KR100948488B1

KR100948488B1 - 냉동냉매 조성물

Info

Publication number: KR100948488B1
Application number: KR1020100002236A
Authority: KR
Inventors: 전영칠
Original assignee: 전영칠
Priority date: 2010-01-11
Filing date: 2010-01-11
Publication date: 2010-03-18

Abstract

짧은 시간에 냉동 대상물을 효과적으로 냉동시킬 수 있는 냉동냉매 조성물이 개시된다. 냉동기와 열 교환장치 및 급속냉동장치를 포함하여 간접 냉동방식으로 운용되는 침지식 냉동 시스템에 있어서, 상기 냉동기에서 압축한 후, 응축하여 상기 열 교환장치로 이동된 교환냉매와 열 교환되고 상기 급속냉동장치에서 냉동시키고자 하는 냉동 대상물을 냉동시키는 디클로로-플로오르에탄(1,1-Dichloro-1-Fluorethane)을 포함한다. 이와 같이 상기 냉동냉매 조성물은 짧은 시간에 냉동 대상물을 냉동시켜 냉동 대상물을 변질시키지 않고 효과적으로 보관할 수 있다.

Description

냉동냉매 조성물{REFRIGERANT COMPOSITION}

본 발명은 냉동 대상물을 효과적으로 냉동시킬 수 있는 냉동냉매 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 짧은 시간에 냉동 대상물을 냉동시킬 수 있는 냉동냉매 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 냉매는 압축, 응축, 팽창, 기화하는 사이클의 작동유체로서 저온의 물체에서 열을 빼앗아 고온의 물체에 열을 운반해 주는 매체를 가리킨다. 현재, 이러한 냉매를 이용하여 냉동시키고자 하는 냉동 대상물을 저온 보관하는 기술이 개발되고 있다.

다만, 상기 개발된 냉동기술은 상기 냉동 대상물을 고체상태의 냉동까지 오랜 시간을 필요로 하기 때문에 상기 냉동 대상물 내의 수분이 상기 냉동 대상물의 조직을 팽창시켜 신선도와 맛을 떨어뜨린다.

최근에는 상기와 같은 문제를 보완하기 위해 질소가스분사식 냉동방식이나, 액화가스 고압통에 저장하는 냉동방식 등이 개발되었으나 사용되는 냉매가 고가이며 가연성의 위험도가 크다는 문제점이 있다.

이에 따라, 본 발명이 해결하고자 하는 제1 과제는 냉동 대상물의 신선도와 맛을 향상시키고 비용이 저렴하며 안전한 냉동냉매 조성물을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 제2 과제는 상기 냉동냉매 조성물을 이용하여 냉동대상물을 냉동하는 냉동방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 제3 과제는 상기 냉동방법에 의해 운용되는 냉동장치를 제공하는 것이다.

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본 발명의 일 실시예에 의한 냉동 방법은 냉동기, 열 교환장치 및 급속냉동장치를 포함하여 간접 냉동방식으로 운용되는 냉동 방법에 있어서, 상기 냉동기에서 제1 온도를 갖는 교환냉매를 압축한 후, 응축하여 상기 열 교환장치로 이동시켜 상기 제1 온도보다 상대적으로 저온인 제2 온도를 갖는 교환냉매를 형성하는 단계, 상기 열 교환장치로 이동된 제2 온도를 갖는 상기 교환냉매는 제3 온도를 갖는 실리콘 오일, 제1 불소 조성물 및 프로필렌 염화물 중 어느 하나를 포함하는 냉동냉매와 열 교환되어 제1 온도를 갖는 교환냉매가 되고, 열 교환된 상기 냉동냉매는 상기 제3 온도보다 상대적으로 저온인 제4 온도를 갖는 냉동냉매를 형성하는 단계 및 열 교환된 제4 온도를 갖는 상기 냉동냉매를 상기 급속냉동장치로 이동시키고, 냉동시키고자 하는 냉동 대상물을 상기 급속냉동장치로 이동된 제4 온도를 갖는 상기 냉동냉매에 침지시켜 냉동하는 단계를 포함한다.

상기 열 교환된 상기 교환냉매를 상기 냉동기로 이동시키는 제1 순환단계; 및 상기 냉동 대상물을 냉동시킨 상기 냉동냉매를 상기 열 교환장치로 이동시키는 제2 순환단계를 더 포함할 수 있다.

상기 냉동 대상물을 상기 냉동냉매에 침지시키기 이전에, 상기 냉동 대상물을 제2 불소 조성물을 함유한 보호부재 또는 제2 불소조성물로 코팅된 보호부재중 적어도 하나를 이용하여 적어도 일부를 감싸는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 실리콘 오일은 디메틸폴리실록산(Dimethylpolysiloxane)을 포함할 수 있다. 상기 제1 불소 조성물은 디클로로-플로오르에탄(1,1-Dichloro-1-Fluorethane)을 포함할 수 있다. 상기 프로필렌 염화물은 디클로로프로판(1,2-Dichloropropane)을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 냉동시스템은 제1 온도를 갖는 교환냉매를 압축한 후, 응축하는 냉동기, 압축 및 응축된 상기 교환냉매를 열 교환장치로 이동시켜 상기 제1 온도보다 저온인 제2 온도를 갖는 교환냉매를 형성하고, 상기 제2 온도를 갖는 교환냉매는 제3 온도를 갖는 실리콘 오일, 제1 불소 조성물 및 프로필렌 염화물 중 어느 하나를 포함하는 냉동냉매와 열 교환되고, 상기 냉동냉매는 상기 제3 온도보다 저온인 제4 온도를 갖는 냉동냉매를 형성하는 열 교환장치 및 열 교환된 제4 온도를 갖는 상기 냉동냉매에 냉동시키고자 하는 냉동 대상물을 침지시켜 냉동시키는 급속냉동장치를 포함한다.

상기 교환냉매를 상기 냉동기와 상기 열 교환장치 간에 이동시키는 제1 펌프 및 상기 냉동냉매를 상기 급속냉동장치와 상기 열 교환장치 간에 이동시키는 제2 펌프를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 냉동냉매의 용도로 사용되는 제1 불소 조성물은 냉동기와 열 교환장치 및 급속냉동장치를 포함하여 간접 냉동방식으로 운용되는 침지식 냉동 시스템에 있어서, 상기 냉동기에서 압축한 후, 응축하여 상기 열 교환장치로 이동된 교환냉매와 열 교환되고 상기 급속냉동장치에서 냉동시키고자 하는 냉동 대상물을 냉동시킨다. 상기 냉동냉매는 디클로로-플로오르에탄(1,1-Dichloro-1-Fluorethane)을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 냉동냉매의 용도로 사용되는 실리콘 오일은 냉동기와 열 교환장치 및 급속냉동장치를 포함하여 간접 냉동방식으로 운용되는 침지식 냉동 시스템에 있어서, 상기 냉동기에서 압축한 후, 응축하여 상기 열 교환장치로 이동된 교환냉매와 열 교환되고 상기 급속냉동장치에서 냉동시키고자 하는 냉동 대상물을 냉동시킨다.

상기 냉동냉매는 디메틸폴리실록산(Dimethylpolysiloxane)을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 프로필렌 염화물은 냉동기와 열 교환장치 및 급속냉동장치를 포함하여 간접 냉동방식으로 운용되는 침지식 냉동 시스템에 있어서, 상기 냉동기에서 압축한 후, 응축하여 상기 열 교환장치로 이동된 교환냉매와 열 교환되고 상기 급속냉동장치에서 냉동시키고자 하는 냉동 대상물을 냉동시킨다. 상기 냉동냉매는 디클로로프로판(1,2-Dichloropropane)을 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 냉동냉매 조성물은 보다 짧은 시간에 냉동 대상물을 냉동시켜 냉동 대상물을 변질시키지 않고 보관할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉동 방법 및 냉동 시스템을 구체적으로 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 도 1의 냉동기, 열 교환장치 및 급속냉동장치 간에 교환냉매 또는 냉동냉매가 순환하는 과정을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 냉동 방법은 크게 세 단계로 나누어진다. 첫째 단계는 제1 온도를 갖는 상기 교환냉매가 제2 온도를 갖는 단계(S 100), 둘째 단계는 제2 온도를 갖는 상기 교환냉매와 제3 온도를 갖는 실리콘 오일, 제1 불소 조성물 및 프로필렌 염화물 중 어느 하나를 포함하는 냉동냉매와 열 교환하는 단계(S 200), 셋째 단계는 열 교환된 상기 냉동냉매가 냉동 대상물을 냉동시키는 단계(S 300)로 구성된다.

상기 제1 온도를 갖는 상기 교환냉매가 제2 온도를 갖는 단계는 상기 냉동 대상물을 냉동시키기 위한 상기 냉동냉매인 상기 실리콘 오일, 제1 불소 조성물 및 프로필렌 염화물 중 어느 하나의 온도를 상대적으로 낮추기 위한 열 교환하는 단계의 전제단계이다.

상기 교환냉매의 온도변화 단계는 상기 냉동기(110)에서 기체상태의 교환냉매를 압축한 후, 응축하여 액화 가스로 변화시키고 제1 펌프(410)를 이용하여 온도를 변화시키는 단계이다.

상기 냉동기(100)는 압축부(110), 응축부(120), 저장부(130)를 포함한다.

우선, 기체 상태의 교환냉매를 상기 압축부(110)에서 압축하여 고온 고압의 교환냉매로 변화시킨다. 이어서, 압축된 기체상태의 상기 교환냉매를 상기 응축부(120)에서 저온 저압의 액체 상태로 변화시킨다. 이어서, 저장부(130)는 열 교환장치(200)에 지속적으로 응축된 교환냉매를 공급하기 위해 응축된 상기 교환냉매를 저장한다.

상기 냉동기(100)의 상기 저장부(130)와 열 교환장치(210) 사이에 저장된 상기 교환냉매를 공급하기 위해 제1 펌프(410)가 형성될 수 있다. 상기 제1 펌프(410)는 저장된 상기 교환냉매를 열 교환장치(210)로 이동시켜며, 상기 제1 온도를 갖는 상기 교환냉매가 제2 온도를 갖는 교환냉매가 된다. 여기서, 상기 제1 온도라 함은 제2 온도보다 상대적으로 높은 온도를 지칭하는 것으로서 상기 교환냉매의 종류에 따라서 다양한 온도가 형성될 수 있다.

상기 제2 온도를 갖는 상기 교환냉매와 상기 냉동냉매가 열 교환하는 단계는 상대적으로 고온인 제3 온도를 갖는 냉동냉매를 제2 온도를 갖는 상기 교환냉매와 열교환하는 단계이다. 여기서, 제3 온도라 함은 제2 온도보다 상대적으로 높은 온도를 지칭하는 것으로서 상기 냉동냉매의 종류에 따라서 다양한 온도가 형성될 수 있다.

상기 냉동냉매는 실리콘 오일, 제1 불소 조성물 및 프로필렌 염화물 중 적어도 어느 하나 이상을 포함한다. 예를 들면, 상기 실리콘 오일은 디메틸실리콘오일, 상기 디메틸실리콘오일을 변성한 메틸페닐실리콘오일, 메틸하이드로실리콘오일, 메틸하이드록시실리콘오일, 플로로실리콘오일 등의 변성오일을 포함한다. 다만, 상기 실리콘 오일은 영하 40℃ 이하의 온도를 지속적으로 유지하기 위해 디메틸폴리실록산(Dimethylpolysiloxane)을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 제1 불소 조성물은 펜타플루오르에탄, 디플루오르메탄, 테트라플루오르에탄 등과 같은 플루오르화카본을 포함한다. 더하여, 상기 제1 불소 조성물은 상기 플루오르화카본을 염화물과 반응시켜 형성된 클로로-플루오로카본 화합물을 포함한다. 다만, 상기 제1 불소 조성물은 영하 40℃ 이하의 온도를 지속적으로 유지하기 위해 디클로로-플로오르에탄(1,1-Dichloro-1-Fluorethane)을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 프로필렌 염화물은 탄화수소계의 카본과 클로라이드가 반응하여 형성된 화합물을 포함한다. 예컨대, 상기 프로필렌 염화물은 디클로로프로판(1,2-Dichloropropane)을 포함한다.

상기 제1 펌프(410)가 상기 교환냉매를 열 교환장치(200)로 이동시키고 상기 교환냉매는 상기 열 교환장치(200)에서 상기 교환냉매가 증발하여 기체 상태로 변화할 수 있다. 또한, 상기 냉동기는 상기 응축기에 의해 저온 저압의 액체상태인 교환냉매를 팽창시킬 수 있는 증발기를 더 포함할 수 있다.

따라서, 상기 열 교환장치(200)에서 상기 교환냉매는 기화되면서 제3 온도를 갖는 상기 냉동냉매로부터 열을 흡수할 수 있게 된다. 상기 열 교환 이후 상기 제2 온도를 갖는 상기 교환냉매는 기체상태의 제1 온도를 갖게 되며, 제3 온도를 갖는 냉동냉매는 제3 온도보다 상대적으로 저온인 제4 온도를 갖는 냉동냉매가 된다. 여기서, 상기 제4 온도라 함은 제3 온도보다 상대적으로 낮은 온도를 지칭하는 것으로서 상기 냉동냉매의 종류에 따라서 다양한 온도가 형성될 수 있다.

이어서, 열 교환된 상기 냉동냉매가 냉동 대상물을 냉동시킨다. 상기 냉동 대상물은 냉동시키고자 하는 대상물로서 음식물, 육·가공품, 야채류 등이 될 수 있다.

상기 냉동 대상물을 급속냉동장치(300)에서 제4 온도를 갖는 냉동냉매에 침지 시킨다. 여기서, 상기 냉동 대상물을 상기 냉동냉매에 침지시키기 전, 상기 냉동 대상물을 제2 불소 조성물을 함유한 보호부재 또는 제2 불소 조성물로 코팅된 보호부재중 적어도 하나를 이용하여 적어도 일부를 감싸는 단계를 더 포함할 수 있다.

예컨대, 상기 보호부재는 상기 냉동 대상물을 보호하는 일반적인 플라스틱 재질의 포장용기가 상기 제2 불소 조성물로 코팅된 형태를 포함한다. 또한, 상기 보호부재는 상기 냉동 대상물을 담은 상기 포장용기의 입구부분을 덮는 제2 불소 조성물을 함유한 얇은 필름형태를 포함한다.

상기 보호부재는 상기 냉동 대상물을 상기 냉동냉매에 침지시, 상기 냉동 대상물에 상기 냉동냉매가 흡착되는 것을 방지하기 위한 것으로 상기 목적범위 내에서 상기 예시한 것과 다른 실시예로 다양하게 실시될 수 있다. 또한, 상기 제2 불소 조성물은 불소, 알코올, 염산을 희석하여 경화한 수지를 포함한다.

한편, 상기 냉동 시스템이 순환될 수 있도록 제1 순환단계(S 400)와 제2 순환단계(S 500)를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 열 교환된 상기 교환냉매를 제1 펌프를 이용하여 상기 냉동기로 이동시키는 제1 순환단계(S 400) 및 상기 냉동 대상물을 냉동시킨 상기 냉동냉매를 상기 열 교환장치(200)로 이동시키는 제2 순환단계(S 400)를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 순환단계(S 400)는 상기 냉동기(100)와 열 교환장치(200) 사이에 상기 교환냉매를 순환시키기 위한 단계이며, 상기 제2 순환단계(S 500)는 상기 열 교환장치(200)와 급속냉동장치(300) 사이에 냉동냉매를 순환시키기 위한 단계이다.

본 발명에 의한 냉동 방법 및 냉동시스템은 보다 짧은 시간에 냉동 대상물을 냉동시키는 냉동냉매를 사용하여 냉동 대상물을 변질시키지 않고 보관할 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 냉동부 110 : 응축부
120 : 저장부 130 : 저장부
200 : 열 교환장치 300 : 급속냉동장치
410 : 제1 펌프 420 : 제2 펌프

Claims

냉동기, 열 교환장치 및 급속냉동장치를 포함하여 간접 냉동방식으로 운용되는 냉동방법에 있어서,
상기 냉동기에서, 제1 온도를 갖는 교환냉매를 압축한 후, 응축하여 상기 제1 온도보다 저온인 제2 온도로 냉각시키는 단계;
상기 열 교환장치에서, 상기 제2 온도로 냉각된 상기 교환냉매를 상기 제2 온도보다 고온인 제3 온도를 갖는 액체상태의 냉동냉매와 열 교환시켜서, 상기 냉동냉매를 상기 제3 온도보다 저온인 제4 온도로 냉각시키는 단계; 및
상기 급속냉동장치에서, 상기 제4 온도로 냉각된 액체상태의 상기 냉동냉매에 냉동시키고자 하는 냉동 대상물을 침지시켜 냉동시키는 단계를 포함하되,
상기 냉동냉매로 디클로로-플로오르에탄(1,1-Dichloro-1-Fluorethane)을 사용하는 것을 특징으로 하는 냉동방법.
제1항에 있어서,
상기 냉동냉매에 상기 냉동 대상물을 침지시켜 냉동시키는 단계 이전에,
불소, 알코올 및 염산을 희석하여 경화한 수지로 형성된 보호부재 및 불소, 알코올 및 염산을 희석하여 경화한 수지로 코팅된 보호부재 중 어느 하나를 이용하여 상기 냉동 대상물의 적어도 일부를 감싸는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동방법.
제1 온도를 갖는 교환냉매를 압축한 후, 응축하여 상기 제1 온도보다 저온인 제2 온도로 냉각시키는 냉동기;
상기 냉동기에서 냉각된 상기 제2 온도를 갖는 교환냉매와 상기 제2 온도보다 고온인 제3 온도를 갖는 액체상태의 냉동냉매를 서로 열 교환시켜서, 상기 냉동냉매를 상기 제3 온도보다 저온인 제4 온도로 냉각시키는 열 교환장치; 및
상기 열 교환장치에서 열 교환된 상기 제4 온도를 갖는 액체상태의 상기 냉동냉매에 냉동시키고자 하는 냉동 대상물을 침지시켜 냉동시키는 급속냉동장치를 포함하되,
상기 냉동냉매로 디클로로-플로오르에탄(1,1-Dichloro-1-Fluorethane)을 사용하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
제3항에 있어서,
상기 교환냉매를 상기 냉동기와 상기 열 교환장치 간에 이동시키는 제1 펌프; 및
상기 냉동냉매를 상기 급속냉동장치와 상기 열 교환장치 간에 이동시키는 제2 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.