JP6394299B2 - 真空冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、食材を収容した処理槽内を減圧して、食材を真空冷却する真空冷却装置に関するものである。

真空冷却装置は、周知のとおり、処理槽内の気体を外部へ吸引排出して処理槽内を減圧することで、処理槽内の飽和蒸気温度を低下させ、処理槽内の食材からの水分蒸発を促し、その気化潜熱により食材の冷却を図る装置である。

従来の真空冷却装置では、処理槽内を減圧する手段として、水封式真空ポンプが広く用いられているが、水の使用量が多くなるという不都合がある。ドライ真空ポンプを用いれば、水の使用を控えることができる上、同じ電気容量で水封式真空ポンプよりも排気能力を大きくできるが、食材からの蒸気を吸い込まないように対策を講じる必要があり、真空冷却装置に使用されているケースは少ない。

また、従来の真空冷却装置では、減圧初期の粗引き時間が長くなるという不都合もある。たとえば、品温８０℃の食材を真空冷却する場合、品温相当の飽和蒸気圧力（ここでは４７４ｈＰａ）以下まで減圧することで食材は冷却され始めるので、その圧力まで大気圧（１０１３ｈＰａ）から下げる粗引き時間は短いほど好ましい。

粗引き時間を短縮できる真空冷却装置として、従来、下記特許文献１に開示されるものが知られている。この真空冷却装置は、被冷却物を収容する冷却室（２）と、この冷却室（２）内を真空吸引する真空吸引手段（４）と、冷却室（２）および真空吸引手段（４）に対して連通または遮断自在に接続される蓄負圧室（５）とを備える。この真空冷却装置では、蓄負圧室（５）を真空吸引手段（４）で減圧する予備工程と、真空吸引手段（４）および蓄負圧室（５）により冷却室（２）を減圧する冷却工程とを順次に実行する。冷却工程では、冷却室（２）を真空吸引手段（４）および蓄負圧室（５）の双方で減圧する第一冷却工程と、冷却室（２）を真空吸引手段（４）のみで減圧する第二冷却工程とを順次に実行する。

特開２００６−４６７１９号公報（特許請求の範囲、図１）

しかしながら、従来技術では、減圧初期の粗引き時、第一冷却工程として、処理槽（冷却室２）内を、処理槽減圧手段（真空吸引手段４）と負圧タンク（蓄負圧室５）との双方で減圧する。負圧タンクは、予め相当程度まで減圧されているので、処理槽減圧手段と併用しても、処理槽減圧手段による減圧が有効に機能しないおそれがある。また、減圧初期の粗引き時、負圧タンクによる減圧を、処理槽減圧手段による減圧と併用すると、処理槽に対する負圧タンクの切り離しタイミング（第二電磁弁１６の閉鎖タイミング）を適切に制御するのが難しい。処理槽から負圧タンクを切り離すのが早いと、負圧タンクの負圧を有効に利用できないし、逆に、処理槽から負圧タンクを切り離すのが遅いと、処理槽減圧手段が負圧タンクをも減圧しなければならない状況になり、処理槽減圧手段による減圧負荷を増すことになる。

また、従来技術では、処理槽（冷却室２）と負圧タンク（蓄負圧室５）とを減圧する減圧手段（真空吸引手段４）には、水封式真空ポンプが用いられている。そのため、前述したとおり、封水が必要であるから水の使用量が増し、また、同じ電気容量ならドライ真空ポンプよりも排気能力が劣るという不都合もある。かといって、ドライ真空ポンプは、食材からの蒸気を吸い込むことができないので、ドライ真空ポンプを用いる場合には、蒸気吸入防止対策が必要となる。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、ドライ真空ポンプを用いて水の使用量を削減でき、また、減圧初期の粗引きを効率的に実施して粗引き時間を短縮できる真空冷却装置を提供することにある。

本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、食材が収容される処理槽と、この処理槽と連通弁を介して接続される負圧タンクと、前記処理槽内の気体を外部へ吸引排出して、前記処理槽内を減圧する処理槽減圧手段と、減圧された前記処理槽内へ外気を導入して、前記処理槽内を復圧する処理槽復圧手段と、前記負圧タンクと遮断弁を介して接続されるドライ真空ポンプを備えて構成され、前記負圧タンク内の気体を外部へ吸引排出して、前記負圧タンク内を減圧する負圧タンク減圧手段と、減圧された前記負圧タンク内へ外気を導入して、前記負圧タンク内を復圧する負圧タンク復圧手段と、前記負圧タンクから排水する負圧タンク排水手段と、前記各手段を制御して、前記処理槽内の食材の真空冷却を図る制御手段とを備え、前記制御手段は、以下の各（ａ）〜（ｃ）の工程を順次に実行することを特徴とする真空冷却装置である。
（ａ）前記連通弁を閉じると共に前記遮断弁を開いた状態で、前記負圧タンク減圧手段により前記負圧タンク内を設定圧力まで減圧する準備工程。
（ｂ）前記遮断弁を閉じると共に前記連通弁を開いた状態で、前記処理槽減圧手段を作動させることなく、前記負圧タンク内の負圧により前記処理槽内を減圧する第一冷却工程。
（ｃ）前記連通弁を閉じた状態で、前記処理槽減圧手段により前記処理槽内をさらに減圧する第二冷却工程。

請求項１に記載の発明によれば、負圧タンク減圧手段により負圧タンク内を予め減圧しておき、その負圧を用いて処理槽内を減圧できるので、処理槽内の減圧初期の粗引き時間を短縮することができる。また、負圧タンクは、連通弁を介して処理槽と接続される一方、遮断弁を介して負圧タンク減圧手段に接続されるので、各弁を制御することで、処理槽との連通を遮断した状態で負圧タンク減圧手段により負圧タンク内を減圧できる一方、負圧タンク減圧手段との連通を遮断した状態で負圧タンク内の負圧を用いて処理槽内を減圧できる。また、負圧タンクにより処理槽内を減圧することで、処理槽内の食材からの蒸気が負圧タンクに流入しても、負圧タンク復圧手段により負圧タンク内を復圧して蒸気を凝縮させ、負圧タンク排水手段により凝縮水を外部へ排水できる。従って、負圧タンク減圧手段のドライ真空ポンプへの蒸気の流入を防止しつつ、負圧タンク内の減圧を図ることができる。ドライ真空ポンプを用いることで、水の使用量を削減でき、負圧タンク内の減圧も迅速に行える。

請求項１に記載の発明によれば、準備工程において、負圧タンク減圧手段により負圧タンク内を減圧する際、連通弁を閉じておくことで、処理槽内の食材からの蒸気が負圧タンク減圧手段に流入するのを防止できる。また、第一冷却工程において、負圧タンク内の負圧により処理槽内を減圧する際、遮断弁を閉じておくことで、処理槽内の食材からの蒸気が負圧タンク減圧手段に流入するのを防止できる。このようにして、負圧タンク減圧手段のドライ真空ポンプへの蒸気の流入を防止することができる。

また、準備工程において予め負圧タンク内を減圧しておき、その負圧タンク内の負圧を用いて第一冷却工程において処理槽内を減圧できるので、減圧初期の粗引き時間を短縮することができる。その後、第二冷却工程において、処理槽減圧手段により処理槽内をさらに減圧して、食材を所望の温度まで真空冷却することができる。この際、連通弁を閉じておくことで、処理槽減圧手段が負圧タンクをも減圧しなければならない状況になるのが防止される。

さらに、第一冷却工程では、負圧タンク内の負圧のみで処理槽内を減圧するので、処理槽減圧手段を無駄に作動させるおそれがなく、減圧初期の粗引きを効率的に実施することができる。また、減圧初期の粗引き時、負圧タンクによる減圧を、処理槽減圧手段による減圧と併用しないので、処理槽に対する負圧タンクの切り離しタイミング（連通弁の閉鎖タイミング）を適切に制御するのも容易である。

請求項２に記載の発明は、前記第二冷却工程中、前記負圧タンク内を前記負圧タンク復圧手段により一旦復圧すると共に、前記負圧タンク排水手段により前記負圧タンクから排水した後、次回の真空冷却運転に備えて、前記準備工程を実行することを特徴とする請求項１に記載の真空冷却装置である。

請求項２に記載の発明によれば、第二冷却工程中、次回の真空冷却運転に備えて、負圧タンク内を減圧する準備工程を並行して実施することができる。しかも、その際、負圧タンク内を負圧タンク復圧手段により一旦復圧することで蒸気を凝縮させ、その凝縮水を負圧タンク排水手段により外部へ排水した後、負圧タンク減圧手段により負圧タンク内を減圧するので、負圧タンク減圧手段のドライ真空ポンプへの蒸気の流入を確実に防止することができる。

さらに、請求項３に記載の発明は、前記処理槽減圧手段は、前記処理槽からの排気路に、蒸気エゼクタ、蒸気凝縮用熱交換器および水封式真空ポンプを順に備えて構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の真空冷却装置である。

請求項３に記載の発明によれば、処理槽減圧手段として、蒸気エゼクタ、蒸気凝縮用熱交換器および水封式真空ポンプを用いて、処理槽内を直接に減圧することができる。

本発明の真空冷却装置によれば、ドライ真空ポンプを用いて水の使用量を削減でき、また、減圧初期の粗引きを効率的に実施して粗引き時間を短縮することができる。

本発明の一実施例の真空冷却装置を示す概略図である。 図１の真空冷却装置の運転状態を示す概略図であり、準備工程を示している。 図１の真空冷却装置の運転状態を示す概略図であり、第一冷却工程を示している。 図１の真空冷却装置の運転状態を示す概略図であり、第二冷却工程を示している。

以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例の真空冷却装置１を示す概略図である。

本実施例の真空冷却装置１は、冷却を図りたい食材（食品を含む）が収容される処理槽２と、この処理槽２と連通弁３を介して接続される負圧タンク４と、処理槽２内の気体を外部へ吸引排出して処理槽２内を減圧する処理槽減圧手段５と、減圧された処理槽２内へ外気を導入して処理槽２内を復圧する処理槽復圧手段６と、負圧タンク４内の気体を外部へ吸引排出して負圧タンク４内を減圧する負圧タンク減圧手段７と、減圧された負圧タンク４内へ外気を導入して負圧タンク４内を復圧する負圧タンク復圧手段８と、負圧タンク４から排水する負圧タンク排水手段９と、前記各手段５〜９を制御して処理槽２内の食材の真空冷却を図る制御手段（図示省略）とを備える。

処理槽２は、内部空間の減圧に耐える中空構造とされ、扉で開閉可能とされる。典型的には、処理槽２は、略矩形の中空ボックス状に形成され、扉で開閉可能とされる。扉を開けることで、処理槽２に食材を出し入れすることができ、扉を閉じることで、処理槽２の開口部を気密に閉じることができる。

負圧タンク４は、内部空間の減圧に耐える中空容器である。処理槽２には食材が収容されるが、負圧タンク４には食材は収容されない。負圧タンク４内の容積は、処理槽２内の容積と同じでもよいし、異なってもよい。本実施例では、負圧タンク４内の容積は、処理槽２内の容積と同じであるとして説明する。

処理槽２と負圧タンク４とは、連通路１０で接続され、この連通路１０には、連通弁３が開閉可能に設けられる。連通弁３の開閉を切り替えることで、処理槽２と負圧タンク４との連通の有無を切り替えることができる。

処理槽減圧手段５は、処理槽２内の気体（空気や蒸気）を外部へ吸引排出して、処理槽２内を減圧する手段である。処理槽減圧手段５は、その構成を特に問わないが、本実施例では、処理槽２からの排気路１１に、蒸気エゼクタ１２、蒸気凝縮用熱交換器１３、逆止弁１４および水封式真空ポンプ１５が順に設けられて構成される。

蒸気エゼクタ１２は、吸引口１２ａが処理槽に接続されて設けられ、入口１２ｂから出口１２ｃへ向けて、エゼクタ給蒸路１６からの蒸気がノズルで噴出可能とされる。入口１２ｂから出口１２ｃへ向けて蒸気を噴出させることで、処理槽２内の気体も吸引口１２ａを介して出口１２ｃへ吸引排出される。エゼクタ給蒸路１６に設けたエゼクタ給蒸弁１７の開閉を操作することで、蒸気エゼクタ１２の作動の有無を切り替えることができる。

蒸気凝縮用熱交換器１３は、排気路１１内の流体とその冷却水とを混ぜることなく熱交換する間接熱交換器である。蒸気凝縮用熱交換器１３の通水路１８には、熱交通水弁１９が設けられており、この熱交通水弁１９を開けることで、蒸気凝縮用熱交換器１３に通水することができる。蒸気凝縮用熱交換器１３に通水することで、蒸気凝縮用熱交換器１３において、排気路１１内の蒸気を冷却水により冷却して凝縮させることができる。なお、熱交通水弁１９は、蒸気凝縮用熱交換器１３への給水路（入口側通水路）と、蒸気凝縮用熱交換器１３からの排水路（出口側通水路）との内、いずれに設けられてもよい。

水封式真空ポンプ１５は、周知のとおり、封水と呼ばれる水が供給されつつ運転される。水封式真空ポンプ１５への給水路２０には、封水給水弁２１が設けられており、この封水給水弁２１を開けることで、水封式真空ポンプ１５に給水することができる。封水給水弁２１の開閉は、水封式真空ポンプ１５の発停と連動する。封水給水弁２１を開けた状態で水封式真空ポンプ１５を作動させると、水封式真空ポンプ１５は、蒸気凝縮用熱交換器１３の側から流体を吸引して排出する。

なお、蒸気凝縮用熱交換器１３への通水および水封式真空ポンプ１５への封水として、常温水の他、冷水（チラーで冷却した水）を供給可能としてもよい。その際、常温水と冷水とを切り替えて供給可能とするのが好ましい。

処理槽復圧手段６は、減圧された処理槽２内へ外気を導入して、処理槽２内を復圧する手段である。処理槽復圧手段６は、処理槽２への給気路２２に、エアフィルタ２３および処理槽復圧弁２４が順に設けられて構成される。処理槽２内が減圧された状態で、処理槽復圧弁２４を開くと、外気がエアフィルタ２３を介して処理槽２内へ導入され、処理槽２内を復圧することができる。

負圧タンク減圧手段７は、負圧タンク４内の気体（空気）を外部へ吸引排出して、負圧タンク４内を減圧する手段である。負圧タンク減圧手段７は、ドライ真空ポンプ２５を備えて構成される。具体的には、負圧タンク４からの排気路２６には、遮断弁２７を介して、ドライ真空ポンプ２５が設けられている。遮断弁２７を開けた状態で、ドライ真空ポンプ２５を作動させると、負圧タンク４内の気体をドライ真空ポンプ２５により吸引排出して、負圧タンク４内を減圧することができる。なお、ドライ真空ポンプ２５は、周知のとおり、封水や油などの液体を用いることなく運転される。

負圧タンク復圧手段８は、減圧された負圧タンク４内へ外気を導入して、負圧タンク４内を復圧する手段である。負圧タンク復圧手段８は、負圧タンク４への給気路２８に、エアフィルタ２９および負圧タンク復圧弁３０が順に設けられて構成される。負圧タンク４内が減圧された状態で、負圧タンク復圧弁３０を開くと、外気がエアフィルタ２９を介して負圧タンク４内へ導入され、負圧タンク４内を復圧することができる。

負圧タンク排水手段９は、負圧タンク４内に生じた蒸気の凝縮水を、外部へ排水する手段である。負圧タンク排水手段９は、負圧タンク４からの排水路３１に、負圧タンク排水弁３２が設けられて構成される。負圧タンク４内が大気圧下にある状態で、負圧タンク排水弁３２を開くと、負圧タンク４内から外部へ排水することができる。

ところで、処理槽２には、処理槽圧力センサ３３と品温センサ（図示省略）とが設けられている。処理槽圧力センサ３３は、処理槽２内の圧力を検出し、品温センサは、処理槽２内に収容された食材の温度（品温）を検出する。一方、負圧タンク４には、負圧タンク圧力センサ３４が設けられている。負圧タンク圧力センサ３４は、負圧タンク４内の圧力を検出する。

制御手段は、前記各センサ３３，３４の検出信号や経過時間などに基づき、前記各手段５〜９などを制御する制御器（図示省略）である。具体的には、連通弁３、エゼクタ給蒸弁１７、熱交通水弁１９、水封式真空ポンプ１５、封水給水弁２１、処理槽復圧弁２４、ドライ真空ポンプ２５、遮断弁２７、負圧タンク復圧弁３０、負圧タンク排水弁３２の他、処理槽圧力センサ３３、品温センサ（図示省略）、負圧タンク圧力センサ３４などは、制御器に接続されている。そして、制御器は、所定の手順（プログラム）に従い、処理槽２内の食材の真空冷却を図る。以下、真空冷却装置１の運転方法の一例について説明する。

本実施例の真空冷却装置１は、準備工程、第一冷却工程、第二冷却工程および真空解除工程を順に実行する。以下、図２から図４に基づき、各工程について説明する。

図２から図４は、本実施例の真空冷却装置１の運転状態を順に示す概略図であり、図２は準備工程、図３は第一冷却工程、図４は第二冷却工程を示している。なお、これら各図において、各弁は、白色が開放状態を示しており、黒色が閉鎖状態を示している。

真空冷却装置１の運転に先立って、処理槽２内に食材を収容して、処理槽２の扉を気密に閉じる。その後、制御器に運転開始を指示すると、真空冷却装置１は、準備工程、第一冷却工程、第二冷却工程および真空解除工程を順に実行する。但し、処理槽２への食材の収容は、準備工程前に限らず、第一冷却工程前であれば、準備工程中または準備工程後であってもよい。

≪準備工程≫
準備工程では、連通弁３を閉じると共に遮断弁２７を開いた状態で、負圧タンク減圧手段７により負圧タンク４内を設定圧力（たとえば１ｈＰａ）まで減圧する。具体的には、図２に示すように、遮断弁２７を開けた状態で、ドライ真空ポンプ２５を作動させて、負圧タンク４内を減圧する。負圧タンク圧力センサ３４の検出圧力が設定圧力以下になれば、遮断弁２７を閉じると共にドライ真空ポンプ２５を停止して、次工程へ移行する。なお、図２から明らかなとおり、準備工程では、遮断弁２７以外の各弁は閉鎖状態にある。また、処理槽２内は、大気圧（１０１３ｈＰａ）とされる。

≪第一冷却工程≫
第一冷却工程では、遮断弁２７を閉じると共に連通弁３を開いた状態で、処理槽減圧手段５を作動させることなく、負圧タンク４内の負圧により処理槽２内を減圧する。具体的には、準備工程の終了に伴い、全ての弁が閉じられた状態から、図３に示すように、連通弁３を開いて、負圧タンク４と処理槽２とを連通させればよい。これにより、負圧タンク４内の負圧により処理槽２内が減圧される一方、負圧タンク４内はある程度まで復圧される。このようにして、負圧タンク４内の負圧を用いて、処理槽２内を一気に減圧でき、負圧タンク４内と処理槽２内とが均一の圧力になる。

本実施例では、負圧タンク４内の容積は処理槽２内の容積と同等とされているので、準備工程において、負圧タンク４内がたとえば１ｈＰａ、処理槽２内が大気圧（１０１３ｈＰａ）であるとすると、第一冷却工程において、連通弁３を開くことで、負圧タンク４内および処理槽２内をそれぞれ約５００ｈＰａにすることができる。

連通弁３の開放後、設定タイミングにおいて、連通弁３を閉じて、次工程へ移行する。この設定タイミングとしては、典型的には、連通弁３の開放から設定時間経過後（具体的には負圧タンク４内と処理槽２内とが同等圧力になるまでの時間経過後）とされるが、場合により、処理槽２内が所定圧力以下になるか、負圧タンク４内が所定圧力以上になるまでとされる。

≪第二冷却工程≫
第二冷却工程では、連通弁３を閉じた状態で、処理槽減圧手段５により処理槽２内をさらに減圧する。具体的には、第一冷却工程の終了に伴い、全ての弁が閉じられた状態から、図４に示すように、蒸気エゼクタ１２、蒸気凝縮用熱交換器１３および水封式真空ポンプ１５を用いて、処理槽２内をさらに減圧して、処理槽２内の食材を所望の温度まで真空冷却する。但し、蒸気エゼクタ１２の作動タイミング、蒸気凝縮用熱交換器１３への通水タイミング、および水封式真空ポンプ１５の作動タイミングは、互いに異なってもよく、本実施例では、たとえば、次のように制御される。

まず、エゼクタ給蒸弁１７および熱交通水弁１９を閉じたまま、封水給水弁２１を開いた状態で、水封式真空ポンプ１５を作動させる。これにより、蒸気エゼクタ１２を作動させず、また蒸気凝縮用熱交換器１３に通水しない状態で、水封式真空ポンプ１５により処理槽２内の減圧を開始する。

その後、蒸気凝縮用熱交換器１３の出口側の凝縮水温度が通水開始温度（たとえば５０℃）を超えると、熱交通水弁１９を開いて、蒸気凝縮用熱交換器１３に通水する。また、蒸気凝縮用熱交換器１３への通水および水封式真空ポンプ１５への封水として、常温水と冷水とを切替可能な場合には、まずはそれぞれに常温水を供給し、設定タイミングで冷水に切り替える。具体的には、品温センサの検出温度がチラー切替温度（たとえば６０℃）以下になると、蒸気凝縮用熱交換器１３への通水および水封式真空ポンプ１５への封水を、常温水から冷水に切り替える。

その後、品温センサの検出温度がエゼクタ作動温度（たとえば３０℃）以下になるか、および／または、処理槽圧力センサ３３の検出圧力がエゼクタ作動圧力（たとえば４５ｈＰａ）以下になると、エゼクタ給蒸弁１７を開いて、蒸気エゼクタ１２を作動させる。これにより、処理槽２内をさらに減圧することが可能となる。

その後、品温センサの検出温度が冷却目標温度（たとえば８℃）になるなど、所定の終了条件を満たせば、エゼクタ給蒸弁１７、熱交通水弁１９および封水給水弁２１を閉じて、水封式真空ポンプ１５を停止し、次工程へ移行する。

なお、本実施例では、処理槽減圧手段５により、たとえば１０ｈＰａまで処理槽２内を減圧可能とされる。また、第二冷却工程では、処理槽復圧弁２４の開度を調整してもよく、その場合、処理槽２内の圧力を所望に低下させ、処理槽２内の食材を徐冷することができる。このような徐冷制御は、第一冷却工程では実施しないが、場合により第一冷却工程でも実施してもよい。

≪真空解除工程≫
真空解除工程では、処理槽復圧手段６を用いて、処理槽２内を大気圧まで復圧する。具体的には、処理槽復圧弁２４を開いて、処理槽２内を大気圧まで復圧する。この際、処理槽復圧弁２４の開度を調整することで、処理槽２内を徐々に復圧することができる。このようにして、処理槽２内を大気圧まで復圧した後、処理槽２の扉を開けて、処理槽２から冷却後の食材を取り出すことができる。

以上の一連の真空冷却運転の終了後、所望により、他の食材を処理槽２内に収容して、上述したのと同様の真空冷却運転を実行することができる。食材を入れ替えて真空冷却運転を繰り返す場合、処理槽２において第一冷却工程の終了後、負圧タンク４において次回の真空冷却運転に備えて、準備工程を実行することができる。つまり、第二冷却工程中、さらには必要に応じてその後の真空解除工程中や食材入替中などには、図４に示すように、負圧タンク４内を負圧タンク復圧手段８により一旦復圧すると共に、負圧タンク排水手段９により負圧タンク４から排水した後、次回の真空冷却運転に備えて、準備工程を実行することができる。

具体的には、第一冷却工程の終了後、負圧タンク４では、連通弁３および遮断弁２７を閉じた状態で、まずは、負圧タンク復圧弁３０を開いて、負圧タンク４内を大気圧まで復圧する。第一冷却工程において、処理槽２内の食材からの蒸気（真空蒸気）が負圧タンク４内に流入しても、負圧タンク４を大気圧まで復圧することで、凝縮させることができる。そして、負圧タンク排水弁３２を開けば、蒸気の凝縮水を外部へ排水することができる。

その後、負圧タンク復圧弁３０および負圧タンク排水弁３２を閉じる一方、遮断弁２７を開いた状態で、ドライ真空ポンプ２５を作動させて、準備工程を実行すればよい。つまり、負圧タンク４が設定圧力になるまでドライ真空ポンプ２５で減圧して、負圧タンク４が設定圧力以下になれば、遮断弁２７を閉じると共にドライ真空ポンプ２５を停止して、次回の真空冷却運転の第一冷却工程まで待機すればよい。

このようにして、処理槽２において第二冷却工程などを実行中、負圧タンク４において次回の真空冷却運転に備えて準備工程を実施できるので、運転時間の短縮を図ることができる。

本実施例の真空冷却装置１によれば、準備工程において負圧タンク４内を予め減圧しておき、第一冷却工程において負圧タンク４内の負圧を用いて処理槽２内からの粗引きの真空引きを行うことができる。これにより、処理槽２内の減圧時間の短縮を図ることができる。ドライ真空ポンプ２５を用いることで、水の使用量を削減でき、負圧タンク４内の減圧も迅速に行える。

たとえば、水封式真空ポンプ１５の封水使用量が５Ｌ／ｍｉｎであり、従来、処理槽２内を大気圧（１０１３ｈＰａ）から５００ｈＰａまで水封式真空ポンプ（電源周波数５０Ｈｚ）１５のみで減圧するのに約２分要していたとする。これに対し、本実施例の真空冷却装置１によれば、大気圧（１０１３ｈＰａ）から５００ｈＰａまで減圧するのに、水封式真空ポンプ１５を用いない。従って、５Ｌ／ｍｉｎ×２ｍｉｎ＝１０Ｌの水の使用を削減できることになる。

また、負圧タンク減圧手段７としてドライ真空ポンプ２５を用いても、上述のように真空冷却運転を実行することで、ドライ真空ポンプ２５に蒸気を吸い込むことが防止される。つまり、準備工程では、連通弁３を閉じた状態で、ドライ真空ポンプ２５が負圧タンク４を減圧し、第一冷却工程では、遮断弁２７を閉じた状態で、連通弁３を開く上、真空冷却運転を繰り返す場合には、負圧タンク４を復圧して排水した後、準備工程を開始するので、ドライ真空ポンプ２５への蒸気の流入を防止することができる。

さらに、第一冷却工程では、負圧タンク４内の負圧のみで処理槽２内を減圧するので、処理槽減圧手段５を無駄に作動させるおそれがなく、減圧初期の粗引きを効率的に実施することができる。しかも、第一冷却工程では、負圧タンク４による減圧を、処理槽減圧手段５による減圧と併用しないので、第一冷却工程の終了タイミングを適切に制御することができる。

本発明の真空冷却装置１は、前記実施例の構成に限らず、適宜変更可能である。特に、食材が収容される処理槽２と、この処理槽２と連通弁３を介して接続される負圧タンク４と、処理槽２内を減圧する手段（５）と、処理槽２内を復圧する手段（６）と、負圧タンク４内を減圧する手段（７）と、負圧タンク４内を復圧する手段（８）と、負圧タンク４から排水する手段（９）とを備え、負圧タンク４内を減圧する手段として、負圧タンク４に遮断弁２７を介してドライ真空ポンプ２５が接続されており、前記各手段５〜９および前記各弁３，２７を制御して、ドライ真空ポンプ２５への食材蒸気の流入を防止しつつ、負圧タンク４を減圧後、その負圧を用いて処理槽２内を減圧できるのであれば、その他の構成および制御は適宜に変更可能である。

たとえば、前記実施例では、処理槽減圧手段５は、蒸気エゼクタ１２を備えたが、場合により蒸気エゼクタ１２の設置を省略してもよい。また、前記実施例では、蒸気凝縮用熱交換器１３への通水開始タイミングと、水封式真空ポンプ１５への給水開始タイミングとをずらしたが、場合により、蒸気凝縮用熱交換器１３と水封式真空ポンプ１５とへの給水の有無は、同時に切り替えてもよい。

また、前記実施例では、負圧タンク４内の容積を処理槽２内の容積と同一としたが、負圧タンク４内の容積を処理槽２内の容積と異ならせてもよい。たとえば、負圧タンク４内の容積を処理槽２内の容積よりも大きくすることで、第一冷却工程において処理槽２内をさらに減圧可能とできる。それにより、冷却時間のさらなる短縮と、水の使用量の削減を図ることができる。また、第一冷却工程において連通弁３を開くことで、処理槽２内を品温相当の飽和蒸気圧力にまで一気に減圧可能に、負圧タンク４の大きさや減圧レベルを規定しておけば、急減圧による食材の突沸を防止しつつ、冷却時間の短縮と水の使用量削減とを図ることができる。

さらに、真空冷却装置１は、少なくとも真空冷却機能を有すれば足り、場合により処理槽２内の食材の加熱機能を備えていてもよい。

１ 真空冷却装置
２ 処理槽
３ 連通弁
４ 負圧タンク
５ 処理槽減圧手段
６ 処理槽復圧手段
７ 負圧タンク減圧手段
８ 負圧タンク復圧手段
９ 負圧タンク排水手段
１０ 連通路
１１ 排気路
１２ 蒸気エゼクタ
１３ 蒸気凝縮用熱交換器
１５ 水封式真空ポンプ
２５ ドライ真空ポンプ
２７ 遮断弁

Claims (3)

1. 食材が収容される処理槽と、
   この処理槽と連通弁を介して接続される負圧タンクと、
   前記処理槽内の気体を外部へ吸引排出して、前記処理槽内を減圧する処理槽減圧手段と、
   減圧された前記処理槽内へ外気を導入して、前記処理槽内を復圧する処理槽復圧手段と、
   前記負圧タンクと遮断弁を介して接続されるドライ真空ポンプを備えて構成され、前記負圧タンク内の気体を外部へ吸引排出して、前記負圧タンク内を減圧する負圧タンク減圧手段と、
   減圧された前記負圧タンク内へ外気を導入して、前記負圧タンク内を復圧する負圧タンク復圧手段と、
   前記負圧タンクから排水する負圧タンク排水手段と、
   前記各手段を制御して、前記処理槽内の食材の真空冷却を図る制御手段とを備え、
   前記制御手段は、以下の各（ａ）〜（ｃ）の工程を順次に実行する
   ことを特徴とする真空冷却装置。
   （ａ）前記連通弁を閉じると共に前記遮断弁を開いた状態で、前記負圧タンク減圧手段により前記負圧タンク内を設定圧力まで減圧する準備工程。
   （ｂ）前記遮断弁を閉じると共に前記連通弁を開いた状態で、前記処理槽減圧手段を作動させることなく、前記負圧タンク内の負圧により前記処理槽内を減圧する第一冷却工程。
   （ｃ）前記連通弁を閉じた状態で、前記処理槽減圧手段により前記処理槽内をさらに減圧する第二冷却工程。
2. 前記第二冷却工程中、前記負圧タンク内を前記負圧タンク復圧手段により一旦復圧すると共に、前記負圧タンク排水手段により前記負圧タンクから排水した後、次回の真空冷却運転に備えて、前記準備工程を実行する
   ことを特徴とする請求項１に記載の真空冷却装置。
3. 前記処理槽減圧手段は、前記処理槽からの排気路に、蒸気エゼクタ、蒸気凝縮用熱交換器および水封式真空ポンプを順に備えて構成される
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の真空冷却装置。

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