JP2744976B2 - 炭酸入り氷の製造方法及びその製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶解時に弾けるような
音が発生されるよう炭酸ガスが封入された氷を製造する
炭酸入り氷の製造方法及びその製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】賞味、飲用に供される氷として、透明な
氷の外に、着色されたり、着香されたり、特別な形状に
形成されたり等の様々なものが提供されている。特に、
近時は、内部に高圧気泡が封入された氷は、これが使用
溶解時に水中で弾けるような音が発生することの面白み
がある故に、また、炭酸が封入された氷は、壮快なフレ
ーバーを有する故に好まれている。

【０００３】ところが、こうした炭酸氷、高圧気泡入り
氷は、炭酸ガスが有する特有な性質によってその製造は
困難であり、そのために、それを克服すべく、従来から
種々の製造法、製造装置が提案されている。

【０００４】例えば、第１の方法として、原料として用
意した細氷を加圧しながらそれらの細氷間隙内に空気を
封じ込めるものとした特開昭６２−６６０７５号公報、
同じく６４−６３７６８号公報、同じく６４−６３７６
９号公報等がある。第２の方法として、原料として用意
した細氷を加圧し、この圧力時に生じた細氷間隙内の溶
解部分に圧縮空気を封じ込めるものとした特開昭６２−
１９０３６６号公報、同じく６３−１８９７５６号公
報、同じく６３−２９７９７７号公報、同じく６４−４
６５５１号公報等のものがある。第３の方法として、気
泡を強制供給し、あるいは気泡を発生させながら氷結さ
せる特開昭６３−３８８７３号公報、同じく６３−２９
７９７６号公報等のものがある。第４の方法として、一
定の温度・圧力条件の下で氷粒または水と炭酸ガスとを
加圧しながら接触させることで炭酸ガスの包接水和物を
均一に分散させる特開平１−２１９４６０号公報のもの
がある。第５の方法として、飽和状態で気体が溶融され
ている製氷原水中に配置されている袋体に対する加圧、
減圧操作を繰り返すことで製氷原水中に気泡を発生さ
せ、この気泡を製氷原水の表面側に形成される結氷層と
の境界面に付着させるものとした特開昭６４−４６５５
２号公報のものがある。更に、第６の方法として、耐圧
容器内に製氷原水を注水密閉した後、溶存気体を封じ込
めて難水溶性の気相加圧媒体によって加圧し、氷結させ
る特開平３−５９３７２号公報のものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の製造法、製造装置によれば、第１、第２の方法
にあるように、予め原料として細氷を用意するのは面倒
であり、しかも、結果として２段階の氷結作業工程を経
るのはコストアップの一因となる。また、第３の方法に
あるように、気泡の供給は、その気泡供給管を氷結部分
から抜き出すように制御構成する必要があり、構造的に
複雑になる。第４の方法のものは、生成工程中で炭酸ガ
スが放出される虞れがあるばかりでなく、氷粒、細氷は
生成できても氷塊の生成は困難であり、しかも、製造コ
ストが嵩むものである。更に、第５の方法にあるよう
に、袋体に対する加圧、減圧操作の繰り返しは、作業工
程的に複雑な制御を必要とするばかりでなく、製氷原水
から発生した気泡が結氷層との境界面に付着せず、その
境界面中に取り込まれないままで気泡として結氷容器中
に残存されるものも多いのである。そしてまた、第６の
方法にあるように、難水溶性の気相加圧媒体の強制供給
による加圧は、気相加圧媒体の漏出を防止する確実なシ
ール手段を必要とし、特別な耐圧容器を用意しなければ
ならない。

【０００６】このように、従来の製造法、製造装置は、
手間が掛かるばかりでなく、設備が複雑になって製造コ
ストが嵩み、確実安価な炭酸入り氷の提供が困難であっ
た。

【０００７】そこで、本発明は、叙上のような従来存し
た諸事情に鑑み創出されたもので、簡単な製法によって
透明度が高く、硬度に優れた炭酸入り氷を製造でき、し
かも、比較的安価な設備、低いランニングコストによっ
て製造できる炭酸入り氷の製造方法及びその製造装置を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、本発明方法に係る炭酸入り氷の製造方法にあって
は、耐圧製氷容器１内に注水充満した炭酸ガスが溶解さ
れている製氷原水Ｗを、耐圧製氷容器１における製氷原
水Ｗ上方の空隙内に配装した膨脹する中空弾性加圧嚢８
によって製氷原水Ｗ面を直接に加圧する一方、耐圧製氷
容器１を冷却し、製氷原水Ｗを氷結することを特徴とす
る。

【０００９】また、この方法を実施するための本発明装
置に係る炭酸入り氷の製造装置にあっては、炭酸ガス入
りの製氷原水Ｗが注水される容器本体２の開口に施蓋さ
れる蓋体３を備えた耐圧製氷容器１と、加圧媒体が供給
されることで膨脹し、耐圧製氷容器１内に注水されてい
る製氷原水Ｗ面に接触するよう、耐圧製氷容器１におけ
る製氷原水Ｗ上方の空隙内に配装されている中空弾性加
圧嚢８と、耐圧製氷容器１をその外部から冷却するブラ
イン包覆部１１、同じく中心側から冷却する中央ブライ
ン供給部１５から成る冷却手段１０とを備えたことを特
徴とする。

【００１０】耐圧製氷容器１における容器本体２には、
膨脹する中空弾性加圧嚢８底面が接触する製氷原水Ｗ面
の高さ位置にほぼ対応して製氷原水Ｗを注水する注水口
４、排水する排水口５夫々を開口形成して構成すること
ができる。

【００１１】

【作用】本発明に係る炭酸入り氷の製造方法及びその製
造装置にあっては、炭酸ガスが封入溶存されている製氷
原水Ｗを耐圧製氷容器１内に注入供給するとき、耐圧製
氷容器１内で膨脹している中空弾性加圧嚢８は、注水口
４から注入される製氷原水Ｗ面に接触し、製氷原水Ｗ面
と中空弾性加圧嚢８との間に存在する空気を押し出し、
排水口５を経て耐圧製氷容器１内の空気を除去させる。

【００１２】耐圧製氷容器１内に充満された製氷原水Ｗ
面に接触する中空弾性加圧嚢８に対する加圧媒体の強制
的な供給は、耐圧製氷容器１における製氷原水Ｗ上方の
空隙内に配装した空弾性加圧嚢８を膨脹させ、製氷原水
Ｗをその水面によって所定の高圧度の下に直接に加圧さ
せる。

【００１３】冷却手段１０においてのブラインの供給
は、耐圧製氷容器１内の製氷原水Ｗを、容器本体２外周
を包むブライン包覆部１０によって外周側から、また、
容器本体２のほぼ中心部に配置された中央ブライン供給
部１５によって中心側から順次に夫々氷結させる。この
氷結作用は、耐圧製氷容器１内外から耐圧製氷容器１内
で同時進行的に行なわれ、短時間に氷結処理させる。

【００１４】また、中空弾性加圧嚢８自体の膨脹は、中
空弾性加圧嚢８が耐圧製氷容器１内の製氷原水Ｗと容器
本体２を閉塞する蓋体３との間に介装配置されているこ
とで、容器本体２、蓋体３両者間の間隙をシールし、耐
圧製氷容器１内外を遮断させる。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明するに、図において示される符号１は耐圧製氷容器で
あり、例えば上部開口の容器本体２と、この容器本体２
の開口部を密封状にして容器本体２に施蓋される蓋体３
とから成る。この耐圧製氷容器１内には、炭酸ガスを封
じ込めて氷結すべき製氷原水Ｗが封入されるものとなっ
ており、容器本体２上部近傍に開口形成された注水口４
から製氷原水Ｗを注水供給し、同じく容器本体２の上部
近傍に開口形成された排水口５を経て溢流させるように
してある。これらの注水口４、排水口５夫々はほぼ同一
高さ位置に設定されていて、容器本体２内に強制的に注
水される製氷原水Ｗが、仮に膨脹された後述の中空弾性
加圧嚢８底面によって容器本体２内で水面位置が設定さ
れたとき、容器本体２内に残存空気を生じさせずに製氷
原水Ｗのみが充満された状態で排水口５から溢流される
ものとしてあり、注水終了時にはバルブによって閉塞さ
れるようになっている。

【００１６】そして、耐圧製氷容器１内の蓋体３と製氷
原水Ｗとの間、すなわち耐圧製氷容器１における製氷原
水Ｗ上方の空隙内には、例えば蓋体３に貫挿配置した供
給パイプ６によって加圧ポンプ７等から供給され、ま
た、排出パイプ９によって排出される圧縮空気、ブライ
ンの如き所定の加圧媒体によって膨脹される中空弾性加
圧嚢８が配装されており、その膨脹方向は容器本体２に
おける下方に向くようにしてある。この中空弾性加圧嚢
８自体は、膨脹時における底面が、容器本体２内におけ
る製氷原水Ｗの臨界上面、すなわち前記注水口４による
注水面に到達するものとなっている。また、容器本体２
の開口部周縁と、この容器本体２の開口部に施蓋される
前記蓋体３の開口外周面との間に生じた間隙開口面を閉
塞するシール機能をも有するものとなっている。

【００１７】中空弾性加圧嚢８自体は、耐候性、機械的
強度に優れた膨脹性、可撓性あるクロロプレン（Ｃ
Ｒ）、ニトリル（ＮＢＲ）、シリコン（ＳＩ）、フッ素
（ＦＲＭ）の如き合成ゴム製のもので、この中空弾性加
圧嚢８自体の膨脹した外側面を、容器本体２、蓋体３両
者の間隙に跨がせた状態で夫々の内側面に圧接し、両者
２，３相互間の間隙を閉塞する。また、中空弾性加圧嚢
８は、蓋体３内側面に配装してあって、蓋体３を容器本
体２に装着固定したときの耐圧製氷容器１の内圧に対し
て発生する反発作用とも相俟って、耐圧製氷容器１外側
方への膨脹性を備えており、この膨脹作用によって容器
本体２の開口部内周面に密接すると同時に、間隙を跨い
で容器本体２、蓋体３夫々の内側面に密着状に圧接す
る。また、この中空弾性加圧嚢８は、収縮されたとき、
その周壁がほぼ蛇腹状に折り畳まれたり、そのまま萎め
られたりし、コンパクトな形状を呈する。

【００１８】また、中空弾性加圧嚢８は、これの内部に
所定の圧力が付与されているように予め膨脹させておく
ことも、耐圧製氷容器１内への配装使用時に、耐圧製氷
容器１の内圧と共に中空弾性加圧嚢８の内圧も調整設定
できるように外部からの加圧媒体を供給させるものとす
ることもできる。なお、図示を省略したが、この中空弾
性加圧嚢８自体は、耐圧製氷容器１内における上部に配
装される場合に限らず、容器本体２底部に配装された
り、周側壁内側面に配装されたりすることも可能のであ
り、要は、供給される加圧媒体によって耐圧製氷容器１
内の製氷原水Ｗを直接に加圧させるものであればよい。

【００１９】しかして、図に示された中空弾性加圧嚢８
は、高圧容器本体１内に嵌め入れられた蓋体３底面のほ
ぼ全域に当接する平面でほぼ円盤状を呈するものとして
形成されている場合である。更には、図示を省略した
が、中空弾性加圧嚢８自体は、容器本体２の開口に装着
固定された蓋体３底面、容器本体２内周面夫々に密着す
るよう、平面でほぼドーナツ状を呈するものとしたり、
容器本体２の底側壁の内部における上面上に配装された
りすることもある。更には、中空弾性加圧嚢８には、製
氷原水Ｗとの当接境界面に位置させて、中空弾性加圧嚢
８自体における加圧面の全域あるいは一部を平坦面状に
形成規制する剛性材製の変形防止盤（図示せず）が付設
されることもある。

【００２０】一方、耐圧製氷容器１自体は、注入された
製氷原水Ｗをその外周及び中央側から同時的に氷結でき
るように冷却手段１０を備えており、この冷却手段１０
は、容器本体２の外周部及び底部を包むブライン包覆部
１１と、容器本体２のほぼ中心部において、その底部あ
るいは蓋体３からブライン包覆部１１に連通している中
央ブライン供給部１５とから成っている。

【００２１】ブライン包覆部１１は、耐圧製氷容器１内
部を冷却するために、容器本体２外周をブラインが覆う
ように容器本体２外周に区画形成されたもので、図２に
示すような冷却ユニット２０によって形成された所定の
ブラインが供給される供給口１２、冷却ユニット２０に
ブラインを還流させる排出口１３が形成されている。

【００２２】また、中央ブライン供給部１５は、容器本
体２のほぼ中心部に、これ２の底部あるいは蓋体３から
ブライン包覆部１１に連通して形成されており、この中
央ブライン供給部１５は、冷却ユニット２０からブライ
ン包覆部１１内に供給されたブラインの一部が進入して
容器本体２の中心側から耐圧製氷容器１内を冷却した
後、ブライン包覆部１１の排出口１３側に排出されるブ
ライン通路を構成している。

【００２３】すなわち、この中央ブライン供給部１５自
体は、ブライン包覆部１１から分岐構成されるブライン
通路のものとなっており、例えば、図示のように、容器
本体２の底部からブライン包覆部１１に連通させ、頂部
を閉塞させて容器本体２内に立脚状に形成した外部管１
６と、この外部管１６内の頂部付近に開口が位置し、容
器本体２の底部、ブライン包覆部１１を貫挿して排出口
１３側に連通している内部管１７とを内外の二重に配置
して成るものである。これらの内外二重の外部管１６、
内部管１７から成る中央ブライン供給部１５において、
容器本体２外部のブライン包覆部１１内から外部管１６
によって容器本体２内の中心部にブラインが導入された
後、内部管１７によって排出口１３側に排出されるので
ある。

【００２４】冷却ユニット２０は二段圧縮式冷凍サイク
ルのもので、図２に示すように、低温ブラインタンク２
１、脱水用ブラインタンク２２、シェルチューブ式のブ
ラインクーラー２３等を備え、冷凍機２４、オイルセパ
レーター２５、コンデンサー２６、インタークーラー２
７等から成る冷凍設備であり、冷却させたブラインをブ
ライン包覆部１１、中央ブライン供給部１５夫々に供給
し、耐圧製氷容器１内を冷却するようになっている。

【００２５】次に、本発明装置を使用して行なわれる本
発明方法を説明すると、必要があれば食味が増大できる
よう適当なシロップ、着色料等を調合しておいて成る原
水を冷水機、カーボクーラー等で予め冷却するとき、所
定の加圧条件の下で炭酸ガスを封入溶存させることで製
氷原水Ｗとしておく。そして、この製氷原水Ｗを容器本
体２内に注水して十分に満たした後、蓋体３を容器本体
２に施蓋し、中空弾性加圧嚢８内に供給パイプ６を介し
て加圧ポンプ７等から所定の加圧媒体を供給し、中空弾
性加圧嚢８を仮に膨脹させる一方、製氷原水Ｗを注水口
４から注水することで排水口５から溢流させて、耐圧製
氷容器１内に空気を残存させることなく製氷原水Ｗにて
充満させる。その後、中空弾性加圧嚢８内に圧縮空気そ
の他を強制送入することで膨脹させると共に、ブライン
包覆部１１、中央ブライン供給部１５内にブラインを供
給し、耐圧製氷容器１全体を冷却することで製氷原水Ｗ
を氷結させる。また、この氷結作用によって、固体の水
和物（ＣＯ₂ ・８Ｈ₂ Ｏ）が析出するのである。

【００２６】氷結後は、中空弾性加圧嚢８内圧を排出パ
イプ９によって放出し、３０℃前後の圧縮空気を中空弾
性加圧嚢８内に送り込み、また、排出することによっ
て、中空弾性加圧嚢８と製氷原水Ｗとの接触面相互間に
氷結作用で付着した氷結部分を融解し、その後、蓋体３
を取り外す。同時に切替弁によって脱水用ブラインタン
ク２２から０〜５℃前後の温度管理されたブラインをブ
ライン包覆部１１に送液し、容器本体２と氷結側面との
接触相互間の氷結部分を融解して、氷結製品を取り出し
やすいようにしておく。次いで、蓋体３を開放して容器
本体２内部の氷結製品を取り出すのである。

【００２７】このときの中空弾性加圧嚢８による製氷原
水Ｗに対する加圧は、耐圧製氷容器１の耐圧性、加圧媒
体としての油の如き液体の使用、中空弾性加圧嚢８の材
質、形成膜の肉厚等の適宜な選定によって、約１０，０
００気圧程度のものまで可能である。ただ、この場合、
耐圧製氷容器１自体の損壊を防止するため、氷の膨脹率
をその割合によって中空弾性加圧嚢８から加圧媒体を厳
密に排出しなければならないものである。

【００２８】なお、通常の着色味付炭酸氷を製造するに
は、加圧媒体をガス圧とすることで５０Ｋｇ／ｃｍ² 以
下で製造することが好ましく、１５Ｋｇ／ｃｍ² 程度で
も十分な性能を有する炭酸入り氷の製造が可能である。

【００２９】また、製氷原水Ｗとしてコーラ水溶液、す
なわちカラメル色素アスパルテーム・Ｌ−フェニルアラ
ニン化合物、酸味料、香料、保存料（安息香酸Ｎａ）等
を含有するものを耐圧製氷容器１内に注水し、中空弾性
加圧嚢８内圧を２０Ｋｇ／ｃｍ² （圧縮空気）とし、−
２０℃のブラインにて６時間氷結させたところ、１７０
Ｋｇの氷塊を得ることができた。この得られた氷塊は、
その成分が均一に分散した着色味付きの炭酸入り氷であ
った。

【００３０】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
これがため、耐圧製氷容器１内に注水した製氷原水Ｗに
対する中空弾性加圧嚢８を介しての加圧による簡単な製
法によって透明度が高く、硬度に優れた炭酸入り氷を製
造でき、しかも、そのガス溶解度も任意に設定できると
共に、比較的安価な設備、低いランニングコストによっ
て製造できるのである。

【００３１】また、耐圧製氷容器１における製氷原水Ｗ
上方の空隙内には、加圧媒体の供給によって膨脹する中
空弾性加圧嚢８を配装してあるから、炭酸ガスが封入溶
存されている製氷原水Ｗを耐圧製氷容器１内に注入供給
するとき、膨脹した中空弾性加圧嚢８は、注水口４から
注入される製氷原水Ｗ面に接触し、製氷原水Ｗ面と中空
弾性加圧嚢８との間に存在する空気を押し出すことがで
き、排水口５を経て耐圧製氷容器１内の空気を除去する
ことで、中空弾性加圧嚢８によって直接に製氷原水Ｗを
加圧できる。しかも、注水口４を経た製氷原水Ｗの注水
によって耐圧製氷容器１内が十分に満たされると、排水
口５を経て製氷原水Ｗが溢流されることになるから、耐
圧製氷容器１内における残存空気がないことを容易に確
認することができる。

【００３２】中空弾性加圧嚢８内に強制的に加圧媒体を
供給することで、製氷原水Ｗ面に接触する中空弾性加圧
嚢８を膨脹し、これによって、耐圧製氷容器１内に充満
された製氷原水Ｗを所定の高圧度の下に直接に加圧させ
ることができ、氷結した製氷原水Ｗ全体による炭酸入り
の氷塊を得ることができる。

【００３３】そればかりでなく、中空弾性加圧嚢８は、
容器本体２内の製氷原水Ｗと容器本体２を閉塞する蓋体
３との間に介装配置されているから、中空弾性加圧嚢８
自体の膨脹は、容器本体２、蓋体３両者間の間隙を密閉
するシール機能を発揮し、耐圧製氷容器１内外を遮断
し、全体構成を簡素化することができる。また、中空弾
性加圧嚢８の膨脹は、加圧面に凹凸を形成せず、製氷原
水Ｗとの当接面を平坦化させ、製氷原水Ｗの被加圧面に
対する加圧作動を均一にする。しかも、製氷原水Ｗが氷
結時に膨脹したとき、その緩衝作用を発揮し、耐圧製氷
容器１自体の破壊をも防止する効果がある。

【００３４】そればかりでなく、液化炭酸ガスを密閉状
態にある製氷原水Ｗに徐々に注入し、製氷原水Ｗの温度
及び圧力を制御することで過飽和状態のままで氷結させ
ることもでき、大量の炭酸ガスの氷内の貯蔵を可能にす
る。すなわち、このような氷は、大量の炭酸ガスを含有
した状態のものであるから、温度管理によるだけで大気
圧化での貯蔵をも可能にする。

【００３５】ブライン包覆部１１、中央ブライン供給部
１５から成る内外二重構造の冷却手段１０は、耐圧製氷
容器１内外からの熱交換を効率化させ、短時間に急速な
冷却作業を可能にし、そのため、中空弾性加圧嚢８によ
る直接の加圧と相俟ち、炭酸ガスを溶存させたままの透
明で、硬度の高い炭酸入り氷を形成できる。

【００３６】また、本発明によって得られた炭酸入り氷
は、食用として供食でき、あるいは例えば食品輸送時の
冷却物として使用でき、特に高級鮮魚の輸送時等での使
用は、溶解時に発生する炭酸ガスが周囲状況を腐敗に不
活性な状態なものとし、その酸化、腐敗を防止するのに
役立てることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の一実施例における耐圧製氷容器の
側断面図である。

【図２】同じく冷却系統図の概略図である。

【符号の説明】

Ｗ 製氷原水 １ 耐圧製氷容器 ２ 容器本体 ３ 蓋体 ４ 注水口 ５ 排水口 ６ 供給パイプ ７ 加圧ポンプ ８ 中空弾性加
圧嚢 ９ 排出パイプ １０ 冷却手段 １１ ブライン
包覆部 １２ 供給口 １３ 排出口 １５ 中央ブライン供給部 １６ 外部管 １７ 内部管 ２０ 冷却ユニット ２１ 低温ブラ
インタンク ２２ 脱水用ブラインタンク ２３ ブライン
クーラー ２４ 冷凍機 ２５ オイルセ
パレーター ２６ コンデンサー ２７ インター
クーラー

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 耐圧製氷容器内に注水充満した炭酸ガス
   が溶解されている製氷原水を、耐圧製氷容器における製
   氷原水上方の空隙内に配装した膨脹する中空弾性加圧嚢
   によって製氷原水面を直接に加圧する一方、耐圧製氷容
   器を冷却し、製氷原水を氷結することを特徴とした炭酸
   入り氷の製造方法。
2. 【請求項２】 炭酸ガス入りの製氷原水が注水される容
   器本体の開口に施蓋される蓋体を備えた耐圧製氷容器
   と、加圧媒体が供給されることで膨脹し、耐圧製氷容器
   内に注水されている製氷原水面に接触するよう、耐圧製
   氷容器における製氷原水上方の空隙内に配装されている
   中空弾性加圧嚢と、耐圧製氷容器をその外部から冷却す
   るブライン包覆部、同じく中心側から冷却する中央ブラ
   イン供給部から成る冷却手段とを備えたことを特徴とす
   る炭酸入り氷の製造装置。
3. 【請求項３】 耐圧製氷容器における容器本体には、膨
   脹する中空弾性加圧嚢底面が接触する製氷原水面の高さ
   位置にほぼ対応して製氷原水を注水する注水口、排水す
   る排水口夫々を開口形成してある請求項２記載の炭酸入
   り氷の製造装置。