JP2001292754A - 食品の解凍方法および解凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 短時間でかつ均一に冷凍食品を解凍できる解
凍技術を提供する。 【解決手段】 食品の解凍方法であって、食品の解凍時
間の少なくとも一部にわたり外部加熱により食品の一部
を温度上昇させ融解させる工程と、食品の融解部分に電
磁波照射により優先的に熱エネルギーを供給する工程を
実施することを特徴とする、食品の解凍方法。食品の解
凍装置であって、食品の解凍時間の少なくとも一部にわ
たり外部加熱により食品の一部を温度上昇させて融解さ
せる第１の解凍手段と、電磁波を用いて該第１の解凍手
段による食品の融解部分に優先的に熱エネルギーを供給
する第２の解凍手段とを有することを特徴とする、食品
の解凍装置。 【効果】 従来の電子レンジによる方法に比べて、熱エ
ネルギーの伝導効率が極めて良く、短時間でかつ均一に
冷凍食品の解凍を行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は食品の解凍技術に関
し、更に具体的には、本発明は短時間でかつ均一に冷凍
食品を解凍する食品の解凍方法および解凍装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】冷凍
保存した食品を、使用時に解凍する方法として、温風加
熱による解凍、あるいは電子レンジを用いた解凍方法が
ある。従来の温風加熱による方法は、食品の中心部まで
熱が伝達するのに長時間を要し、また時間短縮を目的と
して高温風を用いた場合には、食品表面のみが融解して
温度上昇してしまうという欠点を有していた。他方、現
在家庭用としても一般的に使用されている電子レンジ
は、食品を均一に加熱することを目的として回転板方式
を採り入れたものが多い。しかし、電子レンジを用いた
通常の解凍方法では、凍結部におけるエネルギーの吸収
効率が極端に悪く、冷凍食品の解凍にあたっては凍結部
が融解し始めるまでの時間がかかりすぎるという不具合
があった。また、凍結部が融解し始めると、その部分か
ら急速に加熱してしまい、食材への品質を損ねるという
不具合があった。本発明は、上記の問題点を解決し、熱
エネルギーの伝導効率が良く、短時間でかつ均一に、更
には食材を損ねるほど加熱させることなく冷凍食品を解
凍できる食品の解凍技術を提供することを目的とするも
のである。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記問題
点に鑑み鋭意検討を進めた結果、外部加熱により食品の
一部を温度上昇させて融解を促進させ、その融解部分を
電子レンジを使用して急速に解凍させることにより、上
記問題が解決できることを見出し、この知見を基に本発
明を完成させるに至った。すなわち、本発明による食品
の解凍方法は、食品の解凍時間の少なくとも一部にわた
り外部加熱により食品の一部を温度上昇させて融解させ
る工程と、食品の融解部分に電磁波照射により優先的に
熱エネルギーを供給する工程を実施することを特徴とす
るものである。また、本発明による食品の解凍装置は、
食品の解凍時間の少なくとも一部にわたり外部加熱によ
り食品の一部を温度上昇させて融解させる第１の解凍手
段と、電磁波を用いて該第１の解凍手段による食品の融
解部分に優先的に熱エネルギーを供給する第２の解凍手
段とを有することを特徴とするものである。

【０００４】

【発明の実施の形態】本発明に使用される食品は、種々
の食材、野菜、米飯、弁当、生魚、刺身、畜肉、寿司な
ど、冷凍保存した後使用時に解凍して用いる食品であれ
ば特に限定されることはない。凍結前の食品および凍結
後もしくは解凍用の食品は、そのままの形態でもよい
し、外部加熱工程の条件等により適当な包装材料で包装
して食品が直接周囲環境に触れないようにした形態でも
よい。包装は、通常の方法に従い、プラスチックフィル
ム等を用いて袋状包装（ピロー包装など）、箱状包装、
ラップ包装、シュリンク包装等の所望の形態とすること
ができる。食品の凍結温度は特に制限はないが、通常−
６０℃〜０℃程度である。本発明を包装食品に適用する
場合においては、外部との伝熱性（特に外部加熱工程に
おける）を極力高めるために、食品包装内の空間容量は
できるだけ少なくすることが好ましく、これにより更に
解凍時間を短縮することができる。

【０００５】以下に、種々の具体的な実施態様を例示し
て本発明を更に説明する。 １） 本発明による食品の解凍方法は、基本的に、全解
凍時間の少なくとも一部にわたり、外部加熱により食品
の一部を温度上昇させる工程と、電磁波照射による熱エ
ネルギーを融解部分に優先的に供給する工程を実施する
ことを特徴とするものである（請求項１、図１に対
応）。本発明は、上記解凍方法を基本原理とした下記の
ような食品の解凍装置にも関するものである（請求項
２、図１に対応）。食品の解凍時間の少なくとも一部に
わたり外部加熱により食品の一部を温度上昇させて融解
させる第１の解凍手段と、電磁波を用いて該第１の解凍
手段により融解した食品の一部に優先的に熱エネルギー
を供給する第２の解凍手段とを有することを特徴とする
食品の解凍装置（図１の解凍方法・装置(A)参照）。こ
の解凍装置の発明はまた、上記のような手段を使用する
ことを特徴とする食品の解凍方法でもありうる。第１の
解凍手段における外部加熱は、食品の凍結部分を熱融解
させることができる手段であれば任意のものを用いるこ
とができる。第２の解凍手段は、電磁波照射を可能とす
るものであればよいが、いわゆる電子レンジを用いるの
が一般である。本発明において、通常まず第１段階とし
て、食品の一部が融解するのを促進させるために第１の
解凍手段により外部加熱を行なう。例えば、０〜５０
℃、好ましくは１４〜２５℃の低温風で所定期間（例え
ば、５〜６０分間）加熱し、凍結部の温度を食品中心部
近くまでにわたり融解点近くまで昇温させるとともに食
品の一部（通常外表面部）を融解点を超えて昇温、融解
させる。外部加熱処理後、一旦融解が始まると電磁波の
エネルギー吸収効率が飛躍的に上昇し、このため、第２
段階として第２の解凍手段の電磁波照射（通常電子レン
ジ）により食品が急速解凍される。なお電磁波照射は、
必ずしも外部加熱処理後でなくてもよく、必要に応じて
該加熱処理と同時に行うことも可能である。この発明に
関連する具体例およびその結果は、後記の実施例（実施
例１）および実験例（実験例１：コンピュータによるシ
ミュレーション（図１０参照）に示されている。通常の
電子レンジの使用方法では、食品凍結部のエネルギー吸
収効率が極めて悪く、冷凍食品の解凍にあたっては凍結
部が融解し始めるまでの時間がかかりすぎるという不具
合があったが、上述のような本発明を用いることによ
り、この問題を解消することができる。

【０００６】２） 本発明の一つの好ましい態様は、電
磁波照射において、食品の検出温度と設定目標温度値Ａ
とを比較し、その偏差に応じて電磁波のエネルギー供給
量を増減させることを特徴とするものである。本発明
は、この態様を基本原理とした下記のような解凍装置を
包含する（請求項３、図２に対応）。上記解凍装置にお
いて、第２の解凍手段が、食品が発する輻射熱を検出す
る輻射熱センサーと、所定の設定目標温度を記憶する設
定目標温度記憶手段と、輻射熱センサーによる食品の検
出温度と設定目標温度記憶手段における設定目標温度記
憶値Ａとを比較し、その偏差に応じて第２の解凍手段の
エネルギー供給量を増減させる出力制御手段とを有する
ことを特徴とする解凍装置（図２の解凍方法・装置(B)
参照）。この解凍装置の発明はまた、上記のような手段
を使用することを特徴とする食品の解凍方法でもありう
る。輻射熱センサーは、例えば周知の非接触式の赤外線
センサー等で構成することができる。設定目標温度記憶
手段は、例えばマイクロコンピュータに搭載されたＲＯ
Ｍで構成される。出力制御手段は、例えばマイクロコン
ピュータによるフィードバック制御を用いたインバータ
ーによる電力制御装置で構成することができる。この態
様は、第２段階の解凍の融解点（例えば−５℃前後）付
近では、融解部分の急激な温度上昇による食品の劣化を
防止するため、例えば食品の表面温度を観測し、所定の
レベルを超えないように第２の解凍手段による電磁波の
照射エネルギー量を増減して調節するフィードバック制
御を行うものである。すなわち、食品表面温度が所定の
目標温度値より一定レベル差以上低い場合（例えば５℃
以上）は一定にまたはその差に応じて電磁波のエネルギ
ー供給量を増加させ、その差が小さくなった時（例えば
５℃未満）は一定にまたはその差に応じて該エネルギー
供給量を減少させることにより、両者の温度の偏差に応
じたフィードバック制御を行なうことができる。この態
様は、例えば輻射熱センサーによる食品の温度と設定目
標温度記憶手段における設定目標温度記憶値Ａとを比較
し、その偏差に応じて、出力制御手段によって電磁波の
エネルギー供給量を変化させるものであり、その一例を
図１６に示す。図１６の例は、エネルギー供給量が所定
値に達するまでは、偏差量に比例したエネルギー量を供
給するように制御するものである。この態様において、
上述のようなフィードバック制御は通常マイクロコンピ
ュータによって行なうことができ、このフィードバック
制御により、例えば食品の表面温度が一定のレベル、好
ましくは２５℃を超えないように制御することが望まし
い。

【０００７】３） 本発明の他の好ましい態様は、外部
加熱において、食品の検出温度と電磁波照射工程での設
定目標温度値Ａまたは別に定める外部加熱工程での設定
目標温度値Ｂとを比較し、その偏差に応じて外部加熱供
給量を増減させることを特徴とするものである。本発明
は、この態様を基本原理とした下記のような解凍装置を
も包含する（請求項４、図３に対応）。上記態様の解凍
装置において、第１の解凍手段が、輻射熱センサーによ
る食品の検出温度と設定目標温度記憶手段４における設
定目標温度記憶値Ａ（電磁波照射工程における）または
別に定める設定目標温度記憶値Ｂ（外部加熱工程におけ
る）とを比較し、その偏差に応じて第１の解凍手段の外
部加熱供給量を増減させる第２の出力制御手段とを有す
ることを特徴とする食品の解凍装置（図３の解凍方法・
装置(C)参照）。この解凍装置の発明はまた、上記のよ
うな手段を使用することを特徴とする食品の解凍方法で
もありうる。上記第２の出力制御手段は、例えばマイク
ロコンピユータによるフィードバック制御を用いた熱供
給量制御装置で構成することができる。この態様は、解
凍工程の第１段階における外部加熱量についてフィード
バック制御を行なうものである。第１の解凍手段を用い
た第１段階の外部加熱工程では、食品の表面が最も高温
になるため目標設定温度は相対的に高く設定され（設定
目標温度Ｂ：通常１０〜５０℃、好ましくは１０〜３０
℃）、一方、第２の解凍手段を用いた第２段階の電磁波
照射工程では、食品内部において最高温度となるため目
標設定温度は低く設定される（設定目標温度Ａ：通常氷
点〜４０℃、好ましくは０〜２０℃）ことが好ましい。
この態様においては、食品表面温度が所定の目標温度値
ＡまたはＢより一定レベル差以上低い場合（例えばＡで
は５℃以上、Ｂでは１０℃以上）は一定にまたはその差
に応じて外部加熱供給量を増加させ、その差が小さくな
った時（例えばＡでは５℃未満、Ｂでは１０℃未満）は
一定にまたはその差に応じて外部加熱供給量を減少させ
ることにより、両者の温度の偏差に応じたフィードバッ
ク制御を行なうことができる。この態様は、例えば輻射
熱センサーによる食品の温度と設定目標温度記憶手段に
おける設定目標温度記憶値Ａとを比較し、その偏差に応
じて、出力制御手段によって外部加熱エネルギー供給量
を変化させるものであり、その一例を図１６に示す。こ
の例はエネルギー供給量が所定値に達するまでは、偏差
量に比例したエネルギー量を供給するように制御するも
のである。この態様において、上述のようなフィードバ
ック制御は通常マイクロコンピュータによって行なうこ
とができ、このフィードバック制御により、例えば食品
の表面温度が一定のレベル、好ましくは２５℃を超えな
いように一層正確に制御することができる。

【０００８】４） 本発明の他の好ましい態様は、解凍
開始後の時間経過に基づき、設定目標温度値Ａおよび／
またはＢを減少方向に変化させることを特徴とするもの
である。本発明は、この態様を基本原理とした下記のよ
うな解凍装置をも包含する（請求項５、図４に対応）。
上記の態様において、解凍開始後の時間経過に基づき、
設定目標温度記憶値Ａおよび／またはＢを変化させる設
定目標温度記憶値減少手段ａおよび／またはｂを有する
ことを特徴とする食品の解凍装置（図４の解凍方法・装
置(D)参照）。この解凍装置の発明はまた、上記のよう
な手段を使用することを特徴とする食品の解凍方法でも
ありうる。上記の設定目標温度記憶値減少手段ａおよび
ｂは、例えばマイクロコンピュータによるフィードバッ
ク制御における制御目標値を増減させることによって構
成することができる。この態様は、外部加熱もしくは電
磁波照射と時間経過による冷凍食品外部温度の変動関係
を予め測定してデータ管理しておくことにより、解凍開
始後の時間経過によって設定目標温度値Ａ（電磁波照射
工程）および／またはＢ値（外部加熱工程）を適切な値
に変化（減少）させるものである。この態様は、例え
ば、解凍開始後の時間経過に基づき、設定目標温度記憶
値減少手段ａおよびｂにより、設定目標温度値Ａおよび
Ｂを減少させるものであり、その一例を図１７に示す。
図１７の例は、所定時間が経過するまでは、設定目標値
を時間経過に比例して減少させ、所定時間経過後は、一
定の設定目標温度値でフィードバック制御を行うもので
ある。

【０００９】５）本発明の他の好ましい態様は、外部加
熱において、食品の氷点を超える温度の流体接触、赤外
線照射および超音波照射を単独または組合せで用いるこ
とを特徴とする食品の解凍方法もしくは装置である（請
求項６に対応）。流体としては、たとえば空気、二酸化
炭素、窒素等の気体、水、アルコール、フロン等の液
体、液体をシャワー状にしたもの等が例示され、食品の
氷点（通常−５℃〜０℃）を超える温度に加温された状
態で冷凍食品に接触させる。赤外線としては、例えば赤
外線照射装置等を用い、超音波としては例えば超音波照
射装置等を用い、これを冷凍食品に照射して表面を氷点
を超える温度に上昇させ融解させる。上記の加熱手段
は、単独または２つ以上の組合せで用いることができ
る。本発明においては、外部加熱手段として流体を用い
る場合４０℃以上の温風加熱（あるいは他の流体加熱）
は行なわないようにすることが望ましく、この方が更に
解凍時間を短縮できる。第１段階（第１の解凍手段）の
解凍では、低温流水を用いるのが最も好ましいが、この
場合はピロー包装等で完全に食品を封入する等包装内に
水が入らないようにすることが必要である。

【００１０】６）本発明の他の好ましい態様は、電磁波
照射による解凍時間の少なくとも一部にわたり、食品表
面を所定温度以下の冷媒にて冷却することを特徴とする
ものである。本発明は、この態様を基本原理とした下記
のような解凍装置をも包含する（請求項７、図５に対
応）。上記態様の解凍装置において、第２の解凍手段に
よる解凍時間の少なくとも一部にわたり、食品表面を所
定温度以下の冷媒にて冷却する冷却手段を用いることを
特徴とする食品の解凍装置（図５の解凍方法・装置(E)
参照）。この解凍装置の発明はまた、上記のような手段
を使用することを特徴とする食品の解凍方法でもありう
る。上記の冷却手段は、例えばマイクロコンピュータに
よるフィードバック制御を用いた冷媒供給量制御装置で
構成することができる。上記フィードバック制御実施中
は、電磁波照射での加熱中における食品の表面温度が上
昇しないように、逆に所定温度以下（例えば、表面温度
のフィードバック設定値以下）の定温風、定温水、定温
の二酸化炭素、窒素等の気体、アルコール、フロン等の
液体、シヤワー等の冷媒により、外部冷却を行うように
すると尚一層の解凍促進効果が得られる。図１１と１２
の比較で判るように、たとえば設定目標温度Aを所定時
間経過後に低下させることにより、解凍工程の後半で、
食品の奥部で解凍が効果的に進むように電磁波エネルギ
ーを供給することができる。これは、上述外部冷却によ
り食材表面から熱が奪われるのに対して、該電磁波エネ
ルギー供給手段は、食材表面温度が所定温度を保つよう
にエネルギーを供給するため、食材内部の融解熱供給を
必要とする領域に対して積極的にエネルギーを供給する
ことになるためである。この態様に関連する具体例およ
びその結果は、後記の実施例（実施例２）および実験例
（実験例６：コンピュータによるシミュレーション（図
１３参照）に示されている。

【００１１】７）本発明の他の好ましい態様は、冷却温
度が、解凍開始後の時間経過、設定目標温度値Ａおよび
現在の食品温度の一つまたは複数の組合せに基づいて設
定されることを特徴とするものである。本発明は、この
態様を基本原理とした下記のような解凍装置をも包含す
る（請求項８、図６に対応）。上記態様の解凍装置にお
いて、冷却手段の冷媒温度が、解凍開始後の時間経過、
設定目標温度記憶値Ａおよび現在の食品温度の一つまた
は複数に応じて設定する冷媒温度設定手段に基づいて設
定されることを特徴とする食品の解凍装置（図６の解凍
方法・装置(F)参照）。この解凍装置の発明はまた、上
記のような手段を使用することを特徴とする食品の解凍
方法でもありうる。上記の冷媒温度設定手段は、例えば
コンピューターによるフィードバック制御を用いた冷媒
供給量制御装置で構成される。外部冷却の冷媒（低温風
等）の温度は、電磁波照射（通常電子レンジ）での加熱
時間経過、フィードバック制御目標温度（設定目標温度
値Ａ）、食品表面温度の一つまたは２つ以上の組合せに
基づいて設定可変とすれば、尚一層高い精度の温度制御
が可能となる。たとえば、加熱経過時間が長くなるほど
冷媒温度を上昇させて食品表面温度に近づける、あるい
は食品表面温度と冷媒との温度差を所定値（例えば２０
℃程度）となるように冷媒温度を設定する、などによ
り、食品内部の温度コントロールを高精度に実施するこ
とができ、過熱を防止しつつ解凍速度を促進させること
ができる。また、後者の場合は、時間経過とともに温度
差が小さくなるように設定すると、尚一層の解凍促進効
果がある。この態様は、例えば、解凍初期に外部加熱
（例えば２５℃）で積極的に食材外周の解凍を促進した
後、外部冷却（例えば５℃）に切り替えて、食材内部の
解凍を促進させ、さらに所定時間経過に応じて外部冷却
温度を上昇させて、フィードバック目標設定温度（例え
ば２５℃）に近づけるといった操作により、解凍工程の
後半で、食材内部へのエネルギー供給を積極的に行いつ
つ食材内部の過昇温を避けることが可能となる。尚、こ
の場合外部冷却温度を上昇させる経過時間は、食材の性
状、重量等に応じて選定される。

【００１２】８）本発明の他の好ましい態様は、設定目
標温度値Ａが、解凍開始後の時間経過、食品表面温度、
冷媒温度および冷媒温度設定目標値の一つまたは組合せ
に基づいて設定されることを特徴とするものである。本
発明は、この態様を基本原理とした下記のような解凍装
置をも包含する（請求項９、図７に対応）。上記態様の
解凍装置において、設定目標温度記憶手段における設定
目標温度記憶値Ａが、解凍開始後の時間経過、冷却手段
の冷媒温度および冷媒温度設定目標値の一つまたは組合
せに応じて設定する設定目標温度記憶値Ａ設定手段に基
づいて設定されることを特徴とする食品の解凍装置（図
７の解凍方法・装置(G)参照）。この解凍装置の発明は
また、上記のような手段を使用することを特徴とする食
品の解凍方法でもありうる。上記の設定目標温度記憶値
Ａ設定手段は、例えばマイクコンピュータに搭載された
ＲＯＭで構成することができる。この態様は、上記態様
7)とは逆に、電磁波照射工程におけるフィードバック制
御目標温度設定値（設定目標温度記憶値Ａ）を、冷媒
（低温風など）の温度とフィードバック制御目標温度設
定値（または食品表面温度）との温度差が所定値（例え
ば２０℃程度）となるように設定することによっても上
記態様7) と同様な効果を生ずる。同様に、解凍開始後
の時間経過とともに温度差が小さくなるように設定する
と、尚一層の効果がある。この態様は、例えば、解凍初
期に外部加熱（例えば、２５℃）で積極的に食材外周の
解凍を促進させた後、外部冷却（例えば５℃）に切り替
えて食材内部の解凍を促進させ、所定時間経過に応じ
て、フィードバック目標設定温度を下降させて、外部冷
却温度（例えば５℃）に近づける、といった操作によ
り、解凍工程の後半で食材内部へのエネルギー供給を積
極的に行いつつ食材内部の過昇温を避けることが可能と
なる。尚、この場合、フィードバック目標設定温度を下
降させる経過時間は、食材の性状、重量、等に応じて選
定される。図１３は図１２に対して１２００秒経過後
に、外部冷却温度を低下させるとともにフィードバック
目標設定温度を降下させることにより、食材内部の過昇
温が防止されることを示している。

【００１３】９）本発明の他の好ましい態様は、解凍す
る食品の重量に基づいて外部加熱量を算出し、以って時
間当たりの外部加熱エネルギー、外部加熱期間および外
部加熱時間間隔の一つまたは複数の条件を決定し、およ
び／または上記食品の重量に基づいて電磁波照射量を算
出し、以って時間当たりの照射エネルギー、照射期間お
よび照射時間間隔の一つまたは複数の条件を決定するこ
とを特徴とするものである。本発明は、この態様を基本
原理とした下記のような解凍装置をも包含する（請求項
１０、図８に対応）。上記態様の解凍装置において、解
凍する食品の重量を検出する重量検出手段と、該重量検
出手段により検出された食品重量を記憶する食品重量記
憶手段と、該食品重量記憶手段に記憶された食品重量に
基づき第１の解凍手段による加熱量を算出し、以って該
第１の解凍手段の時間当たり外部加熱エネルギー、外部
加熱期間および外部加熱時間間隔の一つまたは複数を決
定する第１の解凍手段加熱量算出手段、および／または
上記記憶手段に記憶された食品重量に基づき第２の解凍
手段による加熱量を算出し、以って第２の解凍手段の時
間当たり照射エネルギー、照射期間および照射時間間隔
の一つまたは複数を決定する第２の解凍手段加熱量算出
手段を用いることを特徴とする食品の解凍装置（図８の
解凍方法・装置(Ｈ)参照）。この解凍装置の発明はま
た、上記のような手段を使用することを特徴とする食品
の解凍方法でもありうる。上記の重量検出手段は、例え
ば電子レンジのターンテーブル支持部に歪みセンサーを
取り付けることなどによって構成することができる。上
記食品重量記憶手段は、例えばマイクロコンピュータに
搭載されたＲＡＭで構成することができる。上記第１の
解凍手段加熱量算出手段および第２の解凍手段加熱量算
出手段は、例えばマイクロコンピューターを用いた演算
処理によって行うことができる。第１の解凍手段による
第一段階と第２の解凍手段による第二段階の各加熱時間
制御は、冷凍食品の重量（例えば重量センサーで計測）
に基づいて決定すると、必要十分な加熱を行なうことが
できるようになる。この態様においては、冷凍した食品
の重量と食品外部温度（内部温度でもよい）の変化との
関係を予め測定してデータ管理しておくことにより、第
１段階および第２段階における加熱エネルギー、加熱期
間および加熱時間間隔を決定して適切な解凍の制御を行
なうことが可能である。この態様は、例えば、重量記憶
手段に記憶された食品重量に基づいて加熱量算出手段
（第１の解凍手段加熱量算出手段および第２の解凍手段
加熱量算出手段）で加熱量が算出され、これにより加熱
エネルギー、加熱期間、加熱時間間隔が決定され制御さ
れる。

【００１４】１０）本発明の他の好ましい態様は、電磁
波照射による解凍期間以外の期間にて、少なくとも電磁
波照射（第２の解凍手段）による解凍期間において照射
される単位時間当たりの平均照射エネルギーよりも小さ
いエネルギーを照射することを特徴とするものである
（請求項１１に対応）。この態様は、第２段階の解凍期
間以外の期間、すなわち第１段階の解凍期間内におい
て、例えば解凍開始時点から外部加熱とともに相対的に
弱い（例えば１／１０倍程度）電磁波を照射することに
より、過熱効率を高めたりセンサなどによる測温をより
正確に行うことができる。

【００１５】

【実施例】以下は、実験例および実施例によって本発明
をさらに具体的に説明するものであり、これによって本
発明が限定されるものではない。 〔実験例〕従来の方法による解凍および本発明の方法に
よる解凍について、コンピュータによるシミュレーショ
ンを行なった。これは、熱伝導方程式を差分法で解き、
コンピュータで解析を行なったものであり、その結果
は、図１０〜１４に示されている。図１５は、解凍対象
の略長方形食材について４等分割の一片を切断した一部
切欠図（ａ）およびその上下２等分割（食材の８等分
割）の一片の断面図（ｂ）を示すものであり、図中〜
は食材における温度測定位置（例えばは中心部）を
表している。 実験例１（図１０）：従来技術の方法による解凍のシミ
ュレーションである。外部加熱が装置内温度２５℃の空
気強制対流の条件で実験を行なった。図１０は、時間軸
である横軸の最大値である７２００秒（１２０分）で
も、食材中心部分（図１６の位置）の温度は約−４℃
で解凍していないことを示している。

【００１６】実験例２（図１１）：本発明（方法1）、
図１の解凍方法・装置(A))による解凍のシミュレーショ
ンである。外部加熱が装置内温度２５℃の空気強制対
流、表面温度２５℃フィードバック制御で実験を行っ
た。図１１は、横軸の時間軸において４８００秒（８０
分）で食材が解凍されたことを示している。

【００１７】実験例３（図１2）：本発明（方法6）、図
５の解凍方法・装置(E))による解凍のシミュレーション
である。１２００秒時点で外部加熱２５℃→０℃への切
替え、空気強制対流、表面温度２５℃のフィードバック
制御を行ったものである。図１２は、横軸の時間軸にお
いて３０００秒（５０分）で食材が解凍されたことを示
している。

【００１８】実験例４（図１3）：本発明（方法６）、
図５の解凍方法・装置(E))による解凍のシミュレーショ
ンである。１２００秒時点で外部加熱２５℃→０℃への
切替え、空気強制対流、１２００秒時点で表面温度２５
℃→１５℃への切替え（設定目標温度の変更）、フィー
ドバック制御の条件で行ったものである。図１３は、横
軸の時間軸において３９００秒（６５分）で食材が解凍
されたことを示している。

【００１９】実験例５（図１4）：本発明（方法６）、
図５の解凍方法・装置(E)）による解凍のシミュレーシ
ョンである。２４００秒時点で２５℃→１５℃への切替
え、空気強制対流、１２００秒時点で表面温度２５℃→
１５℃への切替え、フィードバック制御の条件で行った
ものである。図１４は、横軸の時間軸において３０００
秒（５０分）で食材が解凍されたことを示している。

【００２０】〔実施例〕以下の比較例および実施例にお
いて、食品材料としては、７０ｍｍ×４０ｍｍ×２０ｍ
ｍの米飯に惣菜を盛付けてプラスチックフィルムで真空
パックし、−３０℃に冷凍したものを用いた。

【００２１】［比較例］本願発明の効果を検証するため
の比較として、外部強制加熱のみを行なう従来技術につ
いて実験を行なった。冷凍された食材を略密閉された実
験装置(恒温槽)内に設置し、この実験装置内の温度を２
０℃にし、かつ、ファンによって食材表面温度に強制対
流を生じさせて解凍した。そして、食材中心の温度が装
置内温度（２０℃）になるまでの時間（以下「解凍時
間」という）を測定した。測定方法は、食材中心部に予
め熱電対を挿入しておき経時的に測定を行なったもので
ある。実験結果から、解凍時間として約１８０分が得ら
れた。一方、これに対応するシミュレーション結果が図
１０である。これは、上述のように熱伝導方程式を差分
法で解き、コンピュータで解析を行なうものである。計
算条件等により装置内温度を２５℃として行なったが、
時間軸である横軸の最大値である７２００秒（１２０
分）でも、食材中心部分の温度は約−４℃で解凍してお
らず、実測値と整合する結果となっていることがわか
る。

【００２２】［実施例１］この実施例は、本発明（方法
１）、図１の解凍方法・装置(A)）に係るものである。
第１の解凍手段として温風を用い、初期２０分間を２０
℃で外部強制対流加熱した後に、当該外部加熱は終了
し、その後は食材表面温度をモニタリングして、表面温
度が所定値を越えないようにしながら電子レンジと外部
冷却（室温）により制御加熱を行った。実験結果から、
解凍時間として約７０分が得られた（表１および図９参
照）。これにより、従来技術である比較例の結果の１８
０分よりもはるかに短い時間で食材を解凍できることが
立証された。一方、これに対応するシミュレーション結
果が図１１である。計算結果は、比較例に対応する場合
と同じく装置内温度を２５℃として行なったもので、解
凍時間が６０００秒（１００分）となった。実験結果と
やや数値が異なるが、これは設定条件の違いによるもの
と考えられる。

【００２３】［実施例２］この実施例は、本発明（方法
6）、図５の解凍方法・装置(E)）に係るものである。第
１の解凍手段として温風を用い、初期２０分間を２０℃
で外部強制対流加熱した後に、当該外部加熱は終了し、
その後は装置内温度を冷却手段として冷却器で０℃とし
て強制冷却しながら電子レンジによって加熱を行なっ
た。実験結果から、解凍時間として約６０分が得られた
（表１および図９参照）。これにより、外部強制加熱と
電子レンジによる加熱を組合せた実施例１の結果である
７０分よりも、短時間で食材を解凍できることがわかっ
た。一方、これに対応するシミュレーション結果が図１
３である。計算結果は、比較例に対応する場合と同じく
装置内温度を２５℃として行なったもので、解凍時間が
４２００秒（７０分）となった。実験結果とやや数値が
異なるのは、設定条件の違いによるものと考えられる
が、実施例１に対応するシミュレーション結果の解凍時
間よりも短くなり、実験結果の傾向と一致していること
がわかる。また、上記実験例および実施例の結果から、
実際の実験とシミュレーションとの結果の傾向は相関性
があり、シミュレーション結果の信頼性も裏付けられて
いる。

【００２４】 表１ 食材中心解凍完了時間の実験結果 解凍条件 解凍時間 外部加熱のみ １８０分 外部加熱＋電子レンジ ７０分 外部冷却＋電子レンジ ６０分 表１において、解凍は食材中心（図１５の位置）に温
度センサーを穿刺して温度変化を感知することにより判
定した。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、多数の具体的な態様で上述し
てきたように、種々の効果を有するが、特に、食品の解
凍時間の少なくとも一部にわたり外部加熱により食品の
一部を温度上昇させ融解させる工程と、食品の融解部分
に電磁波照射により優先的に熱エネルギーを供給する工
程を組合せることにより、従来の電子レンジによる方法
に比べて、熱エネルギーの伝導効率が極めて良く、短時
間でかつ均一に冷凍食品の解凍を行なうことを可能とし
た。また、外部加熱工程（第１の解凍手段）および電磁
波照射工程（第２の解凍手段）での設定目標温度と食品
の検出温度との差、解凍後の時間経過、食品の重量等の
要素に基づいて両工程における加熱供給量を変動させる
ことにより、自動化に適した食品解凍のフィードバック
制御が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】解凍方法・装置（Ａ）の構成を示すブロック
図。

【図２】解凍方法・装置（Ｂ）の構成を示すブロック
図。

【図３】解凍方法・装置（Ｃ）の構成を示すブロック
図。

【図４】解凍方法・装置（Ｄ）の構成を示すブロック
図。

【図５】解凍方法・装置（Ｅ）の構成を示すブロック
図。

【図６】解凍方法・装置（Ｆ）の構成を示すブロック
図。

【図７】解凍方法・装置（Ｇ）の構成を示すブロック
図。

【図８】解凍方法・装置（Ｈ）の構成を示すブロック
図。

【図９】食材中心の解凍完了時間を示す比較グラフ。

【図１０】従来技術の方法による解凍を示すシミュレー
ションのグラフ。

【図１１】本発明（方法１）、図１の解凍方法・装置
(A)）による解凍を示すシミュレーションのグラフ。

【図１２】本発明（方法6）、図５の解凍方法・装置
(E)）による解凍を示すシミュレーションのグラフ。

【図１３】本発明（方法6）、図５の解凍方法・装置
(E)）による解凍を示すシミュレーションのグラフ。

【図１４】本発明（方法6）、図５の解凍方法・装置
(E)）による解凍を示すシミュレーションのグラフ。

【図１５】解凍対象である略長方形食材について４等分
割の一片を切断した一部切欠斜視図（ａ）およびその上
下２等分割（食材の８等分割）の一片の断面図（ｂ）。
〜は食材における温度測定位置を示す。

【図１６】本発明２）（図２）における食品の検出温度
と設定目標温度値との偏差量と、エネルギー供給量との
関係の一例を示すグラフ。

【図１７】本発明の４）（図４）における設定目標温度
値と経過時間との関係の一例を示すグラフ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小 林 直 人 神奈川県横浜市神奈川区新浦島町一丁目１ 番25号 キリンエンジニアリング株式会社 内 (72)発明者 内 田 雄一朗 鳥取県米子市弥生町８−27 株式会社米吾 内 Ｆターム(参考） 4B022 LA01 LA05 LA06 LB01 LQ02 LQ07 LQ09 LT02

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】食品の解凍方法であって、食品の解凍時間
   の少なくとも一部にわたり外部加熱により食品の一部を
   温度上昇させ融解させる工程と、食品の融解部分に電磁
   波照射により優先的に熱エネルギーを供給する工程を実
   施することを特徴とする、食品の解凍方法。
2. 【請求項２】食品の解凍装置であって、食品の解凍時間
   の少なくとも一部にわたり外部加熱により食品の一部を
   温度上昇させて融解させる第１の解凍手段と、電磁波を
   用いて該第１の解凍手段による食品の融解部分に優先的
   に熱エネルギーを供給する第２の解凍手段とを有するこ
   とを特徴とする、食品の解凍装置。
3. 【請求項３】第２の解凍手段が、食品が発する輻射熱を
   検出する輻射熱センサーと、所定の設定目標温度を記憶
   する設定目標温度記憶手段と、輻射熱センサーによる食
   品の検出温度と設定目標温度記憶手段における設定目標
   温度記憶値Ａとを比較し、その偏差に応じて第２の解凍
   手段のエネルギー供給量を増減させる出力制御手段とを
   有することを特徴とする、請求項２記載の解凍装置。
4. 【請求項４】第１の解凍手段が、輻射熱センサーによる
   食品の検出温度と設定目標温度記憶手段における電磁波
   照射工程の設定目標温度記憶値Ａまたは別に定める外部
   加熱工程の設定目標温度記憶値Ｂとを比較し、その偏差
   に応じて第１の解凍手段の外部加熱供給量を増減させる
   第２の出力制御手段とを有することを特徴とする、請求
   項２または３記載の食品の解凍装置。
5. 【請求項５】解凍開始後の時間経過に基づき、設定目標
   温度記憶値Ａおよび／またはＢを変化させる設定目標温
   度記憶値減少手段ａおよび／またはｂを有することを特
   徴とする、請求項３または４記載の食品の解凍装置。
6. 【請求項６】外部加熱において、食品の氷点を超える温
   度の流体接触、赤外線照射および超音波照射を単独また
   は組合せで用いることを特徴とする、請求項２〜５のい
   ずれか１項記載の食品の解凍装置。
7. 【請求項７】第２の解凍手段による解凍時間の少なくと
   も一部にわたり、食品表面を所定温度以下の冷媒にて冷
   却する冷却手段を有することを特徴とする、請求項５ま
   たは６記載の食品の解凍装置。
8. 【請求項８】冷却手段の冷媒温度が、解凍開始後の時間
   経過、設定目標温度記憶値Ａおよび現在の食品温度の一
   つまたは組合せに応じて設定する冷媒温度設定手段に基
   づいて設定されることを特徴とする、請求項７記載の食
   品の解凍装置。
9. 【請求項９】設定目標温度記憶手段における設定目標温
   度記憶値Ａが、解凍開始後の時間経過、冷却手段の冷媒
   温度および冷媒温度設定目標値の一つまたは組合せに応
   じて設定する設定目標温度記憶値Ａ設定手段に基づいて
   設定されることを特徴とする、請求項２〜８のいずれか
   １項記載の食品の解凍装置。
10. 【請求項１０】解凍する食品の重量を検出する重量検出
    手段と、該重量検出手段により検出された食品重量を記
    憶する食品重量記憶手段と、該食品重量記憶手段に記憶
    された食品重量に基づき第１の解凍手段による加熱量を
    算出し、以って該第１の解凍手段の時間当たり外部加熱
    エネルギー、外部加熱期間および外部加熱時間間隔の一
    つまたは複数を決定する第１の解凍手段加熱量算出手
    段、および／または上記記憶手段に記憶された食品重量
    に基づき第２の解凍手段による加熱量を算出し、以って
    第２の解凍手段の時間当たり照射エネルギー、照射期間
    および照射時間間隔の一つまたは複数を決定する第２の
    解凍手段加熱量算出手段を有することを特徴とする、請
    求項２〜８のいずれか１項記載の食品の解凍装置。
11. 【請求項１１】第２の解凍手段による解凍期間以外の期
    間にて、少なくとも該第２の解凍手段による解凍期間に
    おいて照射される単位時間当たりの平均照射エネルギー
    よりも小さいエネルギーを照射することを特徴とする、
    請求項２〜１０のいずれか１項記載の食品の解凍装置。