JP2023012270A - 冷蔵庫及び食品保存方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡潔な構成で小分け可能な状態の食品を冷凍保存することができる冷蔵庫等を提供する。【解決手段】冷蔵庫は、食品を内部に収納する貯蔵室が設けられた冷蔵庫本体と、貯蔵室内を冷却する冷却手段とを備える。冷却手段は、貯蔵室内の温度が貯蔵室内の食品の凍結温度以下で、かつ、当該食品の凍結濃縮ガラス転移温度よりも高い第１温度となるように貯蔵室内を冷却する第１工程と、第１工程より後に貯蔵室内の温度が貯蔵室内の食品の凍結濃縮ガラス転移温度以下の第２温度になるように貯蔵室内を冷却する第２工程とを実行する。【選択図】図５

Description

本開示は、冷蔵庫及び食品保存方法に関するものである。

食品を長期保存するためには、冷凍保存が有効である。食品の冷凍保存に関しては、食品を小分け可能な状態で冷凍保存することが可能な技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、冷蔵庫に真空容器を備え、この真空容器内の圧力を変動させることにより、食品をばらけやすい状態で凍結させることが記載されている。

特許第４８２１５６５号公報

しかしながら、特許文献１に示されるような技術においては、真空容器と、この真空容器内の圧力を変動させるための機構とが必要である。このため、冷蔵庫又は食品の保存に必要な機構が複雑化したり、及び冷蔵庫又は食品の保存に必要な装置が大型化したりしてしまう。

本開示は、このような課題を解決するためになされたものである。その目的は、簡潔な構成で小分け可能な状態の食品を冷凍保存することができる冷蔵庫及び食品保存方法を提供することにある。

本開示に係る冷蔵庫は、食品を内部に収納する貯蔵室が設けられた冷蔵庫本体と、前記貯蔵室内を冷却する冷却手段と、を備え、前記冷却手段は、前記貯蔵室内の温度が、前記貯蔵室内の食品の凍結温度以下で、かつ、当該食品の凍結濃縮ガラス転移温度よりも高い第１温度となるように前記貯蔵室内を冷却する第１工程と、前記第１工程より後に、前記貯蔵室内の温度が、前記貯蔵室内の食品の凍結濃縮ガラス転移温度以下の第２温度になるように前記貯蔵室内を冷却する第２工程と、を実行する。

本開示に係る食品保存方法は、食品が保存された空間内の温度を、前記食品の凍結温度以下で、かつ、前記食品の凍結濃縮ガラス転移温度よりも高い第１温度となるようにする第１工程と、前記第１工程より後に、前記空間内の温度を、前記食品の凍結濃縮ガラス転移温度以下の第２温度になるようにする第２工程と、を備える。

本開示に係る冷蔵庫及び食品保存方法によれば、簡潔な構成で小分け可能な状態の食品を冷凍保存することができるという効果を奏する。

実施の形態１に係る冷蔵庫の構成を示す正面図である。 実施の形態１に係る冷蔵庫の構成を示す縦断面図である。 実施の形態１に係る冷蔵庫が備える切替室の周辺の拡大断面図である。 実施の形態１に係る冷蔵庫の制御系統の構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る冷蔵庫及び食品保存方法における各種温度の経時変化の一例を示す図である。 実施の形態１に係る冷蔵庫及び食品保存方法における処理の流れの一例を示すフロー図である。 実施の形態１に係る冷蔵庫及び食品保存方法の第１変形例における各種温度の経時変化の一例を示す図である。 実施の形態１に係る冷蔵庫及び食品保存方法の第１変形例における処理の流れの一例を示すフロー図である。 実施の形態１に係る冷蔵庫及び食品保存方法の第２変形例における各種温度の経時変化の一例を示す図である。 実施の形態１に係る冷蔵庫及び食品保存方法の第２変形例における処理の流れの一例を示すフロー図である。

本開示に係る冷蔵庫及び食品保存方法を実施するための形態について添付の図面を参照しながら説明する。各図において、同一又は相当する部分には同一の符号を付して、重複する説明は適宜に簡略化又は省略する。以下の説明においては便宜上、図示の状態を基準に各構造の位置関係を表現することがある。なお、本開示は以下の実施の形態に限定されることなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、各実施の形態の自由な組み合わせ、各実施の形態の任意の構成要素の変形、又は各実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

実施の形態１．
図１から図１０を参照しながら、本開示の実施の形態１について説明する。図１は冷蔵庫の構成を示す正面図である。図２は冷蔵庫の構成を示す縦断面図である。図３は冷蔵庫が備える切替室の周辺の拡大断面図である。図４は冷蔵庫の制御系統の構成を示すブロック図である。図５は冷蔵庫及び食品保存方法における各種温度の経時変化の一例を示す図である。図６は冷蔵庫及び食品保存方法における処理の流れの一例を示すフロー図である。図７は冷蔵庫及び食品保存方法の第１変形例における各種温度の経時変化の一例を示す図である。図８は冷蔵庫及び食品保存方法の第１変形例における処理の流れの一例を示すフロー図である。図９は冷蔵庫及び食品保存方法の第２変形例における各種温度の経時変化の一例を示す図である。図１０は冷蔵庫及び食品保存方法の第２変形例における処理の流れの一例を示すフロー図である。

本開示では、原則として、冷蔵庫１が使用可能な状態に設置されたときを基準として、各方向を定義する。また、図１及び図２によって示される冷蔵庫１を構成する各部材の寸法、位置関係及び形状等は、実際のものとは必ずしも完全に一致しない場合がある。冷蔵庫１の構成は、図１及び図２によって示されるものに限定されるものではない。

この実施の形態に係る冷蔵庫１は、断熱箱体９０を有している。断熱箱体９０は、外箱、内箱及び断熱材によって構成される。外箱は、例えば、鋼鉄製である。内箱は、例えば、樹脂製である。内箱は、外箱の内側に配置される。断熱材は、例えば、発泡ウレタン、真空断熱材等である。断熱材は、外箱と内箱との間の空間に充填されている。

断熱箱体９０の正面は、開口している。断熱箱体９０の内部には、貯蔵空間が形成されている。貯蔵空間は、食品等の被貯蔵物が収納される空間である。断熱箱体９０の内部に形成された貯蔵空間は、１つまたは複数の仕切り部材によって、食品を収納保存するための複数の貯蔵室に区画されている。例えば、冷蔵庫１は、図１及び図２に示すように、複数の貯蔵室として、冷蔵室１００、切替室２００、製氷室３００、冷凍室４００及び野菜室５００を備えている。上記の各貯蔵室は、断熱箱体９０において、上下方向に４段構成となって配置されている。このように、冷蔵庫１は、食品を内部に収納する貯蔵室が設けられた冷蔵庫本体を備えている。

冷蔵室１００は、断熱箱体９０の最上段に配置されている。図２に示すように、冷蔵室１００の内部には、例えば、複数の棚板が設けられている。冷蔵室１００の内部は、これらの棚板によって、上下方向に複数の空間に仕切られている。

切替室２００は冷蔵室１００の下方における左右の一側に配置されている。切替室２００内の温度帯は、複数の温度帯のうちのいずれかに選択的に切り替えることが可能である。切替室２００内の温度帯として選択可能な複数の温度帯は、例えば、冷凍温度帯、冷蔵温度帯、チルド温度帯、ガラス凍結温度帯等である。冷凍温度帯は、例えば、－１８℃程度の温度帯である。冷蔵温度帯は、例えば、３℃程度の温度帯である。チルド温度帯は、例えば、０℃程度の温度帯である。ガラス凍結温度帯については後述する。

製氷室３００は、切替室２００の側方に隣接して配置される。製氷室３００は、切替室２００と並列に配置される。すなわち、製氷室３００は、冷蔵室１００の下方における左右の他側に配置されている。冷凍室４００は、切替室２００及び製氷室３００の下方に配置されている。冷凍室４００は、被貯蔵物を比較的長期にわたって冷凍保存する際に用いられる。また、野菜室５００は、冷凍室４００の下方の配置されている。野菜室５００は、断熱箱体９０の最下段に配置されている。野菜室５００には、例えば、野菜及び容量の大きなペットボトル等が収納される。

冷蔵室１００の正面部には、当該冷蔵室１００を開閉するための冷蔵室扉７が設けられている。冷蔵室扉７は、例えば、両開き式の回転式の扉である。両開き式の冷蔵室扉７は、右扉７ａ及び左扉７ｂにより構成されている。冷蔵室扉７の外側表面には、操作パネル６が設けられている。図示の構成例では、操作パネル６は、左扉７ｂに設けられている。操作パネル６は、各貯蔵室の保冷温度等の設定及び各貯蔵室の温度等の各種情報の表示のためのものである。

切替室２００、製氷室３００、冷凍室４００及び野菜室５００は、例えば、それぞれ、引出し式の扉によって開閉される。これらの引出し式の扉は、各貯蔵室の左右の内壁面に水平に形成されたレールに沿って冷蔵庫１の奥行方向にスライドできるようになっている。この実施の形態に係る冷蔵庫１の使用者は、引出し式の扉をスライドさせることで、切替室２００、製氷室３００、冷凍室４００及び野菜室５００を開閉する。

切替室２００の内部及び冷凍室４００の内部には、食品等を内部に収納できる切替室収納ケース２０１及び冷凍室収納ケース４０１が、それぞれ引き出し自在に格納されている。同様に、野菜室５００内には、食品等を内部に収納できる野菜室収納ケース５０１が、引き出し自在に格納されている。

切替室収納ケース２０１は、切替室２００を開閉する扉に設けられたフレームによって支持される。切替室収納ケース２０１は、切替室２００を開閉する扉に連動して引き出される。冷凍室収納ケース４０１は、冷凍室４００を開閉する扉に設けられたフレームによって支持される。冷凍室収納ケース４０１は、冷凍室４００を開閉する扉に連動して引き出される。同様に、野菜室収納ケース５０１は、野菜室５００を開閉する扉に設けられたフレームによって支持される。野菜室収納ケース５０１は、野菜室５００を開閉する扉に連動して引き出される。

なお、冷蔵庫１に備えられた貯蔵室の数、貯蔵室の配置、貯蔵室を開閉するための扉の構成等は、以上で説明した例に限定されるものではない。例えば、冷蔵室１００を開閉するための扉は、スライド式であってもよい。また、切替室２００、製氷室３００、冷凍室４００及び野菜室５００を開閉するための扉は、回転式であってもよい。切替室収納ケース２０１、冷凍室収納ケース４０１及び野菜室収納ケース５０１は、それぞれ、２つ以上設けられてもよい。

冷蔵庫１は、各貯蔵室へ供給する空気を冷却するための冷凍機構として、圧縮機２、冷却器３、送風ファン４及び風路５等を備えている。圧縮機２及び冷却器３は、図示を省略している凝縮器及び絞り装置等と、冷凍サイクル回路を構成している。圧縮機２は、冷凍サイクル回路内の冷媒を、圧縮して吐出する。凝縮器は、圧縮機２から吐出された冷媒を凝縮させる。絞り装置は、凝縮器から流出した冷媒を膨張させる。冷却器３は、絞り装置で膨張した冷媒によって、各貯蔵室へ供給する空気を冷却する。圧縮機２は、例えば、図２に示すように、冷蔵庫１の背面側の下部に配置される。

風路５は、冷凍サイクル回路によって冷却された空気を各貯蔵室へ供給するためのものである。風路５は、断熱箱体９０の内部に形成されている。風路５は、例えば、冷蔵庫１の背面側に配置されている。冷凍サイクル回路を構成している冷却器３は、この風路５内に設置される。また、風路５内には、冷却器３で冷却された空気を各貯蔵室へ送るための送風ファン４も設置されている。

送風ファン４が動作すると、冷却器３で冷却された空気、すなわち冷気が、風路５を通って、冷凍室４００、切替室２００、製氷室３００及び冷蔵室１００へ送られる。これにより、各貯蔵室内が冷却される。また、野菜室５００には、冷蔵室１００から戻った冷気が図示しない風路を介して導入される。これにより、野菜室５００内が冷却される。野菜室５００を通過した空気は、冷却器３が設置されている風路５内へと戻される。風路５内へと戻された空気は、再び冷却器３によって冷却され、冷蔵庫１内を循環する。

また、風路５からそれぞれの貯蔵室へと通じる中途の箇所には、ダンパが設けられている。このダンパは、図１及び図２においては図示を省略する。各ダンパの開閉状態が変化することで、各貯蔵室へと供給される冷気の風量が調節される。貯蔵室へと供給される冷気の風量は、送風ファン４の運転が制御されることによっても調節される。また、各貯蔵室へと供給される空気の温度は、圧縮機２の運転が制御されることで調節される。

各貯蔵室には、内部の温度を検知するサーミスタが設置される。このサーミスタは、図１及び図２においては図示を省略する。上記のダンパ、送風ファン４及び圧縮機２は、サーミスタの検知結果に基づいて制御される。ダンパ、送風ファン４及び圧縮機２は、各貯蔵室内の温度が予め設定された設定温度になるように制御される。本実施の形態において、以上のように設けられた圧縮機２と冷却器３とを含む冷凍サイクル回路、送風ファン４、風路５及びダンパは、貯蔵室の内部を冷却する冷却手段の一例である。

この実施の形態に係る冷蔵庫１は、制御装置８を備えている。制御装置８は、例えば、図２に示すように、冷蔵庫１の背面側の上部に設けられる。制御装置８には、冷蔵庫１の動作を制御するための制御回路等が備えられている。制御装置８の各機能は、この制御回路によって実現される。制御装置８は、冷却手段を制御する制御手段の一例である。

図３は、実施の形態１の冷蔵庫１が備える切替室２００の周辺の拡大断面図である。この実施の形態において、切替室２００には、例えば、炊飯された米飯、ひき肉、カットされた野菜等の食品が収納される。炊飯された米飯、ひき肉、カットされた野菜は、常温において人間の手で小分け可能な食品の一例である。ここでいう「常温」とは、各食品の凍結温度よりも高い温度を意味している。換言すると、炊飯された米飯、ひき肉、カットされた野菜は、凍結温度よりも高い温度において人間の手で小分け可能な食品の一例である。凍結温度よりも高い温度において人間の手で小分け可能な食品には、複数の小片によって一群を形成する野菜及び茸類、また調理後の食品等も該当する。

この切替室２００を開閉する扉を、図３及び以下の説明においては、符号を付して切替室扉９と称する。この実施の形態に係る冷蔵庫１は、図３に示すように、切替室扉９の開閉状態を検知するための扉開閉検知スイッチ１０を備えている。扉開閉検知スイッチ１０は、切替室扉９の開閉を検知する開閉検知手段の一例である。

また、切替室２００内には、切替室サーミスタ１１が設けられる。切替室サーミスタ１１は、切替室２００の温度を検知する温度検知手段の一例である。また、この実施の形態に係る冷蔵庫１は、図３に示すように、切替室ダンパ１２を備えている。制御手段の一例である制御装置８は、切替室サーミスタ１１の検知結果に基づいて切替室ダンパ１２を制御する。これにより、切替室２００内の温度が調節される。

図４は、実施の形態１の冷蔵庫１の制御系統の機能的な構成を示すブロック図である。制御装置８の制御回路には、例えば、プロセッサ８ａ及びメモリ８ｂが備えられている。制御装置８は、メモリ８ｂに記憶されたプログラムをプロセッサ８ａが実行することによって予め設定された処理を実行し、冷蔵庫１を制御する。

プロセッサ８ａは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータあるいはＤＳＰともいう。メモリ８ｂには、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ及びＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性または揮発性の半導体メモリ、または磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク及びＤＶＤ等が該当する。

なお、制御装置８の制御回路は、例えば、専用のハードウェアとして形成されてもよい。制御装置８の制御回路の一部が専用のハードウェアとして形成され、且つ、当該制御回路にプロセッサ８ａ及びメモリ８ｂが備えられていてもよい。一部が専用のハードウェアとして形成される制御回路には、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらを組み合わせたものが該当する。

制御装置８には、各貯蔵室の内部の温度を検知するサーミスタから信号が入力される。本実施の形態では、制御装置８には、切替室サーミスタ１１から切替室２００の温度情報を含む信号が入力される。制御装置８は、切替室サーミスタ１１から入力された信号に基づいて、切替室２００内の温度が設定温度に維持されるように、圧縮機２、送風ファン４及び切替室ダンパ１２等を制御する。

また、この実施の形態の操作パネル６は、例えば、図４に示すように、操作部６ａ及び表示部６ｂを備えている。操作部６ａは、各貯蔵室の設定温度及び冷蔵庫１の動作モードを設定するためのスイッチ等を備えている。表示部６ｂは、冷蔵庫１に関する各種の情報を表示する液晶ディスプレイ及びＬＥＤの表示灯等を備えている。なお、操作パネル６は、操作部６ａと表示部６ｂとを兼ねるタッチパネルを備えていてもよい。また、操作パネル６には、音声報知を行うスピーカ等が備えられていてもよい。また、操作パネル６は、切替室２００に収容する食品の種類を選択できるようにしてもよい。操作パネル６で選択可能な食品の種類としては、例えば「肉・魚」、「ご飯」、「野菜」等が挙げられる。

制御装置８には、操作パネル６の操作部６ａからの信号が入力される。操作部６ａは、使用者による当該操作部６ａの操作に応じた信号を、制御装置８へ出力する。また、制御装置８には、扉開閉検知スイッチ１０からの信号も入力される。制御装置８は、操作部６ａ及び扉開閉検知スイッチ１０から入力された信号に基づいた処理を実行する。また、制御装置８は、操作パネル６の表示部６ｂの動作も制御する。

次に、以上のように構成された冷蔵庫１の機能及び動作の特徴について説明する。この実施の形態に係る冷蔵庫１は、切替室２００に収納された食品を、小分け可能な状態で冷凍保存する機能を有している。図５は、食品を小分け可能な状態で冷凍保存する際の、切替室２００の設定温度、切替室２００の庫内温度及び切替室２００に収納された食品の温度の経時変化の一例を示す図である。図５において、切替室２００の設定温度、切替室２００の庫内温度及び切替室２００に収納された食品の温度は、それぞれ、破線、細実線及び太実線で示される。

この実施の形態において、冷却手段の一例である圧縮機２、送風ファン４及び切替室ダンパ１２は、食品を小分け可能な状態で冷凍保存する際、第１工程及び第２工程を実行する。第１工程及び第２工程は、図５に示すように、順に実行される。制御手段の一例である制御装置８は、第１工程の終了とともに第２工程が開始されるように、冷却手段の一例である圧縮機２、送風ファン４及び切替室ダンパ１２を制御する。すなわち、この例では、第１工程の直後に第２工程が実行される。ただし、第２工程は、第１工程より後に実行されれば、第１工程の直後でなくともよい。

図５を参照しながら、第１工程及び第２工程についてより詳細に説明する。この実施の形態において、第１工程における切替室２００内の温度、第２工程における切替室２００内の温度はそれぞれ別に設定される。第１工程における切替室２００内の温度は、第１温度θＡに設定される。第１温度θＡは、切替室２００内に収納された食品の凍結温度以下で、かつ、当該食品の凍結濃縮ガラス転移温度よりも高温に設定される。すなわち、第１工程においては、冷却手段は、切替室２００内の温度が、切替室２００内の食品の凍結温度以下で、かつ、当該食品の凍結濃縮ガラス転移温度よりも高い第１温度θＡとなるように切替室２００内を冷却する。

凍結温度は、例えば、０℃以下または０℃未満の温度帯に含まれる。第１温度θＡは、例えば、－３℃である。第１温度θＡは、食品の凍結温度に近いことが望ましい。第１温度θＡは、例えば食品の凍結温度の－２℃以内とする。

第２工程における切替室２００内の温度は、第２温度θＦに設定される。第２温度θＦは、凍結濃縮ガラス転移温度以下の温度として設定される。したがって、第２工程においては、冷却手段は、切替室２００内の温度が、切替室２００内の食品の凍結濃縮ガラス転移温度以下の第２温度θＦになるように切替室２００内を冷却する。凍結濃縮ガラス転移温度は、食品が凍結濃縮を伴ってガラス化する温度である。ガラス化した食品は、非晶質で流動性が失われた状態になる。凍結濃縮ガラス転移温度は、食品の成分及び水分量によって変わるが、例えば米飯は－６～－８℃付近、肉・魚は－７～－１２℃付近、野菜であれば－１０～－４０℃である。

切替室２００内に収納される食品の種類を予め定めておく場合、第２温度θＦは、切替室２００内に収納される食品の種類に応じて予め設定される。食品の種類が肉・魚である場合、第２温度θＦは例えば－１５℃である。食品の種類が米飯である場合、第２温度θＦは例えば－７℃である。食品の種類が野菜である場合、第２温度θＦは例えば－２４℃である。また、前述したように、操作パネル６により、切替室２００に収容する食品の種類を選択できるようにした場合、選択された食品の種類に応じて第２温度θＦを変更する。

使用者は冷凍後にばらけさせて使いたい食品を、例えばビニール袋に収納された状態又はラップフィルムに包まれた状態で、切替室２００内へ収納する。このとき、食品をできるだけ薄い状態にすることで、冷凍後にばらけさせるために必要な力が小さくて済む。

第１工程において、冷却された食品の温度は、やがて第１温度θＡに到達し、食品は一時的に過冷却状態になる。過冷却状態とは、凍結温度以下であっても凍結しない状態である。過冷却状態は、不安定な状態であるため、すぐに解消される。第１工程において、冷却された食品は、過冷却状態を経た後に過冷却状態が解消されて凍結し始める。第１温度θＡは、第２工程における第２温度θＦよりも高温であり、具体的には食品の凍結温度以下で、かつ、凍結濃縮ガラス転移温度よりも高温であるため、過冷却状態の解消後は食品の凍結濃縮がゆっくりと進む。

第１工程は、第１時間ΔＴＡだけ行われる。第１時間ΔＴＡは、例えば、２４時間である。第１工程が開始してから第１時間ΔＴＡが経過した時刻ＴＡになると、第１工程が終了して第２工程が開始する。第２工程が開始すると、切替室２００内の温度は、第１温度θＡから第２温度θＦへ切り替えられる。冷却手段の一例である圧縮機２、送風ファン４及び切替室ダンパ１２は、切替室２００の庫内温度が第２温度θＦで維持されるように動作する。第２工程において、食品塊の温度は、第２温度θＦと同じ又は近い温度に維持される。

次に、図６のフロー図を参照しながら、以上のように構成された冷蔵庫１の動作例及び食品保存方法の実施例について説明する。まず、ステップＳ１０において、制御装置８は、第１工程を開始してからの経過時間を計時するタイマーｔを０にリセットする。そして、制御装置８は、タイマーｔによる計時を開始する。続くステップＳ１１において、制御装置８は、冷却手段に第１工程を実行させる。すなわち、制御装置８は、切替室２００内の温度を第１温度θＡに設定する。そして、冷却手段は、切替室２００内の温度が第１温度θＡになるように切替室２００内を冷却する。ステップＳ１１の後、制御装置８は次にステップＳ１２の処理を行う。

ステップＳ１２においては、制御装置８は、タイマーｔにより計時された経過時間が第１時間ΔＴＡに達したか否かを判定する。タイマーｔが第１時間ΔＴＡに達していなければ、制御装置８は第１工程を継続させる。そして、タイマーｔが第１時間ΔＴＡに達したら、制御装置８は次にステップＳ１３の処理を行う。ステップＳ１３においては、制御装置８は、冷却手段に第２工程を実行させる。すなわち、切替室２００内の温度を第２温度θＦに設定する。そして、冷却手段は、切替室２００内の温度が第２温度θＦになるように切替室２００内を冷却する。ステップＳ１３の処理が完了すれば、一連の動作は終了となる。

以上で説明した冷蔵庫１においては、冷却手段は、切替室２００内の温度を、切替室２００内の食品の凍結温度以下で、かつ、当該食品の凍結濃縮ガラス転移温度よりも高い第１温度となるように切替室２００内を冷却する第１工程と、第１工程より後に切替室２００内の温度を切替室２００内の食品の凍結濃縮ガラス転移温度以下の第２温度になるように切替室内を冷却する第２工程と、を実行する。また、以上で説明した食品保存方法は、食品が保存された空間である切替室２００内の温度を、食品の凍結温度以下で、かつ、食品の凍結濃縮ガラス転移温度よりも高い第１温度となるようにする第１工程と、第１工程より後に食品が保存された空間である切替室２００内の温度を食品の凍結濃縮ガラス転移温度以下の第２温度になるようにする第２工程と、を備えている。

食品の過冷却状態が解消して凍結濃縮が進む段階において食品を急冷すると、食品が凍結濃縮ガラス転移温度に達しても直ちにガラス化せず、凍結濃縮ガラス転移温度よりも低温でなければガラス化しない。前述したように、凍結濃縮ガラス転移温度は食品の成分及び水分量によって変化し、その値には一定の幅がある。このため、凍結濃縮段階において食品を急冷した場合には、食品のガラス化が遅れ、あるいは、食品のガラス化が起きない可能性がある。この実施の形態に係る冷蔵庫１及び食品保存方法によれば、第１工程すなわち食品の凍結濃縮が進む工程における温度を、食品の凍結温度以下で、かつ食品の凍結濃縮ガラス転移温度よりも高温とすることで、凍結濃縮の進行速度を低速にすることができる。このため、第２工程において、凍結濃縮ガラス転移温度に比較的近い温度で食品をガラス化でき、早期かつ確実に食品をガラス化させることが可能となる。

ガラス化した食品を使うときは、塊の状態となっている食品を凍結した状態のまま、手で力を加えて容易にばらけさせることができる。具体的には、折り曲げるようにしたり、手で叩いたりすることで、ガラスが砕けて割れるのと同様に、塊状であった食品に四方に亀裂が入り、食品をばらけた状態にすることが可能である。

食品のように複数の成分が混在した状態であり、食品の種類によっては細胞があったりする場合、食品全体が均一にガラス状になるのは難しい。そのため、食品がガラス化した場合も、厳密に言えばガラスと氷結晶、濃縮溶液が混在した状態となることが多い。このとき、第２工程における第２温度θＦが高い温度の方が、ガラス化した食品を、より小さな力で容易にばらけさせることができる。

この実施の形態に係る冷蔵庫１及び食品保存方法によれば、使用者は、食品を凍結させる前に予め小分けする必要がなく、凍結後に使用したい分だけを冷蔵庫１から取り出して使用することができる。また、使用者は、包丁等の道具を使うことなく食品を小分けすることができる。このため、食品を小分けするための道具を洗う手間等が省かれる。また、食品の冷凍状態として、氷結晶の状態よりもガラス状である方が安定しており、品質劣化が抑制される。したがって、簡潔な構成で小分け可能な状態の食品を冷凍保存することができる。そして、食品を凍結状態のまま簡単に小分けすることができ、食品の品質を劣化させることなく長期保存することが可能である。

なお、制御装置８は、冷却手段に第２工程を実行させた時に、例えば、操作パネル６の表示部６ｂに食品がガラス状に凍結したことを使用者に知らせるメッセージを表示させたり、表示灯を点灯させたりしてもよい。すなわち、冷蔵庫１は、冷却手段が第２工程を実行した時に食品がガラス化したことを使用者に報知する報知手段を備えてもよい。このような報知手段を備えることで、使用者は食品がガラス化したことを知ることができる。

次に、この実施の形態に係る冷蔵庫１及び食品保存方法の第１変形例について図７及び図８を参照しながら説明する。この第１変形例では切替室２００内に食品温度センサとして赤外線センサ（図示せず）を備えている。食品温度センサは、切替室２００内の食品の温度を検出するセンサである。

この第１変形例においては、制御装置８は、冷却手段に、第１工程より前に第０工程を実行させる。すなわち、冷却手段は、第１工程より前に第０工程を実行する。第０工程は、食品が保存された空間である切替室２００内の温度が、第１工程における第１温度より低い温度となるように切替室２００内を冷却する工程である。すなわち、この第１変形例による食品保存方法は、第１工程より前に、食品が保存された空間内の温度を第１温度より低い温度となるようにする第０工程をさらに備えている。

図７に示す例では、第０工程における切替室２００内の温度はθＬである。そして、θＬは、第２工程における第２温度θＦよりも低い。この第１変形例では、第０工程において切替室２００内の食品が急冷されて、過冷却状態になる。その後、制御装置８は、食品温度センサにより当該食品の過冷却状態が解消されたことを検知すると、第１工程を開始させる。

この第１変形例では、制御装置８は、第１工程の開始時における第１温度をθｓ１とし、第１工程の終了時における第１温度をθｓ２としている。そして、制御装置８は、時間経過に応じて第１温度をθｓ１からθｓ２へと徐々に低下させる。すなわち、冷却手段は、第１工程において、切替室２００内の温度を時間経過に応じて低下させている。θｓ１及びθｓ２は、食品の凍結温度以下で、かつ、当該食品の凍結濃縮ガラス転移温度よりも高い温度である。

前述したように、第１工程では、食品の凍結濃縮が非常にゆっくりと進む。そして、凍結濃縮が進むと凝固点降下により食品の凍結温度が徐々に低下する。時間経過に応じて第１温度をθｓ１からθｓ２へと徐々に低下させることで、凍結濃縮による凍結温度の低下に合わせて、切替室２００内の温度を徐々に低下させることができ、確実に低速での凍結濃縮を進めることが可能である。なお、第１工程を実行する第１時間ΔＴＡは、低速な凍結濃縮でも確実に最後まで凍結が完了できる時間とする。具体的に例えば、第１時間ΔＴＡを２０時間とする。

次に、図８のフロー図を参照しながら、以上のように構成された第１変形例における冷蔵庫１の動作例及び食品保存方法の実施例について説明する。まず、ステップＳ２０において、制御装置８は、冷却手段に第０工程を実行させる。すなわち、切替室２００内の温度をθＬに設定する。そして、冷却手段は、切替室２００内の温度がθＬになるように切替室２００内を冷却する。続くステップＳ２１において、制御装置８は、食品温度センサにより食品の過冷却状態解消が検知されたか否かを判定する。食品の過冷却状態解消が検知されなければ第０工程を継続し、食品の過冷却状態解消が検知されたら、制御装置８は次にステップＳ２２の処理を行う。

ステップＳ２２においては、第１工程を開始してからの経過時間を計時するタイマーｔを０にリセットする。そして、制御装置８は、タイマーｔによる計時を開始する。続くステップＳ２３において、制御装置８は、冷却手段に第１工程を実行させる。すなわち、制御装置８は、切替室２００内の温度を開始時の第１温度θｓ１に設定する。つまり、冷却手段は、切替室２００内の温度が開始時の第１温度θｓ１になるように切替室２００内を冷却する。この第１工程においては、そして、制御装置８は、切替室２００内の温度を、時間経過に応じて温度低下勾配：（θｓ２－θｓ１）／ΔＴＡで徐々に低下させる。ステップＳ２３の後、制御装置８は次にステップＳ２４の処理を行う。

ステップＳ２４においては、制御装置８は、タイマーｔにより計時された経過時間が第１時間ΔＴＡに達したか否かを判定する。タイマーｔが第１時間ΔＴＡに達していなければ、制御装置８は第１工程を継続させる。そして、タイマーｔが第１時間ΔＴＡに達したら、制御装置８は次にステップＳ２５の処理を行う。ステップＳ２５においては、制御装置８は、冷却手段に第２工程を実行させる。すなわち、切替室２００内の温度を第２温度θＦに設定する。そして、冷却手段は、切替室２００内の温度が第２温度θＦになるように切替室２００内を冷却する。ステップＳ２５の処理が完了すれば、一連の動作は終了となる。

以上のような第１変形例によれば、第１工程より前に切替室２００内の温度を第１工程における第１温度よりも低下させる第０工程を行うことで、凍結濃縮が開始される前の食品を過冷却状態にする工程にかかる時間を短くできる。したがって、最終的に食品をガラス化するまでに必要な時間を短くすることが可能である。

なお、第１工程において、切替室２００内の温度を徐々に低下させる際、食品温度センサにより検出された食品の温度に応じて、切替室２００内の温度を設定してもよい。すなわち、食品温度センサが検出した食品の温度より、予め設定された温度だけ低い温度（例えば－０．５℃）に切替室２００内の温度を設定する。このようにすることで、切替室２００内の温度を常に食品温度より一定温度だけ低い状態にできる。また、第１工程において、切替室２００内の温度を段階的に低下させてもよい。

次に、この実施の形態に係る冷蔵庫１及び食品保存方法の第２変形例について図９及び図１０を参照しながら説明する。この第２変形例でも第１変形例と同様に、切替室２００内に食品温度センサとして赤外線センサ（図示せず）を備えている。

この第２変形例は、第１変形例の第０工程を、さらに２つの工程に分けたものである。この第２変形例においては、第０工程において工程Ｌ１と工程Ｌ２とを実行する。工程Ｌ１では、切替室２００内の温度をθＬ１に設定して、時間ΔＴＬ１が経過するまでの間、食品を冷却する。θＬ１は、切替室２００内の食品の凍結温度である。時間ΔＴＬ１は、切替室２００内の食品を凍結温度にまで冷却することができる時間に予め設定される。工程Ｌ１が終わると工程Ｌ２に移行し、切替室２００内の温度をθＬ２にして冷却する。θＬ２は、少なくとも当該食品の凍結温度よりも低く、食品の過冷却状態がすぐに解消される温度、例えば－２０℃とする。工程Ｌ２は短時間で食品を過冷却状態から解消するための工程である。工程Ｌ２を実行する時間である時間ΔＴＬ２は、例えば１０分である。

このようにして、この実施の形態の第２変形例では、冷却手段は、第０工程において、切替室２００内の温度が食品の凍結温度となるように切替室２００内を冷却する工程と、当該食品の過冷却状態を解消させるように切替室２００内を冷却する工程とを実行する。また、この第２変形例による食品保存方法においては、第０工程は、食品が保存された空間内の温度を当該食品の凍結温度になるようにする工程と、当該食品の過冷却状態を解消させる工程とを含んでいる。

次に、図１０のフロー図を参照しながら、以上のように構成された第２変形例における冷蔵庫１の動作例及び食品保存方法の実施例について説明する。まず、ステップＳ３０において、制御装置８は、経過時間を計時するタイマーｔを０にリセットする。そして、制御装置８は、タイマーｔによる計時を開始する。続くステップＳ３１において、制御装置８は、冷却手段に第０工程の前半工程である工程Ｌ１を実行させる。すなわち、制御装置８は、切替室２００内の温度を温度θＬ１に設定する。そして、冷却手段は、切替室２００内の温度が温度θＬ１になるように切替室２００内を冷却する。ステップＳ３１の後、制御装置８は次にステップＳ３２の処理を行う。

ステップＳ３２においては、制御装置８は、タイマーｔにより計時された経過時間が時間ΔＴＬ１に達したか否かを判定する。タイマーｔが時間ΔＴＬ１に達していなければ、制御装置８は工程Ｌ１を継続させる。そして、タイマーｔが時間ΔＴＬ１に達したら、制御装置８は次にステップＳ３３の処理を行う。ステップＳ３３においては、制御装置８は、経過時間を計時するタイマーｔを０にリセットする。そして、制御装置８は、タイマーｔによる計時を開始する。続くステップＳ３４において、制御装置８は、冷却手段に第０工程の後半工程である工程Ｌ２を実行させる。すなわち、制御装置８は、切替室２００内の温度を温度θＬ２に設定する。そして、冷却手段は、切替室２００内の温度が温度θＬ２になるように切替室２００内を冷却する。ステップＳ３４の後、制御装置８は次にステップＳ３５の処理を行う。

ステップＳ３５においては、制御装置８は、タイマーｔにより計時された経過時間が時間ΔＴＬ２に達したか否かを判定する。タイマーｔが時間ΔＴＬ２に達していなければ、制御装置８は工程Ｌ２を継続させる。そして、タイマーｔが時間ΔＴＬ２に達したら、制御装置８は次にステップＳ３６の処理を行う。ステップＳ３６においては、制御装置８は、経過時間を計時するタイマーｔを０にリセットする。そして、制御装置８は、タイマーｔによる計時を開始する。続くステップＳ３７において、制御装置８は、冷却手段に第１工程を実行させる。すなわち、制御装置８は、切替室２００内の温度を第１温度θＡに設定する。そして、冷却手段は、切替室２００内の温度が第１温度θＡになるように切替室２００内を冷却する。ステップＳ３７の後、制御装置８は次にステップＳ３８の処理を行う。

ステップＳ３８においては、制御装置８は、タイマーｔにより計時された経過時間が第１時間ΔＴＡに達したか否かを判定する。タイマーｔが第１時間ΔＴＡに達していなければ、制御装置８は第１工程を継続させる。そして、タイマーｔが第１時間ΔＴＡに達したら、制御装置８は次にステップＳ３９の処理を行う。ステップＳ３９においては、制御装置８は、冷却手段に第２工程を実行させる。すなわち、切替室２００内の温度を第２温度θＦに設定する。そして、冷却手段は、切替室２００内の温度が第２温度θＦになるように切替室２００内を冷却する。ステップＳ３９の処理が完了すれば、一連の動作は終了となる。

以上のような第２変形例によれば、凍結濃縮が開始される前の食品を過冷却状態にする第０工程の後半において、強制的に過冷却状態を解消させる工程を行う。このため、凍結濃縮が開始されるまでにかかる時間を短くできる。したがって、最終的に食品をガラス化するまでに必要な時間を短くすることが可能である。

１ 冷蔵庫
２ 圧縮機
３ 冷却器
４ 送風ファン
５ 風路
６ 操作パネル
６ａ 操作部
６ｂ 表示部
７ 冷蔵室扉
７ａ 右扉
７ｂ 左扉
８ 制御装置
８ａ プロセッサ
８ｂ メモリ
９ 切替室扉
１０ 扉開閉検知スイッチ
１１ 切替室サーミスタ
１２ 切替室ダンパ
９０ 断熱箱体
１００ 冷蔵室
２００ 切替室
２０１ 切替室収納ケース
３００ 製氷室
４００ 冷凍室
４０１ 冷凍室収納ケース
５００ 野菜室
５０１ 野菜室収納ケース

Claims (11)

1. 食品を内部に収納する貯蔵室が設けられた冷蔵庫本体と、
   前記貯蔵室内を冷却する冷却手段と、を備え、
   前記冷却手段は、
   前記貯蔵室内の温度が、前記貯蔵室内の食品の凍結温度以下で、かつ、当該食品の凍結濃縮ガラス転移温度よりも高い第１温度となるように前記貯蔵室内を冷却する第１工程と、
   前記第１工程より後に、前記貯蔵室内の温度が、前記貯蔵室内の食品の凍結濃縮ガラス転移温度以下の第２温度になるように前記貯蔵室内を冷却する第２工程と、を実行する冷蔵庫。
2. 前記冷却手段は、前記第１工程の直後に前記第２工程を実行する請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記第１温度は、前記貯蔵室内の食品の凍結温度の－２℃以内である請求項１又は請求項２に記載の冷蔵庫。
4. 前記冷却手段は、前記第１工程において、前記貯蔵室内の温度を時間経過に応じて低下させる請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
5. 前記冷却手段は、前記第１工程より前に、前記貯蔵室内の温度が、前記第１温度より低い温度となるように前記貯蔵室内を冷却する第０工程を実行する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
6. 前記冷却手段は、前記第０工程において、前記貯蔵室内の温度が前記貯蔵室内の食品の凍結温度となるように前記貯蔵室内を冷却する工程と、当該食品の過冷却状態を解消させるように前記貯蔵室内を冷却する工程と、を実行する請求項５に記載の冷蔵庫。
7. 食品が保存された空間内の温度を、前記食品の凍結温度以下で、かつ、前記食品の凍結濃縮ガラス転移温度よりも高い第１温度となるようにする第１工程と、
   前記第１工程より後に、前記空間内の温度を、前記食品の凍結濃縮ガラス転移温度以下の第２温度になるようにする第２工程と、を備えた食品保存方法。
8. 前記第１温度は、前記食品の凍結温度の－２℃以内である請求項７に記載の食品保存方法。
9. 前記第１工程において、前記空間内の温度を時間経過に応じて低下させる請求項７又は請求項８に記載の食品保存方法。
10. 前記第１工程より前に、前記空間内の温度を前記第１温度より低い温度となるようにする第０工程をさらに備えた請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の食品保存方法。
11. 前記第０工程は、前記空間内の温度を前記食品の凍結温度になるようにする工程と、前記食品の過冷却状態を解消させる工程と、を含む請求項１０に記載の食品保存方法。

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