JPS6186553A - 真空冷却装置 - 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】 （イ）逢深上の手訓吻月 この発明は改良された真空冷却装置に関し、特に蓄冷槽
を具備する真空冷却装置に関するものである。

（ロ）ｔＺ４（７）Ｉ術 野菜、果実の鮮度を長く保ちビタミンＣの損耗を防ぐた
めには、収穫後の野菜の呼吸作用を抑制すればよいこと
が知られており、野菜の呼吸作用を抑制し、鮮度を長く
保つためには収穫後できるだけ早く品温を約５℃に冷却
することが必要である５ この冷却の一方式に、真空槽の中に野菜を格納し、真空
ポンプにて減圧して、野菜に含まれる水分が蒸発する際
の潜熱を利用して収穫後できるだけ早く野菜の品温を凍
結点近くまで下げるである真空冷却がある。なお、水は
７６０ｍ、ｍＨｇでは１００℃、２０　ｍ　ｍ　Ｈｇで
は２２°Ｃ，６ｍｍＨｇでは４℃、４．６ｍｍＨｇでは
０°Ｃで沸騰する。

この予冷を施した野菜は、無処理のものが収穫後、半日
でその７５％が鮮度を失なうのに比べ、２〜３日間１０
０％のものが鮮度を保持しており、この予冷方法は野菜
の流通分野には欠くことのできないものとなっている。

この野菜などの予冷に用いられる真空冷却装置の基本的
なものは、第３図に示す油回転真空ポンプ方式のもので
ある。すなわち真空槽１．真空ポンプＰ、冷凍装置Ｒと
コールドトラップ２計器及び付属機器より構成されてい
る。真空槽１の中に野菜等を格納し、密閉して真空ポン
プＰにて排気する。真空槽ｌ内が２０ｍｍＨｇになると
品温２８℃の野菜の組織内水分は蒸発を開始し、真空度
の低下と共に蒸発は促進される。水分蒸発の際約６００
　Ｋ　ｃ　ａ　ｌ　／　ｋ　ｇの潜熱が奪われるので野
菜自身は冷却される。そして真空槽ｌ内が６　ｍ　ｍ　
Ｈｇに達すると野菜は約５°Ｃに冷却される。蒸発した
水分は約−１°Ｃに冷却されたコールドトラップ２によ
り水滴に変り、ドレンタンクＤＴに溜められドレン排水
ポンプＤＰにより排水される。コールドトラップ２は水
蒸気を凝縮すると同時に蒸気圧差によるポンプの役目を
為し、水分の蒸発を促進する。第３図中、Ｔは冷却塔、
ｗｐは冷却水ポンプを表わす。

（ハ　明が　決しようとする問題点 ところで第４図の冷却特性曲線に示すように野菜冷却所
要時間は約２５分であり、しかも野菜水分蒸発開始後、
約１７分にて野菜冷却を完了する。

搬入搬出を含めて１回の冷却作業工程を３０分とすると
、その約１／２の時間内に野菜組織水分は蒸発し冷凍機
の熱負荷となる。この短時間の熱負荷を処理するために
は、それに対応して冷凍機の容量を大きくしなければな
らない。大容量の冷凍機を使用する場合、契約電力量は
大きくなるのであるが、野菜の予冷作業時間は１日５〜
８時間であり、しかも野菜予冷のシーズンは半年足らず
であるため、その冷凍機停止期間は長く、したがって、
使用電力は少ないという結果になり、非常に不経済であ
るという問題があった。

（ニ）問題点を解決するための手段 本発明は省エネルギー等の観点より冷凍機の運転時間の
経済性をも考慮し、鋭意検討の結果、蓄冷槽を真空冷却
装置に設置することにより前記の問題点が解決できるこ
とを見出した。

”前記したとおり、真空冷却の１作業工程は約３０分で
あるが、冷却を必要とするのはわずか１７分程度である
。さらに運転時間は平均１日６時間である。そこで冷凍
機を休止しないで蓄冷槽にて氷を生成し、必要時に氷の
融解熱を利用すれば圧縮機用電動機を１／２以下の容量
とすることができるのである。

そこで冷凍機を連続運転し、野菜冷却作業のための真空
装置運転時にはコールドトラップ冷却に利用し、野菜冷
却作業停止時には専ら氷の生成に用いる。深夜電力も自
動的に切換えて蓄冷槽の氷の生成に用いることが望まし
いのである。

そして従来コールドトラップの冷却には塩化カルシウム
、塩化ナトリウム、エチレングリコール、ナイブライン
等を用い一１Ｏ℃程度に冷却していたが、このブライン
の凍結点は低く、水と分離する故、凍結には困難があっ
た。そのためこれら塩化カルシウム等を用いるものでは
潜熱の利用はできず、顕熱のみであるからその利用価値
は少なく。

潜熱及び顕熱を利用することの実用化は困難であった。

一方真空槽に設けられたコールドトラップの温度は経験
によれば一５℃以下に冷却の必要はなく、０℃で充分で
あることも解った。

すなわち野菜の品温が２５°Ｃの時の蒸気圧は２４ｍｍ
Ｈｇ、５℃の時は６ｍｍＨｇであり、コールドトラップ
の表面温度を０℃にすればその蒸気圧は４．５ｍｍＨｇ
であり、少くとも１．５ｍｍＨｇ以上の蒸気圧差があり
、野菜の冷却は可能である。それ故、コールドトラップ
の冷却に一５℃〜−７℃で凍結する例えばプロピレング
リコール１０％水溶液やエチレングリコール２０％以上
の水溶液を使用することにより氷として冷を貯え″融解
潜熱約８０　ｋ　ｃ　ａ　ｌ　／　ｋ　ｇを利用するこ
とができるとの新しい知見を得、本発明に到達したもの
である。

すなわち本発明は一以上の真空槽、コールドトラップ、
圧縮機、ブライン冷却器、凝縮器及び真空ポンプを主要
構成要素とする真空冷却装置において、コールドトラッ
プ冷却用ブラインとして一り℃〜−７°Ｃ程度で氷結す
るブラインを用い、冷却作業停止時に該ブラインを水と
共に凍結するための蓄冷槽を設置したことを特徴とする
真空冷却装置に関する。

本発明の真空冷却装置の一例を第１図に示す。

第１図において、■が真空槽、２がコールドトラップ、
３が圧縮機、４が膨張弁Ａ、５が三方弁、６が膨張弁Ｂ
、７がブライン循環ポンプ、８が冷媒配管、９がブライ
ン配管、１０が蓄冷槽、１１が凝縮器、１２がブライン
冷却器、１３が真空ポンプ、１４が冷却塔、１５が冷却
水ポンプ、１６が冷却水配管である。

又、第２図は本発明の蓄冷槽１０の内部描造図であり、
１７がエアポンプ、１８が給気管、１９が冷却コイルで
あり、２０は圧縮空気泡である。

この蓄冷槽において１例えばプロピレングリコール１０
％水溶液を第２図に示すように圧縮空気をにて撹拌しな
がら冷却すると水分が先ず凍結して氷とブラインの混合
液となり、−６°Ｃにて全体が凍結に近い状態になり、
この潜熱を利用する。

本発明の装置の運転操作状況を説明すると、１）冷媒に
ついては、 （１）野菜等の冷却作業時には、冷媒（フレオン）は圧
縮機３→凝縮器１１→三方弁５う膨張弁Ｂ６→ブライン
冷却器１２→圧縮機３と流れ。

（２）ブライン（プロピレングリコール水溶液）につい
ては、 （Ｈ−−４ｔ →　ブライン冷却機１２　→　コールドトラッＶントー →　−６°Ｃブライン凍結となる。

したがって蓄冷槽１０では野菜等の冷却作業停止時には
水を冷凍し、製氷すると共に、ブライン自体も凍結され
るので、この凍結物の融解潜熱が次の野菜冷却作業時に
利用され得るのである。

本発明の装置が運転される時、例えばプロピレングリコ
ール水溶液は蓄冷槽１０より約０℃にて冷水循環ポンプ
７に吸引され、ブライン冷却器１２に押し込まれる。０
℃のブラインは一５℃に冷却され、コールドトラップ２
に至り、野菜より蒸発した８〜２０℃の水蒸気を冷却し
て水に換え除湿する。約−４°Ｃにて流入したブライン
は野菜蒸気と熱交換して３〜１５℃に温度上昇し、蓄冷
槽１０に流入散布される。ブラインは貯氷された氷を融
かし、その潜熱にて約０℃に冷却される。

真空ポンプ停止時はブライン循環ポンプ７を停＋ｈ　Ｌ
、三方弁５を切換え膨張弁Ａ４を経由して冷媒を蓄冷槽
１０に流し、専ら製氷凍結のサイクルとし、氷とブライ
ンの混合液を生成する。

なお真空装置運転中にて搬入搬出特等コールドトラップ
２冷却の必要ない時間は冷凍機は自動的にブラインの冷
却に利用されることになる。

このように冷凍機を昼夜間試運転し、夜間は氷生成専用
サイクルとし、昼間は氷を通してブラインを供給し氷融
解と冷凍機冷却の和により真空冷却の熱負荷に対応する
ようにし、効率よく運転できる。一方蓄冷槽１０にて氷
を生成するには水が最も適しているが、コールドトラッ
プの表面を約０°Ｃに冷却するには−３〜−５℃のブラ
インを必要とする故、氷点−５〜−７℃の液体をブライ
ンとして用いることが好ましい。例えば濃度１０〜５０
％のプロピレングリコール水溶液を使用することにより
効率よく冷却できる。プロピレングリコール１０％水溶
液の凝固点は一６°Ｃ１比熱は０゜９５　ｋ　ｃ　ａ　
ｌ　／　ｋ　ｇ　−℃、比重は１．００８ｋｇ／ｌであ
り、本発明の装置のブラインとして用いて最適である。

またエチレングリコール２０％以上の水溶液も同様のこ
とが言える。

この蓄冷方式により冷凍機の容量は従来の場合の１／２
以下となり、それに伴って冷却塔、循環ポンプ等の付属
設備も縮少された。設備費も減少し、特に契約電力料金
が約３０％の節約となり、深夜電力の利用により使用電
力料金も約２５％節約された。

ユ臭り走皿 真空冷却装置にコールドトラップ冷却用蓄冷槽を設置す
ることにより冷凍機を連続運転でき、野菜冷却のための
真空装置運転時にはコールドトラップ冷却に利用し、野
菜冷却作業停止時には専ら氷の生成に用いる。深夜電力
も自動的に切換えて蓄冷槽の氷の生成に用いることがで
き、さらに−５℃〜−７°Ｃの氷点を有する液体例えば
プロピレングリコール１０％水溶液を使用することによ
り、顕熱のみならず、氷として冷を貯える″ことができ
、その融解潜熱約８０　ｋ　ｃ　ａ　ｌ　／　ｋ　ｇを
利用することができるという作用を有する。

」さＬ夫に件 以下、実施例にてこの発明を具体的に説明するが、本発
明はこれら実施例のみに限定されるものではない。差圧
空気予冷装置による青果物予冷の際もそのまま流用でき
る。

本発明の蓄冷槽を具備する真空冷却装置を用いて野菜を
予冷する場合の゛装置の仕様の一例（Ｔ−冷処理量、冷
凍能力、利用可能潜熱等）を第１表に示す。

第１表 ※：冷凍機　　　　　　　＊：蓄冷 例えばレタス毎時９．６トン、■バッチ２，４００ｋｇ
（４回転２Ｍｇ）の処理能力を有する真空冷却装置の熱
負荷は２２０，８００ｋｃａｌ／ｈで５０Ｈｚ地区にて
は１２０８Ｐのブライン冷却ｔ１３．７ｋｗ送風機付冷
却塔夫々５．５ｋｗのブラインポンプ、冷却水ポンプを
使用していたが、本発明の蓄冷方式を採用し、６０　Ｉ
Ｉ　Ｐ定格冷凍機を用い１６時間を氷生成サイクル運転
とし、９４４ｋｇＸ１６時ｊＪＪ７＝　１５　トン＋７
）％ｌ’４Ｅ／ｆｆ１Ｌ、昼間は水の融解潜熱１２５，
０ＯＯｋｃａｌ／ｈと冷凍機の冷却能力９５　、８００
　ｋ　ｒ、　ａ　［／　ｈの和２２０．８００ｋｃａ　
ｌ／ｈにてコールドトラップを冷却することができる。

本発明の場合、冷却塔送風機１．５ｋｗ、ブラインポン
プ５．５ｋｗ、冷却水ポンプ２．２ｋｗとなり電気容量
の合計は７８．６ｋｗとな１ｊ、従来方式の合計１３４
．１ｋｗの比して約６０％の容量となった。

」１づ■釆 本発明は次のような効果を有する。

１、真空冷却用コールドトラップの冷却に特殊ブライン
を使用し、冷凍装置に蓄冷槽を付属させ、冷凍機を昼夜
閲兵運転し、夜間は氷生成専用サイクルとし、昼間は氷
を通して特殊ブラインを供給し、氷の融解潜熱と冷凍機
冷却能力の和によりコールドトラップを冷却することに
より、冷凍装置を小形化し、深夜電力等を利用すること
により省エネルギーを計ることができる。そのため、２
、冷却設備の電気容量が小規模となり設備費が安くなっ
た。

３、電気容量が少くなったので契約電力料金が安くなる
。

４、深夜電力も利用できるので使用電力料金も安くなる
。

５、コールドトラップ表面温度が０°Ｃ前後に保持され
るので野菜凍結の心配がない。

６、冷凍機が故障した時は、蓄冷槽の氷潜熱にて約４時
間冷却できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の真空冷却装置の概略図、第２図は本発
明の真空冷却装置における秩冷１！ｙの内部もが造を示
す模式図であり、１が真空（’ｆｆ、２がコール１−１
−ラップ、３が圧縮機、ＩＯが蓄冷槽、１１が疑、縮器
、１２がブライン冷却写である。第３図は従来の真空冷
却装置て廣」す、第・・１図は野菜のｒ；１動性曲線で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一以上の真空槽、コールドトラップ、圧縮機、ブ
   ライン冷却器、凝縮器及び真空ポンプを主要構成要素と
   する真空冷却装置において、コールドトラップ冷却用ブ
   ラインとして−５℃〜−７℃程度で氷結するブラインを
   用い、冷却作業停止時に該ブラインを水と共に凍結する
   ための蓄冷槽を設置したことを特徴とする真空冷却装置
   。