JP2008020116A - 連続式冷凍装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】大量の対象物をコンベアによって搬送しながら連続的に処理することが可能であって、解凍時にドリップが発生しないように冷凍することが可能な連続式冷凍装置の提供。
【解決手段】対象物Xを常温から凍結点を基準にして0℃〜−5℃の範囲の温度まで凍結しないように冷却する過冷却部2aと、この凍結しないように冷却された対象物Xを凍結点〜−40℃まで急速凍結させる凍結部2bと、絶縁体により形成された一対の絶縁ローラ30a,30b間に掛け回され、載置された対象物Xを過冷却部2a内で搬送する、導体により形成された第1のコンベアネット31と、高電圧が印加され、第1のコンベアネット31に接触して連れ回る高電圧供給ローラ34と、第1のコンベアネット31により搬送される対象物Xを引き継いで凍結部2b内で搬送する、第1のコンベアネット31とは絶縁された第2のコンベアネット31とを有する。
【選択図】図1

Description

本発明は、野菜、魚介類や果物等の生鮮食品等の冷凍対象物を、解凍の際にドリップが発生しないように連続的に冷凍する連続式冷凍装置に関する。
従来、野菜、魚介類や果物等の生鮮食品の鮮度を保つために、冷凍保存が行われている。冷凍保存は、凍結部内で被冷凍物を常温から−35℃〜−45℃まで急速冷凍することにより行われる。ところが、このような方法では、被冷凍物を解凍した際にドリップが発生してしまい、被冷凍物が水っぽくなってしまうという問題がある。ドリップの発生は、凍結時に細胞内の氷結晶が肥大化して細胞膜を破壊してしまうことに起因する。このように細胞膜が破壊されると、解凍時に、破壊された細胞膜から細胞内の水分が流出してドリップが発生することになる。
そこで、従来、このドリップの発生を防止する試みがなされている。例えば、特許文献1には、高出力抵抗を設けたマイナス静電子発生トランスを複数個使用して冷蔵庫内に高圧のマイナス静電子を誘導し、1Vから4999Vの間の電圧でマイナス静電子帯域を創出して、食品を庫内温度0℃から−3℃の氷温帯域において不凍結状態で一次冷却し、食品の持つ固体の温度領域を不凍結状態で安定させ、次に−30℃〜−45℃の凍結部に移して二次冷凍することが記載されている。
また、特許文献2には、冷凍庫の内部空間に収容されている被冷凍物に交番電界を作用させて、水分の凍結を抑制しつつ−20℃〜−30℃の所定の温度まで急速冷凍した後、交番電界の作用を停止し、この所定の温度で瞬時に冷凍する冷凍装置が記載されている。また、特許文献3には、交番電界に代えて、あるいは交番電界に加えて、静磁場および変動磁場の作用下で同様に−20℃〜−50℃まで急速冷凍する高鮮度凍結生野菜の製造方法が記載されている。
また、特許文献4には、水を含む対象物を冷凍するトンネル部と、搬送ベルトの上面側に対象物を載置し、−20℃〜−70℃の温度のトンネル部の中空部内を通過させるベルトコンベアとを有する冷凍装置であって、トンネル部内に第1の磁場発生装置を設置し、搬送ベルトの内周側に第2の磁場発生装置を設置して交番磁場を発生させることにより、対象物中の水のクラスターを細分化した状態で凍結させるものが記載されている。
特開平9−61044号公報 特開2003−88347号公報 特開2004−81133号公報 特開2004−53244号公報
上記特許文献1に記載のものでは、閉鎖された冷蔵庫内に対象物を収容し、この冷蔵庫内で一次冷却を行った後、同様に閉鎖された凍結部内に移して二次冷凍を行うものである。そのため、大量の対象物を処理する場合、その都度、作業者の手作業により対象物を出し入れしたり、冷蔵庫から凍結部へ移し変えたりする必要があり、大量の対象物を連続的に処理することができない。
また、特許文献1には、必ずしも一次冷却室から二次冷却室に移し変える必要はなく、一次冷却の終了を確認した上でマイナス静電子発生トランスの電源を遮断して、そのまま二次冷却に移行してもよいと記載されているが、この場合においても冷凍の度に、一次冷却温度から二次冷却温度まで冷蔵庫内の温度を下げたり、二次冷却温度から一次冷却温度まで上げたりする必要があるため、大量の対象物を連続的に処理することができない。
特許文献2,3に記載のものにおいても、閉鎖された冷蔵庫内に対象物を収容して冷凍するものであるため、特許文献1に記載のものと同様に、大量の対象物を冷凍する場合、その都度、作業者の手作業により対象物を出し入れする必要があり、大量の対象物を連続的に処理することができない。
一方、特許文献4に記載のものは、ベルトコンベアによって対象物を搬送しながら冷凍装置内を通過させて連続的に処理するものであるが、この冷凍装置は特許文献2,3も含めて対象物を常温から−20℃以下まで一気に冷却するため、実際には磁場処理等の効果が十分に発揮できず、冷凍時に対象物の周囲と中心部とで温度差が発生して周囲から凍結していくことになる。そのため、中心部では氷結晶の肥大化を防止することが十分にできず、ドリップの発生を完全に抑制することが難しい。
そこで、本発明においては、大量の対象物をコンベアによって搬送しながら連続的に処理することが可能であって、解凍時にドリップが発生しないように冷凍することが可能な連続式冷凍装置を提供することを目的とする。
本発明の連続式冷凍装置は、対象物を常温から凍結点を基準に0℃〜−5℃の範囲の温度まで凍結しないように冷却する過冷却部と、この過冷却部に連結され、過冷却部内で凍結しないように冷却された対象物を凍結点〜−40℃まで急速凍結させる凍結部と、絶縁体により形成された一対のローラ間に掛け回され、載置された対象物を過冷却部内で搬送する無端環状体であって、導体により形成された第1の無端環状体と、高電圧が印加され、第1の無端環状体に接触して連れ回る高電圧供給ローラと、第1の無端環状体により搬送される対象物を引き継いで凍結部内で搬送する無端環状体であって、第1の無端環状体とは絶縁された第2の無端環状体とを有するものである。
本発明によれば、第1の無端環状体に接触して連れ回る高電圧供給ローラを介して、第1の無端環状体に高電圧が印加され、この第1の無端環状体によって搬送される対象物に印加される。これにより、第1の無端環状体上の対象物はその組成分子が活性化されるので、過冷却部内で搬送される間に常温から凍結点を基準に0℃〜−5℃の範囲の温度まで冷却されても凍結することがなく、過冷却される。そして、この過冷却温度まで凍結しないように過冷却された対象物は、第1の無端環状体とは絶縁された第2の無端環状体に引き継がれて凍結部内を搬送され、凍結点〜−40℃まで急速凍結される。このように、本発明における連続式冷凍装置では、一旦、常温から過冷却温度(凍結点を基準にして0℃〜−5℃の範囲の温度)まで冷却し、対象物内の温度を均一化する。その後、この対象物内の温度が均一化された状態で凍結点−40℃まで急速凍結することにより、細胞内の水分が肥大化されることなく、微細な氷結晶の状態を維持するようになるので、対象物は細胞膜を破壊されることなく冷凍される。
また、本発明の連続式冷凍装置は、第1の無端環状体と第2の無端環状体との間に、絶縁された乗り継ぎ板を備えたものであることが望ましい。これにより、第1の無端環状体と第2の無端環状体との絶縁を、この乗り継ぎ板により維持することができる。また、対象物が第1の無端環状体と第2の無端環状体との間でこの乗り継ぎ板により支持されるので、対象物の第1の無端環状体から第2の無端環状体への乗り継ぎがスムーズに行われる。
ここで、第1の無端環状体および第2の無端環状体のいずれかまたは両方が、一対のローラ間において絶縁体により支持されたものであることが望ましい。対象物が載置される第1、第2の無端環状体が、一対のローラ間で絶縁体により支持されることにより、第1、第2の無端環状体上に多数の対象物が載置されたり、大重量の対象物が載置されたりした場合であっても、第1、第2の無端環状体の絶縁状態や姿勢を維持したまま、対象物を搬送することが可能となる。
また、第1、第2の無端環状体は、ベルト状や網状に形成されたものとすることができる。ベルト状のものであれば対象物との接触面積を多く確保することができるので、対象物に対して高電圧を効率良く印可することができる。また、網状のものであれば、低コストで本発明の連続式冷凍装置を実現できる。
(1)対象物を常温から凍結点を基準に0℃〜−5℃の範囲の温度まで凍結しないように冷却する過冷却部と、この過冷却部に連結され、過冷却部内で凍結しないように冷却された対象物を凍結点〜−40℃まで急速凍結させる凍結部と、絶縁体により形成された一対のローラ間に掛け回され、載置された対象物を過冷却部内で搬送する無端環状体であって、導体により形成された第1の無端環状体と、高電圧が印加され、第1の無端環状体に接触して連れ回る高電圧供給ローラと、第1の無端環状体により搬送される対象物を引き継いで凍結部内で搬送する無端環状体であって、第1の無端環状体とは絶縁された第2の無端環状体とを有することにより、野菜、魚介類や果物等の生鮮食品等の対象物をその細胞膜を破壊しないように搬送しながら連続的に冷凍することが可能となる。これにより、大量の対象物をコンベアによって搬送しながら連続的に処理することが可能であって、解凍時にドリップが発生しないように冷凍することが可能な連続式冷凍装置が実現できる。
(2)第1の無端環状体と第2の無端環状体との間に、絶縁された乗り継ぎ板を備えたことにより、第1の無端環状体と第2の無端環状体との絶縁を、この乗り継ぎ板により維持することができ、装置を簡略化することができる。また、対象物が第1の無端環状体と第2の無端環状体との間でこの乗り継ぎ板により支持されるので、対象物の第1の無端環状体から第2の無端環状体への乗り継ぎがスムーズに行われ、大量の対象物を効率良く連続的に処理することが可能となる。
(3)無端環状体が、一対のローラ間において絶縁体により支持されたものであることにより、多数の対象物や大重量の対象物等であっても連続的に処理することが可能となる。
図1は本発明の実施の形態における連続式冷凍装置の概略構成を示す断面図、図2は図1のコンベア装置の概略構成を示す斜視図、図3は図2のA部の詳細を示す斜視図である。
図1において、本発明の実施の形態における連続式冷凍装置1は、野菜、魚貝類や果物等の生鮮食品等の対象物Xを常温から凍結点(対象物X中の水が凍り始める温度)を基準に0℃〜−5℃の範囲の温度まで凍結しないように冷却する過冷却部2aと、過冷却部2aに連結され、過冷却部2a内で凍結しないように冷却された対象物Xを凍結点〜−40℃まで急速凍結させる凍結部2bと、対象物Xを搬送するコンベア装置3a,3b,3cと、冷凍装置4と、冷凍装置4によって冷却された空気(冷気)をそれぞれファン6a,6bにより過冷却部2aおよび凍結部2b内のそれぞれのコンベア装置3b,3c上へ吹き付ける冷却ユニット5a,5bとを備える。
コンベア装置3a,3b,3cは、それぞれ、絶縁体としての樹脂により形成された一対のローラ(以下、「樹脂絶縁ローラ」と称す。)30a,30bと、これらの樹脂絶縁ローラ30a,30bに掛け回された無端環状体としてのコンベアネット31と、樹脂絶縁ローラ30a,30b間においてコンベアネット31を支持する絶縁体としての樹脂により形成された樹脂絶縁レール32等から構成される。
コンベア装置3aは、過冷却部2aの入口側開口部3a−1の搬送方向Yの前方側に配置されて、対象物Xの投入部2cを構成している。コンベア装置3bは、過冷却部2a内に設置されている。コンベア装置3cは、過冷却部2aの出口側開口部3a−2および凍結部2bの入口側開口部3b−1の搬送方向Yの後方側に配置されている。なお、コンベア装置3cの搬送方向Yの後端部は、コンベア装置3cの出口側開口部3b−2から外部に突出しており、対象物Xの取出部2dを構成している。
樹脂絶縁ローラ30a,30bは、それぞれステンレスシャフト35a,35bによって軸支されている。なお、ステンレスシャフト35aは駆動軸、ステンレスシャフト35bは従動軸である。図1には、コンベア装置3cにのみ、駆動モータ40およびこの駆動モータ40の駆動力をステンレスシャフト35aに伝達する駆動チェーン41を図示しているが、他のコンベア装置3a,3bにも同様の駆動モータ40および駆動チェーン41が設けられている。
コンベアネット31は、図2および図3に示すように、導体としてのステンレス鋼により形成されたステンレス棒31aを、搬送方向Yに並列に配置し、隣接するステンレス棒31aと端部で係合させ、網状に形成したものである。樹脂絶縁レール32は、図3に示すように、コンベアネット31の下面に接触してコンベアネット31を支持する。
また、過冷却部2内のコンベア装置3bは、さらに、3000〜7000V、好ましくは3500V前後の高電圧を発生する高電圧発生装置33と、高電圧発生装置33に接続され、コンベアネット31に接触して連れ回る高電圧供給ローラ34とを備える。高電圧供給ローラ34は、図2に示すようにコンベアネット31の一方の端部に設けられており、図3に示すように配線36および板ばね端子37を介して、高電圧発生装置33より高電圧が印加される。
なお、高電圧発生装置33および高電圧供給ローラ34は、過冷却部2内のコンベア装置3bにのみ設けられており、他のコンベア装置3a,3cには設けられていない。コンベア装置3a,3cは、高電圧が印加されるコンベア装置3a,3cとは絶縁されており、無電圧の状態に維持されている。また、コンベア装置3bとコンベア装置3a,3cとの間には、絶縁体により形成された乗り継ぎ絶縁板38が設けられている。なお、乗り継ぎ絶縁板38の上面は、コンベア装置3a,3b,3cの各コンベアネット31の上面と同じ高さに設定されている。
上記構成の連続式冷凍装置1において、過冷却部2a内は、冷却ユニット5aからファン6aにより吹き付けられる冷気により−5℃〜−10℃に維持されている。投入部2cのコンベア装置3aによって過冷却部2a内へ搬送され、過冷却部2a内のコンベア装置3bによって引き継がれて搬送される対象物Xは、この冷気によって常温から凍結点を基準に0℃〜−5℃の範囲の温度(例えば、凍結点が−2℃の場合、−2℃〜−7℃の範囲の温度)まで冷却される。
ここで、過冷却部2a内のコンベア装置3bのコンベアネット31には、コンベアネット31に接触して連れ回る高電圧供給ローラ34を介して、3000〜7000Vの高電圧が印加され、コンベア装置3bのコンベアネット31上はすべてこの高電圧の電場となっている。この高電圧は、コンベアネット31によって過冷却部2a内を搬送される対象物Xに印加され、対象物Xの組成分子が活性化される。そのため、対象物Xは、過冷却部2a内で搬送される間に凍結点を基準に0℃〜−5℃の範囲の温度まで凍結しないように過冷却される。
そして、この過冷却部2a内で凍結しないように過冷却された対象物Xは、コンベア装置3bのコンベアネット31からコンベア装置3cのコンベアネット31へと引き継がれて凍結部2b内を搬送される。凍結部2bは、冷却ユニット5bからファン6bにより吹き付けられる冷気により−35℃〜−40℃に維持されており、対象物Xは、ここで凍結点〜−40℃まで急速凍結され、取出部2dまで搬送される。なお、凍結部2b内では、対象物Xに対して振動を加える。振動は、ファン6bにより風を吹き付けたり、コンベアネット3c自体を振動させたり、音波を当てたりすることにより加える。この振動により、対象物Xの過冷却状態を解き、一気に急速凍結させることができる。
このように、本実施形態における連続式冷凍装置1では、対象物Xが投入部2cから過冷却部2aと搬送されて、一旦、高電圧が印加されて常温から凍結点を基準にして0℃〜−5℃の範囲の温度まで凍結しないように冷却し、内部の温度を均一化する。その後、対象物Xは、凍結部2bへと搬送され、無電圧の状態でこの凍結点を基準にして0℃〜−5℃の範囲の温度から凍結点〜−40℃まで急速凍結される。これにより、対象物Xは、細胞内の水分が肥大化されることなく、微細な氷結晶の状態を維持するので、細胞膜を破壊されることなく冷凍される。
したがって、本実施形態における連続式冷凍装置1では、野菜、魚介類や果物等の生鮮食品等の対象物Xをその細胞膜を破壊しないように搬送しながら連続的に冷凍することが可能となる。すなわち、本実施形態における連続式冷凍装置1では、大量の対象物Xをコンベア装置3a,3b,3cによって搬送しながら連続的に処理することが可能となり、解凍時にドリップが発生しないように冷凍することが可能である。
また、本実施形態における連続式冷凍装置1では、各コンベアネット31間に、絶縁された乗り継ぎ絶縁板38を備えるので、過冷却部2a内のコンベアネット31と、凍結部2bおよび投入部2cのコンベアネット31との絶縁を、この乗り継ぎ板により維持することができているので、装置を簡略化することができる。また、対象物Xが各コンベアネット31間でこの乗り継ぎ絶縁板38により同じ高さで支持されるので、対象物Xの各コンベアネット31間への乗り継ぎがスムーズに行われ、大量の対象物Xを効率良く連続的に処理することが可能である。
さらに、本実施形態における連続式冷凍装置1では、各コンベアネット31が、一対の樹脂絶縁ローラ30a,30b間において樹脂絶縁レール32により支持されているので、対象物Xが多数であったり、大重量であったりしても、コンベアネット31の絶縁状態および姿勢を維持したまま、連続的に搬送し、処理することが可能である。
本発明の連続式冷凍装置は、野菜、魚介類や果物等の生鮮食品等の対象物を、解凍の際にドリップが発生しないように連続的に冷凍する装置として有用である。
本発明の実施の形態における連続式冷凍装置の概略構成を示す断面図である。 図1のコンベア装置の概略構成を示す斜視図である。 図2のA部の詳細を示す斜視図である。
符号の説明
X 対象物
1 連続式冷凍装置
2a 過冷却部
2b 凍結部
2c 投入部
2d 取出部
3a,3b,3c コンベア装置
3a−1,3b−1 入口側開口部
3b−1,3b−2 出口側開口部
4 冷凍装置
5a,5b 冷却ユニット
6a,6b ファン
30a,30b 樹脂絶縁ローラ
31 コンベアネット
31a ステンレス棒
32 樹脂絶縁レール
33 高電圧発生装置
34 高電圧供給ローラ
35a,35b ステンレスシャフト
36 配線
37 板ばね端子
38 乗り継ぎ絶縁板
40 駆動モータ
41 駆動チェーン

Claims (4)

  1. 対象物を常温から凍結点を基準にして0℃〜−5℃の範囲の温度まで凍結しないように冷却する過冷却部と、
    この過冷却部に連結され、前記過冷却部内で凍結しないように冷却された対象物を凍結点〜−40℃まで急速凍結させる凍結部と、
    絶縁体により形成された一対のローラ間に掛け回され、載置された対象物を前記過冷却部内で搬送する無端環状体であって、導体により形成された第1の無端環状体と、
    高電圧が印加され、前記第1の無端環状体に接触して連れ回る高電圧供給ローラと、
    前記第1の無端環状体により搬送される対象物を引き継いで前記凍結部内で搬送する無端環状体であって、前記第1の無端環状体とは絶縁された第2の無端環状体と
    を有する連続式冷凍装置。
  2. 前記第1の無端環状体と第2の無端環状体との間に、絶縁された乗り継ぎ板を備えた請求項1記載の連続式冷凍装置。
  3. 前記第1の無端環状体および第2の無端環状体のいずれかまたは両方は、前記一対のローラ間において絶縁体により支持されたものである請求項1または2に記載の連続式冷凍装置。
  4. 前記高電圧は、3000〜7000Vである請求項1から3のいずれかに記載の連続式冷凍装置。
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