JP2005287373A

JP2005287373A - 減圧過熱蒸気を用いた乾燥殺菌装置

Info

Publication number: JP2005287373A
Application number: JP2004105611A
Authority: JP
Inventors: Katsuji Noda; 勝嗣野田; Yuji Tatsumoto; 雄治立元; Toru Terada; 融寺田; Nobuyuki Komatsu; 伸行小松
Original assignee: Terada Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Terada Seisakusho Co Ltd
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【目的】本発明は、乾燥能力が高く、小型の設備で対応でき、食品等熱変性に弱いものでも乾燥できると共に、特に乾燥前の形状を保つことができ、さらに殺菌が良好にできる減圧過熱蒸気を用いた乾燥殺菌装置に関する。
【構成】装置内を減圧させる真空ポンプＤと、該真空ポンプＤの動作にて減圧した中で蒸気を生成する蒸気タンクＡと、減圧蒸気を加熱して減圧過熱蒸気とする加熱ヒ−タＢと、食品等の被乾燥物を乾燥させる乾燥装置本体Ｃとからなること。前記減圧過熱蒸気を前記乾燥装置本体Ｃ内に流入させて減圧過熱蒸気にて被乾燥物ａを静置状態にて乾燥させてなること。
【選択図】図１

Description

本発明は、乾燥能力が高く、小型の設備で対応でき、食品等熱変性に弱いものでも乾燥できると共に、特に乾燥前の形状を保つことができ、さらに殺菌が良好にできる減圧過熱蒸気を用いた乾燥殺菌装置に関する。

従来より効率の良い乾燥方法として、熱風温度を上げて、被乾燥物温度との温度差を稼ぐ方法や、過熱蒸気を用いる方法が知られている。過熱蒸気は、熱風を用いるのに比べ、乾燥速度が高いのが特長であるが、その効果を発揮するのに大気圧下では、１７０℃以上にする必要があり、食品乾燥においては、適用できる製品が少ないのが現状である。

また、真空乾燥方式も存在する。この方式で原料を真空乾燥すると、空気は無くなった状態であり、熱をどのように伝えるかというと、通常はプレ−ト上に載せて伝える直接伝熱方式である。この場合のプレ−トは大型化せざるを得ない。さらに、真空状態下では、原料の形状が崩れることを防止するために、ゆっくりと時間を掛けて加熱する必要があり、乾燥時間が掛かる欠点があると共に、低温下では、殺菌できないという重大な問題があった。他の真空乾燥方式として、真空凍結乾燥 (フリーズドライ) 方法があるが、前記真空乾燥と比べて、凍結工程が追加されるため、乾燥時間が更にかかり、設備が大型化する上、低温下で殺菌できないという問題があった。また、特許文献１では、高温のため、食品乾燥には不適であった。
特開２００２−６２０４４

しかしながら、特に、食品等においては、熱変性に弱いものでも乾燥できると共に、特に形状を保つことができ、しかも殺菌ができることが要望されている。このため、本発明が解決しようとする課題（技術的課題又は目的等）は、熱変性に弱いものでも乾燥できると共に、特に乾燥前の形状を保ち、しかも殺菌ができ、その上小型の設備で対応することである。

そこで、発明者は上記課題を解決すべく鋭意，研究を重ねた結果、本発明を、装置内を減圧させる真空ポンプと、該真空ポンプの動作にて減圧した中で蒸気を生成する蒸気タンクと、前記減圧蒸気を加熱して減圧過熱蒸気とする加熱ヒ−タと、食品等の被乾燥物を乾燥させる乾燥装置本体とからなり、前記減圧過熱蒸気を前記乾燥装置本体内に流入させて減圧過熱蒸気にて被乾燥物を静置状態にて乾燥させてなることを特徴とする減圧過熱蒸気を用いた乾燥殺菌装置としたことにより、前記課題を解決した。

また、前記構成において、前記減圧過熱蒸気を約５０℃乃至約１５０℃としてなることを特徴とする減圧過熱蒸気を用いた乾燥殺菌装置としたことにより、前記課題を解決した。さらに、前記構成において、前記乾燥装置本体と前記真空ポンプとの間に前記減圧過熱蒸気の一部を結露させる冷却コンデンサを設けてなることを特徴とする減圧過熱蒸気を用いた乾燥殺菌装置としたことにより、前記課題を解決したものである。また、前記構成において、前記乾燥装置本体と前記真空ポンプとの間に前記減圧過熱蒸気の一部を結露させる冷却コンデンサ及び冷却ユニットを設けてなることを特徴とする減圧過熱蒸気を用いた乾燥殺菌装置としたことにより、前記課題を解決したものである。

請求項１の発明においては、乾燥能力が高く、小型の設備で対応でき、食品等熱変性に弱いものでも乾燥できると共に、特に乾燥前の形状を保つことができるとともに、殺菌ができるという効果を奏する。また、請求項２の発明においては食品の乾燥として操作しやすい温度であり、殺菌もできる。さらに、請求項３の発明では、一層小型の設備で対応できる利点がある。また、請求項４の発明では、小型の設備で対応できる効果がある。

以下、本発明の第１実施形態について図面に基づいて説明すると、図１は本発明の構成図であって、主に、蒸気タンクＡと、加熱ヒ−タＢと、乾燥装置本体Ｃと、真空ポンプＤと、冷却コンデンサＥと、冷却ユニットＦとから構成されている。さらに、最小限の構成としては、蒸気タンクＡと、加熱ヒ−タＢと、乾燥装置本体Ｃと、真空ポンプＤとからなる。基本的には、乾燥装置本体Ｃ中に、減圧過熱蒸気を流入させ、それを熱源にして、乾燥装置本体Ｃ内での被乾燥物ａを乾燥及び殺菌させるものである。

前記蒸気タンクＡには、タンク本体１の周囲にスチームジャケット２が設けられ、加熱されている。前記タンク本体１には、蒸気として使用する不純物が入っていない水（例えば、イオン交換水、純水など）を蓄水した供給水タンク３が設けられている。前記蒸気タンクＡからは、真空ポンプＤの動作にて減圧した中で蒸気が減圧蒸気として生成される。また、前記蒸気タンクＡと前記乾燥装置本体Ｃとの間には、減圧蒸気供給配管４が設けられている。具体的には、減圧蒸気供給配管４の途中に加熱ヒ−タＢ（電気ヒータ、蒸気ヒータ、オイルヒータなど）が介在し、前記蒸気タンクＡと加熱ヒ−タＢとの間を第１減圧蒸気供給配管４ａといい、前記加熱ヒ−タＢと前記乾燥装置本体Ｃとの間の減圧蒸気供給配管４は、途中で分岐し、前記加熱ヒ−タＢ側を第２減圧蒸気供給配管４ｂと、前記乾燥装置本体Ｃ側を第３減圧蒸気供給配管４ｃとそれぞれいう。

また、前記乾燥装置本体Ｃと真空ポンプＤとの間には、減圧蒸気吸引配管５が設けられている。具体的には、減圧蒸気吸引配管５の途中に冷却コンデンサＥが介在している。前記乾燥装置本体Ｃと冷却コンデンサＥとの間の減圧蒸気吸引配管５は、途中で分岐し、前記乾燥装置本体Ｃ側を第１減圧蒸気吸引配管５ａと、前記冷却コンデンサＥ側を第２減圧蒸気吸引配管５ｂという。さらに、前記冷却コンデンサＥと前記真空ポンプＤとの間を第３減圧蒸気吸引配管５ｃという。

また、前記減圧蒸気供給配管４の分岐箇所及び前記減圧蒸気吸引配管５の分岐箇所には、それぞれ切換弁Ｖ₁、Ｖ₂が設けられている。その相互の分岐箇所間には、減圧蒸気逃がし配管６が設けられている。前記冷却コンデンサＥには、冷却ユニットＦが備えられ、冷却水供給配管７及び冷却水戻り配管８が設けられている。また、前記冷却コンデンサＥには前記冷却ユニットＦが設けられないこともある。９は前記真空ポンプＤの排気管である。１０は結露水ドレンタンクである。

前記乾燥装置本体Ｃは、図３乃至図６に示すように、乾燥筐体２０の下方側から、前記第３減圧蒸気供給配管４ｃを介して減圧過熱蒸気を内部に流入させ、前記乾燥筐体２０の上方側から、第１減圧蒸気吸引配管５ａに連続している。さらに、前記乾燥筐体２０には、板状の仕切り層２１が多層に設けられ、該多層の仕切り層２１、２１、…の後部側に、後部仕切り壁２２を介して後部流通空間２３が設けられている。また、前記多層の仕切り層２１、２１、…の両側部には、側部仕切り壁２４、２４を介して側部流通空間２５、２５がそれぞれ設けられている。前記後部仕切り壁２２には、流入用開口部２２ａが形成されるとともに、前記側部仕切り壁２４、２４には、複数の排出孔２４ａ、２４ａ、…が穿設されている。前記仕切り層２１、２１間に乾燥籠部２６が正面側から出し入れ可能に収納されている。該乾燥籠部２６内に食品等の被乾燥物ａを入れる。

前記乾燥装置本体Ｃは、前述のような構成をなし、前記乾燥筐体２０の下方側からの減圧過熱蒸気が後部流通空間２３、流入用開口部２２ａから上下の仕切り層２１、２１間に流入し、そこに収納された乾燥籠部２６に減圧過熱蒸気がまんべんなく接触するように構成されている。該被乾燥物ａは、前記減圧過熱蒸気を熱源にして、乾燥及び殺菌されるものである。

本発明の作用について説明する。まず、蒸気タンクＡから、真空ポンプＤの動作にて減圧した中で蒸気が減圧蒸気として生成される。このとき、減圧蒸気として使用する不純物が入っていない水（例えば、イオン交換水、純水など）は蒸気タンクＡに流入させる。該蒸気タンクＡからの減圧蒸気（例えば、約３８℃）は、減圧（例えば、−９５ｋＰａ）されている。そして、減圧蒸気は加熱ヒ−タＢにて加熱され（例えば、約７５℃）、減圧過熱蒸気となる。この減圧された過熱蒸気である点が大きな特徴である。

図２（Ａ）に示すように、切換弁Ｖ₁、Ｖ₂を通常運転タイプに切換え、第３減圧蒸気供給配管４ｃ、乾燥装置本体Ｃ内、第１減圧蒸気吸引配管５ａを流通するようにし、その減圧過熱蒸気（例えば、約７５℃）を、乾燥装置本体Ｃ内の食品等の被乾燥物ａに接触させて、該被乾燥物ａを乾燥及び殺菌する。この乾燥状態は、静置乾燥である。すなわち、乾燥籠部２６内の被乾燥物ａが動かない状態で乾燥されるものである。

このような静置乾燥を行い、食品等の被乾燥物ａから蒸発させて水分を伴った減圧過熱蒸気（例えば、約６７℃）は、前記冷却コンデンサＥにて冷却され（例えば、約２５℃）、水分は結露し結露水ドレンタンク１０内に入る。さらに、前記冷却コンデンサＥからの減圧過熱蒸気は前記真空ポンプＤから排気管９を介して排気される。

また、図２（Ｂ）に示すように、切換弁Ｖ₁、Ｖ₂を運転休止タイプに切換え、その減圧過熱蒸気が、前記乾燥装置本体Ｃ内を通過することなく、減圧蒸気逃がし配管６を介して、冷却コンデンサＥを通り、前記真空ポンプＤから、排気管９を介して排気される。前記乾燥装置本体Ｃ内の食品等の被乾燥物ａが乾燥が完了した場合に、乾燥籠部２６を引き出して被乾燥物ａを取り出す。

また、乾燥度合いを測定するのに、一実施形態ではあるが、食品等の被乾燥物ａを入れた乾燥籠部２６及び乾燥装置本体Ｃ全体を、乾燥の前後で計量機１５にて計量し、原料の重量を把握し、乾燥具合をチェックすることもある。そして、新たな食品等の被乾燥物ａを乾燥籠部２６を入れて、該乾燥籠部２６を前記乾燥装置本体Ｃ内に収納する。この状態から、切換弁Ｖ₁、Ｖ₂を通常運転タイプに切換えて乾燥・殺菌を行う。

以上のように、本発明では、乾燥能力が高く、小型の設備で対応できる。これは真空乾燥する場合と比較したものである。真空乾燥では、プレ−ト上に載せて伝える直接伝熱方式であり、乾燥能力が低い。このため、本発明では設備費用を比較的割安にできる。また、大気圧下での過熱蒸気（約１７０℃程度）に比べると、品温を低く保ちつつ加熱できるため、食品等熱変性に弱いものでも乾燥できる。特に、食品の乾燥前の形状を保つことができる。さらに、食品等自体の品温が低い温度であっても約５０℃〜約１５０℃にての乾燥のため殺菌作用も得られる。

常圧で乾燥させた場合、熱変性があり、潰れてしまう原料として、苺を使用した場合。常圧乾燥（通気乾燥）させた場合、設定温度７０℃では表面が１０分足らずで白色化し、２４時間経過しても表面付近が乾燥しているだけで、内部水分は残ったままであった。９０℃に設定温度を上げて仕上乾燥を約６時間行う事により、乾燥製品を得る事が出来たが、焦げ茶色の扁平したものとなっていた。
本装置を用いて、乾燥装置本体Ｃの乾燥筐体２０内を−９０〜−９５ｋＰａ、減圧過熱蒸気温度７０℃に保って乾燥させた場合、約１６時間で完了した。また、大きさは１０％程度小さくなっているものの、新鮮時の形状は保たれたままで、色は鮮やかな赤が残ったままの製品が得られた。

常圧でも乾燥処理されている原料として、舞茸（収穫したままの大きさ、一株当り７０〜１２０ｇ）を使用した場合。
常圧乾燥（通気乾燥）させた場合、設定温度７０℃、約８時間で乾燥出来ていた。大きさは１０％程度小さくなっているが、製品の形状も保たれており、目立った変色も見られない。極めて新鮮度が保たれた感がある。
一方、本装置を用いて、乾燥装置本体Ｃの乾燥筐体２０内を−９０〜−９５ｋＰａ、減圧過熱蒸気温度７０℃に保って乾燥させた場合、約８時間で完了した。この時の常圧乾燥品との比較では、新鮮度も同程度以上で本装置の方がふっくらと仕上がっている。

そこで両サンプルを微粉砕し、生菌数の検査を行ったところ、以下のような差が見られた。
検査対象大腸菌群数一般性菌数
常圧乾燥（通気乾燥）品３００以下／ｇ４０００／ｇ
減圧過熱蒸気乾燥品３００以下／ｇ３００以下／ｇ
このことから、天日乾燥が可能な対象物に関しては仕上り状態は同等であることが判るが、殺菌効果については、新たに殺菌機を導入する必要が無く、市場に長期間流通させる事が可能となる本装置導入のメリットは大きい。

従来技術の真空乾燥と、従来技術の過熱蒸気静置乾燥とを結合した構成であるが、特に顕著な効果を奏する発明である。すなわち、真空乾燥と比較して乾燥能力が高く、小型の設備で対応できるし、真空乾燥では、プレ−ト上に載せて伝える直接伝熱方式であり、乾燥能力が低いが、本発明では、設備費用を比較的割安にしつつ乾燥能力を高められる。また、大気圧下での過熱蒸気（約１７０℃程度）に比べると、品温を低く保ちつつ加熱できるため、食品等熱変性に弱いものでも乾燥できる。特に、食品の形状を保つことができる。さらに、食品等自体の品温が低い温度であっても約５０℃〜約１５０℃にての乾燥のため殺菌作用も得られるという多くの利点があり、産業上の利用可能性は極めて大きい。

本発明の構成図である。（Ａ）は通常運転状態とした切換弁関連の主要部材の作用状態を示す構成図、（Ｂ）は運転休止状態とした切換弁関連の主要部材の作用状態を示す構成図である。乾燥装置本体の要部断面図である。（Ａ）は乾燥装置本体の斜視図、（Ｂ）は乾燥装置本体の一部切除した斜視図である。（Ａ）は乾燥装置本体の横断平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ矢視断面図である。（Ａ）は乾燥装置本体の要部斜視図、（Ｂ）は（Ａ）において乾燥籠部を除いた乾燥装置本体の要部斜視図である。

符号の説明

Ａ…蒸気タンク、Ｂ…加熱ヒ−タ、Ｃ…乾燥装置本体、Ｄ…真空ポンプ、
Ｅ…冷却コンデンサ、Ｆ…冷却ユニット。

Claims

装置内を減圧させる真空ポンプと、該真空ポンプの動作にて減圧した中で蒸気を生成する蒸気タンクと、減圧蒸気を加熱して減圧過熱蒸気とする加熱ヒ−タと、食品等の被乾燥物を乾燥させる乾燥装置本体とからなり、前記減圧過熱蒸気を前記乾燥装置本体内に流入させて減圧過熱蒸気にて被乾燥物を静置状態にて乾燥させてなることを特徴とする減圧過熱蒸気を用いた乾燥殺菌装置。
請求項１において、前記減圧過熱蒸気を約５０℃乃至約１５０℃としてなることを特徴とする減圧過熱蒸気を用いた乾燥殺菌装置。
請求項１又は２において、前記乾燥装置本体と前記真空ポンプとの間に前記減圧過熱蒸気の一部を結露させる冷却コンデンサを設けてなることを特徴とする減圧過熱蒸気を用いた乾燥殺菌装置。
請求項１又は２において、前記乾燥装置本体と前記真空ポンプとの間に前記減圧過熱蒸気の一部を結露させる冷却コンデンサ及び冷却ユニットを設けてなることを特徴とする減圧過熱蒸気を用いた乾燥殺菌装置。