JPS6229705B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は凍結方法とその装置に関するもので
ある。

生鮮食品等の物品を凍結する従来の凍結方法や
装置は、大別すると、いわゆるトンネルフリージ
ングで代表される連続式と、非連続的に処理する
バツチ式とがあつたが、物品凍結の前後の工程に
マツチした流れ作業、すなわちイン・ラインが容
易でかつ能率的合理的な意味においては、連続式
が優れていた。

一方、凍結方式に関しては、熱交換器を用いて
冷凍室内を低温化して物品を凍結するいわゆるエ
アブラスト方式と、液体窒素、液体炭酸等の低温
液化ガスを凍結室内に直接噴出して冷却する低温
液化ガス方式とがあつたが、これらについては、
以下のような利点と欠点とがあつた。すなわち、 (A) エアブラスト方式 利点： 熱交換器に使用される冷媒（Ｒ−12、Ｒ−
13等）の冷却に、LNG（液化天然ガス）の
気化潜熱を有効利用できるので経済的であ
る。これは次のことに起因する。つまり近
年、日本にLNGが輸入されるに伴い、LNG
を気化させる時に発生する多大な冷熱を物品
凍結に有効利用する気運が高まつた。そこで
基地から冷熱を輸送する手段として、LNG
の冷熱を利用して空気分離を行つて得た液体
窒素を輸送する方法と、LNGの冷熱と冷媒
との間に熱交換を行つてその冷媒を輸送する
方法とが考えられたが、エネルギーロスの観
点からもコストの面からも後者の冷媒による
輸送が有利であつた。

低温液化ガス方式に比べ、ランニングコス
トが低い。

冷媒（Ｒ−12、Ｒ−13等）を冷結室内に直
接噴霧することができないので、凍結室内圧
がほとんど上昇せず、そのため冷ガスの漏洩
が微小である。

欠点： 熱交換器を具備するため、冷凍機および受
電設備の設備費が高い。

装置が大型となり、騒音が発生する。

冷却最低温度が−40℃程度であり、最大氷
結晶生成帯（食品組織中の水分の約80％程度
が凍結する０℃〜−５℃の温度範囲）通過時
間が長い。このため、食品の細胞組織が破壊
され、解凍時のドリツプ流出、味・風味の劣
化、酸化、油やけ、変色等が起こり、食品の
品質が低下する。

トンネル形凍結室内の低温雰囲気温度を約
−20℃以下に維持する必要があるが、最低温
度との差が小さいので凍結室内の予冷（構造
予冷ともいう）に時間がかかる。そのため被
凍結物の凍結開始前に長時間連続運転が必要
である。

(B) 低温液化ガス方式 利点： 液体窒素では常圧で液温が−196℃と超低
温に近く、低温雰囲気温度との差が大きいの
で、最大氷結晶生成帯の通過時間が短かく、
急速凍結が可能なので食品の品質を維持でき
る。

構造予冷が短時間である。

単に給送手段と貯溜槽を備えればよいの
で、設備費は安く、装置は小型で騒音が少な
い。

欠点： 前記のように温度差が大きいため、食品の
熱シヨツクが起こる可能性があり、これによ
り食品表面のひび割れ等が起き、食品の外観
を損う。

前記したようにLNGの冷熱を利用して低
温液化ガスを作つても前記冷媒に比して高価
格であり、ランニングコストが高い。

凍結過剰のおそれがあり、低温液化ガスの
消費無駄になり不経済となる。

低温液化ガスの気化に伴い、内圧が増加し
てガス漏洩するおそれがあり、したがつて熱
効率を低下するとともに、安全性等作業条件
を悪化する。

以上のように、エアブラスト方式および低温液
化ガス方式のいずれも本質的長短があるため、品
質の観点から凍結対象物に応じていずれかを採用
するとしても、なお改善すべき点が残されてお
り、改良が要望されている状態であつた。

この改良が図られた一例として、従来、低温液
化ガス方式の装置で食品の最大氷結晶生成帯を短
時間に通過させた後、エアブラスト方式の装置で
完全凍結をする併用方式があつた。この方式によ
ると、ある種の食品では品質が維持できるととも
に低温液化ガスの消費量を最小限にとどめて両方
式の特長を発揮できる場合もあるが、個別の凍結
室を形成する必要があること、エアブラスト方式
の装置の構造予冷に時間がかかること、他の種の
食品では凍結室内温度分布の変更が困難なため熱
シヨツクによる表面割れがあり、汎用性にかける
こと等において問題が残されていた。

したがつて、この発明の目的は、これらの問題
が解決された凍結方法とその装置を提供すること
である。

この発明方法は、トンネル形凍結室内に熱交換
器を設置してその冷媒による低温雰囲気状態を形
成するとともに、凍結室内の適所に低温液化ガス
を噴出させて、被凍結物を凍結室の入口から出口
へ移送する際に凍結するものである。凍結室内の
適所に低温液化ガスを噴出させるため、凍結室内
を被凍結物の種類、性状、厚さ、大きさ、形状、
成分等に応じて所望な温度分布に形成できる。こ
のため、温度分布の設定により被凍結物に応じて
生じうる熱シヨツクを解消できるとともに、１個
の凍結室でエアプラスト方式と低温液化ガス方式
とを兼備するため、個別に凍結室を設ける必要が
ないのはもちろん構造予冷も短時間になり、食品
品質、経済性、熱効率、作業条件ともに優れたも
のとなる。

この発明装置の第１の実施例を第１図に示す。
すなわち、この凍結装置は、断熱材を用いてトン
ネル形凍結室１を形成し、その入口２と出口３と
にわたつてコンベヤ４を設置し、凍結室１の天壁
１ａに適宜数の熱交換器５ａ………を取付け、天
壁１ａ外に連絡管６………を並列連接してLNG
熱交換器５ｂに接続し、両熱交換器５ａ，５ｂ間
で冷媒を循環させて、LNGで冷却された冷媒に
より凍結室１を冷却し、これにより、冷凍機を使
用して冷媒を冷却する場合に比べて、エネルギー
ロスの観点からもコストの面からも有利性を図つ
ている。また、天壁１ａに撹拌フアン７………を
取付けて室内温度を均一にするとともに、天壁１
ａの適所の数個所に低温液化ガス用ノズル８……
…を設置し、さらにノズル８………の周囲に隔壁
９………を垂設してガスが横方向に拡散しないよ
うにしている。１０は低温液化ガス供給配管、１
１は調節バルブ、１２は天壁１ａに開口したガス
排気口である。

この装置は、被凍結物が送り込まれる前にまず
構造予冷がなされる。その場合、熱交換器５……
…のみならず低温液化ガスもノズル８………から
噴出させて予冷できるので、熱交換器５………の
みによる場合に比して予冷時間が短かくなる。次
いでコンベヤ４を駆動して被凍結物を入口２から
出口３へ移送する。この場合、移送過程において
局部的に低温液化ガスで急速凍結できるので、前
記した被凍結物の細胞組織の破壊、ドリツプ流
出、味・風味の劣化、酸化、油やけや変色等が回
壁でき、品質を現状保持できる。このときさら
に、被凍結物の種類、寸法、形状、性状等を考慮
して、凍結室１内の低温液化ガスの吹出し位置を
制御することにより、最適の最大氷結晶生成帯の
最小通過時間を設定でき、また熱シヨツクの回壁
が容易になる。たとえば牡蛎等の食品では凍結過
程の最初に急冷し氷の殻を形成すると、製品外観
の向上が可能であると言われている。また、熱交
換器５………による凍結室内全体の所定温度（Ｒ
−12、Ｒ−13等で約−40℃、特殊なもので−70℃
〜−80℃）の低温雰囲気状態を形成するととも
に、さらにそれより低温の区域を局部的に形成す
ることにより、緩慢凍結に対する急速凍結が繰返
えされる。さらに隔壁９………は低温液化ガスの
拡散を防ぎ、局部的冷却を維持する役目をもつも
ので、前記のような被凍結物の性状等に応じた温
度分布の制御が容易になる。この場合、超低温部
分が局部集中的になり、他の部分は低温雰囲気状
態にあるので、低温雰囲気部分の熱交換器等の熱
応力対策、材質選択、製作も容易になる。

この発明装置の第２の実施例を第２図に示す。
すなわち、この凍結装置は、熱交換器５ａを複数
個直列に設けたもので、その他は第１の実施例と
同様である。この場合、冷媒が熱交換器５ａ……
…を順次通過するので、温度分布が第３図のよう
に次第に上昇する曲線を形成する。そのため、熱
交換器５ａの直列接続数を設定し、これらを並列
接続する等の組合せにより、任意の温度分布が取
れる利点がある。その他は第１の実施例と同様で
ある。

以上のように、この発明の凍結方法は、トンネ
ル形凍結室内に熱交換器による低温雰囲気の形成
に加えて、局所的に低温液化ガスにより雰囲気温
度より低い区域を形成するため、エアプラスト方
式および低温液化ガス方式の特長を備えた上、装
置の簡単化、構造予冷の短時間化、熱シヨツク防
止、食品の品質等に最適の温度分布の形成および
その制御が図れ、またその装置は、前記方法によ
る手段に加えて、低温液化ガス吹出部分に隔壁を
形成したため、ガス拡散を防止できて温度分布制
御が容易であるとともに、超低温部分が局部集中
的になり、他の部分は低温雰囲気状態にあるので
低温雰囲気部分の熱交換器等の熱応力対策、材質
選択、製作が容易になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明装置の第１の実施例の断面略
図、第２図は第２の実施例の要部概略図、第３図
は凍結室内トンネル方向に対する温度分布曲線図
である。 １……トンネル形凍結室、１ａ……天壁、２…
…入口、３……出口、４……コンベア（移送手
段）、５ａ……熱交換器、７……撹拌フアン、８
……低温液化ガス用ノズル、９……隔壁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トンネル形凍結室内に熱交換器を設置して、
   凍結室内を所定温度の低温雰囲気状態にするとと
   もに、凍結室内の適所に低温液化ガスを噴出させ
   て所望の温度分布を作り、前記凍結室の入口から
   出口へ被凍結物を移送することにより、被凍結物
   を凍結することを特徴とする凍結方法。 ２ トンネル形凍結室と、この凍結室内に配設さ
   れて被凍結物を凍結室の入口から出口へ移送する
   移送装置と、前記凍結室内に設置されて凍結室内
   を所定温度の低温雰囲気状態にする熱交換器と、
   前記凍結室内の適所に設置されて低温液化ガスを
   噴出させるノズルと、このノズルに併設されてノ
   ズルから吹出した低温液化ガスの拡散を防ぐ隔壁
   とを備えた凍結装置。