JPH01291776A - 乾燥装置のための温度制御装置 - Google Patents

乾燥装置のための温度制御装置

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JPH01291776A
JPH01291776A JP12366388A JP12366388A JPH01291776A JP H01291776 A JPH01291776 A JP H01291776A JP 12366388 A JP12366388 A JP 12366388A JP 12366388 A JP12366388 A JP 12366388A JP H01291776 A JPH01291776 A JP H01291776A
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Kikuo Sakamoto
坂本 紀久雄
Hidenori Awata
粟田 秀則
Morio Kikuchi
菊地 守夫
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Osaka Gas Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、輻射加熱手段とマイクロ波加熱手段とによっ
て被乾燥物を乾燥させる乾燥装置のための温度制御装置
に関し、たとえば、食品、医】晶および工業用素材の乾
燥、真空乾燥および真空凍結乾燥などに用いることがで
き、特に凍結食品の真空凍結乾燥のために有利に実施す
ることができる乾燥装置のための温度制御装置に関する
従来の技術 典型的な先行技術は、たとえば特開昭56−22085
および特公昭62−24232などに開示されている。
この先行技術は、第7図に示すように真空の乾燥室に設
けられた凍結している被乾燥物の表面の温度を温度検出
器1によって検出する。この表面温度の予め定める値は
、設定器2によって設定する。調節計3は、温度検出器
1によって検出される温度と、設定器2によって設定さ
れる温度設定値との偏差が零となるように、ライン4か
ら電気信号を導出して、輻射加熱を行うための電気ヒー
タ5を構成するとともに、マイクロ波加熱手段6を付勢
する。
発明が解決すべき課題 このような先行技術では、温度検出器1によって検出さ
れる被乾燥物の表面温度が設定器2によって設定される
値となるように、被乾燥物が輻射加熱およびマイクロ波
加熱される。電気ヒータ5は被乾燥物の表面を主として
加熱し、これに対して、マイクロ波加熱手段6は、被乾
燥物の内部を主として誘電加熱する。したがって被乾燥
物の表面温度は前述のように予め定める温度に保たれて
いても、その被乾燥物の内部の温度は、誘電加熱によっ
て異常に高い温度となり、こげを生じて品質が劣化する
おそれがある。
本発明の目的は、被乾燥物の乾燥を高品質で達成するこ
とができるようにした乾燥装置のための温度制御装置を
提供することである。
課題を解決するための手段 本発明は、輻射加熱手段と、マイクロ波加熱手段とによ
って被乾燥物を乾燥させる乾燥装置のための温度制御装
置において、 被乾燥物の表面の温度を検出する第1の温度検出器と、 被乾燥物の内部の温度を検出する第2の温度検出器と、 第1温度検出器と第2温度検出器との出力に応答し、第
1温度検出器と第2温度検出器とによる各検出温度のう
ち、高い方の温度と、予め定める表面温度設定値との偏
差がなくなるように輻射加熱手段を構成し、前記高い方
の温度と予め定める内部温度設定値との偏差がなくなる
ようにマイクロ波加熱手段を付勢する手段とを含むこと
を特徴とする乾燥装置のための温度制御装置である。
また本発明は、輻射加熱手段とマイクロ波加熱手段とに
よって被乾燥物を乾燥させる乾燥装置のための温度制御
装置において、 被乾燥物の表面の温度を検出する第1温度検出器と、 第1温度検出器の出力に応答し、その検出温度と、予め
定める表面温度設定値との偏差がなくなるように、輻射
加熱手段を付勢する制御手段と、被乾燥物の内部の温度
を検出する第2の温度検出器と、 第2温度検出器の出力に応答し、その検出温度と、予め
定める内部温度設定値との偏差がなくなるようにマイク
ロ波加熱手段を付勢する制御手段とを含むことを特徴と
する乾燥装置のための温度制御装置である。
作  用 本発明に従えば、第1温度検出器によって検出される被
乾燥物の表面温度と、第2温度検出器によって検出され
る被乾燥物の内部温度とのうち、高い方の温度と表面温
度設定値との偏差がなくなるように輻射加熱手段を付勢
し、また前記高い方の温度と内部温度設定値との偏差が
なくなるようにマイクロ波加熱手段を付勢するので、輻
射エネルギの制御とマイクロ波エネルギの制御とを個別
に行うことができ、したがって被乾燥物が、前記表面温
度設定値および前記内部温度設定値を超えて加熱される
ことがない、したがって被乾燥物を高品質で乾燥するこ
とが可能になる。
さらにまた本発明に従えば、表面温度検出器の出力に基
づいて、その表面温度が、表面温度設定値になるように
輻射加熱手段を付勢し、また内部温度の検出した値が内
部温度設定値となるようにマイクロ波加熱手段を付勢す
るので、このことによってもまた被乾燥物の温度が前記
各設定値を超えることはなく、高品質で乾燥を行うこと
ができる。
実施例 第1図は、本発明の一実施例の全体のブロック図である
。凍結食品物などの被乾燥物を、真空凍結乾燥するため
に、輻射加熱手段としての電気ヒータ11とマイクロ波
加熱手段を構成するスロットアレイアンテナ12とが設
けられる。
第2図は、第1図に示された実施例の構成を示す断面図
である。ハウジング13内に形成された乾燥室14には
、複数の漏洩導波管であるスロットアレイアンテナ12
が配置されてこのスロットアレイアンテナ12の近傍に
は電気ヒータ11が配置される。スロットアレイアンテ
ナ12には、マイクロ波発振器17から導波管18を介
して、たとえば2450MHzのマイクロ波電力が供給
される。スロットアレイアンテナ12および電気ヒータ
16によって、それらの下方に配置されている被乾燥物
1つが輻射加熱および誘電加熱されて乾燥される。乾燥
室14は、真空ポンプ20に接続され、乾燥室14が減
圧される。
被乾燥物1つの表面温度は、たとえば赤外線温度計など
のような第1温度検出器21によって検出される。また
被乾燥物の内部の温度は、第2温度検出器22によって
検出される。この第2温度検出器22は、たとえば熱電
対が金属製シールド筒内に収納される構成を有し、この
シールド筒によって、マイクロ波による熱電対への悪影
響が防がれ、被乾燥物19の内部に挿入される。第1お
よび第2温度検出器21.22の出力は、比較回路23
に与えられる。この比較回路23は、第1温度検出器2
1によって検出される表面温度と、第2温度検出器22
によって検出される内部温度のうち、高い方の温度を表
わす信号をライン24に導出する。この比較回路23の
出力は、いわゆる2設定形調節計25に備えられている
減算器26.27にそれぞれ与えられる。一方の減算器
26には、被乾燥物の予め定める表面温度設定値を表わ
す信号が第1設定回路28から与えられる。
他方の減算器27には、もう1つの第2設定回路29か
ら、内部温度設定値を表わす電気信号が与えられる。減
算器26は、比較回路23から出力される電気信号を表
わす温度と第1設定回路28から出力される表面温度設
定値との偏差を表わす電気信号を、ライン30から制御
回路31に与える。制御回路31は、比例、積分および
微分制御を行い、ライン30の電気信号を表わす偏差が
零となるように電気ヒータ11を付勢する。減算器27
は、比較回路23の出力を表わす温度と第2設定回路2
つにおいて設定されている内部温度設定値との偏差を表
わす電気信号を、ライン32を介して制御回路33に与
える。この制御回路33はマイクロ波発振器17を付勢
して、ライン32の電気信号が表わす偏差が零となるよ
うにする。
なお乾燥室14において導波管15および電気ヒータ1
1の近傍に、温度検出器34を設け、この温度検出器3
4によって検出される温度が、予め定める上限値、たと
えば120°C以上になったとき、制御回路33による
電気ヒータ11の電力付勢を停止するように構成しても
よい、これによってアンテナ12の熱変形を防ぐことが
できる。
第3図は、被乾燥物19を電気ヒータ11によって輻射
加熱しまたはアンテナ12によって誘電加熱するときの
制御系を示すブロック図である。
被乾燥物19は、Sをラプラス演算するとき伝達関数G
11(s)で表わされるように電気ヒータ11によって
加熱され、またアンテナ12からのマイクロ波によって
伝達関数G21 (S)で示されるようにして加熱され
、表面温度が上昇する。
また被乾燥物19は伝達関数012(S)で示されるよ
うに電気ヒータ11によって加熱されまた伝達間数G2
2 (s)で示されるようにマイクロ波加熱手段12に
よって加熱されて、内部温度が上昇する。
こうして被乾燥物19が真空の乾燥室14内で凍結され
た状態で乾燥されるにあたり、電気ヒータ11およびマ
イクロ波によって加熱され、第1および第2温度検出器
21.22によって検出される温度のうち、高い方の温
度と第1設定回路28によって設定される表面温度設定
値との偏差が零となるように電気ヒータ11が付勢され
、また前記高い方の温度と第2設定回路29によって設
定される内部温度設定値との偏差が零となるようにマイ
クロ波発振手段17が付勢される。したがって被乾燥物
19の表面温度または内部温度が、第1および第2設定
回路28.29によって設定した値を超えることはない
、第1および第2設定回路28.29において設定され
る1表面温度設定値および内部温度設定値は、たとえば
50’Cであってもよい、このようにして被乾燥物が過
熱されることが防がれるので、高品質で乾燥を行うこと
ができる。
第4図は、本件発明者の実験結果を示す、第1図〜第3
図に示された実施例において被乾燥物19として、#8
番うどん6kgを用い、電気ヒータ11によって、温度
検出器34の検出温度が第4図において柵温度として示
されるように、120℃となるようにしてまたマイクロ
波加熱手段12の出力が450Wとなるようにして乾燥
動作を9時間行ったとき、被乾燥物19の表面温度は5
0℃に保たれ、その内部温度は48℃に保たれ、これに
よって乾燥が高品質で行われることが確認された。
第5図は、本発明の他の実施例のブロック図である。こ
の実施例は前述の実施例に類似し、対応する部分には同
一の参照符を付す、注目すべきはこの実施例では、第1
調節計35は、第1温度検出器21によって検出される
表面温度を表わす電気信号と、第1設定回路28におい
て設定される表面温度との偏差が零となるように電気ヒ
ータ11を付勢する。また第2温度検出器22によって
検出される被乾燥物19の内部温度と第2設定回路2つ
において設定される内部温度設定値との偏差が零となる
ように、調節計36はマイクロ波発振器17を付勢する
。こうして被乾燥物19の表面温度は前記表面温度設定
値に保たれ、また内部温度は前記内部温度設定値に保た
れた状態で乾燥が行われ、高品質の乾燥が達成される。
第1図〜第3図に示される実施例では、2設定型調節計
25を用いているので、構成が簡略化されるという利点
がある。
第6図は、第5図に示された実施例の制御計を示すブロ
ック図である。調節計35においては、減算器37と、
その減算器37の出方を受信して電気ヒータ11を付勢
する。V制御回路38とが備えられる。また調節計36
は、減算器39と、その減算器39の出力を受信してマ
イクロ波発振器17をf寸勢する制御回路4oが備えら
れる。
本発明は凍結乾燥だけでなく、凍結を行わないで加熱し
て乾燥を行うためにもまた関連して実施することができ
る。電気ヒータ11に代えて、ガスバーナなどを用いる
輻射加熱手段が用いられてもよい。
効  果 以上のように本発明によれば、被乾燥物が過熱されるこ
とが防がれ、高品質の乾燥を行うことができ、被乾燥物
のやけ、こげなどを生じることが防がれる。
【図面の簡単な説明】
第12は本発明の一実施例のブロック図、第2図は第1
図に示された実施例の断面図、第3図は第1図および第
2図に示される実施例の制御系を示すブロック図、第4
図は第1図〜第3図に示される実施例の本件発明者によ
る実験結果を示すグラフ、第5図は本発明の他の実m例
のブロック図、第6図は第5図に示される実施例の制御
系を示すブロック図、第7図は先行技術のブロック図で
ある。 11・・・電気ヒータ、12・・・マイクロ波加熱手段
を構成するスロットアレイアンテナ、14・・・乾燥室
、15・・・スロットアレイアンテナ、19・・・被乾
燥物、21・・・第1温度検出器、22・・・第2温度
検出器、23・・・比較回路、25・・・2設定形翼節
計、26.27,37.39・・・減算器、28・・・
第1設定回路、29・・・第2設定回路、31.33,
38゜40・・・制御回路、35.36・・・調節計代
理人  弁理士 画数 圭一部 第 4図 時間(hr) N7図 手続補正書 1、事件の表示 特願昭63−123663 2、発明の名称 乾燥装置のための温度制御装置 3、補正をする者 事件との関係  出願人 住所 名称 (028)大阪瓦斯株式会社 代表者 4、代理人 住 所 大阪市西区西本町1丁目13番38号 新興産
ビル国装置EXO525−5985INTAPT  J
国際FAX (J&GIr (06)538−0247
6、補正の対1 図面 7、補正の内容 図面の第3図および第6図を別紙グ)とおりに訂正する
。 以  上

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)輻射加熱手段と、マイクロ波加熱手段とによつて
    波乾燥物を乾燥させる乾燥装置のための温度制御装置に
    おいて、 被乾燥物の表面の温度を検出する第1の温度検出器と、 被乾燥物の内部の温度を検出する第2の温度検出器と、 第1温度検出器と第2温度検出器との出力に応答し、第
    1温度検出器と第2温度検出器とによる各検出温度のう
    ち、高い方の温度と、予め定める表面温度設定値との偏
    差がなくなるように輻射加熱手段を構成し、前記高い方
    の温度と予め定める内部温度設定値との偏差がなくなる
    ようにマイクロ波加熱手段を付勢する手段とを含むこと
    を特徴とする乾燥装置のための温度制御装置。
  2. (2)輻射加熱手段とマイクロ波加熱手段とによつて被
    乾燥物を乾燥させる乾燥装置のための温度制御装置にお
    いて、 被乾燥物の表面の温度を検出する第1温度検出器と、 第1温度検出器の出力に応答し、その検出温度と、予め
    定める表面温度設定値との偏差がなくなるように、輻射
    加熱手段を付勢する制御手段と、被乾燥物の内部の温度
    を検出する第2の温度検出器と、 第2温度検出器の出力に応答し、その検出温度と、予め
    定める内部温度設定値との偏差がなくなるようにマイク
    ロ波加熱手段を付勢する制御手段とを含むことを特徴と
    する乾燥装置のための温度制御装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016145680A (ja) * 2015-02-09 2016-08-12 西光エンジニアリング株式会社 マイクロ波・ヒータ併用乾燥機及び被乾燥物の乾燥方法
JP2016145681A (ja) * 2015-02-09 2016-08-12 西光エンジニアリング株式会社 マイクロ波乾燥機及び被乾燥物の乾燥方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016145680A (ja) * 2015-02-09 2016-08-12 西光エンジニアリング株式会社 マイクロ波・ヒータ併用乾燥機及び被乾燥物の乾燥方法
JP2016145681A (ja) * 2015-02-09 2016-08-12 西光エンジニアリング株式会社 マイクロ波乾燥機及び被乾燥物の乾燥方法

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