JPH0970501A - 液状物質の濃縮方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 濃縮処理の能率化のため、加熱面を濃縮させ
る液状物質の沸点より高い温度に加熱しなければなら
ず、また、液状物質がしばしば沸点以上に上昇すること
がある。そのため、特に、伝熱面近傍の液状物質は、沸
点より高くまで昇温され易く、熱に敏感な原料を濃縮処
理するに際し、品質が劣化、例えば色、味、香り等が劣
化する。 【解決手段】 原料容器１１内の液状物質Ａを蒸発容器
１に供給した状態で、真空源（１２）によつて蒸発容器
１内を減圧すると共に、マイクロ波発振機７からのマイ
クロ波をマイクロ波オーブン６内に導入し、マイクロ波
オーブン６内に配置した蒸発容器１内の液状物質Ａを減
圧状態でマイクロ波によつて加熱しながら濃縮させ、蒸
発容器１内で濃縮後の液状物質Ａを、蒸発容器１内の圧
力以下に減圧した濃縮液容器５に回収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液状物質の濃縮方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】従来の液状物質（例えばス
ープ、ジュース等の流動性食品）の濃縮方法としては、
蒸気や温水などの伝熱面を加熱し、その熱を液状物質に
伝え、水分を蒸発させるものが知られている。その場
合、比較的低い温度で濃縮させるために、液状物質を真
空下に置き、濃縮させることも多い。

【０００３】しかしながら、このような従来の液状物質
の濃縮方法にあつては、濃縮処理の能率化のため、加熱
面を濃縮させる液状物質の沸点より高い温度に加熱しな
ければならず、また、液状物質の沸騰は、その沸点で起
きるとは限らず、しばしば沸点以上に液温が上昇するこ
とがある。そのため、特に、伝熱面近傍の液状物質は、
沸点より高くまで昇温され易く、熱に敏感な原料を濃縮
処理するに際し、品質を劣化、例えば色、味、香り等を
劣化させるという技術的課題がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来の技術的課題に鑑みてなされたものであり、その構成
は、次の通りである。請求項１の発明の構成は、原料容
器１１内の液状物質Ａを蒸発容器１に供給した状態で、
真空源（１２）によつて蒸発容器１内を減圧すると共
に、マイクロ波発振機７からのマイクロ波をマイクロ波
オーブン６内に導入し、マイクロ波オーブン６内に配置
した蒸発容器１内の液状物質Ａを減圧状態でマイクロ波
によつて加熱しながら濃縮させ、蒸発容器１内で濃縮後
の液状物質Ａを、蒸発容器１内の圧力以下に減圧した濃
縮液容器５に回収することを特徴とする液状物質の濃縮
方法である。請求項２の構成は、濃縮液容器５を昇降装
置１５によつて次第に下降させながら、蒸発容器１内で
濃縮後の液状物質Ａを、濃縮液容器５に回収することを
特徴とする請求項１の液状物質の濃縮方法である。請求
項３の構成は、蒸発容器１と濃縮液容器５との間に流量
を制御する機構４を介在させ、蒸発容器１内で濃縮後の
液状物質Ａを該機構４を通して流通させ、濃縮液容器５
に回収することを特徴とする請求項１の液状物質の濃縮
方法である。

【０００５】

【作用】請求項１の発明によれば、蒸発容器１内の液状
物質Ａを減圧状態でマイクロ波によつて加熱しながら濃
縮させる。マイクロ波が照射された液状物質Ａは、内部
から加熱を受けて温度上昇を生ずる傾向を呈するが、蒸
発容器１内の減圧に伴つて沸点が低下しているので、液
状物質Ａから水分が速やかに蒸発し、液状物質Ａは潜熱
を奪われてマイクロ波の加熱による温度上昇が抑制され
る。かくして、液状物質Ａは、過熱を受けることなく、
比較的低温かつ短時間で多量の濃縮処理が施されること
になり、過熱による品質の劣化が防止される。

【０００６】そして、濃縮液容器５は、蒸発容器１内の
圧力以下に減圧してある。従つて、濃縮液容器５の高さ
調節又は流量を制御する機構を介在させるとこにより、
蒸発容器１内で濃縮後の液状物質Ａを濃縮液容器５に流
して回収することが可能である。なお、蒸発容器１内の
液状物質Ａの濃縮処理は、連続的に行い、濃縮処理後の
液状物質Ａを連続的に濃縮液容器５に回収することもで
き、また、液状物質Ａをバッチ式に処理することも可能
である。

【０００７】請求項２の発明によれば、蒸発容器１内の
液状物質Ａの濃度が所定値に達したなら、昇降装置１５
によつて濃縮液容器５を次第に下降させ、蒸発容器１内
の濃縮された液状物質Ａを濃縮液容器５内に回収する。
濃縮液容器５内が蒸発容器１の内圧以下に減圧されてい
るので、濃縮液容器５の高さを次第に低下させながら、
蒸発容器１内の濃縮された液状物質Ａを濃縮液容器５内
に回収することができる。かくして、原料容器１１内の
液状物質Ａを蒸発容器１に適宜に供給しながら、蒸発容
器１内で濃縮処理した後、連続的に濃縮液容器５内に回
収することが容易にできる。

【０００８】請求項３の発明によれば、蒸発容器１内の
液状物質Ａの濃度が所定値に達したなら、流量を制御す
る機構（４）を適宜に開き、蒸発容器１内の濃縮された
液状物質Ａを濃縮液容器５内に順次に回収する。濃縮液
容器５内が蒸発容器１の内圧以下に減圧されているの
で、濃縮液容器５を所定の低位置に設置した状態で、流
量を制御する機構（４）の開度に応じて液状物質Ａが流
入するようになる。かくして、原料容器１１内の液状物
質Ａを蒸発容器１に適宜に供給しながら、蒸発容器１内
で濃縮処理した後、連続的に濃縮液容器５内に回収する
ことが容易にできる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施
の形態に係る液状物質の濃縮装置を示す。図中において
符号１は筒状をなす蒸発容器を示し、蒸発容器１は、真
空容器としての強度を備え、少なくとも後記するマイク
ロ波オーブン６の内部に位置する箇所の一部が、マイク
ロ波を通過可能な材料（例えばガラス、石英、合成樹
脂）によつて製作されている。具体的には、蒸発容器１
は、中心軸線を上下方向として配置され、フランジ部１
ｂよりも上部１ｃが金属によつて形成され、フランジ部
１ａよりも下部１ｄの少なくとも一部がマイクロ波を通
過可能な材料によつて形成されている。また、蒸発容器
１の下端部には排出口１ａが形成され、濃縮処理後の液
状物質Ａ（例えばスープ、ジュース等の流動性食品）が
排出可能になつている。

【００１０】蒸発容器１の下部１ｄの周囲、つまり液状
物質Ａが収容される部分は、マイクロ波が外部に漏れな
いように金属製のマイクロ波オーブン６によつて囲んで
マイクロ波通路２を画成し、マイクロ波オーブン６には
導波管７ａを介してマイクロ波発振機７を接続してあ
る。しかして、マイクロ波発振機７から出力されるマイ
クロ波は、導波管７ａからマイクロ波通路２に入り、マ
イクロ波を通過可能な材料にて製作された部分から蒸発
容器１内の液状物質Ａに照射される。

【００１１】また、蒸発容器１の上部１ｃには、原料供
給用通路８及び減圧用通路９が接続され、原料供給用通
路８には、定量注入が可能なポンプ１０を介して原料容
器１１が接続され、減圧用通路９には、圧力調節弁１７
並びに真空源である真空ポンプ装置１２が接続されてい
る。しかして、真空ポンプ装置１２を駆動すれば、圧力
調節弁１７によつて設定した所定圧力に、蒸発容器１内
が減圧される。なお、減圧用通路９は、真空ポンプ装置
１２によつて蒸発容器１内の液状物質Ａが吸い込まれ難
い位置を選定して、蒸発容器１の上部１ｃに接続すれば
よく、原料供給用通路８は、原料容器１１からの液状物
質Ａが蒸発容器１内の液状物質Ａの上方から供給される
ように、蒸発容器１の上部１ｃに接続すればよい。

【００１２】更に、蒸発容器１の排出口１ａには、可撓
性を有する排出用通路１３の一端が接続され、排出用通
路１３の他端には、蒸発容器１内で濃縮処理された液状
物質Ａを回収する濃縮液容器５の上部が接続されてい
る。また、濃縮液容器５内を蒸発容器１内と同圧に維持
するために、濃縮液容器５の上端部と減圧用通路９との
間を、可撓性を有する圧力制御通路１４によつて接続し
てある。更に、濃縮液容器５は、昇降装置１５によつて
所定高さ位置に昇降駆動することが可能である。この昇
降装置１５は、シリンダ装置によつて構成され、ピスト
ン１５ａの上端に固着した支持台１５ｂ上に濃縮液容器
５を載置してある。昇降装置１５は、シリンダ装置の
他、ラックアンドピニオン等の直線運動を与えるもので
構成することが可能である。各通路１３，１４に可撓性
を与えたので、濃縮液容器５の昇降移動が許容される。

【００１３】次に、液状物質Ａを連続的に濃縮処理する
方法について説明する。先ず、ポンプ１０を駆動し、原
料容器１１内の液状物質Ａの所定量を蒸発容器１内に供
給し、ポンプ１０を停止して原料供給用通路８からの液
状物質Ａの流入を遮断する。この液状物質Ａの蒸発容器
１内での初期高さは、図１に示すように排出用通路１３
の濃縮液容器５への接続箇所１３ａと同一又はそれ以下
とし、蒸発容器１内の液状物質Ａが、排出用通路１３を
通つて濃縮液容器５内に流入することを抑制する。その
際、昇降装置１５によつて濃縮液容器５を上昇させる。

【００１４】蒸発容器１内に所定量の液状物質Ａが投入
されたなら、真空ポンプ装置１２を駆動し、蒸発容器１
内を、圧力調節弁１７によつて設定した所定圧（例えば
１５Ｔｏｒｒ程度）に減圧用通路９を介して減圧する。
これにより、圧力制御通路１４を通じて濃縮液容器５内
も減圧され、濃縮液容器５内が蒸発容器１内と同圧にな
る。また、マイクロ波発振機７を駆動してマイクロ波を
マイクロ波通路２に導き、蒸発容器１の内部に照射させ
る。マイクロ波は、マイクロ波を通過可能な材料にて形
成された箇所から、蒸発容器１内に照射される。なお、
駆動を停止したポンプ１０は、原料供給用通路８を遮断
する機能を有し、減圧状態の蒸発容器１内に原料容器１
１内の液状物質Ａが供給されることは抑制されるが、原
料供給用通路８を遮断する開閉弁を別途に設けることも
可能である。

【００１５】この状態で、蒸発容器１内で貯溜状態にあ
る液状物質Ａに、マイクロ波が照射される。マイクロ波
が照射された液状物質Ａは、内部から加熱を受けて温度
上昇を生ずる傾向を呈するが、蒸発容器１内の減圧に伴
つて沸点が低下しているので、液状物質Ａから水分が速
やかに蒸発し、液状物質Ａは潜熱を奪われてマイクロ波
の加熱による温度上昇が抑制される。かくして、液状物
質Ａは、過熱を受けることなく、比較的低温かつ短時間
で多量の濃縮処理が施されることになり、過熱による品
質の劣化、例えば色、味、香り等の劣化が防止される。

【００１６】なお、原料容器１１内の液状物質Ａを蒸発
容器１に供給するためにポンプ１０を配置したが、蒸発
容器１内は減圧状態にあるため、ポンプ１０によつて強
制的に送ることなく、液状物質Ａを蒸発容器１に供給す
ることも可能である。従つて、ポンプ１０に代えて、絞
り、流量制御弁等の流量を調節可能な機構を配置するこ
とも可能である。

【００１７】このようにして液状物質Ａの濃度が所定値
に達したなら、ポンプ１０を再度駆動すると同時に、昇
降装置１５によつて支持台１５ｂ及び濃縮液容器５を次
第に下降させ、蒸発容器１内の濃縮された液状物質Ａを
排出用通路１３を通して濃縮液容器５内に流し、回収す
る。濃縮液容器５内が、圧力制御通路１４を通じて蒸発
容器１内と同圧に減圧された状態にあるので、排出用通
路１３の濃縮液容器５への接続箇所１３ａの高さを蒸発
容器１内の液状物質Ａの高さと合致させながら、濃縮さ
れた液状物質Ａを濃縮液容器５内に回収することができ
る。かくして、原料容器１１内の液状物質Ａを蒸発容器
１に適宜に供給しながら、蒸発容器１内で濃縮処理した
後、連続的に濃縮液容器５内に回収することができる。

【００１８】次に、上記第１実施の形態に係る液状物質
の濃縮装置を使用して、液状物質Ａを連続的に濃縮処理
する他の方法について説明する。先ず、真空ポンプ装置
１２によつて蒸発容器１内を所定圧に減圧すると共に、
ポンプ１０を駆動し、原料容器１１からの液状物質Ａを
濃縮液容器５内に供給する。その際、濃縮液容器５は、
昇降装置１５によつて十分に高い位置に上昇させ、蒸発
容器１内の液状物質Ａが濃縮液容器５内に流入しないよ
うにしておく。真空ポンプ装置１２の駆動により、蒸発
容器１内が圧力調節弁１７によつて設定した所定圧に減
圧されると同時に、圧力制御通路１４を通じて濃縮液容
器５内も減圧され、濃縮液容器５内が蒸発容器１内と同
圧になる。このようにして、濃縮液容器５内に第１所定
量の液状物質Ａが溜まつたなら、マイクロ波発振機７を
駆動してマイクロ波をマイクロ波通路２に導き、蒸発容
器１の内部に照射させる。マイクロ波は、マイクロ波を
通過可能な材料にて形成された箇所から、蒸発容器１内
に照射される。その間、ポンプ１０の駆動を停止するこ
となく、原料供給用通路８からの液状物質Ａの流入を継
続させる。

【００１９】かくして、蒸発容器１内でマイクロ波が照
射された液状物質Ａは、減圧状態で内部から加熱を受け
て濃縮される。蒸発容器１内の液状物質Ａが所定の濃縮
率になつたなら、昇降装置１５によつて濃縮液容器５を
下降させ、濃縮された液状物質Ａを濃縮液容器５に回収
させる。このとき、蒸発容器１内での液状物質Ａの蒸発
量よりも供給量の方が多ければ、濃縮された液状物質Ａ
を濃縮液容器５に連続的に回収することができる。

【００２０】このように、この濃縮方法は、ポンプ１０
の駆動を停止することなく、蒸発容器１内への液状物質
Ａの供給を継続させ、蒸発容器１内の液状物質Ａが第１
所定量よりも大きな第２所定量に達した際に、液状物質
Ａの濃度を所定値とし、その後、蒸発容器１内への液状
物質Ａの供給を継続させながら、濃縮された液状物質Ａ
を濃縮液容器５に連続的に回収する。蒸発容器１内の液
状物質Ａの濃度が所定の濃度に達した際に、蒸発容器１
内に存在する液状物質Ａの量（第２所定量）をコントロ
ールする方法としては、マイクロ波を一定に照射し、液
状物質Ａの供給量をコントロールする方法と、液状物質
Ａの供給量を一定とし、マイクロ波の照射量をコントロ
ールする方法とがある。

【００２１】図２は、本発明の第２実施の形態に係る液
状物質の濃縮装置を示し、第１実施の形態と実質的に同
一機能部分には同一符号を付してそれらの説明は省略す
る。第２実施の形態にあつては、蒸発容器１の排出口１
ａと濃縮液容器５とを接続する排出用通路１３に、液状
物質Ａの流量を制御する機構として、可変機能を有する
絞り４を介在させてある。そして、濃縮液容器５は、蒸
発容器１よりも低位置として、基盤２０の上に定置して
ある。このように、濃縮液容器５は蒸発容器１に対して
移動しないため、排出用通路１３及び圧力制御通路１４
に可撓性を与える必要はない。

【００２２】この第２実施の形態に係る液状物質の濃縮
装置によれば、先ず、ポンプ１０を駆動し、原料容器１
１内の液状物質Ａの所定量を蒸発容器１内に供給する
が、その際の液状物質Ａの蒸発容器１内での初期高さの
設定は、絞り４を遮断して行う。同時に、真空ポンプ装
置１２を駆動し、減圧用通路９を介して蒸発容器１内を
減圧する。これにより、圧力制御通路１４を通じて濃縮
液容器５内も減圧され、濃縮液容器５内が蒸発容器１内
と同圧に減圧された状態となる。蒸発容器１内に所定量
の液状物質Ａが投入されたなら、マイクロ波発振機７を
駆動してマイクロ波を蒸発容器１の内部に照射させる。

【００２３】この状態で、蒸発容器１内でマイクロ波の
照射を受ける液状物質Ａは、上記第１実施の形態と同様
に濃縮処理が施される。そして、液状物質Ａの濃度が所
定値に達したなら、ポンプ１０を駆動しながら絞り４を
適宜に開き、蒸発容器１内の濃縮された液状物質Ａを排
出用通路１３を通して濃縮液容器５内に順次に回収す
る。濃縮液容器５内が、圧力制御通路１４を通じて蒸発
容器１内と同圧に減圧された状態にあるので、低位置に
設置した濃縮液容器５内には、絞り４の開度に応じて排
出用通路１３からの液状物質Ａが流入する。このように
して、原料容器１１内の液状物質Ａを蒸発容器１に適宜
に供給しながら、蒸発容器１内で濃縮処理した後、連続
的に濃縮液容器５内に回収することができる。

【００２４】ところで、上記第１，第２実施の形態にあ
つては、濃縮液容器５内の圧力を蒸発容器１と同一にす
るために、濃縮液容器５と減圧用通路９との間を圧力制
御通路１４によつて連通させた。しかして、濃縮液容器
５内を減圧する理由は、蒸発容器１内の液状物質Ａを、
強制的に送ることなく濃縮液容器５に回収することを可
能にさせるところにある。従つて、濃縮液容器５を真空
ポンプ装置１２とは別途の真空源に接続させ、濃縮液容
器５内を蒸発容器１内の圧力を超えてより低圧に減圧
し、蒸発容器１内の液状物質Ａを濃縮液容器５に導入す
ることも可能である。特に、第２実施の形態のように蒸
発容器１の排出口１ａと濃縮液容器５とを接続する排出
用通路１３に、液状物質Ａの流量を制御する機構（可変
機能を備える絞り４）を介在させる場合には、排出用通
路１３の流路面積を増減調節して、液状物質Ａの流量を
制御することができるため、濃縮液容器５内を蒸発容器
１内の圧力未満に減圧して、蒸発容器１内の液状物質Ａ
を濃縮液容器５に導入することが容易である。勿論、絞
り４は、液状物質Ａの流量を制御する機構であればよ
く、排出用通路１３を開閉する開閉弁、流量制御弁等を
介在させ、同様の作用を得ることもできる。

【００２５】また、上記第１，第２実施の形態にあつて
は、蒸発容器１内の液状物質Ａの濃縮処理を継続させな
がら、連続的に濃縮液容器５に回収したが、バッチ式処
理も可能である。すなわち、蒸発容器１内に入れた所定
量の液状物質Ａを一度に所定濃度にまで濃縮処理し、濃
縮処理が終了した全量を濃縮液容器５に回収することも
できる。その際、マイクロ波発振機７並びに真空ポンプ
装置１２の駆動を停止し、濃縮終了後の液状物質Ａを外
部に取り出す。再度、ポンプ１０を駆動し、所定量の液
状物質Ａを原料容器１１から蒸発容器１内に投入し、同
様の手順によつて濃縮処理をバッチ式に行う。

【００２６】更に、二個又はそれ以上の濃縮液容器５を
蒸発容器１に接続し、３方切換え弁等によつて適宜の濃
縮液容器５を蒸発容器１に連通させ、複数個の濃縮液容
器５に濃縮処理後の液状物質Ａを順次に回収することも
可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明によつて理解されるように、
本発明にかかる液状物質の濃縮方法によれば、次の効果
を奏することができる。すなわち、液状物質に対する伝
熱面が存在しないので、蒸発容器内を減圧することとも
相まつて、濃縮処理に伴つて液状物質が沸点以上に加熱
される恐れがほぼ解消する。その結果、熱に敏感な原料
に対しても、品質の劣化を抑制しながら、短時間に多量
の濃縮処理を施すことができる。加えて、マイクロ波加
熱は、強制的に液体の内部から加熱し、単位体積当たり
の入熱量を大きく採れるので、濃縮処理装置をコンパク
トに構成し、処理作業を能率的に行うことができる。更
に、濃縮液容器を蒸発容器内の圧力以下に減圧してある
ので、蒸発容器内の液状物質を強制的に送ることなく、
濃縮液容器に簡単に回収することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施の形態にかかる液状物質の
濃縮方法に使用する濃縮装置を示す配置図。

【図２】 本発明の第２実施の形態にかかる液状物質の
濃縮方法に使用する濃縮装置を示す配置図。

【符号の説明】

１：蒸発容器、４：絞り（流量を制御する機構）、５：
濃縮液容器、６：マイクロ波オーブン、７：マイクロ波
発振機、１１：原料容器、１２：真空ポンプ装置（真空
源）、１５：昇降装置、Ａ：液状物質。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原料容器（１１）内の液状物質（Ａ）を
   蒸発容器（１）に供給した状態で、真空源（１２）によ
   つて蒸発容器（１）内を減圧すると共に、マイクロ波発
   振機（７）からのマイクロ波をマイクロ波オーブン
   （６）内に導入し、マイクロ波オーブン（６）内に配置
   した蒸発容器（１）内の液状物質（Ａ）を減圧状態でマ
   イクロ波によつて加熱しながら濃縮させ、蒸発容器
   （１）内で濃縮後の液状物質（Ａ）を、蒸発容器（１）
   内の圧力以下に減圧した濃縮液容器（５）に回収するこ
   とを特徴とする液状物質の濃縮方法。
2. 【請求項２】 濃縮液容器（５）を昇降装置（１５）に
   よつて次第に下降させながら、蒸発容器（１）内で濃縮
   後の液状物質（Ａ）を、濃縮液容器（５）に回収するこ
   とを特徴とする請求項１の液状物質の濃縮方法。
3. 【請求項３】 蒸発容器（１）と濃縮液容器（５）との
   間に流量を制御する機構（４）を介在させ、蒸発容器
   （１）内で濃縮後の液状物質（Ａ）を該機構（４）を通
   して流通させ、濃縮液容器（５）に回収することを特徴
   とする請求項１の液状物質の濃縮方法。