JP2021010865A - Freezing agitation device - Google Patents

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Abstract

To provide a freezing agitation device with less downtime capable of quickly cooling a cooling object medium by efficiently using cold heat of a cooling medium.SOLUTION: A freezing agitation device includes a freezing tank and a cooling medium injection mechanism 20 for injecting a cooling medium. The cooling medium injection mechanism 20 includes an injection nozzle 21 having a cooling medium introduction passage 22, and a heating case 23 for heating a wall surface of the cooling tank around an opening 24 of the injection nozzle 21. An outer periphery 25 of the opening 24 and the heating case 23 are separately arranged at a prescribed interval.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、撹拌しながら、冷却媒体を注入して被冷却物を冷却する冷凍撹拌装置に関する。 The present invention relates to a freezing and stirring device that cools an object to be cooled by injecting a cooling medium while stirring.

チキンナゲットやつくねなど、肉や魚を調味液と混ぜて製造する製品は、ミキサーで混合する工程で摩擦熱やミキサーからの熱によって製品温度が上昇し、品質が劣化するという問題があった。そこで一般的にはミキサーの上部からドライアイスや液化窒素といった冷却媒体を投入し、温度上昇を防ぐと共に、次工程の成型性が向上するように混合物の固さをコントロールしている。 Products such as chicken nuggets and meatballs that are manufactured by mixing meat and fish with a seasoning liquid have the problem that the product temperature rises due to frictional heat and heat from the mixer in the process of mixing with a mixer, and the quality deteriorates. Therefore, in general, a cooling medium such as dry ice or liquefied nitrogen is charged from the upper part of the mixer to prevent the temperature from rising and control the hardness of the mixture so as to improve the moldability of the next process.

しかし、冷却媒体を上部から投入すると、ミキサー上部の肉や魚ばかり冷却が進んでしまい、冷却効率が悪い。そこで効率を上げるためにミキサーの回転数を上げると、肉等の繊維がちぎれて、肉としての質感が失われてしまうという問題があった。
そこで、食品の混合時に効率よく冷却し、温度コントロールを行う方法として、例えば特許文献1に開示されるように、液体窒素等の極低温の冷却媒体を冷凍撹拌装置の底部から供給する装置がある。
However, when the cooling medium is put in from the upper part, only the meat and fish in the upper part of the mixer are cooled, and the cooling efficiency is poor. Therefore, when the rotation speed of the mixer is increased in order to increase the efficiency, there is a problem that fibers such as meat are torn off and the texture of meat is lost.
Therefore, as a method of efficiently cooling foods at the time of mixing and controlling the temperature, for example, as disclosed in Patent Document 1, there is a device for supplying a cryogenic cooling medium such as liquid nitrogen from the bottom of a freezing agitator. ..

このような装置では、冷却媒体を注入する注入ノズルが極低温となることによって、注入ノズルが肉等により凍りつく現象が発生する。これを防ぐために、温水等を用いて注入ノズルを温めながら冷却を行う方法が開示されている(たとえば特許文献2である)。 In such a device, the injection nozzle for injecting the cooling medium becomes extremely low temperature, so that the injection nozzle freezes due to meat or the like. In order to prevent this, a method of cooling while warming the injection nozzle with hot water or the like is disclosed (for example, Patent Document 2).

国際公開第2018/172627号International Publication No. 2018/172627 英国特許第2547489号明細書UK Pat. No. 2,547,489

しかし、特許文献2に開示される方法では、注入ノズル周辺を直接的に温水やヒーター等の温媒体により加温するため、液化ガスが温められすぎて冷却の効率が低下する恐れがある。
また、温水を使用する場合には、温水を常時流していないと液化ガスによる低温で温水が凍り、再稼働時に温水が流れないという問題がある。冷凍撹拌装置では、被冷却物を投入する工程、投入された被冷却物を冷却する工程、冷却された被冷却物を取り出す工程が順に繰り返されている。冷却媒体は冷却を行う工程のみで使用されるが、注入ノズルには冷却媒体を使用していないときも冷却媒体が封入されている状態となる。そのため、注入ノズルは冷却を行う工程以外の工程を実施する間も極低温の状態となり、注入ノズル周辺を循環する温媒体が凍結してしまうのである。温媒体が凍結していると、冷却を行う工程を開始できず、製造プロセスにダウンタイムが発生する。
However, in the method disclosed in Patent Document 2, since the vicinity of the injection nozzle is directly heated by a warm medium such as hot water or a heater, the liquefied gas may be overheated and the cooling efficiency may decrease.
Further, when hot water is used, there is a problem that the hot water freezes at a low temperature due to the liquefied gas unless the hot water is constantly flowing, and the hot water does not flow at the time of restarting. In the refrigerating and stirring device, the steps of charging the material to be cooled, cooling the charged material to be cooled, and taking out the cooled material to be cooled are repeated in this order. The cooling medium is used only in the cooling process, but the injection nozzle is in a state where the cooling medium is sealed even when the cooling medium is not used. Therefore, the injection nozzle is in an extremely low temperature state even during a process other than the cooling process, and the warm medium circulating around the injection nozzle freezes. If the warm medium is frozen, the cooling process cannot be started and downtime occurs in the manufacturing process.

そこで、冷却媒体の冷熱を効率的に利用して、被冷却媒体を迅速に冷却することができる、ダウンタイムの少ない冷凍撹拌装置の開発が望まれていた。 Therefore, it has been desired to develop a freezing and stirring device capable of rapidly cooling the cooled medium by efficiently utilizing the cold heat of the cooling medium and having a small downtime.

上記課題を解決するための本発明に係る冷凍撹拌装置は、
冷凍槽と、冷却媒体を注入する冷却媒体注入機構と、を有する冷凍撹拌装置であって、
前記冷却媒体注入機構は、冷却媒体導入経路を備える注入ノズルと、前記注入ノズルの開口部周囲の前記冷凍槽の壁面を加温する加温ケースとを備え、
前記開口部の外周と前記加温ケースとが所定の間隔で離間して配置されることを特徴とする。
The freezing and stirring device according to the present invention for solving the above problems is
A freezing agitator having a freezing tank and a cooling medium injection mechanism for injecting a cooling medium.
The cooling medium injection mechanism includes an injection nozzle provided with a cooling medium introduction path, and a heating case for heating the wall surface of the freezing tank around the opening of the injection nozzle.
The outer periphery of the opening and the heating case are arranged at predetermined intervals.

上記の冷凍撹拌装置において、開口部の外周と前記加温ケースとの間に設けられる所定の間隔は、5mm以上50mm以下としてもよい。 In the above-mentioned freezing and stirring device, the predetermined distance provided between the outer circumference of the opening and the heating case may be 5 mm or more and 50 mm or less.

本発明に係る冷凍撹拌装置は、前記開口部の外周と、前記加温ケースとの間に、断熱部を有することもできる。 The freezing and stirring device according to the present invention may also have a heat insulating portion between the outer periphery of the opening and the heating case.

上記の前記断熱部は、固体断熱材料で充填され、前記固体断熱材料はシリコン樹脂、フッ素樹脂、有機樹脂、織布材料、不織繊維材料、および多孔性マトリクス材料のうちの少なくとも1つを含んでもよい。 The heat insulating portion is filled with a solid heat insulating material, and the solid heat insulating material contains at least one of a silicon resin, a fluororesin, an organic resin, a woven fabric material, a non-woven fiber material, and a porous matrix material. It may be.

上記の冷凍撹拌装置における前記注入ノズルは、開閉弁を備え、前記開閉弁は、前記注入ノズルから前記冷却媒体が噴射されないときには前記注入ノズルの開口部を閉鎖するように閉弁することを特徴とすることができる。 The injection nozzle in the freezing and stirring device includes an on-off valve, and the on-off valve closes the opening of the injection nozzle when the cooling medium is not injected from the injection nozzle. can do.

上記の冷凍撹拌装置における加温ケースは、温媒体流体が循環する温媒体循環経路またはヒーターを有することができる。 The heating case in the above freezing and stirring device can have a hot medium circulation path or a heater through which the hot medium fluid circulates.

上記の加温ケースに温媒体流体を循環させる場合において、温媒体流体は温度30℃以上100℃未満の温水または温度30℃以上200℃未満のオイルであってもよい。 When the hot medium fluid is circulated in the above heating case, the hot medium fluid may be hot water having a temperature of 30 ° C. or higher and lower than 100 ° C. or oil having a temperature of 30 ° C. or higher and lower than 200 ° C.

上記の冷凍撹拌装置に用いられる冷却媒体は液体窒素または液化炭酸とすることができる。 The cooling medium used in the above-mentioned freezing and stirring device can be liquid nitrogen or liquefied carbonic acid.

上記の冷凍撹拌装置によれば、冷却媒体を注入する開口部の外周と、加温ケースとが離間して配置される。このため、注入ノズル内を通過した冷却媒体は加温されることなく、低温状態のまま冷凍撹拌装置内に噴射される。したがって冷却媒体の冷熱を効率よく被冷却物の冷却に使用して、迅速に冷却することが可能となる。また、冷却媒体は加温されない状態で被冷却物の冷却に使用されることから、冷却媒体使用量を削減することが可能となる。 According to the above-mentioned freezing and stirring device, the outer periphery of the opening into which the cooling medium is injected and the heating case are arranged apart from each other. Therefore, the cooling medium that has passed through the injection nozzle is injected into the freezing and stirring device in a low temperature state without being heated. Therefore, the cooling heat of the cooling medium can be efficiently used to cool the object to be cooled, and the cooling can be performed quickly. Further, since the cooling medium is used for cooling the object to be cooled without being heated, it is possible to reduce the amount of the cooling medium used.

さらに、加温ケース内に温媒体流体を循環させる場合には、温媒体流体の凍結も防止することができる。冷却媒体は、被冷却物を冷却する工程の間は注入ノズルから冷凍撹拌装置に向けて噴射されるが、それ以外の工程の間は注入ノズル内に滞留している。ここで、本発明においては注入ノズルと加温ケースが離間して配置されているため、加温ケース内の温媒体流体が冷却媒体の冷熱によって凍結されることはない。したがって、冷却する工程以外の時間には、凍結防止を目的とする温媒体流体の循環を実施しないことが可能となり、温媒体流体の使用量を低減することが可能となる。凍結した温媒体流体を融解させるためのダウンタイムも発生しない。 Further, when the hot medium fluid is circulated in the heating case, freezing of the hot medium fluid can be prevented. The cooling medium is ejected from the injection nozzle toward the refrigerating / stirring device during the step of cooling the object to be cooled, but stays in the injection nozzle during the other steps. Here, in the present invention, since the injection nozzle and the heating case are arranged apart from each other, the hot medium fluid in the heating case is not frozen by the cold heat of the cooling medium. Therefore, it is possible not to circulate the hot medium fluid for the purpose of preventing freezing at times other than the cooling step, and it is possible to reduce the amount of the hot medium fluid used. There is also no downtime to thaw the frozen warm medium fluid.

また、注入ノズルの開口部周囲は、加温ケースにおける温媒体流体またはヒーターにより加温されることから、被冷却物が注入ノズルの開口部周囲で凍結する現象を抑制することが可能となる。
なお、被冷却物を冷却している間は、注入ノズルの開口部から冷却媒体が噴射されていることから、開口部及びその直近で被冷却物が一時的に凍結したとしても冷却媒体に同伴されて冷凍撹拌装置内部へと噴射されるため、凍結物で開口部が閉塞することはない。
Further, since the periphery of the opening of the injection nozzle is heated by the warm medium fluid or the heater in the heating case, it is possible to suppress the phenomenon that the object to be cooled freezes around the opening of the injection nozzle.
Since the cooling medium is injected from the opening of the injection nozzle while the object to be cooled is being cooled, the cooling medium accompanies the cooling medium even if the object to be cooled temporarily freezes at the opening and its immediate vicinity. Since it is sprayed into the refrigerating and stirring device, the opening is not blocked by the frozen material.

本発明に係る冷凍撹拌装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the freezing agitator which concerns on this invention. 加温ケース23を冷凍槽10の内側方向から、冷凍槽10壁面を透視して見た図である。It is a figure which saw through the wall surface of the freezing tank 10 from the inside direction of the freezing tank 10 of a heating case 23. 別の加温ケース23を冷凍槽10の内側方向から、冷凍槽10壁面を透視して見た図である。It is a figure which saw through the wall surface of the freezing tank 10 from the inside direction of the freezing tank 10 about another heating case 23. 本発明に係る加温ケースの構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example of the heating case which concerns on this invention. 本発明に係る加温ケースの構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example of the heating case which concerns on this invention. 本発明に係る加温ケースおよび注入ノズルの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the heating case and the injection nozzle which concerns on this invention. 本発明に係る加温ケースおよび注入ノズルの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the heating case and the injection nozzle which concerns on this invention. 本発明に注入ノズルの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the injection nozzle in this invention.

本発明に係る冷凍撹拌装置は、被冷却物、特に食品等を撹拌しながら冷凍する装置である。被冷却物である食品の例としては、肉類や魚類を調味液と混合する加工食品が挙げられる。 The freezing and stirring device according to the present invention is a device that freezes an object to be cooled, particularly food, while stirring. Examples of foods to be cooled include processed foods in which meat and fish are mixed with a seasoning liquid.

本発明に係る冷凍撹拌装について、図1〜図4を用いて説明する。
図1に示す冷凍撹拌装置100は、冷凍槽10と、冷却媒体を注入する冷却媒体注入機構20と、を有する。冷凍撹拌装置100内において、被冷却物11は冷凍槽10に保持され、冷却媒体により冷却されながら撹拌される。
The freezing and stirring device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
The freezing and stirring device 100 shown in FIG. 1 includes a freezing tank 10 and a cooling medium injection mechanism 20 for injecting a cooling medium. In the freezing and stirring device 100, the object to be cooled 11 is held in the freezing tank 10 and stirred while being cooled by the cooling medium.

冷却媒体注入機構20により、外部から供給される冷却媒体が冷凍槽10内に向けて噴射される。このとき、冷凍槽10の上部から冷凍槽10の内部に向けて、冷却媒体を下向きに噴射することも可能であるが、図1に示すように冷凍槽10の下部から上向きに噴射する方が熱効率が高い。
本発明では、冷凍槽10内の、被冷却物11が保持される高さ(図1にAで示す位置)より下方、すなわち冷凍槽10の中部から下部に冷却媒体注入機構20が配置される。
The cooling medium injection mechanism 20 injects the cooling medium supplied from the outside toward the inside of the freezing tank 10. At this time, it is possible to inject the cooling medium downward from the upper part of the freezing tank 10 toward the inside of the freezing tank 10, but it is better to inject upward from the lower part of the freezing tank 10 as shown in FIG. High thermal efficiency.
In the present invention, the cooling medium injection mechanism 20 is arranged in the freezing tank 10 below the height at which the object to be cooled 11 is held (position shown by A in FIG. 1), that is, from the middle to the bottom of the freezing tank 10. ..

使用される冷却媒体は、冷熱を伝達することができる媒体であれば特に限定されないが、被冷却物が食品である場合には、安全性が高く被冷却物に対して不活性である媒体が好ましい。たとえば液体窒素や液化炭酸を使用することができる。 The cooling medium used is not particularly limited as long as it can transfer cold heat, but when the object to be cooled is food, the medium having high safety and inactivity to the object to be cooled is used. preferable. For example, liquid nitrogen or liquefied carbonic acid can be used.

冷却媒体注入機構20は、冷却媒体導入経路22を備える注入ノズル21と、加温ケース23を備える。
図2および図3は、加温ケース23を冷凍槽10の内側方向から、冷凍槽10壁面を透視して見た図である。開口部24の周囲には断熱部40が形成され、温媒体またはヒータは加温ケース23の外周32と内周31に囲まれた部分に収納される。
加温ケース23は、温媒体またはヒーターを収納することができる構造であればよく、図2に示すように中空部を有する四角形状でもよく、図3に示すようにドーナツ形状であってもよい。
The cooling medium injection mechanism 20 includes an injection nozzle 21 having a cooling medium introduction path 22 and a heating case 23.
2 and 3 are views of the heating case 23 seen through the wall surface of the freezing tank 10 from the inside of the freezing tank 10. A heat insulating portion 40 is formed around the opening 24, and the heat medium or the heater is housed in a portion surrounded by the outer circumference 32 and the inner circumference 31 of the heating case 23.
The heating case 23 may have a structure capable of accommodating a heating medium or a heater, may have a square shape having a hollow portion as shown in FIG. 2, or may have a donut shape as shown in FIG. ..

図1に示す冷却媒体導入経路22は外部の冷却媒体貯槽(不図示)から供給される冷却媒体を注入ノズル21に導入するための経路である。
冷却媒体は、注入ノズル21の開口部24から冷凍槽10の内部に向けて噴射される。したがって、冷凍槽10の内部では、開口部24およびその周辺が特に温度の低い部分となる。
The cooling medium introduction path 22 shown in FIG. 1 is a path for introducing the cooling medium supplied from the external cooling medium storage tank (not shown) into the injection nozzle 21.
The cooling medium is injected from the opening 24 of the injection nozzle 21 toward the inside of the freezing tank 10. Therefore, inside the freezing tank 10, the opening 24 and its surroundings are particularly low temperatures.

加温ケース23は、冷凍槽10の壁面のうち、開口部24の周囲であって、かつ、開口部24の外周25から所定の間隔で離間している部分を加温するものである。
加温ケース23内にはヒーターを配置してもよく、温媒体流体を循環させる温媒体循環経路を設けてもよい。中空部を有する四角形上の加温ケース23に温媒体流体循環経路を設ける場合には、図4に斜視図で示すように、温媒体流体を加温ケース23に導入する導入ライン50と、加温ケース23から導出する導出ライン51を設け、加温ケース23の内部全体を温媒体流体循環経路としてもよい。
図5は、図4に示す加温ケース23を裏側(すなわち、加温ケース23を冷凍槽10に取り付けた時に、冷凍槽10の壁面側となる方向)から見た図である。加温ケース23の外周32と内周31に囲まれた部分に導入ライン50から流入する温媒体を流通させることができ、導出ライン51から排出させることができる。
The heating case 23 heats a portion of the wall surface of the freezing tank 10 that is around the opening 24 and is separated from the outer circumference 25 of the opening 24 at predetermined intervals.
A heater may be arranged in the heating case 23, or a hot medium circulation path for circulating the hot medium fluid may be provided. When the warm medium fluid circulation path is provided in the heating case 23 on the quadrangle having the hollow portion, as shown in the perspective view of FIG. 4, the introduction line 50 for introducing the warm medium fluid into the heating case 23 and the heating case 23 are added. A lead-out line 51 derived from the warm case 23 may be provided, and the entire inside of the warm case 23 may be used as a hot medium fluid circulation path.
FIG. 5 is a view of the heating case 23 shown in FIG. 4 as viewed from the back side (that is, the direction in which the heating case 23 is on the wall surface side of the freezing tank 10 when the heating case 23 is attached to the freezing tank 10). The warm medium flowing in from the introduction line 50 can be circulated in the portion surrounded by the outer circumference 32 and the inner circumference 31 of the heating case 23, and can be discharged from the lead-out line 51.

温媒体流体は、加熱することができる流体であれば特に限定されず、例えば温水やオイルであってもよい。取り扱いの利便性と安全性、加温効率を考慮すると、温水を使用する場合には温度を30℃以上100℃未満とすることが好ましく、50℃以上70℃以下とすることがさらに好ましい。オイルを使用する場合には30℃以上200℃未満とすることが好ましく、50℃以上70℃以下とすることがさらに好ましい。なぜなら温媒体の温度が低すぎる場合には温媒体が容易に凍結し、高すぎる場合には被冷却物の冷却効率が低下するためである。 The hot medium fluid is not particularly limited as long as it is a fluid that can be heated, and may be, for example, hot water or oil. Considering the convenience and safety of handling and the heating efficiency, when hot water is used, the temperature is preferably 30 ° C. or higher and lower than 100 ° C., and more preferably 50 ° C. or higher and 70 ° C. or lower. When oil is used, it is preferably 30 ° C. or higher and lower than 200 ° C., and more preferably 50 ° C. or higher and 70 ° C. or lower. This is because if the temperature of the warm medium is too low, the warm medium freezes easily, and if it is too high, the cooling efficiency of the object to be cooled decreases.

図6に、冷凍槽10の内側方向から見た開口部24および加温ケース23の位置関係を示す。図7は、冷凍槽10の外側方向から見た開口部24および加温ケース23の位置関係を示す。冷却媒体は開口部24から噴射されるため、開口部24と開口部の外周25は最も温度が低くなる。しかし、開口部24及び開口部の外周25近傍に被冷却物があっても、冷却媒体に同伴されて噴射されることから、その場所に被冷却物が凍結したり、凍結した被冷却物により注入ノズル21の開口部24が閉塞することはない。 FIG. 6 shows the positional relationship between the opening 24 and the heating case 23 as viewed from the inside of the freezing tank 10. FIG. 7 shows the positional relationship between the opening 24 and the heating case 23 as viewed from the outside of the freezing tank 10. Since the cooling medium is injected from the opening 24, the temperature of the opening 24 and the outer circumference 25 of the opening is the lowest. However, even if there is an object to be cooled in the vicinity of the opening 24 and the outer periphery 25 of the opening, the object to be cooled is jetted along with the cooling medium, so that the object to be cooled is frozen at that location or due to the frozen object to be cooled. The opening 24 of the injection nozzle 21 is not blocked.

本発明では、加温ケース23により加温する部分を、注入ノズル21の外周25から所定の間隔で離間した場所(図6中に実線両矢印で示す)とする。具体的には、所定の間隔とは、加温ケース内の温度に応じて定めることができ、例えば外周25から加温ケース23の内周31までの距離が5mm以上50mm以下とすることができる。加温ケース23内の温度(加温ケース23内にヒーターが配置される場合にはヒーターの温度、加温ケース23内に温媒体流体を循環させる場合には温媒体流体の温度である)が高い場合には、外周25から加温ケース23の内周31までの距離を狭くしてもよい。加温ケース23内の温度が低い場合には、外周25から加温ケース23までの距離が短すぎると、加温ケース23内が過度に冷却され、温媒体流体を使用する場合には温媒体流体が凍結する恐れがあるためである。一方で、距離が長くなりすぎると、開口部24の周囲が過度に冷却され、被冷却物が開口部24の周囲に凍結し、開口部24を閉塞させる恐れがある。 In the present invention, the portion heated by the heating case 23 is a location separated from the outer peripheral 25 of the injection nozzle 21 at a predetermined interval (indicated by a solid double-headed arrow in FIG. 6). Specifically, the predetermined interval can be determined according to the temperature inside the heating case, and for example, the distance from the outer circumference 25 to the inner circumference 31 of the heating case 23 can be 5 mm or more and 50 mm or less. .. The temperature inside the heating case 23 (the temperature of the heater when the heater is arranged in the heating case 23, and the temperature of the warm medium fluid when the hot medium fluid is circulated in the heating case 23). If it is high, the distance from the outer circumference 25 to the inner circumference 31 of the heating case 23 may be narrowed. When the temperature inside the heating case 23 is low, if the distance from the outer circumference 25 to the heating case 23 is too short, the inside of the heating case 23 is excessively cooled, and when a warm medium fluid is used, the warm medium is used. This is because the fluid may freeze. On the other hand, if the distance is too long, the periphery of the opening 24 may be excessively cooled, and the object to be cooled may freeze around the opening 24 to block the opening 24.

冷凍槽10の壁面のうち、開口部24の中心から加温ケース23により加温される部分の外周(図6中に点線両矢印で示す)までの距離は、特に限定されず、例えば30mm以上100mm以下としてもよい。この距離が短すぎると加温される部分の外周32の外側に被冷却物が凍結して付着し、その部分の撹拌が不十分になる恐れがある。一方、この距離が長すぎると温媒体の使用量が増加して非効率であるし、凍結撹拌装置の冷却効率も低下する。
開口部の外周25から加温される部分の内周31および外周32までの距離は、熱媒体の熱量、温度、流量等に応じて定めることができる。
The distance from the center of the opening 24 to the outer circumference of the portion heated by the heating case 23 (indicated by the dotted double-headed arrow in FIG. 6) of the wall surface of the freezing tank 10 is not particularly limited, and is, for example, 30 mm or more. It may be 100 mm or less. If this distance is too short, the object to be cooled may freeze and adhere to the outside of the outer circumference 32 of the portion to be heated, and the stirring of the portion may be insufficient. On the other hand, if this distance is too long, the amount of the warm medium used increases, which is inefficient, and the cooling efficiency of the freezing and stirring device also decreases.
The distances from the outer circumference 25 of the opening to the inner circumference 31 and the outer circumference 32 of the portion to be heated can be determined according to the amount of heat, temperature, flow rate, and the like of the heat medium.

開口部24の外周25と加温ケース23との間は、断熱部40を有することにより断熱されていることが好ましい。加温ケース23からの入熱が冷却媒体に直接伝達されない方が、より低い温度の冷却媒体を冷凍槽10に供給することができ、また、冷却媒体の冷熱による温媒体流体の凍結も抑制できるためである。断熱部40は空気が入る隙間とすることもできるが、固体断熱材料で充填されていてもよい。固体断熱材料は、断熱性能を有するものであれば特に限定されず、例えばシリコン樹脂、フッ素樹脂、有機樹脂、織布材料、不織繊維材料、および多孔性マトリクス材料のうちの少なくとも1つを含む材料であってもよい。 It is preferable that the outer circumference 25 of the opening 24 and the heating case 23 are insulated by having a heat insulating portion 40. When the heat input from the heating case 23 is not directly transmitted to the cooling medium, the cooling medium having a lower temperature can be supplied to the freezing tank 10, and the freezing of the warm medium fluid due to the cooling heat of the cooling medium can be suppressed. Because. The heat insulating portion 40 may be a gap through which air enters, but may be filled with a solid heat insulating material. The solid heat insulating material is not particularly limited as long as it has heat insulating performance, and includes, for example, at least one of a silicone resin, a fluororesin, an organic resin, a woven fabric material, a non-woven fiber material, and a porous matrix material. It may be a material.

注入ノズル21の開口部24に開閉弁61が備えられていてもよい。開閉弁61の下部にはスプリング62が配置されており、冷却媒体が噴射されないときはスプリング62により開閉弁61が押し下げられることにより閉弁している。冷却媒体導入経路22から所定の圧力を有する冷却媒体が供給されると、スプリング62による押下げに反発するように開閉弁62が押し上げられて、冷却媒体流通経路22との隙間から冷却媒体が噴射される。このように開閉弁61を配置することにより、被冷却物が注入ノズル21内部に侵入し、注入ノズル21が閉塞する現象を抑制することが可能となる。 An on-off valve 61 may be provided in the opening 24 of the injection nozzle 21. A spring 62 is arranged below the on-off valve 61, and when the cooling medium is not injected, the on-off valve 61 is pushed down by the spring 62 to close the valve. When a cooling medium having a predetermined pressure is supplied from the cooling medium introduction path 22, the on-off valve 62 is pushed up so as to repel the pressing by the spring 62, and the cooling medium is injected from the gap with the cooling medium flow path 22. To. By arranging the on-off valve 61 in this way, it is possible to suppress the phenomenon that the object to be cooled invades the inside of the injection nozzle 21 and the injection nozzle 21 is blocked.

(実施例)
図4ないし図7に示す形状の冷却媒体注入機構20を取り付けた冷凍撹拌装置を製作し、注入ノズル21付近の凍結状況等を確認した。
冷凍撹拌装置は厚さ5mmのステンレススチール製壁面を有し、容量550Lの冷凍槽を有するミキサーである。ここにひき肉100kgと調味液200Lを導入し、冷却および撹拌を行った。ひき肉と調味液の撹拌が完了し、出来上がった混合物の全体の温度が−4℃まで低下した段階で冷凍工程は終了し、混合物を取り出す取り出し工程を実施した。
冷却媒体としては、送液圧力0.5MPa、温度−195.8℃の液体窒素を使用した。
(Example)
A freezing agitator equipped with the cooling medium injection mechanism 20 having the shape shown in FIGS. 4 to 7 was manufactured, and the freezing condition in the vicinity of the injection nozzle 21 was confirmed.
The freezing and stirring device is a mixer having a stainless steel wall surface having a thickness of 5 mm and a freezing tank having a capacity of 550 L. 100 kg of minced meat and 200 L of seasoning liquid were introduced therein, and cooling and stirring were performed. The freezing step was completed when the stirring of the minced meat and the seasoning liquid was completed and the overall temperature of the finished mixture was lowered to -4 ° C., and the extraction step of taking out the mixture was carried out.
As the cooling medium, liquid nitrogen having a liquid feeding pressure of 0.5 MPa and a temperature of -195.8 ° C. was used.

(実施例1)
実施例1では、注入ノズル21の開口部24の外周25から加温ケース23の内周31までの距離を10mmとし、開口部24中心から加温ケース23の外周32までの距離を60mmとし、温媒体流体として温度60℃の温水を流速2SLMで加温ケース内に導入した。実施例1では、冷凍槽10の内側壁面の内、加温ケース23の内周31と外周32に囲まれる部分に接する部分の平均温度は40℃となり、当該部分への被冷却物(ひき肉および調味液)の凍結は確認されなかった。また、冷凍工程が完了するまでの時間は10分であった。
冷凍工程完了後、被冷却物を冷凍槽10から取り出すための取り出し工程がある。取り出し工程の間は冷却媒体の供給は停止されており、冷却媒体が注入ノズル21の内部に滞留する状態となる。しかし、取り出し工程終了後にも加温ケース23内の温媒体流体は凍結せず、そのまま次の冷凍工程を実施することが可能であった。
(Example 1)
In the first embodiment, the distance from the outer circumference 25 of the opening 24 of the injection nozzle 21 to the inner circumference 31 of the heating case 23 is 10 mm, and the distance from the center of the opening 24 to the outer circumference 32 of the heating case 23 is 60 mm. Hot water having a temperature of 60 ° C. was introduced into the heating case as a hot medium fluid at a flow velocity of 2 SLM. In the first embodiment, the average temperature of the portion of the inner wall surface of the freezing tank 10 that is in contact with the portion surrounded by the inner circumference 31 and the outer circumference 32 of the heating case 23 is 40 ° C. No freezing of the seasoning liquid) was confirmed. Moreover, the time until the freezing process was completed was 10 minutes.
After the freezing step is completed, there is a take-out step for taking out the object to be cooled from the freezing tank 10. During the take-out process, the supply of the cooling medium is stopped, and the cooling medium stays inside the injection nozzle 21. However, the warm medium fluid in the heating case 23 did not freeze even after the completion of the taking-out step, and the next freezing step could be carried out as it was.

(比較例1)
比較例1では、注入ノズル21の開口部24に直接加温ケース23が接する形状(開口部24の外周25から加温ケース23の内周31までの距離が0mmである)とした。そのほかの条件は実施例1と同様である。比較例1では、冷凍槽10の内側壁面の内、加温ケース23の内周31と外周32に囲まれる部分に接する部分の平均温度は20℃となり、当該部分への被冷却物の凍結は確認されなかった。しかし、冷凍槽10に噴射されるときの冷却媒体の温度が、温媒体流体による加熱で上昇していたため、冷凍工程が完了するまでの時間は実施例1よりも長い15分であり、使用した液体窒素の量は実施例1よりも多かった。
また、冷凍工程完了後に実施される取り出し工程の間に加温ケース23内の温水が凍結したため、次の冷凍工程を開始するまでに、温水を溶解させるための20分のダウンタイムが発生した。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, the shape is such that the heating case 23 is in direct contact with the opening 24 of the injection nozzle 21 (the distance from the outer circumference 25 of the opening 24 to the inner circumference 31 of the heating case 23 is 0 mm). Other conditions are the same as in Example 1. In Comparative Example 1, the average temperature of the portion of the inner wall surface of the freezing tank 10 in contact with the portion surrounded by the inner circumference 31 and the outer circumference 32 of the heating case 23 is 20 ° C., and the object to be cooled is frozen in the portion. Not confirmed. However, since the temperature of the cooling medium when injected into the freezing tank 10 was raised by heating with the hot medium fluid, the time until the freezing step was completed was 15 minutes, which was longer than that of Example 1, and was used. The amount of liquid nitrogen was higher than in Example 1.
Further, since the hot water in the heating case 23 was frozen during the take-out step performed after the completion of the freezing step, a downtime of 20 minutes for melting the hot water occurred before starting the next freezing step.

(比較例2)
比較例2では、加温ケース23を設置せず、冷却媒体を実施例1と同様の条件で冷凍槽10に噴射した。比較例2では、冷凍槽10の内側壁面の内、実施例1において温度測定を行った部分と同じ部分の平均温度は−50℃となり、当該部分へ多量の被冷却物の凍結が発生した。これは冷却媒体の冷熱がそのまま冷凍槽10の壁面に伝達され、過度に冷却されたためである。凍結の発生により注入ノズル21の閉塞が発生し、冷却媒体の噴射が停止する現象が発生した。凍結した食品は品質が低下することから、製品として使用することができず、歩留まりが低下する結果となった。
(Comparative Example 2)
In Comparative Example 2, the heating case 23 was not installed, and the cooling medium was sprayed into the freezing tank 10 under the same conditions as in Example 1. In Comparative Example 2, the average temperature of the same portion of the inner wall surface of the freezing tank 10 as the portion where the temperature was measured in Example 1 was −50 ° C., and a large amount of the object to be cooled was frozen in the portion. This is because the cold heat of the cooling medium is directly transmitted to the wall surface of the freezing tank 10 and is excessively cooled. Due to the occurrence of freezing, the injection nozzle 21 was blocked, and the injection of the cooling medium was stopped. Since the quality of frozen foods deteriorates, they cannot be used as products, resulting in a decrease in yield.

以上の結果から、本発明の冷凍撹拌装置を用いることにより、冷却媒体である液体窒素の冷熱を効率的に利用し、被冷却媒体であるひき肉および調味液を迅速に冷却できたと言える。また、冷却後のひき肉と調味液の混合物を取り出す取り出し工程において、温媒体流体である温水が凍結する現象を抑制することができたため、凍結した温水を融解させるためのダウンタイムの発生を回避することができた。 From the above results, it can be said that by using the freezing and stirring device of the present invention, the cold heat of liquid nitrogen, which is a cooling medium, can be efficiently utilized, and the ground meat and seasoning liquid, which are the cooling media, can be cooled quickly. In addition, in the process of taking out the mixture of minced meat and seasoning liquid after cooling, the phenomenon of freezing of hot water, which is a hot medium fluid, could be suppressed, so that downtime for thawing the frozen hot water can be avoided. I was able to.

100.冷凍凍結装置
10.冷凍槽
11.被冷却物
20.冷却媒体注入機構
21.注入ノズル
22.冷却媒体導入経路
23.加温ケース
24.開口部
25.開口部の外周
31.加温ケースの内周
32.加温ケースの外周
40.断熱部
50.導入ライン
51.導出ライン
52.流通ライン
61.開閉弁
62.スプリング
100. Freezing and freezing equipment 10. Freezer 11. Object to be cooled 20. Cooling medium injection mechanism 21. Injection nozzle 22. Cooling medium introduction route 23. Heating case 24. Opening 25. Outer circumference of the opening 31. Inner circumference of the heating case 32. Outer circumference of the heating case 40. Insulation 50. Introduction line 51. Derivation line 52. Distribution line 61. On-off valve 62. spring

Claims (8)

冷凍槽と、冷却媒体を注入する冷却媒体注入機構と、を有する冷凍撹拌装置であって、
前記冷却媒体注入機構は、冷却媒体導入経路を備える注入ノズルと、前記注入ノズルの開口部周囲の前記冷凍槽の壁面を加温する加温ケースとを備え、
前記開口部の外周と前記加温ケースとが所定の間隔で離間して配置されることを特徴とする、冷凍撹拌装置。
A freezing agitator having a freezing tank and a cooling medium injection mechanism for injecting a cooling medium.
The cooling medium injection mechanism includes an injection nozzle provided with a cooling medium introduction path, and a heating case for heating the wall surface of the freezing tank around the opening of the injection nozzle.
A freezing and stirring device, characterized in that the outer periphery of the opening and the heating case are arranged at predetermined intervals.
前記所定の間隔は、5mm以上50mm以下である、請求項1に記載の冷凍撹拌装置。 The freezing and stirring device according to claim 1, wherein the predetermined interval is 5 mm or more and 50 mm or less. 前記開口部の外周と、前記加温ケースとの間に、断熱部を有する、請求項1または請求項2に記載の冷凍撹拌装置。 The freezing and stirring device according to claim 1 or 2, further comprising a heat insulating portion between the outer periphery of the opening and the heating case. 前記断熱部は、固体断熱材料で充填され、前記固体断熱材料はシリコン樹脂、フッ素樹脂、有機樹脂、織布材料、不織繊維材料、および多孔性マトリクス材料のうちの少なくとも1つを含む、請求項3に記載の冷凍撹拌装置。 The heat insulating portion is filled with a solid heat insulating material, wherein the solid heat insulating material contains at least one of a silicon resin, a fluororesin, an organic resin, a woven fabric material, a non-woven fiber material, and a porous matrix material. Item 3. The refrigerating / stirring device according to Item 3. 前記注入ノズルは、開閉弁を備え、
前記開閉弁は、前記注入ノズルから前記冷却媒体が噴射されないときには前記注入ノズルの開口部を閉鎖するように閉弁することを特徴とする、請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の冷凍撹拌装置。
The injection nozzle includes an on-off valve and
The on-off valve according to any one of claims 1 to 4, wherein the on-off valve is closed so as to close the opening of the injection nozzle when the cooling medium is not injected from the injection nozzle. Freezing and stirring device.
前記加温ケースは、温媒体流体が循環する温媒体循環経路またはヒーターを有する、請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の冷凍撹拌装置。 The freezing and stirring device according to any one of claims 1 to 5, wherein the heating case has a hot medium circulation path or a heater through which a hot medium fluid circulates. 前記温媒体流体は温度30℃以上100℃未満の温水または温度30℃以上200℃未満のオイルであることを特徴とする、請求項6に記載の冷凍撹拌装置。 The freezing and stirring device according to claim 6, wherein the hot medium fluid is hot water having a temperature of 30 ° C. or higher and lower than 100 ° C. or oil having a temperature of 30 ° C. or higher and lower than 200 ° C. 前記冷却媒体は液体窒素または液化炭酸である、請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の冷凍撹拌装置。 The freezing and stirring device according to any one of claims 1 to 7, wherein the cooling medium is liquid nitrogen or liquefied carbonic acid.
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