KR100765987B1 - 염수연빙의 제조방법 및 장치. - Google Patents

Abstract

본 발명은 얼음 입자의 염농도가 높은 염수연빙을 제조하는 방법 및 장치를 제공하는 것으로, 단열커버(11)가 부착된 제빙조(10) 내에 냉염수(A)를 충전하고, 제빙조(10) 저부의 냉염수(A)를 제빙기(20)에 저유속으로 순환시켜 얼음 미세결정(M)에 응결시키고, 얼음 미세결정(M)을 제빙조(10)의 저부로부터 냉염수(A) 안에 부상시키면서 설상결정(S)에 성장시키고, 설상결정(S)을 커버(11)의 하면에 순차적으로 적층시켜 염수연빙(A+S)을 제조한다.

바람직하게는, 제빙조(10)의 수심(D) 및/또는 지름(W)을 냉염수(A)의 수면부와 저부와의 염농도 차가 작아지도록 하고, 얼음 미세결정(M)이 설상결정(S)으로 성장하기에 충분한 부상시간을 확보한다. 예를 들어, 제빙조(10)의 저부의 수심(D)은 제빙조(10)의 지름(W)과 실질상 같은 크기로 한다.

더욱 바람직하게는 설상결정(S)의 적층 후 또는 적층에 따라 제빙조(10)의 저부로부터 염수(A)의 전부 또는 일부를 추출하여 염수연빙(A+S)의 함유염수양을 조정한다.

Description

염수연빙의 제조방법 및 장치.{A Manufacturing Method And Apparatus Of Salt Water Soft Ice}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록도이고,

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 블록도이고,

도 3은 본 발명에 의한 염수연빙의 함수율(함유염수양) 조정방법의 일예의 예시도이고,

도 4는 본 발명에 의한 제빙조로부터 염수연빙을 취출하는 일방법의 예시도이고,

도 5는 본 발명에 의한 제빙조로부터 염수연빙을 추출하는 다른 방법의 예시도이고,

도 6은 본 발명에 의한 염수연빙을 이용한 생선식품류 등의 보존, 수송방법의 일예의 예시도이고,

도 7은 종래 기술에 따른 염수연빙 제조방법의 예시도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1: 담수여과조 1a: 필터

2: 염수여과조 2a: 필터

3: 조정냉각조 3a: 냉동기

3b: 냉각용 코일 3c, 3d, 3e: 노즐

4: 혼합조 4a: 오존 발생기

4b: 필터 5: 여과조

5a: 분리수단 5b: 염수도입로

6: 빙수저장조 7: 연빙저장조

8: 염수분리조 8a, 8b: 염수 리턴 유로

10: 제빙조 10a: 상측 공간

11: 커버 12: 유출구

13: 유입구 14: 배수구

15: 배수장치 15a: 배수로

15b: 배수펌프 16: 수위조정조

16a: 격벽 16b: 배관

17, 17a: 유공판 17b: 경사수절판

18: 가스압축기 18a: 가스유로

18b: 필터 19: 기포노즐

20: 제빙기 20a: 용기

20b: 삭취기 20c: 구동수단

21: 순환장치 21a: 송유로

21b: 반유로 21c: 순환펌프

22, 23: 압력조정구 24: 통기구

25: 압력밀폐조 26: 압력 제어장치

27: 압력계 28: 압력조정로

29: 압력조정장치 30: 취출구

31: 단열커버 34: 통부

35: 연빙송출수단 35a: 회전축

35b: 이송 날개 36: 구동수단(공기압회전수단)

37: 연빙교반장치 38: 리턴구

39: 인상수단 40: 제어장치

41: 레벨계 42: 조절계

46: 보온용기 47: 보온커버

48: 투수성 또는 투습성의 시트 또는 대 49: 수절판

50: 흡수부재 51: 배수구

F: 피냉각물 D: 제빙조의 수심

W: 제빙조의 지름 G: 냉각가스(공기 등)

C: 얼음 입자 M: 얼음 미세 결정

S: 설상결정(눈 형상의 결정) A+S: 염수연빙

A: (냉)염수 B: 잔 염수

V: 변 P: 담수

L: 수위조정조의 수위

본 발명은 염수연빙의 제조방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 얼음입자와 염수와의 혼합물인 염수연빙을 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

여기에서 염수연빙이란, 염수를 입자 상태로 동결한 얼음 입자의 집합 또는 그 얼음 입자와 염수의 혼합물로, 염수 셔벗(Sherbet), 염수 플로 아이스(Flow Ice) 등이라고 불리기도 한다.

어패류 등의 생선식품류의 보존, 수송할 때, 신선도 유지 등을 목적으로 하고, 종래로부터 염수와 그의 얼음 입자와의 혼합물인 염수연빙이 사용되고 있다.

일반적으로는 덩어리 상태로 동결한 얼음이 사용되고 있지만 덩어리 상태의 얼음은 연속적인 제조가 곤란하고, 수송 시에 큰 에너지가 필요하고, 피냉각물과의 접촉면적이 작고 효율적으로 냉각하기 어렵다.

이에 반해 염수연빙은 피냉각물과의 접촉면적을 크게 할 수 있음과 동시에 피 냉각물의 표면에 흠집이 생기기 어렵기 때문에, 피냉각물의 신선도 보관 유지 효과를 높일 수 있다.

이에 따라 덩어리 상태의 얼음을 슬라이스 또는 분쇄하여 염수의 얼음 입자를 제조하는 것이 가능하지만, 분쇄공정을 생략하고 염수의 얼음 입자를 경제적으로 제조하는 방법으로서, 염수를 유동시키면서 연속적으로 얼음 미세결정으로 응결시키는 다이내믹(Dynamic) 제빙법이 개발되고 있다．

예를 들어 특허문헌 1은 입구 및 출구를 양면에 설치하고 원통 상태의 제빙부와, 제빙부의 외주벽면에 설치되고 제빙부 내를 과냉각하는 냉매통로와, 제빙부 내에 회전가능하게 설치되고 교반 날개 및 소취(搔取) 칼을 설치하고, 해수용의 다이내믹 제빙기를 개시한다.

-2℃ 내지 -35℃의 냉매(프레온 등)를 냉매통로에 공급하고, 제빙부의 내주벽면을 해수의 빙점이하로 냉각하며, 입구로부터 제빙부 내에 공급하며 해수를 교반 날개에서 교반하면서 내주벽면 위에 빙결시키고, 소취 칼에서 내주벽면에 부착하여 얼음을 깎아내고, 깍아 낸 얼음 입자를 해수와 함께 출구로 방출한다.

제빙부의 냉각온도를 -2℃ 내지 -15℃로 하는 것에 의하여 셔벗 상태의 얼음 입자가 얻어지고, 냉각온도를 -15℃ 내지 -35℃로 하는 것에 의하여 보슬보슬한 핵 상태의 얼음 입자가 얻어진다. 일반적으로 다이내믹 제빙기에서 제조된 얼음 입자는 0.1 내지 0.5mm 정도의 얼음 미세결정이다.

실제의 생선식품류의 보존, 수송현장에서, 제빙기에서 제조하는 염수의 얼음 입자를 저장하고, 필요에 따라 적당한 함유염수양의 염수연빙을 사용한다. 연빙 안에 함유염수양(=연빙 중의 염수의 중량/연빙의 전체 중량)이 부적당하면 생선 식품의 냉각 부족이나 변색이 생길 우려가 있고, 생선식품의 종류(예를 들어, 생선 또는 오징어, 낙지 류, 전복 등의 조개류 등)에 따라 함유염수량의 조정이 필요할 경우도 있다.

제조한 얼음 입자를 염수와 분리하여 저장하면 얼음입자가 서로 융합하여, 입자가 크게 되고, 염수와 균일하게 혼합하는 것이 어려워지기 때문에, 염수의 얼 음입자를 염수의 흐름 가운데에서 저장하는 염수연빙의 제조장치를 개발하여 특허문헌 2에 개시하였다.

도 7은 특허문헌 2가 개시하는 염수연빙의 제조장치의 일예를 보여준다.

도 7에 도시한 염수연빙의 제조 장치는 빙수저장조(6)에 있어서, 얼음 입자(C)와 냉염수(A)와의 혼합물인 염수연빙(A+C)을 제조한다.

도면에서 보여주는 예에는, 담수여과조(1) 및 염수여과조(2)에 접속되어 조정냉각조(3)에 의해 미리 소요 염농도로 조정되고, 냉각된 냉염수(A)는 혼합조(4)에서 오존과의 혼합에 의하여 살균되고, 여과조(5)에 의해 살균잔유물을 분리한 후 빙수저장조(6)에 유입시킨다.

빙수저장조(6)에는, 상술하는 다이내믹 제빙기(20)가 순환장치(21)를 통해 결합되고, 기포 흐름에 의해 압축공기(G)가 가해지는 기포 노즐(19)이 설치되어 있다. 빙수저장조(6)와 제빙조(20)와의 사이에 냉염수(A)를 순환시키면서 빙수저장조(6) 내에 압축공기(G)의 기포 흐름을 가하고, 제빙기(20)로 만들어진 얼음입자(C)를 빙수저장조(6)에 도입하면서 기포 흐름을 냉염수(A) 안에서 교반하는 염수연빙(A+C)을 제조한다.

또, 도면에서 도시된 예의 연빙제조장치는, 빙수저장조(6)에서 제조한 염수연빙(A+C)을 연빙저장조(7)에 펌프나 스크루 컨베이어(Screw Conveyor)를 이용하여 이송하고, 연빙저장조(7)에 염수연빙(A+C)을 저장한다. 도면에서 도시된 예의 연빙저장조(7)는, 하단에 통부(34)를 설치하고 경사수절판(33)을 저벽으로 사용하며, 통부(34) 내에 설치된 연빙송출수단(35)(즉, 스크루 컨베이어 등)과, 수절판(33)으 로부터 떨어진 냉염수(A)가 흘러 들어간 분리염수조(8)와, 분리염수조(8)로부터 빙수저장조(6)로 이른 염수 리턴유로(8a)를 구비한다.

빙수저장조(6)로부터 연빙저장조(7)에 이송된 염수연빙(A+C)은, 냉염수(A)가 수절판(33)을 통과하여 분리염수조(8)에 유입되고, 함유염수양의 낮은 얼음입자(C)가 수절판(33) 위에 남는다. 분리염수조(8)에 유입되는 냉염수(A)는 염수 리턴유로(8a)로 경유하여 빙수저장조(6)로 되돌려 순환시킨다.

빙수저장조(6)와 연빙저장조(7)와의 사이에 냉염수(A)를 끊임없이 순환시킴으로써 수절판(33) 위의 얼음입자(C)는 냉염수(A)가 흐르는 중에 유지되고, 얼음입자(C)가 서로 결빙되는 것을 방지하며, 수절판(33) 위의 연빙(A+C)이 융합하지 않는 함유염수 양으로 유지한다.

연빙저장조(7)의 수절판(33) 위에 저장되는 얼음입자(C)는, 출구변(V10)을 개방한 다음 연빙송출수단(35)의 구동에 의해, 분리염수조(8)의 염수(A)와 교반, 혼합하면서 취출할 수 있다. 취출한 염수연빙(A+C) 중의 함유염수양은, 빙수저장조(6)에서 연빙저장조(7)로의 염수연빙(A+C)의 이송량과 연빙송출수단(35)에 의한 염수연빙(A+C)의 송출양의 밸런스에 의하여 조정할 수 있다.

또한, 도시된 예와 같이, 연빙송출수단(35)의 출구에 연빙교반장치(37)를 장착하고, 연빙교반장치(37)에 의해 외부로 공급하는 염수연빙(A+C)의 함유염수양을 조정해도 좋다.

도면에 도시된 예의 연빙제조장치에 의하면, 연빙저장조(7) 내에 얼음입자(C)를 융합하지 않는 지름이 작은 입자를 저장할 수 있는 동시에, 함유염수양이 균 일한 염수연빙(A+C)을 연속적으로 취출할 수 있다.

그러나, 도 7의 빙수저장조(6)로 제조하는 염수연빙(A+C)은, 얼음입자(C)의 염농도가 너무 높지 않고, 덩어리 상태의 얼음과 비교하였을 때 단시간으로 융해해 버리는 문제점이 있었다.

또한, 도시된 예의 빙수저장조(6)에서 제조되는 얼음입자(C)는 제빙조(20)로부터 도입되어 미세결정(M)이 핵이 되고, 냉염수(A)의 물 분자가 재결빙한 것이다.

빙수저장조(6)에는 핵이 된 얼음 미세결정(M) 사이가 동결하지 않도록 압축공기(G)의 기포 흐름으로 진동, 교반하고 있지만, 그 진동, 교반에 의하여 빙수 저장조(6) 내의 냉염수(A)는 -2.5 내지 -3.0℃ 정도의 과냉각 상태가 되고, 과냉각 상태의 물 분자가 조금씩 핵의 주위에 재결빙됨과 동시에 서로 결합하여 얼음입자가 된다．

일반적으로 염수의 얼음입자는 재결빙 시에 염분을 불순물으로 배출하여 염 농도를 저하시키는 경향이 있고, 어패류 등의 신선도 유지를 위해 해수와 유사한 염 농도 3.0 내지 3.5%의 냉염수(A)를 이용하고 있기에도 불구하고, 실제로 제조된 얼음입자(C)의 염농도(얼음입자(C)를 염수(A) 안에서 취출한 18 내지 20℃로 융해시킨 염수의 염농도. 이하 같음)는 0.8 내지 1.4% 정도로 되어 있다.

얼음입자(C)의 염농도가 낮은 염수연빙(A+C)은, 시간의 경과와 함께 얼음입자(C)가 녹고, 염농도가 저하되어 버리는 문제점이 있다. 또한, 장기간의 보존, 수송에 적합하지 않다. 생성식품류의 안정한 보존, 수송을 가능하게 하기 위해 얼음입자(C)의 염농도가 높은 염수연빙(A+C)을 제조하는 기술의 개발이 요구되고 있다.

또한 도 7의 빙수저장조(6)는, 제빙 전의 냉염수(A)의 양에 따라 제조할 수 있는 얼음입자(C)의 양(이하, 제빙율로 한다.)이 적은 문제점도 있다. 도시된 예의 빙수저장조(6)에는 빙수저장조(6)의 내부가 기포 흐름의 교반에 의하여 동결이 억제되고 있고, 빙수저장조(6)의 수면부로부터 조금씩 재결빙한 얼음입자(C)가 축적된다.

염수(A)를 하부에서 제빙기(20)로 보내고, 제빙기(20)에 응결한 얼음 미세결정(M)을 냉염수(A)와 함께 빙수저장조(6)의 상부로 되돌리고, 되돌려진 얼음 미세결정(M)을 하부로부터 다시 한번 제빙기(20)에 보내어 수직방향으로 순환시키고 있지만, 상술한 것처럼 얼음입자(C)는 재결빙 시에 염분을 배출하기 때문에 얼음입자(C)의 양이 증가한다면 잔류 염수(A)의 염농도는 서서히 높아지고, 빙점강하작용에 의해 잔유염수(A)를 얼음입자(C)로 하는 것이 서서히 어려워지고, 빙수저장조(6)의 제빙율은 30% 전후가 한계가 된다.

이에 따라 제빙율이 적기 때문에 염수연빙(A+C)의 제조량에 비하여 큰 빙수저장조(6)를 이용할 필요가 생기고 있다. 즉, 빙수저장조(6)에 제조한 얼음입자(C)의 염농도를 높일 수 있으면, 잔류 염수(A)의 염농도의 상승을 억제하고 빙수저장조(6)의 제빙율을 높이는 것이 가능하다.

[특허문헌 1] 일본특허 공개 2003-042611호 공보

[특허문헌 2] 일본특허 공개 2004-132596호 공보

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 목적은, 얼음입자의 염농도가 높은 염수연빙을 제조하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명은 얼음 생성 시 그리스 아이스(grease ice)와 같이, 얼음입자(C)의 내부에 염수(A)의 봉입에 특히 주목한다.

도 7의 빙수저장조(6)에는, 염수(A)를 진동, 교반하면서 얼음입자(C)를 재 결빙시키는 유동식 제빙을 채용하고 있기 때문에 얼음 미세결정(M)은 원반 상태로 성장하는 얼음입자(C)가 되고, 얼음이 느리게 유동하여 염분배출현상이 발생하고 있다.

그 때문에 얼음입자(C)의 염농도는 1.4% 정도에 그치고, 얼음입자(C)가 냉염수(A)와의 비중차(얼음입자의 비중=0.92, 3%의 염수비중=1.03)에 의하여 부상하고, 냉염수(A)의 염농도가 서서히 높아지는 경향이 있다.

본 발명은 얼음미세결정(M)을 원반 형상이 아닌 수지 형상 또는 별 형상의 설상결정으로 성장시키고, 이에 따라 설상결정을 서로 결빙시킨 얼음입자(C)가 되면 얼음입자(C)의 내부에 많은 염수(A)를 봉입하여 얼음입자(C)의 염농도를 높일 수 있다.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.

도 1의 실시예를 참조한, 본 발명에 의한 염수연빙의 제조방법은, 단열커버(11)를 부착한 제빙조(10) 내에 냉염수(A)를 충전하고, 제빙조(10)의 저부의 냉염수(A)를 제빙기(20)에 저유속으로 순환시켜 얼음 미세결정(M)으로 응결시키고, 얼 음 미세결정(M)을 제빙조(10)의 저부로부터 냉염수(A) 안에 부상시키면서 설상(雪狀)결정(S)으로 성장시키고, 설상결정(S)을 커버(11)의 하면에 순차적으로 적층시킴으로써 염수연빙(A+S)이 제조 된다.

바람직한 것은, 제빙조(10)의 수심(D) 및/ 또는 지름(W)을 냉염수(A)의 수면부와 저부와의 염농도차가 작아지도록 선택하고, 얼음 미세결정(M)이 설상결정(S)으로 성장하기에 충분한 부상시간을 확보한다. 예를 들어, 제빙조(10)의 저부의 수심(D)을 제빙조(10)의 지름(W)과 실질상 같은 크기로 한다.

또한 제빙조(10)의 저부와 제빙조(20)와의 사이에 냉염수(A)의 순환은, 냉각수(A)의 과냉각이 생기지 않는 저유속으로 순환시키는 것이 바람직하다.

더욱 바람직한 것은, 설상결정(S)의 적층 후 또는 적층에 따라 제빙조(10)의 저부로부터 염수(A)의 전부 또는 일부를 추출한 것으로 염수연빙(A+S)의 함유염수량을 조정한다.

또한 도 1의 실시예를 참조한, 염수연빙의 제조장치는, 냉염수(A)를 충전하는 단열커버(11)를 부착한 제빙조(10), 냉염수(A)를 얼음 미세결정(M)으로 응결시키는 제빙조(20) 및 제빙조(10)의 저부의 냉염수(A)를 저유속으로 제빙조(20)로 송출하고 또한 제빙조(20)로부터 제빙조(10)의 저부로 되돌려 순환시키는 순환장치(21)를 구비하며, 제빙조(10)의 저부의 얼음 미세결정(M)을 냉염수(A) 안에서 부상시키면서 설상결정(S)으로 성장시키고 또한 커버(11)의 하면에 순차적으로 적층 시켜 염수연빙(A+S)으로 제조 된다.

바람직한 것은, 제빙조(10)의 저부에 유공판(10)을 이용하여 접속되고 또한 제빙조(10)와 같은 수위레벨의 수위조정조(10)를 설치하고, 순환장치(21)에 의하여 제빙조(10)의 유공판(10)의 하측 또는 수위조정조(10) 내의 냉염수(A)를 제빙기(20)로 송출하며, 또한 제빙기(20)에서 제빙조(10)의 유공판(17)의 동일 수직선의 상측 또는 하측으로 되돌려 순환시킨다.

더욱 바람직한 것은, 제빙조(10)의 유공판(17) 하측 또는 수위 조정조(16)로 제빙조(10) 내의 염수의 전부 또는 일부를 추출하는 배수장치(15)를 더 설치한다.

아울러, 도 1은 염수연빙의 제조장치의 일 실시예를 보여준다.

도시된 실시예의 제조장치는 냉염수(A)를 충전한 단열커버(11)를 부착한 제빙조(10)와, 제빙기(20)와, 제빙조(10)의 저부와 제빙기(20)와의 사이에 냉염수(A)를 순환시키는 순환장치(21)를 구비한다.

도시된 실시예의 제빙조(10)는, 도 7 의 여과조(5)와 분리된 빙수저유조(6)와 같은 것이고, 실시예에는 도 7의 조정냉각조(3)에서 0℃정도로 냉각하고 또한 혼합조(4)에 오존 살균한 염농도 3.0 내지 3.5% 정도의 냉염수(A)를 염수도입로(5b)를 경유(도 1 참조)하여 여과조(5)로 충전된다.

제빙기(20)는 냉염수(A)를 유동시키면서 0.1 내지 0.5mm 정도의 얼음 미세결정(M)으로 응결 시키고, 예를 들어 특허문헌 1과 같은 제빙기 그 밖의 종래기술에 속한 적당한 다이내믹 제빙기를 사용할 수 있다.

또한 도시된 실시예의 순환장치는 제빙조(10)의 저부의 냉염수(A)를 제빙기(20)로 송출하는 송출로(21a)와, 제빙기(20)에서 응결한 얼음 미세결정(M)을 냉염수(A)와 함께 제빙조(10)의 저부에 되돌리는 반유로(21b)와, 송유로(21a) 및 반유 로(21b)에 냉염수(A)를 소정 유량으로 순환시키는 순환장치 펌프(21c)를 구비하고 있다.

변(V1)을 개방하여 냉염수(A)를 여과조(5)에서 염수 도입로(5b) 및 변(V2)을 통해 제빙조(10)로 충전한 후 변(V1)을 폐쇄하여 제빙조(10)의 저부의 냉염수(A)를 제빙기(20)로 순환시킨다. 이때 변(V3)은 폐쇄되어 있다.

제빙기(20)에서 응결한 얼음 미세결정(M)을 제빙조(10)의 저부로 도입되고, 제빙조(10) 내의 냉염수(A)를 냉각함과 동시에 얼음 미세결정(M)을 제빙조(10)의 저부에서 냉염수(A) 안으로 부유시키면서 서서히 부상하게 한다.

제빙조(10)내의 냉염수(A)는 교반하지 않고, 제빙기(20)와의 사이로 순환시켜 염수(A)의 결빙온도인 -1.8℃ 이하로 유지한다. 일반적으로 염농도 3.0 내지 3.5%의 염수(A)는 빙점강하작용에 의하여 -1.8℃까지 결빙하지 않지만, 염수(A)가 유동하고 있는 경우는, 유동의 정도에 의하여 염수(A)의 과냉각 상태 온도는 -3.0℃ 이하로 강하한다.

제빙기(20)로 얼음 미세결정(M)을 -3.0℃이하의 과냉각 상태의 냉염수(A) 안에 유동시키면서 부유시키면 도 7의 빙수저장조(6)와 같이 얼음 미세결정(M)이 원반 형상으로 성장하고, 염농도 1.4% 정도의 얼음입자(C)가 되어 버린다.

따라서 본 발명은 얼음 미세결정(M)을 -1.8 내지 3.0℃ 정도로 유지하고, 염농도 3.0%의 냉염수(A) 안에 도입하며, 과냉각하지 않고 조용하게 부유시키는 것에 의하여 얼음 미세결정(M)이 수지 형상 또는 별 형상의 설상결정(S)으로 성장하는 것을 실험적으로 확인하였다.

바람직한 것은, 제빙조(10)의 냉염수(A)를 결빙온도에 가까운 -1.8 내지 -2.0℃정도로 유지하고 설상결정(S)을 성장시킨다.

냉염수(A) 안에 얼음 미세결정(M)을 설상결정(S)으로 성장시키기 위해서는, 얼음 미세결정(M)의 미세한 부력이 작용할 수 있도록 냉염수(A)를 저유속으로 조용하게 순환시키는 것이 필요하다.

얼음 미세결정(M)을 냉염수(A) 안에 서서히 부상시키는 것에 의하여, 부상도중에 가지가 신장하고, 그 가지의 사이는 30% 정도의 공극으로 냉염수(A)가 갇힌 설상결정(S)으로 성장한다.

또한 결빙온도 -1.8 내지 - 2.0℃정도로 설상결정(S)을 안정적으로 성장시키기 위해서는 냉염수(A)를 과냉각이 생기지 않는 저유속으로 순환시키는 것이 바람직하다.

일예로서 순환장치(21)의 순환유량을 제빙기(20)의 최대유속의 60% 이하, 예를 들어 40리터(L)/분(M) 이하로 설정하여, 설상결정(S)을 성장시킬 수 있지만, 순환유속을 느리게 하여 설상결정(S)을 안정적으로 성장시킬 수 있다.

또한, 냉염수(A) 안에 설상결정(S)의 안정한 성장을 얻기 위해서는, 제빙조(10)의 저부로 얼음 미세결정(M)을 도입하고,

제빙조(10)의 저부에 유공판(즉, 염수분리판)(17)을 이용하여 장착하고, 제빙조(10)와 같은 수위레벨의 수위 조정조(16)를 접속하며, 유공판(17)의 하측에 유출로(12)를 설치하여 순환장치(21)의 송유로(21a)를 접속하고, 유공판 (17)의 바로 위에 유입로(13)를 설치하여 순환장치(21)의 반유로(21b)를 접속함으로써 제빙조 (10)의 저부와 제빙조(20)와의 사이에 냉염수(A)를 순환시키고 있다.

얼음 미세결정(M)이 투과할 수 있는 유공판(17)을 이용한 경우는, 유공판(17)의 하측에 유입로(13)를 설치하고 반유로(21b)를 접속해도 좋다.(도면 중에 점선 화살표를 참조)

단, 본 발명은 순환장치(21)에 의하여 제빙조(10)의 저부의 냉염수(A)를 제빙기(20)로 순환시키면 충분하고, 수위조정조(16) 및 유공판(17)은 본 발명에 필수의 것은 아니다.

또한, 염농도가 높은 설상결정(S)을 성장시키기 위해서는, 냉염수(A)의 수면부와 저부의 염농도차가 커지지 않도록 냉염수(A)의 양에 따라 제빙조(10) 수심(D) 및/또는 지름(W)을 선택하는 것이 바람직하다.

제빙조(10) 내의 냉염수(A)는 그 비중의 관계로부터 수면부의 염농도는 낮고, 저부로 내려 갈수록 염농도가 높아지는 경향이 있다.

종래는 제빙조(10) 내의 냉염수(A)의 염농도 차를 균일하게 되도록 교반 하고 있지만 본 발명에는 냉염수(A)를 교반하지 않고 제빙조(10) 내로 냉염수(A)의 균일한 농도성층을 형성한다.

본 발명의 실험에 의하면, 제빙조(10) 내의 냉염수(A)의 농도성층의 염농도의 폭(수면부와 저면부와의 염농도 차)이 작을수록, 얼음과 염수와의 비중차가 작아지고, 냉염수(A)의 염농도에 가까운 설상결정(S)을 성장시키는 것이 가능해진다.

도시된 예에서는, 제빙기(20)로부터 얼음 미세결정(M)을 도입한 제빙조(10)의 저부의 수심(D)(도시된 예에는 유공판(17)의 수심)을, 제빙조(10)의 지름(W)과 실질상 같은 크기로 하고 있다.

제빙조(10)의 저부의 수심(D)이 제빙조(10)의 지름(W)보다 크게 하면 염농도차가 클수록 설상결정(S)의 염분배출작용이 커지기 위해 결과적으로 설상결정(S)은 염분이 엷은 것이 되어 버린다.

본 발명은 다양한 실험에 의하여, 염농도 3.0 내지 3.5%의 냉염수(A) 안에 설상결정(S)을 성장시키는 경우에는, 제빙조(10)의 저부의 수심(D)과 제빙조(10)의 지름(W)과의 비를 1:1 정도 하는 것이 최적이고, 바람직하게는 제빙조(10)의 저부의 수심(D)을 1m 이하로 하는 것이 이상적이라는 것을 확인하였다.

또한 실시예의 제빙조(10)는 수면 위로 부유하는 기밀(氣密)성의 단열커버(11)를 구비하고, 제빙조(10)의 냉염수(A) 안에 성장한 설상결정(S)을 커버(11)의 하면에 순차적으로 적층시키고 있다.

단열커버(11)에 의해 냉염수(A) 안에 성장한 설상결정(S)과 수면 위의 공기와의 열교환을 최소한으로 억제하고, 커버(11)의 하면에 설상결정(S)의 부력을 억제하고 순차적으로 적층 시키는 것에 의하여 설상결정(S)을 냉염수(A) 안에서 서로 결빙시킴으로써 냉염수(A)가 봉입된 얼음입자(C)를 제조할 수 있다.

즉, 도 7의 빙수저장조(6)에는 부력에 의해 상향한 얼음입자(C)를 성장시키지만, 본 발명은 커버(11)에 의해 부력이 반대로 작용하여 하향으로 얼음입자(C)를 성장시킨다. 이 얼음입자(C)의 하향 성장은 설상결정(S)과 냉염수(A)와의 분리를 억제하고, 얼음입자(C)의 염농도를 높이는 효과가 있다.

커버(11)의 일예는, 내수성, 내염성(내식성)에 단열성능이 높은 무기질제 또 는 수지제를 사용한다. 또한 커버(11)는 커버(11)의 상면이 잠기지 않는 정도의 중양으로, 3 내지 5cm 이상 잠기지 않는 두께로 하고 있고, 두께가 수면 아래에 잠기는 것으로 한 것이 바람직하다.

[실시예]

본 발명은 용적이 318리터에 수심(D) 및 지름(W)을 실질상 같은 크기로 하고 단열커버(11)를 부착한 제빙조(10)를 이용하고, 도 1에 도시한 염수연빙의 제조장치를 통한 실험은 다음과 같다.

제빙조(10)에 염농도 3.0 내지 3.5%의 냉염수(A)를 충전하고, 구체적으로는 제빙기(20)의 최대유속의 60% 이하의 유속을 수 단계를 통해 실험을 한다.

그 결과, 제빙기(20)로부터 제빙조(10)의 저부에 도입한 0.1mm 내지 0.5mm 정도의 얼음 미세결정(M)이 냉염수(A) 안에 수지 형상 또는 별 형상으로 성장하고 1.0mm 내지 1.2mm 정도의 설상결정(S)이 되고, 또한 설상결정(S)을 단열커버(11)의 하면에 순차적으로 적층시킨 수지 형상 또는 별 형상의 성장이 진행됨과 동시에 서로 결빙하는 얼음입자(C)가 되고, 얼음입자(C) 안에 냉염수(A)가 봉입된 염수연빙(A+S)이 제조되는 것을 확인할 수 있었다.

제조하는 염수연빙(A+S)를 외기온도 18 내지 20℃로 노출하고 융해시킨 바, 제빙조(10)로 축적한 냉염수(A)와 거의 같은 염농도 3.0 내지 3.5%의 염수가 되었다. 또한 염수연빙(A+S)로부터 얼음입자(C) 만을 취출하고 융해시키는 경우는, 염농도 2.2% 정도의 염수가 얻어졌다.

도 7의 방법으로 제조한 종래의 염수연빙은 재동결과 염수분리작용에 의하여 18 내지 20℃에서 융해시키면 염농도 0.8% 정도의 물에 가까운 융해수로 된다.

반면, 본 발명의 염수연빙(A+S)은 종래의 염수연빙에 비해 염농도가 3배정도로 높은 것을 확인할 수 있었다.

또한 제조한 염수연빙(A+S)은 보온용기(즉, 스티롤 용기) 내에 입력한 외기온도 18 내지 20℃로 보관한 경우에, 3 내지 4일 정도는 융해하지 않는 것을 확인할 수 있었다. 이에 반해 종래의 염수연빙은 보온용기 내에 입력한 외기온도 18 내지 20℃로 보관하면 약 1일에 융해한다.

즉, 실험단계에서 양자의 정확한 잠열량을 계측하지 않았지만, 그 이유는 본 발명의 염수연빙(A+S)은 내부에 포함된 염분의 빙점 강하 작용으로 결빙온도가 내려가고 융해시간이 길어졌기 때문이다.

또한, 단열커버(11)의 하면으로 적층시키기 전의 제빙조(10) 내의 설상결정(S)의 염농도를 측정한 바 1.6% 정도이고, 비교를 위해 제빙조(10)의 수면에 단열커버(11)를 설치하지 않고 제조한 얼음입자(C)의 염농도도 1.6% 정도이었다.

즉, 단열커버(11)를 설치하지 않고 제조한 얼음입자(C)의 염농도는, 도 7의 종래방법으로 제조한 염수연빙의 염농도 1.4%와 동일한 정도이다. 그러나 종래의 염수연빙을 외기온도 18 내지 20℃로 융해하는 3시간 후의 융해수의 수온은 3℃ 가 되는 것에 대하여, 단열커버(11)를 설치하지 않고 제조한 얼음입자(C)를 외기온도 18 내지 20℃로 융해시킨 3시간 후의 융해수의 물 온도는 -1.8℃이다.

이것으로부터 본 발명의 염수연빙(A+S)이 융해하기 어려운 이유는, 얼음입자(C)의 염농도가 높아짐과 동시에, 설상결정(S)이나 얼음입자(C) 자체의 융해에 의 한 것이라는 것을 알 수 있다.

또한 제조한 염수연빙(A+S)은, 따뜻한 외기에 노출하는 경우, 먼저 얼음입자(C)의 내부로부터 융해가 시작되면 융해한 염수(A)가 내부로 축적하고, 적하(滴下)할 때까지 표면이 융해하지 않았다. 이에 반해 종래의 염수연빙은, 따뜻한 외기에 노출한 경우, 얼음입자(C)의 외측표면으로부터 융해가 시작된다.

또한 본 발명의 염수연빙(A+S)은, 종래의 연빙의 투명도 차이가 다르고 설상의 결정을 집결하는 성질의 상태로 본 발명에 의해 제조한 염수연빙(A+S)은 얼음입자(C)가 작은 주머니 모양이 되어 있고, 염수(A)가 설상결정(S) 뿐만 아니라 얼음입자(C)의 내부에도 봉입되어 있다．

또한, 실험에는 제빙조(10)의 제빙율을 70%이상으로 높일 수 있다. 얼음입자(C)로부터의 염분의 배출을 작게 억제하고, 제빙조(10) 내의 냉염수(A)의 염농도의 상승이 억제되었기 때문이다.

도 7의 빙수저장조(6)는 염수연빙(A+C)의 제빙율이 30% 정도이고, 제빙기(20)의 제빙능력을 높인 냉염수(A)의 순환 유속을 느리게 함으로써 제빙율을 다소 높이는 것도 가능하지만 제빙률이 약 35%를 넘기면 빙수저장조(6)의 내부의 교반이 어려워지고, 교반을 정지하면 과냉각한 빙수저장조(6)의 냉염수(A)의 전체가 동결해 버리는 문제점이 있다. 냉염수(A)의 전체가 동결하면 빙수저장조(6)로부터 염수연빙(A+C)을 취출한 것이 매우 어려워진다.

반면 본 발명의 제조방법은, 염수연빙(A+S)의 염농도가 높기 때문에 제빙조(10)의 제빙율을 70%이상으로 높여도 염수연빙(A+S)의 전체가 동결하지 않고 부드 러운 얼음의 상태로 유지되고 있다.

예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이, 제빙조(10) 내에 충전한 냉염수(A)의 80% 이상을 염수연빙(A+S)으로 동결시키고, 제빙조(10)의 수면으로부터 유공판(17)의 수심에 이르는 염수연빙(A+S)을 축적시키는 것도 가능하다.

또한, 종래방법에는 제조에 3시간 정도가 필요한 양의 염수연빙을, 1/3을 약 1 시간에 제조할 수 있었다. 종래방법에는, 0℃정도로 냉각한 냉염수(A)를 -2.5 내지 -3.0℃정도로 과냉각하는 시간이 필요함과 동시에 과냉각 후의 안정적인 제빙 상태가 될 때까지에 시간이 걸렸다.

이에 반해 본 발명은, -1.8℃로 설상결정(S)의 성장시키는 것이 가능하고, -2.0℃로 염수연빙(A+S)의 안정적인 적층이 가능했다. 이와 같이, 과냉각을 피하고 비교적 고온의 -1.8 내지 -2.0℃정도로 염수연빙(A+S)을 제조하기 때문에 제빙시간을 단축할 수 있다.

[실시예 1]

도 1의 제빙조(10)에 적층시킨 염수연빙(A+S)은, 적층 후 또는 적층에 따라 제빙조(10)의 저부로부터 냉염수(A)의 전부 또는 일부를 추출하는 것에 의하여, 눈의 형상이 손상되지 않도록 중력에 의하여 탈수하고, 원하는 함유염수양으로 조정하고 취출할 수 있다.

도시된 예에는, 제빙조(10)의 저부를 상하로 구분한 저벽과 평행한 유공판(17)을 설치하고, 유공판(17)을 이용하여 제빙조(10)로 연통하는 수위조정조(10)를 설치하고, 격벽(16a)을 이용하여 제빙조(10)와 수위조정조(16)를 인접시키는 동시 에 같은 수위레벨로 하고 있다.

또, 수위조정조(16)에 배수로(14)를 설치하고, 배수로(14)에 배수장치(15)의 배수로(15a)를 접속하고, 배수장치(15)의 배수펌프(15b)로 수위조정조(16)의 수위를 조정하는 것에 의하여 제빙조(10) 내의 염수연빙(A+S)의 함유염수양을 조정한다.

제빙조(10)의 단열커버(11)의 하면에 설상결정(S)이 적층되면, 설상결정(S)의 체적에 따라 냉염수(A)가 하측으로 누르게 된다.

제빙조(10)와 같은 수위레벨의 수위조정조(16)를 설치함으로써 염수연빙(A+S) 안의 염수 수위를 수위조정조(16)로 계측하고, 수위조정조(16)의 수위를 조정하는 것으로 염수연빙(A+S)의 함유염수양을 조정할 수 있다.

바람직하게는, 격벽(16a)을 저부의 유공판(17)과 동일한 유공벽으로 하고, 수위조정조(16)의 수위의 조정 시에 유공격벽(16a)과 유공판(17)과의 양자로부터 염수연빙(A+S)의 탈수를 가능하게 한다.

더욱 바람직하게는, 도시된 예에 연직 방향으로 설치하고, 격벽(16a)의 저부를 제빙조(10) 가장자리로 향하도록 경사시킨다. 격벽(16a)을 제빙조(10) 측으로 향하여 경사시키는 것에 의하여 염수연빙(A+S)의 탈수효과를 더욱 높일 수 있다.

도 3은, 제빙조(10) 내에 적층된 염수연빙(A+S)의 함유염수양을 조정하는 방법을 보여준다.

도 3A 및 3B는, 제빙조(10) 내의 수면으로부터 유공판(17)까지 염수연빙(A+S)을 적층시킨 후, 배수장치(15)에 의해 수위조정조(16)의 잔 염수(B)의 수위 (LO)를 유공판(17)의 위치까지 추출하고, 인상(引上)수단(39)에 의해 제빙조(10) 내의 염수연빙(A+S)을 유공판(17)과 함께 인상시키면 예를 들어 함유염수양 50%의 크림 상태의 염수연빙(A+S1)이 제조할 수 있다.

도 3A 및 3B에 있어, 수위조정조(16)의 유공판(17) 이하의 잔 염수(B)를 전부 추출하면, 예를 들어 함유염수양 30%의 블루 얼음 상태의 염수연빙(A+S2)을 제조할 수 있다.

또한, 수위조정조(16)의 수위(LO)가 충전 시의 2/3 내지 3/4정도의 레벨의 단계로 냉염수(A)를 순환시켜 염수연빙(A+S)을 적층시키면서, 그 적층에 따라 배수장치(15)에 의해 잔 염수(B)를 서서히 추출하고, 최후에 수위조정조(16)의 유공판(17) 이하의 잔 염수(D)를 전부 추출하면, 예를 들어 함유염수양 15%의 화이트 상태의 염수연빙(A+S3)을 제조한다.

도 3C 및 3D에 도시된 바와 같이 염수연빙(A+S)의 적층에 합하여 잔 염수(D)를 서서히 추출하고(수위 L3), 제빙조(10) 내에 수면으로부터 유공판(17)까지 염수연빙(A+S)을 적층시킨 후 수위조정조(16)의 잔 염수(B)를 전부 추출(수위 L1)함으로써 함유염수량 50%의 크림 형상의 염수연빙(A+S1), 30%의 블루 얼음 형상의 염수연빙(A+S2), 15%의 화이트 형상의 염수연빙(A+S3) 등의 다양한 함유염수양의 염수연빙(A+S)을 동시에 조제하는 것도 가능하다.

또한 제빙조(10)의 저부로부터의 염수(A)의 정확한 추출양은 제빙조(10)의 제빙율과 원하는 함유염수량에 근거하여 설정할 수 있다.

[실시예 2]

도 1의 실시예에는 제빙기(20)로부터 제빙조(10)의 유입로(13)에 접속한 순환장치(21)의 반유로(21b)에 기포노즐(19)을 설치하고, 가스 압축기(18)로부터 가수유로(18a)를 이용하여 기포노즐(19)로 이온처리나 오존 살균처리를 하는 청정한 공기, 탄산가스, 질소가스, 예를 들어, 탄산가스 40wt%와 질소가스 60wt%와의 혼합가스 등을 도입하고, 제빙조(10)의 저부에, 예를 들어 지름 0.1mm이하의 미세기포를 혼입시키고 있다.

기포노즐(19)을 반유로(21b)에 설치함으로써 제빙조(10) 내의 냉염수(A)의 과냉각을 피할 수 있다. 제빙조(10)의 저부에 혼입된 미세기포는 제빙기(20)로부터 혼입된 0.1mm 내지 0.5mm정도의 얼음 미세결정(M)과 함께 냉염수(A) 안으로 부상하고, 제빙조(10)의 단열커버(11)의 하면으로 미세기포층으로서 설상결정(S)과 함께 순차적으로 적층된다.

단열커버(11)의 하면에 설상결정(S) 및 미세기포층을 적층시킴으로써 미세기포층의 체적에 의해 단열커버(11)의 하면을 누르는 시간이 빨라지고, 결과적으로 염수연빙(A+S)의 제조시간을 단축시킬 수 있다.

또한, 기포노즐(19)로 송입된 기체의 온도를 제어함으로써 제빙조(10) 내의 온도를 제어할 수 있다. 냉각기체를 대신하여 냉각효과가 높은 기체를 이용할 수 있다. 더욱, 염농도 3.0 내지 3.5%의 냉염수(A)를 이용한 염수연빙(A+S)은 비교적 점성이 작지만 당류나 알코올 등의 수용액에 의해 고점성의 빙점강하제를 냉염수(A) 안에 혼입시킴으로써 미세기포가 내부에 존재하는 염수연빙(A+S)을 제조할 수 있다.

염수연빙(A+S) 안에 미세기포를 존재시킴으로써 단열효과를 높일 수 있고, 융해하기 어렵게 냉장 보관 시간이 긴 염수연빙(A+S)을 제조할 수 있다.

[실시예3]

도 2는, 도 1의 상단 개방형의 제빙조(10)로, 내주면에 피스톤 형상의 커버(11)가 활동가능하게 감입된 통 형상 밀폐형의 밀폐조(10)를 이용한 염수연빙의 제조장치의 다른 실시예에서 보여준다.

도시된 예는, 압력밀폐조(25)의 내부를 격벽(예를 들어 유공격벽)(16a)으로 구분하고, 통형상 밀폐형의 제빙조(10) 및 수위조정조(16)를 형성하고, 제빙조(10) 및 수위조정조(16)의 저부를 유공판(17)에 의해 연통(連通)시키고, 제빙조(10)의 내주면에 피스톤 형상의 커버(11)를 활동가능하게 감입하고, 제빙조(10)의 커버(11)의 하측과 수위조정조(16)에 냉염수(A)를 충전하는 염수연빙의 제조장치로 한 것이다.

제빙조(10) 및 수위조정조(16)를 일체구조로 하는 것이 아니라 도 4에 도시된 바와 같이, 독립된 제빙조(10) 및 수위조정조(16)를 배관(16b) 등에 의해 저부를 접촉한 구조로 하여도 좋다.

도시된 예의 밀폐형 제빙조(10)에는 커버(11)의 상측 공간(10a)의 압력을 조정하는 압력조정장치(29)가 더 설치되어 있다.

도시된 예의 압력조정장치(29)는 가스압축기(18)와, 제빙조(10)의 커버(11)의 상측 공간(10a) 및 수위조정조(16)의 기상(氣相)부에 설치된 압력조정로(22, 23)에 가스 압축기(18)로부터 냉각가스(G)를 송입한 압력조정로(28)와, 제빙조(10) 의 커버(11)의 상측 공기(10a)의 압력을 검출하는 압력계(17)와, 압력계(27)의 출력에 따라 가스압축기(18)로부터 압력조정로(28)로 송입하는 냉각가스를 제어하는 압력제어장치(26)를 구비하고 있다.

바람직하게는, 제빙조(10) 및 수위조정조(16)의 압력조정로(22, 23)에 각각 압력조정변(도시하지 않음)을 장착한다.

또한, 제빙조(10) 및 수위조정조(16)를 일체구조로 하는 경우는, 격벽(16a)에 커버(11)의 상측 공간(10a)과 수위조정조(16)의 기상부를 연통한 통기구(24)를 설치하는 것이 바람직하다.

상술한 것에 의해 커버(11)는 커버(11)의 하면에 적층한 설상결정(S)의 부력, 방열을 작게 하는 작용을 하지만, 통형상 밀폐형의 제빙조(10)를 이용하고, 설상결정(S)의 적층에 따라 커버(11)의 상측 공간(10a)의 압력 및 온도를 조정함으로써 설상결정(S)의 부력, 방열을 더욱 작게 억제하고, 보관 냉각 효과가 높은 염수연빙(A+S)을 제조함과 함께 염수연빙(A+S)의 제조시간의 단축을 도모할 수 있다.

도시된 예에는, 우선 압력조정로(28) 외기압과 같은 상태로 개방하고, 제빙조(10)의 커버(11)의 하측과 수위조정조(16)에 냉염수(A)를 충전한다.

목적의 수위가 된 시점에서, 압력조정장치(29)에 의해 가스압축기(18)로부터 제빙조(10) 및 수위조정조(16)의 압력조정로(22, 23)에 냉각가스(G)를 수위가 변화하지 않는 상태까지 송입한다.

뒤이어 제빙조(10)의 저부의 냉염수(A)를 제빙기(20)로 순환시키고, 커버(11)의 하면에 염수연빙(A+S)을 적층시킨다. 염수연빙(A+S)의 제빙 양의 증대에 따 라 커버(11)의 상측 공간(10a)의 기압이 상승하지만, 이 기압의 상승을 압력계(27)로 검출하고 압력조정장치(29)에 의해 냉각 가스(G)를 더 공급하고, 제빙조(10) 내의 커버(11)를 일정한 위치에서 유지하면서 제빙을 계속한다.

커버(11)의 위치를 일정하게 유지함으로써, 부력을 억제하고 염수연빙(A+S)을 하향으로 성장하기 쉽게 하고, 염수연빙(A+S)이 안정하게 성장하게 된다.

도 4는, 통형상 밀폐형의 제빙조(10)로 제조한 염수연빙(A+S)을 취출하는 방법의 실시예를 보여준다.

도시된 예에는, 제빙조(10)의 저부에 염수연빙(A+S)의 단열커버(31)를 부착한 취출로(30)를 설치함과 동시에 제빙조(10)의 저부의 유공판(17a)을 취출로(30)로 향하여 경사시킨 것이다.

본 발명에 의해 제조된 염수연빙(A+S)은 제빙조(10)의 제빙율을 높여도 부드러운 상태로 유지되고 있기 때문에, 취출로(30)의 단열커버(31)를 개방함으로써, 제빙조(10) 내의 염수연빙(A+S)을 자동으로 유공판(17a) 위에서 시작하게 할 수가 있다.

필요에 따라 제빙조(10)의 압력조정로(22)에 냉각가스(G) 또는 외기를 가압주입하고, 커버(11)를 위쪽으로부터 가압한 것으로 염수연빙(A+S)의 시작을 촉진해도 좋다.

도 5는, 도 7의 연빙저장조(7)와 마찬가지로, 제빙조(10)의 저부의 유공판(17) 하단에 통(℃)부(34)를 설치하고, 통부 외측의 유공판을 경사수절판(17b)으로 하며, 통부(34) 내에 설치된 연빙송출수단(35)(스크루 컨베이어 등)으로 염수연빙 (A+S)을 취출하는 실시예를 보여준다.

도 5B는 연빙송출수단(35)의 횡단면도이다.

도시된 예의 연빙송출수단(35)은 예를 들면 냉각가스(G) 또는 외기의 분사에 의하여 구동하는 구동수단(즉, 공기식회전수단)(36)과, 회전축(35a)과, 회전축(35a)으로 조정하는 복수의 이송날개(35b)를 구비하고 있다.

다만 경사수절판(17b) 및 연빙송출수단(35)의 출구로, 예를 들어 신축 가능한 연빙교반장치(37)를 부착하고, 연빙교반장치(7)의 신축에 의해 외부에 공급한 염수연빙(A+S) 중의 함유염수량을 조정할 수 있다. 다만, 연빙교장치(37)의 구조도 도시예로 한정되지 않는다.

도 5의 실시예에 있어, 제빙조(10) 내로 염수연빙(A+S)을 적층시킨 후, 배수장치(15)에 의해 수위조정조(16)의 잔염수(B)를 추출하면, 염수연빙(A+S)이 경사수절판(17b) 위에 남는다.

수절판(17b) 위에 남은 염수연빙(A+S)을 연빙송출수단(35)의 구동수단(36)을 구동함으로써 제빙조(10) 외로 (예를 들어, 연빙교반장치(37)를 이용한다.) 취출한다.

연빙송출수단(35)에 반출할 때에 염수연빙(A+S)의 함유율(즉, 함유염수양)이 감소할 수 있지만 예를 들어 염수연빙(A+S)으로 염수(A)를 뿌리면서 취출할 수 있다.

필요에 따라 제빙조(10)의 압력조정로(22)에 냉각가스(G) 또는 외기를 가압주입하고, 가스압력과 연빙송출수단(35)과의 병용에 의해 염수연빙(A+S)을 제빙조 (10)로부터 배출하는 것도 가능하다.

[실시예 4]

도 6은, 본 발명에 의해 제조한 염수연빙(A+S)을 생선식품이나 야채품 등의 피냉각물(F)의 보존, 수송에 적용한 실시예를 보여준다.

염수연빙(A+S)은 얼음입자(C)의 염농도가 높고, 융해하기 어려움과 동시에, 제빙조(10)로부터 취출한 후에도 마이너스 온도 대(-0.5 내지 -1.5℃)로 유지되고 있기 때문에, 생선식품류에는 효소에 의한 자기 소화를 늦춤과 동시에, 염분을 함유한 설상연빙이 조금씩 녹아, 피냉각물(F)을 빙실(氷室)에 들어갈 수 있는 상태로 보존, 수송하는 것을 가능하게 한다.

염수연빙(A+S)을 피냉각물(F)로 접촉시키면, 피냉각물(F)의 잠열과의 온도차에 의해 접촉면이 수 밀리 정도 융해하지만, 융해한 표면은 마이너스 온도로, 곧 동결한 얇은 얼음의 피막을 형성하기 때문에, 피냉각물(F)을 얼음으로 밀봉함과 동시에 남아 있던 공극이 빙실효과를 유지하고 마이너스 빙실로서 장시간 유지할 수 있는 작용이 있다.

바람직하게는, 함수율이 낮은 함유염수양 30%의 블루 얼음 상태의 염수연빙(A=S2), 또는 15%의 화이트 얼음 상태의 염수연빙(A+S3)을 이용하는 것에 의하여, 수분의 온도변화로부터의 영향을 작게 하고, 빙실효과를 장시간 유지할 수 있다.

도 6A는 보존, 수송용 스티롤 용기 등의 보온용기(46)의 저부에 염수연빙(A+S)을 1/3정도 담은 상부에 어패류나 야채 등의 피냉각물(F)을 나란히 놓고 그 상부에 다시 한 번 염수연빙(A+S)을 넣은 후 보온개(47)로 밀봉한 것이다.

도 6B는 보온용기(46)의 약 반의 염수연빙(A+S)을 충전하고, 그 위에 피냉각제(F)를 나란히, 상부에 다시 한번 염수연빙(A+S)을 충전하고 피냉각물(F)을 염수연빙(A+S) 내로 봉입한 것이다.

도 6B에 도시된 바와 같이, 보온용기(46)의 저부로 수절판(49)을 설치하고, 수절판(49)의 아래쪽에 흡수성 스폰지 또는 수분 융고재인 흡수부재(50)를 설치하거나 또는 수절판(49)의 아래쪽의 보온용기(46)의 벽에 배출구(51)를 설치할 수 있다.

바람직하게는, 투수성 또는 투습성의 시트 또는 대(48)(예를 들어, 기름종이나 종이, 수지)에 의해 피냉각물(F)을 싼다.

예를 들어, 피냉각물(F)로서의 어패류를 투수성의 대(48)로 봉입하면 대(48)의 외측에 형성된 동결박막이 피냉각물(F)의 온도에 의해 서서히 융해되고, 대(48)의 투수성에 의해 대(48)의 내면으로 수분이 적하(滴下)하고, 피냉각물(F)의 건조를 방지하고, 어패류에는 그 세포막의 보수효과를 높이는 작용이 있다.

또한 피냉각물(F)이 야채라면, 온도를 통과시킨 투습성의 대(48)로 포장함과 동시에 수분이 과다하지 않도록 지수(止水) 하고, 대(48)의 외측으로부터 온도만을 유입시키도록 한다. 이 때, 야채를 장시간 보관하기 위해서는 경우 가스(예를 들어, 탄소가스 체적 79%와 질소가스 60 체적%의 혼합가스)를 대(48)의 가운데에 봉입해 두는 것으로, 동결박막이 형성되어 밀봉된 빙실 내에서 야채의 보존 효과를 높일 수 있다.

피냉각물(F)의 특징에 의하여, 투수성, 투습성으로 대신하고, 방수, 방온성, 보온, 보수성, 흡수, 흡수성 등의 특징을 갖는 포장시트 또는 대(48)를 이용할 수 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명은 단열커버(11가) 부착된 제빙조(10) 내로 냉염수(A)를 충전시키고, 제빙조(10)의 저부의 냉염수(A)를 제빙기(20)에 저유속으로 순환시키고, 얼음 미세결정(M)에 응결시키며, 설상결정(S)을 커버(11)의 하면에 순차적으로 적층시킴으로써, 얼음 미세결정(M)을 냉염수(A) 안의 수지 형상 또는 별 형상의 설상결정(S)에 성장시키면서 적층시키는 얼음입자(C)로, 얼음입자(C)의 내부에 냉염수(A)를 봉입하는 것이 가능하고, 얼음입자(C)의 염농도가 높은 염수연빙(A+S)을 제조할 수 있다.

또한, 내부로 냉염수(A)를 봉입한 얼음입자(C)는 빙점강하작용에 의하여 융해될 때까지 보온용기(즉, 스티롤용기) 내에 외기 온도 18 내지 20℃로 보관해도 3 내지 4일 정도는 융해하지 않는 염수연빙(A+S)을 제조할 수 있다.

또한, 얼음입자(C)의 염농도를 높인 제빙조(10) 내의 잔류 냉염수(A)의 염농도의 상승을 억제하는 것이 가능하고, 제빙조(10)의 제빙율을 70%이상으로 높일 수 있다.

종래의 빙수저장조(6)(도 7 참조)는 제빙율이 약 35%를 넘기면 내부의 교반 이 어려워지고, 교반을 정지하면 과냉각된 냉염수(A)의 전체가 동결해버리지만, 내부의 염수(A)를 유지시키는 본 발명의 염수연빙(A+S)은 제빙조(10)의 제빙률을 70% 이상으로 높여도 전체가 동결될 우려가 없다.

제빙조(10) 내에 적층시킨 염수연빙(A+S)은 제빙조(10)의 저부로부터 염수(A)의 전부 또는 일부를 추출함으로써 눈의 형상을 손상시키지 않고 동력에 의하여 탈수하는 함유염수양을 조정할 수 있다.

제빙조(10)의 조부로부터 추출한 염수(A)의 양을 조정함으로써 함유염수양 50%의 크림 상태의 염수연빙, 30%의 블루 얼음 상태의 염수연빙, 15%의 화이트 얼음 상태의 염수연빙 등의 다양한 함유염수양의 염수연빙을 조정할 수 있다.

제빙조(10)의 저부로부터 염수(A)를 추출하면서 염수연빙(A+S)을 적층시킴으로써 함유염수양이 다른 복수의 염수연빙을 동시에 제조할 수 있다.

얼음입자(C)의 염농도를 높게 하고 융해하기 어렵게, 게다가 함유염수양이 용이하게 조정 가능한 염수연빙(A+S)을 제조할 수 있기 때문에, 생선식품류나 의약품등의 안정한 장시간으 보존 및 수송에 유효하게 이용할 수 있다.

또한, 냉염수(A)에 당류나 알코올 등의 수용액을 혼입시킴으로써 미세기포가 내부에 존재하는 염수연빙(A+S)을 제조할 수 있다.

Claims (13)

1. 단열커버를 부착한 제빙조 내에 냉염수를 충전하고, 상기 제빙조의 저부의 냉염수를 제빙기에 저유속으로 순환시키며, 얼음 미세결정으로 응결시키고, 상기 얼음 미세결정을 제빙조의 저부로부터 냉염수 안에 부상시키면서 설상 결정으로 성장시키고, 상기 설상 결정을 커버의 하면에 순차적으로 적층시켜 염수연빙을 제조하는 것을 특징으로 하는 염수연빙의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 냉염수의 수면부와 저부의 염농도차가 커지지않도록 상기 제빙조의 수심 및/또는 지름을 설정하고, 상기 얼음 미세결정이 설상결정으로 성장하는 부상시간을 확보하는 것을 특징으로 하는 염수연빙의 제조방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 제빙조의 저부와 제빙기의 사이로 냉염수를 과냉각되지 않도록 저유속으로 순환시키는 것을 특징으로 하는 염수연빙의 제조방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 설상결정의 적층 후 또는 적층 시 상기 제빙조의 저부로부터 염수의 전부 또는 일부를 추출하여 염수연빙의 함유 염수 양을 조정하는 것을 특징으로 하는 염수연빙의 제조방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 제빙조는 내주면에 피스톤 형상의 커버가 활동가능하게 감입된 통 형상의 밀폐조로 하고, 상기 밀폐조의 커버의 하측에 냉염수를 충전하고, 상기 설상 결정의 적층에 상응하여 밀폐조의 커버의 상측의 압력을 조정하는 것을 특징으로 하는 염수연빙의 제어방법.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 제빙조의 저부에 미세기포를 혼입시키고 상기 미세기포를 설상결정과 함께 커버의 하면에 순차적으로 적층하는 것을 특징으로 하는 염수연빙의 제어방법.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 냉염수에 고점성의 빙점 강하제를 혼입하는 것을 특징으로 하는 염수연빙의 제어방법.
8. 냉염수를 충전하는 단열커버가 부착된 제빙조;

   상기 냉염수를 얼음 미세결정으로 응결시키는 제빙기;

   상기 제빙조의 저부의 냉염수를 제빙기에 저유속으로 송출하고, 제빙기로부 터 제빙조의 저부로 리턴시켜 순환시키는 순환 장치;를 구비하고,

   상기 제빙조의 저부의 얼음 미세결정을 냉염수 안으로 부상시키면서 설상결정으로 성장시키고, 커버의 하면에 순차적으로 적층시켜 염수연빙이 형성되는 것을 특징으로 하는 염수연빙의 제조장치.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 제빙조의 저부의 수심은 제빙조의 지름과 같은 크기인 것을 특징으로 하는 염수연빙의 제조방치.
10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,

    상기 제빙조의 저부에 유공판을 이용하여 접속시키고, 상기 제빙조와 같은 수위레벨의 수위조정조를 설치하여, 상기 순환장치에 의해 제빙조의 유공판의 하측 또는 수위조정조 내의 냉염수를 제빙기로 송출하고, 상기 제빙기로부터 제빙조의 유공판의 동일 수직선의 상측 또는 하측으로 리턴시켜 순환시키는 것을 특징으로 하는 염수연빙의 제조장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 제빙조의 유공판의 하측 또는 수위조정조로 제빙조 내의 염수의 전부 또는 일부를 추출하는 배수장치가 더 설치된 것을 특징으로 하는 염수연빙의 제조장치.
12. 제 11항에 있어서,

    상기 제빙조는 내주면에 피스톤 형상의 커버가 활동가능하게 감입된 통 형상의 밀폐조와, 상기 밀폐조의 커버의 하측에 냉염수를 충전하고, 상기 설상 결정의 적층에 상응하여 밀폐조의 커버의 상측의 압력을 조정하는 압력조정장치를 더 설치하는 것을 특징으로 하는 염수연빙의 제조장치.
13. 제 12항에 있어서,

    상기 제빙조의 저부에 미세기포노즐을 설치하고, 상기 노즐로부터 미세기포를 설상결정과 함께 커버의 하면에 순차적으로 적층하는 것을 특징으로 하는 염수연빙의 제조장치.

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