JP2013113448A - Microwave vacuum dryer, and drying method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、減圧雰囲気下で被乾燥物にマイクロ波を照射して所定の含水率になるまで乾燥させるマイクロ波減圧乾燥機及びマイクロ波減圧乾燥機を使用した乾燥方法に係り、特に、大量の被乾燥物を同時に処理でき、被乾燥物の種類や性状に応じて乾燥制御状態を切り替えることができるようにしたものに関する。 The present invention relates to a microwave vacuum dryer and a drying method using the microwave vacuum dryer that are dried until a predetermined moisture content is irradiated by microwaves in a reduced-pressure atmosphere. The present invention relates to an apparatus that can process an object to be dried at the same time and can switch a drying control state according to the type and properties of the object to be dried.
従来から、マイクロ波を利用した乾燥機が種々開発されており、種々の被乾燥物の乾燥に使用されている。また、大量の被乾燥物を乾燥させる場合には、被乾燥物をコンベヤ上に載せて移動させながら乾燥させる連続式の乾燥機や下記の特許文献１に示すような多段式の棚を使用したバッチ式の乾燥機が存在している。
Conventionally, various dryers using microwaves have been developed and used for drying various objects to be dried. In addition, when drying a large amount of objects to be dried, a continuous dryer that dries while moving the objects to be dried on a conveyor or a multistage shelf as shown in
また、イチゴやみかん等、糖分を含んだ果物等を乾燥させると、所定の水分量に達するまでは良好な水分量の減少が見られるが、その後は水分量の減少が鈍ってジャム状の粘った状態になり、乾燥時間が長くかかり、被乾燥物の外観品質や風味が大きく損なわれてしまう。
この場合、従来は、高額な設備コストを要する真空凍結乾燥機等を導入して対処していたが、乾燥後の被乾燥物の表面がカサカサになったり、外観形状に変形等が生じていた。
In addition, when sugar-containing fruits such as strawberries and tangerines are dried, a good decrease in water content is observed until the predetermined water content is reached, but after that the decrease in water content is slow and jam-like stickiness is observed. It takes a long time to dry, and the appearance quality and flavor of the material to be dried are greatly impaired.
In this case, conventionally, a vacuum freeze dryer that requires high equipment costs was introduced to cope with it, but the surface of the object to be dried after drying was rustled, and the appearance shape was deformed. .
しかしながら、上記特許文献１に開示されているマイクロ波減圧乾燥機は、ターンテーブルを備えていないため、被乾燥物の位置によって乾燥状態にムラが出易いという欠点を有している。
また、多段式の棚で仕切られている各部屋は完全に連通しており、単一のマイクロ波照射装置を使用して上記各部屋を同時に乾燥させる方式のため上記各部屋ごとの乾燥状態の切り替えを行うことができない。従って、少量多品種の被乾燥物の乾燥を行うような場合には、効率の悪い乾燥となってしまう。
However, since the microwave vacuum dryer disclosed in
In addition, each room partitioned by multi-stage shelves is in full communication, and since each room is dried simultaneously using a single microwave irradiation device, the dry state of each room is Switching cannot be performed. Therefore, when drying a small amount and many kinds of to-be-dried materials, drying becomes inefficient.
また、上記糖分を含んだ果物等を外観品質や風味等を損ねることなく乾燥させるためには、精度の高い乾燥状態の制御が必要になってくるが、上記特許文献１に開示されているマイクロ波減圧乾燥機や上述した真空凍結乾燥機では、被乾燥物の種類や性状、あるいは乾燥の進捗状況等に応じて乾燥制御状態を切り替えることはできなかった。 In addition, in order to dry the fruit-containing fruit and the like without impairing the appearance quality and flavor, it is necessary to control the drying state with high precision. In the wave vacuum dryer and the above-described vacuum freeze dryer, the drying control state cannot be switched according to the type and properties of the material to be dried or the progress of drying.
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、被乾燥物の種類や性状あるいは乾燥の進捗状況等に応じて各個別乾燥室ごとのマイクロ波乾燥のＯＮ、ＯＦＦを切り替えることができる低コストで精度の高い乾燥が可能なマイクロ波減圧乾燥機及びマイクロ波減圧乾燥方法を提供することにある。 The present invention has been made based on such points, and the object of the present invention is to turn on / off microwave drying for each individual drying chamber according to the type and properties of the object to be dried or the progress of drying. Is to provide a microwave vacuum dryer and a microwave vacuum drying method capable of drying at low cost with high accuracy.
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、被乾燥物を収容したトレーを投入及び排出する開口部を備えた減圧乾燥炉と、上記開口部に取り付けられる開閉可能な開閉扉と、上記減圧乾燥炉内を通気性及び通水性を維持しマイクロ波の漏洩を遮蔽した状態で区画することによって形成される複数の個別乾燥室と、上記個別乾燥室ごとに設けられ、該個別乾燥室内に収容された被乾燥物に向けてマイクロ波を照射して被乾燥物を乾燥させるマイクロ波照射装置と、上記個別乾燥室ごとに設けられ、該個別乾燥室内に収容された被乾燥物を回転軸を中心にして所定の回転数で回転させるターンテーブルと、上記減圧乾燥炉内を減圧雰囲気にする減圧装置と、上記個別乾燥室ごとに設けられ、該個別乾燥室内に収容された被乾燥物の品温を計測する温度センサと、上記温度センサによって計測した品温と上記マイクロ波照射装置から照射されたマイクロ波出力とマイクロ波の発振時間とに基づいて乾燥制御状態を切り替える制御部と、を具備していることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a microwave vacuum dryer according to
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、上記減圧乾燥炉の開口部と上記開閉扉との間には、第１チョークと第２チョークが向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が設けられていることを特徴とするものである。
The microwave vacuum dryer according to
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、上記各個別乾燥室を仕切り板によって区画する構成とし、該仕切り板の前端縁には、長さ方向に所定ピッチで連続的に配置された第１チョークと第２チョークが一部入り込んで向い合わせになるように配設されたダブルチョーク一体構造のシール構造が設けられていることを特徴とするものである。
The microwave vacuum dryer according to
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、上記トレーの下方と上記個別乾燥室の仕切り板の上面には、トレーから流出した水分や粉末等を受け止める受け皿が設けられていることを特徴とするものである。
A microwave vacuum dryer according to
また、請求項５によるマイクロ波減圧乾燥機は、請求項１〜４のいずれかに記載のマイクロ波減圧乾燥機において、上記トレーの上方には、先端側を下向き姿勢に配置され、マイクロ波照射装置から照射されるマイクロ波を反射させる反射板が設けられていることを特徴とするものである。
The microwave vacuum dryer according to claim 5 is the microwave vacuum dryer according to any one of
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、上記各ターンテーブルは、該ターンテーブルの中心から鉛直方向下方に延びる回転軸によって回転自在に支持されており、該回転軸には、単一の駆動モータから動力伝達機構を介して個別に動力が伝達されてすべてのターンテーブルが同時に回転するように構成されていることを特徴とするものである。
The microwave vacuum dryer according to
また、請求項７によるマイクロ波減圧乾燥機を使用した乾燥方法は、請求項１〜６のいずれかに記載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乾燥方法であって、上記制御部では、マイクロ波出力とマイクロ波の発振時間とを複数の工程に分けて設定し、最初の工程から最後の工程にかけて順次、マイクロ波出力が段階的に低くなるように設定して被乾燥物の乾燥状態を制御する時間・出力制御方法に従った乾燥を行うようにしたことを特徴とするものである。
A drying method using a microwave vacuum dryer according to claim 7 is a drying method executed by using the microwave vacuum dryer according to any one of
また、請求項８によるマイクロ波減圧乾燥機を使用した乾燥方法は、請求項１〜６のいずれかに記載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乾燥方法であって、上記制御部では、被乾燥物の品温とマイクロ波の発振時間とを設定し、被乾燥物の品温に基づいてＰＩＤ制御を行い、マイクロ波出力を上記被乾燥物の品温の変化に比例させて制御し、更に積分制御と微分制御とによってその値を補正する品温制御方法に従った乾燥を行うようにしたことを特徴とするものである。
Further, a drying method using the microwave vacuum dryer according to
また、請求項９によるマイクロ波減圧乾燥機を使用した乾燥方法は、請求項７または８記載のマイクロ波減圧乾燥機を使用した乾燥方法において、請求項１〜６のいずれかに記載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乾燥方法であって、上記制御部では、上記時間・出力制御方法または品温制御方法によって一次乾燥を実行後、除湿乾燥機を使用して二次乾燥を実行して目標含水率にする除湿併用乾燥方法を行うようにしたことを特徴とするものである。
Moreover, the drying method using the microwave vacuum dryer according to
そして、上記手段によって以下のような作用が得られる。まず、減圧乾燥炉をマイクロ波の漏洩を遮蔽した状態で区画して複数の個別乾燥室を設け、各個別乾燥室ごとにマイクロ波照射装置とターンテーブルを配置したことにより、個別乾燥室ごとのマイクロ波による減圧乾燥が可能になる。
従って、被乾燥物の種類や性状、あるいは乾燥の進捗状況等に応じてマイクロ波による減圧乾燥を行う個別乾燥室と行わない個別乾燥室とを振り分けて乾燥を実行することが可能になる。
また、各個別乾燥室内に温度センサが設けられているから乾燥中の各個別乾燥室内に収容されている被乾燥物の品温を随時把握することができるから、上記被乾燥物の品温を乾燥状態の制御に利用することが可能になる。
The following actions can be obtained by the above means. First, the vacuum drying furnace is partitioned in a state where the leakage of microwaves is shielded, and a plurality of individual drying chambers are provided, and a microwave irradiation device and a turntable are arranged for each individual drying chamber. Vacuum drying with microwaves becomes possible.
Accordingly, it is possible to execute the drying by assigning the individual drying chamber that performs vacuum drying by the microwave and the individual drying chamber that does not perform the drying according to the type and property of the object to be dried, the progress of the drying, or the like.
In addition, since a temperature sensor is provided in each individual drying chamber, the product temperature of the object to be dried accommodated in each individual drying chamber during drying can be grasped as needed. It can be used to control the dry state.
また、上記被乾燥物の品温と上記マイクロ波照射装置からのマイクロ波出力及びマイクロ波の発振時間とに基づいて被乾燥物の乾燥状態を制御部において制御することが可能になるから、被乾燥物の種類や性状に対応した精度の高い乾燥状態の制御が行えるようになる。 Further, since the drying state of the object to be dried can be controlled by the control unit based on the product temperature of the object to be dried, the microwave output from the microwave irradiation device and the oscillation time of the microwave, It becomes possible to control the dry state with high accuracy corresponding to the type and properties of the dried product.
また、減圧乾燥炉の開口部と開閉扉との間にダブルチョーク一体構造のシール構造を配設した場合には、該シール構造の外方へのマイクロ波の漏洩が高レベルで高周波回路的に防止されるようになる。 In addition, when a double-choke integrated seal structure is disposed between the opening of the vacuum drying furnace and the open / close door, microwave leakage to the outside of the seal structure is at a high level and in a high-frequency circuit manner. Will be prevented.
また、各個別乾燥室を仕切り板によって区画する構成とした場合には、各個別乾燥室内で発振されたマイクロ波を該仕切り板によって反射させて当該個別乾燥室外へのマイクロ波の漏洩を防止することが可能になる。
また、上記各仕切り板の前端縁に、ダブルチョーク一体構造のシール構造を配設した場合には、各個別乾燥室間でのマイクロ波の漏洩も高レベルで高周波回路的に防止されるようになる。
In addition, when each individual drying chamber is configured to be partitioned by a partition plate, microwaves oscillated in each individual drying chamber are reflected by the partition plate to prevent leakage of the microwaves outside the individual drying chamber. It becomes possible.
In addition, when a double choke integrated seal structure is provided at the front edge of each partition plate, microwave leakage between the individual drying chambers is prevented at a high level in a high-frequency circuit manner. Become.
また、トレーの下方と仕切り板の上面に受け皿を設けた場合には、トレーから流出した水分や粉末等のターンテーブル上面や個別乾燥室内壁面への付着を防止でき、メンテナンスが容易になる。
また、トレーの上方に、先端側を下向き姿勢に配置され、マイクロ波照射装置から照射されるマイクロ波を反射させる反射板を設けた場合は、マイクロ波がトレーＴ上の被乾燥物Ａが均一に乾燥され、加熱ムラを防止することができる。
また、各ターンテーブルの下面の中心から下方に延びる回転軸を単一の駆動モータによって回転駆動するように構成した場合には、駆動モータや該駆動モータの出力軸の回転を上記回転軸に伝える動力伝達機構の数が少なくて済むから、部品点数を削減して部品コスト及び製品コストを低く抑えることが可能になる。
In addition, when the trays are provided below the tray and on the upper surface of the partition plate, it is possible to prevent the moisture or powder that has flowed out of the tray from adhering to the upper surface of the turntable or the individual drying chamber wall surface, thereby facilitating maintenance.
In addition, when a reflecting plate is provided above the tray so that the front end side is disposed downward and reflects the microwave irradiated from the microwave irradiation device, the microwave is uniformly distributed on the object T on the tray T. It is dried to prevent uneven heating.
Further, when the rotary shaft extending downward from the center of the lower surface of each turntable is driven to rotate by a single drive motor, the rotation of the drive motor and the output shaft of the drive motor is transmitted to the rotary shaft. Since the number of power transmission mechanisms is small, it is possible to reduce the number of parts and to keep the parts cost and product cost low.
また、上記制御部において、マイクロ波出力とマイクロ波の発振時間とを複数の工程に分けて設定し、最初の工程から最後の工程にかけて順次、マイクロ波出力が段階的に低くなるようにして被乾燥物の乾燥状態を制御する時間・出力制御方法を行うようにした場合には、常に同じ大きさのマイクロ波出力で所定のマイクロ波の発振時間、マイクロ波を照射させる従来の乾燥方法に比べて被乾燥物の種類や性状、あるいは乾燥の進捗状況等に応じたより精度の高い乾燥状態の制御が可能になる。また、被乾燥物の品温を比較的低く保持して短い乾燥時間で効率の良い乾燥を実行できる。 In the control unit, the microwave output and the microwave oscillation time are set in a plurality of steps, and the microwave output is decreased step by step from the first step to the last step. When the time / output control method is used to control the dry state of the dried product, it is always compared with the conventional drying method that irradiates the microwave with a predetermined microwave oscillation time with the same microwave output. Thus, it becomes possible to control the drying state with higher accuracy according to the type and properties of the object to be dried or the progress of drying. Moreover, efficient drying can be performed in a short drying time while keeping the product temperature of the material to be dried relatively low.
また、上記制御部において、被乾燥物の品温とマイクロ波の発振時間とを設定し、被乾燥物の品温に基づいてＰＩＤ制御を行い、マイクロ波出力を上記被乾燥物の品温の変化に比例させて制御し、更に積分制御と微分制御とによってその値を補正する品温制御方法を行うようにした場合には、上記時間・出力制御方法と同様、常に同じ大きさのマイクロ波出力で所定のマイクロ波の発振時間、マイクロ波を照射させる従来の乾燥方法に比べて被乾燥物の種類や性状、あるいは乾燥の進捗状況等を考慮したより精度の高い乾燥状態の制御が可能になる。また、被乾燥物の品温を比較的低く保持して短い乾燥時間で効率の良い乾燥を実行できる。 Further, the control unit sets the product temperature of the object to be dried and the oscillation time of the microwave, performs PID control based on the product temperature of the object to be dried, and sets the microwave output to the product temperature of the object to be dried. When performing a product temperature control method that controls in proportion to the change and further corrects the value by integral control and differential control, the microwave always has the same size as in the time / output control method described above. Compared with conventional drying methods that irradiate microwaves with a predetermined microwave oscillation time at the output, it is possible to control the drying state with higher accuracy in consideration of the type and properties of the object to be dried or the progress of drying. Become. Moreover, efficient drying can be performed in a short drying time while keeping the product temperature of the material to be dried relatively low.
また、上記制御部において、上記時間・出力制御方法または品温制御方法によって一次乾燥を実行後、除湿乾燥機を使用して二次乾燥を実行して目標含水率にする除湿併用乾燥方法を行うようにした場合には、乾燥後の被乾燥物の外観品質や風味を優先させた乾燥を実行でき、ユーザの目的に合った、より自由度を持った精度の高い乾燥が実行できるようになる。 In the control unit, after the primary drying is performed by the time / output control method or the product temperature control method, the secondary drying is performed by using the dehumidifying dryer, and the dehumidifying combined drying method is performed to obtain the target moisture content. In such a case, it is possible to execute drying that gives priority to the appearance quality and flavor of the dried object after drying, and it is possible to perform highly accurate drying with more flexibility that suits the user's purpose. .
本発明のマイクロ波減圧乾燥機及びマイクロ波減圧乾燥機を使用した乾燥方法によると、一度に大量の被乾燥物の乾燥を処理でき、被乾燥物の種類や性状、あるいは乾燥の進捗状況等に応じて各個別乾燥室ごとのマイクロ波乾燥のＯＮ、ＯＦＦを切り替えることが可能になる。
また、制御部で行う乾燥状態の制御方法の切り替えによって被乾燥物の種類や性状、あるいは乾燥の進捗状況等に応じた低コストで精度の高い、ユーザの目的に合った被乾燥物の乾燥が実行できるようになる。
According to the microwave vacuum dryer and the drying method using the microwave vacuum dryer of the present invention, it is possible to process a large amount of material to be dried at one time, and the type and property of the material to be dried, or the progress of drying, etc. Accordingly, it is possible to switch on and off the microwave drying for each individual drying chamber.
In addition, by switching the control method of the drying state performed by the control unit, the drying object suitable for the purpose of the user can be dried at a low cost and with high accuracy according to the type and properties of the object to be dried or the progress of drying. It becomes possible to execute.
以下、図１〜図２２に示す第１の実施の形態と、図２３〜図２７に示す第２の実施の形態と、図２８〜図３１に示す第３の実施の形態と、を例にとって本発明を実施するための形態を説明する。
尚、第１の実施の形態に係るマイクロ波減圧乾燥機１Ａは、開閉扉７Ａが正面と背面に２つ配設されたスライド式で個別乾燥室２５が上下に一例として５段配設された大型のマイクロ波減圧乾燥機である。また、第２の実施の形態に係るマイクロ波減圧乾燥機１Ｂは、開閉扉７Ｂが片開き回動式で個別乾燥室２５が上下に一例として２段配設された中型ないし小型のマイクロ波減圧乾燥機である。
In the following, the first embodiment shown in FIGS. 1 to 22, the second embodiment shown in FIGS. 23 to 27, and the third embodiment shown in FIGS. A mode for carrying out the present invention will be described.
The
更に、第３の実施の形態に係るマイクロ波減圧乾燥機１Ｃは、上記第１、第２の実施の形態に係るマイクロ波減圧乾燥機１Ａ、１Ｂに除湿乾燥機２を組み合わせた除湿乾燥とマイクロ波減圧乾燥を併用して行うことができる複合タイプのマイクロ波減圧乾燥機である。
また、本発明の乾燥対象となる被乾燥物Ａとしては、具体的には、生の茶葉、緑茶等の茶や、トマト等の野菜や、糖度が高く、乾燥しにくい、いちご、ブルーベリー等の果物や、食物繊維の一種であるデキストリンが一例として挙げられるが、これらに限られるものではなく、広く食品や食品以外の種々の被乾燥物Ａの乾燥に適用可能である。
Furthermore, the
In addition, as the to-be-dried object A to be dried of the present invention, specifically, tea such as raw tea leaves and green tea, vegetables such as tomatoes, strawberry, blueberry, etc. having high sugar content and difficult to dry Fruits and dextrin, which is a kind of dietary fiber, can be cited as examples. However, the present invention is not limited to these examples, and can be widely applied to drying foods and various dried objects A other than foods.
そして、本発明のマイクロ波減圧乾燥機１は、被乾燥物Ａを収容したトレーＴを投入及び排出する開口部３を備えた減圧乾燥炉５と、上記開口部３に取り付けられる開閉可能な開閉扉７と、上記減圧乾燥炉５内を、通気性及び通水性を維持しマイクロ波の漏洩を遮蔽した状態で区画することによって形成される複数の個別乾燥室２５と、上記個別乾燥室２５ごとに設けられるマイクロ波照射装置９、ターンテーブル３７及び温度センサ３９と、上記温度センサ３９によって計測した品温と上記マイクロ波照射装置９から照射されたマイクロ波出力とマイクロ波の発振時間とに基づいて乾燥制御状態を切り替える制御部３１と、を具備することによって基本的に構成されている。
The
（１）第１の実施の形態（図１〜図２２参照）
本実施の形態によるマイクロ波減圧乾燥機１Ａは、アングル材等、適宜の構造部材を矩形枠状に組み立てることによって構成される支持架台２３Ａに対して、中央向って右寄りの位置に減圧乾燥炉５Ａ、その前方に被乾燥物Ａが収容されたトレーＴを上記減圧乾燥炉５内に投入するトレー投入機４１、上記減圧乾燥炉５Ａの後方に乾燥が終了した被乾燥物Ａが収容されたトレーＴを上記減圧乾燥炉５Ａから外部に排出するトレー排出機４３と、がそれぞれ配設されている。
尚、本実施の形態で使用するトレーＴは、一例として幅が６６７ｍｍ、奥行きが６６７ｍｍで高さが４７ｍｍのプラスチック製のトレーで、各個別乾燥室２５ごとに計５枚が使用される。
(1) 1st Embodiment (refer FIGS. 1-22)
The
As an example, the tray T used in the present embodiment is a plastic tray having a width of 667 mm, a depth of 667 mm, and a height of 47 mm. A total of five trays T are used for each
また、上記トレー投入機４１の左方に高圧盤４５と、上記制御部３１として機能する制御盤が設けられている。
また、上記トレー排出機４３の左方上部に貯水槽３５、上記トレー排出機４３の左方下部に減圧装置として機能する一例として５．５ｋｗの水封式の真空ポンプ３３が配設されている。減圧乾燥炉５の各個別乾燥室２５には、一側面に吸気口３２が設けられ、ここには図示しない配管により真空ポンプ３３が接続されている。また、減圧乾燥炉５の各個別乾燥室２５には、他側面に給気口３４が設けられ、ここから大気を吸い込むように構成されている。
Further, a high-
Further, a
また、上記支持架台２３Ａの前方の上下には、図７中左方に延びるガイドレール４７を備えた開閉扉７Ａの支持機構と、該支持機構によって支持される左右スライド式の開閉扉７Ａが配設されている。
また、上記開閉扉７Ａの前面の一例として左右には開閉扉７Ａを開閉する際の手掛かりとなるグリップ７５が設けられており、上記開閉扉７Ａの前面の一例として中央には各個別乾燥室２５に対応した位置に１個ずつ、計５個の点検窓７３が設けられている。
A support mechanism for the open /
Further, as an example of the front surface of the opening /
また、上記減圧乾燥炉５Ａは、金属製平板によって構成された仕切り板５１によって、通気性及び通水性を維持しマイクロ波の漏洩を遮断した状態で５段の個別乾燥室２５に区画されている
上記減圧乾燥炉５Ａの一例として左方には、各個別乾燥室２５に対応した位置に１基ずつ、計５基のマイクロ波照射装置９が設けられており、上記減圧乾燥炉５Ａの一例として右方には、各個別乾燥室２５に対応した位置に１個ずつ、計５個の温度センサ３９が、各個別乾燥室２５内のトレーＴにセットされた被乾燥物Ａに指向するように一例として傾斜姿勢で設けられている。
尚、本実施の形態において使用するマイクロ波照射装置９は、最大可変出力が１．９５ｋｗのものを５基使用しており、計９．７５ｋｗの最大可変出力を有するように構成されている。また、本実施の形態において使用する温度センサ３９としては一例として赤外線温度計を採用することが可能である。
The reduced-
In addition, the
また、本実施の形態では、開閉扉７Ａの背面の外周部がシール面になっており、該シール面と対向する開口部３の周りの減圧乾燥炉５Ａの前面に第１チョーク１７と第２チョーク１９が向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２１Ａと、その外方にリング状のゴムパッキン等によって構成されるシール部材１１と、が設けられている。
尚、この方式のシール構造２１Ａは、接合部の隙間から漏洩するマイクロ波を高周波回路的に阻止して外部に飛散しないようにするもので、マイクロ波が伝搬する経路中にマイクロ波の波長の１／４の長さの迂回路を設けることで、この部分での反射波と外部に直接向かう波との位相差をマイクロ波の波長の１／２にして互いに打ち消し合うようにするというものである。
In the present embodiment, the outer peripheral portion of the back surface of the open /
The
また、上記開閉扉７Ａの閉塞位置における上記減圧乾燥炉５Ａの前面の上下の左右には、１基ずつ計４基の押圧シリンダ４９が設けられており、閉塞位置に来た開閉扉７Ａを減圧乾燥炉５Ａ側に所定の押圧力で押圧できるように構成されている。
また、上述したシール構造２１Ａは、図７〜１０に示すように上記各個別乾燥室２５を区画する仕切り板５１を利用して個別乾燥室２５ごとにも設けられている。具体的には、上記仕切り板５１の前端縁に上記第１チョーク１７と第２チョーク１９の一部が入り込む構造になっており、開閉扉７Ａの背面に第１チョーク１７と第２チョーク１９が取り付けられていて、そのスライド位置を上記第１チョーク１７と第２チョーク１９の高さ分、逃がしておき、上記押圧シリンダ４９の押圧力を利用して開閉扉７Ａを減圧乾燥炉５側に圧着させた際、仕切り板５１の前端縁に第１チョーク１７と第２チョーク１９が入り込む構造が採用されている。
尚、この方式のシール構造２１Ａは、接合部の隙間から漏洩するマイクロ波を高周波回路的に阻止して外部に飛散しないようにするもので、マイクロ波が伝搬する経路中にマイクロ波の波長の１／４の長さの迂回路を設けることで、この部分での反射波と外部に直接向かう波との位相差をマイクロ波の波長の１／２にして互いに打ち消し合うようにするというものである。
尚、図１１に示す変形例のように、上記仕切り板５１の前端縁に上記第１チョーク１７と第２チョーク１９の一部が入り込んだ状態で開口部３の周りの減圧乾燥炉５Ａの前面に取り付けておき、上記押圧シリンダ４９の押圧力を利用して開閉扉７Ａを減圧乾燥炉５側の第１チョーク１７と第２チョーク１９に圧着させる構造を採用してもよい。
A total of four
Moreover, 21 A of sealing structures mentioned above are provided for every
The
11, the front surface of the
尚、上記仕切り板５１は、一部に通気性及び通水性を維持した状態で鉄板などの金属製平板によって構成されているが、パンチングメタルや金網等によって形成されているマイクロ波遮蔽作用を有する板材を採用することも可能である。
また、上記仕切り板５１の上面には、図４〜図６に示すように被乾燥物Ａが収容されたトレーＴから流出した水分や粉末等を受け止める一例として４枚の受け皿５３が設けられている。そして、このうち中央の２枚の受け皿５３及び図中右側の受け皿５３には、次に述べるターンテーブル３７の回転部３８や駆動軸６７を逃げる切り欠き５５が形成されている。
The
Further, as shown in FIGS. 4 to 6, four
また、上記仕切り板５１の下方の空間には、各個別乾燥室２５のターンテーブル３７を個別に回転させるための動力伝達機構５７が配設されており、上記仕切り板５１の上方の中心にはターンテーブル３７が配設されている。
そして、各ターンテーブル３７の下面の中心には鉛直方向下方に延びる短寸の回転軸５９が突出しており、該回転軸５９は軸受部材によって構成される上記ターンテーブル３７の回転部３８によって回転自在に支持されている。
Further, a
A short
また、上記ターンテーブル３７の下面の中心から延びる回転軸５９の先端には上述した動力伝達機構５７の構成部材である従動プーリ６１が取り付けられている。そして、該従動プーリ６１には次に述べる単一の駆動モータ６３の出力軸の回転が駆動プーリ６０からタイミングベルト６４を介して伝達されるようになっている。
尚、図６中符号６２で示すのは、上記タイミングベルト６４の緊張状態を保持するためのテンションプーリである。そして、上記駆動プーリ６０と従動プーリ６１とテンションプーリ６２とタイミングベルト６４とによって１組の動力伝達機構５７が構成されている。
A driven
Note that
また、本実施の形態では、各個別乾燥室２５に対応した５組の動力伝達機構５７が設けられており、これら５組の動力伝達機構５７を単一の駆動モータ６３によって駆動している。具体的には、減圧乾燥炉５Ａの上面に一例として下向きで駆動モータ６３が設けられており、該単一の駆動モータ６３の出力軸の回転をカップリング６５を介して鉛直方向下方に向けて延びている長尺な駆動軸６７に伝達している。そして、該駆動軸６７には、上記各組の動力伝達機構５７の駆動プーリ６０が取り付けられていて、単一の駆動モータ６３を駆動すると、すべてのターンテーブル３７が同方向に同速度で回転するように構成されている。
また、上述したターンテーブル３７の上方には、一例として囲桁状に組んだ支持フレーム６９が取り付けられており、該支持フレーム６９上に被乾燥物Ａを収容したトレーＴがセットされるように構成されている。
また、上記トレーＴの下方にも上記受け皿５３と同様の機能を有する受け皿７１が設けられており、乾燥中の水分や粉末等の外部飛散を防止してメンテナンスを容易にしている。
In the present embodiment, five sets of
In addition, a
A
また、上記トレーＴの上方には、先端側を下向き姿勢に配置され、マイクロ波照射装置から照射されるマイクロ波を反射させる反射板７０が設けられている。すなわち、本装置においてはマイクロ波照射装置９を個別乾燥室２５の側面に設ける必要があり、上記マイクロ波照射装置９から照射するマイクロ波が回転するトレーＴ上の被乾燥物Ａに均一に照射されるように、マイクロ波が適度に反射されるように配置した反射板７０が設けられる。上記反射板７０は一例としてステンレス製であり、扇状の形状を有している。そして、これをマイクロ波照射装置９の照射口の上部からターンテーブル３７の中心線付近まで下向きの傾斜姿勢に取り付けている。
次に、図１２〜１７を参照して上記反射板の効果を試すために反射板無しの場合と有りの場合とを比較したマイクロ波加熱試験の内容と結果について説明する。本試験は方形状のトレーＴ上に水を収容した容器を対角線上に９箇所配置し、これを２段式乾燥装置の下段の個別乾燥室２５内の支持フレーム６９上にセットし、上記トレーＴを回転させながらマイクロ波照射装置９より１５００Ｗの出力で一定時間マイクロ波を照射し、その前後でサーモグラフィーにより各容器毎の水の温度の変化を計測した。尚、反射板無しの場合は、トレーＴは通常の位置にセットし、加熱時間１０分間とした。一方、反射板有りの場合は、反射板７０が照射口の上部から先端が８０ｍｍ前下がりになるように取り付け、トレーＴは通常より３０ｍｍ上げてセットし、加熱時間５分間とした。
その試験結果は図１４〜１７に示す通りであり、反射板無しの場合は、中央と一方の対角線の１つ外側で８．３４℃の温度差であるのに対し、反射板有りの場合は、中央と一方の対角線の２つ外側で４．０７℃の温度差であり、反射板を設けた場合の方が、マイクロ波による加熱が中心から外方にかけて均一に行われていることが確認できた。この結果から明らかなように、上記反射板７０を設けることによってトレーＴ上の被乾燥物Ａをより均一に乾燥することができるようになり、加熱ムラを防止することができる。
In addition, a
Next, the contents and results of the microwave heating test in which the case without the reflector and the case with the reflector are compared in order to test the effect of the reflector will be described with reference to FIGS. In this test, nine containers containing water were placed diagonally on a square tray T, which were set on the
The test results are as shown in FIGS. 14 to 17. In the case without a reflector, the temperature difference is 8.34 ° C. at the center and one outside of one diagonal line, whereas when the reflector is present. The temperature difference is 4.07 ° C between the center and two outsides of one diagonal line, and it is confirmed that the heating by the microwave is uniformly performed from the center to the outside when the reflector is provided. did it. As is apparent from this result, by providing the
次に、このようにして構成される本実施の形態によるマイクロ波減圧乾燥機１Ａを使用することによって実行される本発明の乾燥方法について説明する。
即ち、本実施の形態では上記制御部３１において、時間・出力制御方法と品温制御方法とが選択できるように構成されており、これらの制御方法に従った２種類の乾燥方法が実行できるように構成されている。尚、２種類の制御方法のいずれかだけを実行できるように構成されていても良い。
Next, the drying method of the present invention that is executed by using the
That is, in the present embodiment, the
このうち時間・出力制御方法に従った乾燥方法によれば、マイクロ波出力とマイクロ波の発振時間とを複数の工程に分けて設定し、最初の工程から最後の工程にかけて順次、マイクロ波出力が段階的に低くなるように設定して被乾燥物Ａの乾燥状態を制御する。
例えば、初期質量６０８ｇ、初期水分量９０．０６％（５４７．６ｇ）のイチゴを、マイクロ波の初期出力を３６０Ｗ、気流導入量を３．０ｌ／ｍｉｎ、圧力を約３．０ＫＰａ以下、ターンテーブル３７の回転数を左回転で３ｒｐｍの乾燥条件で品温４０℃以下を保持して、減圧乾燥する場合を考えると、この時の乾燥曲線は、図１８に示す通りとなる。
Among them, according to the drying method according to the time / output control method, the microwave output and the oscillation time of the microwave are set in a plurality of steps, and the microwave output is sequentially performed from the first step to the last step. It sets so that it may become low in steps, and the drying state of the to-be-dried object A is controlled.
For example, a strawberry with an initial mass of 608 g, an initial moisture content of 90.06% (547.6 g), an initial microwave output of 360 W, an air flow introduction amount of 3.0 l / min, a pressure of about 3.0 KPa or less, a turntable Considering the case of drying under reduced pressure while keeping the product temperature at 40 ° C. or less under the drying condition of 3 rpm with the rotation speed of 37 left, the drying curve at this time is as shown in FIG.
また、時間・出力制御方法の工程を３つに分け、第１工程のマイクロ波出力を３６０Ｗ、マイクロ波の発振時間を６０分、第２工程のマイクロ波出力を３００Ｗ、マイクロ波の発振時間を３０分、第３工程のマイクロ波出力を２６０Ｗ、マイクロ波の発振時間を３０分に設定した場合の乾燥制御曲線は図１９に示す通りとなる。
尚、図１９では更に温度上昇を確認するために第４工程を設けており、第４工程のマイクロ波出力を２００Ｗ、マイクロ波の発振時間を９０分に設定している。
Also, the process of the time / output control method is divided into three. The microwave output of the first process is 360 W, the oscillation time of the microwave is 60 minutes, the microwave output of the second process is 300 W, and the oscillation time of the microwave is FIG. 19 shows a drying control curve when the microwave output of the third step is set to 260 W and the microwave oscillation time is set to 30 minutes for 30 minutes.
In FIG. 19, a fourth step is provided to further check the temperature rise, and the microwave output of the fourth step is set to 200 W and the oscillation time of the microwave is set to 90 minutes.
図１９のグラフから明らかなように第１工程〜第３工程の乾燥時間が１２０分までは被乾燥物Ａの品温が３６℃前後に保たれ、良好な乾燥状態が維持される。一方、更に乾燥を続けて第４工程に移行すると、品温が徐々に上昇して乾燥時間２１０分の時点では最終的に約７０℃になるため、外観品質や風味等を重視する被乾燥物Ａの乾燥に当たっては第３工程までの乾燥で終了するのが望ましいと言える。 As is apparent from the graph of FIG. 19, the product temperature of the material to be dried A is maintained at around 36 ° C. until the drying time of the first to third steps is 120 minutes, and a good dry state is maintained. On the other hand, if the drying is further continued and the process proceeds to the fourth step, the product temperature gradually rises and finally reaches about 70 ° C. when the drying time is 210 minutes. In drying A, it can be said that it is desirable to finish the drying up to the third step.
一方、品温制御方法に従った乾燥方法によれば、被乾燥物Ａの品温とマイクロ波の発振時間とを設定し、被乾燥物Ａの品温に基づいてＰ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ）Ｉ（Ｉｎｔｅｇｒａｌ）Ｄ（Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）制御を行い、マイクロ波出力を上記被乾燥物Ａの品温の変化に比例させて制御し、更に積分制御と微分制御とによってその値を補正する。
例えば、上記と同じ乾燥条件で、設定品温を４０℃とした場合の乾燥制御曲線は図２０に示す通りとなる。そして、図２０ではＰＩＤ制御の作用でマイクロ波発振直後のマイクロ波出力は高出力となり、品温が設定値の４０℃に到達した後は、マイクロ波出力が低下する。その後時間の経過と共に被乾燥物Ａの乾燥の程度が進行し、品温が一定に保持されるためマイクロ波出力は徐々に低下して行く。
そして、上記乾燥条件の場合には、一例として乾燥時間が１６０〜１８０分位になった時点で、乾燥を終了させることが望ましい。
On the other hand, according to the drying method according to the product temperature control method, the product temperature of the object to be dried A and the oscillation time of the microwave are set, and P (Proportional) I (Integral) is set based on the product temperature of the object to be dried A. ) D (Derivative) control is performed, the microwave output is controlled in proportion to the change in the product temperature of the material A to be dried, and the value is corrected by integral control and differential control.
For example, the drying control curve when the set product temperature is 40 ° C. under the same drying conditions as described above is as shown in FIG. In FIG. 20, the microwave output immediately after the microwave oscillation becomes high due to the action of PID control, and the microwave output decreases after the product temperature reaches the set value of 40 ° C. Thereafter, the degree of drying of the material to be dried A proceeds with time, and the product temperature is kept constant, so that the microwave output gradually decreases.
And in the case of the said drying conditions, as an example, it is desirable to complete | finish drying when the drying time reaches about 160 to 180 minutes.
このように本実施の形態によれば、一度に大量の被乾燥物Ａの乾燥を処理でき、被乾燥物Ａの種類や性状あるいは乾燥の進捗状況等に応じて各個別乾燥室２５ごとのマイクロ波乾燥のＯＮ、ＯＦＦを切り替えることができ、低コストで精度の高い乾燥が可能なマイクロ波減圧乾燥機１Ａ及び該乾燥機１Ａを使用した乾燥方法が提供できるようになる。
また、本実施の形態でも制御部３１において時間・出力制御方法と品温制御方法との選択の切り替えが可能であるから、被乾燥物Ａの種類や性状、あるいは乾燥の進捗状況等に応じた精度の高い乾燥状態の制御が可能である。
また、本実施の形態で採用した個別乾燥室２５は、複数設けられることを基本としており、５段に限らず、図２１に示す変形例のように２段でもよいし、図２２に示す変形例のように３段でも構わないし、他の段数でも構わない。いずれの場合でも、各個別乾燥室２５毎の乾燥がすべて終了した段階で、減圧乾燥炉５Ａの開閉扉７Ａを開閉して、被乾燥物Ａを収容したトレーＴの排出と投入を行う構造となっている。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to process a large amount of the material A to be dried at a time, and the micros for each
Also in the present embodiment, the
The
（２）第２の実施の形態（図２３〜図２７参照）
第２の実施の形態によるマイクロ波減圧乾燥機１Ｂは、前述した第１の実施の形態によるマイクロ波減圧乾燥機１Ａよりも小型の小容量タイプのマイクロ波減圧乾燥機になっている。尚、第２の実施の形態によるマイクロ波減圧乾燥機１Ｂの基本的構成は、前記第１の実施の形態と同様である。従って、ここでは前記第１の実施の形態と相違する第２の実施の形態特有の構成に絞って説明する。
(2) Second embodiment (see FIGS. 23 to 27)
The
即ち、第２の実施の形態によるマイクロ波減圧乾燥機１Ｂは、開閉扉７Ｂが片開き回動式で個別乾燥室２５が上下に一例として２段配設された中型ないし小型のマイクロ波減圧乾燥機になっている。
また、シール部材１１とシール構造２１Ｂは開閉扉７Ｂの背面側に設けられている。また、個別乾燥室２５を上下２段構造にしたことに伴って減圧乾燥炉５Ｂの高さは前記第１の実施の形態よりも低く、点検窓７３が上下に２個設けられる構成になっている。
That is, the
The
この他、本実施の形態では片開き回動式の開閉扉７Ｂを採用したことに伴って、開閉扉７Ｂの前面の回動自由端側の１ヶ所のみに開閉扉７Ｂを開閉する時の手掛かりとなる一例としてアーチ型のグリップ７５が設けられている。
一方、上記開閉扉７Ｂの回動基端の上下と中央の一例として３ヶ所には、上記開閉扉７Ｂを減圧乾燥炉５Ｂの開口部３の周辺の前面に回動可能な状態で接続するためのヒンジ部７７が設けられている。
In addition, in the present embodiment, as a result of adopting the single-open rotation type opening /
On the other hand, in order to connect the open /
また、上記開閉扉７Ｂの前面の上縁と下縁には、前記実施の形態の押圧シリンダ４９に代えて一例として２ヶ所ずつ回転式のロックハンドル７９が設けられており、該ロックハンドル７９の先端の係止爪８１が上記減圧乾燥炉５Ｂ前面に設けられている係止フック８３に係止されることによって開閉扉７Ｂの閉塞状態がロックできるように構成されている。
また、シール構造２１Ｂは、上記開閉扉７Ｂの背面の外周部に加えて図２６、２７に示すようにその中間部に水平にもう１本設けられている。そして、中間部に設けられるシール構造２１Ｂによって仕切り板５１によって区画された上下の個別乾燥室２５間のマイクロ波の遮蔽が図られている。
In addition, on the upper and lower edges of the front surface of the opening /
Moreover, in addition to the outer peripheral part of the back surface of the opening /
また、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と相違して減圧乾燥炉５Ｂの前面のみに開口部３が形成されており、減圧乾燥炉５Ｂの前面側からトレーＴの投入と排出を行う構造になっている。従って、本実施の形態では前記第１の実施の形態において設けられていたトレー投入機４１とトレー排出機４３は設けられていない。
Further, in the present embodiment, unlike the first embodiment, the
このようにして構成される第２の実施の形態によるマイクロ波減圧乾燥機１Ｂによっても、前記第１の実施に形態によるマイクロ波減圧乾燥機１Ａと同様の作用、効果が発揮され、中型ないし小型のマイクロ波減圧乾燥機においても被乾燥物Ａの処理量の増加や個別乾燥室２５ごとの乾燥運転のＯＮ、ＯＦＦの切り替えが実行できるようになる。
また、本実施の形態でも制御部３１において時間・出力制御方法と品温制御方法との選択の切り替えが可能であるから、被乾燥物Ａの種類や性状、あるいは乾燥の進捗状況等に応じた精度の高い乾燥状態の制御が可能である。
Also by the
Also in the present embodiment, the
（３）第３の実施の形態（図２８〜図３１参照）
第３の実施の形態によるマイクロ波減圧乾燥機１Ｃは、前述した第１、第２の実施の形態によるマイクロ波減圧乾燥機１Ａ、１Ｂに除湿乾燥機２を組み合わせた複合タイプのマイクロ波減圧乾燥機になっている。
従って、ここでは前記第１、第２の実施の形態と相違する除湿乾燥機２の構成と、該除湿乾燥機２を設けたことに伴って実行される乾燥方法に絞って説明する。
(3) Third embodiment (see FIGS. 28 to 31)
The
Therefore, here, the configuration of the
本実施の形態によるマイクロ波減圧乾燥機１Ｃで乾燥させることができる被乾燥物Ａとしては、乾燥後の外観品質や色味、風味等が重要視されるイチゴ、みかん等の果物やトマト等の野菜などが好適である。そして、これらには糖分と水分が多く含まれていることから、乾燥時の被乾燥物Ａの品温には十分に注視する必要がある。
上記被乾燥物Ａは、浅底のトレーＴ等に入れて並べられ、前述した第１、第２の実施の形態によるマイクロ波減圧乾燥機１Ａ、１Ｂ等に入れて例えば６０〜９０分程度、加熱乾燥される。
ここでの乾燥を初期乾燥といい、図１８に示すように被乾燥物Ａの含水率Ｇは、初期含水率Ｇ０で約９．０（初期水分率９０．０６％）あったものが時間と共にほぼ直線的に減少していって、図１８の例では、乾燥時間９０分で約１．５になる。そして、減少したこの時の含水率Ｇを本明細書において除湿開始含水率Ｇ１と定義する。
As the to-be-dried object A that can be dried by the
The material to be dried A is placed in a shallow tray T or the like, and placed in the
The drying here is called initial drying. As shown in FIG. 18, the moisture content G of the material A to be dried is about 9.0 (initial moisture content 90.06%) as the initial moisture content G0. It decreases almost linearly, and in the example of FIG. 18, it becomes about 1.5 when the drying time is 90 minutes. The reduced moisture content G at this time is defined as the dehumidification start moisture content G1 in this specification.
上記初期乾燥終了後、被乾燥物Ａを上記マイクロ波減圧乾燥機１Ａ、１Ｂ等から取り出して、本実施の形態のマイクロ波減圧乾燥機１Ｃの除湿乾燥機２に投入して目標含水率Ｇ２に向けての仕上げ乾燥が実行される。尚、上記目標含水率Ｇ２は、乾燥する被乾燥物Ａの種類や乾燥後の用途等に応じて任意に定めることができ、図１８の例では、乾燥時間２１０分で含水率Ｇが約０．１〜０．２になり、この時の含水率Ｇが目標含水率Ｇ２になっている。
After completion of the initial drying, the material A to be dried is taken out of the
本実施の形態によるマイクロ波減圧乾燥機１Ｃの除湿乾燥機２は、除湿する被乾燥物Ａを収容して、目標含水率Ｇ２になるまでの仕上げ乾燥を実行する除湿乾燥室８５と、除湿乾燥に使用する吸湿乾燥剤Ｓを貯留する吸湿乾燥剤貯留室８７と、上記除湿乾燥室８５と吸湿乾燥剤貯留室８７とを連絡する空気循環経路８９と、上記空気循環流路８９の途中に設けられ、上記除湿乾燥室８５で発生した吸湿空気Ｗを上記吸湿乾燥剤貯留室８７に向けて搬送するための搬送風を生起させる送風機９１と、上記吸湿乾燥剤貯留室８７内の吸湿した吸湿乾燥剤Ｓにマイクロ波を作用させて再生するマイクロ波加熱装置９７と、を備えることによって基本的に構成されている。
The
また、本実施の形態では、更に上記吸湿乾燥剤貯留室８７の搬出口から搬出された吸湿
乾燥剤Ｓを吸湿乾燥剤貯留室８７の投入口に導いて再び吸湿乾燥剤貯留室８７に投入する循環搬送経路９３が設けられており、該循環搬送経路９３の途中に上記マイクロ波加熱装置９７と、低位置に存する吸湿乾燥剤Ｓを高位置に輸送するための輸送装置の一例であるバケットコンベア９５と、スクリューコンベア１３１と、が配設されている。
Further, in the present embodiment, the hygroscopic desiccant S carried out from the carry-out port of the hygroscopic
除湿乾燥室８５は、上面が開放された角箱状の部材で、開放された上面には、開閉式の扉９９が設けられている。また、図３０中、除湿乾燥室８５の左方には、第１連通室１０１が設けられており、除湿乾燥室８５と第１連通室１０１との間には、除湿乾燥室８５において発生した吸湿空気Ｗを第１連通室１０１側に送るための通気口１０３が形成されている。
更に、上記第１連通室１０１の図３０中の左方には、中継ダクト１０５を介して上下方向に垂直に延びる第１搬送ダクト３５の中間部が接続されており、上記第１連通室１０１と第１搬送ダクト１０７との間にも吸湿空気Ｗを第１搬送ダクト１０５側に送るための通気口１０９が設けられている。
The dehumidifying and drying
Further, to the left of the
また、上記第１搬送ダクト１０７の上部には、図２９、３１に示すように前方に向って水平に延びる第２搬送ダクト１１１が接続されており、上記第２搬送ダクト１１１の前端には、図２９に示すように下方に向って垂直に延びる第３搬送ダクト１１３が接続されている。
また、上記第２搬送ダクト１１１の途中には、図２９に示すように吸湿乾燥剤貯留室８７が設けられている。
In addition, a
In addition, a hygroscopic
尚、上記第２搬送ダクト１１１と接続されている吸湿乾燥剤貯留室８７の前面と後面には、吸湿空気Ｗの流入と乾燥空気Ｄの流出は許容するが、後述する吸湿乾燥剤Ｓの通過を禁止する通気構造１１５、１１７が設けられている。
更に、上記第３搬送ダクト１１３の下端には、図２９に示すように後方に向って水平に延びる第４搬送ダクト１１９が接続されており、該第４搬送ダクト１１９の後端が上記第１搬送ダクト１０７の下部に接続されるようになっている。
Although the front and rear surfaces of the hygroscopic
Furthermore, the lower end of the
したがって、上記第１搬送ダクト１０７と第２搬送ダクト１１１と第３搬送ダクト１１３と第４搬送ダクト１１９は、図２９に示すようにループ状に接続されている。
また、図３０中、上記第１搬送ダクト１０７の下部の右方には、中継ダクト１０６を介して第２連通室１２１が接続されており、上記第１搬送ダクト１０７と第２連通室１２１との間にも乾燥空気Ｄを第２連通室１２１側に送るための通気口１２３が設けられている。
Therefore, the
In FIG. 30, a
また、図３０中、上記第２連通室１２１の右方には、第３連通室１２５が設けられており、第２連通室１２１と第３連通室１２５との間には、乾燥空気Ｄを第３連通室１２５側に送るための通気口１２７が形成されている。
また、図３０に示すように上記第３連通室１２５の上方に上述した除湿乾燥室８５が位置しており、該除湿乾燥室８５の底面が一例としてメッシュ状の金網１２９によって形成されていて、上記第３連通室１２５内に供給された乾燥空気Ｄは、上記金網１２９の網目を通って除湿乾燥室８５に至るように構成されている。
In FIG. 30, a
Further, as shown in FIG. 30, the dehumidifying and drying
そして、上述した除湿乾燥室８５と、第１連通室１０１と、中継ダクト１０５と、第１搬送ダクト１０７と、第２搬送ダクト１１１と、吸湿乾燥剤貯留室８７と、第３搬送ダクト１１３と、第４搬送ダクト１１９と、中継ダクト１０６と、第２連通室１２１と、第３連通室１２５と、によって上記空気循環流路８９が形成されており、上記第２連通室１２１と第３連通室１２５との間に上記送風機９１が図３０中、矢印で示す方向に空気が流れるように設けられている。
The dehumidifying and drying
尚、本実施の形態で使用する吸湿乾燥剤Ｓとしては、湿気を嫌う食品等の乾燥剤として広く使用されているビーズ状のシリカゲルが一例として適用できる。シリカゲルは二酸化珪素を主成分とする物理的乾燥剤であり、物質が化学反応等によって変化することはなく、シリカゲルの有する毛細孔に水蒸気を吸着させることによって除湿を実行する。
また、シリカゲルは吸湿能力に優れ、安全であり、比較的安価で加熱によって再生が可能なことから経済性にも優れている。
In addition, as the hygroscopic desiccant S used in the present embodiment, bead-shaped silica gel widely used as a desiccant for foods and the like that dislike moisture can be applied as an example. Silica gel is a physical desiccant mainly composed of silicon dioxide, and the substance is not changed by a chemical reaction or the like, and dehumidification is performed by adsorbing water vapor into the pores of the silica gel.
Silica gel has excellent moisture absorption ability, is safe, is relatively inexpensive and can be regenerated by heating, and is also economical.
次に、このようにして構成される本実施の形態によるマイクロ波減圧乾燥機１Ｃを使用することによって実行される本発明の乾燥方法について説明する。
即ち、本実施の形態では上記制御部３１において、上記時間・出力制御方法または品温制御方法によって目標含水率Ｇ２になるまで一括乾燥させるマイクロ波単独乾燥方法と、上記時間・出力制御方法または品温制御方法によって一次乾燥を実行後、除湿乾燥機２を使用して二次乾燥を実行して目標含水率Ｇ２にする除湿併用乾燥方法と、を選択できるように構成されており、これらの制御方法に従った２種類の乾燥方法が実行できるように構成されている。
Next, the drying method of the present invention that is executed by using the
That is, in the present embodiment, the
この場合、被乾燥物Ａの目標含水率Ｇ２が比較的高い場合に上記マイクロ波単独乾燥方法を選択し、被乾燥物Ａの目標含水率Ｇ２が比較的低い場合に除湿併用乾燥方法を選択するようにすることが可能である。
具体的には、時間・出力制御方法を選択して被乾燥物Ａの乾燥を実行する場合には、乾燥時間が１２０分位までであればマイクロ波単独乾燥方法を選択し、乾燥時間を１２０分より長く取りたい場合には、除湿乾燥方法を選択して被乾燥物Ａの仕上がりに影響する被乾燥物Ａの品温の上昇を防止するような使い分けが可能である。
In this case, the microwave single drying method is selected when the target moisture content G2 of the material to be dried A is relatively high, and the dehumidifying combined drying method is selected when the target moisture content G2 of the material to be dried A is relatively low. It is possible to do so.
Specifically, when drying of the material to be dried A is performed by selecting the time / output control method, the microwave single drying method is selected if the drying time is up to about 120 minutes, and the drying time is set to 120. When it is desired to take a longer time, it is possible to select the dehumidifying drying method so as to prevent an increase in the product temperature of the material A to be dried, which affects the finish of the material A to be dried.
一方、品温制御方法を選択して被乾燥物Ａの乾燥を実行する場合には、含水率の低下と共にマイクロ波出力が減少し、被乾燥物Ａの品温も所定の設定値に保たれている。
従って、マイクロ波単独乾燥方法と除湿併用乾燥方法のいずれの制御方法を採用してもよく、この場合、乾燥タイマーやマイクロ波出力の減少度合い等に基づいて乾燥を終了することになる。
On the other hand, when the product temperature control method is selected and drying of the material A to be dried is performed, the microwave output decreases with a decrease in the moisture content, and the product temperature of the material A to be dried is also maintained at a predetermined set value. ing.
Therefore, any control method of the microwave single drying method or the dehumidifying combined drying method may be employed. In this case, the drying is terminated based on a drying timer, a decrease degree of the microwave output, or the like.
このようにして構成される第３の実施の形態によるマイクロ波減圧乾燥機１Ｃによっても、前記第１、第２の実施の形態によるマイクロ波減圧乾燥機１Ａ、１Ｂと同様の作用、効果が発揮され、加えて除湿併用乾燥方法を選択した場合には、品温上昇を抑えた乾燥後の外観品質、色味及び風味の良好な被乾燥物Ａを得ることが可能であるから、被乾燥物Ａの種類や性状、あるいは乾燥の進捗状況等に応じた精度の高い乾燥状態の制御が可能になる。
Also with the
尚、本発明のマイクロ波減圧乾燥機１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、前記第１の実施の形態で減圧乾燥炉５Ａの前面と後面の２ヶ所に設けた開口部３は、前面と後面のいずれか一つの面にすることが可能である。
また、該開口部３の周辺と開閉扉７との間と、前記仕切り板５１と開閉扉７との間に適用したシール構造２１は、第１チョーク１７と第２チョーク１９を半ピッチずらして互い違いになる配列で設置することも可能であるし、第１チョーク１７と第２チョーク１９のいずれか一方を省略したシングルチョーク構造のシール構造とすることも可能である。
In addition, the
The
また、ターンテーブル３７を駆動する動力伝達機構５７は、前述した実施の形態のようにタイミングベルト６４を利用した機構の他、チェーンを利用した機構でもよいし、各個別乾燥室２５ごとに駆動モータ６３を配設すれば、駆動モータ６３の出力軸の回転を直接回転軸５９に伝える機構とすることも可能である。
また、本発明の乾燥方法で採用した時間・出力制御方法では、工程の数を可変でき、前記実施の形態で採用した数よりも少ない数にしたり、工程の数を増やして各工程でのマイクロ波の発振時間を短くしてマイクロ波出力を更に多段階にあるいは連続的に低くなるように設定することが可能である。
Further, the
Further, in the time / output control method employed in the drying method of the present invention, the number of steps can be varied, and the number can be made smaller than the number employed in the embodiment, or the number of steps can be increased to increase the number of steps. It is possible to set the microwave output to be further reduced in multiple steps or continuously by shortening the wave oscillation time.
この他、前記第３の実施の形態で述べた除湿乾燥機２の構成とレイアウトは一例であり、種々の構成とレイアウトの除湿乾燥機２を採用することが可能である。例えば、吸湿乾燥剤Ｓの輸送装置として採用したバケットコンベア９５に代えてスプリングフィーダやエア圧等を利用して低位置に存する吸湿乾燥剤Ｓを高位置に搬送するようにした輸送装置を採用することも可能である。
また、被乾燥物Ａの除湿開始含水率Ｇ１、目標含水率Ｇ２、品温の設定値等も乾燥する被乾燥材Ａの種類や性状等の違いに応じて適宜、変更することが可能である。
In addition, the configuration and layout of the
In addition, the dehumidification start moisture content G1, the target moisture content G2, the set value of the product temperature, etc. of the material to be dried A can also be changed as appropriate according to the type and properties of the material to be dried A to be dried. .
本発明のマイクロ波減圧乾燥機及びマイクロ波減圧乾燥機を使用した乾燥方法は、種々の乾燥食品等の製造、使用分野等で利用でき、特に大量の被乾燥物を一度に処理したい場合や被乾燥物の種類や性状等の違いに応じて異なる乾燥制御状態で種類や性状の違う被乾燥物を同時に乾燥させたい場合に利用可能性を有する。 The microwave vacuum dryer and the drying method using the microwave vacuum dryer of the present invention can be used in the production and use fields of various dried foods and the like. The present invention has applicability when it is desired to simultaneously dry objects to be dried having different types and properties in different drying control states depending on differences in the types and properties of the dried materials.
１ マイクロ波減圧乾燥機
２ 除湿乾燥機
３ 開口部
５ 減圧乾燥炉
７ 開閉扉
９ マイクロ波照射装置
１１ シール部材
１７ 第１チョーク
１９ 第２チョーク
２１ シール構造
２３ 支持架台
２５ 個別乾燥室
３１ 制御部
３２ 吸気口
３３ 真空ポンプ（減圧装置）
３４ 給気口
３５ 貯水槽
３７ ターンテーブル
３８ 回転部
３９ 温度センサ
４１ トレー投入機
４３ トレー排出機
４５ 高圧盤
４７ ガイドレール
４９ 押圧シリンダ
５１ 仕切り板
５３ 受け皿
５５ 切り欠き
５７ 動力伝達機構
５９ 回転軸
６０ 駆動プーリ
６１ 従動プーリ
６２ テンションプーリ
６３ 駆動モータ
６４ タイミングベルト
６５ カップリング
６７ 駆動軸
６９ 支持フレーム
７０ 反射板
７１ 受け皿
７３ 点検窓
７５ グリップ
７７ ヒンジ部
７９ ロックハンドル
８１ 係止爪
８３ 係止フック
８５ 除湿乾燥室
８７ 除湿乾燥剤貯留室
８９ 空気循環流路
９１ 送風機
９３ 循環搬送経路
９５ バケットコンベア
９７ マイクロ波加熱装置
９９ 扉
１０１ 第１連通室
１０３ 通気口
１０５ 中継ダクト
１０６ 中継ダクト
１０７ 第１搬送ダクト
１０９ 通気口
１１１ 第２搬送ダクト
１１３ 第３搬送ダクト
１１５ 通気構造
１１７ 通気構造
１１９ 第４搬送ダクト
１２１ 第２連通室
１２３ 通気口
１２５ 第３連通室
１２７ 通気口
１２９ 金網
１３１ スクリューコンベア
Ａ 被乾燥物
Ｔ トレー
Ｇ 含水率
Ｇ０ 初期含水率
Ｇ１ 除湿開始含水率
Ｇ２ 目標含水率
Ｓ 吸湿乾燥剤
Ｗ 吸湿空気
Ｄ 乾燥空気
DESCRIPTION OF
34
Claims (9)
上記開口部に取り付けられる開閉可能な開閉扉と、
上記減圧乾燥炉内を通気性及び通水性を維持しマイクロ波の漏洩を遮蔽した状態で区画することによって形成される複数の個別乾燥室と、
上記個別乾燥室ごとに設けられ、該個別乾燥室内に収容された被乾燥物に向けてマイクロ波を照射して被乾燥物を乾燥させるマイクロ波照射装置と、
上記個別乾燥室ごとに設けられ、該個別乾燥室内に収容された被乾燥物を回転軸を中心にして所定の回転数で回転させるターンテーブルと、
上記減圧乾燥炉内を減圧雰囲気にする減圧装置と、
上記個別乾燥室ごとに設けられ、該個別乾燥室内に収容された被乾燥物の品温を計測する温度センサと、
上記温度センサによって計測した品温と上記マイクロ波照射装置から照射されたマイクロ波出力とマイクロ波の発振時間とに基づいて乾燥制御状態を切り替える制御部と、を具備していることを特徴とするマイクロ波減圧乾燥機。 A reduced-pressure drying furnace having an opening for charging and discharging a tray containing a material to be dried;
An openable / closable door attached to the opening;
A plurality of individual drying chambers formed by partitioning the inside of the reduced-pressure drying furnace in a state where air permeability and water permeability are maintained and microwave leakage is shielded;
A microwave irradiation device that is provided for each individual drying chamber and that irradiates the object to be dried contained in the individual drying chamber with microwaves to dry the object to be dried;
A turntable that is provided for each individual drying chamber, and rotates the object to be dried housed in the individual drying chamber at a predetermined number of rotations around a rotation axis;
A pressure reducing device for making the inside of the reduced pressure drying furnace a reduced pressure atmosphere;
A temperature sensor that is provided for each individual drying chamber and measures the temperature of an object to be dried housed in the individual drying chamber;
And a controller that switches a drying control state based on the product temperature measured by the temperature sensor, the microwave output irradiated from the microwave irradiation device, and the oscillation time of the microwave. Microwave vacuum dryer.
上記制御部では、マイクロ波出力とマイクロ波の発振時間とを複数の工程に分けて設定し、最初の工程から最後の工程にかけて順次、マイクロ波出力が段階的に低くなるように設定して被乾燥物の乾燥状態を制御する時間・出力制御方法に従った乾燥を行うようにしたことを特徴とするマイクロ波減圧機を使用した乾燥方法。 A drying method carried out by using the microwave vacuum dryer according to any one of claims 1 to 6,
In the above control unit, the microwave output and the microwave oscillation time are set in a plurality of steps, and the microwave output is set so as to decrease step by step from the first step to the last step. A drying method using a microwave decompressor, wherein drying is performed according to a time / output control method for controlling a drying state of a dried product.
上記制御部では、被乾燥物の品温とマイクロ波の発振時間とを設定し、被乾燥物の品温に基づいてＰＩＤ制御を行い、マイクロ波出力を上記被乾燥物の品温の変化に比例させて制御し、更に積分制御と微分制御とによってその値を補正する品温制御方法に従った乾燥を行うようにしたことを特徴とするマイクロ波減圧乾燥機を使用した乾燥方法。 A drying method carried out by using the microwave vacuum dryer according to any one of claims 1 to 6,
In the control unit, the product temperature of the object to be dried and the oscillation time of the microwave are set, PID control is performed based on the product temperature of the object to be dried, and the microwave output is changed to the product temperature of the object to be dried. A drying method using a microwave vacuum dryer, wherein the drying is performed according to a product temperature control method in which the values are controlled in proportion to each other and the values thereof are corrected by integral control and differential control.
上記制御部では、上記時間・出力制御方法または品温制御方法によって一次乾燥を実行後、除湿乾燥機を使用して二次乾燥を実行して目標含水率にする除湿併用乾燥方法に従った乾燥を行うようにしたことを特徴とする請求項７または８記載のマイクロ波減圧乾燥機を使用した乾燥方法。 A drying method carried out by using the microwave vacuum dryer according to any one of claims 1 to 6,
In the control unit, after the primary drying is performed by the time / output control method or the product temperature control method, the secondary drying is performed using the dehumidifying dryer to achieve the target moisture content and the drying according to the dehumidifying combined drying method is performed. The drying method using the microwave vacuum dryer according to claim 7 or 8, wherein the drying is performed.
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