JPH09117604A - 高圧利用式凍結濃縮方法及び装置 - Google Patents
高圧利用式凍結濃縮方法及び装置Info
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- JPH09117604A JPH09117604A JP7299301A JP29930195A JPH09117604A JP H09117604 A JPH09117604 A JP H09117604A JP 7299301 A JP7299301 A JP 7299301A JP 29930195 A JP29930195 A JP 29930195A JP H09117604 A JPH09117604 A JP H09117604A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 液状食品の凍結濃縮その他医薬品製造、廃液
処理等の装置に適用される凍結濃縮方法及び装置に関す
るもので、濃縮液回収の歩留りを良好にし、氷核発生・
氷晶成長・氷晶融解に必要な潜熱を減らし、エネルギー
コストを低減化し、さらに装置のコンパクト化を図るこ
とを課題としている。 【解決手段】 液状食品は、加圧装置１内において冷凍
機２により冷却され０℃以下の温度に保たれ、この状態
の液状食品内に氷核を入れる。氷核は固液分離装置３内
において氷晶回収装置４によって回収された氷晶を氷晶
粉砕装置５において適切な氷径に調整して作り出す。氷
核を含む液状食品は２０００気圧程度の高圧まで加圧さ
れた後大気圧まで減圧され、氷核が氷晶として成長す
る。氷晶を含む液状食品は固液分離装置３に送られ濃縮
液と氷晶に分離される。
処理等の装置に適用される凍結濃縮方法及び装置に関す
るもので、濃縮液回収の歩留りを良好にし、氷核発生・
氷晶成長・氷晶融解に必要な潜熱を減らし、エネルギー
コストを低減化し、さらに装置のコンパクト化を図るこ
とを課題としている。 【解決手段】 液状食品は、加圧装置１内において冷凍
機２により冷却され０℃以下の温度に保たれ、この状態
の液状食品内に氷核を入れる。氷核は固液分離装置３内
において氷晶回収装置４によって回収された氷晶を氷晶
粉砕装置５において適切な氷径に調整して作り出す。氷
核を含む液状食品は２０００気圧程度の高圧まで加圧さ
れた後大気圧まで減圧され、氷核が氷晶として成長す
る。氷晶を含む液状食品は固液分離装置３に送られ濃縮
液と氷晶に分離される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液状食品の凍結濃
縮その他廃液処理装置、医薬品製造装置等に適用される
凍結濃縮方法及び装置に関する。
縮その他廃液処理装置、医薬品製造装置等に適用される
凍結濃縮方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４に従来方式の凍結濃縮装置の一例を
示す。
示す。
【０００３】図において、液状食品は、冷凍機２による
冷却を受ける氷核発生装置（急冷装置）８に送られ、該
氷核発生装置８内で氷核が発生する。
冷却を受ける氷核発生装置（急冷装置）８に送られ、該
氷核発生装置８内で氷核が発生する。
【０００４】氷核を含む液状食品は、冷凍機２による冷
却を受ける氷晶成長装置９に送られ、常圧下で温度のみ
による氷晶成長制御が行なわれる。
却を受ける氷晶成長装置９に送られ、常圧下で温度のみ
による氷晶成長制御が行なわれる。
【０００５】氷晶を含む液状食品は、固液分離装置３に
送られて氷と濃縮液に固液分離される。
送られて氷と濃縮液に固液分離される。
【０００６】また加圧後、常圧下で氷結晶を成長させる
方法及び晶析器内の圧力を制御しうる加圧装置を備えた
凍結濃縮装置が特開平５−２７７３０２号公報で提案さ
れている。
方法及び晶析器内の圧力を制御しうる加圧装置を備えた
凍結濃縮装置が特開平５−２７７３０２号公報で提案さ
れている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで前述のような
従来技術のうち、液状食品の凍結濃縮を行なう際に加圧
しない方法では、以下のような問題点があった。
従来技術のうち、液状食品の凍結濃縮を行なう際に加圧
しない方法では、以下のような問題点があった。
【０００８】（１）温度のみによって氷晶成長の制御を
行うために、温度むらによる氷晶成長の空間的不均一性
が生じ、均一な径の氷晶が得られにくいため、固液分離
の効率が下がり、濃縮液回収の歩留りが悪くなる。
行うために、温度むらによる氷晶成長の空間的不均一性
が生じ、均一な径の氷晶が得られにくいため、固液分離
の効率が下がり、濃縮液回収の歩留りが悪くなる。
【０００９】（２）熱が氷晶成長装置内の溶液を伝播す
る際に、熱抵抗によって温度勾配が生じ、氷晶成長の制
御の時間的応答性が悪く、前記（１）に示したような径
の不均一性の原因になる。
る際に、熱抵抗によって温度勾配が生じ、氷晶成長の制
御の時間的応答性が悪く、前記（１）に示したような径
の不均一性の原因になる。
【００１０】（３）氷核生成、氷晶成長、固液分離後の
氷晶を融解する為に利用した潜熱が無駄になる。
氷晶を融解する為に利用した潜熱が無駄になる。
【００１１】（４）氷核生成の為に必要な臨界過冷却度
が大きい為に、氷晶成長機の前に氷核発生装置を設けて
液状食品を急冷しなければならず氷晶成長装置とは別に
冷凍機が必要となり、エネルギーロス、装置の大型化が
避けられない。
が大きい為に、氷晶成長機の前に氷核発生装置を設けて
液状食品を急冷しなければならず氷晶成長装置とは別に
冷凍機が必要となり、エネルギーロス、装置の大型化が
避けられない。
【００１２】また、特開平５−２７７３０２号公報記載
のように液状食品の凍結濃縮を行なう際加圧する方法の
場合でも以下に示す不具合がある。
のように液状食品の凍結濃縮を行なう際加圧する方法の
場合でも以下に示す不具合がある。
【００１３】（１）氷核生成、氷晶成長、固液分離後の
氷晶を融解するために利用した潜熱が無駄になる。
氷晶を融解するために利用した潜熱が無駄になる。
【００１４】（２）氷核生成のために必要な臨界過冷却
度が大きくエネルギーロスが発生する。
度が大きくエネルギーロスが発生する。
【００１５】本発明は、上記従来技術の各不具合点を解
消した新たな高圧利用式凍結濃縮方法及び装置を提供す
ることを目的としている。
消した新たな高圧利用式凍結濃縮方法及び装置を提供す
ることを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の構成として本発明の高圧利用式凍結濃縮方法は、氷核
を含む溶液を冷却加圧（又は加圧冷却）後徐々に減圧す
ることにより、氷晶成長を制御しながら行なった後固液
分離装置により分離を行い、分離した氷晶を粉砕して氷
核として利用することを特徴としている。
の構成として本発明の高圧利用式凍結濃縮方法は、氷核
を含む溶液を冷却加圧（又は加圧冷却）後徐々に減圧す
ることにより、氷晶成長を制御しながら行なった後固液
分離装置により分離を行い、分離した氷晶を粉砕して氷
核として利用することを特徴としている。
【００１７】また同方法を実施するための装置として
は、溶液を凍結して、氷晶部と濃縮液を分離する高圧利
用式凍結濃縮装置において、圧力容器とピストンとピス
トン駆動系からなる加圧装置、冷媒を循環して冷却を行
う冷凍機、フィルターを用いて分離する固液分離装置、
氷晶回収装置、氷晶粉砕装置が連接されることにより構
成されることを特徴としている。
は、溶液を凍結して、氷晶部と濃縮液を分離する高圧利
用式凍結濃縮装置において、圧力容器とピストンとピス
トン駆動系からなる加圧装置、冷媒を循環して冷却を行
う冷凍機、フィルターを用いて分離する固液分離装置、
氷晶回収装置、氷晶粉砕装置が連接されることにより構
成されることを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下図面により本発明の最適と思
われる実施の形態の一例について説明する。
われる実施の形態の一例について説明する。
【００１９】図１に本発明の高圧利用式凍結濃縮方法及
び装置の第１の実施例を示す。図において、１は圧力容
器とピストン及びピストン駆動系からなる加圧装置、２
は冷媒を循環して冷却を行う冷凍機で、液状食品は、加
圧装置内１において冷凍機２によって冷却され０℃以下
の温度に保たれる。
び装置の第１の実施例を示す。図において、１は圧力容
器とピストン及びピストン駆動系からなる加圧装置、２
は冷媒を循環して冷却を行う冷凍機で、液状食品は、加
圧装置内１において冷凍機２によって冷却され０℃以下
の温度に保たれる。
【００２０】そして、０℃以下の温度に保たれている液
状食品内に、氷核を入れる。
状食品内に、氷核を入れる。
【００２１】３は加圧装置１に接続される固液分離装置
で、該装置はフィルターを用いて固液を分離するもので
ある。
で、該装置はフィルターを用いて固液を分離するもので
ある。
【００２２】また加圧装置１に氷晶粉砕装置５を介して
接続される氷晶回収装置で、氷核は、固液分離装置３内
において氷晶回収装置４によって回収された氷晶を氷晶
粉砕装置５において適切な氷径に調整して作り出す。
接続される氷晶回収装置で、氷核は、固液分離装置３内
において氷晶回収装置４によって回収された氷晶を氷晶
粉砕装置５において適切な氷径に調整して作り出す。
【００２３】氷核を含む液状食品は、加圧装置１内で２
０００気圧程度の高圧まで加圧された後、高圧からの減
圧によって過冷却度が氷核を含む液状食品に与えられ、
氷核が氷晶として成長する。
０００気圧程度の高圧まで加圧された後、高圧からの減
圧によって過冷却度が氷核を含む液状食品に与えられ、
氷核が氷晶として成長する。
【００２４】減圧は氷晶成長を制御しながら大気圧に戻
るまで行なわれる。
るまで行なわれる。
【００２５】そして、氷晶を含む液状食品は、固液分離
装置３に送られ、同装置内に配設されたフィルターによ
り濃縮液と氷晶に分離される。
装置３に送られ、同装置内に配設されたフィルターによ
り濃縮液と氷晶に分離される。
【００２６】分離された氷晶は氷晶回収装置４により回
収されたのち、氷晶粉砕装置５により適当な氷径に調整
され、氷核として利用される。
収されたのち、氷晶粉砕装置５により適当な氷径に調整
され、氷核として利用される。
【００２７】つぎに本発明の別の実施例につき図２によ
り説明する。図２において、６は冷凍機２を具備する冷
却槽で該冷却槽６内で液状食品は冷却される。
り説明する。図２において、６は冷凍機２を具備する冷
却槽で該冷却槽６内で液状食品は冷却される。
【００２８】３は固液分離装置、４は同装置３内に設け
られた氷晶回収装置である。
られた氷晶回収装置である。
【００２９】５は冷却槽６と氷晶回収装置４との間に連
接介在する氷晶粉砕装置、７は冷却槽６と固液分離装置
間に介在連結された断熱型加圧装置である。
接介在する氷晶粉砕装置、７は冷却槽６と固液分離装置
間に介在連結された断熱型加圧装置である。
【００３０】ついで同実施例装置の作用について説明す
ると、冷却槽６内で、液状食品は冷却される。ついで冷
却した液状食品内に氷核を入れる。
ると、冷却槽６内で、液状食品は冷却される。ついで冷
却した液状食品内に氷核を入れる。
【００３１】氷核は、固液分離装置３において氷晶回収
装置４によって回収された氷晶を氷晶粉砕装置５におい
て適切な氷径にして作り出す。
装置４によって回収された氷晶を氷晶粉砕装置５におい
て適切な氷径にして作り出す。
【００３２】冷却槽６内で冷凍機２により冷却された氷
核を含む液状食品は断熱型加圧装置７に送られて高圧に
加圧された後に徐々に減圧され氷晶成長が行なわれる。
核を含む液状食品は断熱型加圧装置７に送られて高圧に
加圧された後に徐々に減圧され氷晶成長が行なわれる。
【００３３】本実施例の場合、断熱下で圧力による氷晶
成長を行う事で氷晶成長に対する熱的影響を無くすこと
が可能な装置である。
成長を行う事で氷晶成長に対する熱的影響を無くすこと
が可能な装置である。
【００３４】ついで氷晶を含む液状食品は固液分離装置
３に送られて、濃縮液と氷晶に分離される。
３に送られて、濃縮液と氷晶に分離される。
【００３５】つぎに図３により本発明の作用についてさ
らに詳細に説明する。図３は液状食品の性能図を示すも
ので、液状食品においては、２０００気圧までは、圧力
が高くなる程、凝固点が低くなる。
らに詳細に説明する。図３は液状食品の性能図を示すも
ので、液状食品においては、２０００気圧までは、圧力
が高くなる程、凝固点が低くなる。
【００３６】液状食品を高圧に加圧した後に減圧するこ
とで凝固点との温度差である過冷却度を与えることがで
きる。
とで凝固点との温度差である過冷却度を与えることがで
きる。
【００３７】氷晶成長の制御に圧力を利用した場合、圧
力の瞬時応答性・均一伝播特性を利用できる。
力の瞬時応答性・均一伝播特性を利用できる。
【００３８】すなわち、高圧（２０００気圧まで）に加
圧した後、減圧を行ない氷晶成長を行なうことにより、
従来法と比べて氷晶成長の制御性が大きく改善される。
圧した後、減圧を行ない氷晶成長を行なうことにより、
従来法と比べて氷晶成長の制御性が大きく改善される。
【００３９】また、固液分離後の氷晶を回収して氷核と
して利用することにより、潜熱の無駄を少なくしエネル
ギーコストを低減すること、氷核発生に必要な臨界過冷
却度を無くすことが可能である。
して利用することにより、潜熱の無駄を少なくしエネル
ギーコストを低減すること、氷核発生に必要な臨界過冷
却度を無くすことが可能である。
【００４０】さらに、高圧からの減圧によって氷晶成長
制御を行なえる圧力区間を増加することが可能である。
制御を行なえる圧力区間を増加することが可能である。
【００４１】また固液分離装置内に氷晶回収装置を挿入
配設したことにより氷晶を回収し、これと接続する氷晶
粉砕装置において氷核として最適な径に粉砕して氷核と
して利用することができる。
配設したことにより氷晶を回収し、これと接続する氷晶
粉砕装置において氷核として最適な径に粉砕して氷核と
して利用することができる。
【００４２】
【発明の効果】本発明によれば以下に示す効果を奏す
る。
る。
【００４３】（１）温度と圧力を並用し、氷晶成長制御
に対して高圧からの減圧を利用することにより、圧力の
均一伝播特性・瞬時伝播特性を活かした氷晶成長制御が
可能となり、希望する均一径の氷晶が得られるようにな
り、固液分離における濃縮液回収の歩留りが向上する。
に対して高圧からの減圧を利用することにより、圧力の
均一伝播特性・瞬時伝播特性を活かした氷晶成長制御が
可能となり、希望する均一径の氷晶が得られるようにな
り、固液分離における濃縮液回収の歩留りが向上する。
【００４４】（２）固液分離装置内に氷晶回収装置を設
けて氷晶を回収し、これと接続する氷晶粉砕機で最適な
径の氷核を作り出すことにより、氷核発生・氷晶成長・
氷晶融解に必要な潜熱を減らし、エネルギーコストを低
減する事が可能となる。
けて氷晶を回収し、これと接続する氷晶粉砕機で最適な
径の氷核を作り出すことにより、氷核発生・氷晶成長・
氷晶融解に必要な潜熱を減らし、エネルギーコストを低
減する事が可能となる。
【００４５】（３）固液分離装置で回収した氷晶を氷核
として利用することにより、氷核発生の為に必要な臨界
過冷却度を無くし、氷核発生装置を省略でき、装置のコ
ンパクト化が図れる。
として利用することにより、氷核発生の為に必要な臨界
過冷却度を無くし、氷核発生装置を省略でき、装置のコ
ンパクト化が図れる。
【図１】本発明の第１実施例に係る高圧利用式凍結濃縮
装置を示す概略図である。
装置を示す概略図である。
【図２】同第２実施例装置の概略図である。
【図３】本発明における液状食品の性能図である。
【図４】従来の凍結濃縮機の一例を示す概略図である。
１ 加圧装置 ２ 冷凍機 ３ 固液分離装置 ４ 氷晶回収装置 ５ 氷晶粉砕機 ６ 冷却槽 ７ 断熱型加圧装置
Claims (2)
- 【請求項１】 氷核を含む溶液を冷却加圧（又は加圧冷
却）後徐々に減圧することにより、氷晶成長を制御しな
がら行なった後固液分離装置により分離を行い、分離し
た氷晶を粉砕して氷核として利用する高圧利用式凍結濃
縮方法。 - 【請求項２】 溶液を凍結して、氷晶部と濃縮液を分離
する高圧利用式凍結濃縮装置において、圧力容器とピス
トンとピストン駆動系からなる加圧装置、冷媒を循環し
て冷却を行う冷凍機、フィルターを用いて分離する固液
分離装置、氷晶回収装置、氷晶粉砕装置が連接されるこ
とにより構成される高圧利用式凍結濃縮装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7299301A JPH09117604A (ja) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | 高圧利用式凍結濃縮方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7299301A JPH09117604A (ja) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | 高圧利用式凍結濃縮方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09117604A true JPH09117604A (ja) | 1997-05-06 |
Family
ID=17870766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7299301A Withdrawn JPH09117604A (ja) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | 高圧利用式凍結濃縮方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09117604A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112911941A (zh) * | 2018-09-06 | 2021-06-04 | 可口可乐公司 | 使用高压气体的过冷饮料成核和冰晶形成 |
| CN113680097A (zh) * | 2013-08-29 | 2021-11-23 | 株式会社明治 | 采用冷冻浓缩法的浓缩制品的制造方法 |
-
1995
- 1995-10-25 JP JP7299301A patent/JPH09117604A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113680097A (zh) * | 2013-08-29 | 2021-11-23 | 株式会社明治 | 采用冷冻浓缩法的浓缩制品的制造方法 |
| CN112911941A (zh) * | 2018-09-06 | 2021-06-04 | 可口可乐公司 | 使用高压气体的过冷饮料成核和冰晶形成 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030107 |