(57)【要約】【課題】コスト低下を図りながらも、解凍された際の食品が本来の食感および風味などを保持しうるように当該食品を凍結する方法を提供する。【解決手段】  内側容器１１に対象物Ｘを内包して密封し、かつ、外側容器１２に内側容器１１および水Ｗを内包させる。この状態で、内側容器１１および外側容器１２により構成される二重容器１０を、水Ｗの氷点よりも低温の環境で冷却して外側容器１２の中の水Ｗを凍結させて氷を生成する。外側容器１２の中の氷を破砕する。そして、二重容器１０を対象物Ｘの氷点よりも低温の環境で冷却することにより内部容器１１に内包されている対象物Ｘを凍結させる。【選択図】  図１
2015223164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物が直接的に、または、前記対象物を真空密封する内側容器を介して間接的に、水で覆われて外側容器に収容されている状態で、前記外側容器を水の凍結点よりも低温の環境で冷却して前記外側容器の内部の水を凍結させることにより氷を生成する第１冷却過程と、
前記外側容器を対象物の凍結点よりも低温の環境で冷却することにより前記対象物を凍結させる第２冷却過程と、を含んでいることを特徴とする凍結方法。
【請求項２】
請求項１記載の凍結方法において、
前記第１冷却過程において前記外側容器の内部において前記対象物の周囲に生成された氷が破砕しないように、前記外側容器の内部における前記対象物の平均厚さと前記対象物を覆う水の平均厚さとの比率が調節されることを特徴とする凍結方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の凍結方法において、前記第２冷却過程の前に、前記第１冷却過程において前記外側容器の内部において前記対象物の周囲に生成された氷を破砕する氷破砕過程を含んでいることを特徴とする凍結方法。
【請求項４】
請求項３記載の凍結方法において、前記氷破砕過程は、前記第１冷却過程よりも低温で前記外側容器を冷却する過程、前記第１冷却過程よりも急速に前記外側容器を冷却する過程、または、前記容器に外力または衝撃力を作用させる過程であることを特徴とする凍結方法。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか１つに記載の凍結方法において、前記第１冷却過程および前記第２冷却過程は、前記外側容器を低温の不凍液に浸漬することにより前記外側容器を冷却する過程であることを特徴とする凍結方法。
【請求項６】
変形性を有し、かつ、内側容器および外側容器により構成される二重容器と、
前記二重容器の形状を弾性的に保持しながら前記二重容器を収容するように構成されている保形容器と、を備えていることを特徴とする冷却用ユニット。
【請求項７】
請求項６記載の冷却用ユニットにおいて、前記保形容器に対して前記二重容器を出し入れ可能にするため、前記保形容器の一部が開閉可能に構成されていることを特徴とする冷却用ユニット。
【請求項８】
請求項６または７記載の冷却用ユニットおよび不凍液を収容する、上部が開放され、かつ、底面の少なくとも一部が傾斜面により構成されている不凍液槽と、
前記不凍液槽の開放箇所を覆うように配置され、前記不凍液槽に収容されている不凍液を冷却するように構成されている冷却装置と、を備え、
前記不凍液槽が不凍液を強制対流させないように構成されていることを特徴とする冷却システム。
【請求項９】
請求項６または７記載の冷却用ユニットおよび不凍液を収容する、上部が開放され、かつ、底面の少なくとも一部が傾斜面により構成されている不凍液槽と、
前記不凍液槽の上部において前記冷却用ユニットの出し入れスペースが確保されるように配置され、前記不凍液槽に収容されている不凍液を冷却する冷却装置と、を備えていることを特徴とする冷却システム。
【請求項１０】
請求項６または７記載の冷却用ユニットおよび不凍液を収容する、上部が開放されている不凍液槽と、
冷却装置と、
前記不凍液槽に対する前記冷却用ユニットの出し入れスペースが確保されるように前記冷却装置を上昇させ、かつ、前記不凍液槽に収容されている不凍液を前記冷却装置に冷却させるために前記冷却装置を下降させる昇降手段と、を備えていることを特徴とする冷却システム。
【請求項１１】
第１不凍液が収容される第１不凍液槽と、
前記第１不凍液槽の内部に配置され、かつ、前記第１不凍液よりも凍結点が高温である第２不凍液および対象物が収容される第２不凍液槽と、
前記第１不凍液槽に収容されている前記第１不凍液を直接的に冷却することにより、前記第２不凍液槽に収容されている前記第２不凍液を間接的に冷却して、前記第２不凍液に氷晶を生成させるように構成されている冷却装置と、を備えていることを特徴とする冷却システム。
【請求項１２】
請求項１１記載の冷却システムにおいて、
前記第１不凍液槽に収容されている前記第１不凍液を撹拌するように構成されている撹拌装置をさらに備えていることを特徴とする冷却システム。
【請求項１３】
請求項１１または１２記載の冷却システムにおいて、前記第２不凍液槽が請求項６または７記載の冷却用ユニットを収容するように構成されていることを特徴とする冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品などの有機物質の凍結保存技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
加圧装置を用いて−２０［℃］に冷却された不凍液で満たされ、かつ、食品が収容されている耐圧容器に２００［ＭＰａ］の圧力を加えた後に常圧に戻し、さらにエアブラストまたは接触凍結を行なう方法が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２４３９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１記載の圧力移動凍結方法では、加圧装置と、冷却システムを有する耐圧容器とが必要であり、設備が大型化し、かつ、設備コストが高い。
【０００５】
従来の冷凍保存法では、食品がその外側から内側に向かって凍結が進行するため、先に凍結した外側部分が後に凍結する内側部分の体積膨張により破壊されることによりヒビ割れが発生する。冷却速度が速い場合、ヒビ割れによる食品の損傷が顕著になる一方、冷却速度が遅い場合、潜熱放出時間が長くなり、０〜−５［℃］の氷晶サイズ成長温度帯に留まる時間が長くなって氷晶サイズが大きくなり、細胞膜が損傷する。また、冷凍品保管温度帯が氷晶サイズ成長温度帯の０〜−５［℃］程度である場合、氷晶が大きく成長して食品の細胞を損傷させる。
【０００６】
食品全体を過冷却状態とした後、過冷却を解除して、同時に食品内部まで氷晶核を生成することで、ヒビ割れによる損傷を低減することができる。しかし、食品のような大サイズのものは、表面のみが過冷却となり内部が過冷却にならない傾向が強く、全体を過冷却状態にすることは非常に困難であった。
【０００７】
そこで、本発明は、耐圧容器および加圧装置を省略して設備コスト低下を図りながらも、解凍された際の食品が本来の食感および風味などを保持しうるように当該食品を凍結する方法等を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の凍結方法は、対象物が直接的に、または、前記対象物を真空密封する内側容器を介して間接的に、水で覆われて外側容器に収容されている状態で、前記外側容器を水の凍結点よりも低温の環境で冷却して前記外側容器の内部の水を凍結させることにより氷を生成する第１冷却過程と、前記外側容器を対象物の凍結点よりも低温の環境で冷却することにより前記対象物を凍結させる第２冷却過程と、を含んでいることを特徴とする。
【０００９】
外側容器（または内側容器および外側容器からなる二重容器）が水または水溶液の凍結点より低温で冷却されると、その中の水は外側から凍結が進行し、氷厚が増大するとともに外側容器の内部圧力が急上昇する。水凍結による内部圧力の上昇を用いた昇圧法は「凍結昇圧法」と呼ばれている。この圧力の急上昇が緩和されないと、氷が比較的薄い段階でこの氷にクラック（割れ目）が生じて外側容器の内部圧力の上昇が抑制される。また、対象物の食品等有機物は、真水よりも凍結点が低いため、どんなに均一に緩慢な速度で冷却しても外側の水が先に凍結し、内部の対象物を加圧することとなる。対象物の凍結点とは、対象物に含まれている水溶液の凍結点を意味する。
【００１０】
水をその外周から冷却して凍結させる場合、通常氷は、微小なサイズではクラックは発生しないが、氷厚が約５［ｍｍ］以上になると凍結過程でヒビやクラックが発生する。本発明は、当初空気中で極緩慢に厚みの薄い寒天の周囲に氷を作成して行っていた時は、長時間冷却すると必ず氷が割れてしまったが、食品等の大きなサイズの有機物を試した時には氷が割れないことを発見し、食品には凍結による急激な圧力上昇を緩和するだけの充分な圧縮率があり、周囲の氷を加圧装置と耐圧容器の代用として使用することができることを発見したことにある。
【００１１】
対象物としての食品等の比較的大型の有機物は圧縮率が高く、高圧下では立体構造が変化して体積が減少する。すなわち、外側容器の冷却速度が一定である場合、外側容器および対象物（または対象物を真空密封する内側容器）の間に存在する水の平均厚さ（Ｗｔ）と、対象物の平均厚さＦｔとの比（Ｆｔ／Ｗｔ）が大きい程、氷にクラックが発生し始める際の氷の厚さが厚い。
【００１２】
そこで、本発明の凍結方法において、前記第１冷却過程において前記外側容器の内部において前記対象物の周囲に生成された氷が破砕しないように、前記外側容器の内部における前記対象物の平均厚さと前記対象物を覆う水の平均厚さとの比率が調節されることを特徴とすることが好ましい。
【００１３】
たとえば、対象物（または対象物を内側容器）と外側容器との間に配置されるセパレータの形状およびサイズが調節されることにより、対象物（または対象物を内側容器）と外側容器との間隔、ひいては水の平均厚さが調節される。当該比率（Ｆｔ／Ｗｔ）が小さいと凍結に過大なエネルギーが必要となる一方、当該比率が大きいと氷の厚みが薄くなり充分圧力が上がらず過冷度が小さくなり、冷凍の質が低下する。当該比率はたとえば０．３〜１の範囲であることが好ましい。
【００１４】
水を外周から冷却して氷が周囲から生成すると、氷の体積膨張により内部圧力が上昇し、対象物が圧縮される。対象物の圧縮は、弾性的に体積変化する量と塑性変形的に圧縮される量の和である。水および氷（氷Ｉｈ）についても、圧縮率は小さいが、加圧状態では弾性的に圧縮される。対象物の圧縮可能量と水および氷のその圧力における圧縮量の和が水の内部への膨張量以上の場合、氷の破壊が発生しない。また、対象物と水および氷の弾性圧縮により氷の内部での圧力が維持される。
【００１５】
高圧下では、圧力が２１０［ＭＰａ］までは常圧から１０［ＭＰａ］上昇する毎に、水の凍結点が１［℃］ずつ下降する。氷、未凍結水および対象物が均衡した状態では、氷および水の温度により、均衡する内部圧力が決まる。例えば、−５［℃］では、内部圧力が５０［ＭＰａ］となる。但し、この氷内の未凍結水まで凍結した場合の内部圧力は、温度とは無関係である。
【００１６】
対象物が魚の場合、当該比率が１付近になると、冷却により対象物の内部まで凍結が進行しても魚肉の体積変化で氷の体積膨張を吸収するため、圧力が氷を破壊するまでには上昇しない。氷が破壊されない状態では、内部圧力が維持される。
【００１７】
この凍結点降下の影響もあり氷晶生成が抑制され凍結時の細胞の損傷が抑制される。特に高密度氷が生成される−２０℃以下、２００［ＭＰａ］付近の境界以上では氷の相変化も加わるため氷晶生成の抑制が顕著である。また、加圧下で凍結（または解凍）すると、たとえば、内部圧力が５０［ＭＰａ］では常圧での食品の凍結点の違いによっても異なるが海水魚魚肉の場合、凍結点降下で凍結点が約−６〜−７［℃］となり、対象物（海水魚など）が凍結（または解凍）する。すなわち、氷晶サイズ成長温度帯以下で凍結（または解凍）が進行するため、氷晶サイズが小さいまま良質な状態で対象物を凍結（または解凍）できる。これは加圧凍結法および加圧解凍法と呼ばれている。氷を解凍まで破壊せずに保存して加圧状態で解凍することで凍結および解凍の質を大幅に向上させることが可能となる。但し、圧縮率は食品によって異なるため、一定の値ではない。
【００１８】
外側容器の冷却が進み、氷が厚くなるにつれ外側容器の内部圧力が１０［ＭＰａ］上昇する毎に、対象物の温度が未凍結状態のまま常圧の凍結点から１［℃］ずつ低下する。氷に一旦クラックが発生して外側容器の内部圧力が低下すると、当該圧力上昇による凍結点降下が停止し、凍結点が上昇するため、対象物はその中心部まで均一に一気に過冷却状態となる。そして、対象物にはその中心部まで氷晶核が生成し、その後の対象物全体の凍結のトリガーまたは起点となる。これは圧力移動凍結法と呼ばれている。
【００１９】
そこで、本発明の凍結方法において、前記第２冷却過程の前に、前記第１冷却過程において前記外側容器の内部において前記対象物の周囲に生成された氷を破砕する氷破砕過程を含んでいることが好ましい。前記氷破砕過程は、前記第１冷却過程よりも低温で前記外側容器を冷却する過程、前記第１冷却過程よりも急速に前記外側容器を冷却する過程、または、前記容器に外力または衝撃力を作用させる過程である。
【００２０】
冷却温度が低温であるほど、急激に外側容器の内部における氷の生成が行われ、この氷にクラックが入りやすいという知見が得られた。そこで、外側容器（または内側容器およびこれを水と共に収容する外側容器からなる二重容器）の冷却速度を上げることで、外側容器の中の氷にクラックが発生して外側容器の内部圧力が低下し、これに応じて対象物の凍結が進行する。外側容器の冷却速度をさらに上げることで、対象物における過冷却解除後の未凍結部の凍結速度を上げ、当該対象物に生じる氷晶のサイズを小さくし、細胞膜の損傷が抑制される。
【００２１】
冷却過程において不凍液（ブライン）が用いられる場合、冷却速度の増加のため、容器が浸漬されているブラインが撹拌されることにより、外側容器の外側表面に存在する断熱恒温薄層が強制的に剥がされて外側容器の内部が急激に冷却され、氷にクラックが早期に発生して外側容器の内部圧力が低下して対象物の凍結が進行する。外側容器の冷却速度を上昇させることで、対象物における過冷却解除後の未凍結部の凍結速度を増大させ、氷晶サイズを小さくして細胞膜の損傷が抑制される。
【００２２】
圧力移動凍結した後に冷却せずに解凍するため、過冷度に応じて主に高凍結点の細胞外液が部分凍結状態のまま解凍されるため、細胞内液の多くの部分は未凍結であるためほとんど生と変わらない品質が得られる。但し、細胞内が未凍結なので、長期に保存するとＫ値が上昇して鮮度が落ちるため、好ましくは２〜４日間の輸送などの短期間保存に適している。
【００２３】
本発明の凍結方法において、前記第１冷却過程および前記第２冷却過程は、前記外側容器を低温の不凍液に浸漬することにより前記外側容器を冷却する過程であることが好ましい。
【００２４】
空気と比較して比熱が著しく大きいブラインが用いられることにより外側容器（または内側容器および外側容器からなる二重容器）の冷却速度が著しく高くなるため、外側容器の内部における水の凍結が迅速に進行する。このため、外側容器の内部の様子の観察（クラック発生時には氷が割れる比較的大きな音がする。また、クラックが入ると内部に氷が出来るため袋が浮いてくる。）によってクラックが発生しないままで外側容器の中の水の凍結が進行する時間などが計測され、当該計測結果に基づいて対象物の凍結条件が制御される。
【００２５】
本発明の冷却用ユニットは、変形性を有し、かつ、内側容器および外側容器により構成される二重容器と、前記二重容器の形状を弾性的に保持しながら前記二重容器を収容するように構成されている保形容器と、を備えていることを特徴とする。
【００２６】
本発明の冷却用ユニットによれば、外側容器がその形状が弾性的に保持されるように収容される。このため、外側容器がその熱伝達性の確保のために柔軟性のある薄い素材により構成されていても、外側容器と内側容器との間に存在する水、ひいては氷の厚さの均一性が担保される。更に好ましくは、内側容器と外側容器の間にスペーサを設けることで内側容器の表裏面に対する氷の厚さを均等に保つことができる。また、外側容器の中の水の凍結にともなって外側容器が膨張しても、冷却用ユニットの弾性的な変形により外側容器に作用する圧力が適度に逃されることによってもクラックが早期に発生するのを防止できる。
【００２７】
前記保形容器に対して前記二重容器を出し入れ可能にするため、前記保形容器の一部が開閉可能に構成されていることが好ましい。これにより、膨張した外側容器の内部の氷を壊すことなく二重容器を保形容器から取り出すことができる。
【００２８】
本発明の第１態様の冷却システムは、前記冷却用ユニットおよび不凍液を収容する、上部が開放され、かつ、底面の少なくとも一部が傾斜面により構成されている不凍液槽と、前記不凍液槽の開放箇所を覆うように配置され、前記不凍液槽に収容されている不凍液を冷却するように構成されている冷却装置と、を備え、前記不凍液槽が不凍液を強制対流させないように構成されていることを特徴とする。
【００２９】
本発明の第２態様の冷却システムは、前記冷却用ユニットおよび不凍液を収容する、上部が開放され、かつ、底面の少なくとも一部が傾斜面により構成されている不凍液槽と、前記不凍液槽の上部において前記冷却用ユニットの出し入れスペースが確保されるように配置され、前記不凍液槽に収容されている不凍液を冷却する冷却装置と、を備えていることを特徴とする。
【００３０】
ブラインが収容される不凍液槽の上部に冷却装置が設けられているので、熱対流によって当該容器の下部から上部に滞留するブラインが効率的に冷却される。ブラインの撹拌が不要であり、自然対流するブラインの中で保形容器に収容されている二重容器が冷却される。特に低温ブライン中で撹拌した場合は、場所によって流速が異なり温度ムラが大きくなる。また、場所によって冷却速度が上がりすぎると氷厚が充分な厚さになる前にクラックが入ってしまう。このため、自然対流中で冷却することにより外側容器中の水を適度な速度で凍結させ、クラック発生時の氷厚を大きくし、その結果、氷にクラックが生じて（破砕して）外側容器の内部圧力が低下した際に、内側容器に内包されている対象物においてより深い過冷却状態が実現される。
【００３１】
本発明の第３態様の冷却システムは、冷却用ユニットおよび不凍液を収容する、上部が開放されている不凍液槽と、冷却装置と、前記不凍液槽に対する前記冷却用ユニットの出し入れスペースが確保されるように前記冷却装置を上昇させ、かつ、前記不凍液槽に収容されている不凍液を前記冷却装置に冷却させるために前記冷却装置を下降させる昇降手段と、を備えていることを特徴とする。
【００３２】
冷却装置が上昇駆動されることにより冷却用ユニットの取り出しが容易になり、かつ、不凍液槽の内部のメンテナンスが容易になる。自然対流ブライン中で外側容器の内部で氷を生成させることで、食品中の食塩と水との共晶温度である−２３［℃］以下の低温ブラインのみを用いて、氷作成、クラック生成、その後の未凍結部の凍結完了まで一貫した実行が可能となる。
【００３３】
本発明の第４態様の冷却システムは、第１不凍液が収容される第１不凍液槽と、前記第１不凍液槽の内部に配置され、かつ、前記第１不凍液よりも凍結点が高温である第２不凍液および対象物が収容される第２不凍液槽と、前記第１不凍液槽に収容されている前記第１不凍液を直接的に冷却することにより、前記第２不凍液槽に収容されている前記第２不凍液を間接的に冷却して、前記第２不凍液に氷晶を生成させるように構成されている冷却装置と、を備えていることを特徴とする。
【００３４】
第４態様の冷却システムにおいて、前記第１不凍液槽に収容されている前記第１不凍液を撹拌するように構成されている撹拌装置をさらに備えていることが好ましい。第４態様の冷却システムにおいて、前記第２不凍液槽が前記冷却用ユニットを収容するように構成されていることが好ましい。
【００３５】
第１不凍液よりも凍結点が高温である第２不凍液（または液体）が収容される第２不凍液槽が第１不凍液槽の内部に配置されることにより、第２不凍液がその凍結点以下に冷却されて氷晶が生成する。氷晶の融解潜熱のために第２不凍液および氷晶の混合液の熱容量が増大する。このため、当該混合液中で対象物が冷却されて凍結しても、この対象物の凍結潜熱の熱容量よりも混合液の熱容量が大きい場合、第２不凍液槽の内部温度上昇が抑制される。対象物の熱容量が大きい場合、冷却対象物の温度をできるだけ一定にして凍結させる場合に大きな効果を発揮する。
【発明の効果】
【００３６】
従来から圧力移動凍結法、加圧凍結法や加圧解凍法が優れた凍結および解凍法であることは知られていたが、冷却装置付耐圧容器と加圧装置の設備サイズが大きく、しかも高価なため食品の冷凍や解凍に使用することが困難であった。
【００３７】
しかし本発明による外側容器の内部かつ内側容器の外部に氷が生成されることにより、対象物の比較的大きな圧縮率に由来して当該氷にクラックが生じない状態が保持できる。氷を耐圧容器にし、凍結昇圧法によって加圧することで、耐圧容器も加圧装置も不要であるため、低コストで優れた凍結および解凍効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態としての冷却用ユニットの構成説明図。
【図２】本発明の一実施形態としての冷却システムの構成説明図。
【図３】本発明の一実施形態としての凍結方法の手順説明図。
【図４】本発明の実施例および比較例の対比説明図。
【図５】本発明の他の実施形態としての冷却用ユニットの構成説明図。
【図６】本発明の他の実施形態としての冷却システムの構成説明図。
【図７】本発明の他の実施形態としての冷却システムの構成説明図。
【図８】エチルアルコール濃度と水溶液の凍結点を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１に示されている本発明の一実施形態としての冷却用ユニット１は、二重容器１０と、保形容器２０とを備えている。
【００４０】
二重容器１０は内側容器１１および外側容器１２を備えている。内側容器１１は食物などの対象物Ｘを内包して真空密封するように構成されている。内側容器１１（または対象物Ｘ）と外側容器１２との間には、内側容器１１と外側容器１２との間隔、ひいては対象物Ｘを取り囲む水Ｗの厚さを調節するための一または複数のスペーサＳが適当な箇所に配置されている。外側容器１２は内側容器１１および水Ｗを内包するように構成されている。内側容器１１および外側容器１２のそれぞれは、ポリビニルなど変形性を有する素材から形成されている。
【００４１】
保形容器２０は、略直方体状の内部空間を有する容器本体２１と、容器本体２１の内部空間に配置され、平板状の一対の保持板２２と、一対の保持板２２のそれぞれを内側に付勢する付勢部材２４と、を備えている。二重容器１０が一対の保持板２２により挟持されるように、弾性的に保形された状態で保形容器２０に収容される。
【００４２】
保形容器２０が、左右方向に加えて前後方向にも一対の保持板２２および付勢部材２４を備え、二重容器１０が二対の保持板２２により四方から押さえ付けられるように保持されてもよい。一対の保持板２２のうち一方およびこれを付勢する付勢部材２４が省略されてもよい。付勢部材２４は、低温状態でも弾性を維持しうるように金属製の板バネまたはコイルバネなどにより構成されている。
【００４３】
図２に示されている本発明の一実施形態としての冷却システム４は、不凍液Ｂ（エタノールブラインなど）を収容する不凍液槽４０と、不凍液槽４０に収容されている不凍液Ｂを冷却するエバポレータ４２（冷却装置を構成する。）とを備えている。
【００４４】
不凍液槽４０は、その底面の少なくとも一部が傾斜面４０２により構成されている。傾斜面４０２が省略されて水平面であってもよい。エバポレータ４２は、不凍液槽の上部において冷却用ユニット１の入口スペースＰ１および出口スペースＰ２が確保されるように配置されている。エバポレータ４２が、不凍液槽４０の上部開口の大部分または全部を覆うように配置されていてもよい。
【００４５】
本発明の一実施形態としての凍結方法は、第１冷却過程（図３／ＳＴＥＰ０１）、氷破砕過程（図３／ＳＴＥＰ０２）および第２冷却過程（図３／ＳＴＥＰ０３）を含んでいる。
【００４６】
まず、内側容器１１に対象物Ｘを内包させて密封し、かつ、外側容器１２に内側容器１１および水Ｗを内包させる。「第１冷却過程」では、この状態の二重容器１０を水Ｗの凍結点よりも低温の環境で冷却して前記外側容器の中の水を凍結させて氷を生成する。「氷破砕過程」では外側容器の中の氷を破砕する。「第２冷却過程」では、二重容器１０を対象物Ｘの凍結点よりも低温の環境で冷却することにより対象物Ｘを凍結させる。
【実験１】
【００４７】
１リットルの水に１０ｇの食塩と１５ｇの粉末寒天を溶解させ、幅１０ｃｍ奥行き１０ｃｍ厚さ１．５ｃｍの寒天を対象物Ｘとして成形した。
【００４８】
（実施例）
対象物Ｘが内側容器１１に真空パックされ、内側容器１１が水Ｗとともに外側容器１２に収容された。冷却システム４において不凍液Ｂを−１０［℃］に調温し、この不凍液Ｂに冷却用ユニット１を２０分間浸漬した。これにより、外側容器１２の中の水を凍結させて氷を生じさせる。その後、冷却システム４において不凍液Ｂを−３５［℃］に調温し、この不凍液Ｂに冷却用ユニット１を２０分間浸漬した。これにより、外側容器１２の中の氷にクラックを発生させ、外側容器１２を膨張させる。そして、冷却用ユニット１ごと対象物Ｘを−１８［℃］の冷凍庫に２４時間保管した。
【００４９】
（比較例）
対象物Ｘを内側容器１１に真空パックし、外側容器１２（二重容器１０）を用いることなく、冷却システム４において不凍液Ｂを−３５［℃］に調温し、この不凍液Ｂに内側容器１１をそのまま３０分間浸漬した。そして、内側容器１１ごと対象物Ｘを−１８［℃］の冷凍庫に２４時間保管した。
【００５０】
（評価方法）
実験例では外側容器１２の中の氷を破砕して内側容器１１を取り出し、内側容器１１を常温水に浸漬して対象物Ｘを解凍した。その上で、ゴム硬度計（（株）テクロック製デュロメーター  ＧＳ−７５３Ｇ）を用いて内側容器１１（真空パック容器）に内包されているままで対象物Ｘの硬度を測定した。比較例では内側容器１１を常温水に浸漬して対象物Ｘを解凍した上で、このゴム硬度計を用いて内側容器１１に内包されているままで対象物Ｘの硬度を測定した。参考例として、同じゴム硬度計を用いて凍結していない対象物Ｘの硬度を測定した。これらの測定結果が表１にまとめて示されている。
【００５１】
【表１】
2015223164.tif 000003
【００５２】
実施例の対象物Ｘの硬度は比較例の対象物Ｘの高度よりも大きい。実施例では対象物Ｘからドリップが若干出たが、図４（ａ）に示されているように皺は殆ど無く、弾力が残っていた。一方、比較例では対象物Ｘは、図４（ｂ）に示されているように皺だらけであり、弾力が損なわれていた。
【実験２】
【００５３】
養殖鯛を活け締めして３枚卸しにして皮を引いたものを対象物Ｘとした。冷凍庫における対象物Ｘの補間温度が−８０［℃］に調節されたほかは、実験１と同様の条件下で実施例、比較例および参考例（生のままの鯛切り身）のそれぞれの硬度が測定された。そのほか、３名の被験者を対象として解凍後の対象物Ｘの色味および食感に関する評価試験を実施した。これらの試験結果が表２にまとめて示されている。
【００５４】
【表２】
2015223164.tif 000004
【００５５】
実施例の対象物Ｘでは食感参考例の対象物Ｘと殆ど差異がなかった。しかし、実施例の対象物Ｘは色味が高圧の影響で参考例よりも白みを帯びていた。
【００５６】
実験１および実験２のそれぞれにおいて−１０［℃］の不凍液Ｂから引揚げた際の冷却用ユニット１の温度が−９［℃］であった。すなわち、対象物Ｘにかかる圧力は約９０［ＭＰａ］であると推測される。９０［ＭＰａ］から０．１［ＭＰａ］まで急激に減圧することで、対象物Ｘに存在する菌はほとんど死滅する。優れた対象物Ｘの冷凍品質を得られると同時に滅菌効果も得られ、安全で高品質の冷凍食品が実現される。
【００５７】
（本発明の他の実施形態）
対象物Ｘは、内側容器１１に真空密封されないまま直接的に水と接触するように外側容器１２に収容され、外側容器１２が二重容器１０と同様に冷却されてもよい。すなわち、二重ではなく一重の容器が保形容器２０とともに冷却用ユニット１を構成していてもよい。
【００５８】
図５に示されている本発明の他の実施形態としての冷却用ユニット１は、前記一の実施形態と比較して保形容器２０の構成が相違している。保形容器２０は、隔壁２０２により内部が複数のエリアに区分されている略有底円筒状の容器であり、当該複数のスペースのそれぞれに二重容器１０が収納されるように構成されている。
【００５９】
保形容器２０の底壁２０４に対してスライド可能な複数のスライド部材２０６が配置され、スライド部材２０６の外側端部に配置されたヒンジ２１２（回動機構）により、保形容器２０の側壁の一部を構成する扉２０１がスライド部材２０６に対して傾動可能に構成されている。隔壁２０２に対して固定されているヒンジ２４０により、隔壁２０２に対して傾動可能な略Ｌ字形状の傾動部材２４１が設けられ、傾動部材２４１の先端部には付勢部材２４２（板バネなど）が設けられている。
【００６０】
傾動部材２４１がその先端部が上昇するように傾動されることにより、付勢部材２４２による付勢から解放された扉２０１が外側に傾動され（開かれ）、保形容器２０の当該扉２０１に対応するスペースが開放状態になる。一方、扉２０１が内側に傾動され（閉じられ）、かつ、傾動部材２４１がその先端部が下降するように傾動されることにより、保形容器２０の当該扉２０１に対応するスペースが閉塞状態になる。二重容器１０は、保形容器２０の開放状態においてスペースに配置され、保形容器２０の閉塞状態において付勢部材２４２によって内側に付勢されている扉２０１を含む保形容器２０の側壁と、隔壁２０２とにより囲まれた状態で、当該スペースに収容される。
【００６１】
図６に示されている本発明の他の実施形態としての冷却システム４は、略有底筒状の不凍液槽４０と、エバポレータ４２により構成される冷却装置を昇降させる昇降駆動装置５と、を備えている。冷却装置は、エバポレータ４２のほか、電源および制御回路とともにユニット化されているコンプレッサー４４と、コンプレッサー４４に放熱フィン４６を介して配置されているコンデンサ４８と、により構成されている。これは前記実施形態（図２参照）でも同様である。
【００６２】
昇降駆動装置５は、制御盤５００におけるユーザの操作に応じて、アクチュエータ５０が一対の支柱５１に沿って冷却装置を支持する支持部材５２を上下に駆動するように構成されている。支持部材５２には蓋４０１が固定されており、これが下降駆動されることによりエバポレータ４２が不凍液Ｂに接触するまたは浸かるとともに、不凍液槽４０が蓋４０１により閉じられる。支持部材５２が上昇駆動されることによりエバポレータ４２が不凍液Ｂから出されるとともに、不凍液槽４０が開かれる。不凍液槽４０が開かれた状態で冷却用ユニット１が不凍液槽４０に対して出し入れされる。不凍液槽４０が開かれた状態でこの不凍液槽４０の清掃またはメンテナンスが容易に実施される。
【００６３】
図７に示されている本発明の他の実施形態としての冷却システム４は、第１不凍液槽４１１と、第１不凍液槽４１１の内部に配置されている一または複数の第２不凍液槽４１２と、第１不凍液槽４１１の内部かつ第２不凍液槽４１２の外部に配置されているエバポレータ４２および攪拌機４３と、を備えている。第１不凍液槽４１１には、第１不凍液Ｂ１（たとえば６０ｗ％エチルアルコール水溶液）が収容されている。第２不凍液槽４１２には、第２不凍液Ｂ２（たとえば１５ｗ％エチルアルコール水溶液）が収容されている。第２不凍液槽４１２に、たとえばアルミの板材により構成されている冷却用ユニット１（二重容器１０および保形容器２０により構成される。図１および図５参照）が収容されている。
【００６４】
第１不凍液Ｂ１の温度が−３０［℃］に制御され、第２不凍液槽４１２に多量の氷晶を生成させた後、二重容器１０に耐圧容器としての氷を生成するための水を多量に入れた保形容器２０が第２不凍液槽４１２に収容される。対象物Ｘが直接的にまたは真空パック（または内側容器１１）に収容された状態で間接的に第２不凍液Ｂ２に浸漬されてもよい。この場合、第２不凍液槽４１２の内部で生成した氷晶が全て融解する温度は、第２不凍液Ｂ２の濃度により定まる。
【００６５】
図８から、この温度は約−７〜−８［℃］である。このことから、第２不凍液槽４１２を冷却しすぎることなく、しかも、大きな熱容量を持つため温度が上昇しすぎることもなく、対象物Ｘを適温帯で凍結させることができる。更に、生成した氷晶の密度が第２不凍液Ｂ２の密度に近く、氷晶が液中に留まりスラリー状になるため、対流が阻害されて冷却速度が適度に抑制されるため、クラックが入る氷厚の増大が図られる。
【００６６】
第１不凍液Ｂ１および第２不凍液Ｂ２により対象物Ｘが直接的または間接的に囲まれるように外側容器１２に第１不凍液Ｂ１または第２不凍液Ｂ２が収容されてもよい。この場合、海水魚の魚肉の場合、第２不凍液槽４１２の容量および第２不凍液Ｂ２の液量が一定であると仮定すると、魚肉重量とほぼ同重量の氷晶が生成されるように第１不凍液Ｂ１の温度を図８により調整することで、アイススラリー中で安定した−５〜−９［℃］の部分凍結温度帯で対象物Ｘを部分凍結させることができる。
【符号の説明】
【００６７】
１‥冷却用ユニット、１０‥二重容器、１１‥内側容器、１２‥外側容器、２０‥保形容器、２１‥容器本体、２２‥保持板、２４‥付勢部材、４‥冷却システム、４０‥不凍液槽、４２‥エバポレータ（冷却装置）、４０２‥傾斜面。
【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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