JP2002048450A - 冷却庫の運転制御方法 - Google Patents

冷却庫の運転制御方法

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JP2002048450A
JP2002048450A JP2000234651A JP2000234651A JP2002048450A JP 2002048450 A JP2002048450 A JP 2002048450A JP 2000234651 A JP2000234651 A JP 2000234651A JP 2000234651 A JP2000234651 A JP 2000234651A JP 2002048450 A JP2002048450 A JP 2002048450A
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JP
Japan
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temperature
food
cooling
refrigerator
food stuff
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JP2000234651A
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English (en)
Inventor
Yutaka Ishii
裕 石井
Masakazu Kurihara
栗原正和
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2700/00Means for sensing or measuring; Sensors therefor
    • F25D2700/16Sensors measuring the temperature of products

Landscapes

  • Cold Air Circulating Systems And Constructional Details In Refrigerators (AREA)
  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 食材に芯温センサを突き刺すことなく、食材
の表面温度を所定の温度に降下させ、軟着陸させる運転
制御方法を提供する。 【解決手段】 冷却庫内の食材Fの表面温度を赤外線カ
メラ12で撮影し、この赤外線画素基板13の中から最
高温度θmaxを算出し、この最高温度θmaxと設定温度θ
oの差に基づく比例制御を圧縮機とファンに適用するこ
とにより庫内の冷却能力を調整して、食品Fの表面温度
を所定の温度にさせると共に、前記設定温度θoに至る
時間に比例して、前記食材Fを強制的に保冷維持するた
のち、冷却完了の表示を行うようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、加熱調理された
食品を冷却するのに好適な冷却庫の運転制御方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】最近、加熱調理した食品を、冷蔵庫,氷
温冷蔵庫,冷凍庫等の冷却庫により雑菌が繁殖しない低
温まで急速冷却して保存し、食品の提供時に再度加熱す
るシステムが普及してきている。このように食品を保存
温度まで冷却するにあたっては、雑菌が繁殖しやすい温
度帯(55〜10℃)を短時間で通過させることが重要
となっている。
【0003】そこで、従来の食品冷却方法では、特公平
7−104090号公報に示されるように、先端の尖っ
た芯温センサを食材に刺し込んで、食品の表面と内部の
二つの温度を検知して、冷却庫を制御している。即ち、
前記の実施例ではチルド温度帯まで急速に冷却する場
合、表面温度センサにより食品の表面温度を検出し、前
記表面温度が−1℃前後のチルド温度帯に至るまでは、
それより低い−20℃の冷風にて急速冷却を行い、表面
温度が−1℃に達した後は、表面温度が0℃と−2℃の
間になるように冷凍機をON、OFF制御し、かつ内部
温度が−1℃に達したらブザー等を鳴らすようにしてい
る。一方、−20℃の冷凍温度帯まで急速に冷却する場
合には、−40℃前後の冷風で一気に冷凍させ、食品の
内部温度が−20℃に達したならば、表面温度が−19
℃と−21℃になるように冷凍機をON、OFF制御し
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように食材に直
接、芯温センサを刺し込んで制御を行う方法は有効な手
段であるが、芯温センサの管理が悪いと、芯温センサの
外皮が錆びたり、芯温センサに食品かすや細菌が付着し
たりして、食材そのものを汚染して、食中毒の原因とな
ることがあった。また、食材に刺し込む芯温センサは通
常1本か2本であり、いろいろな大きさの、様々な食材
を急速冷却庫に収納、混在して急速冷却する場合、芯温
センサを刺した食材だけがコントロールされることにな
るから、冷風の当たり具合が異なったり、熱容量や熱伝
導率が異なったりするために、食材の最終冷却温度にば
らつきが生じる問題があった。
【0005】本発明はこのような問題を解決するための
もので、温度センサが食材に触れることなく、従って温
度センサが食材を汚染することなく、大きさの異なる多
様な食材を、庫内の収納場所に関係なく均一に冷却する
ことの出来る冷却庫の制御方法を提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1は、
加熱調理された食材を細菌が繁殖しにくい温度まで冷却
する冷却庫において、前記食材の表面から発する赤外線
を、複数の赤外線感知素子でとらえ、この素子のなかか
ら最高温度を検出するようにしたから、センサが食材に
触れることなく、従ってセンサが食材を汚染することな
く、食材の種類や大きさや収納場所にかかわらず、一番
高い食材温度を応答性よく検出することができる。
【0007】この発明の請求項2は、食材の冷却設定温
度と前記最高温度との差に比例して、前記冷却庫の冷却
能力を制御するようにしたから、冷却能力が連続的に変
化することにより、食材の表面が設定温度より下がりす
ぎることがない。
【0008】この発明の請求項3は、前記設定温度に至
る時間に比例して、前記食材を強制的に保冷維持するよ
うにしたから、食材の表面と内部との温度差を時間をか
けて少なくすることができ、食材の大小、種類、収納場
所に関係なく、最終的に表面温度と同一な内部温度にす
ることが可能となる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図1はこの発明の一実施例を示
す冷却庫の斜視図、図2はこの発明の冷却庫の断面図、
図3はこの発明の赤外線カメラの画像、図4はこの発明
のフローチャートである。
【0010】1は冷却庫で、この冷却庫は矩形箱状の断
熱箱体2から構成され、その前面に食材Fの出し入れ口
3が形成されている。この出し入れ口3は断熱扉4によ
り開閉されるようになっている。食材Fは、例えばトレ
イ5に乗せて多段積みされた状態で、冷却庫1内(以下
庫内と略す)に収容されるようになっている。
【0011】冷却庫1には、冷凍サイクルが組込まれて
いる。冷凍サイクルは、圧縮機(図示せず),凝縮器
(図示せず),冷却器6等を冷媒パイプで接続し、閉ル
ープをなすように構成されており、そのうち冷却器6
は、庫内の側壁部に形成された冷却器室7内に配設され
ている。この冷却器室7内には、ファン装置8が設けら
れ、ファンカバー9により前記冷却器6からの冷気を庫
内に向けて吹き出すようになっている。この庫内に吹き
出された冷気は、食材Fを冷やした後、冷却器室7内に
戻るように循環している。ファンカバー9の前面には、
ルーバ10が配列されており、冷気の流れを整えると共
に、作業者の手指がファンに触れないように防護してい
る。
【0012】一方、冷却庫1の前面部には、出し入れ口
3の側方に制御箱11が設けられ、この制御箱11内に
は、マイコン等からなる制御装置が内蔵されている。ま
た、この制御装置には、赤外線カメラ12がつながって
おり、冷凍サイクルの圧縮機,ファン装置8等を制御
し、これにより冷却能力をこまめに調節することがで
き、食材Fの温度を滑らかにコントロールすることがで
きるようになっている。
【0013】このように構成された冷却庫1において、
冷却運転時の制御方法を説明する。まず、食材Fを加熱
調理器(図示せず)等で加熱調理する。食材Fは例えば
ビーフ、魚、カレー、シチューと様々なバリエーション
がある。この食材Fを容器に小分けしたり、あるいはじ
かにトレイ5に乗せる。トレイ5に乗せる食材Fの大き
さと数量は様々である。この時、食材Fの温度はおよそ
70℃前後の高温状態であり、使用者はこの高温の食材
Fを乗せたトレイ5を、庫内に収容する。庫内の上方か
らは、広角赤外線カメラ12がトレイ5上の食材Fをね
らっている。そして、断熱扉4を閉めて、いよいよステ
ップS1のスタートを実行する。
【0014】次のステップS2で、食材の最終冷却目標
値である設定温度θoをセットする。そしてステップS
3で運転を開始する。すると、ステップS4で圧縮機モ
ータとファンモータが最高回転で回り出す。運転中はス
テップS5で赤外線カメラの定時測定時間かどうか判断
し、測定時間が来ない場合は、ループL1を繰り返し回
っている。測定時間になったら、ステップS6で赤外線
カメラを作動させて食材Fを撮影し、ステップS7で撮
像素子の画素の中から最高温度θmaxを計測する。
【0015】例えば、高温の食材Fを投入直後は、赤外
線カメラの画像は図3の(イ)に示すように白く抜けて
いる。赤外線カメラは目の網膜に相当するところに、赤
外線の強弱に応じて電子を放出する素子を多数並べた1
セットの画素基板13が配列されている。赤外線の強さ
を白黒映像に変換した場合、白ければ白いほどその画素
に相当する場所の表面温度が高いことを意味する。図3
の(イ)の場合、食材F1からF7に相当する画素の最
高温度θmaxは、およそ70℃前後の高温である。ステ
ップS8で、この最高温度θmaxと設定温度θoの差を求
め、この温度差の大小により圧縮機モータとファンモー
タの回転数を制御する。温度差が大きければ大きいほ
ど、圧縮機モータとファンモータの回転数を上げ、温度
差が小さければ小さいほど、圧縮機モータとファンモー
タの回転数を落とす。このループをステップS9を含む
ループL2で繰り返す。だんだん冷却を続けると、冷風
の当たり具合や、食材の種類や大小によって、表面温度
に差異が生じる。
【0016】例えば、図3の(ロ)に示すように、冷却
がある程度進行すると、小さくて熱容量の少ないF3、
F4、F6は設定温度θoに近くなり、熱容量のやや大
きいF2、F5、F7がやや高く、熱容量の大きなF1
が一番温度が高い。画素基板13の中から一番高いF1
の温度とθoとの差を計算し、この温度差に基づき、圧
縮機モータとファンモータの回転数を制御する。前記温
度差は、投入直後の温度差に比べて小さくなっているの
で、圧縮機モータとファンモータも回転数が落ち、冷却
能力も小さくなっている。冷却能力が小さくなっている
ので、小さな食材や、熱容量の小さな食材もこれ以上冷
えにくくなっている。即ち、食材F1を除く他のF2か
らF7までの食材は冷えすぎることがない。これは食材
Fをチルド温度帯に冷却しようとする場合、特に有効で
ある。そうこうしているうちに、一番熱かった食材F1
の表面温度も次第に低下していく。そして、ステップS
9で食材F1のθmaxと設定温度θoとの差が遂に0にな
ると、ループL2から抜け出して、次のステップS10
へ進む。
【0017】この時の赤外線画像は図3の(ハ)に示す
ように、食材F1からF7までほぼ同じ設定温度θoにな
っている。即ち、食材Fの表面温度が目標の冷却温度θo
に到達したわけである。しかしながら、食材Fの内部に
はまだ余熱があり、この余熱を放熱する必要がある。食
材Fの内部に保有された熱は、食材内を熱伝導でしか移
動できない。即ち、食材内部に温度勾配がある限り、熱
伝導により内部熱が表面に運ばれ、食材表面から放熱が
可能である。食材内部の予熱は食材表面からしか放熱で
きないのである。そこで、ステップS10で強制保冷運
転を行う。強制保冷運転は食材Fの表面温度が設定温度
θoに保たれるように冷却能力を調整しながら、食材F
の内部熱を徐々に放熱させる工程である。強制保冷運転
を行う時間は食材の大小や、食材の種類によって異な
り、一概に何分と決められない。本発明では、食材の表
面温度が設定温度θoに至る直前の時間を計測して、こ
の時間に比例して、強制保冷時間を長くなるようにその
都度、自動的に設定される。このようにステップS10
で所定時間、強制保冷運転を行った後にステップS11
で冷却完了の表示を行う。これはブザーなどの音でも良
いし、光などの信号でも良いし、LED表示でも良い。
【0018】冷却完了表示が出たあとは、食材内部の温
度も設定温度θoになっているから、いつでも保冷運転
を止めることができる。こうして、冷却庫1は、ループ
L3を回りつづけ、保冷運転を継続する。作業者が庫内
の食材を取り出すために運転を止めれば、ステップS1
3へ進み、一連の運転が終了し、フローチャートはEN
Dとなる。
【0019】なお、本発明では赤外線画素基板13へ赤
外線を導くのに、広角レンズを用いたが、光学系統はカ
メラ方式にこだわることはなく、光ファイバーを庫内に
多数配列し、光ファイバーの先端で捉えた赤外線を、前
記の赤外線画素基板13へ導いても良い。また、赤外線
カメラを庫内の棚に沿って上下左右に移動しながら、庫
内をくまなく撮影しても良いし、複数の赤外線カメラを
用いても良い。
【0020】
【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項1によれ
ば、加熱調理された食材を細菌が繁殖しにくい温度まで
冷却する冷却庫において、食材の表面から発する赤外線
を、複数の赤外線感知素子でとらえ、この素子のなかか
ら最高温度を検出するようにしたから、食材に芯温セン
サが直に触れないので、食材を傷めず、食品かすや細菌
を付着させることがなく、食材が衛生的で安全である。
【0021】この発明の請求項2によれば、食材の最高
温度と設定温度との差に比例して、冷却庫の冷却能力を
制御するようにしたから、冷却能力が連続的に変化する
ことにより、食材の大小、種類、収納場所にかかわらず
一様に冷やすことができて、食材の表面が設定温度より
下がりすぎることがなく、特にチルド温度帯まで冷却す
る場合に効果を発する。
【0022】この発明の請求項3によれば、設定温度に
至る時間に比例して、食材を強制的に保冷維持するよう
にしたから、食材の表面と内部との温度差を時間をかけ
て少なくすることができ、食材の大小、種類、収納場所
に関係なく、最終的に表面と同一な内部温度にすること
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す冷却庫の斜視図であ
る。
【図2】この発明の冷却庫の断面図である。
【図3】この発明の赤外線カメラの画像で、(イ)は食
材を入れた直後の高温の食材の状態を示し、(ロ)は冷
却がある程度進んだ状態を示し、(ハ)は食材が設定温
度になった状態を示している。
【図4】この発明のフローチャートである。
【符号の説明】
1 冷却庫 5 トレイ 8 ファン装置 12 赤外線カメラ 13 画素基板 θmax 画素の最高温度 θo 食品の設定温度

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加熱調理された食材を細菌が繁殖しにく
    い温度まで冷却する冷却庫において、前記食材の表面か
    ら発する赤外線を、複数の赤外線感知素子でとらえ、こ
    の素子のなかから最高温度を検出するようにしたことを
    特徴とする冷却庫の運転制御方法。
  2. 【請求項2】 食材の冷却設定温度と前記最高温度との
    差に比例して、前記冷却庫の冷却能力を制御するように
    したことを特徴とする請求項1記載の冷却庫の運転制御
    方法。
  3. 【請求項3】 前記設定温度に至る時間に比例して、前
    記食材を強制的に保冷維持するようにしたことを特徴と
    する請求項1記載の冷却庫の運転制御方法。
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