JP6731972B2 - Frozen storage method for suppressing hemolysis, frozen storage method for fresh fish, and freezer - Google Patents
Frozen storage method for suppressing hemolysis, frozen storage method for fresh fish, and freezer Download PDFInfo
- Publication number
- JP6731972B2 JP6731972B2 JP2018094657A JP2018094657A JP6731972B2 JP 6731972 B2 JP6731972 B2 JP 6731972B2 JP 2018094657 A JP2018094657 A JP 2018094657A JP 2018094657 A JP2018094657 A JP 2018094657A JP 6731972 B2 JP6731972 B2 JP 6731972B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- cooling
- blood
- vibration
- frozen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Freezing, Cooling And Drying Of Foods (AREA)
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
- Medical Preparation Storing Or Oral Administration Devices (AREA)
- Meat, Egg Or Seafood Products (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
Description
本発明は、全血液、赤血球濃厚液、洗浄赤血球を冷凍保存する方法、特に溶血を抑制する冷凍保存方法と生鮮魚冷凍保存方法及びこれらの方法に使用する冷凍装置に関する。 The present invention relates to a method for cryopreserving whole blood, a concentrated red blood cell solution, and washed red blood cells, particularly a cryopreservation method for suppressing hemolysis and a fresh fish cryopreservation method, and a refrigerating apparatus used for these methods.
先ず、溶血を抑制する冷凍保存方法に関する背景技術について詳説する。 First, the background art relating to the cryopreservation method for suppressing hemolysis will be described in detail.
1)冷凍保存方法に関する従来技術
保存血液はせいぜい4週間が限界であるが、冷凍血液は半永久に保存することができる。一方、日本赤十字社が提供する人全血液、赤血球濃厚液、洗浄赤血球では2から6°Cの保存温度で採血後3週間が有効期間とされている。冷凍保存期間を延ばすことを目的として、保存温度を下げ、赤血球を冷凍すると、氷の結晶ができたり、細胞内の電解質が濃縮したりして、赤血球が破壊されてしまう難点があった。端的には「溶血」現象を生じる。これを解決したのは、グリセリンを添加することと、使用時に5%果糖液でグリセリンを除去することによるグリセン添加血液冷凍保存である。
1) Conventional technology related to frozen storage method Although the stored blood is limited to 4 weeks at most, frozen blood can be stored semipermanently. On the other hand, for human whole blood, red blood cell concentrate, and washed red blood cells provided by the Japanese Red Cross Society, the effective period is 3 weeks after blood collection at a storage temperature of 2 to 6°C. When the storage temperature is lowered and the red blood cells are frozen for the purpose of extending the frozen storage period, there are problems that the red blood cells are destroyed due to the formation of ice crystals or the concentration of intracellular electrolytes. In short, "hemolysis" phenomenon occurs. The solution to this problem is the addition of glycerin and glycene-added blood frozen storage by removing glycerin with a 5% fructose solution at the time of use.
具体的な例としては、採血した血液を遠心法で濃縮赤血球液をつくり、79%グリセリンを加えた保護液を等容量ずつゆっくり混合し、超低温槽内で1分間に1°Cぐらいの速度で零下80°Cまで冷却して保存する。急速冷凍の場合は、液体窒素槽内で零下196°Cまで下げて保存する。冷凍から戻すときは40°Cで解凍し、糖液を混ぜてグリセリンを除き、赤血球70%の濃縮浮遊液を調製して用いる。 As a specific example, the collected blood is made into a concentrated red blood cell solution by centrifugation, and the protective solution containing 79% glycerin is slowly mixed in equal volumes, and the mixture is kept in an ultralow temperature tank at a rate of about 1°C per minute. Cool down to 80°C and store. In the case of quick freezing, the temperature is lowered to 196°C below zero and stored in a liquid nitrogen tank. When returning from freezing, thaw at 40°C, mix sugar solution to remove glycerin, and prepare a concentrated suspension of red blood cells 70% for use.
2)冷凍保存方法に関する従来技術の問題
上記の保存法では、解凍後の血液の使用において、グリセリンは赤血球の細胞内凍結保護材であるため、これを除去する工程が必要であるため、その工程管理が煩雑であり長時間を要し、解凍後の血液を溶血させない最適条件で維持することが困難であり、溶血率を恒常的に一定レベルに抑制することが困難である、と言う問題がある。
2) Problems of the prior art relating to the cryopreservation method In the above preservation method, in the use of blood after thawing, glycerin is an intracellular cryoprotective material for erythrocytes, so a step for removing it is required. There is a problem that the management is complicated, it takes a long time, it is difficult to maintain the blood after thawing under optimal conditions that do not cause hemolysis, and it is difficult to constantly suppress the hemolysis rate to a constant level. is there.
そこで、赤血球を無洗浄で輸血に使用できる血液保存方法が望まれる。
また、極低温冷凍保存血液ほどの長期ではなく、保存期間を現状の数倍程度に長くしたい、あるいは赤血球の洗浄を必要としない血液保存の要求もある。そのため、このような場合に利用できる添加剤を使用しない保存方法が望まれる。
Therefore, there is a demand for a blood preservation method in which red blood cells can be used for transfusion without washing.
There is also a demand for blood preservation that is not as long as cryogenic cryopreserved blood and that the preservation period is several times longer than that of the current situation or that washing of red blood cells is not required. Therefore, a storage method that does not use additives that can be used in such cases is desired.
保存期間を延ばすためには、血液の代謝を抑制することが必要である。それには低温さらには凍結保存が有効であると考えられている。しかし、例えば凍結保存には下記に示す問題があり、これらを解決しなければならない。
溶血には、塩害溶血、細胞内原因溶血、細胞膜原因溶血、細胞外原因溶血がある。
In order to extend the storage period, it is necessary to suppress blood metabolism. It is considered that low temperature and cryopreservation are effective for that purpose. However, for example, cryopreservation has the following problems, which must be solved.
Hemolysis includes salt-induced hemolysis, intracellular-induced hemolysis, cell-membrane-induced hemolysis, and extracellular-induced hemolysis.
塩害溶血とは、凍結時に起こる赤血球の細胞内にある電解質が濃縮され、その結果、細胞外からの浸透圧が上昇し細胞膜の破壊が起こるという現象である。赤血球細胞は60%が水分であり、その内部は溶質が水分に溶けた電解質で満たされている。細胞が凍る時、細胞内の水分子は次々と水素結合により結合連鎖により氷の結晶を形成する。一方、細胞内の溶質はこのような静電的な結合の連鎖には参加しない。そのため氷の結晶は純粋な水分子だけで構成される。 Salt-induced hemolysis is a phenomenon that occurs during freezing, in which the electrolyte in the cells of red blood cells is concentrated, and as a result, the osmotic pressure from the outside rises and cell membrane destruction occurs. 60% of the red blood cells are water, and the solute is filled with electrolyte in which the solute is dissolved in water. When a cell freezes, water molecules in the cell successively form hydrogen crystals by hydrogen bonding to form ice crystals. On the other hand, intracellular solutes do not participate in such electrostatic binding chains. So ice crystals are composed of pure water molecules.
その結果、氷の結晶からはみ出した溶質は、氷の結晶間隙に残存する少量の細胞液の中に高度に濃縮され集まってくる。 As a result, the solute protruding from the ice crystals is highly concentrated and collected in a small amount of cell liquid remaining in the ice crystal gaps.
この濃縮された溶液は細胞液の浸透圧を上昇させる、非特許文献(1)及び(2)によると、細胞液の82%以上が凍結すると赤血球は溶血を起こす。この時、細胞内の電解質濃度は濃縮しており0.8M NaCl以上の濃度となり、浸透圧が1,500mOsm/Lに増加し正常浸透圧の5倍以上となる。これに対して、赤血球外部より水分が拡散により流入すると、赤血球は膨張しその体積が通常の約1.25倍以上に膨張すると膜は破裂してしまうため、細胞膜に体積膨張による膜の破裂を起こして溶血が生じるとする機序である。 This concentrated solution increases the osmotic pressure of the cell fluid. According to Non-Patent Documents (1) and (2), when 82% or more of the cell fluid is frozen, red blood cells cause hemolysis. At this time, the intracellular electrolyte concentration is concentrated and reaches a concentration of 0.8 M NaCl or higher, and the osmotic pressure increases to 1,500 mOsm/L, which is 5 times or more the normal osmotic pressure. On the other hand, when water enters from the outside of red blood cells by diffusion, the red blood cells expand and the membrane ruptures when its volume expands to about 1.25 times or more of the normal volume, so that the cell membrane is ruptured due to volume expansion. It is a mechanism that causes it to cause hemolysis.
細胞内原因溶血とは、細胞液が凍結することにより、赤血球細胞が膨張しかつその結晶成長が一様ではなく、結晶の表面から成長した先頭部が他の部分より成長するため赤血球の細胞膜を構成している脂質二重層膜を破壊するとする説である。 Intracellular cause hemolysis is the erythrocyte cell swelling due to freezing of the cell fluid and the crystal growth is not uniform. The theory is that the constituent lipid bilayer membranes are destroyed.
しかし、細胞内の水分の氷結による単純な体積膨張では細胞は壊れない。なぜなら、細胞内の6割が水であり、これが細胞内で結晶すると、その体積膨張率は1.1倍であるため、細胞全体として1.06倍の体積膨張となり、この程度では細胞は壊れないからである。 However, the cells are not destroyed by simple volume expansion due to freezing of water in the cells. Because 60% of the inside of the cell is water, and when it crystallizes inside the cell, its volume expansion rate is 1.1 times, so the volume expansion of the whole cell is 1.06 times, and at this level, the cell breaks down. Because there is no.
そこで、細胞膜原因溶血と呼ばれる機序がある。すなわち、非特許文献(3)によると、脂質二重層膜は膜の展延方向の結合が弱いため局部的な力、即ち、内部から外部に向かうピンポイントの力により容易に損傷をおこす。細胞内凍結時において、細胞液の氷結時の非一様な結晶成長により赤血球の細胞膜が破壊されるとする機序である。さらに、細胞内凍結時には核形成開始時の過冷却度が低いほど形成する氷結晶は大きく、過冷却度が高いほど形成する氷結晶は小さい。そのため、過冷却度が低いほど内部から外部に向かうピンポイントの力が発生し易く溶血が生じやすい。 Therefore, there is a mechanism called cell membrane-caused hemolysis. That is, according to Non-Patent Document (3), since the lipid bilayer membrane has weak bonding in the spreading direction of the membrane, it is easily damaged by a local force, that is, a pinpoint force from the inside to the outside. It is a mechanism that, during intracellular freezing, the cell membrane of erythrocytes is destroyed by non-uniform crystal growth during freezing of the cell liquid. Further, during intracellular freezing, the smaller the degree of supercooling at the start of nucleation, the larger the ice crystals formed, and the higher the degree of supercooling, the smaller the ice crystals formed. Therefore, as the degree of supercooling is lower, pinpoint force from the inside to the outside is more likely to occur, and hemolysis is more likely to occur.
細胞外原因溶血は、非特許文献(4)によると、血漿が氷結する過程で、氷の核が成長につれて氷晶の間隙に濃縮血漿と細胞が押し込められ、細胞はその表面で氷晶に接し、最終的には氷晶の圧力により破壊されることにより、生じるとする機序である。−10°Cくらいまでの比較的緩慢な速度での凍結と融解では溶血が起こることが報告されている。 According to Non-Patent Document (4), extracellular-caused hemolysis is that in the process of freezing of plasma, concentrated plasma and cells are pushed into the gaps of ice crystals as ice nuclei grow, and the cells come into contact with ice crystals on the surface. , It is a mechanism that eventually occurs when the ice crystals are destroyed by the pressure of ice crystals. It has been reported that freezing and thawing at relatively slow rates up to about -10°C causes hemolysis.
次に生鮮魚の冷凍保存方法、特に鮮度を維持する保存方法に関する背景技術について詳説する。 Next, the background art relating to a method for freezing and storing fresh fish, particularly a method for keeping freshness will be described in detail.
生鮮魚の鮮度を維持する冷凍保存方法としては、揚網後あるいは捕獲後直ちに−40°C以下の温度に冷凍する冷凍保存方法がある。しかし、このような低温で冷凍するには高価な冷凍設備を漁船に設ける必要があり、高級なマグロ以外では行われていない。しかもマグロの流通過程においてこのような低温の設備を利用することは冷凍魚の一般消費者価格を押し上げる大きな原因ともなっている。 As a frozen storage method for maintaining the freshness of fresh fish, there is a frozen storage method in which the fresh fish is frozen at a temperature of −40° C. or lower immediately after the net is caught or after it is captured. However, in order to freeze at such a low temperature, it is necessary to install expensive refrigeration equipment on the fishing boat, and it is not performed except for high-quality tuna. Moreover, the use of such low-temperature equipment in the distribution process of tuna is a major cause of raising the general consumer price of frozen fish.
一方、鮮魚の保存と流通時のコールドチェーンにおいては−18°Cの冷凍温度が広く標準的に用いられている。この−18°Cの冷凍温度は、特に近海で捕獲した魚類の冷凍および保存に広く用いられている。しかし、この冷凍温度は、魚類の鮮度の目安である解凍後の魚肉特に切り身にした魚肉におけるドリップの発生や保存中の褐色変性を抑制するには不十分である。これらは、魚肉の細胞組織の破壊とメト化に起因する褐色変性が主な原因であり、かつ生鮮魚の鮮度の劣化の大きな要因となっている。 On the other hand, in the cold chain during storage and distribution of fresh fish, a freezing temperature of -18°C is widely used as a standard. This freezing temperature of -18°C is widely used for freezing and preserving fish caught especially in the near sea. However, this freezing temperature is insufficient to suppress the occurrence of drip in fish meat after thawing, which is a measure of the freshness of fish, especially fish meat after thawing and browning during storage. These are mainly caused by the brown color change caused by the destruction of cellular structure of fish meat and the formation of meteorite, and are also a major factor in the deterioration of the freshness of fresh fish.
解凍後のドリップの発生は、解凍過程に問題があるのではなく、凍結時の氷晶の成長特に細胞内外にできた氷晶核が成長しそのサイズが大きくなることにより細胞膜を破壊することにより生じる。具体的には、細胞内では氷晶核が成長し氷晶表面の塩農度が上がり、相対的に塩農度が低い細胞間液が細胞膜を介して細胞内に拡散し、元の細胞が有していた水分以上に水分が細胞内に入りこみ更に氷晶が成長し最後には細胞膜をその内部より破壊してしまう。一方、細胞間液で生じた氷晶核は周りの細胞間液がその表面で氷結成長しその氷晶のサイズが大きくなり、逆に外部から細胞膜を破壊してしまう。細胞膜の破壊が、このように細胞内部あるは外部のいずれから起こるかは、あるいは内部と外部で異なる時間に生じて細胞膜を破損させるかは、初期の氷晶核の発生のランダム性と冷凍過程の時間による。 The occurrence of drip after thawing does not mean that there is a problem in the thawing process, but the growth of ice crystals at the time of freezing, especially because ice crystal nuclei formed inside and outside the cells grow and their size increases and the cell membrane is destroyed. Occurs. Specifically, the ice crystal nuclei grow inside the cell, the saltiness of the ice crystal surface rises, and the intercellular fluid with a relatively low saltiness diffuses into the cell through the cell membrane, and the original cell Water enters the cells more than it had and ice crystals grow and finally the cell membrane is destroyed from the inside. On the other hand, in the ice crystal nuclei generated in the intercellular fluid, the surrounding intercellular fluid freezes and grows on its surface, and the size of the ice crystal increases, and conversely the cell membrane is destroyed from the outside. Whether the destruction of the cell membrane occurs inside or outside the cell, or at different times inside and outside to break the cell membrane, depends on the randomness of the initial ice crystal nucleus generation and the freezing process. It depends on the time.
従来の冷凍法では、例えば−40度で凍結してもその冷却過程が緩慢であることが多く、魚肉の組織内に、冷凍過程では温度が下がるにつれて氷晶核が徐々に点在し氷晶表面とその周辺では水分子のエネルギー差が生じ、電解質の濃度勾配は不均質となってその結果電解質は組織の一部分で凝縮されることにより、組織内環境の不均一化が起こり組織にダメージを与える。これは解凍後の魚肉の食感や味に大きく影響し、その影響が大きければ大きいほど冷凍前の生鮮魚の魚肉とは異質のものとなる。そして、そのような魚肉は消費者には鮮度の落ちた魚肉であると評価され判断されることとなる。
In conventional refrigeration methods, for example - 40 ° often the cooling process be frozen is slow, in the tissues of the fish, in the refrigeration process dotted ice nuclei gradually decreasing temperature ice crystals An energy difference between water molecules is generated on the surface and around it, and the concentration gradient of the electrolyte becomes inhomogeneous.As a result, the electrolyte is condensed in a part of the tissue, causing nonuniformity of the tissue environment and damage to the tissue. give. This has a great influence on the texture and taste of the fish meat after thawing, and the greater the influence, the more different from the fresh fish meat before freezing. Then, such fish meat will be evaluated and judged by the consumer as fish meat with a low freshness.
冷凍保存中の褐色変性は、細胞内液の溶存酸素が細胞内液に生じた氷晶の成長に伴いその表面において自由エネルギーが高くなり溶存できない遊離酸素分子が過剰に生じ、この酸素分子が魚肉中のオキシミオグロビン又はデオキシミオグロビンと結合してメト化することにより生じる。一方、細胞間液で生じた氷晶核は、周りの細胞間液がその表面で氷結成長しその氷晶表面に現れる細胞間液に溶存できない酸素分子が細胞膜を介して細胞内に拡散し、同様に細胞内のミオグロビンにメト化を起こす。この機序によっても褐色変性が生じる。一方、ミオグロビンは周囲よりエネルギーを得てメトミオグロビン還元酵素の働きで還元される。しかし、前述の機序によるミオグロビンのメト化の作用が大きい。 Brown degeneration during frozen storage is due to the fact that dissolved oxygen in the intracellular fluid grows in ice crystals formed in the intracellular fluid, resulting in an increase in free energy on the surface and excessive free oxygen molecules that cannot be dissolved. It is formed by binding with oxymyoglobin or deoxymyoglobin in the medium to form a methate. On the other hand, in the ice crystal nuclei generated in the intercellular fluid, oxygen molecules that cannot be dissolved in the intercellular fluid appearing on the ice crystal surface and the intercellular fluid surrounding the ice cell diffuses into the cell through the cell membrane, In the same way, it causes methification of intracellular myoglobin. This mechanism also causes browning. On the other hand, myoglobin receives energy from the surroundings and is reduced by the action of metmyoglobin reductase. However, the action of myoglobin methation by the above-mentioned mechanism is large.
水の中の溶存酸素は複数の水分子のグループの中に抱えられており、冷凍時に氷晶核から氷晶へ成長するとき、氷晶の表面の自由エネルギーをこの水分子グループが受けそのグループの一部の水分子が他の水分子との水素結合を介した分子間結合を解き放して遊離し、氷晶の表面でエネルギー交換をして氷晶面で再氷結する。その結果、溶存酸素は水分子のグループから解き放たれて遊離酸素として水分子グループ間を漂いかつ拡散する。その結果、遊離酸素は細胞間に存在するミオグロビンと結合し、或いは細胞膜を介して細胞内に拡散し細胞内のミオグロビンと結合し、メト化を起こす。 Dissolved oxygen in water is held in multiple water molecule groups, and when it grows from an ice crystal nucleus to an ice crystal during freezing, this water molecule group receives the free energy of the surface of the ice crystal. Some of the water molecules release the intermolecular bonds through hydrogen bonds with other water molecules, and are released, and energy is exchanged on the surface of the ice crystal to refreeze on the ice crystal surface. As a result, dissolved oxygen is released from the water molecule groups and drifts and diffuses as free oxygen between the water molecule groups. As a result, free oxygen binds to myoglobin existing between cells, or diffuses into the cell through the cell membrane and binds to myoglobin in the cell to cause metation.
次に、本発明に係る冷凍保存方法を利用する際に必要な冷凍装置について詳説する。
Detailed description will next be made about the refrigeration device that is required when using the cryopreservation method of the present invention.
3)冷凍装置に関する従来技術
一般的に広く使用されている冷却装置は、冷媒が液相と気相を巡る熱サイクルの中で液相から気相に変化するときの蒸発熱で対象物を冷却する。このような蒸気圧縮式冷凍サイクルを用いた冷凍機は、小型の装置から大型装置にまで広く利用されている。
3) Prior art related to refrigeration system Generally, a widely used cooling system cools an object by heat of vaporization when a refrigerant changes from a liquid phase to a gas phase in a heat cycle involving a liquid phase and a gas phase. To do. Refrigerators using such a vapor compression refrigeration cycle are widely used from small devices to large devices.
図1Aおよび図1Bは典型的な液体冷却装置の構成と動作概要を示している。冷凍サイクルを作るガス回路は圧縮機、膨張弁またはキャピラリチューブ、熱の移動をさせる凝縮器と蒸発器又は冷凍パイプからなる。 1A and 1B show the configuration and operation outline of a typical liquid cooling device. The gas circuit forming the refrigeration cycle comprises a compressor, an expansion valve or a capillary tube, a condenser for transferring heat and an evaporator or a refrigeration pipe.
圧縮機では、ガス回路内の冷媒であるアンモニアガス、炭酸ガス、フロン等の気化潜熱が大きいガスを圧縮する。その圧縮後は高温高圧ガスとなり、凝縮器でその発生した熱を低温水又は空気に移動させる。その結果、高温高圧ガスは低温化し凝縮して高圧液となる。一方、低温水又は空気は高温水又は高温空気となり、排熱として貯水池や大気に戻される。ガス回路中の高圧液は、膨張弁またはキャピラリチューブで低圧に開放し低圧液となる。さらに低圧液は気化して低圧ガスに変化する。その変化時に熱吸収して蒸発器を介して2次冷媒の温度を下げる(図1A)。あるいは冷凍パイプ内において1次冷媒が低圧液から低温低圧ガスとなり冷凍対象の温度を下げる(図1B)。 The compressor compresses a gas having a large latent heat of vaporization such as ammonia gas, carbon dioxide gas, and chlorofluorocarbon, which are refrigerants in the gas circuit. After the compression, it becomes high-temperature high-pressure gas, and the heat generated in the condenser is transferred to low-temperature water or air. As a result, the high-temperature high-pressure gas is cooled to a low temperature and condensed into a high-pressure liquid. On the other hand, low-temperature water or air becomes high-temperature water or high-temperature air, and is returned to a reservoir or the atmosphere as waste heat. The high pressure liquid in the gas circuit is opened to a low pressure by the expansion valve or the capillary tube to become a low pressure liquid. Furthermore, the low-pressure liquid is vaporized and converted into low-pressure gas. When it changes, heat is absorbed and the temperature of the secondary refrigerant is lowered via the evaporator (FIG. 1A). Alternatively, in the freezing pipe, the primary refrigerant changes from low-pressure liquid to low-temperature low-pressure gas to lower the temperature of the object to be frozen (FIG. 1B).
冷凍対象は、本発明では冷却槽内の冷却液である。複数の冷凍対象を冷却する場合には、2次冷媒を利用する冷却装置(図1A)が用いられる。冷凍対象の冷却温度を独立して変えられるからである。 In the present invention, the object to be frozen is the cooling liquid in the cooling tank. When cooling a plurality of objects to be frozen, a cooling device (FIG. 1A) that uses a secondary refrigerant is used. This is because the cooling temperature of the frozen object can be changed independently.
圧縮機はその動作から大きな振動を発生する。特にレシプロポンプでは往復運動により圧縮動作をさせるためその振動は顕著である。ロータリーポンプを使用することにより圧縮機の振動の低減化は可能であるが、構造上剛性のある機構ではないためその低振動化も限度がある。 The compressor generates large vibrations from its operation. Especially, in the reciprocating pump, the vibration is remarkable because the reciprocating motion causes the compression operation. Although it is possible to reduce the vibration of the compressor by using the rotary pump, the vibration reduction of the compressor is limited because it is not a structurally rigid mechanism.
圧縮機で発生した振動は冷媒や冷却液を介して、血液パックに伝わる。血液パックを冷凍するのに冷媒や冷却液を使用する以上、これらを介して、血液パックに振動が伝わることは避けられない。 The vibration generated in the compressor is transmitted to the blood pack via the refrigerant and the cooling liquid. As long as the refrigerant or the cooling liquid is used to freeze the blood pack, it is inevitable that vibration is transmitted to the blood pack through these.
4)冷凍装置に関する従来技術の問題
冷媒や冷却液を介した振動の伝達を低減化する方法として、冷凍機から冷凍対象物までの距離を長くして冷媒や冷却液中を伝わる振動を減衰させる方法、冷媒や冷却液中の移送経路の途中に気泡を混在させ振動を減衰させる方法がある。
4) Problems of the related art related to refrigeration equipment As a method of reducing the transmission of vibrations via the refrigerant or the cooling liquid, the distance from the refrigerator to the object to be frozen is increased to attenuate the vibrations transmitted through the refrigerant or the cooling liquid. There is a method, and a method in which bubbles are mixed in the middle of the transfer path in the refrigerant or the cooling liquid to damp the vibration.
しかし、冷凍機から冷凍対象物までの距離を長くすることは、冷媒や冷却液中の移送経路を長くすることになり、その間に冷媒や冷却液の低温が外界に逃げることにより総合的な冷凍能力の低下が避けられない。一方、移送経路の途中に気泡を混在させた領域を設けても、気泡の崩壊による新たな振動の発生があるため、低振動環境を作り出すことはできない。 However, increasing the distance from the refrigerator to the object to be refrigerated lengthens the transfer path in the refrigerant or cooling liquid, during which the low temperature of the refrigerant or cooling liquid escapes to the outside world and A decline in ability is inevitable. On the other hand, even if a region in which bubbles are mixed is provided in the middle of the transfer path, a new vibration is generated due to the collapse of the bubbles, so that a low vibration environment cannot be created.
先ず、冷凍保存方法に関して本発明が解決しようとする課題を詳説する。 First, the problems to be solved by the present invention regarding the frozen storage method will be described in detail.
血液の長期保存あるいは半永久的な保存には、血液の凍結保存が行われている。しかし、解凍後の溶血が生じることが問題である。これに対して血液に添加物を加えて氷結させずに冷凍保存をする方法もあるが、保存後の血液洗浄の工程を必要とするという問題がある。 Freezing preservation of blood is performed for long-term preservation or semi-permanent preservation of blood. However, the problem is that hemolysis occurs after thawing. On the other hand, there is a method in which additives are added to blood and frozen storage is performed without freezing, but there is a problem that a blood washing step after storage is required.
そこで、添加物を用いず、溶血を抑えた血液凍結保存方法が本発明の主な解決しようとする課題である。血液の凍結に伴う溶血の機序と原因には、塩害溶血、細胞内原因溶血、細胞膜原因溶血、細胞外原因溶血がある。
一方、生鮮魚の鮮度を維持した魚肉の冷凍保存方法における本発明の主な解決しようとする課題は、解凍後に魚肉からドリップが多量に出ることと、冷凍保存中に魚肉が褐色変質を起こすことである。
本発明では、いずれの機序をも生じさせない冷却条件とその制御方法を提供する。より具体的には、次のような課題とその解決の方法がある。
Therefore, a blood cryopreservation method that suppresses hemolysis without using additives is the main problem to be solved by the present invention. Mechanisms and causes of hemolysis that accompany freezing of blood include salt-induced hemolysis, intracellular-induced hemolysis, cell-membrane-induced hemolysis, and extracellular-induced hemolysis.
On the other hand, the main problem to be solved by the present invention in the method for freezing and preserving the freshness of fresh fish is to cause a large amount of drip from the fish meat after thawing and to cause brown discoloration of the fish meat during frozen storage. Is.
The present invention provides a cooling condition that does not cause any mechanism and a control method thereof. More specifically, there are the following problems and methods for solving them.
溶血を抑えた血液凍結保存方法では次の課題と解決方法がある。
(ア)塩害溶血の防止
外部から細胞外の溶液が細胞内に拡散により侵入することを防ぐ。
(イ)細胞内原因溶血
細胞内の水分の氷結を抑え、氷結による細胞の膨張を赤血球細胞の許容体積膨張に抑える。
(ウ)細胞膜原因溶血
急速冷凍で氷晶サイズを3から4ミクロンの大きさに抑えて細胞膜を傷つけない。
(エ)細胞外原因溶血防止
赤血球の外部にある氷晶を、その間隙を維持した氷結を起こさせる。そのために氷晶を再結晶させる。これにより氷晶の圧力により赤血球は破壊されることがなくなる。再結晶化過程は結晶の表面積を減らす現象の結果である。そのためには凍結開始温度を上げ、凍結面の成長速度を遅くし、氷晶内部の温度勾配を小さくする。
There are the following problems and solutions in the blood cryopreservation method that suppresses hemolysis.
(A) Prevention of salt-damaged hemolysis Prevent the extracellular solution from entering from the outside by diffusion.
(A) Intracellular hemolysis Controls freezing of water in cells and suppresses cell expansion due to freezing to the allowable volume expansion of red blood cells.
(C) Hemolysis caused by cell membranes Do not damage the cell membranes by keeping the ice crystal size to 3 to 4 microns by rapid freezing.
(D) Prevention of extracellular cause hemolysis Ice crystals outside the red blood cells cause freezing that maintains the gaps. Therefore, ice crystals are recrystallized. This prevents the red blood cells from being destroyed by the pressure of the ice crystals. The recrystallization process is the result of the phenomenon of reducing the surface area of crystals. For that purpose, the freezing start temperature is raised, the growth rate of the frozen surface is slowed, and the temperature gradient inside the ice crystals is made small.
生鮮魚の魚肉に関して、解凍後に魚肉からドリップが多量に出るという課題と、冷凍保存中に魚肉が褐色変質を起こす課題に対するについては、次の解決方法がある。
(オ)解凍後のドリップ
冷凍時に氷晶核から氷晶へ成長するとき、できるだけ氷晶サイズを大きくしないで氷晶核発生時の氷晶サイズを維持する。
(カ)褐色変質
複数の水分子のグループの中で溶存酸素を抱えたままの水分子のグルーピングを維持し、冷凍時に氷晶核から氷晶へ成長するときでも、氷晶表面に再結晶すること抑制する。この再結晶の抑制により遊離酸素の発生を抑えミオグリビンのメト化を防ぐ。
Regarding fresh fish meat, there are the following solutions to the problem that a large amount of drip is generated from the meat after thawing and the problem that the fish meat turns brown during frozen storage.
(E) Drip after thawing When growing from ice crystal nuclei to ice crystals during freezing, keep the ice crystal size at the time of ice crystal nucleation generation as small as possible.
(F) Brown alteration Maintaining the grouping of water molecules while retaining dissolved oxygen among multiple water molecule groups, and recrystallizing on the ice crystal surface even when growing from ice crystal nuclei to ice crystals during freezing Suppress it. The suppression of this recrystallization suppresses the generation of free oxygen and prevents the myoglybin from becoming meth.
次に冷凍装置に関する発明が解決しようとする課題について詳説する。 Next, the problems to be solved by the invention relating to the refrigeration system will be described in detail.
本発明にかかる冷凍過程中では、血液パック又は生鮮魚内に生じる氷晶核の発生を抑えかつ氷晶核が発生してもこれをできるだけ成長させない必要がある。過冷却水が氷結する大きな原因のひとつは過冷却水に振動が加わることである。即ち、血液パック又は生鮮魚をできるだけ氷結させずそのまま過冷却のまま温度を下げる必要があるため、本発明では、その冷却過程では血液パック又は生鮮魚を低振動ないし超低振動の環境下に置く必要がある。 During the freezing process according to the present invention, it is necessary to suppress the generation of ice crystal nuclei generated in the blood pack or the fresh fish and to prevent the growth of ice crystal nuclei even if they occur. One of the main causes of the freezing of supercooled water is that vibration is added to the supercooled water. That is, since it is necessary to lower the temperature of the blood pack or the fresh fish without superfreezing as much as possible without freezing, in the present invention, the blood pack or the fresh fish is placed in an environment of low vibration or ultra-low vibration in the cooling process. There is a need.
圧縮機はその動作から大きな振動を発生し、その振動は冷媒を介して、血液パック又は生鮮魚に伝わる。圧縮機は高圧縮率のポンプを使用するため、圧縮機自体の低振動化にも限度がある。そこで、血液パック又は生鮮魚を冷却する冷却液あるいは末端の冷媒が回流する経路に、圧縮機が発生した振動を伝達させない振動伝達防止装置を挿入する必要がある。 The compressor generates a large vibration from its operation, and the vibration is transmitted to the blood pack or the fresh fish through the refrigerant. Since the compressor uses a pump with a high compression rate, there is a limit to reducing the vibration of the compressor itself. Therefore, it is necessary to insert a vibration transmission preventing device that does not transmit the vibration generated by the compressor into the path in which the cooling liquid for cooling the blood pack or the fresh fish or the refrigerant at the end circulates.
冷却液又は冷媒を伝わる振動は縦波である。そこで振動伝達防止方法としては、振動伝達経路を2つに分割し、一方の伝達経路の長さを長くし、両伝達経路長の差を、伝達を阻止しようとする振動の周期の半分又は振動の波長の半分(半波長)として、振動の平滑化又は振動の山と谷を干渉により打ち消し合わせる方法がある。冷却液又は冷媒のように液相の媒体中の縦波は減衰し難くかつ、コヒーレンス長が長い。従って、当該縦波を二分割した後、一方の位相を他方の位相に比べて半波長の位相差を有すようにして干渉により縦波を消滅させることは、極めて有効な方法である。ここでは、簡単のために、振動の周期及び振動の平滑化も振動の波長及び振動の干渉という言葉で代表して表現する。 Vibrations transmitted through the cooling liquid or the refrigerant are longitudinal waves. Therefore, as a method for preventing vibration transmission, the vibration transmission path is divided into two, the length of one transmission path is increased, and the difference between the two transmission path lengths is set to half the cycle of the vibration or vibration As a half of the wavelength (half wavelength), there is a method of smoothing the vibration or canceling the peaks and troughs of the vibration by interference. Longitudinal waves in a liquid medium such as a cooling liquid or a refrigerant are difficult to attenuate and have a long coherence length. Therefore, it is a very effective method to divide the longitudinal wave into two and to eliminate the longitudinal wave by interference so that one phase has a half-wavelength phase difference with respect to the other phase. Here, for simplification, the period of vibration and the smoothing of vibration are also represented by the terms of wavelength of vibration and interference of vibration.
しかし、液体中の振動伝達速度は約1500m/秒あるため、圧縮機の振動が例えば60ヘルツであると、半波長は12.5mとなり、長い経路差を冷却回路内に設けなければならいと言う課題がある。 However, since the vibration transmission speed in the liquid is about 1500 m/sec, if the vibration of the compressor is, for example, 60 hertz, the half wavelength becomes 12.5 m, and a long path difference must be provided in the cooling circuit. There are challenges.
先ず、血液の冷凍保存方法について課題を解決する手段を詳説する。 First, the means for solving the problems of the blood cryopreservation method will be described in detail.
本発明における溶血を防止する方法で用いられる手段は、血液を塩害溶血及び細胞内溶血の原因を生じさせない温度(第1冷却温度)にまで急速冷却(以下、「第1冷却過程」という)する。その後、第1冷却温度より低い第2冷却温度に至るまでの冷却(以下、「第2冷却過程」)を、緩慢冷却またはステップ冷却とステップ毎に続く当該温度を維持した一定の期間(経過温度維持期間)を設ける段階冷却により行う。しかも、少なくとも第2冷却過程は低振動環境下で行う。 The means used in the method for preventing hemolysis in the present invention rapidly cools blood to a temperature (first cooling temperature) at which a cause of salt-damaged hemolysis and intracellular hemolysis is not generated (hereinafter referred to as "first cooling process"). .. After that, cooling until reaching a second cooling temperature lower than the first cooling temperature (hereinafter, referred to as “second cooling process”) is performed for a certain period (elapsed temperature) that is maintained at the temperature which is slow cooling or step cooling and continues step by step. (Maintenance period) Provided by stage cooling. Moreover, at least the second cooling process is performed in a low vibration environment.
第1冷却温度は赤血球の溶質が氷結を始める温度より低温である−4°Cから−6°Cの範囲で、冷却速度は−102°C/分以上である。第2冷却温度は−7〜−13°Cである。第1冷却温度から第2冷却温度に至るまでの間の冷却として緩慢冷却を採用する場合はその冷却速度は−0.5°C/時間〜−1.5°C/時間である。一方、この間の冷却として、ステップ冷却を採用する場合には。−0.5°Cから−1.5°Cのステップ冷却ごとに、0.5時間又はステップ冷却温度のセ氏温度表示の数値×0.5時間のうち何れか長い時間選択しこれを超える期間を経過温度維持期間として設定する。第2冷却過程は血液をいれた容器を低振動環境下に置いて行う。 The first cooling temperature is in the range of -4°C to -6°C, which is lower than the temperature at which the solute of red blood cells begins to freeze, and the cooling rate is -10 2 °C/min or more. The second cooling temperature is -7 to -13°C. When slow cooling is adopted as the cooling from the first cooling temperature to the second cooling temperature, the cooling rate is -0.5°C/hour to -1.5°C/hour. On the other hand, when adopting step cooling as cooling during this period. For each step cooling from -0.5°C to -1.5°C, select 0.5 hour or 0.5 hour of step cooling temperature x 0.5 hour, whichever is longer, and select a period longer than that. Is set as the elapsed temperature maintenance period. The second cooling process is performed by placing the container containing blood in a low vibration environment.
ここで、血液は全血液でも、RCC、RCC−LR、又はRC−M.A.P.(Red Cell Concentrates Mannitol Adenine Phoshate、あるいは以下では簡略化して「MAP」と呼ぶ)等と略称される濃厚赤血球でも良い。 Here, the blood may be whole blood, RCC, RCC-LR, or RC-M. A. P. Concentrated red blood cells such as (Red Cell Concentrates Mannitol Adenine Photoshop, or simply referred to as “MAP” hereinafter) may be used.
当該発明において提供する解決手段の機序と効果より上記第1冷却過程及び第2冷却過程を説明する。 The first cooling process and the second cooling process will be described from the mechanism and effect of the solution provided in the present invention.
[第1冷却過程]
赤血球は直径が6から8.5ミクロン程度である。氷結温度である約−3°C位から氷晶核ができる。その氷晶核はせいぜい直径3から4ミクロンに留まる。しかし、過冷却に状態では氷晶核が形成される温度が下がる。例えば、−102°C/分以上の冷却速度で急速冷凍すると、その過冷却の到達温度が氷晶核の形成が開始する温度となる。過冷却状態で、氷晶核の形成が開始する温度が下がれば下がる程、氷晶サイズは小さくなる(非特許文献3)。第1冷却温度は−4°Cから−6°Cの範囲である。そのため、細胞内の氷晶サイズは3ミクロンより小さい。即ち氷晶サイズは赤血球のサイズに比べてかなり小さく、そのため赤血球細胞内原因による溶血は生じない。
[First cooling process]
Red blood cells are on the order of 6 to 8.5 microns in diameter. Ice crystal nuclei form at about -3°C, which is the freezing temperature. The ice nuclei remain at most 3 to 4 microns in diameter. However, when supercooled, the temperature at which ice crystal nuclei are formed decreases. For example, when rapid freezing is performed at a cooling rate of -10 2 °C/min or more, the temperature reached by the supercooling becomes the temperature at which the formation of ice crystal nuclei starts. In the supercooled state, the smaller the temperature at which the formation of ice crystal nuclei starts is, the smaller the ice crystal size becomes (Non-Patent Document 3). The first cooling temperature is in the range of -4°C to -6°C. Therefore, the intracellular ice crystal size is smaller than 3 microns. That is, the ice crystal size is much smaller than the size of red blood cells, so that hemolysis due to intracellular causes of red blood cells does not occur.
赤血球は外部から急速冷凍しているため、氷晶核内部の温度は、氷晶形成による発熱と過冷却された氷晶の表面の温度と比較すると高い。そのため、結晶表面に存在する水分子は、結晶内部の分子とエネルギーの平衡を保つため、分子は運動状態を保ち、結晶の表面積を減らす現象すなわち氷晶の成長は生じ難い状態になっている。さらに、赤血球内の水分の一部は氷晶となっており、その分赤血球内の溶質の濃度が上昇し溶質の凝固点が下がる。 Since erythrocytes are rapidly frozen from the outside, the temperature inside the ice crystal nuclei is higher than the heat generated by ice crystal formation and the surface temperature of the supercooled ice crystals. Therefore, the water molecules existing on the crystal surface maintain energy equilibrium with the molecules inside the crystal, so that the molecule keeps a moving state and the phenomenon of reducing the surface area of the crystal, that is, the growth of ice crystals is difficult to occur. Further, a part of the water content in the red blood cells becomes ice crystals, and the concentration of the solute in the red blood cells rises and the freezing point of the solute decreases accordingly.
濃度の増加分と凝固温度の変化分は、大体比例関係にある。そのため、第1冷却過程において、到達温度である第1冷却温度が極端に低くない限り、氷晶は成長し難い。即ち、第1冷却温度が−4°Cから−6°Cの範囲においては、長時間経過しても赤血球内部において氷晶核は成長しない。そのため赤血球内の溶液の塩分濃度は極度に上がることがなく、外部である血漿の水分が浸透圧で赤血球内部に拡散し、赤血球の細胞膜を破壊することはない。即ち塩害は生じない。 The increase in the concentration and the change in the solidification temperature are roughly proportional. Therefore, in the first cooling process, unless the first cooling temperature, which is the ultimate temperature, is extremely low, ice crystals are hard to grow. That is, when the first cooling temperature is in the range of −4° C. to −6° C., ice crystal nuclei do not grow inside the red blood cells even after a long time has passed. Therefore, the salt concentration of the solution in the red blood cells does not rise extremely, and the water content of the external plasma does not diffuse to the inside of the red blood cells due to the osmotic pressure and destroys the cell membrane of the red blood cells. That is, salt damage does not occur.
一方、第1冷却温度に達するまでに赤血球をいわゆる最大氷結晶生成帯である−1°Cからその下限温度までに速やかに冷却する。最大氷結晶生成帯の下限温度は−5°Cと言われているが、それは純水に近い場合であって、赤血球等の電解質を含む水では、−4°Cを下限温度とすることがその目安である。その冷却時間は、血液パックが小型で内部伝熱が十分に保障されている場合には、最大氷結晶生成帯の通過時間は30分間より短時間に行うことにより相当の効果を得ることができる。一方、これを超え、1時間以上の通過時間であっても、極端に長い時間でない限り本発明の目的である溶血抑制冷凍保存方法が可能である。 On the other hand, the red blood cells are rapidly cooled from the so-called maximum ice crystal production zone of -1°C to the lower limit temperature thereof until the first cooling temperature is reached. The lower limit temperature of the maximum ice crystal production zone is said to be -5°C, but this is the case when it is close to pure water, and in the case of water containing an electrolyte such as red blood cells, the lower limit temperature may be -4°C. That is a guide. As for the cooling time, when the blood pack is small and the internal heat transfer is sufficiently ensured, a considerable effect can be obtained by making the passage time of the maximum ice crystal production zone shorter than 30 minutes. .. On the other hand, even with a transit time of more than 1 hour or more, the hemolysis-suppressing cryopreservation method which is the object of the present invention is possible unless it is an extremely long time.
[第2冷却過程]
赤血球外部は血漿が大部分を占める。血漿には−3°C程度で氷晶核ができる。第1冷却温度で、血漿においては氷晶核の成長が始まる。しかし、第2冷却過程は冷却過程が緩慢であって、かつ低振動の環境下にあるため、氷晶の成長も特異的である。その特徴は、氷晶内部と外部の温度差が小さいこと、言い換えると氷晶内部の温度勾配が小さいこと、さらに氷晶の凍結表面の進行速度が低いことが上げられる。従って、氷晶サイズL*は、凍結面の成長速度R、氷晶内部の温度勾配Gに対して、
The outside of the red blood cells is dominated by plasma. Ice crystal nuclei are formed in plasma at about -3°C. At the first cooling temperature, ice crystal nuclei start to grow in plasma. However, since the cooling process is slow in the second cooling process and the environment is low in vibration, the growth of ice crystals is also specific. The characteristics are that the temperature difference between the inside and outside of the ice crystal is small, in other words, the temperature gradient inside the ice crystal is small, and further, the progress speed of the frozen surface of the ice crystal is low. Therefore, the ice crystal size L * is, with respect to the growth rate R of the frozen surface and the temperature gradient G inside the ice crystal,
加えて、低振動であるので、氷晶表面における外部の水分子の衝突とそれに続く氷結固定が生じにくくなっている。そのため、氷晶のサイズが大きくなることに加えて、氷晶表面と血漿の界面では再結晶過程が起こる、即ち、氷晶表面に存在する分子は、氷晶内部の分子と比較して、高エネルギー状態にある。 In addition, since the vibration is low, collision of external water molecules on the surface of the ice crystal and subsequent freeze fixation are less likely to occur. Therefore, in addition to the increase in the size of the ice crystals, a recrystallization process occurs at the interface between the ice crystal surface and plasma, that is, the molecules present on the ice crystal surface are higher than those inside the ice crystal. You are in an energy state.
このように分子の数を減らそうと、分子が自発的に移動し、氷晶の表面積を減らす過程が進行する(非特許文献5)。これらは、氷晶の平均サイズの増大、氷晶の数の減少、氷晶の平滑化、をもたらす。その結果、血漿すなわち赤血球外部での氷結は、氷晶核がゆっくりと大きく成長し、氷晶間の空隙寸法は再結晶過程が生じない場合に比べて大きくなる。第1冷却温度と第2冷却温度の間では、血漿内に成長する氷晶部と液体の状態の溶液部が混在する。 Thus, when the number of molecules is reduced, the molecules move spontaneously and a process of reducing the surface area of ice crystals proceeds (Non-Patent Document 5). These result in an increase in the average size of ice crystals, a decrease in the number of ice crystals, and a smoothing of ice crystals. As a result, in the freezing of blood plasma, that is, outside of red blood cells, ice crystal nuclei grow slowly and large, and the void size between ice crystals becomes larger than that in the case where the recrystallization process does not occur. Between the first cooling temperature and the second cooling temperature, the ice crystal part growing in the plasma and the solution part in the liquid state coexist.
このような氷晶の成長においては、氷晶部は、溶液部で満たされた空隙を内包した状態となる。氷晶が成長すると、血漿の溶液濃度が上がり、血球への相対的な浸透圧は弱まる。さらに空隙サイズは、溶液濃度の上昇により氷晶の成長は鈍化し溶液部の減少(即ち、溶液空隙のサイズの縮小)は抑えられる。かくして、赤血球は、この溶液空隙に留まり、氷晶による赤血球の押し潰しを生じることがないため、赤血球細胞外原因による溶血は生じにくくなる。 In such ice crystal growth, the ice crystal part is in a state of containing voids filled with the solution part. When ice crystals grow, the solution concentration of plasma increases and the relative osmotic pressure on blood cells weakens. Further, with respect to the void size, the growth of ice crystals slows down due to the increase of the solution concentration, and the decrease of the solution portion (that is, the reduction of the size of the solution void) is suppressed. Thus, erythrocytes remain in the solution voids and do not cause crushing of erythrocytes by ice crystals, so that hemolysis due to erythrocyte extracellular causes is less likely to occur.
ステップ冷却においては、わずかに冷却温度を下げる(−0.5°Cから−1.5°Cのステップ)ごとに、長時間その冷却温度を維持(0.5時間又はステップ冷却温度のセ氏温度表示の数値×0.5時間のうち何れか長い時間)する過温度維持期間を設けている。この過温度維持期間の間に、氷晶の再結晶過程を維持すると共に第2冷却温度近くになっても、氷晶部は溶液部で満たされた空隙を内包した状態を維持する。即ち、準静的に上記の再結晶過程を保ち、溶液空隙の縮小は抑えられ、赤血球はこの溶液空隙において留まり、氷晶による赤血球の押し潰しを生じることがないため、赤血球細胞外原因による溶血は生じにくくなる。 In the step cooling, the cooling temperature is maintained for a long time (0.5 hours or the step cooling temperature in degrees Celsius) each time the cooling temperature is slightly lowered (steps from −0.5° C. to −1.5° C.). An overtemperature maintaining period of (display value x 0.5 hour, whichever is longer) is provided. During this overtemperature maintaining period, the ice crystal recrystallization process is maintained, and even when the temperature approaches the second cooling temperature, the ice crystal part maintains a state in which voids filled with the solution part are included. That is, the above recrystallization process is maintained quasi-statically, the shrinkage of the solution void is suppressed, and the red blood cells do not stay in this solution void and cause the crushing of the red blood cells by the ice crystals. Is less likely to occur.
上記の冷却過程は全血液で説明した。しかし、MAPにおいては、凝固点が全血液とほぼ同じであり、赤血球に対する浸透圧も全血液の場合と変わるところがない。従って、MAPにおいても上記の第1冷却過程及び第2冷却過程に見られる現象及び溶血の防止効果は全血液の場合と同様に説明できる。 The above cooling process has been described for whole blood. However, in MAP, the freezing point is almost the same as that of whole blood, and the osmotic pressure on red blood cells is no different from that of whole blood. Therefore, in MAP as well, the phenomenon observed in the first cooling process and the second cooling process and the effect of preventing hemolysis can be explained as in the case of whole blood.
次に、生鮮魚の鮮度を維持した魚類の冷凍保存方法について課題を解決する手段を詳説する。 Next, the means for solving the problems will be described in detail for the method of frozen storage of fish while maintaining the freshness of fresh fish.
本発明における魚肉の解凍時のドリップの発生を抑制し、魚肉の褐色変質を抑制する方法で用いられる手段では、第一の氷結温度(第1冷却温度)にまで急速冷却(以下、「第1冷却過程」という)する。その後、第1冷却温度より低い第2冷却温度に至るまでの冷却(以下、「第2冷却過程」)を、緩慢冷却、又はステップ冷却とステップ毎に続く当該温度を維持した一定の期間(経過温度維持期間)を設けると言う2段階冷却により行う。 In the means used in the method of the present invention for suppressing the occurrence of drip during thawing of fish meat and suppressing browning of fish meat, rapid cooling (hereinafter referred to as “first cooling temperature”) to a first freezing temperature (first cooling temperature) is used. "Cooling process"). After that, cooling until reaching a second cooling temperature lower than the first cooling temperature (hereinafter, referred to as “second cooling process”) is slowly cooled, or step cooling and a certain period of time during which the temperature is maintained following each step (elapsed time). The temperature is maintained during two-stage cooling.
[第1冷却過程]
魚肉は−1°C位から氷結を始める。その後、例えば、−102°C/分以上の冷却速度で急速冷凍すると、その過冷却の到達温度が氷晶核の形成が開始する温度となる。しかし、その後、振動を与えずしばらく置くと魚肉は氷結を始めることなく全体が一様にその到達温度となる。魚肉中の水分即ち細胞内液または細胞外液の水分は、氷晶核を作るより細胞タンパクや脂質及び細胞間質液との熱平衡状態を保つため、これら液中に分散している。そのため、第1冷却温度である−4°Cから−6°Cの範囲で、魚肉は氷結することなく過冷却状態となる。
[First cooling process]
Fish meat begins to freeze at around -1°C. After that, for example, when it is rapidly frozen at a cooling rate of -10 2 °C/min or more, the reached temperature of the supercooling becomes the temperature at which formation of ice crystal nuclei starts. However, after that, if the fish meat is left for a while without being vibrated, the entire temperature of the fish meat will reach its ultimate temperature without starting to freeze. The water in fish meat, that is, the water in the intracellular fluid or the extracellular fluid, is dispersed in these fluids in order to maintain a thermal equilibrium state with cellular proteins, lipids and interstitial fluid rather than forming ice crystal nuclei. Therefore, in the first cooling temperature range of -4°C to -6°C, the fish meat is supercooled without freezing.
一方、第1冷却温度に達するまでに魚肉をいわゆる最大氷結晶生成帯である−1°Cから魚肉の細胞または細胞間液の電解液の下限温度−4°Cまでに速やかに冷却する。その冷却時間は、魚肉が小さく内部伝熱が十分に保障されている場合には、最大氷結晶生成帯の通過時間は30分間より短時間に容易に行うことができ氷結を避けることができる。一方、大型魚の場合には内部伝熱が十分に保障されていないため、冷却通過時間を短縮するためにはコンタクト法等で冷却する必要がある場合もある。しかし、魚肉が小さい場合や大型魚の場合において、30分間を超える通過時間であっても、極端に長い時間でない限り本発明の目的である生鮮魚冷凍保存方法が可能である。 On the other hand, before reaching the first cooling temperature, the fish meat is rapidly cooled from the so-called maximum ice crystal formation zone of -1°C to the lower limit temperature of the electrolyte of the fish meat cells or the intercellular fluid of -4°C. As for the cooling time, when the fish meat is small and internal heat transfer is sufficiently ensured, the passage time of the maximum ice crystal production zone can be easily shorter than 30 minutes, and freezing can be avoided. On the other hand, in the case of a large fish, internal heat transfer is not sufficiently ensured, and therefore it may be necessary to cool by a contact method or the like in order to shorten the cooling passage time. However, in the case of small or large fish meat, even if the passage time exceeds 30 minutes, the fresh fish frozen storage method which is the object of the present invention is possible unless the time is extremely long.
[第2冷却過程]
第1冷却温度である−4°Cから−6°Cに魚肉を放置し全体に同一温度となった後、第2冷却過程を始める。第2冷却過程は第1冷却温度より低温の第2冷却温度に向けて緩慢な冷却過程であって、かつ低振動の環境下にあるため、なかなか氷結が始まり難い。すなわち、魚肉中の水分即ち細胞内液または細胞外液の水分は、細胞タンパクや脂質及び細胞間質液との熱平衡状態を保つため、これらを核として氷結を開始しない。しかし、いっ
After the fish meat is left at the first cooling temperature of -4°C to -6°C to reach the same temperature, the second cooling process is started. The second cooling process is a cooling process that is slower toward the second cooling temperature lower than the first cooling temperature and is in an environment of low vibration, so it is difficult to start freezing. That is, water in fish meat, that is, water in intracellular fluid or extracellular fluid, maintains thermal equilibrium with cellular proteins, lipids, and interstitial fluid, and does not start freezing with these as nuclei. But I
多くの場合は、第1冷却温度から第2冷却温度に冷却し始めても直ちに氷結が起こるこ
にくくなる。氷晶粒の直径が氷晶成長速度の平方根に反比例すること(非特許文献3)から過冷却が進むに連れて氷晶核の成長はますます生じにくくなる。
In many cases, icing will occur immediately even after cooling from the first cooling temperature to the second cooling temperature.
It gets harder. Since the diameter of the ice crystal grains is inversely proportional to the square root of the ice crystal growth rate (Non-Patent Document 3), the growth of ice crystal nuclei becomes less likely to occur as supercooling proceeds.
その結果、細胞内の氷晶の成長による外形サイズの拡大が細胞膜を破壊するという現象は生じにくい。一方、細胞間液の氷結と成長による細胞外からの細胞膜の破壊も生じにくい。細胞の破壊が生じにくいことは、魚肉をこのような冷凍過程で冷凍したあと、解凍しても、元の氷晶が占めていた空間で氷晶が溶けて水の空間を形成し、それがドリップとして魚肉片より外部に染み出すと言ういわゆるドリップの典型的な現象は生じにくい。なぜなら、細胞内の氷晶は大きく成長せず解凍後は直ちに細胞内液に戻り、細胞間に生じた氷晶も大きく成長せず解凍後は直ちに細胞間液に戻るからである。すなわち、ドリップの発生は抑えられる。 As a result, the phenomenon that the expansion of the outer size due to the growth of ice crystals in the cells destroys the cell membrane is unlikely to occur. On the other hand, breakage of the cell membrane from the outside due to freezing and growth of the intercellular fluid is also unlikely to occur. The fact that cell destruction is unlikely to occur is that even if fish meat is frozen in this freezing process and then thawed, the ice crystals melt in the space occupied by the original ice crystals, forming a space for water. A so-called typical phenomenon of drip, which is a drip that exudes from a piece of fish meat, is unlikely to occur. This is because intracellular ice crystals do not grow much and return to intracellular fluid immediately after thawing, and ice crystals generated between cells also do not grow greatly and return to intercellular fluid immediately after thawing. That is, the occurrence of drip is suppressed.
第1冷却温度より低温の第2冷却温度に向けて緩慢に冷却する第2冷却過程にあっては、過冷却温度が十分に大きくなり、過冷却の限界温度に達したとき、魚肉内にランダムに発生した氷晶核から細胞内外の水分は一気に氷結する。このとき氷晶は細胞内外にいたるところに発生し、かつ熱平衡状態を保つため、氷晶は成長することはほとんどない。そのため、水分子のグループに閉じ込められた酸素は、遊離することはほとんどなく、魚肉中のオキシミオグロビン又はデオキシミオグロビンと結合してメト化することも抑制される。 In the second cooling process in which the cooling is performed slowly toward the second cooling temperature lower than the first cooling temperature, when the supercooling temperature becomes sufficiently high and the limit temperature of the supercooling is reached, the fish meat is randomly distributed in the fish meat. The water inside and outside the cell freezes at once from the ice crystal nuclei generated in the. At this time, ice crystals are generated everywhere inside and outside the cells, and a thermal equilibrium state is maintained, so that the ice crystals hardly grow. Therefore, the oxygen trapped in the group of water molecules is hardly released and is also prevented from binding to oxymyoglobin or deoxymyoglobin in fish meat to be met.
このように、低振動環境下で、できるだけ過冷却が進んだ後、一気に魚肉中の水分を氷結させることにより、細胞破壊やメト化を抑制し、冷凍保存後に解凍しても新鮮さを失わない魚肉の冷凍保存が可能となる。
逆に、低振動環境下にないときは、過冷却温度が大きくなる前、すなわち過冷却が限界温度に達する前に、振動により魚肉内の水分に氷晶核が生じて氷晶の成長が始まる。このとき過冷却温度は小さいため、数式2から分かるように氷晶の成長速度は遅く氷晶成長による細胞破壊や、更にグルーピングした水分子の水素結合の切断により発生した遊離酸素によるメト化を生じる。
In this way, in a low-vibration environment, after supercooling has proceeded as much as possible, the water content in the fish meat is frozen at a stretch to suppress cell destruction and methemolysis, and freshness is not lost even when thawed after frozen storage. It enables frozen storage of fish meat.
On the other hand, when the environment is not low vibration, before the supercooling temperature rises, that is, before the supercooling reaches the limit temperature, vibration causes ice crystal nuclei to form in the water in the fish meat and ice crystal growth starts. .. At this time, since the supercooling temperature is small, the growth rate of the ice crystals is slow, as can be seen from the
第2冷凍過程にステップ冷却を採用した場合には、わずかに冷却温度を下げる(−0.5°Cから−1.5°Cのステップ)ごとに、長時間その冷却温度を維持(0.5時間又はステップ冷却温度のセ氏温度表示の数値×0.5時間のうち何れか長い時間)する過温度維持期間を設けている。ステップごとの冷却温度の進行の割合は少なく、連続する冷凍過程と同様に、魚肉中の水分即ち細胞内液または細胞外液の水分は、細胞タンパクや脂質及び細胞間質液との熱平衡状態を保つため、これらを核として氷結を開始しない。そのため、過冷却をすることができる。その結果、細胞破壊やメト化を抑制し、冷凍保存後に解凍しても新鮮さを失わない魚肉の冷凍保存が可能となる。 When step cooling is adopted in the second freezing process, the cooling temperature is maintained for a long time (0..C) every time the cooling temperature is slightly lowered (step from -0.5°C to -1.5°C). An over temperature maintaining period of 5 hours or a value expressed in degrees Celsius of the step cooling temperature×0.5 hour, whichever is longer, is provided. The rate of progress of the cooling temperature in each step is small, and like in the continuous freezing process, the water in fish meat, that is, the water in the intracellular fluid or extracellular fluid, is in thermal equilibrium with the cellular proteins, lipids and interstitial fluid. In order to keep it, these do not start freezing with these as nuclei. Therefore, supercooling can be performed. As a result, it is possible to prevent cell destruction and methoteration, and to freeze-preserve fish meat without losing freshness even after thawing after frozen storage.
なお、氷結は冷却ステップが進んだときに生じ易い。ステップが進む瞬間には、細胞内液または細胞外液の水分と、細胞タンパクや脂質及び細胞間質液との間の熱平衡状態が崩れ易いからである。 Freezing is likely to occur when the cooling step progresses. This is because the thermal equilibrium state between the water content of the intracellular fluid or the extracellular fluid and the cellular proteins, lipids and interstitial fluid is likely to collapse at the moment when the step advances.
次に、本発明にかかる冷凍保存方法について課題を解決する手段を詳説する。具体的には振動伝達防止装置について説明する。 Next, the means for solving the problems of the frozen storage method according to the present invention will be described in detail. Specifically, the vibration transmission prevention device will be described.
本発明にかかる冷却過程では血液パックあるいは魚肉又は包装した魚肉を低振動ないし超低振動の環境下に置く必要がある。 In the cooling process according to the present invention, it is necessary to place the blood pack or the fish meat or the packed fish meat in an environment of low vibration or ultra-low vibration.
振動が、本発明における低振動又は超低振動であるために必要な限界値について説明する。その限界値は、第1冷却温度(−4°C)に達した後、第2冷却温度に至るまでの間に、できるだけ氷結を開始させず過冷却を続ける条件から決まる。限界値は現象論的には水分子が振動により氷結又は氷結固定が生じない振動の限界値である。水分子が氷結するのは、水分子を構成する水素原子が他の水分子を構成する水素原子と水素結合をして六方晶系を形成する場合である。 The limit value required for the vibration to be low vibration or ultra-low vibration in the present invention will be described. The limit value is determined from the condition that after the first cooling temperature (−4° C.) is reached and before the second cooling temperature is reached, freezing is not started as much as possible and supercooling is continued. The limit value is phenomenologically a limit value of vibration in which water molecules do not freeze or freeze due to vibration. Water molecules freeze when hydrogen atoms forming water molecules form hydrogen bonds with hydrogen atoms forming other water molecules to form a hexagonal crystal system.
その水素結合が形成されあるいは切断されるは、マクロに見るなら氷の融解熱に相当するエネルギーの移動が水分子にあったときである。そのエネルギーは、水が過冷却状態にあるときに氷晶核の発生から計算される。氷晶核の発生の開始は、1立法センチメートルあたり直径1ミクロンの氷晶核が1万個できる場合と考えられている。水1グラム当たりの融解熱に相当するエネルギーは333ジュールであり、第1冷却温度である−4°Cの過冷却温度での結晶成長速度は数式2より3.29cm/秒であることより、1平方センチメートル当たり5.73マイクロワットのエネルギーの移動が必要である。これは水中音圧に換算すると284パスカルであり、その音圧レベルは169dBである。これより大きい振動を与えると第1冷却温度で氷晶核の発生が開始し、過冷却状態で冷凍を続けることはできなくなる。従って、血液パックあるいは魚肉又は包装した魚肉における本発明の冷凍時の限界音圧レベルは169dBである。
The hydrogen bond is formed or broken when the water molecule has energy transfer corresponding to the heat of melting of ice in macroscopic view. Its energy is calculated from the formation of ice nuclei when the water is supercooled. It is considered that the generation of ice crystal nuclei starts when 10,000 ice crystal nuclei having a diameter of 1 micron are formed per cubic centimeter. The energy corresponding to the heat of fusion per gram of water is 333 Joules, and the crystal growth rate at the supercooling temperature of −4° C., which is the first cooling temperature, is 3.29 cm/sec from
一方、冷媒の比重や音速は水とほぼ同じである。従って、冷媒中の限界振動音圧も上記の限界音圧レベルとほぼ同じである。 On the other hand, the specific gravity and sonic velocity of the refrigerant are almost the same as those of water. Therefore, the limit vibration sound pressure in the refrigerant is almost the same as the above limit sound pressure level.
一方、水分子グループにおける水素原子の結合を断つには、結合している2つの水素原子の一方をファンデアワールス半径だけ離すことにより水素結合を切断することができる。そのエネルギー氷の融解温度が1モル当たり6キロジュールであるところ、水の水素結合は10キロから40キロジュールである。この値は水1グラムあたり555ジュールから22220ジュールであって、氷の融解温度より大きい。従って、上記の限界振動音圧を維持する限り、水分子グループはそのグルーピングを破壊することはなく、従って遊離酸素の発生もない。その結果、魚肉細胞のメト化も生じない。 On the other hand, in order to break the bond of the hydrogen atom in the water molecule group, the hydrogen bond can be broken by separating one of the two bonded hydrogen atoms by the van der Waals radius. Where the melting temperature of the energetic ice is 6 kilojoules per mole, the hydrogen bonds of water are 10 to 40 kilojoules. This value is 555 to 22220 Joules per gram of water, which is higher than the melting temperature of ice. Therefore, as long as the above-mentioned limit vibration sound pressure is maintained, the water molecule group does not destroy its grouping, and thus, free oxygen is not generated. As a result, the methation of fish meat cells does not occur.
この点からも、生鮮魚の鮮度を維持するのに冷凍過程では上記の限界音圧レベルを保った低振動又は超低振動の環境下に魚肉を置く必要がある。 From this point as well, in order to maintain the freshness of the fresh fish, it is necessary to place the fish meat in an environment of low vibration or ultra-low vibration that maintains the above-mentioned limit sound pressure level in the freezing process.
以下の説明および実施例では、血液パックの冷凍について説明するが、特に明示しない場合については、魚肉等の冷凍についても同じである。 In the following description and Examples, freezing of blood packs will be described, but the same applies to freezing of fish meat and the like unless otherwise specified.
冷却装置は冷媒を液相と気相のサイクルにかけ液相から気相に変化するときの蒸発熱で対象物を冷却する。図1Aおよび図1Bは典型的な液体冷却装置の構成と動作概要を示している。冷凍サイクルを作るガス回路は圧縮機、膨張弁またはキャピラリチューブ、熱の移動をさせる凝縮器と蒸発器又は冷凍パイプからなる。圧縮機では、ガス回路内の冷媒であるアンモニアガス、炭酸ガス、フロン等の気化潜熱が大きいガスを圧縮する。その圧縮後は高温高圧ガスとなり、凝縮器でその発生した熱を空気または水に移動させる。 The cooling device cools the object with the heat of vaporization when the refrigerant is cycled between the liquid phase and the gas phase to change from the liquid phase to the gas phase. 1A and 1B show the configuration and operation outline of a typical liquid cooling device. The gas circuit forming the refrigeration cycle comprises a compressor, an expansion valve or a capillary tube, a condenser for transferring heat and an evaporator or a refrigeration pipe. The compressor compresses a gas having a large latent heat of vaporization such as ammonia gas, carbon dioxide gas, and chlorofluorocarbon, which are refrigerants in the gas circuit. After the compression, it becomes high-temperature high-pressure gas, and the heat generated in the condenser is transferred to air or water.
その結果、高温高圧ガスは低温化し凝縮して高圧液となる。高圧液は膨張弁またはキャピラリチューブで低圧に開放し低圧液となる。さらに低圧液は気化して低圧ガスにかわる。その変化時に熱吸収して蒸発器を介して2次冷媒の温度を下げる(図1A)。あるいは冷凍パイプ内において1次冷媒が低圧液から低温低圧ガスとなり冷凍対象の温度を下げる(図1B)。冷凍対象は、本発明では冷却槽内の冷却液である。 As a result, the high-temperature high-pressure gas is cooled to a low temperature and condensed into a high-pressure liquid. The high pressure liquid is released to a low pressure by an expansion valve or a capillary tube to become a low pressure liquid. Furthermore, the low-pressure liquid vaporizes and replaces the low-pressure gas. When it changes, heat is absorbed and the temperature of the secondary refrigerant is lowered via the evaporator (FIG. 1A). Alternatively, in the freezing pipe, the primary refrigerant changes from low-pressure liquid to low-temperature low-pressure gas to lower the temperature of the object to be frozen (FIG. 1B). In the present invention, the object to be frozen is the cooling liquid in the cooling tank.
圧縮機はその動作から大きな振動を発生し、その振動は冷媒を介して、血液パックに伝わる。圧縮機は高圧縮率のポンプを使用するため、圧縮機自体の低振動化にも限度がある。そこで、血液パックを冷却する冷却液あるいは末端の冷媒が回流する経路に、圧縮機が発生した振動を伝達させない振動伝達防止装置を挿入する必要がある。 The compressor generates a large vibration from its operation, and the vibration is transmitted to the blood pack via the refrigerant. Since the compressor uses a pump with a high compression rate, there is a limit to reducing the vibration of the compressor itself. Therefore, it is necessary to insert a vibration transmission preventing device that does not transmit the vibration generated by the compressor into the path in which the cooling liquid for cooling the blood pack or the refrigerant at the end circulates.
冷却液又は冷媒を伝わる振動は縦波である。そこで振動伝達防止方法としては、振動伝達経路を2つに分割し、一方の伝達経路の長さを長くし、両伝達経路の差を、伝達を阻止しようとする振動の波長の半分(半波長)として、振動の山と谷を干渉により打ち消し合わせる方法がある。 Vibrations transmitted through the cooling liquid or the refrigerant are longitudinal waves. Therefore, as a vibration transmission prevention method, the vibration transmission path is divided into two, one of the transmission paths is lengthened, and the difference between the two transmission paths is determined by half the wavelength of the vibration (half wavelength ), there is a method of canceling the peaks and troughs of vibration by interference.
このような方法で振動を打ち消すことができるのは、液体冷凍機の振動はその大部分が冷媒の圧縮機から発生することによる。しかし、液体中の振動伝達速度は約1500m/秒あるため、圧縮機の振動が例えば60ヘルツであると、半波長は12.5mとなり、干渉により振動を除去するには、長い経路差を冷却回路内に設けなければならい。 The reason why the vibration can be canceled by such a method is that most of the vibration of the liquid refrigerator is generated from the refrigerant compressor. However, since the vibration transmission speed in the liquid is about 1500 m/sec, if the vibration of the compressor is, for example, 60 Hertz, the half-wavelength is 12.5 m, and in order to eliminate the vibration due to interference, cool the long path difference. Must be provided in the circuit.
そこで、本発明に係る振動伝達防止装置では、多重反射により振動伝達距離を実質的に長くして遅延位相を大きくする遅延装置、と振動を拡散させる回折穴を用いた整流装置を用いて、物理的に短い長さで振動伝達の防止が可能である。 Therefore, in the vibration transmission preventing device according to the present invention, a physical delay unit is used that substantially lengthens the vibration transmission distance by multiple reflection to increase the delay phase, and a rectifying device that uses a diffraction hole for diffusing the vibration. It is possible to prevent vibration transmission with an extremely short length.
動伝達速度は音波の伝達速度と同じであって約1500m/秒、圧縮機の振動が例えば60ヘルツの場合、半波長となる距離は約12.5mとなり、長い経路差を冷却回路内に設けなければならい。逆に言うなら、たとえば1mの経路長では、0.04ラジアンの移相
The dynamic transmission speed is the same as the transmission speed of sound waves and is about 1500 m/sec. When the vibration of the compressor is, for example, 60 Hertz, the half wavelength distance is about 12.5 m, and a long path difference is provided in the cooling circuit. I have to. Conversely, for example, with a path length of 1 m, a phase shift of 0.04 radians
このような多重反射を利用した装置を4段直列にした場合には、0.72ラジアン×4の遅延量が生じる。この遅延は、0.46波長であり、振動波源を2つに分割し2つの振動波を生成し、この2つの振動波相互の干渉によって元の振動波を打ち消すことが可能である。前記遅延量を半波長に正しく合わせるには、振動反射板1及び振動反射板2の間の
When four stages of devices using such multiple reflection are connected in series, a delay amount of 0.72 radian×4 occurs. This delay is 0.46 wavelength, and it is possible to divide the vibration wave source into two, generate two vibration waves, and cancel the original vibration wave by mutual interference of these two vibration waves. In order to properly adjust the delay amount to the half-wavelength, between the
このように、多重反射を利用した遅延装置により冷却装置を小型化することができ、現実的な大きさの超低振動の冷却装置を実現できる。 In this way, the cooling device can be downsized by the delay device using the multiple reflection, and a cooling device with an ultra-low vibration of a practical size can be realized.
2つの振動波相互の干渉によって元の振動波を打ち消しても、干渉の後の2つの振動波の伝播方向により再び振動が現れる場合もある。この現象は、問題としている振動波の高調波において現れ易い。これを防ぐには、2つの振動波相互の干渉の後、振動波の伝播経路に回折穴を設けてこれを通すことにより振動波を拡散させればよい。実際には、この振動を拡散させる整流装置を遅延装置の下流に設ける。その結果、整粒装置より下流に当たる伝播経路ではどこにおいても振動は除去され他状態が保たれる。 Even if the original vibration wave is canceled by the interference between the two vibration waves, the vibration may appear again depending on the propagation directions of the two vibration waves after the interference. This phenomenon is likely to appear at higher harmonics of the vibration wave in question. In order to prevent this, after interference between the two vibration waves, a vibration hole may be diffused by providing a diffraction hole in the propagation path of the vibration wave and passing it through the diffraction hole. In practice, a rectifying device for diffusing this vibration is provided downstream of the delay device. As a result, the vibration is eliminated and the other state is maintained anywhere in the propagation path downstream of the particle size control device.
本発明の方法により冷凍保存した血液は、体温に戻したときでもほとんど溶血は起こらない。冷凍温度は−10°Cであるので、長期の保存が可能であり希少血液型の者は、平時より自家血液保存を行い、緊急時の輸血に備えることが容易にできようになる。 Blood cryopreserved by the method of the present invention hardly causes hemolysis even when it is returned to body temperature. Since the freezing temperature is −10° C., it can be stored for a long period of time, and a rare blood group person can easily carry out autologous blood storage during normal times to prepare for an emergency blood transfusion.
本発明の方法により冷凍保存した生鮮魚では、高級魚で用いられている−40°C以下で冷凍保存する高価な冷凍設備用いることなく通常用いられる−18°Cのコールドチェーンを経由しても鮮度を維持することができる。その際、第2冷却温度に到達後、冷凍された魚肉を−18°Cで冷凍保存する。 The fresh fish frozen and stored by the method of the present invention can be passed through a cold chain of −18° C. which is usually used without using expensive refrigeration equipment that is frozen and stored at −40° C. or less, which is used for high-grade fish. The freshness can be maintained. At that time, after reaching the second cooling temperature, the frozen fish meat is frozen and stored at -18°C.
また、上記の冷凍保存方法を使用するとき血液パックを低振動環境下におく必要があるが、本発明にかかる振動伝達防止装置を用いることに液体冷凍機を小型化ができる。血液パックは小型であり、本件冷凍保存方法を使用するについて装置全体を小型化できるという大きな現実的な効果とそれによる利益が得られる。 Further, when the above-mentioned frozen storage method is used, it is necessary to put the blood pack in a low vibration environment, but by using the vibration transmission preventing device according to the present invention, the liquid refrigerator can be downsized. Since the blood pack is small, the use of the present cryopreservation method has a great practical effect that the entire apparatus can be downsized, and a benefit thereof.
採血した血液を本発明の方法により凍結する実施例について以下に説明する。 An example of freezing the collected blood by the method of the present invention will be described below.
本実施例は緩慢冷却を採用する場合の冷却工程の実施態様である。 The present embodiment is an embodiment of the cooling process when slow cooling is adopted.
血液を採取後、滅菌した容器(パック)に注入し、血液を当該容器に満たしたのち、空気相を含まない状態で注入口を封止する。パックの素材は、ポリ塩化ビニル(PVC)又はその可塑剤であるDEHP(フタル酸ジ‐2‐エチルヘキシル)に換えてTOTM(トリメリット酸トリス‐2‐エチルヘキシル)を用いたポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリブタジエンあるいはこれらに類似の材質でできたものを使用する。以下では、このように血液を充填した容器を血液パックと呼ぶ。
After collecting blood, the blood is injected into a sterilized container (pack), the blood is filled in the container, and then the injection port is sealed in a state where the air phase is not included. The material of the pack is polyvinyl chloride (PVC) or polyvinyl chloride using polyolefin (TO-2-(tris - 2 - ethylhexyl trimellitate)) instead of DEHP (di - 2 - ethylhexyl phthalate) which is a plasticizer thereof, and polyolefin. Use polyethylene, polybutadiene, or a material similar to these. Hereinafter, such a container filled with blood will be referred to as a blood pack.
あるいは、既に血液パックとして販売されているパック入りの全血液を利用してもよい。これらは何れも血液パックと呼ぶ。 Alternatively, whole blood in a pack already sold as a blood pack may be used. All of these are called blood packs.
血液パックは、常温から以下の冷凍工程に置いても良い。一方冷凍工程時間を短くするために、以下の冷凍工程置く前に予備的冷蔵するかあるいは低温の液体により冷却しておくことが望ましい。 The blood pack may be placed in the following freezing process from room temperature. On the other hand, in order to shorten the freezing process time, it is desirable to carry out preliminary refrigeration or cool with a low temperature liquid before placing the following freezing process.
液体冷凍機は冷却温度として−18°C程度の低温冷却のできるものが望ましい。血液パックの耐冷限界温度あるいは脆化温度である−30°Cの低温冷却できる液体冷凍機であっても良い。さらに、冷却温度の設定値を時間的に変更できる温度制御機構を有するものが望ましい。 It is desirable that the liquid refrigerator be capable of cooling at a low temperature of about -18°C as a cooling temperature. It may be a liquid refrigerator that can be cooled at a low temperature of -30°C, which is the cold resistance limit or embrittlement temperature of the blood pack. Further, it is desirable to have a temperature control mechanism that can change the set value of the cooling temperature with time.
液体冷凍機の冷却槽内には血液パックを直接冷却する2次冷媒としてエタノールを循環させる。液体冷凍機の温度設定を−4°Cから−6°Cの範囲にある第1冷却温度に設定し、放置しエタノールが第1冷却温度に至まで待つ。その後、低振動状態で冷却をするため液体冷凍機の圧縮の動作を止めるか、又は最小運転モードにする。 In the cooling tank of the liquid refrigerator, ethanol is circulated as a secondary refrigerant that directly cools the blood pack. The temperature of the liquid refrigerator is set to the first cooling temperature in the range of -4°C to -6°C, and the liquid refrigerator is left to stand until the ethanol reaches the first cooling temperature. Then, in order to perform cooling in a low vibration state, the compression operation of the liquid refrigerator is stopped or the minimum operation mode is set.
血液パックを冷却槽内に沈没させる際、室温状態の血液パックが2次冷媒であるエタノールの温度を一時的に上げる。この温度上昇を抑えるため、冷却槽内のエタノールの体積は血液パックの体積に比べて十分に大きいことを必要とする。具体的には、エタノールの温度が一時的上昇しても、−4°Cを超えない程度に血液パックに対して十分な熱容量を保つだけのエタノールが液体冷凍機の冷却槽内に貯留し循環している必要がある。しかし、当該温度上昇を見込んで第1冷却温度を−6°Cより低い温度に設定する解凍後の血液は溶血を生じる。 When the blood pack is submerged in the cooling tank, the blood pack at room temperature temporarily raises the temperature of ethanol as the secondary refrigerant. In order to suppress this temperature rise, the volume of ethanol in the cooling tank needs to be sufficiently larger than the volume of the blood pack. Specifically, even if the temperature of ethanol temporarily rises, enough ethanol is stored in the cooling tank of the liquid refrigerator and circulated so that it maintains a sufficient heat capacity for the blood pack so that it does not exceed -4°C. Need to be However, the blood after thawing, which sets the first cooling temperature to a temperature lower than −6° C. in anticipation of the temperature increase, causes hemolysis.
その後、血液パックを冷却槽内に静置させたまま5分間程度より長い時間にわたって放置する。ただし、これより短い時間であっても血液の溶血にほとんど影響を与えない。 After that, the blood pack is allowed to stand in the cooling tank for about 5 minutes or longer. However, even if the time is shorter than this, the hemolysis of blood is hardly affected.
放置時間の経過後、液体冷凍機の冷却温度を、−7〜−13°Cの範囲で第2冷却温度に設定する。第2冷却温度の選択は血液パック内の血液の保存期間に影響する。第2冷却温度が−7°Cのときには保存期間は短く、−13°Cのときには保存期間は長い。第1冷却温度から第2冷却温度までの冷却速度は−1.5°C/時間〜−0.5°C/時間の範囲の緩慢な冷却が必要である。このため、液体冷凍機は温度制御機構を有するものが望ましく、冷却温度は時間的に前記の範囲の何れかの温度変化となるよう設定する。緩慢な冷却の期間は低振動状態で冷却をするため液体冷凍機の圧縮の動作を最小運転モードにする。それでも十分な低振動状態を作ることができないときは、後に述べる防振手段を用いる。 After the elapse of the standing time, the cooling temperature of the liquid refrigerator is set to the second cooling temperature in the range of -7 to -13°C. The choice of the second cooling temperature affects the shelf life of the blood in the blood pack. When the second cooling temperature is -7°C, the storage period is short, and when it is -13°C, the storage period is long. The cooling rate from the first cooling temperature to the second cooling temperature requires slow cooling in the range of -1.5°C/hour to -0.5°C/hour. For this reason, it is desirable that the liquid refrigerator has a temperature control mechanism, and the cooling temperature is set so as to temporally have a temperature change in any of the above ranges. During the slow cooling period, cooling is performed in a low vibration state, so that the compression operation of the liquid refrigerator is set to the minimum operation mode. If it is still not possible to create a sufficiently low vibration state, use the anti-vibration means described later.
血液パックを緩慢冷却し、第2冷却温度に達した後はその温度を維持する。第2冷却温度を維持するについて低振動状態は必要でないため、血液パックをその第2冷却温度又はそれ以下の温度であって血液パックの材料の耐冷限界温度あるいは脆化温度である−30°Cまでの温度を維持しつつ他の冷凍装置への移動をしても構わない。この第2冷却温度又はそれ以下の温度であって血液パックの材料の耐冷限界温度あるいは脆化温度である−30°Cまでの温度を保存温度と呼ぶ。この一連の過程で、血液パックの凍結保存工程が完了し、あとは上記保存温度を維持して血液パック保存するだけである。 The blood pack is slowly cooled and maintained at that temperature after reaching the second cooling temperature. Since a low vibration state is not required to maintain the second cooling temperature, the blood pack is at or below its second cooling temperature, which is the cold endurance temperature or embrittlement temperature of the material of the blood pack, -30°C. The temperature may be maintained and the temperature may be moved to another refrigeration system. The second cooling temperature or lower temperature and the temperature up to −30° C. which is the cold resistance limit temperature or the embrittlement temperature of the material of the blood pack are called the storage temperature. In this series of processes, the cryopreservation step of the blood pack is completed, and the remaining storage temperature is maintained and the blood pack is simply stored.
上述の防振手段にとしては、図2Aに示すように液体冷凍機の冷却槽である冷却液体循環槽101の上部に設置した横棒あるいはレール105と、血液パック103にかけるつるし紐104からなる手段がある。この手段により、主に圧縮機が発生する液体冷凍機の振動が血液パック103に伝わらず低振動状態で血液パック103を冷却することができる。つるし紐104は血液パック103の上部のパックの袋の合わせ部に開けた穴、若しくは血液パック103全体をそのつるし紐104で結束しても良い。
As shown in FIG. 2A, the above-mentioned vibration isolator comprises a horizontal bar or
さらに、別の防振手段としては、図2Bに示すように、冷却液体循環槽101内に除振効果のある除振台108と血液パック103を入れる収納器106および収納器106の上部を覆う収納器蓋107がある。防振台108は冷却液体循環槽101を介して液体冷凍機の圧縮機が発生する振動が収納器106に伝わり難くするものであって、塩化ビニル等のプラスチック、シリコーンゴムあるいは発泡プラスチックからなり収納器106を冷却液体循環槽101の底面から浮かせる直接底面に接しないようにしている。
Further, as another vibration isolating means, as shown in FIG. 2B, a
一方、収納器106は冷却液102を介して伝わる圧縮機の振動から隔絶することを目的としている。収納器106の材料としては、冷却液102の温度を素早く伝えるため熱伝導度が高く、冷却液102を伝わる振動を反射し遮断効果を有するためには冷却液102とは音響インピーダンスが大きく異なることが重要である。そのためには収納器106の材料としては例えばアルミニウム等の金属が好ましい。また、収納器蓋107の材料も同じ理由からアルミニウム等の金属が好ましい。
On the other hand, the
収納器106に収納器蓋107をすることは防振効果があっても、冷却液102の循環が血液パック103に触れないため血液パック103に対する冷却効果は低下する。したがって、血液パック103を超低振動状態置く必要があるとき以外は使用しない。
Although providing the
低振動の状態としては、音圧限界値は284パスカルである。したがって、血液パックに伝わる振動の振動圧はこの音圧限界値以下が望ましい。血液パックに伝わる振動がこれらの値より大きいと氷晶表面における外部の水分子の衝突とそれに続く氷結固定が生じやすく、その結果、大きな氷晶ができてしまい、解凍時に溶血を起こす。魚肉にあって鮮度を喪失する。 In the low vibration state, the sound pressure limit value is 284 Pascal. Therefore, it is desirable that the oscillating pressure of the vibration transmitted to the blood pack be equal to or lower than the sound pressure limit value. If the vibration transmitted to the blood pack is larger than these values, collision of external water molecules on the surface of the ice crystal and subsequent freeze fixation are likely to occur, resulting in the formation of large ice crystals, which causes hemolysis during thawing. Loss freshness in fish meat.
この低振動の状態は、少なくとも第1冷却温度から第2冷却温度までの冷却過程では必要であるが、第1冷却温度までの冷却過程においても、また第2冷却温度達成後であっても冷却過程においては維持しても良い。 This low-vibration state is necessary at least in the cooling process from the first cooling temperature to the second cooling temperature, but in the cooling process up to the first cooling temperature and even after the second cooling temperature is reached, cooling is performed. May be maintained in the process.
本実施例はステップ冷却を採用する場合の冷却工程の実施態様である。ここでは、血液パック103の製作あるいは由来は実施例1と同じである。
血液パック103を冷却液体循環槽101内に静置させ第1冷却温度にまで冷却し5分間程度より長い時間にわたって放置するまでの条件も工程も実施例1と同じである。
This embodiment is an embodiment of a cooling process when step cooling is adopted. Here, the manufacture or origin of the
The conditions and steps until the
第2冷却温度を−7〜−13°Cで定める。第1冷却温度から第2冷却温度に至るまでの間は、−0.5°Cから−1.5°Cの範囲の温度をステップ温度として選ぶ。上記の5分間程度以上の放置後に、液体冷凍機の冷却温度をその選んだステップ温度だけ下げる。その後、0.5時間又はステップ冷却温度のセ氏温度表示の数値×0.5時間のうち何れか長い時間、血液パック103を液体冷凍機内に放置する。
The second cooling temperature is set to -7 to -13°C. During the period from the first cooling temperature to the second cooling temperature, a temperature in the range of −0.5° C. to −1.5° C. is selected as the step temperature. After leaving for about 5 minutes or more, the cooling temperature of the liquid refrigerator is lowered by the selected step temperature. After that, the
その後、液体冷凍機の冷却温度を前記のステップ温度だけさらに下げ、0.5時間又はステップ冷却温度のセ氏温度表示の数値×0.5時間のうち何れか長い時間、血液パック103を液体冷凍機内に放置する。これを繰り返して第2冷却温度に到達する。第2冷却温度に到達する一つ前の温度から第2冷却温度の温度差が−0.5°Cより絶対値が小さい場合には、最後のステップ温度はその温度差としさらに第2冷却温度に達した後は最後のステップ冷却温度のセ氏温度表示の数値×0.5時間より長い時間、血液パック103を液体冷凍機内に放置する。
Thereafter, the cooling temperature of the liquid refrigerator is further lowered by the above step temperature, and the
液体冷凍機の冷却温度をステップ温度ごとに下げると、しばらくは、冷却液体循環槽101の温度をそのステップ温度分だけ下げるために、液体冷凍機内の圧縮機は強く稼動し、血液パック103が放置された冷却液体循環槽101に圧縮機の振動が伝わる。そのため血液パック103の冷却が、低振動状態では行われなくなる。そのため、低振動状態での冷却が困難であることが予想されるときは、血液パック103を図2Bに示す収納容器に入れ、かつ、冷却液体循環槽101の温度をそのステップ温度分だけ下げるときは収納容器の上部を収納器蓋107で覆う。
When the cooling temperature of the liquid refrigerator is lowered for each step temperature, the temperature of the cooling
放置状態の時は収納器蓋107を外す。その放置状態の時には収納器蓋107をしたままでも良いが、冷却液102の温度が血液パック103に十分に伝わるように、放置時間を上述の時間より2から3倍長くする。最後の放置時間を経過後は液体冷凍機の温度はそのまま維持する。第2冷却温度を維持するについては低振動状態は必要でないため、血液パックをその第2冷却温度又はそれ以下の温度であって血液パックの材料の耐冷限界温度あるいは脆化温度である−30°Cまでの保存温度を維持しつつ他の冷凍装置への移動をしても構わない。この一連の過程で、血液パックの凍結保存工程が完了し、あとは前記保存温度を維持して血液パックを保存するだけである。
When it is left as it is, the
冷凍時の低振動環境は実施例1と同じであることが好ましい。またその適用時も実施例1と同じであっても良い。 The low vibration environment during freezing is preferably the same as that in the first embodiment. Also, when applied, it may be the same as in the first embodiment.
本実施例では、血液パックに替えて、クロマグロ肉を冷凍する。クロマグロは柵状に切りその切り身を包装用プラスチックフィルム又は包装用プラスチックバッグで空気層を含まない状態で包み、図2Aに示す冷却液体循環槽101の収納器106に入れ、実施例1および実施例2で用いた冷凍過程で冷凍し、その後−18°Cで冷凍保管をした。実施例1と同じ連続冷却を施した後、−18°Cで1週間保管後、解凍した結果を図3A、図3B、図3C及び図4A、図4B、図4Cに示す。図3A、図3B、図3Cはクロマグロ肉の筋繊維細胞を示しており、それぞれ非冷凍生クロマグロ肉、上記の解凍クロマグロ肉、及び通常の緩慢冷凍法を経た後の解凍クロマグロ肉である
In this embodiment, bluefin tuna meat is frozen instead of the blood pack. The bluefin tuna is cut into a fence shape and the fillet is wrapped with a plastic film for packaging or a plastic bag for packaging without an air layer, and placed in the
これより、本実施例のクロマグロ肉は、冷凍しない生肉と同様の細胞の破壊は殆どない。一方、従来の緩慢冷凍法(図3C)では筋繊維細胞の破壊が各所に生じていること、及び細胞内の氷結跡に水が溜まっていることが分かる。図4A、図4B、図4Cはクロマグロ肉の全体外観を示しており、それぞれ非冷凍生クロマグロ肉、上記の解凍クロマグロ肉、及び通常の緩慢冷凍法を経た後の解凍クロマグロ肉である。非冷凍生クロマグロ肉、及び通常の緩慢冷凍法を経た後の解凍クロマグロ肉と比較して、本実施例の解凍クロマグロ肉ではメト化による褐色変質が僅かである。ただし、生クロマグロ肉は1週間の保存はできないため、同種のクロマグロの同一部位から採取したクロマグロ肉を使っている。 As a result, the bluefin tuna meat of this example has almost no cell destruction similar to that of raw meat that is not frozen. On the other hand, it can be seen that in the conventional slow freezing method (FIG. 3C), muscle fiber cells are destroyed in various places and water is accumulated in the intracellular ice marks. FIG. 4A, FIG. 4B, and FIG. 4C show the overall appearance of bluefin tuna meat, that is, unfrozen raw bluefin tuna meat, the above-mentioned thawed bluefin tuna meat, and the thawed bluefin tuna meat that has undergone the usual slow freezing method. Compared with the non-frozen raw bluefin tuna meat and the thawed bluefin tuna meat that has undergone the usual slow freezing method, the thawed bluefin tuna meat of this example has a slight browning change due to methification. However, raw bluefin tuna meat cannot be stored for one week, so we use bluefin tuna meat collected from the same part of the same species of bluefin tuna.
包装用プラスチックフィルムや包装用プラスチックバッグは上述のポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリブタジエン等に加えてポリ塩化ビニリデンを用いても、また柔軟性がある展性のある素材を用いても良い。 In addition to the above-mentioned polyvinyl chloride, polyolefin, polyethylene, polybutadiene, etc., polyvinylidene chloride may be used for the plastic film for packaging and the plastic bag for packaging, or a flexible and malleable material may be used.
これらの結果より、本実施例におけるクロマグロ肉は従来の緩慢冷凍法によるクロマグロ肉より鮮度が保たれていることが示されている。この結果は、実施例2に示したステップ冷凍法を利用したときでも同じである。 From these results, it is shown that the bluefin tuna meat in this example is kept fresher than the bluefin tuna meat prepared by the conventional slow freezing method. This result is the same when the step refrigeration method shown in Example 2 is used.
温度計測は、直接魚肉の温度を計測しても良いし、又は包装用プラスチックフィルムあるいは包装用プラスチックバッグを介して計測してもよい。 For the temperature measurement, the temperature of fish meat may be directly measured, or may be measured via a plastic film for packaging or a plastic bag for packaging.
なお、冷凍時の低振動環境は実施例1と同じであることが好ましい。これより振動が大きいと氷晶表面における外部の水分子の衝突とそれに続く氷結固定が生じやすく、その結果、大きな氷晶ができてしまい氷結時にメト化が進み、解凍時にはドリップが発生する。
またその適用時も実施例1と同じであっても良い。
The low vibration environment during freezing is preferably the same as that in the first embodiment. If the vibration is larger than this, collision of external water molecules on the surface of the ice crystal and subsequent freeze fixation are likely to occur, and as a result, large ice crystals are formed, which promotes met formation during freezing and drip occurs during thawing.
Also, when applied, it may be the same as in the first embodiment.
上記の実施例1及び実施例2では、液体冷却装置の振動が冷却中の血液パックに加わらないように、2つの手段とその使用方法、即ち血液パック103をつるし紐104で上から吊るす場合(図2Aに例示する場合)と、除振台108と血液パック103を入れる収納器106および収納器106の上部を覆う収納器蓋107を組み合わせて用いる場合(図2Bに例示する場合)を、示している。しかし、これらは液体冷却装置の主な振動源である圧縮機が発生する振動が、2次冷媒を介して血液パックあるいは包装用プラスチックフィルムや包装用プラスチックバッグに入れた魚肉に伝わるメカニズムに対する積極的な解決策を与えるものではない。
In the above-mentioned first and second embodiments, in order to prevent the vibration of the liquid cooling device from being applied to the blood pack being cooled, two means and the use thereof, that is, the case where the
本実施例では、積極的な防振手段として、圧縮機が発生する振動が1次冷媒を伝わり、さらに2次冷媒である冷却槽のエタノールあるいはエチレングリコール等に伝わることを防ぐ機能を有する振動除去装置について、その具体的な実施例を示す。当該振動除去装置は、1次冷媒の回路の途中に設置して使用する。当該振動除去装置により、液体冷却装置の主な振動源である圧縮機が発生する振動は遮断され、血液パックあるいは包装用プラスチックフィルム等に入れた魚肉には伝わらない。本振動除去装置は圧縮機を用いた液体冷却装置ならいずれにも協働して稼働させることにより、振動が冷媒にほとんど伝わらない冷凍装置を実現することができる。 In this embodiment, as positive vibration damping means, vibration removal having a function of preventing vibration generated by the compressor from being transmitted to the primary refrigerant and further to ethanol or ethylene glycol in the cooling tank which is the secondary refrigerant. Specific examples of the apparatus will be described. The vibration eliminator is installed and used in the middle of the circuit of the primary refrigerant. By the vibration removing device, the vibration generated by the compressor, which is the main vibration source of the liquid cooling device, is blocked and is not transmitted to the fish meat contained in the blood pack or the plastic film for packaging. By operating this vibration removing device in cooperation with any liquid cooling device using a compressor, it is possible to realize a refrigeration system in which vibration is hardly transmitted to the refrigerant.
気体と液体の相変化を生じる冷媒が冷却槽内のエタノールあるいはエチレングリコール等の1次冷却液を冷却する場合には1次冷却液の循環回路に本振動伝達防止装置を入れる。 When the refrigerant that causes a phase change between gas and liquid cools the primary cooling liquid such as ethanol or ethylene glycol in the cooling tank, this vibration transmission prevention device is installed in the circulation circuit of the primary cooling liquid.
図6Aと図6Bは本実施例にかかる振動除去装置の一部又は全部をなす振動除去モジュール10示す。図6Aは振動除去モジュール10の外観を示し、図6Bはその内部断面を示す。振動除去装置要素10は入力管1、出力管3、多重反射管2からなる。振動除去モジュール10の入力管1、多重反射管2及び出力管3はそれぞれ円筒形状をしており、それぞれの内径はd1、d2及びd3である。1次冷媒あるいは2次冷媒の移送は、これら冷媒が入力管1から入り、多重反射管2を経由して出力管3から出て行くという移動の順序である。冷媒中の縦波の振動波は入力管1から多重反射管2に伝わり、そこで多重反
6A and 6B show a
振動除去モジュール10は冷媒の流量を積極的に制御するものでないので、一般的にはd1とd3は等しい。振動波の多重反射は多重反射管2の円筒端面をなす2つ壁の間で生じる。その反射係数と透過係数は、厳密には冷媒と振動除去モジュール10、及び振動除去モジュール10の外部である空気の密度と音波伝送速度による音響インピーダンスを考慮しなければならない。
Since the
振動除去モジュール10は金属やプラスチックで作られている。そのため、冷媒や空気とは密度と音波伝送速度に大きな違いがある。そのため、音響インピーダンスの効果を無視して、形状のみで振動除去モジュール10の反射係数と透過係数を求めても大きな誤差は生じない。そのため反射係数と透過係数はそれぞれ
振動除去モジュール10の内部構造が図6Bで示すものの場合には、入力管1から伝番する振動の一部は、上記の多重反射を生じることなく、直接出力管3から下流側の冷媒に伝わる。そのため、下流側の冷媒に、完全な振動の半波長の位相差を与えることが困難となる。
When the internal structure of the
図6Cはその問題を改善した振動除去モジュール10の内部構造を示している。即ち、入力管1から伝播する振動が直接出力管3に伝播しないように、出力管3が入力管1を見込む出口側に円盤状の板材により構成されたバッフル31を設けている。バッフル31は振動の伝達を妨げる働きをし、その直径d4は出力管3の内径d3と同程度かそれより少し大きい。バッフル31は取付け脚32により多重反射管2の内部に取り付けられている。
FIG. 6C shows the internal structure of the
このバッフル31により、入力管1から伝播する振動は殆どが上記の多重反射を経るため、この多重反射管2において完全な振動の半波長の位相差を与えることができる。
なお、このバッフル31は円盤形状でなくても出力管3の内径d3を覆う形状であれば四角形あるいはそれ以上の多角形であても良い。
Because of the
The
図6Dは振動除去モジュール10のさらに別の内部構造上を示している。上述の実施例では、バッフル31により入力管1から伝播する振動が直接出力管3に伝播しないようにしていたが、バッフル31に換えて円盤状の板材により構成された振動反射板33を設けている。振動反射板33の直径d5は多重反射管2の内部直径d2より少し小さく出力管3の内径d3より大きい。振動反射板33は入力管1から伝播する振動をほとんど反射し、この振動反射板34と多重反射管2の入力管1側の終端内壁との間で多重反射を生じる。多重反射を生じた後の振動は振動反射板33と多重反射管2の隙間から出力管3に流出する冷媒中を伝搬することなる。振動反射板33は取付け脚34により多重反射管2の内部に取り付けられている。
FIG. 6D shows another internal structure of the
図6Dでは、振動反射板33の表面を多重反射管2の入力管1側の終端内壁に向って凹形状としている。入力管1から伝播する振動の位相面と合わせるためである。しかし、多重反射による振動の波形の空間的な分散が生じるものの、振動反射板33の表面形状を多重反射管2の入力管1側の終端内壁に平行な平板としても良い。
In FIG. 6D, the surface of the
なお、この振動反射板33は円盤形状でなくても出力管3の内径d3を覆う形状であれば四角形あるいはそれ以上の多角形であっても良い。
バッフル31は振動が直接出力管3に伝播しないように働き、振動反射板33は多重反射管2の入力管1側の終端内壁との間で多重反射を生じさせるように働くため、バッフル31の直径d4は振動反射板33の直径d5より小さい。
The
The
振動の半波長の位相差による振動の干渉により打ち消しのために、1次冷媒、2次冷媒又は冷凍液の回路を2つ分割し、その一方は直接そのまま移送し(直接移送)、他方には振動除去モジュール10を1以上直列にして半波長の位相遅延を発生させて移送(位相遅延移送)する。図7Aと図7Bは、これらの直接移送と位相遅延移送を実現する回路(以下、「位相差発生回路」と呼ぶ)の実施例の要部を示している。
In order to cancel by the interference of vibration due to the phase difference of half wavelength of vibration, the circuit of the primary refrigerant, the secondary refrigerant or the frozen liquid is divided into two, one of them is directly transferred as it is (direct transfer) and the other is transferred to the other. One or more
1次、2次冷媒又は冷凍液の回路の配管11は分岐管12で2つに分割される。位相差発生回路6及び7では、直接移送には位相遅延を少なくするためにほぼ直線的に伸びる直線状の配管4が用いられている。位相差発生回路6では、位相遅延移送には振動除去モジュール10は直接移送用の配管4に平行(図7A)に配置し、また位相差発生回路7では振動除去モジュール10は直接移送用の配管4に直角(図7B)に配置している。位相差発生回路7では振動除去モジュール10を直接移送用の配管4に対して直角に配置しているため、位相差発生回路6に比べてその全長は短くできるため、振動除去装置を小型にすることができる。
The
分岐管12から振動除去モジュール10を経由する回路には配管5が用いられている。直接移送の配管4の回路と、配管5と振動除去モジュール10からなる位相遅延移送の回路とは、同じコンダクタンスを有し、直接移送の回路及び位相遅延移送の回路から供給される1次冷媒あるいは2次冷媒の単位時間の流量は同じである。これにより、合流後の全体流量において振動の干渉により全体流量において確実に振動を打ち消すことができる。
A
図7Cは単純な合流器17を示している。即ち、直接移送の配管4の回路から供給される1次冷媒あるいは2次冷媒と、位相遅延移送の回路を経由して配管5から供給される1次冷媒あるいは2次冷媒とをそれぞれ入力配管13と14から流入させ配管16で合流させる。
FIG. 7C shows a
図8Aと図8Bは、直接移送の回路及び位相遅延移送の回路から供給される冷媒あるいは冷却液の流れを合流する他の合流器20の外観と内部断面を示している。直接移送の配管4の回路と、振動除去モジュール10と配管5からなる位相遅延移送の流れの回路は、合流器20の入力配管13と14に接続されている。入力配管13と14から流入した冷媒は、当該2つの入力配管の出口が接続された円錐形状の内部空間を有する拡大管21の入り口25に入り干渉室26に導入される。
FIG. 8A and FIG. 8B show the external appearance and the internal cross-section of another
入力配管13と14から見込む干渉室26の角度θは円錐の頂角又は流れの拡大角であって、流れの圧力損失を大きくしない範囲の値が望まし。拡大管では流れは最初壁面より遊離して、ある程度下流に行って後に管壁に接する。圧力損失が生じる原因は、この拡大管の最初の所では、噴流が周りの流体を乱して渦を作ることにより生じる。拡大角は図9より、最大圧力損失の約半分となる25度程度が良い。これ以上の角度であっても良いが、流れを作る循環ポンプ52(図10A)や圧縮機72(図10B)の負荷が大きくなる。逆に、これ以下の角度であると合流器20の外形長が大きくなり、これを装備させる振動除去装置が大きくなってしまう。
The angle θ of the
直接移送の回路及び位相遅延移送の回路から供給される1次冷媒あるいは2次冷媒は干渉室26で相互に干渉し、縦波の振動はこの干渉室26において消滅する。しかし、干渉室26は縦波の振動とその振動とは半波長遅れた振動の2つの振動が干渉する空間に過ぎないため、ともすると干渉が破れて冷媒に再び振動が現れることがある。この危険性を防止するため、多くの回折穴24が開いた拡散板23を干渉室26の下流部に設けてある。振動はこの回折穴24を新たな振動源として振る舞う。
The primary refrigerant or the secondary refrigerant supplied from the direct transfer circuit and the phase delay transfer circuit interfere with each other in the
拡散板23は振動を透過させないために冷媒あるいは冷却液に比べ音響インピーダンスが大きく異なる材質、例えば内部に空洞を有するプラスチックあるいは金属板が望ましい。しかし、回折穴24において振動は消滅しているため、その下流側の円筒管22で構成された合流室27には振動が消滅した流れが集まる。その後、出口28を経由して、流れは超低振動の流れとして出力配管15から、冷却液供給管54(図10A)又は冷媒供給管84(図10B)を通って冷却液体循環槽58又は冷却液体循環槽78を冷却する冷却配管75に至る。
Since the
振動除去装置は位相差発生回路6又は7を合流器20に接続して構成することができる。一方、位相差発生回路6又は7の配管4及び5を、合流器20を使用せず、分岐管を逆方向に使用する合流管(図示せず)につないで、振動除去装置とすることもできる。この場合は、合流後の配管を曲げたりすると元の振動波が現れる場合があるので使用の用途は限定される。一方、合流器20を使用する場合は、合流器20の後の下流側の配管を曲げても元の振動波が現れることがないため、用途は限定されない。
The vibration eliminator can be configured by connecting the phase
図10Aは振動除去装置53を冷却液55の循環回路65設置して使用する実施形態を示している。冷却液体循環槽58には冷却液55が満たされている。冷却液55は循環ポンプ52により循環回路65を循環している。循環回路65には1次冷却器51が設けられ、冷却液55は1次冷却器51により冷却され冷却管66を介して振動除去装置53に入る。超低振動の冷却液55は冷却液供給管54を介して冷却液体循環槽58に供給される。冷却液55は循環ポンプ52や圧縮ポンプ42が発生する振動を伝達していないため、実施例1又は2で要求される冷却過程において、血液パック57を低振動ないし超低振動の環境下に置くことができる。血液パック57は、防振台56の上に置かれるか、収納器(図示せず)に収めて防振台56上の置いても良い。
FIG. 10A shows an embodiment in which the
1次冷却器51で冷却液55を冷却する1次冷媒は循環回路63において冷却サイクルの循環をしている。即ち1次冷媒は圧縮ポンプ42の圧縮と膨張弁43での低圧化による圧力の傾斜により循環回路63内を循環している。1次冷媒は圧縮ポンプ42により圧縮後、2次冷却器41により冷却され膨張弁43を経由して1次冷却器51に入る。2次冷却器41には低温度の水あるいは空気61が供給され、1次冷媒の熱を奪った後、温水あるは高温の空気62となる。本実施例では、1次冷媒は圧縮ポンプ42により圧縮後、2次冷却器41により冷却され膨張弁43に入るが、膨張弁43に変わってキャピラリを用いてもよい。
The primary refrigerant that cools the cooling
なお、本実施例は、血液パックのみならず包装用プラスチックフィルムあるいは包装用プラスチックバッグに入れた魚肉にも適用できる。 The present embodiment can be applied not only to blood packs but also to plastic film for packaging or fish meat contained in plastic bags for packaging.
図10Bは振動除去装置74を1次冷媒の循環回路83に設置して使用する実施形態を示している。冷却液体循環槽78には冷却液77が満たされている。1次冷却液は圧縮ポンプ72の圧縮と膨張弁73での低圧化による圧力の傾斜により循環回路83内を循環している。1次冷媒は圧縮ポンプ72により圧縮後1次冷却器71により冷却され膨張弁73を経由して振動除去装置74に入る。超低振動の1次冷媒は冷媒供給管84を介して冷却液体循環槽78を取巻くに冷却配管75に供給される。
FIG. 10B shows an embodiment in which the
この冷却配管75により冷却液体循環槽78が冷却され冷却液77が冷却される。1次冷媒は圧縮ポンプ72が発生する振動を伝達していないため、実施例1又は2で要求される冷却過程において、血液パック79を低振動ないし超低振動の環境下に置くことができる。血液パック57は、防振台76の上に置かれるか、収納器(図示せず)に収めて防振台76上の置いても良い。
By this cooling
1次冷却器71には低温度の水あるいは空気81が供給され、1次冷媒の熱を奪った後、温水あるは高温の空気82となる。1次冷媒は圧縮ポンプ72により圧縮後、1次冷却器71により冷却され膨張弁73に入るが、膨張弁73に変わってキャピラリを用いてもよい。
Low temperature water or
なお、本実施例は、血液パックのみならず包装用プラスチックフィルムあるいは包装用プラスチックバッグに入れた魚肉にも適用できる。 The present embodiment can be applied not only to blood packs but also to plastic film for packaging or fish meat contained in plastic bags for packaging.
また、図2Aに示すつるし紐A又は図2Bに示す除振台などの除振手段は、本発明に係る振動除去モジュールを使用した冷凍と併用しても良い。 In addition, the vibration isolation means such as the hanging strap A shown in FIG. 2A or the vibration isolation table shown in FIG. 2B may be used together with refrigeration using the vibration removal module according to the present invention.
本明細書では、溶血抑制については、全血液としては人全血液について説明し、実施例も人全血液を基本として本件発明を説明している。しかし、本件発明に係る溶血抑制冷凍保存方法及びその方法に用いる冷凍装置は、赤血球を有する動物なら陸上動物あるいは魚類等の海中動物の血液あるいはこれら動物から採取した全血液に対しても適用できる。 In the present specification, for hemolysis suppression, whole human blood is described as whole blood, and the present invention is also described in Examples based on whole human blood. However, the hemolysis-suppressing cryopreservation method according to the present invention and the refrigerating apparatus used for the method can be applied to blood of land animals, marine animals such as fish, or whole blood collected from these animals as long as they have red blood cells.
本明細書では血液の冷凍に際して血液を充填した容器特に袋状のパックを用いた例を以って本件発明を説明しているが、血液を収納し外部からの汚染を防止できものであればパックでなくても、箱状、球状等の形状でも良く。血液を冷凍することができる容器であれば良い。 In the present specification, the present invention is described with reference to an example of using a container filled with blood, particularly a bag-shaped pack, when freezing blood, but it is possible to store blood and prevent contamination from the outside. The shape does not have to be a pack, but may be box-shaped, spherical, or the like. Any container that can freeze blood may be used.
また、血液も輸血用とは限らず溶血を防ぐことが必要な目的あるいは用途であればそのような目的又は用途に使用する血液についてその冷凍保存に対しても本発明は適用できる。 The blood is not limited to blood transfusion, and the present invention can be applied to cryopreservation of blood used for such purpose or use as long as the purpose or use is required to prevent hemolysis.
一方、生鮮魚類の鮮度の維持する冷凍保存方法については実施例3ではクロマグロ肉について本明細書では説明をしている。しかし、本件冷凍保存方法は他のマグロや、他の魚種、例えば、ブリ、サバ、タイ、カツオ、カンパチ、サンマ、イワシに対しても適用できる。 On the other hand, the frozen storage method for maintaining the freshness of fresh fish is described in Example 3 with regard to bluefin tuna meat. However, the present frozen storage method can also be applied to other tuna and other fish species such as yellowtail, mackerel, Thailand, bonito, amberjack, saury and sardines.
更に、上記のクロマグロ、他のマグロや他の魚種について、実施例1に示した緩慢冷却を採用する冷却工程以外に、実施例2で示したステップ冷却を採用する冷却工程を利用しても同様に鮮度を維持することができる。 Furthermore, for the above-mentioned bluefin tuna, other tuna, and other fish species, in addition to the cooling process adopting the slow cooling shown in Example 1, a cooling process adopting the step cooling shown in Example 2 may be used. Similarly, freshness can be maintained.
なお、魚体が比較的小さい場合には、魚肉は切り身だけではなく魚体全体についても実施例3におけると同じ冷凍過程を適用して本発明の冷凍保存方法を適用することができる。冷凍装置についても同様である。 When the fish body is relatively small, the frozen storage method of the present invention can be applied to not only the fillet but also the whole fish body by applying the same freezing process as in Example 3. The same applies to the refrigerator.
冷却過程は緩慢冷却を採用する冷却工程とステップ冷却を採用する冷却工程を混在させても良い。例えば、第1冷却温度から第2冷却温度に移行する際、前半を緩慢冷却に基づく冷却工程により、後半をステップ冷却に基づく冷却工程により冷却する方法、あるいはその逆、あるいは緩慢冷却に基づく冷却工程とステップ冷却に基づく冷却工程を混在させこれらの工程の比率を変える冷却工程を利用しても良い。 The cooling process may include a cooling process that employs slow cooling and a cooling process that employs step cooling. For example, when transitioning from the first cooling temperature to the second cooling temperature, a cooling method based on slow cooling in the first half and a cooling step based on step cooling in the latter half, or vice versa, or a cooling step based on slow cooling Alternatively, a cooling process based on step cooling and a cooling process based on step cooling may be mixed to change the ratio of these processes.
又、冷凍機としては液体冷凍機を使用する場合を説明している。しかし、第1冷凍温度と第2冷凍温度を設定でき、かつ第1冷凍温度まで急速な冷凍過程を提供できるものであれば、液体冷凍機でなくてもエアブラスト冷凍機等も使用できる。また、血液パックあるいは魚肉が直接冷却液に触れない冷凍機として冷媒のガイド管やガイド筐体と直接接触するコンタクトフリーザを使用することもできる。 Further, the case where a liquid refrigerator is used as the refrigerator has been described. However, as long as the first freezing temperature and the second freezing temperature can be set and a rapid freezing process can be provided up to the first freezing temperature, an air blast freezer or the like can be used instead of the liquid freezer. Further, as a refrigerator in which the blood pack or the fish meat does not come into direct contact with the cooling liquid, a contact freezer which is in direct contact with the refrigerant guide tube or the guide housing can be used.
エアブラスト冷凍機を使用する場合には、冷媒液を介して伝わる振動が、空気を介して冷凍対象物である血液パックあるいは魚肉に伝わることとなる。冷媒や水における振動エネルギーの伝搬と空気におけるエネルギーの伝搬とでは、空気の方が3400倍ほど大きい。しかし、空気から血液パックや魚肉へ音波が伝わる際の反射が大きく透過する音圧エネルギーの割合は3700分の1である。従って空気中では音圧294パスカルが限界音圧となる。この場合、音圧レベルに換算すると143dBとなる。従って、エアブラスト冷凍機の空気振動は143dB以下に抑える必要がある。 When the air blast refrigerator is used, the vibration transmitted through the refrigerant liquid is transmitted through the air to the blood pack or the fish meat which is the object to be frozen. Regarding the propagation of vibrational energy in the refrigerant or water and the propagation of energy in air, air is about 3400 times larger. However, the ratio of the sound pressure energy that is largely transmitted through the reflection when the sound wave is transmitted from the air to the blood pack or the fish meat is 1/3700. Therefore, in the air, the sound pressure of 294 Pascal is the limit sound pressure. In this case, the sound pressure level is 143 dB. Therefore, it is necessary to suppress the air vibration of the air blast refrigerator to 143 dB or less.
コンタクトフリーザでは直接冷凍対象物の振動を測定して、冷媒中の音圧レベルとおなじ169dB以下に音圧を抑える必要がある。 In the contact freezer, it is necessary to directly measure the vibration of the object to be frozen and suppress the sound pressure to 169 dB or less, which is the same as the sound pressure level in the refrigerant.
いずれにせよ、冷凍対象物内における限界音圧は、液体冷凍機、エアブラスト冷凍機、コンタクトフリーザの何れを使用する場合も同じである。
In any case, the limit sound pressure inside the object to be frozen is the same regardless of whether the liquid refrigerator, the air blast refrigerator, or the contact freezer is used.
第1冷却温度に速やかに冷却し、その後外部より振動が当該血液パックにほとんど伝わらない環境の下で第2冷却温度に緩慢に冷却工程からなる工程により、溶血の生じ難い血液パックの保存に適用することができる。さらに、本冷凍保存方法は、魚肉の鮮度を維持する冷凍保存にも適用することができる。 Applicable to the preservation of blood packs where hemolysis is unlikely to occur by the process of rapidly cooling to the first cooling temperature and then slowly cooling to the second cooling temperature in an environment in which vibration from the outside is hardly transmitted to the blood pack. can do. Furthermore, the present frozen storage method can also be applied to frozen storage for maintaining the freshness of fish meat.
1 入力管
2 多重反射管
3 出力管
4、5、16 配管
6、7 位相差発生回路
10 振動除去モジュール
11 配管
12 分岐管
13、14 入力配管
15 出力配管
17、20 合流器
21 拡大管
22 円筒管
23 拡散版
24 回折穴
25 入り口
26 干渉室
27 合流室
28 出口
31 バッフル
32、34 取付け脚
33 振動反射板
41、71 2次冷却器
42,72 圧縮ポンプ
43、73 膨張弁
51 1次冷却器
52 循環ポンプ
53、74 振動除去装置
54 冷却液供給管
55、77、102 冷却液
56、76 防振台
57、79 血液パック
58、78、101 冷却液体循環槽
65、83 循環回路
66 冷却管
75 冷却配管
84 冷媒供給管
103 血液パック
104 つるし紐
105 レール
106 収納器
107 収納器蓋
108 除振台
1
Claims (33)
工程1 血液を滅菌した容器(パック)に注入し、当該容器に満たした後、空気層を含まない状態で注入口を封止して血液パックとする、
工程2 当該血液パックを少なくとも−1°Cから−4°Cへの変化を30分間より短い通過時間で第1冷却温度(−4〜−6°C)に冷却する、
工程3 当該血液パック内の血液が第1冷却温度に達した後5分間以上当該第1冷却温度で放置する、
工程4 当該血液パックの内部の音圧を284パスカルより小さくした環境の下で当該血液パックを第2冷却温度(−7〜−13°C)に緩慢に(−1.5°C/時間〜−0.5°C/時間)冷却する、
工程5 当該血液パックを、第2冷却温度以下であって耐冷限界温度あるいは脆化温度までの間の温度である保存温度で保存する。 Blood freezing method including the following steps:
Step 1 Inject blood into a sterilized container (pack), fill the container, and then seal the inlet with no air layer to obtain a blood pack,
Step 2 is cooled to changes in the blood pack from at least -1 ° C to -4 ° C in the first cooling temperature in a shorter transit times than 30 minutes (-4~-6 ° C),
Step 3 After the blood in the blood pack reaches the first cooling temperature, it is left at the first cooling temperature for 5 minutes or more.
Step 4 Under the environment in which the sound pressure inside the blood pack is smaller than 284 Pascal , slowly move the blood pack to the second cooling temperature (-7 to -13°C) (-1.5°C/hour- -0.5°C/hour) cool,
Step 5 The blood pack is stored at a storage temperature which is equal to or lower than the second cooling temperature and up to the cold resistance limit temperature or the embrittlement temperature.
工程1 血液を滅菌した容器(パック)に注入し、当該容器に満たした後、空気層を含まない状態で注入口を封止して血液パックとする、
工程2 当該血液パックを少なくとも−1°Cから−4°Cへの変化を30分間より短い通過時間で第1冷却温度(−4〜−6°C)に冷却する、
工程3 当該血液パック内の血液が第1冷却温度に達した後5分間以上当該第1冷却温度で放置する、
工程4 当該血液パックの内部の音圧を284パスカルより小さくした環境の下で−0.5°Cから−1.5°Cの範囲で選んだ温度を段階温度として、当該血液パックの温度を当該段階温度だけ下げる、
工程5 当該血液パックを当該段階温度だけ下げた温度で、当該段階温度のセ氏温度表示の数値×0.5時間より長い時間放置する、
工程6 当該血液パックの温度が第2冷却温度(−7〜−13°C)に達するまで工程4と工程5を繰り返す、
工程7 当該血液パックの温度が第2冷却温度に達した後、当該血液パックを第2冷却温度以下であって耐冷限界温度あるいは脆化温度までの間の温度である保存温度で保存する。 Blood freezing method including the following steps:
Step 1 Inject blood into a sterilized container (pack), fill the container, and then seal the inlet with no air layer to obtain a blood pack,
Step 2 is cooled to changes in the blood pack from at least -1 ° C to -4 ° C in the first cooling temperature in a shorter transit times than 30 minutes (-4~-6 ° C),
Step 3 After the blood in the blood pack reaches the first cooling temperature, it is left at the first cooling temperature for 5 minutes or more.
Step 4 Under the environment in which the sound pressure inside the blood pack is smaller than 284 Pascal , the temperature of the blood pack is set as a step temperature which is selected in the range of −0.5° C. to −1.5° C. Lower the temperature of the stage,
Step 5 The blood pack is left at a temperature lowered by the stage temperature for a time longer than the value of the stage temperature in degrees Celsius×0.5 hours,
Step 6 Steps 4 and 5 are repeated until the temperature of the blood pack reaches the second cooling temperature (-7 to -13°C),
Step 7 After the temperature of the blood pack reaches the second cooling temperature, the blood pack is stored at a storage temperature which is a temperature equal to or lower than the second cooling temperature and up to the cold resistance limit temperature or the embrittlement temperature.
工程1 魚体全体若しくは当該切り身を、又はこれらを包装用プラスチックフィルム若しくは包装用プラスチックバッグで空気層を含まない状態で包んだものを被冷凍体とする、
工程2 当該被冷凍体を少なくとも−1°Cから−4°Cへの変化を30分間より短い通過時間で第1冷却温度(−4〜−6°C)に冷却する、
工程3 当該被冷凍体が第1冷却温度に達した後5分間以上当該第1冷却温度で放置する、
工程4 当該被冷凍体の内部の音圧を284パスカルより小さくした環境の下で当該被冷凍体を第2冷却温度(−7〜−13°C)に緩慢に(−1.5°C/時間〜−0.5°C/時間)冷却する、
工程5 当該被冷凍体を、第2冷却温度以下であって耐冷限界温度あるいは脆化温度までの間の温度である保存温度で保存する、
を含む生鮮魚の冷凍保存方法。 Method of freezing fish meat including the following steps:
Step 1 The whole fish body or the fillet, or those wrapped with a plastic film for packaging or a plastic bag for packaging in a state not containing an air layer is a frozen body,
Step 2 is cooled the the first cooling temperature in a shorter transit times than 30 minutes changes to -4 ° C to be frozen bodies from at least -1 ° C (-4~-6 ° C),
Step 3 After the object to be frozen reaches the first cooling temperature, it is left at the first cooling temperature for 5 minutes or more.
Step 4 Under an environment in which the sound pressure inside the frozen object is smaller than 284 Pascal , slowly cool the frozen object to the second cooling temperature (-7 to -13°C) (-1.5°C/ Time to −0.5° C./hour),
Step 5 The object to be frozen is stored at a storage temperature which is equal to or lower than the second cooling temperature and up to the cold resistance limit temperature or the embrittlement temperature,
Method for frozen storage of fresh fish containing.
工程1 魚体全体若しくは当該切り身を、又はこれらを包装用プラスチックフィルム若しくは包装用プラスチックバッグで空気層を含まない状態で包んだものを被冷凍体とする、
工程2 当該被冷凍体を少なくとも−1°Cから−4°Cへの変化を30分間より短い通過時間で第1冷却温度(−4〜−6°C)に冷却する、
工程3 当該被冷凍体が第1冷却温度に達した後5分間以上当該第1冷却温度で放置する、
工程4 当該被冷凍体の内部の音圧を284パスカルより小さくした環境の下で−0.5°Cから−1.5°Cの範囲で選んだ温度を段階温度として、当該被冷凍体の温度を当該段階温度だけ下げる、
工程5 当該被冷凍体を当該段階温度だけ下げた温度で、ステップ冷却温度のセ氏温度表示の数値×0.5時間より長い時間放置する、
工程6 当該被冷凍体の温度が第2冷却温度(−7〜−13°C)に達するまで工程4と工程5を繰り返す、
工程7 当該被冷凍体の温度が第2冷却温度に達した後、当該被冷凍体を第2冷却温度以下であって耐冷限界温度あるいは脆化温度までの間の温度である保存温度で保存する、
を含む生鮮魚の冷凍保存方法。 Method of freezing fish meat including the following steps:
Step 1 The whole fish body or the fillet, or those wrapped with a plastic film for packaging or a plastic bag for packaging in a state not containing an air layer is a frozen body,
Step 2 is cooled the the first cooling temperature in a shorter transit times than 30 minutes changes to -4 ° C to be frozen bodies from at least -1 ° C (-4~-6 ° C),
Step 3 After the object to be frozen reaches the first cooling temperature, it is left at the first cooling temperature for 5 minutes or more.
Step 4 Under the environment in which the sound pressure inside the object to be frozen is smaller than 284 Pascal , the temperature selected in the range of −0.5° C. to −1.5° C. is set as the step temperature, and the temperature of the object to be frozen is set . Lower the temperature by the relevant stage temperature,
Step 5 The object to be frozen is left at a temperature lowered by the step temperature for a time longer than the value of the step cooling temperature displayed in degrees Celsius×0.5 hours,
Step 6 Steps 4 and 5 are repeated until the temperature of the object to be frozen reaches the second cooling temperature (-7 to -13°C),
Step 7 After the temperature of the object to be frozen reaches the second cooling temperature, the object to be frozen is stored at a storage temperature which is a temperature equal to or lower than the second cooling temperature and up to the cold resistance limit temperature or the embrittlement temperature. ,
Method for frozen storage of fresh fish containing.
請求項15若しくは請求項17又は請求項16若しくは請求項18に記載の振動除去モジュールを1以上直列に結合した位相差発生回路と
請求項15若しくは請求項17又は請求項16若しくは請求項18に記載の一方の冷却液と他方の冷却液を当該直線管及び位相差発生回路の下流側で合流させる合流器とからなる振動除去装置。 A vibration eliminating device used in the method for cryopreserving blood according to claim 15 or the method for cryopreserving fresh fish according to claim 16, each of which comprises:
A phase difference generating circuit in which one or more vibration elimination modules according to claim 15 or 17 or 16 or 18 are coupled in series, and claim 15 or 17 or claim 16 or 18. A vibration eliminator comprising one cooling liquid and the other cooling liquid, which joins the straight pipe and the phase difference generating circuit on the downstream side.
当該エアブラスト冷凍機が発生し前記血液パックに伝わる空気振動が143dB以下であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の血液の冷凍保存方法。The cryopreservation method for blood according to any one of claims 1 to 5, wherein the air vibration generated by the air blast refrigerator and transmitted to the blood pack is 143 dB or less.
当該エアブラスト冷凍機が発生し前記被冷凍体に伝わる空気振動が143dB以下であることを特徴とする請求項11ないし12のいずれか1項に記載の生鮮魚の冷凍保存方法。13. The method for freezing and preserving fresh fish according to claim 11, wherein the air vibration generated by the air blast refrigerator and transmitted to the object to be frozen is 143 dB or less.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017096929 | 2017-05-16 | ||
JP2017096929 | 2017-05-16 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020116411A Division JP2020182868A (en) | 2017-05-16 | 2020-07-06 | Haemolysis suppressed frozen-stored blood, frozen-stored fresh fish and frozen-stored fish meat, and refrigeration apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018192260A JP2018192260A (en) | 2018-12-06 |
JP6731972B2 true JP6731972B2 (en) | 2020-07-29 |
Family
ID=64570891
Family Applications (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018092282A Withdrawn JP2018193365A (en) | 2017-05-16 | 2018-05-11 | Hemolysis suppressing freeze-preservation method and fresh fish freeze-preservation method, and freeze-device |
JP2018094657A Active JP6731972B2 (en) | 2017-05-16 | 2018-05-16 | Frozen storage method for suppressing hemolysis, frozen storage method for fresh fish, and freezer |
JP2020116411A Pending JP2020182868A (en) | 2017-05-16 | 2020-07-06 | Haemolysis suppressed frozen-stored blood, frozen-stored fresh fish and frozen-stored fish meat, and refrigeration apparatus |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018092282A Withdrawn JP2018193365A (en) | 2017-05-16 | 2018-05-11 | Hemolysis suppressing freeze-preservation method and fresh fish freeze-preservation method, and freeze-device |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020116411A Pending JP2020182868A (en) | 2017-05-16 | 2020-07-06 | Haemolysis suppressed frozen-stored blood, frozen-stored fresh fish and frozen-stored fish meat, and refrigeration apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (3) | JP2018193365A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020182868A (en) * | 2017-05-16 | 2020-11-12 | 正徳 三浦 | Haemolysis suppressed frozen-stored blood, frozen-stored fresh fish and frozen-stored fish meat, and refrigeration apparatus |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0447582Y2 (en) * | 1984-11-26 | 1992-11-10 | ||
JPH06154294A (en) * | 1992-11-16 | 1994-06-03 | Sanden Corp | Apparatus for keeping viscosity of fluid |
JPH08308545A (en) * | 1995-05-10 | 1996-11-26 | Tekunikan:Kk | Jig for freezing food product |
JP4034877B2 (en) * | 1997-09-04 | 2008-01-16 | ニプロ株式会社 | Method for cryopreserving living tissue |
JP4767072B2 (en) * | 2006-04-10 | 2011-09-07 | 三洋電機株式会社 | Cooling storage |
JP2008011767A (en) * | 2006-07-05 | 2008-01-24 | Yamasa Wakiguchi Suisan:Kk | Method for producing 'saku' of frozen tuna |
EP2256446A3 (en) * | 2009-05-18 | 2012-08-01 | DOMETIC S.a.r.l. | Temperable storage device, in particular cooling or freezing device for blood products |
JP5758946B2 (en) * | 2013-04-23 | 2015-08-05 | 株式会社テクニカン | Freezing equipment |
JP5870153B2 (en) * | 2014-04-24 | 2016-02-24 | 大陽日酸株式会社 | Supercooling freezing apparatus and method |
KR101893767B1 (en) * | 2016-10-31 | 2018-08-31 | 세종대학교 산학협력단 | A refrigeration equipment for preventing damage of foods and method therefor |
JP2018092282A (en) * | 2016-11-30 | 2018-06-14 | キヤノンマーケティングジャパン株式会社 | Information processing system, and processing method and program therefor |
JP2018193365A (en) * | 2017-05-16 | 2018-12-06 | 正徳 三浦 | Hemolysis suppressing freeze-preservation method and fresh fish freeze-preservation method, and freeze-device |
-
2018
- 2018-05-11 JP JP2018092282A patent/JP2018193365A/en not_active Withdrawn
- 2018-05-16 JP JP2018094657A patent/JP6731972B2/en active Active
-
2020
- 2020-07-06 JP JP2020116411A patent/JP2020182868A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020182868A (en) * | 2017-05-16 | 2020-11-12 | 正徳 三浦 | Haemolysis suppressed frozen-stored blood, frozen-stored fresh fish and frozen-stored fish meat, and refrigeration apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018192260A (en) | 2018-12-06 |
JP2018193365A (en) | 2018-12-06 |
JP2020182868A (en) | 2020-11-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2005507692A (en) | System and method for freezing and storing biopharmaceutical material | |
JP2004503473A (en) | Cryopreservation of bioactive materials using high-temperature freezing | |
KR100942034B1 (en) | Multifloor tunnel type freezing method and the refrigerant | |
JP6731972B2 (en) | Frozen storage method for suppressing hemolysis, frozen storage method for fresh fish, and freezer | |
Kato et al. | Subzero 24-hr nonfreezing rat heart preservation: a novel preservation method in a variable magnetic field | |
CN113424002B (en) | Method and apparatus for freezing biological products | |
US20190367790A1 (en) | Heat storage medium, cooling pack, logistics package, and cooling unit | |
CN103327839A (en) | Low temperature storage method and low temperature storage container | |
WO2010076886A1 (en) | Multifunctional apparatus for cold processing of organic materials | |
JP2007215535A (en) | Quick freezing method for fish body, introducing precooling by seawater | |
CN102258007A (en) | Refrigerant and method for storing Pacific codfish sperms | |
JP2008101115A (en) | Refrigerating agent and refrigerating material | |
JP7217878B2 (en) | Refrigerator, Cargo, Transportation Equipment, Transportation Method and Refrigeration Method | |
KR100775649B1 (en) | Coolant exchange system and drown type quick freezing system | |
JP7162296B2 (en) | Food freezing method and food freezing apparatus | |
JP7506890B2 (en) | Refrigerants, refrigeration equipment, cargo, transport equipment, manufacturing method of refrigeration equipment, transport method and refrigeration method | |
JP2011041559A (en) | Multipurpose thawing machine in water and in air by low-temperature liquefied gas | |
Niu et al. | Effects of emulsifying fish oil on the water-holding capacity and ice crystal formation of heat-induced surimi gel during frozen storage | |
JP2020148406A (en) | Liquid quick freezing and refrigeration storage facility | |
KR101667531B1 (en) | Apparatus of cooling food | |
JP2022142141A (en) | Refrigerant, refrigerating tool, cargo, transporter, transporting method and refrigerating method | |
JPH10117754A (en) | Preservation of water-containing substance and device therefor | |
CN115143716B (en) | Ultrasonic auxiliary treatment compartment and refrigerator | |
CN115143717B (en) | Ultrasonic auxiliary treatment device for low-temperature space and refrigerator | |
Nannou et al. | Cryopreservation: Methods, equipment and critical concerns |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180524 |
|
AA64 | Notification of invalidation of claim of internal priority (with term) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A241764 Effective date: 20180626 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180629 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181127 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190917 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A132 Effective date: 20191029 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191125 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200609 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20200617 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200707 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6731972 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |