JP4093980B2

JP4093980B2 - 製氷法および氷

Info

Publication number: JP4093980B2
Application number: JP2004092321A
Authority: JP
Inventors: 健一菅原
Original assignee: 株式会社青葉冷凍
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2004-03-26
Publication date: 2008-06-04
Anticipated expiration: 2024-03-26
Also published as: JP2005003346A

Description

この発明は、食用などに供される氷をつくるための方法に関する。

従来の製氷法には大きく分けて２つある。一つは、周囲から冷却した缶の中に水を溜めて凍らす方法（カングリット式）であり、もう一つは、立てた結氷板を冷却しておき、これに沿って流れ落ちるように水を循環させ、結氷板の表面に氷を徐々に形成していく方法（流水式）である。

ところで、水が凍るとき、水に溶けていたミネラル分や気体等の溶解物はまだ凍っていない方に移動しようとする性質があり、早い時期に凍った部分には溶解物が少なく、後から凍った部分は逆に多い。すなわち、カングリッド法では、缶の中心部にできる氷は溶解物が多いが、周囲は少ない。流水式では、内側（結氷板に接する側）の氷は溶解物が少なく、外側は多い。

したがって、ミネラルウオーターを使って従来の方法で氷をつくり、これを小さく砕いたもの（かち割り氷）では、砕片ごとにミネラル分が一定しない、したがって、風味もよくないという問題がある。

この発明は、ミネラルなど溶解物を均一に含んでいる氷を作ることを課題とする。

この発明の製氷法は、低温に保たれた結氷板に向けてノズルから水を噴霧して結氷板の表面に結氷させることを特徴とする。

結氷板は冷凍機から送られる冷媒に接触させて充分に冷却しておき（例えば、-20℃）、これに向けて、ノズルから水を噴霧し、噴霧された水滴が結氷板の表面に付着してほとんど瞬時に凍結するようにする。なお、水滴の粒径が大き過ぎると、結氷板に達してもすぐには氷結せずに、滴り落ちることになるので、粒径は、例えば、100μm以下のように、充分に小さいことが必要である。こうして、微細な水滴が次々に結氷板の表面を覆うように凍結していき、氷の層は厚く成長していく。

前述のように、微細な水滴は熱容量が小さいので、結氷板（またはその上を覆う氷の層）に触れると、ほとんど瞬時に凍結する。したがって、噴霧する水の中にミネラル等の溶解物は、逃げる間もなく氷の中に閉じ込められ、溶解物を均一に含んだ氷が得られる。

結氷板上の氷の層の厚みが過大になると、熱効率が悪くなってくるので、氷の厚みが30mm位になったら水の噴射を止め、冷凍機からホットガスを送り込むなどして結氷板を暖め、結氷板から氷を剥離させる。こうして取り出した氷は、必要に応じてさらに細かく砕いてかち割り氷として出荷される。

この発明による製氷法では、水の中に溶解しているミネラル等の溶解物が製氷時に流失せず、氷の中に均一に閉じ込められる。したがって、風味にばらつきがないかち割り氷を得ることができる効果がある。また、本製氷法は、水噴射ノズルを付加するだけで従来の結氷板式製氷機をほとんどそのまま流用することができる利点もある。

ノズルから噴射する水は天然の鉱泉水（ミネラルウオーター）のほか、甘味料、香料などを溶解させた水を用いることができる。こうすれば、氷の中に甘味料や香料が均一に含まれた氷を得ることができる。原料の水に例えばシロップを添加しておけば、甘い氷（氷菓）を簡単に造ることができる。その他所望により原料水に各種の添加物（色素、香料、砂糖、ビタミン、有用菌など）を含有させることができ、こうすることでそれら成分を均一に含んだ氷を作ることができる。

さらに、本願発明者は、ノズルから噴出する水滴の粒径を制御することによって、透明な氷と白濁した氷を作り分けることができることを発見した。ノズルの種類を選ぶなどして噴出する水滴の粒径をごく小さくすると（例えば、50μm以下）、白濁した氷が得られる。そのメカニズムは、水滴が微細であると、充分に冷却された結氷板に触れて瞬時に氷の粒となり、氷の粒と粒の間に、巣（気泡）が残されるためと考えられる。このように気泡があるため、氷は白く濁って見える。これに反して水滴が比較的大きいと、熱容量が大きいので瞬時に氷結せず、結氷板を濡らすように付着してから凍るので、巣（空隙）ができにくい。すなわち、この場合は、氷中に気泡ができないので、透明な氷が得られる。

従来のカングリッド方式の製氷でも、水の攪拌がうまくいかないと、白濁した氷ができることがあるが、その氷を顕微鏡で見ると、気泡は球状でなくて管状であり、それら気泡の管は一様に氷の成長方向に延びている。例えば、気泡の管は、長さ1.5〜2mmほどあり、1cm²当たり数本の割合で氷中に含まれている。これに対し、水を噴霧してできるこの発明の白濁氷は、顕微鏡で見てみると、管状の気泡は見当たらず、気泡は球状をしており、これが氷の中に略均一に分散していることが分かる。実際に観察したところでは、一つ一つの気泡の直径は10μm程度であり、このような気泡が氷1mm³当たり500〜1,000個含まれていた。

この発明で得られる白濁した氷は、不透明で、乳白色をしており、見た目に美しい。また、微細な気泡をたくさん含んでいるので、透明な氷のような硬さがなく、簡単に噛み砕くことができ、食べやすいという特徴がある。また、氷中の気泡が熱を伝えにくいので、保存中に融けにくいなど、通常の氷とは異なる性状を有する。

氷の中に閉じ込められる気泡は通常の場合、空気であるが、空気以外の気体（例えば炭酸ガス）で満たした雰囲気の中で水を噴霧して製氷すれば、炭酸ガス等の気泡を含んだ氷を作ることもできる。

ノズルから噴霧する水滴の粒径を変えれば、白い氷や透明な氷が作り分けることができることは前に説明した。この発明では、これをさらに推し進め、水滴の粒径を製氷中に変化させて白濁層と透明層が共存する氷も作ることができる。白濁層と透明層が交互に積み重なったかち割り氷は見た目に楽しく、付加価値も高い。

噴霧水滴の粒径を変えるには、噴射水滴の粒径が異なる複数のノズルを設けておき、製氷中にこれらノズルを時間を置いて選択的に切り替えるようにするのが簡単である。この方法では、粒径の大きいノズルから水を噴射しているとき透明層の氷ができ、粒径の小さいノズルから噴射しているときに白濁層の氷ができる、これらの過程を繰り返すことで、縞々の氷を作ることができる。

別の方法として、エアーアトマイジング式のノズルを用い、製氷中、これに供給する空気圧をある時間間隔で変化させて水滴の粒径を変えるようにしてもよい。エアーアトマイジングノズル（二流体ノズル）は、水だけでなく圧縮空気も導入し、水と空気を混合させて噴霧するものであり、圧縮空気の助けを借りて比較的小さな粒径の水滴を噴霧することができる特徴がある。また、空気圧を小さくすれば、当然に粒径が大きくなる。したがって、空気圧をある時間ごとに高くしたり低くしてやれば、噴霧水滴の粒径が変化し、白濁層と透明層が交互に積み重なった氷ができる。

図１に示す製氷装置は、製氷缶１が、ブライン槽の冷却用冷媒液３の中に浸してある。缶の内面（結氷板２）は−13℃ほどに保たれている。缶の中に吊り下げられる噴霧管４の周りにノズル５が取り付けられている。この噴霧管４に水槽６から原料水７をポンプ８で圧送すると、水は各ノズル５から霧状に噴出し、微細な水滴が結氷板２に付着して凍結する。こうして、製氷缶の内面に氷の層９でき、その厚みは次第に増大していく。

氷の層９がある程度の厚み（例えば30mm）になったら、水の噴射を止め、付着した氷の層を缶から離脱させる（脱氷）。この脱氷作業は天井クレーンで製氷缶１を移動し、温水に浸けるなどして加温し、その後、缶を反転させて中の氷を取り出す。脱氷した氷は、クラッシャーにかけて細かく砕き、袋詰めして出荷する。

図２は製氷缶の代わりに垂直に立てた平面状の結氷板１０を用いたものである。結氷板１０には、冷凍機から送られる冷媒が通る冷却管１２を沿わせて、結氷板を充分に冷却する。結氷板１０に水を噴霧するために、図１の場合と同様、ノズル５を設ける。このものでは、結氷板に着いた氷９を落とすには、冷凍機からホットガスを直に冷却管１２に導いて、結氷板１０を暖めて氷９を下に落とす。

原料の水は水道水の外、ミネラルウオーターや、添加物を溶かした水でもよい。できた氷にはミネラル分や、添加物が均一に含まれるという特徴がある。

上記いずれの装置でも、ノズル５を選定して、霧の粒径を変えることで氷の性状を変えることができる。粒径が比較的大きいと透明な氷ができ、比較的小さいと白濁した氷ができる。白濁した氷は、中に気泡を含んでいるので通常の氷より軽く、比重は例えば0.7ほどになる。

ノズル５は、水だけでなく、圧縮空気も導入するようにした二流体ノズルを用いてもよい（図３）。二流体ノズルでは、空気圧を変えることで水滴の粒径を広範囲に調節することができるので、製氷中に、空気圧を定期的に変化させれば、結氷板の上にできる氷９は、図４に示すような透明層９ａと白濁層９ｂを交互に有する氷になる。

縦130cm、横180cmの平面状の結氷板を垂直に立て、結氷板から30cmほど離して、結氷板に向けて合計６個の噴霧ノズル（二流体ノズル）を横一列に配置した。結氷板全面に均一に霧がかかるように、ノズルは上下に首を振るようにした。この装置で、結氷板を-27℃ほどに保持し、ノズルに圧力水と共に圧縮空気を送って、微細な水滴を結氷板に噴霧した。製氷中、5分毎に圧縮空気の圧力を2kgf/cm²と3kgf/cm²に交互に切り替えた。水圧は3.0〜2.0kgf/cm²とした。こうして50分間に渡って結氷板に水を噴霧し、最終的に、透明層と白濁層の組み合わせが5層ある合計20mm厚の氷が得られた。氷の重量は約15kgであった。

製氷装置の説明図である。他の製氷装置の説明図である。二流体ノズルの説明図である。透明層と白濁層を交互に有する氷の概念図である。

符号の説明

１製氷缶
２結氷板
３冷媒液
４噴霧管
５ノズル
６水槽
７原料水
８ポンプ
９氷の層
１０結氷板
１２冷却管

Claims

低温に保たれている結氷板に向けてノズルから水を噴霧して該結氷板の表面に結氷させる製氷法において、該ノズルから噴霧される水滴の粒径を製氷中に変化させて白濁層と透明層が共存する氷を得るようにしたことを特徴とする製氷法。
該ノズルに供給する水に、ミネラル分、甘味料、香料などの溶解物が含まれている請求項１に記載の製氷法。
該ノズルが噴射水滴の粒径が異なる複数のノズルからなり、製氷中にこれらノズルを選択的に切り替えて該結氷板に到達する水滴の粒径を変化させるようにした請求項１に記載の製氷法。
該ノズルが空気アトマイジングノズルであり、これに供給する空気圧を変えて水滴の粒径を変えるようにした請求項１に記載の製氷法。
請求項１に記載の方法で製造される氷。