JP5018517B2 - 熱処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、冷凍された食材等の対象物を解凍するための熱処理装置に関する。

近年、例えば、食材や調理された食品を大量に保存する場合、食材や調理された食品を冷凍保存し、この冷凍保存した食材を解凍、調理して給食等に用いることが広く行われている。
このような対象物を解凍する場合、対象物を解凍容器内に入れ容器内を真空状態にした後に、大気圧よりも低圧、一定温度の飽和蒸気を容器内に供給して低温で急速な解凍を行う真空解凍に関する技術が開示されている。（例えば、特許文献１、特許文献２）
特開２００４−３５７６２７号公報 特開２００５−２１８４０５号公報

しかしながら、対象物を真空解凍する場合、対象物の形態、量に対応して、容器内の圧力や、供給する飽和蒸気の温度、圧力等を高精度に制御することが必要とされ、例えば、かかる制御対象が外乱等によってばらつくと、過解凍、解凍不足が発生して、その結果、食材の旨み成分が多量に失われて食材の品質が低下する虞がある。

また、冷凍保存の一形態として一般的な真空包装状態で冷凍保存されたいわゆる真空パック食材等を解凍する場合、真空解凍時の減圧で包装パックが膨らんで食材本体との間に隙間ができるために、熱伝導し難くなって急速な解凍ができなくなる可能性があった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、冷凍保存された食材等の対象物を低温で急速かつ効率的に解凍することができる熱処理装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１記載の発明は、対象物が収納可能とされた筐体と、前記筐体内部に配置され、前記対象物に熱媒体を噴射するノズルとを備えた熱処理装置であって、前記筐体の下部に配置され前記ノズルから噴射された前記熱媒体を受けるとともに貯留する熱媒体タンクと、前記熱媒体タンク内に貯留された前記熱媒体を前記ノズルに循環させる熱媒体循環回路と、温度調整手段とを備え、前記温度調整手段は、前記熱媒体タンク又は前記熱媒体循環回路に配置され、前記熱媒体を加熱する加熱部と、前記熱媒体タンク又は前記熱媒体循環回路に水を供給する給水装置と、前記ノズルに冷水を供給する冷水供給部と、前記冷水供給部と前記熱媒体循環回路の少なくともいずれか一方を前記ノズルに接続する流路調整手段と、を有し、前記熱媒体の温度に基づいて、前記加熱部による加熱と、前記給水装置による給水と、前記流路調整手段による前記冷水供給部からの冷水の供給及び前記循環回路による熱媒体の循環とを行うことにより前記熱媒体の温度を調整するように構成されていることを特徴とする。

この発明に係る熱処理装置によれば、対象物を解凍する際に、加熱部による加熱と給水装置からの給水の少なくともいずれかにより温度調整された熱媒体をノズルから噴射するので、対象物を効率的に所定の設定温度に近づけて解凍することができる。
また、熱媒体が熱媒体タンクに貯留されているので、熱媒体の温度の偏りを小さくして所望の温度において安定した解凍をするとともに、解凍に用いる水量を削減することができる。

また、温度調整手段が、冷水供給部と、流路調整手段とを有し、流路調整手段が、冷水供給部と熱媒体循環回路の少なくともいずれか一方をノズルに接続可能とされているので、対象物の解凍状態に適した温度の熱媒体を供給することが可能とされる。
例えば、対象物と設定温度との温度差が大きい場合には給水装置から多く給水して設定温度に近づいたら冷水供給部からの冷水の供給を多くすることができるので、対象物の温度に適応した温度の熱媒体を供給して対象物を効率的に設定温度に近づけることができる。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の熱処理装置であって、前記温度調整手段は、前記熱媒体タンク内の熱媒体の温度を検出するタンク水温センサと、前記ノズルから噴射される熱媒体の温度を測定する噴射温度測定センサの少なくともいずれか一方を有し、前記センサにより前記熱媒体の温度を測定することを特徴とする。

この発明に係る熱処理装置によれば、温度調整手段が、タンク水温センサと噴射温度測定センサの少なくともいずれか一方を有しているので、熱媒体を解凍に適した温度に調整して対象物を効率的に設定温度にて解凍することができる。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の熱処理装置であって、前記冷水供給部は、前記冷水が貯留可能とされた冷水タンクと、前記冷水タンクに冷水を供給する冷水用給水器と、前記冷水タンク内に貯留された冷水を冷却する冷却装置とを備えることを特徴とする。

この発明に係る熱処理装置によれば、解凍に用いる冷水を冷却することができるので、対象物が設定温度に近づいた場合や、表面積、重量、比熱等の構成により温度上昇を生じ易いような対象物を解凍する場合にも低温の冷水を供給することにより入熱量を小さくして対象物を設定温度にて効率的かつ安定して解凍することができる。

この発明に係る熱処理装置によれば、冷凍保存された食材等、解凍の対象物を低温で急速かつ効率的に解凍することができる。

以下、図１から図５を参照し、この発明の一実施形態について説明する。
図１は、この発明に係る熱処理装置の概略構成の一例を示す図であり、符号１は、熱処理装置を示している。
熱処理装置１は、熱処理装置本体２０と、熱媒体循環回路４０と、温度調整手段５０と、制御部８０とを備え、熱処理装置本体２０に設けられたノズル３０から熱媒体Ｍを噴射して、例えば、凍結したパック食材（対象物）Ｗを加温して解凍することができるようになっている。

温度調整手段５０は、加熱部５１と、給水装置５２と、冷水供給部６０と、流路調整手段７０と、温度制御回路８５と、品温センサＴ１と、タンク水温センサＴ２と、噴射温度測定センサＴ３とを備え、熱媒体Ｍの温度を調整可能とされている。

この実施の形態において、熱媒体Ｍは、給水装置５２から供給される水は常温水Ｊ、冷水供給部６０から供給される冷水Ｃ、常温水Ｊと冷水Ｃが混合された水から構成され、これらが温度調整されたものも含む概念であり、熱媒体Ｍを常温水Ｊ又は冷水Ｃで示す場合がある。

熱処理装置本体２０は、筐体２１と、ノズル３０と、熱媒体タンク２５とを備え、筐体２１は、図２、図３に示すように、外形が略直方体とされ、ひとつの側面部に矩形状の開口部２２が形成され、この開口部２２を介して冷凍されたパック食材Ｗ等を積載する台車２４が熱処理装置本体２０内に出し入れ可能とされるとともに、開口部２２には開口扉２３が設けられ開口部２２を液密に開閉可能とされている。

また、筐体２１の内部には、パック食材Ｗに挿入可能な位置に品温センサＴ１が配置され、この品温センサＴ１によりパック食材Ｗの品温（例えば、芯温等）の測定が可能とされている。

台車２４は、熱媒体Ｍが流通可能な貫通孔が複数形成されパック食材Ｗが収納される受け皿、いわゆるホテルパンが、上下方向に間隔をあけて複数積載可能とされ、熱処理装置本体２０内部に収納可能とされている。
また、台車２４は、台車２４を移動自在に支持する車輪２４Ａによって熱処理装置本体２０内部に設けられた台車用テーブル２４Ｂに載置可能とされている。

熱媒体タンク２５は、熱処理装置本体２０の筐体２１の下部に、熱媒体Ｍが貯留可能に設けられており、ノズル３０から噴射された熱媒体Ｍを受けることができるようになっている。
また、熱媒体タンク２５には、レベルセンサＬＡ及びタンク水温センサＴ２が設けられていて、熱媒体タンク２５内の熱媒体Ｍの液位及び温度が検出可能とされている。

また、熱媒体タンク２５には、加熱部５１が設けられ熱媒体タンク２５内に貯留された熱媒体Ｍを加熱することができるようになっている。
加熱部５１は、蒸気管５１Ａと、蒸気供給バルブ５１Ｖと、蒸気供給管５１Ｂとを備え、蒸気管５１Ａは上流側が蒸気供給源に接続され、蒸気供給管５１Ｂは下流側が熱媒体タンク２５内の熱媒体Ｍに浸漬可能に接続されている。

また、熱媒体タンク２５には、液位上限位に対応する位置にオーバーフロー配管２５Ａが接続されるとともに熱媒体タンク２５の底部に排出配管２９が接続されており、給水装置５２による給水及び熱媒体タンク２５内に注入された蒸気が凝縮して熱媒体Ｍの容積が増加した場合に熱媒体Ｍがオーバーフロー配管２５Ａから排出されるとともに、必要に応じて電磁バルブ２９Ｖを開いて排出配管２９から熱媒体Ｍが排出可能とされている。

また、熱媒体タンク２５には熱媒体タンク２５内に殺菌剤を注入するための殺菌剤供給部５５が設けられていて、殺菌剤供給部５５は、殺菌剤を保持する保持タンク５５Ｔと、殺菌剤を熱媒体タンク２５内に供給する吐出ポンプ５５Ｐとを備え、吐出ポンプ５５Ｐの吐出側の管路の先端は熱媒体タンク２５の上限液位に対応する位置よりわずかに上方に位置されている。

殺菌剤供給部５５による殺菌剤の注入は、必要に応じて行なわれ、注入された殺菌剤は熱媒体Ｍとともにノズル３０からパック食材Ｗに噴射され、パック食材Ｗ表面に付着していた液汁、細菌等を殺菌洗浄するとともに、熱媒体タンク２５及び熱媒体循環回路４０を循環して熱媒体循環回路４０内部への細菌の付着、堆積を抑制するようになっている。

ノズル３０はノズル分配管３２に設けられるとともに熱処理装置本体２０内に収納された台車２４の両側方に配置されて、台車２４に積載されたパック食材Ｗに熱媒体Ｍを噴射するようになっている。
ノズル分配管３２は、図２、図３に示すように、例えば、台車２４の両側方に、熱処理装置本体２０の上方から下方に延在してそれぞれ２組ずつ設けられており、ノズル３０はそれぞれのノズル分配管３２の長手方向に沿って等間隔に配置されている。

熱媒体循環回路４０は、熱媒体タンク２５からノズル３０に熱媒体Ｍを流通可能とする主循環回路４１と、冷水循環回路４２とを備えるとともに冷水供給部６０と、排出手段４９とが接続され、ノズル３０と接続する流路が流路調整手段７０により制御されるようになっている。
ている。

主循環回路４１は、上流側端部は熱媒体タンク２５の底部に接続されるとともに下流側端部がノズル分配管３２に接続され、熱媒体タンク２５側から、循環ポンプ４１Ｐ、流量調整弁Ｆ１、モータバルブＶ１、フロースイッチＦ２がこの順に配置され、ノズル分配管３２の近傍にはノズル３０から噴射される熱媒体Ｍの温度を測定する噴射温度測定センサＴ３が配置されている。

排出手段４９は、流量調整弁Ｆ１とモータバルブＶ１の間に設けられ、排出バルブ４９Ｖと排出バルブ４９Ｖを介して接続された排出管路４９Ａとからなり、排出バルブ４９Ｖを開くことにより熱媒体循環回路４０内の熱媒体Ｍが外部に排出可能とされている。

給水装置５２は、給水回路５２Ａと、給水回路５２Ｂと、給水回路５２Ｃと、原水タンク５２Ｔと、給水ポンプ５２Ｐと、軟水装置５３と、モータバルブＶ４と、モータバルブＶ５と、モータバルブＶ６とを備え、上流側が給水源Ａに接続されるとともに、原水タンク５２Ｔ、給水ポンプ５２Ｐ、軟水装置５３が上流側からこの順序で配置され、軟水装置５３の下流側には、給水回路５２Ａ、給水回路５２Ｂ、給水回路５２Ｃが接続されている。

給水回路５２Ａは、モータバルブＶ４を介して下流側が循環ポンプ４１Ｐの上流側に接続されており、給水ポンプ５２Ｐを駆動した状態でモータバルブＶ４が開かれることにより常温水Ｊを熱媒体循環回路４０に供給可能とされている。

給水回路５２Ｂは、モータバルブＶ５を介して下流側が熱媒体タンク２５に接続されており、給水ポンプ５２Ｐを駆動した状態でモータバルブＶ５が開かれることにより常温水Ｊが熱媒体タンク２５に供給されるようになっている。

給水回路５２Ｃは、モータバルブＶ６を介して下流側が主循環回路４１のモータバルブＶ１とフロースイッチＦ２の間に接続されており、給水ポンプ５２Ｐを駆動した状態でモータバルブＶ６が開かれることにより常温水Ｊが主循環回路４１に供給されるようになっている。

これらモータバルブＶ４、モータバルブＶ５、モータバルブＶ６は、温度制御回路８５からの出力により開度が制御可能とされており、熱媒体Ｍの温度調整、又は熱媒体タンク２５内の熱媒体Ｍが設定液位以下に低下した場合の補給に際して給水装置５２から常温水Ｊが供給するようになっている。

軟水装置５３は、イオン交換樹脂を用いて給水に含まれる硬度分を除去するためのものであり、イオン交換樹脂が充填され上下方向に液体が流通可能とされた樹脂筒の下部から原水を上向流として通水することにより硬水が軟水化されるようになっている。

なお、軟水装置５３は、例えば、樹脂筒と、原水タンクと、塩水タンクとを備えた構成とされることにより、塩水タンクからの飽和塩水と原水とを混合して樹脂筒内を流下させてイオン交換樹脂が再生可能とされるとともに、塩水を樹脂筒外に排出した後に樹脂筒内に原水のみを流下させてイオン交換樹脂を水洗、塩分を系外に除去してイオン交換樹脂が自動再生可能とされていることが望ましいが、給水に含まれる硬度分が除去できればこれに限るものではない。

冷水循環回路４２は、上流端部がモータバルブＶ２を介してモータバルブＶ１の上流側に接続され、冷水タンク６２、冷水循環ポンプ４２Ｐ、フロースイッチＦ３が、モータバルブＶ２からこの順番で配置され、下流端部がモータバルブＶ３を介してモータバルブＶ１の下流側に接続されている。

冷水供給部６０は、冷水Ｃが貯留可能とされた冷水タンク６２と、冷却装置６４と、冷水用給水器６５とを備え、冷水循環回路４２を介してノズル３０に冷水Ｃを供給可能とされている。
なお、冷水供給部６０は、熱媒体Ｍが熱媒体循環回路４０（主循環回路４１又は冷水循環回路４２）を循環する場合と、熱媒体Ｍが熱媒体循環回路４０から排出される場合のいずれにおいても冷水Ｃの供給が可能とされている。

冷水タンク６２は、例えば、１台車分の冷凍されたパック食材Ｗを加温して解凍するために必要な熱エネルギーを有する冷水Ｃが貯留可能とされ、冷水循環回路４２からの熱媒体Ｍが底部に接続された管路を経由して流入可能とされるとともに冷水用給水器６５から給水可能とされている。

また、冷水タンク６２は、底部に接続された管路６３を介して冷却装置６４と接続され、冷水タンク６２に貯留された水を冷却装置６４により冷却して冷水Ｃの水温を調整することができるようになっている。
なお、冷水タンク６２には冷水Ｃの液位を検出するためのレベルセンサＬＢが設けられるとともに排水回路６６が接続されている。

冷水用給水器６５は、給水管路６５Ａと、電磁バルブ６５Ｖと、ボールタップＬＣとを備え、上流側が給水源Ｂに接続されるとともに下流側が冷水タンク６２に接続されており、ボールタップＬＣが冷水Ｃの液位の低下を検出すると給水源Ｂから冷水タンク６２に給水され、ボールタップＬＣの設定液位を超えると給水が停止されるようになっている。

また、この実施の形態において、冷水タンク６２への給水は、冷水供給部６０からノズル３０への冷水Ｃの供給が停止されている間にのみ電磁バルブ６５Ｖが開かれて行なわれるようになっている。

排水回路６６は、管路６６Ａ、管路６６Ｂ、バルブ６６Ｖを備えており、管路６６Ａは上流側が冷水タンク６２の上限液位に対応する位置に接続されていて冷水タンク６２内の冷水Ｃが上限液位を超えた場合に冷水Ｃをオーバーフローさせて冷水タンク６２内の冷水Ｃの上限液位を維持するようになっている。
また、管路６６Ｂはバルブ６６Ｖを介して冷水タンク６２の底部に接続され、このバルブ６６Ｖを操作することにより冷水タンク６２内の液位を任意に調整できるようになっている。

冷却装置６４は、例えば、コンプレッサにより圧縮された冷媒を断熱膨張させることによって冷水Ｃから熱を奪い取って冷水Ｃを冷却させる構成とされており、冷却装置６４の上流側は冷水タンク６２の底部に管路６３Ａを介して接続され、管路６３Ａには、循環ポンプ６３Ｐ及びフロースイッチＦ４がこの順に配置されている。
また、冷却装置６４の下流側は冷水タンク６２の底部に管路６３Ｂを介して接続され、管路６３Ｂには、フロースイッチＦ５が配置されている。
また、冷却装置６４は、水温センサ（図示せず）を備えており、冷水タンク６２から冷却装置６４に導かれた冷水Ｃを冷却して温度調整するようになっている。
なお、冷水供給部６０における冷水Ｃの温度調整については、冷却装置６４に設けられた水温センサに代えて、例えば、冷水タンク６２に設けられた水温センサ（図示せず）を用いて、又は冷却装置６４に設けられた水温センサと冷水タンク６２に設けられた水温センサとが協働して冷水Ｃを温度調整する構成としてもよい。

また、冷水循環回路４２の上流側と下流側との間は、凍結防止用バイパス４２Ｂにより接続され、凍結防止用バイパス４２Ｂには電磁バルブ４２Ｖが設けられていて、冬季に冷水Ｃが凍結する虞がある場合に電磁バルブ４２Ｖを開いて冷水循環ポンプ４２Ｐにより冷水Ｃを凍結防止用バイパス４２Ｂ経由で冷水循環回路４２内に循環させることにより、冷水Ｃの凍結が防止可能とされている。

制御部８０は、図４に示すように、制御回路８１と、起動スイッチＳＷ１と、設定スイッチＳＷ２と、温度調整手段５０とを備え、制御回路８１には、レベルセンサＬＡと、レベルセンサＬＢの信号が入力され、吐出ポンプ５５Ｐに出力可能とされている。
設定スイッチＳＷ２は、手動、自動運転の選択と、解凍工程の具体的な選択が設定可能とされている。

温度調整手段５０は、温度制御回路８５に、品温センサＴ１、タンク水温センサＴ２、噴射温度測定センサＴ３からの信号が入力され、これら入力された測定データに基づいて図示しない演算部で制御量を演算して、循環ポンプ４１Ｐ、加熱部５１（蒸気供給バルブ５１Ｖ）、給水装置５２（給水ポンプ５２Ｖ、モータバルブＶ４、モータバルブＶ５、モータバルブＶ６）、冷水供給部６０（循環ポンプ４２Ｐ）、及び流路調整手段７０に制御信号を出力して熱媒体Ｍの温度を調整可能とされている。

流路調整手段７０は、モータバルブＶ１と、モータバルブＶ２と、モータバルブＶ３と、排出バルブ４９Ｖとを備え、モータバルブＶ１は主循環回路４１に、モータバルブＶ２は主循環回路４１と冷水循環回路４２の上流端部との間に、モータバルブＶ３は主循環回路４１と冷水循環回路４２の下流端部との間に配置され、熱媒体Ｍを熱媒体循環回路４０に循環させ、又はノズル３０から噴射された熱媒体Ｍを排出可能に構成されている。

具体的には、モータバルブＶ１が開かれてモータバルブＶ２、モータバルブＶ３、排出バルブ４９Ｖが閉じられることにより熱媒体Ｍは主循環回路４１を循環し、モータバルブＶ１、排出バルブ４９Ｖが閉じられてモータバルブＶ２、モータバルブＶ３が開かれることにより熱媒体Ｍは冷水循環回路４２を循環し、モータバルブＶ１、モータバルブＶ２が閉じられて排出バルブ４９Ｖが開かれることにより熱媒体Ｍは排出手段４９から排出されるようになっている。

また、流路調整手段７０は、噴射温度測定センサＴ３の検出信号に基づいて、主循環回路４１から供給される熱媒体Ｍ（又は常温水Ｊ）の流量と冷水循環回路４２から供給される冷水Ｃの流量を制御して、ノズル３０に供給するようになっており、その結果、熱媒体Ｍの温度を調整することができるようになっている。

また、蒸気供給バルブ５１Ｖはタンク水温センサＴ２により測定された熱媒体Ｍの温度に基づいて開度が制御可能とされ、パック食材Ｗの解凍により熱媒体Ｍの温度が所定の設定温度よりも低下した場合に、熱媒体Ｍを加熱して温度調整するようになっている。

熱処理装置１による解凍工程制御は、図５に示すような常温水解凍工程（Ｓ１００）と冷水解凍工程（Ｓ２００）とから構成されており、常温水解凍工程（Ｓ１００）及び冷水解凍工程（Ｓ２００）はそれぞれ手動又は自動にて運転可能とされている。
この実施の形態における連続解凍工程（Ｓ３００）は、設定スイッチＳＷ２により自動運転、及び連続解凍工程（Ｓ３００）を選択して起動することにより、常温水解凍工程（Ｓ１００）を行なった後に冷水解凍工程（Ｓ２００）が行われるように構成されている。

常温水解凍工程（Ｓ１００）は、給水装置５２から常温水Ｊ（熱媒体Ｍ）が供給又は補充することにより行なわれ、ノズル３０から噴射した熱媒体Ｍを排出しながら解凍する常温水排出解凍工程（Ｓ１１０）と、ノズル３０から噴射した熱媒体Ｍを循環しながら解凍する常温水循環解凍工程（Ｓ１２０）とから構成され、常温水排出解凍工程（Ｓ１１０）は、第１の常温水排出解凍工程（Ｓ１１１）及び第２の常温水排出解凍工程（Ｓ１１２）から構成されている。
以下、第１の常温水排出解凍工程（Ｓ１１１）、第２の常温水排出解凍工程（Ｓ１１２）、常温水循環解凍工程（Ｓ１２０）に係る構成及び作用を説明する。

[第１の常温水排出解凍工程（Ｓ１１１）]
第１の常温水排出解凍工程（Ｓ１１１）は、給水装置５２からの給水又は補充されノズル３０から噴射した熱媒体Ｍをオーバーフロー配管２５Ａ経由で排出可能な場合に用いられ、モータバルブＶ１が「開」、モータバルブＶ２、モータバルブＶ３、排出バルブ４９Ｖが「閉」とされるとともに、モータバルブＶ４が開閉されることにより給水回路５２Ａを経由して常温水Ｊが給水されるようになっている。
この実施形態において、自動運転による第１の常温水排出解凍工程（Ｓ１１１）は、例えば、品温センサＴ１によって検出されるパック食材Ｗの品温（例えば、芯温、以下同じ）が予め設定した第１の常温水排出解凍工程（Ｓ１１１）における設定温度（第１の設定温度）に到達することにより終了するようになっている。

[第２の常温水排出解凍工程（Ｓ１１２）]
第２の常温水排出解凍工程（Ｓ１１２）は、給水装置５２からの給水又は補充量が所定量よりも大きくノズル３０から噴射した熱媒体Ｍを排出手段４９経由で排出する必要がある場合に用いられ、モータバルブＶ１、モータバルブＶ２、モータバルブＶ３が「閉」、排出バルブ４９Ｖが「開」に設定され、モータバルブＶ６が開閉されることにより給水回路５２Ｃを経由して常温水Ｊが給水されるようになっている。
この実施形態において、自動運転による第２の常温水排出解凍工程（Ｓ１１２）は、例えば、品温センサＴ１によって検出されるパック食材Ｗの品温（芯温）が予め設定した第２の常温水排出解凍工程（Ｓ１１２）における設定温度（第２の設定温度）に到達することにより終了するようになっている。

以下、常温水排出解凍工程（Ｓ１１０）、すなわち第１の常温水排出解凍工程（Ｓ１１１）及び第２の常温水排出解凍工程（Ｓ１１２）の作用について説明する。
（１）まず、パック食材Ｗが収納された台車２４を筐体２１内の所定の位置に配置する。
（２）起動スイッチＳＷ１をＯＮにする。
（３）給水ポンプ５２Ｐが駆動されて給水装置５２から常温水Ｊが給水されるとともに循環ポンプ４１Ｐが駆動される。
（４）給水された常温水Ｊは、主循環回路４１を経由してノズル分配管３２に送られノズル３０から噴射される。
（５）ノズル３０から噴射された常温水Ｊは、一旦熱媒体タンク２５に受けられ、その後、熱処理装置１の外に排出される。
（６）パック食材Ｗの品温が所定の設定温度に到達したら、常温水排出解凍工程（１１０）を終了する。

[常温水循環解凍工程（Ｓ１２０）]
第１の常温水循環解凍工程（Ｓ１２０）は、ノズル３０から噴射した熱媒体Ｍを熱媒体タンク２５で受けて主循環回路４１を循環させながら解凍するようになっており、モータバルブＶ１が「開」、モータバルブＶ２、モータバルブＶ３、モータバルブＶ４、排出バルブ４９Ｖが「閉」とされるとともに、モータバルブＶ５が開度制御されることにより給水回路５２Ｂを経由して常温水Ｊが熱媒体タンク２５に供給、補充されるようになっている。

この実施形態において、自動運転による第１の常温水循環解凍工程（Ｓ１２０）は、例えば、品温センサＴ１によって検出されるパック食材Ｗの品温（芯温）が予め設定した第２の常温水排出解凍工程（Ｓ１２０）における設定温度（第３の設定温度）に到達することにより終了するようになっている。

第１の常温水循環解凍工程（Ｓ１２０）における熱媒体Ｍの温度調整は、噴射温度測定センサＴ３による熱媒体Ｍの測定値に基づいて行なわれ、給水装置５２からの常温水Ｊの供給、加熱部５１により熱媒体タンク２５内の熱媒体Ｍを加熱制御することにより行なわれる。加熱部５１による温度調整が可能であるため、大きな熱量を投入して低温に凍結されたパック食材Ｗを効率的に解凍可能である。
なお、例えば、噴射温度測定センサＴ３に代えてタンク水温センサＴ２により熱媒体Ｍの温度を測定し、その結果に基づいて熱媒体Ｍを温度調整する構成としてもよい。

以下、常温水循環解凍工程（Ｓ１２０）の作用について説明する。
（１）まず、パック食材Ｗが収納された台車２４を筐体２１内の所定の位置に配置する。
（２）起動スイッチＳＷ１をＯＮにする。
（３）モータバルブＶ４が「開」とされるとともに給水ポンプ５２Ｐが駆動されて、給水回路５２Ｂを経由して給水装置５２から常温水Ｊが給水される。
なお、給水装置５２からの給水中に、常温水Ｊを加熱部５１により加温、温度調整してもよい。
（４）レベルセンサＬＡにより検出される熱媒体タンク２５内の熱媒体Ｍが所定の水位に到達したら、モータバルブＶ４を閉じるとともに給水装置５２による給水を停止する。
（５）次に、循環ポンプ４１Ｐが駆動されて主循環回路４１を経由してノズル分配管３２に送られた熱媒体Ｍがノズル３０から噴射される。
（６）ノズル３０から噴射された熱媒体Ｍはパック食材Ｗと接触してパック食材Ｗを加温した後熱媒体タンク２５に受けられ、主循環回路４１を循環する。
（７）噴射温度測定センサＴ３により検出される熱媒体Ｍの設定温度が低い場合には、モータバルブＶ５の開度制御による給水回路５２Ｂを経由した熱媒体タンク２５への常温水Ｊの供給と、蒸気供給バルブ５１Ｖの開度制御による熱媒体タンク２５内への蒸気の注入の少なくともいずれかを行なうことにより加温する。
常温水循環解凍工程（Ｓ１２０）において注入した蒸気の凝縮、及び給水装置５２からの給水による熱媒体Ｍの容積増加はオーバーフロー配管２５Ａを経由して排出され、熱媒体タンク２５内の熱媒体Ｍの液位が維持される。
（８）パック食材Ｗの芯温が所定の設定温度に到達したら、常温水循環解凍工程（Ｓ１２０）を終了する。

また、常温水循環解凍工程（Ｓ１２０）において、レベルセンサＬＡにより検出される熱媒体Ｍの液位が、設定下限以下になった場合には、給水装置５２から熱媒体タンク２５に給水される。

冷水解凍工程（Ｓ２００）は、冷水供給部６０からの冷水Ｃ、又はこの冷水Ｃに常温水Ｊを混合して構成された熱媒体Ｍが供給又は補充することにより行なわれ、ノズル３０から噴射した熱媒体Ｍを排出しながら解凍する冷水排出解凍工程（Ｓ２１０）と、ノズル３０から噴射した熱媒体Ｍを循環しながら解凍する冷水循環解凍工程（Ｓ２２０）とから構成されている。

また、冷水排出解凍工程（Ｓ２１０）は、第１の冷水排出解凍工程（Ｓ２１１）及び第２の冷水排出解凍工程（Ｓ２１２）、冷水循環解凍工程（Ｓ２２０）は、第１の冷水循環解凍工程（Ｓ２２１）及び第２の冷水循環解凍工程（Ｓ２２２）から構成されている。
以下、第１の冷水排出解凍工程（Ｓ２１１）、第２の冷水排出解凍工程（Ｓ２１２）、第１の冷水循環解凍工程（Ｓ２２１）、第２の冷水循環解凍工程（Ｓ２２２）に係る構成、作用について説明する。

[第１の冷水排出解凍工程（Ｓ２１１）]
第１の冷水排出解凍工程（Ｓ２１１）は、ノズル３０から噴射した熱媒体Ｍをオーバーフロー配管２５Ａ経由で排出可能な場合に用いられ、モータバルブＶ１、モータバルブＶ２、排出バルブ４９Ｖが「閉」とされるとともに、モータバルブＶ３、モータバルブＶ４が開度制御されて冷水Ｃと常温水Ｊとが混合されて温度調整された熱媒体Ｍがノズル３０より噴射されるようになっている。
この実施形態において、自動運転による第１の冷水排出解凍工程（Ｓ２１１）は、例えば、品温センサＴ１によって検出されるパック食材Ｗの品温（芯温）が予め設定した第１の冷水排出解凍工程（Ｓ２１１）における設定温度（第４の設定温度）に到達することにより終了するようになっている。

[第２の冷水排出解凍工程（Ｓ２１２）]
第２の冷水排出解凍工程（Ｓ２１２）は、熱媒体Ｍの供給量が所定量よりも大きく、ノズル３０から噴射した熱媒体Ｍを排出手段４９経由で排出する必要がある場合に用いられ、モータバルブＶ１、モータバルブＶ２が「閉」、排出バルブ４９Ｖが「開」に設定され、モータバルブＶ３、モータバルブＶ６が開度制御されて冷水Ｃと常温水Ｊとが混合されて温度調整された熱媒体Ｍがノズル３０より噴射されるようになっている。
この実施形態において、自動運転による第２の冷水排出解凍工程（Ｓ２１２）は、例えば、品温センサＴ１によって検出されるパック食材Ｗの品温（芯温）が予め設定した第２の冷水排出解凍工程（Ｓ２１２）における設定温度（第５の設定温度）に到達することにより終了するようになっている。

また、冷水タンク６２内の冷水Ｃの液位がレベルセンサＬＢにより設定された液位まで低下した場合、流路調整手段７０は、排出バルブ４９Ｖを閉じるとともにモータバルブＶ２を開いて冷水Ｃが冷水循環回路４２を循環するように構成されている。

冷水排出解凍工程（Ｓ２１０）、すなわち第１の冷水排出解凍工程（Ｓ２１１）、第２の冷水排出解凍工程（Ｓ２１２）の作用は以下の通りである。
（１）まず、パック食材Ｗが収納された台車２４を筐体２１内の所定の位置に配置する。
（２）起動スイッチＳＷ１をＯＮにする。
（３）循環ポンプ４２Ｐが駆動されて冷水供給部６０からノズル分配管３２に冷水Ｃが送られノズル３０から噴射される。
（４）ノズル３０から噴射された常温水Ｊは、一旦熱媒体タンク２５に受けられ、その後、熱処理装置１の外に排出される。
（５）パック食材Ｗの品温が所定の温度に到達したら、冷水排出解凍工程（２１０）を終了する。

[第１の冷水循環解凍工程（Ｓ２２１）]
第１の冷水循環解凍工程（Ｓ２２１）は、ノズル３０から噴射した熱媒体Ｍを熱媒体タンク２５で受けて主循環回路４１を循環させながら解凍するようになっており、モータバルブＶ１が「開」、モータバルブＶ２、排出バルブ４９Ｖが「閉」とされるとともに、モータバルブＶ３、モータバルブＶ４が開度制御されて冷水Ｃ又は冷水Ｃと常温水Ｊとが混合されて温度調整された熱媒体Ｍが熱媒体循環回路４０に供給されるようになっている。

この実施形態において、自動運転による第１の冷水循環解凍工程（Ｓ２２１）は、例えば、品温センサＴ１によって検出されるパック食材Ｗの品温（芯温）が予め設定した第１の冷水循環解凍工程（Ｓ２２１）における設定温度（第６の設定温度）に到達することにより終了するようになっている。

第１の冷水循環解凍工程（Ｓ２２１）における熱媒体Ｍの温度調整は、噴射温度測定センサＴ３による熱媒体Ｍの測定値に基づいて行なわれ、冷水供給部６０から供給される冷水Ｃの供給量及び給水装置５２から供給される常温水Ｊの供給量、加熱部５１による熱媒体Ｍの加熱制御により行なわれる。加熱部５１による温度調整が可能であるため、大きな熱量を投入して低温に凍結されたパック食材Ｗを効率的に解凍可能である。
なお、例えば、噴射温度測定センサＴ３に代えてタンク水温センサＴ２により熱媒体Ｍの温度を測定し、その結果に基づいて熱媒体Ｍを温度調整する構成としてもよい。

[第２の冷水循環解凍工程（Ｓ２２２）]
第２の冷水循環解凍工程（Ｓ２２２）は、ノズル３０から噴射した熱媒体Ｍを熱媒体タンク２５で受けて冷水循環回路４２を循環させながら解凍するようになっており、モータバルブＶ１、排出バルブ４９Ｖが「閉」とされるとともに、モータバルブＶ２、モータバルブＶ３、モータバルブＶ６が開度制御されて冷水Ｃ又は冷水Ｃと常温水Ｊとが混合されて温度調整された熱媒体Ｍがノズル３０より噴射されるようになっている。

この実施形態において、自動運転による第２の冷水循環解凍工程（Ｓ２２２）は、例えば、品温センサＴ１によって検出されるパック食材Ｗの品温（芯温）が予め設定した第２の冷水循環解凍工程（Ｓ２２２）における設定温度（第７の設定温度）に到達することにより終了するようになっている。

第２の冷水循環解凍工程（Ｓ２２２）における熱媒体Ｍの温度調整は、噴射温度測定センサＴ３による熱媒体Ｍの測定値に基づいて行なわれ、冷水供給部６０から供給される冷水Ｃの供給量及び給水装置５２から供給される常温水Ｊの供給量、加熱部５１にる熱媒体Ｍの加熱制御により行なわれる。なお、例えば、噴射温度測定センサＴ３に代えてタンク水温センサＴ２により熱媒体Ｍの温度を測定し、その結果に基づいて熱媒体Ｍを温度調整する構成としてもよい。

常温水循環解凍工程（Ｓ２２０）、すなわち第１の冷水循環解凍工程（Ｓ２２１）、第２の冷水循環解凍工程（Ｓ２２２）の作用は以下の通りである。
（１）まず、パック食材Ｗが収納された台車２４を筐体２１内の所定の位置に配置する。
（２）起動スイッチＳＷ１をＯＮにする。
（３）モータバルブＶ３が「開」とされるとともに循環ポンプ４２Ｐが駆動されて、冷水供給部６０からノズル分配管３２に冷水Ｃが送られノズル３０から噴射される。
（４）レベルセンサＬＡにより検出される熱媒体タンク２５内の熱媒体Ｍが所定の水位に到達したら、モータバルブＶ３を閉じるとともに冷水供給部６０による給水を停止する。なお、冷水供給部６０から給水装置５２からの給水中に、常温水Ｊを加熱部５１により加温、温度調整してもよい。
（５）次に、循環ポンプ４１Ｐが駆動されて熱媒体循環回路４０を経由してノズル分配管３２に送られた熱媒体Ｍがノズル３０から噴射される。
（６）ノズル３０から噴射された熱媒体Ｍはパック食材Ｗと接触してパック食材Ｗを加温した後熱媒体タンク２５に受けられ、熱媒体循環回路４０を循環する。
熱媒体Ｍを循環させる熱媒体循環回路４０として、第１の冷水循環解凍工程（Ｓ２２１）の場合には主循環回路４１が用いられ、第２の冷水循環解凍工程（Ｓ２２２）の場合には、熱媒体循環回路４０として主循環回路４１が用いられる。
（７）噴射温度測定センサＴ３により検出される熱媒体Ｍが設定温度よりも低い場合には、モータバルブＶ３、モータバルブＶ５を開度制御して主循環回路４１に供給する冷水Ｃの流量及び熱媒体タンク２５に供給する常温水Ｊの流量を調整し、又は蒸気供給バルブ５１Ｖを開度調整して熱媒体タンク２５内に蒸気を注入することにより加温する。
冷水循環解凍工程（Ｓ２２０）において注入した蒸気の凝縮、及び冷水供給部６０、給水装置５２から給水することによる熱媒体Ｍの容積増加はオーバーフロー配管２５Ａを経由して排出され、熱媒体タンク２５内の熱媒体Ｍの液位が維持される。
（８）パック食材Ｗの芯温が所定の設定温度に到達したら、常温水循環解凍工程（Ｓ２２０）を終了する。

また、冷水循環解凍工程（Ｓ２２０）において、レベルセンサＬＡにより検出される熱媒体Ｍの液位が、設定下限以下になった場合には、冷水供給部６０、給水装置５２から給水される。

この実施の形態において、連続解凍工程（Ｓ３００）における常温水解凍工程（Ｓ１００）及び冷水解凍工程（Ｓ２００）の具体的な動作は、設定スイッチＳＷ２により設定され、その場合に、例えば、熱媒体Ｍを大きな熱量により加熱可能な解凍工程により粗解凍し、その後、パック食材Ｗと設定温度（例えば、目標解凍温度）との温度差が小さくなってから精度の高い温度調整を行なうように解凍工程の順序を設定してもよい。
また、連続解凍工程（Ｓ３００）において、常温水解凍工程（Ｓ１００）で用いた熱媒体Ｍが熱媒体タンク２５内に残っている場合には、熱媒体Ｍを熱媒体循環回路４０外に排出バルブ４９Ｖ経由で加圧排出させる構成としてもよい。

この実施形態に係る熱処理装置１によれば、ノズル３０から熱媒体Ｍを噴射して大気圧で解凍することができるので、解凍対象がパック食材Ｗ等、真空解凍が難しい場合であっても効率的に解凍することができる。
また、熱媒体Ｍを所定の温度に温度調整することができるようになっているので、パック食材Ｗを正確に設定温度（例えば、目標解凍温度）に解凍することができる。
また、冷水解凍工程（Ｓ２００）が設けられ、冷水Ｃを用いた解凍を行うことができるので、パック食材Ｗの品温が目標解凍温度に接近し温度差が小さくなった場合に、目標解凍温度よりわずかに高い温度の熱媒体Ｍを供給してパック食材Ｗを効率的かつ安定的に目標解凍温度に解凍することができる。
また、熱媒体が熱媒体タンクに貯留可能であるので、安定した温度調整が可能であり、また、解凍に用いる水を削減することができる。

また、殺菌剤供給部５５が設けられ熱媒体Ｍに自動で殺菌剤を付与することができるようになっているので、ノズル３０から噴射した熱媒体Ｍによりパック食材Ｗの表面に付着した液汁、細菌等を殺菌洗浄し、解凍後のパック食材Ｗの殺菌を不要とすることができる。
また、熱媒体タンク２５及び熱媒体循環回路４０内への細菌等の付着、繁殖を抑制することができる。

なお、この発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能である。
例えば、上記実施の形態においては、熱処理装置１が、冷水供給部６０を備える場合について説明したが、常温水Ｊによる解凍のみを行う冷水供給部６０を備えない構成としてもよい。
また、殺菌剤供給部５５が熱媒体タンク２５内に殺菌剤を注入するように構成されている場合について説明したが、殺菌剤供給部５５が設けられていない構成としてもよい。

また、加熱部５１が、蒸気供給バルブ５１Ｖを開いて蒸気を熱媒体タンク２５内の熱媒体Ｍに直接供給する場合について説明したが、例えば、熱媒体Ｍを加熱用蒸気により熱交換器を介して加熱し、又は加熱ヒータを用いて加熱する構成としてもよい。

なお、上記実施の形態においては、熱処理装置１が、品温センサＴ１を有し、品温センサＴ１により測定されるパック食材Ｗの芯温が所定の設定温度に到達した場合に各工程が終了する場合について説明したが、品温センサＴ１に代えて、熱媒体Ｍがノズル３０からの噴射される時間を測定する噴射時間タイマ（図示せず）を備え、噴射時間タイマのカウントによりする構成としてもよいし、又品温が所定温度に到達した後に噴射時間タイマがカウントするように協働して作用する構成としてもよい。

また、上記実施の形態においては、温度調整に用いられるモータバルブＶ１〜Ｖ６が開度制御される場合について説明したが、これらモータバルブをＯＮ−ＯＦＦ制御とする構成としてもよい。

なお、上記実施の形態においては、連続解凍工程（Ｓ３００）が常温水解凍工程（Ｓ１００）から冷水解凍工程（Ｓ２００）に移行する場合について説明したが、例えば、常温排出解凍工程（Ｓ１１０）の後に常温循環解凍工程（Ｓ１２０）、冷水循環解凍工程（Ｓ２２０）を設ける等、常温水解凍工程（Ｓ１００）及び冷水解凍工程（Ｓ２００）の選択及び順序を、例えば、プログラムコントローラにより任意に設定可能とし、又はこれらを人手によって設定する半自動運転としてもよい。
また、冷水循環工程（Ｓ２００）において、冷水Ｃと常温水Ｊとを混合して熱媒体Ｍの温度調整を行なう場合について説明したが、冷水Ｃのみを供給可能な構成としてもよい。

また、上記実施の形態においては、解凍する対象物がパック食材Ｗの場合について説明したが、パック食材Ｗに代えて、例えば、冷凍肉、冷凍魚、冷凍野菜等に熱媒体Ｍを噴射して解凍することも可能である。

また、上記実施の形態においては、熱処理装置１が、解凍機能のみを備えている場合について説明したが、解凍機能に加えて加熱機能と冷却機能のいずれか一方又は双方を備えた構成としてもよい。
また、上記実施の形態においては、給水装置５２が軟水装置５３を備えていて軟水化された軟水を常温水Ｊとして給水する場合について説明したが、軟水装置５３を備えない構成の給水装置５２を用いることも可能である。

本発明の一実施形態に係る熱処理装置の概略構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る熱処理装置の内部を正面から見た図である。 本発明の一実施形態に係る熱処理装置の図２におけるＸ−Ｘ視した横断面図である。 本発明の一実施形態に係る熱処理装置の制御部の概略を示す図である。 本発明の一実施形態に係る熱処理装置の解凍工程制御の類型を示す図である。

符号の説明

Ｃ 冷水（熱媒体）
Ｊ 常温水（熱媒体）
Ｍ 熱媒体
Ｗ パック食材（対象物）
Ｔ２ タンク水温センサ
Ｔ３ 噴射温度測定センサ
１ 熱処理装置
２１ 筐体
２５ 熱媒体タンク
３０ ノズル
４０ 熱媒体循環回路
５０ 温度調整手段
５１ 加熱部
５２ 給水装置
６０ 冷水供給部
６２ 冷水タンク
６５ 冷水用給水器
６４ 冷却装置
７０ 流路調整手段

Claims (3)

1. 対象物が収納可能とされた筐体と、
   前記筐体内部に配置され、前記対象物に熱媒体を噴射するノズルとを備えた熱処理装置であって、
   前記筐体の下部に配置され前記ノズルから噴射された前記熱媒体を受けるとともに貯留する熱媒体タンクと、
   前記熱媒体タンク内に貯留された前記熱媒体を前記ノズルに循環させる熱媒体循環回路と、
   温度調整手段とを備え、
   前記温度調整手段は、
   前記熱媒体タンク又は前記熱媒体循環回路に配置され、前記熱媒体を加熱する加熱部と、
   前記熱媒体タンク又は前記熱媒体循環回路に水を供給する給水装置と、
   前記ノズルに冷水を供給する冷水供給部と、
   前記冷水供給部と前記熱媒体循環回路の少なくともいずれか一方を前記ノズルに接続する流路調整手段と、を有し、
   前記熱媒体の温度に基づいて、前記加熱部による加熱と、前記給水装置による給水と、前記流路調整手段による前記冷水供給部からの冷水の供給及び前記循環回路による熱媒体の循環と、を行うことにより前記熱媒体の温度を調整するように構成されていることを特徴とする熱処理装置。
2. 前記温度調整手段は、
   前記熱媒体タンク内の熱媒体の温度を検出するタンク水温センサと、前記ノズルから噴射される熱媒体の温度を測定する噴射温度測定センサの少なくともいずれか一方を有し、
   前記センサにより前記熱媒体の温度を測定することを特徴とする請求項１に記載の熱処理装置。
3. 前記冷水供給部は、
   前記冷水が貯留可能とされた冷水タンクと、
   前記冷水タンクに冷水を供給する冷水用給水器と、
   前記冷水タンク内に貯留された冷水を冷却する冷却装置とを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の熱処理装置。

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