マイクロ波加熱の応用例

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C 高粘性・スラリー状食品の殺菌

高粘性状食品は流動性が悪く、熱伝導率も小さいため、品質を損なわずに外部加熱で殺菌することは難しい。又、固形物が入ったジャムのような食品の場合も、固形物と液体の比熱や熱伝導率の違いから、これまた均一に加熱することは意外と困難である。

図19.3.5 はバッチ式オーブン内にテフロン製パイプを設け、その中を流れている高粘性・スラリー状食品をマイクロ波加熱殺菌する装置のシステムフロー図である。このシステムでは、マイクロ波オーブンに入る前の食品でマイクロ波加熱された高温の食材を冷却する熱交換器機能を備えているのが特徴で、省エネルギー策を講じている。出力は処理量により異なるが数kW〜数十kW、周波数2450MHzである。10mm角程度の果肉入り糖液の場合、到達温度70℃で大腸菌数7*104個/g程度のものが、果肉を含め「大腸菌を検出出来ず」の結果を得ている。

図19.3.5 高粘性被加熱物加熱システム図
図19.3.5 高粘性被加熱物加熱システム図

尚、本例ではパイプを箱形オーブン内に設けているが、定在波導波管形加熱炉を利用すれば、マイクロ波吸収効率が前者の70%前後に対して、後者は90%以上確保可能である。更に、被加熱物を所定温度に加熱するのに要する時間は、前者の数分に対して後者は十数秒と短く、温度上昇速度(℃/秒)が一桁以上大きくなるのが特徴である。

☆補足説明:パイプを利用した各種加熱方法の比較

*パイプ内を通過する液体或いは高粘性食品を加熱する方法は以下のような方法がある。

・高周波加熱方式

・マイクロ波加熱方式(箱形オーブン式、定在波導波管式)

・抵抗加熱方式(ジュール加熱、通電加熱とも称する)

・HTST方式(高温短時間加熱)

これらの加熱方法の加熱原理、加熱炉構造、特徴、ランニングコストなどを整理したものを次頁の表19.3.2に示しているので参照願いたい。

これらの各種加熱方法はそれぞれ一長一短があり、マイクロ波の定在波導波管形加熱炉は、ランニングコストはHTST方式やジュール加熱方式には劣るものの、被加熱物の急速加熱、装置の簡便性・清掃性・保守点検性の良さや設備価格面などから、液体やスラリー状の被加熱物を加熱する観点からは、最良の加熱方式と思える。

*表19.3.2の「年間CO2の排出量」は、「地球温暖化対策の推進に関する法律施行令

第三条(平成14年12月19日)の排出係数」を利用し算出している。主なエネルギーの排出係数は以下の通りである。尚、これらの数値は随時見直しが行われている。

・購入電力:0.384(kg-CO2/kWh)

・灯油:2.53(kg-CO2/リットル)

・LPG:3.00(kg-CO2/kg)

・都市ガス:1.99(kg-CO2/m3

「温室効果ガス排出量規制についての京都議定書」による地球温暖化防止の観点から炭酸ガス排出量の抑制が重要課題であり、この視点に立ち検討することも重要かもしれない。

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