連続式予備乾燥方法および冷凍方法並びに連続式予備乾燥装置および冷凍装置
【課題】簡単に解凍時のドリップの発生を防止することが可能な連続式予備乾燥方法および冷凍方法並びに連続式予備乾燥装置および冷凍装置の提供。
【解決手段】密閉容器１０の搬入口２２ａを開き、搬入口２２ａから密閉容器１０内へ冷凍前の対象物Ａを搬入し、搬送装置１５上に載せ、搬入口２２ａを閉じて、密閉容器１０を密閉し、対象物Ａを所定温度以下に維持するため、この所定温度以下に対応する飽和蒸気圧以下に密閉容器１０内を減圧し、密閉容器１０の外部から密閉容器１０内にキャリアガスを供給し、対象物Ａを所定温度以下に維持してマイクロ波を照射するとともに、対象物Ａにマイクロ波が均一に照射されるように搬送装置１５を密閉容器１０内で回転し、対象物Ａの水分を所定量除去するように乾燥した後、密閉容器１０の搬出口２２ｂを開き、搬出口２２ｂから密閉容器１０外へ対象物Ａを搬出する。
【解決手段】密閉容器１０の搬入口２２ａを開き、搬入口２２ａから密閉容器１０内へ冷凍前の対象物Ａを搬入し、搬送装置１５上に載せ、搬入口２２ａを閉じて、密閉容器１０を密閉し、対象物Ａを所定温度以下に維持するため、この所定温度以下に対応する飽和蒸気圧以下に密閉容器１０内を減圧し、密閉容器１０の外部から密閉容器１０内にキャリアガスを供給し、対象物Ａを所定温度以下に維持してマイクロ波を照射するとともに、対象物Ａにマイクロ波が均一に照射されるように搬送装置１５を密閉容器１０内で回転し、対象物Ａの水分を所定量除去するように乾燥した後、密閉容器１０の搬出口２２ｂを開き、搬出口２２ｂから密閉容器１０外へ対象物Ａを搬出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、野菜、魚介類や果物等の生鮮食品等の冷凍対象物を、解凍の際にドリップが発生しないように冷凍するための連続式予備乾燥方法および冷凍方法並びに連続式予備乾燥装置および冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、野菜、魚介類や果物等の生鮮食品の鮮度を保つために、冷凍保存が行われている。冷凍保存は、凍結部内で被冷凍物を常温から−３５℃〜−４５℃まで急速冷凍することにより行われる。ところが、このような方法では、被冷凍物を解凍した際にドリップが発生してしまい、解凍物が水っぽくなってしまうという問題がある。ドリップの発生は、凍結時に細胞内の氷結晶が肥大化して細胞膜を破壊してしまうことに起因する。このように細胞膜が破壊されると、解凍時に、破壊された細胞膜から細胞内の水分が流出してドリップが発生することになる。
【０００３】
このドリップの発生を防止する装置として、本発明者は、特許文献１に記載の連続式冷凍装置を開発している。この連続式冷凍装置では、対象物に高電圧を印加しながら常温から凍結点を基準にして０℃〜−５℃の範囲の温度まで凍結しないように冷却した後、凍結点〜−４０℃まで急速凍結する。これにより、凍結時に細胞内の水分が肥大化されることなく、微細な氷結晶の状態を維持するようになるので、対象物は細胞膜を破壊されることなく冷凍される。
【０００４】
ところで、特許文献２には、温度によって変質する対象物を変質させないようにマイクロ波を照射して減圧乾燥する方法が開示されている。この減圧乾燥方法では、減圧ポンプが接続されたチャンバ内に対象物を入れ、チャンバ内を減圧状態で、対象物にマイクロ波を照射して行うに際し、チャンバ内の減圧を対象物の変質温度に対応する飽和蒸気圧以下とし、チャンバの外部から該チャンバ内に気体を供給し、マイクロ波をオンオフ処理して、対象物の温度を対象物の変質温度未満に保持した状態で乾燥を行うことを特徴とする。
【０００５】
また、この減圧乾燥装置は、対象物を搬送するコンベヤと、コンベヤによって搬送された対象物を減圧状態でマイクロ波を照射するマイクロ波乾燥室と、マイクロ波乾燥室の上流側に配置される予備減圧室と、マイクロ波乾燥室の下流側に配置される復圧室とを有しており、予備乾燥室、マイクロ波乾燥室、復圧室の順に、コンベヤによって対象物を所定間隔で連続的に搬送して乾燥することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２０１１６号公報
【特許文献２】国際公開第２００５／１００８９１号（段落０００５，００５０−００５７、図１２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の連続式冷凍装置では、対象物は細胞膜を破壊されることなく冷凍されるので、解凍時にドリップは発生しないが、対象物の温度および水分量に応じて冷却温度範囲を細かく制御する必要がある。
【０００８】
そこで、本発明においては、より簡単に解凍時のドリップの発生を防止することが可能な連続式予備乾燥方法および冷凍方法並びに連続式予備乾燥装置および冷凍装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の連続式予備乾燥方法は、それぞれ開閉可能な搬入口および搬出口を備えた密閉容器の搬入口を開き、搬入口から密閉容器内へ冷凍前の対象物を搬入し、搬入口から搬入される対象物を搬出口側まで搬送する搬送装置上に対象物を載せ、搬入口を閉じて、密閉容器を密閉すること、対象物を所定温度以下に維持するため、この所定温度以下に対応する飽和蒸気圧以下に密閉容器内を減圧すること、密閉容器の外部から密閉容器内にキャリアガスを供給すること、対象物を所定温度以下に維持して密閉容器内の対象物にマイクロ波を照射するとともに、対象物にマイクロ波が均一に照射されるように搬送装置を密閉容器内で回転し、対象物の水分を所定量除去するように乾燥すること、密閉容器の搬出口を開き、搬出口から密閉容器外へ対象物を搬出することを含む連続式予備乾燥方法である。また、本発明の冷凍方法は、上記連続式予備乾燥方法により水分を所定量除去した対象物を冷凍することを含む冷凍方法である。
【００１０】
本発明の連続式予備乾燥装置は、対象物を入れる密閉容器であり、それぞれ開閉可能な搬入口および搬出口を備えた密閉容器と、密閉容器内の対象物にマイクロ波を照射するマイクロ波照射装置と、マイクロ波照射装置によるマイクロ波の照射時に対象物を所定温度以下に維持するため、この所定温度に対応する飽和蒸気圧以下に密閉容器内を減圧する減圧装置と、密閉容器の外部から密閉容器内にキャリアガスを供給するガス供給装置と、搬入口から搬入される対象物を搬出口側まで搬送する搬送装置であり、対象物にマイクロ波が均一に照射されるように対象物を載せたまま密閉容器内で回転する搬送装置とを含む連続式予備乾燥装置である。また、本発明の冷凍装置は、上記連続式予備乾燥装置から搬出される対象物を冷凍する冷凍手段を含む冷凍装置である。
【００１１】
これらの発明によれば、密閉容器に対して対象物を連続的に搬入および搬出しつつ、減圧された密閉容器内で対象物を搬送装置上に載せて回転させることで、対象物を所定温度以下に維持したまま、対象物の水分が所定量除去されるまでマイクロ波を照射し、マイクロ波の照射により蒸発した水をキャリアガスにより除去することで、対象物を均一に乾燥することができる。このとき、所定温度以下に維持して乾燥しているため、対象物は変質しない。そして、この水分が所定量除去されて均一に乾燥された状態で対象物を冷凍すると、凍結時に細胞内の水分が対象物全体に亘って肥大化されることなく、微細な氷結晶の状態を維持するようになり、対象物は細胞膜を破壊されることなく冷凍される。なお、特許文献２に記載のようにコンベヤによって対象物を所定間隔で連続液に搬送して乾燥させた場合には、マイクロ波は常時同じ方向から対象物に対して照射されることになるので、対象物は均一に乾燥されず、凍結時に細胞内の水分が部分的に肥大化されてしまい、対象物全体に亘って微細な氷結晶の状態を維持することができなくなる。
【００１２】
ここで、乾燥は、対象物の水分を３〜１０質量％除去するものであることが望ましい。対象物の水分を３〜１０質量％除去することで、凍結した野菜、魚介類や果物等の生鮮食品等の冷凍対象物を解凍した際に、凍結前と比較して質の劣化がほとんどない冷凍食品を得ることができる。なお、対象物の水分を３質量％未満しか除去しない場合には、ドリップが発生しないように冷凍するために冷凍条件に注意する必要がある。また、対象物の水分を１０％超除去した場合には、さらにドリップは発生しにくくなるが、質が劣化するようになる。
【発明の効果】
【００１３】
（１）それぞれ開閉可能な搬入口および搬出口を備えた密閉容器の搬入口を開き、搬入口から密閉容器内へ冷凍前の対象物を搬入し、搬入口から搬入される対象物を搬出口側まで搬送する搬送装置上に対象物を載せ、搬入口を閉じて、密閉容器を密閉し、対象物を所定温度以下に維持するため、この所定温度以下に対応する飽和蒸気圧以下に密閉容器内を減圧し、密閉容器の外部から密閉容器内にキャリアガスを供給し、対象物を所定温度以下に維持して密閉容器内の対象物にマイクロ波を照射するとともに、対象物にマイクロ波が均一に照射されるように搬送装置を密閉容器内で回転し、対象物の水分を所定量除去するように乾燥し、密閉容器の搬出口を開き、搬出口から密閉容器外へ対象物を搬出する構成により、連続的に対象物を所定温度以下に維持したまま、対象物の水分が所定量除去されるまで均一に乾燥することができ、この対象物を冷凍することにより、簡単に、野菜、魚介類や果物等の生鮮食品等の対象物を、解凍の際にドリップが発生しないように冷凍することが可能となる。
【００１４】
（２）乾燥は、対象物の水分を３〜１０質量％除去するので、凍結した野菜、魚介類や果物等の生鮮食品等の冷凍対象物を解凍した際に、凍結前と比較して質の劣化がほとんどない冷凍食品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態における冷凍装置の概略構成図である。
【図２】図１の連続式予備乾燥装置の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は本発明の実施の形態における冷凍装置の概略構成図、図２は図１の連続式予備乾燥装置の分解斜視図である。
【００１７】
図１および図２に示すように、本発明の実施の形態における冷凍装置は、主に連続式予備乾燥装置１と冷凍部２とから構成される。連続式予備乾燥装置１は、予備乾燥装置本体３、入口側および出口側それぞれの搬送装置４，５により構成される。予備乾燥装置本体３は、対象物Ａを入れて密閉される密閉容器１０と、マイクロ波を照射するマイクロ波照射装置１１と、密閉容器１０内を減圧する減圧装置１２と、密閉容器１０内にキャリアガスを供給するガス供給装置１３と、密閉容器１０内の圧力を示す圧力ゲージ１４と、密閉容器１０内で対象物Ａを搬送する搬送装置１５とを備えている。
【００１８】
密閉容器１０は、それぞれ開閉可能な開閉扉２１ａ，２１ｂを備えた搬入口２２ａおよび搬出口２２ｂを有している。搬送装置１５は、一対のローラ１５ａ，１５ｂ、およびこれらのローラ１５ａ，１５ｂに掛け回された無端環状体としてのコンベアネット１５ｃ等から構成される。また、密閉容器１０内には、この搬送装置１５を鉛直軸周りに回転させる回転装置１６を備えている。
【００１９】
マイクロ波照射装置１１は、マイクロ波発生素子としてのマグネトロンによって、周波数が２４５０ＭＨｚ（２．４５ＧＨｚ）のマイクロ波を発生するものである。マイクロ波は、波長の範囲がおよそ１〜３０ｃｍ、周波数の範囲が１０００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚの電磁波である。マイクロ波照射装置１１によって、マグネトロンで発生するマイクロ波を回転装置１６によって回転させる搬送装置１５上の対象物Ａに照射して、対象物Ａ中の水分子を振動させ、水だけを温めて蒸発させて対象物Ａを乾燥する。なお、マイクロ波照射装置１１としては、導波管やアンテナなども使用できる。
【００２０】
減圧装置１２は、密閉された密閉容器１０内の空気を減圧ポンプ（図示せず。）によって吸引することにより、所定の圧力まで減圧するものである。減圧装置１２は、圧力調整弁１７を介して密閉容器１０に接続されている。なお、減圧装置１２による密閉容器１０内の減圧は、対象物Ａを所定温度以下に維持して乾燥させるため、この所定温度以下に対応する飽和蒸気圧以下まで行うものとする。
【００２１】
ガス供給装置１３は、圧力調整弁１８および流量調整弁１９を介して密閉容器１０に接続されている。ガス供給装置１３により供給するキャリアガスとしては、窒素や空気などがある。このキャリアガスにより、マイクロ波の照射によって蒸発した水を密閉容器１０外へ放出することができる。このように密閉容器１０内の水を除去することにより、密閉容器１０内の湿度を下げることができるので、乾燥が促進される。
【００２２】
搬送装置４，５は、搬送装置１５と同様に、それぞれ一対のローラ３０ａ，３０ｂ、およびこれらのローラ３０ａ，３０ｂに掛け回された無端環状体としてのコンベアネット３０ｃ等から構成される。また、搬送装置４，５は、それぞれ密閉容器１０の搬入口２２ａおよび搬出口２２ｂに向かって進退移動するようになっている。また、搬送装置４には、入口側（図１の左側）に対象物Ａを検知する入口センサ３１ａが、出口側（図１の右側）に対象物Ａを検知する出口センサ３１ｂが設けられている。
【００２３】
冷凍部２は、搬送装置６と、冷凍機４０と、この冷凍機４０により−３５℃〜−４５℃に冷却された空気（冷気）を対象物Ａに吹き付けるファン４１とを備えている。搬送装置６は、搬送装置１５と同様に、それぞれ一対のローラ６０ａ，６０ｂ、およびこれらのローラ６０ａ，６０ｂに掛け回された無端環状体としてのコンベアネット６０ｃ等から構成される。
【００２４】
次に、上記構成の冷凍装置による野菜、魚介類や果物等の生鮮食品等の対象物の冷凍方法について説明する。
【００２５】
まず、対象物Ａが、搬送装置４の入口センサ３１ａによりコンベアネット３０ｃ上に入ったことが検知されると、コンベアネット３０ｃの運転が開始され、対象物Ａが入口側から出口側に向かって搬送される。そして、出口センサ３１ｂにより対象物Ａが検知されると、コンベアネット３０ｃの運転が停止される。
【００２６】
次に、密閉容器１０の搬入口２２ａおよび搬出口２２ｂの開閉扉２１ａ，２１ｂが開き、搬送装置４が密閉容器１０の搬入口２２ａに向かって進行する。そして、コンベアネット３０ｃ上の対象物Ａを搬送装置１５のコンベアネット１５ｃ上へ移送可能な位置へ達すると搬送装置４の進行を停止する。このとき、密閉容器１０の搬出口２２ｂ側の搬送装置５も同様に搬出口２２ｂに向かって進行し、コンベアネット１５ｃ上の対象物Ａを搬送装置５のコンベアネット３０ｃ上に移送可能な位置へ達すると停止する。
【００２７】
そして、搬送装置４，１５，５のそれぞれのコンベアネット３０ｃ，１５ｃ，３０ｃを運転し、搬送装置４のコンベアネット３０ｃ上の対象物Ａを搬送装置１５のコンベアネット１５ｃ上へ移送する。このとき、前工程において水分除去された搬送装置４のコンベアネット３０ｃ上の対象物Ａは、搬送装置５のコンベアネット３０ｃ上に移送される。そして、出口センサ３１ｂにより対象物Ａが搬送装置１５のコンベアネット１５ｃ上に移送されたことが検知されると、コンベアネット３０ｃ，１５ｃ，３０ｃを停止し、搬送装置４，５をそれぞれ搬入口２２ａおよび搬出口２２ｂから後退させる。
【００２８】
続いて、密閉容器１０の搬入口２２ａおよび搬出口２２ｂの開閉扉２１ａ，２１ｂを閉じて密閉し、減圧装置１２により密閉容器内の空気を吸引して所定圧力まで減圧する。減圧装置１２による密閉容器１０内の減圧は、対象物Ａを所定温度以下に維持して乾燥させるため、この所定温度以下に対応する飽和蒸気圧以下まで行う。また、回転装置１６により搬送装置１５の回転を開始する。
【００２９】
そして、回転装置１６により搬送装置１５を回転させたまま、マイクロ波照射装置１１によりマイクロ波を照射する。これにより、対象物Ａ中の水分子が振動し、水だけが温められて蒸発し、対象物Ａが乾燥される。また、このとき、ガス供給装置１３により密閉容器１０内にキャリアガスを供給しながら、減圧装置１２による吸引を行うことで、マイクロ波の照射によって蒸発した水を密閉容器１０外へ放出する。
【００３０】
この対象物Ａの水分除去は、対象物Ａの３〜１０質量％、例えば対象物Ａが魚介類の場合には３〜７質量％、野菜や果物などの場合には７〜１０質量％が除去されるように、マイクロ波の照射時間を調整する。そして、所定量の水分除去が完了すると、マイクロ波照射装置１１、減圧装置１２、ガス供給装置１３および回転装置１６を停止する。なお、回転装置１６は、搬送装置１５のコンベアネット１５ｃが搬送装置４，５のコンベアネット３０ｃと対象物Ａの移送可能な位置で停止する。
【００３１】
そして、密閉容器１０の搬入口２２ａおよび搬出口２２ｂの開閉扉２１ａ，２１ｂが開き、搬送装置５が密閉容器１０の搬出口２２ｂに向かって進行する。そして、コンベアネット１５ｃ上の対象物Ａを搬送装置５のコンベアネット３０ｃ上へ移送可能な位置へ達すると、搬送装置５の進行を停止する。そして、コンベアネット１５ｃ，３０ｃを運転し、搬送装置１５のコンベアネット１５ｃ上の対象物Ａを搬送装置５のコンベアネット３０ｃ上へ移送する。このとき、前述のように密閉容器１０の搬入口２１ａ側の搬送装置４も動作させ、次の対象物Ａを搬送装置１５のコンベアネット１５ｃ上へ移送することで、連続的に乾燥を行う。
【００３２】
こうして、搬送装置５のコンベアネット３０ｃ上に対象物Ａが移送されると、コンベアネット３０ｃを停止し、搬送装置５を搬出口２２ｂから後退させ、冷凍部２の搬送装置６のコンベアネット６０ｃ上へ移送可能な位置で停止する。そして、搬送装置５，６のコンベアネット３０ｃ，６０ｃを運転し、対象物Ａをコンベアネット３０ｃからコンベアネット６０ｃへ移送する。
【００３３】
コンベアネット６０ｃ上へ移送された対象物Ａは、コンベアネット６０ｃにより冷凍部２内を移動し、冷凍機４０により−３５℃〜−４５℃に冷却された冷気がファン４１により吹き付けられ、急速冷凍されて、冷凍部２外へ搬送される。これにより、冷凍された対象物Ａが得られる。この冷凍された対象物Ａは、解凍した際にドリップが発生することがなく、凍結前と比較して質の劣化がほとんどないものとなる。
【００３４】
以上のように、本実施形態における連続式予備乾燥装置１では、対象物Ａを変質しない所定温度以下に維持するため、この所定温度以下に対応する飽和蒸気圧以下に密閉容器１０内を減圧してマイクロ波を照射するとともに、対象物Ａにマイクロ波が均一に照射されるように搬送装置１５を密閉容器１０内で回転し、対象物Ａの水分を所定量除去するように乾燥するので、連続的に対象物を所定温度以下に維持したまま、対象物の水分が所定量除去されるまで均一に乾燥することができる。そして、この対象物Ａを冷凍部２により冷凍することにより、簡単に、野菜、魚介類や果物等の生鮮食品等の対象物Ａを、解凍の際にドリップが発生しないように冷凍することが可能である。
【００３５】
なお、本実施形態においては、連続式予備乾燥装置１が１台の構成であるが、乾燥に長時間を要する対象物Ａを乾燥する場合には、この連続式予備乾燥装置１を対象物Ａの移送方向に２台以上複数並べて直列配置することにより対応可能である。また、大量の対象物Ａを処理するためには、連続式予備乾燥装置１を並列配置することに対応可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、野菜、魚介類や果物等の生鮮食品等の冷凍対象物を、解凍の際にドリップが発生しないように冷凍するための方法および装置として有用である。
【符号の説明】
【００３７】
Ａ 対象物
１ 連続式予備乾燥装置
２ 冷凍部
３ 予備乾燥装置本体
４，５，６ 搬送装置
１０ 密閉容器
１１ マイクロ波照射装置
１２ 減圧装置
１３ ガス供給装置
１４ 圧力ゲージ
１５ 搬送装置
１５ａ，１５ｂ ローラ
１５ｃ コンベアネット
１６ 回転装置
１７，１８ 圧力調整弁
１９ 流量調整弁
２１ａ，２１ｂ 開閉扉
２２ａ 搬入口
２２ｂ 搬出口
３０ａ，３０ｂ ローラ
３０ｃ コンベアネット
３１ａ 入口センサ
３１ｂ 出口センサ
４０ 冷凍機
４１ ファン
６０ａ，６０ｂ ローラ
６０ｃ コンベアネット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、野菜、魚介類や果物等の生鮮食品等の冷凍対象物を、解凍の際にドリップが発生しないように冷凍するための連続式予備乾燥方法および冷凍方法並びに連続式予備乾燥装置および冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、野菜、魚介類や果物等の生鮮食品の鮮度を保つために、冷凍保存が行われている。冷凍保存は、凍結部内で被冷凍物を常温から−３５℃〜−４５℃まで急速冷凍することにより行われる。ところが、このような方法では、被冷凍物を解凍した際にドリップが発生してしまい、解凍物が水っぽくなってしまうという問題がある。ドリップの発生は、凍結時に細胞内の氷結晶が肥大化して細胞膜を破壊してしまうことに起因する。このように細胞膜が破壊されると、解凍時に、破壊された細胞膜から細胞内の水分が流出してドリップが発生することになる。
【０００３】
このドリップの発生を防止する装置として、本発明者は、特許文献１に記載の連続式冷凍装置を開発している。この連続式冷凍装置では、対象物に高電圧を印加しながら常温から凍結点を基準にして０℃〜−５℃の範囲の温度まで凍結しないように冷却した後、凍結点〜−４０℃まで急速凍結する。これにより、凍結時に細胞内の水分が肥大化されることなく、微細な氷結晶の状態を維持するようになるので、対象物は細胞膜を破壊されることなく冷凍される。
【０００４】
ところで、特許文献２には、温度によって変質する対象物を変質させないようにマイクロ波を照射して減圧乾燥する方法が開示されている。この減圧乾燥方法では、減圧ポンプが接続されたチャンバ内に対象物を入れ、チャンバ内を減圧状態で、対象物にマイクロ波を照射して行うに際し、チャンバ内の減圧を対象物の変質温度に対応する飽和蒸気圧以下とし、チャンバの外部から該チャンバ内に気体を供給し、マイクロ波をオンオフ処理して、対象物の温度を対象物の変質温度未満に保持した状態で乾燥を行うことを特徴とする。
【０００５】
また、この減圧乾燥装置は、対象物を搬送するコンベヤと、コンベヤによって搬送された対象物を減圧状態でマイクロ波を照射するマイクロ波乾燥室と、マイクロ波乾燥室の上流側に配置される予備減圧室と、マイクロ波乾燥室の下流側に配置される復圧室とを有しており、予備乾燥室、マイクロ波乾燥室、復圧室の順に、コンベヤによって対象物を所定間隔で連続的に搬送して乾燥することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２０１１６号公報
【特許文献２】国際公開第２００５／１００８９１号（段落０００５，００５０−００５７、図１２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の連続式冷凍装置では、対象物は細胞膜を破壊されることなく冷凍されるので、解凍時にドリップは発生しないが、対象物の温度および水分量に応じて冷却温度範囲を細かく制御する必要がある。
【０００８】
そこで、本発明においては、より簡単に解凍時のドリップの発生を防止することが可能な連続式予備乾燥方法および冷凍方法並びに連続式予備乾燥装置および冷凍装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の連続式予備乾燥方法は、それぞれ開閉可能な搬入口および搬出口を備えた密閉容器の搬入口を開き、搬入口から密閉容器内へ冷凍前の対象物を搬入し、搬入口から搬入される対象物を搬出口側まで搬送する搬送装置上に対象物を載せ、搬入口を閉じて、密閉容器を密閉すること、対象物を所定温度以下に維持するため、この所定温度以下に対応する飽和蒸気圧以下に密閉容器内を減圧すること、密閉容器の外部から密閉容器内にキャリアガスを供給すること、対象物を所定温度以下に維持して密閉容器内の対象物にマイクロ波を照射するとともに、対象物にマイクロ波が均一に照射されるように搬送装置を密閉容器内で回転し、対象物の水分を所定量除去するように乾燥すること、密閉容器の搬出口を開き、搬出口から密閉容器外へ対象物を搬出することを含む連続式予備乾燥方法である。また、本発明の冷凍方法は、上記連続式予備乾燥方法により水分を所定量除去した対象物を冷凍することを含む冷凍方法である。
【００１０】
本発明の連続式予備乾燥装置は、対象物を入れる密閉容器であり、それぞれ開閉可能な搬入口および搬出口を備えた密閉容器と、密閉容器内の対象物にマイクロ波を照射するマイクロ波照射装置と、マイクロ波照射装置によるマイクロ波の照射時に対象物を所定温度以下に維持するため、この所定温度に対応する飽和蒸気圧以下に密閉容器内を減圧する減圧装置と、密閉容器の外部から密閉容器内にキャリアガスを供給するガス供給装置と、搬入口から搬入される対象物を搬出口側まで搬送する搬送装置であり、対象物にマイクロ波が均一に照射されるように対象物を載せたまま密閉容器内で回転する搬送装置とを含む連続式予備乾燥装置である。また、本発明の冷凍装置は、上記連続式予備乾燥装置から搬出される対象物を冷凍する冷凍手段を含む冷凍装置である。
【００１１】
これらの発明によれば、密閉容器に対して対象物を連続的に搬入および搬出しつつ、減圧された密閉容器内で対象物を搬送装置上に載せて回転させることで、対象物を所定温度以下に維持したまま、対象物の水分が所定量除去されるまでマイクロ波を照射し、マイクロ波の照射により蒸発した水をキャリアガスにより除去することで、対象物を均一に乾燥することができる。このとき、所定温度以下に維持して乾燥しているため、対象物は変質しない。そして、この水分が所定量除去されて均一に乾燥された状態で対象物を冷凍すると、凍結時に細胞内の水分が対象物全体に亘って肥大化されることなく、微細な氷結晶の状態を維持するようになり、対象物は細胞膜を破壊されることなく冷凍される。なお、特許文献２に記載のようにコンベヤによって対象物を所定間隔で連続液に搬送して乾燥させた場合には、マイクロ波は常時同じ方向から対象物に対して照射されることになるので、対象物は均一に乾燥されず、凍結時に細胞内の水分が部分的に肥大化されてしまい、対象物全体に亘って微細な氷結晶の状態を維持することができなくなる。
【００１２】
ここで、乾燥は、対象物の水分を３〜１０質量％除去するものであることが望ましい。対象物の水分を３〜１０質量％除去することで、凍結した野菜、魚介類や果物等の生鮮食品等の冷凍対象物を解凍した際に、凍結前と比較して質の劣化がほとんどない冷凍食品を得ることができる。なお、対象物の水分を３質量％未満しか除去しない場合には、ドリップが発生しないように冷凍するために冷凍条件に注意する必要がある。また、対象物の水分を１０％超除去した場合には、さらにドリップは発生しにくくなるが、質が劣化するようになる。
【発明の効果】
【００１３】
（１）それぞれ開閉可能な搬入口および搬出口を備えた密閉容器の搬入口を開き、搬入口から密閉容器内へ冷凍前の対象物を搬入し、搬入口から搬入される対象物を搬出口側まで搬送する搬送装置上に対象物を載せ、搬入口を閉じて、密閉容器を密閉し、対象物を所定温度以下に維持するため、この所定温度以下に対応する飽和蒸気圧以下に密閉容器内を減圧し、密閉容器の外部から密閉容器内にキャリアガスを供給し、対象物を所定温度以下に維持して密閉容器内の対象物にマイクロ波を照射するとともに、対象物にマイクロ波が均一に照射されるように搬送装置を密閉容器内で回転し、対象物の水分を所定量除去するように乾燥し、密閉容器の搬出口を開き、搬出口から密閉容器外へ対象物を搬出する構成により、連続的に対象物を所定温度以下に維持したまま、対象物の水分が所定量除去されるまで均一に乾燥することができ、この対象物を冷凍することにより、簡単に、野菜、魚介類や果物等の生鮮食品等の対象物を、解凍の際にドリップが発生しないように冷凍することが可能となる。
【００１４】
（２）乾燥は、対象物の水分を３〜１０質量％除去するので、凍結した野菜、魚介類や果物等の生鮮食品等の冷凍対象物を解凍した際に、凍結前と比較して質の劣化がほとんどない冷凍食品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態における冷凍装置の概略構成図である。
【図２】図１の連続式予備乾燥装置の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は本発明の実施の形態における冷凍装置の概略構成図、図２は図１の連続式予備乾燥装置の分解斜視図である。
【００１７】
図１および図２に示すように、本発明の実施の形態における冷凍装置は、主に連続式予備乾燥装置１と冷凍部２とから構成される。連続式予備乾燥装置１は、予備乾燥装置本体３、入口側および出口側それぞれの搬送装置４，５により構成される。予備乾燥装置本体３は、対象物Ａを入れて密閉される密閉容器１０と、マイクロ波を照射するマイクロ波照射装置１１と、密閉容器１０内を減圧する減圧装置１２と、密閉容器１０内にキャリアガスを供給するガス供給装置１３と、密閉容器１０内の圧力を示す圧力ゲージ１４と、密閉容器１０内で対象物Ａを搬送する搬送装置１５とを備えている。
【００１８】
密閉容器１０は、それぞれ開閉可能な開閉扉２１ａ，２１ｂを備えた搬入口２２ａおよび搬出口２２ｂを有している。搬送装置１５は、一対のローラ１５ａ，１５ｂ、およびこれらのローラ１５ａ，１５ｂに掛け回された無端環状体としてのコンベアネット１５ｃ等から構成される。また、密閉容器１０内には、この搬送装置１５を鉛直軸周りに回転させる回転装置１６を備えている。
【００１９】
マイクロ波照射装置１１は、マイクロ波発生素子としてのマグネトロンによって、周波数が２４５０ＭＨｚ（２．４５ＧＨｚ）のマイクロ波を発生するものである。マイクロ波は、波長の範囲がおよそ１〜３０ｃｍ、周波数の範囲が１０００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚの電磁波である。マイクロ波照射装置１１によって、マグネトロンで発生するマイクロ波を回転装置１６によって回転させる搬送装置１５上の対象物Ａに照射して、対象物Ａ中の水分子を振動させ、水だけを温めて蒸発させて対象物Ａを乾燥する。なお、マイクロ波照射装置１１としては、導波管やアンテナなども使用できる。
【００２０】
減圧装置１２は、密閉された密閉容器１０内の空気を減圧ポンプ（図示せず。）によって吸引することにより、所定の圧力まで減圧するものである。減圧装置１２は、圧力調整弁１７を介して密閉容器１０に接続されている。なお、減圧装置１２による密閉容器１０内の減圧は、対象物Ａを所定温度以下に維持して乾燥させるため、この所定温度以下に対応する飽和蒸気圧以下まで行うものとする。
【００２１】
ガス供給装置１３は、圧力調整弁１８および流量調整弁１９を介して密閉容器１０に接続されている。ガス供給装置１３により供給するキャリアガスとしては、窒素や空気などがある。このキャリアガスにより、マイクロ波の照射によって蒸発した水を密閉容器１０外へ放出することができる。このように密閉容器１０内の水を除去することにより、密閉容器１０内の湿度を下げることができるので、乾燥が促進される。
【００２２】
搬送装置４，５は、搬送装置１５と同様に、それぞれ一対のローラ３０ａ，３０ｂ、およびこれらのローラ３０ａ，３０ｂに掛け回された無端環状体としてのコンベアネット３０ｃ等から構成される。また、搬送装置４，５は、それぞれ密閉容器１０の搬入口２２ａおよび搬出口２２ｂに向かって進退移動するようになっている。また、搬送装置４には、入口側（図１の左側）に対象物Ａを検知する入口センサ３１ａが、出口側（図１の右側）に対象物Ａを検知する出口センサ３１ｂが設けられている。
【００２３】
冷凍部２は、搬送装置６と、冷凍機４０と、この冷凍機４０により−３５℃〜−４５℃に冷却された空気（冷気）を対象物Ａに吹き付けるファン４１とを備えている。搬送装置６は、搬送装置１５と同様に、それぞれ一対のローラ６０ａ，６０ｂ、およびこれらのローラ６０ａ，６０ｂに掛け回された無端環状体としてのコンベアネット６０ｃ等から構成される。
【００２４】
次に、上記構成の冷凍装置による野菜、魚介類や果物等の生鮮食品等の対象物の冷凍方法について説明する。
【００２５】
まず、対象物Ａが、搬送装置４の入口センサ３１ａによりコンベアネット３０ｃ上に入ったことが検知されると、コンベアネット３０ｃの運転が開始され、対象物Ａが入口側から出口側に向かって搬送される。そして、出口センサ３１ｂにより対象物Ａが検知されると、コンベアネット３０ｃの運転が停止される。
【００２６】
次に、密閉容器１０の搬入口２２ａおよび搬出口２２ｂの開閉扉２１ａ，２１ｂが開き、搬送装置４が密閉容器１０の搬入口２２ａに向かって進行する。そして、コンベアネット３０ｃ上の対象物Ａを搬送装置１５のコンベアネット１５ｃ上へ移送可能な位置へ達すると搬送装置４の進行を停止する。このとき、密閉容器１０の搬出口２２ｂ側の搬送装置５も同様に搬出口２２ｂに向かって進行し、コンベアネット１５ｃ上の対象物Ａを搬送装置５のコンベアネット３０ｃ上に移送可能な位置へ達すると停止する。
【００２７】
そして、搬送装置４，１５，５のそれぞれのコンベアネット３０ｃ，１５ｃ，３０ｃを運転し、搬送装置４のコンベアネット３０ｃ上の対象物Ａを搬送装置１５のコンベアネット１５ｃ上へ移送する。このとき、前工程において水分除去された搬送装置４のコンベアネット３０ｃ上の対象物Ａは、搬送装置５のコンベアネット３０ｃ上に移送される。そして、出口センサ３１ｂにより対象物Ａが搬送装置１５のコンベアネット１５ｃ上に移送されたことが検知されると、コンベアネット３０ｃ，１５ｃ，３０ｃを停止し、搬送装置４，５をそれぞれ搬入口２２ａおよび搬出口２２ｂから後退させる。
【００２８】
続いて、密閉容器１０の搬入口２２ａおよび搬出口２２ｂの開閉扉２１ａ，２１ｂを閉じて密閉し、減圧装置１２により密閉容器内の空気を吸引して所定圧力まで減圧する。減圧装置１２による密閉容器１０内の減圧は、対象物Ａを所定温度以下に維持して乾燥させるため、この所定温度以下に対応する飽和蒸気圧以下まで行う。また、回転装置１６により搬送装置１５の回転を開始する。
【００２９】
そして、回転装置１６により搬送装置１５を回転させたまま、マイクロ波照射装置１１によりマイクロ波を照射する。これにより、対象物Ａ中の水分子が振動し、水だけが温められて蒸発し、対象物Ａが乾燥される。また、このとき、ガス供給装置１３により密閉容器１０内にキャリアガスを供給しながら、減圧装置１２による吸引を行うことで、マイクロ波の照射によって蒸発した水を密閉容器１０外へ放出する。
【００３０】
この対象物Ａの水分除去は、対象物Ａの３〜１０質量％、例えば対象物Ａが魚介類の場合には３〜７質量％、野菜や果物などの場合には７〜１０質量％が除去されるように、マイクロ波の照射時間を調整する。そして、所定量の水分除去が完了すると、マイクロ波照射装置１１、減圧装置１２、ガス供給装置１３および回転装置１６を停止する。なお、回転装置１６は、搬送装置１５のコンベアネット１５ｃが搬送装置４，５のコンベアネット３０ｃと対象物Ａの移送可能な位置で停止する。
【００３１】
そして、密閉容器１０の搬入口２２ａおよび搬出口２２ｂの開閉扉２１ａ，２１ｂが開き、搬送装置５が密閉容器１０の搬出口２２ｂに向かって進行する。そして、コンベアネット１５ｃ上の対象物Ａを搬送装置５のコンベアネット３０ｃ上へ移送可能な位置へ達すると、搬送装置５の進行を停止する。そして、コンベアネット１５ｃ，３０ｃを運転し、搬送装置１５のコンベアネット１５ｃ上の対象物Ａを搬送装置５のコンベアネット３０ｃ上へ移送する。このとき、前述のように密閉容器１０の搬入口２１ａ側の搬送装置４も動作させ、次の対象物Ａを搬送装置１５のコンベアネット１５ｃ上へ移送することで、連続的に乾燥を行う。
【００３２】
こうして、搬送装置５のコンベアネット３０ｃ上に対象物Ａが移送されると、コンベアネット３０ｃを停止し、搬送装置５を搬出口２２ｂから後退させ、冷凍部２の搬送装置６のコンベアネット６０ｃ上へ移送可能な位置で停止する。そして、搬送装置５，６のコンベアネット３０ｃ，６０ｃを運転し、対象物Ａをコンベアネット３０ｃからコンベアネット６０ｃへ移送する。
【００３３】
コンベアネット６０ｃ上へ移送された対象物Ａは、コンベアネット６０ｃにより冷凍部２内を移動し、冷凍機４０により−３５℃〜−４５℃に冷却された冷気がファン４１により吹き付けられ、急速冷凍されて、冷凍部２外へ搬送される。これにより、冷凍された対象物Ａが得られる。この冷凍された対象物Ａは、解凍した際にドリップが発生することがなく、凍結前と比較して質の劣化がほとんどないものとなる。
【００３４】
以上のように、本実施形態における連続式予備乾燥装置１では、対象物Ａを変質しない所定温度以下に維持するため、この所定温度以下に対応する飽和蒸気圧以下に密閉容器１０内を減圧してマイクロ波を照射するとともに、対象物Ａにマイクロ波が均一に照射されるように搬送装置１５を密閉容器１０内で回転し、対象物Ａの水分を所定量除去するように乾燥するので、連続的に対象物を所定温度以下に維持したまま、対象物の水分が所定量除去されるまで均一に乾燥することができる。そして、この対象物Ａを冷凍部２により冷凍することにより、簡単に、野菜、魚介類や果物等の生鮮食品等の対象物Ａを、解凍の際にドリップが発生しないように冷凍することが可能である。
【００３５】
なお、本実施形態においては、連続式予備乾燥装置１が１台の構成であるが、乾燥に長時間を要する対象物Ａを乾燥する場合には、この連続式予備乾燥装置１を対象物Ａの移送方向に２台以上複数並べて直列配置することにより対応可能である。また、大量の対象物Ａを処理するためには、連続式予備乾燥装置１を並列配置することに対応可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、野菜、魚介類や果物等の生鮮食品等の冷凍対象物を、解凍の際にドリップが発生しないように冷凍するための方法および装置として有用である。
【符号の説明】
【００３７】
Ａ 対象物
１ 連続式予備乾燥装置
２ 冷凍部
３ 予備乾燥装置本体
４，５，６ 搬送装置
１０ 密閉容器
１１ マイクロ波照射装置
１２ 減圧装置
１３ ガス供給装置
１４ 圧力ゲージ
１５ 搬送装置
１５ａ，１５ｂ ローラ
１５ｃ コンベアネット
１６ 回転装置
１７，１８ 圧力調整弁
１９ 流量調整弁
２１ａ，２１ｂ 開閉扉
２２ａ 搬入口
２２ｂ 搬出口
３０ａ，３０ｂ ローラ
３０ｃ コンベアネット
３１ａ 入口センサ
３１ｂ 出口センサ
４０ 冷凍機
４１ ファン
６０ａ，６０ｂ ローラ
６０ｃ コンベアネット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ開閉可能な搬入口および搬出口を備えた密閉容器の前記搬入口を開き、前記搬入口から前記密閉容器内へ冷凍前の対象物を搬入し、前記搬入口から搬入される前記対象物を前記搬出口側まで搬送する搬送装置上に前記対象物を載せ、前記搬入口を閉じて、前記密閉容器を密閉すること、
前記対象物を所定温度以下に維持するため、この所定温度以下に対応する飽和蒸気圧以下に前記密閉容器内を減圧すること、
前記密閉容器の外部から前記密閉容器内にキャリアガスを供給すること、
前記対象物を所定温度以下に維持して前記密閉容器内の前記対象物にマイクロ波を照射するとともに、前記対象物に前記マイクロ波が均一に照射されるように前記搬送装置を前記密閉容器内で回転し、前記対象物の水分を所定量除去するように乾燥すること、
前記密閉容器の前記搬出口を開き、前記搬出口から前記密閉容器外へ前記対象物を搬出すること
を含む連続式予備乾燥方法。
【請求項２】
前記乾燥は、前記対象物の水分を３〜１０質量％除去するものである請求項１記載の連続式予備乾燥方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の連続式予備乾燥方法により水分を所定量除去した前記対象物を冷凍することを含む冷凍方法。
【請求項４】
対象物を入れる密閉容器であり、それぞれ開閉可能な搬入口および搬出口を備えた密閉容器と、
前記密閉容器内の前記対象物にマイクロ波を照射するマイクロ波照射装置と、
前記マイクロ波照射装置による前記マイクロ波の照射時に前記対象物を所定温度以下に維持するため、この所定温度に対応する飽和蒸気圧以下に前記密閉容器内を減圧する減圧装置と、
前記密閉容器の外部から前記密閉容器内にキャリアガスを供給するガス供給装置と、
前記搬入口から搬入される前記対象物を前記搬出口側まで搬送する搬送装置であり、前記対象物に前記マイクロ波が均一に照射されるように前記対象物を載せたまま前記密閉容器内で回転する搬送装置と
を含む連続式予備乾燥装置。
【請求項５】
請求項４記載の連続式予備乾燥装置から搬出される前記対象物を冷凍する冷凍手段を含む冷凍装置。
【請求項１】
それぞれ開閉可能な搬入口および搬出口を備えた密閉容器の前記搬入口を開き、前記搬入口から前記密閉容器内へ冷凍前の対象物を搬入し、前記搬入口から搬入される前記対象物を前記搬出口側まで搬送する搬送装置上に前記対象物を載せ、前記搬入口を閉じて、前記密閉容器を密閉すること、
前記対象物を所定温度以下に維持するため、この所定温度以下に対応する飽和蒸気圧以下に前記密閉容器内を減圧すること、
前記密閉容器の外部から前記密閉容器内にキャリアガスを供給すること、
前記対象物を所定温度以下に維持して前記密閉容器内の前記対象物にマイクロ波を照射するとともに、前記対象物に前記マイクロ波が均一に照射されるように前記搬送装置を前記密閉容器内で回転し、前記対象物の水分を所定量除去するように乾燥すること、
前記密閉容器の前記搬出口を開き、前記搬出口から前記密閉容器外へ前記対象物を搬出すること
を含む連続式予備乾燥方法。
【請求項２】
前記乾燥は、前記対象物の水分を３〜１０質量％除去するものである請求項１記載の連続式予備乾燥方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の連続式予備乾燥方法により水分を所定量除去した前記対象物を冷凍することを含む冷凍方法。
【請求項４】
対象物を入れる密閉容器であり、それぞれ開閉可能な搬入口および搬出口を備えた密閉容器と、
前記密閉容器内の前記対象物にマイクロ波を照射するマイクロ波照射装置と、
前記マイクロ波照射装置による前記マイクロ波の照射時に前記対象物を所定温度以下に維持するため、この所定温度に対応する飽和蒸気圧以下に前記密閉容器内を減圧する減圧装置と、
前記密閉容器の外部から前記密閉容器内にキャリアガスを供給するガス供給装置と、
前記搬入口から搬入される前記対象物を前記搬出口側まで搬送する搬送装置であり、前記対象物に前記マイクロ波が均一に照射されるように前記対象物を載せたまま前記密閉容器内で回転する搬送装置と
を含む連続式予備乾燥装置。
【請求項５】
請求項４記載の連続式予備乾燥装置から搬出される前記対象物を冷凍する冷凍手段を含む冷凍装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−２１０１８９（Ｐ２０１０−２１０１８９Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５８６２５（Ｐ２００９−５８６２５）
【出願日】平成２１年３月１１日（２００９．３．１１）
【出願人】（３０２０４００５４）株式会社フリーザーシステム (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１１日（２００９．３．１１）
【出願人】（３０２０４００５４）株式会社フリーザーシステム (3)
【Ｆターム（参考）】
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