JP2020096539A - 真空冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】突沸や吹きこぼれを抑制して、歩留まりを向上することができる真空冷却装置を提供する。【解決手段】食品Ｆが収容される処理槽２と、処理槽２内の減圧手段３と、処理槽２内の復圧手段４と、処理槽２内の圧力を検出する圧力センサ３１と、処理槽２内に収容された食品Ｆの温度を検出する品温センサ３２と、各手段３，４を制御する制御手段とを備える。パルス制御の他、たとえば温度差一定制御を実行可能とされる。温度差一定制御では、品温センサ３２の検出温度と圧力センサ３１の検出圧力における飽和温度との温度差が設定温度差になるように、処理槽２内の圧力を調整しつつ処理槽２内を減圧する。パルス制御では、処理槽２内を減圧する過程で、処理槽２内を設定回復圧力または設定回復時間だけ復圧することを繰り返す。【選択図】図１

Description

本発明は、処理槽内を減圧して食品を冷却する真空冷却装置に関するものである。

従来、下記特許文献１に開示されるように、食品を収容し得る冷却庫（２）と、冷却庫に接続され冷却庫内の気体を排出し得る真空排気手段（３）と、冷却庫内の真空状態を解除する外気導入手段（２１）とを備えた真空冷却装置が知られている。この装置では、冷却庫内に温度センサ（８）および圧力センサ（９）が設けられ、温度センサからの連続的検出信号に基づいて、冷却庫内の圧力を制御するように構成されている。具体的には、冷却庫内の食品の温度（品温）が、現在の品温（Ｔ１）より所定以上低い温度（Ｔ２）となるように、冷却庫内の圧力が調整される。また、冷却庫内の温度と、冷却庫内に配置された食品の温度との差が設定範囲内となるように、圧力が調整される。

特開２００２−３５５０２０号公報（請求項１、段落００２４、００２７、図１）

真空冷却装置により液物を冷却する場合、突沸や吹きこぼれによる歩留まりの低下が問題となる。歩留まりの低下を防止するために、品温（処理槽内の食品温度）と槽内圧力換算温度（処理槽内圧力における飽和温度）との温度差を調整しつつ処理槽内を減圧する制御がある（特願２０１８−１７１７２２）。発明者らは、その後も鋭意研究に努め、さらに突沸や吹きこぼれのしにくい制御を求めてきた。

本発明が解決しようとする課題は、一層効果的に突沸や吹きこぼれを抑制して、歩留まりを向上することができる真空冷却装置を提供することにある。

本発明は、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、食品が収容される処理槽と、この処理槽内の気体を外部へ吸引排出する減圧手段と、減圧された前記処理槽内へ外気を導入する復圧手段と、前記処理槽内の圧力を検出する圧力センサと、前記処理槽内に収容された食品の温度を検出する品温センサと、前記各手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段により、徐冷制御およびパルス制御を実行可能とされ、前記徐冷制御では、前記処理槽内の圧力を調整しつつ前記処理槽内を減圧し、前記パルス制御は、所定の開始タイミングで開始され、前記パルス制御では、前記処理槽内を減圧する過程で、前記処理槽内を設定回復圧力または設定回復時間だけ復圧することを繰り返すことを特徴とする真空冷却装置である。

請求項１に記載の発明によれば、真空冷却装置は、徐冷制御とパルス制御とを実行可能とされる。徐冷制御では、処理槽内の圧力を調整しつつ処理槽内を減圧することで、食品を所望に冷却することができる。パルス制御では、処理槽内を減圧する過程で、処理槽内を一時的に所定に復圧するのを繰り返すことで、突沸や吹きこぼれを抑制することができる。すなわち、パルス制御では、圧力変動による食品の撹拌により、局所的な過熱部をなくして突沸を抑制すると共に、一時的な復圧による泡面の低下により、吹きこぼれを抑制する効果がある。このようにして、徐冷制御とパルス制御とにより、突沸や吹きこぼれを抑制して、歩留まりの向上を図ることができる。

請求項２に記載の発明は、前記復圧手段として、前記処理槽内への第一給気路に開度調整可能な第一給気弁を備えると共に、前記処理槽内への第二給気路に開閉切替される第二給気弁を備え、前記パルス制御では、前記処理槽内の圧力が所定圧力下がるごとにまたは所定の時間ごとに、前記第二給気弁を一時的に開放することを繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の真空冷却装置である。

請求項２に記載の発明によれば、復圧手段として、開度調整可能な第一給気弁の他、開閉切替される第二給気弁を備える。そのため、徐冷制御では、第一給気弁の開度を調整して、処理槽内の圧力を調整することができる。一方、パルス制御では、処理槽内の圧力が所定圧力下がるごとにまたは所定の時間ごとに、第二給気弁を一時的に開放することを繰り返せばよい。このようにして、簡易な構成および制御で、徐冷制御とパルス制御を実施することができる。

請求項３に記載の発明は、前記品温センサの検出温度が所定温度以下になると、前記徐冷制御および前記パルス制御を停止して、前記処理槽内をさらに減圧することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の真空冷却装置である。

請求項３に記載の発明によれば、品温が所定温度以下になると、徐冷制御およびパルス制御を停止して、食品の迅速な冷却を図ることができる。冷却終盤、冷却時間が長くなると、突沸の発生リスクが大きくなるが、冷却時間の短縮を図ることで、突沸の発生を抑制することができる。

請求項４に記載の発明は、前記徐冷制御として、温度差一定制御を実行可能とされ、前記温度差一定制御では、前記品温センサの検出温度と前記圧力センサの検出圧力における飽和温度との温度差が設定温度差になるように、前記処理槽内の圧力を調整しつつ前記処理槽内を減圧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装置である。

請求項４に記載の発明によれば、徐冷制御として、温度差一定制御を実行可能とされる。温度差一定制御では、品温と槽内圧力換算温度との温度差を設定温度差に抑えることで、食品からの水分蒸発を所定の速度に制御し、突沸を抑制しつつ食品の冷却を図ることができる。

さらに、請求項５に記載の発明は、前記温度差一定制御では、前記品温センサの検出温度の設定時間内の温度下降幅が設定値未満になると、前記設定温度差を増加させることを特徴とする請求項４に記載の真空冷却装置である。

請求項５に記載の発明によれば、温度差一定制御では、品温の低下具合を監視しつつ、それに応じて前記設定温度差を変化させるので、食品に応じた真空冷却を図ることができる。

本発明の真空冷却装置によれば、一層効果的に突沸や吹きこぼれを抑制して、歩留まりを向上することができる。

本発明の一実施例の真空冷却装置を示す概略図であり、一部を断面にして示している。 図１の真空冷却装置による冷却運転の一例を示すグラフであり、品温ＴＦと槽内圧力換算温度ＴＳとの変化を示しており、縦軸は温度Ｔ、横軸は運転開始からの経過時間ｔを示している。 図１の真空冷却装置による突沸防止用のパルス制御の一例を示すグラフであり、槽内圧力の変化を示しており、縦軸は圧力Ｐ、横軸は時間ｔを示している。

以下、本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、本発明の一実施例の真空冷却装置１を示す概略図であり、一部を断面にして示している。

本実施例の真空冷却装置１は、食品Ｆが収容される処理槽２と、この処理槽２内の気体を外部へ吸引排出する減圧手段３と、減圧された処理槽２内へ外気を導入する復圧手段４と、これら各手段３，４を制御して処理槽２内の食品Ｆを冷却する制御手段（図示省略）とを備える。

処理槽２は、内部空間の減圧に耐える中空容器であり、ドア（図示省略）で開閉可能とされる。処理槽２は、典型的には略矩形の箱状に形成され、正面の開口部がドアで開閉可能とされる。ドアを開けることで、処理槽２に食品Ｆを出し入れすることができ、ドアを閉じることで、処理槽２の開口部を気密に閉じることができる。ドアは、処理槽２の正面および背面の双方に設けられてもよい。なお、図示例では、食品Ｆは、液物とされ、ホテルパンや番重のような食品容器に入れられて、処理槽２内に収容されている。

減圧手段３は、処理槽２内の気体（空気や蒸気）を外部へ吸引排出して、処理槽２内を減圧する手段である。本実施例では、減圧手段３は、処理槽２内からの排気路５に、蒸気エゼクタ６、蒸気凝縮用の熱交換器７、逆止弁８、および水封式の真空ポンプ９を順に備える。

蒸気エゼクタ６は、吸引口６ａが処理槽２に接続されて設けられ、入口６ｂから出口６ｃへ向けて、エゼクタ給蒸路１０からの蒸気がノズルで噴出可能とされる。入口６ｂから出口６ｃへ向けて蒸気を噴出させることで、処理槽２内の気体も吸引口６ａを介して出口６ｃへ吸引排出される。エゼクタ給蒸路１０に設けたエゼクタ給蒸弁１１の開閉を操作することで、蒸気エゼクタ６の作動の有無を切り替えることができる。

熱交換器７は、排気路５内の流体と冷却水とを混ぜることなく熱交換する間接熱交換器である。熱交換器７により、排気路５内の蒸気を、冷却水により冷却し凝縮させることができる。

真空ポンプ９は、本実施例では水封式であり、周知のとおり、封水と呼ばれる水が供給されつつ運転される。そのために、真空ポンプ９の給水口９ａには、封水給水路１２を介して水が供給される。封水給水路１２には封水給水弁１３が設けられており、封水給水弁１３を開けることで、真空ポンプ９に封水を供給することができる。封水給水弁１３を開けた状態で真空ポンプ９を作動させると、真空ポンプ９は、吸気口９ｂから気体を吸入し、排気口９ｃへ排気および排水する。真空ポンプ９は、オンオフ制御されてもよいし、出力を調整可能とされてもよい。本実施例では、真空ポンプ９は、インバータを用いて、モータの駆動周波数ひいては回転数を変更可能とされる。

熱交換器７および真空ポンプ９への給水系統について説明すると、本実施例では、熱交換器７および真空ポンプ９には、常温水と冷水とを切り替えて供給可能とされる。冷水とは、チラー（図示省略）により所定温度に冷却を図られた水であり、常温水とは、そのような冷却を図られない水である。

図示例の場合、常温水と冷水の切り替えは、常温水給水路１４に設けられた常温水給水弁１５と、冷水給水路１６に設けられた冷水給水弁１７で行われる。常温水給水弁１５より下流の常温水給水路１４と、冷水給水弁１７より下流の冷水給水路１６とは、合流して共通給水路１８とされている。そして、この共通給水路１８は、熱交換器７への熱交給水路１９と、真空ポンプ９への封水給水路１２とに分岐されている。封水給水路１２には、封水給水弁１３が設けられている。常温水給水弁１５または冷水給水弁１７を開けることで、熱交換器７に給水され、さらに封水給水弁１３を開けると、真空ポンプ９に給水される。

熱交換器７は、熱交給水路１９を介して水が供給され、熱交排水路２０を介して水が排出される。熱交排水路２０は、冷水タンク（チラーの給水源）への冷水戻し路２１と、外部への排水出口路２２とに分岐されており、冷水戻し路２１には冷水戻し弁２３が設けられ、排水出口路２２には排水出口弁２４が設けられている。冷水戻し弁２３および排水出口弁２４により、熱交換器７を通過後の水を、冷水タンクへ戻すか、排水出口路２２から排出するか、あるいはいずれも行わずに熱交換器７の通水を阻止するか（つまり熱交換器７の冷却水出口側を閉じるか）を切り替えることができる。

熱交換器７に冷水を供給する場合、排水出口弁２４を閉じると共に冷水戻し弁２３を開けることで、熱交換器７を通過後の冷水は冷水タンクへ戻される。冷水タンク内の貯留水は、チラーで冷却されて再び冷水給水路１６へ供給可能とされる。一方、熱交換器７に常温水を供給する場合、冷水戻し弁２３を閉じると共に排水出口弁２４を開けることで、熱交換器７を通過後の常温水は排水出口路２２から排出される。

復圧手段４は、減圧された処理槽２内へ外気を導入して、処理槽２内を復圧する手段である。本実施例では、復圧手段４は、処理槽２内への第一給気路２５に、第一エアフィルタ２６および第一給気弁２７を順に備えると共に、処理槽２内への第二給気路２８に、第二エアフィルタ２９および第二給気弁３０を順に備える。第一給気路２５および第二給気路２８は、図示例では、それぞれが処理槽２に接続されているが、場合により、各給気弁２７，３０よりも下流側で合流して処理槽２に接続されてもよい。また、第二給気路２８（たとえば第二エアフィルタ２９と第二給気弁３０との間）には、オリフィスを設けてもよい。

第一給気弁２７は、電動弁のように、開度調整可能な弁から構成される。一方、第二給気弁３０は、電磁弁のように、オンオフで開閉切替可能な弁から構成される。処理槽２内が減圧された状態で、第一給気弁２７または第二給気弁３０を開けると、外気がエアフィルタ２６，２９を介して処理槽２内へ導入され、処理槽２内を復圧することができる。その際、第一給気弁２７の開度調整により、処理槽２内の圧力を調整することができ、第二給気弁３０の開放により、処理槽２内を比較的短時間に復圧することができる。

処理槽２には、さらに、処理槽２内の圧力を検出する圧力センサ３１と、処理槽２内に収容された食品Ｆの温度（品温）を検出する品温センサ３２とが設けられる。図示例の場合、品温センサ３２は、棒状のプローブが食品Ｆ内に差し込まれて、そのプローブの先端部にて温度を検知する。

制御手段は、前記各センサ３１，３２の検出信号や経過時間などに基づき、前記各手段３，４を制御する制御器（図示省略）である。具体的には、真空ポンプ９、エゼクタ給蒸弁１１、封水給水弁１３、常温水給水弁１５、冷水給水弁１７、冷水戻し弁２３、排水出口弁２４、第一給気弁２７、第二給気弁３０の他、圧力センサ３１および品温センサ３２などは、制御器に接続されている。そして、制御器は、以下に述べるように、所定の手順（プログラム）に従い、処理槽２内の食品Ｆの真空冷却を図る。

以下、本実施例の真空冷却装置１の運転方法の具体例について説明する。
本実施例の真空冷却装置１は、処理槽２内に食品Ｆを収容した状態で、減圧手段３により処理槽２内を減圧して、所定の終了条件を満たすまで（たとえば品温が冷却目標温度ＴＺになるまで）冷却する。減圧手段３の作動中、各給気弁２７，３０を閉じて処理槽２内の圧力を迅速に低下させて食品Ｆを急冷してもよいし（急冷制御）、第一給気弁２７の開度ひいては処理槽２内の圧力を調整して食品Ｆを徐冷してもよい（徐冷制御）。徐冷制御の場合、後述する温度差一定制御Ｓ２の他、たとえば次のような制御を行ってもよい。すなわち、運転開始からの経過時間と槽内圧力との関係（冷却パターン）が予め制御器に設定されており、制御器は、その冷却パターンに沿うように処理槽２内の圧力を調整しつつ、食品Ｆを冷却する。その際、冷却パターンとして複数種が登録されており、その内のいずれかを設定器から選択して実行可能に構成されてもよい。

なお、急冷制御後に徐冷制御を行ったり、徐冷制御後に急冷制御を行ったりするなど、両制御を適宜組み合わせて、食品Ｆを冷却してもよい。いずれにしても、減圧手段３の作動中、真空ポンプ９の作動、熱交換器７の通水、蒸気エゼクタ６の作動は、段階的に実行されるのがよく、その詳細は、図２の例に基づき後述する。

さらに、処理槽２内を減圧中、所定の開始タイミングで、後述する突沸防止用のパルス制御Ｓ４（図３）を実行する。特に、パルス制御Ｓ４は、徐冷制御の開始に伴い開始されるか、品温センサ３２の検出温度がパルス制御開始温度以下になると開始されるのが好ましい。以下、図２および図３に基づき、具体的な運転方法の一例について、説明する。

図２は、本実施例の真空冷却装置１による冷却運転の一例を示すグラフであり、品温ＴＦと槽内圧力換算温度ＴＳとの変化を示しており、縦軸は温度Ｔ、横軸は運転開始からの経過時間ｔを示している。

運転開始前、第一給気弁２７は開けられた状態にある一方、その他の前記各弁は閉じられた状態にあり、真空ポンプ９は停止している。その状態で、処理槽２内に食品Ｆが収容され、処理槽２のドアは気密に閉じられる。そして、スタートボタンが押されるなど運転開始が指示されると、制御器は、第一給気弁２７を閉じると共に減圧手段３を作動させて、品温ＴＦが予め設定された冷却目標温度ＴＺになるまで、処理槽２内を減圧する。この際、本実施例では、初期減圧制御Ｓ１、温度差一定制御Ｓ２、および最終減圧制御Ｓ３を順次に実行する。また、詳細は後述するが、典型的には、温度差一定制御Ｓ２と並行して、突沸防止用のパルス制御Ｓ４（図３）も実行する。なお、初期減圧制御Ｓ１および最終減圧制御Ｓ３は、前述した急冷制御に相当し、温度差一定制御Ｓ２は、前述した徐冷制御に相当する。

初期減圧制御Ｓ１は、所定の終了条件を満たすまで行われる。たとえば、品温ＴＦが第一設定温度ＴＡ（たとえば６０℃）以下になるまで、初期減圧制御Ｓ１が行われる。初期減圧制御Ｓ１では、各給気弁２７，３０を閉じた状態で、減圧手段３により処理槽２内を減圧する。品温ＴＦが第一設定温度ＴＡに下がるまでの冷却初期は、食品Ｆに沸騰が生じないか、沸騰が生じても細かい沸騰となる。そのため、各給気弁２７，３０を全閉した状態で、減圧手段３により処理槽２内の圧力を迅速に低下させても、突沸や吹きこぼれを起こすおそれは少ない。

温度差一定制御Ｓ２は、所定の終了条件を満たすまで行われる。たとえば、品温ＴＦが第二設定温度ＴＢ（たとえば２５℃）以下になるまで、温度差一定制御Ｓ２が行われる。温度差一定制御Ｓ２では、品温ＴＦ（処理槽内の食品温度）と槽内圧力換算温度ＴＳ（処理槽内圧力における飽和温度）との温度差ΔＴが設定温度差（たとえば２℃）になるように、処理槽２内の圧力を調整しつつ処理槽２内を減圧する。つまり、品温センサ３２の検出温度ＴＦと圧力センサ３１の検出圧力における飽和温度ＴＳとの温度差ΔＴが設定温度差になるように、処理槽２内の圧力を調整しつつ処理槽２内を減圧する。なお、制御器は、予め登録された所定の演算式（またはテーブル）に基づき、圧力センサ３１の検出圧力から飽和温度としての槽内圧力換算温度ＴＳを求めることができる。

処理槽２内の圧力の調整は、典型的には、減圧手段３を作動させた状態で、復圧手段４による給気量を調整すればよい。具体的には、減圧手段３（少なくとも真空ポンプ９）を作動させた状態で、第一給気弁２７の開度を調整すればよい。但し、これに代えてまたはこれに加えて、減圧手段３による減圧能力を調整してもよい。

温度差一定制御Ｓ２において、槽内圧力換算温度ＴＳが品温ＴＦよりも設定温度低くなるように、処理槽２内の圧力を調整すると、品温ＴＦが低下してくるので、その品温ＴＦの低下に合わせて、槽内圧力（槽内圧力換算温度ＴＳ）を低下させていけばよい。品温ＴＦと槽内圧力換算温度ＴＳとの温度差ΔＴを設定温度差に抑えることで、食品Ｆからの水分蒸発を所定の速度に制御し、突沸を抑制しつつ食品Ｆの冷却を図ることができる。つまり、仮に前記温度差ΔＴを考慮せずに減圧した場合、品温ＴＦが槽内圧力換算温度ＴＳに追従できず、温度差ΔＴ（圧力差）が大きくなると、突然一気に沸騰する突沸を生じさせるおそれがあるが、温度差ΔＴを設定温度差に抑えることで、突沸の発生を抑えることができる。

温度差一定制御Ｓ２中、品温センサ３２の検出温度を監視し、この検出温度の設定時間Δｔ内の品温の温度下降幅が設定値未満になると、前記設定温度差を所定温度（たとえば０．５〜１℃）増加させるのがよい。これにより、冷えにくい食品でも、設定温度差を増加させつつ食品Ｆの冷却を図ることができ、冷却が完了しなかったり、冷却時間が長くなり過ぎたりするのを防止できる。

たとえば、品温ＴＦと槽内圧力換算温度ＴＳとの温度差ΔＴが第一温度差ΔＴ１（たとえば２℃）となるように圧力制御中、品温ＴＦの低下速度が遅くなり、設定時間Δｔ（たとえば１分）内の品温ＴＦの温度下降幅が設定値（たとえば１℃）未満になると、前記温度差ΔＴを第一温度差ΔＴ１よりも大きな第二温度差ΔＴ２（たとえば３℃）となるように圧力制御することで、品温ＴＦの低下を促すことができる。その後、再び、品温ＴＦの低下速度が遅くなり、設定時間Δｔ内の品温ＴＦの温度下降幅が設定値未満になると、前記温度差ΔＴを第二温度差ΔＴ２よりも大きな第三温度差ΔＴ３（たとえば４℃）となるように圧力制御して、品温ＴＦの低下を促すということを繰り返せばよい。

なお、初期減圧制御Ｓ１から温度差一定制御Ｓ２へ移行する際、真空ポンプ９の回転数を下げてもよい。たとえば、初期減圧制御Ｓ１では、真空ポンプ９の電源周波数を第一周波数（たとえば６０Ｈｚ）とするが、温度差一定制御Ｓ２への移行に伴い、第一周波数よりも低い第二周波数（たとえば５０Ｈｚ）とする。その後、最終減圧制御Ｓ３へ移行する際、真空ポンプ９の電源周波数を第一周波数に戻すなど、真空ポンプ９の回転数を再び上げてもよい。

初期減圧制御Ｓ１と温度差一定制御Ｓ２とを含む一連の冷却運転において、熱交換器７および真空ポンプ９への給水や、蒸気エゼクタ６の作動は、たとえば次のように制御される。すなわち、冷却運転の開始時には、熱交換器７の通水を停止した状態で、真空ポンプ９に常温水を供給しつつ、真空ポンプ９により処理槽２内を減圧する。この段階では、エゼクタ給蒸弁１１は閉じられており、蒸気エゼクタ６は作動していない。その後、通水開始条件として、たとえば品温センサ３２の検出温度が通水開始温度（たとえば６０℃）以下になると、熱交換器７の通水を開始する。この際、熱交換器７および真空ポンプ９には、冷水が供給される。その後、エゼクタ作動条件として、たとえば品温センサ３２の検出温度がエゼクタ作動温度（たとえば３０℃）以下になると、エゼクタ給蒸弁１１を開けて蒸気エゼクタ６を作動させる。

また、温度差一定制御Ｓ２中、パルス制御Ｓ４が並行して行われる。温度差一定制御Ｓ２では第一給気弁２７を用いる一方、パルス制御Ｓ４では第二給気弁３０を用いるので、両制御を並行して容易に実施することができる。パルス制御Ｓ４の詳細については後述する。温度差一定制御Ｓ２の終了時、パルス制御Ｓ４も停止（各給気弁２７，３０を閉鎖）して、次工程（最終減圧制御Ｓ３）へ移行する。

最終減圧制御Ｓ３は、所定の終了条件を満たすまで行われる。たとえば、品温が冷却目標温度ＴＺ（たとえば１０℃）以下になるまで、最終減圧制御Ｓ３が行われる。最終減圧制御Ｓ３では、各給気弁２７，３０を閉じた状態で、減圧手段３により処理槽２内を減圧する。品温が第二設定温度ＴＢを下回った冷却終盤は、沸騰（突沸を含む）しにくいが、冷却時間が延びると突沸発生リスクが大きくなるため、急冷により冷却時間の短縮を図ることで、突沸の発生を抑制することができる。そのために、初期減圧制御Ｓ１と同様に、各給気弁２７，３０を全閉した状態で、減圧手段３により処理槽２内の圧力を迅速に低下させるのがよい。

そして、品温センサ３２の検出温度が冷却目標温度ＴＺ（たとえば１０℃）になると、処理槽２内の減圧を停止する。具体的には、エゼクタ給蒸弁１１、封水給水弁１３および冷水給水弁１７などを閉じて、蒸気エゼクタ６および真空ポンプ９を停止すると共に、熱交換器７の通水を停止する。その後、第一給気弁２７を開けて、処理槽２内を大気圧まで復圧すればよい。この際、第一給気弁２７の開度を調整しつつ、処理槽２内を徐々に復圧することができる。但し、場合により、第一給気弁２７に代えてまたは加えて、第二給気弁３０を開けてもよい。

次に、突沸防止用のパルス制御Ｓ４について説明する。
図３は、突沸防止用のパルス制御Ｓ４の一例を示すグラフであり、槽内圧力の変化を示しており、縦軸は圧力Ｐ、横軸は時間ｔを示している。なお、図３において、槽内圧力の低下は便宜上直線で示しているが、実際には図２のように緩やかな曲線となる。

パルス制御Ｓ４は、所定の開始タイミングで開始される。パルス制御Ｓ４の開始タイミングは、適宜に設定されるが、本実施例では、次にように設定される。すなわち、パルス制御Ｓ４は、温度差一定制御Ｓ２の開始に伴い開始されるか、品温センサ３２の検出温度がパルス制御開始温度以下になると開始される。パルス制御Ｓ４では、処理槽２内を減圧する過程で、処理槽２内を設定回復圧力または設定回復時間だけ復圧することを繰り返す。この復圧中、減圧手段３は、作動させたままでよい。

本実施例では、処理槽２内を減圧中（典型的には温度差一定制御Ｓ２中）、パルス制御Ｓ４を開始すると、まず、初回は、圧力センサ３１の検出圧力を監視して、処理槽２内の圧力が現在の圧力よりも設定回復圧力α（たとえば５ｈＰａ）だけ回復するまで、第二給気弁３０を開ける。第二給気弁３０は電磁弁から構成されるので、処理槽２内を比較的短時間（典型的には瞬時）に復圧することができる。そして、設定回復圧力αだけ復圧後、第二給気弁３０を閉じることで、再び処理槽２内は減圧される。制御器は、この初回の復圧時、設定回復圧力αだけ復圧するのに要した復圧時間（第二給気弁３０の開放時間）を計測し、この復圧時間を、以後のパルス制御の復圧時間（設定回復時間）として設定（保存）する。

第二給気弁３０を閉じることで処理槽２内の圧力が下がり、直前の復圧開始時の圧力よりも設定圧力ΔＰ（たとえば５ｈＰａ）下がると、第二給気弁３０を設定回復時間だけ開けて処理槽２内を復圧後、第二給気弁３０を閉じる。以後、同様に、処理槽２内の圧力が、直前の復圧開始時の圧力よりも設定圧力ΔＰ下がるごとに、第二給気弁３０を設定回復時間だけ開けて、処理槽２内を一時的に復圧することを繰り返す。処理槽２内の圧力を低下させる過程で、同一時間（設定回復時間）だけ第二給気弁３０を開けることで、処理槽２内の減圧が進むほど、第二給気弁３０を開けた際の圧力回復幅（戻り圧力）は大きくなる。つまり、減圧が進むほど、圧力の振れ幅を大きくすることができる。

パルス制御Ｓ４では、処理槽２内を減圧する過程で、処理槽２内を一時的に所定に復圧するのを繰り返すことで、突沸や吹きこぼれを抑制することができる。すなわち、パルス制御Ｓ４では、圧力変動による食品Ｆの撹拌（流動）により、局所的な過熱部をなくして突沸を抑制すると共に、一時的な復圧による泡面の低下により、吹きこぼれを抑制することができる。温度差一定制御Ｓ２とパルス制御Ｓ４とにより、突沸や吹きこぼれを抑制して、歩留まりの向上を図ることができる。

なお、ここでは、処理槽２内の圧力が所定圧力（設定圧力ΔＰ）下がるごとに、第二給気弁３０を開けることを繰り返したが、処理槽２内の減圧中、所定時間ごとに、第二給気弁３０を開けることを繰り返してもよい。

その他、パルス制御Ｓ４では、冷却時間に大きく影響しない範囲であれば、減圧手段３を一時的に停止するなどにより復圧状態を短時間保持してもよい。また、食品Ｆの撹拌（流動）や局部過熱の抑制効果が得られる程度に吸気速度を小さくして復圧時間を調整してもよい。

本発明の真空冷却装置１は、前記実施例の構成（制御を含む）に限らず適宜変更可能である。特に、（ａ）徐冷制御およびパルス制御Ｓ４を実行可能とされ、（ｂ）徐冷制御では、処理槽２内の圧力を調整しつつ処理槽２内を減圧し、（ｃ）パルス制御Ｓ４は、所定の開始タイミングで開始され、（ｄ）パルス制御Ｓ４では、処理槽２内を減圧する過程で、処理槽２内を設定回復圧力αまたは設定回復時間だけ復圧することを繰り返すのであれば、その他の構成は適宜に変更可能である。

たとえば、前記実施例において、初期減圧制御Ｓ１と最終減圧制御Ｓ３との内、一方または双方は、省略したり、他の減圧方法に変更したりしてもよい。たとえば、吹きこぼれしやすい食品については、初期減圧制御Ｓ１を実施せずに、最初から温度差一定制御Ｓ２を実施してもよい。

また、前記実施例では、パルス制御Ｓ４における二回目以降の復圧は、処理槽２内の圧力が、直前の復圧開始時の圧力よりも設定圧力ΔＰ下がるごとに行ったが、この設定圧力ΔＰは、毎回同じではなく、場合により変更してもよい。たとえば、処理槽２内の減圧が進むに連れて、設定圧力ΔＰを小さくしていってもよい。同様に、所定時間ごとに第二給気弁３０を一時的に開放することを繰り返す場合でも、第二給気弁３０の開放は必ずしも等間隔で行う必要はない。

また、パルス制御Ｓ４では、減復圧を繰り返すのであれば、各回における設定回復圧力（または設定回復時間）は、同一でもよいし、異なってもよい。前記実施例では、前述したとおり、パルス制御Ｓ４における二回目以降の復圧は、同一の設定回復時間だけ第二給気弁３０を開けることで実施し、これにより、圧力回復幅（戻り圧力）は処理槽２内の減圧が進むに連れて多少異なることになる。

また、前記実施例において、減圧手段３の構成は、適宜変更可能である。たとえば、前記実施例では、減圧手段３として蒸気エゼクタ６を備えたが、場合により蒸気エゼクタ６の設置を省略してもよい。

さらに、前記実施例では、真空冷却装置１は、冷却専用機として説明したが、真空冷却機能を有するのであれば、適宜に変更可能である。たとえば、蒸気による加熱手段を備えることで、蒸煮冷却装置や飽和蒸気調理装置のように構成されてもよい。あるいは、冷凍機やファンを用いた冷風冷却手段を備えることで、冷風真空複合冷却装置のように構成されてもよい。

１ 真空冷却装置
２ 処理槽
３ 減圧手段
４ 復圧手段
５ 排気路
６ 蒸気エゼクタ（６ａ：吸引口、６ｂ：入口、６ｃ：出口）
７ 熱交換器
８ 逆止弁
９ 真空ポンプ（９ａ：給水口、９ｂ：吸気口、９ｃ：排気口）
１０ エゼクタ給蒸路
１１ エゼクタ給蒸弁
１２ 封水給水路
１３ 封水給水弁
１４ 常温水給水路
１５ 常温水給水弁
１６ 冷水給水路
１７ 冷水給水弁
１８ 共通給水路
１９ 熱交給水路
２０ 熱交排水路
２１ 冷水戻し路
２２ 排水出口路
２３ 冷水戻し弁
２４ 排水出口弁
２５ 第一給気路
２６ 第一エアフィルタ
２７ 第一給気弁
２８ 第二給気路
２９ 第二エアフィルタ
３０ 第二給気弁
３１ 圧力センサ
３２ 品温センサ
Ｓ１ 初期減圧制御
Ｓ２ 温度差一定制御
Ｓ３ 最終減圧制御
Ｓ４ パルス制御

Claims (5)

1. 食品が収容される処理槽と、この処理槽内の気体を外部へ吸引排出する減圧手段と、減圧された前記処理槽内へ外気を導入する復圧手段と、前記処理槽内の圧力を検出する圧力センサと、前記処理槽内に収容された食品の温度を検出する品温センサと、前記各手段を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段により、徐冷制御およびパルス制御を実行可能とされ、
   前記徐冷制御では、前記処理槽内の圧力を調整しつつ前記処理槽内を減圧し、
   前記パルス制御は、所定の開始タイミングで開始され、
   前記パルス制御では、前記処理槽内を減圧する過程で、前記処理槽内を設定回復圧力または設定回復時間だけ復圧することを繰り返す
   ことを特徴とする真空冷却装置。
2. 前記復圧手段として、前記処理槽内への第一給気路に開度調整可能な第一給気弁を備えると共に、前記処理槽内への第二給気路に開閉切替される第二給気弁を備え、
   前記パルス制御では、前記処理槽内の圧力が所定圧力下がるごとにまたは所定の時間ごとに、前記第二給気弁を一時的に開放することを繰り返す
   ことを特徴とする請求項１に記載の真空冷却装置。
3. 前記品温センサの検出温度が所定温度以下になると、前記徐冷制御および前記パルス制御を停止して、前記処理槽内をさらに減圧する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の真空冷却装置。
4. 前記徐冷制御として、温度差一定制御を実行可能とされ、
   前記温度差一定制御では、前記品温センサの検出温度と前記圧力センサの検出圧力における飽和温度との温度差が設定温度差になるように、前記処理槽内の圧力を調整しつつ前記処理槽内を減圧する
   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装置。
5. 前記温度差一定制御では、前記品温センサの検出温度の設定時間内の温度下降幅が設定値未満になると、前記設定温度差を増加させる
   ことを特徴とする請求項４に記載の真空冷却装置。

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