JP4164188B2 - 急速食品凍結装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、急速食品凍結装置に関し、詳しくは、コンベヤで食品を搬送しながら急速凍結させて冷凍食品を製造するための急速食品凍結装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
大量の食品を連続的に急速凍結する装置として、被凍結物である食品(被凍結食品)を搬送するコンベヤを断熱トンネル内に設け、該断熱トンネルの天井部に液化窒素や液化炭酸ガス等の低温液化ガスを凍結用冷媒として前記被凍結食品に向けて噴霧するトンネル型凍結装置が多く普及している。
【0003】
従来、凍結用冷媒を噴霧する手段としては、図5に底面図で示すように、長手方向に所定間隔でスプレーノズル1を設けた2本のスプレー管2と、両スプレー管2の中央部を接続する冷媒分配管3と、該冷媒分配管3に凍結用冷媒を供給する冷媒供給管4とでH型のスプレーヘッダーを形成したものが使用されている。このような構造の噴霧手段は、前記スプレー管2をコンベヤの幅方向に向けて断熱トンネルの天井部に設置される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のH型ヘッダーからなる凍結用冷媒噴霧手段では、スプレー管2の長さがコンベヤの幅寸法により決まってしまうため、スプレーノズル1の設置個数や配置が限られてしまう。したがって、被凍結食品への凍結用冷媒のスプレー量やその範囲が十分に確保できず、被凍結食品の形状や処理量によっては、食品の凍結状態が不均一になることがあった。
【0005】
また、低温液化ガスのような凍結用冷媒は、ヘッダー内で一部が気化して気液混合状態になるため、液体だけを効率よく被凍結食品に噴霧するには、適切なガス抜きを行う必要がある。しかし、従来のような管体からなるヘッダーでは十分なガス相を確保する空間が得られないため、凍結用冷媒が気液混合状態で噴霧される状態になり、低温液化ガスの冷熱を十分に活用することができなかった。
【0006】
そこで本発明は、凍結用冷媒のスプレー量やスプレー範囲を任意に設定することができるとともに、気液分離を行うことによって液のみをスプレーすることができ、凍結用冷媒の冷熱を有効に利用して被凍結食品を効率よく確実に凍結させることができる急速食品凍結装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の急速食品凍結装置は、コンベヤにより搬送される被凍結食品に凍結用冷媒を噴霧して前記被凍結食品を凍結させる急速食品凍結装置において、前記コンベヤの上方に、コンベヤ幅寸法に対応した幅寸法を有するとともにコンベヤ長手方向に所定の長さ寸法を有し、かつ、天面と底面との間隔を15mm以上とした箱形スプレーヘッダーを設け、前記箱形スプレーヘッダーの下面に、前記被凍結食品に向けて凍結用冷媒を液状で噴霧する複数のスプレーノズルを設けるとともに、凍結用冷媒を箱形スプレーヘッダー内に供給する冷媒供給経路を設けたことを特徴としている。
【0008】
さらに、本発明の急速食品凍結装置は、前記冷媒供給経路に、箱形スプレーヘッダーに供給する凍結用冷媒の気液分離を行う気液分離器を備えていることを特徴としている。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1乃至図4は、本発明の急速食品凍結装置の一形態例を示すもので、図1はコンベヤ幅方向から見たトンネル型凍結装置の概略断面図、図2は箱形スプレーヘッダーの底面図、図3は同じく断面側面図、図4は同じく要部の拡大断面図である。
【0010】
この急速食品凍結装置は、断熱トンネル10内に、被凍結食品11を搬送するコンベヤ12を設置するとともに、該コンベヤ12の上方に凍結用冷媒噴霧手段13を設置したものである。凍結用冷媒噴霧手段13は、下面に複数のスプレーノズル14を備えた直方体状の箱形スプレーヘッダー15と、該箱形スプレーヘッダー15内に凍結用冷媒を供給する冷媒供給経路16とにより形成されている。
【0011】
箱形スプレーヘッダー15は、コンベヤ12の幅寸法に対応した幅寸法を有し、コンベヤ長手方向(搬送方向)に所定の長さ寸法を有する中空体であって、方形板の四辺に立上がり辺17a,18aをそれぞれ有する一対の箱状体17,18を組合わせて形成されている。すなわち、底部側となる箱状体18の底面18bに所定のスプレーノズル取付部19を形成し、両箱状体17,18の立上がり辺17a,18a同士を突合わせるとともに、天面17bと底面18bとの間に複数の補強ピン20を設けてそれぞれ溶接することにより密閉状態に形成される。また、箱形スプレーヘッダー15の一側辺部には、前記冷媒供給経路16に接続されるパイプ21が接合されており、他の側辺部には、箱形スプレーヘッダー15内で気化したガスを排出するためのガス抜きノズル22が設けられている。
【0012】
スプレーノズル14は、任意の位置に設けることが可能であり、搬送される被凍結食品11に満遍なく凍結用冷媒を噴霧することができ、他の部分、例えばトンネル壁面等に無駄に噴霧されないように、設置位置や噴霧方向を設定すればよい。
【0013】
例えば、本形態例では、図2に示すように、幅方向(図2において上下方向)を密に、搬送方向を粗にして、縦横比の異なる方眼状にそれぞれ一定の間隔で配置しているが、正方眼に配列することもでき、千鳥状に配列することもできる。また、搬送方向上手側を密に、下手側を粗にしたり、中央部を密あるいは粗にするなど、設置間隔が異なるようにすることもできる。さらに、スプレーノズル14は、全て同じタイプとしてもよく、異なるタイプのものを混在させてもよい。
【0014】
箱形スプレーヘッダー15の大きさやスプレーノズル14の位置等は、断熱トンネル10の構造やコンベヤ12の構造、被凍結食品11の種類や処理量等の条件に応じて適宜に設定することができ、予備実験等を行って決定すればよい。また、条件によっては、スプレーノズル取付部19の全てにスプレーノズル14を設けなくてもよく、スプレーノズル取付部19をプラグで閉塞しておいてもよい。
【0015】
また、被凍結食品11の種類によっては、スプレーノズル14から一部の凍結用冷媒が気液混合状態で噴霧されても差し支えない場合もあるが、一般的には、液のみを噴霧する状態が好ましい。このとき、箱形スプレーヘッダー15の天面17bと底面18bとの間隔を十分にとることにより、該ヘッダー15に気液分離機能を付与することができる。この気液分離機能は、箱形スプレーヘッダー15の大きさや前記パイプ21の位置、設置数等によっても異なるが、通常は、天面17bと底面18bとの間隔を、15mm以上、好ましくは20mm以上、さらに好ましくは30mm以上にすることにより、十分な気液分離機能を得ることができる。
【0016】
このときの箱形スプレーヘッダー15内の凍結用冷媒の液深は、5mm程度、好ましくは10mm程度、さらに15mm程度、あるいはそれ以上が好ましく、深くするほど均一な噴霧状態を得やすいが、箱形スプレーヘッダー15の高さ寸法や凍結用冷媒の流量等によって適宜に設定すればよい。
【0017】
また、箱形スプレーヘッダー15の上部空間から分離ガスを排出する前記ガス抜きノズル22は、液面よりも高い位置であればよいが、通常は液面から数mm以上上方に設けるようにすればよい。ガス抜きノズル22の孔径は、箱形スプレーヘッダー15内の圧力や凍結用冷媒の気化量等の条件に応じて選定でき、例えば実験に基づいて決定すればよい。
【0018】
さらに、ガス抜きノズル22は、凍結用冷媒が流入するパイプ21からできるだけ遠い部分に設けることにより、ガスの排出を効果的に行うことができる。また、ガス抜きノズル22は、天面17bに設けてもよく、複数個設けることもできる。さらに、天面17bにガス捕集用のガイド溝やドーム等を設けて、そこにガス抜きノズルを設けるようにしてもよい。
【0019】
このような気液分離機能を備えた箱形スプレーヘッダー15を用いることにより、被凍結食品11に液状の凍結用冷媒のみを噴霧することができるので、凍結用冷媒の冷熱を有効に利用して被凍結食品11を効率よく確実に凍結させることができる。
【0020】
また、図1に示すように、前記冷媒供給経路16に気液分離器23を設け、あらかじめ気液分離した液状の凍結用冷媒のみを箱形スプレーヘッダー15に供給することもできる。この場合、気液分離器23から箱形スプレーヘッダー15までの距離や箱形スプレーヘッダー15の大きさ等によっては、上述のような気液分離機能を備えた箱形スプレーヘッダー15を使用しなくても液状凍結用冷媒のみを噴霧することが可能ではあるが、この気液分離器23と前記気液分離機能を備えた箱形スプレーヘッダー15とを併用すれば、より効果的である。
【0021】
【実施例】
比較例
図5に示す構造のH型ヘッダーからなる噴霧手段を設置したトンネル型凍結装置によりハンバーグの凍結処理を行った。スプレー管の長さ及び間隔はそれぞれ600mmであり、スプレーノズルは9個ずつを等間隔で合計18個設けた。凍結用冷媒としては、液化窒素を使用し、温度調節計の設定温度は−100℃とした。コンベヤの移動速度を毎秒8cm、凍結処理時間(コンベヤ入口から出口までの時間)を5分として毎分120個のハンバーグを処理した。
【0022】
その結果、液化窒素の供給量は毎分10.8kgとなり、製品1kgを凍結するために要した液化窒素量は0.9kgとなった。また、全処理量の10%が不均一な凍結状態であった。
【0023】
実施例
前記形態例に示すような構造の箱形スプレーヘッダーからなる噴霧手段を設置したトンネル型凍結装置によりハンバーグの凍結処理を行った。箱形スプレーヘッダーは、平面寸法が700mm×700mm、内面高さが30mmであり、底面から15mmの位置にガス抜きノズルを設けた。スプレーノズルは、比較例と同じタイプのものを、幅方向に10個、搬送方向に6列、合計60個設けた。凍結用冷媒としては、液化窒素を使用し、温度調節計の設定温度は−100℃とした。コンベヤの移動速度を毎秒10cm、凍結処理時間(コンベヤ入口から出口までの時間)を4分として毎分150個のハンバーグを処理した。
【0024】
その結果、液化窒素の供給量は毎分10.2kgとなり、製品1kgを凍結するために要した液化窒素量は0.85kgとなった。また、凍結が不十分だったものは、全処理量の1%であった。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の急速食品凍結装置によれば、被凍結食品を効率よく確実に凍結させることができ、凍結時間の短縮、凍結用冷媒の消費量削減に加え、凍結不良の発生も大幅に低減できる。さらに、箱形スプレーヘッダーに気液分離機能を付与することで、より効果的な凍結処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の急速食品凍結装置の一形態例を示す概略断面図である。
【図2】 箱形スプレーヘッダーの底面図である。
【図3】 同じく断面側面図である。
【図4】 同じく要部の拡大断面図である。
【図5】 従来の凍結用冷媒噴霧手段の一例を示す底面図である。
【符号の説明】
10…断熱トンネル、11…被凍結食品、12…コンベヤ、13…凍結用冷媒噴霧手段、14…スプレーノズル、15…箱形スプレーヘッダー、16…冷媒供給経路、17,18…箱状体、19…スプレーノズル取付部、20…補強ピン、21…パイプ、22…ガス抜きノズル
Claims (2)
- コンベヤにより搬送される被凍結食品に凍結用冷媒を噴霧して前記被凍結食品を凍結させる急速食品凍結装置において、前記コンベヤの上方に、コンベヤ幅寸法に対応した幅寸法を有するとともにコンベヤ長手方向に所定の長さ寸法を有し、かつ、天面と底面との間隔を15mm以上とした箱形スプレーヘッダーを設け、前記箱形スプレーヘッダーの下面に、前記被凍結食品に向けて凍結用冷媒を液状で噴霧する複数のスプレーノズルを設けるとともに、凍結用冷媒を箱形スプレーヘッダー内に供給する冷媒供給経路を設けたことを特徴とする急速食品凍結装置。
- 前記冷媒供給経路は、箱形スプレーヘッダーに供給する凍結用冷媒の気液分離を行う気液分離器を備えていることを特徴とする請求項1記載の急速食品凍結装置。
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