JP2018169083A - 凍結乾燥物の内部状態判定方法、内部状態判定装置及び凍結乾燥装置 - Google Patents

Abstract

【課題】凍結乾燥中の物品内部の乾燥完了時点を非破壊で判定可能にする。【解決手段】一実施形態に係る凍結乾燥物品の内部乾燥状態判定方法は、凍結乾燥中に凍結乾燥される物品の内部乾燥状態を判定する方法であって、前記物品にマイクロ波共振器を用いて形成されるマイクロ波の共振電磁場を作用させ、前記共振電磁場の共振周波数又は共振電圧の少なくとも一方を検出する検出ステップと、前記検出ステップで得た検出値の経時変化に基づいて前記物品の内部の乾燥完了時点を判定する判定ステップと、を備える。【選択図】図３

Description

本開示は、凍結乾燥中に凍結乾燥される物品の内部乾燥状態を判定する判定方法、該物品の内部乾燥状態を判定する判定装置及び該判定装置を備える凍結乾燥装置に関する。

凍結乾燥方法は、対象物品の品質を損ねない乾燥法として、カップ麺やみそ汁などのインスタント食品や、熱変性を嫌う医薬品など、広い分野で用いられている。
しかし、現状、凍結乾燥中に対象物品の内部を非破壊でモニタリングする方法はなく、また、凍結乾燥の進捗状況は対象物品の内部でバラツキがある。そのため、現状、凍結乾燥の完了時点は、経験的に余裕をみて判断されている。
凍結乾燥が失敗した場合とは、対象物品の内部に昇華しきれなかった氷成分が存在していることであり、氷成分はその後水として析出し、対象物品の品質を損ねるため、再度凍結乾燥工程に戻すことができず不良品となる。

ところで、特許文献１には、物品の内部温度を外部から検出するための方法として、マイクロ波共振器を用い、対象物品から透過したマイクロ波の共振周波数及び共振ピーク電圧を検出し、これらの検出値から対象物品の内部温度を推定する方法が開示されている。

国際公開第２０１５／１４６６００号

前述のように、凍結乾燥中の物品内部の状態を非破壊でモニタリングする方法はなく、乾燥完了時点を安全サイドで判定しているため、余分な時間がかかっている。
特許文献１に開示された方法は、物品の内部温度を外部から検出するための方法であるため、この技術をそのまま凍結乾燥される物品の乾燥完了時点の判定に適用することはできない。

少なくとも一実施形態は、上記課題に鑑み、凍結乾燥中の物品内部の乾燥完了時点を非破壊で判定可能にすることを目的とする。

（１）一実施形態に係る凍結乾燥物品の内部状態判定方法は、
凍結乾燥中に凍結乾燥される物品の内部乾燥状態を判定する方法であって、
前記物品にマイクロ波共振器を用いて形成されるマイクロ波の共振電磁場を作用させ、前記共振電磁場の共振周波数又は共振電圧の少なくとも一方を検出する検出ステップと、
前記検出ステップで得た検出値の経時変化に基づいて前記物品の内部の乾燥完了時点を判定する判定ステップと、
を備える。

物品に水分が含まれるか、あるいは含まれる水分が液相の水であるかあるいは固相の氷であるかによって、物品に吸収又は透過されるマイクロ波の吸収度又は透過度が大きく変化する特性がある。そのため、マイクロ波共振器が形成する共振電磁場に物品が存在するか否かで共振電磁場の共振周波数及び共振電圧が大きく変化する。

上記（１）の方法によれば、上記特性を利用し、凍結乾燥される物品を透過したマイクロ波の共振周波数又は共振電圧の少なくとも一方を検出し、その検出値の経時変化に基づいて物品の内部の乾燥完了時点を判定するものであるため、物品内部の乾燥完了時点を非破壊で判定できる。
これによって、乾燥時間を余分に設定する必要がなくなり、凍結乾燥に要する時間を短縮できる。また、凍結乾燥中にリアルタイムで乾燥完了時点を正確に判定できるため、乾燥未了の不良品を低減できる。
また、マイクロ波は、ガラス、紙、ポリエチレン、ポリスチレン等の樹脂に対して透過性が高いため、物品をこれら材料でできた容器に入れたまま検査できる。従って、物品に対して非接触な検査が可能になり、物品に対するマイクロ波共振器に配置自由度を広げることができる。

（２）一実施形態では、前記（１）の方法において、
前記判定ステップにおいて、
前記検出値の経時変化の傾きが予め設定された閾値（正の傾きを有する閾値）を超えた時点を前記物品の内部の乾燥完了時点であると判定する。
上記（２）の方法によれば、検出値の経時変化の傾きを上記閾値と比較することで、乾燥完了時点を客観的に判定できる。
なお、上記閾値は、過去の実験データなどから適宜に設定する。

（３）一実施形態では、前記（２）の方法において、
前記判定ステップにおいて、
前記検出値が不連続で上昇した時点を前記物品の内部の乾燥完了時点であると判定する。
上記（３）の方法によれば、検出値が不連続で上昇した時点を乾燥完了時点とすることで、明瞭に乾燥完了時点を判定できる。

（４）一実施形態では、前記（１）〜（３）の何れかの方法において、
前記物品を凍結乾燥する工程が、
前記物品を冷却して凍結する凍結ステップと、
前記物品を乾燥容器に入れ、前記乾燥容器の内部を減圧しかつ前記物品を加熱して前記物品内部の氷晶を昇華させる乾燥ステップと、
備え、
前記検出ステップにおいて、
前記乾燥容器の内部に配置した前記マイクロ波共振器によって前記共振電磁場を形成する。

上記（４）の方法によれば、上記乾燥容器の内部にマイクロ波共振器を配置することで、検出値の経時変化が明瞭に現れるため、乾燥完了時点を正確に判定できる。

（５）一実施形態では、前記（１）〜（４）の何れかの方法において、
前記物品が食品又は製薬用溶液である。
上記（５）の方法によれば、物品が食品又は製薬用溶液である場合に、物品内部の乾燥完了時点を非破壊で判定できるため、乾燥時間を余分に設定する必要がなくなり、そのため、凍結乾燥に要する時間を短縮できる。また、凍結乾燥中に乾燥完了時点を判定できるため、乾燥未了の不良品を低減できる。

（６）一実施形態に係る凍結乾燥物品の内部状態判定装置は、
凍結乾燥された物品の内部乾燥状態を判定する装置であって、
マイクロ波を発振するマイクロ波発振器と、
前記マイクロ波発振器で発振された前記マイクロ波の共振電磁場を形成するマイクロ波共振器と、
前記共振電磁場に形成された共振周波数又は共振ピーク電圧の少なくとも一方を検出する検出器と、
前記物品が前記共振電磁場に配置されたときに前記検出器で検出された検出値の経時変化の傾きが予め設定された閾値を超えたとき、前記物品の内部の乾燥が完了したと判定する判定部と、
を備える。

上記（６）の構成によれば、上記検出器で判定対象物品に共振電磁場を作用させたときの共振周波数又は共振電圧の少なくとも一方を検出し、この検出値の経時変化の傾きを上記閾値と比較することで、客観的に乾燥完了時点を判定できる。
このように、物品内部の乾燥完了時点を非破壊で判定できるため、乾燥時間を余分に設定する必要がなくなり、そのため、凍結乾燥に要する時間を短縮できる。また、凍結乾燥中にリアルタイムで乾燥完了時点を判定できるため、乾燥未了の不良品を低減できる。
また、マイクロ波は、ガラス、紙、ポリエチレン、ポリスチレン等の樹脂に対して透過性が高いため、物品をこれら材料でできた容器に入れたまま検査できる。従って、物品に対して非接触な検査が可能になる。
なお、上記閾値は、過去の実験データなどから適宜に設定する。

（７）一実施形態では、前記（６）の構成において、
前記判定部は、
前記閾値を記憶する記憶部と、
前記検出器で検出された前記検出値の経時変化と前記閾値とを比較し、前記検出値の経時変化の傾きが前記閾値を超えたとき、前記物品の乾燥完了時点と判定する演算部と、
を含む。
上記（７）の構成によれば、上記演算部で、検出器で検出した経時変化の傾きと実験データなどから予め設定した閾値とを比較することで、乾燥完了時点を客観的に判定できる。

（８）一実施形態に係る凍結乾燥装置は、
物品を凍結する凍結部と、
前記凍結部で凍結された前記物品が収容される乾燥容器と、
前記乾燥容器に収容された前記物品に昇華用熱を付加する加熱部と、
前記乾燥容器の内部を減圧する減圧部と、
前記（６）又は（７）の構成を有する凍結乾燥物品の内部状態判定装置と、
を備える。

上記（８）の構成において、乾燥工程では、上記凍結部で凍結された物品を上記乾燥容器に入れ、乾燥容器内を減圧すると共に、物品に昇華用熱を付加することで、物品内部の氷成分を昇華させる。このとき、上記内部状態判定装置を備えることで、凍結乾燥中の物品内部の乾燥完了時点を非破壊で判定できる。これによって、乾燥時間を余分に設定する必要がなくなり、凍結乾燥に要する時間を短縮できると共に、凍結乾燥工程中に乾燥完了時点をリアルタイムで判定できるので、乾燥未了の不良品を低減できる。
また、マイクロ波は、ガラス、紙、ポリエチレン、ポリスチレン等の樹脂に対して透過性が高いため、物品をこれら材料でできた容器に入れたまま検査できる。従って、物品に対して非接触な検査が可能になる。

（９）一実施形態では、前記（８）の構成において、
前記内部状態判定装置は前記物品に前記共振電磁場を作用させる前記マイクロ波発振器を含み、
前記マイクロ波共振器は前記乾燥容器の内部に配置され、前記乾燥容器の内部で前記物品に前記共振電磁場を作用させる。
上記（９）の構成によれば、上記乾燥容器の内部で物品にマイクロ波共振器を作用させることができるので、共振周波数又は共振ピーク電圧の検出値の経時変化が明瞭に現れる。これによって、乾燥完了時点を正確に判定できる。

一実施形態によれば、凍結乾燥中の物品内部の乾燥完了時点を非破壊で判定できるため、乾燥時間を余分に設定する必要がなくなり、凍結乾燥に要する時間を短縮できる。また、凍結乾燥中にリアルタイムで物品内部の乾燥状態を判定できるため、乾燥未了の不良品を低減できる。

一実施形態に係る内部状態判定装置の系統図である。 一実施形態に係るマイクロ波共振器の概略図である。 一実施形態に係る内部状態判定方法の工程図である。 一実施形態に係る乾燥容器の概略図である。 一実施形態に係る共振周波数の経時変化を示すグラフである。 一実施形態に係る共振電圧の経時変化を示すグラフである。 一実施形態に係る凍結乾燥工程を示す概略図である。 （Ａ）は一実施形態に係る凍結乾燥装置の凍結部の正面視断面図であり、（Ｂ）は該凍結乾燥装置の乾燥部の正面視断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載され又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

図１は、凍結乾燥される物品の内部状態判定を判定する一実施形態に係る判定装置１０を示す。
判定装置１０は、マイクロ波を発振するマイクロ波発振器１２を備える。マイクロ波発振器１２で発振されたマイクロ波はマイクロ波共振器１４に供給され、マイクロ波共振器１４でマイクロ波の共振電磁場を形成する。
マイクロ波検出器１６は、共振電磁場に形成された共振周波数又は共振電圧の少なくとも一方を検出する。検査対象物品の乾燥完了時点を判定するときは、凍結乾燥中の物品に共振電磁場を作用させたときの共振周波数又は共振電圧を検出し、その検出値を判定部１８に送る。
判定部１８は、例えば、パーソナルコンピュータなどの電子計算機であり、マイクロ波検出器１６で検出した検出値の経時変化の傾きが予め設定された閾値（正の傾きを有する閾値）を超えたとき、物品内部の乾燥が完了したと判定する。

上記構成によれば、物品内部の乾燥完了時点を非破壊で判定できるため、乾燥時間を余分に設定する必要がなくなり、そのため、凍結乾燥に要する時間を短縮できる。また、凍結乾燥中にリアルタイムで乾燥完了時点を判定できるため、乾燥未了の不良品を低減できる。
また、マイクロ波は、ガラス、紙、ポリエチレン、ポリスチレン等の樹脂に対して透過性が高いため、物品をこれら材料でできた容器に入れたまま検査できる。従って、物品に対して非接触な検査が可能になる。
なお、上記閾値は、過去の実験データなどから適宜に設定する。

一実施形態では、図２に示すように、マイクロ波共振器１４上に凍結乾燥される物品Ｍが収納された容器３４が載置される。容器３４は、例えば、上方が開放された皿状の容器であるが、この形状に限定されず、物品Ｍを内部に収納可能な袋状であってもよい。容器３４は、マイクロ波に対して透過性が高いガラス、紙及び樹脂で構成される。
この実施形態によれば、物品Ｍを容器３４に入れたまま検査できるため、物品Ｍに対してマイクロ波共振器１４が非接触で検査が可能になる。

一実施形態では、物品Ｍは、例えば、食品であり、あるいはワクチンなどの製薬用溶液である。
このように、物品Ｍが食品又は製薬用溶液である場合に、物品内部の乾燥完了時点を非破壊で判定できるため、乾燥時間を余分に設定する必要がなくなり、そのため、凍結乾燥に要する時間を短縮できる。また、凍結乾燥中にリアルタイムで乾燥完了時点を判定できるため、乾燥未了の不良品を低減できる。

一実施形態では、図１に示すように、判定部１８は、閾値を記憶するメモリ２０（記憶部）と演算部２２とを含む。演算部２２は、マイクロ波検出器１６で検出された検出値の経時変化と閾値とを比較し、検出値の経時変化の傾きが閾値を超えたとき、物品の乾燥完了時点と判定する。
この実施形態によれば、演算部２２で、マイクロ波検出器１６で検出した検出値の経時変化の傾きと実験データなどから予め設定した閾値とを比較することで、乾燥完了時点を客観的に判定できる。

一実施形態では、さらに、マイクロ波検出器１６で検出された検出値の経時変化及び判定結果等をディスプレイなどに表示する表示部２４を備える。表示部２４を備えることで、作業員が物品内部の凍結乾燥の進捗状態をビジュアルに把握できる。

一実施形態では、マイクロ波発振器１２から発信されたマイクロ波は、ケーブル２６を介してサーキュレータ２８に供給される。サーキュレータ２８は、マイクロ波発振器１２から発信されたマイクロ波が反射してマイクロ波発振器１２を損傷させないために、反射するマイクロ波がマイクロ波発振器１２に伝播するのを規制する。
サーキュレータ２８から出力されたマイクロ波は、ケーブル２６を介して減衰器３０に供給され、減衰器３０でノイズが除去された後、マイクロ波共振器１４に供給される。マイクロ波共振器１４から出力されるマイクロ波は、ケーブル２６を介して減衰器３２に供給され、減衰器３２でノイズが除去された後、マイクロ波検出器１６で検出される、マイクロ波検出器１６で検出されたマイクロ波の検出信号は判定部１８に送られる。

一実施形態に係る内部乾燥状態判定方法は、凍結乾燥中に凍結乾燥される物品Ｍの内部乾燥状態を判定する方法である。
図３に示すように、凍結乾燥される物品Ｍにマイクロ波共振器１４を用いて形成されるマイクロ波の共振電磁場を作用させ、共振電磁場の共振周波数又は共振電圧の少なくとも一方を検出する（検出ステップＳ１２）。
次に、検出ステップＳ１２で得た検出値の経時変化に基づいて物品Ｍの内部の乾燥完了時点を判定する（判定ステップＳ１４）。

上記方法によれば、物品Ｍに対するマイクロ波の特性を利用することで、物品内部の乾燥完了時点を非破壊で判定できる。
これによって、乾燥時間を余分に設定する必要がなくなり、凍結乾燥に要する時間を短縮できる。また、凍結乾燥中に乾燥完了時点を正確に判定できるため、乾燥未了の不良品を低減できる。
また、凍結乾燥中に物品が乾燥完了時点に達したことをリアルタイムで判定できる。さらに、マイクロ波は、ガラス、紙、ポリエチレン、ポリスチレン等の樹脂に対して透過性が高いため、物品をこれら材料でできた容器に入れたまま検査できる。従って、物品に対して非接触な検査が可能になる。

図４〜図６は、凍結乾燥される物品として５％マンニトール溶液を用い、凍結乾燥中にこの溶液の共振周波数及び共振電圧をモニタリングしたものである。
図４はこのとき用いた実験器具を示す。密封可能で透明な密封容器４０の中に、サンプルＭを入れたシャーレ４２を配置する。密封容器４０の内部を真空ポンプ（不図示）に接続された吸引管４４で吸引して減圧する。その後、密封容器４０の外側に配置したマイクロ波共振器１４でサンプルＭに共振電磁場を作用させ、マイクロ波検出器１６でその共振電磁場に発生した共振周波数及び共振電圧の経時変化を検出した。図５及び図６は検出された経時変化を示す。

図５及び図６に示す経時変化には、時間ｔ１で急激な変化が表れており、判定部１８では時間ｔ１で乾燥が完了したと判定する（判定ステップＳ１４）。例えば、図５及び図６において、閾値が傾きαであるとすると、時間ｔ１で傾きαを超えた経時変化が発生している。
このように、共振周波数及び共振電圧は、乾燥完了時点で明瞭な変化が現れるので、容易に乾燥完了時点を判定できる。

一実施形態では、図３に示す判定ステップＳ１４において、上記検出値の経時変化の傾きが予め設定された閾値を超えた時点を物品Ｍの内部の乾燥完了時点であると判定する。乾燥完了時点と判定できる傾きは正の傾きである。
この実施形態によれば、検出値の経時変化の傾きを閾値と比較することで、乾燥完了時点を客観的に判定できる。
なお、正の傾きの閾値は、過去の実験データなどから適宜に設定する。

一実施形態では、判定ステップＳ１４において、図５及び図６に示すように、検出値が不連続に上昇した時点を物品Ｍの内部の乾燥完了時点であると判定する。
この実施形態によれば、検出値が不連続で上昇した時点を乾燥完了時点とすることで、明瞭に乾燥完了時点を判定できる。
なお、図５及び図６は凍結乾燥される物品Ｍとして、５％マンニトール溶液を用いた場合の経時変化曲線であるが、物品Ｍとして食品を用いた場合でも、共振周波数及び共振電圧の検出値の経時変化は、乾燥完了時点において、図５及び図６とほぼ同様に、不連続に上昇した経時変化曲線が得られる。

一実施形態では、図３に示すように、物品Ｍを凍結乾燥する工程Ｓ１０として、物品Ｍを冷却して凍結する凍結ステップＳ１０ａと、凍結された物品Ｍを乾燥させる乾燥ステップＳ１０ｂと、を含む。
図７は、一実施形態に係る凍結乾燥工程Ｓ１０を示す。
図７に示すように、乾燥ステップＳ１０ｂでは、物品Ｍを乾燥容器４６の中に入れ、乾燥容器４６の内部を減圧しかつ物品Ｍを加熱して昇華用熱を付加し、物品内部の氷成分（氷晶）を昇華させる。乾燥容器４６の内部にマイクロ波共振器１４を配置し、検出ステップＳ１２において、マイクロ波共振器１４によって共振電磁場を形成させ、乾燥中の物品Ｍに共振電磁場を作用させる。

この実施形態によれば、乾燥容器４６の内部にマイクロ波共振器１４を配置することで、検出値の経時変化が明瞭に現れるため、乾燥完了時点を正確に判定できる。

一実施形態では、凍結ステップＳ１０ａにおいて、図７に示すように、物品Ｍを内部を冷凍温度に保持可能な冷凍庫４８に収納し凍結処理する。

図８は、一実施形態に係る凍結乾燥装置５０を示し、凍結部５２と乾燥容器５４とを備える。図８（Ａ）は、凍結乾燥の対象となる物品Ｍを凍結する凍結部５２を示し、図８（Ｂ）は、凍結部５２で凍結された物品Ｍが乾燥処理される乾燥容器５４を示す。
乾燥容器５４は、内部を密封可能な容器であり、乾燥容器５４に収容された物品Ｍに昇華用熱を付加する加熱部５６と、乾燥容器５４の内部を減圧する減圧部５８と、を有する。
さらに、凍結乾燥装置５０は、凍結乾燥される物品Ｍの内部乾燥状態を判定する上記各実施形態に係る判定装置１０を備える。

物品Ｍは凍結部５２で凍結された後、乾燥容器５４で乾燥される。減圧部５８によって減圧された乾燥容器５４の内部で、物品Ｍに加熱部５６から昇華用熱が付加されることで、物品Ｍに含まれる氷成分は解けることなく昇華する。これによって、物品Ｍは品質を損なうことなく乾燥される。
一実施形態では、加熱部５６は電気ヒータであり、又は内部を加熱媒体が流れる加熱プレートや配管等で構成される。

上記構成によれば、判定装置１０を備えるため、凍結乾燥された物品Ｍの内部の乾燥完了有無を非破壊で判定できる。そのため、乾燥時間を余分に設定する必要がなくなり、凍結乾燥に要する時間を短縮できる。また、凍結乾燥中にリアルタイムで乾燥完了時点を正確に判定できるため、乾燥未了の不良品を低減できる。
さらに、マイクロ波は、ガラス、紙、ポリエチレン、ポリスチレン等の樹脂に対して透過性が高いため、図２に示すように、物品をこれら材料でできた容器３４に入れたまま検査できる。従って、物品Ｍに対して非接触な検査が可能になる。

一実施形態では、図８（Ｂ）に示すように、判定装置１０は、物品Ｍに共振電磁場を作用させるマイクロ波共振器１４を含む。マイクロ波共振器１４は乾燥容器５４の内部に配置され、乾燥容器５４の内部で物品Ｍに共振電磁場を作用させる。
この実施形態によれば、乾燥容器５４の内部に設けられたマイクロ波共振器１４で物品Ｍに共振電磁場を作用させることができるので、共振周波数又は共振電圧の検出値の経時変化を明瞭に捉えることができる。これによって、乾燥完了時点を正確に判定できる。

一実施形態では、凍結部５２は、内部に冷却空間を形成可能なハウジング６０と、ハウジング６０の内部で物品Ｍを搬送するコンベア６２とを備えたフリーザで構成される。該フリーザはハウジング６０の内部にハウジング内空気を冷却可能なクーラユニット６４を備える。クーラユニット６４には、冷凍機（不図示）から冷媒又はブラインが循環される。ファン６６でハウジング内の空気が循環され、クーラユニット６４で冷却される。
一実施形態では、減圧部５８は減圧ポンプを含む。該減圧ポンプの稼働で乾燥容器５４の内部空気を排出し、乾燥容器内を減圧する。
一実施形態では、乾燥容器５４の内部に台５９が設けられ、物品Ｍは台５９の上面に載置され、マイクロ波共振器１４及び加熱部５６は台５９の裏面に固定される。

少なくとも一実施形態によれば、凍結乾燥中の物品内部の乾燥完了時点を非破壊で判定できるため、乾燥時間を余分に設定する必要がなくなり、凍結乾燥に要する時間を短縮できる。また、凍結乾燥中にリアルタイムで物品内部の乾燥状態を判定できるため、乾燥未了の不良品を低減できる。

１０ 判定装置
１２ マイクロ波発振器
１４ マイクロ波共振器
１６ マイクロ波検出器
１８ 判定部
２０ メモリ（記憶部）
２２ 演算部
２４ 表示部
２６ ケーブル
２８ サーキュレータ
３０、３２ 減衰器
３４ 容器
４０ 密封容器
４２ シャーレ
４４ 吸引管
４６、５４ 乾燥容器
４８ 冷凍庫
５０ 凍結乾燥装置
５２ 凍結部
５６ 加熱部
５８ 減圧部
５９ 台
６０ ハウジング
６２ コンベア
６４ クーラユニット
６６ ファン
Ｍ 物品

Claims (9)

1. 凍結乾燥中に凍結乾燥される物品の内部乾燥状態を判定する方法であって、
   前記物品にマイクロ波共振器を用いて形成されるマイクロ波の共振電磁場を作用させ、前記共振電磁場の共振周波数又は共振電圧の少なくとも一方を検出する検出ステップと、
   前記検出ステップで得た検出値の経時変化に基づいて前記物品の内部の乾燥完了時点を判定する判定ステップと、
   を備えることを特徴とする凍結乾燥物品の内部状態判定方法。
2. 前記判定ステップにおいて、
   前記検出値の経時変化の傾きが予め設定された閾値を超えた時点を前記物品の内部の乾燥完了時点であると判定することを特徴とする請求項１に記載の凍結乾燥物品の内部状態判定方法。
3. 前記判定ステップにおいて、
   前記検出値が不連続で上昇した時点を前記物品の内部の乾燥完了時点であると判定することを特徴とする請求項２に記載の凍結乾燥物品の内部状態判定方法。
4. 前記物品を凍結乾燥する工程が、
   前記物品を冷却して凍結する凍結ステップと、
   前記物品を乾燥容器に入れ、前記乾燥容器の内部を減圧しかつ前記物品を加熱して前記物品内部の氷成分を昇華させる乾燥ステップと、
   備え、
   前記検出ステップにおいて、
   前記乾燥容器の内部に配置した前記マイクロ波共振器によって前記共振電磁場を形成することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の凍結乾燥物品の内部状態判定方法。
5. 前記物品が食品又は製薬用溶液であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の凍結乾燥物品の内部状態判定方法。
6. 凍結乾燥される物品の内部乾燥状態を判定する装置であって、
   マイクロ波を発振するマイクロ波発振器と、
   前記マイクロ波発振器で発振された前記マイクロ波の共振電磁場を形成するマイクロ波共振器と、
   前記共振電磁場に形成された共振周波数又は共振電圧の少なくとも一方を検出する検出器と、
   前記物品に前記共振電磁場を作用させたときに前記検出器で検出された検出値の経時変化の傾きが予め設定された閾値を超えたとき、前記物品の内部の乾燥が完了したと判定する判定部と、
   を備えることを特徴とする凍結乾燥物品の内部状態判定装置。
7. 前記判定部は、
   前記閾値を記憶する記憶部と、
   前記検出器で検出された前記検出値の経時変化と前記閾値とを比較し、前記検出値の経時変化の傾きが前記閾値を超えたとき、前記物品の乾燥完了時点と判定する演算部と、
   を含むことを特徴とする請求項６に記載の凍結乾燥物品の内部状態判定装置。
8. 物品を凍結する凍結部と、
   前記凍結部で凍結された前記物品が収容される乾燥容器と、
   前記乾燥容器に収容された前記物品に昇華用熱を付加する加熱部と、
   前記乾燥容器の内部を減圧する減圧部と、
   請求項６又は７に記載の凍結乾燥物品の内部状態判定装置と、
   を備えることを特徴とする凍結乾燥装置。
9. 前記内部状態判定装置は前記物品に前記共振電磁場を作用させる前記マイクロ波発振器を含み、
   前記マイクロ波共振器は前記乾燥容器の内部に配置され、前記乾燥容器の内部で前記物品に前記共振電磁場を作用させることを特徴とする請求項８に記載の凍結乾燥装置。

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