TWI276404B - Quick-freezing method and device for food with liquid surface contact - Google Patents

Description

1276404 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於用於快速冷凍諸如食用肉類、食用 產品及加工食品的整個食物之方法及裝置。 【先前技術】 本案的申請人取得由本案的發明人所發明的曰本 第2 0 1 1 5 9 1號（日本專利申請案公告第Η 7 - 2 8 7 1 0 ( )號）的專利權。如已獲專利發明的說明書中所述， 般家庭常用設有冷凍器隔室的電冰箱，冷凍器隔室的 通常保持在約-20 °C至-23 °C的範圍內之溫度用來儲存 的食用肉類或食用產品。此種冷凍可能發生於產品與 器隔室中的氣態物質接觸之狀態。 然而，一特定尺寸的產品的冷凍（例如，2 0 nim 度）可能需要約4至5小時，爲了冷卻此產品直到其 部份亦冷卻至冷凍器隔室中的溫度’使得食用肉類構 水成份自肉類細胞分離然後結凍。當肉類解凍或未結 ，結凍水將與肉類的血一起成滴狀地流出，因此相當 地破壞肉類的原味而造成問題。 爲了解決以上已獲專利發明的問題’密閉封裝的 係機械式地降低放入冷卻在低於-3 G °C的溫度之不結 體以浸漬於其中，且，不結凍液體係自其四周冷卻’ ，攪拌以均勻地保持其冷卻狀態’以使食物自其四周 內部之冷卻達到-3 0 °C至-6 0 °C的結凍溫度’而在數十 海鮮 專利 1995 以一 內部 結凍 冷凍 的厚 中心 造的 凍時 程度 食物 凍液 再者 至其 分鐘 1276404 (2) 的短時間內結凍。 換S之’此已獲專利發明解決如何致使冷卻溫度快速 通過溫度範圔（_lt至_5t：)之問題，其中冷凍產品的最 大重可被產生，以自其外周而降低諸如食用肉類或類似物 之食品的溫度，同時保持高傳熱性的液體表面接觸。 另一方面’其溫度低至小於_ 7 〇之快速冷凍方法已 被提議。以此種提議，然而，僅食物表面快速結凍而形成 不良導熱帶，且其後，食品的內部可能由於結凍膨脹而造 成龜裂，導致不滿意結果。 在此些情況下，然而，以上述的已獲專利發明的液體 表面接觸之冷凍方法傾向使其裝置變龐大，使得其應用可 能受限於商業用途之大量食物的冷凍，且遭受無法使用於 一般家庭或小型商家之缺點。 【發明內容】 本發明的目的提供能夠在非常短時間內冷凍各種食物 之改善方法及裝置，而不會造成任何水滴、龜裂及食物原 味的劣化，且，在無需任何修改下，可應用至現有小或大 型家用或商用的冰箱，當然亦可應用至最新製造的冰箱以 達到更完美的冷凍。 爲了達到此目的’依據本發明之一種以液體表面接觸 快速冷凍食物的方法’該方法包含‘·使用一或更多個鹽水 袋，以具有撓性及高導熱性的塑膠材料製成’稱爲鹽水的 不結凍液體被密封於該鹽水袋；放置該一或更多個鹽水袋 -5- (3) 1276404 於冷凍器隔室；配置使用作爲散熱板的冷卻金屬板在放置 於冷凍器隔室的該一或更多個鹽水袋的最上一者上；及插 入並配置欲冷凍的食物在該冷卻金屬板及該鹽水袋之間’ 使得至少欲冷凍的食物的外周的較大部份係由對於如該食 物於不結凍液體中的浸漬之實質相同程度的低溫環境所圍 繞，藉此在氣態物質接觸冷凍的速率之至少數倍的速率而 快速冷凍該食物。 依據本發明的另一形態，電冰箱包含：冷凍器隔室， 獨特地用於快速冷凍於家庭或商業用的電冰箱，該冷凍器 隔室被保持在-3 0 °C或更低的溫度；一或更多個鹽水袋； 及冷卻金屬板，可移動地設在該一或更多個鹽水袋上方的 位置，因此，藉由配置欲冷凍的食物在該冷卻金屬板與該 鹽水袋之間或在該鹽水袋之間，致能利用液體表面接觸的 快速結凍。 依據本發明的另一形態，一種液體表面接觸型簡單冷 凍器，包含：鹽水袋容納槽，具有容納於現有電冰箱的冷 凍器隔室之外尺寸；一或更多個鹽水袋，以具有高導熱性 的金屬製成，且具有密封的冷凍液體於其中；及冷卻板， 錯此’以液體表面接觸的熱輻射冷卻而結凍***於該鹽水 袋之間或該冷卻板及該鹽水袋之間的欲冷凍的產品。 於本發明中’已獲專利發明中將密閉封裝的食物浸漬 於冷凍液體的想法被轉化或演化成新想法，亦即，欲冷凍 的食物被包園於密閉封裝冷凍液體袋之間，或者，食物的 一個表面實質地致使液體接觸’且，高導熱性的金屬板被 -6 - 1276404 (4) 致使丨堅靠食物的另一表面，使得食物以更優於已獲專利發 明的快速冷凍之藉由金屬表面接觸或液體表面接觸而結凍 於設有獨特冷凍器隔室之電冰箱。 在實現本發明的想法中，發人已意圖使本發明亦可 應用至非常多家用冰箱或商用相對更小型的冰箱。 爲此目的，本發明已創作隨時可應用至現有冰箱的液 體表面接觸型簡單冷凍器，且進一步創作液體表面接觸型 冷凍器隔室作爲更完美的冷凍器，其將配置於最新製造的 冰箱中。 於本發明中，使用於本文之中的用辭，，液體表面接觸” 或”液體表面接觸冷凍”意指以下述方式而實施之冷凍，亦 即’將冷凍的食物係經由塑膠膜或膜或者優於快速冷卻至 冷卻液體之冷卻金屬板而致使食物與冷卻液體接觸以其外 周之完全覆蓋。 依據本發明，基於上述想法，設有配置在已廣泛流行 的電冰箱的冷凍器隔室之尺寸的金屬框的容器單元，且， 數個諸如氯乙烯的塑膠材料的耐用袋係配置在容納單元內 ’一般稱爲’’鹽水”之不結凍液體係密封於該袋。將冷凍的 產品被***且包圍在該數個冷卻在低溫（約-2 0 °C )的鹽 水密封袋之間於冷凍器隔室中，或在作爲熱輻射板的冷卻 板（亦用來作爲設於框的可移動蓋）與鹽水密封袋之間， 使得該產品係以實質相同如浸漬產品於液體的狀態之方式 實現液體表面接觸冷凍的狀態而自所有外周結凍。 在本文中將解說依據本發明之第一實施例的功效。本 1276404 (5) 發明的第一實施例的冷凍器可簡單配置於一般廣 家庭或商業的冰箱的冷凍器隔室，且使其可能僅 物***鹽水袋間或在冷卻板或熱輻射板與鹽水袋 用液體表面接觸冷凍的原理以簡單方式產生冷凍 般家庭或小店家。 本發明特別用在冷凍牛排或類似肉類非常有 ，具有1 〇至3 0咖的程度的厚度。於大於3 〇 _ 子中’其可藉由將其***在鹽水袋之間而冷卻。 並且’依據本發明之冷凍器不僅可應用至一 冰箱冷凍器’還可應用至餐廳或醫院中之商用冰 。此冷凍系統可藉由設置依據本發明之冷凍器而 用或家用的冰箱冷凍器的冷凍器隔室中。小型冷 有壓縮機）通常使用於家用或商用之冰箱的冷凍 使得其冷凍能力變的非常低，結果，冷凍將花很 且無法獲得高品質的冷凍食品。 依據本發明的系統，然而，甚至一小量的熱 液體或金屬板致使導熱以儲存熱量，使得大冷凍 得’且，儲存的熱量立即導熱至將冷凍的產品， 快速冷凍。 於家用冰箱中，冷凍器隔室係在約-2(TC至-度’使得其僅可儲存冷凍產品於其中而未實施冷 雖然其被稱爲”冷凍器”。 於依據本發明之冷凍系統，冷凍係藉由液體 冷凍而未依賴極低溫以及以不同於氣體冷凍的方 泛使用於 藉由將食 之間，使 產品於一 效，例如 厚度的例 般家庭的 箱冷凍器 實施於商 凍機（具 器隔室， 多時間， 量係利用 能力被獲 因此致能 2 2 V的溫 凍作用， 表面接觸 式而快速 1276404 (6) 實施，亦即，藉由致使食品接觸冷氣態物質之冷凍，使得 依據本發明之冷凍系統甚至以~般冰箱的冷凍器隔室而可 達到比使用氮氣在-〗〇 〇 °c的冷凍更高的冷凍能力。 在本文中將解說依據本發明之第二實施例的功效。於 本發明的第一實施例中，簡單冷凍器係分別地配置於數個 現有的電冰箱中，以使可能簡單製造以儲存冷凍食物於家 庭及類似地方。於本發明的第二實施例中，設有用於獨特 冷凍的冷凍器隔室之冰箱使其可能實施更完美的冷凍。 依據利用液體表面接觸冷凍的冷卻功效且較佳地具有 冷卻風扇之本發明，這係可能在約八倍於僅將食物置於低 溫空氣中之速度而非常快速地結凍食物。依據本發明之達 到此種有用冷凍功效的原理可自如果一個人接觸約1 0 〇 °c 的沸水之事實而瞭解，他將嚴重燙傷，然而一個人在1 〇 〇 °C的汗浴中可能不會燙傷。 自貫驗的結果已發現到，具有約2 0丨画至3 0腦】的厚度 之牛肉的冷凍可被完成於以依據習知冷凍系統的氣態物質 而冷凍相同牛肉所需的大約八分之一的時間。換言之，已 可確定，依據本發明的冷凍系統，肉類及魚類可在短時間 內完全結凍’此時間爲以一般冷氣態物質冷凍它們所需之 時間的大約八分之一，且，當解凍或未結凍時，依據本發 明之冷凍食品不會自食品產生任何水滴落下。 參考關聯於附圖的以下詳細說明書及請求項，將更完 全地瞭解本發明。 1276404 (7) 【實施方式】 以下將參考附圖解說依據本發明之第一實施例。圖] 係解說依據本發明之簡單冷凍器的試製原型的實例之立體 圖。雖然本發明未受限於試製原型的尺寸，以3酬厚度的 鋁板製成且具有2 5 cm X 2 5 cm的方形底板及約1 0⑽的高度 之鹽水袋容納槽1 0已被發現適應於大部份電冰箱的冷凍 器隔室中。 於於此圖中，參考號碼2 0解說二至四層堆疊的鹽水 袋。鹽水係約1公升的不結凍液體（不會結凍在-3 0 °C ) ’其係密封於氯乙烯或類似物的塑膠袋。較佳地，所使用 的袋具有高導熱性及足夠強度。 於圖式中，參考號碼1 2代表用於散熱的冷卻板，其 定位在最上鹽水袋上方，且在其上表面上設有數個散熱片 1 8用於改善熱輻射效率。冷卻板1 2在其後部設有鉸鏈】4 ’其用來接合於形成於鹽水袋容納槽1 0之凹口 1 6，用於 促使冷卻板1 2的移除或開啓或關閉。 圖2係槽】〇的平面圖，而，圖3及圖4係解說欲冷 凍的相當薄產品3 0插在冷卻板1 2及鹽水袋2 0間的狀態 ^不思圖。 如上述，本發明的第一實施例能夠藉由以非常簡單方 式之貫現液體表面接觸冷凍而在非常短時間內冷凍各種食 品’且係有利、地應用至家庭及商業用之現有一般電冰箱。 以下將解說本發明的第二實施例。依據第二實施例， 一獨特的冷凍器隔室係內建於新冰箱，以使設計的自由度 -10- (8) 1276404 擴大。主要特徵在於冰點係-3 (TC或更低，以及風扇係設 於冷凍器隔室用於對著冷卻板而吹出冷卻空氣。另一特徵 實質上相似於第一實施例所述的特徵。 圖5係第二實施例的冷凍器的前視圖，而，圖6及7 係解說主要部份之側視圖。於第二實施例中，鹽水袋係直 接配置於冷凍器隔室，使得如使用於第一實施例的鹽水袋 谷納槽1 0不是必要的。如圖所示，因此，鹽水袋2 〇係配 置在位於冷凍器隔室的下扁平冷卻板3 2。上冷卻板1 2係 以如第一實施例的相同方式而配置在最上鹽水袋上。於此 例中’冷卻板1 2的鉸鏈1 4係直接樞轉至安裝在冷凍器隔 室上的基座3 4。 第二實施例的主要特徵提供風扇4 0於冷凍器隔室中 ’用於攪動冷空氣以傳送冷空氣至冷卻線圈3 5，以使冷 空氣對著冷卻板1 2而吹送以增加冷凍速度至數倍大於以 不同方式完成的速度。 此種冷卻效應的現象可自以下事實而得知，亦即，登 山時，甚至在-3 0。(：的無風狀態下，一個人通常不覺得特 別冷’然而當強風吹送時，甚至在_ 2 〇艺，一個人可能曝 露至在立即凍傷的風顯。 圖6係解說當欲冷凍的產品3 〇正被***冷凍器隔室 時之狀態的示意圖’冷空氣用風扇被停止，而，圖7係顯 示在初始冷凍階段冷卻風扇4 0及冷空氣至冷卻線圈3 5及 吹向冷卻板1 2之冷凍狀態的示意圖。圖中的箭頭解說冷 空氣的流向。 -11 - 1276404 (10) 圖7係圖5所示的冷凍器隔室的簡要側視圖，其中產 品正被冷凍。

【主要元件符號說明】 10 鹽水袋容納槽 12 冷卻板 14 鉸鏈 16 凹口 ]8 散熱片 20 鹽水袋 30 薄產品 32 下扁平冷卻板 34 基座 3 5 冷卻線圈 40 風扇

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Claims (1)

1. 1^6404- 月冲) 十、申請專利範圍 第93 1 25539號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國95年5月22日修正 I 一種以液體表面接觸快速冷凍食物的方法，該方 法包含： 使用一或更多個鹽水袋，其以具有柔軟性及高導熱性 的塑膠材料製成，稱爲鹽水的不結凍液體被密封於該鹽水 袋中； 放置該一或更多個鹽水袋於冷凍器隔室； 配置使用作爲散熱板的冷卻金屬板在置於冷凍器隔室 的該一或更多個鹽水袋的最上一者上；及 ***並配置欲冷凍的食物在該冷卻金屬板與該等鹽水 袋之間、或在該等鹽水袋之間，以使至少欲冷凍的食物的 外周的較大部份，係由如該食物浸漬於不結凍液體中之大 致相同程度的低溫環境所圍繞，藉此，在至少數倍於氣態 物質接觸冷凍的速率之速率下快速冷凍該食物。 2. 如申請專利範圍第1項之以液體表面接觸快速冷 凍食物的方法，其中該鹽水在重量上包含： 水 70% 鹽 10%及 乙醇 20% 。 3. 如申請專利範圍第2項之以液體表面接觸快速冷 1276404 (2) 凍食物的方法，其中該鹽水另含有氯化鈣（CaCl2 )及乙 二醇（HO· CH2· CH2· OH)。 4 ·如申請專利範圍第1項之以液體表面接觸快速冷 & t物的方法，其中該冷卻金屬板設有熱輻射散熱片。 5 ·如申請專利範圍第1項之以液體表面接觸快速冷 ϋ物的方法，其中該冷卻金屬板係可樞轉地移動以促使 欲冷凍的食物***在該冷卻金屬板與該等鹽水袋之間。 6 · —種電冰箱，包含：冷凍器隔室，以於家庭或商 業用電冰箱中獨特地快速冷凍，該冷凍器隔室被保持在-3 〇 °C或更低的溫度；一或更多個鹽水袋；及冷卻金屬板， 可移動地設在該一或更多個鹽水袋上方的位置，因此，藉 S配®欲冷凍的食物在該冷卻金屬板與該鹽水袋之間或在 該鹽水袋之間，致能利用液體表面接觸的快速結凍。 7 ·如申請專利範圍第6項之電冰箱，其中該冷凍器 隔室係如此架構，以使冷卻空氣對著該冷卻金屬板的上表 面同心地吹送。 8 ·如申請專利範圍第6項之電冰箱，其中該冷凍器 隔室係如此架構以使其部分能夠自冷凍器隔室抽出，以促 成保持低溫狀態。 9· 一種液體表面接觸型簡單冷凍器，包含：鹽水袋 容納槽，具有容納於現有電冰箱的冷凍器隔室之外尺寸； 一或更多個鹽水袋，以具有高導熱性的金屬製成，且其中 具有密封的冷凍液體；及冷卻板，藉此，以液體表面接觸 的熱輻射冷卻而結凍***於該鹽水袋之間或該冷卻板與該 -2- 1276404 (3) 等鹽水袋之間的欲冷凍的產品。 1 0 ·如申請專利範圍第9項之液體袠面接觸型簡單冷 凍器’其中該鹽水袋容納槽設有該冷卻板作爲可移動式熱 輻射冷卻板，以覆蓋該鹽水袋的上側。 1 1 .如申請專利範圍第9項之液體表面接觸型簡單冷 凍器，其中該冷卻板設有冷卻散熱片。 1 2 ·如申請專利範圍第9項之液體表面接觸型簡單冷 凍器，其中該冷卻板設有接合於形成在該鹽水袋容納槽的 凹口之鉸鏈，以使該冷卻板相對於該鹽水袋容納槽的樞轉 及自該鹽水袋容納槽的移除係可能的’以方便***欲冷凍 的食物。 -3-