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Title:
FREEZE-DRYING APPARATUS WITH GRAVITATIONAL MECHANISM FOR MOVING INTO AND OUT OF CONTACT, AND FREEZE-DRYING METHOD USING THE APPARATUS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/060805
Kind Code:
A1
Abstract:
This freeze-drying apparatus has a large number of contained trays at the capacity ratio of a drying can so that it has a satisfactory heating efficiency, and has a low energy consumption at a dehydration ratio so that it has a low production cost at the dehydration ratio. A multistage heating board structure (15), which is formed such that a heating board (40) of an upper stage can move at a desired distance into and out of contact with a heating board (40) of a lower stage, is suspended by upper wheels (25) from guide rails, and is enabled to roll on rails by lower wheels (28) so that it can move into and out of a drying can (12). In the drying can (12), the sublimation and dehydration are promoted by the approach of the heating boards (40). After the end of the drying operation, the structure (15) is moved to over a supporting platform (35) having an elevating function and disposed ahead of the drying can (12). Before the structure (15) drops to the floor, the heating boards (40) are spaced by the gravitational force so that the trays can be taken in and out on the floor, and so that the heating boards (40) can be easily rinsed. Thus, the freeze-drying apparatus can be manufactured at a low cost and for a short period.

Inventors:
MOMOSE, Takao (1589, Misatomeisei Azumino-sh, Nagano 01, 3998101, JP)
百瀬 孝夫 (〒01 長野県安曇野市三郷明盛1589 Nagano, 3998101, JP)
YAMAUCHI, Fumio (31-11, Sakuragimachi Taihaku-ku, Sendai-sh, Miyagi 35, 9820835, JP)
Application Number:
JP2008/069963
Publication Date:
May 14, 2009
Filing Date:
October 31, 2008
Export Citation:
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Assignee:
MOMOSE, Takao (1589, Misatomeisei Azumino-sh, Nagano 01, 3998101, JP)
百瀬 孝夫 (〒01 長野県安曇野市三郷明盛1589 Nagano, 3998101, JP)
YAMAUCHI, Fumio (31-11, Sakuragimachi Taihaku-ku, Sendai-sh, Miyagi 35, 9820835, JP)
International Classes:
F26B25/00; F26B3/20; F26B5/06
Foreign References:
JP4009989B22007-11-21
JP2779431B2
JP3076572B2
JPH07294118A
Attorney, Agent or Firm:
WATANUKI, Takao (Cre-A Center Bldg, 12-9 Nakagosho 3-chome, Nagano-sh, Nagano 35, 3800935, JP)
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Claims:
 入口部を可動蓋部により開閉可能な乾燥缶内に、複数のトレイを積載可能な加熱盤が多段に配設され、乾燥缶が、コールドトラップ、冷凍機、真空ポンプおよび加温装置に接続されて成り、コールドトラップが冷凍機により所定温度に冷却され、乾燥缶およびコールドトラップが真空ポンプにより所定真空度まで減圧され、加熱盤によりトレイが加熱され、トレイに充填された被乾燥物の水分が昇華して、水蒸気がコールドトラップに氷結除去されるフリーズドライ装置において、
 前記多段の加熱盤は、上段の加熱盤が下段の加熱盤に対して、相対的に所要距離接離動可能に設けられた多段加熱盤体に形成され、該多段加熱盤体の1乃至複数基が、前記入口部を通じて乾燥缶の内外に亙って移動可能に配置され、
 前記乾燥缶外に引き出された前記多段加熱盤体における上段の加熱盤を下段の加熱盤に対して相対的に接離させる接離動機構が設けられて成り、
 前記多段加熱盤体の加熱盤上にトレイを搬出入させる際には、前記乾燥缶内から多段加熱盤体を乾燥缶外に引き出し、前記接離動機構によって上段の加熱盤を下段の加熱盤に対して相対的に接離させ、上下加熱盤間に所要の作業空間を形成してトレイを搬出入し、
 フリーズドライを行う際には、前記接離動機構によって、上段の加熱盤を下段の加熱盤に対して相対的に接近させて後、前記乾燥缶内に移動してフリーズドライを行うことを特徴とする重力式接離動機構付フリーズドライ装置。
 前記多段加熱盤体に、上下の加熱盤間が所定距離離間した位置で上下の加熱盤の離間距離を規制する規制部材が設けられ、
 前記入口部から乾燥缶の外部に移動した多段加熱盤体を吊り下げ可能な吊持機構が設けられ、
 前記入口部から乾燥缶の外部に移動した多段加熱盤体を下方から支持する支持台が設けられ、
 該支持台を前記入口部と同一高さ位置と、該入口部よりも低い位置との間に亙って昇降させる昇降機が配設され、
 前記支持台および前記昇降機により前記接離動機構が構成され、
 前記多段加熱盤体が前記吊持機構により吊持されるとともに前記支持台により支持された状態で、前記支持台が前記昇降機により下降される際は、上段の加熱盤と下段の加熱盤との間が前記規制部材により規制される距離だけ加熱盤の自重により離間して、上下加熱盤間に所要の作業空間が形成され、また前記支持台が上昇する際は、上下の加熱盤間が所要距離まで接近することを特徴とする請求項1記載の重力式接離動機構付フリーズドライ装置。
 前記乾燥缶内の上部に缶内ガイドレールが配設され、
 前記多段加熱盤体の上部に前記缶内ガイドレールに沿って転動可能な上部車輪が、下部に下部車輪が配設され、
 前記乾燥缶の入口部の上部前方に、前記缶内ガイドレールに接続する缶外ガイドレールが配設され、
 前記支持台を、前記乾燥缶の内底面と同一高さ位置と、該内底面よりも低い位置との間に亙って昇降させる前記昇降機が配設され、
 該低い位置に下降した支持台上から、多段加熱盤体が前記支持台の前方に移動可能に設けられ、
 前記上部車輪および前記缶外ガイドレールにより前記吊持機構が構成され、
 前記多段加熱盤体が、前記上部車輪および前記缶外ガイドレールにより吊持された状態で前記支持台が前記昇降機により下降されることにより、上段の加熱盤と下段の加熱盤との間が離間して、上下加熱盤間に所要の作業空間が形成されることを特徴とする請求項2記載の重力式接離動機構付フリーズドライ装置。
 前記乾燥缶内下部に内レールが配設され、
 前記支持台上に、前記内レール上から前記多段加熱盤体が移動可能な支持台レールが配設され、
 前記昇降機が、前記支持台を、前記内レールと同一高さ位置と、該内レールよりも低い位置との間に亙って昇降させることを特徴とする請求項3記載の重力式接離動機構付フリーズドライ装置。
 前記昇降機能付の前記支持台が前記乾燥缶の前方に複数機連接されていることを特徴とする請求項3記載の重力式接離動機構付フリーズドライ装置。
 前記規制部材は、上下端に頭部が形成されたハンガーボルトによって構成されていることを特徴とする請求項2~5いずれか1項記載の重力式接離動機構付フリーズドライ装置。
 前記接離動機構により上下の加熱盤が接近された際、上下の加熱盤間を所要間隔に保持する第一の間隔保持部材が前記下段もしくは上段の加熱盤に設けられていることを特徴とする請求項1~6いずれか1項記載の重力式接離動機構付フリーズドライ装置。
 前記多段加熱盤体の各加熱盤に設けられた貫通孔に挿通され、下端が多段加熱盤体の台座板に固定されたガイド棒と、前記各加熱盤に設けられた貫通孔に挿通され上端が多段加熱盤体の天井板に固定されたガイド棒とを有し、両ガイド棒の少なくとも一方がパイプ状に形成され、他方のガイド棒がパイプ状のガイド棒に挿通されていることを特徴とする請求項1~7いずれか1項記載の重力式接離動機構付フリーズドライ装置。
 前記加温装置と前記多段加熱盤体間とが、熱媒液を循環させる循環パイプおよびフレキシブルパイプで接続されていることを特徴とする請求項1~8いずれか1項記載の重力式接離動機構付フリーズドライ装置。
 前記多段加熱盤体の各加熱盤が、熱媒液の流路が開口されたアルミニウム製の押出材からなる単位加熱盤が複数枚、両端側が補強カバーで挟持されることにより接合され、隣接する前記単位加熱盤の流路間が連結管により接続されて、加熱盤が一本または複数本の流路に形成されていることを特徴とする請求項9記載の重力式接離動機構付フリーズドライ装置。
 前記第一の間隔保持部材が前記補強カバー部に設けられていることを特徴とする請求項10記載の重力式接離動機構付フリーズドライ装置。
 前記単位加熱盤が、隣接するもの同士、側壁に設けた凹溝と凸条とが凹凸嵌合していることを特徴とする請求項10または11記載の重力式接離動機構付フリーズドライ装置。
 前記加熱盤が、金属製の流路管が曲折して配置された熱媒液の流路を有することを特徴とする請求項1~12いずれか1項記載の重力式接離動機構付フリーズドライ装置。
 前記加熱盤が、電熱線または面状発熱体が配置された加熱盤であることを特徴とする請求項1~8いずれか1項記載の重力式接離動機構付フリーズドライ装置。
 前記加熱盤に、間隔を空けて断面円形の熱媒液流路を1本または複数本設けるのでなく、断面が偏平の流路を蛇行させることとして、加熱盤表面温度を均一化し、且つ加熱盤厚をより薄層とすることを特徴とする請求項1~12いずれか1項記載の重力式接離動機構付フリーズドライ装置。
 前記加熱盤または単位加熱盤を、凹型の蛇行流路をプレスしたステンレス、銅、アルミニウム等の金属板または蛇行流路を設けたアルミダイキャスト盤を2枚合わせにし、または2枚の内の片面は平板として熱媒液流路を内包した加熱盤を形成することを特徴とする請求項1~12いずれか1項記載の重力式接離動機構付フリーズドライ装置。
 前記上下の加熱盤の間が最大に離間した際、該上下の加熱盤間に進入してその間隔を保持する第二の間隔保持部材を有することを特徴とする請求項1~16いずれか1項記載の重力式接離動機構付フリーズドライ装置。
 入口部を可動蓋部により開閉可能な乾燥缶内に、複数のトレイを積載可能な加熱盤が多段に配設され、乾燥缶が、コールドトラップ、冷凍機、真空ポンプおよび加温装置に接続されて成り、コールドトラップが冷凍機により所定温度に冷却され、乾燥缶およびコールドトラップが真空ポンプにより所定真空度まで減圧され、加熱盤によりトレイが加熱され、トレイに充填された被乾燥物の水分が昇華して、水蒸気がコールドトラップに氷結除去されるフリーズドライ装置であって、
 前記多段の加熱盤は、上段の加熱盤が下段の加熱盤に対して、相対的に所要距離接離動可能に設けられた多段加熱盤体に形成され、該多段加熱盤体の1乃至複数基が、前記入口部を通じて乾燥缶の内外に亙って移動可能に配置され、
 前記乾燥缶外に引き出された前記多段加熱盤体における上段の加熱盤を下段の加熱盤に対して相対的に接離させる接離動機構が設けられたフリーズドライ装置を用い、
 前記多段加熱盤体の加熱盤上にトレイを搬出入させる際には、前記乾燥缶内から多段加熱盤体を乾燥缶外に引き出し、前記接離動機構によって上段の加熱盤を下段の加熱盤に対して相対的に接離させ、上下加熱盤間に所要の作業空間を形成してトレイを搬出入し、
 フリーズドライを行う際には、前記接離動機構によって、上段の加熱盤を下段の加熱盤に対して相対的に接近させて後、前記乾燥缶内に移動してフリーズドライを行うことを特徴とするフリーズドライ方法。
 フリーズドライ終了後、可動蓋部を開けて、乾燥缶外に1乃至複数基の多段加熱盤体を順次引き出す工程と、
 乾燥缶外に引き出された多段加熱盤体を接離動機構により、上段の加熱盤を下段の加熱盤に対して相対的に離間させ、上下の加熱盤間からトレイを搬出する工程と、
 前記トレイが搬出された上下の加熱盤間に、新たに被乾燥物が収容されたトレイを搬入する工程と、
 該トレイが搬入された多段加熱盤体を接離動機構により、上段の加熱盤を下段の加熱盤に対して相対的に接近させる工程と、
 上下の加熱盤間が接近した多段加熱盤体を乾燥缶内に移動し、可動蓋部により乾燥缶を閉鎖し、所要のフリーズドライを行う工程とを含むことを特徴とする請求項18記載のフリーズドライ方法。
 前記多段加熱盤体に、上下の加熱盤間が所定距離離間した位置で上下の加熱盤の離間距離を規制する規制部材が設けられ、
 前記入口部から乾燥缶の外部に移動した多段加熱盤体を吊り下げ可能な吊持機構が設けられ、
 前記入口部から乾燥缶の外部に移動した多段加熱盤体を下方から支持する支持台が設けられ、
 該支持台を前記入口部と同一高さ位置と、該入口部よりも低い位置との間に亙って昇降させる昇降機が配設され、
 前記支持台および前記昇降機により前記接離動機構が構成され、
前記多段加熱盤体が前記吊持機構により吊持されるとともに前記支持台により支持された状態で、前記支持台が前記昇降機により下降される際は、上段の加熱盤と下段の加熱盤との間が前記規制部材により規制される距離だけ加熱盤の自重により離間して、上下加熱盤間に所要の作業空間が形成され、また前記支持台が上昇する際は、上下の加熱盤間が所要距離まで接近することを特徴とする請求項18または19記載のフリーズドライ方法。

 
Description:
重力式接離動機構付フリーズド イ装置およびこれを用いるフリーズドライ 法

本発明は、重力式接離動機構付フリーズド ライ装置およびこれを用いるフリーズドライ 方法に関する。

 フリーズドライ(FD)は、凍結した被乾燥物を 高真空下で昇華脱水する加工法であって、成 分・色・風味・形の変化が少なく、氷結晶が 昇華した跡が微細な空洞を形成して乾燥物が 海綿状となって、加水復元性が良好であるこ とから、医薬および即席食品の製造に広く応 用されている。
 FDの原理は、200年前にLeslie(英1811年)により 見された。また、1951~61年に英国政府研究所 行われた研究成果はFD技術の進歩に大きく 献し、1955年にチエーンベルト社(米)がステ レスベルト式果汁乾燥装置を、1962年にライ ルト社(独)がキャリッジ移動式連続FD装置を 、またアトラス社(デンマーク)がトレイ移動 のコーヒー連続乾燥装置を開発した。
 しかしながら、日本的な多種類少量生産に する「多段加熱盤式FD装置」については、 米の装置メーカーは、英国政府が実験に用 たAFD(加速乾燥)方式、すなわち、加熱盤と食 肉の間に金属バネを挟んで熱伝導を良好にす る方式にこだわったため実用化が進まなかっ た。1958年に抗生物質研究所から食品会社に じた百瀬(本発明者)は、1961年に奥行きの深 円筒型乾燥缶に「多段式電熱盤台車」を出 り可能に配設した廉価な「大容量FD装置」を 製作して国産初のFD応用食品「具入り即席味 汁」を生産した。
 ところが多段電熱盤の温度制御が困難で過 品(コゲ)が多発したことから、乾燥ムラを くすために、1967年に「電熱式トレイキャリ ジFD装置」に改良した。この「電熱式トレ キャリッジFD装置」は、直径2.3m、奥行き9.5m 円筒型乾燥缶の中央部に45cm幅の作業通路を 設け、その両側にトレイ幅と等しい約60cmの 熱盤16段を片持ちで固定し、外部から16段の レイ懸下腕を備えたキャリッジをモノレー で移動する構造で、トレイが電熱盤に接触 ずに、上下加熱盤の中間に浮いた状態で輻 加熱されることによって、乾燥ムラの少な 乾燥品製造が可能となった。
 また、トレイキャリッジを「調理室→冷凍 →FD機→乾燥品収納室」の工程に従ってモ レールで移動するシステムの開発により、(1 )乾燥缶へのトレイ搬出入が短時間で可能と って、凍結原料の解凍による品質劣化が防 され、また(2)乾燥終了トレイが短時間で乾 品収納室に移動可能となって、吸湿による 質劣化が防止されるなどの利点が認められ 、大手企業にも採用されるようになり、永 園の即席味噌汁「あさげ」(1967年)、日清食 の「貝入りスナック麺」(1971年)ほか多くの 食品誕生に役立った。
 1974年には、「電熱式トレイキャリッジFD装 」を、熱媒循環路内蔵の長尺アルミニウム 出し型材による「熱媒循環式加熱盤」に改 して温度制御の精度を高め、また故障の少 い真空システムの開発などによって、最先 FD装置として諸外国にも輸出されるように った。2006年の日本凍結乾燥食品工業会の調 (日本食糧新聞社)によると、脱水量1.2トン/ (320トレイ収納)の規模換算で、国内に160基 り、国外に420基余り、加熱盤面積合計で約70 ,000m 2 が稼動している。
 また1975年にアトラス社(オランダ)の技術者 本装置を視察して以降、「熱媒循環路内蔵 ルミ型材」は同社の連続式FD装置ほかにも 用されるようになった。

特開平7-294118号公報

 国内外に普及している「熱媒加熱式トレイ ャリッジFD装置」は、地球環境問題がさほ 重視されていなかった30余年前に、「省力化 」に重点をおいて開発した装置であって、改 めて「省エネ・省資源」の観点から見直すと 多くの課題がある。また、スプレードライほ かの乾燥法が、化石燃料を熱源としているの に対して、FDは「電力」のみで脱水が可能で ることから、地球温暖化防止という意味で 装置改良によるコストダウンによるFD応用 野の拡大は重要な意味がある。
 すなわち、現在普及している脱水1.2トン/日 のFD装置は、1)乾燥缶直径2.3m、缶長9.5m、容積 40m 3 と長大であって、2)乾燥缶内の中央部に略45cm 幅の作業通路が設けられて加熱盤面積が削減 され、3)乾燥缶内に固定した加熱盤とトレイ ャリッジとの衝突を避けるため、加熱盤相 の間隔が8cm離間していることなどから、乾 缶へのトレイ収容数が320トレイに留まり、4 )脱水量に比して真空ポンプ動力が大きく、5) 装置費が1.2億円と高額、6)トレイキャリッジ 、調理室、冷凍庫、FD装置、乾燥品収納室 全工程を、建物に取り付けたモノレールで 動するため、設置スペースが大きく、従っ 工場建設費も高額であるという課題がある
 そこで、本発明は上記課題を解決すべくな れたものであり、その目的とするところは 脱水能力増強に有効なトレイ収容数を多く き、作業性もよく、且つ廉価な重力式接離 機構付フリーズドライ装置およびこれを用 るフリーズドライ方法を提供するにある。
 本発明に係る重力式接離動機構付フリーズ ライ装置は、入口部を可動蓋部により開閉 能な乾燥缶内に、複数のトレイを積載可能 加熱盤が多段に配設され、乾燥缶が、コー ドトラップ、冷凍機、真空ポンプおよび加 装置に接続されて成り、コールドトラップ 冷凍機により所定温度に冷却され、乾燥缶 よびコールドトラップが真空ポンプにより 定真空度まで減圧され、加熱盤によりトレ が加熱され、トレイに充填された被乾燥物 水分が昇華して、水蒸気がコールドトラッ に氷結除去されるフリーズドライ装置にお て、前記多段の加熱盤は、上段の加熱盤が 段の加熱盤に対して、相対的に所要距離接 動可能に設けられた多段加熱盤体に形成さ 、該多段加熱盤体の1乃至複数基が、前記入 口部を通じて乾燥缶の内外に亙って移動可能 に配置され、前記乾燥缶外に引き出された前 記多段加熱盤体における上段の加熱盤を下段 の加熱盤に対して相対的に接離させる接離動 機構が設けられて成り、前記多段加熱盤体の 加熱盤上にトレイを搬出入させる際には、前 記乾燥缶内から多段加熱盤体を乾燥缶外に引 き出し、前記接離動機構によって上段の加熱 盤を下段の加熱盤に対して相対的に接離させ 、上下加熱盤間に所要の作業空間を形成して トレイを搬出入し、フリーズドライを行う際 には、前記接離動機構によって、上段の加熱 盤を下段の加熱盤に対して相対的に接近させ て後、前記乾燥缶内に移動してフリーズドラ イを行うことを特徴とする。
 また、前記多段加熱盤体に、上下の加熱盤 が所定距離離間した位置で上下の加熱盤の 間距離を規制する規制部材が設けられ、前 入口部から乾燥缶の外部に移動した多段加 盤体を吊り下げ可能な吊持機構が設けられ 前記入口部から乾燥缶の外部に移動した多 加熱盤体を下方から支持する支持台が設け れ、該支持台を前記入口部と同一高さ位置 、該入口部よりも低い位置との間に亙って 降させる昇降機が配設され、前記支持台お び前記昇降機により前記接離動機構が構成 れ、前記多段加熱盤体が前記吊持機構によ 吊持されるとともに前記支持台により支持 れた状態で、前記支持台が前記昇降機によ 下降される際は、最上部の吊持部を起点と て、上段の加熱盤と下段の加熱盤との間が 記規制部材により規制される距離だけ加熱 の自重により離間して、上下加熱盤間に所 の作業空間が形成され、また前記支持台が 昇する際は、前記吊持部を起点として、上 の加熱盤間が所要距離まで接近することを 徴とする。
 また、前記乾燥缶内の上部に缶内ガイドレ ルが、下部に内レールが配設され、前記多 加熱盤体の上部に前記缶内ガイドレールに って転動可能な上部車輪が、下部に下部車 が配設され、前記乾燥缶の入口部の上部前 に、前記缶内ガイドレールに接続する缶外 イドレールが配設され、前記支持台上に、 記内レール上から前記多段加熱盤体が移動 能な支持台レールが配設され、前記支持台 、前記内レールと同一高さ位置と、該内レ ルよりも低い位置との間に亙って昇降させ 前記昇降機が配設され、該低い位置に下降 た支持台上から、多段加熱盤体が前記支持 の前方に移動可能に設けられ、前記上部車 および前記缶外ガイドレールにより前記吊 機構が構成され、前記多段加熱盤体が、前 上部車輪および前記缶外ガイドレールによ 吊持された状態で前記支持台が前記昇降機 より下降されることにより、上段の加熱盤 下段の加熱盤との間が離間して、上下加熱 間に所要の作業空間が形成されることを特 とする。
 また本発明に係るフリーズドライ方法は、 記重力式接離動機構付フリーズドライ装置 用いるフリーズドライ方法において、フリ ズドライ終了後、可動蓋部を開けて、乾燥 外に多段加熱盤体を順次引き出す工程と、 燥缶外に引き出された多段加熱盤体を接離 機構により、上段の加熱盤を下段の加熱盤 対して相対的に離間させ、上下の加熱盤間 ら乾燥が終了したトレイを搬出する工程と 前記トレイが搬出された上下の加熱盤間に たに被乾燥物が充填されたトレイを搬入す 工程と、該トレイが搬入された多段加熱盤 を接離動機構により、上段の加熱盤を下段 加熱盤に対して相対的に接近させる工程と 上下加熱盤間が接近した多段加熱盤体を乾 缶内に移動し、可動蓋部により乾燥缶を閉 し、フリーズドライ処理を行う工程とを含 ことを特徴とする。

 本発明によれば、トレイの搬出入時には、 下段の加熱盤間を、トレイの高さよりも十 大きな間隔に広げて行うようにしているか 、トレイの搬出入を容易に行うことができ 。また、多段加熱盤体が乾燥缶外に露出さ るので、加熱盤の洗浄も容易かつ確実に行 ことができる。
 一方、多段の加熱盤体は、乾燥缶内に収容 れるときには、上段の加熱盤が下段の加熱 に対して相対的に接近され、ほとんどトレ の高さに等しい隙間のない状態となるから 大きさ(直径)の同じ乾燥缶において、より 段に形成でき、より多数のトレイを収容で 、また、上下の加熱盤がトレイに極めて接 した状態となるので、効率よくフリーズド イが行える。

フリーズドライ装置10の乾燥缶および ールドトラップ等の配置を示す説明図であ 。 乾燥缶の断面説明図である。 乾燥缶および支持台等の説明図である 乾燥缶から支持台上に多段加熱盤体1基 を引き出した状態を示す説明図である。 乾燥缶から多段加熱盤体を2基引き出し た状態を示す説明図である。 橋渡しガイドレールの説明平面図であ 。 上下の加熱盤がハンガーボルトの間隔 け離間した状態を示す説明図である。 上下の加熱盤が第一の間隔保持部材で 制される間隔に接近した状態を示す説明図 ある。 加熱盤の一部切欠き平面図である。 加熱盤の正面図である。 多段加熱盤体の上下動を保護するガイ ド棒・ガイド管の説明図である。

 以下本発明の好適な実施の形態を添付図面 基づき詳細に説明する。
 図1はフリーズドライ装置10の乾燥缶および ールドトラップ等の配置を示す説明図であ 。
 12は乾燥缶であり、入口部13を可動蓋部14に り開閉可能に設けられている。
 乾燥缶12内には、後記するように加熱盤40が 多段に設けられ、上段の加熱盤が下段の加熱 盤に対して、相対的に所要距離接離動可能に 設けられた多段加熱盤体15が、1乃至複数基( 3の例では4基)配置されている。乾燥缶12は、 コールドトラップ16、冷凍機17、真空ポンプ18 に接続され、また加熱盤体15の加熱盤40が加 装置19に接続されている。
 フリーズドライ方法そのものは公知のもの 同じである。
 すなわち、コールドトラップ16が冷凍機17に より所定温度に冷却され、乾燥缶12およびコ ルドトラップ16が真空ポンプ18により所定真 空度まで減圧された後に、加温装置19から多 の加熱盤に熱媒液が循環されて、トレイに 填された冷凍被乾燥物の水分が昇華して、 蒸気がコールドトラップに氷結除去される である。
 続いて、図2~図6により本実施の形態のフリ ズドライ装置10の全体的な概要を説明する
 乾燥缶12内の上部に缶内ガイドレール20が、 下部の両側に内レール23が、入口部13と奥方 とに亙って配設されている。
 多段加熱盤体15の天井板24の上面に、缶内ガ イドレール20に沿って転動可能な上部車輪25 、取付板26に支持されて設けられ、また多段 加熱盤体15の台座板27の下面に、内レール23に 沿って転動可能な下部車輪28が配設されてい 。これにより多段加熱盤体15は乾燥缶12内を 自在に移動可能となっている。
 図3~図6に示されるように、乾燥缶12の入口 13の上部前方(乾燥缶12外となる位置)に、橋 しガイドレール30を介して缶内ガイドレール 20に接続する缶外ガイドレール32が配設され いる。
 橋渡しガイドレール30は、図6に示されるよ に、缶外ガイドレール32の一端側に水平面 で回動自在に設けられ、可動蓋部14が乾燥缶 12の入口部13を閉じているときは側方に回動 ていて、可動蓋部14が入口部13を開放してい 際に、図示しない駆動部により入口部13方 に回動されて缶内ガイドレール20に接続でき るようになっている。
 本実施の形態において、橋渡しガイドレー 30は缶外ガイドレール32に含まれるものとす る。なお、橋渡しガイドレール30、缶外ガイ レール32の双方とも、多段加熱盤体15の上部 車輪25が転動可能になっている。これにより 多段加熱盤体15は、乾燥缶12内外に亙って移 動可能となっている。
 上部車輪25と缶外ガイドレール32によって多 段加熱盤体15の吊持機構を構成する。
 なお、多段加熱盤体15の移動は、下部車輪28 あるいは上部車輪25を駆動部(図示せず)によ 駆動する自走式にして行うことができる。 るいは、多段加熱盤体15の乾燥缶12内での移 は、正逆回転可能に設けたチエーン(図示せ ず)に、各多段加熱盤体15に掛止可能な掛止板 (図示せず)を設けて、チエーン駆動により各 止板によって多段加熱盤体15を押圧して乾 缶12内で移動するように設けてもよい。ある いは場合によって、人手により押圧あるいは 牽引して移動するようにすることもできる。
 乾燥缶12の入口部13の下部前方(乾燥缶12外と なる位置)に、乾燥缶12内の内レール23上から 段加熱盤体15が移動可能な支持台レール34を 有する昇降機能付支持台35が配設されている
 支持台35上には基本的には1基の多段加熱盤 15を支持可能となっているが、場合によっ は2以上の複数基の多段加熱盤体15を支持可 としてもよい。あるいは乾燥缶12の前方に各 1基ずつの多段加熱盤体15を支持可能な複数台 の支持台を連接するようにしてもよい(図示 ず)。
 支持台35には、油圧装置等の昇降機36が連結 されている。
 昇降機36は、支持台35を、内レール23と同一 さ位置と、該内レール23よりも低い位置(例 ば床面)との間に亙って昇降させるようにな っている。
 該低い位置(床面)に下降した支持台35上の支 持台レール34と同一高さ位置の床面上に多段 熱盤体15が移載可能な外レール38が支持台35 前方に配設されている。
 なお、下部車輪28を平型車輪に形成し、内 ール23、支持台レール34、外レール38を、平 の下部車輪28が案内される溝状のレールに形 成してもよい。あるいはこの場合、内レール 23、支持台レール34、外レール38を設けず、平 型の下部車輪28が、乾燥缶12の床面上、支持 35の台面上、外レールの無い床面上を単に転 動するものであってもよい。障害物となるレ ールはできる限り設けないほうが付帯作業を しやすい。
 次に、図7~図11により多段加熱盤体15につい 説明する。
 多段加熱盤体15は熱媒液が循環流通される 熱盤40が多段に配設されて成る。多段加熱盤 体15は、加熱盤40が、例えば25段程度の多段に 配設されて構成されるが、図7、図8は、その の、5段のみ図示している。
 上下の加熱盤40間は、加熱盤40の周縁部に設 けた透孔に、上下端に頭部が形成された規制 部材たるハンガーボルト41が挿通されること よって、所定距離相対的に接離動可能なよ に構成されている。
 図7は、上下の加熱盤40がハンガーボルト41 上下の頭部間の間隔だけ離間した状態を示 。図8は、上下の加熱盤40が接近した状態を す。
 加熱盤40の構造は次のようである。すなわ 、図9、図10に示すように、アルミニウム押 出し型材製の単位加熱盤66が複数枚隣接して 配置され、各単位加熱盤66にはその長手方向 熱媒液流路65が穿孔され、隣接する単位加 盤66間の熱媒液流路65をU型ベンド(連結管)68 接続することによって、熱媒液の蛇行流路 形成した後、両端縁側のU型ベンド68を覆う うにして単位加熱盤66を補強カバー67で挟持 定して加熱盤40に形成されている。蛇行流 は、全ての加熱盤を連結して1本の長い蛇行 路としてもよいが、複数の加熱盤ごとに区 した、複数本の蛇行流炉路としてもよい。
 図示の加熱盤40の例では、隣接する単位加 盤66間に若干の間隔を空けて、補強カバー67 挟持固定して連結して、すのこ状の加熱盤4 0に形成している。このように加熱盤40をすの こ状とすることによって、加熱盤40の軽量化 同時に、洗浄する際の廃水の排出が容易に える。
 あるいは図示しないが、単位加熱盤66の一 の側壁部に、あり溝状の凹溝を形成し、他 の側壁部に、あり溝に嵌合する断面逆台形 の凸条を形成した単位加熱盤66を用い、この 単位加熱盤66を、隣接するもの同士、凹溝と 条とを凹凸嵌合させて強固に連結した構造 ものとすることもできる。
 あるいは単位加熱盤66に、熱媒液の流路を 数本平行に設け(図示せず)、1つの流路が故 した場合に、他の予備の流路をU型ベンドで 続して用いることもできる。このようにす ことで、流路が故障した単位加熱盤66を交 することなく用いることができ、製作コス の低減が図れる。
 また、銅等の金属製の流路管を曲折して蛇 した熱媒液の流路を形成し(図示せず)、こ 蛇行した流路管の一面側、あるいは両面側 金属板に接触した状態で固定して加熱盤40に 構成してもよい。
 あるいは、加熱盤40は、電熱線が絶縁材を して配置された、電熱式の加熱盤であって よい。この場合は、熱媒液の循環方式の加 装置19は不要で、電気加熱設備が必要となる 。
 あるいは熱媒液流路を断面円形でなく、偏 状とすることによって、より薄層の加熱盤 形成する(図示せず)ことが可能となる。こ 場合、U型ベンド接続部分のみを管状とすれ よい。
 図示しないが、加熱盤40または単位加熱盤66 を、凹型の蛇行流路をプレスしたアルミ板、 銅板、SUS板等の金属板を2枚合わせにして、 媒液流路を内包した加熱盤を形成すること よって、より薄層・軽量の加熱盤が得られ 。なお金属板2枚の一方のみに凹型の蛇行流 をプレスし、片面は流路を設けない平滑面 もよい。また、凹型の蛇行流路をアルミニ ムダイキャストによって製作してもよい。
 補強カバー67はアルミニウム製押し出し型 またはSUS製折り曲げ材からなり、その下面 に、上下の加熱盤40の接近距離を規制する規 制部材たる第一の間隔保持部材44が立設され いる(図7、図8、図10参照)。上下の加熱盤40 接近すると、第一の間隔保持部材44が加熱盤 40の表面に当接し、上下の加熱盤40の接近を 制する。
 なお、第一の間隔保持部材44は、補強カバ 67の上面側に立設してもよい。
 また、図10に示すように、加熱盤40の下面側 に断面U字状またはL型等のセンターサポート6 9を固定して設けるとよい。
 センターサポート69も第一の間隔保持部材44 と同じ高さに設けられ、上下の加熱盤40の接 距離を規制する。
 トレイ42は、上下の加熱盤40が離間した状態 のときに、上下の加熱盤の第一の間隔保持部 材44とセンターサポート69との間隙に挿入、 るいは該間隙から容易に取り出される。
 また、図示しないが、上下の加熱盤40間が 大に離間した際、上下の加熱盤40間に進入し てその間隔を保持する第二の間隔保持部材を 設けると好適である。
 第二の間隔保持部材を上下の加熱盤40間か 進退動させるには、可動棒に第二の間隔保 部材を固定しておき、この可動棒を回転さ るなどして行なうとよい。
 第二の間隔保持部材により、例えば25段の 段加熱盤体15の上下の加熱盤40が離間した際 上下加熱盤40間の間隔が一定に保持される で、トレイ42の搬出入、加熱盤40の洗浄など 付帯作業を迅速かつ安全に行なうことがで る。また、後記するように、多段加熱盤体1 5が外レール38上あるいは工場床面等に降下し た際、上部車輪25を缶外ガイドレール32から き上がった状態とすることができ、すなわ 吊持状態を解除でき、缶外ガイドレール32へ の荷重を軽減できる。なお、第二の間隔保持 部材は必ずしも設けるを要しない。
 ハンガーボルト41は、各補強カバー67を貫通 して2本以上取り付け、トレイ42は加熱盤40の 面に接触して挿入される。
 各部材の寸法は、例えば次のようである。
 1.補強カバー67の上面側の肉厚:3mm
 2.上部加熱盤40の厚さ:20mm
 3.トレイ42の高さ:40mm
 4.下部加熱盤40の厚さ:20mm
 5.補強カバー67の下面側の肉厚:3mm
 6.上下加熱盤の離間時のトレイ上面と上部 熱盤底面との間隙:20mm
(1)多段加熱盤体15が乾燥缶12外に引き出され 、上下加熱盤40が離間した状態では、ハンガ ーボルト41の上下の頭部間の間隔は、1~6の合 の寸法となる。すなわち、3mm+20mm+40mm+20mm+3mm +20mm=106mm。
(2)また、多段加熱盤体15が乾燥缶15内に移動 てFD処理される際の、上下の加熱盤40が近接 た状態では、1~5の合計寸法は86mmで、ハンガ ーボルト41上端の頭部が、上段の加熱盤40の 強カバー面から懸下されて下端の頭部の荷 は解除される。
 各多段加熱盤体15は、例えば25段ほどの加熱 盤40が多段に積層されて形成される。各加熱 40が、4枚のトレイ42が載置可能な広さに形 された場合は、25段の各多段加熱盤体15には1 00枚ずつのトレイが載置可能となる。
 従来の、脱水能力1.2トン/日のトレイキャリ ッジ方式では、16段×4トレイ=64トレイを積載 るキャリッジ5台で乾燥缶内に合計320トレイ の収容が可能であったが、本実施の形態では 、同容積の乾燥缶内に、多段加熱盤体15が7基 配設可能であるので、収容トレイ数が合計700 枚となり、さらに上下加熱盤の近接による輻 射熱増強効果によって、従前の約2.5倍の3ト /日の脱水が可能となる。また、乾燥缶外で 、加熱盤40の下面とトレイ42の上面との間隙 が20mm離間するので、25段の多段加熱盤体15は 離間時には高さが合計50cm伸長することにな る。
 各多段加熱盤体15は、乾燥缶12の内外に亙っ て移動可能となっている。各加熱盤40の熱媒 流路65の入口65aと、出口65b(図9)とは、フレ シブルパイプ(図示せず)によって、熱媒液の 循環用ヘッダー22(図1、図3)に接続されて熱媒 液が各加熱盤に循環されるようになっている 。循環用ヘッダー22は、台座板27上に立設さ 、または天井板24から懸下されている。
 また、図1に示すように、乾燥缶12内には、 温装置19から熱媒液が循環される循環パイ 70a(行き)、70b(帰り)が多段加熱盤体15の停止 置まで配設され、この循環パイプ70と各多段 加熱盤体15の天井板24または台座板27に取り付 けた熱媒ヘッダー22との間は、カップリング 介してフレキシブルパイプ73によって接続 れている。これにより、各多段加熱盤体15内 に熱媒液が循環されてトレイが加温され、乾 燥が行われる。
 次に、図11に示すように、多段加熱盤体15の 各加熱盤40の4隅に設けられた貫通孔を挿通し て、下端が台座板27に固定されたパイプ状の イド棒62が設けられている。また、このガ ド棒62に下端側が挿入され、上端が天井板24 固定されたガイド棒63が設けられている。
 この両ガイド棒62、63により伸縮ガイドが構 成され、多段加熱盤体15の加熱盤40の上下動 ガイドされると共に、加熱盤40の横方向への ズレが防止される。
 なお、ガイド棒63をパイプ状のものにして ガイド棒62をガイド管63に挿入するようにし もよい。
 本実施の形態におけるフリーズドライ装置1 0は、上記のように構成されている。
 続いて動作(フリーズドライ方法)について 明する。
 フリーズドライ終了後、可動蓋部14を移動 て入口部13を開放し、乾燥缶12内の多段加熱 体15を、乾燥缶前方の昇降機能付支持台35上 に移動して、昇降機36を降下させる。その際 多段加熱盤体15の上部車輪25は缶外ガイドレ ール32に懸下されているので、多段加熱盤体1 5は最上部で吊持され、下部側が加熱盤40の自 重すなわち重力によって下降し、上段と下段 側の加熱盤40が離間する。
 したがって、昇降機36を油圧または空気圧 置によって構成するときは、下降の際に、 圧または空気圧を開放すればよいから、動 を要せず、省エネが図れる。
 昇降機によって多段加熱盤体15が下降する 、前記最上部の吊持機構を起点として、上 の加熱盤40から順にその下方の加熱盤40との 隔が開いていく。上下の加熱盤40の最大離 距離はハンガーボルト41によって規制される 。
 降下した昇降機36の停止位置を、工場床の レール38より数cm下がった位置に変更するこ により、多段加熱盤体15が床面を転動する の、缶外ガイドレール38に掛かる荷重を軽減 して、安全性を高めることが可能となる。
 すなわち、加熱盤40は、前記ハンガーボル 41の上下の頭部が加熱盤40に当接した位置(最 大降下位置)で下降は停止されるが、昇降機36 をさらに床面より数cm低い位置まで下降し、 こで、図示しない駆動部または手動により 二の間隔保持部材を上下に離間した加熱盤4 0間に進入させた後に、昇降機36を数cm上昇さ て、多段加熱盤体15を工場床面の位置まで す操作を行なう。
 これにより、上下の加熱盤40間に第二の間 保持部材が挟み込まれた状態のままで上昇 るので、上部車輪25が缶外ガイドレール32か 数cm浮き上がった状態となって、缶外ガイ レール32に掛かる荷重が軽減され、また加熱 盤40相互の間隔が離間状態で堅固に保持され ことになる。
 上記の操作により、多段加熱盤体15は、上 の加熱盤40が離間し、第二の間隔保持部材を 挿入した状態で、支持台35から、床面または 面の外レール38上に移動された後、上下の 熱盤40の間からフリーズドライの終了したト レイ42が取り出される。
 このようにして、順次乾燥缶12内から全て 多段加熱盤体15を、支持台35を経由して床面 移行して、フリーズドライの終了した乾燥 レイ42を取出し、次いでこれを低湿度の処 室に移動し、またコールドトラップ16に付着 した氷結を散水等で解凍することによって、 一連のフリーズドライ工程は完了する。
 フリーズドライを開始する場合には、前記 逆の作業手順で行なう。
 まず多段加熱盤体15ほかの洗浄を行なって 、新たな冷凍食品を充填したトレイ42を、上 下加熱盤40の隙間に挿入することによって開 される。
 従来のトレイキャリッジ方式では、加熱盤4 0が乾燥缶12内に固定されたまま、その中央部 の狭い通路に作業者が入って洗浄を行うので 、作業が困難で長時間を要したが、本実施の 形態では、多段加熱盤体15が外部に露出され 、上下の加熱盤が離間するので、容易に短 間に衛生化が達成される。
 次に、予め調理室でトレイ42に食品を充填 、これをトレイカートに積載して、冷凍庫( 示せず)で予備凍結を行った後、トレイカー トを乾燥室に移動して、衛生化が終了した多 段加熱盤体15の加熱盤40上にトレイ42を挿入す る。
 トレイカートは、離間状態の多段加熱盤体1 5の棚間隔と等しいトレイ支持腕を具備し、 場床に引き出されて洗浄された多段加熱盤 15に、複数のトレイ42を一括挿入した後、加 盤40上にトレイ42を残置して、トレイカート のみが後退することで短時間内に作業を完了 する。多段加熱盤体15の両面から同時にトレ 42の挿入が可能である。
 トレイ42を積載した多段加熱盤体15を、トレ イに充填した冷凍食品が解凍しないように、 直ちに昇降機能付支持台35上に移動し、まず 降機36を床面より数cm降下させて加熱盤40の 隔を広げる操作によって、第二の間隔保持 材を解除して、缶外ガイドレール32から数cm 浮き上がっている上部車輪25を正常に戻す。
 次いで多段加熱盤体15を乾燥缶12の内レール 23位置まで上昇させて乾燥缶12内の定位置に 納し、乾燥缶外の加温装置19からの配管70と 多段加熱盤体15の各加熱盤に熱媒液を分配 る熱媒液ヘッダー22とを接続する。この間の 所要時間は、多段加熱盤体15の台数に昇降機3 6の往復時間(数分間)を乗じた時間で決まり、 また、乾燥缶12の可動蓋部14を閉じて真空操 を開始して、冷凍食品の解凍劣化が生じな 真空度に到達させるまでの時間は、乾燥缶12 の容積と真空装置の排気能力で決まるが、で きるだけ短時間が望ましい。
 昇降機36の上昇に伴って、缶外ガイドレー 32に懸下している多段加熱盤体15の上部車輪2 5の位置を上限として、最下段の加熱盤40から 順に、その上段の加熱盤40の第一の間隔保持 材44が、下段の加熱盤40の表面に当接するま で上昇し、全ての第一の間隔保持部材44が、 段側の加熱盤40の表面に当接し、かつ支持 35の高さが内レール23の高さに一致した位置 昇降機36による上昇が停止される。
 次に、支持台35のレール34上から乾燥缶12の レール23上に多段加熱盤体15が移動される。
 このようにして、順次多段加熱盤体15が乾 缶12内に移動され、乾燥缶12外の加温装置19 らの熱媒液配管70と、多段加熱盤体15の熱媒 供給ヘッダー22とが接続された後に、乾燥 12の可動蓋部14によって入口部13を閉じるこ によってフリーズドライ工程を行なうこと できる。
 上記のように、フリーズドライを行なう際 は、上下の加熱盤40を接近させることがで るようになっているので、多段加熱盤体15を 従来のトレイキャリッジ方式のFD装置より多 に形成でき、従来と同容積の乾燥缶12に、 り多数のトレイ42の収容が可能となり、また 加熱盤とトレイの接近効果によってフリーズ ドライの脱水能力を高めることができる。
 即ち従来は、乾燥缶内壁に固定した加熱盤 、外部から移動するトレイキャリッジとの 突を避けるための隙間が必要であったため 加熱盤を16段程度しか収容できなかったが 多段加熱盤体15による本方式によれば、同じ 容積の乾燥缶12に、前記のように25段もの加 盤40が収納可能となり、従って被乾燥物を充 填したトレイ42の数量すなわち脱水量が、数 に増加できる。
 このようにして、多段加熱盤体15の形成に り加熱盤数(トレイ数)が2倍以上に増加する とと、従来8cm以上必要であった上下加熱盤40 の間隔が、乾燥缶内では、トレイ42の高さの4 cmまで接近可能となり、トレイ数の増加と輻 加熱効率が高まることにより、前記脱水能 1.2トン/日のFD装置と同容積の乾燥缶では、 3トン/日のフリーズドライが実現できる。
 また、上記実施の形態では、吊持機構(上部 車輪25、缶外ガイドレール32等)により上部を 持した状態で、昇降機36により多段加熱盤 15を下降あるいは上昇させるようにしたが、 多段加熱盤体15を乾燥缶12の外部に引き出し 後、クレーン装置等によって加熱盤40を順次 上方に吊り上げるようにして、上下の加熱盤 40間を離間させ、次いで下降させて、上下の 熱盤40の間を接近させるようにしてもよい