JP2007247937A - 疎水性液中における球状氷粒子の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アイスブラスト加工、アイスクリームやシャーベットなどの氷菓子の装飾や歯触りの変化付け、生鮮食品の保冷用クラッシュアイス代わり、食器や食品充填容器などの洗浄材などとして用いられる球状氷粒子の製造方法を提供する。
【解決手段】過冷却した液体の液滴を疎水性液体が入った液槽に落下させ、過冷却状態が解除された液滴を前記疎水性液体内で氷結させて氷粒子を製造する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、アイスブラスト加工、アイスクリームやシャーベットなどの氷菓子の装飾や歯触りの変化付け、生鮮食品の保冷用クラッシュアイス代わり、食器や食品充填容器などの洗浄材などとして用いられる球状氷粒子の製造方法及び製造装置に関する。

従来から小径（数ｍｍ程度）の球状氷粒子を精度良く、製造することを試みた技術が開発され、特許出願されている。
（ｉ）特許文献１の球状氷粒子の製造方法は、樋状の冷却流路に液体冷媒を流し、この液体冷媒内に、被凍結液（例えばコーヒーなど）の液滴を落下させて、球状氷粒子を製造している。
（ｉｉ）特許文献２の球状氷粒子の製造方法は、水に不溶性及至難溶性で且つ水よりも凝固点の低い分散媒を、同分散媒の凝固点以上で且つ水の凝固点以下の温度に冷却しておき、前記分散媒中に、水を微細滴状で分散させて、球状氷粒子を製造している。
（ｉｉｉ）特許文献３の球状氷粒子の製造方法は、疎水性液体が入った液槽中に、水滴を放出させて、球状氷粒子を製造している。

特開平６−１４７７０５号公報 特開２００１−７９７６７号公報 特開平１１−５１５１８号公報

上記特許文献１〜３の球状氷粒子の製造方法は、落下、分散、放出させた液滴が氷結するまでの時間が長く、その間に、隣接する液滴（即ち先に落下、分散、放出させた液滴）と一体化し、小径の氷粒子を精度良く製造できない問題がある。勿論、落下、分散、放出させる液滴を少量にして、隣接する液滴との一体化を防ぐ方法も考えられるが、その場合は氷粒子の製造効率が著しく低下し、大量生産できない問題がある。

本発明の目的は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、過冷却した液体の液滴を疎水性液体が入った液槽に落下させ、過冷却状態が解除された液滴を前記疎水性液体内で氷結させて氷粒子を製造することで、隣接する液滴同士の一体化が殆ど無く、小径の球状氷粒子を精度良く、しかも大量に生産できる、疎水性液中における球状氷粒子の製造方法及び製造装置を提供することである。

上記した背景技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る疎水性液中における球状氷粒子の製造方法は、
過冷却した液体の液滴を疎水性液体が入った液槽に落下させ、過冷却状態が解除された液滴を前記疎水性液体内で氷結させて氷粒子を製造することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の疎水性液中における球状氷粒子の製造方法において、
疎水性液体は傾斜路から液槽に流れ込んでおり、同傾斜路に過冷却状態の液滴を落下させ、疎水性液体の流れにのせて液槽に落下させることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の疎水性液中における球状氷粒子の製造方法において、
過冷却状態の液滴は、液槽の疎水性液体に落下させ、又は傾斜路に落下させ、又は疎水性液体若しくは傾斜路までの落下中に、非接触式過冷却解除装置によって音波、超音波、収束光、電場若しくは電圧などを作用させて過冷却状態を解除させることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一に記載の疎水性液中における球状氷粒子の製造方法において、
疎水性液体の比重は氷粒子の比重より重く、疎水性液体内で浮上した氷粒子を取り出すことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一に記載の疎水性液中における球状氷粒子の製造方法において、
疎水性液体の比重は氷粒子の比重より軽く、疎水性液体内で沈降した氷粒子を浮上手段によって強制的に浮上させて取り出すことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一に記載の疎水性液中における球状氷粒子の製造方法において、
液槽から疎水性液体と氷粒子を分別し、更に前記氷粒子を炭化水素系の洗浄液が入った液槽に落下させ、洗浄した後に洗浄液と氷粒子とを分別することを特徴とする。

請求項７に記載した発明に係る疎水性液中における球状氷粒子の製造装置は、
液体を過冷却し、その過冷却した液体を液滴として疎水性液体が入った液槽に落下させる過冷却液滴落下部と、
液滴の過冷却状態を解除させる過冷却解除部と、
過冷却状態が解除された液滴を疎水性液体内で氷結させる液槽を有する氷粒子製造部と、
を備えていることを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項７に記載の疎水性液中における球状氷粒子の製造装置において、
氷粒子製造部は、疎水性液体の冷却・供給装置と、
前記冷却・供給装置によって疎水性液体が供給されており、同疎水性液体の液面は過冷却液滴落下部との間に液滴の過冷却状態を解除可能な高低差を有し、前記疎水性液体の液面を過冷却解除部として、過冷却状態の液滴を前記疎水性液体の液面で受け止め、その衝撃で前記液滴の過冷却状態を解除させ、同液滴を前記疎水性液体内で氷結させる液槽と、
前記液槽から疎水性液体と氷粒子とを分別する分別装置と、
分別された氷粒子を貯蔵する貯蔵装置と、
を備えていることを特徴とする。

請求項９記載の発明は、請求項７に記載の疎水性液中における球状氷粒子の製造装置において、
氷粒子製造部は、疎水性液体の冷却・供給装置と、
過冷却液滴落下部から過冷却状態の液滴が落下中に、過冷却解除部として前記液滴に音波、超音波、収束光、電場若しくは電圧などを作用させ、同液滴の過冷却状態を解除させる非接触式過冷却解除装置と、
前記冷却・供給装置によって疎水性液体が供給されており、過冷却状態が解除された液滴を前記疎水性液体で受け止め、同液滴を前記疎水性液体内で氷結させる液槽と、
前記液槽から疎水性液体と氷粒子とを分別する分別装置と、
分別された氷粒子を貯蔵する貯蔵装置と、
を備えていることを特徴とする。

請求項１０記載の発明は、請求項７に記載の疎水性液中における球状氷粒子の製造装置において、
氷粒子製造部は、疎水性液体の冷却・供給装置と、
前記冷却・供給装置によって疎水性液体が供給されており、同疎水性液体の液面は過冷却液滴落下部との間に液滴の過冷却状態を解除可能な高低差を有し、前記疎水性液体の液面を過冷却解除部として、過冷却状態の液滴を前記疎水性液体の液面で受け止め、その衝撃で前記液滴の過冷却状態を解除させ、同液滴を前記疎水性液体と共に液槽に落下させる傾斜路と、
前記傾斜路から流れ込んだ疎水性液体内で前記過冷却状態が解除された液滴を氷結させる液槽と、
前記液槽から疎水性液体と氷粒子とを分別する分別装置と、
分別された氷粒子を貯蔵する貯蔵装置と、
を備えていることを特徴とする。

請求項１１記載の発明は、請求項７に記載の疎水性液中における球状氷粒子の製造装置において、
氷粒子製造部は、疎水性液体の冷却・供給装置と、
過冷却液滴落下部から過冷却状態の液滴が落下中に、過冷却解除部として前記液滴に音波、超音波、収束光、電場若しくは電圧などを作用させ、同液滴の過冷却状態を解除させる非接触式過冷却解除装置と、
前記冷却・供給装置によって疎水性液体が供給されており、過冷却状態が解除された液滴を前記疎水性液体で受け止め、同液体を前記疎水性液体と共に液槽に落下させる傾斜路と、
前記傾斜路から流れ込んだ疎水性液体内で前記過冷却状態が解除された液滴を氷結させる液槽と、
前記液槽から疎水性液体と氷粒子とを分別する分別装置と、
分別された氷粒子を貯蔵する貯蔵装置と、
を備えていることを特徴とする。

請求項１２記載の発明は、請求項７〜１１のいずれか一に記載の疎水性液中における球状氷粒子の製造装置において、
氷粒子製造部は、分別装置と貯蔵装置との間に、炭化水素系の洗浄液が入った液槽と、同液槽から氷粒子と洗浄液とを分別する分別装置とを備えており、
疎水性液体と分別された氷粒子を洗浄液が入った液槽に落下させ、洗浄した後に前記液槽から分別装置で洗浄液と氷粒子とを分別し、分別した氷粒子を貯蔵装置に貯蔵することを特徴とする。

請求項１３記載の発明は、請求項７〜１２のいずれか一に記載の疎水性液中における氷粒子の製造装置において、
氷粒子製造部は、分別された疎水性液体を同疎水性液体の冷却・供給装置に還元する構成とされていることを特徴とする。

本発明に係る疎水性液中における球状氷粒子の製造方法及び製造装置は、過冷却した液体の液滴を疎水性液体が入った液槽に落下させ、過冷却状態が解除された液滴を前記疎水性液体内で氷結させて氷粒子を製造している。液滴は過冷却状態が解除されると、瞬時に表面凍結固化するので、連続的に液滴を落下させても隣接する液滴と一体化することがない。しかも表面凍結固化した液滴は疎水性液体内で周囲（３６０°）から略均等な圧力を受けながら氷結する。そのため、小径の氷粒子を精度良く、大量に製造することができる。

本発明に係る疎水性液中における球状氷粒子の製造方法及び製造装置の実施形態を説明する。

＜実施形態１＞
便宜上、先に疎水性液中における球状氷粒子の製造装置を説明する。

図１に示す球状氷粒子の製造装置（以下、単に製造装置と云う。）１は、低温雰囲気内において、液体を過冷却し、その過冷却した液体を液滴２（例えば、体積が５〜１００μｌ（マイクロリットル）程度）として、疎水性液体３が入った液槽４に落下させる過冷却液滴落下部５と、前記液滴２の過冷却状態を解除する過冷却解除部６と、過冷却状態が解除された液滴２を疎水性液体３内で氷結させる液槽４を有する氷粒子製造部７とを備えている。

本発明で氷結させる液体としては、水、水溶液、水系分散液（水を分散媒とした分散液）を用いることができる。例えば、得られた氷粒子を食品用途に用いる場合、飲料水の他、砂糖、甘味料、着色剤、香料などを溶かした水溶液、または牛乳、豆乳などの分散液を用いることができる。過冷却した液体は、同液体の氷結点まで冷却したものであってもよいが、後述する過冷却状態の解除時にできるだけ速やかな氷結を可能とするために、前記液体の氷結点よりもさらに５〜１０℃低い温度であることが好ましい。過冷却した液体の温度の下限は、同液体の氷結点より１０℃を超えて低い温度とすることも可能であるが、過冷却のしやすさおよび過冷却後の取り扱い性の点から、上記のように液体の氷結点より１０℃低い温度までとするのが実用的である。ちなみに、本発明で云う過冷却とは、液体状態を維持したまま同液体を氷結点以下の温度とすることをいい、過冷却した状態を過冷却状態と云う。

疎水性液体３としては、−１０℃程度の低温において流動性を失わず、その比重が０．８〜０．９程度の市販の灯油や軽油、食用油、シリコンオイルなどを用いることができるが、本実施形態では上記液体の液滴２を氷結した氷粒子２’より軽い軽油を用いる。

過冷却液滴落下部５は、液体が供給される外管５ａ内に、冷凍機からの冷媒が供給される内管５ｂが挿入されており、外管５ａ内を流れる液体を、内管５ｂ内を流れる冷媒で冷却して過冷却状態とすることができる二重管熱交換器を有し、過冷却状態の液体の液滴２を連続的に落下させることができる構成とされている。

氷粒子製造部７は、疎水性液体３の冷却・供給装置８と、過冷却液滴落下部５から過冷却状態の液滴２が落下中に、過冷却解除部６として前記液滴２の過冷却状態を解除する非接触式過冷却解除装置９と、前記冷却・供給装置８によって疎水性液体３が供給されており、過冷却状態が解除された液滴２を前記疎水性液体３で受け止め、同液滴２を前記疎水性液体３と共に液槽４に落下させる傾斜路１０と、前記傾斜路１０から流れ込んだ疎水性液体３内で前記過冷却状態が解除された液滴２を氷結させる液槽４と、前記液槽４から疎水性液体３と氷粒子２’とを分別する分別装置１１と、分別された氷粒子２’を貯蔵する貯蔵装置１２とを備えている。

冷却・供給装置８は、図示は省略するが、例えば疎水性液体３が供給される外管内に、冷凍機からの冷媒が供給される内管が挿入されており、外管内を流れる疎水性液体３を、内管内を流れる冷媒で冷却し、ポンプによって傾斜路１０に供給できる構成とされている。

非接触式過冷却解除装置９は、過冷却状態の液滴２に超低温のガス又は気体、極低温のガス又は気体、音波、超音波、拘束光、電場若しくは電圧などを作用させ、同液滴２の過冷却状態を解除することができる構成とされており、例えば超低温空気発生器（所謂ボルテックスチューブ）などを用いて冷却された超低温気体、又は液体窒素や液体二酸化炭素などの超低温気体を噴射する装置である。なお、非接触式過冷却解除装置９で過冷却状態が解除された液滴２は瞬時に表面凍結固化し、その後、疎水性液体３が入った液槽４内で完全に氷結して氷粒子２’となる。

傾斜路１０はホッパーから成り、その筒状部が液槽４内に嵌め込まれている。この傾斜路１０には、落下してきた液滴２を疎水性液体３で受け止めることができるように、上部から疎水性液体３が連続的に供給されている。ちなみに、傾斜路１０をホッパーで構成したのは、平面に液滴２を落下させるよりも傾斜面に液滴２を落下させた方が、衝撃を和らげることができ、しかも落下時に液滴２や疎水性液体３が周囲に飛び散らないためである。但し、傾斜路１０はスロープ状や樋状などでも良く、要するに傾斜面を有する形状であれば良い。

液槽４はＵ字型管から成り、一方の直立部（以下、下降管部と云う。）４ａの下端近傍から他方の直立部（以下、上昇管部と云う。）４ｂの上端まで内径が絞られている。疎水性液体３の比重は、同疎水性液体３内で氷結した氷粒子２’の比重より軽いので下降管部４ａの下端に氷粒子２’は沈降するが、液槽４は下降管部４ａの下端近傍から上昇管部４ｂの上端まで内径が絞られているので、その絞られた部分から疎水性液体３の流速が急激に速くなり、その流れにのせて沈降した氷粒子２’を上昇管部４ｂの上端まで導くことができる。つまり、液槽４に氷粒子２’の浮上手段が形成されているのである。このとき、氷粒子２’の上昇を促すために、更に浮上手段として上昇管部４ｂの下端に空気又は疎水性液体の噴射装置１３を備えていると好都合である。また、図示例のように、上昇管部４ｂの上端に導いた氷粒子２’と疎水性液体３とを、分別装置１１まで簡単に導くことができるように、上昇管部４ｂの上端に折り返し部４ｃが形成されていると好都合である。また、内部の疎水性液体３を（−５〜−１０）℃程度に維持するために冷却装置１４を備えていると好都合である。

分別装置１１は、氷粒子２’を捕捉できるように前記氷粒子２’の径よりも小さい網目の網材１１ａと、分別された疎水性液体３を収容する収容部１１ｂとから成り、前記網材１１ａは捕捉した氷粒子２’を貯蔵装置１２まで転がり落とすことができるように傾斜している。ちなみに、前記収容部１１ｂと冷却・供給装置８とは連結されており、疎水性液体３を循環させることができる構成とされていると、疎水性液体３の無駄がなく好都合である。また、網材１１ａで捕捉された氷粒子２’は完全に氷結しているので、網材１１ａに固着することが殆どないが、網材１１ａを振動装置（図示は省略）によって振動させると、確実に固着を防ぐことができ好都合である。

次に、疎水性液中における球状氷粒子の製造方法を説明する。

過冷却液滴落下部５で過冷却した液体の液滴２を落下させ、落下中に非接触式過冷却解除装置９で前記液滴２の過冷却状態を解除させ、その過冷却状態が解除され表面凍結固化した液滴２を傾斜路１０に落下させる。そして、前記表面凍結固化した液滴２を傾斜路１０に供給されている疎水性液体３の流れにのせて液槽４に落下させ、前記液滴２を液槽４の疎水性液体３内で完全に氷結させる。液滴２は過冷却状態が解除されると、瞬時に表面凍結固化するので、連続的に液滴２を落下させても隣接する液滴２と一体化することがない。しかも本実施形態の疎水性液体３の比重は氷粒子２’の比重より軽く、疎水性液体３内で氷粒子２’が沈降するので、連続的に液滴２を落下させても、先に落下して氷結した氷粒子２’と接触することが殆ど無く、液滴２と氷粒子２’との一体化も防ぐことができる。また、表面凍結固化した液滴２は疎水性液体３内で周囲（３６０°）から略均等な圧力を受けながら氷結する。そのため、小径の氷粒子を精度良く、大量に製造することができる。

その後、氷粒子２’を疎水性液体３の流れにのせて分別装置１１に導き、同分別装置１１の網材１１ａで疎水性液体３と分別すると共に、分別装置１１の網材１１ａの傾斜を利用して貯蔵装置１２へ転がり落とすと、氷粒子２’の製造が完了する。

＜実施形態２＞
上記実施形態１の球状氷粒子の製造方法は、氷粒子２’の比重より軽い比重の疎水性液体３を用いた製造装置１を用いたが、氷粒子２’の比重より重い比重の疎水性液体３を用いた製造装置１５（図２を参照）を用いて実施することもできる。

図２に示す製造装置１５は、図１に示す製造装置１と略同様の構成とされているが、疎水性液体３の比重が氷粒子２’の比重より重く、疎水性液体３内を氷粒子２’が浮上する性質を利用して、氷粒子２’を分別装置１１に導いている。すなわち、傾斜路（本実施形態ではスロープ）１０から疎水性液体３と共に液槽１６に流し込まれた液滴２が、疎水性液体３内で氷結し、氷粒子２’として浮上した際に、送風機１７によって分別装置１１へ吹き飛ばす（取り出す）構成とされている。ちなみに、図示例の液槽１６は、矩形状（但し、形状は特に限定されない。）の凹み部が形成されており、分別装置１１側の壁部１６ａが若干低く、その上端から分別装置１１まで伸びる返し部１６ｂが形成されている。この液槽１６を用いると、簡単に氷粒子２’を分別装置１１に吹き飛ばすことができる。

＜実施形態３＞
上記実施形態１、２の球状氷粒子の製造方法は、非接触式過冷却解除装置９で液滴２の過冷却状態を解除する構成の製造装置１（１５）を用いているが、過冷却液滴落下部５と、傾斜路１０に供給される疎水性液体３の液面（即ち、液滴２の落下位置）との間に、液滴２の過冷却状態を解除可能な高低差を設け、前記疎水性液体３の液面を過冷却解除部として、過冷却状態の液滴２を前記疎水性液体３の液面で受け止め、その衝撃で前記液滴２の過冷却状態を解除させる構成の製造装置（図示を省略）を用いても実施できる。この場合、非接触式過冷却解除装置９を省略することができ、製造装置の簡素化を図ることができる。

＜実施形態４＞
上記実施形態１〜３の球状氷粒子の製造方法は、液滴２を一旦傾斜路１０に落下させ、疎水性液体３の流れにのせて液槽４（１６）に落下させる構成の製造装置１（１５）を用いているが、液滴２を直接疎水性液体３の入った液槽４（１６）に落下させる構成の製造装置（図示を省略）を用いても実施できる。この場合に用いる製造装置は、図１、図２に示す製造装置１（１５）から傾斜路１０を省略することができ、製造装置の簡素化を図ることができる。

なお、液滴２を液槽４（１６）に直接落下させる場合は、過冷却液滴落下部５と、液槽４（１６）の疎水性液体３の液面との間に、液滴２の過冷却状態を解除可能な高低差を設け、前記疎水性液体３の液面を過冷却解除部として、過冷却状態の液滴２を前記疎水性液体３の液面で受け止め、その衝撃で前記液滴２の過冷却状態を解除させる構成とし、非接触式過冷却解除装置９を省略することもできる。

＜実施形態５＞
上記実施形態１〜４の球状氷粒子の製造方法は、分別装置１１で氷粒子２’と疎水性液体３とを分別した後に、直ちに氷粒子２’を貯蔵装置１２に貯蔵する構成の製造装置１（１５）を用いているが、氷粒子２’を食品用途に用いる場合は、分別装置１１と貯蔵装置１２との間に、炭化水素系の洗浄液１８（例えば、ノルマルパラフィン系低臭洗浄用溶剤）が入った液槽１９と、同液槽１９から氷粒子２’と洗浄液１８とを分別する分別装置２０とを備えた製造装置２１（図３を参照）を用いると良い。

図３に示す製造装置２１は、分別装置１１で分別された氷粒子２’をベルトコンベア（但し、空気運搬装置などでも良い。）２２で運搬し、洗浄液１８が入った液槽１９に落下させている。ちなみに、氷粒子２’を落下させた際に洗浄液１８が周囲に飛び散らないように、冷却・供給装置２３から氷粒子２’が溶け出さない程度に冷却された洗浄液１８をホッパー２４に供給し、同ホッパー２４に落下させた氷粒子２’を前記洗浄液１８の流れにのせて液槽１９に落下させると好都合である。

洗浄液１８の比重が氷粒子２’の比重よりも軽い場合は、液槽１９として一方の直立部（以下、下降管部と云う。）１９ａの下端近傍から他方の直立部（以下、上昇管部と云う。）１９ｂの上端まで内径を絞った形態のＵ字型管を用いると、下降管部１９ａの下端に沈降した氷粒子２’を上昇管部１９ｂの上端まで簡単に導くことができ好都合である。このとき、氷粒子２’の上昇を促すために、更に上昇管部１９ｂの下端に空気又は洗浄液の噴射装置２５を備えていると好都合である。また、図示例のように、上昇管部１９ｂの上端に導いた氷粒子２’と洗浄液１８とを、分別装置２０まで簡単に導くことができるように、上昇管部１９ｂの上端に折り返し部１９ｃが形成されていると好都合である。

分別装置２０は、氷粒子２’を捕捉できるように前記氷粒子２’の径よりも小さい網目の網材２０ａと、分別された洗浄液１８を収容する収容部２０ｂとから成り、前記網材２０ａは捕捉した氷粒子２’を貯蔵装置１２まで転がり落とすことができるように傾斜している。ちなみに、前記収容部２０ｂと冷却・供給装置２３とは連結されており、洗浄液１８を循環させることができる構成とされていると、洗浄液１８の無駄がなく好都合である。また、網材２０ａで捕捉された氷粒子２’は完全に氷結しているので、網材２０ａに固着することが殆どないが、網材２０ａを振動装置（図示は省略）によって振動させると、確実に固着を防ぐことができ好都合である。

貯蔵装置１２は、分別装置２０の網材２０ａから転がり落ちる氷粒子２’を収容する氷粒子タンク２６と、同氷粒子タンク２６内の氷粒子２’を撹拌して氷粒子２’同志の凍り付きを防止するために氷粒子タンク２６内で回転される撹拌羽根２７と、氷粒子タンク２６内を冷却するための冷風供給器２８と、氷粒子タンク２６の底部から落下する氷粒子２’を搬出するためのスクリュコンベア２９とを備えている。図中、３０は撹拌羽根２７を回転させるためのモータ、３１はスクリュコンベア２９を駆動するためのモータである。なお、図１、２に示す製造装置１（１５）の貯蔵装置１２も同様の構成とされていることが好ましい。

図３に示す製造装置２１は二つの部屋２１ａ、２１ｂに分けられており、一方の部屋２１ａで気化する疎水性液体３を回収し、冷却・供給装置８に還元する還元装置３２と、他方の部屋２１ｂで気化する洗浄液１８を回収し、冷却・供給装置２３に還元する還元装置３３とを備えている。

＜実施形態６＞
上記実施形態１〜５の球状氷粒子の製造方法は、過冷却状態の液体を二重管熱交換器で急速に冷却して得ているが、液体を静置状態で冷凍庫などでゆっくりと冷却して得ることもできる。

＜実施例１＞
冷凍庫内で、疎水性液体として軽油（比重：０．８７）の入った筒状の液槽に、注射器を用いて過冷却状態の水滴を落下させた。

諸条件は以下の通りである。
・注射器と軽油の液面との高低差：１００ｍｍ
・軽油の温度：−９℃
・水滴の体積：０．０４ｍｌ
・水滴の温度：−９℃
・先の水滴と後の水滴を落下させる時間差：２０秒

過冷却状態の水滴が液槽の底面まで到達する時間は２１秒程度で、前記水滴は先に落下して氷結した氷粒子に接触した後に、跳ね返ってわずかに浮き、そして沈み、再接触して静止状態となった。このことから、過冷却状態の水滴は軽油中を沈下する間に過冷却状態が解除され、前記水滴表面が凍結固化したものと考えられる。

＜比較例１＞
過冷却状態でない水滴を用い、諸条件の一部を以下の通りとした他は実施例１と同様にして水滴を落下させた。
・水滴の温度：１７℃

水滴が液槽の底面まで到達する時間は１８秒程度で、液槽の底面に到達した時点の水滴は凍結しておらず、液体の状態であった。その後、前記水滴は先に落下させた水滴と液槽の底部において強固に一体化し氷結した。

＜比較例２＞
過冷却状態でない水滴を用い、諸条件の一部を以下の通りとした他は実施例１と同様にして水滴を落下させた。
・水滴の温度：１℃

水滴が液槽の底面まで到達する時間は１９秒程度で、液槽の底面に到達した時点の水滴は凍結しておらず、液体の状態であった。その後、前記水滴は先行して落下させた水滴と液槽の底部において強固に一体化し氷結した。

実施形態１の球状氷粒子の製造装置を示す模式図である。 実施形態２の球状氷粒子の製造装置を示す模式図である。 実施形態５の球状氷粒子の製造装置を示す模式図である。

符号の説明

１ 球状氷粒子の製造装置
２ 液滴
２’ 氷粒子
３ 疎水性液体
４ 液槽
５ 過冷却液滴落下部
６ 過冷却解除部
７ 氷粒子製造部
８ 疎水性液体の冷却・供給装置
９ 非接触式過冷却解除装置
１０ 傾斜路
１１ 分別装置
１２ 貯蔵装置
１５ 球状氷粒子の製造装置
１６ 液槽
１８ 炭化水素系の洗浄液
１９ 液槽
２０ 分別装置
２１ 球状氷粒子の製造装置

Claims (13)

1. 過冷却した液体の液滴を疎水性液体が入った液槽に落下させ、過冷却状態が解除された液滴を前記疎水性液体内で氷結させて氷粒子を製造することを特徴とする、疎水性液中における球状氷粒子の製造方法。
2. 疎水性液体は傾斜路から液槽に流れ込んでおり、同傾斜路に過冷却状態の液滴を落下させ、疎水性液体の流れにのせて液槽に落下させることを特徴とする、請求項１に記載の疎水性液中における球状氷粒子の製造方法。
3. 過冷却状態の液滴は、液槽の疎水性液体に落下させ、又は傾斜路に落下させ、又は疎水性液体若しくは傾斜路までの落下中に、非接触式過冷却解除装置によって音波、超音波、収束光、電場若しくは電圧などを作用させて過冷却状態を解除させることを特徴とする、請求項１又は２に記載の疎水性液中における球状氷粒子の製造方法。
4. 疎水性液体の比重は氷粒子の比重より重く、疎水性液体内で浮上した氷粒子を取り出すことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載の疎水性液中における球状氷粒子の製造方法。
5. 疎水性液体の比重は氷粒子の比重より軽く、疎水性液体内で沈降した氷粒子を浮上手段によって強制的に浮上させて取り出すことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載の疎水性液中における球状氷粒子の製造方法。
6. 液槽から疎水性液体と氷粒子を分別し、更に前記氷粒子を炭化水素系の洗浄液が入った液槽に落下させ、洗浄した後に洗浄液と氷粒子とを分別することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一に記載の疎水性液中における球状氷粒子の製造方法。
7. 液体を過冷却し、その過冷却した液体を液滴として疎水性液体が入った液槽に落下させる過冷却液滴落下部と、
   液滴の過冷却状態を解除させる過冷却解除部と、
   過冷却状態が解除された液滴を疎水性液体内で氷結させる液槽を有する氷粒子製造部と、
   を備えていることを特徴とする、疎水性液中における球状氷粒子の製造装置。
8. 氷粒子製造部は、疎水性液体の冷却・供給装置と、
   前記冷却・供給装置によって疎水性液体が供給されており、同疎水性液体の液面は過冷却液滴落下部との間に液滴の過冷却状態を解除可能な高低差を有し、前記疎水性液体の液面を過冷却解除部として、過冷却状態の液滴を前記疎水性液体の液面で受け止め、その衝撃で前記液滴の過冷却状態を解除させ、同液滴を前記疎水性液体内で氷結させる液槽と、
   前記液槽から疎水性液体と氷粒子とを分別する分別装置と、
   分別された氷粒子を貯蔵する貯蔵装置と、
   を備えていることを特徴とする、請求項７に記載の疎水性液中における球状氷粒子の製造装置。
9. 氷粒子製造部は、疎水性液体の冷却・供給装置と、
   過冷却液滴落下部から過冷却状態の液滴が落下中に、過冷却解除部として前記液滴に音波、超音波、収束光、電場若しくは電圧などを作用させ、同液滴の過冷却状態を解除させる非接触式過冷却解除装置と、
   前記冷却・供給装置によって疎水性液体が供給されており、過冷却状態が解除された液滴を前記疎水性液体で受け止め、同液滴を前記疎水性液体内で氷結させる液槽と、
   前記液槽から疎水性液体と氷粒子とを分別する分別装置と、
   分別された氷粒子を貯蔵する貯蔵装置と、
   を備えていることを特徴とする、請求項７に記載の疎水性液中における球状氷粒子の製造装置。
10. 氷粒子製造部は、疎水性液体の冷却・供給装置と、
    前記冷却・供給装置によって疎水性液体が供給されており、同疎水性液体の液面は過冷却液滴落下部との間に液滴の過冷却状態を解除可能な高低差を有し、前記疎水性液体の液面を過冷却解除部として、過冷却状態の液滴を前記疎水性液体の液面で受け止め、その衝撃で前記液滴の過冷却状態を解除させ、同液滴を前記疎水性液体と共に液槽に落下させる傾斜路と、
    前記傾斜路から流れ込んだ疎水性液体内で前記過冷却状態が解除された液滴を氷結させる液槽と、
    前記液槽から疎水性液体と氷粒子とを分別する分別装置と、
    分別された氷粒子を貯蔵する貯蔵装置と、
    を備えていることを特徴とする、請求項７に記載の疎水性液中における球状氷粒子の製造装置。
11. 氷粒子製造部は、疎水性液体の冷却・供給装置と、
    過冷却液滴落下部から過冷却状態の液滴が落下中に、過冷却解除部として前記液滴に音波、超音波、収束光、電場若しくは電圧などを作用させ、同液滴の過冷却状態を解除させる非接触式過冷却解除装置と、
    前記冷却・供給装置によって疎水性液体が供給されており、過冷却状態が解除された液滴を前記疎水性液体で受け止め、同液体を前記疎水性液体と共に液槽に落下させる傾斜路と、
    前記傾斜路から流れ込んだ疎水性液体内で前記過冷却状態が解除された液滴を氷結させる液槽と、
    前記液槽から疎水性液体と氷粒子とを分別する分別装置と、
    分別された氷粒子を貯蔵する貯蔵装置と、
    を備えていることを特徴とする、請求項７に記載の疎水性液中における球状氷粒子の製造装置。
12. 氷粒子製造部は、分別装置と貯蔵装置との間に、炭化水素系の洗浄液が入った液槽と、同液槽から氷粒子と洗浄液とを分別する分別装置とを備えており、
    疎水性液体と分別された氷粒子を洗浄液が入った液槽に落下させ、洗浄した後に前記液槽から分別装置で洗浄液と氷粒子とを分別し、分別した氷粒子を貯蔵装置に貯蔵することを特徴とする、請求項７〜１１のいずれか一に記載の疎水性液中における球状氷粒子の製造装置。
13. 氷粒子製造部は、分別された疎水性液体を同疎水性液体の冷却・供給装置に還元する構成とされていることを特徴とする、請求項７〜１２のいずれか一に記載の疎水性液中における球状氷粒子の製造装置。

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