專利名稱：水中超聲波解凍機的制作方法
技術領域：
在從食品的冷凍加工物到涉及醫(yī)學臨床的生物組織等的
冷凍等冷凍物流通的現(xiàn)在，本發(fā)明針對所有領域的冷凍物， 向冰溫下的冷凍物發(fā)射多個波段的超聲波，可使外側部以及 芯部同時解凍，乂人而實現(xiàn)了原樣不變地再現(xiàn)冷凍加工物凍結 完成時的鮮度。另外，本發(fā)明不限于被解凍物和被冷凍物， 也可對放入的物品進行外表面清潔以及滅菌，清潔后能夠直 接進4亍冷凍加工。
背景技術：
現(xiàn)在的冷凍加工技術以液體和氣體作為介質，降低被冷 凍物的周圍環(huán)境溫度，能夠凍結作為商品的食品，常用的冷
工的方法、以及使用-196。C的液體氮對新鮮材料進行超低溫 瞬間冷凍加工的寺支術。
一方面，在冷凍加工之前惡劣的環(huán)境會造成鮮度變差。 比如，在赤道區(qū)域從船上卸下來的新鮮漁獲物因曝露在35。C 左右溫度下幾個小時，會使?jié)O獲物的鮮度變差。另外，至于 對貨物進行分類整理、裝箱等包裝作業(yè)要花費一定時間，會 造成鮮度變差等，甚至在氣溫低的倉庫中長時間儲藏、冷凍 也會造成鮮度變差。
另一方面，解凍的方法有長時間放在大氣中自然解凍的 方法。還有，解凍時，長時間曝露于大氣中，由于大氣的濕 度而將被解凍物的水分從其表面蒸發(fā)走。而且，蒸發(fā)時破壞 被解凍物的組織，水滴從上述被破壞的組織中流出。在這一點上，可以說水滴減少也是個問題。還有4巴一皮冷凍的烏賊、 章魚、魚類、肉類等放在持續(xù)流動的自來水下解凍的方法。 另外，等離子電荷輻射和空氣中超聲波輻射等稱之為快速解 凍的方法與使用電子微波爐解凍沒有大的差別，不適用于新 鮮的魚類和貝類的解凍。
并且，已知上述解凍技術中所需解凍時間的長短不僅成 為由鮮度變差造成品質變差的原因，而且在其他方面還引起 許多有形無形的損失，這些解凍技術也完全沒有進步。
還有，使用上述的任何冷凍加工技術進行冷凍后，除其 操作者以外沒人知道其冷凍過程，消費者和流通業(yè)者購入冷 凍物后，只有解凍后才能知道品質的惡化程度。
另外，第二天使用時，即使是在前一天解凍，有的食品經 過解凍后就不能再冷凍，此時只能做廢棄處理。
還有，在倡導節(jié)能的今天，減輕電力消耗是所有電器裝 置的共同目標。
再有，作為以往解凍技術的空氣中自然解凍是以大氣中 的空氣為媒介，利用溫度差來解凍冷凍物的方法。但是，因 為是在空氣中，即使發(fā)射磁控管發(fā)熱頻率以外的各種頻率， 由于能量傳遞力弱也不能縮短解凍時間。
另外，采用可以說與長時間放置于空氣中的方法一樣的 溫度差解凍法，由于附著在被冷凍物上的雜菌和病原菌也會 發(fā)生繁殖，因此較為危險。
對此，為了抑制菌類的繁殖而有進行真空包裝的方法， 但是即使采用真空包裝，也不能縮短解凍時間。
在流通企業(yè)、食品業(yè)界，預測第二天的銷售預定量，從 前一天起便要花費長時間進行解凍。因此，如果解凍量不足， 則將貨品放在水池中，一邊放著自來水一邊進行解凍。 一方面，若解凍食品過剩，大多數(shù)食品不能再冷凍，這樣只能作 廢棄處理。另一方面，有的食品需要瞬間的再冷凍，但由于 一般家庭、店鋪等沒有相應的設備，只有放入冷凍庫中冷凍 十幾個小時，但是這樣一來，作為食品的價值完全損失。
因此，為了解決由于上述以往的解凍方法帶來的問題， 本申請人發(fā)明了水中超聲波解凍機。水中超聲波解凍機是在 比具有空氣中更高的溫度傳導率的水中解凍被解凍物的裝 置。這時，水中超聲波解凍機是向放置在促進解凍的水中的 被解凍物發(fā)射由超聲波振動器產生的超聲波，對被解凍物的 水分子施加動能，使其溫度上升而進行解凍的裝置。另外， 這個發(fā)明通過在放置被解凍物的水中添加乙醇，可實現(xiàn)滅除 被解凍物外表面的細菌。
可是，根據(jù)上述的發(fā)明，存在放置的被解凍物與發(fā)射超 聲波的超聲波振動器直接接觸的問題。為此，超聲波不能波 及水中全域，存在一皮解凍物一皮部分解凍的問題。
另外，即使是空氣中自然解凍，也是從外表面向作為芯 部的中心逐漸解凍。為了快速解凍中心部分，可以考慮放置 于溫度高的空氣中的方法，但是使用這種方法時，由于解凍 物表面的溫度升高，會引起鮮度變差。
所以，解凍的理念是將被解凍物的中心部分和外側同時 解凍。即，以往的解凍方法可以解凍，但是完全不存在可同 時解凍^皮解凍物的中心部分和外側的方法。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明以提供可同時解凍被解凍物的中心部分和 外側的裝置作為課題。
為解決上述課題，技術方案l的發(fā)明為一種水中超聲波解凍機，該水中超聲波解凍機具有解凍處理槽、水中超聲波振 動器、溫度調節(jié)機以及控制裝置，該解凍處理槽中填充解凍 處理水；該水中超聲波振動器固定在上述解凍處理槽的內表
面，并發(fā)射超聲波；該溫度調節(jié)機具有檢測上述解凍處理水 的溫度的溫度傳感器，將上述解凍處理水調節(jié)至規(guī)定的溫度； 該控制裝置控制上述水中超聲波振動器；其特征在于，具有 使放置在上述解凍處理層內的被解凍物與上述水中超聲波振 動器保持隔離狀態(tài)的隔離保持機構。
根據(jù)本發(fā)明的水中超聲波解凍機，可防止被放置在解凍 處理槽中的被解凍物與被配置在解凍處理槽內的水中超聲波 振動器的超聲波發(fā)振部位相接觸時，僅僅使該接觸的部位先 行解凍，以及使對解凍處理水全域的振動損耗等情況的發(fā)生。
技術方案2的發(fā)明為根據(jù)上述技術方案l中所述的水中超 聲波解凍機，其特征在于，上述間隔保持機構是與上述解凍 處理層內周側的側面和底面保持 一 定的距離并覆蓋該側面和 底面的網(wǎng)纟犬才反。
技術方案3的發(fā)明為根據(jù)上述技術方案1中所述的水中超 聲波解凍機，其特征在于，上述間隔保持機構是被配置在上 述解凍處理層內并可放入被解凍物的網(wǎng)狀籠。
技術方案4的發(fā)明為根據(jù)上述技術方案3中所述的水中超 聲波解凍機，其特征在于，上述的網(wǎng)狀籠是在上述解凍處理 層內可轉動的網(wǎng)狀籠。
技術方案5的發(fā)明為根據(jù)上述技術方案l中所述的水中超 聲波解凍機，其特征在于，上述的解凍層是多層壁結構。
技術方案6的發(fā)明為根據(jù)上述技術方案2中所述的水中超 聲波解凍機，其特征在于，上述的多層壁間是真空的。
技術方案7的發(fā)明為根據(jù)上述技術方案1中所述的水中超聲波解凍機，其特征在于，配備有多個上述的超聲波振動器。 上述的多個超聲波振動器中的部分超聲波振動器的振動頻率
是25kHz ~ 300kHz ，其他超聲波振動器的振動頻率是 300kHz ~ 2000kHz。
技術方案8的發(fā)明為根據(jù)上述技術方案1中所述的水中超 聲波解凍機，其特征在于，具有使填充于上述解凍處理槽中 的解凍處理水進行循環(huán)的循環(huán)泵。
根據(jù)本發(fā)明，具有以下的效杲
雖然被解凍物解凍完成時刻是指完成被解凍物的芯部解 凍的時刻，但從水中超聲波振動器發(fā)出的超聲波能量借助覆 蓋在被解凍物周圍的高傳導性解凍處理水，從被解凍物的外 表面?zhèn)鞯阶鳛橹行牡男静俊?br> 還有，外表面接受到的能量也比芯部接受到的能量大， 先開始解凍。并且，對于解凍了的食品的組織，因為超聲波能 量傳導率的下降，使解凍了的外表面成為延緩芯部解凍速度的 原因。另一方面，當芯部解凍完畢時，外表面已接受了超過需 要的能量。
因此，本發(fā)明通過在被解凍物周圍設置大約-5。C水溫的 解凍處理水，以延緩被解凍物外表面的解凍速度，可防止由于 外部側過量加熱而造成鮮度變差，并且可防止中心部的芯部的
解凍速度的遲緩。
另外，本發(fā)明把以往以空氣為熱傳導媒體的空氣中解凍 放在比空氣熱傳導率更好的水中進行解凍。據(jù)此，即使不經 過解凍所需時間長的空氣中自然解凍，也可以短時間解凍， 而沒有必要進行事先解凍。


圖l是實施方式的水中超聲波解凍機l的側面剖視圖。 圖2是圖l中表示的水中超聲波解凍機的正面剖視圖。 圖3是變更了隔離保持機構的實施方式的水中超聲波解凍 機l的側面剖一見圖。
圖4是用金屬網(wǎng)傳送機18解凍的水中超聲波解凍機1的剖 面?zhèn)萐見圖。
圖5是用冷介質的實施方式的水中超聲波解凍機l的剖面
側視圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明實施方式的水中超聲波解凍機l 進行說明。圖l是實施方式的水中超聲波解凍機l的側面剖視 圖。圖2是圖1中表示的水中超聲波解凍機的正面剖視圖。圖3 是變更了隔離保持機構的實施方式的水中超聲波解凍機l的 側面剖視圖。圖4是用金屬網(wǎng)傳送機解凍的水中超聲波解凍機 l的剖面?zhèn)纫晥D。圖5是用冷介質的實施方式的水中超聲波解 凍才幾l的剖面?zhèn)纫灰妶D。
實施方式的水中超聲波解凍機l以自由開閉的方式安裝 了解凍處理槽10和解凍處理槽蓋12。該解凍處理槽10在其內 表面具有水中超聲波振動器ll;該解凍處理槽蓋12閉塞上述 解凍處理槽10的開口。另外，水中超聲波解凍機l具有控制裝 置14、溫度調節(jié)機30以及循環(huán)泵31。該控制裝置14控制水中 超聲波振動器ll的運轉；該溫度調節(jié)機30調整填充到解凍處 理槽10中的解凍處理水20的水溫；該循環(huán)泵31使解凍處理水 2 0進行循環(huán)，該解凍處理水2 0的溫度通過上述溫度調節(jié)機3 0 調節(jié)為規(guī)定的水溫。此外，作為隔離保持機構，裝配了網(wǎng)狀 板15。這里，水中超聲波解凍機l的形狀、大小是自由的。由此， 作為家庭用，有冰箱內置型、水槽內置型以及小型臺式等。 作為生產用，可根據(jù)設置場所、解凍處理用、物性以及作業(yè) 控制等而改變形狀。
此外，無論解凍處理槽10的形狀如何，優(yōu)選是絕熱結構。 因為它能防止注入在解凍處理槽10中的解凍處理水20的水溫 上升。因此，作為絕熱結構，例如可將解凍處理槽做成多層 壁，進而將上述多層壁間做成真空。
水中超聲波振動器ll的頻率設定在從25kHz至2000kHz 的范圍內。雖存在著個人差異，但人類可聽音波長帶域為 20Hz ~ 20kHz的范圍，從對影響人體的觀點出發(fā)而不被使用。 另一方面，如果頻率升高，超聲波振動能量的熱轉換將變大， 隨著被解凍物的溫度上升，保持解凍處理水的冰解溫度會變 得困難，所以將使用的超聲波振動器的頻率設定為到 2000kHz為止。再有，也可以配置多個兩種以上不同頻率的 水中超聲波振動器ll。
在解凍處理槽10的內表面和浮游防止突起部13的側面 上，按照各個面的面積和形狀來配置由控制裝置14控制的多 個水中超聲波振動器ll。
解凍處理水20為相對于純水容量添加比例為15%的乙醇 的混合液。據(jù)此，即使水溫是-5°C,解凍處理水20也不會凍 結，被解凍物2在冰溫的水中可以解凍。
此外，由于在解凍處理水20中添加了乙醇，能夠做到殺 滅附著在被解凍物2上的雜菌，如果設置氯/臭氧添加裝置或 水中紫外線滅菌燈，可以更進一步提高滅菌效果。
另外，未圖示的溫度傳感器從防止振蕩方面考慮采用了 Q.25。C溫差控制的熱敏電阻，但在釆用感知誤差為4°C左右的雙金屬時，需要添加相對于純水容量比例為20%的乙醇，以使 水溫到-10。C也不凍結。
再有，若》文入于解凍處理水20即乙醇水中的被解凍物上
浮，將減少了由水中超聲波振動器ll產生的解凍效果。為了
防止上述現(xiàn)象，在解凍處理槽蓋12上設置了向解凍處理槽突 起的浮游防止突起部13。
另外，在上述浮游防止突起部13中裝有水中超聲波振動 器ll的情況下，為了防止上浮的被解凍物2部分解凍，最好在 浮游防止突起部13的側面也設置網(wǎng)狀板15。
并且，被解凍物2的解凍起始溫度為大約-5。C左右，因 而將解凍處理水20的水溫設定為-8°C,水中超聲波振動器ll 將具有相當于-5。C的發(fā)熱能量的振動能量施加給被解凍物 2。
在此，沒有對發(fā)射振動能量的水中超聲波振動器ll發(fā)射 的頻率選擇作限制，可以范圍廣泛地選擇。此外，因為水中振 動能量與磁控管微波爐的波長帶不同，因此不會影響被解凍物 2的生體組織，也不會損傷冷凍時的鮮度。
從保持被解凍物2的鮮度方面出發(fā)，解凍處理水20的水溫 必須為-5°C,而由溫度調節(jié)機30將該溫度調節(jié)機30設定為上 述的-5°C。為使解凍處理槽10中的解凍處理水20的水溫均勻 化，需要設置循環(huán)泵31。
圖l所示的隔離保持機構是網(wǎng)狀板15，但是并不限于此。 在配備網(wǎng)狀板15的情況下，通過將網(wǎng)狀板15與水中超聲波振 動器ll的間隔設定為20mm,能夠整體均等的解凍。此外，設 置水中回轉式網(wǎng)狀籠17。由此，通過力文入有^皮解凍物2的回轉 式網(wǎng)狀籠17的回轉，能夠避免部分照射。再有，設置金屬網(wǎng) 狀傳送機18，通過移動被解凍物2來進行解凍，能夠避免部分解凍。
以上，采用網(wǎng)狀板15、回轉式網(wǎng)狀籠17、金屬網(wǎng)狀傳送 機1 8等的隔離保持機構，能夠防止放置在解凍處理槽1中的被
解凍物2受到超聲波的部分照射，而不發(fā)生部分解凍。
其他，如果在解凍處理水20中設置水中紫外線滅菌燈16， 安全性將進一步提高。也可以在解凍處理水中添加臭氧除菌 裝置或氯除菌裝置，以代替水中紫外線滅菌燈16。
另外，為了應用本發(fā)明實施方式的溫度調節(jié)機30、循環(huán) 泵31、回轉式網(wǎng)狀籠17以及金屬網(wǎng)狀傳送機上使用的回轉驅 動電機，通過皮帶輪將皮帶和發(fā)電機40的回轉軸與各電機驅 動軸相連4^。由此，可以抑制電力的消一毛。 根據(jù)本發(fā)明，可以得到以下效果
根據(jù)本發(fā)明，因為是在冰溫以下的解凍處理水20中通過 由超聲波產生的振動能量進行解凍，所以被解凍物2的鮮度不 會惡化。此外，也能夠縮短解凍時間。被解凍物也沒有種類 的選擇限制，不只限于鮮魚，肉類、新鮮的蔬菜等也可以使 用。
在此，將在白米飯上放上日本芥末和各種材料而捏成的 壽司放入真空包裝袋進行快速冷凍，壽司團成為冷凍加工物， 但根據(jù)本發(fā)明，15分鐘就能夠解凍，在日本捏成的壽司可以 在世界各國被食用。
另外，解凍后立即食用的場合，如果將解凍處理水的水溫 設定為常溫或35。C左右，用10分鐘就能夠解凍。
此外，即使出現(xiàn)了前一天事先解凍卻沒有使用完的解凍 物，如果添加相對于純水的容量比例為59.999%的乙醇，可以 將解凍處理水冷凍到-50。C以下。
將真空包裝的頭尾長度為30cm的冷凍鯛魚進行解凍，解凍處理水的水溫設定為-5°C,作為實驗結果，使鯛魚的芯部
溫度為-5。C時，大約需要15分鐘。但是，使用了兩種水中超 聲波振動器ll，其水中超聲波振動器ll的頻率為35kHz和 1500kHz。
另外，根據(jù)以往的空氣中自然解凍，有由于解凍物表面 的水分蒸發(fā)造成組織變性以及從被解凍物流出水滴等問題。
如果根據(jù)本發(fā)明，則不會發(fā)生這樣的問題。
在飯店的廚房等，可以在接受了客人的點菜之后進行解 凍，能夠避免作為以往方式的從前一天開始的事先解凍。再 有，也可以避免因多余的解凍后不能再冷凍的被冷凍物被廢 棄處理而造成經濟上的損失。
根據(jù)超聲波振動產生的水中波動解凍，能夠洗凈附著在 被解凍物2表面上的雜菌類等其他物質。而且，乙醇也可以滅 菌，可對被解凍物進行衛(wèi)生管理。
即使對于附著在生鮮蔬菜類上的看不見的農藥，因為在 乙醇水內使用超聲波進行解凍，可以洗凈附著在表面的農藥， 也涉及到安全性的提高。
即使由于牡丹蝦的解凍造成其外殼發(fā)黑，如果通過本發(fā) 明進行解凍，可以保持在紅色的狀態(tài)下解凍。
帶殼的冷凍蟹通常除煮沸處理之外只有解凍方法。通過 本發(fā)明，用15分鐘便能夠解凍。另外，蟹體還未煮好，就可 以提供好吃的蟹鉗。
以往， 一旦將鮑魚冷凍了再解凍，因為肉質硬化而不能 作為壽司的材料。但是，通過本發(fā)明，即使將活的鮑魚冷凍、 解凍，不會產生肉質硬化，可以提供作為壽司的材料。
此外，芯部的溫度如果是-5。C左右，沙丁魚、鰈魚等的 魚段在短時間內可以解凍。除此之外，也可對生魚片的配菜、日本芥末、味濃或味淡醬油等進行冷解凍，由此，生魚片的 套餐可流通于世界各國。
利用作為本發(fā)明結構的水中回轉式網(wǎng)狀籠17或金屬網(wǎng)狀
傳送機、溫度調節(jié)機30中使用的電動機的回轉，也可進行發(fā)電。
作為解凍處理槽的材質，優(yōu)選SUS304或SUS316的不銹 鋼材料，但也可以使用強化塑料。
另外，在家庭中使用本發(fā)明的場合，為謀求本發(fā)明的小 型化，也可以不設置溫度調節(jié)機30,因為解凍處理水在常溫 下也可以解凍被解凍物。但是，為了保持被解凍物2的鮮度， 在解凍處理水20中放入冰的冷介質，將水溫設置為冰溫為宜。
權利要求
1.一種水中超聲波解凍機，該水中超聲波解凍機具有解凍處理槽、水中超聲波振動器、溫度調節(jié)機以及控制裝置，該解凍處理槽中填充解凍處理水；該水中超聲波振動器固定在上述解凍處理槽的內表面，并發(fā)射超聲波；該溫度調節(jié)機具有檢測上述解凍處理水溫度的溫度傳感器，將上述解凍處理水調節(jié)至規(guī)定的溫度；該控制裝置控制上述水中超聲波振動器；其特征在于，該水中超聲波解凍機具有使被放置在上述解凍處理層內的被解凍物與上述水中超聲波振動器能夠保持隔離狀態(tài)的隔離保持機構。
2. 根據(jù)權利要求l所述的水中超聲波解凍機，其特征在 于，上述間隔保持機構是與上述解凍處理層內周側的側面和底 面保持一定的距離并^隻蓋該側面和底面的網(wǎng)狀4反。
3. 根據(jù)權利要求l所述的水中超聲波解凍機，其特征在 于，上述間隔保持機構是配置在上述解凍處理層內并可放入被 解凍物的網(wǎng)狀籠。
4. 根據(jù)權利要求3所述的水中超聲波解凍機，其特征在 于，上述的網(wǎng)狀籠是在上述解凍處理層內可回轉的網(wǎng)狀籠。
5. 根據(jù)權利要求l所述的水中超聲波解凍機，其特征在 于，上述的解凍層是多層壁結構。
6. 根據(jù)權利要求2所述的水中超聲波解凍機，其特征在 于，上述的多層壁間是真空的。
7. 根據(jù)權利要求l所述的水中超聲波解凍機，其特征在 于，配備有多個上述的超聲波振動器，上述的多個超聲波振動 器中的部分超聲波振動器的振動頻率是25kHz 300kHz,其他 超聲波振動器的振動頻率是300kHz 2000kHz。
8. 根據(jù)權利要求l所述的水中超聲波解凍機，其特征在 于，具有使填充到上述解凍處理槽中的解凍處理水進行循環(huán)的循環(huán)泵。
全文摘要
本發(fā)明提供一種水中超聲波解凍機，該水中超聲波解凍機以被解凍物的中心部分和外側部分同時解凍為目的。該水中超聲波解凍機具有解凍處理槽、水中超聲波振動器、溫度調節(jié)機以及控制裝置。該解凍處理槽注入解凍處理水；該水中超聲波振動器固定在上述解凍處理槽的內表面，并發(fā)射超聲波；該溫度調節(jié)機具有檢測上述解凍處理水的溫度的溫度傳感器，將上述解凍處理水調節(jié)至規(guī)定的溫度；該控制裝置控制上述水中超聲波振動器；其特征在于，該水中超聲波解凍機具有使被放置在上述解凍處理層內的被解凍物與上述水中超聲波振動器保持隔離狀態(tài)的隔離保持機構。
文檔編號A23L3/365GK101297657SQ20081008925
公開日2008年11月5日 申請日期2008年4月25日 優(yōu)先權日2007年5月5日
發(fā)明者竹中伸太郎 申請人:伸洋產業(yè)株式會社