JP4821565B2

JP4821565B2 - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP4821565B2
Application number: JP2006297400A
Authority: JP
Inventors: 美桃子井下; 正昭田中; かほる辻本
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-11-01
Filing date: 2006-11-01
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2026-11-01
Also published as: JP2008116070A

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冷蔵庫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９は、従来のバラ状凍結装置を示すものである。図９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装置が求められる。本発明は上記従来の課題を解決するものであり、家庭で、簡便かつ自動的にバラ凍結を行うことのできる冷蔵庫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、本発明の冷蔵庫は、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制御装置を設けたものである。

これにより、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。

本発明の冷蔵庫は、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簡便且つ自動的に小分けにした状態で凍結することが可能となる。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、密閉構造を有する真空容器を備えた貯蔵室と、前記貯蔵室又は前記真空容器を冷却する冷却手段と、前記真空容器内圧力を可変させる減圧手段と前記真空容器内に大気圧を導入する大気圧導入手段とを備える圧力変動装置と、前記真空容器内部に収納された小片の集合体からなる食品を、所定の凍結温度に達するまで冷却する過程の少なくとも一部の過程において、前記食品と接する気体空間の圧力を前記圧力変動手段によって変動させる制御装置とを備え、減圧された状態で前記大気圧導入手段により大気圧を導入または加圧することにより、食品に風圧をかけて食品をバラ状凍結することにより、真空容器内の食品と接する気体空間を圧力変動手段によって減圧した際、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。このような状態で圧力変動手段によって真空容器内に大気圧を導入または加圧することにより、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。また、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簡便且つ自動的に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。
また、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２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記減圧手段は前記真空容器の一部に設けられた脱気口と前記真空容器内の空気を脱気する真空ポンプと前記脱気口と真空ポンプ間に配設された脱気配管と、前記脱気配管に設けられた第一の開閉弁と前記真空ポンプにて脱気した空気を外部に排気する排気配管とから構成されたものである。これにより、真空ポンプにて短時間で真空容器内を脱気でき、脱気後に第一の開閉弁にて、処理する食品に合わせて真空容器内の減圧状態を調整することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１から２のいずれか一項に記載の発明において、大気導入手段は大気導入管と前記真空容器の一部に設けられた大気導入口と前記大気導入管の途中経路に設けられた第二の開閉弁とから構成されたものである。これにより、減圧状態の真空容器内に第二の開閉弁を開口し、大気導入口より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。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、大気導入管は前記脱気配管の分岐にて形成され、前記大気導入口と前記脱気口が同一の口とすることにより、簡便な構造及び省スペース化が可能となる。

請求項５に記載の発明は、請求項２または３に記載の発明において、第一の開閉弁は逆支弁であることにより、第一の開閉弁である逆支弁からは脱気のみ行われ、密閉状態を維持できることから、弁の開閉は第二の開閉弁のみとなり、より簡単な弁制御が可能となる。

請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明において、大気導入口からの大気流入量は０．１５ｍ^３／ｍｉｎ以上とすることにより、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。

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発明において、真空容器内部に配設された圧力を検知する圧力センサーと温度を検知する温度センサーと、前記圧力センサーと温度センサーにて検知した信号にて前記真空容器内の圧力と温度を制御する制御手段とを有することにより、温度センサーの検知する温度が所定の凍結温度に達するまで、圧力センサーの信号にて真空容器内を所定の圧力変動にて制御することとなり、食品に自動で圧力変動処理を繰り返すことが可能となる。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記所定の凍結温度に達するまで冷却する過程の少なくとも一部の過程とは、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９に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、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１０に記載の発明は、請求項１から９のいずれか一項に記載の発明において、前記圧力変動工程を開始するスイッチを備えたことにより、使用者が任意に圧力変動工程を開始する事が可能となり、通常の冷凍と食品をバラ状凍結とを選択して使用することができる。

請求項１１に記載の発明は、請求項１から１０のいずれか一項に記載の発明において、前記真空容器内部は撥水加工されたものであることにより、食品と容器との付着力を低減できることから食品のバラケ性をより高めることができる。

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におけるバラ凍結冷蔵庫の側断面図である。

図１において、冷蔵庫１００は仕切り板１１０によって、上から冷蔵室１、切替室２、野菜室３、冷凍室４に仕切られている。前記冷蔵室１、切替室２、野菜室３、冷凍室４はそれぞれ区画し開閉する為の扉６とで構成されている。切替室２内には真空容器５が備えられている。真空容器５は真空容器５と蓋７から構成されており、真空容器５と蓋７との接合部にはパッキン（図示せず）が設けられている。蓋７には真空容器５内の大気を吸引する脱気口９ａに脱気配管９が、真空容器５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。脱気配管９は真空容器５と真空容器５内を減圧する圧力変動装置である真空ポンプ８とを接続しており、真空容器５と真空ポンプ８の途中経路には第一の開閉弁１０が設けられ、真空容器５内の空気の吸引量を調節している。真空ポンプ８に接続された排気配管１１は、真空ポンプ８によって真空容器５より吸入された空気を排出するものである。

また、真空容器５には第二の開閉弁１２が設けられている。第二の開閉弁１２によって、真空容器５内が減圧状態の際に、真空容器５内へ流入する空気量を調節し、真空容器５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１０および第二の開閉弁１２の動作は、真空容器５内の圧力センサー１９によって、制御装置２１により制御されるものである。

また、扉６には圧力変動装置を任意に作動する動作スイッチ６ａが備えられている。

以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作、作用を説明する。

冷蔵庫１００の使用者が切替室２内に備えられた、真空容器５内に食品を投入し、真空容器５に蓋７をする。すると、真空ポンプが動作し、真空容器５内の大気を脱気口９ａから脱気配管９を通り、排気される。そのことにより、真空容器５内圧力は減圧される。

真空容器５内減圧されることにより、真空容器５内気体に含まれる水分をケース外に排出することとなり、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。

図２は本実施の形態におけるバラ凍結冷蔵庫のフローチャートである。

図２に沿って、本実施の形態のバラ凍結冷蔵庫の動作を説明する。

まず、食品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、ご飯などの食品であれば、タッパーなどの食品容器にいれ、蓋を外した状態にしておく。扉６を引き出し、真空容器５内に食品を設置する。扉６を完全に閉じると同時に、真空容器５内の蓋７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、真空ポンプ８の作動開始、第一の開閉弁１０の開、第二の開閉弁１２の閉が制御装置２１より行われる。これにより、蓋７に接続された脱気配管９より真空容器５内の空気が吸い出され、開状態となった第一の開閉弁１０を通過して真空ポンプ８内に吸入され、真空容器５内の減圧が開始する。真空ポンプ８に吸入された空気は、排気配管１１を通り、外気に放出される。このとき、第二の開閉弁１２は閉状態であるため、真空容器５内の空気が第二の開閉弁１２を通じて漏れたり、外気が真空容器５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１３で冷却された冷気が、送風機１４により真空容器５内に強制通風される。冷却開始直後ではダンパーサーモ１５は最大限開かれているが、温度センサー２０により、真空容器５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、制御装置２１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１７より真空容器５内部へ供給され、間接冷却により真空容器５の外周から内部をゆるやかに冷却する。これにより、真空容器５内部に収納している食品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、真空容器５の外周を冷却し終えた冷気は、真空容器５に接合した吸い込みダクト１８より前記冷却器に戻され、再び冷却された後真空容器５内へ供給される。

そして、真空容器５内が所定の圧力まで減圧されたことを圧力センサー１９が検知すると、制御装置２１を通じて真空ポンプ８の停止および第一の開閉弁１０の閉が行われる。これにより、完全に密閉構造となった真空容器５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、食品が非凍結の場合であれば、真空容器５内の減圧によって食品の周囲に付着している水滴・水分の気化が生じるため、食品同士を接着する主要因となる水分が除去でき、食品はくっつきにくい状態となる。また、食品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、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、真空容器５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、制御装置２１より入力が生じ、第二の開閉弁１２が開となり、脱気配管９より真空容器５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真空容器５内には空気層の対流が生じ、対流を受けた食品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、食品温度センサー２０により食品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。

すなわち、食品の投入時の温度は１０℃を上回る状態のものでもよく、凍結の最終温度は−２０℃を下回る状態のものでもよい。食品の購入後の温度経過で１０℃を上回る状態の場合も少なくなく、一方、凍結品質を高めるために−３０℃やそれ以下の温度まで凍結温度を引き下げる場合もある。圧力変動を付与する温度範囲が概ね１０℃から−２０℃の範囲内にあることが望ましいが、対象となる食品の特質によればこの範囲外の温度で一定の効果を発現する場合もあるので食品毎の適性に合わせて処理温度範囲を定めればよい。

凍結終了後は、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、そのまま冷凍室４で冷凍保存を行うのがよく、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、切替室２でそのまま保存することも可能であり、食品が所定の凍結温度に到達した後には、真空容器５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、たとえば一日一回などの間隔で、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は、長期保存される間に扉６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、真空容器５は密閉容器内であるためすぐに真空容器５内の水蒸気量が飽和することから、食品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真空ポンプ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、食品を凍結させる過程において、食品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。

また、大気導入時の大気流入量については、処理する食品の種類や量によって異なるが、例えば密閉容器の容積が約５Ｌの場合、約０．１５ｍ^３／ｍｉｎ以上とすることで、密閉容器内に空気層の対流が生じ、食品をバラけさせることができる。

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の例を示す。

表１は食品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。食品の温度は食品温度センサーにより検知されるものである。

実施例１では、食品の温度が０℃以上の場合に四回、０℃から−１０℃の場合に二回、−１０℃から−２０℃の場合に二回おこなうものである。

食品の温度が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としてご飯が挙げられる。ご飯は粘着性の高い食品であるが、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、食品の温度が０℃以上の場合に二回、０℃から−１０℃の場合に四回、−１０℃から−２０℃の場合に二回おこなうものである。

食品の温度が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。

（実施の形態２）
本発明による実施の形態２について、図面を参照にしながら説明する。尚、実施の形態１と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

図３は本実施の形態におけるバラ凍結冷蔵庫の断面図である。

本実施の形態は、図３に示すように、冷凍室４内に圧力変動装置である真空ポンプ８を備えている。

以上のように本実施の形態のバラ凍結冷蔵庫は、バラ凍結処理である圧力変動を行う圧力変動装置と、処理後の食品を保存する保存庫とが一室である事により、食品をバラ凍結処理の食品を冷凍保存する冷凍庫への移動が簡単であり、処理後の食品を真空容器５から冷凍室４への移動を促し易くなることから真空容器５へ保存したままの状態を防ぐ事ができ、バラ凍結処理を効率的に使用することが可能となる。

（実施の形態３）
本発明による実施の形態３について、図面を参照にしながら説明する。尚、実施の形態１と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

図４は本実施の形態におけるバラ凍結冷蔵庫の断面図である。

本実施の形態は、図４に示すように、蓋７には密閉容器内の脱気口９ａとは別に大気導入口２２が設けられ、真空容器５からの漏れが無いよう溶接またはシール材にて大気導入管２３がシールされて接続している。また、大気導入管２３の途中経路には第二の開閉弁１２が備えられている。

以上のように本実施の形態のバラ凍結冷蔵庫は、脱気経路と大気導入経路を分けることにより、大気導入口の口径を大気導入最適風量になるサイズにすることができると同時に、脱気口の口径を真空ポンプの容量に適したサイズにすることで、真空ポンプへの負担を軽減し、長寿命化および、真空ポンプの小型化が可能となる。

（実施の形態４）
本発明による実施の形態４について、図面を参照にしながら説明する。尚、実施の形態１および２、３と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

図５は本実施の形態におけるバラ凍結冷蔵庫の断面図、図６は蓋シール部の正面図、図７は蓋シール部の断面図である。

本実施の形態は、図５、図６、図７に示すように、冷蔵庫真空容器５の内部には、蓋７に真空容器５内の空気を脱気するためその上部には逆止弁２４が組み込まれた鉄製プレート２５が設置されている。逆止弁２４は、シリコンなどの密着性に優れた樹脂製のシートで脱気口９ａの外径より外側に位置するよう通気孔２６が数個設けられている。

また、マグネット２７は中央を脱気配管９が貫通した構造をなし、プレート２５の脱着をおこなうものである。

また、食品容器は表面を撥水処理加工された金属もしくは樹脂容器で、底面が丸い形状を成している。

図８は本実施の形態におけるバラ凍結冷蔵庫のフローチャートである。

図８に沿って、本実施の形態のバラ凍結冷蔵庫の動作を説明する。

まず、食品の投入までについて説明する。食品を専用容器（食品容器）内に入れ、扉６を完全に閉じると同時に、真空容器５の蓋７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、マグネット２７のＯＦＦが制御装置２１より行われる。これにより、蓋７に接続された脱気配管９より真空容器５内の空気が逆止弁２４の複数の通気孔２６より吸い出され、ポンプ８内に吸入され、真空容器５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１１を通り、外気に放出される。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１３で冷却された冷気が、送風機１４により真空容器５内に強制通風される。冷却開始直後ではダンパーサーモ１５は最大限開かれているが、温度センサー２０により、真空容器５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、制御装置２１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１７より真空容器５内部へ供給され、間接冷却により真空容器５の外周から内部をゆるやかに冷却する。これにより、真空容器５内部に収納している食品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、真空容器５の外周を冷却し終えた冷気は、真空容器５に接合した吸い込みダクト１７より前記冷却器に戻され、再び冷却された後真空容器５内へ供給される。

そして、真空容器５内が所定の圧力まで減圧されたことを圧力センサー１９が検知すると、制御装置２１を通じてポンプ８の停止が行われる。これにより、ケース内４は減圧され、逆止弁２４の通気孔２６は蓋７にて塞がれた状態となり、外気が外部より流入することはない。これにより、完全に密閉構造となった真空容器５内は所定の減圧状態に維持される。

続いて、真空容器５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、制御装置２１より入力が生じ、マグネット２７がＯＮ状態となり、プレート２５が吸着されそれに伴い、逆止弁２４が蓋７より剥がされ、蓋７の脱気口９ａより真空容器５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真空容器５内には専用容器（食品容器）６の底形状に沿って空気層の対流が生じ、対流を受けた食品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。

凍結終了後は、食品容器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、食品が所定の凍結温度に到達した後には、真空容器５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の再接着を防ぐことが可能となる。

また、このように得られた食品は表面積が大きく、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、脂質の酸化やによる冷凍ヤケや、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。

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、本実施の形態のバラ凍結冷蔵庫では、蓋に設けられた１つの口より、容器内部の脱気と外気導入を行い、容器内部に減圧、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、装置の構成をより簡単にすることが可能となり、設計の自由度をひろげることができる。

また、本実施の形態のバラ凍結冷蔵庫は、マグネットの脱着作用によって逆止弁を開閉することで蓋の吸入口からの脱気と外気導入を制御するものである。これにより、電磁弁が不要となり、低コスト化が図れる。

また、本実施の形態のバラ凍結冷蔵庫は、撥水処理加工を施した底面が湾曲した専用容器を用いるものである。これにより、外気導入時の食品のバラけ性が向上し、短時間で食品をバラ凍結状態に処理することができる。

以上のように、本発明にかかる冷蔵庫は、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、業務用の専用装置または家庭用の冷凍装置などへの応用展開が可能である。

本発明の実施の形態１におけるバラ凍結冷蔵庫の断面図本発明の実施の形態１におけるバラ凍結冷蔵庫のフローチャート本発明の実施の形態２におけるバラ凍結冷蔵庫の断面図本発明の実施の形態３におけるバラ凍結冷蔵庫の断面図本発明の実施の形態４におけるバラ凍結冷蔵庫の断面図本発明の実施の形態４におけるバラ凍結冷蔵庫の要部正面図本発明の実施の形態４におけるバラ凍結冷蔵庫の要部断面図本発明の実施の形態４におけるバラ凍結冷蔵庫のフローチャート従来の凍結装置を示す図

符号の説明

２切替室
５真空容器
６扉
７蓋
８真空ポンプ
９脱気配管
９ａ脱気口
１０第一の開閉弁
１１排気配管
１２第二の開閉弁
１９圧力センサー
２０温度センサー
２１制御装置
２２大気導入口
２３大気導入管
２４逆止弁
１００冷蔵庫本体

Claims

密閉構造を有する真空容器を備えた貯蔵室と、前記貯蔵室又は前記真空容器を冷却する冷却手段と、前記真空容器内圧力を可変させる減圧手段と前記真空容器内に大気圧を導入する大気圧導入手段とを備える圧力変動装置と、前記真空容器内部に収納された小片の集合体からなる食品を、所定の凍結温度に達するまで冷却する過程の少なくとも一部の過程において、前記食品と接する気体空間の圧力を前記圧力変動手段によって変動させる制御装置とを備え、減圧された状態で前記大気圧導入手段により大気圧を導入または加圧することにより、食品に風圧をかけて食品をバラ状凍結する冷蔵庫。
前記減圧手段は前記真空容器の一部に設けられた脱気口と前記真空容器内の空気を脱気する真空ポンプと前記脱気口と真空ポンプ間に配設された脱気配管と、前記脱気配管に設けられた第一の開閉弁と前記真空ポンプにて脱気した空気を外部に排気する排気配管とから構成された請求項１に記載の冷蔵庫。
前記大気導入手段は大気導入管と前記真空容器の一部に設けられた大気導入口と前記大気導入管の途中経路に設けられた第二の開閉弁とから構成された請求項１から２のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
前記大気導入管は前記脱気配管の分岐にて形成され、前記大気導入口と前記吸入口が同一である請求項３に記載の冷蔵庫。
前記第一の開閉弁は逆止弁である請求項２または３に記載の冷蔵庫。
前記大気導入口からの大気流入量は０．１５ｍ^３／ｍｉｎ以上である請求項１から５のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
前記真空容器内部に配設された圧力を検知する圧力センサーと温度を検知する温度センサーと、前記圧力センサーと温度センサーにて検知した信号にて前記真空容器内の圧力と温度を制御する制御手段とを有する請求項１から６のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
前記所定の凍結温度に達するまで冷却する過程の少なくとも一部の過程とは、前記食品の温度が０℃から−１０℃の場合を指す請求項７に記載の冷蔵庫。
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７に記載の冷蔵庫。
前記圧力変動工程を任意に開始できるスイッチを備えたことを特徴とした請求項１から９のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
前記真空容器内部は撥水加工されたものである請求項１から１０のいずれか一項に記載の冷蔵庫。