JPH0835754A - 食品冷却装置及び冷却法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被冷却物からの水分等の急激な蒸発による損
傷を、損傷し易い被冷却物についても防ぎつつ、急速に
被冷却物を冷却する。 【構成】 冷却槽１２に真空ポンプ１４の吸気管１５を
連結する。冷却槽１２内の両側壁に、圧縮式冷凍機１６
の蒸発器１８を配設する。制御装置２６は、減圧工程と
減圧状態維持工程を交互に繰り返し行わせつつ冷却槽１
２内を漸次減圧させる。減圧工程では、真空ポンプ１４
を減圧作動させる。減圧状態維持工程では、真空ポンプ
１４を減圧維持状態とすると共に冷凍機１６を吸熱作動
させて冷却槽１２内の食品１０から蒸発した水分等を蒸
発器１８に液滴および／または霜として付着させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷却槽内に収容した水
分含有被冷却物を冷却槽内を減圧して冷却する食品冷却
装置及び冷却法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び解決しようとする課題】真空冷却装置
は、被冷却物の内外における水分の自己蒸発により、被
冷却物の内部迄同時に急速に冷却することが可能である
ことから、調理後の高温の食品を菌の繁殖時間を与えず
に低温に冷却するために業務用として用いられている。
真空ポンプやエゼクタを用いて冷却槽内を排気減圧する
真空冷却装置により急激に減圧して調製直後の高温の食
品の冷却を行うと、食品内部の水分の急激な沸騰により
食品の原形が保たれず、食品のドリップ等の目減りや風
味の変化も著しいので、例えば外部から所要空気量を導
入して減圧速度及び減圧圧力を調整しつつ減圧を行うこ
とによりこのような不都合を防止しようとする。

【０００３】しかしながら、だし巻きやコロッケ等のよ
うに損傷し易い食品については、真空冷却の際に従来必
ずしも十分には損傷を防止し得ず、特にだし巻きのよう
な層を成す食品の場合、層間の結露の急蒸発等により各
層が剥離してしまうという問題があった。一方、圧縮式
冷凍機の蒸発器を冷却槽内に配して冷却槽内を冷却する
場合、減圧による不都合は生じないが、真空冷却装置の
場合に比し冷却速度が極めて遅い。

【０００４】本発明は、従来技術に存した上記のような
問題点に鑑み行われたものであって、その目的とすると
ころは、被冷却物からの水分等の急激な蒸発による損傷
を、損傷し易い被冷却物についても防ぎつつ、急速に被
冷却物を冷却することができる食品冷却装置及び冷却法
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の食品冷却装置は、被冷却物を収容する冷却
槽と、冷却槽内の減圧と、減圧状態の維持とを交互に繰
り返し行うことにより冷却槽内を漸次減圧させるための
減圧手段と、少なくとも減圧手段による減圧状態維持中
に、冷却槽内に設けられた吸熱部において冷却槽内の熱
を吸熱して冷却槽外へ放熱することにより、少なくとも
被冷却物から蒸発した水分の一部を液滴および／または
霜として吸熱部に付着させるための吸熱手段とを備える
ものとしている。そしてこの食品冷却装置は、吸熱部に
付着した霜に対し、吸熱手段非作動時に加熱することよ
り、その霜を冷却槽内において融解蒸発させるための加
熱手段を備えることが好ましい。

【０００６】また本発明の食品冷却法は、冷却槽内を減
圧する工程と、減圧状態を維持する工程とを交互に繰り
返すことにより、水分含有被冷却物を収容した冷却槽内
を漸次減圧すると共に、少なくとも減圧状態を維持する
工程中に、冷却槽内に設けた吸熱部により冷却槽内の熱
を吸熱することにより、少なくとも被冷却物から蒸発し
た水分の一部を液滴および／または霜として吸熱部に付
着させるものとしている。

【０００７】そしてこの食品冷却法は、冷却槽内を減圧
する工程または減圧状態を維持する工程における吸熱部
の非吸熱時に、吸熱部に付着した霜に対し加熱すること
により、その霜を冷却槽内において融解蒸発させ、その
蒸発物の少なくとも一部を被冷却物へ付着させるものと
することが好ましい。

【０００８】

【作用】冷却槽内に水分含有被冷却物を収容させ、減圧
手段により冷却槽内の減圧（工程）と、減圧状態の維持
（工程）とを交互に繰り返し行うことにより、冷却槽内
を漸次減圧する。すると、被冷却物の表面及び内部にお
いて、水分等が自己蒸発し、蒸発する水分等は、被冷却
物から気化熱を奪う。減圧（工程）中は、蒸発した水蒸
気等を含む冷却槽内の気体が冷却槽内の空間から排気さ
れ、それに伴い冷却槽内の熱が排出される。また吸熱手
段は、蒸発した水蒸気等を含む冷却槽内の気体から吸熱
を行う。その際、冷却槽内の気体中の蒸発した水蒸気等
は、吸熱部に液滴および／または霜となって付着する。
そのため、冷却槽内の気体及び被冷却物が、減圧下で被
冷却物から蒸発して吸熱部に付着する水分等を介して急
速に冷却される。吸熱手段は、少なくとも減圧手段によ
る減圧状態維持（工程）中に作動する。

【０００９】従って、減圧（工程）と減圧状態の維持
（工程）とを交互に繰り返し行わせつつ冷却槽内を漸次
減圧することにより、急激な減圧によって被冷却物から
の水分等が急激に蒸発し、その被冷却物が損傷すること
が防がれる。而も、減圧（工程）中には少なくとも排気
に伴い冷却槽内の熱が排出されて冷却槽内の気体及び被
冷却物が急速に冷却され、少なくとも減圧状態の維持
（工程）中には、被冷却物から蒸発して吸熱部に付着す
る水分等を介して急速に冷却槽内の気体及び被冷却物が
冷却されるので、被冷却物は短時間のうちに冷却され
る。また、吸熱部に付着した霜に対し、吸熱手段非作動
時（吸熱部の非吸熱時）に加熱手段により加熱すること
よって、その霜を冷却槽内において融解蒸発させると、
それによって、その蒸発物の少なくとも一部を被冷却物
に吸収させることができ、被冷却物からの水分等の急激
な蒸発によりその被冷却物が損傷することをより一層防
ぎつつ、急速に被冷却物を冷却することができる。

【００１０】

【実施例】本発明の実施例を、図面を参照しつつ説明す
る。図１及び図２は本発明の１実施例としての食品冷却
装置に関するものであって、そのうち図１は模式説明
図、図２は斜視図である。前面に開閉扉１２ａを備えた
冷却槽１２は、調製後間もない食品１０等の水分含有被
冷却物を、例えばトレイ１１内に収容した状態で収容す
る。

【００１１】冷却槽１２には、冷却槽１２内の減圧と、
その減圧状態の維持とを行うための減圧手段の一例とし
て、逆流防止弁装置３６を備えた水封式の真空ポンプ１
４の吸気管１５が連結されている。逆流防止弁装置３６
は排気口３８及び排水口４２を有する。真空ポンプ１４
及び逆流防止弁装置３６には、給水弁４０を介して給水
される。

【００１２】冷却槽１２内の両側壁のほぼ全面に亙り、
圧縮式冷凍機１６（吸熱手段及び加熱手段の一例）の蒸
発器１８（吸熱部）が配設されている。吸熱手段として
の冷凍機１６は、圧縮機による高温ガスを凝縮器におい
て冷却することにより高圧の液状冷媒とし、冷媒制御器
で断熱膨張されて低圧の液状冷媒とした後蒸発器１８に
送ることにより、その蒸発器１８において冷却槽１２内
の熱を吸熱し、前記凝縮器において冷却槽１２外へ放熱
する。加熱手段としての冷凍機１６は、圧縮機による高
温ガスを凝縮器を通してさずに蒸発器１８に送ることに
より、蒸発器１８に付着した霜を冷却槽１２内において
融解蒸発させる。なお、加熱手段としては、電熱ヒータ
等を設けることもできる。

【００１３】冷却槽１２には、減圧速度調整及び復圧手
段の一例として、ニードル弁２０を介して外気を冷却槽
１２内に吸入し得る外気吸入孔２１が設けられている。
また、この外気吸入孔２１には、冷却槽１２内の気圧を
復圧させるための手動復圧弁３４が連結されている。手
動復圧弁３４は通常は当然閉じられている。更に、冷却
槽１２には、被冷却物である食品１０等に浸透させる窒
素やアルコールを窒素導入弁２２やアルコール導入弁２
４を介して導入するための導入孔２３が設けられてい
る。これらの導入弁は、通常は閉じられている。

【００１４】冷却槽１２内には、被冷却物である食品１
０等の温度を感知するための温度センサ２８が配装さ
れ、温度センサ２８の出力に基づき、被冷却物である食
品１０等の温度を温度計３２において表示する。また真
空計３２は、冷却槽１２内の気圧を表示する。制御装置
２６としては、プログラマブルコントローラやマイクロ
コンピュータ等を適宜利用し得、真空ポンプ１４、給水
弁４０、冷凍機１６、ニードル弁２０、窒素導入弁２２
及びアルコール導入弁２４に接続されてそれらを電気的
に制御する。また制御装置２６は、温度計３２及び真空
計３２に接続されてそれらの温度データ及び圧力データ
を入力する。

【００１５】冷却作業は、被冷却物として例えば水分を
含有する調製後間もない高温の食品１０を冷却槽１２内
に収容した後、制御装置２６により、冷却槽１２内を減
圧する減圧工程と、減圧状態を維持する減圧状態維持工
程とを交互に繰り返させることにより冷却槽１２内を漸
次減圧すると共に、少なくとも減圧状態維持工程中に、
蒸発器１８により冷却槽１２内の熱を吸熱し、少なくと
も食品１０から蒸発した水分の一部を液滴および／また
は霜として蒸発器１８に付着させることにより行う。

【００１６】前記減圧工程においては、制御装置２６に
より、真空ポンプ１４を作動させて吸気管１５から冷却
槽１２内を排気すると共にニードル弁２０を制御して外
気吸入孔２１から外気を吸入させて減圧速度及び減圧圧
力を調整しつつ冷却槽１２内を減圧させる。減圧速度及
び減圧圧力は、含有する水分等の蒸発による食品１０の
損傷し易さに応じて調整する。減圧により食品１０の表
面及び内部において自己蒸発する水分等は、食品１０か
ら気化熱を奪う。蒸発した水蒸気等を含む冷却槽１２内
の気体が冷却槽１２内の空間から排気されるのに伴い、
冷却槽１２内の熱が排出される。

【００１７】減圧工程においては吸熱手段を作動させな
いようにすることもできるが、減圧工程においても、制
御装置２６により冷凍機１６を吸熱手段として作動さ
せ、蒸発器１８において冷却槽１２内の熱を吸熱するこ
とが望ましい。減圧により食品１０から蒸発した水蒸気
等は、冷却槽１２内の蒸発器１８に液滴および／または
霜となって付着するので、食品１０を冷却槽１２内の気
体と共に急速に冷却することができる。その場合、真空
ポンプ１４の減圧排気による冷却と冷凍機１６による冷
却とを合わせた冷却能力が、減圧維持工程における冷凍
機１６による冷却能力と同等となるようにすることによ
り、ほぼ一定速度で冷却槽１２内の温度を下げることが
できる。このようなことは、例えば減圧維持工程におい
ては、蒸発器１８の全部に冷媒を流し、減圧工程におい
ては蒸発器１８の一部にのみ冷媒を流すこと等により、
減圧工程における冷凍機１６による冷却能力を減圧維持
工程におけるそれよりも小さくすることにより実現し得
る。

【００１８】前記減圧状態維持工程においては、制御装
置２６により、真空ポンプ１４を減圧維持状態としてニ
ードル弁２０を閉じると共に、冷凍機１６を吸熱手段と
して作動させ、蒸発器１８において冷却槽１２内の熱を
吸熱する。減圧状態維持中においても、食品１０の表面
及び内部からの水分等の自己蒸発が促され、それにより
食品１０から気化熱を奪う。蒸発した水蒸気等は、冷却
槽１２内の蒸発器１８に液滴および／または霜となって
付着するので、食品１０を冷却槽１２内の気体と共に急
速に冷却することができる。減圧（工程）と減圧状態の
維持（工程）とを交互に繰り返し行わせつつ冷却槽内を
漸次減圧することにより、急激な減圧によって被冷却物
からの水分等が急激に蒸発し、その被冷却物が損傷する
ことが防がれる。而も、減圧（工程）中には少なくとも
排気に伴い冷却槽内の熱が排出されて冷却槽内の気体及
び被冷却物が急速に冷却され、少なくとも減圧状態の維
持（工程）中には、被冷却物から蒸発して吸熱部に付着
する水分等を介して急速に冷却槽内の気体及び被冷却物
が冷却されるので、被冷却物は短時間のうちに冷却され
る。

【００１９】減圧工程と減圧状態維持工程が交互に繰り
返されつつ冷却槽１２内が漸次減圧されることによっ
て、食品１０からの水分等の急激な蒸発によりその食品
１０が損傷することを、だし巻きのように層間が剥離し
易い食品やその他の損傷し易い食品についても防ぐこと
ができる。減圧工程から減圧状態維持工程への切替え
は、例えば、減圧工程開始からの所定時間経過を制御装
置２６内のタイマ等の計時手段からの計時データに基づ
き判別することにより、或は温度計３２の温度データに
基づき食品１０の所定温度低下を判別することにより、
或は真空計３２の圧力データに基づき冷却層１２内の所
定圧力低下を判別することにより、行う。これらの所定
時間経過、温度低下、圧力低下の幅は、被冷却物の性状
に応じ、損傷を防ぎつつ急速に冷却することができるよ
うに適宜設定する。一般には、これらの幅を真空度が高
くなるに従い大きくすることにより、損傷を防ぎつつ急
速に冷却することができる。

【００２０】減圧状態維持工程から減圧工程への切替え
は、例えば、減圧状態維持工程開始からの所定時間経過
を制御装置２６内のタイマ等の計時手段からの計時デー
タに基づき判別することにより、行う。このように減圧
工程と減圧状態維持工程を繰り返すことによる冷却作業
は、例えば、食品１０が所定温度まで冷却されたこと
が、温度計３２の温度データに基づき検知されることに
より、或は例えば所定回数及び内容の減圧工程と減圧状
態維持工程を終えることにより、完了する。

【００２１】冷却作業を完了したならば、例えば、冷凍
機１６を停止させると共に、ニードル弁２０を所定程度
開いて冷却層１２内に外気を徐々に吸入させ、復圧させ
る。冷却層１２内の圧力が大気圧に近付いて所定圧力に
達したことを真空計３２の圧力データに基づき検知した
ならば、ニードル弁２０を全開させて一気に大気圧或は
所定圧力に戻し、作業完了表示手段としての発光装置や
発音装置等を作動させて作業完了を表示する。

【００２２】窒素及びアルコールを食品１０に浸透させ
る場合は、例えば、冷却作業完了後、制御装置２６によ
り真空ポンプ１４を減圧維持状態としてニードル弁２０
を閉じると共に冷凍機１６を停止させ、更に窒素導入弁
２２及びアルコール導入弁２４を開かせて、窒素及びア
ルコールを食品１０に浸透させる。次いで、これらが食
品１０に十分に浸透する程度に時間が経過した後、前記
と同様に冷却槽１２内を復圧させる。減圧工程と減圧状
態維持工程を繰り返すことによる冷却作業中に蒸発器１
８に相当量の霜が付着した場合は、冷凍機１６を加熱手
段として作動させることにより冷却槽１２内においてそ
の霜を、好ましくは全て、融解蒸発させることが望まし
い。それによって、霜による低下する冷凍機１６の冷却
効率を回復させると共に、その蒸発物の少なくとも一部
を食品１０に吸収させることができ、食品１０からの水
分等の急激な蒸発によりその食品１０が損傷することを
より一層防ぎつつ、急速に食品１０を冷却することがで
きる。蒸発器１８に対する相当量の霜の付着は、例えば
圧電素子やフォトセンサ等により付着した霜の厚さを検
知することによって直接判定することもでき、冷却作業
の進行程度（冷却作業開始からの経過時間、食品１０の
温度、冷却槽１２内の圧力等により判定される。）によ
り予測することもできる。なお、冷却槽１２内の冷却を
できるだけ妨げないようにするためには、冷凍機１６の
加熱手段としての作動は、減圧工程中に行うことが望ま
しい。また、減圧工程の時間が比較的長い場合などに、
その終わりの方の時間帯において冷凍機１６の加熱手段
としての作動を行わせることも好ましい。

【００２３】図３は、調製しただし巻きを、直ちにこの
食品冷却装置により冷却した場合の動作タイムチャート
の一例である。先ず第１の減圧工程として、ニードル弁
２０を大きめに開いて減圧速度及び減圧圧力を調整しつ
つ真空ポンプ１４を１分間（０〜１分）作動させて冷却
槽１２内を減圧させる。同時に冷凍機１６を吸熱手段と
して作動させ、蒸発器１８の半分に冷媒を流して冷却槽
１２内の熱を吸熱する。これにより、冷却槽１２内の圧
力及びだし巻きの温度は緩やかに低下し始める。次に、
真空ポンプ１４を減圧維持状態とし、ニードル弁２０を
閉じると共に、蒸発器１８全部に冷媒を流して冷却槽１
２内の熱を吸熱する第１の減圧状態維持工程が、３分間
（１〜４分）行われる。その間、冷却槽１２内の圧力は
実質上一定に保たれるが、だし巻きの温度低下はやや速
度を速める。

【００２４】次いで、第２の減圧工程として、ニードル
弁２０を第１の減圧工程よりも小さめに開いて減圧速度
及び減圧圧力を調整しつつ真空ポンプ１４を２分間（４
〜６分）作動させて冷却槽１２内を更に減圧させると共
に蒸発器１８の半分に冷媒を流して冷却槽１２内の熱を
吸熱する。冷却槽１２内の圧力及びだし巻きの温度は、
共にやや低下速度が速まる。

【００２５】次に、第１の減圧状態維持工程と同様の第
２の減圧状態維持工程が、３分間（６〜９分）行われ
る。冷却槽１２内の圧力は実質上一定に保たれ、だし巻
きの温度は、第２の減圧工程におけると同様の速度で低
下する。そして第３の減圧工程として、ニードル弁２０
を第２の減圧工程よりも小さめに開いて減圧速度及び減
圧圧力を調整しつつ真空ポンプ１４を３分間（９〜１２
分）作動させて冷却槽１２内を更に減圧させると共に、
最初の２分間は蒸発器１８の半分に冷媒を流して冷却槽
１２内の熱を吸熱し、後の１分間は、高温ガスを蒸発器
１８全部に流して冷凍機１６を加熱手段として作動さ
せ、蒸発器１８に付着した霜を融解蒸発させる。冷却槽
１２内の圧力はやや低下速度が速まる。だし巻きの温度
低下速度は、後の１分間において鈍るが、全体として第
２の減圧状態維持工程におけるのと同様である。

【００２６】次いで、第２の減圧状態維持工程と同様の
第３の減圧状態維持工程が、３分間（１２〜１５分）行
われる。冷却槽１２内の圧力は実質上一定に保たれ、だ
し巻きの温度は、第２の減圧状態維持工程におけると同
様の速度で低下する。更に、第４の減圧工程として、ニ
ードル弁２０を閉じ、真空ポンプ１４を６分間（１５〜
２１分）作動させて冷却槽１２内を更に減圧させると共
に蒸発器１８の半分に冷媒を流して冷却槽１２内の熱を
吸熱する。冷却槽１２内の圧力は急速に低下するが、だ
し巻きの温度低下速度は第３の減圧状態維持工程におけ
ると同様である。

【００２７】真空ポンプ１４を減圧維持状態とし、ニー
ドル弁２０を閉じ、冷凍機１６を停止した状態で１分間
（２１〜２２分）保った後、窒素導入弁２２及びアルコ
ール導入弁２４を順に開いて、窒素及びアルコールをだ
し巻きに浸透させる。次いでニードル弁２０を所定程度
断続的に開いて冷却層１２内に外気を徐々に吸入させ、
大気圧に復圧させることにより、だし巻きの冷却が終了
する。このようにして、だし巻きを層間剥離等の損傷な
く短時間で冷却することができる。なお、以上の実施例
についての記述における構成部品の寸法、個数、材質、
形状、その相対配置などは、特にそれらに限定される旨
の記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限
定する趣旨のものではなく、単なる説明例に過ぎない。

【００２８】

【発明の効果】減圧（工程）と減圧状態の維持（工程）
とを交互に繰り返し行わせつつ冷却槽内を漸次減圧する
ので、被冷却物からの水分等の急激な蒸発によりその被
冷却物が損傷することを、だし巻きやコロッケ等の損傷
し易い被冷却物についても防ぐことができる。而も、減
圧（工程）中には少なくとも排気に伴い冷却槽内の熱が
排出されて冷却槽内の気体及び被冷却物が急速に冷却さ
れ、少なくとも減圧状態の維持（工程）中には、被冷却
物から蒸発して吸熱部に付着する水分等を介して急速に
冷却槽内の気体及び被冷却物が冷却される。このような
被冷却物から蒸発して吸熱部に付着する水分等を介して
の冷却は、単に圧縮式冷凍機の蒸発器を冷却槽内に配し
て冷却槽内を冷却する場合等に比し極めて効率が良い。
従って、減圧を断続させて被冷却物の損傷を防ぎつつ、
調製後間もない高温の食品等の被冷却物を、連続的に急
速冷却することができる。

【００２９】また、吸熱部に付着した霜に対し、吸熱手
段非作動時（吸熱部の非吸熱時）に加熱手段により加熱
し、その霜を冷却槽内において融解蒸発させることによ
って、その蒸発物の少なくとも一部を被冷却物に吸収さ
せることができ、被冷却物からの水分等の急激な蒸発に
よりその被冷却物が損傷することをより一層防ぎつつ、
急速に被冷却物を冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】食品冷却装置の模式説明図である。

【図２】食品冷却装置の斜視図である。

【図３】食品冷却装置の動作タイムチャートである。

【符合の説明】

１０ 食品 １２ 冷却槽 １４ 真空ポンプ １５ 吸気管 １６ 冷凍機 １８ 蒸発器 ２６ 制御装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被冷却物を収容する冷却槽と、冷却槽内の
   減圧と、減圧状態の維持とを交互に繰り返し行うことに
   より冷却槽内を漸次減圧させるための減圧手段と、少な
   くとも減圧手段による減圧状態維持中に、冷却槽内に設
   けられた吸熱部において冷却槽内の熱を吸熱して冷却槽
   外へ放熱することにより、少なくとも被冷却物から蒸発
   した水分の一部を液滴および／または霜として吸熱部に
   付着させるための吸熱手段とを備えることを特徴とする
   食品冷却装置。
2. 【請求項２】吸熱部に付着した霜に対し、吸熱手段非作
   動時に加熱することより、その霜を冷却槽内において融
   解蒸発させるための加熱手段を備える請求項１記載の食
   品冷却装置。
3. 【請求項３】冷却槽内を減圧する工程と、減圧状態を維
   持する工程とを交互に繰り返すことにより、水分含有被
   冷却物を収容した冷却槽内を漸次減圧すると共に、少な
   くとも減圧状態を維持する工程中に、冷却槽内に設けた
   吸熱部により冷却槽内の熱を吸熱することにより、少な
   くとも被冷却物から蒸発した水分の一部を液滴および／
   または霜として吸熱部に付着させることを特徴とする食
   品冷却法。
4. 【請求項４】冷却槽内を減圧する工程または減圧状態を
   維持する工程における吸熱部の非吸熱時に、吸熱部に付
   着した霜に対し加熱することにより、その霜を冷却槽内
   において融解蒸発させ、その蒸発物の少なくとも一部を
   被冷却物へ付着させる請求項３記載の食品冷却法。