JPH0473582A

JPH0473582A - チルド・パーシャル領域における食品保存の制御装置

Info

Publication number: JPH0473582A
Application number: JP18309090A
Authority: JP
Inventors: Noboru Masuda; 昇増田; Teruo Negishi; 根岸　照雄
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1990-07-11
Filing date: 1990-07-11
Publication date: 1992-03-09
Anticipated expiration: 2010-08-16
Also published as: JPH0776664B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、含水分糸食品をチルド・パーシャル温度領域
で保存する食品保存の制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

食品の貯蔵方法として、低温貯蔵が広（行われている。

この低温貯蔵には冷蔵貯蔵と冷凍貯蔵とがあり、冷蔵貯
蔵は、冷蔵庫の温度を３　”Ｃ〜５　”Ｃに保って食品
を貯蔵するものであり、冷凍貯蔵は、冷凍庫内の温度を
ほぼ一１８°Ｃに制御して食品を貯蔵するものである。

しかし、冷蔵貯蔵は、安定した温度の維持が難しいため
、食品が傷みやすく長期保存ができないという問題があ
り、また、冷凍貯蔵は、庫内温度が過度に低く食品に含
有する水分が完全に氷結するために、食品の細胞が破壊
され、解凍しても完全に元の状態に回復せず、体液の流
出が生じ品質が低下してしまうという問題がある。

最近においては、前記冷蔵貯蔵と冷凍貯蔵の欠点を解消
し、冷蔵貯蔵と冷凍貯蔵のそれぞれの長所を活かしたチ
ルド制御とパーシャル制御による食品保存法が採用され
つつある。チルド制御方式は、冷蔵庫内の温度をＯ′Ｃ
前後に保って保存するもので、凍結に通しない例えばヨ
ーグルトや豆腐等の食品の貯蔵に適しており、また、パ
ーシャル制御法は冷蔵庫内の温度を一３°Ｃ近辺の温度
に保って保存するもので、畜肉、鮮魚等、凍結可能な食
品の貯蔵に適している。このような、チルド。

パーシャル制御を行えば、鮮度や品質を維持して比較的
長く食品を貯蔵することができる。

この種のチルド・パーシャル制御は、通常、冷蔵庫内の
複数の箇所にサーミスタや熱電対等の温度センサを配置
し、これらの温度センサからの温度検出信号に基づき、
冷蔵庫内の温度をチルドあるいはパーシャルの設定温度
に制御するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、冷蔵庫内の温度を検出して食品貯蔵を行
う方式は、庫内の温度と実際に貯蔵されている食品の温
度にずれがあり、しかもその温度のずれが貯蔵食品の種
類や重量、含水状態および熱伝導率によって異なるため
、庫内の温度を検出して間接的に食品の温度をチルドあ
るいはパーシャルの設定温度に保存するのが難しいとい
う問題があった。

本発明は上記従来の課題を解決するためになされたもの
であり、その目的は、被検出体としての食品をチルドあ
るいはパーシャルの設定温度により正確に保存すること
ができるチルド・パーシャル領域における食品保存の制
御装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するために、次のように構成さ
れている。すなわち、本発明の装置は、第１に、加熱と
冷却が可能な熱源装置を備えた貯蔵庫内に配設されるベ
クトルインピーダンスの電極検出部と、この電極検出部
の上側に載せられる被検出体の温度変化に対応する検出
信号を電極検出部から受けて被検出体のベクトルインピ
ーダンスを検出するベクトルインピーダンス検出器と、
このベクトルインピーダンスの検出信号に基づいて前記
熱源装置の動作を制御し被検出体をチルド・パーシャル
領域の設定温度に保つ制御部とを有することを特徴とし
て構成されており、また、本発明の装置は第２に、前記
発明のベクトルインピーダンスの電極検出部とベクトル
インピーダンス検出器の他に、貯蔵庫内の温度を検出す
る温度センサと、この温度センサの温度検出信号と前記
ベクトルインピーダンス検出器からのベクトルインピー
ダンス検出信号とを時系列的に取り出すスイッチとを備
え、このスイッチから時系列的に出力される温度検出信
号とベクトルインピーダンス検出信号に基づいて前記熱
源装置の動作を制御し被検出体をチルド・パーシャル領
域の設定温度に保つ制御部とを有することを特徴として
構成されている。

〔作用〕

本発明では、貯蔵庫内の電極検出部の上側に含水分糸食
品を被検出体として載せ、熱源装置を駆動して庫内の温
度を下げてゆくと、被検出体内の誘電率が変化し、この
誘電率の変化に対応する静電容量の変化と電気抵抗の変
化とが電極検出部により検出され、これらの検出信号は
ベクトルインピーダンス検出器に加えられる。ベクトル
インピーダンス検出器は前記検出信号に基づきベクトル
インピーダンスを時々刻々求め、そのベクトルインピー
ダンスの検出信号を制御部に加える。制御部は前記ベク
トルインピーダンスの検出信号の情報と場合によっては
庫内の温度情報とを取り入れて熱源装置の動作を制御し
、貯蔵庫内の被検出体の温度をチルドあるいはパーシャ
ルの設定された制御温度に保つ。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
１図には本発明装置の一実施例の構成が示されている。

同図において、貯蔵庫１には開閉扉（図示せず）が付い
ており、この扉を開閉して被検出体としての食品の出し
入れができるようになっている。

貯蔵庫１内には熱交換器２とヒータ３が備えられており
、熱交換器２は冷凍機４に接続され、この冷凍機４から
供給される冷媒を通すことで庫内の冷却を行うようにな
っており、また、ヒータ３はその発熱により庫内の温度
を高めるようになっており、これらヒータ３と冷凍機４
の動作は制御ユニット５によって制御されている。

また、庫内には保持台６が設けられている。この保持台
６の上側に電極検出部７が配設されており、この電極検
出部７の上側に直接接触させであるいは薄い絶縁物を介
して蓄肉、鮮魚、野菜等の含水分糸食品、本実施例では
蓄肉が被検出体８として静置されている。そして、貯蔵
庫１内にはさらに庫内の温度を検出するサーミスタや熱
電対等からなる温度センサ１３が配置されている。

前記電極検出部７は様々な形態に形成できるものであり
、その−例が第２図に示されている。この電極検出部７
は基板９０表面に検出電極１０とアース電極１１とを微
小間隙１２を介して形成したものであり、前記被検出体
８は検出電極１０とアース電極１１にまたがって載置さ
れている。

前記電極検出部７と温度センサ１３の検出信号の処理と
庫内の温度制御は、ベクトルインピーダンス検出器Ｉ４
と、温度検出器１５と、アナログスイッチ１６と、Ａ／
Ｄ変換器１７と、マイクロコンピュータ１８と、制御ユ
ニット５とによって行われている。

被検出体８は温度変化により誘電率と抵抗値を変化させ
る。ベクトルインピーダンス検出Ｗ１４は、検出電極Ｉ
Ｏとアース電極１１間に電界を発生させ、その電界を被
検出体８の内部に通すことにより被検出体８の誘電率の
変化を検出電極１ｏとアース電極１１間の静電容量の変
化として検出し、その静電容量の検出信号はベクトルイ
ンピーダンス検出器１４に加えられる。また、検出電極
１０とアース電極１１間に被検出体８を通る定電流を流
すことにより被検出体の抵抗変化が検出され、その検出
信号が同様に電極検出部７からベクトルインピーダンス
検出器１４に加えられる。ベクトルインピーダンス検出
器１４は、前記検出電極１０とアース電極１１間に電界
を発生させ、かつ、検出電極１０とアース電極１１間に
定電流を供給する電源装置と、前記電極検出部７で検出
される静電容量の検出成分と抵抗値の検出成分とを例え
ば時系列的に取り込んでベクトルインピーダンスを算出
し、その算出結果を電圧値で出力するベクトルインピー
ダンスの算出部とを備えている。一般に、検出電極１０
とアース電極１１間に検出される静電容量をＣとすれば
、この静電容量に対するインピーダンスｘｃはＸ　ｃ　
＝　１／　Ｊωにεとして表される。

ただし、ωは発振周波数の角周波数、ｋは定数、εは被
検出体の誘電率である。

また、電極１０．１１間で検出される抵抗値をＲ８とす
れば、ベクトルインピーダンスＸはＸ＝（（１／ｊωに
ε）！＋Ｒ，！）　１／２　として一般式として算出さ
れるが、実際には、静電容量の検出成分と抵抗値の検出
成分はともに電圧信号として出力され、その電圧信号の
処理により前記ベクトルインピーダンスＸが求められて
いる。

前記温度検出器１５は温度センサ１３で得られる温度検
出の信号を定電流回路網等によりレベル電圧信号に変換
してこれを出力する。アナログスイッチエ６は前記ベク
トルインピーダンス検出器１４から加えられるベクトル
インピーダンス検出（算出）信号と、温度検出器１５か
ら加えられる温度検出信号とをスイッチ切り換えにより
時系列的に交互に取り込み、これをＡ／Ｄ変換器１７に
加える。Ａ／Ｄ変換器１７はこのアナログスイッチ１６
から加えられるアナログ信号をデジタル信号に変換して
マイクロコンピュータ１８に加えるものである。

マイクロコンピュータ１８はマイクロプロセッサ２０に
必要に応じ記憶素子２１や演算素子２２や図示されてい
ない表示素子等を結合したものであり、マイクロプロセ
ッサ２０には被検出体８をチルド・パーシャル制御の設
定温度に保存するための制御ユニット５の運転状態のプ
ログラムが内蔵されている。被検出体を例えば第３図に
示すように、室温の初期状態からチルドあるいはパーシ
ャルの設定温度Ｔ０に冷却する場合、被検出体８の傷み
を避けるためには、できるだけ短時間のうちに室温から
設定温度Ｔ０に象、冷するのが望ましい。しかし、あま
り急速に過冷却すると、冷却の途中で被検出体８が完全
に凍結してしまい、細胞が破壊されて品質が低下すると
いう問題が生じる。このことから、庫内の冷却に際して
は初期温度状態から細胞の破壊を生しさせない状態でで
きるだけ急速にチルドあるいはパーシャルの設定温度Ｔ
０に冷却するのが望ましく、この好適な冷却運転状態の
曲線（プログラム〉がマイクロプロセッサ２０に与えら
れている。

演算素子２２は前記プログラムにしたがって制御を行う
ために必要な微分や積分演算を行う。また、記憶素子２
１は、例えば、温度検出器１５から加えられる庫内の検
出温度とプログラムで与えられた冷却運転曲線の制御履
歴を記憶する。この記憶情報に基づき、マイクロプロセ
ッサ２０はプログラムの修正を行い、学習機能を発揮し
て、例えば途中で庫内の扉が開けられたとき等の履歴を
も考慮に入れてより好適な庫内の冷却運転曲線を作り出
す。

マイクロプロセッサ２０は前記アナログスイッチ１６の
スイッチ切り換えの時間を制御するとともに、Ａ／Ｄ変
換器１７から加えられるベクトルインピーダンスの検出
信号と庫内の温度検出信号とを時系列的に取り入れ、庫
内の温度を最適冷却温度曲線に沿うようにプログラムに
したがって制御信号を制御ユニット５に加える。制御ユ
ニット５はこのマイクロプロセッサ２０から加えられる
制御信号にしたがって冷凍機４とヒータ３の動作を制御
し、被検出体８をチルドあるいはパーシャルの所望の制
御設定温度Ｔ０に保つのである。

本実施例によれば、上記のように、被検出体８の温度変
化を直接的にベクトルインピーダンスの変化として検出
し、この検出結果を取り入れて貯蔵庫１内の温度制御を
行っているから、従来の装置のように、温度センサのみ
によって庫内の温度を間接的に検出して温度制御を行う
方式に比べ、設定温度に対する被検出体の温度のずれを
小さくすることができ、これにより、被検出体のチルド
あるいはパーシャル制御の精度を高め、高鮮度、高品質
の状態で食品を保存することができる。しかも、ベクト
ルインピーダンスの検出に際し、電極１０．１１間の電
界は被検出体８の内部に入り込むから、被検出体８０表
面から内部にかけての総合的な温度情報を取り入れるこ
とができ、温度制御の確実性をより高めることができる
。

また、ベクトルインピーダンスは被検出体のＯ”ｃＴ：
ｉ、激な変化を起こすことから、そのベクトルインピー
ダンスの急激な変化を検知してこれを被検出体の０°Ｃ
の基準点として冷却運転のプログラムを作ったり修正す
ることが可能となり、これによりチルドあるいはパーシ
ャルの温度制御をより効果的に行うことができる。

第４図は本実施例の装置を利用してパーシャル制御を行
った実験結果を示したものである。この実験では、被検
出体として、小容器に入れられた水位６印の純水を用い
、容器の底部と純水の中央中間部と、純水の側面下部に
それぞれ温度センサを挿入し、前記温度センサ１３によ
り得られる庫内の温度と純水の各位置における温度とを
貯蔵庫ｌの冷却経過時間に対してモニタし、これを縮軸
にブロンドしたものである。この実験結果によれば、庫
内の温度がパーシャル制御の設定温度に急冷した後に、
被検出体は徐々に設定温度に近づき、冷却経過時間が３
時間のほぼ手前の位置で被検出体は純水の状態から微凍
結状態のパーシャル区間に入り、被検出体の各部分の温
度がほとんどばらつきなく一定に冷却保存されており、
非常に良い制御能を持つことを確認することができた。

なお、本発明は上記実施例に限定されることばなく、様
々な実施の態様を採り得る。例えば、上記実施例では、
Ａ／Ｄ変換器Ｉ７の出力信号をマイクロコンピュータ１
Ｂに導いているが、制御ユニット５にマイクロプロセッ
サ２０等の回路が内蔵されている場合には、Ａ／Ｄ変換
器１７からの信号を制御ユニット５に導いて冷凍機４と
ヒータ３の動作制御を行うことができる。

また、上記実施例では、Ａ／Ｄ変換器１７によりアナロ
グ信号をデジタル信号に変換して信号処理しているが、
このＡ／Ｄ変換器１７を省略し、アナログ信号を用いて
信号処理するようにしてもよい。

この場合は、例えば、アナログスイッチ１６から得られ
るアナログ電圧レベルを利用し、このレベルがスレッシ
ュホールド電位を越えるか否かによって制御ユニット５
にオン・オフ制御を行わせることができる。

〔発明の効果〕

本発明は、被検出体のベクトルインピーダンスを直接検
出し、このベクトルインピーダンスの検出信号の情報を
利用して貯蔵庫のチルドあるいはパーシャル制御を行う
ように構成したものであるから、貯蔵庫に保存される含
水系食品をチルドあるいはパーシャルの制御設定温度と
大きくずれることなく冷却保存することが可能となり、
これにより、貯蔵食品の鮮度と品質を安定に維持するこ
とが可能となる。

また、被検出体のベクトルインピーダンスヲ直接検出し
、その情報を利用して温度制御を行うものであるから、
前記の如く被検出体の温度を設定温度に対してほとんど
ずれなく制御できるので、温度制御のエネルギに無駄が
なく、省エネルギ効果を持つチルド・パーシャル制御装
置を容易に提供することが可能となり、また、装置構成
も簡易であるので、この優れた本発明の装置を安価に提
供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック構成図、第２
図は同実施例を構成する電極検出部の一例を示す平面図
、第３図は庫内の温度に対する制御ユニットの運転状態
を示す説明図、第４図は同実施例ｇｌを用いた純水のパ
ーシャル制御の実験結果を示すグラフである。１・・・貯蔵庫、２・・・熱交換器、３・・・ヒータ、
４・・・冷凍機、５・・・制御ユニット、６・・・保持
台、７・・・電極検出部、８・・・蓄肉（被検出体）、
９・・・蓋板、１０・・・検出電極、１１・・・アース
電極、１２・・・微小間隙、１３・・・温度センサ、１
４・・・ベクトルインピーダンス検出器、１５・・・温
度検出器、１６・・・アナログスイッチ、１７・・・Ａ
／　Ｄ　変換器、１８・・・マイクロコンピュータ、２
０・・・マイクロプロセッサ、２１・・・記憶素子、２
２・・・演算素子。第　１　図出願人　　株式会社　打出製作所代理人　　弁理士　　五十嵐　清第箒図図第回

Claims

【特許請求の範囲】

（１）加熱と冷却が可能な熱源装置を備えた貯蔵庫の庫
内に配設されるベクトルインピーダンスの電極検出部と
、この電極検出部の上側に載せられる被検出体の温度変
化に対応する検出信号を電極検出部から受けて被検出体
のベクトルインピーダンスを検出するベクトルインピー
ダンス検出器と、このベクトルインピーダンスの検出信
号に基づいて前記熱源装置の動作を制御し被検出体をチ
ルド・パーシャル領域の設定温度に保つ制御部とを有す
るチルド・パーシャル領域における食品保存の制御装置
。
（２）加熱と冷却が可能な熱源装置を備えた貯蔵庫の庫
内に配設されるベクトルインピーダンスの電極検出部と
、この電極検出部の上側に載せられる被検出体の温度変
化に対応する検出信号を電極検出部から受けて被検出体
のベクトルインピーダンスを検出するベクトルインピー
ダンス検出器と、貯蔵庫内の温度を検出する温度センサ
と、この温度センサの温度検出信号と前記ベクトルイン
ピーダンス検出器からのベクトルインピーダンス検出信
号とを時系列的に取り出すスイッチと、このスイッチか
ら時系列的に出力される温度検出信号とベクトルインピ
ーダンス検出信号に基づいて前記熱源装置の動作を制御
し被検出体をチルド・パーシャル領域の設定温度に保つ
制御部とを有するチルド・パーシャル領域における食品
保存の制御装置。