JP4845930B2 - Frozen storage device and frozen storage method - Google Patents

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本発明は、食品を冷凍保存する冷凍保存装置およびその冷凍保存方法に関わる。 The present invention relates to a cryopreservation apparatus for storing food in a frozen state and a method for freezing and storing the same.

最近の家庭用冷蔵庫に代表される冷凍保存装置に対するニーズは、食生活、生活スタイルの変化により「冷凍」または「冷凍保存」に集まっており、冷凍食品の多様化、利用量増加、作り置き、食品ストックなど冷凍室利用頻度は高く、冷凍室の大容量化と冷凍保存食品の品質向上が求められている。 Recent needs for frozen storage devices such as refrigerators for home use have been gathered in “frozen” or “frozen storage” due to changes in eating habits and lifestyles. Freezers such as food stocks are frequently used, and there is a need for larger freezers and improved quality of frozen stored foods.

従来、食品を冷凍する場合には、まず常温の食品を−18℃に冷やされた空間に投入し、該食品温度がある一定の時間を経て空間と同じ温度になるまで冷却する。低温環境に置かれた該食品は、表面が冷却されて食品表面に氷結晶ができ、その後徐々に食品内部まで冷却されてゆくが、この際、該氷結晶が食品内部の未凍結状態の水分を引き出しながら拡大して中心部に向かった大きな針状結晶を形成し、最終的に食品全体が周囲温度に至り凍結する。このとき、該針状結晶によって食品の内部構造が破壊されるため、一度冷凍保存した食品は生鮮食品に比べて品質が低下するという問題があった。 Conventionally, in the case of freezing foods, first, normal temperature foods are put into a space cooled to −18 ° C., and the food temperature is cooled to a temperature equal to the space after a certain time. The food placed in a low temperature environment is cooled on the surface to form ice crystals on the food surface, and then gradually cooled down to the inside of the food. At this time, the ice crystals are not frozen in the food. It expands while pulling out, forming large needle-shaped crystals toward the center, and eventually the whole food reaches ambient temperature and freezes. At this time, since the internal structure of the food is destroyed by the needle-like crystals, there is a problem that the quality of the food once frozen and stored is lower than that of fresh food.

そこで、上記問題を解決し、冷凍保存食品の品質を高める技術として、急速に食品を冷凍する急速冷凍が一般的にしられている。しかし、急速冷凍を用いても特に大きな食品を冷凍する場合においては、食品の表面と中心部とで温度差が出来てしまう為、必ずしも満足な品質で冷凍することが出来なかった。また、急速冷凍には食品に極低温冷気を吹き付けるため大きなエネルギーが必要であるなどの問題があった。 Therefore, as a technique for solving the above problems and improving the quality of frozen preserved foods, quick freezing for rapidly freezing foods is generally used. However, even when quick freezing is used, particularly when a large food is frozen, there is a temperature difference between the surface and the center of the food, so that it cannot always be frozen with satisfactory quality. In addition, quick freezing has a problem in that a large amount of energy is required to spray food with cryogenic cold.

また近年、このような急速冷凍の問題を回避できる新たな高品質冷凍技術として、食品を特定の冷却条件で冷却することにより該食品の凍結温度以下でも未凍結な状態(過冷却状態)を維持し保存する技術がある。このように過冷却状態で食品を保存することによって、凍結による蛋白質変性、細胞組織の損傷などの冷却障害を回避しつつ凍結温度以下の温度で保存できるという利点がある。また、過冷却状態の食品に強制的に刺激を与えて過冷却状態を解除して食品全体に均一で且つ粒状の細かい氷結晶を生成したあと急速冷凍することにより、従来の急速凍結技術に比べて細胞組織の損傷が少なくなり品質劣化を抑制できる保存技術が提案されている(例えば特許文献1参照)。 In recent years, as a new high-quality freezing technology that can avoid the problem of quick freezing, the food is cooled under specific cooling conditions to maintain an unfrozen state (supercooled state) even below the freezing temperature of the food. And there is a technology to save. By preserving food in such a supercooled state, there is an advantage that it can be stored at a temperature below the freezing temperature while avoiding cooling troubles such as protein denaturation due to freezing and damage of cell tissues. Compared to the conventional quick freezing technology, the supercooled food is forcibly stimulated to release the supercooled state and produce uniform and granular fine ice crystals in the whole food, followed by quick freezing. Thus, a storage technique has been proposed that can reduce cell tissue damage and suppress quality degradation (see, for example, Patent Document 1).

また、食品に電磁波を照射して凍結を抑制しながら冷却することにより過冷却状態をつくる保存技術において、食品の凍結温度または最大氷結晶生成帯の温度に応じて電磁場の強さを設定し、該温度以下に冷却した段階で電磁波を停止する方法が提案されている(例えば特許文献2)。 In addition, in the preservation technology that creates a supercooled state by irradiating food with electromagnetic waves and cooling while suppressing freezing, the strength of the electromagnetic field is set according to the freezing temperature of the food or the temperature of the maximum ice crystal formation zone, There has been proposed a method of stopping electromagnetic waves when cooled to the temperature or lower (for example, Patent Document 2).

特開2003−180314号公報JP 2003-180314 A 特開2005−34089号公報JP 2005-34089 A

しかし、特許文献1に記載の過冷却状態で保存する技術にあっては、過冷却状態を長く維持させるために、事前に食品を密閉容器や液体などで覆い食品に直接冷風が当たらないようにする工夫が必要であった。また、過冷却状態は振動などの刺激によって容易に解除されてしまう不安定な状態のため、過冷却状態での長期間保存は難しいという問題があった。また、過冷却状態で長期保存した場合、保存温度が比較的高いため酸化や細菌繁殖などによって食品品質が低下する可能性があった。 However, in the technique of storing in the supercooled state described in Patent Document 1, in order to maintain the supercooled state for a long time, the food is covered in advance with a sealed container or liquid so that the food is not directly exposed to cold air. It was necessary to devise. Further, since the supercooled state is an unstable state that is easily released by a stimulus such as vibration, there is a problem that it is difficult to store in the supercooled state for a long period of time. In addition, when stored for a long time in a supercooled state, the storage temperature is relatively high, and therefore the food quality may be deteriorated due to oxidation or bacterial growth.

また、過冷却状態を解除したのち食品等を保存する方法にあっては、特に家庭用の冷蔵庫などいくつかの食品が同時に混在して保存している冷蔵室で過冷却を行う場合、冷却速度が速くても過冷却が発現する食品が冷蔵室内に投入された場合でも、常に同様の冷却速度で冷却する為、既に冷凍された食品が比較的高い温度で長時間放置され、冷凍品質が低下するという問題があった。 In addition, in the method of storing food after releasing the supercooled state, especially when supercooling is performed in a refrigerator room where several foods such as a refrigerator for home use are stored together, the cooling rate Even when food that is supercooled even if it is fast, it is always cooled at the same cooling rate even if it is put into the refrigerator compartment, so that already frozen food is left at a relatively high temperature for a long time and the frozen quality deteriorates. There was a problem to do.

また、特許文献2に記載の電磁波を照射して食品の種類に応じた過冷却状態を発現させる方法にあっては、電磁波を発生させるために複雑で大きな装置が必要であり、また電磁波が扉の隙間や開閉時に外部に漏れないようにする為にも複雑な構造が必要であり、特に家庭用冷蔵庫への搭載は難しいという問題があった。 Moreover, in the method of irradiating the electromagnetic wave described in Patent Document 2 to develop a supercooled state corresponding to the type of food, a complicated and large device is required to generate the electromagnetic wave. In order to prevent leakage to the outside during opening and closing, a complicated structure is required, and there is a problem that it is particularly difficult to mount on a home refrigerator.

よって、本発明は、上記に示すような従来の過冷却を利用した食品保存方法の問題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、食品の種別に応じて過冷却運転及び凍結運転の冷却速度を最適なものに調節することにより、食品を高品質のまま冷凍保存する冷凍保存方法および冷凍保存装置を得ることである。 Therefore, the present invention was made to solve the problems of the conventional food preservation method using supercooling as described above, and the object of the present invention is to perform supercooling operation and freezing according to the type of food. By adjusting the cooling rate of operation to an optimum one, a frozen storage method and a frozen storage device for storing food in a frozen state with high quality are obtained.

この発明に係る冷凍保存装置においては、食品を保存する貯蔵室と、前記貯蔵室に投入された食品を冷却する冷却手段と、前記冷却手段を制御して食品を過冷却状態にする過冷却運転を実施した後、該食品の過冷却状態を解除する過冷却解除運転を実施し、前記過冷却状態が解除した該食品を冷却して凍結保存する冷凍保存運転を実施する制御手段と、前記貯蔵室に投入された食品の種別を前記制御手段に入力する食品種別入力手段とを備え、前記制御手段は、前記食品種別入力手段から得られた情報に基づいて、前記過冷却運転時の冷却速度、前記過冷却運転の運転時間及び前記冷凍保存運転時の冷却速度、予め設定された組合わせから選定し該選定に合わせて調節できるようにしたものである。
In the cryopreservation device according to the present invention, a storage room for storing food, a cooling means for cooling the food put in the storage room, and a supercooling that controls the cooling means to bring the food into a supercooled state. after performing the operation, and a control means for carrying out the supercooling release operation for releasing the supercooled state of the food, to implement cryopreservation oPERATION cryopreserved by cooling the food product in which said supercooled state is released, and a food type input means for inputting to said control means a type of input food in the storage compartment, said control means, said food type and based on the obtained information from the input means, when the over-cooling operation The cooling rate , the operation time of the supercooling operation, and the cooling rate during the frozen storage operation are selected from preset combinations and can be adjusted according to the selection .

この本発明によれば、それぞれの食品種別に応じた冷却速度で冷却することが出来るので、投入される食品の種類に係らず冷凍保存した食品を解凍することによる品質低下を抑制することが出来る。 According to the present invention, since it can be cooled at a cooling rate according to each food type, it is possible to suppress deterioration in quality caused by thawing the frozen stored food regardless of the type of food to be input. .

実施の形態1.
過冷却状態を経て冷凍保存することが出来る本発明の実施の形態1の冷凍保存装置について図1〜図9を用いて説明する。
図1は、本発明の実施の形態1における冷凍保存装置であるいわゆる冷蔵庫の側断面図である。
冷蔵庫1は、最上部に開閉ドアを備えて配置される冷蔵室100、冷蔵室100の下方に冷凍温度帯(−18℃)から冷蔵、野菜、チルド、ソフト冷凍(−7℃)などの各温度帯に切り替えることのできる引き出しドアを備えた切替室200、切替室200と並列に配置される引き出しドアを備えた製氷室(図示なし)、最下部に配置される引き出しドアを備えた冷凍室300、冷凍室300と切替室200及び製氷室との間に配置される引き出しドアを備えた野菜室400等から構成される。また、冷蔵室100の扉表面には、各室の温度や設定を調節する操作スイッチと、各室の温度を表示する液晶表示部と、切替室200に投入される食品の種別を入力する入力ボタンなどから構成される操作パネル5が設けられている。
Embodiment 1 FIG.
A cryopreservation apparatus according to Embodiment 1 of the present invention that can be stored frozen through a supercooled state will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a side sectional view of a so-called refrigerator that is a cryopreservation apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
The refrigerator 1 includes a refrigerator compartment 100 that is provided with an open / close door at the top, and a refrigerator temperature range (−18 ° C.) to a refrigerator, vegetables, chilled, soft frozen (−7 ° C.) and the like below the refrigerator compartment 100. A switching chamber 200 with a drawer door that can be switched to a temperature zone, an ice making chamber (not shown) with a drawer door arranged in parallel with the switching chamber 200, and a freezer room with a drawer door arranged at the bottom 300, the vegetable compartment 400 provided with the drawer door arrange | positioned between the freezer compartment 300, the switching room 200, and the ice making room. Further, on the door surface of the refrigerator compartment 100, an operation switch for adjusting the temperature and setting of each room, a liquid crystal display for displaying the temperature of each room, and an input for inputting the type of food to be put into the switching room 200 An operation panel 5 composed of buttons and the like is provided.

冷蔵庫1の背面側外部には、冷凍サイクルを構成する圧縮機10が、その背面側内部には同じく冷凍サイクルを構成する冷却器3が配置され、さらに、冷却器3により冷却された冷気を冷蔵室100や切替室200に送風するためのファン2、冷却器3により冷却された冷気を冷蔵室100内に導入するための風路4が設けられている。 A compressor 10 constituting a refrigeration cycle is arranged outside the rear side of the refrigerator 1, and a cooler 3 constituting the refrigeration cycle is arranged inside the rear side, and further, the cold air cooled by the cooler 3 is refrigerated. A fan 2 for blowing air to the chamber 100 and the switching chamber 200 and an air passage 4 for introducing cold air cooled by the cooler 3 into the refrigerator compartment 100 are provided.

なお、切替室200には引き出しドアと一体になった収納ケース201が、冷凍室300には引き出しドアと一体になった収納ケース301が、野菜室400には引き出しドアと一体になった収納ケース401が、それぞれ設置されており、それらのケース内に食品を収納することができる。 The switching chamber 200 has a storage case 201 integrated with the drawer door, the freezing chamber 300 has a storage case 301 integrated with the drawer door, and the vegetable room 400 has a storage case integrated with the drawer door. 401 are installed, and food can be stored in these cases.

次に、冷蔵庫内の冷気の流れについて説明する。図2は、本発明の実施の形態1における風路構成を示す冷蔵庫の側断面図である。
冷却器3で冷却された冷気の一部は、冷凍室300に送風される。また、残りの冷気は風路4を通り、切替室200と冷蔵室100に送風される。冷蔵室100に流入した冷気は冷蔵室用帰還路6を通過して野菜室400に流れ込み、野菜室400を通った空気は、野菜室用帰還路7を経て冷却器3に戻る。
Next, the flow of cold air in the refrigerator will be described. FIG. 2 is a side sectional view of the refrigerator showing the air passage configuration in the first embodiment of the present invention.
A part of the cool air cooled by the cooler 3 is blown into the freezer compartment 300. Further, the remaining cold air passes through the air passage 4 and is sent to the switching chamber 200 and the refrigerator compartment 100. The cold air flowing into the refrigerator compartment 100 passes through the refrigerator compartment return path 6 and flows into the vegetable compartment 400, and the air passing through the vegetable compartment 400 returns to the cooler 3 through the vegetable compartment return path 7.

次に、食品を過冷却状態にしたのち冷凍保存する機能を有する切替室200について説明する。図3は、本発明の実施の形態1における切替室部分の側断面図である。
冷気は風路4から切替室風路41を通過し、切替室200の正面側からみて背面左上に設けた背面上側吹出し口42と、ドア側の天井面96に設けた天井面吹出し口43から切替室200内へ導入される。背面上側吹出し口42から流入する冷気は比較的温度の高い冷蔵室100近傍を通過するため、天井面吹出し口43から流入する冷気より高い温度になっている。また、切替室風路41内には、仕切り壁41aとダンパ46が設けてあり、ダンパ46の開閉角度を調節することにより背面上側吹出し口42と天井面吹出し口43から導入される冷気分配を変更し、切替室200内に投入された食品の冷却速度を任意に変更することが出来る。また、切替室200内の冷気は、切替室200の背面右下に設けた背面吸込み口44と、底面に設けた底面吸込み口45から冷却器3に戻る。95は例えば赤外線センサ等の表面温度測定装置であり、冷気の影響を受けにくい切替室200の天井面96の背面付近に設置して、切替室200内に収納した食品の表面温度を検出できる。
Next, a description will be given of the switching chamber 200 having a function of preserving frozen food after it has been supercooled. FIG. 3 is a side sectional view of the switching chamber portion according to Embodiment 1 of the present invention.
The cold air passes from the air passage 4 through the switching chamber air passage 41, and is seen from the rear upper air outlet 42 provided on the upper left side of the rear as viewed from the front side of the switching chamber 200 and the ceiling air outlet 43 provided on the door-side ceiling surface 96. It is introduced into the switching chamber 200. Since the cold air flowing in from the rear upper air outlet 42 passes through the vicinity of the refrigerator compartment 100 having a relatively high temperature, the temperature is higher than the cold air flowing in from the ceiling air outlet 43. In addition, a partition wall 41a and a damper 46 are provided in the switching chamber air passage 41. By adjusting the opening / closing angle of the damper 46, the cold air distribution introduced from the rear upper outlet 42 and the ceiling outlet 43 is distributed. It is possible to change the cooling rate of the food put into the switching chamber 200 arbitrarily. Further, the cool air in the switching chamber 200 returns to the cooler 3 from the back surface suction port 44 provided in the lower right of the back surface of the switching chamber 200 and the bottom surface suction port 45 provided in the bottom surface. A surface temperature measuring device 95 such as an infrared sensor is installed near the back surface of the ceiling surface 96 of the switching chamber 200 that is not easily affected by cold air, and can detect the surface temperature of food stored in the switching chamber 200.

次に、食品の種別を入力する手段、および過冷却運転について説明する。図4は本発明の実施の形態1における冷蔵庫の操作パネルを示す図であり、図5は本発明の実施の形態1における冷蔵庫の制御系統概略図である。
ユーザーが操作パネル5に設けた瞬冷凍ボタン50を押すと、切替室200に投入した食品を過冷却冷凍保存するモードが選択され、過冷却運転選択表示ランプ51が点灯してユーザーに過冷却運転が選択されていることを表示する。同時に肉・魚選択表示ランプ52も点灯し、肉や魚を過冷却冷凍保存するのに適した運転モードが選択される。ここで、再度瞬冷凍ボタン50を押すと、肉・魚モード選択表示ランプ52が消えてご飯モード選択表示ランプ53が点灯し、ご飯を過冷却冷凍保存するのに適した運転モードが選択される。更に瞬冷凍ボタン50を押すと、ご飯モード選択表示ランプ53が消えて野菜モード選択表示ランプ54が点灯し、野菜を過冷却冷凍保存するのに適した運転モードが選択される。
Next, the means for inputting the type of food and the supercooling operation will be described. 4 is a diagram showing an operation panel of the refrigerator in the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a schematic diagram of a control system of the refrigerator in the first embodiment of the present invention.
When the user presses the quick freeze button 50 provided on the operation panel 5, a mode for supercooling and storing the food put in the switching chamber 200 is selected, and the supercooling operation selection display lamp 51 is lit and the user is supercooled. Is displayed. At the same time, the meat / fish selection display lamp 52 is also turned on, and an operation mode suitable for supercooling and storing meat and fish is selected. Here, when the quick freeze button 50 is pressed again, the meat / fish mode selection display lamp 52 is extinguished and the rice mode selection display lamp 53 is lit, and an operation mode suitable for supercooled and frozen rice is selected. . When the quick freeze button 50 is further pressed, the rice mode selection display lamp 53 is extinguished and the vegetable mode selection display lamp 54 is turned on, and an operation mode suitable for pre-cooling and storing the vegetables is selected.

操作パネル5によって選択された運転モードは制御回路47に伝達され、制御回路47は該運転モードに応じて、圧縮機10の運転、ダンパ46の開度、およびファン2の回転などを調節し、冷却速度及び冷却温度を制御する。
また、切替室200は冷蔵室100の扉に設置された操作パネル5によって、冷蔵(約3℃)、チルド(約0℃)、ソフト冷凍(約−5、−7、−9℃)、冷凍(約−17℃)など、6通りの温度帯に切替可能となっており、制御装置47は、前記操作パネル5の操作によって設定された切替室200温度になるよう圧縮機10の運転、ダンパ46の開度、およびファン2の回転などを調節する。切替室200の温度は、図示されていないサーミスタによって検出され、制御回路47に伝達される。
The operation mode selected by the operation panel 5 is transmitted to the control circuit 47, and the control circuit 47 adjusts the operation of the compressor 10, the opening degree of the damper 46, the rotation of the fan 2, and the like according to the operation mode. Control the cooling rate and cooling temperature.
Further, the switching chamber 200 is refrigerated (about 3 ° C.), chilled (about 0 ° C.), soft frozen (about −5, −7, −9 ° C.), frozen by the operation panel 5 installed on the door of the refrigerator compartment 100. It is possible to switch to six temperature zones (about -17 ° C.), and the control device 47 operates the compressor 10 and the damper so as to reach the switching chamber 200 temperature set by the operation of the operation panel 5. The opening of 46 and the rotation of the fan 2 are adjusted. The temperature of the switching chamber 200 is detected by a thermistor (not shown) and transmitted to the control circuit 47.

次に、過冷却運転について詳しく説明する。図6は、過冷却運転なし(a)と過冷却運転あり(b)の場合で水が凍結するときの温度変化を示したグラフである。グラフの縦軸は温度でありグラフ上方に向かうほど温度は上がる。横軸は時間であり矢印方向に時間経過を示す。
過冷却状態とは、その物質の凍結点以下であるにも関わらず、100パーセント凍っていない状態をいう。例えば、水の凍結点は0℃である。この凍結点は物質によって様々であり、塩濃度や糖度が高い食品などにおいては0℃よりも低くなる傾向にある。また、該過冷却状態は、過冷却状態の食品に対して振動や温度変化などの刺激を加えることで過冷却状態を解除することが可能である。
本発明では、過冷却状態の食品に対して刺激を与え、過冷却状態を解除して、瞬間的に食品全体を凍結させる方法を過冷却冷凍と称している。
Next, the supercooling operation will be described in detail. FIG. 6 is a graph showing a temperature change when water is frozen in the case of no supercooling operation (a) and in the case of supercooling operation (b). The vertical axis of the graph is the temperature, and the temperature increases as it goes upward. The horizontal axis is time, and the time is shown in the direction of the arrow.
The supercooled state refers to a state in which the substance is not frozen by 100% despite being below the freezing point. For example, the freezing point of water is 0 ° C. This freezing point varies depending on the substance, and tends to be lower than 0 ° C. in foods having a high salt concentration and high sugar content. In addition, the supercooled state can be canceled by applying a stimulus such as vibration or temperature change to the supercooled food.
In the present invention, a method of stimulating a supercooled food, releasing the supercooled state, and instantly freezing the whole food is called supercooled freezing.

ここで、通常冷凍と過冷却冷凍の違いについてペットボトルに入った水を例に説明する。
通常冷凍の場合には、凍結点を過ぎた頃からペットボトル表面付近の水から凍り始め、表面部分に薄氷がはったような状態になり、その後内部に向かって氷が広がり、最終的に全体が凍結する。氷の成長は、水分子がある一定以上の大きさのクラスターを形成した氷核を中心に起こるものであり、通常冷凍の場合には最初に表面に氷核が形成され、そこから水の状態である内部方向へ向かって氷が成長していく。
また、急速冷凍の場合には、通常冷凍よりも低い温度の冷気を当てるので、表面から凍り始め内部に向かって氷が成長するのは通常冷凍と同様だが、内部の温度も急激に下がるので内部にも氷核ができ易い状態になり、通常冷凍時よりも氷結晶が小さくなる。
Here, the difference between normal refrigeration and supercooled refrigeration will be described using water in a PET bottle as an example.
In the case of normal freezing, it begins to freeze from the water near the surface of the plastic bottle from the time when the freezing point is passed, and it becomes like a thin ice on the surface part, then the ice spreads toward the inside, finally The whole freezes. Ice growth occurs mainly around ice nuclei in which water molecules form a cluster of a certain size or larger. In normal freezing, ice nuclei are first formed on the surface, and then the water state The ice grows toward the inside.
In addition, in the case of quick freezing, cold air at a lower temperature than normal freezing is applied, so that ice begins to freeze from the surface and grows in the same way as normal freezing, but the internal temperature also drops rapidly, so In addition, ice nuclei are easily formed, and ice crystals are smaller than in normal freezing.

それに対し過冷却冷凍の場合には、過冷却状態を解除して凍結が開始するとペットボトル内のあらゆる部分で氷が成長しペットボトル全体に均一に氷核が形成されるので、一定方向に向かって氷が成長するということはなく、氷核も小さいものとなる。 On the other hand, in the case of supercooled freezing, when freezing starts after freezing the supercooled state, ice grows in all parts of the PET bottle and ice nuclei are uniformly formed in the entire PET bottle. Ice never grows and ice nuclei are small.

よって、通常冷凍と過冷却冷凍とではその冷却過程の違いから、通常冷凍の場合には表面から内部に向かった大きな針状氷結晶ができるのに対し、過冷却冷凍の場合には表面と内部に均一に小さな粒状氷結晶ができるという違いが生じる。 Therefore, due to the difference in cooling process between normal refrigeration and supercooled refrigeration, large acicular ice crystals from the surface to the inside are formed in normal refrigeration, whereas in the case of supercooled refrigeration The difference is that evenly small granular ice crystals are formed.

また、図6(b)のA点とB点の差に示されるような過冷却状態で達した最低温度と凍結点との温度差(以降、前記温度差を過冷却度と称す)を大きくすることによって凍結開始時に形成される氷核の数が多くなり、より微細な氷結晶となる。この考え方は従来からあるものであり、最大氷結晶生成帯である−1℃〜−5℃の温度帯の通過時間を短時間で通過させてやると氷結晶は小さくなるという考え方である。したがって、過冷却度を大きく、つまり過冷却状態で到達する温度が低ければ低いほど、冷凍保存品質を高めることができる。過冷却度は、冷却速度を遅くすることによって大きくすることができる。 Further, the temperature difference between the minimum temperature reached in the supercooling state and the freezing point as shown by the difference between the points A and B in FIG. 6B (hereinafter, the temperature difference is referred to as the degree of supercooling) is increased. By doing so, the number of ice nuclei formed at the start of freezing increases, resulting in finer ice crystals. This way of thinking is conventional and is a way of thinking that ice crystals become smaller if the passage time in the temperature zone of -1 ° C to -5 ° C, which is the maximum ice crystal formation zone, is passed in a short time. Therefore, the higher the degree of supercooling, that is, the lower the temperature reached in the supercooled state, the higher the frozen storage quality. The degree of supercooling can be increased by reducing the cooling rate.

また、一度過冷却状態を経た食品は、食品内部に小さな氷核が形成されているので、その後の凍結の過程で最大氷結晶生成帯近傍(−1℃〜−10℃)に長時間留まったとしても、氷結晶が肥大化することはないことが確認できている。 In addition, since the food that has been once supercooled has small ice nuclei formed inside the food, it stayed in the vicinity of the maximum ice crystal formation zone (-1 ° C to -10 ° C) for a long time in the process of freezing thereafter. However, it has been confirmed that ice crystals do not enlarge.

また、過冷却状態を経たのち、凍結過程で急速冷凍することによって更に氷結晶が肥大する可能性は低くなり、また、菌など氷結晶以外の食品品質低下要因についても回避することができるので、さらに品質の良い冷凍ができる。 In addition, after passing through the supercooled state, the possibility of further enlargement of ice crystals is reduced by rapid freezing in the freezing process, and it is possible to avoid food quality deterioration factors other than ice crystals such as bacteria, Furthermore, high quality freezing is possible.

次に、過冷却状態の有無によって冷凍保存品質に影響がある食品について説明する。
図7は、通常の急速凍結と過冷却冷凍で肉を凍結したときと、一度凍結した肉を解凍したときの肉組織の状態を示した図である。このように、肉や魚などは凍結時の氷結晶生成によって内部組織が破壊されてしまうため、解凍後のドリップ量が多くなり食味が低下していた。
Next, foods that affect frozen storage quality depending on the presence or absence of a supercooled state will be described.
FIG. 7 is a diagram showing the state of the meat tissue when the meat is frozen by normal quick freezing and supercooled freezing, and when the frozen meat is once thawed. In this way, meat, fish, and the like have their internal structure destroyed due to the formation of ice crystals during freezing, resulting in an increase in the amount of drip after thawing and a reduction in taste.

また、従来冷凍保存に適さない食材とされていたジャガイモなど芋類は、通常冷凍した場合はジャガイモの主成分であるデンプンを構成しているアミロースとアミロペクチンの立体構造を氷結晶の成長によって破壊してしまうため、解凍後にすかすかの状態になってしまい食味が低下していた。 In addition, potatoes such as potatoes, which were conventionally considered unsuitable for frozen storage, normally destroy the three-dimensional structure of amylose and amylopectin that constitute starch, the main ingredient of potatoes, by the growth of ice crystals when frozen. Therefore, after thawing, it became faint and the taste was lowered.

これに対して、過冷却冷凍でできる氷結晶は非常に微細であるため、凍結時の内部組織の破壊を殆ど起こさずに凍結できるので、解凍後の食味悪化を抑制することができる。 On the other hand, since ice crystals that can be obtained by supercooling and freezing are very fine, they can be frozen with almost no destruction of the internal structure during freezing, so that deterioration of the taste after thawing can be suppressed.

次に、過冷却度の違いによる、冷凍品質への影響を記載する。一般的に、過冷却度が大きくなると食品内部まで十分に温度を下げることができるので、内部温度むらが抑制される傾向にある。例えば、肉は脂身と赤身で構成されており、内部温度むらが出来やすい食品である。したがって、肉の場合は過冷却度を大きくすることで、更に解凍時に流れ出るドリップ量を低減することができ、しいては冷凍品質を向上させることが出来る。 Next, the effect on the refrigeration quality due to the difference in the degree of supercooling will be described. In general, when the degree of supercooling increases, the temperature can be sufficiently lowered to the inside of the food, so that the internal temperature unevenness tends to be suppressed. For example, meat is composed of fat and red meat, and is a food that easily causes uneven internal temperature. Therefore, in the case of meat, by increasing the degree of supercooling, it is possible to further reduce the amount of drip that flows out during thawing, thereby improving the quality of the refrigeration.

一方、ジャガイモのような内部構成が均一的な食品は、過冷却度の大小によって食味に変化が出にくい傾向にある。一例として、図8にジャガイモを用いて測定した硬さと過冷却度の相関図を示す。
この結果を見ても分かるように、ジャガイモは過冷却度と硬さに相関が無く、また過冷却度が低くても食味(この場合はテクスチャー)を保持していることが分かった。すなわち、ジャガイモの場合は、過冷却度を大きくする必要は無く、過冷却度が小さい状態で過冷却を解除しても、テクスチャーを保持した凍結保存が可能であることがわかる。また、実験により、牛肉に比べてジャガイモは冷却速度が速くても過冷却の発現率が高いということが分かった。
On the other hand, foods with a uniform internal structure such as potatoes tend not to change in taste due to the degree of supercooling. As an example, FIG. 8 shows a correlation diagram between hardness and supercooling degree measured using potato.
As can be seen from this result, it was found that potato has no correlation between the degree of supercooling and hardness, and retains the taste (in this case, texture) even when the degree of supercooling is low. In other words, in the case of potatoes, it is not necessary to increase the degree of supercooling, and it can be understood that even if the supercooling is canceled in a state where the degree of supercooling is small, it can be frozen and preserved with the texture retained. In addition, experiments have shown that potato has a higher rate of supercooling than beef, even if the cooling rate is faster.

次に、過冷却解除後の急冷の有無によって、食味に影響が無い食品群について説明する。例えば、ブロッコリーは、過冷却解除後の急冷の有無によって食味に影響が無い食品である。よって、過冷却解除後の急冷によって冷凍品質向上が見込めない食品群については、急冷を実施しないよう選択可能にすることにより、急冷運転による無駄なエネルギー消費を抑えることができる。 Next, food groups that do not affect the taste depending on the presence or absence of rapid cooling after cancellation of supercooling will be described. For example, broccoli is a food that does not affect the taste depending on the presence or absence of rapid cooling after the release of supercooling. Therefore, it is possible to suppress wasteful energy consumption due to the rapid cooling operation by enabling selection so that rapid cooling is not performed by rapid cooling after cancellation of supercooling.

次に、過冷却発現のしやすさについて説明する。例えば、食品の組成が均一な分散系の食品群、例えばゾル・ゲル状のヨーグルトやこんにゃくなどは過冷却が発現しやすく、肉などに比べて冷却速度が速くても過冷却の発現率が高い。それに対し食品の組成が不均一な食品群、例えば脂身(主に脂質)と赤身(主に水分とタンパク質)が不均一に存在している肉などは、脂質と水分では熱伝導率や凝固点が異なり、食品内部で温度差が生じやすいため、冷却速度が速い、風速が大きい、冷風温度が低いなどの要因によって過冷却が発現しなかったり、過冷却状態になってもすぐに解除されてしまうことが起きやすい。 Next, the ease of overcooling will be described. For example, a group of foods with a uniform food composition, such as sol-gel yogurt or konjac, is likely to develop supercooling, and has a higher rate of supercooling even if the cooling rate is faster than meat. . In contrast, food groups with non-uniform food composition, such as meat with fat (mainly lipids) and red meat (mainly water and protein), have a low thermal conductivity and freezing point. Unlike other foods, temperature differences are likely to occur inside the food, so supercooling does not occur due to factors such as high cooling speed, high wind speed, low cold air temperature, etc. Things are easy to happen.

以上のように、食品群によって最適な過冷却タイミングを設定することによって、高い冷凍品質を維持しつつ、エネルギー消費を低減することが出来る。 As described above, energy consumption can be reduced while maintaining high refrigeration quality by setting the optimum supercooling timing according to the food group.

次に、以上のような食品と過冷却の関係を考慮した、実施の形態1における冷蔵庫の運転制御方法について説明する。図9は、本発明の実施の形態1における冷蔵庫の過冷却運転制御を示すフローチャートである。 Next, the operation control method of the refrigerator in Embodiment 1 which considered the relationship between the above foodstuffs and supercooling is demonstrated. FIG. 9 is a flowchart showing the supercooling operation control of the refrigerator in the first embodiment of the present invention.

まず、切替室200に食品を投入し(S101)、操作パネル5から食品の種別を入力する(S102)。該入力は制御回路47に伝達され、制御回路47は該食品に最適な過冷却運転の冷却速度A、過冷却運転時間t(大きいほど過冷却度が大きくなる)、冷凍保存運転の冷却速度Bを選定し(S103〜S108、S119、S120)、該選定に合わせて圧縮機10やダンパ46やファン2の入力を設定し、冷却速度Aで冷却を開始する(S109)。例えば、米飯は(S103)、ゆでたジャガイモやブロッコリーなら(S104)、牛肉なら(S107)を選択する。なお、扉開閉など、温度上昇の要因となる動作を検知した場合、冷却時間を延長する制御を行うと、より確実に過冷却状態を発現することができる。 First, food is put into the switching chamber 200 (S101), and the type of food is input from the operation panel 5 (S102). The input is transmitted to the control circuit 47, and the control circuit 47 sets the cooling rate A for the supercooling operation optimal for the food, the supercooling operation time t (the larger the supercooling degree, the larger the supercooling degree), and the cooling rate B for the frozen storage operation (S103 to S108, S119, S120), input of the compressor 10, the damper 46, and the fan 2 is set according to the selection, and cooling is started at the cooling rate A (S109). For example, rice is selected (S103), boiled potatoes and broccoli (S104), and beef (S107). In addition, when an operation that causes a temperature rise, such as opening and closing of a door, is detected, if the control for extending the cooling time is performed, a supercooled state can be expressed more reliably.

該食品の表面温度を赤外線センサ95で検知して該食品の凍結温度に至った時点から過冷却時間の積算をスタートし(S110)、食品温度が徐々に下がっていることを検知する(S111)。積算時間が過冷却運転時間tを経過したら(S112)、過冷却状態を解除する過冷却解除運転(ステージ2)に移行する。もし、過冷却運転時間tに至る前に食品温度が上昇した場合は過冷却状態が自然に解除したものと認識し、食品を凍結保存する冷凍保存運転(ステージ3)に移行する。 When the surface temperature of the food is detected by the infrared sensor 95 and the freezing temperature of the food is reached, integration of the supercooling time is started (S110), and it is detected that the food temperature is gradually decreasing (S111). . When the accumulated time has passed the supercooling operation time t (S112), the process proceeds to a supercooling release operation (stage 2) for canceling the supercooling state. If the food temperature rises before reaching the supercooling operation time t, it is recognized that the supercooled state has been released naturally, and the process proceeds to a frozen storage operation (stage 3) in which the food is frozen and stored.

過冷却解除運転(ステージ2)では、冷却速度を上昇させると共に時間の積算を開始する(S113)。ここでも該食品の表面温度を赤外線センサ95で検知して、食品温度が徐々に下がっていることを検知し(S114)、食品温度上昇を検知したら該食品の過冷却状態が解除されたものと判断し、食品を凍結保存する冷凍保存運転(ステージ3)に移行する。もし、温度上昇を検知せずに所定時間経過した場合(S115)は、過冷却解除が失敗もしくは過冷却状態にならず通常の凍結(図6のa)の状態になっているとみなし、食品を凍結保存する冷凍保存運転(ステージ3)に移行する。 In the supercooling release operation (stage 2), the cooling rate is increased and time integration is started (S113). Here again, the surface temperature of the food is detected by the infrared sensor 95 to detect that the food temperature is gradually decreasing (S114), and when the food temperature rise is detected, the supercooled state of the food is released. Judgment is made, and the process proceeds to a frozen storage operation (stage 3) in which the food is stored frozen. If the predetermined time has passed without detecting the temperature rise (S115), it is assumed that the supercooling release has failed or the supercooling state has not been reached, and the normal freezing state (a in FIG. 6) is assumed. It shifts to the freezing preservation operation (stage 3) which preserves frozen.

冷凍保存運転(ステージ3)では、冷却速度Bで該食品を冷却し(S116)、あらかじめ設定されている切替室200の冷凍保存温度に到達したことを検知したら(S117)、切替室200の温度が一定になるよう制御して(S121)該食品を冷凍保存するステージ4に移行する。 In the frozen storage operation (stage 3), the food is cooled at the cooling rate B (S116), and when it is detected that the preset frozen storage temperature of the switching chamber 200 has been reached (S117), the temperature of the switching chamber 200 Is controlled to be constant (S121), and the process proceeds to stage 4 where the food is stored frozen.

一方、操作パネル5にて過冷却冷凍に不適な食品種別を入力された場合は、過冷却運転は不要と判断し(S118)、さらに急速冷凍の有無に分けられ(S119〜S120)、食品を凍結保存する冷凍保存運転(ステージ3、ステージ4)に移行する。 On the other hand, if a food type unsuitable for supercooling / freezing is entered on the operation panel 5, it is determined that supercooling operation is not necessary (S118), and further, whether or not quick freezing is performed (S119 to S120). The process proceeds to a frozen storage operation (stage 3 and stage 4) for freezing storage.

次に、制御回路47が選定する運転モードに対する各ステージでの動作を、タイミングチャートを用いて説明する。図10の(a)は、本発明の実施の形態1における冷蔵庫の各運転モードでの圧縮機の入力状態、図10の(b)は本発明の実施の形態1における冷蔵庫の各運転モードでの食品の温度状態を示している。 Next, the operation at each stage with respect to the operation mode selected by the control circuit 47 will be described using a timing chart. FIG. 10A shows the input state of the compressor in each operation mode of the refrigerator in the first embodiment of the present invention, and FIG. 10B shows each operation mode of the refrigerator in the first embodiment of the present invention. Shows the temperature status of food.

過冷却運転(ステージ1)
ステージ1では、投入された食品を、凍結温度に到達してから過冷却運転時間tを経過するまで冷却速度Aで冷却する。このとき、過冷却発現が容易な食品の場合は、急速凍結にはならず過冷却が発現する程度の冷却速度まで圧縮機10への入力を大きくして冷却速度を速める(S103、S104)。これにより、すでに冷凍している食品が存在する貯蔵室で過冷却冷凍を実施する場合、それら既に凍結している食品に悪影響を与えずに、新たに追加した食品を高品質に冷凍保存することができる。これは、例えば構造を大きくすることが困難な家庭用の冷蔵庫に代表される冷凍保存装置に適用することで、装置の大きさを維持しつつ冷凍品質の高い冷凍保存装置を得ることができる。また、過冷却度が大きいほど冷凍品質が向上する食品の場合は、過冷却運転時間tを長く設定し過冷却度を大きくする(S107、S108)。
なお、ここでは圧縮機10の入力で冷却速度を調節しているが、ダンパ46の開閉やファン2の強弱で冷却速度を調節しても良い。また、別途ヒータを設置したり圧縮機10の熱を利用して冷却速度を調節しても良い。
Supercooling operation (stage 1)
In stage 1, the charged food is cooled at the cooling rate A until the supercooling operation time t elapses after reaching the freezing temperature. At this time, in the case of a food that easily develops supercooling, the cooling rate is increased by increasing the input to the compressor 10 to a cooling rate at which supercooling is manifested instead of rapid freezing (S103, S104). As a result, when supercooled freezing is performed in a storage room where already frozen foods exist, newly added foods should be stored frozen in high quality without adversely affecting those already frozen foods. Can do. This can be applied to a cryopreservation device typified by a household refrigerator, for example, where it is difficult to increase the size of the structure, so that a cryopreservation device with high refrigeration quality can be obtained while maintaining the size of the device. In addition, in the case of foods whose frozen quality improves as the degree of supercooling increases, the supercooling operation time t is set longer to increase the degree of supercooling (S107, S108).
Although the cooling rate is adjusted here by the input of the compressor 10, the cooling rate may be adjusted by opening / closing the damper 46 and the strength of the fan 2. Further, a separate heater may be installed or the cooling rate may be adjusted using the heat of the compressor 10.

過冷却解除運転(ステージ2)
概ね、過冷却状態のまま食品温度が凍結点より3℃以上低い温度まで達し、且つ過冷却を少なくとも5秒保持した後にステージ2に移行し、圧縮機10の入力を大きくして強い冷気を食品に当てることで食品内の温度差を大きくし過冷却状態を解除する。過冷却状態から解除された食品の温度は0℃付近まで上昇する。
なお、過冷却の解除方法は、上記のような温度差を用いた方法以外に、例えばモーター等を用いて食品に直接的に振動を加える方法や冷蔵庫内の動作機器の振動を利用する方法、音波を利用して非接触で且つ食品に直接振動を加える方法などがある。
Supercooling release operation (stage 2)
Generally, the food temperature reaches 3 ° C. or more lower than the freezing point in the supercooled state, and after holding the supercooling for at least 5 seconds, the process proceeds to the stage 2 and the input of the compressor 10 is increased so that strong cold air is supplied to the food. This increases the temperature difference in the food and releases the supercooled state. The temperature of the food released from the supercooled state rises to around 0 ° C.
In addition to the method using the temperature difference as described above, the method of canceling the supercooling is a method of directly applying vibration to food using a motor or the like, or a method of using vibration of operating equipment in the refrigerator, There is a method of applying vibration directly to food without contact using sound waves.

冷凍保存運転(ステージ3)
過冷却解除後は、圧縮機10の入力を大きくして切替室200に設定された冷凍保存温度まで一気に冷却するのだが、過冷却解除後に急速冷却することで冷凍品質が向上する食品の場合は、圧縮機10の入力を大きくして急速冷凍を実施する(S103、S105、S107)。また、過冷却解除後の急速冷却によって冷凍品質が向上しない食品の場合は、通常の圧縮機10の入力を少し抑制して冷蔵庫の消費電力を低減する(S104、S106、S108)。
また、過冷却冷凍することによって冷凍品質の向上が得られない食品の場合(S119、S120)は、ステージ1と2をスキップしてステージ3から実施することで、すでに冷凍している食品が存在する貯蔵室で過冷却冷凍を実施する場合、それら既に凍結している食品に悪影響を与えずに、新たに追加した食品を高品質に冷凍保存することができる。なお、過冷却冷凍を実施しない場合(S119、S120)においても、急速冷却することで冷凍品質が向上する食品の場合は急速冷凍を実施し(S119)、急速冷却によって冷凍品質が向上しない食品の場合は急速冷凍を実施しない(S120)ことで、冷凍品質の向上と消費電力の低減を実現することが可能である。
Frozen storage operation (stage 3)
After the supercooling is released, the input of the compressor 10 is increased to cool down to the frozen storage temperature set in the switching chamber 200. However, in the case of food whose frozen quality is improved by rapid cooling after the supercooling is released. Then, quick freezing is performed by increasing the input of the compressor 10 (S103, S105, S107). In addition, in the case of foods whose refrigeration quality does not improve due to rapid cooling after canceling the supercooling, the input of the normal compressor 10 is slightly suppressed to reduce the power consumption of the refrigerator (S104, S106, S108).
In addition, in the case of foods whose frozen quality cannot be improved by freezing (S119, S120), skipping stages 1 and 2 and starting from stage 3, there is already frozen food When supercooled freezing is performed in the storage room, the newly added food can be stored frozen in high quality without adversely affecting the already frozen food. Even in cases where supercooled refrigeration is not performed (S119, S120), for foods whose frozen quality is improved by rapid cooling, rapid freezing is performed (S119). In this case, quick freezing is not performed (S120), so that it is possible to improve the freezing quality and reduce the power consumption.

冷凍保存運転(ステージ4)
圧縮機10の入力を小さくし、切替室200の温度が一定になるように制御する。
Cryopreservation operation (stage 4)
Control is performed such that the input of the compressor 10 is reduced and the temperature of the switching chamber 200 becomes constant.

なお、切替室200に設定された冷凍保存温度は任意に設定できるようにすることで、ユーザーの使いたい状況に合わせた保存を行うことが出来る。 Note that the frozen storage temperature set in the switching chamber 200 can be arbitrarily set, so that the storage can be performed in accordance with the situation that the user wants to use.

例えば、過冷却解除後、−10℃以上の範囲で冷凍保存した場合は、凍結した状態のまま包丁で容易に切れる状態を維持できるため、ユーザーの使い勝手が良いという利点がある。さらに、本発明の方式のように過冷却状態を経て凍結したことによって食品内部の氷結晶が細かくなるので、通常冷凍時に比べてより切れやすくなるという効果も得られる。保存温度帯は凍結点以下なので、2週間程度のある程度長期の保存が可能である。 For example, when the frozen state is stored in a range of −10 ° C. or higher after canceling the supercooling, it is possible to maintain a state where it can be easily cut with a kitchen knife in a frozen state, so that there is an advantage that it is easy for the user to use. Furthermore, since the ice crystals inside the food become fine by freezing through the supercooled state as in the method of the present invention, the effect that it becomes easier to cut than in normal freezing is also obtained. Since the storage temperature zone is below the freezing point, it can be stored for a long period of time of about 2 weeks.

例えば、過冷却解除後、−10℃〜−15℃までの範囲で冷凍保存した場合は、通常の凍結方法では氷結晶が針状に大きく生成してしまうため、凍結状態のまま包丁で切ることは難しかったが、本発明の方式のように過冷却状態を経て凍結させることにより食品内部の氷結晶が細かくなるので、凍結状態でも包丁で切れるという利点がある。保存期間に関しては、2週間以上1ヶ月程度の長期保存も可能である。 For example, if the frozen state is stored in the range from -10 ° C to -15 ° C after the supercooling is released, ice crystals will be generated in a large needle shape by the normal freezing method. However, since the ice crystals inside the food become fine by freezing through the supercooled state as in the method of the present invention, there is an advantage that it can be cut with a knife even in the frozen state. Regarding the storage period, long-term storage of 2 weeks to 1 month is also possible.

例えば、過冷却解除後−15℃以下の温度帯で冷凍保存した場合は、通常の冷凍と同様に1ヶ月程度の長期保存が可能となる。加えて本発明の方式のように過冷却状態を経て凍結させることにより食品内部の氷結晶が細かくなるので、冷凍による食品の細胞破壊がおきにくく、これにより高い冷凍品質を得ることが出来る。 For example, when frozen and stored in a temperature range of −15 ° C. or less after cancellation of supercooling, long-term storage of about one month is possible as in normal freezing. In addition, since the ice crystals inside the food become fine by freezing through the supercooled state as in the method of the present invention, cell destruction of the food due to freezing is difficult to occur, and thereby high frozen quality can be obtained.

また、同じ食品であっても、体積の大きさによって過冷却のしやすさは異なる。体積が大きい食品は、表面部と中心部の距離が大きくなるので、冷却する過程での表面温度と中心温度の差が大きくなる傾向がある。また、冷気の吹出し口に対して近い部分と遠い部分とが出来る為、同じ食品でも冷気の当たり方が異なり、温度差を生じることがある。この温度差は、過冷却解除の要因となるため、体積が大きいものほど過冷却の発現が難しく、また過冷却が解除しやすい。よって、体積が大きい食品を過冷却状態にするには、冷却速度を遅くする必要がある。 Moreover, even if it is the same foodstuff, the ease of supercooling changes with the magnitude | sizes of a volume. A food having a large volume tends to have a large difference between the surface temperature and the center temperature in the cooling process because the distance between the surface portion and the center portion increases. In addition, since a portion close to and a portion far from the cold air outlet can be formed, the same food may be handled differently and may cause a temperature difference. Since this temperature difference becomes a factor for canceling supercooling, the larger the volume, the more difficult it is to develop supercooling and the easier it is to cancel supercooling. Therefore, in order to put a food with a large volume into a supercooled state, it is necessary to slow down the cooling rate.

食品の体積を検知する手段として、超音波センサ等の距離を検出可能なセンサで貯蔵室内をスキャニングさせて直接的に食品の体積を検出させる方法や、貯蔵室内の重量を検出する重量検出手段と食品の種類を判別する手段を組み合わせて各食品の大まかな密度データと食品の重量から体積を演算する方法が考えられる。また、操作パネルから体積や重量を入力させる方法でも良い。 As a means for detecting the volume of the food, a method for detecting the volume of the food directly by scanning the storage room with a sensor capable of detecting a distance such as an ultrasonic sensor, and a weight detection means for detecting the weight in the storage room; A method of calculating the volume from the rough density data of each food and the weight of the food by combining means for discriminating the type of food can be considered. Moreover, the method of inputting a volume and a weight from an operation panel may be used.

また、これまでは過冷却状態を解除したのち凍結させた保存方法のメリットを述べてきたが、冷凍保存装置としては、過冷却状態のまま保存する保存方法や通常の保存方法を運転可能な機能を持たせ、ユーザーが任意に選択できるようにしても良い。 In addition, the merit of the storage method that has been frozen after releasing the supercooled state has been described so far, but as a frozen storage device, the function that can operate the storage method that stores in the supercooled state or the normal storage method The user may be allowed to select arbitrarily.

また、食品表面温度検知手段として、赤外線センサ以外のもの、例えば電界センサなどを用いて、過冷却品の状態を判断して行うこともできる。 Further, as the food surface temperature detection means, it is also possible to use a device other than the infrared sensor, for example, an electric field sensor to determine the state of the supercooled product.

赤外線センサを用いる場合、赤外線センサは収納ケース201を設けるスペースの壁面に設置し、可動式で収納ケース201内全体を見渡せるようにするか、またはアレイセンサにして収納ケース201内全体を見ることができるようにする。設置位置としては、例えば、切替室200背面に設置し斜め上方から収納ケース201を見渡すことで、全体を見ることができる。
過冷却モードに入ると、赤外線センサは、収納ケース201内の食品の表面温度を検知し、そこから芯温を算出する。
In the case of using an infrared sensor, the infrared sensor is installed on the wall surface of the space where the storage case 201 is provided, and is movable so that the entire interior of the storage case 201 can be seen, or the entire interior of the storage case 201 can be viewed as an array sensor. It can be so. As the installation position, for example, it is possible to see the whole by installing it on the back surface of the switching chamber 200 and looking over the storage case 201 obliquely from above.
When entering the supercooling mode, the infrared sensor detects the surface temperature of the food in the storage case 201 and calculates the core temperature therefrom.

電界センサを用いる場合は、収納ケース201を設けるスペースに電界センサを設置する。電界センサの電極部は金属製であればどのような形状でもよい。例えば、収納ケース201に簡便に貼り付けるためには、箔状であれば、収納ケース201の凹凸に沿って貼り付けることができる。箔よりは厚めの板状にすることで、取り付け時に破損の恐れが少ない電極を得ることができる。また、非接触式であり、収納ケース201を設けるスペースの壁面であればどこに設置しても良く、測定したい物質との間に別の物質、例えばプラスチックの板などがあっても測定できる。
電界センサは、食品内部の誘電率により出力が変化する。食品が未凍結または過冷却の状態で水分が液体でいるときに比べ、過冷却が解除されて氷結晶が生成すると、誘電率が大幅に小さくなるので、それを利用して過冷却解除を検知する。
When an electric field sensor is used, the electric field sensor is installed in a space where the storage case 201 is provided. The electrode part of the electric field sensor may have any shape as long as it is made of metal. For example, in order to easily attach the storage case 201 to the storage case 201, the foil can be attached along the unevenness of the storage case 201 as long as it is foil-shaped. By making the plate thicker than the foil, it is possible to obtain an electrode that is less likely to break during attachment. Further, it is non-contact type and may be installed anywhere as long as it is a wall surface of the space in which the storage case 201 is provided, and can be measured even if there is another substance such as a plastic plate between the substance to be measured.
The output of the electric field sensor changes depending on the dielectric constant inside the food. Compared to when the food is unfrozen or supercooled and the water is liquid, when the supercooling is released and ice crystals are generated, the dielectric constant is greatly reduced. To do.

また、上記のような装置を用いる以外にも、食品の温度を温度計で直接測る構成にしても良い。 Moreover, you may make it the structure which measures the temperature of a foodstuff directly with a thermometer other than using the above apparatuses.

また、切替室200の温度調節手段としてダンパ46を用いる手段を説明したが、例えば切替室200の周囲壁にヒーターを設けておき、ヒーターの入力を調節することで切替室200内の温度を調節する方法を用いても良い。 Moreover, although the means which uses the damper 46 as a temperature control means of the switching chamber 200 was demonstrated, the heater in the surrounding wall of the switching chamber 200 is provided, for example, and the temperature in the switching chamber 200 is adjusted by adjusting the input of a heater. You may use the method to do.

また、これまでは過冷却を発現したのち解除して冷凍保存する方法について説明してきたが、過冷却状態を維持したまま保存する運転モードを設けてもよい。 In addition, the method of canceling and storing the frozen state after the occurrence of supercooling has been described so far. However, an operation mode for storing while maintaining the supercooled state may be provided.

なお、これまでは食品の種類を認識する手段として、幾つかにまとめられた食品種別を操作パネルから入力する方法について説明したが、例えばいろいろな食品に対するボタンを設けて前記ボタンで選択された食品に合わせた運転モードを選択する方法でもよい。その場合、選択された食品のうち最も冷却速度が遅い運転モードを選択することにより、確実に過冷却状態を発現することができるので良い。 Until now, as a means for recognizing the type of food, the method of inputting the food types summarized in several from the operation panel has been described, but for example, foods selected with the buttons by providing buttons for various foods A method of selecting an operation mode according to the method may be used. In that case, it is sufficient to select the operation mode with the slowest cooling rate among the selected foods, so that the supercooled state can be surely exhibited.

また、食品に生産者や生産地域、収穫日などを記録したICタグを食品や食品パッケージに取付けているものも出てきており、前記ICタグから食品の種類を認識する手段を用いても良い。その際、ICタグに食品の重量も記録することによって、食品重量も検知することが可能になる。 In addition, IC tags that record the producer, production area, harvest date, etc. on the food are attached to the food or food package, and means for recognizing the type of food from the IC tag may be used. . At that time, the food weight can also be detected by recording the weight of the food on the IC tag.

また、過冷却状態で維持する過冷却維持モードを操作パネル5から選択できるようにしてもよい。例えば、過冷却維持モードを選択して水を過冷却状態で維持し、維持したまま冷蔵庫から取出してグラスに注ぐと、水をシャーベット状にすることができる。これにより、新たな食感を得ることが出来たり、調理手段の一つとして用いることが可能となる。
もし過冷却維持モードを通常で使用しない製品に搭載する場合は、操作パネル5で特別な操作をすることによって、例えば複数のボタンを同時に押すことによって過冷却維持モードが選択できるようにしても良い。
Further, a supercooling maintenance mode that is maintained in a supercooled state may be selected from the operation panel 5. For example, when the supercooling maintenance mode is selected and water is maintained in a supercooled state, the water can be made into a sherbet shape by taking out from the refrigerator while being maintained and pouring into a glass. Thereby, a new food texture can be obtained or it can be used as one of the cooking means.
If the supercooling maintenance mode is installed in a product not normally used, the supercooling maintenance mode may be selected by performing a special operation on the operation panel 5, for example, by simultaneously pressing a plurality of buttons. .

なお、本発明の実施の形態1においては切替室200にて過冷却冷凍保存する構成を説明したが、過冷却を発現させる機能は冷蔵室100、冷凍室300、野菜室400、製氷室500のどの部分に設けてもよい。 In the first embodiment of the present invention, the configuration in which the cooling room is supercooled and frozen is described in the switching room 200, but the function of developing supercooling is that of the refrigerator room 100, the freezer room 300, the vegetable room 400, and the ice making room 500. You may provide in any part.

本発明の実施の形態1における冷蔵庫の側断面図。The sectional side view of the refrigerator in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における冷蔵庫の風路構成を示す側断面図。The sectional side view which shows the air path structure of the refrigerator in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における冷蔵庫の切替室周辺の側断面図。The sectional side view of the switch room periphery of the refrigerator in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における冷蔵庫の操作パネルを示す図。The figure which shows the operation panel of the refrigerator in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における冷蔵庫の制御系統概略図。The schematic of the control system of the refrigerator in Embodiment 1 of this invention. 過冷却運転なし(a)と過冷却運転あり(b)で水が凍結するときの温度変化を示したグラフ。The graph which showed the temperature change when water freezes with no supercooling operation (a) and with supercooling operation (b). 通常の急速凍結と過冷却冷凍とにより、肉を凍結したときと、一度凍結した肉を解凍したときの肉組織の状態を示した図。The figure which showed the state of the meat structure | tissue when meat was frozen by normal quick freezing and supercooled freezing, and the meat once frozen was thawed. 過冷却冷凍後、解凍したジャガイモの硬さと過冷却度の相関図。Correlation diagram between the hardness of thawing potatoes and the degree of supercooling after supercooled freezing. 本発明の実施の形態1における冷蔵庫の過冷却運転制御を示すフローチャート。The flowchart which shows the supercooling driving | operation control of the refrigerator in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における冷蔵庫の各運転モードでの圧縮機の入力状態と食品の温度との関係を示すタイミングチャート。The timing chart which shows the relationship between the input state of the compressor in each operation mode of the refrigerator in Embodiment 1 of this invention, and the temperature of a foodstuff.

符号の説明Explanation of symbols

1 冷蔵庫、2 ファン、3 冷却器、4 風路、5 操作パネル、6 冷蔵室用帰還路、7 野菜室用帰還路、10 圧縮機、41 切替室風路、41a 仕切り壁、42 背面上側吹出し口、43 天井面吹出し口、44 背面下側吸込み口、45 底面吸込み口、46 ダンパ、47 制御回路、50 瞬冷凍ボタン、51 過冷却運転選択表示ランプ、52 肉・魚選択表示ランプ、53 ご飯選択表示ランプ、54 野菜選択表示ランプ、95 赤外線センサ、96 天井面、100 冷蔵室、200 切替室、201 収納ケース、300 冷凍室、301 冷凍ケース、400 野菜室、401 野菜ケース。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Refrigerator, 2 fan, 3 cooler, 4 air path, 5 operation panel, 6 return path for refrigerator compartment, 7 return path for vegetable room, 10 compressor, 41 switching room air path, 41a partition wall, 42 back upper side blowing Mouth, 43 Ceiling outlet, 44 Back lower suction port, 45 Bottom suction port, 46 Damper, 47 Control circuit, 50 Quick freeze button, 51 Supercooling operation selection display lamp, 52 Meat / fish selection display lamp, 53 Rice Selection display lamp, 54 Vegetable selection display lamp, 95 Infrared sensor, 96 Ceiling surface, 100 Refrigeration room, 200 Switching room, 201 Storage case, 300 Freezing room, 301 Freezing case, 400 Vegetable room, 401 Vegetable case.

Claims (10)

食品を保存する貯蔵室と、前記貯蔵室に投入された食品を冷却する冷却手段と、
前記冷却手段を制御して食品を過冷却状態にする過冷却運転を実施した後、該食品の過冷却状態を解除する過冷却解除運転を実施し、前記過冷却状態が解除した該食品を冷却して凍結保存する冷凍保存運転を実施する制御手段と、
前記貯蔵室に投入された食品の種別を前記制御手段に入力する食品種別入力手段とを備え、
前記制御手段は、前記食品種別入力手段から得られた情報に基づいて、前記過冷却運転時の冷却速度、前記過冷却運転の運転時間及び前記冷凍保存運転時の冷却速度、予め設定された組合わせから選定し該選定に合わせて調節することを特徴とする冷凍保存装置。
A storage chamber for storing food, and a cooling means for cooling the food charged in the storage chamber;
After performing the supercooling operation to control the cooling means to bring the food into a supercooled state, the supercooling release operation to release the supercooled state of the food is performed , and the food that has been released from the supercooled state and control means for implementing the cryopreservation OPERATION cryopreserved cooling,
Food type input means for inputting the type of food put into the storage room to the control means,
Said control means based on the information obtained from the food type input means, the cooling rate during the supercooling operation, the cooling rate during operation time and the freezer storage operation of the over-cooling operation, is set in advance A cryopreservation device characterized by being selected from a combination and adjusting according to the selection .
前記貯蔵室に投入された該食品の表面温度を検知する温度検知手段を備え、
前記制御手段は、前記過冷却運転中又は前記過冷却解除運転中に前記温度検知手段によって該食品の表面温度が上昇したことが検出された場合に、前記過冷却運転又は前記過冷却解除運転から前記冷凍保存運転への移行を実施することを特徴とする請求項1に記載の冷凍保存装置。
Comprising temperature detecting means for detecting the surface temperature of the food introduced into the storage room;
When the temperature detecting means detects that the surface temperature of the food has increased during the supercooling operation or the supercooling release operation , the control means starts from the supercooling operation or the supercooling release operation. The cryopreservation apparatus according to claim 1, wherein the transition to the cryopreservation operation is performed.
前記貯蔵室に投入された食品の体積を検知する体積検知手段を備え、
前記制御手段は、前記体積検知手段から得られた情報に基づき前記過冷却運転時の冷却速度を調節することを特徴とする請求項1もしくは請求項2のいずれかに記載の冷凍保存装置。
Comprising a volume detection means for detecting the volume of food put into the storage room;
Wherein, cryopreservation apparatus according to claim 1 or claim 2, characterized in that adjusting the cooling rate of the volume on the basis of the information obtained from the sensing means when the over-cooling operation.
前記貯蔵室に投入された食品の重量を検知する重量検知手段を備え、
前記体積検知手段は、前記重量検知手段によって検知された食品の重量と、前記食品種別入力手段から得られた情報に基づき、該投入された食品の体積を推測することを特徴とする請求項に記載の冷凍保存装置。
Comprising weight detecting means for detecting the weight of the food put into the storage room;
The volume detection means, a weight of the food detected by the weight detection means, based on information obtained from the food type input means, according to claim 3, characterized in that to estimate the volume of the introduced food The cryopreservation device according to 1.
前記食品種別入力手段は、食品の種別を選択することが可能な操作パネルで構成されていることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の冷凍保存装置。 The frozen storage apparatus according to any one of claims 1 to 4 , wherein the food type input means includes an operation panel capable of selecting a type of food. 前記操作パネルは、食品の体積を入力する機能を備えたことを特徴とする請求項に記載の冷凍保存装置。 The cryopreservation apparatus according to claim 5 , wherein the operation panel has a function of inputting a volume of food. 前記操作パネルは、食品の重量を入力する機能を備えたことを特徴とする請求項に記載の冷凍保存装置。 The cryopreservation apparatus according to claim 5 , wherein the operation panel has a function of inputting a weight of food. 前記食品種別入力手段は、自動で食品種別を認識することを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の冷凍保存装置。 The frozen food storage device according to any one of claims 1 to 7 , wherein the food type input means automatically recognizes the food type. 貯蔵室に投入された食品を過冷却状態にする過冷却運転を実施した後、該食品の過冷却状態を解除する過冷却解除運転を実施し、前記過冷却状態が解除した食品を冷却して凍結保存する冷凍保存運転を実施する冷凍保存方法であって、
前記貯蔵室に投入された食品の種別を入力する第1のステップと、
前記入力された食品の種別に基づいて、前記過冷却運転時の冷却速度、前記過冷却運転の運転時間及び前記冷凍保存運転時の冷却速度を、予め設定された組合わせから選定する第2のステップと、
前記選定された前記過冷却運転時の冷却速度及び前記過冷却運転の運転時間で前記過冷却運転を実施する第3のステップと、
前記過冷却運転解除運転を実施する第4のステップと、
前記選定された前記冷凍保存運転時の冷却速度で前記冷凍保存運転を実施する第5のステップとを備えたことを特徴とする冷凍保存方法。
After performing the over-cooling operation that was thrown into the storage compartment food supercooled, conducted supercooling release operation for releasing the supercooled state of the food, cooling the food product in which the supercooled state is released A cryopreservation method for carrying out a cryopreservation operation for cryopreserving ,
A first step of inputting a type of food put into the storage room;
Based on the type of the input food, a second cooling rate selected during the supercooling operation, an operation time during the supercooling operation, and a cooling rate during the frozen storage operation are selected from preset combinations. Steps,
A third step of performing the supercooling operation at the selected cooling rate at the time of the supercooling operation and the operation time of the supercooling operation;
A fourth step of performing the supercooling operation cancellation operation;
And a fifth step of performing the frozen storage operation at the selected cooling rate during the frozen storage operation .
前記第3のステップ又は前記第4のステップで、前記食品の表面温度が上昇したことが検出された場合に、前記第5のステップへと移行することを特徴とする請求項9に記載の冷凍保存方法。The refrigeration according to claim 9, wherein when the surface temperature of the food is detected to be increased in the third step or the fourth step, the process proceeds to the fifth step. Preservation method.
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