(57)【要約】【課題】冷凍食品のマイクロ波解凍において、食品の表面または端部などの一部分に集中過熱が生じ、均一な解凍を損なう「端煮え」の発生を抑制し、高品質の解凍ができる解凍装置を提供する。【解決手段】冷凍食品を収納し、マイクロ波を照射する加熱室内において、食品の周縁部を優先的に冷却する冷風の循環流路もしくは壁面の冷却手段を形成し、加熱が集中する食品の末端部の早期解凍・過熱昇温を制御する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍された食品を収納する加熱室と、食品を載せる載置部と、高周波電波を放射する高周波電波放射手段とを備え、前記高周波電波放射手段により前記食品を解凍せしめる食品解凍装置であって、前記加熱室内の周縁部を優先的に冷却する冷却手段とを備えたことを特徴とする食品解凍装置。
【請求項２】
冷却手段により、加熱室内雰囲気を食品の凍結温度以下に冷却することを特徴とする請求項１記載の食品解凍装置。
【請求項３】
冷却手段から加熱室内に導入された冷風を循環させ、食品の周縁部に冷風の循環流路を形成するよう構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の食品解凍装置。
【請求項４】
加熱室の側壁の水平断面を略円形に構成するとともに、冷風を加熱室側壁の略接線方向に導入するよう構成されていることを特徴とする請求項３記載の食品解凍装置。
【請求項５】
載置部は、加熱室内に冷風を導入するための噴出口近傍が前記載置部の外周となるよう設置された回転卓であることを特徴とする請求項３記載の食品解凍装置。
【請求項６】
冷却手段は、加熱室の外壁面に設けられた冷熱発生源であり、前記冷熱発生源により前記加熱室の壁面温度を低下させることを特徴とする請求項１または２記載の食品解凍装置。
【請求項７】
冷熱発生源は、ペルティエ効果を示す熱電冷却素子で構成されていることを特徴とする請求項６記載の食品解凍装置。
【請求項８】
加熱室に冷凍された食品を収納し、冷却手段で前記加熱室内を冷却した後に高周波電波放射手段を動作させて解凍を行うよう制御することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の食品解凍装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍食品を高品位に解凍処理するための解凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
食品の冷凍保存は、畜肉や魚介類などの生鮮食品の他、調理済みの食品にも多く利用されており、旬の味覚、あるいはできたての味を長期間保存する手段として益々多用されてきている。これら冷凍食品は、喫食する時には解凍し、適温まで加熱して利用することになるが、解凍処理する方法としては、室温雰囲気に静置して自然解凍させる方法、流水中に浸けて解凍させる方法の他、マイクロ波を用いた高周波解凍が一般的に用いられている（例えば、特許文献１または特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２８３９５４号公報
【特許文献２】
特開平１０−１８５５５７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
冷凍された食品の解凍処理においては、加熱ムラのない全体が均一な温度であるのが良い解凍であると言われている。上記従来の方法のうち、常温付近の大気中での解凍（通常、室温解凍と呼ばれる）や流下する水中での解凍（流水解凍と呼ばれる）では、食品との温度差が小さい状態での表面からの緩慢な熱伝導を利用しているため、全体の温度均一性は得られ易いものの、内部まで十分解凍するには数時間にも及ぶ長時間を必要とし、予めの準備がなければ喫食に供することができないという不都合があった。また、長時間に亘って常温付近に暴露しているため、有害細菌などが付着している場合には増殖を招くこともあり、安全衛生上でも格別の留意が必要であった。
【０００５】
一方、マイクロ波の放射による解凍は、一般家庭でも電子レンジ解凍として知られ利用されているが、マイクロ波が食品の内部にまで浸透してここで発熱することから、食品内部からの急速な解凍が可能になる。しかしながら、マイクロ波の特異な吸収特性により、食品内の温度分布が不均一になり易いという欠点がある。すなわち、マイクロ波は食品の内部まで浸透して主に水分子に吸収されるが、冷凍状態では大部分の水が氷状態にあり、マイクロ波の吸収が極端に小さくなっている。ここで食品の一部が解凍状態になって水が存在するようになると、マイクロ波は集中的にこの解凍部分に吸収され、ここを加熱することになるから、食品内で著しい温度ムラを生ずる場合があった。特に冷凍食品がマグロのような水分の多い生魚の場合、従来の電子レンジでは、放射されたマイクロ波を受けると同時に常温状態の庫内壁からの放射熱、伝導熱も受けて食品の表面が最初に解凍され、特にその末端部分はマイクロ波を集中的に受け解凍され易いという特性を有する。その結果、先に解凍された末端部分に上記の通りマイクロ波の吸収が集中的に生じて、末端部分が過加熱（いわゆる端煮え）状態となり易いものであった。
【０００６】
本発明は、かかる従来の欠点を解消し、部分的な解凍の過不足を生じるようなマイクロ波加熱の不均一性を解消し、食味も外観も好ましい状態で冷凍食品を解凍する装置を提供するためになされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため第１の本発明の食品解凍装置は、冷凍された食品を収納する加熱室と、高周波電波を放射する高周波電波放射手段とを備え、前記高周波電波放射手段により前記食品を解凍せしめる食品解凍装置であって、前記加熱室内の周縁部を優先的に冷却する手段を備えたことを特徴としている。
【０００８】
また第２の本発明の食品解凍装置は、冷却手段により、加熱室内雰囲気を食品の凍結温度以下に冷却することを特徴としている。
【０００９】
また第３の本発明の食品解凍装置は、冷却手段から加熱室内に導入された冷風を循環させ、食品の周縁部に冷風の循環流路を形成するよう構成されていることを特徴とする。
【００１０】
また第４の本発明の食品解凍装置は、加熱室の側壁の水平断面を略円形に構成するとともに、冷風を加熱室側壁の略接線方向に導入するよう構成されていることを特徴とする。
【００１１】
また第５の本発明の食品解凍装置は、載置部は、加熱室内に別途生成させた冷風を導入うするための噴出口近傍が前記載置部の外周となるよう設置された回転卓であることを特徴としている。
【００１２】
さらに第６の本発明の食品解凍装置は、冷却手段は、加熱室の外壁面に設けられた冷熱発生源であり、前記冷熱発生源により前記加熱室の壁面温度を低下させることを特徴としている。
【００１３】
また第７の本発明の食品解凍装置は、冷熱発生源が、ペルティエ効果を示す熱電冷却素子で構成されていることを特徴としている。
【００１４】
また第８の本発明の食品解凍装置は、加熱室に冷凍された食品を収納し、冷却手段で前記加熱室内を冷却した後に前記高周波電波の発生手段を動作させて解凍を行うよう制御することを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。なお本発明では、食品を加熱する高周波電波（マイクロ波）の発生にはマグネトロンを、また冷却用の冷熱の発生手段としては、冷蔵庫等で使用されるヒートポンプサイクル（圧縮機、放熱器、キャピラリ、冷却器等で構成される）や、ペルティエ効果を用いて冷却する熱電素子が用いられるが、これらはいずれも従来から一般的に使用されているもので、ここでは詳細な構成や作用動作の説明を省略する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明に係る食品解凍装置の第１の実施の形態を示す断面構成略図、図２はその要部水平断面図である。図１において、１は装置本体、２は本発明の高周波電波放射手段である高周波電波（マイクロ波）を発生するマグネトロン、３はマグネトロン２から発生したマイクロ波を導く導波管、４は加熱室である。加熱室４内には、食品５を載置して回転する本発明の載置部であるターンテーブル６が備えられ、テーブルモータ７と連接されている。また８はヒートポンプサイクルで、圧縮機９、本発明の冷却手段である冷却器１０が組み込まれている。１１は送風ファンで、１２は冷却器１０で生成された冷風を加熱室４に導入給気する給気口である。この給気口１２は図２に示すように、回転（矢印Ｔで示す）するターンテーブル７の周縁近傍に開口し、噴出する冷風（矢印Ｒで示す）がターンテーブル７の周縁に沿って流れるよう開口位置が選択されている。また１３は加熱室上部に開口された排気口で、ここから流出した気流は再度冷却器１０で冷却され、加熱室４に循環流通するよう構成されている。
【００１７】
上記構成において、次にその作用動作を説明する。冷凍保存されて凍結状態にある食品５は、加熱室４内のターンテーブル６上に置かれ、テーブルモータ７の回転に合わせて回転される。ヒートポンプサイクル８では、圧縮機９によって圧縮された冷媒ガスが（図示されていない放熱器およびキャピラリを経て）冷却器１０内で膨張し、冷熱が発生される。ここで発生した冷熱は、送風ファン１１の回転動作によって給気口１２から加熱室４に冷風（図１に示す矢印Ｒ）として送入される。加熱室４内では、ターンテーブル７の回転に合わせて食品５も回転するが、その末端部分（一般には四隅）はターンテーブル７の周縁部に沿って回転運動している。給気口１２から送入された冷風は、その直前を回転移動している食品５の末端部分を優先的に冷却するとともに、その後加熱室４内を循環して内壁も冷却し、排気口１３から排出されて、再度送風ファン１１近傍へと循環される。
【００１８】
一方、マグネトロン２から発せられた高周波電波（周波数２４５０ＭＨｚのマイクロ波）は、導波管３を経て加熱室４内に放射され、加熱室４内で反射されながら食品５に吸収されて発熱する。この発熱によって食品５内の氷結晶が融解され、解凍されることになる。ここで、常温の加熱室４でマイクロ波解凍する従来の方法では、マイクロ波は食品の末端部に集中的に吸収され易く、また比較的温度の高い加熱室４の壁面からも放射伝熱があって、食品５の末端部が急速に昇温する現象も生じ得るものであったが、ここでは加熱室４内が、ヒートポンプサイクル８の動作と送風ファン１１の回転によって十分に冷却されており、加熱室４の内壁から食品５への熱放射や熱伝導がほとんどなくなるから、マグネトロン２を動作させて食品５を解凍している際にも、食品５の表面層や末端部分のみが迅速に融解し、その部分に高周波電波が集中することは避けられる。また、形態的にマイクロ波の吸収を受け易い食品５の末端部分（一般には四隅）で部分的に解凍が行われている段階においても、ここには給気口１２から冷風が供給噴射されていることから、食品５の末端が部分的に昇温しようとしても冷却されて鎮静化され、従来のようないわゆる端煮えの状態に至らず、全体がほぼ均一な状態で解凍が行われることになる。
【００１９】
表１には、同一構成のマグネトロン２および加熱室４を有する装置を用いて、約２５℃の常温雰囲気で操作した場合（従来）と、−２０℃の冷気を給気口１２から供給した場合（本発明）との、冷凍マグロの矩形ブロック片（重量は１６０ｇと３８０ｇ）を用いて解凍した際の温度分布変化の例を示している。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
表１に見られるように１６０ｇのブロック片では、解凍処理後のマグロの表皮温度と中心温度との差が、従来の方法では６．６℃であるのに対して本発明の方法では２．３℃と著しく縮小しており、表皮の過熱状態が抑制されていることが確認された。さらに３８０ｇの大きいブロック片を用いた場合、従来の方法では表皮と中心部との温度差が１４．９℃と大きくなっているのに対して、本発明の方法では、中心温度がほぼ同等の状態で温度差が３．１℃と小さいままで、ブロック片の大きさによる影響もほとんどなく、均一性の高い解凍処理が行えることを示している。また、マイクロ波の放射時間が同じとなるよう操作しているが、加熱室４内に冷風を導入しても解凍時間が著しく増加する傾向も見られず、温度均一化の効果のみが向上していると言える。
【００２２】
なおここで、冷却器１０で生成させる冷風の温度は、加熱室４の内壁を十分冷却して、食品５への熱放射や熱伝導を抑制し得る範囲であれば一応の効果が見られるが、食品５が冷凍保存状態（通常は−１８℃程度）からスタートするのが一般的であり、前述のように部分的な解凍開始が次の高周波電波の選択的吸収を誘引することを考慮すれば、少なくとも食品５が自然解凍しない凍結温度（例えば肉類、魚介類では−２℃前後）以下にするのが望ましい。こうすることによって、食品５の全体が均一に解凍されるまで過加熱されることを抑制する効果が得られる。
【００２３】
なお、食品５をターンテーブル６上に載置し、マグネトロン２から高周波電波の印加を始める前に、加熱室４内を十分冷却しておいた方が、食品５への不均一な熱供給要因を防止でき、表面や端部の過加熱をより十分に抑制できるもので、解凍品質向上のためには好ましい方法である。
【００２４】
また、冷却能力が過剰となった場合には、マグネトロン２の高周波電波出力が浪費されるという面があるが、必要度に応じて赤外線センサなどで食品５の表面温度を検知し、これと連動させて冷風発生の手段やマグネトロン２の動作を制御するとより効果的である。
【００２５】
（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、基本的な構成要素および作用は実施の形態１と同じであるが、加熱室４の構成とここへの冷風の供給方法に特異点がある。したがって、この特異部分を中心に本実施の形態を説明する。なおここでは、構成要素の番号は実施の形態１に準拠し、同一番号が同一構成要素を示している。
【００２６】
図３は本実施の形態の要部水平断面図である。図３において、４は（図示を省略している）マグネトロン２および導波管３に連通される加熱室で、水平断面が略円形に構成されている。この加熱室４に対して、冷却器１０および送風ファン１１から連通される給気口１２は、加熱室４側壁の略接線方向に開口されており、送入される冷風（矢印Ｒ）は加熱室４の内壁面に沿って回転運動するよう配置されている。一方１６は食品５を載置する受け皿で、ここでは回転動作することなく静置されている。
【００２７】
上記の構成で、上述の通り加熱室４内に送入された冷風（矢印Ｒ）は、加熱室４の内壁に沿って自動的に回転流通することになり、食品５を載置した受け皿１６を回転させなくても、冷風は食品５の周縁部に優先的に接触し冷却することになる。かくして、加熱室４壁面からの熱移動やマイクロ波の集中的な吸収を受けやすい食品５の末端部を優先的に冷却し、複雑な動作機構を用いずに部分的な過昇温を抑えることができるもので、簡易にして有効な解凍装置の実現手段である。
【００２８】
なお、本実施の形態では加熱室４を円筒形に構成しているが、送入した冷風が周縁部を中心に循環し得る構成であれば必ずしも円形である必要はなく、不要で複雑な渦流を生じない範囲で楕円形や多角形でも利用できる。また、受け皿１６は回転させずに静置させているが、マイクロ波の吸収を均一化させるために回転させることを拒むものではなく、食品５の回転動作と併用すればより確実な周縁部の優先的な冷却維持が行い得るものである。
【００２９】
（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、基本的な構成要素および作用は実施の形態１と類似であるが、加熱室４の冷却の方法が異なる。したがって、この相違点を中心に本実施の形態を説明する。なおここでは、構成要素の番号は実施の形態１に準拠しており、同一番号が同一構成要素を示している。
【００３０】
図４は本実施の形態の断面構成略図である。図４において、１８は電子冷却装置で、金属板で構成された加熱室４の外壁面に密着させて、ペルティエ効果を示す熱伝素子１９が多数備えられ、冷却制御部２０と導通するよう構成されている。この構成で、冷却制御部２０からの通電操作により、熱電素子１９の加熱室４と密着している側は低温となり、反対面は空間に開放されて高温の放熱面となる。この作用により、加熱室４の壁面は十分低温に冷却され、従来のような加熱室４内壁から食品５への熱供給は抑制される。またマイクロ波による解凍操作実行中においても、十分冷却された加熱室４内壁が、食品５の加熱室４内壁に近い末端部分を中心に放射冷却作用を提供するために、実施の形態１でも示したような食品５の末端部の部分過熱の抑制作用（均一解凍作用）が発揮できることになる。かくして、冷風の供給なく食品５の末端部分の過加熱（端煮え）は防止できる。しかもこの構成では、加熱室４内の食品５の周囲を循環させる冷風を削減することができることから、食品５の表面の脱水・乾燥といった副次的影響を生ずることもなく、食品５に特別な処置（例えばプラスチックフィルムで包むなど）の必要もなく簡易に均一な高品位解凍ができるものである。
【００３１】
ここでも、ターンテーブル６上に冷凍状態の食品５を載置する前に電子冷却装置１８を動作させ、加熱室４の内壁を十分冷却しておくのが望ましいが、熱伝素子１９による直接接触熱移動であることから、電子冷却装置１８の冷却出力や加熱室４の壁面熱容量によっては、食品５の載置と同時に冷却制御部２０の動作を開始しても十分な品質を確保し得るもので、予備操作がなくても手軽に有効な作用を得ることができるものである。
【００３２】
なおここで、電子冷却装置１８に代えて圧縮機・放熱器・キャピラリ・冷却器から構成されるヒートポンプサイクルを用い、加熱室４の外壁面に冷却器を密着添装することも可能であり、この場合には圧縮機の動作開始から冷却器での冷熱発生にはやや時間を要するものの、高能力の冷熱が確保できる利点もあり、この場合でも同時スタートの操作でも実用上問題はない。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の食品解凍装置は、高周波電波を放射して食品の解凍を行う加熱室内に、食品の周縁部を優先的に冷却する手段を備えることにより、加熱室内で食品の末端部分の局所的な解凍が先行することに起因し、これに導かれて高周波電波の集中吸収を生じて解凍状態の不均一性、著しくは端煮えと呼ばれる過熱変質を生ずる現象を防止し、均一で高品質の冷凍食品の解凍を実現できるもので、簡便にして高品質の調理を行うに極めて有効なサポート手段を提供し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施における食品解凍装置を示す断面構成略図
【図２】本発明の第１の実施における食品解凍装置の要部水平断面図
【図３】本発明の第２の実施の形態における食品解凍装置の要部水平断面図
【図４】本発明の第３の実施の形態における食品解凍装置の断面構成略図
【符号の説明】
１  装置本体
２  マグネトロン
３  導波管
４  加熱室
５  食品
６  ターンテーブル
７  テーブルモータ
８  ヒートポンプサイクル
９  圧縮機
１０  冷却器
１１  送風ファン
１２  給気口
１３  排気口
１６  受け皿
１８  電子冷却装置
１９  熱電素子
２０  冷却制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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