(57)【要約】【課題】溶質濃度を略均一とする凍結点の異なる複数種類のフレークアイスを容易に製造する手法を提供すること。【解決手段】フレークアイス製造装置１であって、ドラム１１は、内筒２２と、内筒２２を囲繞する外筒２１と、内筒２２と外筒２１との間に形成されるクリアランス２３とを含み、冷媒供給部３１は、クリアランス２３に対して冷媒を供給する。噴射部１３は、内筒２２の内周面に向けてブラインを噴射する。掻取部１４は、噴射部１３から噴射されたブラインが、クリアランス２３に供給された前記冷媒により冷却された内筒２２の内周面に付着し、その結果として生成されたフレークアイスを掻き取る。駆動軸１６は、掻取部１４を内筒２２の内周面に沿って内筒２２の軸方向に駆動させる。【選択図】図１
2018096599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内筒と、当該内筒を囲繞する外筒と、当該内筒と当該外筒との間に形成されるクリアランスとを含むドラムと、
前記クリアランスに対して冷媒を供給する冷媒供給部と、
前記内筒の内周面に向けてブラインを噴射する噴射部と、
前記噴射部から噴射された前記ブラインが、前記クリアランスに供給された前記冷媒により冷却された前記内筒の内周面に付着し、その結果として生成されたフレークアイスを掻き取る掻取部と、
前記掻取部を前記内筒の内周面に沿って前記内筒の軸方向に駆動させる駆動部と、
を備えるフレークアイス製造装置。
【請求項２】
前記噴射部が、前記ブラインを噴射する際の圧力を可変制御する噴射制御部をさらに備える、
請求項１に記載のフレークアイス製造装置。
【請求項３】
前記内筒の内周面に接する前記掻取部の外周部は交換可能なブレードである、
請求項１又は２に記載のフレークアイス製造装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のフレークアイス製造装置を用いたフレークアイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレークアイス製造装置及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、生鮮海産物の鮮度や品質を保持するために、生鮮海産物を氷で冷却する方法がとられている。例えば、漁船が漁に出る際には、大量の氷を漁船に積み込み、水氷（氷と海水の混合物）を満たした容器に、捕獲した魚を入れて輸送している。
しかしながら、真水から作った氷の場合、氷が溶けると、鮮度保持に使用している海水の溶質濃度が低下する。その結果、浸透圧により、水氷に浸している魚の体内に水が浸入して、魚の鮮度や味覚が落ちてしまうという問題がある。
そこで、特許文献１では、生鮮食品の鮮度保持に用いるために、略０．５〜２．５％の溶質濃度を有する塩含有水の凍結により得られた塩含有氷をスラリー状に形成してなる塩含有水の製氷方法において、ろ過殺菌をした海水等の原水を塩分調整して約１．０〜１．５％前後の溶質濃度の塩含有水となし、該塩含有水に急速冷却を行なうことにより前記溶質濃度に対応する−５〜−１℃の氷点温度を持つスラリー状塩含有氷を生成する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１１５９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１を含め従来の技術では、生鮮海産物中の水分は凍結すると結晶化するが、生鮮海産物中の氷の結晶が大きくなるため、生鮮海産物の細胞組織が破壊され、鮮度、味覚を維持できないという問題がある。また、特許文献１に記載されている従来方法の場合、スラリー状塩含有氷の氷点温度や浸漬液の水温がさほど低くないため、短期間しか生鮮海産物の鮮度を保持できず、被保冷物毎に要求される保冷温度に対応することができない。
また、塩水を凍らせた氷は、凍結点の高い真水の部分から凍結し始め、最終的に凍結する部分には、少量の塩水が凍結した部分や、氷の周りに析出した塩が付着している状況となり、氷の溶質濃度は不均一となってしまう。そして、融解時には、最終的に凍結した部分が先に融解し、高濃度の塩水が出てくるため、融解水は、融解の過程で溶質濃度が大幅に変化したり、温度が０℃に向けて上昇するといった技術的な課題があった。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、溶質濃度を略均一とするフレークアイスを容易に製造することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一態様のフレークアイス製造装置は、
内筒と、当該内筒を囲繞する外筒と、当該内筒と当該外筒との間に形成されるクリアランスとを含むドラムと、
前記クリアランスに対して冷媒を供給する冷媒供給部と、
前記内筒の内周面に向けてブラインを噴射する噴射部と、
前記噴射部から噴射された前記ブラインが、前記クリアランスに供給された前記冷媒により冷却された前記内筒の内周面に付着し、その結果として生成されたフレークアイスを掻き取る掻取部と、
前記掻取部を前記内筒の内周面に沿って前記内筒の軸方向に駆動させる駆動部と、
を備える。
【０００７】
また、前記噴射部が、前記ブラインを噴射する際の圧力を可変制御する噴射制御部をさらに備えることができる。
【０００８】
また、前記内筒の内周面に接する前記掻取部の外周部は交換可能なブレードとすることができる。
【０００９】
本発明の一態様のフレークアイス製造方法は、上述の本発明の一態様のフレークアイス製造装置に対応する製造方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、溶質濃度を略均一とするフレークアイスを容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るフレークアイス製造装置の概要を示す部分断面斜視図を含むイメージ図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係るフレークアイス製造装置の概要を示す部分断面斜視図を含むイメージ図である。
【図３】図１のフレークアイス製造装置を含むフレークアイス製造システムの概要を示すイメージ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜氷＞
本発明の氷は、以下の（ａ）及び（ｂ）の条件を満たす、溶質を含有する水溶液（ブラインともいう。）の氷（フレークアイスともいう。）である。
（ａ）融解完了時の温度が０℃未満である
（ｂ）融解過程で前記氷から発生する水溶液の溶質濃度の変化率が３０％以内である
ここで、「ブライン」とは、凍結点の低い液体の熱媒体を意味する。具体的には、例えば塩化ナトリウム水溶液（塩水）や塩化カルシウム水溶液、塩化マグネシウム水溶液、エチレングリコール等がブラインに含まれる。
また、「フレークアイス」とは、ブラインを濃度が均一になるように凍結させたフレーク（薄片）状の氷を意味する。フレークアイスは比表面積が大きいため、被保冷物を素早く冷却することができる。即ち、ブラインを凍結させたフレークアイスは、融解する際に大量の潜熱を周囲から奪うことができる。また、その間、温度が上昇することもない。従って、長時間に亘って被保冷物を保冷することができる。
また、氷スラリーは、ブラインを凍結させたフレークアイスと、当該ブラインとの混合物を含み、シャーベット状の氷が含まれる。また、氷スラリーは、硬いブロック状の氷に比べて、空隙５０への充填が容易であり、また、冷却むらが生じ難い等の特徴を有する。
【００１３】
水に溶質を融解した場合、その水溶液の凝固点が低下するという凝固点降下が生じることが知られている。凝固点降下の作用により、食塩等の溶質が融解した水溶液は、その凝固点が低下している。つまり、そのような水溶液からなる氷は、真水からなる氷より低い温度で凝固した氷である。
ここで、氷が水に変化するときに必要な熱を「潜熱」というが、この潜熱は温度変化を伴わない。このような潜熱の効果により、上記のような凝固点が低下した氷は、融解時に真水の凝固点以下の温度で安定な状態が続くため、冷熱エネルギーを蓄えた状態が持続することになる。
よって、本来であれば、被冷却物の冷却能が真水からなる氷より高くなるはずである。しかし、従来の技術によって製造された氷は、冷却の際に自身の温度が経時的に早く上がる等、被冷却物を冷却する能力が十分なものではないことを本発明者らは発見した。その理由について本発明者らは検討したところ、従来の技術では食塩等の溶質を含有する水溶液から氷を製造したとしても、実際は、水溶液が凍る前に溶質を含まない氷が先に製造されてしまい、結果として製造されるのは溶質を含まない氷と溶質との混合物となってしまうか、あるいは、凝固点の低下した氷はほんの僅かしか生成されないため、冷却能の高い氷が製造されていなかったことがわかった。
【００１４】
しかしながら、本発明者らは、所定の方法により（詳細は後述する）、凝固点が低下した水溶液の氷を製造することに成功した。このような本発明の氷は、上述の（ａ）及び（ｂ）の条件を満たすものである。以下、上述の（ａ）及び（ｂ）の条件について説明する。
【００１５】
（融解完了時の温度）
上記（ａ）に関して、本発明の氷は、溶質を含む水溶液であるため、真水（溶質を含まない水）の凝固点より凝固点の温度が低下している。そのため、融解完了時の温度が０℃未満であるという特徴を有する。「融解完了時の温度」とは、本発明の氷を融点以上の環境下（例えば、室温、大気圧下）に置くことで氷の融解を開始させ、全ての氷が融解して水になった時点におけるその水の温度のことを指す。
【００１６】
融解完了時の温度は０℃未満であれば特に限定されず、溶質の種類、濃度を調整することで適宜変更することができる。融解完了時の温度は、より冷却能が高いという点で、温度が低い方が好ましく、具体的には、−１℃以下（−２℃以下、−３℃以下、−４℃以下、−５℃以下、−６℃以下、−７℃以下、−８℃以下、−９℃以下、−１０℃以下、−１１℃以下、−１２℃以下、−１３℃以下、−１４℃以下、−１５℃以下、−１６℃以下、−１７℃以下、−１８℃以下、−１９℃以下、−２０℃以下等）であることが好ましい。他方、凝固点を、被冷却物の凍結点に近づけた方が好ましい場合もあり（例えば、生鮮動植物の損傷を防ぐため等）、このような場合は、融解完了時の温度が高すぎない方が好ましく、例えば、−２１℃以上（−２０℃以上、−１９℃以上、−１８℃以上、−１７℃以上、−１６℃以上、−１５℃以上、−１４℃以上、−１３℃以上、−１２℃以上、−１１℃以上、−１０℃以上、−９℃以上、−８℃以上、−７℃以上、−６℃以上、−５℃以上、−４℃以上、−３℃以上、−２℃以上、−１℃以上、−０．５℃以上等）であることが好ましい。
【００１７】
（溶質濃度の変化率）
上記（ｂ）に関して、本発明の氷は、融解過程で氷から発生する水溶液の溶質濃度の変化率（以下、本明細書において「溶質濃度の変化率」と略称する場合がある。）が３０％以内であるという特徴を有する。特許文献１に記載されたような方法においても、わずかに凝固点の低下した氷が生じる場合もあるが、そのほとんどは溶質を含まない水の氷と溶質の結晶との混合物であるため、冷却能が十分なものでない。このように溶質を含まない水の氷と溶質の結晶との混合物が多く含まれる場合、氷を融解条件下においた場合、融解に伴う溶質の溶出速度が不安定であり、融解開始時に近い時点である程、溶質が多く溶出し、融解が進むとともに溶質の溶出する量が少なくなり、融解が完了時に近い時点程、溶質の溶出量が少なくなる。これに対し、本発明の氷は、溶質を含む水溶液の氷からなるものであるため、融解過程における溶質の溶出速度の変化が少ないという特徴を有する。具体的には、融解過程で氷から発生する水溶液の溶質濃度の変化率が３０％である。なお、「融解過程で氷から発生する水溶液の溶質濃度の変化率」とは、融解過程の任意の時点での発生する水溶液における溶質濃度に対する、融解完了時における水溶液の濃度の割合を意味する。なお、「溶質濃度」とは、水溶液中の溶質の質量の濃度を意味する。
【００１８】
本発明の氷における溶質濃度の変化率は３０％以内であれば特に限定されないが、その変化率が少ない方が、凝固点の低下した水溶液の氷の純度が高いこと、つまり、冷却能が高いことを意味する。この観点から、溶質濃度の変化率は、２５％以内（２４％以内、２３％以内、２２％以内、２１％以内、２０％以内、１９％以内、１８％以内、１７％以内、１６％以内、１５％以内、１４％以内、１３％以内、１２％以内、１１％以内、１０％以内、９％以内、８％以内、７％以内、６％以内、５％以内、４％以内、３％以内、２％以内、１％以内、０．５％以内等）であることが好ましい。他方、溶質濃度の変化率は、０．１％以上（０．５％以上、１％以上、２％以上、３％以上、４％以上、５％以上、６％以上、７％以上、８％以上、９％以上、１０％以上、１１％以上、１２％以上、１３％以上、１４％以上、１５％以上、１６％以上、１７％以上、１８％以上、１９％以上、２０％以上等）であってもよい。
【００１９】
（溶質）
本発明の氷に含まれる溶質の種類は、水を溶媒としたときの溶質であれば特に限定されず、所望の凝固点、使用する氷の用途等に応じて、適宜選択することができる。溶質としては、固体状の溶質、液状の溶質等が挙げられるが、代表的な固体状の溶質としては、塩類（無機塩、有機塩等）が挙げられる。特に、塩類のうち、食塩（ＮａＣｌ）は、凝固点の温度を過度に下げすぎず、生鮮動植物又はその一部の冷却に適していることから好ましい。また、食塩は海水に含まれるものであるため、調達が容易であるという点でも好ましい。また、液状の溶質としては、エチレングリコール等が挙げられる。なお、溶質は１種単独で含まれてもよく、２種以上含まれてもよい。
【００２０】
本発明の氷に含まれる溶質の濃度は特に限定されず、溶質の種類、所望の凝固点、使用する氷の用途等に応じて、適宜選択することができる。例えば、溶質として食塩を用いた場合は、水溶液の凝固点をより下げて、高い冷却能を得ることができる点で、食塩の濃度は０．５％（ｗ／ｖ）以上（１％（ｗ／ｖ）以上、２％（ｗ／ｖ）以上、３％（ｗ／ｖ）以上、４％（ｗ／ｖ）以上、５％（ｗ／ｖ）以上、６％（ｗ／ｖ）以上、７％（ｗ／ｖ）以上、８％（ｗ／ｖ）以上、９％（ｗ／ｖ）以上、１０％（ｗ／ｖ）以上、１１％（ｗ／ｖ）以上、１２％（ｗ／ｖ）以上、１３％（ｗ／ｖ）以上、１４％（ｗ／ｖ）以上、１５％（ｗ／ｖ）以上、１６％（ｗ／ｖ）以上、１７％（ｗ／ｖ）以上、１８％（ｗ／ｖ）以上、１９％（ｗ／ｖ）以上、２０％（ｗ／ｖ）以上等）であることが好ましい。他方、本発明の氷を生鮮動植物又はその一部の冷却に用いる場合等においては、凝固点の温度を過度に下げすぎない方が好ましく、この観点で、２３％（ｗ／ｖ）以下（２０％（ｗ／ｖ）以下、１９％（ｗ／ｖ）以下、１８％（ｗ／ｖ）以下、１７％（ｗ／ｖ）以下、１６％（ｗ／ｖ）以下、１５％（ｗ／ｖ）以下、１４％（ｗ／ｖ）以下、１３％（ｗ／ｖ）以下、１２％（ｗ／ｖ）以下、１１％（ｗ／ｖ）以下、１０％（ｗ／ｖ）以下、９％（ｗ／ｖ）以下、８％（ｗ／ｖ）以下、７％（ｗ／ｖ）以下、６％（ｗ／ｖ）以下、５％（ｗ／ｖ）以下、４％（ｗ／ｖ）以下、３％（ｗ／ｖ）以下、２％（ｗ／ｖ）以下、１％（ｗ／ｖ）以下等）であることが好ましい。
【００２１】
本発明の氷は冷却能に優れるため、被保冷物を冷却させる冷媒としての使用に適している。被保冷物を冷却させる低温の冷媒としては、氷以外に、エタノール等の不凍液として使用される有機溶媒が挙げられるが、これらの不凍液より氷の方が熱伝導率が高く、比熱が高い。そのため、本発明の氷のような溶質を溶解させて凝固点が低くなった氷は、不凍液のような他の０℃未満の冷媒より、冷却能が優れている点においても有用である。
【００２２】
本発明の氷は、上記の溶質以外の成分を含んでもよく、含まなくてもよい。
【００２３】
（被保冷物を冷却させる冷媒（氷スラリーともいう。））
本発明は、上記の氷を含む、被保冷物を冷却させる冷媒を包含する。上記のとおり、本発明の氷は冷却能に優れるため、被保冷物を冷却させる冷媒に好適である。
なお、被保冷物を冷却させるための冷媒と、内筒２２（図３参照）を冷却させるための冷媒との混同を防ぐため、被保冷物を冷却させるための冷媒を、以下「氷スラリー」と呼ぶ。
【００２４】
本発明の氷スラリーは、上記の氷の他の成分を含んでもよく、例えば、上記の氷以外に水を含むことで、氷と水との混合物により構成してもよい。例えば、氷に含まれる溶質と同一の溶質を含有する水をさらに含む場合、氷における溶質の濃度と、水における溶質の濃度は近い方が好ましい。その理由は、以下のとおりである。
【００２５】
氷の溶質濃度が水の溶質濃度より高い場合、氷の温度が水の飽和凍結点より低いため、溶質濃度が低い水を混合した直後に水分が凍結する。一方、氷の溶質濃度が水の溶質濃度より低い場合、氷の飽和凍結点よりも水の飽和凍結点のほうが低いため氷が融解し、氷と水との混合物からなる氷スラリーの温度が低下する。つまり、氷と水との混合物の状態（氷スラリーの状態）を変動させないようにするためには、上述のとおり、混合する氷と水の溶質濃度を同程度とすることが好ましい。また、氷と水との混合物の状態である場合、水は、上記氷が融解してなるものであってもよく、別途調製したものであってもよいが、上記氷が融解してなるものであることが好ましい。
【００２６】
具体的には、本発明の氷スラリーを氷と水との混合物により構成する場合、氷における溶質の濃度と、水における溶質の濃度との比が、７５：２５〜２０：８０であることがより好ましく、７０：３０〜３０：７０であることがさらに好ましく、６０：４０〜４０：６０であることがより一層好ましく、５５：４５〜４５：５５であることがさらに一層好ましく、５２：４８〜４８：５２であることが特に好ましく、５０：５０であることが最も好ましい。特に、溶質として食塩を用いる場合、氷における溶質の濃度と、水における溶質の濃度との比が上記範囲内にあることが好ましい。
【００２７】
本発明の氷の原料となる水は、特に限定されないが、溶質として食塩を使用する場合、海水、海水に塩を追加した水、又は海水の希釈水、の氷であることが好ましい。海水、海水に塩を追加した水、又は海水の希釈水は、調達が容易であり、これによりコストの削減も可能となる。
【００２８】
本発明の氷スラリーは、さらに、上記の本発明の氷より高い熱伝導率を有する固体を含有してもよく、含有しなくてもよいが、含有することが好ましい。短時間で冷却対象物を冷却しようとした場合、熱伝導率の高い固体を利用することにより達成可能であるが、この場合、その固体自身も短時間で冷熱エネルギーを失い温度が上がりやすいため、長時間の冷却には不適である。他方、熱伝導率の高い固体を利用しない方が長時間の冷却に適しているが、短時間で冷却対象物を冷却するのには不適である。しかしながら、本発明の氷は、上記のように冷却能が高いため、熱伝導率の高い固体による短時間の冷却能力を得つつ、長時間の冷却も可能としている点で有用である。本発明の氷より高い熱伝導率を有する固体としては、例えば、金属（アルミニウム、銀、銅、金、ジュラルミン、アンチモン、カドミウム、亜鉛、すず、ビスマス、タングステン、チタン、鉄、鉛、ニッケル、白金、マグネシウム、モリブデン、ジルコニウム、ベリリウム、インジウム、ニオブ、クロム、コバルト、イリジウム、パラジウム）、合金（鋼（炭素鋼、クロム鋼、ニッケル鋼、クロムニッケル鋼、ケイ素鋼、タングステン鋼、マンガン鋼等）、ニッケルクロム合金、アルミ青銅、砲金、黄銅、マンガニン、洋銀、コンスタンタン、はんだ、アルメル、クロメル、モネルメタル、白金イリジウム等）、ケイ素、炭素、セラミックス（アルミナセラミックス、フォルステライトセラミックス、ステアタイトセラミックス等）、大理石、レンガ（マグネシアレンガ、コルハルトレンガ等）等であって、本発明の氷より高い熱伝導率を有するものが挙げられる。また、本発明の氷より高い熱伝導率を有する固体は、熱伝導率が２．３Ｗ／ｍ  Ｋ以上（３Ｗ／ｍ  Ｋ以上、５Ｗ／ｍ  Ｋ以上、８Ｗ／ｍ  Ｋ以上等）の固体であることが好ましく、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ  Ｋ以上（２０Ｗ／ｍ  Ｋ以上、３０Ｗ／ｍ  Ｋ以上、４０Ｗ／ｍ  Ｋ以上等）の固体であることがより好ましく、熱伝導率が５０Ｗ／ｍ  Ｋ以上（６０Ｗ／ｍ  Ｋ以上、７５Ｗ／ｍ  Ｋ以上、９０Ｗ／ｍ  Ｋ以上等）の固体であることがさらに好ましく、熱伝導率が１００Ｗ／ｍ  Ｋ以上（１２５Ｗ／ｍ  Ｋ以上、１５０Ｗ／ｍ  Ｋ以上、１７５Ｗ／ｍ  Ｋ以上等）の固体であることがより一層好ましく、熱伝導率が２００Ｗ／ｍ  Ｋ以上（２５０Ｗ／ｍ  Ｋ以上、３００Ｗ／ｍ  Ｋ以上、３５０Ｗ／ｍ  Ｋ以上等）の固体であることがなお好ましく、熱伝導率が２００Ｗ／ｍ  Ｋ以上の固体であることがなお好ましく、熱伝導率が４００Ｗ／ｍ  Ｋ以上（４１０Ｗ／ｍ  Ｋ以上等）の固体であることが特に好ましい。
【００２９】
本発明の氷スラリーが、上記の本発明の氷より高い熱伝導率を有する固体を含有する場合、上記のとおり、多くの固体を含んでも長時間の冷却に適しており、例えば、本発明の氷より高い熱伝導率を有する固体の質量／氷スラリーに含まれる本発明の氷の質量（又は氷スラリーに含まれる本発明の氷と水溶液との合計質量）は、１／１０００００以上（１／５００００以上、１／１００００以上、１／５０００以上、１／１０００以上、１／５００以上、１／１００以上、１／５０以上、１／１０以上、１／５以上、１／４以上、１／３以上、１／２以上等）であってもよい。
【００３０】
本発明における上記固体は、どのような形状であってもよいが、粒子状であることが好ましい。また、上記固体は、本発明の氷の内部に含まれた形態で含まれていてもよく、氷の外部に含まれた形態で含まれていてもよいが、氷の外部に含まれた形態で含まれていた方が冷却対象物に直接接しやすくなるため、冷却能が高くなる。このことから、氷の外部に含まれた形態で含まれていた方が好ましい。また、本発明の氷スラリーが上記固体を含有する場合、後述の本発明の氷の製造方法により氷を製造した後に上記固体と混合してもよく、あるいは、あらかじめ原料となる水に混合した状態で、氷を製造してもよい。
【００３１】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３２】
［フレークアイス製造装置］
【００３３】
容器に溜められた状態の水溶液を外部から冷却しても、本発明の氷を製造することはできない。これは、冷却速度が十分でないことに起因すると考えられる。しかしながら、本発明の一実施形態であるフレークアイス製造装置１によれば、溶質を含有する水溶液を噴射することで霧状となった水溶液が凝固点以下の温度に保持された壁面に直接接することにより、従来なかった急速な冷却を可能としている。これにより、上記（ａ）及び（ｂ）の条件を満たす、冷却能の高い氷を生成することができると考えられる。
【００３４】
壁面は、例えば、後述する図１におけるドラム１１のような円柱型の構造物の内壁等が挙げられるが、水溶液の凝固点以下の温度に保持できるような壁面であれば特に限定されない。壁面の温度は、水溶液の凝固点以下の温度に保持されていれば特に限定されないが、上記（ａ）及び（ｂ）の条件を満たす氷の純度が高い氷を製造できる点で、水溶液の凝固点より１℃以上低い温度（２℃以上低い温度、３℃以上低い温度、４℃以上低い温度、５℃以上低い温度、６℃以上低い温度、７℃以上低い温度、８℃以上低い温度、９℃以上低い温度、１０℃以上低い温度、１１℃以上低い温度、１２℃以上低い温度、１３℃以上低い温度、１４℃以上低い温度、１５℃以上低い温度、１６℃以上低い温度、１７℃以上低い温度、１８℃以上低い温度、１９℃以上低い温度、２０℃以上低い温度、２１℃以上低い温度、２２℃以上低い温度、２３℃以上低い温度、２４℃以上低い温度、２５℃以上低い温度等）に保持されることが好ましい。
【００３５】
噴射の方法は、特に限定されないが、例えば、後述する図１における噴射部１３のような噴射手段によって噴射することができる。この場合において、噴射する際の圧力は、例えば、０．００１ＭＰａ以上（０．００２ＭＰａ以上、０．００５ＭＰａ以上、０．０１ＭＰａ以上、０．０５ＭＰａ以上、０．１ＭＰａ以上、０．２ＭＰａ以上等）であってもよく、１ＭＰａ以下（０．８ＭＰａ以下、０．７ＭＰａ以下、０．６ＭＰａ以下、０．５ＭＰａ以下、０．３ＭＰａ以下、０．１ＭＰａ以下、０．０５ＭＰａ以下、０．０１ＭＰａ以下等）であってもよい。また、噴射する際の圧力を可変制御できるようにしてもよい。
【００３６】
（回収工程）
本発明は、上述の氷生成工程後に、壁面上において生じた氷を回収する工程を有する。
【００３７】
回収する方法は、特に限定されず、例えば、後述する図１に示すように、壁面上の氷をブレード１５等の手段により掻き取り、落下した氷を回収してもよい。
【００３８】
また、氷が生成される際に、製氷熱が発生するが、この製氷熱を帯びることで、実際の融解完了温度に影響を与える可能性がある。このように、融解完了温度は、溶質の種類、濃度のみでなく、製氷熱の影響を受けると考えられる。そのため、氷に残存する製氷熱の熱量を調整することで、実際の融解完了温度を調整することができる。製氷熱を調整するためには、本発明における回収工程において、氷を壁面上の保持時間を調整することで行うことができる。
【００３９】
図１は、本発明の一実施形態に係るフレークアイス製造装置１の概要を示す部分断面斜視図を含むイメージ図である。
図１（ａ）は、後述する掻取部１４が内筒２２の上端に位置している状態を示す図である。
【００４０】
図１（ａ）に示すように、フレークアイス製造装置１は、ドラム１１と、防熱保護カバー１２と、噴射部１３と、掻取部１４と、ブレード１５と、駆動軸１６と、上部部材１７と、フレークアイス排出口１８と、噴射制御部１９と、駆動制御部２０と、冷媒供給部３１と、冷媒配管３７とを備える。
ドラム１１は、内筒２２と、内筒２２を囲繞する外筒２１と、外筒２１と内筒２２との間に形成される冷媒クリアランス２３とで構成される。また、ドラム１１の外周面は、円筒状の防熱保護カバー１２によって覆われている。外筒２１及び内筒２２の材質は特に限定されない。なお、本実施形態では外筒２１には鋼が採用され、内筒２２にはステンレスが採用されている。
冷媒クリアランス２３には、冷媒供給部３１から冷媒配管３７を介して冷媒が供給される。これにより内筒２２の内周面が冷却される。
【００４１】
噴射部１３は、内筒２２の内周面に向けてブラインを噴射する噴射孔１３ａを先端部に有する複数のパイプで構成される。また、噴射部１３は、駆動軸１６と同軸に設置され、駆動軸１６の動きに合わせ内筒２２の内部を内筒２２の軸方向に移動することができる。
噴射孔１３ａから噴射されたブラインは、冷媒によって冷却された内筒２２の内周面に付着し、分離する時間も与えられずに急速に凍結する。
噴射部１３を構成する複数のパイプは、駆動軸１６からドラム１１の半径方向に放射状に延出している。なお、パイプに代えてスプレーノズル等を採用してもよい。
また、噴射部１３は、均一に製氷できるように、回転噴射するための回転手段を設け、複数のパイプを回転させながら噴射を行う等の連続的な噴射を行えるようにすることもできる。
【００４２】
なお、噴射部１３を設置させる場所は、特に限定されない。図１及び後述する図２に示す実施形態では、掻取部１４の下部に設置される。これにより、噴射部１３は、掻取部１４と共に下方向に移動しながらブラインを噴射することができるため、内筒２２の内周面に付着した氷を直ちに掻き取ることができる。これにより、短時間で多くのフレークアイスを製造することが可能となる。
【００４３】
掻取部１４は、内筒２２の内周面に摺動自在に嵌め込まれた円盤形状の部材で構成され、内筒２２の内周面に付着した氷を掻き取るブレード１５を外周部に装着する。掻取部１４は、内筒２２の上端から下端、及び下端から上端に向かって移動することができる。
上述したように、図１（ａ）は、掻取部１４が内筒２２の上端に位置している状態を示している。これに対して、図１（ｂ）は、掻取部１４が内筒２２の下端に位置している状態を示している。
掻取部１４は、内筒２２の上端から下端に向かって移動しながら内筒２２の内周面に付着した氷を掻き取る。その後、掻取部１４は、掻取制御部２０により内筒２２の下端から上端の位置まで戻される。即ち、図１（ａ）は、内筒２２の内周面に付着した氷が掻取部１４によって掻き取られる前の状態を示し、図１（ｂ）は、内筒２２の内周面に付着した氷が掻取部１４によって掻き取られた後の状態を示している。
なお、掻取部１４の外周部に装着されるブレード１５の、大きさ、材質、及び掻取部１４への取付方法は、特に限定されず、凍結したブラインを効率良く掻き取ることができればよい。本実施形態におけるブレード１５は、掻取部１４より若干大きな外径を有するステンレス製の輪で構成され、掻取部１４の外周部に設けられた溝の部分に嵌合され固定されている。
【００４４】
ブラインが凍結した氷は、ブレード１５によって掻き取られると、フレークアイスとなり、当該フレークアイスは、フレークアイス排出口１８から落下する。フレークアイス排出口１８から落下したフレークアイスは、フレークアイス製造装置１の直下に配置されたフレークアイス貯留タンク３６（図３）内に貯えられる。
【００４５】
駆動軸１６は、内筒２２内で、噴射部１３及び掻取部１４を内筒２２の軸方向に摺動自在に移動させるための軸であり、駆動軸１６の端部は、掻取部１４の底面で軸支されている。駆動軸１６は、モーターとラック・ピニオン等の機構（図示せず）によって構成され、掻取部１４を内筒２２の軸方向に移動させる。
【００４６】
上部部材１７は、鍋を逆さにした形状からなり、ドラム１１の上面を封止している。ドラム１１の下方には、ブレード１５によって掻き取られたフレークアイスが落下する際に障害となる物がないため、ドラム１１の下面はフレークアイスを排出するフレークアイス排出口１８となる。
【００４７】
噴射制御部１９は、噴射部１３がブラインを噴射する圧力の可変制御を実行する。ブラインを噴射する圧力を可変とすることにより、内筒２２の内周面に付着するブラインの体積をコントロールすることができる。即ち、ブラインを強い圧力で噴射させた場合に比べ、ブラインを弱い圧力で噴射させた場合の方が、内筒２２の内周面に付着するブラインの体積が大きくなる。このため、ブラインを弱い圧力で噴射させることにより生成される氷は、内筒２２の内周面の温度よりも高いドラム１１内部の空気中の温度の影響を受け難くなる。これにより、ブラインを弱い圧力で噴射させることにより生成される氷は、ブラインを強い圧力で噴射させることにより生成される氷よりも溶け難い氷となる。
【００４８】
駆動制御部２０は、噴射部１３及び掻取部１４の移動速度の制御を実行する。なお、駆動制御部２０が噴射部１３及び掻取部１４の移動速度の制御する手法は特に限定されない。具体的には、例えばインバータにより、噴射部１３及び掻取部１４を移動させる際の動力となるモーターの回転速度を調節する手法を採用してもよい。
冷媒供給部３１は、冷媒クリアランス２３に対して、内筒２２の内周面を冷却させるための冷媒を、冷媒配管３７を介して供給する。なお、冷媒供給部３１によって供給される冷媒は特に限定されず、内筒２２の内周面を冷却させるものであればよい。具体的には例えば、冷媒として、ＬＮＧ（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ  Ｎａｔｕｒａｌ  Ｇａｓ／液化天然ガス）を採用することができる。
冷媒クリアランス２３に供給される冷媒は、冷媒クリアランス２３と冷媒供給部３１との間を冷媒配管３７を介して循環させることができる。これにより、冷媒クリアランス２３に供給されている冷媒を冷却機能が高い状態で維持させることができる。
【００４９】
図２は、本発明の他の実施形態に係るフレークアイス製造装置２の概要を示す部分断面斜視図を含むイメージ図である。
図２（ａ）は、掻取部１４が内筒２２の上端に位置している状態を示す図である。
【００５０】
図２（ａ）に示すように、フレークアイス製造装置２は、基本的には図１に示すフレークアイス製造装置１と同様の構成となっているが、掻取部１４を軸支する駆動軸１６の向きが異なる。即ち、図１のフレークアイス製造装置１の駆動軸１６の端部は、掻取部１４の底面で軸支されるのに対し、図２のフレークアイス製造装置２の駆動軸１６の端部は、掻取部１４を貫通する形で噴射部１３の上面で軸支される。このため、フレークアイス製造装置２の上部部材１７は、駆動軸１６により中心部が貫通されたような形状となる。
【００５１】
フレークアイス製造装置２の掻取部１４は、内筒２２の上端から下端に向かって移動することにより、内筒２２の内周面に付着した氷をフレークアイス排出口１８から掻き出すことができる。
上述したように、図２（ａ）は、掻取部１４が内筒２２の上端に位置している状態を示している。これに対して、図２（ｂ）は、掻取部１４が内筒２２の下端に位置している状態を示す図である。
掻取部１４は、内筒２２の上端から下端に向かって移動しながら内筒２２の内周面に付着した氷を掻き取る。その後、掻取部１４は、掻取制御部２０により内筒２２の下端から上端の位置まで戻される。即ち、図２（ａ）は、内筒２２の内周面に付着した氷が掻取部１４によって掻き出される前の状態を示し、図２（ｂ）は、内筒２２の内周面に付着した氷が掻取部１４によって掻き出された後の状態を示している。
【００５２】
［フレークアイス製造システム］
図３は、図１のフレークアイス製造装置１を含むフレークアイス製造システムＳの全体の概要を示すイメージ図である。
【００５３】
フレークアイス製造システムＳは、フレークアイス製造装置１と、ブライン貯留タンク３２と、ポンプ３３と、ブライン配管３４と、ブラインタンク３５と、フレークアイス貯留タンク３６と、冷媒配管３７と、凍結点調節部３８とを備える。
ブライン貯留タンク３２は、フレークアイスの原料となるブラインを貯える。ブライン貯留タンク３２に貯えられたブラインは、ポンプ３３を作動させることによりブライン配管３４を介して噴射部１３に供給される。噴射部１３に供給されたブラインは、フレークアイスを生成するための原料となる。
【００５４】
ブラインタンク３５は、ブライン貯留タンク３２内のブラインが少なくなった場合に、ブライン貯留タンク３２にブラインを供給する。
なお、内筒２２の内周面で凍結することなく流下したブラインは、ブライン貯留タンク３２に貯えられ、ポンプ３３を作動させることによりブライン配管３４を介して噴射部１３に再び供給される。
フレークアイス貯留タンク３６は、フレークアイス製造装置１の直下に配置され、フレークアイス製造装置１のフレークアイス排出口１８から落下したフレークアイスを貯える。
【００５５】
凍結点調節部３８は、ブラインタンク３５によってブライン貯留タンク３２に供給されるブラインの凍結点を調節する。例えばブラインが塩水である場合には塩水の凍結点は濃度によって異なるため、凍結点調節部３８は、ブライン貯留タンク３２に貯えられている塩水の濃度を調節する。
なお、ブラインの凍結点の調整手法は、特にこれに限定されない。例えば、次のような手法を採用することもできる。
即ち、ブライン貯留タンク３２を複数個設け、凍結点が異なる複数種類のブラインを、数個のブライン貯留タンク３２の夫々に貯留させる。そして、凍結点調節部３８は、求められるフレークアイスの温度（例えば当該フレークアイスにより搬送される搬送品に対して、求められている保冷温度）に基づいて、所定種類のブラインを選択し、フレークアイス製造装置１に供給する。
このように、ブラインの凍結点を調節することにより、製造されるフレークアイスの温度を調節することができる。
【００５６】
次に、上記構成を有するフレークアイス製造装置１を含むフレークアイス製造システムＳの動作について、ブラインが塩水であるとして説明する。
まず、冷媒供給部３１は、冷媒クリアランス２３に冷媒を供給し、内筒２２の内周面の温度を塩水の凍結点より−１０℃程度低くなるように設定する。これにより、内筒２２の内周面に付着した塩水を凍結させることができる。
内筒２２の内周面が冷却されると、ポンプ３３は、ブライン貯留タンク３２から噴射部１３にブラインである塩水を供給する。
噴射部１３に塩水が供給されると、噴射部１３は、内筒２２の内周面に向けて塩水を噴射する。噴射部１３から噴射された塩水は、内筒２２の内周面に接触すると瞬時に凍結し氷となる。
内筒２２の内周面に生成された氷は、内筒２２内を下降する掻取部１４によって掻き取られる。掻取部１４によって掻き取られた氷は、フレークアイスとして排出口１８から落下する。排出口１８から落下したフレークアイスは、フレークアイス製造装置１の直下に配置されたフレークアイス貯留タンク３６内に貯えられる。
上述したように、氷とならず、内筒２２の内周面を流下した塩水は、ブライン貯留タンク３２に貯えられ、ポンプ３３を作動させることによりブライン配管３４を介して噴射部１３に再び供給される。なお、ブライン貯留タンク３２内の塩水が少なくなった場合は、ブラインタンク３５が、自身に貯えられている塩水をブライン貯留タンク３２に供給する。
【００５７】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。また本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更や上記実施の形態の組み合わせを施してもよい。
【００５８】
例えば、ブラインは、上述した実施形態では塩水（塩化ナトリウム水溶液）としたが、特に限定されない。具体的には、例えば塩化カルシウム水溶液、塩化マグネシウム水溶液、エチレングリコール等を採用することができる。これにより、溶質又は濃度の違いに応じた凍結点の異なる複数種類のブラインを用意することができる。
【００５９】
また、上述の本発明の氷スラリーが氷より高い熱伝導率を有する固体を含有する場合、冷却する工程において、氷スラリーに含まれる氷と被冷却物との間に、氷より高い熱伝導率を有する固体が介在するように冷却を行うことが好ましい。これにより、熱伝導率の高い固体による短時間の冷却能力を得つつ、長時間の冷却も可能となる。かかる場合、目的に応じて、氷、氷より高い熱伝導率を有する固体、被冷却物とのぞれぞれの間に、別のものが介在していてもよい。例えば、氷スラリーの中に被冷却物と直接接するのが好ましくないもの（例えば、安全性の観点で被冷却物と接するのが好ましくない、氷より熱伝導率が高い固体（金属等）等）が含まれる場合、袋に氷スラリー又は被冷却物のいずれか一方を収容して、氷スラリーと被冷却物とが直接接しないようにして冷却してもよい。
【００６０】
また、噴射部１３は、上述のような噴射による手法を採用することなく、内筒２２の内周面にブラインを自然流下させることにより付着させることもできる。この場合、ブラインを噴射することより内筒２２の内周面に付着させた場合に比べ、内筒２２の内周面に付着するブラインの体積が大きくなる。このため、ブラインを自然流下させることにより生成された氷は、内筒２２の内周面の温度よりも高いドラム１１内部の空気中の温度の影響を受け難くなる。これにより、ブラインの噴射により生成された氷よりも溶け難い氷を生成することができる。
【００６１】
以上まとめると、本発明が適用されるフレークアイス製造装置は、次のような構成を取れば足り、各種各様な実施形態を取ることができる。
即ち、本発明が適用されるフレークアイス製造装置（例えば図１のフレークアイス製造装置１）は、
内筒（例えば図１の内筒２２）と、当該内筒を囲繞する外筒（例えば図１の外筒２１）と、当該内筒と当該外筒との間に形成されるクリアランス（例えば図１の冷媒クリアランス２３）とを含むドラム（例えば図１のドラム１１）と、
前記クリアランスに対して冷媒（例えばＬＮＧ）を供給する冷媒供給部（例えば図１の冷媒供給部３１）と、
前記ドラムの中心軸と同軸に設置され、前記内筒の内周面に向けてブラインを噴射する噴射部（例えば図１の噴射部１３）と、
前記噴射部から噴射された前記ブラインが、前記クリアランスに供給された前記冷媒により冷却された前記内筒の内周面に付着し、その結果として生成されたフレークアイスを掻き取る掻取部（例えば図１の掻取部１４）と、
前記掻取部を前記内筒の内周面に沿って前記内筒の軸方向に駆動させる駆動部（例えば図１の駆動軸１６）と、
を備える。
これにより、ブラインを凍結させたフレークアイスを容易に製造することができる。
【００６２】
また、前記噴射部は、
前記ブラインを噴射する際の圧力を可変制御することができる。
これにより、より溶け難い氷を生成することができる。
【００６３】
また、前記内筒の内周面に接する前記掻取部の外周部は交換可能なブレード（例えば図１のブレード１５）とすることができる。
【符号の説明】
【００６４】
１：フレークアイス製造装置、１１：ドラム、１２：防熱保護カバー、１３：噴射部、１３ａ：噴射孔、１４：掻取部、１５：ブレード、１６：駆動軸、１７：上部部材、１８：フレークアイス排出口、１９：噴射制御部、２０：駆動制御部、２１：外筒、２２：内筒、２３：冷媒クリアランス、３１：冷媒供給部、３２：ブライン貯留タンク、３３：ポンプ、３４：ブライン配管、３５：ブラインタンク、３６：フレークアイス貯留タンク、３７：冷媒配管、３８：凍結点調節部、Ｓ：フレークアイス製造システム
【図１】
2018096599.tif 000003
【図２】
2018096599.tif 000004
【図３】
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