CN107926089A - 高频感应加热方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种：在电极的相向方向上配置多个被加热物时，不用减缓加热速度，就能够抑制被加热物的相向面的局部温度上升，并能够在短时间内对多个被加热物进行加热的高频感应加热装置。是在相向的电极(101)、(102)之间配置被加热物(M)来对之加热的高频感应加热方法，在电极(101)、(102)的相向方向上配置多个被加热物(M)，在多个被加热物(M)之间设置片材部件(110)而分离开规定距离以上的状态下对多个被加热物(M)进行加热。

Description

高频感应加热方法

技术领域

本发明涉及一种将被加热物配置在相向的电极之间来进行加热的高频感应加热方法，特别是，涉及一种较适合于对冷冻食品进行快速解冻的高频感应加热方法。

背景技术

以往，利用对配置在相向的电极之间的被加热物进行加热的高频感应加热来对冷冻食品进行解冻，对于这样的解冻，因为高频感应加热的电极结构方面的原因，有时因为被加热的冷冻食品表面的凹凸而产生气隙，电场就会集中在一部分，由此，产生解冻不均，这样就要求在技术上能够抑制电场集中在食品表面的一部分上，从而进行均匀解冻。

为了减轻这样的问题，申请人提出过如下技术方案：将电极做成由导电性端子构成的多个端子电极的集合体，使端子电极分别能够独立地变位，与被加热的冷冻食品表面相接触，并模仿凹凸，由此来排除空气间隙，抑制局部的集中加热，从而能够进行均匀且短时间的解冻(参照专利文献1)。

根据该专利文献1所记载的技术，由于冷冻食品整体被均匀加热，因此，通过提高输出功率就能够进行短时间的解冻。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-267401号公报

发明内容

有时还有下述这样需求：在被加热物比电极间隔还要薄的情况下，在电极的相向方向上重叠配置多个被加热物，在短时间内能够加热大量的被加热物。

此时，电极侧的表面虽然通过专利文献1所记载的那种端子电极或者公知的其他手段能够抑制局部的集中加热，但是，重叠配置的相向面会因为被加热物的凹凸而产生出有接触部位和气隙，从而产生：因为它们的加热速度不同而在相向侧的表面产生温度不均的问题。

此外，在利用加热来对冷冻食品等被加热物进行解冻的情况下，还有下述的问题：有时在解冻时会产生液滴，该液滴一旦流出到重叠配置的被加热物的相向面，由于水的相对介电常数较大，因而被加热物的湿润状态就会引起相对介电常数发生变化，特别是在滞留有液滴的部位，局部的温度上升就会更加显著。

例如，如图6所示，在高频感应加热装置100的下部电极101和上部电极102之间，将2个被冷冻的被加热物M进行直接重叠配置，利用高频电源103，外加高频而进行加热解冻时，由于2个被加热物的相向面分别具有凹凸，故而产生出有接触部位和气隙。

此时，在产生了气隙而间隙又较大的部位，空气的相对介电常数较小，故而阻抗较大，而在接触部位，因阻抗相对较小，故而电流会集中在接触部位。

在电流所集中的部位，因发热量较大，解冻会快速进行，但是，由于被解冻的冷冻食材的相对介电常数呈现上升，因此，会促进接触部位的进一步阻抗降低和电流集中。据此，接触部位会出现疯狂发热，导致发生变色或煮沸等品质降低的问题。另外，在接触部位以外的部位，因电流减少而导致解冻没有进展，从而造成解冻进一步不均匀。

如后面所述的比较例所记载的那样，作为样品，将解冻前温度-20℃的鸡大腿肉2kg食品盒重叠2层，以高频13.56MHz、功率500VA来加热60分钟，观察相向面的表面温度，则如图3所示，确认到了：在接触部位附近发生了超过50℃的局部温度上升，用目测观察，发生了煮沸。

另外，在局部温度上升的部位以外的部位则没有被充分解冻，呈现出非常不均匀的解冻状态。

这种局部温度上升还会有下述问题，即：当解冻后进行冷藏一定期间的情况下，在局部，温度会比冷藏温度高很多，这在保持品质方面就会出现问题。

另外，还会有下述问题：因为局部的温度上升，有可能产生蛋白质或糖质的组成变化、脂肪类的溶融等变化，无法使用于无需加热调理就能提供的食材、食品，即使是在需要加热调理的情况下，调理产生不均匀，给味道或食感带来不良影响。

为了抑制这种局部温度大幅上升，则需要通过减缓加热速度进行被加热物内的热传导来实现整体温度的均匀化。

本发明是为了解决这些问题而完成的，目的在于提供一种：在电极的相向方向上配置多个被加热物时，不用减缓加热速度，就能够抑制被加热物的相向面的局部温度上升，并能够在短时间内对多个被加热物进行加热的高频感应加热方法。

本发明所涉及的高频感应加热方法是将被加热物配置在相向的电极之间来进行加热的高频感应加热方法，在所述电极的相向方向上配置多个被加热物，在将所述多个被加热物分离开规定距离以上的状态下对之进行加热，由此，来解决所述课题。

发明效果

根据本发明方案1所涉及的高频感应加热方法，在将多个被加热物分离开规定距离以上的状态下对之加热，由此，能够消除所相向的被加热物的相向面的接触部位，故而在相向面整体上由位置带来的阻抗之差就会变小，从而能够抑制电流的集中。

作为将多个被加热物分离开规定距离以上的方法，可以例举出：在电极之间以比被加热物的厚度还要大的间隔来设置隔离件而成为棚架状从而来摆放被加热物的方法、或者将被加热物装入箱状的容器中并且在电极的相向方向上重叠的方法等。

通过这样就能够抑制被加热物的相向面的局部温度上升，无需为了利用热传导而实现均匀化来减缓加热速度，从而能够在短时间内对多个被加热物进行加热。

根据本发明方案2所涉及的高频感应加热方法，在多个被加热物之间设置片材部件而分离开规定距离以上的状态下对多个被加热物进行加热，由此，能够消除相向的被加热物的相向面的接触部位，故而，在相向面整体上由位置带来的阻抗之差就会变小，从而能够抑制电流的集中。

另外，由于仅仅在被加热物之间夹着片材部件、或者、仅仅由片材部件来包装相向的被加热物的任意一个即可，因此，即使是在被加热物的厚度存在有个体差异的情况下，也能够以一定间隔分离开，从而不必对以往的装置或电源进行改造就能够使用，处理起来极其容易。

根据本发明方案3所记载的构成，片材部件具备在内部具有空隙的层，由此，片材部件的相对介电常数变小，这样，即使是较薄的片材部件，在相向面整体上由位置带来的阻抗之差也会变小，从而能够抑制电流的集中，这样就能够抑制被加热物的相向面的局部温度上升。

根据本发明方案4所记载的构成，片材部件具有液体遮蔽功能，由此，即使是在产生出有液滴等液体的情况下，也能够防止因为液体连续地存在于被加热物的相向面之间而引起的相对介电常数上升，从而能够进一步可靠地抑制被加热物的相向面的局部温度上升。

根据本发明方案5所记载的构成，片材部件具有液体吸收功能，由此，即使是在产生出有液滴等液体的情况下，也不会有液体在被加热物的表面湿润扩散、或者液体进入凹部并滞留的情形，能够防止相对介电常数的上升，从而能够进一步可靠地抑制被加热物的相向面的局部温度上升。

根据本发明方案6所记载的构成，片材部件至少具有液体吸收功能层、液体遮蔽功能层，由此，当使液体吸收功能层位于上方位置时，从上方的被加热物流出来的液滴等液体就会被液体吸收功能层所吸收并保持，并且因为液体遮蔽功能层而不会到达下方的被加热物的表面。

通过这样，就不会有液体在被加热物的表面湿润扩散、或者液体进入凹部并滞留的情形，此外，液体吸收功能层吸收液体，能够防止因为液体连续地存在于被加热物的相向面之间而引起的相对介电常数上升，从而能够可靠地抑制被加热物的相向面的局部温度上升。

根据本发明方案7所记载的构成，片材部件在液体吸收功能层一侧的表层具有液体透过功能层，当使液体透过功能层位于上方位置时，从上方的被加热物流出来的液滴等液体就会通过液体透过功能层而被液体吸收功能层所吸收并保持，并且因为液体遮蔽功能层而不会到达下方的被加热物的表面。

通过这样，就不会有液体滞留于相向的双方的被加热物的表面的任何一方，能够防止相对介电常数上升，从而能够可靠地抑制被加热物的相向面的局部温度上升。

根据本发明方案8所记载的构成，片材部件的液体遮蔽功能层不让液体透过地在内部具有气泡，由此，能够维持液体遮蔽功能，还能够赋予隔热性。据此，即便是万一因为在被加热物的表面有容易发热的油脂或骨头露出、或有杂物附着等原因而在相向的一方的表面发生了局部温度上升的情况下，也能够阻止住影响波及到另一方的被加热物的表面。

另外，即使是在被吸收、保持于液体吸收功能层的液体发热的情况下，也能够阻止住其热能影响波及到被加热物的表面。

根据本发明方案9所记载的构成，片材部件具有柔软性，由此，即使是在被加热物的表面的凹凸较大的情况下，通过片材部件模仿被加热物的表面的凹凸，与将相向的被加热物直接重叠的情况相比，不必分离开片材部件的厚度以上的距离，能够防止加热效率的降低。

另外，在加热中被加热物的表面的凹凸发生变形时，片材部件也模仿而变形，因此，可以维持与将相向的被加热物直接重叠的情形同样的加热效率。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的概略图。

图2是本发明第2实施方式的概略图。

图3是实施方式的解冻后的表面分布图。

图4是实验条件的表格。

图5是片材部件的其他实施方式的说明图。

图6是以往的高频感应的概略图。

符号说明

100···高频感应加热装置

101···下部电极

102···上部电极

103···高频电源

110···片材部件

111···液体遮蔽功能层

112···液体透过功能层

113···液体吸收功能层

114···凸部

115···凹部

M···被加热物

D···液滴

具体实施方式

本发明是对配置在相向的电极之间的被加热物进行加热的高频感应加热方法，并且只要是能够进行如下所述的操作的方法，其具体实施方式可以是任何方式的，即：在电极的相向方向上配置多个被加热物，在将多个被加热物之间隔着片材部件而分离开规定距离以上的状态下对之加热。

实验例

(1)相对介电常数的计算及其结果

关于实验例所使用的片材部件的相对介电常数，通过阻抗分析仪，利用直径50mm的平行平板电极，夹着各种片材部件，并测定频率10MHz的静电电容，根据电极面积和片材部件的厚度，计算出相对介电常数。

各种片材部件的相对介电常数如下所述。

(2)液滴流出的有无

关于有液滴流出的条件，预先将鸡大腿肉2kg食品盒的包装材料开孔，以便解冻时所产生的液滴流出到食品盒外。

(3)表面温度的测定

作为样品，将解冻前温度-20℃的鸡大腿肉2kg食品盒重叠2层，以高频13.56MHz、输出功率500VA进行加热。

加热60分钟后，利用红外热像仪(thermography)，对相向面的表面进行拍摄，测定温度分布以及最高温度。

参考例1-5

在本发明的实施方式之中，将使用了1层的片材部件的方案作为参考例1-5。

使用于本发明的一实施方式所涉及的高频感应加热方法的高频感应加热装置100如图1所示，构成为：将导电性的下部电极101和上部电极102相向配置，使被加热物M配置在两电极之间。

在下部电极101和上部电极102的相向方向上，将多个被加热物M隔着片材部件110而重叠配置，下部电极101和上部电极102连接于高频电源103，多个被加热物M同时被高频感应加热。

在这一状态下，将相对介电常数较低的厚度0.5mm或0.2mm聚乙烯制的片材部件110配置在前述的样品之间，使前述的样品重叠成2层，进行高频加热，并观察相向面的表面温度。实验条件以及结果如图4所示。

其结果，如图3、图4所示，被加热物M的相向面的最高温度被抑制在40℃以下，未发生局部温度大幅上升所引起的煮沸。

作为解冻状态，将冷冻时食品盒内的紧密接触着的各个鸡大腿肉解冻到用手能够拆分的程度。

片材部件110越厚，阻抗越大，局部温度上升被降低，但是，由于加热效率降低了，因此，希望薄厚达到某种程度即可。

用与前述同样的样品，片材部件110使用了具有空隙的材料时的加热后的相向面的表面温度如图3所示。实验条件以及结果如图4所示。

因为片材部件110具有空隙，相对介电常数变小，可以进一步减小与气隙之间的阻抗差，据此，被加热物M的相向面的最高温度被抑制在20℃以下，从而不会发生局部温度大幅上升。

作为解冻状态，将冷冻时食品盒内的紧密接触着的各个鸡大腿肉解冻到用手能够拆分的程度。

在片材部件110为具有空隙的聚丙烯(PP)无纺布的情况下，可知：厚度即使是0.1mm也会产生出充分的效果。

另外，在片材部件110为厚度6mm的发泡聚乙烯制的情况下，加热效率则降低到了：前述的加热条件下的解冻状态为将冷冻时食品盒内的紧密接触着的各个鸡大腿肉解冻到用手不能拆分的程度。

另外，关于被加热物M的内部温度从-15℃至0℃为止的解冻时间，在鸡大腿肉2kg食品盒为1个的情况下，为54分钟，针对于此，参考例4的2层重叠的情况下则为73分钟。

即使是因为加热装置或食材的尺寸而将被加热物横向摆放导致无法解冻的情况下，借助片材部件能够不损害品质地进行多层重叠解冻，相比一个一个地连续解冻的情形，能够以更短时间进行解冻。

在以参考例4的条件来对2层重叠的鸡大腿肉食品盒2个、4个、8个进行加热解冻的情况下，最大冰结晶生成带(-5～-1℃)通过时间分别为63分钟、71分钟、85分钟，可以用下式进行近似计算。

最大冰结晶生成带通过时间＝3.64×食品盒个数+56[分钟]

实施例1

在本发明的实施方式之中，将使用了2层的片材部件的方案作为实施例1。

作为片材部件110，从被加热物M侧开始起依次使用了液体吸收功能层(纸浆纤维)和液体遮蔽功能层(发泡PE)，在包装材料上开孔，以便使液滴流出，除了上述之外，其它与参考例1相同，进行解冻，并测定了表面温度。评价结果如图3、图4所示。

与参考例5相比，相向面最高温度变低了。这是因为：液体吸收功能层吸收液滴并扩散，从而防止了液滴流入至被加热物凹部而出现滞留。

实施例2

在本发明的实施方式之中，将使用了3层的片材部件的方案作为实施例2。

如图2所示，除了使用由液体透过功能层111、液体吸收功能层112以及液体遮蔽功能层113这3层构成的片材部件110a之外，其它与参考例1相同，进行解冻，并测定了表面温度。

片材部件110a构成为：层叠了作为液体透过功能层111的聚酯无纺布、作为液体吸收功能层112的纸浆纤维、以及作为液体遮蔽功能层113的且使液体不能透过的独立气泡的发泡聚乙烯。实验条件以及结果如图4所示。

在被加热物M为冷冻肉等情况下，有时在解冻时会产生液滴，该液滴一旦流到重叠配置的被加热物的相向面，因为其湿润状态会导致相对介电常数发生变化，局部温度上升进一步变得显著。

在前述例子中所使用的鸡大腿肉2kg食品盒的情况下，通常是，因为有包装，因而液滴不会流出来，但也有包装破损的情形。

由于成为重叠配置被加热物M时的接触部位的部分为凸部，因此，这一部分的包装破损的可能性也就较高，在有液滴流出来的情况下，若只有前述的实施方式的片材部件110，就会降低对局部温度上升进行抑制的效果。

针对于此，在使用了本实施方式的由3层构成的片材部件110a的情况下，如图3、图4所示，被加热物M的相向面的最高温度被抑制在20℃以下，不会发生局部温度大幅上升。

另外，液体透过功能层、液体吸收功能层以及液体遮蔽功能层这3层可以不是物理上不同材料的层，只要是在功能方面各有分担即可。

例如，如图5所示，可以构成为：在由单一的材料构成的片材部件110b的一方的表面侧，设置多个凸部114和凹部115，流出来的液滴D滞留于凹部115的底部，由此作为液体透过功能层111b、液体吸收功能层112b以及液体遮蔽功能层113b发挥作用。

以上，虽然对本发明的高频感应加热方法的实施方式进行了说明，但是，本发明并非仅限定于上述实施方式，在不脱离本发明权利要求书所记载的技术思想范围内，可以进行各种的设计变更。

例如，在上述各实施方式中，虽然将被加热物M重叠了2层，但也可以重叠3层以上，并在各相向面之间夹着片材部件。

另外，也可以在下部电极101或上部电极102与被加热物M之间配置片材部件。

此外，也可以使用片材部件作为包装材料，将被加热物M投入到下部电极101与上部电极102之间之前进行预先包装。

实施例3

作为被加热物，将解冻前温度-15℃的冷冻鸡肉2kg食品盒以3层重叠的状态配置在电极之间，以频率13.56MHz、输出功率500VA，进行大约60分钟的高频解冻，利用红外热像仪(thermography)，来测定解冻后的被加热物相向面的表面温度分布。

对将作为片材部件的聚乙烯、尼龙配置在被加热物之间的情形、与不配置片材部件的情形进行了比较。如图4所示，设定被加热物M的单侧的相向面面积为100％，并利用热图像解析软件(株式会社apiste FSV-S330)的直方图(histogram)输出功能，计算出在相向面的表面温度分布中，对品质带来影响的表面温度40℃以上所占的比例(以下称面积率)。

与比较例的没有配置片材部件的情形相比，通过配置实施例3-1的聚乙烯片材部件，40℃以上的面积率降低。

通过配置实施例3-2的相对介电常数较高的尼龙片材部件，显示出面积率进一步降低。

产业上利用的可能性

根据本发明的高频感应加热方法，能够在抑制被加热物M的表面的局部温度上升的同时还能够对内部进行急速加热，并能够抑制被加热物表面的温度上升所引起的品质或风味的劣化，从而能够广泛应用于：饮食店或家庭等处的冷冻食品的解冻或其他工业方面的加热，产业上的利用可能性极高。

Claims (9)

1.一种高频感应加热方法，是将被加热物配置在相向的电极之间来进行加热的高频感应加热方法，其特征在于，

在所述电极的相向方向上配置多个被加热物，

在将所述多个被加热物分离开规定距离以上的状态下对之进行加热。

2.根据权利要求1所述的高频感应加热方法，其特征在于，

在所述多个被加热物的相向面之间设置片材部件而将所述多个被加热物分离开规定距离以上。

3.根据权利要求2所述的高频感应加热方法，其特征在于，

所述片材部件具备在内部具有空隙的层。

4.根据权利要求2或3所述的高频感应加热方法，其特征在于，

所述片材部件具有液体遮蔽功能。

5.根据权利要求2或3所述的高频感应加热方法，其特征在于，

所述片材部件具有液体吸收功能。

6.根据权利要求4或5所述的高频感应加热方法，其特征在于，

所述片材部件至少具有液体吸收功能层、液体遮蔽功能层。

7.根据权利要求6所述的高频感应加热方法，其特征在于，

所述片材部件在液体吸收功能层一侧的表层具有液体透过功能层。

8.根据权利要求4至7任意一项所述的高频感应加热方法，其特征在于，

所述片材部件的所述液体遮蔽功能层不让液体透过地在内部具有气泡。

9.根据权利要求2至7任意一项所述的高频感应加热方法，其特征在于，

所述片材部件具有柔软性。