JP2018031539A - スラリーアイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】効率的かつ安定してスラリーアイスを製造するにあたり、被凍結液体をスラリー状に凍結させるスラリーアイス製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係るスラリーアイス製造方法は、被凍結液体である水道水Ｗをスラリー状に凍結させてスラリーアイスを製造するものであって、超低温液化ガス容器３から供給された液体酸素Ｌを、容器５に貯留された水道水Ｗの液面の上方に設置したノズル７を介して前記液面に向けて噴射させ、該噴射させた液体酸素Ｌが水道水Ｗ中で浮沈および揺動して水道水Ｗをスラリー状に凍結させることを特徴とするものである。【選択図】 図１

Description

本発明は、スラリー状に凍結したスラリーアイスを製造するスラリーアイス製造方法に関する。

近年、いくつかのスラリーアイスの製造方法が示されている。
例えば、特許文献１には、液体と低温冷媒を二重配管の金属管壁を介して熱交換し、その管壁に付着した氷をスクレーパ（またはスクレバー等、複数の表現がある）によって掻き取る製氷方法が開示されている。
また、特許文献２には、容器内に被冷却媒体を封入するとともに冷却媒体を流通させる冷却媒体流路を設け、前記被冷却媒体内に複数の小物体を封入して該被冷却媒体を流動攪拌させて前記小物体を前記冷却媒体流路の表面に衝突させることにより、前記冷却媒体流路の表面に付着した氷をかきとってスラリーアイスを生成する方法が開示されている。

さらに、特許文献３及び４には、器（うつわ）内の液体を過冷却状態とし、それを解除してスラリーアイスを製造する製氷方法が開示されている。

一方、氷による鮮魚や野菜等の鮮度保持に関して、特許文献５には窒素氷を用いる方法や、引用文献６にはオゾン含有氷を用いる方法が開示されている。
また、氷を使用した殺菌に関しては、特許文献７及び８に開示されている電解水氷を用いる方法や、特許文献９に開示されている海水氷を用いる方法が挙げられる。これらの方法はいずれも、氷塊を造るものであるが、スラリー状のアイスを製造するものであるとは示されていない。

特開２００６−２６６６３９号公報 特開平１０−１６０２０８号公報 特開平５−１７２４４４号公報 特開２００３−１０６７１５号公報 特開２００７−１５５１７２号公報 特開平１０−１８５３７５号公報 特開２００５−３３３９２２号公報 特開２００２−３５００１６号公報 特開平１−１５７３２７号公報

特許文献１に開示されている技術においては、スラリーアイスを製造する装置において被凍結液体の凍結による固着や閉塞等に弱い摺動部や回転部が存在したり、また、被凍結液体を間接的に凍結する場合には、非常に硬く薄く固着した氷を掻き取っているため効率的なスラリーアイスの製造とは言い難かった。
また、特許文献２に開示されている技術においては、スクレーパを用いることなく冷却媒体流路の表面に付着した氷を掻きとることができるが、被冷却媒体の流動攪拌を制御し、被冷却媒体に封入した小物体を被冷却媒体の表面に効率良く衝突させることが困難であった。

さらに、特許文献３及び４に開示されている技術においては、被凍結液体を静置し、時間をかけて過冷却状態とするため、僅かな振動を与えただけでその過冷却状態が解除されてしまう等、過冷却状態を安定的に発生させることが難しく、例えば、過冷却水中で生成したスラリーアイスを掻き出そうとしただけで被凍結液体の全てが凍結して氷塊となってしまう問題があった。
よって、これまでの従来技術は、効率的かつ安定してスラリーアイスを製造するためには不完全なものであった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、効率的かつ安定してスラリーアイスを製造することができるスラリーアイス製造方法を提供することを目的とする。

（１）本発明に係るスラリーアイス製造方法は、被凍結液体をスラリー状に凍結させてスラリーアイスを製造するものであって、液化ガス供給源から供給された液化ガスを、容器に貯留された前記被凍結液体の液面の上方から前記液面に噴射させ、該噴射した液化ガスが前記被凍結液体中で浮沈及び揺動して該被凍結液体をスラリー状に凍結させることを特徴とするものである。

（２）上記（１）に記載のものにおいて、前記液化ガス供給源から供給される液化ガスを気液分離器により気液分離し、液体状態の液化ガスを前記液面に噴射させることを特徴とするものである。

（３）上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記液化ガスは、前記被凍結液体よりも比重の大きいものであることを特徴とするものである。

（４）上記（３）に記載のものにおいて、前記被凍結液体は、水、塩水、海水又は電解水であり、前記液化ガスは、液体酸素、液体窒素、液体アルゴン、液体ネオン、液体クリプトン又は液体キセノンであることを特徴とするものである。

（５）上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記液化ガスは、被凍結液体よりも比重の小さいものであり、前記液化ガスを前記被凍結液体の液中深く到達するように噴射させることによって、前記被凍結液体の液面を板状に凍らせないようにしたことを特徴とするものである。

（６）上記（１）乃至（５）のいずれかに記載のものにおいて、前記容器に被凍結液体を供給しながら該被凍結液体をスラリー状に凍結させ、該スラリー状に凍結したスラリーアイスを掻き出してスラリーアイスを連続的に製造することを特徴とするものである。

本発明に係るスラリーアイス製造方法においては、液化ガス供給源から供給された液化ガスを、容器に貯留された前記被凍結液体の液面の上方から前記液面に向けて噴射させ、該噴射した液化ガスが前記被凍結液体中で浮沈及び揺動して該被凍結液体をスラリー状に凍結させるようにしたので、効率的かつ安定してスラリーアイスを製造することができる。

本発明の実施の形態に係るスラリーアイス製造方法を説明する説明図である。 本発明の実施の形態に係るスラリーアイス製造方法により製造したスラリーアイスの外観を示す図である。 本発明の実施の形態に係るスラリーアイス製造方法において、スラリーアイスを連続的に製造するための一態様を説明する説明図である（その１）。 本発明の実施の形態に係るスラリーアイス製造方法において、スラリーアイスを連続的に製造するための一態様を説明する説明図である（その２）。

本発明の実施の形態に係るスラリーアイス製造方法は、被凍結液体をスラリー状に凍結させてスラリーアイスを製造するものであって、図１に例示するようなスラリーアイス製造装置１を用いて、超低温液化ガス容器３から供給された液体酸素Ｌを、容器５に貯留された水道水Ｗの液面の上方に設置したノズル７を介して前記液面に向けて噴射させ、該噴射した液体酸素Ｌが水道水Ｗ中で浮沈および揺動して水道水Ｗをスラリー状に凍結させるものである。
以下、図１に基づいて、本実施の形態に係るスラリーアイス製造方法を詳細に説明する。

まず、容器５内に被凍結液体として水道水Ｗを貯留する。
本実施の形態において、容器５は、SUS304製、内径φ395mm、高さ350mmの円筒形状である。また、被凍結液体として水道水Ｗ（比重1）を使用しているが、被凍結液体には、例えば、溶存酸素濃度の高い水（比重1）、塩水や海水（比重1.023乃至1.025）、電解水（比重1、pH4.5乃至6.8）を使用することができる。

低温液化ガス供給源である超低温液化ガス容器３は、液化ガスとして液体酸素Ｌ（比重1.141）を貯蔵し、超低温液化ガス容器３とノズル７との間には気液分離器１３が設置され、気液分離器１３と超低温液化ガス容器３との間、及び、気液分離器１３とノズル７との間には配管１１が配設されている。
液化ガスは、被凍結液体の種類や比重によって適宜変更することができ、液体酸素Ｌの他には、液体窒素、液体アルゴン、液体ネオン、液体クリプトン、液体キセノンを使用できる。

そして、超低温液化ガス容器３に設けられているストップ弁９を開き、超低温液化ガス容器３に貯蔵されている液体酸素Ｌを配管１１を介して気液分離器１３に供給する。
気液分離器１３及び配管１１では、これら自体がもつ熱や外部からの熱侵入等により液体酸素Ｌの一部は気化する。そこで、気化した気体状態の液体酸素（酸素ガスＧ）を、気体放出用電磁弁１５から放出させながら、液体状態の液体酸素Ｌを気液分離器１３に貯留する。
このとき、気化した酸素ガスＧの放出は、気液分離器１３に設置した差圧式液面コントローラー１７により制御する。

本実施の形態において、気液分離器１３にはSUS304製、50Aの管を螺旋状に形成したものを使用したが、本発明に係る気液分離器には、単なるタンク形状のものやバッファタンクを使用してもよい。

気液分離器１３に液体状態の液体酸素Ｌが十分に貯留されたら、気液分離器１３よりも下流側の配管１１に設けられた長軸弁１９を開き、液体状態の液体酸素Ｌを容器５に供給し、ノズル７を介して水道水Ｗの液面に向けて噴射させる。本実施の形態において、液体酸素は、およそ0.5kg/minで供給した。配管１１には、外径が1/2インチ、肉厚0.89mmのSUS304BA管を用いた。
液体酸素Ｌは、容器５の上方に配管１１の管端部を配置し、該管端部を介して水道水Ｗの液面に向けて噴射させてもよい。

容器５内では、水道水Ｗと液体酸素Ｌが混合した状態となるが、液体酸素Ｌは、水道水Ｗよりも比重が大きいので、液体酸素Ｌ自身の界面張力で略球形の滴状になりながら、容器５の底部に向かって沈降する。

しかし、略球形となった液体酸素Ｌは、水中で沈降する途中で水道水Ｗが持つ熱によって表面から気化し、気化した酸素ガスが略球形の液体酸素を包み込む。
そして、気化した酸素ガスに作用する浮力により、液体酸素Ｌは水道水Ｗの液面まで浮上する。浮上すると、略球形の液体酸素Ｌを包み込んでいた酸素ガスは大気中に放出されるため、液体酸素Ｌは水との比重の違いにより、再度、自身の界面張力で略球形になりながら沈降してゆく。

さらに、水中において液体酸素Ｌはその表面から気化することにより浮力が生じて揺動する。このように、水道水Ｗに噴射した液体酸素Ｌは、水中での気化と液面での酸素ガスの放出により、水中において浮沈と揺動を繰り返す。

ここで、水道水Ｗをスラリー状に凍結させるためには、容器５に貯留した水道水Ｗの温度、接触時間、液体酸素Ｌの噴射量を制御する必要がある。
水道水Ｗの温度は、温度計２３による測定値に基づいて制御することができる。また、接触時間は、水道水Ｗの温度と液体酸素Ｌの噴射量により制御することができる。さらに、液体酸素Ｌの噴射量の制御に関しては、液体酸素Ｌと酸素ガスＧとが混合した気液混合液体では制御が難しかったが、気液分離器１３を使用して液体状態の液体酸素Ｌを噴射させることにより一定に安定させることができる。

そして、水中において複数の略球形の液体酸素Ｌが揺動しながら浮上と沈降を何度も繰り返すうちに、水道水Ｗは、図２に示すように、その液面から約80mmが白濁し、スラリー状に凍結したスラリーアイスが製造される。本実施の形態では液体酸素Ｌを使用して水道水Ｗを凍結させているため、水道水Ｗは、該液化ガスにより低温にすることができ、かつ、揺動も加わって、溶存酸素量を増加させることができ、その結果、酸素リッチなスラリーアイスが製造される。
なお、スラリーアイスの完成は、目視で容易に確認することができる。

以上、本実施の形態に係るスラリーアイス製造方法によれば、図１に示すスラリーアイス製造装置１を用い、被凍結液体（水道水Ｗ）を貯留するための容器５と、被凍結液体を凍結させる液化ガス（液体酸素Ｌ）と、該液化ガスを容器５に供給する配管１１と、配管１１に設けられて液化ガスの供給を制御する長軸弁１９と、好ましくは、配管１１に気液分離器１３を供えた極めた簡素な装置構成により、スラリーアイスを安定かつ効率的に製造することができる。

そして、本発明に係るスラリーアイス製造方法により製造したスラリーアイスを用いることで、生鮮食品の鮮度保持が簡単になり、かつコストも極めて安価に抑えることができる。

さらに、本発明に係るスラリーアイス製造方法は、液化ガスに液体酸素を用いることで、溶存酸素濃度の高い水、塩水、海水、電解水を簡便にスラリー状に凍結させることが可能であり、また、液化ガスに液体窒素を用いれば、溶存酸素濃度の低いスラリーアイスを製造することができ、これらの効果によって、鮮魚、野菜、カット野菜、乃至は、これらの食品における鮮度を保つことに使用可能なスラリーアイスを提供することができる。

なお、容器５に圧力計２１を設置して被凍結液体中の圧力変化を常時測定し、過度の凍結防止や氷塊化してしまうことを防止することができる。
または、容器５の底近傍まで達する圧力解放管を設置し、万が一、被凍結液体の液面が板状に凍結して液体酸素Ｌが閉じ込められても、圧力解放管を介して液面下に閉じ込められて気化した酸素ガスを放出し、圧力を解放するようにしても良い。
同様に、容器５に温度計２３を設置して液中の温度を常時測定し、氷塊化を防止してもよい。

また、上記の説明は、液化ガスとして液体酸素を使用したものであるが、液化ガスの性状を優先して、液体酸素以外の液化ガスを用いることができる。ただし、例えば、水道水よりも比重の小さな液体窒素を使用し、容器に貯留した水道水の液面に液体窒素を噴射させると、液面に液体窒素が浮いたままの状態となってしまい、水道水の液面だけが板状に凍ってしまうため、効率的なスラリーアイスの製造が困難になるおそれがある。

このような場合、液体窒素を水道水の液面の上方から勢いよく噴射させ、該噴射した液体窒素を水道水中深く到達するように導入し、該導入した液体窒素を該水道水の持つ熱によって気化させて該水道水中を揺動しながら浮上させることにより、前記水道水を攪拌することができる。その結果、液体酸素を使用した場合と同様、水道水の液面だけが板状に凍ることなく、該水道水の液面付近が白濁し、スラリー状に凍結したスラリーアイスが製造させることができる。
若しくは、容器内において水道水を攪拌するための攪拌機を導入し、水道水と液体窒素を強制的に混合させることによっても、水道水をスラリー状に凍結させることができる。

なお、上記の説明は、水道水の液面に向けてノズル又は配管の管端部を設置し、該ノズル又は管端部を介して液体酸素や液体窒素などの液化ガスを水道水の液面に向けて噴射させるものであったが、ノズル又は管端部から噴射させた液化ガスを水道水中に導入又は深く到達するように導入させるものであれば、ノズル又は配管の管端部を水道水の液面に向けていないものであっても良い。

さらに、上記の説明は、バッチ式にスラリーアイスを製造するものであったが、例えば、図３及び４に示すように、水道水を容器２７に供給しながら液体酸素等の液化ガスを供給して水道水Ｗをスラリー状に凍結させ、該スラリー状に凍結したスラリーアイスＳを掻取具２５により掻き取って容器２７から取り出すことにより、スラリーアイスＳを連続的に製造することができる。なお、掻取具２５は、例えば底面がメッシュ状になったシャベル形状のものを用い、液面から深さ方向に80mm程度差し込むようにすればよい。

容器２７内で凍結したスラリーアイスＳを掻き取りやすくするため、図３及び４に示すように、水道水を貯留する容器２７は、円筒ではなく立方体又は直方体とし、掻き取ったスラリーアイスＳを取り出す取出口２９を設けることが好ましい。

バッチ式にスラリーアイスを製造する場合、被凍結液体と液化ガスの接触時間や液化ガスの噴射量を最適な条件に設定しても、被凍結液体の冷却が過度に進行して、スラリー状態を越えて氷塊状又は板状凍結に近い状態になってしまうことがある。図３及び４に示すように、被凍結液体を供給しながらスラリーアイスＳを掻き取って連続的に製造する場合、容器５への侵入熱や気温、供給する被凍結液体の液温がほぼ一定であれば、液化ガスとの接触時間や液化ガスの噴射量を最適値に設定して生成したスラリーアイスＳを掻き取ることによって被凍結液体が過度に冷却するのを防ぐことができ、比較的広い範囲での条件設定が可能になる。

なお、各種液化ガスを使用する際には、酸素濃度計の設置及び充分な換気により、作業者の安全を確保する必要があることは、言うまでもない。

１ スラリーアイス製造装置
３ 超低温液化ガス容器
５ 容器
７ ノズル
９ ストップ弁
１１ 配管
１３ 気液分離器
１５ 気体放出用電磁弁
１７ 差圧式液面コントローラー
１９ 長軸弁
２１ 圧力計
２３ 温度計
２５ 掻取具
２７ 容器
２９ 取出口
Ｇ 酸素ガス
Ｌ 液体酸素
Ｓ スラリーアイス
Ｗ 水道水

Claims (6)

1. 被凍結液体をスラリー状に凍結させてスラリーアイスを製造するスラリーアイス製造方法であって、
   液化ガス供給源から供給された液化ガスを、容器に貯留された前記被凍結液体の液面の上方から前記液面に噴射させ、該噴射した液化ガスが前記被凍結液体中で浮沈及び揺動して該被凍結液体をスラリー状に凍結させることを特徴とするスラリーアイス製造方法。
2. 前記液化ガス供給源から供給される前記液化ガスを気液分離器により気液分離し、液体状態の液化ガスを前記液面に噴射させることを特徴とする請求項１記載のスラリーアイス製造方法。
3. 前記液化ガスは、前記被凍結液体よりも比重の大きいものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のスラリーアイス製造方法。
4. 前記被凍結液体は、水、塩水、海水又は電解水であり、
   前記液化ガスは、液体酸素、液体窒素、液体アルゴン、液体ネオン、液体クリプトン又は液体キセノンであることを特徴とする請求項３に記載のスラリーアイス製造方法。
5. 前記液化ガスは、被凍結液体よりも比重の小さいものであり、前記液化ガスを前記被凍結液体の液中深く到達するように噴射させることによって、前記被凍結液体の液面を板状に凍らせないようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のスラリーアイス製造方法。
6. 前記容器に被凍結液体を供給しながら該被凍結液体をスラリー状に凍結させ、該スラリー状に凍結したスラリーアイスを掻き出してスラリーアイスを連続的に製造することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のスラリーアイス製造方法。