JP2007155290A - 加熱手段を備えたストレーナー、ならびに、凍結濃縮汁の解凍システム及びその解凍方法 - Google Patents

Abstract

【課題】氷塊の閉塞を防止可能な加熱手段を備えたストレーナーを提供し、かつ、解凍のための熱エネルギーを節約でき、解凍時間を短縮でき、更に、得られる解凍濃縮汁の低温保持による濃縮汁の品質劣化を防止できる、凍結濃縮汁の解凍システム及びその解凍方法を提供する。
【解決手段】流入側に出し入れ可能に配設され、流入側に滞留する氷塊を解凍する加熱手段を備えたストレーナー。凍結した濃縮汁の氷塊を破砕するアイスクラッシャーと、アイスクラッシャーによって破砕された破砕物中の破砕氷塊を解凍するストレーナーと、を備えた凍結濃縮汁の解凍システムであって、ストレーナーが、その流入側に滞留する前記破砕氷塊を解凍する加熱手段を備える凍結濃縮汁の解凍システム。
【選択図】図１

Description

本発明は、氷塊を含有する流体物を処理するストレーナーに関し、詳細には、ストレーナーの流入側に氷塊を解凍する加熱手段を備えたストレーナーに関する。更に、本発明は、果物汁や野菜汁の凍結濃縮汁の解凍システム及び解凍方法に関し、詳細には、アイスクラッシャーによって破砕された破砕物中の氷塊を解凍する加熱手段を流入側に有するストレーナーを用いた凍結濃縮汁の解凍システム及び解凍方法に関する。

果物ジュースや野菜ジュースの製造においては、果物や野菜を破砕、切断した後にこれを搾汁した搾汁液が用いられる。これら搾汁液は、保管や運搬の便宜を考慮して濃縮汁とするため濃縮される。搾汁液の濃縮方法としては、蒸発濃縮法、膜濃縮法及び凍結濃縮法等が用いられている。
これらの濃縮物は、常温で保管できるものもあるが、通常は品質劣化や微生物汚染を抑制するために冷凍保存される。特に膜濃縮法や凍結濃縮法は、果物成分や野菜成分の変質、損失が少ないという利点を有するため、濃縮物の高い品質を保持するために凍結して保管される。よって、濃縮汁を用いて果物ジュースや野菜ジュースを製造する際には、凍結した濃縮汁を解凍する工程を必要とする。

解凍工程において解凍された濃縮汁は、通常、ロータリーポンプによってステンレス配管を介して次工程に送注される。ここで、解凍濃縮汁中に解凍し切れなかった氷塊が存在すると、ロータリーポンプ内での氷塊の閉塞、ステンレス配管の振動、この振動に起因する配管接合部のパッキンの劣化等が生じる。そこで、次工程に送注する前に、解凍濃縮汁中の未解凍氷塊を完全に解凍するか、又は、次工程への送注に支障をきたさない程度の大きさにまで解凍する必要がある。

特許文献１には、アイスクラッシャーによって細かく破砕した濃縮還元ジュースの氷塊に高圧水を噴射することによって微氷塊を更に解凍する方法が記載されている。しかしながら、このような高圧水を噴射する解凍方法では高圧水の噴射装置を必要とし、製造設備や操作の複雑化が避けられない不都合があった。また、解凍濃縮汁が高圧水によって希釈されてしまう不都合もあった。
特開２０００−２９２０４３号公報

また、図６に示すように、アイスクラッシャー１０によって破砕した濃縮汁の氷塊をジャケット５１付きの解凍タンク５０に収容し、循環部材４３によってジャケット５１に水４２を循環させることにより濃縮汁の氷塊を解凍し、次工程に送注するのに支障をきたす大きさの破砕氷塊をストレーナー３０によって除去する方法も挙げられる。破砕物の送注には、ストレーナー３０の下流に配置したポンプ６０が用いられる。このような解凍方法では、次工程に送注するのに支障をきたさない程度の大きさにまで未解凍氷塊を解凍する際に、既に解凍している液状部分も含めて破砕物全体を加熱することから、加える熱エネルギーが増大し、解凍に長時間を要し、更には解凍濃縮汁の温度が上昇して品質劣化を招く不都合があった。このような不都合を回避すべく解凍を十分に行わないと、解凍タンク５０の後に設けた未解凍氷塊を除去するためのストレーナー３０内部で未解凍氷塊が閉塞してしまい、解凍濃縮汁を次工程に送注できない不都合も生じていた。

また、従来、ストレーナーの濾過部材に設けた孔径よりも大きな氷塊を含有する流体物をストレーナーで処理すると、このような大きな氷塊が孔を通過できずにストレーナーの流入側に滞留して閉塞してしまう不都合があった。そこで、このような閉塞を生じることのないストレーナーが求められていた。

本発明は、氷塊を含有する流体物を閉塞することなく濾過可能なストレーナーの提供を目的とする。更に本発明は、解凍のための熱エネルギーを節約でき、解凍時間を短縮でき、更に、得られる解凍濃縮汁の低温保持による濃縮汁の品質劣化を防止できる、凍結濃縮汁の解凍システム及びその解凍方法を提供する。

本発明は、請求項１において、ケーシングと、当該ケーシング内部に収容されこの内部を流体物の流入側と流出側に区分すると共に前記流入側の流体物を流出側に濾過する複数の孔を有する濾過部と、前記ケーシングの外部から前記流入側に流体物を流入させる流入口と、前記流入側から前記孔を通過して前記流出側に流出する流体物を外部に取り出す流出口と、を備えたストレーナーであって、
前記流体物が氷塊を含有し、
前記流入側に出し入れ可能に配設され、前記流入側に滞留する氷塊を解凍する加熱手段を備えることを特徴とするストレーナーとした。

本発明は、請求項２において、前記ケーシング及び前記濾過部材を同軸の円筒状とし、前記孔を円形孔とし、前記加熱手段が配管部材と当該配管部材の内部を循環する加熱媒体とを含むようにし、かつ、前記ケーシングの一端側から流入側に出し入れ可能とした。

本発明は、請求項３において、前記配管部材をステンレス製Ｕ字管とし、かつ、前記加熱媒体を水とした。

本発明は、請求項４において、凍結した濃縮汁の氷塊を破砕するアイスクラッシャーと、前記アイスクラッシャーによって破砕された破砕物中の破砕氷塊を解凍するストレーナーと、を備えた凍結濃縮汁の解凍システムであって、
前記ストレーナーが、その流入側に滞留する前記破砕氷塊を解凍する加熱手段を備えることを特徴とする凍結濃縮汁の解凍システムとした。

本発明は請求項５において、前記加熱手段が、前記ストレーナーの流入側に設けた配管部材と当該配管部材の内部を循環する加熱媒体とを含むようにした。

本発明は、請求項６において、前記配管部材をステンレス製Ｕ字管とし、かつ、前記加熱媒体を水とした。

本発明は、請求項７において、凍結した濃縮汁の氷塊をアイスクラッシャーによって破砕する工程と、前記アイスクラッシャーによって破砕された破砕物中の破砕氷塊をストレーナーにおいて解凍する工程と、を備える凍結濃縮汁の解凍方法であって、
前記破砕氷塊をストレーナーにおいて解凍する工程が、前記ストレーナーに設けた加熱手段によって、当該ストレーナーの流入側に滞留する前記破砕氷塊を解凍することを特徴とする凍結濃縮汁の解凍方法とした。

本発明は、請求項８において、前記加熱手段が、前記ストレーナーの流入側に設けた配管部材と当該配管部材の内部を循環する加熱媒体とを含むようにした。

本発明は、請求項９において、前記配管部材をステンレス製Ｕ字管とし、かつ、前記加熱媒体を水とした。

本発明に係るストレーナーは、その流入側に氷塊を解凍する加熱手段を備えるため、氷塊が流入側に滞留して閉塞するのを防止できる。更に、加熱手段が、ステンレス製Ｕ字管とその内部を循環する水を含むようにすることにより、熱交換効率を高くでき、熱交換操作を容易にでき、更に廉価なストレーナーとすることができる。

本発明に係る凍結濃縮汁の解凍システム及びその解凍方法では、アイスクラッシャーによって破砕された破砕物中の破砕氷塊のみをストレーナー中において解凍するので、破砕物全体を加熱解凍するのに比べて、解凍に要する熱エネルギーの低減、解凍時間の短縮、ならびに、破砕物の低温保持による濃縮汁の品質劣化の防止が図られる。ここで、破砕物とは、未だ解凍しきれていない破砕氷塊と、既に解凍している濃縮汁との混合物である。

以下に、図面を参照して本発明を詳細に説明する。まず、本発明の第１発明に係るストレーナーについて、図１に基づき説明する。

Ａ．流体物
ストレーナー３０によって処理される流体物２２は濃縮汁等の凍結物の氷塊２３を含み、一般には、凍結物のうち未だ解凍しきれていない氷塊２３と、既に解凍している液体２４との混合物であるが、氷塊２３のみから構成されるものもある。このような流体物２２は、果物濃縮汁や野菜濃縮汁の凍結物の破砕物；肉エキス抽出物、魚介エキス抽出物、植物（ハーブ、茶、キノコ等）エキス抽出物の凍結物の破砕物；肉エキス濃縮物、魚介エキス濃縮物、植物（ハーブ、茶、キノコ等）エキス濃縮物の凍結物の破砕物；凍結液卵の破砕物；天然香料の凍結物の破砕物；等であり、食品原料、化粧品原料、医薬品原料等として用いられる。また、これらの流体物は、凍結物の破砕物に限られるものではなく、破砕によらないで得られる微細な凍結物と液体との混合物であってもよい。この場合の液体は、その凍結物の解凍液であっても、その凍結物とは異なる物質であってもよい。本発明に係るストレーナーは、特に加熱により品質劣化が生じる凍結物の解凍に好適である。

Ｂ．氷塊の解凍工程
本発明に係るストレーナー３０は、例えば図１に示すようなものが好適に用いられる。図１において、３１は円筒状のケーシング、３２はケーシング３１内に組み込まれた円筒状の濾過部材、３３は濾過部材３２に設けられた複数の孔である。ケーシング３１と濾過部材３２とは、長手軸３８について同軸状である。なお、ケーシング、濾過部材は円筒状に制限されるものではなく、同軸状に配置されていなくてもよい。ケーシング３１の内部は濾過部材３２によって、流体物２２の流入側と流出側に区分される。ここで、ケーシング３１内の流入側とは、濾過部材３２の内側のケーシング３１内（以下、「流入側３５」と記す）を指し、ケーシング３１内の流出側とは、濾過部材３２の外側のケーシング３１内（以下、「流出側３６」と記す）を指す。
濾過部材３２の孔３３の直径は、ストレーナー３０から排出される氷塊の所望の大きさにおいて任意に設定される。例えば、流体物として果物の搾汁残渣を酵素反応させた凍結香料を用いる場合には、通常、２〜２０ｍｍ、好ましくは５〜１０ｍｍである。ストレーナーの孔３３は、図１に示すような円形の他にスリット状や矩形状等であってもよい。また、円筒状の他にプレート状やスパイラル状の濾過部材を設けてもよい。更に、網目状の濾過部材を用いてもよい。
流体物２２は、ケーシング３１の一端側の流入口３４から流入側３５に流入され、濾過部材３２により流出側３６に濾過され、ケーシング３１の周面の流出口３７から排出される。

図１に示すように、ストレーナー３０は、氷塊を解凍するための加熱手段４０を備える。このような加熱手段４０は、ストレーナー３０の流入側３５に配置された配管部材４１と、配管部材４１内を流通する加熱媒体４２を含む。配管部材４１の材質は金属、セラミックス、樹脂等が用いられるが、耐腐食性等の観点からステンレスが好ましい。配管部材４１の形状は、ストレーナー３０の流入側３５内に全体が収容可能で出し入れも容易なＵ字管とするのが好ましいが、Ｕ字管を複数本直列に連結したものや、ストレーナー３０の一端側から他端側に貫通する１本以上のストレート管を用いてもよい。配管部材４１は、調温部材（不図示）を備えた循環部材４３（図２）に接続される。調温部材によって所定温度に保持された加熱媒体４２がストレーナー３０内の配管部材４１内を循環する。加熱媒体４２としては水が好適に用いられるが、塩化カルシウム水溶液やプロピレングリコール等を用いてもよい。加熱媒体４２の保持温度は、２０〜９０℃、好ましくは５０〜８５℃である。２０℃未満では十分な熱交換効果が得られず、９０℃を超えたのでは、濃縮汁やエキス等の成分を劣化させるからである。

ストレーナー３０の流入側３５に流入する流体物２２は、通常、８０〜９０容量％の氷塊２３と、１０〜２０容量％の液体とから成り、−１０〜１℃の温度である。ストレーナー３０の流入側３５に流入した流体物２２のうち液体２４は、濾過部材３２に設けられた孔３３を直ちに通過して流出側３６に流出する。一方、流入した氷塊２３については、濾過部材３２に設けられた孔３３の直径よりも小さなものは孔３３を通過して流出側３６に流出するが、孔３３の直径よりも大きなものは孔３３を通過できずに、ストレーナー３０の流入側３５に滞留する。滞留する氷塊２３は、配管部材４１内を循環する水によって配管部材４１を介して加熱されて解凍される。滞留する氷塊２３は、孔３３の直径よりも小さくなるまで解凍された時点で孔３３を通過して流出側３６に流出する。
ストレーナー３０の流出側３６に流出する流体物２２は、通常、５〜１０容量％の氷塊２３と、９０〜９５容量％の液体２４とから成る。流体物２２の温度は、２〜１０℃である。また、氷塊２１ａの大きさは、通常、６ｍｍ以下である。

このように、ストレーナー３０の流入側３５にあって孔３３を通過できない氷塊２３のみが加熱解凍されるので、流体物２２全体を加熱解凍する方式に比べて、解凍熱エネルギーの低減、解凍時間の短縮、流体物の低温保持による濃縮汁やエキス等の品質劣化の防止という格別の効果が得られる。また、ステンレス製Ｕ字管とその内部を循環する水を含む加熱手段を採用することにより、熱交換効率が高く、熱交換操作が容易で、更に製造コストが廉価なストレーナーとすることができる。
なお、ストレーナー３０の流入側３５に流入した流体物２２のうち、液体２４、ならびに、孔３３の直径よりも小さな氷塊２３も、加熱媒体４２によって加熱されないことはないが、流入後に直ちに孔３３を通過して流出側３６に流出するので加熱時間が極めて短時間となり、流入側３５に滞留する氷塊２３に比べて加熱量が無視できる程に小さい。

次に、本発明の第２発明に係る凍結濃縮汁の解凍システムとその解凍方法について、図２〜５に基づいて説明する。図２に示すように、凍結濃縮汁はまずアイスクラッシャー１０によって破砕される（破砕工程）。次いで、破砕物はストレーナー３０に送注され、加熱手段４０と循環部材４３によって破砕物中の破砕氷塊が解凍される（解凍工程）。破砕物の送注にはストレーナー３０の下流に配置したポンプ６０が用いられる。

Ｃ．凍結濃縮汁
凍結濃縮汁の原料は、人参、キャベツ、トマト、レタス、セロリ等の野菜や、蜜柑、りんご、レモン等の果物が用いられるが、これらに限定されるものではない。これらの野菜や果物の搾汁液を濃縮し、濃縮汁をドラム缶等の容器に充填して冷凍倉庫等にて保存したものが中間原料としての凍結濃縮汁として用いられる。

Ｄ．破砕工程
まず、ドラム缶等の容器に充填された状態の凍結濃縮汁を冷凍倉庫から出して、大気雰囲気中（常温、常圧）で半解凍状態になるまで放置する。次いで、半解凍状態の凍結濃縮汁はアイスクラッシャーによって破砕される。用いるアイスクラッシャー１０は、例えば図３に示すような二軸回転方式のものが好適に用いられる。図３において、１１は破砕室、１２は破砕ドラム、１３は破砕ドラム１２の外周部に設けられた破砕刃、１４は破砕ドラム１２の回転軸である。一対の破砕ドラム１２、１２は、互いに相手側に向かって回転する。破砕室１１内に搬入された凍結濃縮汁の氷塊２０は、回転する一対の破砕ドラム１２、１２の間で掻き取られるようにして破砕されて、破砕氷塊２１aと、氷塊２０及び／又は破砕氷塊２１ａの一部が既に解凍した解凍濃縮汁２１ｂから成る破砕物２１を形成する。破砕された破砕物２１は、アイスクラッシャー１０の底部に設けられた取出口１５に取付けられた取出し管１６から次工程に送られる。破砕氷塊２１ａの大きさは、破砕刃１３の形状、破砕ドラム１２、１２の回転速度等によって制御されるが、好ましくは５〜２０ｍｍ、より好ましくは５〜１５ｍｍとするのが望ましい。５ｍｍ未満では破砕時間が長時間となり、２０ｍｍを超えたのでは後の工程での解凍時間が長時間となるからである。
なお、アイスクラッシャーの破砕方式、破砕刃の形状、回転速度等は、野菜や果物の種類、凍結濃縮汁の性状によって適宜選択される。

Ｅ．破砕氷塊の解凍工程
次いで、破砕工程において破砕された破砕物は、ストレーナーに搬送されて破砕氷塊がここで解凍される。本発明に用いるストレーナー３０は、図４に示すように、第１発明に係るものが好適に用いられるがこれに限定されるものではない。図４において、図１と同一の部材には同じ符号が付されている。ケーシング３１の内部は濾過部材３２によって、流体物である破砕物２１を流体物の流入側３５と流出側３６に区分される。
濾過部材３２の孔３３の直径は、次の工程で支障をきたさない程度の大きさにまで解凍された破砕氷塊が通過できるが、支障をきたすような大きさの破砕氷塊は通過できない大きさに設定され、通常は、３〜１０ｍｍ、好ましくは５〜８ｍｍである。
破砕工程において破砕された破砕物２１は、ケーシング３１の一端側の流入口３４から流入側３５に流入され、濾過部材３２により流出側３６に濾過され、ケーシング３１の周面の流出口３７から次工程に送注される。
図４に示す加熱手段４０（４１、４２）も、図１に示すものと同じであり、配管部材４１は、調温部材（不図示）を備えた循環部材４３（図２）に接続される。

ストレーナー３０の流入側３５に流入する破砕物２１は、通常、８０〜９０容量％の破砕氷塊２１ａと、１０〜２０容量％の解凍濃縮汁２１ｂとから成り、−１０〜１℃の温度である。ストレーナー３０の流入側３５に流入した破砕物２１のうち解凍濃縮汁２１ｂは、濾過部材３２に設けられた孔３３を直ちに通過して流出側３６に流出する。一方、流入した破砕氷塊２１ａについては、濾過部材３２に設けられた孔３３の直径よりも小さなものは孔３３を通過して流出側３６に流出するが、孔３３の直径よりも大きなものは孔３３を通過できずに、ストレーナー３０の流入側３５に滞留する。滞留する破砕氷塊２１ａは、配管部材４１内を循環する水によって配管部材４１を介して加熱されて解凍される。滞留する破砕氷塊２１ａは、孔３３の直径よりも小さくなるまで解凍された時点で孔３３を通過して流出側３６に流出する。流出側３６に流出した破砕物２１は、ケーシング３１に設けられた流出口３７からポンプに送られる。
ストレーナー３０の流出側３６に流出する破砕物２１は、通常、５〜１０容量％の破砕氷塊２１ａと、９０〜９５容量％の解凍濃縮汁２１ｂとから成る。破砕物２１の温度は、２〜１０℃である。また、破砕氷塊２１ａの大きさは、通常、６ｍｍ以下である。

このように、ストレーナー３０の流入側３５にあって孔３３を通過できない破砕氷塊２１ａのみが加熱解凍されるので、破砕物２１全体を加熱解凍する方式に比べて、解凍熱エネルギーの低減、解凍時間の短縮、破砕物の低温保持による濃縮汁の品質劣化の防止という格別の効果が得られる。また、ステンレス製Ｕ字管とその内部を循環する水を含む加熱手段を採用することにより、熱交換効率が高く、熱交換操作が容易で、製造コストが廉価なシステムとすることができる。
なお、ストレーナー３０の流入側３５に流入した破砕物２１のうち、解凍濃縮汁２１ｂ、ならびに、孔３３の直径よりも小さな破砕氷塊２１ａも、加熱媒体４２によって加熱されないことはないが、流入後に直ちに孔３３を通過して流出側３６に流出するので加熱時間が極めて短時間となり、流入側３５に滞留する破砕氷塊２１ａに比べて加熱量が無視できる程に小さい。

Ｆ．破砕氷塊の予備解凍工程
ストレーナー３０での解凍負荷を低減するために、アイスクラッシャー１０による破砕工程とストレーナーに３０おける解凍工程の間に予備解凍工程を設けてもよい。図５に示すように、予備解凍工程では、アイスクラッシャー１０とストレーナー３０との間に予備解凍タンク５０が設けられる。アイスクラッシャー１０によって破砕された破砕物２１は予備解凍タンク５０に収容され、１０〜６０分間、好ましくは２０〜４０分の間そのまま放置される。放置時間が１０分未満では、ストレーナー３０における解凍負荷の低減効果が十分に得られない。放置時間が６０分を超えたのでは、全解凍時間が長時間となってしまい好ましくない。なお、必要であれば、放置するだけでなく予備解凍タンク５０中の破砕物２１を攪拌してもよい。予備解凍された破砕物２１は、上述のようにストレーナー３０の流入側３５に送注されて破砕氷塊２１ａが解凍される。
このような予備解凍工程により、破砕氷塊２１ａの粒径を小さくすることができる。例えば、破砕工程によって５〜１５ｍｍに破砕された破砕物２１は、予備解凍工程により３〜１２ｍｍとなる。また、破砕物２１中の破砕氷塊２１ａの含有量も７０〜８０容量％に低減することができる。破砕物の温度は、−５〜２℃である。このように、次工程におけるストレーナー３０での解凍負荷の低減、すなわち、解凍熱エネルギーの更なる低減、解凍時間の更なる短縮、濃縮汁の更なる品質劣化の防止が図られる。

予備解凍工程から解凍工程を経てストレーナー３０の流出側３６に流出した破砕物２１は、通常、５〜１０容量％の破砕氷塊２１ａと、９０〜９５容量％の解凍濃縮汁２１ｂとから成る。破砕物２１の温度は、２〜１０℃である。また、破砕氷塊２１ａの大きさは、６ｍｍ以下である。

破砕工程から解凍工程を経て、又は、破砕工程、予備解凍工程から解凍工程を経てストレーナーの流出側に流出した破砕物は、次いで、他の搾汁液との混合工程、滅菌工程、瓶詰め工程等に搬送され、最終的に野菜ジュースや果物ジュースが製造される。

以下に、本発明を実施例により詳細に説明する。本発明に係る第２発明について下記実施例１、２及び比較例１、２に基づいて、第１発明について下記実施例３及び比較例３に基づいて説明する。

実施例１
原料の人参を洗浄、切断、破砕した後にこれを搾汁して人参搾汁液を得た。この人参搾汁液を殺菌後、蒸発濃縮法によって５倍に濃縮して濃縮汁を得た。この濃縮汁を１８０リットルの容量のドラム缶に充填し、冷凍庫で保存した。次いで、ドラム缶を冷凍庫から出して大気雰囲気中（２５℃、大気圧）で半解凍状態になるまで放置した。次いで、この半解凍状態の凍結濃縮汁をアイスクラッシャーによって破砕した。アイスクラッシャーは、図３に示す二軸回転方式のものを用いた。まず、半解凍状態の凍結濃縮汁から成る氷塊２０を破砕室１１内に搬入し、幅５４ｍｍ、高さ７ｍｍの破砕刃１３を外周部に備えた一対の破砕ドラム１２、１２を回転軸１４の周りに互いに相手側に向かって回転させて氷塊２０を破砕した。破砕ドラム１２、１２の回転速度は共に１８０ｒｐｍであった。回転破砕ドラム１２、１２の間で氷塊２０が掻き取られるようにして破砕され、破砕室１１の下部に破砕氷塊２１aと解凍濃縮汁２１ｂから成る破砕物２１を生成した。破砕氷塊２１ａの大きさは、５〜１５ｍｍであり、破砕物２１は８５容量％の破砕氷塊２１aと、１５容量％の解凍濃縮汁２１ｂの混合物で、温度は−１℃であった。

破砕工程によって生成された破砕物２１は破砕室１１の底部に滞留することなく、生成すると直ちに次工程の解凍工程に送注された。送注には、解凍工程の後に配置したロータリーポンプ６０を用いた。なお、ポンプを用いないで、アイスクラッシャー１０の直下にストレーナー３０を配置し、重力によって破砕物２１をストレーナー３０内に落下して供給するようにしてもよい。ストレーナーは、図４に示すものを用いた。濾過部材３２に設けられた複数の円形孔３３の直径は７ｍｍであった。破砕工程において破砕された破砕物２１を、ストレーナー３０の流入側３５に流入した。

ストレーナー３０に設けた加熱部材４０には、内径が５ｍｍ、直線部分が５０ｃｍ、湾曲部分が１８ｃｍのステンレス製Ｕ字管４１、ならびに、加熱媒体である水４２を用いた。なお、循環部材４３は図２に示すものを用いた。８０℃の水を５０リットル／分でステンレス製Ｕ字管４１内を流通循環させた。破砕工程において破砕された破砕物２１のうち、解凍濃縮汁２１ｂ、ならびに、孔３３の直径である７ｍｍより小さい破砕氷塊２１ａは、孔３３を直ちに通過して流出側３６に流出した。一方、破砕工程において破砕された破砕物２１のうち７ｍｍ以上の大きな破砕氷塊２１ａは、ストレーナー３０の流入側３５に滞留したが、Ｕ字管４１を通って循環する水４２によってＵ字管４１を介して加熱されて解凍されてその大きさが次第に小さくなり、孔３３の直径よりも小さくなった時点で孔３３を通過してストレーナー３０の流出側３６に流出した。このようにして流出した流出物の温度は５℃で、７容量％の破砕氷塊２１aと、９３容量％の解凍濃縮汁２１ｂの混合物であった。破砕氷塊２１ａの大きさは、６ｍｍ以下であった。

アイスクラッシャー１０によって破砕した破砕物２１をストレーナー３０の流入側３５に搬入し始めてから、破砕物２１のほぼ全てをストレーナー３０の流出側３６に流出させるのに、すなわち解凍工程に３０分を要した。ストレーナー３０における解凍工程で消費した熱エネルギーは、後述の評価方法によって算出した。また、得られた解凍濃縮汁の風味変化についても後述の官能評価試験により測定した。

実施例２
図５に示すように、アイスクラッシャー１０による破砕工程とストレーナー３０における解凍工程の間に予備解凍工程を設けた以外、実施例１と同様の破砕、解凍を行った。予備解凍工程では、アイスクラッシャー１０とストレーナー３０との間に設けた予備解凍タンク５０（容量が３００リットル）に、アイスクラッシャー１０によって破砕された破砕物２１を収容した。
破砕工程によって生成された破砕物２１は破砕室１１の底部に滞留することなく、生成すると直ちにアイスクラッシャー１０の直下に配置された予備解凍タンク５０に重力によって落下供給されて全量を収容され、更に解凍工程に送注された。
予備解凍工程から解凍工程への送注は、解凍工程の後に配置したロータリーポンプ６０を用いた。
なお、予備解凍工程から解凍工程への送注には、ポンプを用いないで、予備解凍タンク５０の直下にストレーナー３０を配して、予備解凍後にストレーナー３０内に重力によって落下供給するようにしてもよい。
アイスクラッシャー１０で破砕された破砕物２１を、予備解凍タンク５０内において、３０分の間そのままの状態（２５℃、大気圧）で放置した。

アイスクラッシャー１０で破砕された破砕物における破砕氷塊２１aと解凍濃縮汁２１ｂの容量％、ならびに、破砕氷塊２１ａの大きさは、実施例１と同じであった。
予備解凍工程により、破砕物２１中の破砕氷塊２１ａの含有量が７５容量％に低減した。また、破砕氷塊２１ａの粒径は３〜１２ｍｍに減少していた。また、予備解凍工程後の破砕物２１の温度は０℃であった。
解凍工程においてストレーナー３０の流出側３６に流出した流出物の温度は５℃で、６容量％の破砕氷塊２１aと、９４容量％の解凍濃縮汁２１ｂの混合物であった。破砕氷塊２１ａの大きさは、５ｍｍ以下であった。

予備解凍タンク５０によって予備解凍した破砕物２１をストレーナー３０の流入側３５に搬入し始めてから、破砕物２１のほぼ全てをストレーナー３０の流出側３６に流出させるのに、すなわち解凍工程に２５分を要した。ストレーナー３０における解凍工程で消費した熱エネルギーは、後述する評価方法により算出した。また、得られた解凍濃縮汁の風味変化についても後述の官能評価試験により測定した。

比較例１
実施例１と同様の破砕工程を用い、実施例２の予備解凍工程に代えて、同工程で用いたのと同じタンクを、加熱媒体である６０℃の水を循環したジャケット（図５の５１、水の容量が８０リットル）内に収容して加熱することにより解凍工程とし、実施例１で用いたストレーナーにおいて加熱手段を取り外したものを用いて、次工程で支障となるような大きな破砕氷塊を除去した。この例における解凍工程に要した時間は、実施例１の解凍時間と同じ３０分とした。

アイスクラッシャー１０で破砕された破砕物における破砕氷塊２１aと解凍濃縮汁２１ｂの容量％、ならびに、破砕氷塊２１ａの大きさは、実施例１と同じであった。
大きな破砕氷塊の除去工程において、ストレーナー３０の流入側３５に７ｍｍ以上の大径の破砕氷塊が滞留、蓄積してしまい、ストレーナー３０が閉塞して流出側に全流出物を得ることができなかった。
破砕物の一部が流出側に流出したが、その温度は０℃であり、その中の破砕氷塊２１ａの含有量は４５容量％、粒径は２〜１０ｍｍであった。

比較例２
比較例１において、解凍工程における解凍時間を６０分間に増加した以外は比較例１と同様にして解凍した。
アイスクラッシャー１０で破砕された破砕物における破砕氷塊２１aと解凍濃縮汁２１ｂの容量％、ならびに、破砕氷塊２１ａの大きさは、実施例１と同じであった。
解凍工程により、破砕物２１中の破砕氷塊２１ａの含有量が５容量％に低減した。また、破砕氷塊２１ａの粒径は３ｍｍ以下に減少した。解凍工程後の破砕物２１の温度は３０℃であった。解凍工程で消費した熱エネルギーは、後述する評価方法により算出した。得られた解凍濃縮汁の風味変化についても後述の官能評価試験により測定した。

各実施例及び比較例における破砕氷塊と解凍濃縮汁の容量％、破砕氷塊の大きさ、破砕物の温度、予備解凍時間、ならびに、解凍時間を表１に示す。

解凍工程で消費した熱エネルギーの評価、風味変化の官能評価試験を、以下のようにして行った。

＜熱エネルギー評価＞
ストレーナーによる解凍工程において、加熱媒体である水からステンレス製Ｕ字管を介して破砕氷塊に伝達される熱エネルギーのうち、破砕氷塊を融解するための熱エネルギーをＨ１とし、解凍工程において解凍濃縮汁の温度が上昇するのに要する熱エネルギーをＨ２とした。Ｈ１＋Ｈ２を、解凍のための消費熱エネルギーとした。

Ｈ１については、破砕氷塊の融解熱を０℃における氷の融解熱である１.４３５ｋｃａｌ／モル（８０ｃａｌ／ｇ）と仮定し、破砕氷塊の密度を１ｇ／ｃｍ^３として算出した。すなわち、中間原料である凍結濃縮汁の容量は１８０リットルであり、ストレーナーの流入側に流入する破砕物中の破砕氷塊をｍ容量％とし、ストレーナーの流出側に流出する破砕物中の破砕氷塊をｎ容量％とし、１リットル＝１０００ｃｍ^３とし、熱放散等の熱損失を無視すると、Ｈ１は、｛１８０×（ｍ／１００）×１０００−１８０×（ｎ／１００）×１０００｝×（８０／１０００）＝１４４（ｍ−ｎ）[ｋｃａｌ]で表される。
Ｈ２については、破砕工程後に存在していた解凍濃縮汁の温度が上昇するのに要する熱エネルギーをＨ２ａとし、解凍工程で融解した解凍濃縮汁の温度が上昇するのに要する熱エネルギーをＨ２ｂとすると、Ｈ２＝Ｈ２ａ＋Ｈ２ｂとなる。解凍工程の前後における破砕物中の解凍濃縮汁の温度をそれぞれＴ１℃、Ｔ２℃とし、Ｔ１〜Ｔ２℃における解凍濃縮汁の比熱と密度を、それぞれ１ｃａｌ／℃・ｇ、１ｇ／ｃｍ^３とすると、Ｈ２ａ＝｛１８０×（１００−ｍ）／１００｝×１０００×｛（Ｔ２−Ｔ１）／１０００｝＝（１８０−１．８ｍ）（Ｔ２−Ｔ１）[ｋｃａｌ]で表される。また、Ｈ２ｂについては、破砕氷塊が０℃で解凍濃縮汁となるとし、解凍濃縮汁の比熱と密度はＨ２ａと同様とすると、Ｈ２ｂ＝｛１８０×（ｍ／１００）×１０００−１８０×（ｎ／１００）×１０００｝（Ｔ２／１０００）＝１.８（ｍ−ｎ）Ｔ２[ｋｃａｌ]で表される。

＜風味の官能評価試験＞
搾汁液と、解凍濃縮汁を搾汁液と同じ濃度に希釈した希釈液とを２点比較し、どちらが好ましいかを、５０名の官能評価員（男性２５名＋女性２５名）により官能評価した。
官能評価試験において有意差がつかなかった場合を○とし、危険率５％以下で有意差がついた場合を×とした。

上記消費熱エネルギー及び風味変化の官能評価試験の結果を表２に示す。

実施例１では、解凍における消費熱エネルギー（Ｈ１＋Ｈ２）を約１２１００[ｋｃａｌ]と低エネルギーにできると共に、ストレーナーにおいて破砕氷塊の大きさを次工程で支障にならない程度まで低減することができた。実施例２では、消費熱エネルギー（Ｈ１＋Ｈ２）を約１０８００[ｋｃａｌ]と実施例１よりも更に低エネルギーにすることができ、ストレーナーにおいて破砕氷塊の大きさを次工程で支障にならない程度まで低減することもできた。
また、実施例１及び２のいずれも、最終的に得られた解凍濃縮汁の温度が５℃と低温であったため、解凍濃縮汁の風味が搾汁液のものと比べて変化せず官能評価試験は合格であった。

これに対して比較例１では、解凍濃縮汁の成分が変性しない程度の解凍条件とした際に、次工程で支障を来たさない程度までに破砕氷塊を解凍できなかった。その結果、破砕氷塊の大きさが十分に小さくならず、ストレーナーの流入側を閉塞してしまいストレーナーの流出側に全流出物を得ることができなかった。したがって、比較例１では、解凍に要する消費熱エネルギー（Ｈ１＋Ｈ２）が算出できなかった。なお、一部得られた解凍濃縮汁の温度は０℃と低温であったため、風味が変化せず官能評価試験は合格であった。

比較例２では、破砕氷塊と解凍濃縮汁から成る破砕物全体を加熱する必要があり、次工程で支障を来たさない程度までに破砕氷塊を解凍するには、消費熱エネルギー（Ｈ１＋Ｈ２）＝約１６７００[ｋｃａｌ]と高熱エネルギーを要した。更に、解凍時間も６０分と長時間を要した。そして、このような高熱エネルギー及び長解凍時間により、得られる解凍濃縮汁の温度も３０℃に上昇して、解凍濃縮汁の風味が搾汁液のものと比べて大きく変化してしまい官能評価試験は不合格であった。

実施例３
原料のリンゴを、洗浄、切断、破砕した後にこれを搾汁してリンゴ搾汁残渣を得た。このリンゴ搾汁残渣にその８倍容量の水を加えて、リンゴ搾汁残渣分散液を得た。この分散液を穏やかに攪拌しながら３０℃で１５分間保持し、リンゴ搾汁残渣が含有する自家酵素により酵素反応させて、リンゴフレーバーを生成させた。この酵素反応物を減圧下に蒸留し、得られた蒸留物を逆浸透濃縮法により３０倍に濃縮して濃縮香料液を得た。この濃縮香料液を１８０リットルの容量のドラム缶に充填し、冷凍庫で保存した。人参搾汁液の濃縮汁に代えてこの濃縮香料液を用いた以外、実施例２と同様にして破砕工程、予備解凍工程及び解凍工程を経て、解凍濃縮香料液を得た。

凍結濃縮香料液を破砕して得られる氷塊２３の大きさは、５〜１５ｍｍであり、流体物２２は、８８容量％の氷塊２３と、１２容量％の解凍濃縮香料液２４の混合物で、その温度は−１℃であった。
また、予備解凍工程により、流体物２２中の氷塊２３の含有量が７８容量％に低減した。また、氷塊２３の粒径は３〜１２ｍｍに減少していた。また、予備解凍工程後の流体物２２の温度は０℃であった。
解凍工程においてストレーナー３０の流出側３６に流出した流体物２２の温度は４℃で、７容量％の氷塊２３と、９３容量％の解凍濃縮香料液２４の混合物であった。氷塊２３の大きさは、５ｍｍ以下であった。
予備解凍タンク５０によって予備解凍した流体物２２をストレーナー３０の流入側３５に搬入し始めてから、流体物２２のほぼ全てをストレーナー３０の流出側３６に流出させるのに、すなわち解凍工程に２５分を要した。

搾汁残渣溶液と、解凍濃縮香料液を搾汁残渣溶液と同じ濃度に希釈した希釈液とを調製し、フレーバー変化を実施例２と同様にして官能評価試験により測定した。

比較例３
実施例３と同様の破砕工程を用い、実施例３の予備解凍工程に代えて、同工程で用いたのと同じタンクを、加熱媒体である６０℃の水を循環したジャケット（図６の５１、水の容量が８０リットル）内に収容して加熱することにより解凍工程とし、実施例３で用いたストレーナーにおいて加熱手段を取り外したものを用いて、大きな破砕氷塊を除去した。この例における解凍工程に要した時間は、６０分間であった。

アイスクラッシャー１０で破砕された流体物２２における氷塊２３と解凍濃縮香料液２４の容量％、ならびに、氷塊２３の大きさは、実施例３と同じであった。
解凍工程により、流体物２２中の氷塊２３の含有量が６容量％に低減した。また、氷塊２３の粒径は３ｍｍ以下に減少した。解凍工程後の流体物２２の温度は３０℃であった。得られた解凍濃縮香料液のフレーバー変化を、実施例３と同様にして官能評価試験により測定した。

実施例３及び比較例３における氷塊と解凍濃縮香料液の容量％、氷塊の大きさ、流体物の温度、予備解凍時間、ならびに、解凍時間を表３に示す。

また、フレーバー変化の官能評価試験の結果を表４に示す。

実施例３では、ストレーナーにおいて氷塊の大きさを孔を通過できるまで低減することができた。また、最終的に得られた解凍濃縮香料液の温度が４℃と低温であったため、解凍濃縮香料液のフレーバーが搾汁残渣溶液のものと比べて変化せず官能評価試験は合格であった。これに対して比較例３では、得られる解凍濃縮香料液の温度が３０℃と高温となってしまい、フレーバーが変化して官能評価試験は不合格であった。

本発明により、流入側に設けた配管部材と加熱媒体を含む加熱手段によって、氷塊が流入側に滞留して閉塞するのを防止可能なストレーナーを提供できる。
本発明により、解凍に要する熱エネルギーの低減、解凍時間の短縮、ならびに、破砕物の低温保持による濃縮汁の品質劣化を防止できる凍結濃縮汁の解凍システム及びその解凍方法を提供できる。

図１は、本発明に係るストレーナーの断面図を示す。 図２は、本発明に係る凍結濃縮汁の解凍システムの正面図を示す。 図３は、本発明に係る凍結濃縮汁の解凍システムに用いるアイスクラッシャーの断面図を示す。 図４は、本発明に係る凍結濃縮汁の解凍システムに用いるストレーナーの断面図を示す。 図５は、本発明に係る他の実施態様にける凍結濃縮汁の解凍システムの正面図を示す。 図６は、従来の凍結濃縮汁の解凍システムの正面図を示す。

符号の説明

１０ アイスクラッシャー
１１ 破砕室
１２ 破砕ドラム
１３ 破砕刃
１４ 回転軸
２０ 解凍濃縮汁の氷塊
２１ 破砕物
２１ａ 破砕氷塊
２１ｂ 解凍濃縮汁
２２ 流体物
２３ 氷塊
２４ 液体
３０ ストレーナー
３１ ケーシング
３２ 濾過部材
３３ 孔
３４ 流入口
３５ 流入側
３６ 流出側
３７ 流出口
３８ 長手軸
４０ 加熱手段
４１ 配管部材、ステンレス製Ｕ字管
４２ 加熱媒体、水
４３ 循環部材
５０ 解凍タンク、予備解凍タンク
５１ ジャケット
６０ ポンプ

Claims (9)

1. ケーシングと、当該ケーシング内部に収容されこの内部を流体物の流入側と流出側に区分すると共に前記流入側の流体物を流出側に濾過する複数の孔を有する濾過部材と、前記ケーシングの外部から前記流入側に流体物を流入させる流入口と、前記流入側から前記孔を通過して前記流出側に流出する流体物を外部に取り出す流出口と、を備えたストレーナーであって、
   前記流体物が氷塊を含有し、
   前記流入側に出し入れ可能に配設され、前記流入側に滞留する氷塊を解凍する加熱手段を備えることを特徴とするストレーナー。
2. 前記ケーシング及び前記濾過部材が同軸の円筒状であり、
   前記孔が円形孔であり、
   前記加熱手段が配管部材と当該配管部材の内部を循環する加熱媒体とを含み、前記ケーシングの一端側から流入側に出し入れ可能となっている、請求項１に記載のストレーナー。
3. 前記配管部材がステンレス製Ｕ字管であり、かつ、前記加熱媒体が水である、請求項２に記載のストレーナー。
4. 凍結した濃縮汁の氷塊を破砕するアイスクラッシャーと、前記アイスクラッシャーによって破砕された破砕物中の氷塊を解凍するストレーナーと、を備えた凍結濃縮汁の解凍システムであって、
   前記ストレーナーが、その流入側に滞留する前記氷塊を解凍する加熱手段を備えることを特徴とする凍結濃縮汁の解凍システム。
5. 前記加熱手段が、前記ストレーナーの流入側に設けた配管部材と当該配管部材の内部を循環する加熱媒体とを含む、請求項４に記載の凍結濃縮汁の解凍システム。
6. 前記配管部材がステンレス製Ｕ字管であり、かつ、前記加熱媒体が水である、請求項５に記載の凍結濃縮汁の解凍システム。
7. 凍結した濃縮汁の氷塊をアイスクラッシャーによって破砕する工程と、前記アイスクラッシャーによって破砕された破砕物中の氷塊をストレーナーにおいて解凍する工程と、を備える凍結濃縮汁の解凍方法であって、
   前記破砕物中の氷塊をストレーナーにおいて解凍する工程が、前記ストレーナーに設けた加熱手段によって、当該ストレーナーの流入側に滞留する前記氷塊を解凍することを特徴とする凍結濃縮汁の解凍方法。
8. 前記加熱手段が、前記ストレーナーの流入側に設けた配管部材と当該配管部材の内部を循環する加熱媒体とを含む、請求項７に記載の凍結濃縮汁の解凍方法。
9. 前記配管部材がステンレス製Ｕ字管であり、かつ、前記加熱媒体が水である、請求項８に記載の凍結濃縮汁の解凍方法。

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