JPH06505792A - 冷凍方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 冷凍方法及びその装置 本発明は、固体状、ペースト状又は液状をした品物、特に食品の冷凍方法及びそ の方法に関する。

液体窒素のような低温液体浴内に完全は又不完全に浸すことによる品物の冷凍は 、よく知られている。したがってイギリス国特許出願第２，０９２，８８０号は 、例えば血液のような液状の、例えばバター、ヨーグルト、フレッシュチーズ、 チョコレートのようなペースト状の品物の冷凍方法を記載し、それによれば冷凍 すべき製品を液体窒素浴内に落下させ、固体ペレットの形状で回収される。

低温液体浴内に導入される品物は、通常は室温にあるか、又はあらゆる場合に低 温液体の温度より非常に高い温度にある。

このことから、温発泡現象が生じる。したがって、これらの品物が低温液体と接 触するとすぐ、品物は接触点のところで低温液体を加熱し、これは低温液体をガ ス状態に変換させようとする。このガスは、品物を取囲む層を形成し、そのとき 品物と低温液体との間の熱伝達の低下を構成する。この現象は、品物と低温液体 温との間により長い熱交換をもたらし、したがって品物の冷凍を遅らせる。さら に品物と低温液体との間の熱交換は、均一には保証されず、これは、冷凍された 品物の脆性をもたらすことがある。

国際特許出願９０１０６６９３は、品物の表面の冷凍方法を述べており、その方 法によれば、振動運動によって動かされる金属板の冷却された表面に前記品物が 配置される。板の表面は、板の下を低温液体が通過することによって冷却される 。この種の方法によれば冷凍すべき品物は、低温液体と直接接触せず、したがっ て上記したような不都合を受けない。しかしながら、この種の方法が、例えばす りつぶした野菜のボールのようなペースト状製品又は液体の処理の間に、不都合 をもたらすかもしれないことが確認された。したがってこれらの品物は、それら の表面が十分に冷却されるまで、板の表面に付着し、生産ラインの上流で品物の 処理を遅らせる潜伏期を引起こす。したがってこの潜伏期は、時として生産性の 重大な低下をもたらす。

本発明の第１の目的は、公知の方法の不便さを防いで、低温液体を用いて品物を 完全に、又は部分的に冷凍するための方法を構成することである。

特に、本発明の方法は、温発泡現象と品物周りのガス層の形成、並びに処理され ている品物とそれが配置されている支持体との間の付着を、品物が固体であれ、 ペースト状であれ、又は液状であれ防ぐことができる。さらに本発明の方法は、 品物と低温液体との間の均一な熱伝達を可能にする。

本発明の他の一つの目的は、上記方法を実施することのできる、品物の冷凍装置 を構成することである。

したがって本発明は、低温液体で含浸された多孔性支持体の表面と品物を接触さ せること、前記低温液体と前記品物との熱伝達によって品物を完全に又は部分的 に冷凍すること、次いで完全に又は部分的に冷凍された品物を回収することを特 徴とする、品物を完全に又は部分的に冷凍する方法に関する。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の記載並びに図面において詳細に述べられる であろう。

第１図は、低温液体含浸手段が、直列に取付けられた噴霧ノズルで構成されてい る本発明による装置を示す。

第２図は、多孔性支持体の含浸が、低温液体の流下のよって行われる装置を示す 。

本発明によれば、前記多孔性支持体は固定されているが、さらに一般的には、そ の表面に配置されている品物が移動できるように動かすことができる。

通常は、多孔性支持体は、公知のやり方で動かされるコンベヤーベルト又はコン ベヤーの形状をとる。

多孔性支持体を構成する材料は、柔軟であり、低温液体との熱的平衡が前記低温 液体の高価な消費なしに達成されるように、わずかな熱的慣性を有するのが好ま しい。多孔性支持体は、金属製又はテフロンで被覆された繊維の網のような複合 材料製の、細かい目の格子でよい。

しかしもっとも一般的には、多孔性支持体は、合成又は天然繊維織布、又は例え ばもつれあった繊維で構成された不織フェルトのような不織布で構成される。あ る種の利用、特に入念で容易な清掃が要求される食品冷凍のためには、織布は、 ナイロンのようなポリアミド、又は好ましくは商標チルガル、ダクロン、テリレ ンのようなポリエステルのようなものである。織布は、その太さが１ｍｍ以下、 例えばほぼ０．　１〜１ｍｍのモノフィラメントで構成されるのが有利である。

多孔性支持体の孔の大きさは、本質的に毛管現象又は表面張力によって、低温液 体がそこに保持されるようなものである。換言すれば、多孔性支持体は、毛管現 象又は表面張力によって低温液体を保持するのに適していなければならない。

通常、これらの孔は、（Ｊ、００１ｍｍと５ｍｍとの間、好ましくは０．０１ｍ ｍと２ｍｍとの間の直径を有する。

本発明による低温液体は、液化ガス、好ましくは液体窒素である。

多孔性支持体は、低温液体で飽和するまで含浸される。このため支持体は、低温 液体が、わずかに、例えば多孔性支持体の表面上に１〜２ｍｍ溢れるように、一 般に含浸される。

もちろん、多孔性支持体を一部分だけ、例えば支持体が飽和されるように吸収で きる低温液体の重量の５０〜８０％を収容するように含浸することもできる。

多孔性支持体を含浸する低温液体の量は、実際は主として、品物に伝達されるべ き熱量及び品物の厚さにしたがって選ばれる。

品物が、約１０ｍｍより大きな厚さを有し、例えば後の取扱いを容易にするため に、多孔性支持体との直接接触で表面だけ冷凍しようとするならば、多孔性支持 体を、低温液体で飽和しないことも可能である。他方では、似たような寸法の品 物を完全に冷凍しようとするならば、多孔性支持体は低温液体で飽和される。

伝達されるべき熱量及び品物の厚さによって、多孔性支持体は、多孔性支持体１ ｋｇ当り０．２ｋｇ以上の、好ましくは０．２〜１ｋ　ｇ／ｋ　ｇ、さらに好ま しくは０．２〜０．５ｋｇ／ｋｇの低温液体を収容する。

低温液体での多孔性支持体の含浸は、どのような公知の手段によってでも、例え ば、低温液体浴内に多孔性支持体を浸すことによって、多孔性支持体に加圧又は 非加圧での低温液体の噴霧によって、下から上に多孔性支持体を横切って低温液 体流をポンプで上昇させることによって、又は多孔性支持体上に低温液体を流下 することによって行うことができる。

本発明の方法により冷凍できる品物は、いろいろな性質のものであってよく、固 体状、ペースト状、又は液状であってよい。

本発明の方法は、例えばすりつぶした野菜のボール、肉や魚の切り身のような、 固体又はペースト状の食品の冷凍に、特に適している。冷凍されるべき品物は、 互いに別個であっても、或いは、例えば帯状のすりつぶした野菜やアイスクリー ムのような、後で薄く切られるいろいろな長さの連続した帯状であってもよい。

本発明による方法は、例えば多孔性支持体との直接接触によって、品物の表面を 堅くすることができる。ここでは“堅くする”という用語によって、後での取扱 いを容易にするために、品物の少なくとも一つの面を冷凍することを意味してい る。

多孔性支持体との直接接触による品物の表面を堅くすることに加えて、例えばい くらかの低温液体を品物に噴霧又は流下することによって、品物の少なくとも一 つの他の面を堅くすることが、同時に又は同時でなく可能である。この噴霧又は 流下は、多孔性支持体を低温液体で含浸するために用いても有利である。

冷凍されるべき品物は、低温液体の温度付近の温度に冷却された多孔性支持体上 に配置される。この段階で、多孔性支持体は、すでに低温液体で含浸されていて もよいし、或いは後で含浸することもできる。

多孔性支持体が低温液体で含浸されると直ぐ、低温液体は一様に気化し、品物が 多孔性支持体に付着するのを完全に妨げる。さらに、・　品物が水のような液体 であっても、品物は低温液体で含浸された多孔性支持体を濡らさない。低温液体 で含浸された多孔性支持体と品物との間の熱伝達は、低温液体の気化にもかかわ らず、温発泡現象を生ずることなしに完全に行われる。

本発明はまた、ケーシング２によって隔てられた多孔性材料製のコンベヤー１、 並びに前記コンベヤー１を低温液体で含浸する手段３を有することを特徴とする 、品物の冷凍装置にも関する。

コンベヤー１は、モーターによって公知のやり方で駆動されるローラーコンベヤ ーであるのが有利である。

コンベヤーの長さは、品物に伝達されるべき熱量によって左右される。しかしな がら一般には、それは１ｍと１５ｍとの間に含まれる。

コンベヤー１の幅と厚さは厳密ではない。それらは主として、単位時間当りに冷 凍されるべき品物の寸法及び数量によって選択される。

一般的にコンベヤーの厚さは、１ｍｍと２０ｍｍとの間、好ましくは１ｍｍと１ ０ｍｍとの間である。冷凍されるべき品物と接触しているコンベヤー１の表面は 、一般に水平であるが、上り又は下りの勾配をもってもよく、或いは交互に上っ たり下ったりしてもよい。

コンベヤー１の表面は、コンベヤー表面と品物との間の接触が、適当な手段によ って保証されるのであれば、垂直又は垂直に近くてもよい。

特に冷凍されるべき品物が比較的重く、コンベヤー１の良好な走行を妨げるとき は、コンベヤーは、品物が配置されているその長さの全部又は一部に沿って、好 ましくはアルミムニウム又はステンレス鋼製の剛性の支持板４によって支えるこ とができる。

コンベヤーがその表面上を移動する支持板４は、隙間のない及び／又は格子の形 状をしていてもよい。本発明による装置は、コンベヤー１の孔を通って流れる過 剰な低温液体を回収する手段も有することができる。これらの回収手段は、通常 はコンベヤーの下、好ましくはコンベヤー１が低温液体で含浸される高さに配置 される液槽５を有する。

コンベヤー１が支持板４によって支えられているとき、支持板は、前記液槽の方 に低温液体が通過できるように、少な（とも液槽５上に配置された格子形状であ るか、孔をあけられている。そのとき液槽は、支持板４のこの格子部分の上か、 又はそれ自体支持板４の下に配置されているコンベヤー１の戻りベルト６の下に 配置することができ、その結果、低温液体は、コンベヤー１を通って逃れ、支持 板４及び戻りベルト６を通って流下し、最後に液槽５内に集められる。

他の一つの実施態様によれば、支持板自身が、低温液体を回収する液槽を構成す る。そのとき支持板は、わずかに内側に曲げることができる。液槽５に加えて、 前記回収手段は、低温液体で含浸する手段の方へ、過剰な低温液体を送ることの できる装置を有することもできる。通常、この装置はポンプ７を有する。含浸手 段３はまた、それが接続されている貯蔵容器によって、低温液体を供給される。

これらの含浸手段は、噴霧ノズル、低温液体で満たされ、コンベヤーによって横 切られる浸漬槽、低温液体がそこから流下する液槽、又は下から上に移動するコ ンベヤーの下から低温液体を押し上げるポンプからなることができる。

第１図は、多孔性材料でつくられたコンベヤー１が、ローラー装置によって駆動 される、本発明による装置を示す。

コンベヤー１は、品物の入口１４及び出口１５となり得る二つだけの開口を有す る密封ケーシング２によって、その全長にわたって隔てられている。

低温液体含浸手段３は、ここではコンベヤー１の上に直列に配置された噴霧ノズ ルでつくられている。

品物を運ぶコンベヤー１の部分は水平であり、噴霧ノズルに対して配置されてい る部分が格子１１として形成されており、他の部分は隙間のない板１２である支 持板４によって支えられている。

支持板４の格子部分１１の下には、コンベヤーの戻りベルト６が前記支持板４と 前記液槽５との間を循環できるように、液槽５が配置されている。液槽５は、管 路８によって、過剰な低温液体が注がれる貯蔵容器９に接続される。貯蔵容器９ はまた、低温液体タンク（図示せず）にも接続され、管路１０によって直列に配 置された噴霧ノズル３に低温液体を供給するポンプ７を備えている。

ケーシング内側の大気温度は、送風機１３によって均一にさせられる。

第１図の装置によって品物を冷凍するには、第１段階として。運転中であるコン ベヤーが冷却される。この冷却は、ノズル３からの低温液体の噴霧によって確実 に行われる。そのとき、冷凍されるべき品物は、ケーシングの入口高さにおいて 、手で又は自動的にコンベヤー上に配置される。品物は、矢印１６の方向に動か される。そのとき、コンベヤー１は、ノズル３によって再び低温液体で含浸させ られる。

本装置によれば、ノズル３は、低温液体がコンベヤーの全幅にわたって分散され るように配置される。したがって、ノズルの下を通過する品物は、低温液体で含 浸されているコンベヤー１との接触によって、その下部面で堅くされ、低温液体 の噴霧によって、その他の面も堅くされる。コンベヤー１と接触した品物の面の みを堅くしようとするならば、低温液体が品物に噴霧状に接触することなしにコ ンベヤー１を含浸するように、噴霧ノズル３を配置することは可能である。

このために、ノズル３は、例えばコンベヤー１の一方又は両方の横方向縁部上に 配置され、一方、品物はその中央部分に沿って進行することができる。しかしな がら、コンベヤー１は、その全幅を毛管現象によって、低温液体で含浸されるこ とができる。過剰な低温液体は、コンベヤー１、及び支持板４の格子部分１１を 通って流下し、コンベヤー１の戻りベルト６を含浸する。その結果、ケーシング ２の入口１４の高さで前記コンベヤー１上に配置された品物は、低温液体で含浸 された多孔性支持体と直ぐに接触させられる。

場合によっては、前記戻りベルト６を通って流下する過剰な低温液体は、液槽５ に回収される。そのときこの低温液体は、貯蔵容器９に流され、気化された低温 液体の損失を補うことのできる、タンクからの追加低温液体ｃ同時に、ポンプ７ によって噴霧ノズル３の方に逆送される。堅くされ、冷凍された品物は、それら がコンベヤー１と完全に付着しない限り、困難なくケーシング２の出口１５で回 収される。

第２図は、低温液体による含浸手段が、低温液体の流れがそこから流下する液槽 １７からなる、本発明による装置の変形を示す。

コンベヤー１は、それが中央部分でわずかに内側に曲げられるように、一方は下 向き勾配をもった、他方は上向き勾配をもった、二つの部分を有する。

支持板４は隙間がなくて、コンベヤー１の通路に従うように内側に曲げられてい る。支持板は、過剰な低温液体を回収する液槽自身によって構成され、管路１７ を通って貯蔵容器９に接続される。コンベヤーがわずかに内側に曲がっているの で、その中央部分は、そこを通って品物が通過する、例えば１〜２ｍｍの低い高 さの低温液体温を限定する。装置はまた、気化された低温液体をケーシング２か ら排出できる送風機系２０も有する。

液槽１７から流れる低温液体は、コンベヤー１とともに移動する品物の上に落下 するが、品物を堅くするには十分ではない。したがって第２図の装置は、さらに 詳しくは、コンベヤー１と接触する品物の面のみを、また場合によっては、低温 液体温１９と接触する品物の下部面を堅くしようとするものである。

以下に与えられた実施例は、本発明を例証するものである。

連続して押し出された細長い糖衣菓子を堅くするために、第１図に示された装置 が用いられた。

コンベヤー１は、ポリエステル・モノフィラメントで織られた、０．９９ｋｇ／ ｍ２の重さの布であった。布の孔は、０．３７ｍｍ約−１９６℃に冷却された。

布は、幅０．４０ｍであった。品物は、布と接触して長さ４ｍの距離を移動した 。

細長い糖衣菓子は、長さ１００ｍｍ、厚さ８０ｍｍで、重さは７５０ｇであった 。

それらがケーシング２内を通過したとき、それらの温度は一５°Ｃであった。そ れらが堅くされたとき、それらの温度は一６℃であった。

糖衣菓子は、コンベヤー１上に一列に配置された。

液体窒素は、１．５バールの圧力で噴霧された。したがって、糖衣菓子１ｋｇ当 り０６３１の液体窒素の消費で、１分間２５個の糖衣菓子を堅くすることができ た。

実施例２ 実施例１と同じ装置によって、重さ６０ｇの肉団子（長さ１０ｃｍ、直径２０ｍ ｍ）が堅くされた。ケーシングの入口で、肉団子は１５℃であったが、−３℃の 温度で堅くされて出てきた。

したがって、０．６４１／ｋｇの液体窒素の消費で、この肉団子３トン／日を処 理することができた。

実施例３ 次の特徴を有する、ポリエステルφモノフィラメント布でつくられたコンベヤー １を有することを除いて、第１図の装置が使用された。

ｍ２当りの布の重す：　０．５９０ｋｇ孔の直径：　０．１２ｍｍ 毛管現象で布に保持された窒素の重さ＋　０．２５ｋｇ／”この装置の他の特徴 は、実施例１及び２の装置の特徴と同一であった。

、この装置によって、直径１０４ｍｍ、厚さ１２ｍｍの肉の切り身１００ｇが、 その両面を堅くされた。

二切れの肉の切り身が、大きくとも幅３８０ｍｍ、長さ１４０ｍｍに、四切れ１ 列に配置された。ケーシング２の入口では、肉の切り身の温度は一１℃であった 。ケーシングの出口では、その温度は一２℃であった。

国際調査報告

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. １．低温液体で含浸された多孔性支持体の表面と品物を接触させること、前記低 温液体と前記品物との熱伝達によって品物を完全に又は部分的に冷凍すること、 次いで完全に又は部分的に冷凍された品物を回収することを特徴とする、品物を 完全に又は部分的に冷凍する方法。
2. ２．多孔性支持体が、毛管現象又は表面張力によって低温液体を保持することを 特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。
3. ３．多孔性支持体が、動かすことができることを特徴とする請求の範囲第１項又 は第２項記載の方法。
4. ４．多孔性支持体が、コンベヤーであることを特徴とする請求の範囲第３項記載 の方法。
5. ５．多孔性支持体が、金属製又は複合材料製の細かい目の格子であることを特徴 とする請求の範囲第１項から第４項のいずれか１項に記載の方法。
6. ６．多孔性支持体が、合成又は天然ポリマーの織布又は不織布でつくられること を特徴とする請求の範囲第１項から第４項のいずれか１項に記載の方法。
7. ７．前記合成ポリマーが、ポリエステルであることを特徴とする請求の範囲第６ 項記載の方法。
8. ８．合成ポリマー織布が、モノフィラメントからなることを特徴とする請求の範 囲第６項又は第７項記載の方法。
9. ９．多孔性支持体が、直径が０．００１ｍｍと５ｍｍとの間、好ましくは０．０ １ｍｍと２ｍｍとの間にある孔を有することを特徴とする請求の範囲第１項から 第８項のいずれか１項に記載の方法。
10. １０．低温液体が、液体窒素であることを特徴とする請求の範囲第１項から第９ 項のいずれか１項に記載の方法。
11. １１．多孔性支持体が、低温液体の噴霧か流下によって、ポンプによる低温液体 の押し上げによって、又は低温液体を横切る通過によって、低温液体で含浸され ることを特徴とする請求の範囲第１項から第１０項のいずれか１項に記載の方法 。
12. １２．品物が、多孔性支持体と接触した面を堅くされることを特徴とする請求の 範囲第１項から第１１項のいずれか１項に記載の方法。
13. １３．品物が、低温液体の噴霧又は流下によって、その表面の少なくとも他の一 つの面を堅くされることを特徴とする請求の範囲第１１項又は第１２項記載の方 法。
14. １４．品物が、液体食品、若しくは好ましくはペースト状又は固体食品であるこ とを特徴とする請求の範囲第１項から第１３項のいずれか１項に記載の方法。
15. １５．ケーシング（２）によって隔てられた多孔性材料製のコンベヤー（１）、 並びに前記コンベヤー（１）を低温液体で含浸する手段（３）を有することを特 徴とする品物の冷凍装置。
16. １６．前記多孔性材料が、合成材料、好ましくはポリエステルの織布、又は天然 ポリマーの織布であることを特徴とする請求の範囲第１５項記載の装置。
17. １７．コンベヤー（１）が、品物が配置されているその長さの全部又は一部を、 隙間のない及び／又は格子の形状をしている支持板（４）によって支えられるこ とを特徴とする請求の範囲第１５項又は第１６項記載の装置。
18. １８．前記装置が、主として、含浸手段（３）に接続された液槽（５）及びポン プ（７）からなる、過剰な低温液体を回収し循環する手段をさらに有することを 特徴とする請求の範囲第１５項から第１７項のいずれか１項に記載の装置。
19. １９．支持板（４）が、液槽も構成することを特徴とする請求の範囲第１５項か ら第１７項のいずれか１項に記載の装置。