JP2019069401A - 極低温凍結粗粉砕方法及び装置、種実類の薄皮剥き方法、極低温凍結粗粉砕装置の清掃方法 - Google Patents

Abstract

【課題】練られることで粘性を生じ、スクリューコンベアによる連続搬送が難しいような被凍結物であっても、連続的にかつ安定して凍結して粗粉砕できる極低温凍結粗粉砕方法及び装置、さらには種実類の薄皮剥き方法、極低温凍結粗粉砕装置の清掃方法を提供する。【解決手段】本発明に係る極低温凍結粗粉砕方法は、ドライアイスよりも密度の小さい低温液化ガス２が貯留された浸漬槽３に被凍結物を投入して、被凍結物をスクリューコンベア１５で粗粉砕しながら外部に排出する極低温凍結粗粉砕方法であって、浸漬槽３に前記被凍結物の投入量に応じて前記ドライアイスを投入して、前記被凍結物が凍結した被凍結物と共に前記ドライアイスを前記スクリューコンベア１５で搬出することで、前記被凍結物によるスクリューコンベア１５の詰まりを防止しながら前記被凍結物を粗粉砕するようにしたことを特徴とするものである。【選択図】 図１

Description

本発明は、低温液化ガス中で凍結された食品等の被凍結物を、連続的に凍結粗粉砕することを可能とする極低温凍結粗粉砕方法及び装置、種実類の薄皮剥き方法、極低温凍結粗粉砕装置の清掃方法に関する。

食品等の被凍結物を液体窒素等の低温液化ガス中で凍結させてバラ状態に粉砕するものとして、例えば特許文献１に開示された「米飯のバラ状凍結方法」の発明がある。
この発明は、「常法で製造された米飯類を団塊状のまま液体窒素中に投入し、急速凍結することによって得られた団塊状の米飯を、前記液体窒素中で衝撃を与えてバラ状化した後、取り出すことを特徴とする」（特許請求の範囲第１項参照）ものである。

そして、上記の発明においては、液体窒素の貯留槽の下部に団塊状の米飯をほぐすためのほぐし部を設け、さらにほぐし部でバラ状化した米飯を連続的に取り出すために、液体窒素の貯留槽から斜め上方に向けたスクリューコンベアを設けている。

特公昭６２−５１０９４号公報

特許文献１に開示の発明は、粘性の強い米飯、特に赤飯等を液体窒素中に浸漬して急速凍結することで急激に粘性力を失うという特性を利用したものである。
ところで、脂質含量が高い種実類（例えばアーモンド、カシューナッツ、くるみ、ピスタチオ、銀杏、ヘーゼルナッツ、マカダミアナッツ、落花生等）などは、液体窒素によって急速凍結した状態でも練られると粘性を示す。このため、スクリューコンベアで搬送中にスクリューコンベアのスクリューと外筒との間に入り込み、スクリューの回転によって練られることで粘性を示し、液体窒素中では樹脂のように固化して詰まってしまい、凍結した種実類が連続的に搬送されない現象が生ずる。この現象は、米飯等の他の食品等の粗粉砕を行う場合にも生ずることがある。

スクリューコンベアが詰まると、スクリューコンベアの開放口が閉塞され、種実類を連続的に粗粉砕できないばかりか、浸漬槽から液体窒素が溢れる危険性もある。
また、スクリューコンベアにおけるスクリューと外筒との間に詰まった物を掃除するのも大変であるという問題もある。

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、練られることで粘性を生じ、スクリューコンベアによる連続搬送が難しいような被凍結物であっても、連続的にかつ安定して凍結して粗粉砕できる極低温凍結粗粉砕方法及び装置、さらには種実類の薄皮剥き方法を提供することを目的とする。
また、極低温凍結粗粉砕装置の使用後において該装置の清掃方法を提供することを目的とする。

（１）本発明に係る極低温凍結粗粉砕方法は、ドライアイスよりも密度の小さい低温液化ガスが貯留された浸漬槽に被凍結物を投入して、被凍結物をスクリューコンベアで粗粉砕しながら外部に排出するものであって、
前記浸漬槽に前記被凍結物の投入量に応じて前記ドライアイスを投入して、凍結した被凍結物と共に前記ドライアイスを前記スクリューコンベアで搬出することで、前記被凍結物によるスクリューコンベアの詰まりを防止しながら前記被凍結物を粗粉砕するようにしたことを特徴とするものである。

（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記ドライアイスの投入量は、前記被凍結物比で０．１〜１．０であることを特徴とするものである。

（３）本発明に係る種実類の薄皮を剥く方法は、
ドライアイスよりも密度の小さい低温液化ガスが貯留された浸漬槽に、前記種実類及びドライアイスを投入する工程と、
凍結された前記種実類に前記ドライアイスを同伴させて前記スクリューコンベアで搬出することで、前記種実類をすり合わせて薄皮を剥くと共にスクリューコンベアの詰まりを防止しながら前記凍結された種実類を搬出するようにしたことを特徴とするものである。

（４）本発明に係る極低温凍結粗粉砕装置は、低温液化ガスが貯留されて被凍結物が浸漬される浸漬槽と、前記浸漬槽に被凍結物を投入する被凍結物投入口と、ドライアイスを前記浸漬槽に供給するドライアイス供給機構と、一端側が前記浸漬槽内の下部に配置された搬送口を有し、他端側に搬送された被凍結物を排出する排出口を有し、被凍結物にドライアイスを同伴させると共に前記被凍結物を粗粉砕しながら搬送するスクリューコンベアとを備えたことを特徴とするものである。

（５）また、上記（４）に記載のものにおいて、前記浸漬槽に貯留されている低温液化ガスの液面を所定の高さに制御する液面制御機構を備えたことを特徴とするものである。

（６）また、上記（４）又は（５）に記載の極低温凍結粗粉砕装置の清掃方法であって、
前記浸漬槽に前記低温液化ガスを貯留した状態で該浸漬槽にドライアイスを投入して、前記ドライアイスを前記スクリューコンベアで搬出することで、前記スクリューコンベアにおける外筒とスクリューの間に詰まった被凍結物を清掃することを特徴とするものである。

本発明に係る極低温凍結粗粉砕方法においては、浸漬槽に被凍結物の投入量に応じてドライアイスを投入して、凍結した前記被凍結物と共に前記ドライアイスをスクリューコンベアで搬出することで、前記被凍結物によるスクリューコンベアの詰まりを防止しながら前記被凍結物を粗粉砕するようにしたので、前記被凍結物の粗粉砕により発生した微粉や、薄皮等でスクリューコンベア内が閉塞することなく、連続的に凍結及び粗粉砕が可能となった。特に、脂質含量が高い種実類のように練られると粘性を示すものを被凍結物とした場合でも、スクリューコンベアが詰まることなく、種実類の凍結及び粗粉砕を連続的に行うことができる。

本発明の実施の形態に係る極低温凍結粗粉砕装置の説明図である。 図１に示した極低温凍結粗粉砕装置を平面視した図であって、浸漬槽の上面に設ける投入口等の配置を説明する説明図である。

本発明の実施の形態に係る極低温凍結粗粉砕装置１は、図１に示すように、液体窒素等の低温液化ガス２が貯留されて被凍結物が浸漬される浸漬槽３と、低温液化ガス２の液面を所定の高さに制御する液面制御機構５と、浸漬槽３に被凍結物を投入する被凍結物投入口７と、ドライアイスを浸漬槽３に定量供給するドライアイス供給機構９と、一端側が浸漬槽３内の下部に配置された搬送口１１を有すると共に他端側に搬送された被凍結物を排出する排出口１３を有し、被凍結物を粗粉砕して搬送するスクリューコンベア１５とを備えたものである。
以下、各構成を詳細に説明する。

＜浸漬槽＞
浸漬槽３は液体窒素等の低温液化ガス２を貯留して、被凍結物を浸漬するためのものである。
浸漬槽３における低温液化ガス２に接液する部分の材質はSUS304に代表されるオーステナイト鋼やアルミニウム合金、PTFE等、極低温で脆性破壊しない材料であって腐食しにくい材料が望ましい。
浸漬槽３の外周部及びスクリューコンベア１５の外筒３５の周面には断熱材１７が設置されている。

貯留する低温液化ガス２は液体窒素には限られず、例えば液化アルゴンであってもよい。もっとも、投入したドライアイスが沈降する必要があるため、ドライアイスよりも密度が低いことが要求される。この点から、ドライアイスの密度は、1.55kg/Lであるため、低温液化ガス２の密度は1.50kg/L以下であることが好ましい。
浸漬槽３には、低温液化ガス２が気化した気体を排出するための排気口１９が設けられている。
また、浸漬槽３の下部には、低温液化ガス２や浸漬槽３内に溜まった滓等を排出するための排出部２１が設けられ、排出部２１には排出管２３が接続されて排出管２３にはバルブ２５が設けられている。

＜液面制御機構＞
液面制御機構５は、低温液化ガス２の液面を所定の高さに制御するものであり、低温液化ガス２を浸漬槽３に供給する低温液化ガス供給管２７と、低温液化ガス供給管２７に設けられて供給する低温液化ガス量を調整する流量制御弁２９と、低温液化ガス２の液面を検知して流量制御弁２９の開度を制御する制御部３１とを備えている。

浸漬槽３に貯留されている低温液化ガス２は、被凍結物から入熱して一部が気化して排気口１９から排気されて、液面が低下する。そこで、液面制御機構５によって低温液化ガス２を供給して液面が一定になるように制御している。これによって、被凍結物を連続的に投入して連続処理することができる。

＜被凍結物投入口＞
被凍結物投入口７は、浸漬槽３に被凍結物を、連続的に所定量供給する投入口である。投入口の上流側には、図示しないフィーダー等が設けられ、被凍結物が一定量、連続的に供給される。
もっとも、被凍結物は間欠的に投入するようにしてもよい。

＜ドライアイス供給機構＞
ドライアイス供給機構９は、浸漬槽３に設けたドライアイス供給口３３を通じてドライアイスを被凍結物の量に応じて連続的に供給するものである。
ドライアイス供給口３３の上流側には図示しないフィーダー等が設けられている。

ドライアイスを供給する理由は以下の通りである。
ドライアイスはドライアイスショットで知られるとおり、高速で吹き付けても金属が傷つくことがなく、硬度が低く摩擦抵抗が少ない。そのため、スクリューコンベア１５での被凍結物の搬送時にドライアイスを同伴させることで、スクリュー３７と外筒３５の隙間に詰まった細かい被凍結物の粉や、薄皮を排出でき、詰まりが解消され、搬送後は、排出口１３から連続的に排出される。

投入するドライアイスは、スノー状のものあるいはペレット状のもののいずれであってもよい。もっとも、スノー状のものであれば、液化炭酸ガスから直接発生可能なため低コストになるという利点がある。
また、ペレット状のドライアイス、特に径１ｍｍ〜１０ｍｍ、長さ１０ｍｍ〜５０ｍｍ程度の形状のものであれば計量が容易であり、液体窒素中では崩壊して粉末化するため、簡易的には望ましい。
なお、ペレット状のドライアイスのような成型ドライアイスは、成型時に少量の水分を含むため、水分がガラス化することで脆くなり、もとのスノー状のドライアイスに戻る。ドライアイス中の水分量は、重量比10%以下が望ましい。

ドライアイスを被凍結物の粗粉砕中に用いる場合、ドライアイスを浸漬槽３に投入するタイミングとしては、被凍結物の投入と同時または、被凍結物の投入後とするのがドライアイスのロス分が少なくなり、望ましい。
なお、投入するドライアイスの量は、被凍結物比で０.１〜１.０程度とするのが好ましい。０．１未満であれば、詰りの解消や清掃が不充分となるおそれがあり、１．０超であればドライアイスにかかるコスト上昇につながるからである。

＜スクリューコンベア＞
スクリューコンベア１５は、外筒３５と、外筒３５内で回転するスクリュー３７と、スクリュー３７を回転させるモータ３８からなり、浸漬槽３内の下部に配置された外筒３５の下端側には搬送口１１が設けられ、上端側には搬送された被凍結物を排出する排出口１３が設けられている。
スクリューコンベア１５は、被凍結物の連続搬出と粗粉砕の機能を備えている。

＜投入口等の配置＞
浸漬槽３の上面に設けられる投入口等の配置に関し、図２に示すように、被凍結物投入口７とドライアイス供給口３３は、浸漬槽３の上面の中央付近に配置している。
低温液化ガス供給管２７と排気口１９は離れていることが好ましく、本例では、被凍結物投入口７及びドライアイス供給口３３を挟んで対角線の位置に配置されている。

以上のように構成された極低温凍結粗粉砕装置１を用いたくるみの薄皮剥き方法について、低温液化ガス２として液体窒素を用いる場合を例に挙げて以下説明する。
先ず、スクリューコンベア１５を起動させ、低温液化ガス供給管２７から液体窒素を浸漬槽３に供給して浸漬槽３を液体窒素で満たす。この時、気化した窒素ガスは、排気口１９から排気される。

液体窒素が所定の液面に達した後、被凍結物投入口７から薄皮のついたくるみを浸漬槽３に投入し、急速凍結させる。これと同時にドライアイス供給口３３からスノー状あるいはペレット状のドライアイスを投入する。
薄皮のついたくるみを液体窒素中に投入すると、くるみが急速凍結されると共にくるみの薄皮が剥がれる。これは、くるみの実に含まれる水分（約3%）が、液体窒素中で急速凍結され氷結・膨張し、実の形状が破壊（粗粉砕）されると同時に、皮も剥がれるからと考えられる。
ドライアイスと凍結したくるみ及び薄皮は液体窒素中に沈み、スクリューコンベア１５で随時搬送される。凍結したくるみには薄皮が付いているものもあるが、スクリューコンベア１５での搬送時のくるみ同士のすり合わせや衝撃によって残った薄皮が剥がされながら搬送される。

前述したように、スクリューコンベア１５でのくるみ等の被凍結物の搬送時にドライアイスを同伴させることで、スクリュー３７と外筒３５の隙間に詰まった細かいくるみの粉や、薄皮を同伴させて排出でき、詰まりが解消される。

くるみを連続投入することで、液体窒素が気化して排気口１９から排出されるため液面が下がるが、液面制御機構５によって所定の液面に保持されるので連続処理が可能である。

以上のように、本実施の形態の極低温凍結粗粉砕装置１を用いれば、くるみのように脂質含量が高い種実類であっても、スクリューコンベア１５におけるスクリュー３７と外筒３５の間に詰まることなく連続的な粗粉砕を実現することができる。
なお、上記の例では、くるみを例に挙げたが、くるみと同様に薄皮がついている種実類としては、前述したようにアーモンド、カシューナッツ、ピスタチオ、銀杏、ヘーゼルナッツ、マカダミアナッツ、落花生等があり、これらの薄皮剥きにも適用できる。

また、上記の説明では、極低温凍結粗粉砕装置１を用いることを前提としてくるみの薄皮剥き方法を説明したが、本発明の種実類の薄皮を剥く方法は極低温凍結粗粉砕装置１を用いることに限定されず、ドライアイスよりも密度の小さい低温液化ガス２が貯留された浸漬槽３に、前記種実類及びドライアイスを投入する工程と、凍結された前記種実類に前記ドライアイスを同伴させてスクリューコンベアで搬出することで、前記種実類をすり合わせて薄皮を剥くと共にスクリューコンベアの詰まりを防止しながら前記凍結された種実類を搬出するようにすることで実現できる。

また、極低温凍結粗粉砕装置１は、種実類の薄皮を剥く方法への適用のみならず、米飯等の他の食品等の粗粉砕を行う場合にも広く適用できる。
もっとも、本発明の極低温凍結粗粉砕方法は上記の極低温凍結粗粉砕装置１を用いるものに限定されず、浸漬槽３に被凍結物の投入量に応じて前記ドライアイスを投入して、被凍結物が凍結した被凍結物と共にドライアイスをスクリューコンベアで搬出することで、被凍結物によるスクリューコンベアの詰まりを防止しながら前記被凍結物を粗粉砕することで実現できる。

また、ドライアイスの上記のような性質を利用することで、極低温凍結粗粉砕装置１によって食品等の極低温凍結粗粉砕処理を行った後に、極低温凍結粗粉砕装置１におけるスクリューコンベア１５の清掃等に用いることができる。
具体的には、極低温凍結粗粉砕処理を行った後の浸漬槽３に低温液化ガス２を貯留した状態で浸漬槽３にドライアイスを投入して、ドライアイスをスクリューコンベア１５で搬出することで、スクリューコンベア１５における外筒３５とスクリュー３７の間に詰まった被凍結物を清掃することができる。

１ 極低温凍結粗粉砕装置
２ 低温液化ガス
３ 浸漬槽
５ 液面制御機構
７ 被凍結物投入口
９ ドライアイス供給機構
１１ 搬送口
１３ 排出口
１５ スクリューコンベア
１７ 断熱材
１９ 排気口
２１ 排出部
２３ 排出管
２５ バルブ
２７ 低温液化ガス供給管
２９ 流量制御弁
３１ 制御部
３３ ドライアイス供給口
３５ 外筒
３７ スクリュー
３８ モータ

Claims (6)

1. ドライアイスよりも密度の小さい低温液化ガスが貯留された浸漬槽に被凍結物を投入して、被凍結物をスクリューコンベアで粗粉砕しながら外部に排出する極低温凍結粗粉砕方法であって、
   前記浸漬槽に前記被凍結物の投入量に応じて前記ドライアイスを投入して、凍結した被凍結物と共に前記ドライアイスを前記スクリューコンベアで搬出することで、前記被凍結物によるスクリューコンベアの詰まりを防止しながら前記被凍結物を粗粉砕するようにしたことを特徴とする極低温凍結粗粉砕方法。
2. 前記ドライアイスの投入量は、前記被凍結物比で０．１〜１．０であることを特徴とする請求項１記載の極低温凍結粗粉砕方法。
3. 種実類の薄皮を剥く方法であって、
   ドライアイスよりも密度の小さい低温液化ガスが貯留された浸漬槽に、前記種実類及びドライアイスを投入する工程と、
   凍結された前記種実類に前記ドライアイスを同伴させて前記スクリューコンベアで搬出することで、前記種実類をすり合わせて薄皮を剥くと共にスクリューコンベアの詰まりを防止しながら前記凍結された種実類を搬出するようにしたことを特徴とする種実類の薄皮剥き方法。
4. 低温液化ガスが貯留されて被凍結物が浸漬される浸漬槽と、前記浸漬槽に被凍結物を投入する被凍結物投入口と、ドライアイスを前記浸漬槽に供給するドライアイス供給機構と、一端側が前記浸漬槽内の下部に配置された搬送口を有し、他端側に搬送された被凍結物を排出する排出口を有し、被凍結物にドライアイスを同伴させると共に前記被凍結物を粗粉砕しながら搬送するスクリューコンベアとを備えたことを特徴とする極低温凍結粗粉砕装置。
5. 前記浸漬槽に貯留されている低温液化ガスの液面を所定の高さに制御する液面制御機構を備えたことを特徴とする請求項４記載の極低温凍結粗粉砕装置。
6. 請求項４又は請求項５に記載の極低温凍結粗粉砕装置の清掃方法であって、
   前記浸漬槽に前記低温液化ガスを貯留した状態で該浸漬槽にドライアイスを投入して、前記ドライアイスを前記スクリューコンベアで搬出することで、前記スクリューコンベアにおける外筒とスクリューの間に詰まった被凍結物を清掃することを特徴とする極低温凍結粗粉砕装置の清掃方法。

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