(57)【要約】【課題】魚を急速冷却し鮮度を維持する。【解決手段】魚の急冷加工装置は、シャーベット状の氷が充填され、魚を保持するコンテナと、コンテナ内で魚の内臓が除去された部分にシャーベット状の氷を注入する注入手段と、を備える。【選択図】図１
2018028397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャーベット状の氷が充填され、魚を保持するコンテナと、
前記コンテナ内で前記魚の内臓が除去された部分に前記シャーベット状の氷を注入する注入手段と、を備える、
魚の急冷加工装置。
【請求項２】
前記コンテナ内で前記シャーベット状の氷を流動させる流動手段をさらに備える、
請求項１に記載の魚の急冷加工装置。
【請求項３】
前記流動手段は、
前記コンテナ内の壁面に設置され、前記シャーベット状の氷を前記魚に対して噴出させるための１以上の孔が設けられた配管と、
前記配管に前記シャーベット状の氷を送り込むポンプと、を備える、
請求項２に記載の魚の急冷加工装置。
【請求項４】
前記注入手段は、前記内臓が除去された部分に挿入され、注入された前記シャーベット状の氷を前記内臓が除去された部分に流出させる１以上の孔が設けられたチューブを備える、
請求項１から３のいずれか一項に記載の魚の急冷加工装置。
【請求項５】
前記注入手段は、前記チューブに接続され、前記内臓が除去された部分に前記シャーベット状の氷を注入するポンプをさらに備える、
請求項４に記載の魚の急冷加工装置。
【請求項６】
シャーベット状の氷が充填され魚を保持するコンテナ内で、前記魚の内臓が除去された部分にシャーベット状の氷を注入する注入工程を有する、
魚の急冷加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、魚の急冷加工装置、及び急冷加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マグロ、ブリ、ヒラマサ、カツオ、サーモン等の体格の大きな魚は、捕獲後、洋上の作業場で血抜き及び内臓除去された後、砕氷が充填された砕氷充填コンテナに投入（ドブ漬け）され、冷却しながら陸揚げされる。陸揚げされた後、陸上の加工場内では、内臓が除去された部分がトリミングされ洗浄される。マグロ等は、再び砕氷充填コンテナにドブ漬けされ、半日間または１日間冷却される。砕氷充填コンテナでは、まず、コンテナ内の砕氷に塩を加えて冷海水が製造される。コンテナ内は、マグロ等が冷海水に投入された後、真水の追加または増塩によって更に冷却される。魚類の冷却方法に関しては、冷水を循環させて活魚を低温状態とし、生存したまま運搬する技術が提案されている（例えば、特許文献１から３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２４９７８７号公報
【特許文献２】特開平６−１１３６９６号公報
【特許文献３】特開平３−１３９２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
マグロ等の生産工程において、身質や鮮度を維持するためには、急速に冷却することが望ましい。しかしながら、マグロのような体格の大きな魚を中心部まで冷却することは容易ではない。ドブ漬けされたマグロの冷却過程では、マグロ内部の熱伝導が冷却速度を左右するため、内部までより急速に冷却するためにはコンテナ内の冷海水を低温化することになる。コンテナ内の冷海水を低温化した場合、魚自体が凍結する可能性があり、凍結により鮮度が悪化することが懸念される。
【０００５】
そこで、本発明は、魚を急速冷却し鮮度を維持する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するため、魚を保持するコンテナ内でシャーベット状の氷を流動させ、魚の内臓が除去された部分にシャーベット状の氷を注入することにした。
【０００７】
詳細には、本発明は、魚の急冷加工装置であって、シャーベット状の氷が充填され、魚を保持するコンテナと、コンテナ内で魚の内臓が除去された部分にシャーベット状の氷を注入する注入手段と、備える。
【０００８】
上記の魚の急冷加工装置であれば、魚の内臓が除去された部分にシャーベット状の氷（以下、シャーベットアイスともいう）を注入することで、魚は外表面及び内表面の双方から冷却され、伝熱面積（冷却面積）が拡大する。魚の脊椎近傍で計測される芯温は、魚の外表面の温度よりも高く、外表面及び内表面の双方から冷却することで、魚の芯温を示す部分から伝熱面までの距離は減少する。このため、芯温の低温化の効果が増大し、魚は急速に冷却される。
【０００９】
シャーベットアイスは微細な氷であり、好ましくは、粒径が１ｍｍ以下である。シャー
ベットアイスは、例えば、ゆっくりと冷却することで凝固点以下の温度においても液体状態が保持される過冷却水に衝撃を与え、過冷却状態を解除することにより生成することができる。シャーベットアイスは、砕氷と比較した場合、良好な流動性及び低温保持能力を有し、魚の外表面及び内表面との接触面が大きいことから、魚をより急速に冷却することができる。
【００１０】
なお、魚の急冷加工装置は、コンテナ内でシャーベット状の氷を流動させる流動手段をさらに備えるものであってもよい。このような魚の急冷加工装置であれば、魚の外表面においてシャーベットアイスを流動させることにより、魚を砕氷による氷水に浸漬する場合と比較して熱伝達率が向上し、魚は急速に冷却される。
【００１１】
なお、流動手段は、コンテナ内の壁面に設置され、シャーベット状の氷を魚に対して噴出させるための１以上の孔が設けられた配管と、配管にシャーベット状の氷を送り込むポンプと、を備えるものであってもよい。このような流動手段であれば、配管に設けられた孔からシャーベットアイスを噴出させ、コンテナ内でシャーベットアイスの循環流を形成することが可能である。配管は、コンテナ内をシャーベットアイスが流動する位置に配置されればよく、コンテナ内の魚に対し、前面、後面、側面のいずれの壁面に配置されてもよい。ポンプは、コンテナ内に設置して、コンテナ内のシャーベットアイスを循環させてもよく、コンテナ外に設置して、外部からシャーベットアイスが供給されるようにしてもよい。ポンプをコンテナ外に設置した場合、シャーベットアイスの供給元とコンテナとの間に循環経路を設け、ポンプによってコンテナ内の配管にシャーベットアイスが送り込まれるようにしてもよい。
【００１２】
また、注入手段は、内臓が除去された部分に挿入され、注入されたシャーベット状の氷を内臓が除去された部分に流出させる１以上の孔が設けられたチューブを備えるものであってもよい。このような注入手段であれば、内臓が除去された部分の開口付近に限らず、チューブの孔が設けられた位置からもシャーベットアイスが注入される。したがって、魚の内臓が除去された部分は、チューブに設けられた孔からのシャーベットアイスの噴流によっても冷却され、より均一に魚を冷却することが可能となる。
【００１３】
また、注入手段は、チューブに接続され、内臓が除去された部分にシャーベット状の氷を注入するポンプをさらに備えるものであってもよい。このような注入手段であれば、チューブの孔から噴出するシャーベットアイスの流速が速くなり、魚の内表面における熱伝達率が向上することで、魚をより急速に冷却することができる。
【００１４】
なお、本発明は、方法の側面から捉えることもできる。例えば、本発明は、魚の急冷加工方法であって、シャーベット状の氷が充填され魚を保持するコンテナ内で魚の内臓が除去された部分にシャーベット状の氷を注入する注入工程を有するものであってもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、魚を急速冷却し鮮度を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、魚の急冷加工装置の構成を例示する図である。
【図２】図２は、魚を保持するコンテナを例示する図である。
【図３】図３は、マグロの断面を一次元円筒座標系によりモデル化した例を示す図である。
【図４】図４は、参考例における１時間毎のマグロ内部の温度分布を例示するグラフである。
【図５】図５は、実施形態における１時間毎のマグロ内部の温度分布を例示するグラフである。
【図６】図６は、参考例におけるマグロの芯温の経時変化を例示するグラフである。
【図７】図７は、実施形態におけるマグロの芯温の経時変化を例示するグラフである。
【図８】図８は、マグロの内側における冷海水の流動による冷却効果を示すグラフである。
【図９】図９は、腹内流量に応じたマグロの芯温の経時変化を例示するグラフである。
【図１０】図１０は、図９においてマグロ内表面の熱伝達率が１０分の１まで低下した場合のマグロの芯温の経時変化を例示するグラフである。
【図１１】図１１は、変形例１における、魚の急冷加工装置の構成を例示する図である。
【図１２】図１２は、変形例２における、魚の急冷加工装置の構成を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本願発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、本願発明の一態様を例示したものであり、本願発明の技術的範囲を以下の態様に限定するものではない。
【００１８】
＜構成＞
図１は、魚の急冷加工装置の構成を例示する図である。急冷加工装置１は、魚を急速に冷却する装置であり、コンテナ２、ポンプ３Ａ、ポンプ３Ｂ、チューブ４、及び配管５を備える。実施形態において、冷却する魚はマグロであるものとして説明するが、急冷加工装置１は、マグロに限られず、ブリ、ヒラマサ、カツオ、サーモン等の体格の大きな魚の冷却にも利用することができる。
【００１９】
コンテナ２は、冷却するマグロを保持する容器である。コンテナ２は、図示しない蓋によって密閉され、外気によるコンテナ２内の温度上昇は抑制される。コンテナ２には、１本に限られず複数のマグロが投入されてもよい。
【００２０】
ポンプ３Ａは、内臓が除去されたマグロの体内に、シャーベットアイスを送り込むためのポンプである。ポンプ３Ａには１以上の孔が設けられたチューブ４が接続され、チューブ４は、マグロの口から体内に挿入される。ポンプ３Ａは、例えば、マグロに脱着する作業を簡便化するため、小型の軸流ポンプとしてもよい。ポンプ３Ａによってチューブ４に送り込まれるシャーベットアイスは、チューブ４の孔を介して噴流を形成し、マグロの体内に送り込まれる。マグロのえら、肛門は固く閉じられており、体内に送り込まれたシャーベットアイスは、内臓が除去されたマグロの内表面に沿って流動し、口から体外に放出される。即ち、マグロの体内のシャーベットアイスは、ポンプ３Ａによって入れ替えられ、マグロの内表面を効率よく冷却することができる。
【００２１】
チューブ４は、マグロの内臓が除去された空洞の大きさに合わせて、例えば、直径２０ｍｍ程度とすることができる。塩水による劣化を防ぐため、チューブ４は、樹脂又はゴム製としてもよく、マグロの体内に挿入する際に前記空洞の形状に合わせて湾曲できるように、柔らかい材質であることが好ましい。チューブ４は、シャーベットアイスがマグロの体内に均一に供給されるように、先端が閉じたチューブ状とし、複数の孔を設けてもよい。孔の大きさ及び孔を設ける間隔は、マグロの内表面の熱伝達率を変動させるシャーベットアイスの流量及び流速に基づいて決定される。例えば、マグロの体内におけるシャーベットアイスの流量を均一化するために、チューブ４の先端（マグロ体内の奥）で、孔の大きさをより大きくし、又は、孔を設ける間隔を狭くするようにしてもよい。
【００２２】
ポンプ３Ｂは、シャーベットアイスを配管５に送り込み、コンテナ２内で噴流及び循環流を形成するためのポンプである。配管５は、コンテナ２の容量に影響を与えない大きさとし、例えば、直径２０〜２５ｍｍ程度のパイプである。また、配管５には、魚に面する側面に複数の孔が設けられ、ポンプ３Ｂによって配管５に送り込まれるシャーベットアイスは、配管５の孔を介して噴流を形成し、コンテナ２内に放出される。塩水による劣化を防ぐため、配管５は、硬質塩化ビニール等の樹脂製としてもよい。
【００２３】
図２は、魚を保持するコンテナを例示する図である。コンテナ２は、蓋２Ａ及び容器２Ｂを備える。蓋２Ａ及び容器２Ｂの外壁は、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂であり、断熱材として硬質ウレタンフォームが使用される。蓋２Ａと容器２Ｂとは、例えばパチン錠によって留められることでコンテナ２は密閉される。コンテナ２のサイズは、大型の魚を保持するため、外寸１７００×１２４０×７７５ｍｍ（内寸１５２０×１０４０×５４５ｍｍ）程度の大きさとすることが好ましい。
【００２４】
＜冷却効果の評価＞
図３から図１０は、急冷加工装置１による冷却効果の評価結果を説明するための図である。急冷加工装置１による冷却効果を定量的に評価するために、胴径４００ｍｍ（半径Ｒｏｕｔ＝２００ｍｍ）のマグロを対象に、一次元円筒座標系のモデル化をして非定常伝熱計算を行った。
【００２５】
図３は、マグロの断面を一次元円筒座標系によりモデル化した例を示す図である。図３（Ａ）は、マグロの断面を模式化した図である。マグロ断面の右側には、ワカレ身、骨ぎし、赤身、中とろ、大とろ等の部位を区別する境界が示されている。マグロ断面の中心部よりやや上にはマグロの脊椎Ｐ１が通っており、脊椎近傍の温度が芯温として計測される。芯温は、血合いＰ２（動脈）から挿入された温度計により計測することができる。マグロの体内の空洞Ｐ３は、内蔵が除去され、トリミング及び洗浄された部分である。
【００２６】
図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示すマグロの断面を一次元円筒座標系によりモデル化した例を示す。マグロの外表面は円ＰＭ１で示され、マグロの胴径を４００ｍｍと想定すると、半径Ｒoutは２００ｍｍである。マグロの体内の空洞Ｐ３は、円ＰＭ２で示され、直径
は１４０ｍｍ、半径Ｒinは７０ｍｍとする。以下、マグロ断面のモデルにおける半径は、単にＲと記載する。
【００２７】
図３（Ｂ）に示すマグロ断面のモデルにおいて、半径Ｒについて、７０ｍｍ≦Ｒ≦２００ｍｍの領域には、以下の表１に示すマグロの熱物性値を用いる。また、Ｒ＜７０ｍｍの領域（内臓が除去されトリミング及び洗浄されたマグロ内部）には表１に示す水の熱物性値を用いて評価する。
【００２８】
【表１】
2018028397.tif 000003
【００２９】
非定常伝熱計算に用いた基礎式は、以下の式（１）で示される。境界条件としては、半
径Ｒ＝０ｍｍで軸対象であること、及び熱伝達の境界が半径Ｒ＝２００ｍｍ（マグロ内部のシャーベットアイスの部分についてはＲ＝７０ｍｍ）であることを指定した。
【００３０】
【数１】
2018028397.tif 000004
Ｃp：比熱，ρ：比重，Ｔ：温度，λ：熱伝導度，ｔ：時間，ｒ：半径
【００３１】
また、差分式としては、以下の式（２）が用いられた。なお、添え字について、“Ｗ”はマグロの内表面（西側）、“Ｅ”はマグロの外表面（東側）、“Ｐ”はマグロの中心（対象軸）における値であることを示し、“０”は所定の時間間隔Δｔで計算された場合の前回の計算における計算値であることを示す。
【００３２】
【数２】
2018028397.tif 000005
Ｃp：比熱，ρ：比重，Ｔ：温度，λ：熱伝導度，ｔ：時間，ｒ：半径，Δt：時間差分，Δｒ：半径方向の差分，h：熱伝達率
【００３３】
図４は、参考例における１時間毎のマグロ内部の温度分布を例示するグラフである。図４の参考例では、マグロは、砕氷を充填したコンテナ２に投入されるものとする。また、Ｒ＜７０ｍｍの領域での熱移動は熱伝導のみを対象とし、冷海水の自然対流は考慮しないものとする。図４のグラフにおいて、横軸はマグロ中心から半径Ｒ方向の座標であり、縦軸はマグロ及び冷海水の温度である。冷海水とマグロ外表面との熱伝達率は２０Ｗ／ｍ2
Ｋであると想定される。冷却開始からの経過時間が０．０時間である場合の初期条件として、Ｒ＜７０ｍｍの領域の冷海水の温度は３．０℃一様、７０ｍｍ≦Ｒ≦２００ｍｍの領域のマグロの温度は２８℃一様、マグロの外側の冷海水の温度は３．０℃とする。
【００３４】
時間の経過とともにＲ＜７０ｍｍの領域の冷海水の温度は上昇する。冷却開始から約４．０時間後までは、半径Ｒが１２０ｍｍ前後より小さい範囲の領域で、半径Ｒに応じて高温化する温度分布が形成された。また、７０ｍｍ≦Ｒ≦２００ｍｍのマグロ部分の領域では凸型の温度分布が形成された。冷却開始から約５．０時間後には、Ｒ＜７０ｍｍの領域の冷海水は約１７℃に均一化され、７０ｍｍ≦Ｒ≦２００ｍｍの範囲では半径Ｒに応じて低温化する温度分布となった。冷却開始から約５．０時間後以降は時間の経過とともに、全体的に低温化した。
【００３５】
図５は、実施形態における１時間毎のマグロ内部の温度分布を例示するグラフである。図５の例では、マグロは、本実施形態における急冷加工装置１を使用して冷却されるものとする。図５のグラフにおいて、横軸はマグロ中心から半径Ｒ方向の座標であり、縦軸はマグロとシャーベットアイスの温度である。シャーベットアイスとマグロ外表面（Ｒ＝２００ｍｍ）との熱伝達率は、シャーベットアイスの噴流速度に応じて変動するが、図５では２００Ｗ／ｍ2Ｋと想定される。シャーベットアイスとマグロ内表面（Ｒ＝７０ｍｍ）
との熱伝達率についても、２００Ｗ／ｍ2Ｋと想定した。冷却開始からの経過時間が０．
０時間である場合の初期条件として、Ｒ＜７０ｍｍの領域のシャーベットアイスの温度は
−１．５℃一様、７０ｍｍ≦Ｒ≦２００ｍｍの領域のマグロの温度は２８℃一様、マグロの外側のシャーベットアイスの温度は−１．５℃とする。時間の経過とともに、７０ｍｍ≦Ｒ≦２００ｍｍのマグロ部分の領域では凸型の温度分布が形成され、時間の経過に伴って、７０ｍｍ≦Ｒ≦２００ｍｍの範囲で徐々に低温化していった。図４及び図５に示されるグラフから、急冷加工装置１によれば、砕氷を含む冷海水による冷却と比較して、マグロの内表面まで均一に冷却できることが確認された。
【００３６】
図６は、参考例におけるマグロの芯温の経時変化を例示するグラフである。図６の参考例では、図４の参考例と同様に、マグロは、砕氷を充填したコンテナ２に投入されるものとする。また、Ｒ＜７０ｍｍの領域での熱移動は熱伝導のみを対象とし、冷海水の自然対流は考慮しないものとする。図６のグラフにおいて、横軸は冷却開始からの経過時間であり、縦軸はマグロの芯温である。冷海水とマグロ外表面との熱伝達率は２０Ｗ／ｍ2Ｋと
想定される。７０ｍｍ≦Ｒ≦２００ｍｍの領域のマグロの温度は２８℃一様と想定される。図６には、Ｒ＜７０ｍｍの領域及びマグロの外側の冷海水の温度が、−３．０℃、−１．５℃、３．０℃、５．０℃の場合についての芯温の経時変化が示される。冷却開始から約５時間後までは、Ｒ＜７０ｍｍの領域の冷海水はマグロの内表面よりも低温であり、外側からも内側からも冷却されるため、マグロは急速に冷却される。しかし、約５時間後以降では冷却速度が低下し、冷却開始から約１０時間後のマグロの芯温は、冷却開始時の冷海水の温度に応じて１１℃〜１５℃程度となった。
【００３７】
図７は、実施形態におけるマグロの芯温の経時変化を例示するグラフである。図７の例では、図５の例と同様に、マグロは、本実施形態における急冷加工装置１を使用して冷却されるものとする。図７のグラフにおいて、横軸は冷却開始からの経過時間であり、縦軸はマグロの芯温である。７０ｍｍ≦Ｒ≦２００ｍｍの領域のマグロの温度は２８℃一様、Ｒ＜７０ｍｍの領域及びマグロの外側の冷海水の温度は−１．５℃と想定される。図７には、シャーベットアイスとマグロ外表面（Ｒ＝２００ｍｍ）との熱伝達率が、２０Ｗ／ｍ2Ｋ、２００Ｗ／ｍ2Ｋ、２０００Ｗ／ｍ2Ｋの場合について、マグロの芯温の経時変化が
示される。なお、シャーベットアイスとマグロ内表面（Ｒ＝７０ｍｍ）との熱伝達率は、シャーベットアイスとマグロ外表面との熱伝達率と同じ値が指定される。マグロの芯温は、時間経過とともに低温化した。シャーベットアイスとマグロ外表面又は内表面との熱伝達率が大きい（噴流速度が大きい）ほど、マグロは急速に冷却され、冷却開始から約１０時間後のマグロの芯温は３．０℃〜−１．１℃程度になった。図６及び図７に示されるグラフから、急冷加工装置１によれば、砕氷を含む冷海水による冷却と比較して、冷却開始から約１０時間後のマグロの芯温は約８〜１６℃の低温化が可能であることが確認された。また、急冷加工装置１による冷却効果を、シャーベットアイス及び冷海水の温度が−１．５℃、熱伝達率が２０Ｗ／ｍ2Ｋという同一条件で図６の参考例と比較した場合、約１
０時間後のマグロの芯温は約８．４℃の低温化していることが確認される。
【００３８】
図８は、マグロの内側における冷海水の流動による冷却効果を示すグラフである。図８の例では、マグロは、砕氷を充填したコンテナ２に投入されるものとする。図８には、マグロの内側の冷海水が流動していない場合（内側止水）及びマグロの内側の冷海水が流動している場合（内側流水）において、熱伝達率が２０Ｗ／ｍ2Ｋ、２００Ｗ／ｍ2Ｋ、２０００Ｗ／ｍ2Ｋの場合についての芯温の経時変化が示される。冷海水の温度は３．０℃と
想定される。マグロの内側の冷海水を流水にすることで、冷却開始から約１０時間後のマグロの芯温は、各熱伝達率においてそれぞれ７℃程度低温化することができた。
【００３９】
図９および図１０は、マグロを効率よく冷却することができる内表面熱伝達率を見積もるためのシミュレーション結果を示す。内表面熱伝達率は、マグロの内表面に沿って流動するシャーベットアイスの流速に応じて変動する。このため、所望の内表面熱伝達率が求まれば、チューブ４に設けられた孔からシャーベットアイスを噴出する際の流速を見積も
ることが可能となる。
【００４０】
図９は、腹内流量に応じたマグロの芯温の経時変化を例示するグラフである。図９のグラフにおいて、横軸は冷却開始からの経過時間であり、縦軸はマグロの芯温である。初期条件として、７０ｍｍ≦Ｒ≦２００ｍｍの領域のマグロの温度は２８℃一様と想定される。また、熱伝達率等の他の条件として、以下のＲ１からＲ７に示す条件を指定して、式（１）及び式（２）による計算を行った。
Ｒ１：砕氷、氷水温度＝２℃、外表面熱伝達率＝２０Ｗ／ｍ2Ｋ
Ｒ２：シャーベットアイス（止水）、氷水温度＝−１℃、
外表面熱伝達率＝２００Ｗ／ｍ2Ｋ
Ｒ３：シャーベットアイス（流水）、氷水温度＝−１℃、
外表面熱伝達率＝２００Ｗ／ｍ2Ｋ、内表面熱伝達率＝２００Ｗ／ｍ2Ｋ
Ｒ４：シャーベットアイス（流水）、氷水温度＝−１℃
外表面熱伝達率＝２０Ｗ／ｍ2Ｋ、内表面熱伝達率＝２０Ｗ／ｍ2Ｋ
Ｒ５：シャーベットアイス（流水）、氷水温度＝−１℃、腹内流量１Ｌ／ｍｉｎ
外表面熱伝達率＝２００Ｗ／ｍ2Ｋ、内表面熱伝達率＝２００Ｗ／ｍ2Ｋ
Ｒ６：シャーベットアイス（流水）、氷水温度＝−１℃、腹内流量５Ｌ／ｍｉｎ
外表面熱伝達率＝２００Ｗ／ｍ2Ｋ、内表面熱伝達率＝２００Ｗ／ｍ2Ｋ
Ｒ７：シャーベットアイス（流水）、氷水温度＝−１℃、腹内流量１０Ｌ／ｍｉｎ
外表面熱伝達率＝２００Ｗ／ｍ2Ｋ、内表面熱伝達率＝２００Ｗ／ｍ2Ｋ
【００４１】
条件Ｒ１から条件Ｒ３は、氷水として砕氷を使用するかシャーベットアイスを使用するか、また、シャーベットアイスをマグロの体内で流動させるか否かの条件が異なる。条件Ｒ３に対応するグラフは、シャーベットアイスをマグロの腹内で−１℃均一で流動させた場合の冷却の様子を示しており、条件Ｒ３と同程度の冷却効果が得るための腹内流量について検討する。なお、条件Ｒ４は、条件Ｒ３と比較してシャーベットアイスの流速が遅く、内表面熱伝達率が１０分の１である場合の冷却の様子を示す。条件Ｒ５から条件Ｒ７では、内表面熱伝達率を条件Ｒ３と同じく２００Ｗ／ｍ2Ｋとし、マグロの腹内流量の条件
を変えた場合の冷却の様子を示す。
【００４２】
条件Ｒ５から条件Ｒ７に対応するグラフから、腹内流量が少ない場合、腹内の温度が上昇して冷却効果が低下することがわかる。また、条件Ｒ３と同程度の冷却効果を得るためには、腹内流量は５Ｌ／ｍｉｎ（条件Ｒ６）以上であることが望ましい。
【００４３】
図１０は、図９においてマグロ内表面の熱伝達率が１０分の１まで低下した場合のマグロの芯温の経時変化を例示するグラフである。図１０のグラフにおいて、横軸は冷却開始からの経過時間であり、縦軸はマグロの芯温である。初期条件として、７０ｍｍ≦Ｒ≦２００ｍｍの領域のマグロの温度は２８℃一様と想定される。条件Ｒ１から条件Ｒ４のグラフは、図９と同一である。図１０では、図９の条件Ｒ５から条件Ｒ７において、内表面伝達率を１０分の１とした以下の条件Ｒ５１から条件Ｒ７１による計算結果に基づくグラフが示される。
Ｒ５１：シャーベットアイス（流水）、氷水温度＝−１℃、腹内流量１Ｌ／ｍｉｎ
外表面熱伝達率＝２００Ｗ／ｍ2Ｋ、内表面熱伝達率＝２０Ｗ／ｍ2Ｋ
Ｒ６１：シャーベットアイス（流水）、氷水温度＝−１℃、腹内流量５Ｌ／ｍｉｎ
外表面熱伝達率＝２００Ｗ／ｍ2Ｋ、内表面熱伝達率＝２０Ｗ／ｍ2Ｋ
Ｒ７１：シャーベットアイス（流水）、氷水温度＝−１℃、腹内流量１０Ｌ／ｍｉｎ
外表面熱伝達率＝２００Ｗ／ｍ2Ｋ、内表面熱伝達率＝２０Ｗ／ｍ2Ｋ
【００４４】
腹内流量が５Ｌ／ｍｉｎ以上となる条件Ｒ６１及び条件Ｒ７１で計算した場合、マグロの芯温は、冷却開始から６００分後、条件Ｒ３のグラフと比較して約１℃強高いことがわ
かる。また、冷却開始から９００分後には、マグロの芯温は、図９の場合と同程度まで低温化する。
【００４５】
条件Ｒ３の場合と同等の冷却効果を得るためには、図９の条件Ｒ６及び条件Ｒ７のグラフから分かるように、内表面熱伝達率は、２００Ｗ／ｍ2Ｋ以上とすることが望ましい。
ここで、平板に沿う流れの熱伝達率をｈ、マグロの全長Ｌ＝１ｍ、水の熱伝導度λ＝０．５５ｗ／ｍＫとすると、流体とそれに接する物体との間の対流による伝熱の大きさを表わすヌッセルト数Ｎｕは、Ｎｕ＝ｈ・Ｌ／λによって表される。また、水の温度拡散率α＝１．３１×１０−７［ｍ2／ｓ］、水の動粘性係数ν＝１．７９×１０−６［ｍ2／ｓ］とすると、水のプラントル数Ｐｒ＝ν／αと表される。さらに、粘性をもつ流体のふるまいを特徴づけるレイノルズ数ＲｅLは、シャーベットアイスの流速をｕ＝０．１３ｍ／ｓと
した場合、ＲｅL＝ｕ・Ｌ／ν=７２６２６［−］となる。この場合、ヌッセルト数Ｎｕ＝ｈ・Ｌ／λ＝０．６４４・Ｐｒ1/3・ＲｅL1/2＝４１５［−］から、熱伝達率はｈ＝４１
５・λ／Ｌ＝２２８［Ｗ／ｍ2Ｋ］となる。したがって、２００Ｗ／ｍ2Ｋ以上の内表面熱伝達率を得るためには、シャーベットアイスの流速は０．１３ｍ／ｓ以上とすることが望ましい。
【００４６】
＜実施形態の作用効果＞
本実施形態の急冷加工装置１は、マグロの外表面においてシャーベットアイスを流動させることで熱伝達率を向上させ、マグロを急速に冷却することができる。また、マグロの内臓が除去された部分にも、シャーベットアイスを注入することで、マグロは外表面と内表面の双方から冷却され、伝熱面積が拡大するとともに、マグロの芯温を示す部分から伝熱面までの距離は減少する。したがって、芯温の低温化の効果は増大し、マグロは急速に冷却される。また、シャーベットアイスは、砕氷よりも良好な流動性及び低温保持能力を有し、マグロの内外表面との接触面が大きいことから、マグロをより急速に冷却することができる。
【００４７】
また、急冷加工装置１は、ポンプ３Ｂによってシャーベットアイスを配管５に送り込み、配管５に設けられた孔からシャーベットアイスを噴出させることで、コンテナ２内でシャーベットアイスの循環流を形成することができる。
【００４８】
マグロの内臓が除去された部分に、シャーベットアイスを流出させるための孔を設けたチューブ４を挿入し、チューブ４の孔を介してマグロの体内にシャーベットアイスを注入することで、マグロの内表面はより均一に冷却される。また、ポンプ３Ａによってチューブ４にシャーベットアイスを送り込むことで、チューブ４の孔から噴出するシャーベットアイスの流速は速くなり、マグロの内表面における熱伝達率は向上する。したがって、内表面からも効率よく冷却され、マグロをより急速に冷却することが可能となる。
【００４９】
＜変形例＞
上記実施形態では、シャーベットアイスをマグロの体内に流入するためのポンプ３Ａ及びチューブ４をマグロに脱着する作業を簡便化するため、小型の軸流ポンプを採用した。シャーベットアイスをマグロの体内に流入する手段は、上記実施形態の例に限られない。図１１及び図１２は、それぞれ魚の急冷加工装置１の変形例１及び変形例２を示す。
【００５０】
図１１は、変形例１における、魚の急冷加工装置の構成を例示する図である。変形例１における魚の急冷加工装置１Ａは、ポンプ３Ａに代えて、ポンプ３Ｃ及びチューブ用配管４Ａを備える。ポンプ３Ｃは、チューブ用配管４Ａを介して、マグロの体内に挿入されたチューブ４にシャーベットアイスを送り込むためのポンプである。チューブ用配管４Ａは、ポンプ３Ｃとチューブ４とを接続する。なお、チューブ用配管４Ａは、配管５に接続され、ポンプ３Ｂによってチューブ４にシャーベットアイスを送り込むようにしてもよい。
【００５１】
図１２は、変形例２における、魚の急冷加工装置の構成を例示する図である。変形例２における魚の急冷加工装置１Ｂは、ポンプ３Ａに代えて、チューブ４に接続されるラッパ状の挿入口４Ｂを備える。挿入口４Ｂは、例えば、チューブ４との接続部分からコンテナ２内に向けてラッパ状に広がる形状を有する。配管５から噴出されるシャーベットアイスは、噴流の動圧によって、挿入口４Ｂの開口部からチューブ４に流入する。挿入口４Ｂは、マグロの口から外れないようにするための固定部材を備えるようにしてもよい。
【００５２】
上記変形例においても、シャーベットアイスがマグロの体内を流動し、マグロを外表面及び内表面の双方から冷却することで冷却効果が向上し、マグロの急速冷却が可能となる。なお、上記実施形態及び変形例では、シャーベットアイスをマグロの体内で流動させる例が示されるが、砕氷をマグロの体内で流動させることによっても、マグロを急速冷却し鮮度を維持することが可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１・・急冷加工装置：２・・コンテナ：３Ａ，３Ｂ，３Ｃ・・ポンプ：４・・チューブ：５・・配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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