JP4535372B2

JP4535372B2 - 真空冷却用食材収納システム

Info

Publication number: JP4535372B2
Application number: JP2004221898A
Authority: JP
Inventors: 英文斎藤; 進末田
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2004-07-29
Filing date: 2004-07-29
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2024-07-29
Also published as: JP2006034224A

Description

本発明は、高温の食材を収納する容器内を減圧することで、その食材を短時間で真空冷却し、冷却された食材をこの容器に収納したまま保管までを行うことに適する真空冷却用食材収納システムに関する。

加熱調理した食材を冷却する過程においては、食材温度は必ず１５℃〜５５℃の領域を通過する。その温度領域においては細菌の繁殖が活発に行われる。そのため、その温度領域を急速冷却により可及的短時間で通過させ、以後はチルド温度（０〜３℃程度）で保管することが行われている。そのような食材の急速冷却手段として真空冷却方式が用いられている。これは、加熱調理において多くの細菌を死滅させることで、その後に菌を増殖させない状態を維持することを目的としている。ただし、加熱調理で食材が１００℃に維持された場合でも、例えばウェルシュ菌やセレウス菌の芽胞は熱耐性が強く死滅しないことから、その後に密閉状態を維持したとしても、菌が増殖する温度域は短時間で通過しておくのが好ましい。

真空冷却方式は、食材を収納した収納室における気体を真空引きすることで減圧し、食材からの水分の気化により蒸発潜熱を奪うことで食材を冷却するものである。そのような真空冷却に用いられる食材収納システムとして、内部が食材収納室とされる気密状に密封可能な容器と、その収納室を気体吸引手段に逆止弁を介して接続するための気体配管とを備えたものが提案されている。さらに、複数の逆止弁付容器を大型真空槽内に収容し、その真空槽内を真空引きすることで各容器内の食材を一括して真空冷却することも提案されている（特許文献１参照）。
特開２００３−２１５号公報

上記従来例においては、食材収納容器を気体吸引手段に接続する配管の流路面積は何ら考慮されていないため、冷却速度を確保できないおそれがある。上記従来例では、容器が密閉されているので、外部からの菌の侵入がなく安全であるとされているが、上記のように加熱調理後でも生きた芽胞などが存在するため、冷却後の保管期間を考慮すると食材を安全に管理するために冷却速度を確保することは重要である。特に食材の温度が常温近くになると飽和蒸気圧は数ｋＰａまで低下するため、水蒸気の体積流量は常圧の百倍近くになり、冷却速度を維持するには大きな体積流量の水蒸気を吸引する必要がある。すなわち、従来技術においては食材温度が常温近くになった時に冷却速度を維持することが困難になるという問題がある。

また、上記従来例における容器と気体吸引手段の間に介在する逆止弁は、容器の内圧が低下する程に弁を開く圧力が小さくなり、弁を開状態に維持することが困難となるため気体排出流路を確保できなくなって冷却速度が頭打ちになるという問題がある。

さらに、複数の容器内の食材を一括して真空冷却するために上記従来例のように大型真空槽を用いる場合、真空槽は真空引きされた時に大気圧に耐える必要があることから強固な構造とする必要があり、特に大型槽の場合は１トン近く又は１トンを超える重量物となる。その上、容器に比べ真空槽の容積は大きいことから、容量の大きな真空ポンプが必要になり、製造コスト、据付コスト、運用コスト等が増大するという問題がある。

本発明の真空冷却用食材収納システムは、内部が食材収納室とされる気密状に密封可能な容器と、前記収納室を気体吸引手段に接続するための気体配管とを備える。

本発明の真空冷却用食材収納システムの特徴は、前記容器は、本体と、この本体の開口を気密状に閉鎖可能な蓋と、その本体と蓋との間に配置される中蓋とを有し、前記蓋は前記本体から取り外し可能とされ、前記中蓋は、気密性を有する可撓性シート材と、この可撓性シート材の周縁を気密状に保持する環状パッキンと、前記可撓性シート材に形成される筒状部の内部空間により構成される開閉可能な気体通過口を有し、その気体通過口の閉鎖状態において前記本体の開口を気密状に閉鎖するように、前記環状パッキンが前記本体の開口内周に気密状に嵌め合わされ、前記気体通過口の閉鎖力を付与する手段が設けられ、前記気体通過口の閉鎖力を付与する手段は、前記筒状部を挟み込む一対の挟み込み部材により構成され、前記挟み込み部材は、前記気体通過口を開くように弾性変形可能とされると共に、弾力の作用により開いた前記気体通過口を閉鎖するように復元変形され、前記蓋に前記気体配管が前記気体通過口を介して前記収納室に通じるように接続され、前記気体通過口を開き状態に保持する位置と、その保持を解除する位置との間で変位可能な保持部材が設けられ、前記保持部材は前記蓋に移動可能に挿入可能とされ、前記蓋と前記中蓋により前記本体の開口が気密状に閉鎖される状態において、前記気体通過口を開き状態に保持すると共にその保持を解除できるように、前記保持部材は前記蓋に対する移動により前記気体通過口に抜き差し可能とされている点にある。
これにより、容器に収納された食材を真空冷却する際に、容器と気体吸引手段との間に逆止弁を介在させないことにより、真空に近い領域でも気体排出流路を確保して冷却速度を維持でき、冷却完了後はシートと環状パッキンにより容器本体の開口を気密状に閉鎖でき、中蓋を簡単な構造として容易に製造することができる。

本発明の真空冷却用食材収納システムにおいては、前記気体配管における気体の流路面積をαｃｍ²、吸引される気体の流速の上限を１００ｍ／ｓｅｃ、前記容器に収納可能な食材の最大重量をβｋｇとして、α≧０．２βとされ、前記気体吸引手段は、可変速の遠心型圧縮装置または可変速の斜流型圧縮装置とされるのが好ましい。
本発明において、一例として容器に収納される食材を１００℃から１０℃に６０分で冷却する場合を考える。食材の比熱を０．８とすると、食材１ｋｇあたりで、冷却により食材から取り除かれる熱量Ｑと冷却速度ｑの平均値は次式の通りである。
Q ＝１×４．１９×（１００−１０）×０．８＝３０１．７ｋＪ
ｑ＝３０１．７／（６０×６０）＝０．０８３８ｋＪ／ｓｅｃ
実際の冷却速度は食材の温度低下に伴い鈍化するが、食材が２０℃前後でも冷却速度ｑは上記平均値が維持されていることが望ましいことから、冷却速度ｑの平均値を０．０８３８ｋＪ／ｓｅｃとして、蒸発潜熱は２４５５ｋＪ／ｋｇであるから、水蒸気の質量流量は以下の通りである。
０．０８３８／２４５５＝３．４１×１０^-5ｋｇ／ｓｅｃ
この温度域での蒸気圧は約２３４０Ｐａであるから、その体積流量は以下の通りである。
３．４１×１０^-5×（２２．４／１８）×（１０１３２５／２３４０）×（２９３／２７３）＝０．００１９７ｍ³／ｓｅｃ
吸引される気体の流速は、実用的には数十ｍ／ｓｅｃ以内に収めておかなければ気体配管における圧損が大きくなり、十分な水蒸気流量を確保できない。そのため、その流速の上限を１００ｍ／ｓｅｃとすると、気体配管における流路面積の下限値Ｌは以下の通りである。
Ｌ＝０．００１９７／１００＝１．９７×１０^-5ｍ²＝０．１９７ｃｍ²
すなわち、食材１ｋｇあたりで０．２ｃｍ²の流路面積とすれば十分な冷却速度を維持できることになるから、α≧０．２βとしている。また、流路面積とともに、冷却速度を維持するためには水蒸気を積極的に吸引することが必須となるが、これには、吸引した水蒸気を凝縮させることで、さらに水蒸気を引き込もうとする能力が付与されることから排出する工程と組み合わせることが好ましい。

本発明の真空冷却用食材収納システムにおいては、前記容器を複数備え、複数の前記容器を載置可能な容器保持体を備え、前記気体配管は、前記容器保持体に一体化されると前記気体吸引手段に接続される合流配管と、この合流配管から分岐すると共に各容器それぞれの収納室に接続される複数の分岐配管とを有し、前記容器保持体は、各本体が載置されるラックと、各蓋が支持される蓋支持体を有し、前記ラックは、キャスターにより支持されたベースと、前記ベースに対して上下駆動される複数の受台を有し、各受台は上下に間隔をおいて配置され、各受台上に前記本体がバネを介して載置され、前記バネにより前記本体の下面を前記受台の上面から離隔させる弾力が付与され、前記蓋支持体は、上下に間隔をおいて配置される複数の支持アームを有し、前記支持アームを介して前記蓋は前記蓋支持体により支持され、前記蓋と前記中蓋の下方に前記本体が位置するように前記ラックを移動させた後に、前記ベースに対して前記受台を上昇させることで、前記蓋により前記本体が気密状に閉鎖されるのが好ましい。
これにより、複数の容器を収納する真空槽を用いることなく、複数の容器に収納された食材を一括して真空冷却することができ、各容器の蓋の開閉を一括して行うことができる。

前記気体吸引手段としては、大流量の吸引が可能な可変速の遠心型圧縮装置および可変速の斜流型圧縮装置等の機械的圧縮手段を備えるのが好ましい。遠心型圧縮装置または斜流型圧縮装置は軸流型圧縮装置と比べ高圧縮比を実現できるので、圧縮比が比較的小さな値で頭打ちとなることはなく、食材の温度が低下した場合でも排出する水蒸気の体積流量を確保することができるので、エネルギー効率を低下させることなく食材を十分に冷却でき、また、食材の冷却の過渡状態に応じて可変速に制御できる。さらに、前記気体吸引手段により圧縮された気体に含有される水蒸気を凝縮させる凝縮器を備えるのが好ましい。これにより、吸引された気体に含有される水蒸気を凝縮させ、気体吸引手段から出る気体をさらに吸引する能力を付与できるため、効率よく気体を放出させて食材を冷却できる。その凝縮器の下流において前記収納室の気体を吸引する真空ポンプを備えるのが好ましい。これにより、冷却開始当初において収納室の内圧が高く、気体吸引手段が低速駆動である場合でも、収納室における圧力を真空ポンプによる気体吸引により低下させることができる。しかる後に、収納室の食材が凝縮器の冷却流体の温度まで低下して凝縮器で水分が凝縮しなくなったなら、気体吸引手段を高速駆動することで収納室の圧力を凝縮器における圧力よりも低圧に維持し、食材を急速冷却できる。なお、凝縮器を通過した後の排気には水蒸気が多く含まれているため、真空ポンプはこれに適した水封式の真空ポンプを採用するのがよい。

本発明の真空冷却用食材収納システムによれば、加熱調理された高温食材を急速に冷却し、細菌の繁殖が活発になる温度域を短時間で通過させ、その後も密閉状態を維持することで安全に食材の保管や搬送を可能にすることができ、さらに複数の容器内の食材を一括して効率良く低コストで真空冷却することができる。

図１に示す比較例の真空冷却用食材収納システムＡは、気密状に密封可能な複数の可搬容器２０２を備え、各容器２０２の内部が加熱された水分含有食材Ｆの収納室２ａとされている。各収納室２ａは、気体配管Ｂにより気体吸引手段である可変速の２段遠心型圧縮装置１１、１２に接続される。各容器２０２はラック（容器保持体）２０３に載置される。

図２、図３に示すように、ラック２０３は、ベース２０３ａと、ベース２０３ａを支持するキャスター２０３ｂと、ベース２０３ａにより支持される支柱２０３ｃと、支柱２０３ｃから横方向に突出する複数の受台２０３ｄとを有する。各受台２０３ｄは上下に間隔をおいて配置され、その上に容器２０２が載置される。これにより、容器２０２は載置されたラック２０３を移動させることで搬送可能とされている。なお、受台２０３ｄには誘導加熱用コイル２１１が組み込まれ、容器２０２を加熱することで効率良く食材Ｆを加熱することが可能とされている。この誘導加熱用コイル２１１に高周波の電力を供給する電源装置はラック２０３とは別体となり、加熱が必要なときに電気的に接続される構造を採用している。

ラック２０３に操作レバー（操作部材）２０２ｆが横軸回りに揺動操作可能に設けられ、その揺動により操作レバー２０２ｆは図２に示す開位置と図３に示す閉位置との間で変位可能とされている。

図４、図５に示すように、各容器２０２は、上部が開口とされた円筒形の本体２０２ａと、本体２０２ａにヒンジＨを介して着脱可能に取り付けられる蓋２０２ｂを有し、本体２０２ａに蓋２０２ｂが締結具２０２ｃを介して固定されることで本体２０２ａの開口は蓋２０２ｂにより気密状に閉鎖可能とされている。図５において蓋２０２ｂの開き状態を２点鎖線で示す。ヒンジＨや締結具２０２ｃは周知のものを用いればよい。なお、本体２０２ａに取っ手２０２ｋが取り付けられ、容器２０２は手に持って搬送することが可能とされている。

各蓋２０２ｂと操作レバー２０２ｆとを連結するリンク機構が設けられている。リンク機構は、容器２０２と同数の第１リンク２０２ｄ、ラック２０３に横方向移動可能に取り付けられた第２リンク２０２ｅ、及び第３リンク２０２ｇを有する。各第１リンク２０２ｄの一端は蓋２０２ｂに横軸回りに回転可能に連結される。第２リンク２０２ｅは、ラック２０３に横方向にスライド可能に挿入された複数のスライドバー２０２ｅ′と、各スライドバー２０２ｅ′を連結する連結バー２０２ｅ″を有し、各スライドバー２０２ｅ′に第１リンク２０２ｄの他端が横軸回りに回転可能に連結され、連結バー２０２ｅ″に第３リンク２０２ｇの一端が横軸回りに回転可能に連結され、第３リンク２０２ｇの他端が操作レバー２０２ｆに横軸回りに回転可能に連結される。これにより、操作レバー２０２ｆの操作に連動する蓋２０２ｂは、操作レバー２０２ｆの閉位置への変位により本体２０２ａの開口を閉鎖し、開位置への変位により本体２０２ａの開口を開く。なお、第１リンク２０２ｄの他端は、スライドバー２０２ｅ′との連結が例えば抜き差し可能なピン等を介して行われることで解除可能とされる。図４、図５に示すように、蓋２０２ｂの上面に中空のリンクホルダー２０２ｊがスライド可能に取り付けられている。スライドバー２０２ｅ′との連結が解除された第１リンク２０２ｄは、その他端がリンクホルダー２０２ｊ内に配置されることで、容器２０２の搬送の邪魔にならないように蓋２０２ｂに対する揺動が阻止され、取っ手として機能する。リンクホルダー２０２ｊをバネ（図示省略）の弾力に抗して図４において矢印Ｒ方向にスライドさせることで、第１リンク２０２ｄは蓋２０２ｂに対して揺動可能となる。

気体配管Ｂは、ラック２０３に一体化された合流配管２０５と、合流配管２０５から分岐するフレキシブルな複数の分岐配管２０４と、合流配管２０５にフランジ状接続部２０７を介して着脱可能に接続される吸引配管２０８（図１参照）を有する。図２に示すように、合流配管２０５にはリリーフ弁２０５ｒが設けられ、収納室２ａの内圧が設定値以上になるのが防止され、複数の容器２０２において食材Ｆを均一圧力での加圧状態で高温調理することも可能とされている。気体配管Ｂにおける気体の流路面積をαｃｍ²、容器２０２に収納可能な食材Ｆの最大重量をβｋｇとして、気体配管Ｂにおける気体流路においてα≧０．２βの関係が成立するものとされている。

分岐配管２０４は、各蓋２０２ｂに設けられた接続口２０２ｈに着脱可能に接続されることで、各容器２０２それぞれの収納室２ａに通じる。合流配管２０５は、吸引配管２０８を介して第１段圧縮装置１１の入口に着脱可能に配管接続される。吸引配管２０８に設けられた電磁開閉バルブ２０６が制御装置１６に接続され、収納室２ａから気体の吸引を開始するまでは閉鎖される。収納室２ａの圧力測定用の圧力センサ７が電磁開閉バルブ２０６と合流配管２０５との間に設けられる。また、合流配管２０５を開閉する手動操作バルブ２０５ａが設けられており、合流配管２０５がバルブ２０６を介して第１段圧縮装置１１の入口に配管接続されるまでは容器２０２を密閉状態に保持できるように閉鎖される。なお、図４に示すように接続口２０２ｈの開閉コック２０２ｉが設けられ、収納室２ａと気体配管Ｂとの間が開閉可能とされている。コック２０２ｉは当初は開かれ、冷却された食材Ｆを保存するために容器２０２を気体配管Ｂから取り外す前に閉鎖される。

圧縮装置１１、１２は、容器２０２内の食材Ｆの冷却に用いられる真空冷却システム１を構成する。各圧縮装置１１、１２の翼車はモータ１３によって駆動され、モータ１３は制御装置１６により制御されるインバータ１８の出力周波数に応じて速度変更される。これにより、圧縮装置１１、１２の駆動速度すなわち各翼車の回転速度が変更可能とされている。モータ１３は同期型モータ、誘導型モータ、またはこれに準じたモータを用いるのがほぼ設定された値に近い回転速度を実現する上で好ましい。制御装置１６は、圧力センサ７の検出値に応じてインバータからモータ１３への出力周波数を制御することで、翼車の回転速度を収納室２ａにおける圧力が低下する程に高速になるように制御する。なお、収納室２ａの圧力と食材Ｆの温度は一定の対応関係にあるため、圧力センサ７に代えて収納室の温度センサを設けるようにしてもよく、あるいは圧力と温度の両方を検出し、その検出値に応じて制御してもよい。また、圧力と温度そのものでなく対応する値を検出するものでもよい。翼車の回転速度は、連続的に変化するように制御してもよいしステップ状に変化するように制御してもよく、モータ１３の速度制御はインバータを用いるものに限定されない。

両翼車の間の気体流路に、ファン１５ａによる空冷式インタークーラ１５′が配置される。第１段圧縮装置１１による圧縮気体はインタークーラ１５′において冷却され、しかる後に第２段圧縮装置１２にて圧縮される。この結果、１段の断熱圧縮の場合よりも等温圧縮に近づき、圧縮に要するエネルギは小さくなる。

下段の圧縮装置１２の出口に凝縮器２１′が接続される。凝縮器２１′の出口に真空ポンプ５０が接続される。これにより真空ポンプ５０は凝縮器２１′の下流において収納室２ａの気体を吸引する。真空ポンプ５０は、固定羽根の回転空間に溜め込まれた水を遠心力で周壁に張付け、その水に囲まれた空間での容積変化により吸引を行う水封型真空ポンプとされているが、一般的な真空ポンプであってもよい。凝縮器２１′および真空ポンプ５０は、凝縮器２１′よりも上流の機器を収納する筐体５１の外部に配置され、屋外に配置するのに適したものである。凝縮器２１′は筐体５２に収納され、その筐体５２内にファン２３′により吸引された空気により冷却され、圧縮装置１１、１２により圧縮された気体に含有される水蒸気を凝縮させる。なお、第１段圧縮装置１１と第２段圧縮装置１２は本比較例では可変速の遠心型圧縮装置とされているが、ルーツ式あるいはスクリュー式の圧縮装置や可変速の斜流型圧縮装置のような機械式圧縮装置としてもよい。また、気体吸引手段として水エゼクタによる吸引機構を用いてもよく、この場合、収納室２ａから吸引される水蒸気が水エゼクタの吸引用の水と混合した際に凝縮することから、その混合部位を凝縮器２１′に代わる凝縮器として機能させることができる。

食材Ｆは容器２０２に収納された状態で加熱調理されることで例えば１００℃に近い状態となる。食材の加熱は誘導加熱用コイル２１１に通電することで行ってもよいし、図２に示すように、食材Ｆを収納した容器２０２をラック２０３に載置した状態で加熱調理装置２３０により加熱してもよく、食材Ｆの加熱手段は特に限定されない。図２に示す加熱調理装置２３０はスチームコンベクションオーブンであり、容器２０２内に高温蒸気Ｓを供給することで食材Ｆを加熱するものを示す。誘導加熱用コイル２１１により加熱する場合、食材Ｆを収納後に本体２０２ａの開口を蓋２０２ｂにより締結具２０２ｃを介して気密状に閉鎖した後に、コイル２１１に通電し、リリーフ弁２０５ｒの設定圧を約２０２．６ｋＰａとすることで食材Ｆを約１２０℃まで加熱できる。

食材Ｆの加熱後に、容器２０２を図３に示すように加熱調理装置２３０からラック２０３に載置された状態で搬出し、蓋２０２ｂを閉めて密閉状態にし、水冷室２３１に搬入する。この際、複数の蓋２０２ｂの開閉を操作レバー２０２ｆの操作により一括して行うことができ、作業能率を向上できる。水冷室２３１においてノズル２３１ａからミスト状の水Ｗを吹き付けることで容器２０２は冷却される。なお、この場合の容器２０２の冷却手段は特に限定されず例えば強制風による空冷でもよい。この冷却により、収納室２ａに溜まった水蒸気が容器２０２の内面で凝縮し、収納室２ａは減圧されるために温度の高い食材Ｆからは水分が蒸発する。これにより、収納室２ａから気体を吸引する前に食材Ｆを例えば１００℃近くから４０〜５０℃程度まで冷却できる。なお、容器２０２は密閉されていることから、食材Ｆから出た水蒸気は容器２０２の内面で凝縮して食材Ｆに戻り、収納室２ａから気体を吸引する前に収納室２ａの水分が減少することはなく、食材Ｆが乾燥することはない。また、食材Ｆが容器外の雑菌にさらされることもない。すなわち、複数の容器２０２に収納された食材Ｆを加熱した後に、それら容器２０２を密封状態で冷却し、しかる後に、それら容器２０２に収納された水分含有加熱食材Ｆを真空冷却システム１により冷却することが行われる。

水冷室２３１からラック２０３と共に搬出された各容器２０２内の収納室２ａは、接続部２０７を介して第１段圧縮装置１１の入口に配管接続される。しかる後に手動操作バルブ２０５ａが開かれ、圧力センサ７はこの状態での収納室２ａの圧力を検知した状態となる。次に制御装置１６により真空ポンプ５０が作動される。電磁開閉バルブ２０６の下流の圧力が収納室２ａと同程度まで減圧された時点で、電磁開閉バルブ２０６が開かれ、圧縮装置１１、１２の駆動が開始される。圧縮装置１１、１２の駆動開始直後は収納室２ａは十分に減圧されていないため、圧縮装置１１、１２は低速駆動され、収納室２ａからの気体吸引は主に真空ポンプ５０により行われ、収納室２ａの圧力が気体吸引により次第に低下する。収納室２ａの真空度がそれ程高くなく、食材Ｆの温度が高い間は、食材Ｆに含有される水分はさかんに蒸発する。これにより、収納室２ａから吸引される気体の大部分は水蒸気により占められるようになる。その水蒸気の密度が高い時は、圧縮装置１１、１２が低速でも収納室２ａから吸引される水蒸気の質量流量を確保できるので、モータ１３に過大な電力を供給する必要はない。さらに気体吸引が進行するが、もし凝縮器２１′における圧力が凝縮器２１′を冷却する外気温における蒸気圧よりも低下すると凝縮は起こらなくなり、また、水封式真空ポンプ５０では封入されている水の温度における蒸気圧より低い圧力まで気体を吸引することはできなくなる。そこで、制御装置１６は圧力センサ７からの信号に基づき収納室２ａにおける圧力が低下する程に圧縮装置１１、１２の駆動速度を増大させる。これにより、収納室２ａの圧力が低下しても、凝縮器２１′の圧力は外気温における蒸気圧まで低下せず凝縮が続くことになり、また、水封式真空ポンプ５０の封入されている水の温度における蒸気圧に至ることもない。この結果、収納室２ａから吸引される気体における水蒸気の体積流量が確保され、食材Ｆの冷却速度が確保される。この時、圧縮装置１１、１２により吸引される気体の大部分を占める水蒸気の密度は低いため、駆動速度を高くしても圧縮装置１１、１２を駆動する上で過大な電力を必要としない。すなわち、エネルギー効率を低下させることなく、食材Ｆの温度が低下した場合でも収納室２ａから排出する水蒸気の体積流量を確保することができる。これにより、食材Ｆの温度低下時でも冷却速度を維持し、食材Ｆをチルド温度まで急速に冷却できる。また、収納室２ａから吸引された水蒸気を凝縮させることで効率よく食材Ｆを冷却できる。

上記比較例によれば、気体配管Ｂにおける気体の流路面積（αｃｍ²）と容器２０２に収納可能な食材の最大重量（βｋｇ）との関係がα≧０．２βとされることで、高温状態の食材Ｆから多くの水蒸気が発生しても必要な流路面積を確保して十分な冷却速度を維持できる。また、ラック２０３により保持された複数の容器２０２に収納された食材Ｆを、大型の真空槽を用いることなく、気体配管Ｂを介して一括して真空冷却することができ、その際、容器２０２の蓋２０２ｂの開閉も一括して行うことで作業能率を向上できる。さらに、収納室２ａからの気体吸引前に食材Ｆを容器２０２に収納した状態で加熱し、その加熱された食材Ｆを収納した状態で密封された容器２０２を冷却することで、その後の収納室２ａからの気体吸引による冷却に要する時間を短縮することができる。また、容器２０２は高温で密封状態になるため、この状態で冷却した後に保管すると食材Ｆは外気に触れる等の可能性がなく外部からの雑菌混入を防止でき、急速に冷却することで、内部に残存する菌の増殖も抑制されることと併せて食材Ｆの安全性を格段に向上できる。また、容器２０２は保管された後にそのまま搬送できるため、搬送時の安全性を高めることもできる。さらに、この装置を利用して食材Ｆを加圧して１２０℃以上に加熱して滅菌を確実に行った場合には熱耐性の強い菌も殺すことができるため、常温での保管や物流も可能になり、取り扱いの容易さと設備の簡素化を実現できる。この場合は、冷却速度を高速にすることで、食材を短時間で扱うことが容易になる。たとえば、大量の食材を次々と処理することが可能となり、高い処理能力が実現する。また加熱後ただちに低温配膳室での配膳作業に最適な状態となる上、開封状態で残った食材はそのまま冷蔵庫に入れると冷蔵庫の熱負荷を小さくでき、食材Ｆはチルド状態のまま温度が変化せずに扱える。

図６〜図１５は本発明の実施形態を示す。以下、比較例と同様部分は同一符号で示して相違点を説明する。
まず、図６、図７に示すように、内部が食材Ｆの収納室２ａとされる可搬容器４０２は、ステンレス等の金属製本体４０３と、本体４０３の開口を気密状に閉鎖可能なステンレス等の金属製蓋４０４と、本体４０３と蓋４０４との間に配置される中蓋４０５を有し、本体４０３と中蓋４０５とで囲まれる空間が食材Ｆの収納室２ａとされる。

本体４０３は平面視矩形の底壁４０３ａと、底壁４０３ａの周囲から上方に向かうに従い外方に向かうように延びる周壁４０３ｂと、周壁４０３ｂから外方に張り出すフランジ４０３ｃを有する。

蓋４０４は、平面視矩形の上壁４０４ａと、上壁４０４ａの周囲から下方に向かい延びる上部周壁４０４ｂと、上部周壁４０４ｂの下端から外方に延びる下部上壁４０４ｃと、下部上壁４０４ｃの周囲から下方に向かい延びる下部周壁４０４ｄを有する。

図８〜図１０Ｂに示すように、中蓋４０５は、気密性を有する可撓性シート材４１１と、可撓性シート材４１１の周縁を気密状に保持する環状パッキン４１２を有する。可撓性シート材４１１として例えばポリエチレン樹脂等の合成樹脂製のシート材が用いられる。環状パッキン４１２は、本実施形態では図１０Ｂに示すように弾性を有するゴムや合成樹脂材等から形成される外側パッキン４１２ａの内周にステンレス製の内側パッキン押え４１２ｂが圧入されることで構成されている。可撓性シート材４１１の周縁は、外側パッキン４１２ａと内側パッキン押え４１２ｂとにより挟み込まれることで環状パッキン４１２により気密状に保持されている。可撓性シート材４１１に開閉可能な気体通過口４１１ａが設けられている。すなわち、可撓性シート材４１１の中央部に両端が開口する偏平な筒状部４１１′が一体的に形成され、この筒状部４１１′の内部空間が気体通過口４１１ａとされている。気体通過口４１１ａの先端周縁部において、筒状部４１１′を挟み込む一対の板状挟み込み部材４１３ａ、４１３ｂが設けられ、その挟み込みよって気体通過口４１１ａの閉鎖力が付与される。挟み込み部材４１３ａ、４１３ｂは、ゴム等の弾性材から成形され、筒状部４１１′に接着剤等を介して取り付けられ、気体通過口４１１ａを開くように弾性変形可能とされると共に、弾力の作用により開いた気体通過口４１１ａを閉鎖するように復元変形する。

環状パッキン４１２の上部は、蓋４０４の下部周壁４０４ｄの内周に気密状に嵌め合わされ、しかる後に、本体４０３の周壁４０２ｂと蓋４０４の下部周壁４０４ｄが接合されることで、環状パッキン４１２の下部は本体４０３の開口内周に気密状に嵌め合わされる。これにより、蓋４０４により中蓋４０５を介して本体４０３の開口を気密状に閉鎖し、気体通過口４１１ａの閉鎖状態において本体４０３の開口を中蓋４０５により気密状に閉鎖することができる。

図６、図７に示すように、気体通過口４１１ａを開き状態に保持する位置と、その保持を解除する位置との間で変位可能な保持部材４１４が設けられている。保持部材４１４は、蓋４０４の上部周壁４０４ｂにシール４０４ｅを介して横方向移動可能に挿入されるロッド４１４ａと、ロッド４１４ａの一端の二股部４１４ｂと、ロッド４１４ａの他端の握り部４１４ｃを有し、ロッド４１４ａを横方向移動させることで二股部４１４ｂを気体通過口４１１ａに抜き差しできる。蓋４０４と中蓋４０５により本体４０３の開口を閉鎖する前に、挟み込み部材４１３ａ、４１３ｂを弾性変形させることで気体通過口４１１ａを開き、二股部４１４ｂを気体通過口４１１ａに挿入することで、気体通過口４１１ａを開き状態に保持する。しかる後に、蓋４０４と中蓋４０５により本体４０３の開口を気密状に閉鎖することで、本体４０３の開口が蓋４０４により閉鎖される状態において、気体通過口４１１ａを開き状態に保持すると共に、その保持を解除できる。

図１２〜図１５に示すように、各容器４０２を保持する容器保持体５００は、各本体４０３が載置されるラック５０１と、各蓋４０４が支持される蓋支持体５０２を有する。

ラック５０１は、ベース５０１ａと、ベース５０１ａを支持するキャスター５０１ｂと、ベース５０１ａにより支持された支持ガイド５０１ｃと、支持ガイド５０１ｃにより上下移動可能に支持された支柱５０１ｄと、支持ガイド５０１ｃに対して支柱５０１ｄを上下駆動させる昇降装置（図示省略）と、支柱５０１ｄから横方向に突出する複数の受台５０１ｅとを有する。各受台５０１ｅは上下に間隔をおいて配置され、その上に本体４０３がバネ５０１ｆを介して載置される。バネ５０１ｆは、本体４０３のフランジ４０３ｃと受台５０１ｅの上面との間に配置され、バネ受け５０１ｇを介して本体４０３の下面を受台５０１ｅの上面から離隔させる弾力を付与する。これにより、本体４０３を載置されたラック５０１を移動させることで搬送することができる。なお、受台５０１ｅに比較例と同様に誘導加熱用コイルを組み込んでもよい。

蓋支持体５０２は、ベース５０２ａと、ベース５０２ａにより支持された支柱５０２ｂと、図７に示すように支柱５０２ｂから横方向に突出する複数の支持アーム５０２ｃとを有する。各支持アーム５０２ｃは上下に間隔をおいて配置される。蓋４０４の上面から突出する連結シャフト４０４ｆが、支持アーム５０２ｃの先端開口に挿入され、止め輪４０４ｇにより抜け止めされる。気体配管Ｂの合流配管２０５は蓋支持体５０２に一体化され、各分岐配管２０４は各蓋４０４の上部に接続され、各容器４０２それぞれの収納室２ａに気体通過口４１１ａを介して通じる。なお、蓋支持体５０２もキャスター等を介して搬送可能としてもよい。

ラック５０１に載置された本体４０３に収納された食材Ｆを加熱し、蓋支持体５０２により支持された蓋４０４の下部周壁４０４ｄの内周に中蓋４０５の環状パッキン４１２の上部を気密状に嵌め合わせ、保持部材４１４により気体通過口４１１ａを開き状態に保持し、蓋４０４と中蓋４０５の下方に本体４０３が位置するようにラック５０１を移動させ、しかる後に、ラック５０１の支柱５０１ｄを上昇させることで、環状パッキン４１２の下部を本体４０３の開口に気密状に嵌め合わせる。これにより、気体通過口４１１ａが開いた状態で蓋４０４により本体４０３を気密状に閉鎖したならば、比較例と同様に、収納室２ａは接続部２０７を介して第１段圧縮装置１１の入口に配管接続され、手動操作バルブ２０５ａを開いた後に真空冷却システム１による収納室２ａからの気体の吸引が開始される。食材Ｆが真空冷却されたならば、保持部材４１４を変位させることで気体通過口４１１ａを閉鎖し、真空冷却システム１による吸引を解除して蓋４０４と中蓋４０５の間を大気圧とする。これにより、大気圧により気体通過口４１１ａの内周面は互いに密着し、本体４０３の開口は中蓋４０５により気密状に閉鎖される。しかる後に、ラック５０１の支柱５０１ｄを下降させることで、図１１に示すように蓋４０４を本体４０３と中蓋４０５から取り外す。この状態で収納室２ａは大気から遮断されるため、食材Ｆを雑菌にさらすことなく保存することができる。食材Ｆは可撓性シート材４１１を切断することで本体２０２ａから容易に取り出せる。すなわち、容器４０２に収納された食材Ｆを真空冷却する際に、容器４０２と真空冷却システム１との間に逆止弁を介在させることなく、真空に近い領域でも気体排出流路を確保して冷却速度の低下を防止でき、冷却完了後は中蓋４０５により容器本体４０３の開口を気密状に閉鎖でき、しかも中蓋４０５は簡単な構造で容器に製造できる。他は比較例と同様とされている。

本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、加熱された食材を冷却することなく収納室から気体を吸引して真空冷却を行ってもよい。

本発明の比較例の真空冷却用食材収納システムの構成説明図本発明の比較例における容器内の食材の加熱状態を示す図本発明の比較例における容器の冷却状態を示す図本発明の比較例における容器の斜視図本発明の比較例における容器の断面図本発明の実施形態における容器の断面図本発明の実施形態における蓋の斜視図本発明の実施形態における中蓋の可撓性シート材の斜視図本発明の実施形態における中蓋の分解斜視図本発明の実施形態における中蓋の斜視図本発明の実施形態における中蓋の部分断面図本発明の実施形態における容器の部分断面図本発明の実施形態における容器保持体の容器開放状態での側面図本発明の実施形態における容器保持体の容器閉鎖状態での側面図本発明の実施形態における容器保持体の部分側面図本発明の実施形態における容器保持体の部分正面図

符号の説明

２ａ収納室
１１、１２圧縮装置（気体吸引手段）
２０２、４０２容器
２０２ａ、４０３本体
２０２ｂ、４０４蓋
２０２ｆ操作レバー（操作部材）
２０３ラック（容器保持体）
２０４分岐配管
２０５合流配管
４０５中蓋
４１１可撓性シート材
４１１′ 筒状部
４１１ａ気体通過口
４１２環状パッキン
４１３ａ、４１３ｂ挟み込み部材
４１４保持部材
５００容器保持体
Ａ真空冷却用食材収納システム
Ｂ気体配管
Ｆ食材

Claims

内部が食材収納室とされる容器と、
前記収納室を気体吸引手段に接続するための気体配管とを備え、
前記容器は、本体と、この本体の開口を気密状に閉鎖可能な蓋と、その本体と蓋との間に配置される中蓋とを有し、
前記蓋は前記本体から取り外し可能とされ、
前記中蓋は、気密性を有する可撓性シート材と、この可撓性シート材の周縁を気密状に保持する環状パッキンと、前記可撓性シート材に形成される筒状部の内部空間により構成される開閉可能な気体通過口を有し、その気体通過口の閉鎖状態において前記本体の開口を気密状に閉鎖するように、前記環状パッキンが前記本体の開口内周に気密状に嵌め合わされ、
前記気体通過口の閉鎖力を付与する手段が設けられ、
前記気体通過口の閉鎖力を付与する手段は、前記筒状部を挟み込む一対の挟み込み部材により構成され、前記挟み込み部材は、前記気体通過口を開くように弾性変形可能とされると共に、弾力の作用により開いた前記気体通過口を閉鎖するように復元変形され、
前記蓋に前記気体配管が前記気体通過口を介して前記収納室に通じるように接続され、
前記気体通過口を開き状態に保持する位置と、その保持を解除する位置との間で変位可能な保持部材が設けられ、
前記保持部材は前記蓋に移動可能に挿入可能とされ、
前記蓋と前記中蓋により前記本体の開口が気密状に閉鎖される状態において、前記気体通過口を開き状態に保持すると共にその保持を解除できるように、前記保持部材は前記蓋に対する移動により前記気体通過口に抜き差し可能とされている真空冷却用食材収納システム。
前記気体配管における気体の流路面積をαｃｍ²、吸引される気体の流速の上限を１００ｍ／ｓｅｃ、前記容器に収納可能な食材の最大重量をβｋｇとして、α≧０．２βとされ、
前記気体吸引手段は、可変速の遠心型圧縮装置または可変速の斜流型圧縮装置とされている請求項１に記載の真空冷却用食材収納システム。
前記気体吸引手段により圧縮された気体に含有される水蒸気を凝縮させる手段を備える請求項２に記載の真空冷却用食材収納システム。
前記容器を複数備え、
複数の前記容器を載置可能な容器保持体を備え、
前記気体配管は、前記容器保持体に一体化されると前記気体吸引手段に接続される合流配管と、この合流配管から分岐すると共に各容器それぞれの収納室に通じる複数の分岐配管とを有し、
前記容器保持体は、各本体が載置されるラックと、各蓋が支持される蓋支持体を有し、
前記ラックは、キャスターにより支持されたベースと、前記ベースに対して上下駆動される複数の受台を有し、
各受台は上下に間隔をおいて配置され、各受台上に前記本体がバネを介して載置され、前記バネにより前記本体の下面を前記受台の上面から離隔させる弾力が付与され、
前記蓋支持体は、上下に間隔をおいて配置される複数の支持アームを有し、前記支持アームを介して前記蓋は前記蓋支持体により支持され、
前記蓋と前記中蓋の下方に前記本体が位置するように前記ラックを移動させた後に、前記ベースに対して前記受台を上昇させることで、前記蓋により前記本体が気密状に閉鎖される請求項１〜３の中の何れか１項に記載の真空冷却用食材収納システム。