WO2012032611A1

WO2012032611A1 - 塩水混合シャーベット状アイスの製造方法およびその製造装置

Info

Publication number: WO2012032611A1
Application number: PCT/JP2010/065372
Authority: WO
Inventors: 寛山元; 弘幸濱下; 晋一服部
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2010-09-08
Filing date: 2010-09-08
Publication date: 2012-03-15

Abstract

　供給された塩水２３を冷却し、設定された所定の温度および氷濃度の塩水混合シャーベット状アイスを製造する製氷装置１と、該製氷装置１で製造した塩水混合シャーベットを貯める貯氷タンク１４とからなる製氷機能部１０１と、貯氷タンク１４に貯められた塩水混合シャーベット状アイスから氷濃度の高い塩水混合シャーベット状アイスを得るために塩水を脱水する脱水機能部１０２と、該脱水機能部１０２で得られる氷濃度の高い塩水混合シャーベット状アイスに海水２４を注水して、目標とする温度に調整された塩水混合シャーベット状アイスを得る海水注水機能部１０３とを備えている。

Description

塩水混合シャーベット状アイスの製造方法およびその製造装置

この発明は、海水などの塩水を冷却して保冷用の塩水混合シャーベット状アイスを製造する塩水混合シャーベット状アイスの製造方法およびその製造装置に係わり、特に、製造する塩水混合シャーベット状アイスの温度調整を行う技術に関するものである。

　例えば、海水などの塩水から保冷用の塩水混合シャーベット状アイス（塩水を冷却して生成された氷をスクレーパ（掻き取り羽根）で掻き取って微細氷とし、この微細氷と塩水とを混合したシャーベット状態のアイスのこと）を製造するとき、海水の塩分濃度は、通常は３．５％程度であるので、適当な氷濃度を有する塩水混合シャーベット状アイスの仕上がり温度は、－３℃程度となる。
　ここで、氷濃度（ＩＰＦ：Ice　Packing　Factorとも言う）とは、「塩水混合シャーベット状アイスの質量」に対する「氷分の質量」の比であり、適当な氷濃度とは、３０％程度である。なお、適当な氷濃度とは、氷分が多くて潜熱を多量に保有しながらシャーベットとしての流動性を持っている状態である。

　ところで、－３℃の塩水混合シャーベット状アイスは、そのままで保冷対象の魚の粗熱取りや保冷に使用すると、多くの魚種において、魚の表面が凍結したり、目が氷結して白くなってしまい、魚の商品価値を失ってしまう。
　多くの魚種において、その保冷には－２．０℃から－１．０℃の範囲が適切であるが、塩分濃度の薄い塩水から製造する必要があり、硬い氷が出来るために、スクレーパによる氷の掻き取りが不能となって、シャーベット状アイスを製造できない。

　そこで、例えば、特許文献１（特開２００８－２８１２９３号公報）あるいは特許文献２（特開２００９－２８１６５１号公報）では、一旦温度の低い塩水混合シャーベット状アイスを製造しておき、それに真水を加えることによって塩水混合シャーベット状アイスの温度を上げ、温度調整する方法が提案されている。（特許文献１および特許文献２の出願人は、いずれも本願の出願人と同一である。）

特開２００８－２８１２９３号公報特開２００９－２８１６５１号公報

上述したように、上記特許文献１あるいは特許文献２では、「一旦、温度の低い塩水混合シャーベット状アイスを製造しておき、それに真水を供給（注水）することによって、製造した塩水混合シャーベット状アイスの温度を上げ、所望の温度に温度調整する」技術を提案している。
　しかし、「真水は水道水から得ると高価であるし、納入先である養殖場等においては真水が準備できないことがある。」という問題点がある。さらに、海水はふんだんにあるため、海水を使って温度調整をしたいとのニーズがある。
　この発明は、このような問題点やニーズを解決するためになされたものであり、従来のように水道水などの高価な真水を使用するのではなく、安価な海水を利用して所望の温度に調整された塩水混合シャーベット状アイスを製造できる塩水混合シャーベット状アイスの製造方法あるいはその製造装置を提供することを目的とする。

この発明に係わる塩水混合シャーベット状アイスの製造方法は、供給された塩水を冷却し、設定された所定の温度および氷濃度の塩水混合シャーベット状アイスを製造して貯氷タンクに貯める製氷工程と、前記貯氷タンクに貯められた前記塩水混合シャーベット状アイスから氷濃度の高い塩水混合シャーベット状アイスを得るために塩水を脱水する脱水工程と、前記脱水工程で得られる前記氷濃度の高い塩水混合シャーベット状アイスに海水を注水して、目標とする温度に調整された塩水混合シャーベット状アイスを得る工程とを有したものである。

また、この発明に係わる塩水混合シャーベット状アイスの製造装置は、供給された塩水を冷却し、設定された所定の温度および氷濃度の塩水混合シャーベット状アイスを製造する製氷装置と、前記製氷装置で製造した前記塩水混合シャーベットを貯める貯氷タンクからなる製氷機能部と、前記貯氷タンクに貯められた前記塩水混合シャーベット状アイスから氷濃度の高い塩水混合シャーベット状アイスを得るために塩水を脱水する脱水機能部と、前記脱水機能部で得られる前記氷濃度の高い塩水混合シャーベット状アイスに海水を注水して、目標とする温度に調整された塩水混合シャーベット状アイスを得る海水注水機能部とを備えたものである。

この発明によれば、脱水して得られる氷濃度の高い塩水混合シャーベット状アイスに、ふんだんにある海水を注水して、目標とする温度の塩水混合シャーベット状アイスを得るので、安価に所望の温度に調整された塩水混合シャーベット状アイスを製造できる。

本発明による塩水混合シャーベット状アイスの製造装置の全体構成例を示す図である。本発明による塩水混合シャーベット状アイスの製造シーケンス例を示す図である。脱水機能を説明するための図である。従来方法による温度調整のフローを示す図である。塩水混合シャーベット状アイスの状態変化を示す状態線図である。

　１　製氷装置、　１ａ　冷媒側通路、　１ｂ　塩水側通路、　１ｃ　スクレーパ、　１ｄ　外筒、　１ｅ　内筒、　１ｆ　回転円筒、　２　製氷装置の駆動源、　３　製氷装置負荷検出センサー、　４　冷凍機、　５　圧縮機、　６　凝縮機、　７　冷媒配管、　８　膨張弁、　９　圧力センサー、　１０Ｔｓ　温度センサー、　１１　循環ポンプ、　１１ａ　ポンプ制御装置、　１２　還流路配管、　１２Ｔｗ　海水温度センサー、　１３　往流路配管、　１４　貯氷タンク、　１４１　塩水混合シャーベット状アイス排出路、　１４２　ドレイン排出路、　１４３　塩水混合シャーベット状アイス、　１４ａ　塩水混合シャーベット状アイス排出路開閉バルブ、　１４ｂ　ドレイン排出路開閉バルブ　１４ｃＬｓ　塩水混合シャーベット状アイス貯蔵レベルセンサー、　１５　攪拌機の駆動源、　１６　攪拌機（アジテータ）、　１９　貯氷タンク用の第１のバルブ、　２１　貯氷タンク用の第２のバルブ、　２２　脱水用のポンプ、　２２１　脱水管、　２２ａ　脱水制御弁、　２２ｂ　積算流量計、　２３　塩水、　２３１　塩水注水管、　２４　海水、　２４１　海水注水管、　２５　海水量調整バルブ、　２６ｃｌ　塩分濃度センサー、　２８　冷塩水供給制御バルブ、　１００　コントロ－ラ、　１０１　製氷機能部、　１０２　真水注水機能部、　１１０　設定部、　３０１　氷分が多い層、　３０２　塩水のみの層

　以下、図面に基づいて、本発明の一実施の形態例について説明する。
実施の形態１．　以下この発明の実施の形態１について、図１～図５に基づいて説明する。
　図１は、本発明による塩水混合シャーベット状アイスの製造装置の全体構成例を示す図、図２は、塩水混合シャーベット状アイスの製造シーケンスの事例を示す図、図３は、貯水タンクにおける脱水機能を説明するための図、図４は、従来方法による温度調整のフローを示す図、図５は、シャーベット状アイスの状態変化を示す図である。

図１に示すように、塩水混合シャーベット状アイスの製造装置は、製氷装置１と、製氷装置１の駆動源（本実施の形態では後述の回転円筒１ｆを駆動するモータ）２と、製氷装置１の負荷状態を検出する製氷装置負荷検出センサー（電流センサー、電流計など）３と、冷凍機４と、圧縮機５と、凝縮機６と、冷媒配管７と、膨張弁８と、圧力センサー９と、温度センサー１０Ｔｓと、循環ポンプ１１と、インバータ等のポンプ制御装置１１ａと、還流路配管（貯氷タンク１４内の塩水あるいは塩水混合シャーベット状アイス１４３を循環ポンプ１１により製氷装置１へ送給するための配管）１２を備えている。

　さらに、塩水混合シャーベット状アイスの製造装置は、海水温度センサー１２Ｔｗと、往流路配管（製氷装置→貯氷タンク（製氷装置１から貯氷タンク１４へ塩水混合シャーベット状アイス１４３が循環ポンプ１１により送給される））１３と、シャーベット状アイスと塩水２３との混合水（すなわち、塩水混合シャーベット状アイス）１４３を貯える貯氷タンク１４と、塩水混合シャーベット状アイス排出路１４１と、ドレイン排出路１４２と、塩水混合シャーベット状アイス排出路開閉バルブ１４ａと、ドレイン排出路開閉バルブ１４ｂと、貯氷タンク１４内の塩水混合シャーベット状アイス１４３の貯蔵レベルを検出する塩水混合シャーベット状アイス貯蔵レベルセンサー１４ｃＬｓと、駆動源（モータ等）１５から駆動される攪拌機（アジテータとも言う）１６を備えている。

　さらに、塩水混合シャーベット状アイスの製造装置は、貯氷タンク１４用の第１のバルブ１９と、貯氷タンク１４用の第２のバルブ２１と、塩分濃度調整タンク２２と、海水などの塩水２３を塩水源（図示省略）から貯氷タンク１４へ注水する塩水注水管２３１と、海水２４を海水源（図示省略）から貯氷タンク１４へ注水する海水注水管２４１と、海水２４の貯氷タンク１４への注水量を制御する海水量調整バルブ２５と、貯氷タンク１４内の塩水混合シャーベット状アイス１４３の塩分濃度Ｃを検出する塩分濃度センサー２６ｃｌと、冷塩水の貯氷タンク１４への注水量を制御する冷塩水供給制御バルブ２８と、設定部１１０を有するコントロ－ラ１００とを備えている。

　製氷装置１は、蒸発器の機能を有する冷媒側通路１ａと、塩水側通路１ｂと、スクレーパ（掻き取り機あるいは掻き取り羽根とも言う）１ｃと、外筒１ｄと、内筒１ｅと、回転円筒１ｆとを備えている。
　前記外筒１ｄと前記内筒１ｅとの間に前記冷媒側通路１ａが形成され、該冷媒側通路１ａの形状は円筒状を成している。
　前記回転円筒１ｆと前記内筒１ｅとの間に塩水側通路１ｂが形成され、該塩水側通路１ｂの形状は円筒状を成している。
　前記回転円筒１ｆの外周に複数個の前記スクレーパ１ｃが周方向および中心線の延在方向に夫々所定間隔に取り付けられており、当該複数個のスクレーパ１ｃは塩水側通路１ｂ内に配設されている。

　前記貯氷タンク１４の低部近傍の側壁に設けられた塩水混合シャーベット状アイス排出路１４１に、該塩水混合シャーベット状アイス排出路１４１を開閉する塩水混合シャーベット状アイス排出路開閉バルブ１４ａが設けられている。　貯氷タンク１４の低部に設けられたドレイン排出路１４２に、該ドレイン排出路１４２を開閉するドレイン排出路開閉バルブ１４ｂが設けられている。　貯氷タンク１４には、該貯氷タンク１４内の塩水混合シャーベット状アイス１４３の貯蔵レベル１４Ｌｓを検出する塩水混合シャーベット状アイス貯蔵レベルセンサー１４ｃが設けられている。

　前記コントロ－ラ１００は、前記各センサー３、９、１０Ｔｓ、１２Ｔｗ、１４ｃＬｓ、２６ｃｌの検出出力を入力すると共に、前記各駆動源２、１５、冷凍機４、前記各バルブ１４ａ、１４ｂ、１９、２１、２８、前記ポンプ制御装置１１ａなどを制御し、本実施の形態における塩水混合シャーベット状アイスの製造方法あるいは塩水混合シャーベット状アイスの製造装置における塩水混合シャーベット状アイスの製造シーケンスを実行するものである。
　前記コントロ－ラ１００の設定部１１０は、後述の目標ポイントなどを設定するものである。　前記塩水源（図示省略）、塩水注水管２３１、冷塩水供給制御バルブ２８から塩水供給装置が構成され、海水源（図示省略）、海水注水管２４１、海水量調整バルブ２５から海水供給装置が構成されている。　

　次に、図１を用いて塩水混合シャーベット状アイス製造装置の全体の概略動作を説明する。　製造装置の電源が投入され、コントローラ１００が起動すると、例えば、ユーザによって選定された２．５％、３％、３．５％などの塩分濃度の塩水（例えば、海水）が、図示しない塩水源から冷塩水供給制御バルブ２８を介して貯氷タンク１４内に注水され、貯氷タンク１４内に貯えられる。　貯氷タンク１４に貯えられた塩水は、循環ポンプ１１により製氷装置１の塩水側通路１ｂ内に投入される。製氷装置１の冷媒側通路１ａに、冷凍機４から供給される－１２℃程度の冷媒液が流れる。

　製氷装置１の塩水側通路１ｂに、前記した所定塩分濃度且つ所定温度の塩水が流れ、該塩水は製氷装置１の内筒１ｅの内周面（伝熱面）に接触し、接触した当該塩水が冷媒側通路１ａの冷媒によって冷却され前記内筒１ｅの内周面に氷が生成される。　前記内筒１ｅの内周面に生成された氷は、製氷装置の駆動源（回転円筒駆動モータ）２で回転駆動されている回転円筒１ｆの外周のスクレーパ（掻き取り羽根）１ｃによって掻き取られる。　スクレーパ１ｃによって掻き取られた氷は、およそ０．１ｍｍ程度の大きさの氷粒子であり、製氷装置１の塩水側通路１ｂ内の塩水中に浮遊し、塩水を含んだシャーベット状となる。つまり、塩水混合シャーベット状アイスとなる。

　製氷装置１の塩水側通路１ｂ内に生成された塩水混合シャーベット状アイスは、循環ポンプ１１により塩水側通路１ｂから押し出され、往流路配管１３を経て、貯氷タンク１４内へ送給され、貯氷タンク１４内に貯えられる。　貯氷タンク１４に貯えられた塩水混合シャーベット状アイス１４３は、循環ポンプ１１により還流路配管１２を経て製氷装置１の塩水側通路１ｂ内へ還流され、前述と同様にして、内筒１ｅの内周面で氷が生成され、スクレーパ１ｃによって掻き取られ、氷の粒子の多い塩水混合シャーベット状アイスが塩水側通路１ｂ内に生成される。　氷の粒子量が増加した塩水混合シャーベット状アイスは、更に、循環ポンプ１１により塩水側通路１ｂから押し出され、往流路配管１３を経て、貯氷タンク１４内へ送給され貯氷タンク１４内に貯えられる。

　前述した「塩水混合シャーベット状アイスの貯氷タンク１４内から塩水側通路１ｂ内への還流、塩水側通路１ｂ内でのより氷粒子の多い塩水混合シャーベット状アイスの生成、塩水側通路１ｂ内のより氷粒子の多い塩水混合シャーベット状アイスの貯氷タンク１４への還流」のサイクルを何度も繰り返し行って、所定の氷濃度（ＩＰＦ）の塩水混合シャーベット状アイス１４３を貯氷タンク１４に所定量貯える。
　このように、塩水が製氷装置１を１回通過しただけでは、所定の氷濃度の塩水混合シャーベット状アイス１４３が得られるのではなく、前記還流を何度も繰り返して行うことにより、所定の氷濃度の塩水混合シャーベット状アイス１４３を徐々に生成する。

　ところで、塩水混合シャーベット状アイスの氷濃度が高くなり過ぎると（例えば、氷濃度が５０％を超え、６０％、７０％、８０％と高くなっていくと）、塩水混合シャーベット状アイス１４３粘性が高くなり、循環ポンプ１１による製氷装置１の塩水側通路１ｂへの押し込み通水が困難となっていくばかりでなく、製氷装置の駆動源（回転円筒駆動モータ）２が高負荷、過負荷となっていき、遂には停止するに至る。
　従って、適正な氷濃度の塩水混合シャーベット状アイス（例えば、氷濃度３０％の塩水混合シャーベット状アイス）が生成されたとき、コントローラ１００はそれ以上シャーベット状アイスができない様に、冷凍機４を停止し製氷をストップする。

　その場合、適正な氷濃度となったことのコントローラ１００での判断は、温度センサー１０Ｔｓで測定した塩水混合シャーベット状アイスの温度に基づく。
　すなわち、塩水混合シャーベット状アイスの温度が規定温度に達した場合、冷凍機４を停止する。
　換言すれば、適正な氷濃度ＩＰＦは、塩分濃度に応じた塩水混合シャーベット状アイスの温度により検出され、この検出結果（即ち、検出された塩水混合シャーベット状アイスの温度検出結果）により、塩水混合シャーベット状アイスが適正な氷濃度ＩＰＦになったことが検出されると冷凍機４の運転を停止する。　このように、塩水混合シャーベット状アイスの温度を監視することにより、冷凍機４の運転を制御し、氷濃度が高くなり過ぎることによる製氷装置１の過負荷、停止を未然に防止できる。

なお、前記規定温度は海水の塩分濃度に依存する。例えば、塩分濃度が３.５％のときは－３.１℃であり、塩分濃度が２．５％のときは－２．１℃である。
　ところで、海水の塩分濃度は、環境により変化する。例えば、大雨の直後や河口近くは塩分濃度が低くなる。
　したがって、塩分濃度が低くなると、塩分濃度センサー２６による検出値に応じて前記規定温度を上げ、適切な氷濃度に達したとき、冷凍機４を速やかに停止しなければならない。

　また、コントローラ１００によって前記還流を何度も繰り返して行っている状態下では、冷塩水供給制御バルブ２８はコントローラ１００によって閉じられている。
　一方、前記還流を何度も繰り返して行っている状態下では、前記塩水混合シャーベット状アイスの氷濃度ＩＰＦの目標が例えば２５％の場合は、標準的には塩水側通路１ｂ内のシャーベット状アイスと塩水との混合水の温度は、例えば、塩分濃度２．５％のとき、－１．９℃である。塩分濃度３．５％であれば約－２．７℃に至る。

　そこで、本実施の形態では、コントローラ１００は、前記製氷装置負荷検出センサー３の出力による循環ポンプ１１出力の自動制御を行う。
　さらに、コントローラ１００は、前記温度センサー１０Ｔｓの出力を利用して、前記塩水混合シャーベット状アイスの氷濃度（ＩＰＦ）の目標値以上の氷濃度（ＩＰＦ）になるまで製氷を継続し、塩水混合シャーベット状アイスの温度が設定温度に達すると製氷を停止する。
　また、コントローラ１００は、製氷を停止した後に攪拌機１６の動作を停止し、貯氷タンク１４内の塩水混合シャーベット状アイスの氷分と塩水分を分離させ、分離した塩水を貯氷タンク１４の下部から脱水用のポンプ２２によって排出する。即ち、脱水を行う。

　また、コントローラ１００は、例えば塩分濃度Ｃが２．５％の場合は、温度センサー１０Ｔｓの検出温度が氷濃度（ＩＰＦ）３５％相当の－２．３℃となれば、海水量調整バルブ２５を開いて海水２４が海水注水管２４１から貯氷タンク１４内に注水され、温度センサー１０Ｔｓの検出温度が目標温度（例えば、－１．５℃）となれば、海水量調整バルブ２５を閉じて海水２４の貯氷タンク１４内への注水を停止する。
　本実施の形態では、コントローラ１００によってこのような自動制御をすることにより、塩分濃度の高い塩水から容易に比較的温度の高い（例えば－１．５℃）塩水混合シャーベット状アイスを製造することができる。
　なお、上述したコントローラ１００の「製氷」、「脱水」、「海水注水」の具体的な動作については、図２の製造シーケンスに基づいて、詳しく後述する。

　ところで、本実施の形態における製氷装置１のように、塩水を冷却して生成された氷をスクレーパ１ｃで掻き取る方式の場合は、塩水の塩分濃度が低い場合、生成される氷の硬さが硬くなるため、掻き取ることができなくなる。
　つまり、塩分濃度２．５％未満の塩水を使用した場合は掻き取り不能となるため、塩分濃度２．５％以上の塩水を使用する必要がある。　ところが、塩分濃度２．５％以上の塩水を使用した場合、氷が生成し始める温度は、－１．５℃であり、そのまま製氷して、氷濃度（ＩＰＦ）が３０％に達したときの温度は、－２．１℃となる。
　この－２．１℃の温度の塩水混合シャーベット状アイスを魚の保冷に適用した場合は、魚が凍りつく場合があり、魚種によっては、適用できない場合があった。

　そこで、本実施の形態では、前述したように、コントローラ１００は温度センサー１０Ｔｓの出力を利用して、塩水混合シャーベット状アイスの氷濃度が目標値以上の氷濃度になるまで製氷を継続し、塩水混合シャーベット状アイスの温度が設定温度に達すると「製氷を停止」する。
　また、コントローラ１００は、製氷を停止した後に攪拌機１６の動作を停止し、貯氷タンク１４内の塩水混合シャーベット状アイスの氷分と塩水分を分離させ、分離した塩水のみを貯氷タンク１４より排出させて「脱水」する。
　さらに、コントローラ１００は、分離した塩水のみを貯氷タンク１４より所定量排出させて脱水する。さらにコントローラ１００は、海水２４を貯氷タンク１４内に注水し、温度センサーの検出温度が目標温度（例えば、－１．５℃）となれば、海水２４の貯氷タンク１４内への注水を停止する。

　ここで、図２を用いて本実施の形態における「コントローラ１００」の動作シーケンスについて説明する。
　図２において、先ず、コントローラ１００の設定部１１０に、塩水混合シャーベット状アイスの仕上がり温度（目標温度）Ｔｓ２および仕上がり氷濃度（目標ＩＰＦ（氷濃度））を設定する。（ステップＳＴ２０１）　次に、貯氷タンク１４へ塩水注水管２３１から塩水を注水する。また、塩分濃度センサー２６ｃｌで貯氷タンク１４内の塩水の塩分濃度Ｃを、塩水混合シャーベット状アイス貯蔵レベルセンサー１４ｃＬｓで貯氷タンク１４内の塩水のレベル（水位）を、それぞれ計測する。（ステップＳＴ２０２）

　次に、コントローラ１００の設定部１１０に、製氷完了温度Ｔｓ１を設定する。（ステップＳＴ２０３）　次に、第１のバルブ１９、第２のバルブ２１を開き、循環ポンプ１１を起動し、製氷装置１、冷凍機４を起動し、製氷が行われる。（ステップＳＴ２０４）　次に、温度センサー１０Ｔｓの出力である塩水混合シャーベット状アイスの温度Ｔｓの測定情報から製氷完了温度Ｔｓ１（例えば塩分濃度Ｃが２．５％であればその設定温度は約－２．２℃）に達したかどうか判定する。（ステップＳＴ２０５）　ステップＳＴ２０５での判定結果がＮＯ（製氷完了温度Ｔｓ１に達していない）であれば、製氷を継続する。

　次に、ステップＳＴ２０５での判定結果がＹＥＳ（製氷完了温度Ｔｓ１に達している）であれば、製氷を停止する。（ステップＳＴ２０６）
　すなわち、製氷機能部１０１は、従来と同様の通常の製氷機能で塩水を製氷し、設定温度になると製氷を停止する。
　前記ステップＳＴ２０１～ステップＳＴ２０６までは、コントローラ１００の製氷機能部１０１での設定、動作シーケンスであり、塩水混合シャーベット状アイスの仕上がり温度（目標温度）Ｔｓ２の設定を除けば、従来の塩水混合シャーベット状アイスの製造方法の工程、動作シーケンスと同じであり、低温の塩水混合シャーベット状アイスができた状態である。

　次に、脱水機能部１０２での動作シーケンスについて説明する。
　製氷機能部１０１で製氷を停止（ステップＳＴ２０６）すると、貯氷タンク１４内の塩水混合シャーベット状アイスの必要な脱水量を計算（ステップＳＴ２０７）し、攪拌機１６を停止する。（ステップＳＴ２０８）そして、脱水用のポンプ２２を運転する。（ステップＳＴ２０９）
　次に、積算流量計２２ｂの出力により貯氷タンク１４内の塩水混合シャーベット状アイスの脱水量を計測し、塩水混合シャーベット状アイスの脱水量が所定値に達しておれば、脱水を停止する。（ステップＳＴ２１０）
　脱水機能部１０２は、貯氷タンク１４内の塩水を脱水する機能に関わる部分であり、製氷機能部１０１において製氷完了後、貯氷タンク１４の攪拌を停止し、氷分と塩水分を分離させ、分離した塩水のみを貯氷タンク１４の下部より、排出用のポンプ２２によって抜き取る。

次に、海水注水機能部１０３での動作シーケンスについて説明する。
　海水注水機能部１０３は、脱水機能部１０２で得られる氷濃度の高い塩水混合シャーベット状アイスに海水を注水して攪拌し、目標とする温度に調整された塩水混合シャーベット状アイスを得るものである。
　ところが、前述した脱水機能部１０２により分離した塩水を抜き取り（即ち、脱水して）、氷濃度がおよそ８０％程度になると、残った塩水混合シャーベット状アイスは湿った雪の状態となり、攪拌機１６では攪拌できない。
　そこで、本実の形態では、海水注水機能部１０３は、まず貯氷タンク１４への海水注水を開始する。（ステップＳＴ２１１）
　そして、貯氷タンク１４内に貯まった海水の水位レベルを計測し（ステップＳＴ２１２）、海水が攪拌可能なレベルに達したか否かを判断する。（ステップＳＴ２１３）

　海水が貯氷タンク１４内である程度貯まり、攪拌可能なレベルに達すれば、攪拌機１６の運転を再開する。（ステップＳＴ２１４）
　次に、温度センサー１０Ｔｓの出力である塩水混合シャーベット状アイスの温度Ｔｓの測定情報から仕上がり温度（目標温度）Ｔｓ２に達したかどうか判定する。（ステップＳＴ２１５）　ステップＳＴ２１５での判定結果がＮＯ（仕上がり温度Ｔｓ２に達していない）であれば、海水２４の注水を継続する。

　次に、ステップＳＴ２１５での判定結果がＹＥＳ（仕上がり温度Ｔｓ２に達している）であれば、海水量調整バルブ２５が閉じられ、海水２４の注水は停止する。（ステップＳＴ２１６）　ステップＳＴ２１６では、目標の塩水混合シャーベット状アイス（例えば－１．５℃、ＩＰＦ２５％の比較的高温の塩水混合シャーベット状アイス）が出来上がった状態であり、貯氷タンク１４内で出来上がった比較的高温の塩水混合シャーベット状アイスは、この後、自動的に或いは任意に、塩水混合シャーベット状アイス排出路１４１から貯氷タンク１４外に排出される。（ステップＳＴ２１７）

　前記ステップＳＴ２１１～ステップＳＴ２１６までは、コントローラ１００の海水注水機能部１０３での動作シーケンスであり、このステップＳＴ２１１～ステップＳＴ２１６により、塩水混合シャーベット状アイスの温度調整に海水を利用しても、容易に、所望の比較的高温の塩水混合シャーベット状アイスを製造できる。　なお、海水注水は、塩水混合シャーベット状アイスの温度およびＩＰＦが貯氷タンク１４内の全領域で均一になるように、貯氷タンク１４内の塩水混合シャーベット状アイスを攪拌機１６で攪拌しながら行う。
　このように、本実施の形態による海水注水機能部１０３は、海水を注入することにより貯氷タンク１４内のシャーベット状アイスの温度調整をするものであり、温度センサー１０Ｔｓによって貯氷タンク１４内のシャーベット状アイスの温度が設定温度に達したことを検知し、海水の注水を停止し、所望温度のシャーベット状アイスを得る。

　本実施の形態によれば、脱水機能部１０２を有しているので、例えば塩分濃度２．５％の塩水で製氷を行った後、脱水装置で塩水を脱水し、次いで後述する海水注水機能部１０３によって海水注水を行うことにより、換言すれば、海水注水に先立って塩水混合シャーベット状アイスから脱水することにより、例えば氷濃度（ＩＰＦ）３０％の比較的高い温度（例えば－１．５℃）の塩水混合シャーベット状アイスの製造が可能である。

　図３は、本実施の形態における脱水機能を説明するための図であり、図３（ａ）は攪拌機１６で塩水混合シャーベット状アイス１４３を攪拌しているときの様子、図３（ｂ）は攪拌機１６の攪拌を停止し、塩水を排出して脱水しているときの様子を示している。
　塩水混合シャーベット状アイス１４３は、微細な氷粒子と塩水が混合したものであるので、攪拌機１６で攪拌しなければ、図３（ｂ）に示すように、氷分が多い層３０１と塩水のみの層３０２に分離し、微細な氷粒子は、塩水の上に浮いてしまう。
　すなわち、塩水混合シャーベット状アイス１４３は、上層の氷分が多い層３０１と下層の塩水のみの層３０２に分離され、塩水は貯氷タンク１４の下部に貯まる。
　この現象を利用して、貯氷タンク１４の下部の塩水だけを排水用のポンプ２２によって脱水管２２１から抜き、脱水を行う。

　図４に従来の方法による温度調整のフローを示す。
　従来では、製氷機能部１０１で塩水混合シャーベット状アイスを製造した後に製氷を停止し、混合シャーベット状アイスに真水を混合して温度調整を行う。
　なお、製氷機能部１０１で製造した混合シャーベット状アイスに対して脱水処理を行わず、真水の代わりに海水を混合すると、氷は全て解けてしまう。

　図５は、塩水混合シャーベット状アイスの状態変化を示す状態線図である。
　この図によって、従来方法と本発明による方法を比較して説明する。
　この図は、横軸にシャーベットの比エンタルピーを表す。ただし、横軸は冷熱量として表すので、－１をかけて、（－１）×　kcal/kgの単位である。また縦軸は温度である。
　仕上がり（製造された）塩水混合シャーベット状アイスの温度を－１．８℃とする。
　まずは、海水（塩水）から氷濃度３０％　のシャーベット状アイスを製造する。
　このとき、図５に示すように、原点（０，０）から塩分濃度３．５％の凍結点－２．１℃まで冷えて凍結を開始し、塩水混合シャーベット状アイスが生成され始める。
　その後、凍結開始点からポイントＡに向かって動き、ポイントＡにて製氷完了する。

　まず、従来の方法について説明する。
　ポイントＡの状態のシャーベット状アイスに対して、２０℃の真水を混合する。
　このとき、ポイントＡから、ポイントＢに向かって推移する。
　ポイントＢに達すると、シャーベット状アイスの温度は－１．８℃になるので、ここで真水の注入は完了し、所望温度の塩水混合シャーベット状アイスを得る。
　なおこのときの、氷濃度は１５％程度となる。

　次に、本発明による方法について説明する。
　本発明では、ポイントＡにて製氷完了したのち、脱水過程に入る。
　脱水過程（すなわち、貯氷タンク１４の攪拌機１６を止めて、塩水を抜く作業）を図５の状態線図で表すと、紙面右側への水平移動（ポイントＡ→ポイントＣ）である。
　実験によれば、氷濃度８０％まで脱水することが出来る。氷濃度が８０％まで脱水したときのポイントをＣとする。

　次に、氷濃度が８０％まで脱水したときに、２０℃の海水を加える。このとき、ポイントＣから目標ポイントであるポイントＤに向かって移動する。
　ポイントＤにおいて、温度がー１．８℃に達するので、海水の注入は完了し、所望温度のシャーベット状アイスを得る。なお、このときの氷濃度は２０％程度となる。
　上記の方法によれば、脱水工程を有したことによって海水のみで温度調整を行うことができ、真水の使用は不要である。
　従来と比較して脱水工程が入るものの、貯氷タンク１４の下部に貯まる塩水を排水用のポンプ２２によって脱水管２２１から抜いて脱水するだけであるので、新たな脱水装置等は不要である。

　以上説明したように、本実施の形態による塩水混合シャーベット状アイスの製造方法は、供給された塩水２３を冷却し、設定された所定の温度および氷濃度の塩水混合シャーベット状アイスを製造して貯氷タンク１４に貯める製氷工程と、貯氷タンク１４に貯められた塩水混合シャーベット状アイスから氷濃度の高い塩水混合シャーベット状アイスを得るために塩水２３を脱水する脱水工程と、脱水工程で得られる氷濃度の高い塩水混合シャーベット状アイスに海水２４を注水して、目標とする温度に調整された塩水混合シャーベット状アイスを得る工程とを有している。

　また、本実施の形態による塩水混合シャーベット状アイスの製造装置は、供給された塩水２３を冷却し、設定された所定の温度および氷濃度の塩水混合シャーベット状アイスを製造する製氷装置１と、該製氷装置１で製造した塩水混合シャーベットを貯める貯氷タンク１４からなる製氷機能部（製氷手段）１０１と、貯氷タンク１４に貯められた塩水混合シャーベット状アイスから氷濃度の高い塩水混合シャーベット状アイスを得るために塩水を脱水する脱水機能部（脱水手段）１０２と、該脱水機能部１０２で得られる氷濃度の高い塩水混合シャーベット状アイスに海水２４を注水して、目標とする温度に調整された塩水混合シャーベット状アイスを得る海水注水機能部（海水注水手段）１０３とを備えている。

　従って、従来では高価な真水を注水することによって塩水混合シャーベット状アイスの温度調整を行っていたが、本実施の形態による塩水混合シャーベット状アイスの製造方法あるいは塩水混合シャーベット状アイスの製造装置によれば、真水に代えて安価な海水を利用して塩水混合シャーベット状アイスを所望の温度に調整することが可能となった。

　また、本実施の形態による塩水混合シャーベット状アイスの製造方法における脱水工程は、貯氷タンク１４に設けられた塩水混合シャーベット状アイスを得るための攪拌機１６を停止して、塩水混合シャーベット状アイスを氷分が多い層３０１と塩水の層に分離し、下層の塩水の層３０２から塩水を抜き取って脱水する。

　また、本実施の形態による塩水混合シャーベット状アイスの製造装置の脱水機能部１０３は、貯氷タンク１４に設けられた塩水混合シャーベット状アイスを得るための攪拌機１６を停止して、塩水混合シャーベット状アイスを氷分が多い層３０１と塩水の層３０２に分離し、下層の塩水の層３０２から塩水を抜き取って脱水する。

　本発明は、製造した塩水混合シャーベット状アイスを安価な海水を利用して所望温度に調整できる塩水混合シャーベット状アイスの製造方法の実現に有用である。

Claims

　供給された塩水を冷却し、設定された所定の温度および氷濃度の塩水混合シャーベット状アイスを製造して貯氷タンクに貯める製氷工程と、
　前記貯氷タンクに貯められた前記塩水混合シャーベット状アイスから氷濃度の高い塩水混合シャーベット状アイスを得るために塩水を脱水する脱水工程と、
　前記脱水工程で得られる前記氷濃度の高い塩水混合シャーベット状アイスに海水を注水して、目標とする温度に調整された塩水混合シャーベット状アイスを得る工程とを有したことを特徴とする塩水混合シャーベット状アイスの製造方法。
　前記脱水工程は、前記貯氷タンクに設けられた塩水混合シャーベット状アイスを得るための攪拌機を停止して、前記塩水混合シャーベット状アイスを氷分が多い層と塩水の層に分離し、下層の前記塩水の層から塩水を抜き取って脱水することを特徴とする請求項１に記載の塩水混合シャーベット状アイスの製造方法。
　供給された塩水を冷却し、設定された所定の温度および氷濃度の塩水混合シャーベット状アイスを製造する製氷装置と、前記製氷装置で製造した前記塩水混合シャーベットを貯める貯氷タンクからなる製氷機能部と、
　前記貯氷タンクに貯められた前記塩水混合シャーベット状アイスから氷濃度の高い塩水混合シャーベット状アイスを得るために塩水を脱水する脱水機能部と、
　前記脱水機能部で得られる前記氷濃度の高い塩水混合シャーベット状アイスに海水を注水して、目標とする温度に調整された塩水混合シャーベット状アイスを得る海水注水機能部とを備えたことを特徴とする塩水混合シャーベット状アイスの製造装置。
　前記脱水機能部は、前記貯氷タンクに設けられた塩水混合シャーベット状アイスを得るための攪拌機を停止して、前記塩水混合シャーベット状アイスを氷分が多い層と塩水の層に分離し、下層の前記塩水の層から塩水を抜き取って脱水することを特徴とする請求項３に記載の塩水混合シャーベット状アイスの製造装置。