(57)【要約】      （修正有）【課題】冷凍対象品の品質を向上できる冷凍装置を提供する。【解決手段】冷凍装置制御装置は、冷凍対象品の表層部と内層部とを過冷却状態に冷却する過冷却モードと、冷凍対象品の表面に電界を印加することにより、表層部の過冷却状態を解除する過冷却解除モードと、冷凍対象品の表面への電界の印加を停止するとともに、冷凍室内の温度を過冷却解除モードにおける冷凍室内の温度に比べて上昇させることにより、冷凍対象品の内層部の凍結を抑止する凍結抑止モードと、によって冷凍装置を制御する。【選択図】図２
2020034235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍対象品の表層部と内層部とを過冷却状態に冷却する過冷却モードと、
前記冷凍対象品の表面に電界を印加することにより、前記表層部の過冷却状態を解除する過冷却解除モードと、
前記冷凍対象品の表面への前記電界の印加を停止するとともに、冷凍室内の温度を前記過冷却解除モードにおける前記冷凍室内の温度に比べて上昇させることにより、前記冷凍対象品の前記内層部の凍結を抑止する凍結抑止モードと、
によって冷凍装置を制御する冷凍装置制御装置。
【請求項２】
解凍対象品の温度が急激な上昇から緩やかな上昇に変化したタイミングにおいて、前記解凍対象品の表面に印加する前記電界を強くして前記解凍対象品を解凍する解凍モード
によって前記冷凍装置を制御する請求項１に記載の冷凍装置制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の冷凍装置制御装置を備える
冷凍装置。
【請求項４】
前記電界を前記冷凍対象品の付近において不均一にする物体が前記冷凍対象品の付近に設けられる
請求項３に記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記物体は、誘電率と導電率とのうち少なくとも一方がその表面において不均一である、又は表面に凹凸を有する
請求項４に記載の冷凍装置。
【請求項６】
突起を有し、解凍対象品の表面に前記電界を印加する電極と、
前記解凍対象品を解凍する解凍空間と前記電極との間に設けられ、前記電界を通過させる穴を有する板と、
をさらに備え、
前記冷凍装置制御装置は、前記冷凍対象品を解凍する解凍モードによって冷凍装置を制御する
請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【請求項７】
前記冷凍装置制御装置は、解凍冷凍対象品の温度が急激な上昇から緩やかな上昇に変化したタイミングにおいて、前記解凍対象品の表面に印加する前記電界を強くして前記解凍対象品を解凍する解凍モードによって冷凍装置を制御する
請求項６に記載の冷凍装置。
【請求項８】
冷凍対象品の表層部と内層部とを過冷却状態に冷却する過冷却ステップと、
前記冷凍対象品の表面に電界を印加することにより、前記表層部の過冷却状態を解除する過冷却解除ステップと、
前記冷凍対象品の表面への前記電界の印加を停止するとともに、冷凍室内の温度を前記過冷却解除ステップにおける前記冷凍室内の温度に比べて上昇させることにより、前記冷凍対象品の前記内層部の凍結を抑止する凍結抑止ステップと、
によって冷凍装置を制御する冷凍装置制御方法。
【請求項９】
解凍対象品の温度が急激な上昇から緩やかな上昇に変化したタイミングにおいて、前記解凍対象品の表面に印加する前記電界を強くして前記解凍対象品を解凍する解凍ステップ
によって冷凍装置を制御する請求項８に記載の冷凍装置制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍装置制御装置、冷凍装置、及び冷凍装置制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
過熱をしないで食する冷凍対象品を調理する場合、表層部が内層部よりやや硬い方が、調理感が向上するといわれる。ここで調理感とは、包丁による切れ味である。また表層部が内層部よりやや硬い場合、触感や鮮度感が向上する食品がある。当該食品の例としては、刺身が挙げられる。
冷凍対象品の表層部の水分が失われれば表層部は内層部より硬くなるが、表層部の水分が失われる場合、ドリップが出ることにより食品本来の食感が損なわれてしまう。一方、マイクロ波加熱を使えば、内層部の温度を高くして解凍でき内層部は軟らかく表層部は固くすることができるが、解凍むらが生じやすい欠点がある。
【０００３】
冷凍対象品の表層部と内層部の硬さを制御するには氷結度を考える必要がある。冷凍対象品は、氷結度が高いほど硬くなり、氷結度が低いほど軟らかくなる。氷結度は外部媒質温度によって決まる。外部媒質温度が均一な温度である場合には、冷凍対象品は均一な凍結状態になる。
【０００４】
従来、表層部のみ凍結させ内層部は非凍結にするために、冷蔵時の昇華による乾燥を防ぎ氷温付近で解凍を行っていた。冷蔵時の昇華による乾燥を防ぎ氷温付近で解凍を行うには、外部媒質温度の高精度な調整が必要であった。冷凍対象品が加工食品である場合には、添加物によって冷凍対象品の氷結度の変化を抑制することもあった。
表層部のみ凍結させ内層部は非凍結にするには、内層部の温度を表層部付近温度よりも高い温度分布とする温度制御を必要とする。正確な温度制御を行うには冷凍対象品内の温度分布も考える必要がある。しかし、冷凍庫内に多数の冷凍対象品がある場合には、数量、配置等の一定の環境を維持することができず、正確な温度制御は困難である。
また、温度制御のみでは、氷結温度以下でも凍結しない過冷却が発生して表層部分のみの凍結はできない。
【０００５】
品質の低下なく短時間で冷凍対象品を冷凍させる冷凍装置が知られている（特許文献１）。特許文献１に記載の冷凍装置では、冷凍室内の冷凍対象品が配置される空間に電界を発生させる電極を備え、この電極に電圧を印加し、冷凍室内の冷凍対象品が配置される空間に所定の強さの電界を発生させることにより冷凍対象品の過冷却を抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１７−１６１１８９号公報
【特許文献２】特開平１１−３２７４７号公報
【特許文献３】特開平６−０７８７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の冷凍装置では、冷凍対象品の過冷却を抑制できたとしても、冷凍対象品の内層部の過冷却まで抑制されてしまい、内層部まで凍結させてしまう。冷凍対象品の過冷却を抑制できたとしても、内層部まで凍結させてしまう場合、冷凍対象品の品質は低下してしまう。
肉や魚や野菜や果物などの食品は、重量の約７０％〜８０％の水分を含んでいる。これらの食品を冷凍すると、食品細胞の一部の水分が凍り始め、体積を増やしながら氷の結晶に変化していき、その際に膨張した氷の結晶が、食品の細胞膜や細胞壁を押しつぶしたり、破壊したりする。
そのため、水分の多い野菜や果物は、冷凍すると細胞膜が破壊されて保水能力が失われ、シャキシャキした食感が失われてしまい、肉や魚ではタンパク質変性が起こり、解凍時のドリップにより壊れた細胞膜から水分と一緒にうまみ成分や栄養が流れ出てしまい、味わいが低下する。
また、水分を失い組織が柔らかくなった食品はフニャッとなり、見た目の外観が悪くなったり、包丁でカットすることがしにくくなったり、歯ごたえがなくなり食感が悪くなったりする。
【０００８】
また、特許文献１に記載の冷凍装置では、電圧を電極に印加する場合、電極間に冷凍対象品を設置するため、過冷却を効果的に抑制するためには高い電圧を必要としていた。高い電圧を必要とする原因は、電極の形状が平板であることや、針状の電極である場合であっても高い電界が冷凍対象品に印加できていなかったことである。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、冷凍対象品の品質を向上できる冷凍装置制御装置、冷凍装置、及び冷凍装置制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、冷凍対象品の表層部と内層部とを過冷却状態に冷却する過冷却モードと、前記冷凍対象品の表面に電界を印加することにより、前記表層部の過冷却状態を解除する過冷却解除モードと、前記冷凍対象品の表面への前記電界の印加を停止するとともに、冷凍室内の温度を前記過冷却解除モードにおける前記冷凍室内の温度に比べて上昇させることにより、前記冷凍対象品の前記内層部の凍結を抑止する凍結抑止モードと、によって冷凍装置を制御する冷凍装置制御装置である。
【００１１】
また、本発明の一態様は、上記の冷凍装置制御装置を備える、冷凍装置である。
【００１２】
また、本発明の一態様は、冷凍対象品の表層部と内層部とを過冷却状態に冷却する過冷却ステップと、前記冷凍対象品の表面に電界を印加することにより、前記表層部の過冷却状態を解除する過冷却解除ステップと、前記冷凍対象品の表面への前記電界の印加を停止するとともに、冷凍室内の温度を前記過冷却解除ステップにおける前記冷凍室内の温度に比べて上昇させることにより、前記冷凍対象品の前記内層部の凍結を抑止する凍結抑止ステップと、によって冷凍装置を制御する冷凍装置制御方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、冷凍時に複雑で正確な温度制御を実施する必要がなく、冷凍食品の内層部の冷凍を抑止することで、上述したような冷凍食品の食感、調理感、外観、鮮度感、味わい等の品質を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る冷凍装置の構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る冷凍装置の機能構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る制御部の制御方法の一例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る冷凍対象品の温度分布の一例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る過冷却状態における電界分布の一例を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る凍結状態における電界分布の一例を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の変形例に係る棚版の構成の一例を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の変形例に係る棚版の構成の一例を示す斜視図である。
【図９】本発明の第１の実施形態の変形例に係る棚版の構成の一例を示す断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る冷凍装置の冷凍方法の一例を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る冷凍対象品の冷却特性の一例を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る冷凍対象品の解凍特性の一例を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る冷凍対象品の解凍特性の別の一例を示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係るラッピングシートの外観の一例を示す図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る容器の外観の一例を示す図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態に係る複数の粒子の一例を示す図である。
【図１７】比較例の一様な電界分布の一例を示す図である。
【図１８】公知の冷凍イカの切り身の解凍特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。図１は、本実施形態に係る冷凍装置１の構成の一例を示す図である。冷凍装置１は、食品等の水分を含む冷凍対象品を冷凍する。以下の説明において、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
冷凍装置１は、冷凍室１０と、電圧制御部１１と、電極１２と、温度制御部１３とを備える。
【００１６】
冷凍室１０は、冷凍対象品Ｘを内部に配置可能に形成される。冷凍室１０は、冷凍対象品Ｘの出し入れに利用される扉（不図示）を備える。冷凍室１０には、冷凍時にはこの扉が閉じられて密閉可能な空間が形成される。また、冷凍室１０は、内部の冷気が外部に伝熱されることのないように形成される。なお、冷凍室１０は、冷凍対象品Ｘを配置可能であり、冷却（冷凍）することができれば、そのサイズ及び形状は限定されない。
【００１７】
電圧制御部１１は、電極１２に印加する電圧を制御する。電圧制御部１１が印加する電圧は、冷凍対象品Ｘにおける過冷却の発生を防止する電界を発生させる電圧である。電圧制御部１１は、直流電源（不図示）を備え、この直流電源の直流電圧を高周波の交流電圧に変換して使用する。なお、電圧制御部１１は、直流電源の直流電圧を高周波の交流電圧に変換して使用する代わりに、商用電源を使用してもよい。電圧制御部１１は、直流電圧を使用してもよい。
【００１８】
電圧制御部１１は、電極１２に電圧を印加し、冷凍室１０内において電界を発生させ、冷凍対象品Ｘに電界を印加する。冷凍装置１では、冷凍の際に冷凍対象品Ｘに電界を印加することにより、冷凍時に生じる過冷却を抑制する。
電圧制御部１１が電極１２に電圧を印加するタイミングについては図３を参照し後述する。
【００１９】
電極１２は、電極１２ａと、電極１２ｂとを備える。電極１２は、電圧の印加により、冷凍室１０内に電界を発生させる。電圧が印加されると、電極１２ａと電極１２ｂとの間に電界が発生し、電極１２ａと電極１２ｂとの間に配置される冷凍対象品Ｘに電界が印加される。
【００２０】
電極１２の形状及び配置方法は限定されないが、冷凍対象品Ｘに印加する電界が、冷凍対象品Ｘの表面において不均一となることが好ましい。冷凍対象品Ｘの表面に印加する電界を不均一とするために、電極１２は突起を有してよい。
温度制御部１３は、冷凍室１０内の温度を制御する。
【００２１】
図２は、本実施形態に係る冷凍装置１の機能構成の一例を示す図である。冷凍装置１は、制御部１４と、温度検出器１３０と、冷凍機１３１と、ヒーター１３２とを備える。
制御部１４は、電圧制御部１１と、温度制御部１３とを備える。制御部１４は、電圧制御部１１と、温度制御部１３とを制御することにより冷凍装置１を制御する。
【００２２】
温度制御部１３は、冷凍機１３１と、ヒーター１３２とを制御する。温度制御部１３は、温度検出器１３０から温度検出器１３０が検出した冷凍室１０内の温度の値を取得する。
【００２３】
温度検出器１３０は、冷凍対象品Ｘの温度を検出する。温度検出器１３０は、一例として非接触型であり、冷凍対象品Ｘに接触することなく冷凍対象品Ｘの温度を検出することができる。温度検出器１３０は、例えば、熱電対や赤外線センサなどである。
【００２４】
冷凍機１３１は、冷凍室１０内を、冷凍対象品Ｘを冷凍することができる温度に冷却する。冷凍室１０は、一般的な冷却装置であって構成は限定されない。冷凍室１０は、例えば、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を備えるとともに冷媒を有し、冷気を生成する。また、冷凍機１３１は、生成した冷気を冷凍室１０に送り、冷凍室１０内を冷却する。
ヒーター１３２は、冷凍室１０内を加熱する。
【００２５】
ここで図３を参照し、制御部１４の制御方法の詳細について説明する。
図３は、本実施形態に係る制御部１４の制御方法の一例を示す図である。制御部１４は、過冷却モードＭ１と、過冷却解除モードＭ２と、凍結抑止モードＭ３とによって冷凍装置１を制御する。
【００２６】
［過冷却モード］
制御部１４は、第１期間Ｐ１と第２期間Ｐ２との期間において、過冷却モードＭ１により冷凍装置１を制御する。過冷却モードＭ１では、温度制御部１３は、冷凍室１０内の温度を時間の経過に伴って氷点下まで低下させることにより、冷凍対象品Ｘの表層部Ｒ０と内層部Ｒ１とを過冷却状態に冷却する。冷凍室１０内の温度をゆっくりと低下させると、氷点（０℃）付近の氷結温度以下であっても、冷凍対象品Ｘに含まれる水が凍らない過冷却状態が発生する。
【００２７】
第１期間Ｐ１において、冷凍室１０内の温度は氷点まで低下する。第２期間Ｐ２では、冷凍室１０内の温度は氷点下まで低下する。第１期間Ｐ１と第２期間Ｐ２とは、冷凍室１０内の温度が氷点以下となるか否かによって区別される。
なお、冷凍対象品Ｘは、表層部Ｒ０と内層部Ｒ１とが最初から過冷却状態にされていてもよい。つまり、過冷却モードＭ１では、制御部１４は、最初から冷凍対象品Ｘの表層部と内層部とを過冷却状態に冷却してもよい。冷凍対象品Ｘが最初から過冷却状態にされている場合には、例えば、冷凍対象品Ｘの大きさが大きい場合が考えらえる。
【００２８】
ここで図４を参照し、冷凍対象品Ｘの温度分布について説明する。
図４は、本実施形態に係る冷凍対象品Ｘの温度分布の一例を示す図である。図４では、電極１２ａから電極１２ｂに向かう方向について、冷凍対象品Ｘと冷凍室１０との温度の分布が示されている。冷凍対象品Ｘの内部のうち、表面付近の部分を表層部Ｒ０と呼び、表面付近より内側の部分を内層部Ｒ１と呼ぶ。
温度制御部１３は、冷凍時は冷凍室１０内の温度を低下させる。冷凍対象品Ｘは表面からの吸熱によって冷却されるため、冷凍対象品Ｘの温度は冷凍室１０内の温度よりも高い。また、冷凍対象品Ｘの温度は、表層部Ｒ０から内層部Ｒ１に向かう向きに温度は高くなる。
図３に戻って、制御部１４の制御方法の説明を続ける。
【００２９】
［過冷却解除モード］
制御部１４は、第３期間Ｐ３において、過冷却解除モードＭ２により冷凍装置１を制御する。過冷却解除モードＭ２では、電圧制御部１１は、冷凍対象品Ｘの表面に電界を印加する。ここで図３（Ａ）に示すように、電圧制御部１１は、電極１２が冷凍対象品Ｘの表面に印加する電界の強さを一定にする。過冷却解除モードＭ２では、電圧制御部１１は、冷凍対象品Ｘの表面に電界を印加することにより、冷凍対象品Ｘの表層部Ｒ０の過冷却状態を解除する。つまり、冷凍対象品Ｘの表層部Ｒ０は凍結状態となる。一方、冷凍対象品Ｘの内層部Ｒ１の過冷却状態は維持される。
なお、電圧制御部１１は、電極１２が冷凍対象品Ｘの表面に印加する電界の強さを第３期間Ｐ３において変化させてもよい。
【００３０】
ここで図５及び図６を参照し、冷凍対象品Ｘに印加される電界の分布について説明する。
図５は、本実施形態に係る過冷却状態における電界分布の一例を示す図である。ここで冷凍対象品Ｘの内部（表層部Ｒ０及び内層部Ｒ１）における電界を内部電界ＥＩと呼び、冷凍対象品Ｘの外部における電界を外部電界ＥＥと呼ぶ。
【００３１】
ここで水の誘電率は氷の誘電率より大きい。水を含む冷凍対象品Ｘの誘電率もまた、氷の誘電率より大きい。例えば、魚の比誘電率は４０であり、純水の比誘電率は、周波数により異なるが１００前後である。したがって、冷凍対象品Ｘに電界を印加すると、冷凍対象品Ｘは凍結していないために、内部電界ＥＩは、外部電界ＥＥよりも弱くなる。
【００３２】
過冷却状態において、内部電界ＥＩの強さが過冷却解消電界ＥＢを上回ると、過冷却が解消し凍結が始まる。冷凍対象品Ｘの内部において、内部電界ＥＩの強さが過冷却解消電界ＥＢを上回る部分を、凍結可能領域と呼ぶ。
【００３３】
冷凍対象品Ｘの表面付近の電界を強くすると、凍結可能領域は表層部Ｒ０に限定することができる。冷凍対象品Ｘの表面付近の電界を強くすることによって、表層部Ｒ０において表面付近から凍結を開始させる。内層部Ｒ１は、凍結していない過冷却状態のままである。
【００３４】
ここで本実施形態の冷凍対象品Ｘの表面は凹凸を有する。内部電界ＥＩは、表面の凹凸のため、表層部Ｒ０の付近において、内層部Ｒ１よりも表面に近いほど強くなる。外部電界ＥＥは、冷凍対象品Ｘの表面の凹凸のために、局所的に強い部分が生じ不均一な電界となる。内部電界ＥＩの強さは、内層部Ｒ１において一定となる。
【００３５】
一方、図６は、本実施形態に係る凍結状態における電界分布の一例を示す図である。図６に示す例では、冷凍対象品Ｘの内部において、過冷却状態が維持されている内層部Ｒ１の誘電率ε１は、凍結状態である表層部Ｒ０の誘電率ε２よりも大きい。誘電率ε１が誘電率ε２よりも大きいため、内層部Ｒ１における内部電界ＥＩである内層部電界Ｅ１は、表層部Ｒ０における内部電界ＥＩである表層部電界Ｅ２よりも弱くなる。
【００３６】
ここで比較のために、比較用冷凍対象品Ｘ０の表面付近の電界を強くすることなく一様な電界を生成した場合の電界分布について説明する。
図１７は、比較例の一様な電界分布の一例を示す図である。比較用冷凍対象品Ｘ０は、冷凍対象品Ｘに比べ滑らかな表面を有している。比較用冷凍対象品Ｘ０では、表面付近の電界は強くなっておらず、内部電界ＥＩ０及び外部電界ＥＥ０はそれぞれ一定の強さとなっている。内部電界ＥＩ０の強さは過冷却解消電界ＥＢよりも弱く、比較用冷凍対象品Ｘ０の内部において凍結可能領域がない。
したがって、比較用冷凍対象品Ｘ０では、電極１２により電界を与えても、表層部Ｒ００において過冷却が解消しない。
【００３７】
ただし、比較用冷凍対象品Ｘ０の表面が滑らかであっても、部分的には凹凸がある場合には、比較用冷凍対象品Ｘ０のＲ００において電界の強さが局所的に過冷却解消電界ＥＢよりも大きくなることがある。一部でも凍結が生じれば、この凍結により、表層部Ｒ００では、電界がさらに強くなり、逆に内層部Ｒ０１では、電界の強さは過冷却解消電界ＥＢより弱くなる。
【００３８】
図３に戻って、制御部１４の制御方法の説明を続ける。
ここで過冷却解除モードＭ２による制御の開始時期は、温度検出器１３０が検出する冷凍対象品Ｘの温度に基づいて決定される。過冷却解除モードＭ２による制御の開始時期は、例えば、冷凍対象品Ｘの温度が低下しなくなる時期である。つまり、過冷却解除モードＭ２による制御の開始時期は、冷凍対象品Ｘの温度が一定になる時期である。
温度検出器１３０は、例えば、赤外線サーモグラフィであってよい。
温度制御部１３は、冷凍室１０内の温度を氷点下温度Ｔ１に保つ。ここで氷点下温度Ｔ１は、過冷却解除モードＭ２による制御の開始時期における冷凍室１０内の温度である。
【００３９】
また、過冷却解除モードＭ２による制御の開始時期は、冷凍対象品Ｘに応じて予め決められてよい。例えば、過冷却解除モードＭ２による制御の開始時期は、冷凍対象品Ｘを冷却し、冷凍対象品Ｘの温度が一定になるまでの時間を予め測定しておき、この測定された時間に基づいて決定されてよい。
【００４０】
［凍結抑止モード］
制御部１４は、第４期間Ｐ４において、凍結抑止モードＭ３により冷凍装置１を制御する。凍結抑止モードＭ３では、電圧制御部１１は、冷凍対象品Ｘの表面への電界の印加を停止する。一方、凍結抑止モードＭ３では、温度制御部１３は、冷凍室１０内の温度を過冷却解除モードＭ２における冷凍室１０内の温度に比べて上昇させることにより、冷凍対象品Ｘの内層部Ｒ１の凍結を抑止する。
【００４１】
第３期間Ｐ３において表層部Ｒ０の過冷却が解消し凍結が生じた後、冷凍室１０内の温度が氷点下温度Ｔ１に保たれた場合、熱移動により内層部Ｒ１も氷結してしまう場合がある。内層部Ｒ１の過冷却状態を維持するために、電圧制御部１１は、電界を印加後は、第３期間Ｐ３を経て電界の印加を停止する。一方、内層部Ｒ１の過冷却状態を維持するために、温度制御部１３は、冷凍室１０内の温度を上昇させる。第４期間Ｐ４では、温度制御部１３は、冷凍室１０内の温度を、第３期間Ｐ３における氷点下温度Ｔ１から、氷点よりも僅かに高い温度Ｔ２まで上昇させる。
ここで第４期間Ｐ４の開始時期、つまり第３期間Ｐ３の長さは、冷凍対象品Ｘの種類、大きさ、及び表面積などに応じて決められる。
【００４２】
凍結抑止モードＭ３による制御により、冷凍装置１では、内層部Ｒ１では過冷却状態を維持し、表層部Ｒ０では凍結状態とすることがでる。冷凍装置１では、冷凍対象品Ｘを、内層部Ｒ１は氷結度を低めにし、表層部Ｒ０の氷結度を高めにした状態にすることができる。
なお、電圧制御部１１は、冷凍対象品Ｘに印加される電界を弱めることにより、内層部Ｒ１の過冷却状態を維持してもよい。
【００４３】
以上、説明したように、本実施形態の冷凍装置制御装置（制御部１４）は、過冷却モードＭ１と、過冷却解除モードＭ２と、凍結抑止モードＭ３とによって冷凍装置１を制御する。
過冷却モードＭ１では、冷凍装置制御装置（制御部１４）は、冷凍対象品Ｘの表層部Ｒ０と内層部Ｒ１とを過冷却状態に冷却する。
過冷却解除モードＭ２では、冷凍装置制御装置（制御部１４）は、冷凍対象品Ｘの表面に電界を印加することにより、表層部Ｒ０の過冷却状態を解除する。
凍結抑止モードＭ３では、冷凍装置制御装置（制御部１４）は、冷凍対象品Ｘの表面への電界の印加を停止するとともに、冷凍室１０内の温度を過冷却解除モードＭ２における冷凍室１０内の温度に比べて上昇させることにより、冷凍対象品Ｘの内層部Ｒ１の凍結を抑止する。
【００４４】
この構成により、本実施形態の冷凍装置制御装置（制御部１４）では、冷凍対象品Ｘの表層部Ｒ０を凍結させ、内層部Ｒ１の凍結を抑止することができるため、冷凍対象品Ｘの品質を向上できる。ここで冷凍対象品の品質とは、上述したように冷凍食品の食感、調理感、外観、鮮度感、味わい等などである。本発明によれば、冷凍対象品を解凍した場合に、例えばドリップが流れ出ることによって表面付近が軟らかくなってしまい冷凍対象品の鮮度感が低くなってしまうことを抑止でき、鮮度感を向上できる。本発明によれば、例えば、冷凍対象品の包丁による切れ味を向上できる。
本実施形態の冷凍装置制御装置（制御部１４）のように、電界を使用しない場合は、任意の温度、時刻において冷凍対象品Ｘの過冷却状態を制御できず、冷凍対象品Ｘの表面付近の鮮度を調整することは困難である。
【００４５】
また、本実施形態の冷凍装置１は、上記の冷凍装置制御装置（制御部１４）を備える。
この構成により、本実施形態の冷凍装置１では、冷凍対象品Ｘの表層部Ｒ０を凍結させ、内層部Ｒ１の凍結を抑止することができるため、冷凍対象品Ｘの品質を向上できる。
【００４６】
（変形例）
ここで本実施形態における電極の形状の変形例について説明する。
従来、電極を容器に付けることができない場合、棚板に突起や線状の電極を付けて冷凍対象品に近づけることが行われている。例えば、平板状の棚板電極が上下、左右、前後に使用されている。平板状の棚板電極が上下、左右、前後に使用される構造は、広い空間において、大きな冷凍対象品に電界を均一にして印加するには適した構造である（例えば、特許文献２を参照）。しかしながら、平板状の棚板電極が上下、左右、前後に使用される構造では、局所電界を高くし、電極からの電気力線の多くを対象物に集中的に暴露させることができない。
【００４７】
また、従来、平板状の棚板に突起電極を設けて、冷凍対象品の上部に強い電界を発生する電極が使用されている（例えば、特許文献３を参照）。また、電界を発生するための下部の棚板に格子状や平板上の電極を使用して、当該棚板に多くの冷凍対象品を置いて処理することが行われていた。しかしながら、この針電極を有する棚板の上の空間には突起による高電界を発生させることができない。
【００４８】
そこで本変形例では、図７〜９に示すように、棚板の上部にも突起電極を設けて棚板の上の空間、及び下の空間に高電界を発生させる。
図７は、本変形例に係る棚版Ｂ１の構成の一例を示す図である。図７に示す例では、棚版Ｂ１の上部に針電極２０（針電極２０−１及び針電極２０−２）が備えられる。針電極２０は、突起を有する電極である突起電極の一例である。
【００４９】
針電極２０が備えられることにより、棚版Ｂ１の上の空間、及び下の空間に高電界を発生させることができる。針電極２０は近傍にしか高電界を発生できないため、棚版Ｂ１では、針電極２０が冷凍対象品Ｆ１０に近接するように設置される。冷凍対象品Ｆ１０に針電極２０が侵入してもよい。
【００５０】
なお、針電極２０（針電極２０−１及び針電極２０−２）の電気力線（電気力線ＥＬ１−１及び電気力線ＥＬ１−２）を強めるために、棚版Ｂ１において、針電極２０（針電極２０−１及び針電極２０−２）を固定する板部分は平板状でもよい。
【００５１】
棚版Ｂ１では、冷凍対象品Ｆ１０と針電極２０との間に金属板２１（金属板２１−１、金属板２１−２、及び金属板２１−３）が設けられている。ここで金属板２１は１枚の板であり、穴２２（穴２２−１及び穴２２−２）を有する。図７では、１枚の板である金属板２１の断面の部分のうち穴２２−１及び穴２２−２により隔てられる部分を、それぞれ金属板２１−１、金属板２１−２、及び金属板２１−３という。
【００５２】
棚版Ｂ１では、穴２２（穴２２−１及び穴２２−２）を有する金属板２１が設けられることにより、針電極２０が発生させる電界の電気力線（電気力線ＥＬ１−１及び電気力線ＥＬ１−２）が、金属板２１が穴２２（穴２２−１及び穴２２−２）を有していない場合に比べて密になる。棚版Ｂ１では、電気力線（電気力線ＥＬ１−１及び電気力線ＥＬ１−２）が、金属板２１が穴２２（穴２２−１及び穴２２−２）を有していない場合に比べて密になるため、金属板２１が穴２２（穴２２−１及び穴２２−２）を有していない場合に比べて低い電圧であっても電気力線（電気力線ＥＬ１−１及び電気力線ＥＬ１−２）が効果的に冷凍対象品Ｘに印加される。
【００５３】
なお、金属板２１が有する穴の数は、１つ以上である。金属板２１が有する穴の位置は、針電極２０の直上が好ましいが、いずれの位置であってもよい。また、穴を有していない場合に比べて高い電圧を針電極２０に印加することが必要となるが、金属板２１は穴を有していなくてもよい。
【００５４】
また、金属板２１には、電圧が印加されてもよいし、電圧が印加されなくてもよい。金属板２１に電圧が印加される場合、針電極２０が発生させる電界の電気力線（電気力線ＥＬ１−１及び電気力線ＥＬ１−２）の密度は、金属板２１と針電極２０との間の電位差に応じて変化する。電気力線（電気力線ＥＬ１−１及び電気力線ＥＬ１−２）の密度が大きくなるように、金属板２１に電圧を印加することによって、金属板２１に電圧を印加しない場合に比べて電気力線（電気力線ＥＬ１−１及び電気力線ＥＬ１−２）を効果的に冷凍対象品Ｘに印加できる。
【００５５】
電気力線（電気力線ＥＬ１−１及び電気力線ＥＬ１−２）を効果的に冷凍対象品Ｘに印加される場合、冷凍対象品Ｘの熱交換が促進され、冷凍時間の短縮に加え、解凍時間も短縮される。
【００５６】
棚版Ｂ１では、冷凍対象品Ｆ１０と針電極２０との間に金属板２１が設けられることにより、針電極２０では冷凍対象品Ｆ１０による荷重を支えることが困難な場合、冷凍対象品Ｆ１０の荷重を支え、作業時の冷凍対象品Ｆ１０の破損や、作業者のけが等を防止することができる。なお、金属板２１の代わりに絶縁体が設けられてもよい。
【００５７】
棚版Ｂ１では、金属板２１により作られた支持体に空間が設けられている。棚版Ｂ１では、金属板２１により作られた支持体に空間が設けられていることにより、針電極２０が発生させる電界の電気力線（電気力線ＥＬ１−１及び電気力線ＥＬ１−２）を冷凍対象品Ｆ１０に対して遮蔽できるため、局所的な電界を冷凍対象品Ｆ１０に印加できる。
【００５８】
棚版Ｂ１では、軽量化のため、針電極２０を固定する電極固定部（不図示）は、網状、あるいは穴の空いた板状の構造であってもよい。電極固定部（不図示）に穴が設けられる場合、棚版Ｂ１は水や埃等が貯まりにくい構造となる。
【００５９】
また、図８及び図９に示すように、針電極２０の代わりに、線電極が用いられてもよい。
図８は、本変形例に係る棚版Ｂ２の構成の一例を示す斜視図である。また、図９は、本変形例に係る棚版Ｂ２の構成の一例を示す断面図である。棚版Ｂ２では、棚版Ｂ２の上部に線電極２３が備えられる。線電極２３は、図９の断面図に示すように、突起電極の一例である。棚版Ｂ２では、冷凍対象品（不図示）と線電極２３との間に金属板２４が設けられている。
【００６０】
棚版Ｂ２では、金属板２４（金属板２４−１及び金属板２４−２）が設けられることにより、線電極２３が発生させる電界の電気力線ＥＬ２を冷凍対象品（不図示）に対して遮蔽できるため、局所的な電界が冷凍対象品（不図示）に印加できる。
【００６１】
以上、説明したように、本変形例の電極（針電極２０、線電極２３）は、冷凍装置に備えられる、冷凍対象品Ｆ１０の表面に電界を印加するための電極であって、突起を有する。
この構成により、本変形例の電極（針電極２０、線電極２３）では、冷凍対象品Ｆ１０に印加される電界が局所的となるため、冷凍対象品Ｆ１０の表面に印加する電界を不均一にできる。
【００６２】
（第２の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第２の実施形態について詳しく説明する。
上記の第１の実施形態では、冷凍対象品の表面が凹凸を有する場合について説明した。本実施形態では、冷凍対象品の表面が凹凸を有さない場合に、電界を冷凍対象品の付近において不均一にする物体が冷凍対象品の付近に設けられ電界を印加する場合について説明をする。ここで物体が冷凍対象品の付近に設けられるとは、当該冷凍対象品の周辺や、表面の周囲に当該物体が設けられることに加え、当該物体がシート状であり当該冷凍対象品を包むことや、当該物体が粒子状であり当該冷凍対象品の表面に付着したり、当該冷凍対象品の周辺に撒かれたりすることも含む。
【００６３】
図１０は、本実施形態に係る冷凍装置１の冷凍方法の一例を示す図である。本実施形態では、一例として、プラスチックの容器に入った豆腐である冷凍対象品Ｆ１を冷凍する。以下では、冷凍対象品Ｆ１とプラスチックの容器とを合わせて冷凍対象品Ｆ１と呼ぶ。冷凍対象品Ｆ１の表面は凹凸を有さず滑らかであるとする。
冷凍装置１では、電極１２ａと電極１２ｂとの間に冷凍対象品Ｆ１が配置され、冷凍対象品Ｆ１に外部電界ＥＥ１が印加される。
【００６４】
冷凍装置１では、冷凍対象品の表面において電界が強くならない滑らかな表面をもつ冷凍対象品Ｆ１を冷凍する場合には、電界を冷凍対象品Ｆ１の付近において不均一にする物体が冷凍対象品Ｆ１の付近に設けられてよい。
【００６５】
この物体は、例えば、表面において不均一な誘電率を有するシート（シート１５ａ及びシート１５ｂ）である。冷凍対象品Ｆ１の電極１２ａに対向する側面にはシート１５ａが設けられる。冷凍対象品Ｆ１の電極１２ｂに対向する側面にはシート１５ｂが設けられる。シート１５ａ及びシート１５ｂはそれぞれ、例えば粘着テープにより冷凍対象品Ｆ１の表面に張り付けられることにより、冷凍対象品Ｆ１の付近に設けられる。シート１５ａ及びシート１５ｂの素材は、一例としてプラスチックである。シート１５ａ及びシート１５ｂには、それぞれ金属棒１５０が内部に埋め込まれている。プラスチックの誘電率と金属棒１５０の誘電率とは異なる。
【００６６】
なお、シート１５ａ及びシート１５ｂには、金属棒１５０の代わりに、シート１５ａ及びシート１５ｂとは異なる導電率を有する導体が内部に埋め込まれていてもよい。シート１５ａ及びシート１５ｂは、表面において誘電率と導電率とのうち少なくとも一方がその表面において不均一であればよい。
【００６７】
シート１５ａ及びシート１５ｂは、表面に凹凸を有してよい。例えば、シート１５ａ及びシート１５ｂは、金属棒１５０が内部に埋め込まれることにより、表面に凹凸を有してよい。また、例えば、シート１５ａ及びシート１５ｂは、表面に突起を有することにより、表面に凹凸を有してよい。
【００６８】
シート１５ａ及びシート１５ｂが表面に凹凸を有する場合、表面に凹凸の付近において外部電界ＥＥ１は、不均一となり冷凍対象品Ｘの内部の電界より強くなる。このように、シート１５ａ及びシート１５ｂは、冷凍対象品Ｆ１の付近に設けられる、電界を冷凍対象品Ｆ１の付近において不均一にする物体であって、表面に凹凸を有するシートである。
【００６９】
図１１は、本実施形態に係る冷凍対象品Ｆ１の冷却特性の一例を示す図である。非一様電界温度グラフＧ１は、図１０において示したように、冷凍対象品Ｆ１の側面にシート１５ａ及びシート１５ｂを張り付けた場合の、冷凍対象品Ｆ１の内部の温度の時間変化を示す。一様電界温度グラフＧ２は、冷凍対象品Ｆ１の側面にシート１５ａ及びシート１５ｂを張り付けない場合の、冷凍対象品Ｆ１の内部の温度の時間変化を示す。
【００７０】
非一様電界温度グラフＧ１によれば、側面にシート１５ａ及びシート１５ｂを張り付け、冷凍対象品Ｆ１の表面の電界を不均一にした場合に、冷凍開始から約５０分後に、冷凍対象品Ｆ１の内部の温度の減少は氷点より僅かに高い温度において止まっていることがわかる。つまり、側面にシート１５ａ及びシート１５ｂを張り付け、冷凍対象品Ｆ１の表面の電界を不均一にした場合、過冷却状態が解除されていることがわかる。
【００７１】
一方、一様電界温度グラフＧ２によれば、冷凍対象品Ｆ１の側面にシート１５ａ及びシート１５ｂを張り付けない場合、冷凍対象品Ｆ１の内部の温度の減少は止まらず、氷点下にまで低下していることがわかる。つまり、冷凍対象品Ｆ１の側面にシート１５ａ及びシート１５ｂを張り付けない場合、冷凍対象品Ｆ１は過冷却状態が解除されていないことがわかる。
【００７２】
図１２は、本実施形態に係る冷凍対象品Ｆ１の解凍特性の一例を示す図である。電界なしせん断力グラフＧ３は、冷凍対象品Ｆ１に電界を印加しない場合の冷凍対象品Ｆ１の表面からの深さ毎のせん断力を示す。冷解凍時電界せん断力グラフＧ４は、冷凍対象品Ｆ１に、過冷却モードＭ１及び過冷却解除モードＭ２において冷凍対象品Ｆ１に電界を印加した場合の冷凍対象品Ｆ１の表面からの深さ毎のせん断力を示す。解凍時電界せん断力グラフＧ５は、過冷却解除モードＭ２において冷凍対象品Ｆ１に電界を印加した場合の冷凍対象品Ｆ１の表面からの深さ毎のせん断力を示す。
【００７３】
図１２に示す各グラフ同士を比較すると、解凍時電界せん断力グラフＧ５、冷解凍時電界せん断力グラフＧ４、及び電界なしせん断力グラフＧ３は、この順に、せん断力の最大値が大きい。解凍時電界せん断力グラフＧ５、冷解凍時電界せん断力グラフＧ４、及び電界なしせん断力グラフＧ３は、この順に、せん断力が最大となる深さが冷凍対象品Ｆ１の表面に近い。ここで冷凍対象品Ｆ１の表面は、深さ０ｍｍに対応する。解凍時電界せん断力グラフＧ５、冷解凍時電界せん断力グラフＧ４、及び電界なしせん断力グラフＧ３は、この順に、せん断力が最大値を取ってから深さに対する変化が小さくなる深さが浅い。ここでせん断力が最大値を取ってから深さに対する変化が小さくなる深さの範囲において、せん断力の大きさは、電界なしせん断力グラフＧ３、冷解凍時電界せん断力グラフＧ４、及び解凍時電界せん断力グラフＧ５において同程度である。
【００７４】
ここで冷凍対象品Ｆ１の深さにより示される各部分は、せん断力が大きいほど固く、せん断力が小さいほど柔らかい。冷凍対象品Ｆ１の表層部の氷結による固い部分は表面から浅い方が、触感、調理感、及び鮮度感はより高い。
【００７５】
図１２に示す各グラフから、電界を冷凍対象品Ｆ１に印加することによって、冷凍対象品Ｆ１の表層部の氷結による固い部分は、電界を印加しない場合に比べて冷凍対象品Ｆ１の表面からより浅くなっていることがわかる。したがって、図１２に示す各グラフから、電界を冷凍対象品Ｆ１に印加することによって、冷凍対象品Ｆ１の食感、触感、調理感、及び鮮度感を向上させることができることがわかる。つまり、電界を冷凍対象品Ｆ１に印加することによって冷凍対象品Ｆ１の品質を向上させることができる。
【００７６】
図１３は、本実施形態に係る冷凍対象品Ｆ２の解凍特性の一例を示す図である。冷凍対象品Ｆ２とは、一例として、かまぼこである。冷凍対象品Ｆ２は−３０℃に冷凍された後解凍されている。
電界なしせん断力グラフＧ６は、冷凍対象品Ｆ２に電界を印加しない場合の冷凍対象品Ｆ２の表面からの深さ毎のせん断力を示す。解凍時電界せん断力グラフＧ７は、過冷却解除モードＭ２において冷凍対象品Ｆ２に電界を印加した場合の冷凍対象品Ｆ２の表面からの深さ毎のせん断力を示す。
【００７７】
解凍時電界せん断力グラフＧ７と、電界なしせん断力グラフＧ６とを比較すると、解凍時電界せん断力グラフＧ７には、電界なしせん断力グラフＧ６には鋭いピークはみられないのに対して、冷凍対象品Ｆ２の表面（深さ０ｍｍに対応する）から深さ０．７ｍｍ付近に鋭いピークがみられる。解凍時電界せん断力グラフＧ７が示すせん断力は、表面から深さが増す向きにおいて当該ピークと隣り合う深さ０．９ｍｍ〜１．３ｍｍの付近の範囲において電界なしせん断力グラフＧ６が示すせん断力よりも小さい。
【００７８】
図１３に示す各グラフから、電界を冷凍対象品Ｆ２に印加することによって、冷凍対象品Ｆ２の表層部において氷結による固い部分と、当該固い部分と内部の側に隣り合う軟らかい部分とが形成されていることがわかる。したがって、図１３に示す各グラフから、電界を冷凍対象品Ｆ２に印加することによって、冷凍対象品Ｆ２の食感、触感、調理感、及び鮮度感を向上させることができることがわかる。つまり、電界を冷凍対象品Ｆ２に印加することによって冷凍対象品Ｆ２の品質を向上させることができる。
【００７９】
以下、表面において不均一な誘電率を有するシートの他の例について説明する。
図１４は、本実施形態に係るラッピングシート１６の外観の一例を示す図である。ラッピングシート１６は、絶縁シート１６１に複数の誘電体１６０が点在して埋め込まれている。
ラッピングシート１６は、冷凍対象品Ｆ１の外部電界ＥＥ１が印加される表面を覆うために用いることができる。ラッピングシート１６により覆われた冷凍対象品Ｆ１の表面の外部電界ＥＥ１は、誘電体１６０が埋め込まれている部分において、不均一となり冷凍対象品Ｘの内部の電界より強くなる。
【００８０】
なお、複数の誘電体１６０の誘電率は互いに異なっていてもよく、同じであってもよい。また、ラッピングシート１６は、絶縁シート１６１に複数の導体が点在して埋め込まれていてもよい。当該複数の導体の導電率は互いに異なっていてもよく、同じであってもよい。ラッピングシート１６は、誘電率と導電率とのうち少なくとも一方がラッピングシート１６とは異なる物質が点在して埋め込まれていればよい。つまり、ラッピングシート１６は、誘電率と導電率とのうち少なくとも一方がその表面において不均一である。
【００８１】
なお、ラッピングシート１６は、表面に凹凸を有してよい。例えば、ラッピングシート１６は、誘電体１６０が内部に埋め込まれることにより、表面に凹凸を有してよい。また、例えば、ラッピングシート１６は、表面に突起を有することにより、表面に凹凸を有してよい。
【００８２】
また、冷凍対象品Ｆ１の表面において外部電界ＥＥ１を不均一とするために、冷凍対象品Ｆ１をシートにより覆う代わりに、冷凍対象品Ｆ１を容器の中に収納してもよい。
図１５は、本実施形態に係る容器１７の外観の一例を示す図である。容器１７は、絶縁容器１７１に複数の誘電体１７０が点在して埋め込まれている。複数の誘電体１７０の誘電率は、互いに異なっていてよく、同じであってもよい。また、複数の誘電体１７０の代わりに、複数の導体が点在して埋め込まれていてもよい。当該複数の導体の導電率は、互いに異なっていてよく、同じであってもよい。容器１７は、誘電率と導電率とのうち少なくとも一方が容器１７とは異なる物質が埋め込まれていればよい。つまり、容器１７は、誘電率と導電率とのうち少なくとも一方がその表面において不均一である。
【００８３】
容器１７は、周囲の環境からの熱交換を容易にするために穴１７２が開けられている。
容器１７の容積は、冷凍対象品Ｆ１の体積に応じて変更されてよい。容器１７は、蓋を有してもよい。
冷凍対象品Ｆ１を容器１７に収納することにより、外部電界ＥＥ１は、冷凍対象品Ｆ１の表面の誘電体１７０の付近の部分において、不均一となり冷凍対象品Ｘの内部の電界より強くなる。
【００８４】
なお、上述のシート（シート１５ａ、シート１５ｂ、及びラッピングシート１６）や容器１７は、電圧を加えることができる端子を有してもよい。端子を有する場合であっても、上述のシート（シート１５ａ、シート１５ｂ、及びラッピングシート１６）や容器１７は、電圧を加えずに、冷凍対象品Ｆ１の付近に設けられるだけでもよい。
【００８５】
また、冷凍対象品Ｆ１の表面において外部電界ＥＥ１を不均一とするために、互いに異なる誘電率をもつ複数の粒子１８０が冷凍対象品Ｆ１の付近に設けられてもよい。
図１６は、本実施形態に係る複数の粒子１８０の一例を示す図である。図１６に示す例では、パック１８１に入れられた正肉を冷凍対象品Ｆ２として冷凍する。パック１８１の表面には、複数の粒子１８０が付着している。ここで複数の粒子１８０とは、互いに異なる誘電率をもつ複数の粒子である。外部電界ＥＥ１は、パック１８１の表面の複数の粒子１８０が付着している部分において、不均一となり冷凍対象品Ｆ２の内部の電界より強くなる。
【００８６】
つまり、図１６に示す例では、冷凍対象品Ｆ２の付近に設けられ、電界を冷凍対象品の付近において不均一にする物体とは、互いに異なる誘電率をもつ複数の粒子１８０である。なお、複数の粒子１８０の誘電率は、所定の値より小さければ互いに同じ誘電率であってもよい。また、複数の粒子１８０は、互いに異なる導電率を有していてもよい。複数の粒子１８０は、誘電率と導電率とのうち少なくとも一方が互いに異なっていればよい。つまり、電界を冷凍対象品の付近において不均一にする物体は、誘電率と導電率とのうち少なくとも一方がその表面において不均一である。
【００８７】
以上に説明したように、本実施形態に係る冷凍装置１では、電界を冷凍対象品Ｆ１の付近において不均一にする物体が冷凍対象品Ｆ１の付近に設けられる。
この構成により、本実施形態に係る冷凍装置１では、冷凍対象品Ｆ１の表面が凹凸を有さない場合であっても、冷凍対象品の表面の電界を不均一にすることができるため、冷凍対象品Ｆ１の表面が凹凸を有さない場合であっても冷凍対象品Ｆ１の品質を向上できる。
【００８８】
また、本実施形態に係る冷凍装置１では、電界を冷凍対象品Ｆ１の付近において不均一にする物体は、誘電率と導電率とのうち少なくとも一方がその表面において不均一である、又は表面に凹凸を有する。
この構成により、本実施形態に係る冷凍装置１では、冷凍対象品Ｆ１の付近において誘電率と導電率とのうち少なくとも一方がその表面において不均一であるため、冷凍対象品Ｆ１の表面が凹凸を有さない場合であっても冷凍対象品Ｆ１の形状に応じて冷凍対象品Ｆ１の表面の付近の電界を不均一にすることができる。
また、この構成により、本実施形態に係る冷凍装置１では、冷凍対象品Ｆ１の付近の形状を凹凸にできるため、冷凍対象品Ｆ１の表面が凹凸を有さない場合であっても冷凍対象品Ｆ１の形状に応じて冷凍対象品Ｆ１の表面の付近の電界を不均一にすることができる。
【００８９】
冷凍対象品の氷結に必要な電界は、冷凍対象品の誘電率や温度特性によって異なる。そのため、電圧や電極間の距離の調整が求められる。また、複数の種類の冷凍対象品を同じ冷凍室内に配置し冷凍する場合や、１つの棚に複数の種類の冷凍対象品を配置する場合には、複数の電極が必要となる。
【００９０】
上述のシート（シート１５ａ、シート１５ｂ、及びラッピングシート１６）や、複数の粒子１８０であれば、複数の種類の冷凍対象品を同じ冷凍室内に配置し冷凍する場合であっても、冷凍対象品Ｆ１や冷凍対象品Ｆ２の表面の付近の電界を不均一にすることができる。そのため、上述のシート（シート１５ａ、シート１５ｂ、及びラッピングシート１６）や、複数の粒子１８０であれば、冷凍対象品Ｆ１や冷凍対象品Ｆ２の表層部を凍結させ、内層部の凍結を抑止することができるため、冷凍対象品Ｆ１や冷凍対象品Ｆ２の品質を向上できる。
【００９１】
なお、上述した冷凍装置制御装置（制御部１４）は、解凍対象品の解凍時に用いられてもよい。解凍対象品の解凍時に用いられる場合、冷凍装置制御装置（制御部１４）は、解凍対象品を解凍する解凍モードによって冷凍装置１を制御する。
【００９２】
ここで図１８を参照し、電圧あるいは電界を解凍対象品に印加することにより、解凍時間が短縮されることについて説明する。
図１８は、公知の冷凍イカの切り身の解凍特性を示す図である。図１８に示す各グラフは、解凍対象品として冷凍イカの切り身を、針電極と平板電極との間に置いて解凍した場合に、冷凍イカの切り身の表面の温度変化を示すグラフである。第１電圧温度グラフＧ１１は、０ｋＶの電圧をかけた場合のグラフである。第２電圧温度グラフＧ１２は、２１ｋＶの電圧をかけた場合のグラフである。第３電圧温度グラフＧ１３は、２４ｋＶの電圧をかけた場合のグラフである。
【００９３】
第１電圧温度グラフＧ１１、第２電圧温度グラフＧ１２、及び第３電圧温度グラフＧ１３から、電圧あるいは電界を高くすることによって解凍時間の短縮が得られていることがわかる。なお図１８に示す例では、針電極が解凍対象品から離れているため、解凍対象品の周囲の温度を高くすることや、高電圧を必要とする。
【００９４】
冷凍装置制御装置（制御部１４）が、解凍対象品の解凍時に用いられる場合、冷凍装置１は、例えば、図７において説明した棚版Ｂ１を備える。つまり、冷凍装置１は、突起を有し、解凍対象品の表面に電界を印加する電極（針電極２０）と、解凍対象品を解凍する解凍空間と当該電極（針電極２０）との間に設けられ、電界を通過させる穴２２を有する板（金属板２１）とを備える。ここで解凍空間とは、解凍対象品が棚版Ｂ１の上に設置される場合には棚版Ｂ１の上の空間であり、解凍対象品が棚版Ｂ１の下に設置される場合には下の空間である。
【００９５】
冷凍装置１では、上述したように、電界を通過させる穴２２を有する板（金属板２１）が、解凍空間と電極（針電極２０）との間に設けられない場合に比べて解凍対象品に印加する電気力線を制御し高い電界を解凍対象品に印加できるため、電極（針電極２０）に印加する電圧を解凍空間と電極（針電極２０）との間に設けられない場合に比べて低くできる。従来は過冷却を効果的に抑制するために電極に高い電圧を印加することが必要とされていた。
【００９６】
なお、冷凍装置制御装置（制御部１４）は、解凍対象品の温度が急激な上昇から緩やかな上昇に変化したタイミングにおいて、当該解凍対象品の表面に印加する電界を強くして当該解凍対象品を解凍する解凍モードによって冷凍装置１を制御してもよい。ここで電界を強くするとは、電界を印加していない状態から印加を開始することも含む。
【００９７】
ここで解凍対象品は、解凍前には例えば、−１０度程度に冷凍されている。当該解凍対象品が解凍されると、当該解凍対象品の温度はやがて０度に達する。当該解凍対象品の温度が０度に達すると、当該解凍対象品に含まれる氷が溶け出し、固相から液相が現れる。
固相から液相が現れると、解凍対象品の温度は急激な上昇から緩やかな上昇に変化する。冷凍装置制御装置（制御部１４）は、解凍対象品の温度が急激な上昇から緩やかな上昇に変化したタイミングにおいて、解凍対象品の表面に電界を印加し始める。
なお、冷凍装置制御装置（制御部１４）は、解凍の開始時から解凍対象品の表面に電界を印加し、解凍対象品の温度が急激な上昇から緩やかな上昇に変化したタイミングにおいて、当該電界を強くしてもよい。
【００９８】
なお、冷凍装置制御装置（制御部１４）は、解凍の開始時から所定の時間が経過したタイミングにおいて、解凍対象品の表面に電界を印加してもよい。所定の時間は、当該所定の時間が解凍の開始時から当該解凍対象品の温度が急激な上昇から緩やかな上昇に変化するタイミングまでの時間となるように算出される。ここで所定の時間は、例えば、当該解凍対象品の温度や、当該解凍対象品の周囲の温度や、当該解凍対象品が配置される冷凍室の温度などに応じて算出される。
なお、冷凍装置制御装置（制御部１４）は、解凍の開始時から解凍対象品の表面に電界を印加し、解凍の開始時から所定の時間が経過したタイミングにおいて、当該電界を強くしてもよい。
【００９９】
冷凍装置制御装置（制御部１４）では、解凍対象品の温度が急激な上昇から緩やかな上昇に変化したタイミングにおいて、当該解凍対象品の表面に印加する電界を強くして当該解凍対象品を解凍する解凍モードによって冷凍装置１を制御するため、解凍の開始時から電界を印加する場合に比べて、解凍時間を短縮することができる。また、冷凍装置制御装置（制御部１４）では、消費する電力量を、解凍の開始時から電界を印加する場合に比べて少なくできる。
【０１００】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
１…冷凍装置、１０…冷凍室、１１…電圧制御部、１２、１２ａ、１２ｂ…電極、１３…温度制御部、１４…制御部、１３０…温度検出器、１３１…冷凍機、１３２…ヒーター、Ｍ１…過冷却モード、Ｍ２…過冷却解除モード、Ｍ３…凍結抑止モード、Ｘ、Ｆ１、Ｆ２…冷凍対象品、１５ａ、１５ｂ…シート、１５０…金属棒、１６…ラッピングシート、１６０、１７０…誘電体、１６１…絶縁シート、１７…容器、１７１…絶縁容器、１７２…穴、１８０…複数の粒子、１８１…パック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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