CN101115406A - 高频波解冻装置和解冻方法 - Google Patents

高频波解冻装置和解冻方法 Download PDF

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Abstract

一种高频波解冻装置,通过对夹持在相对电极间的冷冻食品(R)施加由高频振荡器(50)产生的高频电能,进行电感应加热,来对冷冻食品(R)进行解冻处理。高频波解冻装置(10)的解冻部分包括:作为前段的第一上部电极组用的单元电极(302);作为后段的第二上部电极组用的单元电极(303);作为更后段的第三上部电极组用的单元电极(304)。第一上部电极组用的单元电极(302)的电极面的面积设定为比冷冻食品(R)的被夹持面的面积小,第二上部电极组用的单元电极(303)的面积设定为比第一上部电极组用的单元电极(302)的面积大,第三上部电极组用的单元电极(304)的面积,设定为比第二上部电极组用的单元电极(303)的面积大。

Description

高频波解冻装置和解冻方法
技术领域
本发明涉及借助于对经过冷冻加工处理的肉类以及鱼类和贝类等冷冻食品施加高频波进行解冻处理的高频波解冻装置和解冻方法。
背景技术
以往,如专利文献1(特开平8-266257号公报)所记载的、借助于对冷冻食品施加高频波进行解冻处理的高频波解冻装置已为公众所知。这种高频波解冻装置,在把冷冻食品夹持在一对相对电极之间的状态下,通过相对电极把高频振荡器所产生的高频电能提供给冷冻食品,利用所提供的高频电能产生的电感应加热,使得夹持在相对电极之间的冷冻食品解冻。
在专利文献1所记载的高频波解冻装置中,采用的是用一对相对电极可靠地覆盖着冷冻食品,使得在加热对象物品内部产生均匀的电场。但在这种电极相对的情况下,由于高频能量有集中于介质的边界,即冷冻食品的棱角边缘部分的倾向,所以这些部分要比其它部分更容易被加热,因而存在冷冻食品不能均匀地解冻的问题。
特别是,当冷冻食品是肉类时,由于这种肉类中所含有的肥肉的介质损耗和导电率都很高,除了高频电感应加热之外,还处于用焦耳热加热的状态,所以当这种肥肉位于冷冻肉类的棱角边缘部分上时,被解冻肉类的棱角边缘部分将处于煮熟的状态,产生使商品价值降低的不利情况。
发明内容
本发明的目的是提供一种能始终对冷冻食品进行均匀而适当的解冻处理的高频波解冻装置和解冻方法。
本发明提供的高频波解冻装置,通过用解冻部分对加工成所要求厚度的冷冻食品施加高频电能进行电感应加热,来对其进行解冻处理,其特征在于,所述解冻部分包括:第一相对电极,在夹持所述冷冻食品的电极板中,至少一块电极板的板面形状比所述冷冻食品的被夹持面的形状尺寸小;第二相对电极,在夹持所述冷冻食品的电极板中,至少一块电极板的板面形状比所述小尺寸电极板的板面形状的尺寸大;以及高频波供给部分,在通过所述第一相对电极向所述冷冻食品供给高频电能之后,再通过所述第二相对电极向所述冷冻食品供给高频电能。
按照本发明的高频波解冻装置,加工后的冷冻食品,做成具有预先规定尺寸大小的长方体、或者圆柱体等具有所要求厚度的立体形状,夹持这种冷冻食品的第一相对电极设定为:其电极板中至少一块电极板的板面形状比冷冻食品的被夹持面的形状尺寸小,所以,在解冻处理的初期,避免了高频能量集中在冷冻食品的棱角边缘部分上,并以比其他部位低的水平对这一部分进行高频加热,来进行解冻处理。因此,消除了在解冻处理的初期冷冻食品的棱角边缘部分过热、解冻状态不均匀的不利情况。用于第二阶段解冻处理的第二相对电极,由于其电极板中至少一块电极板的板面形状比第一相对电极的上述小尺寸电极板的板面形状大,所以能用相对电极基本可靠地覆盖冷冻食品的棱角边缘部分,这样高频能量就集中在用第一相对电极没有充分解冻的冷冻食品的棱角边缘部分上,使其比其它部位更容易加热。因此,冷冻食品在完成了利用高频加热进行解冻处理的状态下,在解冻温度方面相差不大,能均匀地进行解冻。
附图说明
图1是表示本发明的高频波解冻装置的一个实施方式的立体图。
图2是沿图1中所示的高频波解冻装置的II-II线的剖面图。
图3是沿图1中所示的高频波解冻装置的III-III线的剖面图。
图4(a)是用于说明第一上部电极组用的单元电极俯视尺寸的俯视图;图4(b)是用于说明第二上部电极组用的单元电极俯视尺寸的俯视图;图4(c)是用于说明第三上部电极组用的单元电极俯视尺寸的俯视图;图4(d)是用来比较的参考图。
图5是用于说明高频波解冻装置的运转控制的一个实施方式的框图。
图6是表示操作盘的一个实施方式的外观图。
图7(a)是用于说明第一阶段的施加高频波进行解冻处理的立体说明图;图7(b)是用于说明第二阶段的施加高频波进行解冻处理的立体说明图;图7(c)是用于说明第三阶段的施加高频波进行解冻处理的立体说明图。
图8(a)是用于说明比较例1的施加高频波进行解冻处理的立体说明图;图8(b)是用于说明比较例2和3的施加高频波进行解冻处理的立体说明图。
图9(a)是表示在冷冻食品静止方式的第一实施方式的高频波解冻装置中,只有第一上部电极以规定的间隔对着冷冻食品的状态的立体说明图;图9(b)是表示在冷冻食品静止方式的第一实施方式的高频波解冻装置中,第一上部电极和第二上部电极都以规定的间隔对着冷冻食品的状态的立体说明图;图9(c)是表示在冷冻食品静止方式的第一实施方式的高频波解冻装置中,第一上部电极、第二上部电极和第三上部电极都以规定的间隔对着冷冻食品的状态的立体说明图。
图10(a)是表示在冷冻食品静止方式的第二实施方式的高频波解冻装置中,只有第一上部电极以规定的间隔对着冷冻食品的状态的立体说明图;图10(b)是表示在冷冻食品静止方式的第二实施方式的高频波解冻装置中,第一上部电极和第二上部电极都以规定的间隔对着冷冻食品的状态的立体说明图。
图11(a)是用数值来表示解冻处理刚结束之后,实施例中的温度分布的表;图11(b)是用数值来表示解冻处理刚结束之后,比较例1中的温度分布的表;图11(c)是用数值来表示解冻处理刚结束之后,比较例2中的温度分布的表;图11(d)是用数值来表示解冻处理刚结束之后,比较例3中的温度分布的表。另外,图11(a)~图11(d)中加「a」的,表示表面层的温度分布;加「b」的,表示上下方向中央部位的温度分布。
具体实施方式
图1是表示本发明的高频波解冻装置的一个实施方式的立体图。此外,图2是沿图1中所示的高频波解冻装置的II-II线的剖面图,图3是沿图1中所示的高频波解冻装置的III-III线的剖面图。
如图1所示,高频波解冻装置10包括:运送机构(运送装置)20,其在前后方向(图1的左右方向)长的箱形的装置主体11内,把冷冻食品R从该装置主体11的前端向后端输送;相对电极30,在上下方向上相对配置,对由该运送机构20所运送的冷冻食品R施加高频波;升降机构40,使配置在这些相对电极30内部上方的电极(后述的第一~第三上部电极组32、33、34)升降;以及高频振荡器(高频波供给部分)50,设置在上述装置主体11的顶板111上。
另外,本发明中的解冻部分包括上述运送机构20、上述相对电极30和上述高频振荡器50。
为了支撑上述运送机构20,上述装置主体11在下部具有一对在宽度方向上向前后方向延伸的支撑框架12。各支撑框架12的前后长度比装置主体11的长度还要长,并且各自在其长度方向的全长上,设有多根等间距、向下突出的支柱13。在装置主体11的前壁112上,设有从下边缘部分向上方切除的输入口14。输入口14用于把冷冻食品R运到装置主体11内部去。在装置主体11的后壁113上,设有具有与输入口14同样形状的输出口15。输出口15用于把冷冻食品R从装置主体11内部运到外部去。
在上述输入口14和输出口15上,分别设有具有能升降结构的隔板16,以及使上述隔板16升降,并使输入口14和输出口15打开或关闭的开关装置17。上述开关装置17,具有以纵向放置方式分别附设在前壁112和后壁113上方位置上的、在宽度方向上的一对开关气缸171;以及从各开关气缸171向下前进或者后退的活塞杆172。各活塞杆172的下端部连接在隔板16上,通过活塞杆172相对于开关气缸171的升降,使输入口14和输出口15打开或关闭。
在装置主体11的适当部位上,配备由微机构成的控制装置70。此外,在装置主体11内的外壁的适当部位上,设有用于进行高频波解冻装置10的运转条件输入操作的操作盘76。上述控制装置70根据通过上述操作盘76输入的作业信息设定运转条件,然后按照这种运转条件向相关的设备输出控制信号。高频波解冻装置10便根据上述控制信号驱动相关设备,进行适当的作业。
如图2所示,上述运送机构20包括:驱动辊21,由架设在上述一对支撑框架12的前端之间的驱动辊轴211支承,并可以与其同心地一体转动;从动辊22,由架设在上述一对支撑框架12的后端之间的从动辊轴221支承,并可以与其同心地一体转动;输送带23,张紧设置在驱动辊21与从动辊22之间;驱动电动机24,配置在上述驱动辊21的下部,把驱动力传递给该驱动辊21;以及驱动带25,张紧设置在驱动带轮242与上述驱动辊21之间,驱动带轮242外嵌于该驱动电动机24的驱动轴241上,并能与其一体转动。因而,冷冻食品R在因隔板16上升使输入口14打开的状态下,借助于作业机器人等交接装置,被移装到输送带23的上游一端(前端)。然后,通过驱动电动机24的驱动,使得输送带23在驱动辊21与从动辊22之间周向转动,把冷冻食品R运入装置主体11内。
上述驱动电动机24分别在不同时间里进行驱动,进行输入口14和输出口15的开关动作、以及构成相对电极30的后述第一~第三上部电极组32、33、34的升降动作。具体的说,由上游供给的冷冻食品R,在输入口14和输出口15敞开、并且第一~第三上部电极组32、33、34上升的状态下,通过驱动电动机24的驱动,被运入装置主体11内的解冻空间V,并且把已经完成解冻处理的冷冻食品R,从解冻空间V运到外部去。
运入解冻空间V内的冷冻食品R,在驱动电动机24间歇停止的时间里,通过下降到与该冷冻食品R的上表面离开规定的距离,例如离开5mm~10mm位置的上部电极31,向其供给来自高频振荡器50的高频电能,进行解冻处理。即,冷冻食品R,在解冻空间V内借助于驱动电动机24的间歇驱动而间歇地移动,在停止移动的间歇时间里,进行高频电能的供给处理。
下降后的上部电极31之所以要处于离开冷冻食品R的上表面规定距离的状态,是考虑到冷冻食品R的厚度分布存在不均匀。即,当上部电极31压接在冷冻食品R的上表面上时,由于上述厚度分布不均,上部电极31只压接在冷冻食品R的一部分上表面上,因而高频电能只集中供给给冷冻食品R上表面上的与上部电极31压接的部分,会使这一部分产生过加热的问题。为了防止发生这种问题,在本发明中,使上部电极31离开冷冻食品R的上表面的距离,超过冷冻食品R厚度不均匀的范围。另外,虽然在本实施方式中,把离开的距离设定在5mm~10mm的范围内,但本发明并不是把离开的距离限定在5mm~10mm的范围内,而是考虑厚度不均匀的程度,适当设定必要的离开距离。
上述相对电极30夹着输送带23上部的周向转动部分(前进区域),具有设置在上部的上部电极31和设置在下部的下部电极35。下部电极35具有大致与输送带23的宽度尺寸相同的宽度尺寸,并且具有比输送带23的长度尺寸(前后尺寸)短一些的长度尺寸。上述上部电极31由从上游一侧(前方一侧)向下游一侧依次分别配置的多个单元电极301而形成。这种单元电极301分别是从上游开始的第一上部电极组32、第二上部电极组33、以及第三上部电极组34。
上述单元电极301俯视呈矩形,四角做成圆弧形。这样,当通过单元电极301把高频电能施加在冷冻食品R上时,就能防止能量集中在该单元电极301的四角上,而使得这一部分过加热。如果单元电极301的角部是尖角,能量便集中在该角部,冷冻食品R对着该角部的部位就会过加热。
由上述第一上部电极组32与上述下部电极35形成本发明的第一相对电极,并且上述第二上部电极组33与上述下部电极35形成本发明的第二相对电极。
此外,在输送带23的前进方向一侧,在第一上部电极组32与下部电极35之间形成第一解冻空间V1;在第二上部电极组33与下部电极35之间形成第二解冻空间V2;在第三上部电极组34与下部电极35之间形成第三解冻空间V3。在第一解冻空间V1与第二解冻空间V2之间,以及在第二解冻空间V2与第三解冻空间V3之间,形成不对冷冻食品R施加高频电能的养护空间。
在本实施方式中,如图3中的假想线(在图3中用双点划线表示)所示,解冻空间V(V1~V3)在宽度方向上被三等分,并且在前后方向上被23等分。上述第一上部电极组32,由设置在用假想线围起来的上游一侧的3列共计9个位置上的9个单元电极301形成。上述第二上部电极组33,由设置在第一上部电极组32的下游一侧,隔开两列6个位置之后紧接着的下游一侧共计6列18个单元电极301形成。上述第三上部电极组34,由设置在第二上部电极组33的下游一侧,隔开两列6个位置之后紧接着的下游一侧共计10列30个单元电极301形成。
此外,从上游工序依次输送过来的冷冻食品R,以3个一列的形式,提供给输送带23的上游一端,并利用以规定的周期、间歇地进行一个个位置的周向转动动作的输送带23,将其送入解冻空间V内部。借助于与冷冻食品R导入解冻空间V内同步的上部电极31的升降,首先,把高频电能施加在处于夹在第一上部电极组32的单元电极301与下部电极35之间状态下的冷冻食品R上。3个一列的冷冻食品R,借助于输送带23的间歇周向转动动作,由第一上部电极组32进行3次施加高频波处理。
接着,由第一上部电极组32以规定的周期施加了3次高频波处理的3个一列的冷冻食品R,在以规定的周期进行了两次养护处理(不施加高频电能,通过在冷冻食品R内部的热传导,达到温度均匀化的处理)之后,再由第二上部电极组33以规定的周期进行6次施加高频波处理。
接着,由第二上部电极组33以规定的周期进行了6次施加高频波处理的3个一列的冷冻食品R,在以同样的规定周期进行了两次养护处理之后,再在第三上部电极组34中以规定的周期进行10次施加高频波处理,从而完成解冻处理。完成解冻处理以后的冷冻食品R,每次3个被从解冻空间V向外部运出来。
上述升降机构40使上部电极31进行升降动作。升降机构40具有在下表面上安装了多个单元电极301的金属制电极支撑板41,以及使该电极支撑板41升降的多个气缸装置42。上述电极支撑板41用绝缘材料和硬质合成树脂材料做成矩形的形状,一共有三种:第一上部电极组32用的;第二上部电极组33用的;以及第三上部电极组34用的。
第一上部电极组32用的电极支撑板41的尺寸,设计成能覆盖配置成3行3列的9个单元电极301。第二上部电极组33用的电极支撑板41的尺寸,设计成能覆盖布置成3行6列的18个单元电极301。第三上部电极组34用的电极支撑板41的尺寸,设计成能覆盖布置成3行10列的30个单元电极301。
上述气缸装置42,具有纵向设置的升降气缸421;以及从该升降气缸421向下方突出设置的能够进退的活塞杆422。上述升降气缸421纵向设置并固定在把装置主体11的内部分隔成上、下两部分的搁板114上,而活塞杆422则设置成贯通该搁板114,向下方突出。电极支撑板41连接在活塞杆422的下端部上。通过气缸装置42的驱动,活塞杆422相对于升降气缸421沿上下方向进退,使得电极支撑板41上升或下降。
在本实施方式中,上述气缸装置42具有:为第一上部电极组32用的4根活塞杆,为第二上部电极组33用的6根活塞杆,以及为第三上部电极组34用的10根活塞杆。
在对冷冻食品R施加高频电能时,要使冷冻食品R位于由对应解冻空间V的气缸装置42的驱动而下降的活塞杆422下端的上部电极31(单元电极301)、和隔着输送带23的下部电极35之间。另一方面,在把冷冻食品R运送到解冻空间V内时,则要使通过对应气缸装置42的驱动而上升的活塞杆422下端的上部电极31与冷冻食品R上表面之间隔开的距离增大。在移动冷冻食品R时,让上部电极31上升是为了避免冷冻食品R与上部电极31发生干涉,但在冷冻食品R的尺寸精度高、食品上表面几乎没有凹凸部分的情况下,也可以不让上部电极31升降,使上部电极31保持在预先设定的规定高度上。
压缩空气源60具有压缩泵和储存压缩空气的压力容器等,并向上述升降机构40的升降气缸421和上述开关装置17的开关气缸171供应驱动用的压缩空气。由这种压缩空气源60供应的压缩空气,通过第一空气管道61,并通过第一阀门装置611供给给一对开关气缸171,同时还通过第二空气管道62,并通过第二阀门装置621,供给给全部升降气缸421。
另外,在附图中,以简化的方式表示第一空气管道61和第二空气管道62,实际上,在气缸(开关气缸171和升降气缸421)的两个端部上设有多根管道,并且还设有用于排除空气的管道和各种换向阀之类的部件,但因为这些都是惯用手段,所以图中省略了。对于第二空气管道62来说,这一点也相同。
此外,关于第一阀门装置611和第二阀门装置621,也是使用多个控制阀,通过将各控制阀与其它控制阀联接并进行开关动作,来控制隔板16的开关动作和上部电极31的升降动作,但因为这些也都是惯用手段,所以图中省略了。
在本实施方式中,上述高频振荡器50一共设有三台:第一上部电极组32用的第一振荡器51、第二上部电极组33用的第二振荡器52、以及第三上部电极组34用的第三振荡器53。在本实施方式中,第一~第三振荡器51、52、53都是同样规格(即,同一种输出)的振荡器,不过,本发明的第一~第三振荡器51、52、53并不限于全部采用同样规格的振荡器,也可以分别采用不同输出的振荡器。
电源装置54从商用电源获得规定电力,向第一~第三振荡器51、52、53供电。第一振荡器51把高频电压加在第一上部电极组32的各个单元电极301上,第二振荡器52把高频电压加在第二上部电极组33的各个单元电极301上,第三振荡器53把高频电压加在第三上部电极组34的各个单元电极301上。
因此,由于在第一上部电极组32中存在9个单元电极301,当将一台高频振荡器50的输出功率设为Q(kW)时,供给各单元电极301的电力就是Q/9(kW)。由于在第二上部电极组33中存在着18个单元电极301,所以供给第二上部电极组33的各单元电极301的电力就是Q/18(kW)。此外,由于在最后的第三上部电极组34中存在着30个单元电极301,所以供给第三上部电极组34的各单元电极301的电力就是Q/30(kW)。
这一事实表明,供给第二上部电极组33的一个单元电极301的电量,是供给第一上部电极组32中一个单元电极301的电量的1/2(=(Q/18)÷(Q/9)),而供给第三上部电极组34的一个单元电极301的电量,是供给第一上部电极组32中一个单元电极301的电量的约1/3(=(Q/30)÷(Q/9))。
借助于这种电力分配,可防止伴随对冷冻食品R施加高频波进行解冻处理而使冷冻食品R过加热,并防止冷冻食品R内部的温度分布不均。
图4是用于说明在第一~第三上部电极组32、33、34中分别使用的单元电极301的尺寸的俯视图,图4(a)表示第一上部电极组用的单元电极302;图4(b)表示第二上部电极组用的单元电极303;图4(c)表示第三上部电极组用的单元电极304。另外,图4(d)是用来比较的参考图。此外,添加在图4(a)~图4(d)中的「a」表示的是俯视图,「b」则表示的是侧视图。
如图4所示,在本发明中,第一上部电极组用的单元电极302(图4(a))在三种单元电极301中具有俯视最小的尺寸;第二上部电极组用的单元电极303(图4(b))在三种单元电极中具有中间大小的尺寸;第三上部电极组用的单元电极304(图4(c))在三种单元电极中具有最大的尺寸。另外,图4(d)表示参考用的作为比较例的单元电极305比冷冻食品R还要大的情形。
在本实施方式中,以纵向尺寸(左右尺寸)、横向尺寸(前后尺寸)、高度尺寸(厚向尺寸)为530mm×360mm×170mm的块状冷冻食品R作为处理对象。第一上部电极组用的单元电极302的纵向×横向尺寸设定为370mm×250mm。如图4(a)所示,块状冷冻食品R上部的棱角边缘部分,呈从第一上部电极组用的单元电极302向外部鼓出的状态。
第二上部电极组用的单元电极303的纵向×横向尺寸设定为420mm×280mm。如图4b所示,块状冷冻食品R上部的棱角边缘部分从第一上部电极组用的单元电极302向外部鼓出的量,要比从第一上部电极组用的单元电极302向外部鼓出的量少。
第三上部电极组用的单元电极304的纵向×横向尺寸设定为480mm×320mm。如图4(c)所示,块状冷冻食品R上部的棱角边缘部分从第一上部电极组用的单元电极302向外部鼓出的量非常少。
这种鼓出量依次变化的理由如下:即,冷冻食品R在由第一上部电极组32进行解冻处理的初期,由高频振荡器50把大量的能量供给冷冻食品R,对其迅速进行解冻处理,在提高整体解冻处理的效率上是很有效的,但是,如图4(d)「b」所示,此时高频能量集中在冷冻食品R的棱角边缘部分上,因而导致冷冻食品R的棱角边缘部分过加热,不能以均匀的温度分布使冷冻食品R解冻。
而且,当冷冻食品R是冷冻的肉类时,在块状冷冻肉类的棱角边缘部分上存在的介质损耗以及导电率很高的肥肉很容易被电感应加热和焦耳加热,于是这些部分就成了所谓的“煮熟”状态,因而会产生解冻物品的商品价值大幅度降低的不利情形。
因此,如图4(a)「a」~图4(c)「a」所示,把每个单元电极301给予冷冻食品R能量最多的第一上部电极组用的单元电极302的面积,设定为最小;把每个单元电极301给予冷冻食品R能量位居第二位的第二上部电极组用的单元电极303的面积,设定为比第一上部电极组用的单元电极302的大一些;把每个单元电极301给予冷冻食品R能量最少的第三上部电极组用的单元电极304的面积,设定为最大。
这样,当冷冻食品R被运入第一解冻空间V1中,通过下部电极35处于夹持在下部电极35与第一上部电极组用的单元电极302之间的状态下时,如图4(a)「b」所示,供给第一上部电极组用的单元电极302与下部电极35之间的能量(为方便起见,用虚线表示),由于冷冻食品R上部的棱角边缘部分,向外凸出得很多,所以在所谓解冻初期,即使向冷冻食品R供给的能量很多,也能可靠地防止冷冻食品R的棱角边缘部分过加热。
此外,从上游工序传递过来的温度约为-20℃的冷冻食品R,在第一解冻空间V1中大概升温到约-10℃。
接着,在完成第一解冻空间V1中的解冻处理之后,冷冻食品R被送入第二解冻空间V2中,由于已升温到约-10℃,所以在每一单位时间里给予冷冻食品R的能量,要比第一解冻空间V1的情况大致减少1/2,在较长的时间里(大约是在第一解冻空间V1中的两倍)缓慢地对冷冻食品R进行解冻处理。
因此,在第二解冻空间V2中,由于是利用平面尺寸比在第一解冻空间V1中的第一上部电极组用的单元电极302大一些的第二上部电极组用的单元电极303,来对冷冻食品R施加高频波,能量在冷冻食品R的棱角边缘部分的集中程度不高,所以不仅能抑制棱角边缘部分的过加热,而且还能消除在第一解冻空间V1中未被加热的状态,对棱角边缘部分进行解冻处理。此外,从第一解冻空间V1接收过来的、温度约为-10℃的冷冻食品R,在第二解冻空间V2中,被升温到约-5℃。
然后,在完成第二解冻空间V2中的解冻处理之后,冷冻食品R被送入第三解冻空间V3中,在每一单位时间里给予冷冻食品R的能量,大致减少到在第一解冻空间V1中的1/3,在较长的时间里(大约是在第一解冻空间V1中的三倍)缓慢地对冷冻食品R进行解冻处理。
因此,在第三解冻空间V3中,由于是利用平面尺寸比在第二解冻空间V2中的第二上部电极组用的单元电极303大、并与冷冻食品R的纵横尺寸大致相等的第三上部电极组用的单元电极304对冷冻食品R施加高频波,高频能量相当低,所以此后要对冷冻食品R进行时间较长的均匀加热。
此外,从第二解冻空间V2接收过来的、温度约为-5℃的冷冻食品R,在第三解冻空间V3中,被升温到约-3℃,并在此状态下结束解冻处理。
图5是用于说明高频波解冻装置10的运转控制的一个实施方式的框图。在装置主体11(图1)内适当的部位上,设有用于控制高频波解冻装置10运转的、由微机构成的控制装置70。如图5所示,该控制装置70包括:作为运算处理装置的CPU(central processing unit)71;附设在该CPU 71上的存储装置ROM(read only memory)72;以及RAM(randomaccess memory)73。
上述ROM72是读取专用的存储装置,存储使控制装置70具有某种功能的程序和常数等。RAM73用做临时写入或者读出控制动作中所使用的数据的区域。
上述CPU71包括:根据从上述操作盘76输入的操作信息设定运转条件的运转条件设定部分711;以及根据从该运转条件设定部分711发来的指令信号,向高频振荡器50、驱动电动机24、以及第一和第二阀门装置611、621输出控制信号的控制信号输出部分712。
图6是表示操作盘76的一个实施方式的外观图。如图6所示,操作盘76具有扁平的长方体形状的框体761。操作盘76具有设置在图6的右边缘中央部分上的电源开关762,并且还在上部设有作为显示装置的LCD(liquid crystal display)763,且在其下部设有用于输入各种数值数据的数字键764。此外,在数字键764的正下方,设有用于输入各种运转信息的运转信息输入键765。
当按下上述电源开关762时,控制装置70启动,把规定的电力从电源装置54(图2)供给高频波解冻装置10的必要的部位(高频振荡器50、驱动电动机24等)。
在上述LCD 763上,显示从运转信息输入键765和数字键764输入的信息,并且还显示来自于与控制相关的运转条件设定部分711的输出信息。操作者通过观察该LCD 763上所显示的内容,可以检查当前输入的信息,或者确认高频波解冻装置10的运转状况等。
上述运转信息输入键765至少包括:用于输入冷冻食品R的种类的食品种类键7651;用于输入冷冻食品R的立体尺寸(纵向尺寸×横向尺寸×高度尺寸)的食品尺寸键7652;用于输入冷冻食品R的解冻处理数量的数量键7653;以及用于输入冷冻食品R的重量的重量键7654。
在输入冷冻食品R的种类的情况下,当按下食品种类键7651时,便在LCD 763上显示“请用数字键输入冷冻食品的种类”,催促输入预先代码化的、表示食品种类的数字。此外,在输入冷冻食品R的立体尺寸的情况下,在按下食品尺寸键7652之后,就能用数字键764输入纵向、横向和高度的数值。此外,在输入要进行解冻处理的冷冻食品R的数量的情况下,按下数量键7653,并继续用数字键764可以输入冷冻食品的数量。在输入冷冻食品R的重量的情况下,则在按下重量键7654之后,能用数字键764输入冷冻食品的重量。
另外,也可以用下列方法来代替上述利用数字键764的输入方法,即,为每一种要解冻的食品设置品种键(例如,牛肉:A键、猪肉:B键、鸡肉:C键),只要按下任意一个品种键,就能自动地输入该品种食品的尺寸和重量等。在使用以上方式的情况下,由于冷冻食品R已经按照它的种类具有固定规格的尺寸和重量,所以只要把这些参数预先储存在后述的控制装置70中,就能从用数字键764一个一个输入尺寸和重量等这种繁琐的工作中解放出来,从而能提高与高频波解冻装置1 0的运转有关的作业性能。
为了支持这些用运转信息输入键765进行的输入操作,在上述ROM72中,储存例如使冷冻食品R的种类和代码编号相对应的食品代码对应表,按下食品种类键7651,就能把该食品代码对应表调出,显示在LCD763上。因此,操作者就能很容易地一边参照在LCD 763上显示的食品代码对应表,一边用数字键764进行输入操作。
上述运转条件设定部分711根据从操作盘76输入的信息设定高频波解冻装置10的运转条件。更详细的说,当通过食品种类键7651和数字键764的按钮操作,输入冷冻食品R的种类时,便据此设定高频振荡器50的输出,并且,当通过食品尺寸键7652和数字键764的按钮操作,输入冷冻食品R的立体尺寸时,便据此设定上部电极31的高度水平。由运转条件设定部分711设定的运转条件,作为用于输出控制信号的指令信号,输出到后述的控制信号输出部分712。
并且,为了利用运转条件设定部分711来设定运转条件,在ROM 72中储存将冷冻食品R的种类和冷冻食品R的立体尺寸与高频振荡器50的高频输出功率以及间歇驱动的输送带23的时间间隔对应起来的食品种类表721。运转条件设定部分711根据从运转信息输入键765和数字键764输入的信息,参照食品种类表721,来设定高频振荡器50的输出功率值和间歇驱动的输送带23的时间间隔。
与此相对应,由数量键7653和数字键764输入的信息(即,要进行解冻处理的冷冻食品R的数量),在对输入数量的冷冻食品R完成解冻处理之前的时间里,暂时储存在RAM 73中。根据储存在该RAM 73中的设定数量,来进行数量管理。为了进行这种数量管理,在装置主体11的下游一端,设置了用于检测已经进行完解冻处理的冷冻食品R的个数的个数传感器74,并且在RAM 73中设置了累计个数储存部分731,每当个数传感器74检测到已完成解冻处理的冷冻食品R,便把所检测到的个数累加到在累计个数储存部分731中储存的数量上。
而且,个数传感器74每次检测到冷冻食品R,运转条件设定部分711就把累计在累计个数储存部分731中的个数与设定个数进行比较,当累计个数达到设定个数时,便向控制信号输出部分712输出停止解冻处理的指令信号。
而且,由运转条件设定部分711所设定的运转条件,都显示在LCD763上,操作者能根据所显示的运转条件,确认所设定的运转条件是否正确。
上述控制信号输出部分712根据从运转条件设定部分711发来的指令信号,向高频振荡器50、驱动电动机24、第一阀门装置611和第二阀门装置621输出控制信号,通过高频振荡器50和驱动电动机24的适当驱动,并且,借助于对第一和第二阀门装置611、621的适当操作,具体地控制高频波解冻装置10的运转。
该控制信号输出部分712根据从运转条件设定部分711发来的指令信号,向高频振荡器50发出控制信号,令其输出与冷冻食品R的种类和立体尺寸相适应的适当的高频波,并且,向驱动电机24发出控制信号,让输送带23以与冷冻食品R的种类和立体尺寸相对应的规定的时间间隔(规定的周期),进行间歇的周向转动。
此外,控制信号输出部分712,向第一阀门装置611输出控制信号,使其与输送带23的间歇周向转动相对应、利用开关气缸171的驱动使输入口14、输出口15打开或关闭,并且,向第二阀门装置621输出控制信号,使其与输送带23的间歇周向转动相对应,利用升降气缸421的驱动使上部电极31升降。
来自上述控制信号输出部分712的各种控制信号的输出,以互相联系的状态进行。因此,当高频波解冻装置10的运转一开始,首先,停止输送带23的运转,并在上部电极31设定为位于上方位置的状态下,通过开关气缸171的驱动打开输入口14、输出口15。在这种状态下,从上游工序运来的冷冻食品R在输送带23的上游端,沿宽度方向并排放置3个,通过驱动电动机24的驱动,输送带23周向转动一个间距,通过输入口14,把3个冷冻食品R运入第一解冻空间V1内,然后,在输入口14、输出口15关闭的状态下,通过升降气缸421的驱动,使上部电极31设定在位于与冷冻食品R的尺寸相适应的、规定的高度水平的下方位置,这样,3个冷冻食品R便处于由第一上部电极组32的第一上部电极组用的单元电极302与下部电极35夹持的状态下。
此时,后续的3个冷冻食品R被放置在输送带23的上游端。在这种状态下,第一振荡器51发出的高频电能,以规定时间供给给第一上部电极组32,通过施加这种高频电能,对最初的3个冷冻食品R进行在第一解冻空间V1中的解冻处理。接着,当完成对冷冻食品R施加规定时间的高频电能时,便敞开输入口14、输出口15,同时上部电极31向上方位置上升,并使处于这种状态的输送带23周向转动一个间距,把后续的3个冷冻食品R运入第一解冻空间V1中,并继续进行与上述相同的操作。这样,便对新的3个冷冻食品R开始解冻处理,并且在第一解冻空间V1内,在前进一个间距的位置上,对最初的3个冷冻食品R进行解冻处理。
通过反复进行这种操作,随着输送带23间歇地周向转动,冷冻食品R便每次3个地依次运入装置主体11的解冻空间V内。运入解冻空间V中的冷冻食品R,在第一解冻空间V1中进行三次解冻处理,每次都分别进行规定的时间,并在进行了两次规定时间的养护处理之后,在第二解冻空间V2中,利用由第二上部电极组用的单元电极303施加高频波,进行6次规定时间的解冻处理。接着,在进行了两次规定时间的养护处理之后,在第三解冻空间V3中,进行10次由第三上部电极组用的单元电极304施加高频波的、规定时间的解冻处理之后,通过输出口15将其运到外部去。
如以上所详细描述的,本实施方式的高频波解冻装置10,通过相对电极,把高频振荡器50发出的高频波,施加在处于夹持在平板状的相对电极之间、即上部电极31与下部电极35之间状态下的冷冻食品R上,用电感应加热的方式对冷冻食品R进行解冻处理。本实施方式的高频波解冻装置10,具有依次对冷冻食品R进行解冻的多组(在上述实施方式中为三组,即,第一上部电极组32和下部电极35,第二上部电极组33和下部电极35,以及第三上部电极组34和下部电极35)板状的相对电极,用于最初解冻的第一上部电极组32的第一上部电极组用的单元电极302的面积设定为比冷冻食品R对着电极一面的面积小;用于第二次解冻的第二上部电极组33的第二上部电极组用的单元电极303,设定为比第一上部电极组用的单元电极302的面积大;而用于第三次解冻的第三上部电极组34的第三上部电极组用的单元电极304,设定为比第二上部电极组用的单元电极303的面积大。
而且,借助于这种结构,由于上部电极31在最上游一侧的第一上部电极组32中使用的单元电极301(第一上部电极组用的单元电极302)设定为比冷冻食品R的面积小,所以在解冻处理的初期,冷冻食品R的棱角边缘部分,由于避免了被高频电能穿过,因而没有进行高频波加热,能够只对冷冻食品R的内部进行解冻。因此,能够消除在解冻处理初期因为冷冻食品R的棱角边缘部分过加热而造成的温度分布不均匀,以及由此导致的解冻不良的不利情形。
对于第二组以后的上部电极31(第二上部电极组用的单元电极303和第三上部电极组用的单元电极304),由于将它们的面积设定为依次比前面电极的面积大,所以每当重复进行高频波解冻处理,就增加在相对电极之间、用电极覆盖冷冻食品R的棱角边缘部分的程度,这样就能很容易地依次进行高频波加热。
因此,通过根据情况适当地设定所采用的相对电极的组数、和相对电极相对面积的增大程度,在各部位的解冻温度没有很大偏差的均匀的状态下,使冷冻食品R解冻。
此外,供给到各电极的高频波的能量,设定为从第一上部电极组32向第二上部电极组33、第三上部电极组34依次减小。因而,随着冷冻食品R温度的上升,供给冷冻食品R的能量将随着解冻状态的进行而逐渐减少,这样,不仅能避免随着解冻处理的进行使温度急剧上升的不利情形,还能随着解冻处理的进行,发挥在冷冻食品R内部的传热作用的效果,从而能实现更均匀的解冻处理。
此外,在上述实施方式中,在驱动辊21与从动辊22之间张紧设置有输送带23,其通过周向转动来运送冷冻食品R,在用该输送带23运送冷冻食品R的同时,对这些冷冻食品R施加高频波来进行解冻处理,因而能对冷冻食品R进行连续的解冻处理,能以工业化的规模高效地对冷冻食品R进行解冻处理。
而且,由于使用了多台同样输出功率的高频振荡器50(在上述实施方式中,从上游到下游用了3台,即第一~第三振荡器51、52、53),一方面,随着朝向下游方向,第一~第三振荡器51、52、53施加高频电能的单元电极301的面积逐渐增大,另一方面,按照面积的大小,使由一台高频振荡器50施加高频电能的单元电极301的数量增加,所以,随着朝向下游一侧,施加在一根单元电极301上的能量逐渐减少,这样,通过采用同样输出功率的多台高频振荡器50,可以实现随着相对面积的增加,减少给予冷冻食品R的能量,从而防止局部过加热。与使用不同输出功率的多台高频振荡器50的情况相比,由于简化了包括运转控制在内的总体结构,因而有助于降低设备成本。
本发明并不仅限于上述实施方式,还包括下列内容:
(1)在上述实施方式中,作为高频振荡器50,采用了第一~第三3台振荡器51、52、53,但本发明并不限于采用3台高频振荡器50,根据不同情况,可以使用少于3台,也可以使用4台以上。
(2)在上述实施方式中,上部电极31分为第一~第三上部电极组32、33、34三部分,但本发明并不限于把上部电极31分为三部分,也可以分为两部分,或者分为四部分以上。
(3)在上述实施方式中,把接地一侧的电极,即下部电极35的尺寸设定得非常大,但本发明并不限于把下部电极35的尺寸设定的很大,也可以把下部电极35的尺寸设定为比冷冻食品R小,而把上部电极31的尺寸设定为比冷冻食品R大。此外,也可以把上部电极31和下部电极35的尺寸都设定为比冷冻食品R小。
(4)在上述实施方式中,冷冻食品R是在用输送带23周向转动进行输送的同时,通过施加高频波进行解冻处理的,但也可以用下列方式来代替此方式,例如,利用机械臂的动作把冷冻食品R放置在上部电极31与下部电极35之间。
(5)在上述实施方式中,是一边用输送带23输送冷冻食品R,一边把设定面积依次增大的、第一上部电极组用的单元电极302、第二上部电极组用的单元电极303和第三上部电极组用的单元电极304所发出的高频电能依次施加在冷冻食品R上,但也可以改为让冷冻食品静止不动的方式,即把冷冻食品R放置在下部电极35上保持不动,依次从尺寸小的上部电极到尺寸大的上部电极,对这种静止状态的冷冻食品R施加高频波。
图9是表示冷冻食品静止方式的第一实施方式高频波解冻装置10’的立体说明图;图9(a)表示只有第一上部电极311以规定的间隔对着冷冻食品R的状态;图9(b)表示第一上部电极311和第二上部电极312都以规定的间隔对着冷冻食品R的状态;图9(c)表示第一上部电极311、第二上部电极312和第三上部电极313都以规定的间隔对着冷冻食品R的状态。
如图9所示,在冷冻食品静止方式的第一实施方式高频波解冻装置10’中,作为上部电极31’包括:第一上部电极311,大致呈椭圆形;第二上部电极312,以内圆周表面与该第一上部电极311的外圆周表面滑动接触的状态外嵌在第一上部电极311上,呈环状;以及第三上部电极313,以内圆周表面与该第二上部电极312的外圆周表面滑动接触的状态外嵌在第二上部电极312上,呈环状。上述第三上部电极313的外圆周面内侧的面积,设定为比冷冻食品R的上表面的面积稍小。
此外,还设置了用于升降上述第一~第三上部电极311、312、313的气缸装置43。该气缸装置43包括:第一上部电极311用的第一气缸装置431、第二上部电极312用的第二气缸装置432、以及第三上部电极313用的第三气缸装置433。
此外,当对冷冻食品R实施解冻处理时,首先,如图9(a)所示,通过第一气缸装置431的驱动,使第一上部电极311下降,并以规定的间隔使该第一上部电极311与冷冻食品R的上表面相对,在这种状态下,通过第一上部电极311施加高频波,进行第一阶段的解冻处理。
当第一阶段解冻处理经过了规定时间之后,则通过第二气缸装置432的驱动,使第二上部电极312下降。于是,便如图9(b)所示,冷冻食品R的上表面,处于隔开规定的间隔与第一上部电极311和第二上部电极312相对的状态。在这种状态下,通过第一~第二上部电极311、312对冷冻食品R施加高频波,进行第二阶段的解冻处理。
然后,当完成了经过规定时间的第二阶段的解冻处理时,最后,通过第三气缸装置433的驱动,使第三上部电极313下降,从而使得冷冻食品R处于与第一~第三上部电极311、312、313相对的状态。在这种状态下,对冷冻食品R进行第三阶段的解冻处理,即,通过第一~第三上部电极311、312、313对冷冻食品R施加规定时间长度的高频波。
采用这种结构的冷冻食品静止方式的第一实施方式高频波解冻装置10’,除了相对于下部电极35装卸之外,不需要移动冷冻食品R,从而能有助于降低这一部分的设备成本。
图10是表示冷冻食品静止方式的第二实施方式高频波解冻装置10”的立体说明图;图10(a)表示只有第一上部电极314以规定的间隔对着冷冻食品的状态;图10(b)表示第一上部电极314和第二上部电极315都以规定的间隔对着冷冻食品的状态。
如图10所示,第二实施方式的相对电极30”中的上部电极31”,采用折叠式的电极。如图10b所示,这种上部电极31”包括呈矩形的第一上部电极314;以及可折叠地附加设置在该第三上部电极341的各个边部上的第二上部电极315。
上述第二上部电极315包括:一对第一板片316,分别通过规定的合页部件连接在第一上部电极314的互相对应的边缘部分上;一对第二板片317,分别通过规定的合页部件连接在第一上部电极314剩余的互相对应的边缘部分上;以及分别通过规定的合页部件连接在各第二板片317的互相相对的边缘部分上的、各一对第三板片318。
而且,第一~第三板片316、317、318的尺寸设定为:在各自折叠的状态下,如图10(a)所示,互相重叠,收集在第一上部电极314上,并且通过将其展开,形成如图10(b)所示的比第一上部电极314大一圈的、俯视呈矩形的上部电极31”。
这种上部电极31”的升降操作,借助于安装在第一上部电极314的中央部分的气缸装置44的驱动来进行。
按照这种结构的上部电极31”,在第一阶段的解冻处理中,通过把第二上部电极315折叠,便如图10(a)所示,上部电极31”的面积与第一上部电极314的面积相同。然后,在第二阶段的冷冻处理中,通过分别展开第二上部电极315的第一~第三板片316、317、318,便如图10(b)所示,上部电极31变得比第一上部电极314大了一圈。另外,第一~第三板片316、317、318的展开操作和折叠操作,用手工作业进行。
按照这种结构的上部电极31”,由于结构非常简单,因而能进一步有助于降低设备成本。此外,还适合于小规模的解冻处理。
实施例1
为了确认本发明的高频波解冻装置10的效果,作为冷冻食品R,采用冷冻牛肉块作为试样R1(图7),对该试样R1进行分为三个阶段的解冻处理试验(实施例)。试样R1的尺寸为:纵向尺寸530mm×横向尺寸360mm×厚向尺寸170mm,重量约为25kg。此外,还对试样R1的温度进行了测定:表层部分(距表面深度为10mm处)为-18.5℃~-19.5℃(平均值约-19.0℃),中心部分(距表面深度为80mm处)为-19.0℃~-20.0℃(平均值约-19.5℃)。
首先,如图7(a)所示,在第一阶段解冻处理中,采用了纵向尺寸370mm×横向尺寸250mm的电极板31a,把试样R1放置在比试样R1的平面尺寸大的电极板35a上之后,把电极板31a覆盖在该试样R1的中央部分上,由高频振荡器50把设定输出功率为每公斤试样100W的高频波施加在试样R1上,时间为10分钟。施加在试样R1上的能量为1000W分钟/kg。
接着,如图7(b)所示,在第二阶段解冻处理中,采用了比第一阶段尺寸大的、纵向尺寸420mm×横向尺寸280mm的电极板31b,把经过第一阶段电感应加热的试样R1放置在与第一阶段相同的电极板35a上之后,把电极板31b覆盖在该试样R1的中央部分上,由高频振荡器50把设定输出功率为每公斤试样80W的高频波施加在试样R1上,时间为12分钟。施加在试样R1上的能量为960W分钟/kg。
如图7(c)所示,在最后的第三阶段解冻处理中,采用了比第二阶段的尺寸还大的、纵向尺寸480mm×横向尺寸320mm的电极板31c,把经过第二阶段电感应加热的试样R1放置在与第一阶段相同的电极板35a上之后,把电极板31c覆盖在该试样R1的中央部分上,由高频振荡器50把设定输出功率为每公斤试样60W的高频波施加在试样R1上,时间为10分钟。施加在试样R1上的能量为600W分钟/kg。
该实施例的试验结果是,在三个阶段中,对试样R1的冷冻牛肉施加的能量为2560W分钟/kg。
接着,作为用来与实施例进行比较的比较例,使用与实施例在同样的条件下制备的试样R1,进行了三种比较试验。
首先,如图8(a)所示,在比较例1中,把试样R1放置在电极板35a上之后,在其上覆盖比试样R1的尺寸大得多的、纵向尺寸1000mm×横向尺寸800mm的电极板31d,通过该电极,把由高频振荡器50产生的输出功率为50W/kg的高频波施加在试样R1上,时间为50分钟。对比较例1的试样R1所施加的能量达到2500W分钟/kg。
接着,如图8(b)所示,在比较例2中,所使用的电极板31a的尺寸设定为纵向尺寸370mm×横向尺寸250mm,即,比试样R1的尺寸小(与图7(a)中所示的电极板的尺寸相同),把由高频振荡器50产生的输出功率设定为80W/kg的高频波施加在与比较例1相同的试样R1上,时间为30分钟。对比较例2的试样R1所施加的能量为2400W分钟/kg。
在最后的比较例3中,使用与如图8(b)所示的、比较例2中的尺寸相同的电极板31a,对同样的试样R1进行两个阶段的解冻处理。首先,在第一阶段中,施加输出功率为130W/kg的高频波,时间为10分钟,在紧接着的第二阶段中,施加输出功率为80W/kg的高频波,时间为12分钟。对比较例3的试样R1所施加的能量为2260W分钟/kg。
这些实施例和比较例中的试验条件和试验结果,都示于表1中。此外,作为试验结果的试样R1的温度分布(在刚结束解冻处理之后测定的温度分布)示于图11。图11是用数值表示的解冻处理刚结束之后试样R1的温度分布的说明图;图11(a)表示实施例的温度分布,图11(b)表示比较例1的温度分布;图11(c)表示比较例2的温度分布;图11(d)表示比较例3的温度分布。此外,图11(a)~图11(d)中添加的「a」表示表层的温度分布,「b」表示上下方向的中央部分的温度分布。
表1
Figure A20068000448300271
首先,如表1所示,在实施例与比较例中,对于在同样的条件下制备的试样R1,投入的能量大致相同,即2260W分钟/kg~2560W分钟/kg(在实施例中,最大的为2560W分钟/kg,是对均匀加热不利的条件)。在实施例中,完成解冻处理时的表层部分的平均温度为-3.6℃,偏差(1σ)为0.55℃,中央部分的平均温度为-4.2℃,偏差(1σ)与表层部分相同为0.55℃,可判断其为偏差极小的均匀的温度分布。
而在比较例1中,表层部分的平均温度为-0.9℃,偏差(1σ)为7.80℃,中央部分的平均温度为-0.1℃,偏差(1σ)为10.52℃,为偏差非常大的不均匀温度分布,并且,试样R1表层的棱角边缘部分的一部分温度为5.5℃~31.8℃(参见图11(b)「a」),其中央部分的一部分温度为+43.7℃(参见图11(b)「b」),温度非常高,这是因为电极板31d太大,超出试样R1很多,使得能量集中在试样R1的棱角边缘部分上,从而造成这些部分局部过加热。
在比较例2中,表层部分的平均温度为-4.5℃,偏差(1σ)为2.27℃,中央部分的平均温度为-5.9℃,偏差(1σ)为2.48℃,可见因为电极板做得比试样R1小,抑制了表层棱角边缘部分的过加热,反而比中央部分的温度低。这是因为,一直到最后,向棱角边缘部分投入的能量都受到抑制。
因此,在比较例3中,把高频波的施加分为两个阶段,在第一阶段中,以130W/kg的输出,把非常多的能量投入到试样R1上,以便借此来提高棱角边缘部分的温度。表层部分的平均温度为-3.7℃,偏差(1σ)为3.50℃,中央部分的平均温度为-6.2℃,偏差(1σ)为1.86℃,不过,即使施加了第二阶段的高频波,但因为电极的尺寸仍旧很小,导致中央部分温度异常高(参见图11(d))。
而在实施例中,把施加高频波分为三个阶段,每进行一个阶段,就减小高频振荡器50的输出功率,另一方面,依次加大电极板的尺寸,所以,不仅能实现对试样R1的均匀加热,还能使得试样R1的棱角边缘部分获得适当的温度(参见图11(a)「a」)。
如以上所说明的,本发明的高频波解冻装置,通过用解冻部分对加工成所要求厚度的冷冻食品施加高频电能进行电感应加热,来对其进行解冻处理,其特征在于,上述解冻部分包括:第一相对电极,在夹持上述冷冻食品的电极板中,至少一块电极板的板面形状比上述冷冻食品的被夹持面的形状尺寸小;第二相对电极,在夹持上述冷冻食品的电极板中,至少一块电极板的板面形状比上述小尺寸电极板的板面形状尺寸大;以及高频波供给部分,在通过上述第一相对电极向上述冷冻食品供给高频电能之后,再通过上述第二相对电极向上述冷冻食品供给高频电能。
此外,本发明的高频波解冻方法,通过用解冻部分对加工成所要求厚度的冷冻食品施加高频电能进行电感应加热,来对其进行解冻处理,其特征在于,把被解冻食品夹持在至少一个电极板的板面形状比上述冷冻食品的被夹持面形状尺寸小的第一相对电极之间,施加高频电能,接着再把其夹持在至少一个电极板的板面形状比上述小尺寸电极板的板面形状尺寸大的第二相对电极之间,施加高频电能。
上述所谓“加工成所要求厚度的冷冻食品”,是指在这种冷冻食品的制造工序中,在存在某种程度偏差的状态下,加工到具有目标值所要求的厚度尺寸的冷冻食品。因此,即使在其表面上多少存在一些凹凸、隆起或者下陷,也包括在“加工成所要求厚度的冷冻食品”范围之内。
如上所述,提供给解冻部分的冷冻食品,在夹持于第一相对电极之间的状态下,利用由高频波供给部分供给的高频电能,首先进行第一阶段的电感应加热来进行解冻处理,接着,在夹持于第二相对电极之间的状态下,进行施加高频波的第二阶段的电感应加热来进行解冻处理。
经过加工的冷冻食品,做成具有预先规定的尺寸大小的长方体或者圆柱体等具有规定厚度的立体形状,夹持这种冷冻食品的第一相对电极设定为:其电极板中至少一块电极板的板面形状比冷冻食品的被夹持面的形状尺寸小,所以,在解冻处理的初期,避免了高频能量集中在冷冻食品的棱角边缘部分上,以比其他部位低的水平对这一部分进行高频加热,来进行解冻处理。因此,消除了在解冻处理的初期冷冻食品的棱角边缘部分过加热、解冻状态不均匀的不利情况。用于第二阶段解冻处理的第二相对电极,由于其电极板中至少一块电极板的板面形状比第一相对电极的上述小尺寸电极板的板面形状尺寸大,所以就能用相对电极基本可靠地覆盖冷冻食品的棱角边缘部分,这样高频能量就集中在用第一相对电极没有充分解冻的冷冻食品的棱角边缘部分上,使其比其它部位更容易加热。因此,冷冻食品在完成了利用高频波加热进行解冻处理的状态下,在解冻温度方面相差不大,能均匀地进行解冻。
此外,优选的是,上述高频波供给部分施加在上述第一和第二相对电极上的电能,设定为基本相同。
借助于这种结构,冷冻食品由第一和第二相对电极在施加同样高频波的条件下进行电感应加热,从而实现均匀的解冻处理。也简化了高频波供给源的控制和管理。
此外,优选的是,上述高频波供给部分,把向上述第二相对电极供给的电能,设定为比向上述第一相对电极供给的电能低。
借助于这种结构,通过从用第一相对电极进行解冻处理转移到用第二相对电极进行解冻处理,由于随着解冻状态的进展,供给给冷冻食品的电能降低,所以,不仅能避免棱角边缘部分的温度随着解冻状态的进展而急剧上升的不利情况,而且还能随着解冻处理的进展,有效地发挥冷冻食品内部的传热作用,实现更加均匀的解冻处理。
此外,优选的是,上述解冻部分具有把冷冻食品从第一相对电极的夹持位置运送到第二相对电极的夹持位置的运送机构。借助于这种机构,就能自动地把冷冻食品从第一相对电极的夹持位置运送到第二相对电极的夹持位置。
此外,优选的是,上述解冻部分在第一相对电极与第二相对电极之间,设置有停止向正用上述运送机构进行运送的冷冻食品供给高频电能的养护空间。借助于这种结构,在不施加高频波时,利用冷冻食品内部的热传导实现温度均匀化。
另外,在本说明书中,所记载的能完成某种功能的装置,不是仅限于说明书中所记载的能完成这些功能的结构,还应该包括所有能完成这些功能的单元、部分等各种结构。

Claims (6)

1.一种高频波解冻装置,通过用解冻部分对加工成所要求厚度的冷冻食品施加高频电能进行电感应加热,来对其进行解冻处理,其特征在于,所述解冻部分包括:
第一相对电极,在夹持所述冷冻食品的电极板中,至少一块电极板的板面形状比所述冷冻食品的被夹持面的形状尺寸小;
第二相对电极,在夹持所述冷冻食品的电极板中,至少一块电极板的板面形状比所述小尺寸电极板的板面形状尺寸大;
以及高频波供给部分,在通过所述第一相对电极向所述冷冻食品供给高频电能之后,再通过所述第二相对电极向所述冷冻食品供给高频电能。
2.如权利要求1所述的高频波解冻装置,其特征在于,所述高频波供给部分向所述第一和第二相对电极供给的电能设定为基本相同。
3.如权利要求1或2所述的高频波解冻装置,其特征在于,所述高频波供给部分向所述第二相对电极供给的电能,设定为比向所述第一相对电极供给的电能低。
4.如权利要求1~3中任何一项所述的高频波解冻装置,其特征在于,所述解冻部分还具有把冷冻食品从第一相对电极的夹持位置向第二对应电极的夹持位置运送的运送机构。
5.如权利要求4所述的高频波解冻装置,其特征在于,所述解冻部分在第一相对电极与第二对应电极之间,设有停止向正用所述运送机构进行运送的冷冻食品供给高频电能的养护空间。
6.一种高频波解冻方法,通过用解冻部分对加工成所要求厚度的冷冻食品施加高频电能进行电感应加热,来对其进行解冻处理,其特征在于,把被解冻食品夹持在至少一个电极板的板面形状比所述冷冻食品的被夹持面形状尺寸小的第一相对电极之间,施加高频电能,接着再把其夹持在至少一个电极板的板面形状比所述小尺寸电极板的板面形状尺寸大的第二相对电极之间,施加高频电能。
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