(57)【要約】【課題】被冷却対象物の表面を凍結させることなく急速に冷却する。【解決手段】急速冷却装置１０は、被冷却対象物に冷風を供給する手段と、被冷却対象物の温度を検出する手段と、被冷却対象物に供給する冷風の温度を切り替える手段と、冷風温度切り替え後の経過時間を測定する手段と、冷風温度切り替え時の基準となる設定温度および設定時間を記憶する手段と、被冷却対象物の温度が前記設定温度まで低下するか、もしくは冷風温度切り替え後の経過時間が前記設定時間を経過するかの何れかに至ったときに、冷風温度の切り替えを行う手段とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被冷却対象物に冷風を供給する手段と、
被冷却対象物の温度を検出する手段と、
被冷却対象物に供給する冷風の温度を切り替える手段と、
冷風温度切り替え後の経過時間を測定する手段と、
冷風温度切り替え時の基準となる設定温度および設定時間を記憶する手段と、
被冷却対象物の温度が前記設定温度まで低下するか、もしくは冷風温度切り替え後の経過時間が前記設定時間を経過するかの何れかに至ったときに、冷風温度の切り替えを行う手段とを備える、
急速冷却装置。
【請求項２】
前記冷風温度が氷点下で段階的に上昇していくように設定されている、
請求項１に記載の急速冷却装置。
【請求項３】
冷風温度切り替え時の基準に前記設定時間のみを適用する手段をさらに備える、
請求項１または２に記載の急速冷却装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の急速冷却装置を用いた急速冷却方法であって、
冷却開始後に被冷却対象物の温度が最初の設定温度まで低下するか、もしくは最初の設定時間を経過するかの何れかに至ったときに、冷風温度の切り替えを行う第１の工程と、
冷風温度切り替え後の被冷却対象物の温度が次の設定温度まで低下するか、もしくは冷風温度切り替え後の経過時間が次の設定時間を経過するかの何れかに至ったときに、冷風温度のより高い温度への切り替えを行う工程とを含む、
急速冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱調理された食材を安全かつ急速に冷却する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
加熱調理された食材は出来立てが最も美味しい状態であることは論をまたない。しかし、時間とともに熱による水分の蒸発や乾燥、油の酸化や流出を招くため、味の劣化が進む。そのため、加熱後に時間をおいてから提供される食材の場合、例えば、宴会場等で同時に多くの客に料理を提供する場合やコンビニエンスストア等に搬送して販売する場合には、ブラストチラー等を用いて食材を急速冷却し、冷蔵庫や冷凍庫等に保存しておくことが行われている（特許文献１、２参照）。食材を急速冷却する際には、危険温度帯と呼ばれる細菌類の生育に最も適した温度帯（約１０度〜６０度）を可能な限り速やかに通過させることが食材衛生上の観点からは重要になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３２３０５９号公報
【特許文献２】特許第４６１０３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
食材の冷却にはいくつかの方法があり、最も冷却効果が高いものに真空冷却がある。これは、加熱調理後の食材を減圧状態におくことにより、食材内部に含まれている水分を蒸発させ、その際の蒸発熱で冷却する方法である。食材の冷却方法には、他にも先に述べたブラストチラーや冷水冷却等などがあるが、冷却速度の速さの点では真空冷却が最も優れている。しかし、食材の水分が蒸発することにより味や性状に変化が生じることもあり、食材によっては歩留まりの低下を招きやすいという欠点もある。
【０００５】
これに対してブラストチラーは、冷却する食材を選ばないという長所があるが、冷却速度の点では真空冷却には及ばない。また食材に氷点下の冷風を吹き付けるため、表面部分が凍結することがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、これらの課題を解決するために、以下のような構成の急速冷却装置および方法を提供する。
【０００７】
急速冷却装置は、第１の態様として、被冷却対象物に冷風を供給する手段と、被冷却対象物の温度を検出する手段と、被冷却対象物に供給する冷風の温度を切り替える手段と、冷風温度切り替え後の経過時間を測定する手段と、冷風温度切り替え時の基準となる設定温度および設定時間を記憶する手段と、被冷却対象物の温度が前記設定温度まで低下するか、もしくは冷風温度切り替え後の経過時間が前記設定時間を経過するかの何れかに至ったときに、冷風温度の切り替えを行う手段とを備える。
【０００８】
第２の態様として、前記冷風温度が氷点下で段階的に上昇していくように設定されている。
【０００９】
第３の態様として、冷風温度切り替え時の基準に前記設定時間のみを適用する手段をさらに備える。
【００１０】
急速冷却方法は、冷却開始後に被冷却対象物の温度が最初の設定温度まで低下するか、もしくは最初の設定時間を経過するかの何れかに至ったときに、冷風温度の切り替えを行う第１の工程と、冷風温度切り替え後の被冷却対象物の温度が次の設定温度まで低下するか、もしくは冷風温度切り替え後の経過時間が次の設定時間を経過するかの何れかに至ったときに、冷風温度のより高い温度への切り替えを行う工程とを含む。
【発明の効果】
【００１１】
急速冷却装置の第１の態様による効果としては、一般に冷風温度が低いほど被冷却対象物の中心温度と表面温度との間に大きな差が生じ、中心温度が設定温度に到達する前に表面が凍結する恐れがあるが、経過時間の上限を設定しておくことにより、被冷却対象物の過度の冷却を防止し、凍結の被害から保護することができる。
【００１２】
第２の態様による効果としては、冷風の温度を段階的に上げていくことにより、被冷却対象物を凍結させることなく、効率的に目標温度まで冷却することができる。
【００１３】
第３の態様による効果としては、冷風の温度調節にフィードバック制御ではなくシーケンス制御を適用することにより、被冷却対象物の温度を検出するための手段や工程を省略することが可能になる。特に規格品を大量生産するような場合には、各段階の最適な冷却時間を設定しておくことにより、品質の均一化と生産の効率化を両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】急速冷却装置のシステム構成図
【図２】急速冷却装置の温度制御システムのシステム構成図
【図３】温度制御システムの運転パターンを示す図
【図４】温度制御システムによる温度変化を示すグラフ
【図５】温度制御システムにより温度制御のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は急速冷却装置のシステム構成図である。急速冷却装置１０は、主要な構成として、冷却庫１２、インバータ式冷凍機１４、操作・制御部１６を備えている。
【００１６】
冷却庫１２には、収納ケース２０、冷却コイル２２、冷却ファン２４、冷風温度センサ２６、食材温度センサ２８が備わっている。
【００１７】
インバータ式冷凍機１４には、冷凍機ユニット３０が備わっている。冷凍機ユニット３０は、２本の配管３２、３４によって冷却コイル２２と接続されている。配管３２には冷媒電磁弁（ＳＶ）３６が取り付けられている。また配管３４には冷媒電動弁（ＭＶ）３８が取り付けられている。
【００１８】
操作・制御部１６には、操作盤４０、ＰＬＣ（ＰＲＯＧＲＡＭＭＡＢＬＥ  ＬＯＧＩＣ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＲ）４２、制御ユニット４４、冷却開始スイッチ４６が備わっている。
【００１９】
急速冷却装置１０の温度制御システムについて図２を参照して説明する。冷却開始スイッチ４６は、急速冷却装置１０の主電源のＯＮ／ＯＦＦの切り替えを行うための入力手段である。ＰＬＣ４２は、入力系として、冷却開始スイッチ４６、操作盤４０、食材温度センサ２８と接続されている。また出力系として、冷凍機ユニット３０、制御ユニット４４と接続されている。
【００２０】
冷却開始スイッチ４６は、急速冷却装置１０の主電源のＯＮ／ＯＦＦの切り替えを行うための入力手段である。操作盤４０は、温度制御に関するプログラムやパラメータ、データ等を入力するための情報入力手段であり、急速冷却装置１０の操作や設定を行う操作手段である。また、急速冷却装置１０のステイタスや運転履歴等を表示する情報表示手段でもある。ＰＬＣ４２には、被冷却対象物である食材の冷却温度の目標となる設定温度データと、冷却時間の上限を定めた設定時間データが格納されている。これらのデータは操作盤４０から入力し、変更も可能である。
【００２１】
冷凍機ユニット３０は、運転スイッチをＯＮに入れた後、ＰＬＣ４２からのＯＮ指令を受けて運転を開始し、ＯＦＦ指令を受けたときに運転を停止する。低圧側の冷媒蒸発圧力を検知し、設定した目標蒸発温度になるように、自動的にコンプレッサーのインバータ制御を行う。
【００２２】
制御ユニット４４は、入力系として、ＰＬＣ４２、冷風温度センサ２６と接続されている。また出力系として、冷却ファン２４、冷媒電磁弁３６、冷媒電動弁３８と接続されている。制御ユニット４４は、ＰＬＣ４２からの運転指令を受けて運転を開始し、冷風温度指令を受けて、冷却ファン２４、冷媒電磁弁３６、冷媒電動弁３８の制御を行う。冷却ファン２４と冷媒電磁弁３６はＯＮ／ＯＦＦ制御である。冷媒電動弁３８はＰＩＤ制御によりバルブの開度を２０〜１００％の間で調節する。
【００２３】
急速冷却装置１０の温度制御システムの動作について、図３乃至図５を参照して説明する。
図３に示すように急速冷却装置１０の運転パターンは４つのステップ（３段階の冷却モードと１段階の保冷モード）からなる。各ステップの温度変化は図４のグラフで示している。
【００２４】
第１ステップでは、温度Ｘ１の冷風を供給し、食材の温度を設定温度Ｙ１まで下げる。第２ステップに移行するまでの経過時間の上限を設定時間Ｔ１に設定している。第２ステップでは、温度Ｘ１より温度が高い温度Ｘ２の冷風を供給し、食材の温度をさらに設定温度Ｙ２まで下げる。第３ステップに移行するまでの経過時間の上限を設定時間Ｔ２に設定している。第３ステップでは、温度Ｘ２より温度が高い温度Ｘ３の冷風を供給し、食材の温度をさらに設定温度Ｙ３まで下げる。第４ステップ（保冷モード）に移行するまでの経過時間の上限を設定時間Ｔ３に設定している。
【００２５】
急速冷却装置１０の運転を始めるにあたっては、最初に冷凍機ユニット３０の運転スイッチをＯＮにする（Ｓ１）。次に冷却開始スイッチをＯＮにする（Ｓ２）。これで第１ステップの冷却が開始する（Ｓ３）。第１ステップでは、冷媒電磁弁と冷却ファンが自動的にＯＮとなり、冷媒電動弁が１００％の全開となる（Ｓ４）。その後、冷風が温度Ｘ１になるように冷媒電動弁の開度を２０〜１００％の間で自動調節する（Ｓ５）。食材の温度が設定温度Ｙ１まで低下したら、第２ステップの冷却が開始する（Ｓ６）。また、食材温度が設定温度Ｙ１まで低下しないうちに設定時間Ｔ１を経過した場合には、その時点の食材温度に関係なく、第２ステップに移行する（Ｓ６）。
【００２６】
第２ステップでは、冷風が温度Ｘ２になるように冷媒電動弁の開度を２０〜１００％の間で自動調節する（Ｓ７）。食材の温度が設定温度Ｙ２まで低下したら、第３ステップに移行する（Ｓ８）。また、食材温度が設定温度Ｙ２まで低下しないうちに設定時間Ｔ２を経過した場合には、その時点の食材温度に関係なく、第３ステップに移行する（Ｓ８）。
【００２７】
第３ステップでは、冷風が温度Ｘ３になるように冷媒電動弁の開度を２０〜１００％の間で自動調節する（Ｓ９）。食材の温度が設定温度Ｙ３まで低下したら、冷却モードから保冷モードに移行する（Ｓ１０）。また、食材温度が設定温度Ｙ３まで低下しないうちに設定時間Ｔ３を経過した場合には、その時点の食材温度に関係なく、保冷モードに移行する（Ｓ１０）。
【００２８】
保冷モードでは、冷媒電磁弁と冷却ファンが自動的にＯＮ／ＯＦＦを繰り返す間欠運転を行う。最初に冷媒電磁弁と冷却ファンが自動的にＯＦＦとなる（Ｓ１１）。その後、設定時間Ｚ１を経過したら、冷媒電磁弁と冷却ファンが自動的にＯＮに切り替わる（Ｓ１２）。設定時間Ｚ２を経過したら、再び冷媒電磁弁と冷却ファンが自動的にＯＦＦとなる。以後、同様のＯＮ／ＯＦＦ制御を繰り返しながら冷風温度Ｘ４を維持する。
【００２９】
保冷モード運転中に冷却開始スイッチをＯＦＦにすると（Ｓ１３）、保冷モードが終了し、冷媒電磁弁と冷却ファンが強制的にＯＦＦとなる（Ｓ１４）。これにより冷却庫から食材を取り出すことができる。次の食材を投入し終えたら、冷却開始スイッチを再びＯＮにする（Ｓ２）。これにより新たに第１ステップの冷却が開始する（Ｓ３）。
【符号の説明】
【００３０】
１０  急速冷却装置
１２  冷却庫
１４  インバータ式冷凍機
１６  操作・制御部
２４  冷却ファン
２６  冷風温度センサ
２８  食材温度センサ
３０  冷凍機ユニット
３６  冷媒電磁弁
３８  冷媒電動弁
４０  操作盤
４２  ＰＬＣ
４４  制御ユニット
【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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