JP4749187B2 - Cooling storage - Google Patents
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本発明は、冷蔵食品や冷凍食品などの被冷却物を庫内に貯蔵する冷蔵庫などの冷却貯蔵庫に関する。 The present invention relates to a cold storage such as a refrigerator that stores objects to be cooled, such as refrigerated foods and frozen foods, in a refrigerator.
家庭用冷蔵庫などの冷却貯蔵庫では、冷凍機の冷却能力の関係で、急速冷凍ができず、一般的に、冷凍は緩慢に行われる。 In a cooling storage such as a household refrigerator, quick freezing cannot be performed due to the cooling capacity of the refrigerator, and in general, freezing is performed slowly.
この様に、冷凍が緩慢に行われると、食品中の水分の氷の結晶が大きくなり、食品の細胞膜を破壊することがある。その結果、解凍時などに食品のうまみ成分などがドリップとして外に流出してしまう。 Thus, if freezing is performed slowly, the ice crystal | crystallization of the water | moisture content in a foodstuff may become large and may destroy the cell membrane of a foodstuff. As a result, the umami component of food flows out as a drip when thawing.
また、たとえば、実用新案登録第3101162号公報(特許文献1)のように、凍結しないように、冷却貯蔵庫の庫内を静電場雰囲気にするものがあるが、保存中は常時、静電場雰囲気にする必要がある。そのため、電力消費量が増大し、ランニングコストが大きくなる。
解決しようとする問題点は、食品などの被冷却物を低温(凝固温度以下)で保存する際に、被冷却物中の水分の氷の結晶が大きくなり、細胞膜を破壊する点である。 The problem to be solved is that when the object to be cooled such as food is stored at a low temperature (below the solidification temperature), the ice crystals of water in the object to be cooled become large and destroy the cell membrane.
本発明の冷却貯蔵庫は、被冷却物(28)に向かって超音波を照射することができるとともに、その照射の強度を強弱に変更可能である超音波発生装置(31)を備え、凝固温度よりも高い温度帯で前記超音波発生装置を作動させ被冷却物に向かって弱い照射強度の超音波を照射し、その後、前記超音波発生装置を停止させるとともに、被冷却物の温度を凝固温度よりも低下させ、ついで、前記超音波発生装置を作動させて被冷却物に向かって前記弱い照射強度の超音波の照射強度よりも強い照射強度の超音波を照射して急速氷結させる。 Cooling storage of the present invention, it is possible to irradiate ultrasonic waves towards the object to be cooled (28), comprising an ultrasonic generator can be changed to the intensity (31) the intensity of the irradiation, the freezing temperature The ultrasonic generator is operated at a high temperature zone to irradiate the object to be cooled with ultrasonic waves having a weak irradiation intensity , and then the ultrasonic generator is stopped and the temperature of the object to be cooled is set below the solidification temperature. also reduced, then the irradiated ultrasound robust illumination intensity to rapidly freezing than the irradiation intensity of the ultrasonic wave of the weak irradiation intensity toward the object to be cooled by operating the ultrasonic generator.
また、被冷却物の温度を計測する非接触温度センサ(29)および、この非接触温度センサの信号が入力される制御装置(36)が設けられ、超音波発生装置から弱い照射強度の超音波を照射している際に、非接触温度センサの検出した被冷却物の温度が略一定温度に維持されるように、前記制御装置が、被冷却物を冷却する手段(17,19,22)を制御することがある。 Further, non-contact temperature sensor (29) and for measuring the temperature of the object to be cooled, the controller signals the non-contact temperature sensor is input (36) is provided, ultrasonic weak radiation intensity from the ultrasonic generator Means for cooling the object to be cooled so that the temperature of the object to be cooled detected by the non-contact temperature sensor is maintained at a substantially constant temperature (17, 19, 22). May be controlled.
そして、被冷却物は、密閉容器(27)に収納された状態で、庫内(2)に入れられることがある。
また、非接触温度センサは、前記密閉容器内に設置されていることがある。
And a to-be-cooled object may be put in the store | warehouse | chamber (2) in the state accommodated in the airtight container (27).
The non-contact temperature sensor may be installed in the sealed container.
さらに、前記密閉容器は、冷却貯蔵庫本体からの振動を遮断するクッション材(26)で保護されていることがある。 Furthermore, the sealed container may be protected by a cushion material (26) that blocks vibration from the cooling storage body.
本発明によれば、凝固温度よりも高い温度帯で超音波発生装置を作動させて被冷却物に向かって弱い超音波を照射し被冷却物中のクラスターを細分化し、その後、超音波発生装置を停止させるとともに、被冷却物の温度を凝固温度よりも低下させているので、凍結しない過冷却状態で被冷却物の温度を大きく低下させ、ついで、超音波発生装置を作動させて被冷却物に向かって強い超音波を照射して急速氷結させることができる。その結果、強い超音波の照射の刺激により過冷却状態を解除した際には、被冷却物を急速氷結することができ、被冷却物中の水分の氷の結晶が大きくなることを防止することができる。 According to the present invention, the ultrasonic generator is operated in a temperature range higher than the solidification temperature to irradiate the object to be cooled with weak ultrasonic waves to subdivide the clusters in the object to be cooled, and then the ultrasonic generator Since the temperature of the object to be cooled is lower than the solidification temperature, the temperature of the object to be cooled is greatly reduced in a supercooled state where freezing is not performed, and then the ultrasonic generator is operated to operate the object to be cooled. Rapid freezing can be performed by irradiating strong ultrasonic waves toward. As a result, when the supercooled state is released by stimulation of strong ultrasonic irradiation, the object to be cooled can be rapidly frozen, and the water ice crystals in the object to be cooled are prevented from becoming large. Can do.
さらに、被冷却物の温度を計測する赤外線センサなどの非接触温度センサおよび、この非接触温度センサの信号が入力される制御装置が設けられ、超音波発生装置から弱い超音波を照射している際に、非接触温度センサの検出した被冷却物の温度が略一定温度に維持されるように、制御装置が、被冷却物を冷却する手段を制御するので、非接触温度センサにより、被冷却物にダメージを与えずに、被冷却物の温度を正確に測定することができるとともに、被冷却物の温度が略一定温度に維持されるため、被冷却物の全体を略均一な温度に冷却することができる。 Furthermore, a non-contact temperature sensor such as an infrared sensor that measures the temperature of the object to be cooled and a control device to which a signal of the non-contact temperature sensor is input are provided, and weak ultrasonic waves are emitted from the ultrasonic generator. In this case, the control device controls the means for cooling the object to be cooled so that the temperature of the object to be cooled detected by the non-contact temperature sensor is maintained at a substantially constant temperature. The temperature of the object to be cooled can be accurately measured without damaging the object, and the temperature of the object to be cooled is maintained at a substantially constant temperature, so that the entire object to be cooled is cooled to a substantially uniform temperature. can do.
そして、被冷却物は、密閉容器に収納された状態で、庫内に入れられているので、被冷却物に風が直接あたらず、被冷却物の内部と表面との温度差を極力小さくすることができる。その結果、被冷却物を均一な温度にすることができるとともに、被冷却物の温度をより正確に計測することができる。 And since the to-be-cooled object is stored in the closed container, it is placed in the warehouse, so that the object to be cooled is not directly exposed to wind, and the temperature difference between the inside and the surface of the to-be-cooled object is minimized. be able to. As a result, the object to be cooled can be brought to a uniform temperature, and the temperature of the object to be cooled can be measured more accurately.
また、非接触温度センサは、前記密閉容器内に設置されているので、非接触温度センサや被冷却物に冷気があたらず、非接触温度センサを容器外に設置した場合と比較して、冷気の影響を受けずにより正確に被冷却物の温度を計測することができる。 In addition, since the non-contact temperature sensor is installed in the sealed container, the non-contact temperature sensor and the object to be cooled are not exposed to cold air, compared to the case where the non-contact temperature sensor is installed outside the container. The temperature of the object to be cooled can be measured more accurately without being affected by the above.
さらに、前記密閉容器は、冷却貯蔵庫本体からの振動を遮断するクッション材で保護されているので、冷却貯蔵庫の圧縮機や送風機などの機器からの振動が被冷却物に加わることを極力防止することができる。その結果、被冷却物が過冷却状態の際に、前記機器からの振動で、不用意に被冷却物が凍結することを防止することができる。 Furthermore, since the airtight container is protected by a cushioning material that cuts off vibrations from the cooling storage body, it is possible to prevent vibrations from equipment such as a compressor and a blower of the cooling storage from being applied to the object to be cooled as much as possible. Can do. As a result, when the object to be cooled is in a supercooled state, it is possible to prevent the object to be cooled from being inadvertently frozen by vibration from the device.
食品などの被冷却物を低温(凝固温度以下)で保存する際に、被冷却物中の水分の氷の結晶が大きくなり、細胞膜が破壊されることを極力防止するという目的を、被冷却物に向かって強弱の超音波を照射することができる超音波発生装置を備え、凝固温度よりも高い温度帯で前記超音波発生装置を作動させ被冷却物に向かって弱い超音波を照射し、その後、前記超音波発生装置を停止させるとともに、被冷却物の温度を凝固温度よりも低下させ、ついで、前記超音波発生装置を作動させて被冷却物に向かって強い超音波を照射して急速氷結させることで実現した。 When storing the object to be cooled, such as food, at a low temperature (below the solidification temperature), the object is to prevent as much as possible that the ice crystals of the water in the object to be cooled become large and the cell membrane is destroyed. An ultrasonic generator capable of irradiating strong and weak ultrasonic waves toward the object, and operating the ultrasonic generator in a temperature range higher than the solidification temperature to irradiate the object to be cooled with weak ultrasonic waves, and then The ultrasonic generator is stopped, the temperature of the object to be cooled is lowered below the solidification temperature, and then the ultrasonic generator is operated to irradiate the object to be cooled with strong ultrasonic waves to rapidly freeze. It was realized by letting.
次に、本発明における冷却貯蔵庫の一実施例について、図1ないし図4を用いて説明する。図1は本発明における冷却貯蔵庫の一実施例の下部の断面図である。図2は食品を冷却する際のタイムチャートである。図3は制御装置の入出力図である。図4は食品を冷却する際のフローチャートである。なお、図3においては、食品の冷却に関する主な部品のみが記載されており、図示されていない他の部品も制御装置に接続されている。 Next, an embodiment of the cooling storage according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view of the lower part of one embodiment of the cooling storage according to the present invention. FIG. 2 is a time chart when the food is cooled. FIG. 3 is an input / output diagram of the control device. FIG. 4 is a flowchart for cooling the food. In FIG. 3, only main parts related to the cooling of the food are shown, and other parts not shown are also connected to the control device.
まず始めに、冷却貯蔵庫の全体構成を説明する。
図1において、冷却貯蔵庫である冷蔵庫の本体は、前面が開口している断熱箱体1で構成されている。断熱箱体1の内部空間すなわち庫内2は、略水平な断熱仕切り壁3で複数に仕切られている。そして、断熱箱体1の前面開口は、断熱扉(図示せず)で開閉自在に閉塞されている。
First, the overall configuration of the cooling storage will be described.
In FIG. 1, the main body of the refrigerator which is a cooling storage is comprised with the heat insulation box 1 which the front surface opened. The interior space of the heat insulation box 1, that is, the
また、冷却器16および冷却器用送風機17が通風ダクト18に配置されている。そして、冷却器用送風機17が稼働すると、冷却器16で冷却された空気が、矢印で図示するように、通風ダクト18の吹出口18aから庫内2に供給されるとともに、庫内2の空気が通風ダクト18の吸込口18bから通風ダクト18に戻っており、庫内2の空気が循環しながら冷却器16で冷却されている。そして、庫内2への冷気の風量は、ダンパー19で調整される。
The
さらに、断熱箱体1の後部下側には、機械室21が形成され、この機械室21には、圧縮機22などが配置されている。この圧縮機22は、前述の冷却器16および図示しない凝縮器などと共に冷凍サイクルを構成している。そして、圧縮機22が稼働すると、冷媒が冷凍サイクル内を循環して、冷却器16の温度が低下する。
Further, a
庫内2の棚24の上に、クッション材26を介して密閉容器27が載置される。この容器27は内面に傷などはなく、その内部には、低温で保存される被冷却物である肉などの食品28が収納される。また、容器27内には、食品28の温度を計測する赤外線センサなどの非接触温度センサである被冷却物用温度センサ29が設けられている。さらに、容器27には、クラスター細分化装置である超音波発生装置31が設けられている。この超音波発生装置31は、食品28に向かって超音波を照射する。この照射の強度は強弱に変更可能である。
An
そして、図3において、冷却貯蔵庫には、上記冷却器用送風機17や圧縮機22などで構成される冷凍機、ダンパー19および、超音波発生装置31などの機器を制御するために制御装置36が設けられている。この制御装置36は、マイコンなどで構成され、特に食品28の冷却に関して、被冷却物用温度センサ29などからの信号が入力される。また、制御装置36から、冷却器用送風機17、圧縮機22、ダンパー19および超音波発生装置31などに駆動信号が出力される。そして、制御装置36の記憶部(EPROMやRAMなど)には種々の設定値が記憶されるとともに、タイマーなどを内蔵している。
In FIG. 3, the cooling storage is provided with a
この実施例の冷却貯蔵庫の食品28の低温保存に関して、制御装置36の記憶部に設定される設定値としては、凝固温度よりも高い温度で食品28を略均一な温度に冷却するための均一化用設定温度、凝固温度よりも低い過冷却状態で刺激を与えて急速に氷結させる過冷却用設定温度や、食品28を保存する保冷用設定温度が設けられている。なお、保冷用設定温度は過冷却用設定温度と同じ値であることも可能である。
Regarding the low temperature preservation of the
次に、食品28を冷却する際のフローを、図2のタイムチャートおよび図4のフローチャートに基づいて説明する。
食品28を冷却する際には、食品28を容器27に収納して密閉する。そして、この容器27を庫内2の棚24の上に、クッション材26を介して載置する。ついで、被冷却物用温度センサ29および超音波発生装置31を、電源(図示しない)および制御装置36に有線または無線で接続する。また、制御装置36は圧縮機22や冷却器用送風機17などで構成される冷凍機(被冷却物を冷却する手段)を稼働させる。
Next, the flow at the time of cooling the
When the
ステップ1において、制御装置36は超音波発生装置31を稼働し、ステップ2に行く。
In step 1, the
ステップ2において、制御装置36は、被冷却物用温度センサ29の検出した食品28の温度が均一化用設定温度(たとえば、2℃)となるように、被冷却物を冷却する手段としてのダンパー19の開度を調整する。初めは、食品28の温度が高いので、ダンパー19の開度は大きいが、食品28の温度が低下するにつれて、ダンパー19の開度は小さくなる。そして、食品28が略均一の温度になると、ダンパー19の開度は安定し、略一定の状態となる。そして、ステップ3において、この一定の状態が所定の時間継続すると、制御装置36は食品28の内部まで略均一な温度となったと判断し、ステップ4に行く。
In
ステップ4において、制御装置36は超音波発生装置31を停止させ、ステップ5に行く。ステップ5において、制御装置36は、ダンパー19の開度を全開にし、食品28の温度を急速に低下させ、ステップ6に行く。
In step 4, the
ステップ6において、制御装置36は、被冷却物用温度センサ29の検出した食品28の温度が過冷却用設定温度(たとえば、−10℃)になると、超音波発生装置31を稼働させる。この時の超音波発生装置31からの超音波は、ステップ1の時よりも、強い照射である。すると、食品28は超音波の刺激により、急速に氷結する。そして、ステップ7に行く。
In step 6, when the temperature of the
ステップ7において、制御装置36は、被冷却物用温度センサ29の検出した食品28の温度が保冷用設定温度(たとえば、−9℃)となるように、ダンパ
ー19の開度を調整する。そして、ステップ8において、制御装置36は、超音波発生装置31を停止し、超音波の照射を一定時間で終了する。
In step 7, the
この様にして、制御手段として制御装置は、1)凝固温度よりも高い温度帯で前記超音波発生装置を作動させ被冷却物に向かって弱い超音波を照射する手段、2)その後、超音波発生装置を停止させるとともに、被冷却物の温度を凝固温度よりも低下させる手段、3)ついで、超音波発生装置を作動させて被冷却物に向かって強い超音波を照射して急速氷結させる手段などを具備している。
なお、制御手段は、上記手段以外にも、実行される各工程に対応して各工程を実行する手段を具備している。また、上記手段を全て具備する必要は必ずしもない。
In this way, the control device as the control means is 1) means for operating the ultrasonic generator in a temperature range higher than the solidification temperature and irradiating weak ultrasonic waves toward the object to be cooled, and 2) thereafter ultrasonic waves. Means for stopping the generator and lowering the temperature of the object to be cooled below the solidification temperature; 3) Next, means for operating the ultrasonic generator and irradiating the object to be cooled with strong ultrasonic waves for rapid freezing Etc.
In addition to the above means, the control means includes means for executing each process corresponding to each process to be executed. Further, it is not always necessary to have all the above means.
そして、この実施例では、凝固温度よりも高い温度帯で、食品28の水分のクラスターを、超音波発生装置31で小さくしている。ところで、食品28の水分のクラスターが大きいと、大きなクラスターを核として水分が簡単に凝固するため、食品28の温度を凝固温度よりも低下させると、直ぐに水分が凍結を開始する。そして、その後、氷が緩慢に形成されるため、氷の結晶が大きくなる。一方、この実施例のように超音波を弱く照射すると、実験の結果では、食品28の温度を凝固温度よりも低下させても、なかなか水分が凍結せず、過冷却状態の温度を低くすることができる。そのため、過冷却状態の食品28に刺激(超音波の強い照射)が加わり、凍結を開始した際に、食品28に蓄積された冷却エネルギーで急速氷結が行われ、氷の結晶が小さくなる。
In this embodiment, the moisture cluster of the
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例を下記に例示する。
(1)超音波発生装置31からの超音波の照射の強度は強弱に変更可能であるが、その照射の強度は連続的に変更できることも可能であるし、強または弱の何れかの値にしか変更できないことも可能である。連続的に変更できる場合には、被冷却物の特性や重量などに応じて、強度を最適な値とすることができる。
(2)被冷却物は必ずしも食品28である必要はない。
As mentioned above, although the Example of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to the said Example, A various change is performed within the range of the summary of this invention described in the claim. It is possible. Examples of modifications of the present invention are illustrated below.
(1) Although the intensity of ultrasonic irradiation from the
(2) The object to be cooled is not necessarily the
(3)各フローチャートのステップの順序などは適宜変更可能である。
(4)制御手段はマイコンで構成されているが、それ以外の構成でも可能である。
(5)食品28の冷却は、食品28の温度を安定化することができるならば、ダンパー制御や送風量制御(すなわち、制御装置36で冷却器用送風機17の風量を制御する)など適宜選択可能である。また、食品28の温度を安定化することができるならば、ダンパー19や冷却器用送風機17は必ずしも必要ではない。
(3) The order of the steps in each flowchart can be changed as appropriate.
(4) The control means is composed of a microcomputer, but other configurations are possible.
(5) The cooling of the
(6)食品28を凝固温度より少し高い温度で均一な温度にするために、上記実施例では、均一化用設定温度が設定されているが、食品28の種類や重量などにより均一化する際の温度を自動または手動(設定ボタンなどの操作)により変更することができる。また、食品28の温度が均一になったか否かの判断を、食品28の冷却スピードなどで自動的に行うことも可能である。さらに、設定温度などが例示的に示されているが、設定温度などは適宜変更可能である。
(7)ステップ1における超音波発生装置31から照射される超音波の周波数を、食品28に適した値にするために、超音波発生装置31から照射される超音波の周波数は、自動または手動で変更することが可能である。
(6) In order to make the food 28 a uniform temperature at a temperature slightly higher than the solidification temperature, in the above embodiment, the set temperature for homogenization is set. The temperature can be changed automatically or manually (operation of a setting button or the like). It is also possible to automatically determine whether or not the temperature of the
(7) In order to set the frequency of the ultrasonic wave emitted from the
(8)被冷却物用温度センサ29は、食品28の温度を測定することができるならばその構造や形式は適宜選択可能である。ただし、赤外線センサなどの非接触温度センサを用いると、食品28にダメージを与えずに、食品28の温度を正確に測定することができるので、好ましい。
(9)超音波を照射しない場合と比べて、食品28に超音波を照射した場合に、食品28の温度を凝固温度よりも低下させても、なかなか水分が凍結せず、過冷却状態の温度を低くすることができるならば、必ずしも、超音波の照射で食品28の水分のクラスターが細分化されることが証明される必要はない。
(8) If the
(9) Compared with the case where the ultrasonic wave is not irradiated, when the
超音波発生装置で、凝固温度よりも高い温度帯において、被冷却物に弱い超音波を照射し、被冷却物中のクラスターを細分化することができる。そして、このクラスターの細分化により、被冷却物が凍結し難くなるため、被冷却物を過冷却状態で低い温度まで冷却し、ついで、強い超音波の刺激を与えて急速氷結させることができる。したがって、食品などの被冷却物を低い温度で保存する冷却貯蔵庫に適用することが最適である。 The ultrasonic generator can divide the clusters in the object to be cooled by irradiating the object to be cooled with weak ultrasonic waves in a temperature range higher than the solidification temperature. Since the object to be cooled is difficult to freeze due to the subdivision of the clusters, the object to be cooled can be cooled to a low temperature in a supercooled state, and then rapidly frozen by applying a strong ultrasonic stimulus. Therefore, it is most suitable to apply to the cooling storage which preserve | saves to-be-cooled objects, such as food, at low temperature.
2 庫内
17 冷却器用送風機(被冷却物を冷却する手段)
19 ダンパー(被冷却物を冷却する手段)
22 圧縮機(被冷却物を冷却する手段)
26 クッション材
27 容器
28 食品(被冷却物)
29 被冷却物用温度センサ(非接触温度センサ)
31 超音波発生装置
36 制御装置
2 Inside 17 Fan for cooler (Means to cool the object to be cooled)
19 Damper (Means for cooling the object to be cooled)
22 Compressor (Means for cooling the object to be cooled)
26
29 Temperature sensor for object to be cooled (non-contact temperature sensor)
31
Claims (5)
凝固温度よりも高い温度帯で前記超音波発生装置を作動させ被冷却物に向かって弱い照射強度の超音波を照射し、その後、前記超音波発生装置を停止させるとともに、被冷却物の温度を凝固温度よりも低下させ、ついで、前記超音波発生装置を作動させて被冷却物に向かって前記弱い照射強度の超音波の照射強度よりも強い照射強度の超音波を照射して急速氷結させることを特徴としている冷却貯蔵庫。 An ultrasonic generator capable of irradiating ultrasonic waves toward the object to be cooled and capable of changing the intensity of the irradiation to strong or weak ,
The ultrasonic generator is operated in a temperature zone higher than the solidification temperature to irradiate the object to be cooled with ultrasonic waves of weak irradiation intensity , and then the ultrasonic generator is stopped and the temperature of the object to be cooled is decreased. than the freezing temperature is lowered, then the be rapidly frozen by ultrasonic irradiation of strong radiation intensity than the irradiation intensity of the ultrasonic wave of the weak irradiation intensity toward the object to be cooled by operating the ultrasonic generator Cooling storage that features.
前記超音波発生装置から弱い照射強度の超音波を照射している際に、非接触温度センサの検出した被冷却物の温度が略一定温度に維持されるように、前記制御装置が、被冷却物を冷却する手段を制御することを特徴としている請求項1記載の冷却貯蔵庫。 A non-contact temperature sensor for measuring the temperature of the object to be cooled, and a control device to which a signal of the non-contact temperature sensor is input;
The control device is configured to maintain the temperature of the object to be cooled detected by the non-contact temperature sensor at a substantially constant temperature while irradiating the ultrasonic wave with the weak irradiation intensity from the ultrasonic generator. The cooling storage according to claim 1, wherein a means for cooling an object is controlled.
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