JP2019113223A - 冷凍機 - Google Patents

Abstract

【課題】急速かつ均一に冷凍することができることによる食品の凍結温度、凍結漬け込み時間を適確に制御し、短時間で連続的に冷凍し、また冷凍食品の解凍後の品質・鮮度・味覚を保持、低下させない超高速度に食品を冷凍することができる冷凍機を提供する。【解決手段】冷凍対象物搭載手段１３を内蔵して不凍液１２を充満した不凍液槽１１と、前記不凍液槽の対向する側壁の内壁面に沿って、前記冷凍対象物搭載手段の外側に配設した金属製冷却コイル管１４と、前記不凍液槽の底面１１ｅから上方に液を噴射するノズル１６ａ、１６ｂを設置した液噴射式撹拌手段１５とを備え、前記冷凍対象物搭載手段に搭載した冷凍対象物を超高速度で均一に凍結可能としたことを特徴とする冷凍機。【選択図】図１

Description

本発明は、食肉等の食品類を含む冷凍対象物を急速均一冷凍するのに適した冷凍機に関するものである。

従来は、食肉その他の食品類を冷凍保存するのに冷媒として、冷気を用い、これを冷凍庫内を循環させる凍結方式を採用使用していた。
すなわち、この従来の食肉を冷凍する方法や冷凍装置は、食品類を冷凍密閉室内に収納し、これに冷気を吹き付けて冷凍する冷気による凍結方式である。
この方式によると冷凍までに時間がかかるため、食肉においては冷凍肉の冷凍状態が悪く、これを解凍するとドリップが生じ、血液とともに食肉の成分が流出してしまって食肉としての味覚が低下するなどの欠点があった。
また、超低温の冷気気流によって食品類を凍結させるから、冷気流が直接接触しにくい食品類の奥側、側面、底部などに冷凍むらが生じやすかった。
ちなみに、このような食品凍結において重要なことは、凍結対象物の最大氷結晶生成帯（−１℃〜−５℃）を如何に早く通過するかである。

例えば、凍結食肉中の水分の凍結結晶は緩慢凍結では、氷晶が大きく細胞を破壊し、そのため解凍時にドリップが出やすく成分が抜け、鮮度・味覚が落ち、また、雑菌の付着を多くするため腐敗が早くなる。そこで液冷方式による以下のような方式が試みられている。
特開昭６２−３７３６号公報には、タンク内に撹拌軸、冷凍用配管、魚介類の肉片を入れるバスケットを備え、タンク外にモータ、コンプレッサーを設置し、プロピレングリコール、塩化カルシウム及び水からなる溶液に菜種油を添加したブラインを冷却し、該ブラインに魚介類を浸漬し冷凍することを特徴とする魚介類の急速凍結法について記載され、このような冷凍方法も従来から知られている。

また、特開平８−２９８９７３号公報には、全体として箱体形状をなし、内部には食品冷凍用の不凍液が収容され、上部には食品出し入れ用の開口部とその開口部以外の部分を覆う被覆部とが形成され、被覆部の下には、冷媒管を巻回して成る枠状体が少なくとも１個配置され、その枠状体の枠内部には攪拌手段が垂設されている冷凍槽を必須要素として備える食品冷凍装置が記載されている。
特開２００５−１７２２５５号公報には、不凍液槽と、撹拌手段と、熱交換配管手段と、熱交換配管手段に冷媒を供給する冷却圧送手段と、冷凍すべき食品を不凍液槽内の不凍液浴に浸漬する搬器手段とを具える液冷式食品冷凍装置の熱交換配管手段を、少なくとも２本の垂直管部分、少なくとも２本の蛇行管部分、入口側マニホルドポート、出口側マニホルドポートでモジュール化した配管ユニットを、不凍液槽の側壁全周にわたり壁面に沿って順次複数個配列し往路側及び復路側のマニホルド手段に並列接続し、この往路側及び復路側のマニホルド手段を冷却圧送手段（いわゆる「冷凍機」）の出力側及び帰還側に接続するようにした液冷式食品冷凍装置が記載されている。

さらに特開２０１７−９２７２号公報には、食品を密閉包装するステップと、流れを形成させた液体冷媒中に食品を浸漬させ食品を０℃以下の凍結させない温度で冷却保持する冷却ステップと、−２０℃以下の不凍液内に食品を浸漬し過冷却状態から冷凍させる冷凍ステップと、を含む。冷凍装置は、０℃以下の液体冷媒を貯留する冷蔵槽と、−２０℃以下の不凍液を貯留する冷却槽と、冷却槽の外部に備えられて不凍液を冷却する冷却機構と、不凍液を冷却槽と冷却機構との間で循環させ冷却槽内に不凍液の噴流を形成させる循環機構と、を含む食品の冷凍方法が記載されている。

特開昭６２−３７３６号公報 特開平８−２９８９７３号公報 特開２００５−１７２２５５号公報 特開２０１７−９２７２号公報

本発明は従来技術の前記欠点を解消し、急速かつ均一に冷凍することができるため食品等の冷凍対象物の凍結温度、凍結漬け込み時間を適確に制御し、短時間で連続的に冷凍し、また冷凍食品の解凍後の品質・鮮度・味覚を保持、低下させない超高速度に食品類を冷凍することができる冷凍機を提供することを目的とする。

すなわちこの発明の冷凍機は、冷凍対象物搭載手段を内蔵して不凍液を充満した不凍液槽と、
前記不凍液槽の対向する側壁の内壁面に沿って、前記冷凍対象物搭載手段の外側に配設した金属製冷却コイル管と、
前記不凍液槽の底面から上方に液を噴射するノズルを設置した液噴射式撹拌手段とを備え、
前記冷凍対象物搭載手段に搭載した冷凍対象物を超高速度で均一に凍結可能としたことを特徴とするものである。

この発明の冷凍機において、前記金属製冷却コイル管は、前記壁面に沿って内外二重に、かつ前記壁面に沿って所定の高さに配設されていることをも特徴とするものである。

この発明の冷凍機において、前記金属製冷却コイル管の上下および左右の間隙は、上下および左右にそれぞれ前記金属製冷却コイル管の管径の０．５〜２倍となるように配設されていることをも特徴とするものである。

またこの発明の冷凍機において、前記液噴射式撹拌手段は、複数のノズルを備えており、該複数のノズルから液を噴射することにより前記不凍液を撹拌しながら、不凍液の温度を−３０℃以下、より詳しくは−４０℃以下の超低温度に温度制御し、前記冷凍対象物搭載手段に搭載した冷凍対象物を超高速度で均一に凍結可能としたことをも特徴とするものである。

本発明の冷凍機は、不凍液が冷却コイル管により急速に冷却されるので、不凍液槽内を流動する冷却不凍液中に浸漬した食肉等は、高速度で短時間に均一に凍結することができる。
また、本発明の冷凍機は、冷却コイル管が不凍液槽の内壁面に沿って垂直かつ内外二重に配置されているから不凍液は急速に冷却され、また液噴射式撹拌手段により冷凍対象物を均一に冷却されるので非常に冷凍効率がよく、食肉等を所定の温度で急速かつ均一に凍結することができる。

本発明の冷凍機の１実施例を示す概略側面透視図である。 その概略正面透視図である。 冷却装置の概略正面透視図である。 冷却装置の概略側面図である。 金属製冷却コイル管の概略正面図である。 その概略平面図である。 その概略側面図である。 （ａ），（ｂ）は図６のＡ部詳細図である。

本発明の食品等を冷却するための冷凍機の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
本発明の冷凍機は、図１および図２に示すように、冷凍対象物搭載手段１３を内蔵して不凍液１２を充満した不凍液槽１１と、該不凍液槽１１の対向する側壁１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの内壁面に沿って、前記冷凍対象物搭載手段１３の外側に配設した金属製冷却コイル管１４を備えている。
前記不凍液槽１１は、各側壁や底壁としてポリウレタンその他の断熱材を充填した断熱構造が採用されており、また冷凍機底面には移動可能とするための複数のキャスタ１８や、適宜位置で移動しないように保持する昇降自在のアジャスタ１９が取り付けられている。

さらに前記不凍液槽１１内には、前記冷凍対象物搭載手段１３が片持ち式の昇降アーム２１から垂設した複数段のラック２３を備えた透水可能な網製のキャビネット２２として昇降可能に保持されている。２４は前記昇降アーム２１を昇降させる昇降手段で、油圧シリンダやボールねじ等が用いられており、前記不凍液槽１１の側面に立設した昇降ガイド２５内に設置されている。
そして、前記複数段のラック２３上に適宜食品類を搭載し、片持ち式の昇降アーム２１とともに網製のキャビネット２２を降下させて前記不凍液槽１１内に沈めていく。
その後食品類の冷凍作業が完了したのち、片持ち式の昇降アーム２１とともに網製のキャビネット２２を上昇させて前記複数段のラック２３上に搭載した食品類を取出すのである。

図３および図４において、冷却装置３１は温度の上昇した冷媒を回収管３１ａから回収し、冷却した冷媒を給液管３１ｂを介して前記金属製冷却コイル管１４に供給するようになっている。
なお図３および図４において、３２は冷却装置３１の底面に設けた移動可能とするための複数のキャスタ、３３は適宜位置で移動しないように保持する昇降自在のアジャスタである。

また図１および図２に示すように、前記不凍液槽１１の底面１１ｅから上方に向けて不凍液１２を噴射するノズル１６を設置した液噴射式撹拌手段１５が設けられている。
前記液噴射式撹拌手段１５に設置したノズル１６は二つで一対のＶ字構造となるように形成され、循環ポンプＰから不凍液槽１１の底面に配置した送液管１７の上部に適宜間隔で複数対が取り付けられており、この一対のノズル１６ａ，１６ｂから噴射される不凍液の液流によって不凍液槽１１内は均一に冷却されるようになるのである。
前記各ノズル１６としては、液中で噴射し、その負圧を利用して周りの液を吸い込み、供給量の３〜４倍の液を噴出することができる市販の液中噴射ノズルを使用することができる。
すなわち、前記一対のノズル１６ａ，１６ｂの複数対から適宜間隔で噴射される不凍液の液流はそれぞれ前記不凍液槽１１内を板状のままで回流するため、前記複数段のラック２３上に搭載した食品類にあたってもほとんど乱流を生じることがなく、効率よく前記食品類を冷却することができるのである。

また前記金属製冷却コイル管１４は、図５ないし図７に示すように、前記不凍液槽１１の側壁１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの内壁面に沿って内外二重の所定幅の板状に、かつ前記壁面に沿って上下に所定間隔で多段となるよう両側を旋回させて所定の高さに配設されている。
ちなみに、前記金属製冷却コイル管１４の上下および左右の間隙ｈ,ｌは、望ましくは上下および左右にそれぞれ前記金属製冷却コイル管１４の管径φの０．５〜２倍となるように配設されている。
図において１４ａ，１４ｂ，１４ｃは、前記上下の所定間隔を保持するために、前記金属製冷却コイル管１４の外周を取り巻くように上下の向きに配設した複数の上下保持板である。
また、図において１４ｄは、前記金属製冷却コイル管１４の内外二重の中間部位に配設した間隔保持用のスペーサである。
なお、図８（ａ），（ｂ）は前記上下保持板１４ｂ（１４ａ，１４ｃも同様である）の詳細を示すものであり、前記間隔保持用のスペーサ１４ｄの両側に前記上下保持板１４ｂの両端が連結片１４ｅを介して連結固定されている。

このような複数対のＶ字構造のノズル１６から液を噴射するとともに前記金属製冷却コイル管１４によって冷却することにより、前記不凍液を撹拌する液噴射式撹拌手段１５と前記金属製冷却コイル管１４を用いた冷却構造により、前記冷凍対象物搭載手段１３に搭載した食品類（図示せず）を超高速度でかつ均一に凍結可能としたのである。
ちなみに、前記内外二重の金属製冷却コイル管１４と液噴射式撹拌手段１５を組み合わせた冷却構造を採用したことにより、例えば単に上下方向に蛇行させただけの冷却コイル管を用いた従来例と比較して、約１．５〜２倍の速度で所定の温度に冷却することができ、大幅なスピードアップを図ることができるようになった。
すなわち、前記不凍液を撹拌しながら不凍液の温度を−３０℃以下の超低温度に温度制御し、前記冷凍対象物搭載手段に搭載した冷凍対象物を超高速度で均一に凍結することが可能となったのである。
このような不凍液の温度を−３０℃以下の超低温度にする作業には、強力な冷凍装置が用いられ、その機種に応じて−３０℃以下、特に−４０℃以下、望ましくは−４５℃以下にも冷凍することができる。もちろん、それ以下に冷凍することも可能である。

本発明の冷凍機は、不凍液が冷却コイル管１４により急速に冷却され、不凍液槽１１内を流動する冷却不凍液中に浸漬した食肉等は、高速度で短時間に均一に凍結され、また解凍も容易に行うことができる。
また、本発明の冷凍機によれば、冷却コイル管１４が不凍液槽１１の内壁面に沿って垂直かつ内外二重に配置されているから不凍液は急速に冷却され、また液噴射式撹拌手段１５により冷凍対象物は均一に冷却されるので非常に冷凍効率がよく、食肉等を所定の温度で均一かつ給食に凍結することができる。

本発明の利用範囲は、魚介類、食肉、食鳥、果実等の食品類のみならず、冷凍の必要な電子機器類、その他の用途に広く利用できるものである。

１１ 不凍液槽
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ 側壁
１１ｅ 底面
１２ 不凍液
１３ 冷凍対象物搭載手段
１４ 金属製冷却コイル管
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ 上下保持板
１４ｄ スペーサ
１４ｅ 連結片
１５ 液噴射式撹拌手段
１６ Ｖ字ノズル
１６ａ，１６ｂ ノズル
１７ 送液管
１８ キャスタ
１９ アジャスタ
２１ 昇降アーム
２２ キャビネット
２３ ラック
２４ 昇降手段
２５ 昇降ガイド
３１ 冷却装置
３１ａ 回収管
３１ｂ 給液管
３２ キャスタ
３３ アジャスタ
Ｐ ポンプ
ｈ，ｌ 間隙

Claims (4)

1. 冷凍対象物搭載手段を内蔵して不凍液を充満した不凍液槽と、
   前記不凍液槽の対向する側壁の内壁面に沿って、前記冷凍対象物搭載手段の外側に配設した金属製冷却コイル管と、
   前記不凍液槽の底面から上方に液を噴射するノズルを設置した液噴射式撹拌手段とを備え、
   前記冷凍対象物搭載手段に搭載した冷凍対象物を超高速度で均一に凍結可能としたことを特徴とする冷凍機。
2. 前記金属製冷却コイル管は、前記壁面に沿って内外二重に、かつ前記壁面に沿って所定の高さに配設されていることを特徴とする請求項１に記載した冷凍機。
3. 前記金属製冷却コイル管の上下および左右の間隙は、上下および左右にそれぞれ前記金属製冷却コイル管の管径の０．５〜２倍となるように配設されていることを特徴とする請求項２に記載した冷凍機。
4. 前記液噴射式撹拌手段は、複数のノズルを備えており、該複数のノズルから液を噴射することにより前記不凍液を撹拌しながら、不凍液の温度を−３０℃以下、より詳しくは−４０℃以下の超低温度に温度制御し、前記冷凍対象物搭載手段に搭載した冷凍対象物を超高速度で均一に凍結可能としたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の冷凍機。

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