JP2009144999A - 急速冷凍方法およびこれに用いる二次庫 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、家庭用の冷凍庫を用いた急速冷凍方法およびこれに用いる二次庫に関する。
【解決手段】
家庭用の冷凍庫１０内の内部に、容器本体２および開閉用の蓋３からなる二次庫１を設け、該二次庫１が中空部内の温度が略均一となるよう断熱材で成形されており、該二次庫１の中空部内に収納された食品５の中心から外表面までの全部が過冷却となるまで冷凍庫１０内で二次庫１を冷却し、前記過冷却された食品を上記二次庫１内で急速冷凍してなることを特徴とする。上記二次庫１は、周壁２Ａの外壁面２ａまたは内壁面２ｂを金属板４で覆うことで、庫内温度を均一化している。
【選択図】 図２

Description

本発明は、家庭用の冷凍庫を用いた急速冷凍方法およびこれに用いる二次庫に関する。

従来の家庭用の冷凍庫は、庫内温度が−１０ないし−２０℃程度であり、りんごのような比較的大型の果物や豆腐のような水分の多い食品を丸ごと冷凍すると、食品の一部が冷凍してから全体が冷凍するまでに数時間を要するため、冷凍時に生成される氷の結晶が大きくなり、細胞膜を破壊したり、コロイドの組成が不均一となるため、解凍後にもとの品質がえられないという問題があった。

一方、マグロ漁船などに搭載されている冷凍機の庫内温度は−５０℃以下に設定されており、この極低温冷凍庫で急速冷凍されたマグロ等は解凍後も著しい鮮度の低下はなく、消費市場に流通している。
このような、極低温の急速冷凍庫を一般家庭に普及させるには、装置の大型化、高出力化が課題となり、現実的でない。
仮に現状並のサイズと消費電力の急速冷凍装置が開発されたとしても、急速冷凍中はドアの開閉ができない等、一般家庭での使用には大きな制約となる。

また、特開２００４−７７０８８号の食品冷却装置では、食品の品質を損なうことなく容易にかつ均一に短時間で急速冷却を行うことが可能な食品冷却装置として、食品の急速冷却時には、圧送機を動作させ、圧送流路から、蓄冷部材の貫通孔を通して、冷気を冷凍室内に噴出させ、それにより、小径気柱状の冷気ビームが食品に向けて噴出され、冷気ビームが、食品の表面付近に形成された伝熱境膜を乱し、その結果、伝熱境膜による食品と冷気との間の伝熱抵抗が低下し、冷却速度の向上を図る構成が開示されている。
しかし、上記構成でも、食品全体を過冷却から瞬時に冷凍することはできず、食品の鮮度を保った冷凍は困難である。
特開２００４−７７０８８号公報

この発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであって、その主たる課題は、一般家庭向けの冷凍庫で二次庫を用いて、中型の食品を急速冷凍させるための急速冷凍方法およびそれに用いる二次庫を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１の急速冷凍方法の発明では、
家庭用の冷凍庫内の内部に、容器本体および開閉用の蓋からなる二次庫を設け、
該二次庫が中空部内の温度が略均一となるよう断熱材で成形されており、
該二次庫の中空部内に収納された食品の中心から外表面までの全部が過冷却となるまで冷凍庫内で二次庫を冷却し、
前記過冷却された食品を上記二次庫内で急速冷凍してなることを特徴とする。
また、請求項２の発明では、
前記二次庫内で過冷却した食品の中心部分の温度と表面の温度の温度差を３℃以内とし、前記二次庫内で前記食品を急速冷凍させることを特徴とする。

また、請求項３の二次庫の発明では、
請求項１または２に記載の食品の急速冷凍方法に用いる二次庫であって、
二次庫が、側方の周囲を囲む断熱材の周壁の内壁面または外壁面の少なくとも一方に、二次庫内の温度がほぼ均一となるように金属板を取り付けてなることを特徴とする。
請求項４の発明では、
前記二次庫が、該二次庫の中空部の最小寸法に対する断熱材の厚さの比が水に対する断熱材の熱伝導率の比の３倍以上であることを特徴とする。
更に、請求項５の発明では、
前記金属板が、銅、アルミニウムまたはそれらの合金からなり、該金属板の厚さが二次庫の中空部の最大寸法の１％以上で、面積が金属板を取り付ける周壁面の表面積の半分以上であることを特徴とする。

本発明の冷凍用容器は、一般的な家庭用の冷凍庫であっても、断熱材の二次庫内の温度をほぼ均一に維持して、内部に収納された食品を比較的ゆっくり冷却して、食品表面と中心部の温度差を小さい状態で過冷却とすることで、食品の表面と中心部がほぼ同時に急速冷凍して、食品内部の氷の結晶が大きく成長することを防止する。
二次庫の周壁には熱伝導率の高い金属を用いることで、冷凍庫内の温度が不均一でも二次庫内部の温度をほぼ一定に維持することができる。
その結果、前記家庭用の冷凍機でも、そのまま冷凍すると鮮度が低下する食品を、二次庫を用いることで鮮度を落とさずに冷凍することができ、食品の保存期間の延長が可能となる。
また、生ゴミとして廃棄処理する量を減少させ、家庭ゴミの処理量や処理費用が節約できる。
さらにまた、通常では冷凍保存できない食品の冷凍長期保存が可能となり、好きな食品を好きなときに味わうことができる、という効果もある。

本発明は、一般の家庭用の冷凍庫内に断熱材で形成された二次庫を設け、二次庫内に収納された食品をゆっくりと物品全体が過冷却になるまで冷却し、急速に冷凍することで、鮮度を下げずに物品の保存を実現した。
また、上記急速冷凍方法に使用する断熱材の二次庫を、熱伝導率の高い金属と熱伝導率を計算して厚みを調整した断熱材を用いた構造とすることで、廉価で簡単な構造を実現した。

以下に、本発明の食品の急速冷凍方法およびこれに用いる二次庫の好適な実施例について、図面を参照しながら説明する。
図１および図２は、庫内温度が−１０から−２０℃程度に設定された一般の家庭用の冷凍庫（冷凍冷蔵庫）１０内に設けられる二次庫１である。

二次庫１は、本実施例では冷凍庫１から分離独立した断熱容器からなっており、図中点線で示す一般の家庭用（中低温用）の冷凍庫１０内に載置される。
この発明では、二次庫１は、冷凍庫１０内の所定位置に一体に固定されるものでもよい。

前記二次庫１は、ほぼ等しい厚みの断熱材で成形されており、１面が開口する箱型の容器本体２と、開閉用の蓋３とから構成されている。
本実施例では、容器本体２は、その側方の周囲を囲む断熱材の周壁２Ａに金属板４を固着して被覆している。

ここで断熱材は、グラスウール、硬質ウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム、真空断熱材など公知の断熱材を用いることができる。
また、金属板４は、熱伝導率のよい金属であればよく、一例として銅、アルミニウム、銅アルミ合金、その他の銅合金、アルミ合金などの公知の素材を挙げることができる。
この発明では、これら素材は特に限定されるものではない。

次に、二次庫１の各壁面を構成する断熱材の厚みは、二次庫１の内寸法の最小値Ｌ１に対する、水の熱伝導率に対する断熱材の熱伝導率の比（割合）の３倍以上とすることが好ましい。

本実施例では、二次庫１の内寸法の最小値Ｌ１が二次庫１内部の高さ１００ｍｍであり、断熱材の熱伝導率が０．０２Ｗ／ｍ・Ｋであるので、水の熱伝導率０．６Ｗ／ｍ・Ｋに対する比は約０．０３３となる。
そこで、断熱材の厚さＬ２は、１００ｍｍ×０．０３３×３≒１０ｍｍ
であるので、１０ｍｍ以上とすることが好ましい。

この二次庫１の中に入れられる食品５の最大厚みは１００ｍｍである。
食品５として、例えば、水とほぼ熱伝導率の等しい厚さ１００ｍｍの豆腐を二次庫１内に入れて蓋３をし、庫内温度を−２０℃の冷凍庫１０内に二次庫１を放置した場合、断熱材の熱伝導抵抗と、豆腐の中心から表面までの熱伝導抵抗の比は、
１０ｍｍ÷０．０２Ｗ／ｍ・Ｋ：５０ｍｍ÷０．６Ｗ／ｍ・Ｋ≒６：１ となる。
そこで、豆腐の中心が０℃になったときの豆腐の表面温度は、
−２０℃÷（６＋１）≒−３℃ となる。

このとき、冷凍庫１０内の温度は、ドアの開閉や他の食品の出し入れ等で一定であるとは限らない。
従って、二次庫１の表面温度も、断熱材だけでは一定にはならず、二次庫１内の温度及び二次庫内に収納した食品の表面温度も一定とはならない。

そこで、前述のように、二次庫１の周壁に熱伝導率のよいアルミニウムや銅などの金属板４を被覆することにより、冷凍庫１０内の温度が不均一でも、二次庫１の表面温度は均一となり、二次庫１の断熱材の厚さや熱伝導率などの性状が均一であれば、二次庫１の内部及び内部に収納した食品の表面温度を一定とすることができる。

図１、図２では、金属板４を二次庫１の周壁２Ａの外壁面２ａに固着した例を示した。
金属板４は、金属内の温度分布が問題のない程度まで均一とするために、金属板１の厚さは二次庫１内部の最大寸法の１％以上とすることが望ましい。

また、金属板４は、図示例では周壁２Ａの各壁面で全壁面を被覆したが、この実施例では周壁２Ａの各壁面で半分以上を被覆するものであればよく、二次庫１内の温度を均一に維持することができる。
なお、二次庫１の上下方向の壁は、冷気の対流により比較的均一な温度に維持されるので、金属板を取り付けなくてもよい。

実施例２の二次庫１では、前記金属板４は、二次庫１の周壁２Ａの外壁面２ａに配置せず、図３に示すように、内壁面２ｂだけに配置している。
たとえ二次庫１の外壁面２ａの温度が不均一となっても、二次庫１の周壁２Ａの内壁面に配置された金属板４の熱伝導により、二次庫１内の温度が一定となり、これに伴い内部に収納された食品の表面温度も一定となる。
この実施例では、二次庫１の壁面の厚さや熱伝導率などの性状が均一でなくてもよい。
その他の構成は、前記実施例１と同様であるので、その説明を省略する。

図２や図３で示す二次庫１内では、冷却が二次庫１の断熱材を介することで比較的ゆっくり行われるため、食品の内部中心の温度に対して表面温度は３℃程度の温度差となる。
しかし、二次庫１内の食品が、内部中心が０℃、表面温度が−３℃程度では豆腐表面は凍らず過冷却となる。
従って、豆腐の表面温度が、−５℃程度以下の温度となって過冷却を維持できなくなり、豆腐の表面が凍り始めるときには、豆腐の内部中心の温度（−２℃程度以下）も全て過冷却温度となっているため、瞬時に食品全体が冷凍する。

すなわち、食品の冷凍が表面から内部に向かってゆっくり進展し、氷の結晶が成長しやすい従来の冷凍庫を使用しても、二次庫の過冷却効果により食品の冷凍が表面と中心で瞬時に起こるので、食品内部に氷の結晶が大きく成長することを防止することができる。
これは、食品の表面温度が低下して過冷却を維持できなくなり、食品の表面が凍り始めるので、過冷却温度となっている食品全体が急速冷凍されるからである。

上記実施例で、食品は水の熱伝導率と同じ食品として豆腐を例に説明したが、モモなども同様であり、その他の水の熱伝導率と異なる食品においてもこれに準
じて適用することができる。
その他、要するにこの発明の要旨を変更しない範囲で種々設計変更しうること勿論である。

金属板を周壁の外壁面に設けた二次庫の斜視図である。 図１の二次庫の中央縦断面図である。 金属板を周壁の内壁面に設けた二次庫の異なる実施例の中央縦断面図である。

符号の説明

１ 二次庫
２ 容器本体
２Ａ 側方を囲む周壁
２ａ 外壁面
２ｂ 内壁面
３ 蓋
４ 金属板
５ 食品
１０ 家庭用の冷凍庫

Claims (5)

1. 家庭用の冷凍庫内の内部に、容器本体および開閉用の蓋からなる二次庫を設け、
   該二次庫が中空部内の温度が略均一となるよう断熱材で成形されており、
   該二次庫の中空部内に収納された食品の中心から外表面までの全部が過冷却となるまで冷凍庫内で二次庫を冷却し、
   前記過冷却された食品を上記二次庫内で急速冷凍してなることを特徴とする食品の急速冷凍方法。
2. 前記二次庫内で過冷却した食品の中心部分の温度と表面の温度の温度差を３℃以内とし、前記二次庫内で前記食品を急速冷凍させることを特徴とする請求項１に記載の食品の急速冷凍方法。
3. 請求項１または２に記載の食品の急速冷凍方法に用いる二次庫であって、
   二次庫が、側方の周囲を囲む断熱材の周壁の内壁面または外壁面の少なくとも一方に、二次庫内の温度がほぼ均一となるように金属板を取り付けてなることを特徴とする二次庫。
4. 二次庫が、該二次庫の中空部の最小寸法に対する断熱材の厚さの比が水に対する断熱材の熱伝導率の比の３倍以上であることを特徴とする請求項３に記載の二次庫。
5. 金属板が、銅、アルミニウムまたはそれらの合金からなり、該金属板の厚さが二次庫の中空部の最大寸法の１％以上で、面積が金属板を取り付ける周壁面の表面積の半分以上であることを特徴とする請求項３または４に記載の二次庫。

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