JP2007309556A - 冷凍装置および冷凍方法 - Google Patents

Abstract

【課題】冷凍槽内で被冷凍物を均斉に冷却することができ、冷凍時間を短縮することができ、被冷凍物の鮮度を容易に保持できる冷凍装置および冷凍方法を提供する。
【解決手段】冷凍槽１３内の冷凍用液ｃで被冷凍物Ｗを冷凍させる冷凍装置本体１０において、冷凍用液ｃ内に気泡ａを発生させる気泡発生器３０が設けられている。この気泡発生器３０が、空気を吸入する空気吸入部３１と、冷凍槽１３内の冷凍用液ｃに配設され、空気を気泡化する気泡化部３４と、空気吸入部３１で吸入された空気を、気泡化部３４に送り出す空気送出部３３とから構成されており、空気吸入部３１が、冷凍槽１３内における冷凍用液ｃの液面上における密閉空間内に配設されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷凍装置および冷凍方法に関する。さらに詳しくは、魚介類や食肉等の食品やその他種々の物品を冷凍する装置と方法に関する。

従来技術１として特許文献１に記載の冷凍装置がある。この従来技術は、冷凍装置によって冷却されるブラインを備蓄するブライン槽と、冷凍室内の空気を上記ブラインで冷却させる冷却器と、冷凍室内に空気を循環させる可変速ファンと、上流側に設けた温度センサと、貯蔵品棚とを備えたものである。
このように、ブライン槽と冷凍室を個別に設けた装置では、それぞれがスペースを占有するので、設備が大掛かりになり、設備コストも高くなる。そこで、ブライン槽に直接、被冷凍物を入れて冷凍する従来技術が登場した。

上記従来例２の冷凍装置を図３に基づき説明する。
同図に示すように、冷凍槽１３には、ブライン液などの冷凍用液ｃが入れられている。
この冷凍槽１３には、循環用パイプ２２の両端が連結されており、この循環用パイプ２２内を冷凍用液ｃが通るようになっている。また、循環用パイプ２２の送出口には、冷凍槽１３の内部において、パイプに複数の送出孔24hが形成された送出パイプ２４が連結されている。前記循環用パイプ２２にはポンプ２３が設けられており、このポンプ２３によって、冷凍用液ｃを循環用パイプ２２に通して循環させることができる。そして、冷凍機１１によって冷却された冷却液は、熱交換器１２内の冷液パイプ11Pを循環するようになっており、冷凍槽１３に通ずる循環用パイプ２２と熱交換するようになっている。したがって、ポンプ２３によって、冷凍槽１３には冷却された直後の冷凍用液ｃを常時送ることができ、冷凍槽１３内の冷凍用液ｃによって被冷凍物Ｗを冷凍させることができる。

しかるに、従来例２では、以下の問題点がある。
（ｉ）冷凍槽１３内において、送出パイプ２４の送出孔24hの近くに位置する被冷凍物Ｗは、熱交換器１２で冷却された低温の冷凍用液ｃによって冷却されやすいので、冷凍が完了するまでの冷凍時間が短いが、逆に送出孔24hから離れて位置する被冷凍物Ｗは、冷凍用液ｃによって冷却されにくいので、冷凍が完了するまでの冷凍時間が長くなる。このため、冷凍槽１３内における被冷凍物の位置によって、冷凍時間のバラツキが大きく、被冷凍物を均斉に冷凍することができない。
（ii）送出孔24hから離れている被冷凍物Ｗに対しては、図４に示すように、その表面の近くのｘ領域では冷凍用液ｃがほとんど移動しないので、熱伝導でしか熱が移動せず熱の移動量が少ない。また、被冷凍物Ｗの表面から離れたｙ領域では対流が生じるが、この対流は冷凍用液ｃが温かくなったものが上昇して生じるものであるから、動きが緩やかである。よって、被冷凍物部Ｗからの熱の放出には時間がかかるので全ての被冷凍物の冷凍が完了するまでの時間は、長くなる。また、冷却までの時間が長いことから、細胞破壊を招来しやすくなり、鮮度の保持が容易でない。

特開平１０−３２５６６５号

本発明はかかる事情に鑑み、冷凍槽における被冷凍物の位置によらず被冷凍物を均斉に冷却することができ、冷凍時間を短縮することができ、被冷凍物の鮮度を容易に保持できる冷凍装置および冷凍方法を提供することを目的とする。

第１発明の冷凍装置は、冷凍槽内の冷凍用液で被冷凍物を冷凍させる装置において、前記冷凍用液中で気泡を発生させる気泡発生器が設けられたことを特徴とする。
第２発明の冷凍装置は、第１発明において、前記気泡発生器が、空気を吸入する空気吸入部と、前記冷凍槽内の冷凍用液中に配設され、空気を気泡化する気泡化部と、前記空気吸入部で吸入された空気を、前記気泡化部に送り出す空気送出部とからなり、前記空気吸入部が、前記冷凍槽内における冷凍用液の液面上における密閉空間内に配設されたことを特徴とする。
第３発明の冷凍装置は、第２発明において、前記空気吸入部が、液体を吸引せず空気のみ吸引する吸引フィルターを備えたことを特徴とする。
第４発明の冷凍方法は、冷凍槽内の冷凍用液で被冷凍物を冷凍させる方法において、
前記冷凍用液中に気泡を発生させることを特徴とする。

第１発明によれば、気泡発生器によって、冷凍槽内の冷凍用液中に気泡を発生させると、冷凍用液中を気泡が上昇することにより、冷凍用液を対流させ撹拌させることができ、また、気泡が被冷凍物の表面の温度境界層を撹乱することによって熱伝達性能が向上するので、冷凍槽内の全ての被冷凍物に、冷温の冷凍用液を接触させることができる。このため、冷凍槽における被冷凍物の位置によらず、被冷凍物を均斉に冷却することができ、冷凍完了までの時間を短縮することができる。この結果、被冷凍物の細胞破壊を防止でき、被冷凍物の鮮度を容易に保持することができる。
第２発明によれば、空気吸入部が、冷凍槽内における冷凍用液の液面上における密閉空間内に配設されているので、冷却された低温の空気を吸引することができる。このため、低温の空気を冷凍槽内の冷凍用液に送り出すことができ、熱損失を抑制でき効率的に冷凍することができる。
第３発明によれば、空気吸入部によって液体を吸引せず空気のみ吸引でき、液面上に浮上した気泡が破裂したときに飛散する液滴をパイプ内に吸引するのを防止できる。また、冷却された空気のみを吸引できるので、パイプが冷凍槽で冷却されても、凝縮水の氷結によるパイプ結まりを抑制することができる。
第４発明によれば、気泡発生器によって、冷凍槽内の冷凍用液の内部に気泡を発生させると、冷凍用液を対流させ撹拌させることができ、冷凍槽内の全ての被冷凍物に、同じくらいの温度の冷凍用液を接触させることができる。このため、冷凍槽における被冷凍物の位置によらず被冷凍物を均斉に冷却することができる。しかも、気泡を発生させることにより、冷凍用液を対流させることができ、より低温の液を被冷凍物に接触し続けることができるので、冷却効果が高くなり、冷凍完了までの時間を短縮することができる。この結果、被冷凍物の細胞破壊を防止でき、鮮度を容易に保持できる。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る冷凍装置１のブロック図である。同図に示すように、本実施形態の冷凍装置１は、冷凍装置本体１０と気泡発生器３０とからなる。冷凍装置本体１０は、冷凍槽１３内の冷凍用液ｃで被冷凍物Ｗを冷凍させる基本装置であり、気泡発生器３０は、冷凍用液ｃ中で気泡ａを発生させるため、付加的に設けられたものである。

まず、冷凍装置本体１０を説明する。この冷凍装置本体１０は、冷凍機１１、熱交換器１２、冷凍槽１３および液循環部２０から構成されている。

前記冷凍機１１は、例えば冷媒蒸発温度が−３５℃程度の冷凍機である。この冷凍機１１によって冷却された冷媒液は、冷媒パイプ11Pを循環するようになっている。そして冷媒パイプ11Pの一部は、後述する熱交換器１２内を通過するように配設されている。

前記熱交換器１２は、例えばプレート熱交換器であり、この熱交換器１２によって、冷媒パイプ11Pと循環用パイプ２２との間で、熱量を交換できる。
なお、熱交換器１２は、プレート熱交換器だけでなく、多管式の熱交換器など、種々の熱交換器を採択しうる。

前記冷凍槽１３は、例えばブライン槽が用いられ、その内部にブライン液等の冷凍用液ｃを入れておく槽である。冷凍用液ｃは、例えばブライン液であり、氷点下でも凍らず液体の状態のものであり、例えば魚介類や肉等の食品などの被冷凍物Ｗを冷凍することができる。なお、ブライン液としては、塩水などの塩化物溶液及びエチルアルコールなどであってもよい。

前記液循環部２０は、循環用パイプ２２、ポンプ２３および送出パイプ２４から構成されたものであり、冷凍用液ｃを冷凍槽１３と熱交換器１２の間で循環させる部分である。

前記循環用パイプ２２は、例えばステンレス管であり、この循環用パイプ２２の吸入口および送出口は、冷凍槽１３に連結されており、ポンプ２３によって、冷凍槽１３内の冷凍用液ｃを循環させることができる。
なお、循環用パイプ２２の吸入口を冷凍槽１３の上部に取り付け、循環用パイプ２２の送出口を冷凍槽１３の下部に取り付けるとよい。この場合、より低温の冷凍用液ｃを冷凍槽１３の下部に送り出すことができるので、被冷凍物Ｗを効率的に冷却することができる。

前記循環用パイプ２２の送出口には、冷凍槽１３内において、送出パイプ２４が連結されている。この送出パイプ２４には、多数の送出孔24hが形成されており、冷凍用液ｃを冷凍槽１３内に送り出すことができる。

上記のごとき構成の冷凍装置本体１０によって、冷凍槽１３内部に被冷凍物Ｗを入れておけば、被冷凍物Ｗを冷凍することができる。

つぎに、気泡発生器３０を説明する。
前記冷凍装置本体１０には、気泡発生器３０が設けられている。この気泡発生器３０は、空気吸入部３１、パイプ３２、空気送出部３３および気泡化部３４から構成されたものである。

前記空気吸入部３１は、液体を吸引せず低温の空気のみ吸引できる吸引フィルターである。このため、液面上に浮上した気泡が破裂したときに飛散する液滴をパイプ３２内に吸引するのを防止できる。また、空気のみを吸引できるので、パイプ３２が冷凍層１３で冷却されても、凝縮水の氷結によるパイプ結まりを抑制することができる。

前記空気吸入部３１は、冷凍槽１３内における冷凍用液ｃの液面上における密閉空間内に配設されている。このため、冷却された低温の空気を冷凍槽１３内の冷凍用液ｃに送り出すことができ、熱損失を防止でき効率的に冷凍することができる。

前記空気吸入部３１には、例えばステンレス管等のパイプ３２によって、空気ポンプ等の空気送出部３３が接続されている。このため、空気送出部３３によって、前記空気吸入部３１から吸入された空気を、パイプ３２を通してその他端に送ることができる。なお、符号３５はドレーンである。

前記パイプ３２の他端には、気泡化部３４が連結されている。この気泡化部３４は、例えば多数の気泡用孔34hが管部に形成された気泡発生管であり、前記冷凍槽１３の内部に配設されている。
この気泡化部３４によって、パイプ３２内部の空気を気泡化して、冷凍槽１３の内部に気泡ａを発生させることができる。

またこの気泡化部３４は、冷凍槽１３の底部に気泡化部３４を配設するとよく、この場合、冷凍用液ｃの下部から上部まで全体に気泡を通過させることができ、気泡ａによる対流を発生させやすくすることができるので好適である。

前記気泡発生器３０によれば、空気送出部３３によって空気吸入部３１から吸入した空気を、気泡化部３４で気泡化して冷凍用液ｃに送り、冷凍用液ｃ中に気泡ａを発生させることができ、この気泡が大きな冷凍効果を生ずる。

上記の装置を用いて、魚介類や食肉等の食品やその他種々の物品を冷凍するには、冷凍槽１３内の冷凍用液ｃ中に、被冷凍物Ｗを吊下げたり、網などの適当な容器に入れて漬けておけばよい。
また、被冷凍物Ｗを上下動させるようにすると、より冷凍効果が高くなる。

上記の冷凍装置および冷凍方法によれば、以下の（１）〜（３）の効果を奏する。
（１）冷凍槽１３内の冷凍用液ｃ中を気泡ａが上昇すると、図２に示すように、被冷凍物Ｗの外表面に沿って冷凍用液ｃを対流させ撹拌させることができ、また、気泡が被冷凍物の表面の温度境界層を撹乱することによって熱伝達性能が向上するので、冷凍槽１３内の全ての被冷凍物Ｗに、冷温の冷凍用液ｃを接触させることができる。このため、冷凍槽１３における被冷凍物Ｗの位置によらず、被冷凍物Ｗを均斉に冷却することができ、冷凍完了までの時間を短縮することができる。この結果、被冷凍物Ｗの細胞破壊を防止でき、被冷凍物Ｗの鮮度を容易に保持することができる。
（２）気泡発生器３０の空気吸入部３１が、冷凍槽１３内における冷凍用液ｃの液面上における密閉空間内に配設されているので、低温の空気を吸引することができる。このため、低温の空気を冷凍槽１３内の冷凍用液ｃに送り出すことができ、熱損失を抑制でき効率的に冷凍することができる。
（３）空気吸入部３１によって液体を吸引せず空気のみ吸引できる。このため、液面上に浮上した気泡が破裂したときに飛散する液滴をパイプ３２内に吸引するのを防止できる。また、冷却された空気のみを吸引できるので、パイプ３２が冷凍層１３で冷却されても、凝縮水の氷結によるパイプ結まりを抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る冷凍装置１のブロック図である。 本発明による冷凍作用の説明図である。 従来の冷凍装置101のブロック図である。 従来装置による冷凍作用の説明図である。

符号の説明

１ 冷凍装置
１０ 冷凍装置本体
１３ 冷凍槽
３０ 気泡発生器
３１ 空気吸入部
３４ 気泡化部
ａ 気泡
ｃ 冷凍用液

Claims (4)

1. 冷凍槽内の冷凍用液で被冷凍物を冷凍させる装置において、
   前記冷凍用液中で気泡を発生させる気泡発生器が設けられた
   ことを特徴とする冷凍装置。
2. 前記気泡発生器が、
   空気を吸入する空気吸入部と、
   前記冷凍槽内の冷凍用液中に配設され、空気を気泡化する気泡化部と、
   前記空気吸入部で吸入された空気を、前記気泡化部に送り出す空気送出部とからなり、
   前記空気吸入部が、
   前記冷凍槽内における冷凍用液の液面上における密閉空間内に配設された
   ことを特徴とする請求項１記載の冷凍装置。
3. 前記空気吸入部が、
   液体を吸引せず空気のみ吸引する吸引フィルターを備えた
   ことを特徴とする請求項２記載の冷凍装置。
4. 冷凍槽内の冷凍用液で被冷凍物を冷凍させる方法において、
   前記冷凍用液中に気泡を発生させる
   ことを特徴とする冷凍方法。

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