真空冷却機とその過冷却防止装置、および真空冷却方法
【課題】 異なる食材を同時に冷却する場合でも、冷却後温度の差を軽減して安定した冷却が可能な真空冷却機および真空冷却方法を提供する。
【解決手段】 真空冷却機１は、被冷却物２が収容される処理槽３と、処理槽３内の減圧手段４と、減圧された処理槽３内の復圧手段５とを備える。処理槽３内へ外気を導入する復圧ライン１１には、その外気導入量を調整する復圧操作弁１２が設けられる。処理槽３には、処理槽３内の圧力を検出するための圧力センサ１３および処理槽３内に収容される被冷却物２の温度を検出する品温センサ１４が備えられる。真空冷却機１による真空冷却は、減圧手段４により処理槽３内を設定圧力まで減圧し、その後減圧手段４を一定能力で作動させつつ復圧操作弁１２の開度を調節して処理槽３内に外気を導入し、処理槽３内の圧力を設定圧力で維持することで行われ、品温センサ１４が目標温度を検出すると冷却処理を終了する。
【解決手段】 真空冷却機１は、被冷却物２が収容される処理槽３と、処理槽３内の減圧手段４と、減圧された処理槽３内の復圧手段５とを備える。処理槽３内へ外気を導入する復圧ライン１１には、その外気導入量を調整する復圧操作弁１２が設けられる。処理槽３には、処理槽３内の圧力を検出するための圧力センサ１３および処理槽３内に収容される被冷却物２の温度を検出する品温センサ１４が備えられる。真空冷却機１による真空冷却は、減圧手段４により処理槽３内を設定圧力まで減圧し、その後減圧手段４を一定能力で作動させつつ復圧操作弁１２の開度を調節して処理槽３内に外気を導入し、処理槽３内の圧力を設定圧力で維持することで行われ、品温センサ１４が目標温度を検出すると冷却処理を終了する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、食材や食品などを冷却するための真空冷却機および真空冷却方法と、既存の真空冷却機に後付け可能な過冷却防止装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１に開示されるように、被冷却物が収容された処理槽内を減圧して、被冷却物中の水分を気化し、その気化熱で被冷却物を冷却する真空冷却機が知られている。このような真空冷却機では、被冷却物に品温センサを付けて、この品温センサによる被冷却物の温度に基づいて、目標温度帯まで真空冷却することが行われている。
【特許文献１】特開平９−２９６９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図４は、従来の真空冷却機を使用して、一つの処理槽内で異食材を同時に真空冷却した場合の食材の温度変化を示す図である。同図において、実線は処理槽内の飽和温度（湿球温度）、破線は冷え易い食材、二点鎖線は冷え難い食材の温度を示す。ここで、冷え易い食材としては、たとえば炊飯された米飯が挙げられ、逆に冷え難い食材としては、たとえば鳥の唐揚げのように水分が少なく穴の空いていない食材や、液体そのものが挙げられる。また、同じ食材であっても、容器内での位置や詰り具合の差などにより、冷え易い箇所と冷え難い箇所とが出現し、冷え易い食材と冷え難い食材と同様の問題が生じる。
【０００４】
この図４から明らかなとおり、食材により冷却速度が異なる。従って、冷え易い食材に品温センサを付けたのでは、冷え難い食材が目標温度帯（下限温度ＴＬ度〜上限温度ＴＨ度）に入る前に冷却完了と認識され、冷え難い食材は冷却不足の状態となる。逆に、冷え難い食材に品温センサを付けたのでは、その冷え難い食材が目標温度帯に入る頃には、冷え易い食材は目標温度帯の下限温度ＴＬ度を通過して冷え過ぎており、場合によっては凍ってしまっている。
【０００５】
このように、従来の真空冷却機では、異なる食材を同時に冷却すると、食材ごとに冷却後温度に差が生じてしまうものであった。また、特に冷却スピードを速くした場合には、冷え易い食材について、冷却し過ぎるおそれがあった。このような不都合は、そもそも従来の真空冷却機では、その減圧手段の最大真空度を制御しておらず、減圧時にはその能力にまかせて、処理槽内の空気を真空引きし続けるためである。
【０００６】
この発明が解決しようとする課題は、異なる食材を同時に冷却する場合でも、冷却後温度の差を軽減して安定した冷却が可能な真空冷却機および真空冷却方法を提供することにある。また、そのような真空冷却方法を既存（既設）の真空冷却機で実施可能に、既存の真空冷却機に後付け可能なユニットとしての過冷却防止装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、被冷却物を収容する処理槽と、この処理槽内の減圧手段と、この減圧手段による前記処理槽内の減圧を設定圧力までで止める減圧能力規制手段とを備えることを特徴とする真空冷却機である。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、減圧能力規制手段によって、処理槽内は設定圧力（つまり設定温度）以下となるのが防止され、設定圧力（設定温度）に維持される。そして、設定圧力到達後、その設定圧力で処理槽内を所定時間以上保持した後に冷却を終了することで、異食材を同時に真空冷却しても、あるいは同じ食材でもその収容容器に対する位置や詰り具合などに左右されず、冷却後温度が安定した均一な真空冷却が可能となる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記処理槽内に収容される被冷却物の温度を検出する品温センサをさらに備え、この品温センサによる検出温度に基づき、前記減圧手段による前記処理槽内の減圧を停止することを特徴とする請求項１に記載の真空冷却機である。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、品温センサを備えるので、この品温センサを冷却され難い被冷却物または冷却され難い箇所に設けて、その温度を検出することができる。そして、その品温センサによる検出温度に基づき前記減圧手段の停止が制御される。従って、品温センサによる検出温度が目標温度になった後に冷却を終了することで、異食材を同時に真空冷却しても、あるいは同じ食材でもその収容容器に対する位置や詰り具合などに左右されず、冷却後温度が安定した均一な真空冷却が可能となる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、被冷却物を収容する処理槽と、この処理槽内の減圧手段と、前記処理槽内の復圧手段と、前記処理槽内に収容される被冷却物の内、冷却され難い被冷却物または冷却され難い箇所の温度を検出する品温センサと、前記減圧手段による前記処理槽内の減圧時、前記減圧手段および前記復圧手段の一方または双方を制御して、前記処理槽内を設定圧力まで減圧して維持するとともに、前記品温センサによる検出温度が目標温度に達するか否かを監視する制御手段とを備えることを特徴とする真空冷却機である。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、減圧手段および／または復圧手段を制御して、処理槽内は設定圧力（つまり設定温度）に維持される。そして、温度センサを利用して、冷却され難い被冷却物または冷却され難い箇所の温度を監視する。従って、その温度が目標温度になった後に冷却を終了することで、異食材を同時に真空冷却しても、あるいは同じ食材でもその収容容器に対する位置や詰り具合などに左右されず、冷却後温度が安定した均一な真空冷却が可能となる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、前記処理槽内へ外気を導入する復圧ラインには、その外気導入量を調整する復圧操作弁が設けられており、前記減圧手段を一定能力で作動させた状態で、前記処理槽内の圧力を検出する圧力センサによる検出圧力に基づき、前記復圧操作弁の開度を調整することで、前記処理槽内を前記設定圧力に維持することを特徴とする請求項１〜３までのいずれか１項に記載の真空冷却機である。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、減圧手段は一定能力で作動させつつ、復圧操作弁の開度を調整するだけで、処理槽内の圧力を設定圧力に維持することができる。従って、請求項１〜３までのいずれか１項に記載の真空冷却機を簡易な構成および制御で提供することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、被冷却物を収容する処理槽と、この処理槽内を減圧する減圧手段と、この減圧手段にて減圧された前記処理槽内を復圧する第一復圧手段とを備える真空冷却機に適用され、復圧操作弁を介して前記処理槽内へ外気を導入する第二復圧手段と、前記処理槽内の圧力を検出する圧力センサと、前記減圧手段による前記処理槽内の減圧を設定圧力までで止めるように、前記圧力センサの検出圧力に基づき前記復圧操作弁の開度を調整する制御手段とを備えることを特徴とする真空冷却機の過冷却防止装置である。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、既存または既設の真空冷却機を容易に、請求項１または請求項４に記載の真空冷却機とすることができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、前記処理槽内に収容される被冷却物の温度を検出する品温センサが、前記真空冷却機または前記過冷却防止装置のいずれかに設けられており、前記制御手段は、前記品温センサによる検出温度が目標温度に達するか否かを監視することを特徴とする請求項５に記載の真空冷却機の過冷却防止装置である。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、既存または既設の真空冷却機を容易に、請求項２〜４のいずれか１項に記載の真空冷却機とすることができる。
【００１９】
さらに、請求項７に記載の発明は、処理槽内を減圧して被冷却物を真空冷却する方法であって、設定圧力までの減圧とその維持を図りつつ、前記処理槽内に収容される被冷却物の内、冷却され難い被冷却物または冷却され難い箇所の温度が目標温度になるまで前記処理槽内を減圧することを特徴とする真空冷却方法である。
【００２０】
請求項７に記載の発明によれば、処理槽内を設定圧力（つまり設定温度）に維持しつつ、品温センサを利用して、冷却され難い被冷却物または冷却され難い箇所の温度が目標温度になるまで真空冷却がなされる。従って、異食材を同時に真空冷却しても、あるいは同じ食材でもその収容容器に対する位置や詰り具合などに左右されず、冷却後温度が安定した均一な真空冷却が可能となる。
【００２１】
ところで、前記設定温度や前記目標温度は、一の温度ではなく、ある程度幅のある温度域であってもよい。そして、前記目標温度を温度域で設定する場合、前記設定温度は、その温度域内の温度（典型的にはその下限温度）に設定される。そして、品温センサは、通常、被冷却物が前記温度域の上限温度を下まわったか否かを監視する。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、異なる食材を同時に冷却する場合でも、冷却後温度の差を軽減して安定した冷却が可能な真空冷却機および真空冷却方法を提供することができる。また、そのような真空冷却方法を既存の真空冷却機で実施可能とする過冷却防止装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。
本実施形態の真空冷却機は、密閉空間を形成する処理槽と、この処理槽内の減圧手段と、前記処理槽内の復圧手段と、前記減圧手段による前記処理槽内の減圧を設定圧力までで止める減圧能力規制手段とを主要部として備える。
【００２４】
そして、前記処理槽には、処理槽内の圧力を検出するための圧力センサが備えられている。また、前記処理槽には、被冷却物の温度を検出する品温センサが備えられており、処理槽内に収容される被冷却物の内、冷却され難い被冷却物または冷却され難い箇所に差し込むなどして設けられる。特に、最も冷却され難い被冷却物または最も冷却され難い箇所に設けることが好ましい。通常は、最も冷却され難い被冷却物の最も冷却され難い箇所と思われる部分の温度を前記品温センサにて計測する。この品温センサは、上述したように、被冷却物に差し込むなどして計測するものに限らず、非接触で間接的に計測するものであってもよい。
【００２５】
前記減圧手段は、前記処理槽内の空気を真空引きして、処理槽内を減圧する手段であり、真空ポンプまたはエジェクタなどからなる。これらは、複数種類のものを組み合わせてもよい。この減圧手段は、減圧ラインを介して、前記処理槽の内部空間に接続されている。従って、前記減圧手段により、減圧ラインを介して処理槽内の空気を外部へ吸引して、処理槽内を減圧することができる。前記処理槽内の減圧の有無は、減圧手段自体の駆動の有無により操作することができる。あるいは、前記減圧ラインの中途に減圧操作弁を設け、この減圧操作弁より真空ポンプ側を常時所定圧力に減圧しておき、前記減圧操作弁を開閉操作してもよい。
【００２６】
一方、前記復圧手段は、減圧された前記処理槽内へ外気を導入して、真空状態を解除し復圧する手段である。この復圧手段により、前記処理槽内は、大気圧下に解放可能とされる。その際、衛生面を考慮して、フィルターを介して外気を導入するのがよい。前記復圧手段の復圧ラインは、復圧操作弁を介して前記処理槽の内部空間に接続されている。この復圧操作弁を開閉操作することで、前記処理槽内と外部との連通の有無が切り替えられる。本実施形態の復圧操作弁は、その開度を任意に調整可能に構成されている。従って、前記減圧手段による減圧を行いつつ復圧操作弁の開度を調整することで、処理槽内圧力を調整することができる。また、前記減圧手段を停止した状態で、前記復圧操作弁を開くことで、前記処理槽内の圧力を大気圧まで戻すことができる。
【００２７】
前記減圧能力規制手段は、種々の構成を採用し得る。具体的には、前記減圧手段により前記処理槽内を減圧して処理槽内が設定圧力に達した後は、前記減圧手段の駆動の有無で、処理槽内を設定圧力に保持する構成とすることができる。あるいは、前記減圧手段により前記処理槽内を減圧して設定圧力に達した後は、前記減圧手段を作動させた状態で前記復圧操作弁を操作して処理槽内に外気を導入することで、処理槽内を設定圧力に保持することもできる。ところで、設定圧力で維持制御を行う前における、大気圧から設定圧力またはその近辺までの減圧の仕方は特に問わない。たとえば、設定圧力に近づくと減圧速度を落とすように制御することができる。この場合も前記復圧操作弁の開度を調整すればよい。
【００２８】
本実施形態の減圧能力規制手段は、制御手段により、前記圧力センサが検出する前記処理槽内圧力に基づき、前記復圧操作弁の開度を調整して処理槽内圧力を設定圧力に維持する構成である。具体的には、前記減圧手段を一定能力で作動した状態で、前記復圧操作弁の開度を調整することで、前記処理槽内の圧力ひいては温度を任意に調整できる。これにより、前記減圧手段により前記処理槽内が設定圧力まで減圧された際に、前記減圧手段の作動を継続した状態で、前記圧力センサからの検出信号に基づき前記復圧操作弁の開度を調整して前記処理槽内に外気を導入することで、処理槽内を設定圧力で維持することができる。
【００２９】
ところで、前記処理槽内の圧力や温度の調整は、本実施形態では、前記減圧手段による減圧時に処理槽内へ外気を導入して行うが、前記減圧手段の吸込み口へ外気を導入するようにしてもよい。また、前述したように、外気を導入せずに、前記減圧手段の駆動の有無を切り替えてもよい。さらに、前記減圧手段の能力を可変しつつ、前記復圧手段を調整してもよい。
【００３０】
本実施形態の真空冷却機は、異食材からなる被冷却物を同時に真空冷却する場合に好適に使用される。本実施形態の真空冷却機により真空冷却する際には、先ず前記処理槽内に被冷却物を収容し、この収容される被冷却物の内、冷却され難い食材に前記品温センサを設けて処理槽を密閉する。次に、前記減圧手段により処理槽内の空気を真空引きして減圧する。前記処理槽内を設定圧力に減圧後は、減圧手段を一定能力で作動させつつ前記復圧操作弁の開度を調節して処理槽内に外気を導入することで、前記処理槽内の圧力を前記設定圧力で維持する。そして、前記品温センサが目標温度を検出すると、直ちにまたは所定時間経過後、前記減圧手段による減圧を停止して冷却処理を終了する。
【００３１】
ところで、前記設定圧力は、設定された一の圧力値であってもよいし、ある程度の幅のある圧力域であってもよい。しかも、設定圧力は、冷却される対象物などに応じて変更可能とするのが好ましい。
【００３２】
上述したように、本実施形態の真空冷却機は、前記処理槽内の圧力が制御可能とされる。具体的には、真空冷却時に前記処理槽内の圧力を設定圧力まで減圧すると共に、処理槽内をその設定圧力で維持する。つまり、前記処理槽内の圧力を前記減圧手段によって到達し得る圧力まで低下させないように、前記処理槽内の最大真空度を制御しており、これにより被冷却物を冷却し過ぎることも、また、被冷却物の冷却不足もなくなり、異食材を安定して冷却することができる。
【００３３】
ところで、既存または既設の真空冷却機を前記実施形態の真空冷却機とするために、次に述べる過冷却防止装置を後付けしてもよい。
【００３４】
既存または既設の真空冷却機は、被冷却物を収容する処理槽と、この処理槽を減圧する減圧手段と、この減圧手段にて減圧された前記処理槽内を復圧する復圧手段（第一復圧手段）とを備えている。そして、この真空冷却機は、前記減圧手段により前記処理槽内の空気を真空引きし続けて真空冷却後、品温センサの温度または設定時間に基づき前記第一復圧手段を開いて処理槽内を復圧する。
【００３５】
本実施形態の過冷却防止装置は、復圧操作弁を介して処理槽内へ外気を導入する復圧手段（第二復圧手段）と、前記処理槽内の圧力を検出する圧力センサと、前記減圧手段による前記処理槽内の減圧を設定圧力までで止めるように、前記圧力センサの検出圧力に基づき前記復圧操作弁の開度を調整する制御手段とを備えている。この過冷却防止装置は、前記既存または既設の真空冷却機に後付け可能なユニットとされる。
【００３６】
本実施形態の過冷却防止装置が、既存または既設の真空冷却機に取り付けられることで、前記実施形態の真空冷却機と同様に、前記減圧手段による前記処理槽内の減圧を設定圧力までで止めることが可能となる。具体的には、前記減圧手段による前記処理槽内の減圧が設定圧力まで達した際に、前記復圧操作弁の開度を調整して前記第二復圧手段により外気を処理槽内に導入することで、処理槽内の圧力を設定圧力で維持することができる。これにより、前記実施形態の真空冷却機と同様に、異食材でも安定した真空冷却を行うことが可能となる。
【実施例】
【００３７】
以下、この発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の真空冷却機の一実施例を示す概略構成図である。
【００３８】
本実施例の真空冷却機１は、被冷却物２が収容される処理槽３と、この処理槽３内の減圧手段４と、減圧された処理槽３内の復圧手段５とを主要部として備える。前記処理槽３は、被冷却物２を出し入れするための開閉扉（図示省略）を備えており、この開閉扉にて処理槽３は密閉可能である。本実施例では、被冷却物２として異なる食材６，７が同時に処理槽３内に収容される。ここでは、食材６は、食材７に比べて冷却され難い食材であるとする。
【００３９】
減圧手段４は、真空ユニット８を備え、この真空ユニット８は減圧ライン９を介して処理槽３と接続される。真空ユニット８は、典型的には、真空ポンプ（不図示）を備えて構成されるが、これに代えてまたはこれに加えて、蒸気エジェクタなどを備えていてもよい。
【００４０】
一方、復圧手段５は、減圧された処理槽３内へ外気を導入して、真空状態を解除し復圧する手段である。具体的には、外気は、フィルター１０を介して取り込まれ、復圧ライン１１を介して処理槽３内へ供給可能とされている。復圧ライン１１の中途には、外気と処理槽３内との連通の有無を切り替える復圧操作弁１２が設けられている。従って、復圧操作弁１２を閉じた状態で、減圧手段４により処理槽３内を減圧した後、減圧手段４による減圧を停止して、復圧操作弁１２を開ければ、処理槽３内の真空状態を解除して大気圧下に戻すことができる。
【００４１】
ところで、復圧操作弁１２は、比例制御弁のように、その開度が任意に調整可能に構成されている。従って、減圧手段４による処理槽３内の減圧時に、復圧操作弁１２の開度を調整することで、処理槽３内の圧力を任意に調整可能である。この場合、処理槽３内の減圧時、真空ユニット８は一定の能力で作動させ続けるだけでよい。
【００４２】
本実施例の処理槽３には、処理槽３内の圧力を検出するための圧力センサ１３が備えられている。従って、この圧力センサ１３の出力に基づき、前記復圧操作弁１２の開度を調整しつつ、減圧手段４による減圧操作を行うことで、処理槽３内の圧力調整を容易に行うことができる。
【００４３】
また、本実施例の処理槽３には、処理槽３内に収容される食材の温度を検出する品温センサ１４が備えられている。この品温センサ１４は、処理槽３内に収容される食材の内、冷却され難い食材６に差し込まれるなどして、その箇所の温度を計測する。そして、処理槽３内の減圧時、処理槽３内を設定温度で維持した状態で前記品温センサ１４による検出温度が目標温度に達した場合に、減圧手段４および復圧手段５を停止させることで、冷却後温度が安定した均一な真空冷却を行うことができる。
【００４４】
さらに、真空冷却機１には、減圧手段４や復圧手段５などを制御する制御器（制御手段）１５が備えられている。本実施例では、真空ユニット８、復圧操作弁１２、前記圧力センサ１３、前記品温センサ１４は、制御器１５に接続されており、この制御器１５にて各種制御が可能とされる。具体的には、制御器１５は、圧力センサ１３からの検出信号に基づいて、復圧操作弁１２の開度を調整して、真空ユニット８による処理槽３内の減圧レベルを調整する。また、品温センサ１４からの検出信号に基づいて食材が目標温度に達したことを確認し、真空ユニット８を停止する。さらに、このような真空冷却処理終了後には、復圧操作弁１２を開いて処理槽３内を大気圧まで復圧する。そして、圧力センサ１３からの検出信号に基づいて、復圧操作弁１２による処理槽３内の復圧完了を確認する。このように、制御器１５は、所定のプログラムに従い、復圧操作弁１２などの開閉を制御したり、真空ユニット８の駆動を制御したりする。
【００４５】
前記構成の真空冷却機１を用いたときの真空冷却方法について、図１および図２に基づいて説明する。
図２は、本実施例の真空冷却機１を使用して、一つの処理槽３内で異食材を同時に真空冷却する場合の温度変化を示す図である。同図において、実線は処理槽３内の飽和温度（湿球温度）、破線は冷却され易い食材７、二点鎖線は冷却され難い食材６の温度を示す。
【００４６】
本実施例では、処理槽３内に収容される食材６，７をＴ１度〜Ｔ２度（Ｔ１＜Ｔ２）の範囲内（目標温度帯）に冷却することを目標とする。
【００４７】
まず、処理槽３内に食材６，７を収容し、収容される食材６，７の内、前記冷却され難い食材６に品温センサ１４を差し込む。そして、処理槽３の作業用の開閉扉（図示省略）を閉鎖する。このとき、制御器１５は、復圧操作弁１２を閉鎖状態とすると共に、真空ユニット８を停止させている。
【００４８】
次に、減圧手段４の真空ユニット８を作動させる。この真空ユニット８の作動により、処理槽３内の空気は、減圧ライン９を介して真空吸引される。処理槽３内の圧力が低下するにつれて、飽和温度（庫内湿球温度）が低下するため、処理槽３内の食材６，７の水分が活発に蒸発し、この蒸気は、前記空気とともに減圧ライン９によって吸引される。そして、食材６，７中の水分の蒸発に伴う気化潜熱により、この食材６，７は冷却される。
【００４９】
そして、処理槽３内が設定圧力（本実施例では目標温度帯の下限温度Ｔ１に相当する飽和圧力）より若干高い所定圧力（Ｔ３度に対応する飽和圧力）まで減圧されたことを前記圧力センサ１３が検出した後は、処理槽３内に外気を導入しつつ、処理槽３内の圧力が設定圧力になるように、復圧操作弁１２の開度を調整する。具体的には、真空ユニット８を一定能力で作動させつつ、処理槽３内の圧力を設定圧力まで減圧し維持するように、制御器１５が復圧操作弁１２の開度を調整する。
【００５０】
本実施例では、前記設定圧力は、処理槽３内の減圧下限とされ、具体的には、処理槽３内に収容される食材６，７の許容冷却下限つまりＴ１度のときの飽和圧力とされる。したがって、処理槽３内の圧力が減圧後設定圧力に維持されることで、処理槽３内に収容された食材６，７の内、冷却され易い食材７は、Ｔ１度またはＴ１度に近似する温度まで冷却され、その冷却後温度を維持する。これにより、冷却され易い食材７の温度が、Ｔ１度を下まわることがない。一方、冷却され難い食材６は、処理槽３内の飽和温度（Ｔ１度）に近づくようにさらに冷却されていく。
【００５１】
ところで、処理槽３内の圧力を大気圧下から設定圧力まで減圧する過程は任意に選択可能である。たとえば、減圧手段４により処理槽３内を設定圧力またはその直前まで一気に減圧した後に、復圧操作弁１２の開度を調整して処理槽３内に外気を導入して、処理槽３内をその設定圧力で維持してもよい。あるいは、処理槽３内の圧力が設定圧力またはその直前に達するまでに、復圧操作弁１２の開度を調整して処理槽３内の減圧速度を段階的に変化させてもよい。
【００５２】
そして、冷却され難い食材６がＴ２度を下まわったことを前記品温センサ１４が検出すると、直ちにあるいは所定時間経過後に冷却処理を終了する。冷却処理を最短時間で済ませる場合には、冷却され難い食材６がＴ２度になった時点で、直ちに冷却処理を終了すればよい。冷却処理の終了は、制御器１５が真空ユニット８を停止させると共に、復圧操作弁１２を閉めることで行われる。
【００５３】
このように、本実施例の真空冷却機１は、処理槽３内の圧力、特に最大真空度を制御することで、処理槽３内の飽和温度を制御し、ひいては食材の冷却後温度を制御可能としている。これにより、本実施例の真空冷却機１で異食材を真空冷却する場合、処理槽３内に収容される冷却され易い食材７および冷却され難い食材６の両方が、冷却目標温度帯（上記の例ではＴ１度〜Ｔ２度）に冷却される。よって、冷却され易い食材７を冷却し過ぎることや、冷却され難い食材６の冷却不足がなくなる。
【００５４】
ところで、本実施例では、真空ユニット８を一定能力で作動させつつ、復圧操作弁１２の開度を調整することで、処理槽３内の圧力を設定圧力まで減圧後、その設定圧力を保持したが、この保持の仕方は、これに限らず適宜変更可能である。
【００５５】
たとえば、復圧操作弁１２を閉じた状態のまま処理槽３内を減圧し、処理槽３内の圧力が設定圧力に達した後は、単に減圧手段４をオンオフ制御して、処理槽３内を設定圧力に保持する構成としてもよい。具体的には、真空ユニット８が真空ポンプにより構成されている場合には、処理槽３内を設定圧力まで減圧後、この真空ポンプをオンオフ制御すればよい。たとえば、処理槽３内がＴ１度になると真空ポンプを停止し、処理槽３内が所定温度（たとえばＴ３度）まで上昇すると真空ポンプを作動させることを繰り返すよう制御すればよい。同様に、真空ユニット８が蒸気エジェクタで構成されている場合には給蒸の有無を制御すればよい。また、真空ユニット８が、真空ポンプおよび蒸気エジェクタの両方を備えている場合には、真空ポンプをオンオフ制御すると共に蒸気エジェクタへの給蒸の有無を制御すればよい。さらに、真空ユニット８の能力を可変するとともに、復圧操作弁１２の開度を制御器１５により制御してもよい。
【００５６】
本実施例では、品温センサ１４からの検出信号に基づいて食材の冷却完了を確認し、冷却処理を終了したが、つぎに、品温センサ１４を備えない場合について説明する。この場合には、減圧手段４により処理槽３内が設定圧力まで減圧されたことを圧力センサ１３が検出した後、所定時間処理槽３内を設定圧力で維持し、その後真空ユニット８を停止して冷却処理を終了すればよい。この際、前記所定時間内に、冷却され難い食材６が少なくともＴ２度まで冷却されるように時間を設定すればよく、この所定時間は任意に変更可能とされる。
【００５７】
つぎに、既存または既設の真空冷却機１６に取り付けられる過冷却防止装置１７について説明する。既存または既設の真空冷却機１６は、過冷却防止装置１７が取り付けられることで前記真空冷却方法を実施可能となる。
【００５８】
図３は、本発明の過冷却防止装置１７の一実施例の使用状態を示す図であり、既存または既設の真空冷却機１６に取り付けた状態を示す概略構成図である。
【００５９】
既存または既設の真空冷却機１６は、被冷却物２が収容される処理槽３と、この処理槽３を減圧する減圧手段４と、この減圧手段４にて減圧された前記処理槽３内を復圧する復圧手段（第一復圧手段）１８と、処理槽３内に収容される被冷却物２の温度を検出する品温センサ１４とを備えている。前記減圧手段４は、前記図１の実施例における真空ユニット８と同様の構成である。前記第一復圧手段１８の復圧ライン１１は、開閉弁１９を介して前記処理槽３内の内部空間に接続されている。また、前記第一復圧手段１８には、フィルター（第一フィルター）２０が設けられており、このフィルター２０を介して外気が処理槽３内に導入される。
【００６０】
この既存または既設の真空冷却機１６は、減圧手段４により処理槽３内の空気を真空引きし続けて真空冷却する。そして、被冷却物２が目標温度に達したことを品温センサ１４が検出することで減圧手段４を停止して冷却処理を終了する。また、減圧手段４を停止した状態で、開閉弁１９を開くことで、処理槽３内の圧力を大気圧まで戻すことができる。
【００６１】
本実施例の過冷却防止装置１７は、開度が任意に調整可能な復圧操作弁１２を介して前記処理槽３内へ外気を導入する復圧手段（第二復圧手段）２１と、処理槽３内の圧力を検出する圧力センサ１３と、前記減圧手段４による前記処理槽３内の減圧を設定圧力までで止めるように、前記圧力センサ１３の検出圧力に基づき前記復圧操作弁１２の開度を調整する制御器（制御手段）１５とを備えている。前記第二復圧手段２１には、フィルター（第二フィルター）２２が設けられており、このフィルター２２を介して外気が処理槽３内に導入される。また、前記制御器１５は、既存または既設の真空冷却機１６に設けられた品温センサ１４を接続可能とされる。
【００６２】
本実施例の過冷却防止装置１７が取り付けられた既存または既設の真空冷却機１６で真空冷却する場合、まず、処理槽３内に被冷却物２を収容する。本実施例では、被冷却物２として異なる食材６，７が処理槽３内に収容され、この処理槽３内に収容される食材６，７の内、冷却され難い食材６に品温センサ１４を差し込み処理槽３を密閉する。つぎに、減圧手段４により処理槽３内を減圧し、処理槽３内が設定圧力まで減圧されたことを前記圧力センサ１３が検出すると、前記復圧操作弁１２の開度を調整して第二復圧手段２１により外気を処理槽３内に導入することで、処理槽３内の圧力を設定圧力で維持する。ところで、処理槽３内の圧力を設定圧力まで減圧する過程は、前記真空冷却機１の場合と同様に、任意に選択可能である。
【００６３】
そして、前記品温センサ１４が目標温度を検出すると、減圧手段４を停止して冷却処理を終了する。このように、本実施例の過冷却防止装置１７が取り付けられた既存または既設の真空冷却機１６は、前記真空冷却機１と同様に、前記減圧手段４による前記処理槽３内の減圧を設定圧力までで止めることが可能となる。
【００６４】
ところで、本実施例では、既存または既設の真空冷却機１６に品温センサ１４が備えられており、前記品温センサ１４が目標温度を検出すると減圧手段４を停止して冷却処理を終了したが、つぎに、品温センサ１４を備えていない場合について説明する。
【００６５】
この品温センサ１４を備えていない既存または既設の真空冷却機１６による真空冷却は、処理槽３内を減圧手段４の最大減圧能力にまかせて処理槽３内の空気を真空引きし続け、所定時間経過後に減圧手段４を停止する構成とされる。この所定時間は任意に設定可能であり、通常、その所定時間内に冷却され難い食材６が目標冷却温度まで冷却されるように設定される。
【００６６】
品温センサ１４を備えていない既存または既設の真空冷却機１６に本実施例の過冷却防止装置１７が取り付けられる場合、その所定時間内に処理槽３内を設定圧力まで減圧して維持し、冷却され難い食材６が少なくとも目標冷却温度帯の上限温度（上記実施例におけるＴ２度）まで冷却されるように所定時間を設定すればよい。そして、所定時間経過後に減圧手段４が停止する際に、第二復圧手段２１を停止させればよい。
【００６７】
本発明の真空冷却機および過冷却防止装置は、上記実施例の構成に限らず、適宜変更可能である。たとえば、処理槽３内に、冷却され易い食材７と冷却され難い食材６を収容して同時に真空冷却する場合について説明したが、同じ食材であっても、容器内での位置や詰り具合の差などにより、冷却され易い箇所と冷却され難い箇所とが出現する。このため、冷却され易い食材７と冷却され難い食材６とを同時に冷却する場合と同様の問題が生じるので、この場合でも前記真空冷却機１および前記過冷却防止装置１７を有効に使用することができる。
【００６８】
また、前記真空冷却機１、および前記過冷却防止装置１７が取り付けられる既存または既設の真空冷却機１６に蒸煮機能を付加して蒸煮冷却機としても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の真空冷却機の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】図１の真空冷却機を使用して、一つの処理槽内で異食材を同時に真空冷却する場合の温度変化を示す図である。
【図３】本発明の過冷却防止装置の一実施例の使用状態を示す図であり、既存または既設の真空冷却機に取り付けた状態を示す概略構成図である。
【図４】従来の真空冷却機を使用して、一つの処理槽内で異食材を同時に真空冷却した場合の食材の温度変化を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１ 真空冷却機
２ 被冷却物
３ 処理槽
４ 減圧手段
５ 復圧手段
８ 真空ユニット
９ 減圧ライン
１１ 復圧ライン
１２ 復圧操作弁
１３ 圧力センサ
１４ 品温センサ
１５ 制御手段（制御器）
１６ 真空冷却機
１７ 過冷却防止装置
１８ 復圧手段（第一復圧手段）
２１ 復圧手段（第二復圧手段）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、食材や食品などを冷却するための真空冷却機および真空冷却方法と、既存の真空冷却機に後付け可能な過冷却防止装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１に開示されるように、被冷却物が収容された処理槽内を減圧して、被冷却物中の水分を気化し、その気化熱で被冷却物を冷却する真空冷却機が知られている。このような真空冷却機では、被冷却物に品温センサを付けて、この品温センサによる被冷却物の温度に基づいて、目標温度帯まで真空冷却することが行われている。
【特許文献１】特開平９−２９６９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図４は、従来の真空冷却機を使用して、一つの処理槽内で異食材を同時に真空冷却した場合の食材の温度変化を示す図である。同図において、実線は処理槽内の飽和温度（湿球温度）、破線は冷え易い食材、二点鎖線は冷え難い食材の温度を示す。ここで、冷え易い食材としては、たとえば炊飯された米飯が挙げられ、逆に冷え難い食材としては、たとえば鳥の唐揚げのように水分が少なく穴の空いていない食材や、液体そのものが挙げられる。また、同じ食材であっても、容器内での位置や詰り具合の差などにより、冷え易い箇所と冷え難い箇所とが出現し、冷え易い食材と冷え難い食材と同様の問題が生じる。
【０００４】
この図４から明らかなとおり、食材により冷却速度が異なる。従って、冷え易い食材に品温センサを付けたのでは、冷え難い食材が目標温度帯（下限温度ＴＬ度〜上限温度ＴＨ度）に入る前に冷却完了と認識され、冷え難い食材は冷却不足の状態となる。逆に、冷え難い食材に品温センサを付けたのでは、その冷え難い食材が目標温度帯に入る頃には、冷え易い食材は目標温度帯の下限温度ＴＬ度を通過して冷え過ぎており、場合によっては凍ってしまっている。
【０００５】
このように、従来の真空冷却機では、異なる食材を同時に冷却すると、食材ごとに冷却後温度に差が生じてしまうものであった。また、特に冷却スピードを速くした場合には、冷え易い食材について、冷却し過ぎるおそれがあった。このような不都合は、そもそも従来の真空冷却機では、その減圧手段の最大真空度を制御しておらず、減圧時にはその能力にまかせて、処理槽内の空気を真空引きし続けるためである。
【０００６】
この発明が解決しようとする課題は、異なる食材を同時に冷却する場合でも、冷却後温度の差を軽減して安定した冷却が可能な真空冷却機および真空冷却方法を提供することにある。また、そのような真空冷却方法を既存（既設）の真空冷却機で実施可能に、既存の真空冷却機に後付け可能なユニットとしての過冷却防止装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、被冷却物を収容する処理槽と、この処理槽内の減圧手段と、この減圧手段による前記処理槽内の減圧を設定圧力までで止める減圧能力規制手段とを備えることを特徴とする真空冷却機である。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、減圧能力規制手段によって、処理槽内は設定圧力（つまり設定温度）以下となるのが防止され、設定圧力（設定温度）に維持される。そして、設定圧力到達後、その設定圧力で処理槽内を所定時間以上保持した後に冷却を終了することで、異食材を同時に真空冷却しても、あるいは同じ食材でもその収容容器に対する位置や詰り具合などに左右されず、冷却後温度が安定した均一な真空冷却が可能となる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記処理槽内に収容される被冷却物の温度を検出する品温センサをさらに備え、この品温センサによる検出温度に基づき、前記減圧手段による前記処理槽内の減圧を停止することを特徴とする請求項１に記載の真空冷却機である。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、品温センサを備えるので、この品温センサを冷却され難い被冷却物または冷却され難い箇所に設けて、その温度を検出することができる。そして、その品温センサによる検出温度に基づき前記減圧手段の停止が制御される。従って、品温センサによる検出温度が目標温度になった後に冷却を終了することで、異食材を同時に真空冷却しても、あるいは同じ食材でもその収容容器に対する位置や詰り具合などに左右されず、冷却後温度が安定した均一な真空冷却が可能となる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、被冷却物を収容する処理槽と、この処理槽内の減圧手段と、前記処理槽内の復圧手段と、前記処理槽内に収容される被冷却物の内、冷却され難い被冷却物または冷却され難い箇所の温度を検出する品温センサと、前記減圧手段による前記処理槽内の減圧時、前記減圧手段および前記復圧手段の一方または双方を制御して、前記処理槽内を設定圧力まで減圧して維持するとともに、前記品温センサによる検出温度が目標温度に達するか否かを監視する制御手段とを備えることを特徴とする真空冷却機である。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、減圧手段および／または復圧手段を制御して、処理槽内は設定圧力（つまり設定温度）に維持される。そして、温度センサを利用して、冷却され難い被冷却物または冷却され難い箇所の温度を監視する。従って、その温度が目標温度になった後に冷却を終了することで、異食材を同時に真空冷却しても、あるいは同じ食材でもその収容容器に対する位置や詰り具合などに左右されず、冷却後温度が安定した均一な真空冷却が可能となる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、前記処理槽内へ外気を導入する復圧ラインには、その外気導入量を調整する復圧操作弁が設けられており、前記減圧手段を一定能力で作動させた状態で、前記処理槽内の圧力を検出する圧力センサによる検出圧力に基づき、前記復圧操作弁の開度を調整することで、前記処理槽内を前記設定圧力に維持することを特徴とする請求項１〜３までのいずれか１項に記載の真空冷却機である。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、減圧手段は一定能力で作動させつつ、復圧操作弁の開度を調整するだけで、処理槽内の圧力を設定圧力に維持することができる。従って、請求項１〜３までのいずれか１項に記載の真空冷却機を簡易な構成および制御で提供することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、被冷却物を収容する処理槽と、この処理槽内を減圧する減圧手段と、この減圧手段にて減圧された前記処理槽内を復圧する第一復圧手段とを備える真空冷却機に適用され、復圧操作弁を介して前記処理槽内へ外気を導入する第二復圧手段と、前記処理槽内の圧力を検出する圧力センサと、前記減圧手段による前記処理槽内の減圧を設定圧力までで止めるように、前記圧力センサの検出圧力に基づき前記復圧操作弁の開度を調整する制御手段とを備えることを特徴とする真空冷却機の過冷却防止装置である。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、既存または既設の真空冷却機を容易に、請求項１または請求項４に記載の真空冷却機とすることができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、前記処理槽内に収容される被冷却物の温度を検出する品温センサが、前記真空冷却機または前記過冷却防止装置のいずれかに設けられており、前記制御手段は、前記品温センサによる検出温度が目標温度に達するか否かを監視することを特徴とする請求項５に記載の真空冷却機の過冷却防止装置である。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、既存または既設の真空冷却機を容易に、請求項２〜４のいずれか１項に記載の真空冷却機とすることができる。
【００１９】
さらに、請求項７に記載の発明は、処理槽内を減圧して被冷却物を真空冷却する方法であって、設定圧力までの減圧とその維持を図りつつ、前記処理槽内に収容される被冷却物の内、冷却され難い被冷却物または冷却され難い箇所の温度が目標温度になるまで前記処理槽内を減圧することを特徴とする真空冷却方法である。
【００２０】
請求項７に記載の発明によれば、処理槽内を設定圧力（つまり設定温度）に維持しつつ、品温センサを利用して、冷却され難い被冷却物または冷却され難い箇所の温度が目標温度になるまで真空冷却がなされる。従って、異食材を同時に真空冷却しても、あるいは同じ食材でもその収容容器に対する位置や詰り具合などに左右されず、冷却後温度が安定した均一な真空冷却が可能となる。
【００２１】
ところで、前記設定温度や前記目標温度は、一の温度ではなく、ある程度幅のある温度域であってもよい。そして、前記目標温度を温度域で設定する場合、前記設定温度は、その温度域内の温度（典型的にはその下限温度）に設定される。そして、品温センサは、通常、被冷却物が前記温度域の上限温度を下まわったか否かを監視する。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、異なる食材を同時に冷却する場合でも、冷却後温度の差を軽減して安定した冷却が可能な真空冷却機および真空冷却方法を提供することができる。また、そのような真空冷却方法を既存の真空冷却機で実施可能とする過冷却防止装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。
本実施形態の真空冷却機は、密閉空間を形成する処理槽と、この処理槽内の減圧手段と、前記処理槽内の復圧手段と、前記減圧手段による前記処理槽内の減圧を設定圧力までで止める減圧能力規制手段とを主要部として備える。
【００２４】
そして、前記処理槽には、処理槽内の圧力を検出するための圧力センサが備えられている。また、前記処理槽には、被冷却物の温度を検出する品温センサが備えられており、処理槽内に収容される被冷却物の内、冷却され難い被冷却物または冷却され難い箇所に差し込むなどして設けられる。特に、最も冷却され難い被冷却物または最も冷却され難い箇所に設けることが好ましい。通常は、最も冷却され難い被冷却物の最も冷却され難い箇所と思われる部分の温度を前記品温センサにて計測する。この品温センサは、上述したように、被冷却物に差し込むなどして計測するものに限らず、非接触で間接的に計測するものであってもよい。
【００２５】
前記減圧手段は、前記処理槽内の空気を真空引きして、処理槽内を減圧する手段であり、真空ポンプまたはエジェクタなどからなる。これらは、複数種類のものを組み合わせてもよい。この減圧手段は、減圧ラインを介して、前記処理槽の内部空間に接続されている。従って、前記減圧手段により、減圧ラインを介して処理槽内の空気を外部へ吸引して、処理槽内を減圧することができる。前記処理槽内の減圧の有無は、減圧手段自体の駆動の有無により操作することができる。あるいは、前記減圧ラインの中途に減圧操作弁を設け、この減圧操作弁より真空ポンプ側を常時所定圧力に減圧しておき、前記減圧操作弁を開閉操作してもよい。
【００２６】
一方、前記復圧手段は、減圧された前記処理槽内へ外気を導入して、真空状態を解除し復圧する手段である。この復圧手段により、前記処理槽内は、大気圧下に解放可能とされる。その際、衛生面を考慮して、フィルターを介して外気を導入するのがよい。前記復圧手段の復圧ラインは、復圧操作弁を介して前記処理槽の内部空間に接続されている。この復圧操作弁を開閉操作することで、前記処理槽内と外部との連通の有無が切り替えられる。本実施形態の復圧操作弁は、その開度を任意に調整可能に構成されている。従って、前記減圧手段による減圧を行いつつ復圧操作弁の開度を調整することで、処理槽内圧力を調整することができる。また、前記減圧手段を停止した状態で、前記復圧操作弁を開くことで、前記処理槽内の圧力を大気圧まで戻すことができる。
【００２７】
前記減圧能力規制手段は、種々の構成を採用し得る。具体的には、前記減圧手段により前記処理槽内を減圧して処理槽内が設定圧力に達した後は、前記減圧手段の駆動の有無で、処理槽内を設定圧力に保持する構成とすることができる。あるいは、前記減圧手段により前記処理槽内を減圧して設定圧力に達した後は、前記減圧手段を作動させた状態で前記復圧操作弁を操作して処理槽内に外気を導入することで、処理槽内を設定圧力に保持することもできる。ところで、設定圧力で維持制御を行う前における、大気圧から設定圧力またはその近辺までの減圧の仕方は特に問わない。たとえば、設定圧力に近づくと減圧速度を落とすように制御することができる。この場合も前記復圧操作弁の開度を調整すればよい。
【００２８】
本実施形態の減圧能力規制手段は、制御手段により、前記圧力センサが検出する前記処理槽内圧力に基づき、前記復圧操作弁の開度を調整して処理槽内圧力を設定圧力に維持する構成である。具体的には、前記減圧手段を一定能力で作動した状態で、前記復圧操作弁の開度を調整することで、前記処理槽内の圧力ひいては温度を任意に調整できる。これにより、前記減圧手段により前記処理槽内が設定圧力まで減圧された際に、前記減圧手段の作動を継続した状態で、前記圧力センサからの検出信号に基づき前記復圧操作弁の開度を調整して前記処理槽内に外気を導入することで、処理槽内を設定圧力で維持することができる。
【００２９】
ところで、前記処理槽内の圧力や温度の調整は、本実施形態では、前記減圧手段による減圧時に処理槽内へ外気を導入して行うが、前記減圧手段の吸込み口へ外気を導入するようにしてもよい。また、前述したように、外気を導入せずに、前記減圧手段の駆動の有無を切り替えてもよい。さらに、前記減圧手段の能力を可変しつつ、前記復圧手段を調整してもよい。
【００３０】
本実施形態の真空冷却機は、異食材からなる被冷却物を同時に真空冷却する場合に好適に使用される。本実施形態の真空冷却機により真空冷却する際には、先ず前記処理槽内に被冷却物を収容し、この収容される被冷却物の内、冷却され難い食材に前記品温センサを設けて処理槽を密閉する。次に、前記減圧手段により処理槽内の空気を真空引きして減圧する。前記処理槽内を設定圧力に減圧後は、減圧手段を一定能力で作動させつつ前記復圧操作弁の開度を調節して処理槽内に外気を導入することで、前記処理槽内の圧力を前記設定圧力で維持する。そして、前記品温センサが目標温度を検出すると、直ちにまたは所定時間経過後、前記減圧手段による減圧を停止して冷却処理を終了する。
【００３１】
ところで、前記設定圧力は、設定された一の圧力値であってもよいし、ある程度の幅のある圧力域であってもよい。しかも、設定圧力は、冷却される対象物などに応じて変更可能とするのが好ましい。
【００３２】
上述したように、本実施形態の真空冷却機は、前記処理槽内の圧力が制御可能とされる。具体的には、真空冷却時に前記処理槽内の圧力を設定圧力まで減圧すると共に、処理槽内をその設定圧力で維持する。つまり、前記処理槽内の圧力を前記減圧手段によって到達し得る圧力まで低下させないように、前記処理槽内の最大真空度を制御しており、これにより被冷却物を冷却し過ぎることも、また、被冷却物の冷却不足もなくなり、異食材を安定して冷却することができる。
【００３３】
ところで、既存または既設の真空冷却機を前記実施形態の真空冷却機とするために、次に述べる過冷却防止装置を後付けしてもよい。
【００３４】
既存または既設の真空冷却機は、被冷却物を収容する処理槽と、この処理槽を減圧する減圧手段と、この減圧手段にて減圧された前記処理槽内を復圧する復圧手段（第一復圧手段）とを備えている。そして、この真空冷却機は、前記減圧手段により前記処理槽内の空気を真空引きし続けて真空冷却後、品温センサの温度または設定時間に基づき前記第一復圧手段を開いて処理槽内を復圧する。
【００３５】
本実施形態の過冷却防止装置は、復圧操作弁を介して処理槽内へ外気を導入する復圧手段（第二復圧手段）と、前記処理槽内の圧力を検出する圧力センサと、前記減圧手段による前記処理槽内の減圧を設定圧力までで止めるように、前記圧力センサの検出圧力に基づき前記復圧操作弁の開度を調整する制御手段とを備えている。この過冷却防止装置は、前記既存または既設の真空冷却機に後付け可能なユニットとされる。
【００３６】
本実施形態の過冷却防止装置が、既存または既設の真空冷却機に取り付けられることで、前記実施形態の真空冷却機と同様に、前記減圧手段による前記処理槽内の減圧を設定圧力までで止めることが可能となる。具体的には、前記減圧手段による前記処理槽内の減圧が設定圧力まで達した際に、前記復圧操作弁の開度を調整して前記第二復圧手段により外気を処理槽内に導入することで、処理槽内の圧力を設定圧力で維持することができる。これにより、前記実施形態の真空冷却機と同様に、異食材でも安定した真空冷却を行うことが可能となる。
【実施例】
【００３７】
以下、この発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の真空冷却機の一実施例を示す概略構成図である。
【００３８】
本実施例の真空冷却機１は、被冷却物２が収容される処理槽３と、この処理槽３内の減圧手段４と、減圧された処理槽３内の復圧手段５とを主要部として備える。前記処理槽３は、被冷却物２を出し入れするための開閉扉（図示省略）を備えており、この開閉扉にて処理槽３は密閉可能である。本実施例では、被冷却物２として異なる食材６，７が同時に処理槽３内に収容される。ここでは、食材６は、食材７に比べて冷却され難い食材であるとする。
【００３９】
減圧手段４は、真空ユニット８を備え、この真空ユニット８は減圧ライン９を介して処理槽３と接続される。真空ユニット８は、典型的には、真空ポンプ（不図示）を備えて構成されるが、これに代えてまたはこれに加えて、蒸気エジェクタなどを備えていてもよい。
【００４０】
一方、復圧手段５は、減圧された処理槽３内へ外気を導入して、真空状態を解除し復圧する手段である。具体的には、外気は、フィルター１０を介して取り込まれ、復圧ライン１１を介して処理槽３内へ供給可能とされている。復圧ライン１１の中途には、外気と処理槽３内との連通の有無を切り替える復圧操作弁１２が設けられている。従って、復圧操作弁１２を閉じた状態で、減圧手段４により処理槽３内を減圧した後、減圧手段４による減圧を停止して、復圧操作弁１２を開ければ、処理槽３内の真空状態を解除して大気圧下に戻すことができる。
【００４１】
ところで、復圧操作弁１２は、比例制御弁のように、その開度が任意に調整可能に構成されている。従って、減圧手段４による処理槽３内の減圧時に、復圧操作弁１２の開度を調整することで、処理槽３内の圧力を任意に調整可能である。この場合、処理槽３内の減圧時、真空ユニット８は一定の能力で作動させ続けるだけでよい。
【００４２】
本実施例の処理槽３には、処理槽３内の圧力を検出するための圧力センサ１３が備えられている。従って、この圧力センサ１３の出力に基づき、前記復圧操作弁１２の開度を調整しつつ、減圧手段４による減圧操作を行うことで、処理槽３内の圧力調整を容易に行うことができる。
【００４３】
また、本実施例の処理槽３には、処理槽３内に収容される食材の温度を検出する品温センサ１４が備えられている。この品温センサ１４は、処理槽３内に収容される食材の内、冷却され難い食材６に差し込まれるなどして、その箇所の温度を計測する。そして、処理槽３内の減圧時、処理槽３内を設定温度で維持した状態で前記品温センサ１４による検出温度が目標温度に達した場合に、減圧手段４および復圧手段５を停止させることで、冷却後温度が安定した均一な真空冷却を行うことができる。
【００４４】
さらに、真空冷却機１には、減圧手段４や復圧手段５などを制御する制御器（制御手段）１５が備えられている。本実施例では、真空ユニット８、復圧操作弁１２、前記圧力センサ１３、前記品温センサ１４は、制御器１５に接続されており、この制御器１５にて各種制御が可能とされる。具体的には、制御器１５は、圧力センサ１３からの検出信号に基づいて、復圧操作弁１２の開度を調整して、真空ユニット８による処理槽３内の減圧レベルを調整する。また、品温センサ１４からの検出信号に基づいて食材が目標温度に達したことを確認し、真空ユニット８を停止する。さらに、このような真空冷却処理終了後には、復圧操作弁１２を開いて処理槽３内を大気圧まで復圧する。そして、圧力センサ１３からの検出信号に基づいて、復圧操作弁１２による処理槽３内の復圧完了を確認する。このように、制御器１５は、所定のプログラムに従い、復圧操作弁１２などの開閉を制御したり、真空ユニット８の駆動を制御したりする。
【００４５】
前記構成の真空冷却機１を用いたときの真空冷却方法について、図１および図２に基づいて説明する。
図２は、本実施例の真空冷却機１を使用して、一つの処理槽３内で異食材を同時に真空冷却する場合の温度変化を示す図である。同図において、実線は処理槽３内の飽和温度（湿球温度）、破線は冷却され易い食材７、二点鎖線は冷却され難い食材６の温度を示す。
【００４６】
本実施例では、処理槽３内に収容される食材６，７をＴ１度〜Ｔ２度（Ｔ１＜Ｔ２）の範囲内（目標温度帯）に冷却することを目標とする。
【００４７】
まず、処理槽３内に食材６，７を収容し、収容される食材６，７の内、前記冷却され難い食材６に品温センサ１４を差し込む。そして、処理槽３の作業用の開閉扉（図示省略）を閉鎖する。このとき、制御器１５は、復圧操作弁１２を閉鎖状態とすると共に、真空ユニット８を停止させている。
【００４８】
次に、減圧手段４の真空ユニット８を作動させる。この真空ユニット８の作動により、処理槽３内の空気は、減圧ライン９を介して真空吸引される。処理槽３内の圧力が低下するにつれて、飽和温度（庫内湿球温度）が低下するため、処理槽３内の食材６，７の水分が活発に蒸発し、この蒸気は、前記空気とともに減圧ライン９によって吸引される。そして、食材６，７中の水分の蒸発に伴う気化潜熱により、この食材６，７は冷却される。
【００４９】
そして、処理槽３内が設定圧力（本実施例では目標温度帯の下限温度Ｔ１に相当する飽和圧力）より若干高い所定圧力（Ｔ３度に対応する飽和圧力）まで減圧されたことを前記圧力センサ１３が検出した後は、処理槽３内に外気を導入しつつ、処理槽３内の圧力が設定圧力になるように、復圧操作弁１２の開度を調整する。具体的には、真空ユニット８を一定能力で作動させつつ、処理槽３内の圧力を設定圧力まで減圧し維持するように、制御器１５が復圧操作弁１２の開度を調整する。
【００５０】
本実施例では、前記設定圧力は、処理槽３内の減圧下限とされ、具体的には、処理槽３内に収容される食材６，７の許容冷却下限つまりＴ１度のときの飽和圧力とされる。したがって、処理槽３内の圧力が減圧後設定圧力に維持されることで、処理槽３内に収容された食材６，７の内、冷却され易い食材７は、Ｔ１度またはＴ１度に近似する温度まで冷却され、その冷却後温度を維持する。これにより、冷却され易い食材７の温度が、Ｔ１度を下まわることがない。一方、冷却され難い食材６は、処理槽３内の飽和温度（Ｔ１度）に近づくようにさらに冷却されていく。
【００５１】
ところで、処理槽３内の圧力を大気圧下から設定圧力まで減圧する過程は任意に選択可能である。たとえば、減圧手段４により処理槽３内を設定圧力またはその直前まで一気に減圧した後に、復圧操作弁１２の開度を調整して処理槽３内に外気を導入して、処理槽３内をその設定圧力で維持してもよい。あるいは、処理槽３内の圧力が設定圧力またはその直前に達するまでに、復圧操作弁１２の開度を調整して処理槽３内の減圧速度を段階的に変化させてもよい。
【００５２】
そして、冷却され難い食材６がＴ２度を下まわったことを前記品温センサ１４が検出すると、直ちにあるいは所定時間経過後に冷却処理を終了する。冷却処理を最短時間で済ませる場合には、冷却され難い食材６がＴ２度になった時点で、直ちに冷却処理を終了すればよい。冷却処理の終了は、制御器１５が真空ユニット８を停止させると共に、復圧操作弁１２を閉めることで行われる。
【００５３】
このように、本実施例の真空冷却機１は、処理槽３内の圧力、特に最大真空度を制御することで、処理槽３内の飽和温度を制御し、ひいては食材の冷却後温度を制御可能としている。これにより、本実施例の真空冷却機１で異食材を真空冷却する場合、処理槽３内に収容される冷却され易い食材７および冷却され難い食材６の両方が、冷却目標温度帯（上記の例ではＴ１度〜Ｔ２度）に冷却される。よって、冷却され易い食材７を冷却し過ぎることや、冷却され難い食材６の冷却不足がなくなる。
【００５４】
ところで、本実施例では、真空ユニット８を一定能力で作動させつつ、復圧操作弁１２の開度を調整することで、処理槽３内の圧力を設定圧力まで減圧後、その設定圧力を保持したが、この保持の仕方は、これに限らず適宜変更可能である。
【００５５】
たとえば、復圧操作弁１２を閉じた状態のまま処理槽３内を減圧し、処理槽３内の圧力が設定圧力に達した後は、単に減圧手段４をオンオフ制御して、処理槽３内を設定圧力に保持する構成としてもよい。具体的には、真空ユニット８が真空ポンプにより構成されている場合には、処理槽３内を設定圧力まで減圧後、この真空ポンプをオンオフ制御すればよい。たとえば、処理槽３内がＴ１度になると真空ポンプを停止し、処理槽３内が所定温度（たとえばＴ３度）まで上昇すると真空ポンプを作動させることを繰り返すよう制御すればよい。同様に、真空ユニット８が蒸気エジェクタで構成されている場合には給蒸の有無を制御すればよい。また、真空ユニット８が、真空ポンプおよび蒸気エジェクタの両方を備えている場合には、真空ポンプをオンオフ制御すると共に蒸気エジェクタへの給蒸の有無を制御すればよい。さらに、真空ユニット８の能力を可変するとともに、復圧操作弁１２の開度を制御器１５により制御してもよい。
【００５６】
本実施例では、品温センサ１４からの検出信号に基づいて食材の冷却完了を確認し、冷却処理を終了したが、つぎに、品温センサ１４を備えない場合について説明する。この場合には、減圧手段４により処理槽３内が設定圧力まで減圧されたことを圧力センサ１３が検出した後、所定時間処理槽３内を設定圧力で維持し、その後真空ユニット８を停止して冷却処理を終了すればよい。この際、前記所定時間内に、冷却され難い食材６が少なくともＴ２度まで冷却されるように時間を設定すればよく、この所定時間は任意に変更可能とされる。
【００５７】
つぎに、既存または既設の真空冷却機１６に取り付けられる過冷却防止装置１７について説明する。既存または既設の真空冷却機１６は、過冷却防止装置１７が取り付けられることで前記真空冷却方法を実施可能となる。
【００５８】
図３は、本発明の過冷却防止装置１７の一実施例の使用状態を示す図であり、既存または既設の真空冷却機１６に取り付けた状態を示す概略構成図である。
【００５９】
既存または既設の真空冷却機１６は、被冷却物２が収容される処理槽３と、この処理槽３を減圧する減圧手段４と、この減圧手段４にて減圧された前記処理槽３内を復圧する復圧手段（第一復圧手段）１８と、処理槽３内に収容される被冷却物２の温度を検出する品温センサ１４とを備えている。前記減圧手段４は、前記図１の実施例における真空ユニット８と同様の構成である。前記第一復圧手段１８の復圧ライン１１は、開閉弁１９を介して前記処理槽３内の内部空間に接続されている。また、前記第一復圧手段１８には、フィルター（第一フィルター）２０が設けられており、このフィルター２０を介して外気が処理槽３内に導入される。
【００６０】
この既存または既設の真空冷却機１６は、減圧手段４により処理槽３内の空気を真空引きし続けて真空冷却する。そして、被冷却物２が目標温度に達したことを品温センサ１４が検出することで減圧手段４を停止して冷却処理を終了する。また、減圧手段４を停止した状態で、開閉弁１９を開くことで、処理槽３内の圧力を大気圧まで戻すことができる。
【００６１】
本実施例の過冷却防止装置１７は、開度が任意に調整可能な復圧操作弁１２を介して前記処理槽３内へ外気を導入する復圧手段（第二復圧手段）２１と、処理槽３内の圧力を検出する圧力センサ１３と、前記減圧手段４による前記処理槽３内の減圧を設定圧力までで止めるように、前記圧力センサ１３の検出圧力に基づき前記復圧操作弁１２の開度を調整する制御器（制御手段）１５とを備えている。前記第二復圧手段２１には、フィルター（第二フィルター）２２が設けられており、このフィルター２２を介して外気が処理槽３内に導入される。また、前記制御器１５は、既存または既設の真空冷却機１６に設けられた品温センサ１４を接続可能とされる。
【００６２】
本実施例の過冷却防止装置１７が取り付けられた既存または既設の真空冷却機１６で真空冷却する場合、まず、処理槽３内に被冷却物２を収容する。本実施例では、被冷却物２として異なる食材６，７が処理槽３内に収容され、この処理槽３内に収容される食材６，７の内、冷却され難い食材６に品温センサ１４を差し込み処理槽３を密閉する。つぎに、減圧手段４により処理槽３内を減圧し、処理槽３内が設定圧力まで減圧されたことを前記圧力センサ１３が検出すると、前記復圧操作弁１２の開度を調整して第二復圧手段２１により外気を処理槽３内に導入することで、処理槽３内の圧力を設定圧力で維持する。ところで、処理槽３内の圧力を設定圧力まで減圧する過程は、前記真空冷却機１の場合と同様に、任意に選択可能である。
【００６３】
そして、前記品温センサ１４が目標温度を検出すると、減圧手段４を停止して冷却処理を終了する。このように、本実施例の過冷却防止装置１７が取り付けられた既存または既設の真空冷却機１６は、前記真空冷却機１と同様に、前記減圧手段４による前記処理槽３内の減圧を設定圧力までで止めることが可能となる。
【００６４】
ところで、本実施例では、既存または既設の真空冷却機１６に品温センサ１４が備えられており、前記品温センサ１４が目標温度を検出すると減圧手段４を停止して冷却処理を終了したが、つぎに、品温センサ１４を備えていない場合について説明する。
【００６５】
この品温センサ１４を備えていない既存または既設の真空冷却機１６による真空冷却は、処理槽３内を減圧手段４の最大減圧能力にまかせて処理槽３内の空気を真空引きし続け、所定時間経過後に減圧手段４を停止する構成とされる。この所定時間は任意に設定可能であり、通常、その所定時間内に冷却され難い食材６が目標冷却温度まで冷却されるように設定される。
【００６６】
品温センサ１４を備えていない既存または既設の真空冷却機１６に本実施例の過冷却防止装置１７が取り付けられる場合、その所定時間内に処理槽３内を設定圧力まで減圧して維持し、冷却され難い食材６が少なくとも目標冷却温度帯の上限温度（上記実施例におけるＴ２度）まで冷却されるように所定時間を設定すればよい。そして、所定時間経過後に減圧手段４が停止する際に、第二復圧手段２１を停止させればよい。
【００６７】
本発明の真空冷却機および過冷却防止装置は、上記実施例の構成に限らず、適宜変更可能である。たとえば、処理槽３内に、冷却され易い食材７と冷却され難い食材６を収容して同時に真空冷却する場合について説明したが、同じ食材であっても、容器内での位置や詰り具合の差などにより、冷却され易い箇所と冷却され難い箇所とが出現する。このため、冷却され易い食材７と冷却され難い食材６とを同時に冷却する場合と同様の問題が生じるので、この場合でも前記真空冷却機１および前記過冷却防止装置１７を有効に使用することができる。
【００６８】
また、前記真空冷却機１、および前記過冷却防止装置１７が取り付けられる既存または既設の真空冷却機１６に蒸煮機能を付加して蒸煮冷却機としても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の真空冷却機の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】図１の真空冷却機を使用して、一つの処理槽内で異食材を同時に真空冷却する場合の温度変化を示す図である。
【図３】本発明の過冷却防止装置の一実施例の使用状態を示す図であり、既存または既設の真空冷却機に取り付けた状態を示す概略構成図である。
【図４】従来の真空冷却機を使用して、一つの処理槽内で異食材を同時に真空冷却した場合の食材の温度変化を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１ 真空冷却機
２ 被冷却物
３ 処理槽
４ 減圧手段
５ 復圧手段
８ 真空ユニット
９ 減圧ライン
１１ 復圧ライン
１２ 復圧操作弁
１３ 圧力センサ
１４ 品温センサ
１５ 制御手段（制御器）
１６ 真空冷却機
１７ 過冷却防止装置
１８ 復圧手段（第一復圧手段）
２１ 復圧手段（第二復圧手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被冷却物を収容する処理槽と、
この処理槽内の減圧手段と、
この減圧手段による前記処理槽内の減圧を設定圧力までで止める減圧能力規制手段とを備える
ことを特徴とする真空冷却機。
【請求項２】
前記処理槽内に収容される被冷却物の温度を検出する品温センサをさらに備え、
この品温センサによる検出温度に基づき、前記減圧手段による前記処理槽内の減圧を停止する
ことを特徴とする請求項１に記載の真空冷却機。
【請求項３】
被冷却物を収容する処理槽と、
この処理槽内の減圧手段と、
前記処理槽内の復圧手段と、
前記処理槽内に収容される被冷却物の内、冷却され難い被冷却物または冷却され難い箇所の温度を検出する品温センサと、
前記減圧手段による前記処理槽内の減圧時、前記減圧手段および前記復圧手段の一方または双方を制御して、前記処理槽内を設定圧力まで減圧して維持するとともに、前記品温センサによる検出温度が目標温度に達するか否かを監視する制御手段とを備える
ことを特徴とする真空冷却機。
【請求項４】
前記処理槽内へ外気を導入する復圧ラインには、その外気導入量を調整する復圧操作弁が設けられており、
前記減圧手段を一定能力で作動させた状態で、前記処理槽内の圧力を検出する圧力センサによる検出圧力に基づき、前記復圧操作弁の開度を調整することで、前記処理槽内を前記設定圧力に維持する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の真空冷却機。
【請求項５】
被冷却物を収容する処理槽と、この処理槽内を減圧する減圧手段と、この減圧手段にて減圧された前記処理槽内を復圧する第一復圧手段とを備える真空冷却機に適用され、
復圧操作弁を介して前記処理槽内へ外気を導入する第二復圧手段と、
前記処理槽内の圧力を検出する圧力センサと、
前記減圧手段による前記処理槽内の減圧を設定圧力までで止めるように、前記圧力センサの検出圧力に基づき前記復圧操作弁の開度を調整する制御手段とを備える
ことを特徴とする真空冷却機の過冷却防止装置。
【請求項６】
前記処理槽内に収容される被冷却物の温度を検出する品温センサが、前記真空冷却機または前記過冷却防止装置のいずれかに設けられており、
前記制御手段は、前記品温センサによる検出温度が目標温度に達するか否かを監視する
ことを特徴とする請求項５に記載の真空冷却機の過冷却防止装置。
【請求項７】
処理槽内を減圧して被冷却物を真空冷却する方法であって、
設定圧力までの減圧とその維持を図りつつ、前記処理槽内に収容される被冷却物の内、冷却され難い被冷却物または冷却され難い箇所の温度が目標温度になるまで前記処理槽内を減圧する
ことを特徴とする真空冷却方法。
【請求項１】
被冷却物を収容する処理槽と、
この処理槽内の減圧手段と、
この減圧手段による前記処理槽内の減圧を設定圧力までで止める減圧能力規制手段とを備える
ことを特徴とする真空冷却機。
【請求項２】
前記処理槽内に収容される被冷却物の温度を検出する品温センサをさらに備え、
この品温センサによる検出温度に基づき、前記減圧手段による前記処理槽内の減圧を停止する
ことを特徴とする請求項１に記載の真空冷却機。
【請求項３】
被冷却物を収容する処理槽と、
この処理槽内の減圧手段と、
前記処理槽内の復圧手段と、
前記処理槽内に収容される被冷却物の内、冷却され難い被冷却物または冷却され難い箇所の温度を検出する品温センサと、
前記減圧手段による前記処理槽内の減圧時、前記減圧手段および前記復圧手段の一方または双方を制御して、前記処理槽内を設定圧力まで減圧して維持するとともに、前記品温センサによる検出温度が目標温度に達するか否かを監視する制御手段とを備える
ことを特徴とする真空冷却機。
【請求項４】
前記処理槽内へ外気を導入する復圧ラインには、その外気導入量を調整する復圧操作弁が設けられており、
前記減圧手段を一定能力で作動させた状態で、前記処理槽内の圧力を検出する圧力センサによる検出圧力に基づき、前記復圧操作弁の開度を調整することで、前記処理槽内を前記設定圧力に維持する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の真空冷却機。
【請求項５】
被冷却物を収容する処理槽と、この処理槽内を減圧する減圧手段と、この減圧手段にて減圧された前記処理槽内を復圧する第一復圧手段とを備える真空冷却機に適用され、
復圧操作弁を介して前記処理槽内へ外気を導入する第二復圧手段と、
前記処理槽内の圧力を検出する圧力センサと、
前記減圧手段による前記処理槽内の減圧を設定圧力までで止めるように、前記圧力センサの検出圧力に基づき前記復圧操作弁の開度を調整する制御手段とを備える
ことを特徴とする真空冷却機の過冷却防止装置。
【請求項６】
前記処理槽内に収容される被冷却物の温度を検出する品温センサが、前記真空冷却機または前記過冷却防止装置のいずれかに設けられており、
前記制御手段は、前記品温センサによる検出温度が目標温度に達するか否かを監視する
ことを特徴とする請求項５に記載の真空冷却機の過冷却防止装置。
【請求項７】
処理槽内を減圧して被冷却物を真空冷却する方法であって、
設定圧力までの減圧とその維持を図りつつ、前記処理槽内に収容される被冷却物の内、冷却され難い被冷却物または冷却され難い箇所の温度が目標温度になるまで前記処理槽内を減圧する
ことを特徴とする真空冷却方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−２６６６４９（Ｐ２００６−２６６６４９Ａ）
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−８９２６４（Ｐ２００５−８９２６４）
【出願日】平成１７年３月２５日（２００５．３．２５）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【出願人】（５０４１４３５２２）株式会社三浦プロテック (488)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２５日（２００５．３．２５）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【出願人】（５０４１４３５２２）株式会社三浦プロテック (488)
【Ｆターム（参考）】
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