JP5513681B2 - 冷凍設備、及び冷凍飲食物の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、飲食物を冷凍する冷凍設備、及び冷凍飲食物の製造方法に関する。

果実・野菜や鮮魚などの飲食物を、鮮度を保つために、電圧を印加した状態で冷凍する技術が知られている（例えば、特開２００１−２１５０７４号公報参照）。

しかしながら、上記の冷凍技術は、他の冷凍技術と同様、飲食物の品種やサイズなど、種々の要素に影響を受ける。このため、冷凍の状態にバラつきが生じる。そして、再現性が低く、飲食物の鮮度を十分に保つことはできない。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、飲食物を、鮮度を保ちつつ冷凍する冷凍設備、及びこの冷凍設備を使用して冷凍飲食物を製造する冷凍飲食物の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、氷点下になる冷凍空間と、前記冷凍空間を冷却して該冷凍空間を氷点下にする冷凍機と、前記冷凍空間内に配置され、飲食物が載置される導電性の載置手段と、前記載置手段を、前記冷凍空間を形成する空間形成面と絶縁する絶縁体と、前記載置手段にする電源端子と、交流電流及び直流電流を互いに重ね合わせた電流を、前記電源端子を介して前記飲食物に流すことで、該飲食物に交流電圧及び直流電圧を同時に印加する電源装置と、前記電源端子に供給される交流電流値及び直流電流値の各々、又は交流電圧値及び直流電圧値の各々を参照しながら、前記電源装置によって前記飲食物に印加される前記交流電圧値及び前記直流電圧値を制御する制御装置と、を備え、前記飲食物の水分が前記冷凍空間内に放出可能となる状態にして、前記冷凍機が前記冷凍空間の温度を氷点下の帯域で降下させていく過程で、前記制御装置が、前記交流電圧及び前記直流電圧を定電圧制御して、前記電源端子に供給される直流電流値を徐々に減少させることで、前記飲食物を過冷却状態に維持することを特徴とする、冷凍設備である。

本発明によれば、種々の不確定要素（飲食物の種類、個体毎の品質のバラつき、個体毎の大きさ、全体の量、配置、飲食物及び載置手段の接触状態、載置手段の位置、電源端子の接続状態、冷凍空間内の温度、湿度、風の当たり具合など）を有する状況下において、交流電圧及び直流電圧の各々を安定した正確な値で印加することができる。これにより、冷凍の状態にバラつきが生じることを抑えることができる。そして、再現性を高めることができ、飲食物の鮮度を十分に保つことができる。

飲食物を、当該飲食物の水分が放出不能な状態（例えば、密封した状態）として冷凍した場合、冷却時に放出されるべき水分が、当該飲食物における外側部分に留まる。この場合、飲食物における外側部分が内側部分と比較して水分過多の状態で冷凍されることになり、飲食物の種類によっては、冷凍品質が悪い。そして、このような飲食物を解凍した場合、外側部分が水っぽくなる等、品質が更に劣化する。例えば、ほうれん草などの葉物と比較して、大根やりんご等の身の詰まったものは、水分の保持量が多く品質が悪くなりやすい。一方、上記発明によれば、飲食物における外側部分と内側部分の水分を均一に冷凍することが可能となり、結果として、解凍時の品質の劣化を防止することが可能となる。

本発明はまた、上記手段の冷凍設備において、前記制御装置は、交流電流の周波数を参照して、交流電流の周波数又は交流電圧の周波数を制御することを特徴とする。

上記発明によれば、種々の不確定要素を有する状況下において、交流電圧及び直流電圧の各々を、より安定で正確な値で印加することができる。これにより、冷凍の状態にバラつきが生じることをさらに抑えることができる。そして、再現性をさらに高めることができ、飲食物の鮮度をより十分に保つことができる。

本発明はまた、上記手段の冷凍設備において、前記制御装置は、負の直流電圧となるように、且つ該直流電圧の絶対値が交流電圧の最大値よりも大きくなるように、前記直流電圧値を制御することを特徴とする。

上記発明によれば、飲食物はガチガチに凍らずシャーベット状に凍るので、解凍せずに包丁で容易にカット可能で調理・加工がし易い。そして、歯で容易に噛み砕けるのでそのまま食用にできる。また、一旦冷凍した飲食物は、一般的な冷凍庫で輸送・保存することができる。この場合であっても、酸化・乾燥せず、食味、食感、香り、色が冷凍前のまま１年以上維持される。これにより、飲食物を、量・質・価格の面で安定的に供給することができる。そして、飲食物を、季節を越えて供給することができ、高級感や特別感を与えることができる。

本発明はまた、上記手段の冷凍設備において、前記載置手段を前記冷凍空間に搬出入可能とする移動手段を備え、前記電源端子は、前記載置手段に対する接続／開放の切替えを可能にすることを特徴とする。

上記発明では、使用する度に、載置手段の位置や、電源端子の接続状態が変化することになるが、各種フィードバックをすることで、飲食物に印加する交流電圧値及び直流電圧値を制御することができる。このように、搬出入可能として、種々の不確定要素を有する状況になる場合であっても、交流電圧及び直流電圧の各々を安定した正確な値で印加することができる。

本発明はまた、上記手段の冷凍設備を使用して冷凍飲食物を製造することを特徴とする、冷凍飲食物の製造方法である。

上記発明によれば、鮮度を保った冷凍飲食物を製造できる。

本発明によれば、飲食物を、鮮度を保ちつつ冷凍できる。また、鮮度を保った冷凍飲食物を製造できる。

本発明の第１実施形態に係る冷凍設備の概略を示す正面図である。 電源装置及び制御装置の概略を示す回路図である。 電圧値を示す時刻歴である。 飲食物の冷凍過程を説明するイメージ図である。 実験１で測定した庫内温度及び直流電流値を示す時刻歴であり、むき出しの状態の飲食物を冷凍した場合、及び密封した状態の飲食物を冷凍した場合を示す。 実験１で冷凍した飲食物を切断したものの写真であり、右側がむき出しの状態で冷凍した飲食物を示し、左側が密封した状態で冷凍した飲食物を示す。 実験２で測定した庫内温度及び直流電流値を示す時刻歴であり、庫内温度が５℃の時点で電圧を印加した場合、及び庫内温度が氷点下１０℃の時点で電圧を印加した場合を示す。 本発明の第２実施形態に係る冷凍設備の概略を示す上面図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る冷凍機について詳細に説明する。

［第１実施形態］まず、図１〜図３を用いて、第１実施形態に係る冷凍設備１の構成について説明する。図１は、冷凍設備１の概略を示す正面図である。図２は、電源装置１６及び制御装置２２の概略を示す回路図である。図３は、電圧値を示す時刻歴である。

図１に示される冷凍設備１は、飲食物ＸＡ１（図４参照）を過冷却状態にしてから瞬間的に冷凍する新技術を採用している。この冷凍設備１は、飲食物ＸＡ１を所定量毎に繰り返し冷凍するバッチ式システムである。具体的に、冷凍設備１は、飲食物ＸＡ１を新技術で冷凍する冷凍庫１０と、この冷凍庫１０で冷凍された飲食物ＸＡ１を冷凍された状態のまま保存する冷凍保存庫１１と、を備えている。

冷凍庫１０は、開閉可能な冷凍空間１２と、この冷凍空間１２内を冷却して当該冷凍空間１２を氷点下にする熱交換器（冷凍機）１３と、冷凍空間１２内の空気を撹拌する送風機１４と、飲食物ＸＡ１を冷凍空間１２内に搬出入するための搬送装置１５と、この搬送装置１５に接続する電源端子３０と、この電源端子３０を介して飲食物ＸＡ１に電圧を印加する電源装置１６と、この電源装置１６が印加する電圧値を制御する制御装置２２と、を備えている。

冷凍空間１２は、１台又は複数台の搬送装置１５を収容できる任意の大きさに設定されている。この冷凍空間１２は、空間形成面として、床面１７と、側面１８と、天井面１９と、を備えている。床面１７には、絶縁用のゴムシート（図示省略）が敷かれている。そして、側面１８や天井面１９についても、絶縁用のゴムシートで覆ってもよい。側面１８には、搬送装置１５を搬出入するための搬出入口２０が形成されている。搬出入口２０は、扉２１が取り付けられて、開閉可能となっている。

熱交換器１３は、冷凍空間１２外に配置された凝縮器（図示省略）に接続されている。この熱交換器１３は、冷凍空間１２内の熱を奪うことで、当該冷凍空間１２内を氷点下に冷却する。

送風機１４は、回転する複数の羽根（符号省略）を備えている。この送風機１４は、複数の羽根を回転させることで、冷凍空間１２内に気流を発生させて、当該冷凍空間１２内の温度と湿度を均等にする。

搬送装置１５は、手動で操作可能となっている。この搬送装置１５は、導電性の棚２４と、飲食物ＸＡ１が載置される複数のトレイ２５と、棚２４を冷凍空間１２に搬出入可能とする複数のキャスター２６と、を備えている。すなわち、搬送装置１５は、飲食物ＸＡ１が載置される載置手段として機能する。なお、飲食物ＸＡ１は、容器に入れたままでもよい。例えば、飲食物ＸＡ１としてビールを採用する場合、ガラスビンに入れたままでもよい。ただし、ガラスのように電気伝導率の低い容器を用いる場合、電気伝導率の高いアルミホイルなどで包むことで、飲食物ＸＡ１への電圧の印加を確実なものにできる。そして、飲食物ＸＡ１の冷凍品質を考慮した場合には、飲食物ＸＡ１を密封したり、飲食物ＸＡ１の該表面を覆ったりせずに、好ましくはむき出し（本発明において、ネットなどに入れることは、むき出しを意味する。）のままがよい。すなわち、飲食物ＸＡ１は、当該飲食物ＸＡ１の水分が冷凍空間１２に放出可能な状態で載置されることが好ましい。

棚２４は、複数のトレイ２５を上下方向に互いに間隔を空けて配置する。この棚２４は、ステンレスなどの導電性を有する材料で構成される。具体的に、棚２４は、ステンレス製の支柱などを主な構成要素としている。そして、棚２４は、搬送装置１５同士を連結するための連結手段として、導電性の連結器２７を備えている。

複数のトレイ２５は、それぞれ、ステンレスなどの導電性を有する材料で構成される。これら複数のトレイ２５は、それぞれ、棚２４に対して着脱可能に配置される。

複数のキャスター２６は、それぞれ、ゴムなどの絶縁体で構成されたタイヤ２８を有する。これら複数のキャスター２６は、棚２４の下方に取り付けられ、タイヤ２８が冷凍空間１２の床面１７を転がる。すなわち、これら複数のキャスター２６は、搬送装置１５を冷凍空間１２に搬出入可能とする移動手段として機能する。そして、複数のキャスター２６は、タイヤ２８の転動を規制するロック機構を有している。また、複数のキャスター２６は、搬送装置１５を床面１７と絶縁し、トレイ２５に載置される飲食物ＸＡ１への帯電を可能にする。なお、複数のキャスター２６は、棚２４及びトレイ２５の床面１７からの高さを１０ｃｍ以上とし、床面１７からの放電や、キャスター２６表面の凍結による通電を防止している。

連結器２７は、棚２４を連結して搬送装置１５同士を通電可能にする。

電源端子３０は、クリップ形状を呈し、搬送装置１５に着脱される。この電源端子３０は、ケーブル（符号省略）及び制御装置２２を介して電源装置１６に接続されている。すなわち、電源端子３０は、搬送装置１５に対する接続／開放の切替えを可能にする。

電源装置１６は、制御装置２２、ケーブル（符号省略）及び電源端子３０を介して交流電流及び直流電流を同時に流すことで、飲食物ＸＡ１に交流電圧及び直流電圧を同時に印加する。また、電源装置１６は、接地されており、アースとして機能する。すなわち、電源装置１６は、電圧の印加によって帯電した電荷を放出するアースとして機能する。

図２に示されるように、電源装置１６は、正側電源部６１と、負側電源部６２と、などを備えている。制御装置２２は、電流計６３と、正側変圧器６４と、負側変圧器６５と、電圧計６６と、基準信号入力部６７と、フィードバック信号入力部６８と、エラー増幅器６９と、光アイソレーター７０と、などを備えている。

正側電源部６１は、正極性の電圧を印加するための電流を発生する。負側電源部６２は、負極性の電圧を印加するための電流を発生する。電流計６３は、正側電源部６１又は負側電源部６２からの交流電流値及びその周波数並びに直流電流値を計測し、その値をフィードバック信号としてフィードバック信号入力部６８に入力する。

正側変圧器６４は、正側電源部６１によって印加される正極性の電圧を、光アイソレーター７０から入力される制御信号に基づいて変圧し、飲食物ＸＡ１に印加する。負側変圧器６５は、負側電源部６２によって印加される負極性の電圧を、光アイソレーター７０から入力される制御信号に基づいて変圧し、飲食物ＸＡ１に印加する。電圧計６６は、正側変圧器６４又は負側変圧器６５からの交流電圧値及び直流電圧値を計測し、その値をフィードバック信号としてフィードバック信号入力部６８に入力する。

基準信号入力部６７には、予め設定されている所望の交流電流値及びその周波数並びに直流電流値、又は予め設定されている所望の交流電圧値及び直流電圧値が入力される。フィードバック信号入力部６８には、電流計６３の値や電圧計６６の値がフィードバック信号として入力される。エラー増幅器６９は、基準信号入力部６７からの信号と、フィードバック信号入力部６８からの信号との差分を増幅し、制御信号として出力する。光アイソレーター７０は、エラー増幅器６９からの制御信号を、正側変圧器６４又は負側変圧器６５に出力する。

このような制御装置２２は、交流電流値及び直流電流値の各々、又は交流電圧値及び直流電圧値の各々を所望の値にフィードバックしながら、電源装置１６によって飲食物ＸＡ１に印加される交流電圧値及び直流電圧値を制御する。さらに、制御装置２２は、交流電流の周波数や、交流電圧の周波数を所望の周波数にフィードバックすることも可能となっている。直流電圧値は、負の直流電圧となるように、且つ当該直流電圧の絶対値が交流電圧の最大値よりも大きくなるように制御される。すなわち、図３に示されるように、飲食物ＸＡ１に印加される電圧値の時刻歴は、常に負の値で振動する波形になる。

なお、制御装置２２は、扉２１が閉じている場合にのみ、上記の制御を行う。すなわち、制御装置２２は、扉２１が開いている場合、上記の制御を行わず、電源装置１６が印加する電圧値を０にする。このように、制御装置２２は、電源装置１６の安全装置として機能して、扉２１の開放による感電事故を防止する。また、制御装置２２は、電源装置１６から流される電流値の上限値を設定しておき、当該上限値以下となるように電源装置１６を制御する。

冷凍保存庫１１は、冷凍庫１０の冷凍空間１２で冷凍された飲食物ＸＡ１を、搬送装置１５のトレイ２５に載置されたままの状態で収容して保存する。この冷凍保存庫１１は、開閉可能な氷点下の冷凍空間３２と、この冷凍空間３２内を氷点下に冷却する熱交換器３３と、冷凍空間３２内の空気を撹拌する送風機３４と、を備えている。

なお、冷凍保存庫１１が備える冷凍空間３２、熱交換器３３及び送風機３４の構成は、冷凍庫１０が備える冷凍空間１２、熱交換器１３及び送風機１４の構成と同様であり、その説明を省略する。

次に、冷凍設備１における飲食物ＸＡ１の冷凍作業を説明する。

まず、冷凍空間１２の外で、搬送装置１５のトレイ２５に複数の飲食物ＸＡ１を載置する。そして、冷凍庫１０の扉２１を開き、搬送装置１５を冷凍空間１２内に搬入する。また、電源端子３０を搬送装置１５に接続する。さらに、扉２１を閉めて、冷凍空間１２内に飲食物ＸＡ１を閉じ込める。この時点では、飲食物ＸＡ１の冷凍が開始されないことが好ましい。このため、冷凍空間１２内の温度が氷点下ではないことが好ましい。なお、冷凍空間１２内の温度が氷点下であってもよいが、飲食物ＸＡ１の冷凍が進行しないことが好ましいので、冷凍空間１２内の温度が氷点下の場合には、速やかに作業を進める必要がある。その後、飲食物ＸＡ１に交流電圧及び直流電圧を同時に印加してから熱交換器１３を動作させて冷却を開始することで、新技術による冷凍を施す。

飲食物ＸＡ１を氷点下に冷却していくことで、当該飲食物ＸＡ１の水分が放出する。その水分は、凍ったり、冷凍空間１２を構成する床面１７、側面１８、天井面１９などに付着したりするなどして、消えていくと推察される。当該飲食物ＸＡ１から放出される水分の量は、温度の低下に伴って徐々に減少していき、最終的に飲食物ＸＡ１から水分は放出されなくなる。なお、飲食物ＸＡ１の水分は、適度に放出されるだけであり、ほとんどの水分は、飲食物ＸＡ１の内部に留まる。すなわち、冷凍空間１２に放出されて当該冷凍空間１２に留まっている水分の量は、温度の低下に伴って減少していくと推察される。冷凍空間１２の水分の量は、電圧が印加された飲食物ＸＡ１からの放電の量に比例するので、温度の低下に伴って、飲食物ＸＡ１からの放電の量は徐々に減少すると推察される。結果として、飲食物ＸＡ１に流れる直流電流の値が徐々に減少すると推察される。

そして、例えば、冷凍空間１２が氷点下２０℃に達した後に、交流電圧及び直流電圧の印加を止め、飲食物ＸＡ１に帯電している電荷を放出してから、冷凍庫１０の扉２１を開く。また、電源端子３０を搬送装置１５から取り外す。さらに、搬送装置１５を冷凍空間１２の外に搬出する。

その後、冷凍保存庫１１の扉（符号省略）を開き、搬送装置１５を氷点下の冷凍空間３２内に搬入する。そして、扉を閉めて、冷凍空間３２内に飲食物ＸＡ１を閉じ込める。これにより、冷凍庫１０で冷凍した飲食物ＸＡ１が、冷凍状態のまま保存される。

また、保存された冷凍状態の飲食物ＸＡ１が出荷される場合、冷凍保存庫１１の扉を開き、搬送装置１５を冷凍空間３２の外に搬出する。

次に、図４を用いて、冷凍庫１０における飲食物ＸＡ１の冷凍過程を説明する。図４は、飲食物ＸＡ１の冷凍過程を説明するイメージ図である。

図４に示されるように、飲食物ＸＡ１は、交流電圧及び直流電圧を同時に印加されることで、例えば氷点下１０℃の過冷却状態となる。その後、交流電圧及び直流電圧の印加が止められる。そして、例えば氷点下２０℃で瞬間的に冷凍する。

このように、冷凍設備１によれば、複数の飲食物ＸＡ１が載置された搬送装置１５を冷凍庫１０に搬入するだけで、複数の飲食物ＸＡ１を冷凍庫１０内にまとめて配置することができる。すなわち、冷凍庫１０内で複数の飲食物ＸＡ１を搬送装置１５に一つずつ載置する必要がない。そして、複数の飲食物ＸＡ１が載置された搬送装置１５を冷凍庫１０から搬出するだけで、複数の飲食物ＸＡ１を冷凍庫１０からまとめて取り出すことができる。すなわち、冷凍庫１０内で複数の飲食物ＸＡ１を搬送装置１５から一つずつ取り出す必要がない。

［実験１］次に、図５及び図６を用いて、飲食物ＸＡ１に含まれる水分による冷凍状態への影響を調べた実験１を説明する。図５は、実験１で測定したデータ（冷凍空間１２内の温度、飲食物ＸＡ１に印加した直流電流の値）を示す時刻歴であり、横軸に時間［分］を示し、縦軸に温度［℃］及び直流電流値［ｍＡ］を示す。むき出しの状態の飲食物ＸＡ１を冷凍した場合を中空のプロット（○又は□）示す。密封（真空パック）した状態の飲食物ＸＡ１を冷凍した場合を黒塗りのプロット（●又は■）示す。冷凍空間１２内の温度を円形のプロット（○又は●）で示す。直流電流値を正方形のプロット（□又は■）で示す。図６は、実験１と同様の実験で冷凍した飲食物ＸＡ１を切断したものの写真であり、右側がむき出しの状態で冷凍した飲食物ＸＡ１を示し、左側が密封した状態で冷凍した飲食物ＸＡ１を示す。

本実験１では、むき出しの状態の飲食物ＸＡ１を冷凍した場合における庫内温度［℃］及び直流電流値［ｍＡ］の推移と、密封した状態の飲食物ＸＡ１を冷凍した場合における庫内温度［℃］及び直流電流値［ｍＡ］の推移と、を測定し、これらを比較した。また、本実験１で冷凍した飲食物ＸＡ１を包丁でカットした。

実験開始時の庫内湿度は５５％程度であった。印加電圧は、直流電圧を−２５００Ｖとし、交流電圧を１５００Ｖとした。飲食物ＸＡ１として、１本の大根を３分の１にカットしたものを用いた。ただし、図６には、実験１と同様の実験をりんご（カットしていない状態のもの）で行ったものを半分にカットした状態で示している。大根では見た目の違いがはっきりしなかったからである。

図５に示されるように、むき出しの状態の飲食物ＸＡ１を冷凍した場合、庫内温度［℃］の低下に伴って、直流電流値［ｍＡ］が徐々に減少した。一方、密封した状態の飲食物ＸＡ１を冷凍した場合、庫内温度［℃］が低下することと無関係に、直流電流値［ｍＡ］が低い値で略一定となった。また、いずれの飲食物ＸＡ１も包丁で簡単にカットできた。

両者を比較すると、むき出しの状態の飲食物ＸＡ１を冷凍した場合は、密封した状態の飲食物ＸＡ１を冷凍した場合よりも、高い直流電流値［ｍＡ］を示した。これは、飲食物ＸＡ１から放出された水分に起因して放電しているからと推察される。すなわち、直流電流値［ｍＡ］が高ければ、放電量が多いということと推察される。そうであるならば、むき出しの状態の飲食物ＸＡ１を冷凍した場合、当該飲食物ＸＡ１から放出される水分の量は、温度の低下に伴って徐々に減少していくと推察される。ただし、全ての水分が放出されるわけではなく、温度の低下とともに、水分の放出は途中で停止する。

図６に示されるように、密封して冷凍した飲食物ＸＡ１は、内側部分と外側部分とで状態（色）が異なっていることが分かる。これは、冷却時に放出されるべき水分が、当該飲食物ＸＡ１における外側部分に留まっていることに起因する。このため、飲食物ＸＡ１における外側部分が内側部分と比較して水分過多の状態で冷凍されており、冷凍品質が悪いといえる。一方、むき出しで冷凍した飲食物ＸＡ１は、適度の水分が放出されて、内側部分と外側部分とで状態（色）が均一となっていることが分かる。

［実験２］次に、図７を用いて、適正な電圧印加のタイミングを調べた実験２を説明する。図７は、実験２で測定したデータ（冷凍空間１２内の温度、飲食物ＸＡ１に印加した直流電流の値）を示す時刻歴であり、横軸に時間［分］を示し、縦軸に温度［℃］及び直流電流値［ｍＡ］を示す。冷凍空間１２内の温度が５℃の時点で電圧を印加した場合を中空のプロット（○又は□）で示す。冷凍空間１２内の温度が氷点下１０℃の時点で電圧を印加した場合を黒塗りのプロット（●又は■）で示す。冷凍空間１２内の温度を円形のプロット（○又は●）で示す。直流電流値を正方形のプロット（□又は■）で示す。

本実験２では、冷凍空間１２内の温度が５℃の時点で電圧を印加した場合における庫内温度［℃］及び直流電流値［ｍＡ］の推移と、冷凍空間１２内の温度が氷点下１０℃の時点で電圧を印加した場合における庫内温度［℃］及び直流電流値［ｍＡ］の推移とを測定し、これらを比較した。また、本実験２で冷凍した飲食物ＸＡ１を包丁でカットした。

実験開始時の庫内湿度は５０％程度であった。印加電圧は、直流電圧を−２５００Ｖとし、交流電圧を１５００Ｖとした。飲食物ＸＡ１として、１本の大根を３分の１にカットしたものを用いた。

図７に示されるように、冷凍空間１２内の温度が５℃の時点（飲食物ＸＡ１の凍結前の時点）で電圧を印加した場合、庫内温度［℃］の低下に伴って、直流電流値［ｍＡ］が徐々に減少した。一方、冷凍空間１２内の温度が氷点下１０℃の時点で電圧を印加した場合、庫内温度［℃］が低下することと無関係に、直流電流値［ｍＡ］が低い値で略一定となった。すなわち、冷凍空間１２内の温度が氷点下１０℃の時点で電圧を印加した場合、電圧を印加する時点で、水分の放出は終わっており、既に飲食物ＸＡ１が冷凍（一般的な冷凍）されてしまっていることが分かる。実際、冷凍空間１２内の温度が氷点下１０℃の時点で電圧を印加した場合、その飲食物ＸＡ１は、包丁でカットすることができなかった。なお、冷凍空間１２内の温度が５℃の時点で電圧を印加した場合、その飲食物ＸＡ１は、包丁で簡単にカットできた。

このように、感電する危険性のある冷凍空間１２内での作業をなくすことができ、安全である。また、冷凍空間１２を開放する時間を短縮できる。ひいては、外気の影響を低減でき、冷凍空間１２内を一定の状態に保てる。結果、冷凍空間１２内を理想状態に保つことが可能になる。すなわち、大量の飲食物を、鮮度を保ちつつ冷凍できる。そして、外気の流入に起因する霜の発生を防止できる。これにより、冷凍空間１２内に配置される熱交換器１３や送風機１４の機能の低下又は停止を防止できる。

また、飲食物ＸＡ１を冷凍空間１２で冷凍し、冷凍空間１２で冷凍された飲食物ＸＡ１を冷凍状態のまま冷凍保存庫１１で保存できる。すなわち、冷凍された飲食物ＸＡ１を冷凍状態のまま保存する機能を、冷凍空間１２から、相対的にイニシャルコスト及びランニングコストが低い冷凍保存庫１１に移すことができる。これにより、大量の飲食物ＸＡ１を、鮮度を保ちつつ冷凍した後に、冷凍状態のまま低コストに保存できる。

さらに、制御装置２２が、電源端子に供給される交流電流値及び直流電流値の各々、又は交流電圧値及び直流電圧値の各々を参照しながら、電源装置１６によって飲食物ＸＡ１に印加される交流電圧値及び直流電圧値を制御するので、種々の不確定要素（飲食物ＸＡ１の種類、個体毎の品質のバラつき、個体毎の大きさ、全体の量、配置、飲食物ＸＡ１及び搬送装置１５の接触状態、搬送装置１５の位置、クリップ形状の電源端子３０の接続状態、冷凍空間１２内の温度、湿度、風の当たり具合など）を有する状況下において、交流電圧及び直流電圧の各々を安定した正確な値で印加することができる。安定した正確な値で印加することで、飲食物ＸＡ１に帯電する電荷が安定し、細胞破壊や酸化が防止される。これにより、冷凍の状態にバラつきが生じることを抑えることができる。そして、再現性を高めることができ、飲食物ＸＡ１の鮮度を十分に保つことができる。

また、制御装置２２が、交流電流の周波数を参照して、交流電流の周波数又は交流電圧の周波数を制御するので、種々の不確定要素を有する状況下において、交流電圧及び直流電圧の各々を、より安定で正確な値で印加することができる。これにより、冷凍の状態にバラつきが生じることをさらに抑えることができる。そして、再現性をさらに高めることができ、飲食物ＸＡ１の鮮度をより十分に保つことができる。

さらに、制御装置２２が、負の直流電圧となるように、且つ当該直流電圧の絶対値が交流電圧の最大値よりも大きくなるように、直流電圧値を制御するので、飲食物ＸＡ１はガチガチに凍らずシャーベット状に凍る。このため、解凍せずに包丁で容易にカット可能で調理・加工がし易い。そして、歯で容易に噛み砕けるのでそのまま食用にできる。また、一旦冷凍した飲食物ＸＡ１は、一般的な冷凍庫（例えば、冷凍保存庫１１）で輸送・保存することができる。この場合であっても、酸化・乾燥せず、食味、食感、香り、色が冷凍前のまま１年以上維持される。これにより、飲食物ＸＡ１を、量・質・価格の面で安定的に供給することができる。そして、飲食物ＸＡ１を、季節を越えて供給することができ、高級感や特別感を与えることができる。

ところで、飲食物ＸＡ１を、当該飲食物ＸＡ１の水分が放出不能な状態（例えば、密封した状態）とした場合、冷却時に放出されるべき水分が、当該飲食物ＸＡ１における外側部分に留まる。この場合、飲食物ＸＡ１における外側部分が内側部分と比較して水分過多の状態で冷凍されることになり、飲食物の種類によっては、冷凍品質が悪い。そして、このような飲食物を解凍した場合、外側部分が水っぽくなる等、品質が更に劣化する。例えば、ほうれん草などの葉物と比較して、大根やりんご等の身の詰まったものは、水分の保持量が多く品質が悪くなりやすい。一方、上記発明によれば、飲食物における外側部分と内側部分の水分を均一に冷凍することが可能となり、結果として、解凍時の品質の劣化を防止することが可能となる。

［第２実施形態］続いて、図８を用いて、第２実施形態に係る冷凍設備２の構成について説明する。図８は、冷凍設備２の概略を示す上面図である。

なお、第２実施形態に係る冷凍設備２の特徴部分のみを説明し、第１実施形態と同様の構成、作用及び効果についての説明は適宜省略する。

図８に示される冷凍設備２は、飲食物ＸＡ１を順次冷凍するトンネル式システムである。具体的に、冷凍設備２は、冷凍機４０と、冷凍庫４１と、を備えている。

冷凍機４０は、冷凍空間４２と、熱交換器（図示省略）と、送風機（図示省略）と、搬送装置４３と、電源端子５３と、電源装置４４と、制御装置５４と、搬送装置４３を冷凍空間４２に搬出入可能とするレール４５と、を備えている。

冷凍空間４２は、空間形成面として、床面４６と、側面４７と、天井面（図示省略）と、を備えている。側面４７には、搬送装置４３を搬入するための搬入口４８と、搬送装置４３を搬出するための搬出口４９と、が形成されている。搬入口４８は、扉５０が取り付けられて、開閉可能となっている。搬出口４９は、扉５１が取り付けられて、開閉可能となっている。

搬送装置４３は、手動で操作可能となっている。また、搬送装置４３は、自走式であり、コントローラ（図示省略）からの無線信号に基づいて自動運転可能となっている。この搬送装置４３は、棚２４と、複数のトレイ２５と、棚２４を冷凍空間４２に搬出入可能とする複数のスライダ５２と、を備えている。

複数のスライダ５２は、それぞれ、ゴムなどの絶縁体で構成されたローラ（図示省略）を有する。これら複数のスライダ５２は、棚２４の下方に取り付けられ、ローラがレール４５に沿って転がる。すなわち、これら複数のスライダ５２は、搬送装置４３を冷凍空間４２に搬出入可能とする移動手段として機能する。また、複数のスライダ５２は、搬送装置４３を床面４６と絶縁し、トレイ２５に載置される飲食物ＸＡ１への帯電を可能にする。

電源端子５３は、長尺形状を呈し、搬入口４８から搬出口４９までの方向に沿うように側面４７に固定されている。この電源端子５３は、ケーブル（符号省略）及び制御装置５４を介して電源装置４４に接続されている。そして、電源端子５３は、冷凍空間４２内を走行する搬送装置４３の側方に接触する。すなわち、電源端子５３は、搬送装置４３に対する接続／開放の切替えを可能にする。

レール４５は、樹脂（図示省略）などの絶縁体でコーティングされている。このレール４５は、環状に敷設されている。具体的に、レール４５は、搬入口４８及び搬出口４９を介して冷凍機４０の冷凍空間４２を貫通すると共に、搬入口及び搬出口（いずれも図示省略）を介して冷凍庫４１の冷凍空間５５を貫通するように敷設されている。すなわち、レール４５は、複数のスライダ５２と共に、搬送装置４３を冷凍空間４２に搬出入可能とする移動手段として機能する。また、レール４５は、搬送装置４３を床面４６と絶縁し、トレイ２５に載置される飲食物ＸＡ１への帯電を可能にする。

冷凍庫４１は、冷凍空間５５と、熱交換器（図示省略）と、送風機（図示省略）と、を備えている。

なお、冷凍庫４１が備える冷凍空間５５、熱交換器及び送風機の構成は、冷凍機４０が備える冷凍空間４２、熱交換器及び送風機の構成と同様であり、その説明を省略する。

次に、冷凍設備２における飲食物ＸＡ１の冷凍作業を説明する。

まず、冷凍空間４２の外で、搬送装置４３のトレイ２５に複数の飲食物ＸＡ１を載置する。そして、冷凍機４０の搬入口４８側の扉５０を開き、搬送装置４３を氷点下の冷凍空間４２内に搬入する。これにより、電源端子５３が搬送装置４３に接続される。また、搬入口４８側の扉５０を閉めて、冷凍空間４２内に飲食物ＸＡ１を閉じ込める。さらに、飲食物ＸＡ１に交流電圧及び直流電圧を同時に印加して、新技術による冷凍を施す。

その後、交流電圧及び直流電圧の印加を止め、飲食物ＸＡ１に帯電している電荷を放出してから、冷凍機４０の搬出口４９側の扉５１を開く。そして、搬送装置４３を冷凍空間４２の外に搬出する。また、搬出口４９側の扉５１を閉めて、後続の飲食物ＸＡ１の冷凍に対応する。

また、冷凍庫４１の搬入口側の扉（符号省略）を開き、搬送装置４３を氷点下の冷凍空間５５内に搬入する。さらに、搬入口側の扉を閉めて、冷凍空間５５内の飲食物ＸＡ１を閉じ込める。これにより、冷凍機４０で冷凍した飲食物ＸＡ１が、冷凍状態のまま保存される。

その後、保存された冷凍状態の飲食物ＸＡ１が出荷される場合、冷凍庫４１の搬出口側の扉（符号省略）を開き、搬送装置４３を冷凍空間５５の外に搬出する。

このように、冷凍設備２によれば、冷凍空間４２内の流れを、搬入口４８から搬出口４９の一方向にすることができる。これにより、飲食物ＸＡ１を載置した搬送装置４３を冷凍空間４２に順次搬入しつつ、飲食物ＸＡ１を載置した搬送装置４３を冷凍空間４２から順次搬出できる。結果、より大量の飲食物ＸＡ１に対応できる。

本発明は、上記各実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

すなわち、上記各実施形態において、各構成の位置、大きさ、形状、材質、向き、数量などは適宜変更できる。例えば、トレイ２５の数は、図示する枚数に限定されることはない。

すなわち、上記第１実施形態において、冷凍庫１０で冷凍された飲食物ＸＡ１を、そのまま冷凍庫１０で保存するようにしてもよい。つまり、冷凍設備１は、冷凍保存庫１１を備えていなくてもよい。

１，２ 冷凍設備
１２，４２ 冷凍空間
１３ 熱交換器（冷凍機）
１５，４３ 搬送装置（載置手段）
１６，４４ 電源装置
１７，４６ 床面（空間形成面）
１８，４７ 側面（空間形成面）
１９ 天井面（空間形成面）
２２ 制御装置
２５ トレイ
２８ タイヤ（移動手段、絶縁体）
３０，５３ 電源端子
４５ レール（移動手段、絶縁体）
５２ スライダ（移動手段、絶縁体）
ＸＡ１ 飲食物

Claims (5)

1. 氷点下になる冷凍空間と、
   前記冷凍空間を冷却して該冷凍空間を氷点下にする冷凍機と、
   前記冷凍空間内に配置され、飲食物が載置される導電性の載置手段と、
   前記載置手段を、前記冷凍空間を形成する空間形成面と絶縁する絶縁体と、
   前記載置手段に接続する電源端子と、
   交流電流及び直流電流を互いに重ね合わせた電流を、前記電源端子を介して前記飲食物に流すことで、該飲食物に交流電圧及び直流電圧を同時に印加する電源装置と、
   前記電源端子に供給される交流電流値及び直流電流値の各々、又は交流電圧値及び直流電圧値の各々を参照しながら、前記電源装置によって前記飲食物に印加される前記交流電圧値及び前記直流電圧値を制御する制御装置と、を備え、
   前記飲食物の水分が前記冷凍空間内に放出可能となる状態にして、前記冷凍機が前記冷凍空間の温度を氷点下の帯域で降下させていく過程で、前記制御装置が、前記交流電圧及び前記直流電圧を定電圧制御して、前記電源端子に供給される直流電流値を徐々に減少させることで、前記飲食物を過冷却状態に維持することを特徴とする、
   冷凍設備。
2. 前記制御装置は、交流電流の周波数を参照して、交流電流の周波数又は交流電圧の周波数を制御することを特徴とする、
   請求項１に記載の冷凍設備。
3. 前記制御装置は、負の直流電圧となるように、且つ該直流電圧の絶対値が交流電圧の最大値よりも大きくなるように、前記直流電圧値を制御することを特徴とする、
   請求項１又は２に記載の冷凍設備。
4. 前記載置手段を前記冷凍空間に搬出入可能とする移動手段を備え、
   前記電源端子は、前記載置手段に対する接続／開放の切替えを可能にすることを特徴とする、
   請求項１〜３のいずれかに記載の冷凍設備。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の冷凍設備を使用して冷凍飲食物を製造することを特徴とする、
   冷凍飲食物の製造方法。