JP4655022B2 - 食品の凍結装置 - Google Patents

Description

本発明は、ミンチ肉やご飯などの、常温下で粘着性を有する小片が集合してなる食品において、各小片を分離した状態で凍結することが可能な凍結方法に関するものである。

近年、女性の社会進出にともなう共働き家庭の増加や核家族化にともない、家庭用冷蔵庫では長期的に生鮮食品や調理加工済み食品を保存可能な冷凍室の活用頻度が増加している。冷凍保存において使用者が不満に感じる点には、容量の不足や、緩慢凍結や霜付きによる食品の味の低下などが挙げられるが、これらと並び、凍結した食品同士がくっつき、少量ずつ使用することが困難な点に不満を感じている使用者も多い。

特に、ミンチ肉やご飯など粘着性を有した小片が集合してなる食品については、塊で凍結することにより、小片間の水分子が氷となり、小片同士を強固に接着していた。このため、このような食品を凍結後少量ずつ使用するには、凍結前に食品をラップなどで小分け包装したり、使用するたびに解凍したりと手間を要していた。

よって、食品同士のくっつきを防いで凍結するため、食品メーカーの中には、特許文献１に示すような凍結方法を用いているものがある（特許文献１参照）。

図３は、従来のバラ状凍結装置を示すものである。図３に示すように、食品を０℃〜−１０℃の間の品温を保持してミンチとするミンチ形成手段１０１と、ミンチ状食品１０２をドライアイススノー１０３とともに回転攪拌してバラ状凍結品とする回転ドラム１０４と、ミンチ状食品を回転ドラムの入口１０５からその内部に供給するコンベア１０６と、コンベア上を搬送されるミンチ状食品又は該ミンチ状食品と回転ドラム内とにドライアイススノーを供給するドライアイス製造器１０７とを備えている。

このような凍結装置により、ミンチ状食品のバラ凍結を実現し、広く消費者へ供給していた。
特開平７−２５０６１４号公報

しかしながら、上記従来の構成ではミンチ状食品のバラ凍結が可能であるが、装置が複雑かつ大規模、高コストであった。このような課題を解決した、家庭においても簡便かつ自動的にバラ凍結を行うことのできる凍結方法が求められる。本発明は上記従来の課題を解決するものであり、家庭はもちろんのこと、冷凍食品メーカーにおいても、簡便かつ自動的にバラ凍結を行うことのできる食品の凍結方法を提供するものである。

上記従来の課題を解決するために、本発明の凍結方法では、複数の小片の集合体からなる食品において、前記食品が所定の凍結温度に達するまでのいずれかの過程において、前記食品と接する気体空間の圧力を変動させる工程を設けたものである。

食品と接する気体空間を減圧した際、気体空間の飽和水蒸気量が増大し、食品の小片表面の水分の気化が促進される。これにより、凍結時に食品の小片同士を接着する氷の生成量が低減される。また、減圧時食品が膨張し、隣接する食品の小片間の空隙が増大する効果が得られ、粘着性を有した小片同士の接着性が低下する。このような状態で大気圧を導入または加圧することにより、食品に接する気体空間において急激な空気の対流が生じ、この風圧により小片からなる食品をバラけさせることが可能となる。凍結過程においてこのような圧力変動処理を繰り返すことにより、小片からなる食品をバラけさせた状態で所定の凍結温度まで凍結することが可能となる。

本発明の食品の凍結方法は、ミンチ肉やご飯などの、常温下で粘着性を有する小片が集合してなる食品において、通常の家庭での凍結では手間を要したり、困難であったりする小片群を小分けにした状態で凍結することができる。これにより、凍結前に小分けにしたり、凍結後に解凍・再凍結したりする手間を省きながら、少量ずつ取り出して使用することが可能な凍結食品を提供することができる。

請求項１に記載の発明は、本体は、冷気を生成する冷却サイクルと、内部に食品を収納するケースと、前記ケースを密閉構造化する蓋と、前記ケース内を減圧するポンプとを備え、前記食品が所定の凍結温度に達するまでのいずれかの過程において、前記ポンプによって前記ケース内の圧力を変動させる圧力変動を複数回行うことに加え、前記ケースは、減圧された際に内部の真空度を維持する構造であるとともに前記圧力変動は大気圧および大気圧より低い圧力で行うものである。

まず、食品と接する気体空間を減圧した際、気体空間の飽和水蒸気量が増大し、食品の小片表面の水分の気化が促進される。これにより、凍結時に食品の小片同士を接着する氷の生成量が低減される。また、減圧時に食品の小片内部や隣接する小片間の空隙が増大する効果が得られ、粘着性を有した小片同士の接着性が低下する。このような状態で大気圧を導入または加圧することにより、食品に接する気体空間において急激な空気の対流が生じ、この風圧により小片からなる食品をバラけさせることが可能となる。凍結過程においてこのような圧力変動処理を繰り返すことにより、小片からなる食品をバラけさせた状態で所定の凍結温度まで凍結することが可能となる。本発明の食品の凍結方法は、ミンチ肉やご飯などの、常温下で粘着性を有する小片が集合してなる食品において、通常の家庭での凍結では手間を要したり、困難であったりする小片群を小分けにした状態で凍結することができる。これにより、凍結前に小分けにしたり、凍結後に解凍・再凍結したりする手間を省きながら、少量ずつ取り出して使用することが可能な凍結食品を提供することができる。

請求項２に記載の発明は、前記圧力の変動工程は、減圧工程と大気圧導入工程とからなるものである。圧力変動をこの２工程とすることにより、凍結装置の簡素化および省スペース化を図ることが可能となる。

請求項３に記載の発明は、前記所定の凍結温度に達するまでの過程とは、前記食品の氷結率が０％の場合を指すものである。

氷結率０％すなわち、食品が非凍結の状態において食品と接する空間を減圧することにより、凍結状態の場合よりも食品周辺の余分な水分の蒸発が容易かつ高速化する効果が得られ、効率よく水分除去を行うことが可能となる。また、食品の小片間の水分が凍結していない状態であるため、接着力が低く、減圧によって小片間の空隙を増大させることができる。この状態で圧力変動によるエアーを加えることにより、食品が凍結状態の場合よりも少ないエネルギーで食品の小片同士をバラけさせることが可能である。よって、食品のバラけ性の向上効果が得られる。

請求項４に記載の発明は、前記所定の凍結温度に達するまでの過程とは、前記食品の温度が０℃から−１０℃の場合を指すものである。

食品温度が０℃から−１０℃の間である場合、食品は微凍結状態であり、手で容易にほぐすことが可能である。また、食品の凍結は表面から生じるため、食品表面は氷の被膜で被われ、食品特有の粘着性が低下した状態となっている。

この状態において減圧処理を行うことにより、食品の表面の氷被膜の昇華が生じ、小片同士を接着する氷を除去することができる。よって、微凍結状態の食品はバラけやすい状態となる。

さらに、圧力変動処理を行うことにより、食品表面の粘着性が低下しているため、エアーが付与された際のバラけ性が良好であるだけでなく、バラけた食品同士が表面の水滴により再び接着し、くっついた状態で凍結するのを防ぐことができる。

よって、より少ない圧力変動回数でバラけ性の良好な冷凍食品を提供することが出来る。

請求項５に記載の発明は、前記所定の凍結温度に達するまでの過程とは、前記食品の温度が−１０℃から−２０℃の場合を指すものである。

食品温度がこのような低温下である場合、凍結率は約９０％以上となっており、外観状はほぼ全体が凍結しているように見える。このような状態では、食品の機械強度が向上しており、繰り返し圧力変動を加え食品をバラけさせる衝撃を与えても、細胞組織がダメージをうけることがない。よって、ミンチ肉などではドリップの流出等を抑えることができ、食品の風味を損なうことがない。

請求項６に記載の発明は、前記圧力の変動工程は、前記食品の温度が前記所定の凍結温度に到達後もおこなうものとしたものである。

バラ凍結された食品は、所定の凍結温度で保存されるが、長期保存される間にドア開閉や冷蔵庫のデフロストにともなう温度変動の影響を受けて部分的に融解することがある。融解した食品同士が接着し、再凍結されることによりバラけ性が損なわれることになる。よって、所定の凍結温度に到達後も圧力変動工程を加えることにより、バラ凍結された食品の接着を防ぐことが可能となる。

これにより、バラ凍結された食品は、長期的にバラけた状態を維持することが可能となる。

請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の凍結方法を用いて凍結される凍結食品である。

このような凍結方法を用いて製造された凍結食品はバラけ性が非常に良好であり、凍結状態であっても使いたい分だけ、少量ずつ取り出して調理などに使用することが可能となる。よって、解凍の手間や、凍結前に小分けする手間を省くことができ、使い勝手の良い食品を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明するが、従来例または先に説明した実施の形態と同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における凍結装置の断面図である。

図１に示すように、本体１の内部には、扉２により引き出され、内部に食品３を収納するケース４と、扉２を閉じた際にケース４を密閉構造化する蓋５が設けられている。ケース４と蓋５との接合部にはパッキン（図示せず）が設けられており、扉２が閉状態となり、ケース４内が減圧された際に内部の真空度を維持する構造をなしている。

蓋５はストッパー（図示せず）で本体１内に指示固定されており、使用者が扉２を引き出す際には、ケース４のみが上部を開口した状態で引き出される構成となる。また、ケース４内に入れられた食品３は、上部を開口した、たとえば発泡系樹脂からなる食品容器６内に入れられた状態で置かれている。

蓋５には、ケース４内の大気を吸引する吸入配管７が、ケース４からの漏れが無いよう溶接またはシール材にて導入部がシールされて接続している。吸入配管７はケース４とケース４内を減圧するポンプ８とを接続しており、ケース４とポンプ８の途中経路には第一の開閉弁９が設けられ、ケース４内の空気の吸引量を調節している。ポンプ８に接続された排気配管１０は、ポンプ８によってケース４より吸入された空気を排出するものである。

また、吸入配管７は第一の開閉弁９とケース４の途中で分岐しており、分岐配管には第二の開閉弁１１が設けられている。第二の開閉弁１１によって、ケース４内が減圧状態の際に、ケース４内へ流入する空気量を調節し、ケース４内の圧力を大気圧まで変動させることができる。

このようなポンプ８、第一の開閉弁９および第二の開閉弁１１の動作は、ケース４内の圧力センサ１８によって、制御基盤１９により制御されるものである。

また、本体１はケース４内を冷却する冷却サイクルを有している。冷却サイクルは、図示しない圧縮機、凝縮機、キャピラリーチューブを有し、強制対流式蒸発器１２により、ケース４内を冷却できる構造になっている。強制対流式蒸発器１２で冷却された冷気は、送風機１３により本体１内に強制通風される。送風機１３と本体の間に設けられたダンパーサーモ１４は本体１内部の冷気流入量を調整するものであり、本体スイッチや、温度センサなどからの電気的入力を受けて、モーター１５の駆動力によってダンパーサーモ１４が開閉するよう構成されている。

このような冷凍装置より供給される冷気は、吹き出し口１６より本体１内部へ供給され、間接冷却によりケース４の外周から内部をゆるやかに冷却するものである。また、吹き出し口１６より供給され、ケース４の外周を冷却し終えた冷気は、本体１に接合した吸い込みダクト１７より前記冷却器に戻され、再び冷却された後本体１内へ供給される。本実施の形態ではこのようにして冷凍サイクルを形成している。

図２は本実施の形態における凍結装置のフローチャートである。

図２に沿って、本実施の形態の凍結装置の動作を説明する。

まず、食品３の投入までについて説明する。一般的に、ミンチ肉などの場合であれば、食品はスーパーなどの店頭で販売される際、発泡樹脂容器に入れられ、上部をポリエチレン系のラップにより被覆されており、凍結装置に入れる前にはこのラップを剥がした状態としておく。その他、ご飯などの食品３であれば、タッパーなどの食品容器６にいれ、蓋を外した状態にしておく。扉２を引き出し、ケース４内に食品３の入った食品容器６を設置する。扉２を完全に閉じると同時に、本体１内の蓋５がケースを被覆し、パッキン等によって密閉構造となる。

次いで、使用者がスタートボタンを押すと、冷凍サイクルの作動と、ポンプ８の作動開始、第一の開閉弁９の開、第二の開閉弁１１の閉が制御基盤１９より行われる。これにより、蓋５に接続された吸入配管７よりケース４内の空気が吸い出され、開状態となった第一の開閉弁９を通過してポンプ８内に吸入され、ケース４内の減圧が開始する。ポンプ８に吸入された空気は、排気配管１０を通り、外気に放出される。このとき、第２の開閉弁１１は閉状態であるため、ケース４内の空気が第二の開閉弁１１を通じて漏れたり、外気がケース４内に流入することはない。また、冷凍サイクルの作動が開始し、圧縮機や凝縮機、キャピラリーチューブが作動すると、強制対流式蒸発器１２で冷却された冷気が、送風機１３により本体１内に強制通風される。冷却開始直後ではダンパーサーモ１４は最大限開かれているが、温度センサにより、ケース４内や食品が所定の凍結温度である−１８℃に達したことを検知すると、制御基盤１９より入力され、その開度は小さくなる。このような冷凍サイクルにより供給される冷気は、吹き出し口１６より本体１内部へ供給され、間接冷却によりケース４の外周から内部をゆるやかに冷却する。これにより、ケース４内部に収納している食品３は速やかに冷却され、−１８℃に到達後は一定の温度で凍結保存される。また、吹き出し口より供給され、ケース４の外周を冷却し終えた冷気は、本体１に接合した吸い込みダクト１７より前記冷却器に戻され、再び冷却された後本体１内へ供給される。

そして、ケース４内が所定の圧力まで減圧されたことを圧力センサ１８が検知すると、制御基盤１９を通じてポンプ８の停止および第一の開閉弁９の閉が行われる。これにより、完全に密閉構造となったケース４内は所定の減圧状態に維持される。

この状態において、まず、食品３が非凍結の場合であれば、ケース４内の減圧によって食品３の周囲に付着している水滴・水分の気化が生じるため、食品３同士を接着する主要因となる水分が除去でき、食品３はくっつきにくい状態となる。また、食品３は複数の小片の集合体からなるが、減圧により集合体の膨張が生じ、各小片間の空隙径が増大する効果が得られる。これによって、より小片同士の接着性が低減し、バラけやすい状態とすることができる。

また、食品３が凍結している場合であっても、品温が０℃以下の場合、食品３は微凍結または凍結状態であり、手で容易にほぐすことが可能である。また、食品３の凍結は表面から生じるため、食品３表面は氷の被膜で被われ、食品３特有の粘着性が低下した状態となっている。

この状態において減圧処理を行うことにより、食品３の表面の氷被膜の昇華が生じ、小片同士を接着する氷を除去することができる。よって、この減圧工程によりバラけやすさを向上させることが可能となる。

続いて、ケース４内部の所定の圧力への到達が検知され、一定時間が経過した後、制御基盤１９より入力が生じ、第二の開閉弁１１が開となり、吸入配管７よりケース４内へ急激な外気の導入が生じる。このとき導入される外気によってケース４内には空気層の対流が生じ、対流を受けた食品３はその風圧によって、小片または小片群にバラけた状態となる。

この後、食品温度センサ（図示せず）により食品３が所定の凍結温度に達したことが検知できれば、凍結装置の動作は終了し、所定の凍結温度で保存することが可能となる。所定の凍結温度に達していなければ、減圧工程と大気圧導入工程とが凍結過程において数回繰り返されるものである。

以上で本凍結装置の動作は終了する。本凍結装置では、所定の凍結温度を家庭用冷蔵庫の冷凍温度である−２０℃としたが、特に指定するものではない。

凍結終了後は、食品容器６ごと食品を取り出し、家庭では保存用のプラスチック袋等に入れ、そのまま冷蔵庫で冷凍保存を行うのがよく、また業務用途では梱包後、冷凍温度雰囲気を保ちながらで店頭または飲食店等まで輸送されるのが望ましい。これにより、保存中もバラ凍結状態を維持することができる。

また、本凍結装置でそのまま保存することも可能であり、食品３が所定の凍結温度に到達した後には、ケース４内は所定の凍結温度および減圧状態を維持し、また凍結処理中よりも長い間隔を設けて、たとえば一日１回などの間隔で、圧力変動工程を付与することができる。バラ凍結された食品３は、長期保存される間に扉２の開閉や凍結装置の温度変動の影響を受けて部分的に融解することがあり、融解した食品３同士が接着し、再凍結されることによりバラけ性が損なわれることになる。よって、所定の凍結温度に到達後も減圧状態を維持し、また圧力変動工程を加えることにより、バラ凍結された食品３の再接着を防ぐことが可能となる。

これにより、バラ凍結された食品３は、長期的に良好な凍結状態を維持することが可能となる。

また、このように得られた食品３は表面積が大きく、酸化の影響を受けやすいものであるが、減圧状態で保存することにより食品に触れる酸素の絶対量が減少することから、脂質の酸化による冷凍ヤケや、ミオグロビンのメト化による変色が抑制されるため、長期的に風味や外観品質を維持して保存することが可能となる。

さらに、凍結過程で減圧処理を行い、食品３周囲に付着する過剰な水分を除去することにより、凍結後の食品３は霜付きなどがなく、外観的にも非常に優れた状態となる。また、通常の凍結法よりも水分量が低下し、また水分の分布も均一化しているため、解凍に要する時間が通常よりも短時間化するほか、電子レンジ解凍時にも、マイクロ波が均等に照射されるので、解凍ムラや端煮えなどが生じにくくなる。このように、本実施の形態の凍結装置で凍結することにより、凍結食品の保存品質および解凍品質を向上させる効果が得られる。

また、繰り返しの減圧により水分を飛ばしても、ケース４は密閉容器内であるためすぐにケース４内の水蒸気量が飽和することから、食品３に過度な乾燥が生じることはない。

なお、本実施の形態では、減圧手段として電動式のポンプ８を用いたが、これらは特に指定するものではない。たとえば、手動式ポンプの使用や、酸素吸着剤や窒素吸着剤などを設けて減圧することも可能である。また、ポンプ８と気体吸着剤とを併用することも可能であり、これによりポンプ８および吸着剤の経時性能の低下を互いに補完するため、冷凍装置を長期的に使用することができる。

以上、本実施の形態の凍結装置では、食品３を凍結させる過程において、食品３の接する大気に減圧、大気導入のサイクルを数回繰り返し付与するものである。これにより、食品３の塊をバラけた状態に凍結することが可能となり、また保存中にも圧力変動を加えることにより、長期的にバラけた状態を維持することが可能となる。

よって、凍結状態の食品３を、使いたい分量だけ取り出して調理などに用いることが可能となり、従来よりも簡便な手法で、使い勝手を大幅に向上させることができる。

また、減圧工程における所定の圧力については特に指定するものではないが、大気圧より０．０８から０．０３ＭＰａ程度とすることで、十分な水分除去効果、膨張による食品間空隙増大効果、大気圧導入時のバラけ効果を得ることができる。

以下、本実施の形態の凍結装置で食品を凍結する場合の、食品温度毎の圧力変動サイクル数を表１に示す。

表１は食品３の凍結過程の各温度帯において、減圧工程と大気圧導入工程とからなる圧力変動サイクルの回数を示すものである。食品３の温度は食品温度センサにより検知されるものである。

実施例１では、食品３の温度が０℃以上の場合に４回、０℃から−１０℃の場合に２回、−１０℃から−２０℃の場合に２回おこなうものである。

食品３の温度が０℃以上、つまり非凍結状態の場合に圧力変動回数を多くする方法は、粘着性の低い食品３に適しており、非凍結状態の場合に多く圧力変動を加えることにより、簡便にバラけ性を高めることができる。また、食品３温度が比較的高い状態で圧力変動を加えることで、減圧がスムーズにおこなわれるため、ポンプ８への不可が軽減される。

また、特異的に本実施例の方法が適した食品３としてご飯が挙げられる。ご飯は粘着性の高い食品３であるが、２０℃から０℃の間に老化が進行し、粘着性の低下が生じる性質であることから、０℃以上の温度で多く圧力変動を加えることで、効率的にバラけさせることが可能となる。

実施例２では、食品３の温度が０℃以上の場合に２回、０℃から−１０℃の場合に４回、−１０℃から−２０℃の場合に２回おこなうものである。

食品３の温度が０℃から−１０℃の微凍結状態の場合に圧力変動回数を多くする方法は、粘着性が高く、細胞の強度が比較的弱い肉、魚などの食品３に適している。非凍結状態の際には変動回数を少なくし、減圧時間を長くとることで食品の水分を除去することができる。そして、粘着性が低下した０℃から−１０℃の微凍結状態において圧力変動回数を多く加えることで、食品３を効率よくバラけさせることができる。また、−１０℃以上の状態で食品はほぼバラけた状態となっているが、−１０℃から凍結温度の−２０℃までの間にも、霜の発生によるくっつきを防ぐため、圧力変動を行うのがよい。

たとえば、ミンチ肉などの粘着性の高い食品３は、０℃以上で圧力変動による衝撃を加えると、組織が破壊されてより粘性が増大することがある。よって、微凍結状態で圧力変動を加えることにより、効率よくバラけさせることができる。

以上のように、本発明にかかる食品の凍結方法は、ミンチ肉やご飯などの食品を簡便にバラ凍結することが可能であるので、業務用または家庭用の冷凍装置や家庭用冷蔵庫などへの応用展開が可能である。

本発明の実施の形態１における凍結装置の断面図 本発明の実施の形態１における凍結装置のフローチャート 従来の凍結装置を示す図

符号の説明

３ 食品

Claims (6)

1. 本体は、冷気を生成する冷却サイクルと、内部に食品を収納するケースと、前記ケースを密閉構造化する蓋と、前記ケース内を減圧するポンプとを備え、前記食品が所定の凍結温度に達するまでのいずれかの過程において、前記ポンプによって前記ケース内の圧力を変動させる圧力変動を複数回行うことに加え、前記ケースは、減圧された際に内部の真空度を維持する構造であるとともに前記圧力変動は大気圧および大気圧より低い圧力で行うことを特徴とした食品の凍結装置。
2. 前記圧力の変動工程は、減圧工程と大気圧導入工程とからなる請求項１に記載の食品の凍結装置。
3. 前記所定の凍結温度に達するまでの過程とは、前記食品の氷結率が０％の場合を指す請求項１または２に記載の食品の凍結装置。
4. 前記所定の凍結温度に達するまでの過程とは、前記食品の温度が０℃から−１０℃の場合を指す請求項１または２に記載の食品の凍結装置。
5. 前記所定の凍結温度に達するまでの過程とは、前記食品の温度が−１０℃から−２０℃の場合を指す請求項１または２に記載の食品の凍結装置。
6. 前記圧力の変動工程は、前記食品の温度が前記所定の凍結温度に到達後もおこなうものとした請求項１から５のいずれか一項に記載の食品の凍結装置。

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