JP2007504326A

JP2007504326A - 有機冷却媒体およびその使用法

Info

Publication number: JP2007504326A
Application number: JP2006525443A
Authority: JP
Inventors: クナウフジェフ
Original assignee: アラスカオーシャンプロダクツ
Priority date: 2003-09-02
Filing date: 2004-09-02
Publication date: 2007-03-01
Also published as: AP2006003560A0; US20050184272A1; RU2006110619A; OA13249A; BRPI0414015A; MA28324A1; WO2005021732A3; WO2005021732A2; AU2004269423A1; NO20061467L; CA2537528A1; EP1670873A2; US20080093579A1; ECSP066470A; CN1845978A

Abstract

冷却剤を含み、塩化物塩をさらに含んでもよい有機冷却媒体。炭水化物、糖アルコール、グリコシド、マルトデキストリン、水素化されたマルトデキストリン、デンプン加水分解物、非毒性の油、およびそれらの混合物から選択される冷却剤。

Description

本願は、参照によって本明細書中に組み込まれる特許文献１に対して、優先権を主張する（特許文献１参照。）。

本発明は、アイススケートリンクの冷却および室内スプリンクラーシステム、冷蔵システム、プレート冷凍機（plate freezers）、送風冷凍機、ブライン冷凍機、冷却塔、空調設備および凝縮器、ラジエータ冷却用途、および熱交換器を含むさまざまな用途における使用のため冷却媒体に関するが、これに限定されない。

米国特許仮出願第６０／４９９，８０３号（２００３年９月２日出願）米国特許出願第１０／６５４，５９０号（２００３年９月２日出願）米国特許第６，０８０,３３０号明細書（Ｂｌｏｏｍｅｒ）米国特許第６，５８２,６２２号明細書米国特許第６，４４０,３２５号明細書米国特許第６，４３６,３１０号明細書米国特許第６，２９９,７９３号明細書米国特許第６，４６８,４４２号明細書米国特許第６，５４４,４３４号明細書米国特許第６，３１５,９１９号明細書米国特許第６，５０６,３１８号明細書米国特許第６，３９８,９７９号明細書米国特許第６，４１６,６４８号明細書

本発明の例示的な使用法は、図１に概略的に表され、そこに、二次冷却システム１２に操作可能に接続される一次冷却システム１０が描かれている。これを、アイススケートリンク１４の冷却を含む数々の用途に使用してもよい。一次冷却システム１０は、システム１０を通して冷媒を循環させる閉ループシステムであり、および圧縮器１６、凝縮器１８、膨張弁２０、蒸発器２２、ならびに管２４の使用を含む。作動中、冷媒は、方向矢印２６によって示されるように管２４を通って流れ、圧縮器１６を通り抜け、これは冷媒の圧力を上昇させる。次いで、冷媒は凝縮器１８を通って流れ、そこで冷媒は蒸気の形態から液体の形態に凝縮し、その過程で熱を放出する。凝縮器１８を経て、冷媒は膨張弁２０を通って流れ、そこで冷媒は圧力低下を経験し、温度の低下がもたらされる。最終的に、冷媒は蒸発器２２を通り抜ける。冷媒は蒸発器２２から熱を奪い、これにより冷媒は気化する。例示的な用途では、蒸発器２２は二次冷却システム１２から熱を奪う。次いで、気化された冷媒は圧縮器１６を通って戻り、および該循環が繰り返される。

二次冷却システム１２は、ポンプ２８と、アイススケートリンク１４の表面の下部に配置される、１本の管３０とを含む。ポンプ２８は、下述のように、方向矢印３２によって示されるように管３０の全長を通して本発明の冷却媒体を循環させて、アイススケートリンクを冷却し、および適切な氷の温度を維持する。

本発明の別の例示的な使用法は、図２に概略的に表され、そこに、建物５０内に据え付けられてもよいスプリンクラーシステム４８が概略的に描かれる。スプリンクラーシステム４８は、火災状況があるときに作動し、および火を消すために火に対して流体を提供する。図２に示されるように、建物５０は、概略的に描かれているが、しかしスプリンクラーシステムを使用するかあるいは据え付けている建物の全てのタイプを含んでもよい。スプリンクラーシステム４８は、概して、流体源５４に対して操作可能に接続される流体ラインすなわち管５２を含む。流体源５４は、建物の至る所に配置される複数のスプリンクラー５８に対して、方向矢印５６によって示されるように流体を提供する。万一火災の場合には、流体は、スプリンクラー５８を通しておよび火の上に対して散布され、それによって火を消す。塩水の溶液を消火流体として使用することは知られている。知られている塩水の溶液は、より低い凝固点を有し、寒い環境において流体が供給管内で凝固するのを防止する。しかしながら、本発明は、下述のように、スプリンクラーシステム４８内で使用される流体としての冷却媒体の使用を企図する。図３に示されるような代替的な態様では、アイスリンク１４を開放タンク６０と置換してもよい。冷凍のために、材料をタンク６０の中に直接置いてもよい。

本発明の冷却媒体は、慣用的な冷却媒体に対する非毒性の代替物を提供する。本発明の冷却媒体は、非毒性であるため、特に食品の加工において使用される冷却システムにおいて使用するのにより安全である。冷却媒体は、参照によって本明細書中に組み込まれる特許文献２においてさらに記載される（特許文献２参照。）。

本発明は、好ましくは塩化物塩と組み合わせて有機冷却剤を含む冷却媒体の使用を企図する。塩化物塩は、好ましくは、塩化ナトリウム、塩化マグネシウムおよび塩化カルシウムからなる群から選択される少なくとも１つである。経済的理由のために、塩化物塩は、好ましくは塩化ナトリウムである。塩化カルシウムは、最も低い凝固点を与える溶液を提供すると考えられ、および従ってより一般的に好まれる。

有機冷却剤は、任意の適当な有機冷却剤であってもよい。好ましい冷却剤は、１８０から１５００まで変動する分子量を有する炭水化物、１８０から１５００まで変動する分子量を有する糖アルコール、１８０から１５００まで変動する分子量を有するグリコシド、マルトデキストリン、水素化されたマルトデキストリン、デンプン加水分解物、水素化されたデンプン加水分解物、および非毒性の油、および上述のものの任意の混合物および他の有機冷却剤の任意の混合物を含む。一般的に、油が使用されるとき、油は、塩化物塩または水性媒体と併せては使用されない。上述の有機冷却剤の少なくともいくつかは、食用の海洋動物および他の食料製品の冷凍と併せて使用されるときに、粘膜層の保存が強化されると考えられる点において、有益な効果を提供すると考えられる。しかしながら、本発明を何かそのような強化される効果に限定されると判断してはならない。さらに、上述の冷却剤のいくつかは、溶液中の溶解物質の存在によってもたらされる束一性低下に加えて、凝固点の低下に貢献すると考えられる。

炭水化物が使用される場合、炭水化物は、任意の適当な炭水化物であってもよく、および、例えば、グルコース、マルトース、マルトトリオース、ラクトース、フルクトース、スクロース、およびそれらの混合物を含んでもよい。糖は、単糖類、二糖類、三糖類、四糖類、五糖類、六糖類、およびそれらの混合物から選択されてもよい。ソルビトールおよびマルチトール、または他の糖アルコールのような上述の糖アルコールを、規定される重量範囲において、本発明と併せて使用してもよい。炭水化物は、純粋溶液として提供されてもよいが、しかし通常は、炭水化物を含む産業廃棄物の流れをそのような炭水化物の源として使用してもよい点において、他の物質との混合物（admixture）として提供される。トウモロコシ、コムギ、オオムギ、オートムギ、サトウキビ、テンサイなどに由来するもののような広範な農業に基づく生産品から炭水化物を得ることできる。適当な糖類は、トウモロコシ糖、ショ糖、テンサイ糖、モロコシ糖、カエデ糖、コムギ糖、タピオカ糖、ジャガイモ糖、キャッサバ糖、およびマニオカ糖を含むが、しかしこれらに限定されない。

重要な態様では、冷却媒体は少なくとも華氏−５度以下の凝固点を有し、別の態様では華氏−１０度以下、別の態様では華氏−２０度以下、別の態様では華氏−２５度以下、別の態様では華氏−３０度以下、別の態様では華氏−３５度以下、別の態様では華氏−４０度以下、別の態様では華氏−４５度以下、別の態様では華氏−５０度以下、別の態様では華氏−５５度以下、別の態様では華氏−６０度以下、別の態様では華氏−６５度以下、別の態様では華氏−７０度以下、別の態様では華氏−７５度以下、別の態様では華氏−８０度以下、別の態様では華氏−８５度以下、別の態様では華氏−９０度以下、および別の態様では華氏−９５度以下の凝固点を有する。

冷却媒体が塩化物塩なしで冷却剤だけである実施形態では、冷却媒体は、冷却媒体の重量に基づき、約１０から約８０重量パーセント、別の態様では１５から７５重量パーセント、別の態様では２０から７０重量パーセント、別の態様では、２５から６５重量パーセント、および別の態様では３０から６０重量パーセントの冷却剤を含む。

冷却媒体が冷却剤と塩化物塩との組み合わせである実施形態では、冷却媒体は、上に示される範囲の冷却剤を含んでもよい。さらに、冷却媒体は、冷却媒体の重量に基づき、約１から約９４重量パーセントの塩化物塩、別の態様では１から約４０重量パーセントの塩化物塩、別の態様では５から３０重量パーセント、および別の態様では２０から３０重量パーセントの塩化物塩を含んでもよい。

本発明の好ましい実施形態は、糖蜜固形分の水溶液を採用する。糖蜜は、テンサイおよびサトウキビのような物質からの糖の結晶化の後に残される母液である。多くの等級の糖蜜は、商業的に入手可能である；１つの適当な等級は、脱糖されたテンサイ糖蜜であり、それは第２糖画分が除去された糖蜜である。商業的に供給される際に、この製品は、６０〜７５％の固形分を含有し、該固形分は、炭水化物、タンパク質、灰分、および他の成分を含む。糖蜜固形分に関するさらなる詳細を、特許文献３に見出すことができる。最も好ましくは、糖蜜固形分は、塩化物塩と併せて使用される（特許文献３参照。）。

重要な態様では、冷却媒体は、約１から約２５重量パーセントまでの、別の態様では１０から２０重量パーセントの、別の態様では１２から１６重量パーセントの糖蜜を含む。冷却媒体は、約１６から４０重量パーセントまでの、別の態様では２０から３０重量パーセントの、および別の態様では２２から２６重量パーセントの塩化物塩をさらに含んでもよい。

溶液の好ましい実施形態は、以下の表に説明され、該製品は、アイオワ州マスカティーンのＧｒａｉｎＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって商業的に販売されている：

大いに好ましい溶液は、１４％の脱糖されたテンサイ糖蜜固形分および２５．６％の塩化カルシウムを含む。

また、冷却剤はグリコシド、具体的にはヒドロカルビルアルドシドであってもよい。適当なヒドロカルビルアルドシドは、グルコシド、マルトシド、マルトトリオシド、およびそれらの混合物であってもよい。ヒドロカルビルアルドシドは、α−メチルグルコシド、β−メチルグルコシド、メチルフラノシド、メチルマルトシド、メチルマルトトリオシド、およびそれらの混合物のようなアルキルアルドシドであってもよい。好ましくは、ヒドロカルビルアルドシドは、メチルグルコシドである。

以下の特許に記載される物質を、本発明と併せて使用してもよい。特許文献４、特許文献５、特許文献６および特許文献７は、分子量約１，５００未満の炭水化物を含有する除氷および防氷組成物を説明することを意図する（特許文献４、特許文献５、特許文献６、および特許文献７参照。）。炭水化物は、グルコース／フルクトース、二糖類、三糖類、四糖類、五糖類、六糖類およびそれらの混合物を含む。炭水化物の分子量は、約１８０から１，５００まで、好ましくは約１８０から１，０００である。炭水化物を、トウモロコシ、コムギ、オオムギ、オートムギ、サトウキビ、テンサイなどに由来するもののような広範な農業に基づく生産品から得ることができる。

特許文献８は、およそ１５から８０重量パーセントの糖固形分（糖固形分はおよそ２〜６０重量パーセントの単糖を含有する）を有する糖−水混合物を使用する除氷または防氷組成物を説明する（特許文献８参照。）。トウモロコシ糖、ショ糖、テンサイ糖、モロコシ糖、カエデ糖、コムギ糖、タピオカ糖、ジャガイモ糖、キャッサバ糖、およびマニオカ糖を含むさまざまな糖類が開示されている。

特許文献９および特許文献１０は、アルキルアルドシド、フラノシド、マルトシド、マルトトリオシド、グルコピラノシドおよびそれらの混合物を含むヒドロカルビルアルドシドを含有する除氷組成物を説明することを意図する（特許文献９および特許文献１０参照。）。開示されるアルキルアルドシドは、α−メチルグルコシド、β−メチルグルコシド、メチルフラノシド、メチルマルトシド、メチルマルトトリオシド、およびそれらの混合物である。

特許文献１１は、その称するところによれば、グルコシド、フラノシド、マルトシド、マルトトリオシド、およびグルコピラノシドを含むヒドロカルビルアルドシド、ソルビトールおよび糖類、単糖類、マルトデキストリンおよびスクロースの他の水素化生成物；マルチトール；グリコール類；単糖類；グリセロール；およびそれらの混合物からなる群から選択されるヒドロキシル基含有有機化合物を含有する除氷組成物を説明する（特許文献１１参照。）。適当なヒドロカルビルアルドシドは、グルコピラノシド、スクロース、およびアルキルグルコシド、アルキルフラノシド、アルキルマルトシド、アルキルマルトトリオシド、アルキルグルコピラノシド、およびそれらの混合物のようなアルキルアルドシドを含む。糖類、単糖類、マルトデキストリンおよびスクロースの他の水素化生成物は、マルチトール、キシリトールおよびマンニトールを含む。

特許文献１２は、糖蜜固形分を含有する液体除氷剤組成物を説明する（特許文献１２参照。）。用語「糖蜜固形分」は、水以外の糖蜜の成分、例えば、さまざまな炭水化物（例えば、糖類）およびタンパク質を指す。適当な糖蜜は、サトウキビ糖蜜、かんきつ類糖蜜、木糖蜜、穀物糖蜜、およびそれらの組合せを含む。特許文献１３は、表面上の氷または雪の形成を防止するため、あるいは氷または雪を有する表面を除氷するために有用な組成物を対象とする。組成物は、糖蜜から糖を除去するプロセスの廃棄産物から形成され、脱糖された糖蜜としても知られる。テンサイまたはサトウキビ糖蜜、あるいはソルガムまたはかんきつ類のような他のタイプの糖蜜から糖を除去してもよい。

二次冷却システム１２に操作可能に接続される一次冷却システム１０を概略的に示す図である。建物５０内に据え付けられてもよいスプリンクラーシステム４８を概略的に示す図である。本発明の代替の態様を示す図である。

Claims

少なくとも華氏−５度の凝固点を有する冷却媒体を提供するために有効な量の冷却剤を含み、該冷却剤は、炭水化物、糖アルコール、グリコシド、マルトデキストリン、水素化されたマルトデキストリン、テンプン加水分解物、水素化されたテンプン加水分解物、非毒性の油、およびそれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする冷却媒体。
該冷却媒体は、約１０から約８０重量パーセントまでの冷却剤を含むことを特徴とする請求項１に記載の冷却媒体。
該炭水化物は、グルコース、マルトース、マルトトリオース、ラクトース、フルクトース、スクロースおよびそれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の冷却媒体。
該糖アルコールは、ソルビトール、マルチトール、およびそれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の冷却媒体。
該グリコシドは、グルコシド、フラノシド、マルトシド、マルトトリオシド、グルコピラノシド、およびそれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の冷却媒体。
少なくとも華氏−５度の凝固点を有する冷却媒体を提供するために有効な量の冷却剤および塩化物塩を含み、該冷却剤は、炭水化物、糖アルコール、グリコシド、マルトデキストリン、水素化されたマルトデキストリン、テンプン加水分解物、水素化されたテンプン加水分解物、非毒性の油、およびそれらの混合物からなる群から選択され、該塩化物塩は、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウムおよびそれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする冷却媒体。
該冷却媒体は、約１０から約８０重量パーセントまでの該冷却剤を含むことを特徴とする請求項６に記載の冷却媒体。
該冷却媒体は、１から４０重量パーセントまでの塩化物塩を含むことを特徴とする請求項６に記載の冷却媒体。
該炭水化物は、グルコース、マルトース、マルトトリオース、ラクトース、フルクトース、スクロース、およびそれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項６に記載の冷却媒体。
該糖アルコールは、ソルビトール、マルチトール、およびそれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項６に記載の冷却媒体。
該グリコシドは、グルコシド、フラノシド、マルトシド、マルトトリオシド、グルコピラノシド、およびそれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項６に記載の冷却媒体。
少なくとも華氏−５度の凝固点を有する冷却媒体を提供するために有効な量の糖蜜を含むことを特徴とする冷却媒体。
塩化物塩をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の冷却媒体。
１６から４０重量パーセントまでの塩化物塩を含むことを特徴とする請求項１３に記載の冷却媒体。
該塩化物塩は、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウムおよびそれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項１３に記載の冷却媒体。
１から２５重量パーセントまでの糖蜜を含むことを特徴とする請求項１２に記載の冷却媒体。
該糖蜜は、テンサイ糖蜜であることを特徴とする請求項１２に記載の冷却媒体。
請求項１、６または１２に記載される冷却媒体を一次および二次冷却システムによって循環させることを含む冷却のための方法。
請求項１、６または１２に記載される冷却媒体を表面または物質と接触させることを含む熱伝達のための方法。