する場合に、第１開閉弁を閉じてドリップを排液取出し管路の上流位置に溜めるドリップ貯留工程と、第２開閉弁を閉じ、第１開閉弁を開いて排液取出し管路内へドリップを導くドリップ導入工程と、第１開閉弁を閉じ、エアバルブを開いて排液取出し管路内を大気圧にし、その後第２開閉弁を開状態にしてドリップを外部に排出するドリップ排出工程と、を順次実行するようにした場合には、エアとドリップが完全に分離されていない状態で排液取出し管路に供給された場合でも、上記弁の切換え動作によってエアとドリップが完全に分離されるから、ドリップのみを外部に排出することが可能になる。

そして、原料として冷凍した野菜や果実を採用した場合には、乾燥の過程で大量のドリップが出る、これらの原料の乾燥を、無駄の無い効率的な乾燥により実行して乾燥時間を大幅に短縮することが可能になる。
これにより、原料中に含まれていた成分を破壊することなく、風味豊かな乾燥野菜やドライフルーツ等を安定して効率良く製造できるようになる。

本発明の実施の形態を示す図で、マイクロ波減圧乾燥機を示す正面図である。 本発明の実施の形態を示す図で、マイクロ波減圧乾燥機を示す平面図である。 本発明の実施の形態を示す図で、マイクロ波減圧乾燥機を示す右側面図である。 本発明の実施の形態を示す図で、マイクロ波減圧乾燥機を示す背面図である。 本発明の実施の形態を示す図で、回転テーブルの駆動機構を示す斜視図である。 本発明の実施の形態を示す図で、ドリップ受けパンと案内部材を示す側断面図である。 本発明の実施の形態を示す図で、ドリップ受けパンと案内部材を示す平断面図である。 本発明の実施の形態を示す図で、排液管路を示す平面図である。 本発明の実施の形態を示す図で、乾燥室本体の開口部に適用するマイクロ波漏洩防止機構の一部を拡大して示す正面図である。 本発明の実施の形態を示す図で、乾燥室本体の開口部に適用するマイクロ波漏洩防止機構の一部を拡大して示す側断面図である。 本発明の実施の形態を示す図で、原料を並べた乾燥トレイを回転テーブル上にセットした状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態を示す図で、マイクロ波減圧乾燥機に適用する減圧装置の一例を示す説明図である。 本発明の実施の形態を示す図で、マイクロ波減圧乾燥機の概略を示す説明図である。 本発明の実施の形態を示す図で、乾燥食品等の製造方法を構成する各工程を示すブロック図である。 本発明の実施の形態を示す図で、排液取出し管路で弁を切り換えて行うドリップの取出し手順を示す説明図である。

以下、図示の実施の形態を例にとって、本発明のマイクロ波減圧乾燥機及び乾燥食品等の製造方法の内容について具体的に説明する。最初に本発明のマイクロ波減圧乾燥機の概要について説明し、続いて本発明のマイクロ波減圧乾燥機の具体的構成を本発明の特徴的構成である排液装置の構成を中心にして説明する。
次に、本発明のマイクロ波減圧乾燥機を使用することによって実行される本発明の乾燥食品等の製造方法の内容を、各工程に分けて上記マイクロ波減圧乾燥機の作動態様と併せて説明する。また、最後にこのようにして構成される本実施の形態とは部分的構成を異にする本発明の他の実施の形態について言及する。

（１）マイクロ波減圧乾燥機の概要（図１〜４、図９、図１０、図１２及び図１３参照）
本発明のマイクロ波減圧乾燥機１は、原料Ａを載置する通液性を有する乾燥トレイＴと、原料Ａを載置した乾燥トレイＴをセットしたり、搬入、搬出する場合の出入り口となる、少なくとも１つの開口部３を備えた乾燥室本体５と、上記開口部３に開閉可能な状態で取り付けられ、閉塞時に上記乾燥室本体５内に遮蔽空間を形成する開閉手段７と、乾燥室本体５に対して取り付けられ、乾燥室本体５内に収容される原料Ａに向けてマイクロ波Ｍを照射して原料Ａを乾燥させるマイクロ波照射装置９と、乾燥室本体５に対して接続され、乾燥室本体５内の雰囲気を減圧雰囲気にする減圧装置３０１と、乾燥トレイＴの下方に配置され、乾燥の過程で出たドリップＲを受けるドリップ受けパン８３と、該ドリップ受けパン８３に溜まったドリップＲを乾燥室本体５に設けられる排液口６から外部に排出する排液管路８５と、を少なくとも備える排液装置８１と、を具備している。
そして、上記排液装置８１を具備した点が本発明のマイクロ波減圧乾燥機１の特徴的構成になっている。

また、図示のマイクロ波減圧乾燥機１は、いわゆるバッチ式のマイクロ波乾燥機であって、開閉手段７として一例としてスライド式の開閉扉８を備えている。乾燥機本体５は、アングル材等を矩形枠状に組み立てることによって構成されている支持架台２３によって支持されており、該支持架台２３の前面に形成されている開口部３の上下に左右方向Ｘに水平に延びるスライドレール４３Ａ、４３Ｂが設けられている。
一方、開閉扉８の上縁と下縁には、上記スライドレール４３Ａに係合する２つのスライダー４４Ａと、上記スライドレール４３Ｂに係合する２つのスライダー４４Ｂと、が設けられている。また、上方のスライドレール４３Ａの近傍には２基の押さえ部材４７、４７が設けられていて、閉塞位置に来た開閉扉８を支持架台２３側に押圧して開口部３の気密性を高めるように構成されている。

そして、上記支持架台２３に支持された乾燥室本体５に対して開閉扉８を取り付けることによって乾燥室２５が構成されている。乾燥室２５には、上下方向Ｚに一例として二段、乾燥トレイＴが配置できるように構成されており、これに伴ってマイクロ波照射装置９、ドリップ受けパン８３、排液口６、後述する案内部材８７、取出し管路８９及び回転テーブル９７も各段の乾燥トレイＴ、Ｔに対応して一例として二組ずつ、配設されている。

また、本実施の形態では、乾燥室本体５の一例として左側板に対して左方に張り出すようにマイクロ波照射装置９が２基配設されている。マイクロ波照射装置９は、所定可変出力のマイクロ波発振装置１０と、を備えることによって一例として構成されている。
これにより、乾燥室本体５の左側板に形成されている照射口１５から乾燥室本体５の内部に向けてマイクロ波Ｍが照射されるように構成されている。
また、乾燥室本体５の左側板には、図１３に示すように外部からエアＱを導入するための外気導入管路３１と、エアＱの導入の有無の切り換えと導入量を調整するための制御弁３２が、一例として上下に１組ずつ、計２組配設されている。

また、乾燥室本体５の一例として右側板には、乾燥中の原料Ａの品温を計測する放射温度計７９と、乾燥の過程で出たドリップＲを外部に排出する排液口６と、が上記２段の乾燥トレイＴ、Ｔに対応した位置に２つずつ設けられている。
尚、上記放射温度計７９によって計測された原料Ａの品温情報は、図示しない制御装置に送られ、この品温情報に基づいて、マイクロ波照射装置９から照射されるマイクロ波Ｍの出力を制御し得るように構成されている。この他、乾燥室本体５の右側板には一例としてＬＥＤ製の照明７７も設けられている。

また、開閉扉８の前面の左右方向Ｘの中央には、上下に２つ点検窓３９が設けられており、乾燥中の各段における乾燥トレイＴ上の原料Ａ等の様子を外部から観察できるように構成されている。
また、開閉扉８の前面の左右の端部寄りには、開閉扉８を開閉する際の手掛かりとなるハンドル４１が設けられており、開閉扉８の前面の適宜の位置には、開閉扉８の閉塞状態を確実にするための図示しないロック部材が必要に応じて配設される。

更に、開閉扉８を閉塞状態にした時の背面には、乾燥室本体５の開口部３を取り囲むようにマイクロ波漏洩防止機構２１が設けられている。また、該マイクロ波漏洩防止機構２１の外方には、開閉扉８を閉塞状態にした時、乾燥室本体５の開口部３の周囲のシール面６１に当接する一例としてリング状のゴムパッキンによって構成されるシール部材１１を有するシール構造１３が設けられている。

マイクロ波漏洩防止機構２１は、開口部３と上記シール構造１３との中間経路６３上に設けられており、開口部３側に位置する第１チョーク１７と、シール構造１３側に位置する第２チョーク１９と、が向かい合わせになるように周方向に所定ピッチで連続的に配置されたダブルチョーク一体構造のシール構造になっている。
具体的には、図１０に示すように開閉扉８の背面に沿うように配置された遮蔽板６５の一端縁から基端部６９を垂直に立ち上げ、該基端部６９の先端を９０°内側に折り曲げることによって先端部６７を形成して断面Ｌ字状の第１チョーク１７を設けている。
同様に、上記遮蔽板６５の他端縁に上記第１チョーク１７と同形状、同サイズの第２チョーク１９を設け、これらの第１チョーク１７と第２チョーク１９とを対向する位置に配置することによってマイクロ波漏洩防止機構２１が構成されている。

尚、第１チョーク１７の先端部６７と第２チョーク１９の先端部６７との間にはギャップＧが形成されており、該ギャップＧの中点Ｏから第１チョーク１７及び第２チョーク１９のそれぞれの先端部６７と基端部６９の接続点Ｂまでの距離Ｌ１は、上記中点Ｏから遮蔽板６５側に引いた垂線と遮蔽板６５の対向面との接点Ｃまでの距離Ｌ２とほぼ等しく、共に使用するマイクロ波Ｍの波長λの１／４程度の長さになるように設定されている。
因みに、このような寸法設定を採用することによって、上記中間経路６３中に上記波長λの１／４の長さの迂回路が形成される。そして、該迂回路での反射波と上記接続点Ｂから中点Ｏに向かう波との位相差が上記波長λの１／２になって互いに打ち消し合うため、乾燥室２５の外部へのマイクロ波Ｍの漏洩が防止されるのである。

次に、減圧装置３０１について説明する。本実施の形態によるマイクロ波減圧乾燥機１では、乾燥室本体５が開閉扉８により開口部３を閉塞した状態で減圧雰囲気下での使用に耐えられる気密構造と耐圧構造とを備えている。そして、乾燥室２５の一例として後方には減圧装置３０１が配設されており、この減圧装置３０１を適宜の配管３０２と分岐管路３３７を介して乾燥室２５に接続することで減圧雰囲気下でのマイクロ波Ｍによる乾燥が実行できるように構成されている。

減圧装置３０１としては、図示は省略するが真空用コネクタ、真空ポンプ、真空経路及び制御弁のみを備える基本的な構造の減圧装置であってもよいし、図１２に示すような水封式真空ポンプ３０５と循環式給排水装置３０７とを備えた構造の減圧装置等、所望の減圧作用を発揮する種々の構造の減圧装置を採用することが可能である。
図１２に示す減圧装置３０１は、上述したように水封式真空ポンプ３０５と循環式給排水装置３０７と備えており、更に両者の間に給水経路３０９と排水経路３１１とが配設されている。

水封式真空ポンプ３０５は、水蒸気や水滴を含んだ気体の排気等に利用されるポンプで、シリンダに対して偏心して取り付けられる羽根車の回転を利用してシリンダの内壁に封水リングを形成し、該封水リングと羽根車の羽根によって囲まれた空間の容積変化を利用してポンプ作用を行うようにしたものである。

循環式給排水装置３０７は、支持架台３０３の内部に上部タンク３１３と下部タンク３１５を備えることによって一例として構成されており、上部タンク３１３には、外部から水を供給するための給水ノズル３１７と、上部タンク３１３内の水位を計測するためのボールタップ３１９と、上部タンク３１３内の水温を計測するための温度センサ３２１と、が配置されている。
一方、下部タンク３１５内には、水中ポンプ３２３が配置されており、上述した水封式真空ポンプ３０５から排出され、排出経路３１１を通って下部タンク３１５内に溜まった水を汲み上げて上部タンク３１３に供給できるように構成されている。

尚、上記水中ポンプ３２３と上部タンク３１３とを接続する循環経路３２５の途中には、一例としてモータによって駆動される三方弁３２７が配置されており、当該三方弁３２７を適宜切り替えることによって、上記水中ポンプ３２３によって汲み上げた水を上部タンク３１３内に供給したり、外部に排水できるように構成されている。
また、上部タンク３１３内の底部から上述した給水経路３０９が延びており、該給水経路３０９の他端が上述した水封式真空ポンプ３０５に接続されている。更に、上記乾燥室本体５と水封式真空ポンプ３０５を接続している排出経路２３５の途中には、外部からエアＱを取り込んで経路内の圧力を調整するニードル弁２４７が配置されている。

（２）マイクロ波減圧乾燥機の具体的構成（図５〜図８及び図１１参照）
本発明の特徴的構成として、マイクロ波減圧乾燥機１には、ドリップ受けパン８３と排液管路８５と、を少なくとも備える排液装置８１が備えられている。
ドリップ受けパン８３は、浅底の矩形容器状の部材で、乾燥室本体５に設けられる排液口６に向けてドリップＲが流れる方向に幾分傾斜した状態で設けられている。ドリップ受けパン８３の下端の中央には一例として矩形穴状に形成された開口部８４が設けられており、この開口部８４と上記排液口６との間には、ドリップ受けパン８３に溜まったドリップＲを排液口６に導く案内部材８７が設けられている。

案内部材８７は、図６及び図７に示すように中央底部が低くなった樋状の部材によって一例として構成されており、ドリップ受けパン８３の下方に位置する基端部側で高く、排液口６に臨んでいる先端側が低くなる傾斜姿勢で設けられている。
排液管路８５は、一端が上下の排液口６、６に接続され、他端が乾燥室本体５の外方に向けて延びる２本の取出し管路８９、８９と、上記取出し管路８９の他端と上記減圧装置３０１から延びるエア配管９３の他端が接続される気液分離管路９１と、該気液分離管路９１に一端が接続されて延びる排液取出し管路９５と、を備えることによって一例として構成されている。

また、上記２本の取出し管路８９、８９は、上記気液分離管路９１の一例として中央部付近にそれぞれ独立して接続されている。尚、２本の取出し管路８９、８９は、途中で合流させ、最終的に１本の取出し管路８９、８９になって上記気液分離管路９１に接続されていてもよい。
また、エア配管９３は、上述した減圧装置３０１から延びる配管３０２の先端部に設けられる上下方向Ｚに延びる分岐管路３３７に一端が接続され、他端が上記気液分離管路９１の一端側に接続されている比較的、径の小さな細径の管路である。

これに対して、気液分離管路９１は比較的、径の大きな太径の管路で、その他端側に上記排液取出し管路９５が接続されている。排液取出し管路９５は、上記気液分離管路９１よりも小径の管路で、排液取出し管路９５には、上流側に第１開閉弁１０１、その下流にエアバルブ１０３、更にその下流に第２開閉弁１０５が配設されている。
更に、図示の実施の形態では、上記第１開閉弁１０１を迂回する迂回路１１５と、上記第２開閉弁１０５を通らない分岐路１１７と、が設けられており、これらの迂回路１１５上と分岐路１１７上とエアバルブ１０３の下流位置に手動で操作するコック１１９が配置されている。

尚、本実施の形態では気液分離管路９１を太径の管路にしたことにより、管路内のエアＱとドリップＲとを明確に分離できることが期待できる。従って、気液分離管路９１によってエアＱとドリップＲを確実に分離できる時には、排液取出し管路９５に取り付けた第１開閉弁１０１と、エアバルブ１０３と、第２開閉弁１０５と、を省略したり、排液取出し管路９５自体を省略することが可能である。
一方、気液分離管路９１によってエアＱとドリップＲとが確実に分離できない時に効果を発揮するのが排液取出し管路９５であり、後述するように第１開閉弁１０１と、エアバルブ１０３と、第２開閉弁１０５と、を切り換えて操作することによってドリップＲを円滑に外部に排出することが可能になる。
また、上記気液分離管路９１と、排液取出し管路９５は、図３に示すように水平に配置したが、ドリップＲが流出しやすいように先端側が前下がりになるような勾配を付けることも可能である。

また、乾燥トレイＴは、一例として平面視円形で浅底のメッシュ状の樹脂製トレイである。そして、乾燥トレイＴは、一例として平面視円環状の回転テーブル９７によって下方から支持されており、上記回転テーブル９７は所定の方向に回転する一例として４つの支承ローラー９９によって回転可能な状態で支承されている。
そして、１つの回転テーブル９７に対して４つ設けられる支承ローラー９９は上下に２段設けられている。そして、単一の駆動モータ９８の回転が動力伝達機構１０７を介して一例として２本の垂直駆動軸１０９Ａ、１０９Ｂに伝達され、更にこれら２本の垂直駆動軸１０９Ａ、１０９Ｂから２本ずつ計４本の水平伝達軸１１１に伝達され、これらの終端に設けられる４組２段で計８組のべベルギヤ対１１３を介して、それぞれ同方向に同速度で回転が伝達されるように構成されている。

駆動モータ９８は、乾燥機本体５の天板に設けられている門型のベースフレーム９６によって、出力軸が下方に向く方向で取り付けられている。駆動モータ９８の出力軸にはカップリング５１を介して、第１垂直駆動軸１０９Ａと共に回転する駆動スプロケット５３に動力が伝達されるように構成されている。
また、駆動スプロケット５３の回転は、チェーン５５を介して第２垂直駆動軸１０９Ｂと共に回転する従動スプロケット５７に動力が伝達されるようになっている。

また、従動スプロケット５７の近傍には、チェーン５５にテンションを付与する小径のテンションスプロケット５９が配設されている。そして、これら駆動スプロケット５３、チェーン５５、従動スプロケット５７及びテンションスプロケット５９によって主要となる動力伝達機構１０７が構成されている。
また、第１垂直駆動軸１０９Ａと第２垂直駆動軸１０９Ｂは、乾燥室本体５の天板を貫通するように設けられており、これらの２本の垂直駆動軸１０９Ａ、１０９Ｂと、乾燥室本体５の天板との接続部には、第１チョーク１７と第２チョーク１９とが向かい合わせになるように、それぞれ周方向に所定ピッチで連続的に配置されたダブルチョーク一体構造のマイクロ波漏洩防止機構２１Ｂが２組設けられている。
尚、このマイクロ波漏洩防止機構２１Ｂは一例として円板ないし短寸の円筒形状であるが、その基本的構成と原理は上述した開口部３に対して設けたマイクロ波漏洩防止機構２１と同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。

また、２本の垂直駆動軸１０９と４本の水平伝達軸１１１間の動力伝達は、４組のべベルギヤ対７１によって行っており、これら４組のべベルギヤ対７１も動力伝達機構１０７の要素になっている。
また、支承ローラー９９は、回転テーブル９７の周方向に沿って回転するように回転軸の方向が回転テーブル９７の回転中心に向かう法線方向に設定されている。また、支承ローラー９９の外方に位置する基端部にはフランジ部１００が形成されており、このフランジ部１００に回転テーブル９７の周面が当接することで、回転テーブル９７の支承ローラー９９からの脱落を防止している。

（３）乾燥食品等の製造方法の内容（図１１、図１４及び図１５参照）
本発明の乾燥食品等の製造方法は、乾燥トレイＴに原料Ａを並べて乾燥室本体５内にセットまたは搬入する乾燥準備工程Ｐ１と、乾燥室本体５内セットまたは搬入された原料Ａに向けてマイクロ波Ｍを照射して減圧雰囲気下で原料Ａを乾燥させるマイクロ波減圧乾燥工程Ｐ２と、を備えることによって基本的に構成されている。
そして、本発明では上記マイクロ波減圧乾燥工程Ｐ２において、乾燥の過程で出たドリップＲを乾燥室本体５外へ排出しながら原料Ａを乾燥するように構成されている。

以下、本発明の乾燥食品等の製造方法の内容を、上記２工程に分けてマイクロ波減圧乾燥機１の作動態様と併せて具体的に説明する。
（Ａ）乾燥準備工程
原料Ａとして本実施の形態では、トマトを輪切りにして冷凍したものを使用した。まず、乾燥トレイＴ上に上記原料Ａを並べたものを２枚用意しておく。次に、ハンドル４１を握って開閉扉８を開けて乾燥室本体５の開口部３を開放状態にし、上記２枚の乾燥トレイＴ、Ｔを上下２段の回転テーブル９７、９７上にセットする。
続いて、ハンドル４１を再び握って開閉扉８を閉め、図示しないロック部材と押さえ部材４７を使用して開閉扉８の閉塞状態を確実にし、乾燥室２５内の気密性を高める。

（Ｂ）マイクロ波減圧乾燥工程
次に、図示しない制御ボックスに備えられている操作ボタン等を操作してマイクロ波照射装置９と減圧装置３０１と回転テーブル９７（駆動モータ９８）とを起動して運転状態にする。マイクロ波照射装置９からは、マイクロ波Ｍが照射され、照射口１５を通って乾燥室本体５内の各段の乾燥トレイＴ上の原料Ａに向けてマイクロ波Ｍによる乾燥が実行される。
同時に減圧装置３０１が作動を開始し、乾燥室本体５内の雰囲気を所定の減圧雰囲気にして、原料Ａの成分に悪影響を及ぼさない低温乾燥を実行する。

また、駆動モータ９８が作動を開始すると、駆動モータ９８の出力軸の回転はカップリング５１を介して第１垂直駆動軸１０９Ａと一体に回転する駆動スプロケット５３に伝達され、チェーン５５を介して第２垂直駆動軸１０９Ｂと一体に回転する従動スプロケット５７に伝達される。
そして、これらの２本の垂直駆動軸１０９Ａ、１０９Ｂの回転は、ベベルギヤ対７１を介して４本の水平伝達軸１１１に伝達され、更にベベルギヤ対１１３を介して終端の８個の支承ローラー９９に伝達される。支承ローラー９９によって支承されている回転テーブル９７は、支承ローラー９９との摩擦力によって所定の方向に一定速度で回転するようになり、原料Ａの位置による乾燥ムラの無い均一な乾燥を可能にする。

また、乾燥室本体５の開口部３には、ダブルチョーク一体構造のマイクロ波漏洩防止機構２１が設けられており、２本の垂直駆動軸１０９Ａ、１０９Ｂと乾燥室本体５の天板との接続部にも、ダブルチョーク一体構造のマイクロ波漏洩防止機構２１Ｂが設けられている。
これにより、乾燥室本体５の開口部３や垂直駆動軸１０９と乾燥室本体５の天板との接続部からのマイクロ波Ｍの漏洩が高いレベルで高周波回路的に防止されるようになって、シール構造１３や周辺部材のマイクロ波Ｍの被曝による劣化を低減させることが可能になる。

原料Ａにマイクロ波Ｍが照射されて乾燥が開始されると、原料Ａが加熱されて原料ＡからドリップＲが流出してくる。流出したドリップＲは、乾燥トレイＴの網目を通り、更に回転テーブル９７の中央の大きな開口を通って下方のドリップ受けパン８３上に落下し溜まって行く。
ドリップ受けパン８３上に溜まったドリップＲは、ドリップ受けパン８３の傾斜に伴って乾燥室本体５の一例として右側板側に位置する下端部に向けて流れて行く。ドリップ受けパン８３の下端部に達したドリップＲは、中央の開口部８４から下方に落下し、その下方に位置する案内部材８７に案内されて排液口６に導かれる。

また、上記気液分離管路９１も配管３０２、分岐管路３３７及びエア配管９３を介して減圧装置３０１と接続されているため、気液分離管路９１と、気液分離管路９１に接続されている２本の取出し管路８９、８９の内部も減圧雰囲気になる。
これにより、上記排液口６に達したドリップＲは、２本の取出し管路８９、８９を通って乾燥室本体５の外部に移動して気液分離管路９１内に至ることができる。

次に、図１５の説明図に基づいて、排液取出し管路９５で行われるドリップＲの排出の手順を（ａ）ドリップ貯留工程、（ｂ）ドリップ導入工程、（ｃ）ドリップ排出工程の３つの工程に分けて説明する。
（ａ）ドリップ貯留工程（図１５（ａ）参照）
ドリップ貯留工程Ｓ１は、第１開閉弁１０１を閉じて減圧雰囲気下で原料Ａを乾燥してドリップＲを排液取出し管路９５の上流位置に溜める工程である。即ち、第１開閉弁１０１を閉じることにより、気液分離管路９１と連通している第１開閉弁１０１の上流位置までの排液取出し管路９５が減圧雰囲気になるため、ドリップＲは排液取出し管路９５の上流位置に至ることができるようになる。

（ｂ）ドリップ導入工程（図１５（ｂ）参照）
ドリップ導入工程Ｓ２は、第２開閉弁１０５を閉じてから第１開閉弁１０１を開け、ドリップＲを減圧雰囲気下で排液取出し管路９５内へ導く工程である。この場合も上記ドリップ貯留工程Ｓ１と同様、気液分離管路９１と連通している第２開閉弁１０５の上流位置までの排液取出し管路９５が減圧雰囲気になるため、ドリップＲは第２開閉弁１０５の上流位置までの排液取出し管路９５内に至ることが可能になる。

（ｃ）ドリップ排出工程（図１５（ｃ）参照）
ドリップ排出工程Ｓ３は、第１開閉弁１０１を閉じた後、エアバルブ１０３を開いて排液取出し管路９５内を大気圧にし、その後第２開閉弁１０５を開いてドリップＲを外部に排出する工程である。即ち、第１開閉弁１０１を閉じることによって、第１開閉弁１０１の上流と下流に空間を区画して乾燥室本体５内の減圧雰囲気を維持した状態で第１開閉弁１０１と第２開閉弁１０５との間の空間の気圧を変えることができる状態にする。この状態でエアバルブ１０３を開けば、第１開閉弁１０１と第２開閉弁１０５との間の空間の気圧は大気圧になるので、この状態で第２開閉弁１０５を開けば、ドリップＲを外部に排出することが可能になる。
また、上記ドリップＲの排出の動作は、原料Ａを乾燥中、連続的に行ってもよいし、タイマー等で設定して、例えば５分に１回等の間隔で断続的にドリップＲの排出動作を行うようにしてもよい。

このように本実施の形態では、従来、原料Ａと共に乾燥室本体５内で行っていたドリップＲの不要な乾燥を排除し、本来の原料Ａの乾燥のみにマイクロ波Ｍを使用することが可能になる。したがって、乾燥の過程でドリップＲの出る冷凍した野菜や果物を原料Ａとした場合でも、無駄の無い効率的な乾燥を実現できるようになる。
また、上記効率的な乾燥によりエネルギー損失が小さくなり、乾燥時間を大幅に短縮することができるようになる。具体的には、乾燥トレイＴに８ｋｇの冷凍トマトを原料Ａとして載置したものを２段分用意し、乾燥室２５に入れてマイクロ波減圧乾燥を実行した時、ドリップＲを排除しないで乾燥した場合に乾燥時間が１１０分掛かっていたのに対して、ドリップＲを排除しながら乾燥した場合には乾燥時間が６５分となり、乾燥時間の大幅な短縮が確認された。

また、８００グラムの冷凍トマトを乾燥させた場合の試験結果として、乾燥したトマトの重量が３０グラム、流出したドリップＲの重量が２７２グラム、蒸発した水分の重量が４９８グラムと、なった。このことからもドリップＲの量が多いことが分かり、ドリップＲを排除しながら乾燥させた方が効率的な乾燥を実現できることが想定される。
そして、乾燥終了時にはドリップＲも蒸発しているので、ドリップＲを乾燥室本体５外に排出すれば、より効率的な乾燥が実現でき、低温でのマイクロ波減圧乾燥と組み合わせることによって、風味豊かな乾燥食品等Ｄを安定して効率よく大量に製造できるようになる。

（４）他の実施の形態
本発明のマイクロ波減圧乾燥機及び乾燥食品等の製造方法は、上記の実施の形態のものに限定されず、その発明の要旨内での変更が可能である。
例えば、マイクロ波発振装置１０の容量や数は、乾燥する原料Ａの量や種類あるいは乾燥室本体５の大きさなどの違いに応じて適宜調整でき、乾燥トレイＴの大きさも適宜のサイズが採用可能である。
また、乾燥トレイＴの形状も、上記実施の形態では浅底の円筒状としたが、他の形状であっても構わない。

また、開閉手段７としては、上記実施の形態では左右方向にスライド可能な開閉扉８を採用したが、ヒンジを中心にして前後に回動して開閉する片開き方式または両開き方式の開閉扉であってもよいし、連続的な乾燥を実現する場合には、開口部３を対向する２面に設けて、ここに自動的に開閉できる開閉シャッター等を開閉手段として配設することも可能である。
また、案内部材８７については各段のドリップ受けパン８３ごとに必ずしも設けなくてもよく、最下段のドリップ受けパン８３に対してのみ設けておき、各段のドリップ受けパン８３の開口部８４から落下してくるドリップＲをまとめて１つの案内部材８７で受け止めるようにすることも可能である。

また、支承ローラー９９を単なるフリーローラーで構成し、回転テーブル９７の周囲にリング状の外歯車を設けて、この外歯車に噛み合うピニオンギヤを単一の駆動モータ９８と１本の垂直駆動軸１０９で駆動する方式の回転テーブル９７の駆動装置を適用することも可能である。
この他、支承ローラー９９の数は１枚の回転テーブル９７に対して４つにする場合に限らず、３つでもよいし５つ以上設けることが可能である。また、セットする乾燥トレイＴの段数も２段にする場合に限らず、１段でもよいし、３段以上設けることも可能である。

本発明のマイクロ波減圧乾燥機及び乾燥食品等の製造方法は、冷凍した野菜や果物を原料とする乾燥食品等の製造分野で利用でき、特に効率的な乾燥を実現して乾燥時間の大幅な短縮を図って風味豊かな乾燥食品等を安定して大量に製造したい場合に利用可能性を有する。

１ マイクロ波減圧乾燥機
３ 開口部
５ 乾燥室本体
６ 排液口
７ 開閉手段
８ 開閉扉
９ マイクロ波照射装置
１０ マイクロ波発振装置
１１ シール部材
１３ シール構造
１５ 照射口
１７ 第１チョーク
１９ 第２チョーク
２１ マイクロ波漏洩防止機構
２３ 支持架台
２５ 乾燥室
３１ 外気導入管路
３２ 制御弁
３９ 点検窓
４１ ハンドル
４３ スライドレール
４４ スライダー
４７ 押さえ部材
５１ カップリング
５３ 駆動スプロケット
５５ チェーン
５７ 従動スプロケット
５９ テンションスプロケット
６１ シール面
６３ 中間経路
６５ 遮蔽板
６７ 先端部
６９ 基端部
７１ ベベルギヤ対
７７ 照明
７９ 放射温度計
８１ 排液装置
８３ ドリップ受けパン
８４ 開口部
８５ 排液管路
８７ 案内部材
８９ 取出し管路
９１ 気液分離管路
９３ エア配管
９５ 排液取出し管路
９６ ベースフレーム
９７ 回転テーブル
９８ 駆動モータ
９９ 支承ローラー
１００ フランジ部
１０１ 第１開閉弁
１０３ エアバルブ
１０５ 第２開閉弁
１０７ 動力伝達機構
１０９ 垂直駆動軸
１１１ 水平伝達軸
１１３ ベベルギヤ対
１１５ 迂回路
１１７ 分岐路
１１９ コック
２３５ 排出経路
２４７ ニードル弁
３０１ 減圧装置
３０２ 配管
３０３ 支持架台
３０５ 水封式真空ポンプ
３０７ 循環式給排水装置
３０９ 給水経路
３１１ 排水経路
３１３ 上部タンク
３１５ 下部タンク
３１７ 給水ノズル
３１９ ボールタップ
３２１ 温度センサ
３２３ 水中ポンプ
３２５ 循環経路
３２７ 三方弁
３３７ 分岐管路
Ａ 原料
Ｇ ギャップ
Ｏ 中点
Ｂ 接続点
Ｃ 接点
Ｌ 距離
λ 波長
Ｄ 乾燥食品等
Ｐ１ 乾燥準備工程
Ｐ２ マイクロ波減圧乾燥工程
Ｓ１ ドリップ貯留工程
Ｓ２ ドリップ導入工程
Ｓ３ ドリップ排出工程
Ｔ 乾燥トレイ
Ｍ マイクロ波
Ｑ エア
Ｒ ドリップ
Ｘ 左右方向
Ｚ 上下方向

Claims (6)

1. 原料を載置する通液性を有する乾燥トレイと、
   原料を載置した上記乾燥トレイをセットしたり、搬入・搬出する場合の出入り口となる、少なくとも１つの開口部を備えた乾燥室本体と、
   上記開口部に開閉可能な状態に取り付けられ、閉塞時に上記乾燥室本体内に遮蔽空間を形成する開閉手段と、
   上記乾燥室本体に対して取り付けられ、該乾燥室本体内に収容される原料に向けてマイクロ波を照射して原料を乾燥させるマイクロ波照射装置と、
   上記乾燥室本体に対して接続され、該乾燥室本体内の雰囲気を減圧雰囲気にする減圧装置と、
   上記乾燥トレイの下方に配置され、乾燥の過程で出たドリップを受けるドリップ受けパンと、該ドリップ受けパンに溜まったドリップを上記乾燥室本体に設けられる排液口から外部に排出する排液管路と、を少なくとも備える排液装置と、を具備し、上記排液管路は、一端が上記排液口に接続され、他端が上記乾燥室本体の外方に向けて延びる取出し管路と、上記取出し管路の他端と上記減圧装置から延びるエア配管の他端が接続される気液分離管路と、上記気液分離管路に一端が接続されて延びる排液取出し管路と、を備えていることを特徴とするマイクロ波減圧乾燥機。
2. 上記ドリップ受けパンは、上記乾燥室本体に設けられる排液口に向けてドリップが流れる方向に傾斜して設けられており、該ドリップ受けパンの下端に設けられる開口部と上記排液口との間には、ドリップ受けパンに溜まったドリップを排液口に導く案内部材が設けられていることを特徴とする請求項１記載のマイクロ波減圧乾燥機。
3. 上記排液取出し管路には、上流側に第１開閉弁、その下流にエアバルブ、更にその下流に第２開閉弁が配設されており、
   これら第１開閉弁とエアバルブと第２開閉弁とのそれぞれの開閉状態を適宜切り換えることによって、排液取出し管路に流入したドリップを外部に取り出すようにしたことを特徴とする請求項１または２記載のマイクロ波減圧乾燥機。
4. 上記乾燥トレイは、平面視円環状の回転テーブルによって支持されており、
   上記回転テーブルは、所定の方向に回転する複数の支承ローラーによって回転可能な状態で支承されていて、
   上記複数の支承ローラーには、単一の駆動モータの回転が動力伝達機構を介して複数の垂直駆動軸と複数の水平伝達軸とに伝達され、その終端に設けられるベベルギヤ対を介して、それぞれ同方向に同速度で回転が伝達されるように構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のマイクロ波減圧乾燥機。
5. 上記複数の垂直駆動軸は、上記乾燥室本体の天板を貫通するように設けられており、上記垂直駆動軸と上記乾燥室本体の天板との接続部には、第１チョークと第２チョークとが向かい合わせになるように、それぞれ周方向に所定ピッチで連続的に配置されたダブルチョーク一体構造のマイクロ波漏洩防止機構が配置されていることを特徴とする請求項４記載のマイクロ波減圧乾燥機。
6. 上記乾燥トレイは、上下方向に複数段設けられており、
   上記マイクロ波照射装置、ドリップ受けパン、排液口、案内部材、取出し管路及び回転テーブルは、各段の乾燥トレイに対応して複数組、配設されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のマイクロ波減圧乾燥機。
   

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