JP2011512858A - 食品をマイクロ波解凍するための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は食品を解凍させる方法およびデバイスに関し、製品を通過させるチャンバ内において少なくとも１つのマイクロ波放射の印加手段を使用することを含み、前記チャンバまたはチャンバの第１の入口領域への装入の前に、製品の全ての表面を静電的に帯電した微粒子の形態にある二酸化炭素スノーの均一な膜によって被覆する。
【選択図】 図１

Description

本発明はマイクロ波技術を用いる食品の解凍の分野に関する。より具体的には大きなピースまたはブロックの形態にある食料品、たとえば重さが２０キログラムを超える、さらに３０キログラムを超える魚肉または食肉のブロックを解凍させる解凍方法に関する。

本発明の目的の１つは、ホットスポットを避けながら均一なコアおよび表面の温度を確保する、温度の良好な制御を可能にすることである。

具体的には、製品の表面を予備冷却してからマイクロ波エネルギーを印加する（クッキング現象を避けるため）ことを提案している文献が数多くある（文献WO2007/039284、GB-1 534 845、あるいはFR-2 405 023を参照できる）が、それにもかかわらず、実際には、この産業では、現実の技術的な困難に直面していることがわかっており、これらの問題は以下のように要約することができる。解凍後の温度は均一でないことがわかっており、特に、品目の表面にホットスポットを生じさせることなくコアの参照温度（たとえば−２℃のコア温度）を達成することは不可能であり、したがって製品の品質、構造および外観を変化させる。

このため、多くのユーザーサイトは冷蔵室に２４時間から４８時間、それらのブロック（魚肉の、さらに食肉の）を置いて自然に解凍させることを選ぶが、これは生産ライン全体を非常に不利にし、付随的に、食品衛生の観点からも最適な解決策ではないことが理解されるであろう。

以下のさらなる詳細からわかるように、本発明はマイクロ波技術を用いて食品を解凍させる新規な方法に関し、その特徴は以下のように要約することができる：製品を非常に小さい粒子（典型的には洗剤粉末の大きさ）のスノーの形態にあるＣＯ₂と接触させ、これらの粒子は静電的に帯電している。

これら粒子の大きさは、典型的には数百ミクロン程度、たとえば約５００ミクロンである。

実際に、マイクロ波処理に先立って製品を冷却すること（すなわち、製品の表面で製品の水分の一部を冷凍した状態に保ち、マイクロ波の影響を少なくして温度上昇を散逸させること）に集中している従来技術によって採用されている方法と対照的に、本発明は静電的に帯電した微粒子の形態にある二酸化炭素スノーの膜で製品の表面を被覆することに集中しており、実際にこのような条件は、ブロックだけではなく、従来技術の方法では決して達成することができなかったそれらの端部コーナーの良好な被覆を達成することを可能にすることがわかっており、これはマイクロ波エネルギーの表面散逸を避け、ホットスポットもなくするために本質的に重要である。したがって、製品の外表面全体を被覆する二酸化炭素スノーの均一な膜を適用することは特に有利である。

したがって、本発明によれば、二酸化炭素スノーを生成するサイクロン型の装置の使用が奨励される。このような装置は被覆を容易にするからである。

従来の放出ホーン装置を文献FR-2808585およびFR-2762190に見出すことができる。このような装置では、典型的にはフィーダーに液体ＣＯ₂が供給され、次に電動バルブまたは較正オリフィスを備えた一連の複数の放出ホーンに供給される。

典型的には、１ｋｇの液体ＣＯ₂（−２０℃、２０ｂａｒにある）は４７％のスノーおよび５３％のガスを生じ、こうしてスノーの塊の形態にある二相形態を生成するであろう。

したがって、この方法を使用して、製品の表面の均一な被覆を得るのは困難であることがわかるであろう。

ここで、サイクロンがどのように働くかを以下に思い起こそう。

サイクロンは数十年さかのぼる古い技術であり、その基礎をなす原理は周知であり（特に文献US-4390356, US-4325720、あるいはUS-1546682を参照のこと）、遠心力および重力の組み合わせ効果により、コーン構造体において、スノーおよびガス形態のＣＯ₂の生成および分離を用いる。このコーンは伝統的にポリマー（ポリエチレン、あるいはポリプロピレン）からなり、その性質はコーンがこれらの温度で硬さと柔軟さの両方を維持し、ＣＯ₂粒子の衝突に耐えることができるが、それにもかかわらず固着の現象を避けるようなものである。

ここでの新規性は洗剤粉末の粒径に典型的には等しい粒径をもつマイクロビーズの形態にあるスノーの生成であり、スノーはサイクロン（非常に滑らかでプラスチックからなる）の内部表面と接触すると静電気で帯電する。したがって、サイクロンを出ると、この静電気のために、スノーは非常に均一な膜を形成することができ、膜は製品の表面を均一に被覆するであろうと考えることができる。

したがって、本発明は製品が通過するチャンバ内において、少なくとも１つのマイクロ波放射の印加手段の作用を利用するタイプの、食品を解凍させる方法であって、前記製品が前記チャンバに入る前、あるいは前記チャンバの第１の入口領域において、その表面の全てを静電的に帯電した微粒子の形態にある二酸化炭素スノーの均一な膜によって被覆することを特徴とする解凍方法に関する。

ＣＯ₂を生成して適用するデバイスとしては、好ましくはポリマーからなる先細のコーンを備えた１つ以上のサイクロン型（遠心式）のデバイスが使用されるであろう。

具体的には、複数のサイクロン型の（または他の）デバイスを使用して、スノーの膜をコンベア上に堆積させてから製品を載置させることによって、製品の表面の全ておよびその裏面を被覆することができるが、本発明によれば非常に有利なことに、チャンバの開口部の上流、あるいはチャンバ自体の中でその入口領域でコンベアの上方に位置する１つのサイクロン型デバイスを用いて、以下のように順序づける（ステップバイステップ装置；１ステップ戻り、２ステップ進む）ことも可能である：
−前記コンベア上にスノーの膜（小塊とも呼ばれるであろう）（ｉ＋１）を堆積させる；
−前記コンベアを１ステップ後退させて、この膜を製品載置装置に面するようにし、前に堆積されたスノーの膜（ｉ＋１）上に製品（ｉ＋１）を載置させる；
−２ステップ前へ移動させて、前の製品（ｉ＋１）の上流で前記コンベア上に新たなスノーの膜（ｉ）を堆積させる；
−１ステップ後へ移動させて、前記製品（ｉ＋１）を前記サイクロン型デバイスと対向するように配置し、前記製品（ｉ＋１）上にスノーを堆積させ、前記膜（ｉ）上に製品（ｉ）を載置させる；
−２ステップ前へ移動させて、前記膜（ｉ）の上流で前記コンベア上にスノーの膜（ｉ−１）を堆積させる；
−前記コンベアを１ステップ後退させて、前記膜（ｉ−１）上に製品（ｉ−１）を載置させ、前記製品（ｉ）にスノーを堆積させる…
など。

よって、全体として、製品は「１ステップ戻って、２ステップ進む」という順序に従うので、製品はトンネルを通して進み、このことは所望のペース（典型的には、６ｍ長さのトンネルの場合、処理されるブロックは、サイズが大きいときには、トンネル内に１０ないし１５分間滞留している必要がある）でトンネルを通してこれらを進行させることを可能にすることがわかるであろう。

上記を読めばわかるように、本発明によれば１つ以上のサイクロン型デバイスを用いることが好ましいが、このようなＣＯ₂の層を堆積するための他のデバイス、たとえばスクリュー装置を用いてスノーを吹きつけて広げる装置を用いることも考えられる。

本発明に係る方法は以下の特徴の１つ以上を採用してもよい。

−製品の表面を二酸化炭素スノーの均一な膜で被覆するために、二酸化炭素スノーを生成してそれを前記製品に適用するための１つ以上のサイクロン型デバイスを使用し、このデバイス（これらのデバイス）はポリマーからなる先細のコーンを備えている。

−製品の表面を二酸化炭素スノーの均一な膜で被覆するために、チャンバの開口部の上流あるいはチャンバ自体の中でその入口領域でコンベアの上方に位置する１つのサイクロン型デバイスを用い、製品の進行を以下のように順序づける：
−前記コンベア上にスノーの膜（ｉ＋１）を堆積させる；
−前記コンベアを１ステップ後退させて、この膜（ｉ＋１）を製品載置装置に面するようにし、前に堆積されたスノーの膜（ｉ＋１）上に製品（ｉ＋１）を載置させる；
−前記コンベアを２ステップ前進させて、前の製品（ｉ＋１）の上流で前記コンベア上に新たなスノーの膜（ｉ）を堆積させる；
−前記コンベアを１ステップ後退させて、前記製品（ｉ＋１）を前記サイクロン型デバイスと対向するように配置し、前記製品（ｉ＋１）上にスノーを堆積させ、前記膜（ｉ）上に製品（ｉ）を載置させる；
−前記コンベアを２ステップ前進させて、前記膜（ｉ）の上流で前記コンベア上にスノーの膜（ｉ−１）を堆積させる；
−前記コンベアを１ステップ後退させて、前記膜（ｉ−１）上に製品（ｉ−１）を載置させ、前記製品（ｉ）にスノーを堆積させる、など。

−前記順序は前記チャンバ内で１０ないし１５分の製品滞留時間を得ることを可能にする。

−製品の表面を二酸化炭素スノーの均一な膜で被覆するために、２つのサイクロン型デバイスを使用し、第１のものは前記チャンバへの入口および製品積載領域の上流に位置し、第２のものは前記チャンバ内部でその入口領域に位置し、前記製品は装置を通って連続的に前進する。

また、本発明は、製品が通過するチャンバ内において、少なくとも１つのマイクロ波放射の印加手段を有するタイプの食品を解凍させるデバイスに関し、前記チャンバの入口の上流、あるいは前記チャンバの内部でその入口領域に、二酸化炭素スノーの均一な膜を生成してそれを前記製品の表面に適用するための１つ以上のデバイスがあり、前記二酸化炭素スノーは静電的に帯電した微粒子の形態にあることを特徴とする。

本発明に係るデバイスは以下の特徴の１つ以上を採用してもよい。

−ＣＯ₂を生成して適用するためのデバイスとして、ポリマーからなる先細のコーンを備えた１つ以上のサイクロン型デバイスが用いられる。

−それは前記チャンバの開口部の上流、あるいは前記チャンバ自体の中でその入口領域でコンベアの上方に位置する、ＣＯ₂を生成して適用するための１つのデバイスを有し、それは前記製品を前記チャンバを通過させる前記コンベアの移動を制御するための装置を有し、前記制御装置は以下の順序を実行することを可能にする：
−前記コンベア上にスノーの膜（ｉ＋１）を堆積させる；
−前記コンベアを１ステップ後退させて、この膜（ｉ＋１）を製品積載装置に面するようにし、前に堆積されたスノーの膜（ｉ＋１）上に製品を載置できるようにする；
−前記コンベアを２ステップ前進させて、前の製品（ｉ＋１）の上流で前記コンベア上に新たなスノーの膜（ｉ）を堆積できるようにする；
−前記コンベアを１ステップ後退させて、前記製品（ｉ＋１）を前記サイクロン型デバイスと対向するように配置させることができ前記製品（ｉ＋１）上にスノーを堆積させることができるようにし、前記膜（ｉ）上に製品（ｉ）を載置できるようにする；
−前記コンベアを２ステップ前進させて、前記膜（ｉ）の上流で前記コンベア上にスノーの膜（ｉ−１）を堆積できるようにする；
−前記コンベアを１ステップ後退させて、前記膜（ｉ−１）上に製品（ｉ−１）を載置でき前記製品（ｉ）上にスノーを堆積できるようにする、など。

他の特徴および利点は本発明のいくつかの実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。その説明は特に添付の図面を参照して与えられる。

図１は本発明を実施するためのデバイスを概略的に図示し、これはチャンバ自体の中でその入口領域でコンベアの上方に位置する１つのサイクロン型デバイスを有する。 図２は本発明を実施するためのデバイスを概略的に図示し、これは２つのサイクロン型デバイスを有し、第１はチャンバおよび製品積載領域の上流に位置し、スノーの膜でコンベアを均一に被覆し、第２のサイクロン型デバイスはチャンバの入口領域で、製品入口の直後に位置する。 図３は順序を概略的に示し、ここでは本発明に係るコンベアが１つのサイクロン型デバイスを使用して前進する。

上記および下記では、製品を載置するためのデバイスの存在を述べているが、ある産業現場では、この載置はオペレータによって手で同様に容易に行うことができる。

図１は食品の連続解凍のためのトンネルを示し、これは少なくとも１つのマイクロ波放射の印加手段（この図に載せすぎないようにこの図には図示していないが、当業者に周知である）を有し、この設備は、トンネルへの入口の上流に製品を載置するためのデバイス（Ｄ）を備え、二酸化炭素スノーの膜を生成してそれをトンネル内部のその入口領域に位置する製品の表面に適用するサイクロン型デバイス（Ｃ）を備えている。

図２は２つのサイクロン型デバイスを用いる本発明の他の実施形態を示し、第１のものはチャンバおよび製品積載領域（Ｄ）の上流に位置し、スノーの膜でコンベアを均一に被覆し、第２サイクロン型デバイスはチャンバ内部で、その入口領域で、製品入口の直後に位置する。

図２のこの実施形態の場合、コンベアは連続的に前進することができ、膜の厚さはコンベアの速度および注入されるスノーの量によって調節される。

図３は一方で本発明に係る製品の処理を順序づける１つの方法のよりよい図式を与え、ＣＯ₂粒子を生成する１つだけのサイクロン型デバイス（このデバイスは入口の上流またはトンネルの内部に位置する）を使用し、こうして以下の操作をこの図の３つの工程１／ ２／ および３／ において非常に明確に見ることができる。

−図の工程１／ ：スノーの膜／小塊（ｉ＋１）をコンベア上に堆積させ、コンベアを１ステップだけ後退させてこの膜（ｉ＋１）を（自動的にまたは手で）製品を載置するための装置（Ｄ）に面するようにし、製品（ｉ＋１）を前に堆積されたスノーの膜（ｉ＋１）上に載置させる；コンベアを２ステップ前進させ、他のスノーの膜／小塊（ｉ）を前の製品（ｉ＋１）の上流でコンベア上に堆積させる。

−図の工程２／ ：コンベアを１ステップだけ後退させて製品（ｉ＋１）をサイクロン型デバイス（Ｃ）に面するようにしてスノーを製品（ｉ＋１）上に堆積させ、この同じ位置で、製品（ｉ）を膜（ｉ）上に載置させる。

−図の工程３／ ：コンベアを２ステップ前進させてスノーの膜（ｉ−１）を膜および製品（ｉ）の上流でコンベア上に堆積させる。

さらに、この図には続く工程を示していないが、次にコンベアを１ステップだけ後退させて工程３／ の間に堆積させた膜（ｉ＋１）上に製品（ｉ＋１）を載置し、スノーを製品（ｉ）上に堆積させるなどが明らかに理解されるであろう。

次に、いくつかの実施例の結果を以下に報告する。

試験した製品：魚の切り身のブロック（初期温度−１８℃、寸法２５５×４８５×６０ｍｍ）。

ＣＯ₂：第１の比較試験の場合、我々は直径約２ｍｍのＣＯ₂ミニスティックを用いた。

ドライアイスおよびマイクロ波：ドライアイス（ＣＯ₂）がマイクロ波の存在下でどのように挙動するかを評価するために、我々は５００ｇのドライアイスをマイクロ波セルに１５分間入れ、セルの外側の５００ｇのドライアイスに対して重量の損失を比較した。結果は、マイクロ波オーブンがドライアイスを加熱しないことを示していた。その重量は変わらなかった。

第１の方法：断熱体の中で、２つの異なる長さの時間の間、製品をミニスティックに均一に接触させ、（−８０℃の表面温度で）外殻温度および表面の数ｃｍ下の温度がそれぞれ−４０℃および−６０℃に達するまで、試験を行った。マイクロ波解凍後の結果は、このような操作によりコアと表面との温度差が実際に減少したが、ホットスポットが生じる現象はなくならなかったことを示していた。

第２の方法：我々は凍結した魚肉のブロックを２ｍｍのミニスティックで囲み、直ちに全体をマイクロ波トンネルに入れた。得られた結果は、コアおよび表面の温度が均一であり、コアにおける−２℃という参照温度が製品の外表面を加熱することなく達成されたが、それにもかかわらずここでもホットスポットが生じるという現象がなくならなかったことを示している。

トンネルへの入口の上流に位置した１つのサイクロン型デバイスを用い、本発明に従って行った試験の結果を以下に示す。

１／ 製品：魚肉のブロック
２／ 寸法：４８０×２５０×６０
３／ 重量：７．５ｋｇ
４／ 製品温度
・初期温度：−１８℃
・最終コア温度：−１℃／０℃
・最終表面温度：０℃
５／ 出力（マイクロ波出力）：７ｋＷ（２．４５ＧＨｚ）
６／ 処理時間：約９分
７／ 二酸化炭素スノーの（消費）量：ブロックあたり６００ｇ。

本発明に従ってこのような条件下で得られた結果は、一方で、温度がコアと表面との間で均一なままであり、他方で、製品の表面上でのホットスポットの形成が避けられるというものである。

Claims (8)

1. 製品が通過するチャンバ内において、少なくとも１つのマイクロ波放射の印加手段の作用を利用するタイプの、食品を解凍させる方法であって、前記製品が前記チャンバに入る前、あるいは前記チャンバの第１の入口領域において、その表面の全てを静電的に帯電した微粒子の形態にある二酸化炭素スノーの均一な膜によって被覆することを特徴とする解凍方法。
2. 前記製品の表面を二酸化炭素スノーの均一な膜で被覆するために、二酸化炭素スノーを生成してそれを前記製品に適用するための１つ以上のサイクロン型デバイスを使用し、このデバイス（これらのデバイス）はポリマーからなる先細のコーンを備えていることを特徴とする請求項１に記載の解凍方法。
3. 前記製品の表面を二酸化炭素スノーの均一な膜で被覆するために、前記チャンバの開口部の上流あるいは前記チャンバ自体の中でその入口領域でコンベアの上方に位置する１つのサイクロン型デバイスを用い、製品の進行を以下のように順序づける：
   −前記コンベア上にスノーの膜（ｉ＋１）を堆積させる；
   −前記コンベアを１ステップ後退させて、この膜（ｉ＋１）を製品載置装置に面するようにし、前に堆積されたスノーの膜（ｉ＋１）上に製品（ｉ＋１）を載置させる；
   −前記コンベアを２ステップ前進させて、前の製品（ｉ＋１）の上流で前記コンベア上に新たなスノーの膜（ｉ）を堆積させる；
   −前記コンベアを１ステップ後退させて、前記製品（ｉ＋１）を前記サイクロン型デバイスと対向するように配置し、前記製品（ｉ＋１）上にスノーを堆積させ、前記膜（ｉ）上に製品（ｉ）を載置させる；
   −前記コンベアを２ステップ前進させて、前記膜（ｉ）の上流で前記コンベア上にスノーの膜（ｉ−１）を堆積させる；
   −前記コンベアを１ステップ後退させて、前記膜（ｉ−１）上に製品（ｉ−１）を載置させ、前記製品（ｉ）にスノーを堆積させる、など
   を特徴とする請求項１または２に記載の解凍方法。
4. 前記順序は前記チャンバ内で１０ないし１５分の製品滞留時間を得ることを可能にすることを特徴とする請求項３に記載の解凍方法。
5. 前記製品の表面を二酸化炭素スノーの均一な膜で被覆するために、２つのサイクロン型デバイスを使用し、第１のものは前記チャンバへの入口および製品積載領域の上流に位置し、第２のものは前記チャンバ内部でその入口領域に位置し、前記製品は装置を通って連続的に前進することを特徴とする請求項１または２に記載の解凍方法。
6. 製品が通過するチャンバ内において、少なくとも１つのマイクロ波放射の印加手段を有するタイプの食品を解凍させるデバイスであって、前記チャンバの入口の上流、あるいは前記チャンバの内部でその入口領域に、二酸化炭素スノーの均一な膜を生成してそれを前記製品の表面に適用するための１つ以上のデバイスがあり、前記二酸化炭素スノーは静電的に帯電した微粒子の形態にあることを特徴とする解凍デバイス。
7. ＣＯ₂を生成して適用するためのデバイスとして、ポリマーからなる先細のコーンを備えた１つ以上のサイクロン型デバイスが用いられることを特徴とする請求項６に記載の解凍デバイス。
8. 前記チャンバの開口部の上流、あるいは前記チャンバ自体の中でその入口領域でコンベアの上方に位置する、ＣＯ₂を生成して適用するための１つのデバイスを有し、前記製品を前記チャンバを通過させる前記コンベアの移動を制御するための装置を有し、前記制御装置は以下の順序を実行することを可能にする：
   −前記コンベア上にスノーの膜（ｉ＋１）を堆積させる；
   −前記コンベアを１ステップ後退させて、この膜（ｉ＋１）を製品積載装置に面するようにし、前に堆積されたスノーの膜（ｉ＋１）上に製品を載置できるようにする；
   −前記コンベアを２ステップ前進させて、前の製品（ｉ＋１）の上流で前記コンベア上に新たなスノーの膜（ｉ）を堆積できるようにする；
   −前記コンベアを１ステップ後退させて、前記製品（ｉ＋１）を前記サイクロン型デバイスと対向するように配置させることができ前記製品（ｉ＋１）上にスノーを堆積させることができるようにし、前記膜（ｉ）上に製品（ｉ）を載置できるようにする；
   −前記コンベアを２ステップ前進させて、前記膜（ｉ）の上流で前記コンベア上にスノーの膜（ｉ−１）を堆積できるようにする；
   −前記コンベアを１ステップ後退させて、前記膜（ｉ−１）上に製品（ｉ−１）を載置でき前記製品（ｉ）上にスノーを堆積できるようにする、など
   を特徴とする請求項６または７に記載の解凍デバイス。

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