(57)【要約】物質の組成物、その使用、および物質の組成物を製造するための装置が提供される。ある実施形態では、低熱源として使用される独立したゲルアイスについて、記述する。ゲルアイスには、食品の加工および保存用を含めた様々な用途がある。装置は、ゲルアイスを調製するのに使用され、液体を濃縮しもしくは精製するのに、または液体から抽出するのに使用することができる。
2013533908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
氷断片成分と少なくとも１種の凍結レベル低下成分とを含み、前記凍結レベル低下成分が、前記氷断片成分の間にある、陸上または陸上以外で使用される独立したゲルアイスであって；
前記氷断片成分が、水からなり、かつ０．１から２．５ミクロンの範囲の直径を有し；
前記凍結レベル低下成分が、０．１％から２６％（前記凍結レベル低下成分が固体の場合は％ｗ／ｖ、および前記凍結レベル低下成分が液体の場合は％ｖ／ｖ）の範囲の濃度を有し；
前記ゲルアイスが、１％から６０％（％ｗ／ｖ）の範囲の前記氷断片成分を含有することを特徴とする独立したゲルアイス。
【請求項２】
前記ゲルアイスは、請求項１で定義された氷断片成分を含み、
前記少なくとも１種の凍結レベル低下剤は、塩水成分を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の独立したゲルアイス。
【請求項３】
前記ゲルアイスは、氷断片成分と塩水成分とからなることを特徴とする請求項２に記載の独立したゲルアイス。
【請求項４】
前記塩水成分は、０．１％から２６％（％ｗ／ｖ）の範囲の塩分を有することを特徴とする請求項２に記載の独立したゲルアイス。
【請求項５】
前記少なくとも１種の凍結レベル低下成分は、糖であることを特徴とする請求項１に記載の独立したゲルアイス。
【請求項６】
前記少なくとも１種の凍結レベル低下成分は、天然糖であることを特徴とする請求項５に記載の独立したゲルアイス。
【請求項７】
前記天然糖は、果実、野菜、乳製品、または花製品に見出されることを特徴とする請求項６に記載の独立したゲルアイス。
【請求項８】
前記天然糖は、グルコースであることを特徴とする請求項６に記載の独立したゲルアイス。
【請求項９】
前記ゲルアイスは、請求項１で定義された氷断片成分を含み、
前記少なくとも１種の凍結レベル低下剤は、アルコール成分である、
ことを特徴とする請求項１に記載の独立したゲルアイス。
【請求項１０】
前記ゲルアイスは、氷断片成分とアルコール成分とからなることを特徴とする請求項９に記載の独立したゲルアイス。
【請求項１１】
前記少なくとも１種の凍結レベル低下成分は、抗菌物質であることを特徴とする請求項１に記載の独立したゲルアイス。
【請求項１２】
前記抗菌物質は、二酸化塩素を含むことを特徴とする請求項１１に記載の独立したゲルアイス。
【請求項１３】
前記抗菌物質は、二酸化塩素および水酸化ナトリウムを含むことを特徴とする請求項１１に記載の独立したゲルアイス。
【請求項１４】
前記少なくとも１種の凍結レベル低下剤は、ＧＲＡＳ物質であることを特徴とする請求項１に記載の独立したゲルアイス。
【請求項１５】
物質と、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のゲルアイスとを接触させ、それによって前記物質を冷却するステップを含むことを特徴とする前記物質を冷却する方法。
【請求項１６】
ゲルアイス形成チャンバーの少なくとも一部を画定する内面を有する内管と；
前記内管を取り囲む外管であって、前記外管と前記内管との間に冷却剤チャンバーを画定する前記外管と；
流動性材料を前記ゲルアイス形成チャンバー内で混合するための混合装置と；
を含み、
前記混合装置は、
前記ゲルアイス形成チャンバー内に位置決めされて本体および複数の開口を含む中空ローターシャフトであって、前記本体が、前記中空ローターシャフトの長手方向に沿って延びるボアを有し、前記複数の開口が、前記ボアと、前記本体と前記内管の前記内面の隙間との間を流体連絡するために前記本体内を延びるものである中空ローターシャフトと、
前記中空ローターシャフトによって支持された複数の展開可能な要素であって、前記隙間に位置決めされて前記内管に対して移動可能である、前記展開可能な要素と、
を含むものであることを特徴とするゲルアイス発生装置。
【請求項１７】
前記要素のそれぞれは、前記中空ローターシャフトが回転するときに、前記隙間内の流動性材料が前記開口の少なくとも１つを経て前記ボア内に流入するように構成された先頭部を有することを特徴とする請求項１６に記載のゲルアイス発生装置。
【請求項１８】
前記要素は、直径約２．５ミクロン未満の氷断片の形成が促進するように、前記内管の前記内面から離れかつ前記内管の前記内面に向かって自由に移動可能であることを特徴とする請求項１６に記載のゲルアイス発生装置。
【請求項１９】
前記中空ローターシャフトの前記本体から前記要素の１つにおける穴の中まで延びる接続子をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載のゲルアイス発生装置。
【請求項２０】
前記１つの要素は、前記接続子のシャフトに滑動可能に接触することを特徴とする請求項１９に記載のゲルアイス発生装置。
【請求項２１】
前記本体から前記ボア内に延びる複数の突起をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載のゲルアイス発生装置。
【請求項２２】
前記複数の突起は、前記ボア内の乱流と前記ボア内の渦流との少なくとも１つを発生させるように配列され寸法決めされていることを特徴とする請求項２１に記載のゲルアイス発生装置。
【請求項２３】
前記突起の少なくとも１つの高さと前記ボアの直径との比は、約０．１から約０．２の範囲にあることを特徴とする請求項２１に記載のゲルアイス発生装置。
【請求項２４】
前記複数の開口は、互いに間隔を開けて円周上に配置された前記開口の集合体を画定し、
前記集合体の少なくとも１つは、前記本体の縦軸に対して互いに間隔を開けて配置された開口を含む、
ことを特徴とする請求項１６に記載のゲルアイス発生装置。
【請求項２５】
流体供給体と；
前記流体供給体に連結されて、前記流体供給体から流体を受け取るゲルアイス発生装置であって、
駆動モーターと、
前記流体供給体からの流体が内部を流れるゲルアイス形成チャンバーを有する容器と、
前記容器を取り囲み、内部を冷却剤が流れて前記ゲルアイス形成チャンバー内の内容物を冷却することが可能な冷却ジャケットと、
前記駆動モーターに連結されて、
前記ゲルアイス形成チャンバー内のローターシャフト、
前記ローターシャフトにより支持されて、前記ローターシャフトの回転に応答して前記容器の内面に向かって移動可能である複数の要素を含む混合装置と、
を含む前記ゲルアイス発生装置と；
前記ゲルアイス発生装置の前記駆動モーターに通信可能に連結されて、前記流体が前記ゲルアイス形成チャンバー内を流れるときに、１分当たり約１，５００回転以上の回転速度で前記ローターシャフトを回転させるよう前記駆動モーターに命令するように構成された制御器と；
を含むことを特徴とするゲルアイス製造システム。
【請求項２６】
前記制御器と通信する冷却システムであって、
前記制御器からの信号に応答して、前記流体に接触する前記容器の少なくとも一部が約−２０℃から約０℃の範囲の温度に保たれるように冷却剤を前記冷却ジャケットに送出するよう構成された前記冷却システム、
をさらに含むことを特徴とする請求項２５に記載のゲルアイス製造システム。
【請求項２７】
前記制御器と通信する冷却システムであって、
前記制御器からの信号に応答して、前記容器の内面が約−２０℃から約−１０℃の範囲の温度に保たれるように冷却剤を前記ゲルアイス発生装置に送出する前記冷却システム、
をさらに含むことを特徴とする請求項２５に記載のゲルアイス製造システム。
【請求項２８】
流動性材料をゲルアイス形成チャンバーに送出するステップと；
混合装置を回転させて、前記流動性材料を前記ゲルアイス形成チャンバー内で混合し、前記流動性材料を、前記混合装置のローターシャフトの側壁の開口を経て前記ローターシャフトのボア内に通すステップと；
前記流動性材料を、前記ローターシャフトにより支持された突起を使用して前記ボア内で混合するステップであって、前記突起が前記ボア内に位置決めされたものであるステップと；
前記ボアの少なくとも一部を通過した流動性材料と、前記ローターシャフトの外面に沿って流れた流動性材料との混合物を含むゲルアイスを、前記ゲルアイス形成チャンバーの外に送出するステップと；
を含むことを特徴とするゲルアイスの製造方法。
【請求項２９】
前記混合装置が前記流動性材料を混合する間、前記ゲルアイス形成チャンバーの少なくとも一部を画定する面の温度を約−１０℃以下の温度で維持するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２８に記載の製造方法。
【請求項３０】
前記流動性材料を送出するステップは、塩水または砂糖水を前記ゲルアイス形成チャンバーに送出するステップを含むことを特徴とする請求項２８に記載の製造方法。
【請求項３１】
前記混合装置を回転させるステップは、半径方向に展開可能な混合要素を支持する前記ローターシャフトを、１分当たり約１，５００回転以上の回転速度で回転させるステップを含むことを特徴とする請求項２８に記載の製造方法。
【請求項３２】
前記混合装置を回転させるステップは、前記ローターシャフトを、１分当たり約２，５００回転以上の回転速度で回転させるステップを含むことを特徴とする請求項２８に記載の製造方法。
【請求項３３】
前記流動性材料の少なくともいくらかを、前記混合装置と容器との間にある前記ゲルアイス形成チャンバーのセクションに沿って流動させて、前記容器の内面に沿って氷断片を形成するステップであって、前記容器が前記ゲルアイス形成チャンバーを含むものであるステップと；
前記氷断片と共に前記流動性材料の少なくともいくらかを、前記ローターシャフトの前記ボアに沿って流動させるステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項２８に記載の製造方法。
【請求項３４】
前記流動性材料の少なくとも一部を、前記突起を使用して前記ボア内で撹拌するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３３に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、その出願の全体が参照により本明細書に組み込まれている、２０１０年６月８日に出願した米国特許仮出願第６１／３５２，７３６号明細書の、米国特許法第１１９条（ｅ）項（３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ））に基づく利益を主張するものである。
【０００２】
本発明は、一般に、低熱源としての物質の組成物、その使用、その製造を含めた使用のための装置とに関し、より詳細には、独特の性質を有する特定の氷に関する。
【背景技術】
【０００３】
貯蔵、処理、または陳列には、例えば、食品、飲料、花、および臓器を含めた様々な物品の場合、低熱源を必要とする。多くの産業では、現在利用可能な低熱源についていくつかの問題がある。例えば、船舶による漁または水産養殖を含めた様々な漁業種目では、魚の急速冷却を必要とすること、および捕獲から消費まで温度制御を維持することが望ましい。魚の急速冷却およびその後の温度制御は、損傷、外傷、および劣化を防止することができる。そのような防止によって、より長い保存寿命のより良好な品質の魚が、より大量に捕獲されまたは収穫されると考えられる。魚の冷却およびその後の温度制御に関し、様々な漁業分野で現在利用可能な低熱源は、収穫者、販売者、および消費者のニーズを満たすのに不十分である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、魚の冷却およびその後の温度制御のための改善された低熱源が、当技術分野で求められている。本発明は、このニーズを満足させ、さらにその他の利点を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
簡単に言うと、物質の組成物、その使用、およびその製造を含めた使用のための装置が提供される。物質の組成物は低熱源であり、より詳細には、予想外に独特の特性を有する特定の形の氷である。ある実施形態では、本発明は、氷断片成分と少なくとも１種の凍結レベル低下成分とを含み、この少なくとも１種の凍結レベル低下成分が氷断片成分の間にある、陸上または陸上以外で使用される独立したゲルアイスであって；氷断片成分が、水からなりかつ、０．１から２．５ミクロンの範囲の直径を有し；凍結レベル低下成分が０．１％から２６％（凍結レベル低下成分が固体の場合は％ｗ／ｖ、および凍結レベル低下成分が液体の場合は％ｖ／ｖ）の範囲の濃度を有し；ゲルアイスが、１％から６０％（％ｗ／ｖ）の範囲の氷断片成分を含有する、ゲルアイスを提供する。いくつかの実施形態では、氷断片成分は、０．２から０．８ミクロンの範囲の直径を有する。
【０００６】
ある実施形態では、本発明は、氷断片成分、および塩水成分、アルコール成分、凍結レベル低下成分、またはそれらの組合せを含み、この成分が氷断片成分の間にある、陸上または陸上以外で使用される独立したゲルアイスであって；氷断片成分が、水からなりかつ０．１から２．５ミクロンの範囲の直径を有し；塩水成分が０．１％から２６％（％ｗ／ｖ）の範囲の塩分を有しまたはアルコール成分もしくは凍結レベル低下成分が０．１％から２５％（成分が固体の場合は％ｗ／ｖ、および成分が液体の場合は％ｖ／ｖ）の範囲の濃度を有し；ゲルアイスが、１％から６０％（％ｗ／ｖ）の範囲の氷断片成分を含有する、ゲルアイスを提供する。ある実施形態では、独立したゲルアイスは氷断片成分を含み、少なくとも１種の凍結レベル低下剤は塩水成分を含む。ある実施形態では、独立したゲルアイスは、氷断片成分および塩水成分からなる。ある実施形態では、独立したゲルアイスは、氷断片成分と、少なくとも１種の凍結レベル低下成分とを含む。ある実施形態では、独立したゲルアイスは、氷断片成分と少なくとも１種の凍結レベル低下成分とからなる。ある実施形態では、独立したゲルアイスは、氷断片成分およびアルコール成分を含む。ある実施形態では、独立したゲルアイスは、氷断片成分とアルコール成分とからなる。いくつかの実施形態では、少なくとも１種の凍結レベル低下成分は、天然の凍結レベル低下成分である。
【０００７】
独立したゲルアイスの実施形態では、少なくとも１種の凍結レベル低下成分が糖であり、例えば天然糖である。ある実施形態では、天然糖は、果実、野菜、乳製品、または花製品に見出される。ある実施形態では、天然糖がグルコースである。
【０００８】
本発明の物質の組成物には、様々な用途がある。ある実施形態では、本明細書で提供される独立したゲルアイスは、物質を冷却するための方法で使用される。ある実施形態では、方法は、物質と本発明の独立したゲルアイスとを接触させ、それによって物質の冷却を行うステップを含む。
【０００９】
本発明の装置は、ゲルアイスを調製するのに使用され、液体を濃縮しもしくは精製するのに、または液体から抽出するのに使用することができる。
【００１０】
ある実施形態では、本発明は：ゲルアイス形成チャンバーの少なくとも一部を画定する内面を有する内管と；この内管を取り囲む外管であって、この外管と内管との間に冷却剤チャンバーを画定する外管と；流動性材料をゲルアイス形成チャンバー内で混合するための混合装置とを含み、この混合装置は、ゲルアイス形成チャンバー内に位置決めされて本体および複数の開口を含む中空ローターシャフトであって、この本体が、中空ローターシャフトの長手方向に沿って延びるボアを有し、複数の開口が、ボアと、本体と内管の内面との隙間との間を流体連絡するために本体内を延びるものである中空ローターシャフトと、この中空ローターシャフトによって支持された複数の展開可能な要素であって、隙間に位置決めされて内管に対して移動可能である展開可能な要素とを含むものである、ゲルアイス発生装置を提供する。
【００１１】
ある実施形態では、本発明は：流体供給体と；流体供給体に連結されて流体供給体から流体を受け取るゲルアイス発生装置であって、駆動モーターと、流体供給体からの流体が内部を流れるゲルアイス形成チャンバーを有する容器と、容器を取り囲みかつ内部を冷却剤が流れてゲルアイス形成チャンバー内の内容物を冷却する冷却ジャケットと、駆動モーターに連結されて、ゲルアイス形成チャンバー内のローターシャフト、ローターシャフトにより支持されローターシャフトの回転に応答して容器の内面に向かって移動可能である複数の要素を含む混合装置とを含むゲルアイス発生装置と；ゲルアイス発生装置の駆動モーターに通信可能に連結されて、流体がゲルアイス形成チャンバー内を流れるときに、１分当たり約１，５００回転以上の回転速度でローターシャフトを回転させるよう駆動モーターに命令するように構成された制御器とを含む、ゲルアイス製造システムを提供する。
【００１２】
ある実施形態では、本発明は：流動性材料をゲルアイス形成チャンバーに送出するステップと；混合装置を回転させて、流動性材料をゲルアイス形成チャンバー内で混合し、この流動性材料を、混合装置のローターシャフトの側壁の開口を経てローターシャフトのボアに通すステップと；流動性材料を、ローターシャフトにより支持されてボアに位置決めされた突起を使用して、ボア内で混合するステップと；ボアの少なくとも一部を通過した流動性材料と、ローターシャフトの外面に沿って流れた流動性材料との混合物を含むゲルアイスを、ゲルアイス形成チャンバーの外に送出するステップとを含む、ゲルアイスを製造する方法を提供する。
【００１３】
本発明のこれらおよびその他の態様は、以下の詳細な記述および添付図面を参照することにより明らかにされよう。本明細書に開示される全ての参考文献は、それぞれが個々に組み込まれたかのように、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
非限定的な実施形態について、以下の図面を参照しながら論じる。同じ符号は、他に指示しない限り、様々な図の全体を通して同様のフィーチャー、部分、または動作を指す。
【図１】一実施形態による処理システムの側面図である。
【図２】一実施形態によるゲルアイス発生装置の等角図である。
【図３】図２のゲルアイス発生装置の側面図である。
【図４】図２のゲルアイス発生装置の上面図である。
【図５】一実施形態によるゲルアイス発生装置の組立分解等角図である。
【図６】ローターシャフトアセンブリーの等角図である。
【図７】図６のローターシャフトアセンブリーの上面図である。
【図８】図６のローターシャフトアセンブリーの正面図である。
【図９】図８のローターシャフトアセンブリーの一部の詳細図である。
【図１０】線１０−１０に沿って得られた、図４のゲルアイス発生装置の一部の断面図である。
【図１１】線１１−１１に沿って得られた、図４のゲルアイス発生装置の断面図である。
【図１２】図１１のゲルアイス発生装置の一部の詳細図である。
【図１３】図１１のゲルアイス発生装置の別の部分の詳細図である。
【図１４】図１１のゲルアイス発生装置のさらに別の部分の詳細図である。
【図１５】１対のモジュラーゲルアイス製造システムの、等角図である。
【図１６】本発明のゲルアイス発生装置により製造された、（左から右に）高濃度（３５％氷断片成分）、中濃度（２５％氷断片成分）、および低濃度（１５％氷断片成分）のゲルアイスの例を示す図である。
【図１７】異なる氷の上に１４日間置いた後の、２匹の新鮮なタラの写真である。示されるように、一方のタラは、従来の薄片状の氷の中に保持され、もう一方のタラは、本発明のゲルアイスの中に保持された。従来の薄片状の氷の中に保持されたタラは劣化の兆候を示し（例えば、目に見える個別の斑点の数が減少する。）、それに対してゲルアイスの中に保持されたタラは、そのような兆候がない。
【図１８】従来の薄片状の氷と本発明のゲルアイスでそれぞれ貯蔵した新鮮なタラの、船上での貯蔵および小売店での保存寿命の評価の比較を示すグラフである。図示されるように、ゲルアイスで貯蔵されたタラは、より長く船上で貯蔵した後であっても（ゲルアイスで）、小売店での保存寿命を延ばすことができる。
【図１９】従来の薄片状の氷と本発明のゲルアイスでそれぞれ貯蔵した新鮮な魚の、捕獲から小売りまでの収量の評価の比較を示すグラフである。図示されるように、ゲルアイスで貯蔵された新鮮な魚は、収量を増加させることができる。
【図２０】ＦＥＩ  Ｔｅｃｎａｉ  ＴＥＭ（Ｔｅｃｎａｉ  Ｇ２  Ｆ２０使用）による、本発明のゲルアイスの走査型透過電子顕微鏡（Ｓ／ＴＥＭ）写真である。ゲルアイスの氷断片成分は、平均直径０．５から０．８ミクロンを保有した。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
上述のように、本発明は、物質の組成物と、その使用と、それを製造するための装置とを提供する。物質の組成物および装置には、様々な用途がある。物質の組成物は、例えば、漁業、冷蔵、園芸、医療、工業、ならびに人間が消費するための食品および飲料を含めた食品および飲料の領域で使用することができる。装置は、例えば園芸、熱エネルギー貯蔵、水の精製、ならびに食品および飲料の領域で使用することができる。
【００１６】
本発明は一態様において、予想外に独特の性質を有する、独立した特定の形の氷を提供する。ある実施形態では、氷断片成分と、少なくとも１種の凍結レベル低下成分とを含み、この成分が氷断片成分の間にある、独立したゲルアイスであって；氷断片成分が水からなりかつ０．１から２．５ミクロンの範囲の直径を有し；凍結レベル低下成分が０．１％から２６％（凍結レベル低下成分が固体の場合は％ｗ／ｖ、および凍結レベル低下成分が液体の場合は％ｖ／ｖ）の範囲の濃度を有し；ゲルアイスが氷断片成分を１％から６０％（％ｗ／ｖ）の範囲で含有する、ゲルアイスが提供される。ある実施形態では、氷断片成分、および塩水成分、アルコール成分、凍結レベル低下成分、またはそれらの組合せを含み、この成分が氷断片成分の間にある、独立したゲルアイスであって；氷断片成分が水からなり、かつ０．１から２．５ミクロンの範囲の直径を有し；塩水成分が、０．１％から２６％（％ｗ／ｖ）の範囲の塩分を有し、またはアルコール成分もしくは凍結レベル低下成分が０．１％から２５％（成分が固体の場合は％ｗ／ｖ、および成分が液体の場合は％ｖ／ｖ）の範囲の濃度を有し；ゲルアイスが、１％から６０％（％ｗ／ｖ）の範囲の氷断片成分を含有する、ゲルアイスが提供される。
【００１７】
凍結レベル低下剤の濃度は、異なる実施形態で様々に変えることができる。例えば、凍結レベル低下剤として塩を含むゲルアイスは、アルコールまたは糖が凍結レベル低下剤として使用される場合とは異なる濃度の凍結レベル低下剤を有していてもよい。ある特定のその他の実施形態では、少なくとも１種の凍結レベル低下剤は、０．１％から９５％、０．１％から７５％、０．１％から５０％、０．１％から２５％、０．１％から１０％、または０．１％から５％の範囲の濃度を有する。ある実施形態では、凍結レベル低下剤は、０．１％から２６％の濃度を有する。例えば凍結レベル低下剤は、塩溶液（例えば、ブライン）であってもよい。
【００１８】
凍結レベル低下成分は、水の凍結点を低下させる任意の成分である。例えば、塩、糖、または純粋溶媒の束一性（例えば、凍結点）を変化させる任意のその他の可溶性物質などの溶質である。理論に拘泥するものではないが、溶質が純水に溶解する場合、水分子の水素結合網状構造が破壊され、水が凍結する温度が低下すると考えられる。凍結レベル低下剤の例には、一般に、水に可溶な任意の物質が含まれる。凍結レベル低下剤の、ある非限定的な例には：塩、糖、アルコール、および安全であると一般に認められた、ＦＤＡにより列挙された任意の物質（ＧＲＡＳ、例えば、表１参照）が含まれる。いくつかの実施形態では、凍結レベル低下剤は、表１に列挙されたＧＲＡＳ物質であり、−１℃よりも低い凍結点を有する。３１６Ｌステンレス鋼を腐食しない凍結レベル低下剤は、ゲルアイスを作製するための記述される装置において、特定の用途を見出すことができる。
【００１９】
この独立したゲルアイスは、氷断片成分と、この氷断片成分の間にある１種もしくは複数の成分とを含み、またはそれらの成分からなる。本明細書で使用される「氷断片成分の間にある」は、氷の結晶内、個々の氷の結晶の間（例えば、氷の結晶の外面に付着している）、またはそれらの組合せで存在している凍結レベル低下剤を指す。氷断片成分は、水からなる。氷断片成分は、通常の氷の結晶よりもそのサイズが小さい。氷断片成分は、一般に０．１から２．５ミクロンの範囲の直径を有する。典型的には、直径は１．０ミクロン未満であり（０．１から１．０ミクロン未満）、０．５から０．８ミクロンが平均的である。いくつかの実施形態では、氷断片成分は、０．２から０．８ミクロンの範囲の直径を有する。氷断片成分の直径は、走査型透過電子顕微鏡を使用して測定される。ゲルアイスの氷断片成分は、一般に１％から６０％（％ｗ／ｖ）の範囲にあり、典型的には５％から５０％（％ｗ／ｖ）の範囲にある。例えば、氷断片成分が２５％のゲルアイス１００リットルは、氷を２５ｋｇ含有する。他に指示しない限り、本明細書の全ての「ｖ」は、ゲルアイスの体積（即ち、合計体積）である。実施形態では、ゲルアイスを、「高濃度」、「中濃度」、または「低濃度」と呼んでもよい。高濃度のゲルアイスは、一般に約３５〜４５％（％ｗ／ｖ）の氷断片成分を含有する。中濃度のゲルアイスは、一般に約２５〜３０％（％ｗ／ｖ）の氷断片成分を含有する。低濃度のゲルアイスは、一般に約１０〜２０％（％ｗ／ｖ）の氷断片成分を含有する。ゲルアイス中の氷断片成分のパーセントは、ゲルアイスを製造するための装置に水溶液が導入される速度によって、制御されてもよい。例えば、加圧下で海水を１時間当たり２５０リットルの速度でゲルアイス発生装置に導入することにより、高濃度ゲルアイスが製造され、それに対して海水が加圧下で、１時間当たり６００リットルの速度でゲルアイス発生装置に送出されると、低濃度ゲルアイスが製造される。
【００２０】
１種または複数の成分は、氷断片成分の間にある。ある実施形態では、塩水成分が、氷断片成分の間にある。塩水成分は、一般に０．１％から２６％（％ｗ／ｖ）の範囲、典型的には１％から２６％（％ｗ／ｖ）の範囲の塩分を有する。ある実施形態では、塩分は、２．５％から３．２％（％ｗ／ｖ）である。塩水成分は、海水であっても、塩（例えば、海塩）が添加される淡水であってもよく、またはその両方の混合物であってもよい。淡水は、持ち運び可能な水または持ち運びできない水であってもよい。
【００２１】
ある実施形態では、少なくとも１種の凍結レベル低下成分が、氷断片成分の間にある。凍結レベル低下成分は、水の凍結点を低下させる任意の物質である。そのような成分は、一般に０．１％から２５％、典型的には０．５％から２０％の範囲の濃度でゲルアイス中に存在する。この成分が室温で固体の場合、％濃度は％ｗ／ｖである。この成分が室温で液体の場合、％濃度は％ｖ／ｖである。本明細書で使用される室温は、２０℃を指す。成分は、天然の供給源から抽出されてもよくもしくはその他の方法で精製されてもよく、または生物学的もしくは化学的技法を使用して合成により調製されてもよく、またはそれらの組合せであってもよい。そのような成分は、糖であってもよい。本明細書で使用される糖は、複数のヒドロキシル部分、例えばポリオールを有する分子である。糖は、天然糖（即ち、自然界で天然に生ずる糖）であってもよい。糖は、例えば果実、野菜、乳製品、または花製品に見出すことができる。例えば、いくつかの実施形態では、ゲルアイスは果汁、例えばリンゴ、ナシ、オレンジ、パイナップル、マンゴー、またはクランベリージュースを含み、ゲルアイスは、人間が消費するための形、例えばフローズンドリンクの形をとってもよい。
【００２２】
サトウキビは、凍結レベル低下成分の、天然の供給源の別の例である。糖の例は、グルコース、フルクトース、またはスクロースである。ある実施形態では、凍結レベル低下剤は、砂糖の代用品、例えばサッカリン、アスパルテーム、またはその他の砂糖の代用品である。
【００２３】
その他の実施形態では、少なくとも１種の凍結レベル低下成分は、抗菌性物質である。本明細書で使用される「抗菌性物質」は、微生物の成長を阻害し、遅延させ、停止させ、もしくは防止する、または微生物を死滅させる、任意の物質である。例えば、いくつかの実施形態では、少なくとも１種の凍結レベル低下成分は、二酸化塩素、亜塩素酸塩、またはそれらの組合せである。その他の実施形態では、少なくとも１種の凍結レベル低下剤は、亜塩素酸塩（例えば、亜塩素酸ナトリウム）および水酸化物塩（例えば、水酸化ナトリウム）の混合物を含む。１つのそのような例は、Ｈｙｄｒｏｍａｘ（登録商標）（Ｆｏｏｄ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ  Ｌｉｍｉｔｅｄから入手可能）として公知の凍結レベル低下成分である。その他の実施形態では、少なくとも１種の凍結レベル低下成分は、非亜塩素酸抗菌物質、例えば過酢酸、または米国食品医薬品局により食品での使用に安全であると一般に認められた（ＧＲＡＳ）その他の物質である（以下、参照）。抗菌性凍結レベル低下成分を含むゲルアイスは、任意の数の適用例において用途を見出す。例えば、そのようなゲルアイスは、食物製品の損傷を防止するために、食品の包装に使用されてもよい。
【００２４】
食品に使用されるその他の化学物質を、ゲルアイスに使用してもよい。例えば、いくつかの実施形態では、凍結レベル低下成分は、米国食品医薬品局または任意のその他の規制当局により食品での使用に安全であると一般に認められた（ＧＲＡＳ）任意の物質である。当業者なら、そのような物質を理解するであろう。ＧＲＡＳ物質の例示的なリストを、以下の表１に示す：
【００２５】
【表１−１】
2013533908.tif 000003
【００２６】
【表１−２】
2013533908.tif 000004
【００２７】
【表１−３】
2013533908.tif 000005
【００２８】
【表１−４】
2013533908.tif 000006
【００２９】
【表１−５】
2013533908.tif 000007
【００３０】
【表１−６】
2013533908.tif 000008
【００３１】
【表１−７】
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【００３２】
【表１−８】
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【００３３】
【表１−９】
2013533908.tif 000011
【００３４】
ある実施形態では、アルコールは、氷断片成分の間にある凍結レベル低下成分である。本明細書で使用されるアルコールは、ＯＨ（ヒドロキシル部分）を含む有機化合物である。例えばアルコールは、ＲＯＨによって表すことができ、式中、Ｒはアルキル基である（即ち、飽和、または不飽和の−即ち１つまたは複数の二重および／または三重結合を含有する、直鎖状または分枝状の炭化水素鎖基、例えばメチル、エチル、およびプロピルなどである。）。アルコールの例はエタノールである。アルコールは、ゲルアイス中に、一般に０．１％から２５％、典型的には０．５％から２０％の範囲の濃度で存在する。アルコールが室温で液体である場合（例えば、エタノール）、％濃度は％ｖ／ｖである。アルコールが室温で固体である場合、％濃度は％ｗ／ｖである。氷断片成分の間にある成分は、１つのタイプまたは複数のタイプの塩水、アルコール、または凍結レベル低下成分（例えば、２つのタイプの糖）；またはそれらの組合せ（例えば、糖およびアルコール）であってもよい。関連ある実施形態において、本開示は、アルコール成分を有するゲルアイスを含む、人間が消費するためのドリンクを提供する。例えばアルコール成分は、ラム、ウォッカ、ウィスキー、およびコニャックなど、アルコール（例えば、エタノール）の任意の供給源から誘導されてもよい。その他の実施形態では、ドリンクは、糖、例えば果汁から誘導された糖をさらに含んでいてもよい。その他の実施形態は、メタノール、イソプロパノール、またはブタノールなど、その他のアルコールを含むゲルアイスを提供する。
【００３５】
本明細書に記述されるゲルアイスは、いくつかの有利な性質を有する。理論に拘泥するものではないが、出願人らは、水が氷断片成分の間に捕捉され、小さなサイズの氷断片成分が水の放出を遅延させるようであると考える。その結果、冷却のためゲルアイス上にどのような物品が設置されようとも、水ではなく氷が接触面になる。その結果、物品はより素早く冷却され、氷はより長くより冷たいままである。より素早い冷却は、体裁を整え、物品の脱水を低下させる。さらに、一部には小さいサイズの氷断片成分により、食物製品などの物品（例えば、魚または肉）は、氷との接触のため変化（切断または酸化など）をより受け難くなる。ある実施形態では、「物質」は、物質をゲルアイスに接触させることによって冷却される。本明細書で使用される物質は、生きていても生きていなくてもよく、無傷の生物体またはその部分を含む。例えば魚または動物は、ゲルアイスに接触させる場合に死亡させてもよい。あるいは、例えばロブスターなどの生きている生物体を、ゲルアイスに接触させてもよい。ゲルアイスによる急速冷却によれば、生きている物質を、ゲルアイスの除去後にその通常の温度に戻したときに生存したままにすることが可能であり得る。
【００３６】
開示されたゲルアイスの別の関連ある利点は、氷の結晶／断片のサイズによって、下に在る物質の化学的性質を変えることなく、様々な凍結レベル低下物質から氷を製造することが可能なことである。例えば、ゲルアイスが塩を含む場合、塩は氷水中で化合して、ばらつきなく均等に分布した塩溶液を作製し、塩の残留物を氷の容器内にまたは保存されている生の材料上に残さない。代わりに、塩は結晶／断片の間に捕捉されたままである。理論に拘泥するものではないが、出願人らは、これは大部分が氷の結晶／断片のサイズによると考える。
【００３７】
同様に、その他の物質が処理済みの水と組み合わされる場合、下に在る物質の化学的性質は、ゲルアイス溶液中では無傷のままである。その他の氷製品と比較すると、開示されたゲルアイスは、ランダムに結晶化せず、従来の氷製造技法（例えば、薄片状および立方体状の氷を製造するための従来の技法）に一致した速度で膨張しない。ゲルアイスは、ほぼばらつきのない結晶化をすることができる。したがって、氷作製プロセスで使用される物質（例えば、凍結レベル低下剤、塩、アルコールなど）の化学的性質は、維持される。
【００３８】
ゲルアイスは、陸上または陸上以外で使用することができる。陸上でのゲルアイスの製造は、現場に特異的なゲルアイス製造装置または可搬式装置で行うことができる。現場に特異的な製造の例は、固定された場所での食肉加工施設におけるゲルアイス製造である。陸上以外（例えば、水上、空中、または宇宙空間）でのゲルアイスの製造は、典型的には、可搬式装置を利用することになる。しかしより短い移動の場合、ゲルアイスを陸上で製造し、陸上以外で使用される車両に輸送してもよい。ボートまたは船は、ゲルアイスを陸上以外で使用する場所の例である。
【００３９】
本明細書に開示されたゲルアイスおよび装置には、様々な用途がある。ゲルアイスは、例えば漁業、冷蔵、園芸、食品、飲料、医療、および工業的な適用分野で使用されてもよい。様々な漁業種目には、船舶による漁または水産養殖（養魚場）が含まれる。ゲルアイスは、漁船または水産養殖を介して収穫された魚をチルするのに使用することができる。収穫後、ゲルアイスは、冷蔵輸送、低温貯蔵、および新鮮な魚の市場での陳列に使用することができる。あるいは魚は、魚加工施設（例えば、工場）で処理されてもよい。ゲルアイスは、魚加工施設で使用することができる。
【００４０】
ゲルアイスは、冷蔵輸送中および低温貯蔵中に製品を低温に保つのに使用することができる。ゲルアイスの意外にも高い冷却能力と継続する低温により、製品は、理想的な貯蔵温度でより長くより低い温度のままであり、製品を損傷から保護しかつ品質が失われるのを防止する。ゲルアイスは、開放容器、閉鎖容器、または密封されたプラスチックバッグで使用することができる。ゲルアイスを製造するための装置は、自動化包装システムに組み込むことができる。ゲルアイスは、新鮮な製品を冷蔵するため市場での陳列に使用することができる。ゲルアイスによる冷蔵は、直接的または間接的にすることができる。直接的な冷却では、ゲルアイスは製品に接触し、製品を完全に取り囲んでもよい。製品がゲルアイスによって完全に取り囲まれる場合、冷却された製品は脱水からも保護される。間接的な冷却では、ゲルアイスは、二次的な冷媒または冷却剤として使用される。間接的な冷却では、ゲルアイスは、二次冷媒として、既に利用可能なパイピング全体に循環させることができ、Ｒ−２２（ＦＲＥＯＮ（登録商標））およびその他のＨＣＦＣなどの環境に良くない冷媒の代わりに用いることができる。
【００４１】
ゲルアイスは、園芸で使用することができる。新鮮な果実および野菜は、最高の品質および最長の保存寿命を実現するために、優れた状態になければならない。収穫後の水分損失は、新鮮な果実および野菜の市場性および収益性を低下させる劣化の主な原因の１つである。ゲルアイスは、新鮮な果実および野菜を脱水から保護する。花の場合、温度は、貯蔵、保存、および花持ちに影響を及ぼす主要な因子である。急速冷却は、切り花のコールドチェーンにおいて生命維持に必要な最初のステップであるだけでなく、その後の段階：貯蔵および輸送中に重要なものでもある。ゲルアイスは、急速冷却を行うのに使用することができる。
【００４２】
ゲルアイスは、食品または飲料工業で使用することができる。飲料工業において、例えばビールの生産は、プロセスのいくつかのステップで温度の低下を必要とする。ゲルアイスは、ビールの調製または貯蔵に使用される様々な槽の温度を低下させるのに、使用することができる。食品工業において、例えばパンの生産は、温度の低下を必要とする。高速ミキサーの使用は、生地の望ましくない温度上昇をもたらす。ゲルアイスは、温度を低下させるために、したがってパン種を制御するために、生地中で直接混合することができる。事実上全てのチーズは、スターター期中であっても、乳清タンパク質の濃縮中であっても、または仕上げ台上にあっても、１つまたは複数の冷却段階を受ける必要がある。ゲルアイスは、例えば固体もしくは薄片状の氷または任意のその他の形のチルドウォーターを使用する冷却システムと比べた場合、温度をさらにより短い期間内で所望のレベルまで降下させることにより、実質的な時間の節約をもたらすことによって、異なる冷却段階中に特定の利益を提供することができる。さらにゲルアイスは、新鮮なチーズの輸送中に使用することができる。いくつかの冷却段階が、アイスクリームの製造中に必要である。典型的には、２つの異なる段階中に、撹乳器内にアイスキューブを置く。砂糖水を使用して製造されたゲルアイスを、これらのプロセスに使用することができる。屠殺された動物（例えば、ウシおよびブタなどの家畜と、家禽などのトリ）から得た肉の加工では、冷却が様々な段階で行われる。冷却なしでは、粉砕器の羽根の回転および摩擦により発生した高温により、粉砕された肉の混合物の温度が上昇する可能性がある。ゲルアイスは、混合物を迅速にかつ効率的に冷却することができ、したがってプロセス時間が短縮される。家禽などのトリの場合、トリは、細菌が増殖しないようにチルされ、塩漬けプロセス後にチルドウォーターで濯がれる。ゲルアイスは、トリを迅速にかつ効率的に冷却するのに使用することができ、それによってプロセス時間が短縮される。ゲルアイスは、屠殺後に屠体を冷却し保存するのに使用することもできる。例えばブタやウシなどの屠体を、ゲルアイス中に貯蔵することができる。屠体は、官能的劣化の兆候なしに、長期間にわたりゲルアイス中に貯蔵することができる。
【００４３】
ゲルアイスには、様々な医療用途がある。例えばゲルアイスは、膨張を低減しもしくは予防し、または出血を遅くし、さらに代謝を低下させるのに使用することができる。ゲルアイスは、移植のため摘出された臓器（例えば、肝臓、腎臓、または心臓）を冷却するのに使用することができる。例えばいくつかの実施形態では、ゲルアイスは、塩溶液（例えば、生理食塩液、塩化ナトリウム、潅流溶液、およびＨＴＫ  Ｃｕｓｔｏｄｉｏｌ（登録商標）溶液など）を含んでいてもよく、ゲルアイスは移植用の臓器の貯蔵に使用されてもよい。ゲルアイスは、伝熱効率を高めることができる。
【００４４】
本発明のいくつかの用途では、液体を、濃縮、抽出、または精製のために、本明細書に開示されたゲルアイス装置内に流すことができる。その例は、インスタント紅茶またはインスタントコーヒーを調製するプロセスでの、装置の使用である。濃縮物は、果汁（例えば、グレープジュース）またはワインを使用して調製することができる。水は、精製または脱塩のためにゲルアイス装置内に流すことができる。精製は、廃水の精製を含む。
【００４５】
ゲルアイスの工業的な適用分野は、レーザーヘッドの急速冷却、医薬品製造プロセス中の急速冷却、および天然ガスの冷却などの石油化学を含む。その他の工業的な適用分野の例には、コンクリートの製造（反応熱の吸収）およびプラスチックの製造（温度の安定化）が含まれる。
【００４６】
ゲルアイスは、冷却貯蔵のための現行の熱エネルギー貯蔵（ＴＥＳ）システムの代わりの役割をすることができる。ＴＥＳは、電力使用料金がより低いオフピーク時間中に、エネルギー集約的な冷却設備を大々的に運転させることによって、エネルギーコストを著しく削減する。冷却温度を維持するゲルアイスの能力により、その温度をオフピーク時間中に発生させることができ、ピーク時間中に冷却剤として循環させることができる。
【００４７】
上記にて論じられたゲルアイスの様々な適用分野に加え、その他の実施形態では、ゲルアイスは、家畜処理、肉の貯蔵および陳列、家禽処理、家禽の貯蔵および陳列、漁船、養魚場、魚の処理、魚の貯蔵および陳列、果実および野菜の貯蔵および加工、熱エネルギー貯蔵システム、低温貯蔵、スーパーマーケットでの新鮮な陳列、レストランでの貯蔵、バー（アルコールの）混合飲料の適用分野、保護的低体温法、リハビリテーションおよび慢性的治療、器官および組織の保存（例えば、臓器移植の場合）、けがの安定化および治療、緊急車両ユニット、大学またはプロの運動用プログラムでのけがの予防、海水脱塩、廃水精製、パンおよびチーズの加工、アイスクリームの製造、フローズン飲料、ワインおよびビールの調製および貯蔵、獣医学、コーヒーの調製および貯蔵、園芸のための保存および輸送、８０ＦＴ＋ヨットおよびクルーズ船の台所用品、ホテルでの食品保存、生きている甲殻類、魚、およびその他の海洋生物の輸送、研究のための海洋生物の保存輸送、形成外科での修復、解剖用死体の保存（例えば、自然災害後の）、森林火災の抑制、中間食品の輸送支援および保存、ワクチンの輸送および貯蔵、またはセメントの混合および冷却に使用されてもよい。開示されたゲルアイスのその他の適用分野は、当業者に容易に明らかにされよう。
【００４８】
図１は、コンベヤーシステム１１０、タンク１２０、およびゲルアイス製造システム１３０を含む、処理システム１００を示す。ゲルアイス製造システム１３０は、ゲルアイス発生装置１４０、流体供給体１５０、およびゲルアイス発生装置１４０に冷却剤を送出する冷却システム１６０を含む。流体供給体１５０は、流体をゲルアイス発生装置１４０に送出し、冷却剤を使用して流体からゲルアイスを製造する。ゲルアイスは、出力ライン１８０内を通過してタンク１２０に至る。
【００４９】
コンベヤーシステム１１０は、吊るされたブタの屠体として示される物品を、矢印１８２により示される方向に移動させて、屠体をゲルアイス浴１４２内に浸漬する。屠体は、ゲルアイス浴１４２内に順次浸漬される。屠体が十分な時間浸漬された後、屠体を浴１４２から引き出し、続けて処理することができる。ゲルアイス発生装置１４０は、連続的にまたは断続的にゲルアイスをタンク１２０に送出することができる。
【００５０】
閉ループシステムとして示される冷却システム１６０は、加圧デバイス１９０、凝縮器１９２、および弁１９６を含む。流体ライン２００は、ゲルアイス発生装置１４０を加圧デバイス１９０に接続する。流体ライン２０２は、加圧デバイス１９０を凝縮器１９２に接続する。流体ライン２０６は、凝縮器１９２を弁１９６に接続する。流体ライン２０８は、弁１９６をゲルアイス発生装置１４０に接続する。流体ライン２００、２０２、２０６、２０８のそれぞれは、コンジット、パイプ、チューブ、または内部を冷却剤が流れることができるその他の構成要素にすることができる。冷却剤は、冷媒１２（例えば、ＦＲＥＯＮ（登録商標））、冷媒２２（Ｒ−２２）、冷媒１３４ａ（Ｒ−１３４ａ）、冷媒４０４ａ（Ｒ−４０４ａ）、アンモニア、またはその他のタイプの冷媒などの冷媒にすることができる。有利には、冷却システム１６０は、冷却剤をゲルアイス発生装置１４０に繰り返し送出できるように、冷却剤を調整し直すことができる。アンモニアが利用される場合、冷却システム１６０は、圧縮器を有していてもいなくてもよい。例えば、一連の弁を使用して、アンモニアを調整し直すことができる。
【００５１】
ライン１５２は、流体供給体１５０をゲルアイス発生装置１４０に接続する。流体供給体１５０は、塩水、海水、砂糖水、アルコール、またはそれらの混合物など、ならびに広範な異なるタイプの凍結レベル低下成分または添加剤を含有することができる。液体を濃縮しまたは精製するために、流体供給体１５０は、果汁（例えば、グレープジュース）、ワイン、またはリカー（例えば、ウォッカ、ラムなど）などを含有してもよい。
【００５２】
流体供給体１５０は、流体をライン１５２内にポンプ送出するために、１つまたは複数の加圧デバイス（例えば、ピストンポンプ、ダイヤフラムポンプ、ロータリーポンプ、またはスクリューポンプなど）を含むことができる。いくつかの実施形態では、流体供給体１５０は、それぞれが異なる流体を含有している多数の容器を含む。例えば１つの容器は、塩水または砂糖水を保持することができる。別の容器は、アルコールなどの別の液体を保持することができる。異なる液体は、別々のラインを経てゲルアイス発生装置１４０に送出することができる。流体は、ゲルアイス発生装置１４０内で混合することができる。その他の実施形態では、液体は、流体供給体１５０内で混合される。次いで混合物がゲルアイス発生装置１４０に送出される。流体供給体１５０は、限定するものではないがフィルターシステム、ミキサー、センサー、弁、または制御器などを含むこともできる。ある実施形態では、流体供給体１５０は、海洋などの外部液体供給源から液体を送出するポンプである。フィルターシステムは、処理前に海水を濾過することができる。
【００５３】
制御器１７０は、ゲルアイス発生装置１４０、ならびにその他の構成要素もしくはシステム、例えば冷却システム１６０もしくは流体供給体１５０、またはその両方に、通信可能に連結される。異なるタイプの有線または無線接続を使用して、制御器１７０とその他のデバイスとの間で通信を行うことができる。制御器１７０は、運転速度（例えば、混合装置の回転速度）、処理温度、作動圧力、流量（例えば、ゲルアイス流量、出発流体流量、または流動性材料の流量など）を含むがそれらに限定されない処理変数を調節することができる。「流動性材料」という用語は、１種または複数の流体、ゲルアイス、またはそれらの混合物などを指すことができる。例えば流動性材料は、例えば塩水、砂糖水、またはアルコールなどの液体にすることができる。制御器１７０は、駆動デバイスに通信可能に連結し、そのような流動性材料を処理して約２．５ミクロン以下の直径の氷断片を有するゲルアイスが製造されるように、ゲルアイス発生装置１４０の混合装置を回転させるよう命令することができる。
【００５４】
制御器１７０は一般に、１つまたは複数の中央処理ユニット、処理デバイス、マイクロプロセッサー、デジタル信号プロセッサー（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、およびリーダーなどを含むが、それらに限定するものではない。情報を保存するために、制御器は、揮発性メモリー、不揮発性メモリー、読取り専用メモリー（ＲＯＭ）、およびランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）などの１つまたは複数の記憶素子も含む。制御器は、ゲルアイスの特性、処理温度、流量（例えば、体積流量）、または流速などの情報を表示するディスプレーを含むことができる。例示的なディスプレーには、ＬＣＤスクリーン、モニター、アナログディスプレー、デジタルディスプレー（例えば、発光ダイオードディスプレー）、または情報を表示するのに適切なその他のデバイスが含まれるが、それらに限定するものではない。「情報」という用語には、１つまたは複数のプログラム、実行可能コードまたは命令、ルーチン、関係（例えば、ゲルアイスの流動性対処理温度、流量センサー信号対体積流量など）、データ、操作命令、およびそれらの組合せなどが含まれるが、それらに限定するものではない。例えば情報は、１つまたは複数の温度設定、流量設定、圧力設定、または駆動デバイス速度などを含んでいてもよい。異なるプログラムは、異なる流体を処理するのに使用することができる。ゲルアイスを塩水から製造するには、塩水の塩分を制御器１７０に入力し、その入力された情報に基づいて適切なプログラムを決定する。砂糖水などの異なる流体を処理するために、制御器１７０は異なるプログラムを選択することができる。
【００５５】
図１のゲルアイス発生装置の冷却剤は、流動性材料が冷却され蒸発するときに熱を吸収する。したがってライン２００内の加熱された冷却剤は、高温蒸気になる可能性がある。高温蒸気は、流体ライン２００を通過して加圧デバイス１９０に至る。高温蒸気は加圧デバイス１９０内で圧縮されて、過熱蒸気を製造し、この過熱蒸気はライン２０２に出力される。過熱蒸気は、ライン２０２内を、凝縮器１９２へと移動する。凝縮器１９２は過熱蒸気を冷却して、低温液体を製造し、この低温液体がライン２０６に出力される。低温液体は、ライン２０６内を、弁１９６へと移動する。低温液体は、弁１９６（例えば、エクスパンションバルブ）を通過して、低温の液体−蒸気混合物を製造する。低温液体−蒸気混合物はライン２０８内を移動して、最終的にはゲルアイス発生装置１４０に入る。
【００５６】
図２〜４を参照すると、ゲルアイス発生装置１４０は、混合ユニット２３０、駆動モーターの形をした駆動デバイス２４０、および混合ユニット２３０を駆動デバイス２４０に接続する連結器２５０を含む。混合ユニット２３０は、流体を受け取るための入口２６０と、ゲルアイスを出力するための出口２６２とを含む。入口２６０は、ライン１５２の下流端２６６に連結される。出口２６２は、ライン１８０の上流端２６８に連結される。混合ユニット２３０は、冷却剤入口２７０および冷却剤出口２７２も含む。冷却剤入口２７０は、ライン２０８の下流端２７４に連結される。冷却剤出口２７２は、ライン２００の上流端２７６に連結される。
【００５７】
駆動デバイス２４０は、エネルギーが加えられると、混合ユニット２３０の内部構成要素を回転させる。いくつかの実施形態では、駆動デバイス２４０は、比較的速い回転速度を実現することが可能なＤＣモーター（例えば、ブラシ付きＤＣモーターまたはブラシレスＤＣモーターなど）などの電気モーターの形をとる。ある実施形態では、電気駆動デバイス２４０は、約０．２５ｋＷから１．５ｋＷの電力を供給することができる。そのような電気モーターは、約５０〜６０ヘルツの周波数で動作する単相モーターまたは三相モーターにすることができる。その他の実施形態では、周波数調節器を使用して、約１００ヘルツでモーターを動作させることができる。モーターは、約１１０ボルトから約２３０ボルトで動作させることができる。異なる周波数／電圧で動作するその他のタイプのモーターも利用することができる。
【００５８】
いくつかの実施形態では、駆動デバイス２４０は、液圧駆動モーターまたは発生器を含む。例えば駆動デバイス２４０は、液圧および液圧システムからの流れを機械的エネルギーに変換する液圧モーターの形をとることができる。液圧モーター２４０は、高いまたは低い作動圧力の流体を含めた、異なる圧力の流体を利用することにより、異なる速度で駆動することができる。作動流体を加圧するための液圧システムは、１つまたは複数のポンプ、加圧デバイス、および弁システムを含むことができるが、それらに限定するものではない。
【００５９】
図５は、入口アセンブリー３００、定量吐出機構３０４、および混合ユニット２３０を一般に含む、ゲルアイス発生装置１４０の組立分解等角図である。定量吐出機構３０４は、連結器２５０に連結される。駆動デバイス２４０の駆動シャフト３１０は、連結器２５０に連結される。連結器２５０は、機械的エネルギーを混合ユニット２３０に伝達する。
【００６０】
入口アセンブリー３００は、端部カバー３３０、ベースプレート３３２、および流体が内部を流れることができる入口要素３３４を含む。複数の接続子３３６ａ〜ｄは、端部カバー３３０をベースプレート３３２に連結する。入口要素３３４は、端部カバー３３０とベースプレート３３２との間にしっかり保持される。ベアリング３５０は、端部カバー３３０、入口要素３３４、およびベースプレート３３２の内部を延びる。
【００６１】
少なくとも部分的に内管３８０で形成された容器を冷却するための冷却ジャケット３６０は、一般に、外管３６２、冷却剤入口マニホールド３７０、および冷却剤出口マニホールド３７２を含む。冷却剤は、入口マニホールド３７０、冷却剤チャンバー、および出口マニホールド３７２の内部を流れる。冷却剤チャンバーの冷却剤は、内管３８０内の流動性材料の温度を低下させる。
【００６２】
外管３６２は、内管３８０を受容しかつ取り囲むようにサイズが決められ、略円形プロファイル、多角形プロファイル、楕円形プロファイル、またはその他の適切なプロファイルを有することができ、全体的にまたは部分的に、１種または複数のプラスチック、フォーム、金属、複合体、またはそれらの組合せで作製することができる。外管３６２は、外管３６２の壁面を横断する熱伝達を阻止するために、断熱材料の少なくとも１つの層（例えば、連続気泡フォームまたは独立気泡フォームの層）を含むことができる。
【００６３】
図５の内管３８０は、通路３８３を画定する内面３８２、および外面３８６を有する。外面３８６は、組み立てられると外管３６２の内面３８８に対向する。外面３８６および内面３８８は、図１０および１１に関連して論じられるように、冷却剤チャンバーを画定することができる。
【００６４】
内管３８０は、例えば摩耗特性、機械特性、熱特性（例えば、熱伝導率、または熱膨張／収縮特性など）、衝撃強さ、または靭性などに基づいて選択された材料で作製することができる。内管３８０を形成する材料の熱伝導率は、側壁４１９を通る熱伝達の速度を上昇させまたは低下させるように選択することができる。高伝熱管３８０は、全体的にまたは部分的に、銅、鋼、アルミニウム、それらの組合せなどの１種もしくは複数の金属、またはその他の高伝熱材料で、作製することができる。ある実施形態では、内管３８０は、高い熱伝導率を目的として、全体的にまたは部分的に、銅を含む合金で作製される。高伝熱材料はより効率的な冷却を可能にし、したがって、より高いスループットの実現を支援する。高い摩耗性の内管３８０は、鋼またはその他の耐摩耗性もしくは硬化材料を含むことができる。面３８２には、質感を付け、研磨し、または同様のことを行うことができ、コーティング、例えば低摩擦コーティングまたは粘着防止コーティング、例えばＴＥＦＬＯＮ（登録商標）、株式会社竹中製作所製のＮＡＮＯＴＥＣＴ（登録商標）、高密度カーボンナノチューブをベースにしたコーティング材料、または類似の材料によって形成されてもよい。面３８２の表面粗さを増大させまたは減少させて、氷断片形成速度を上昇させまたは低下させることができる。例えば面３８２は、高度に研磨された面にすることができ、全体的にまたは部分的に、食品との接触に適切な材料（例えば、３１６Ｌステンレス鋼またはその他の食品グレードの金属）で作製することができる。食品以外の適用分野では、面３８２は、食品との接触に適切ではない材料で作製することができる。面３８２の平均粗さ（Ｒａ）は、約４ミクロン未満にすることができる。例えば面３８２は、約２μｍから約４μｍの範囲のＲａを有することができる。その他の実施形態では、面３８２は、約３μｍ未満のＲａを有する。その他の面の仕上げおよび粗さも、必要に応じてまたは望みに応じて可能である。
【００６５】
図５の混合装置３２２は、一般に、ローターシャフトアセンブリー３９０と、このローターシャフトアセンブリー３９０に連結された定量吐出ホイール４１０とを含む。ローターシャフトアセンブリー３９０は、中空ローターシャフト４００と、このローターシャフト４００によって支持された複数の展開可能要素４０２とを含む。ローターシャフト４００の端部４０８は、ベアリング３５０に連結される。ローターシャフト４００の別の端部４０９は、定量吐出ホイール４１０に連結される。定量吐出ホイール４１０は、区画のアレイを含み、そのそれぞれは、ゲルアイスを受け取りかつ出口２６２との連絡状態にするために移動させるように、構成される。
【００６６】
図６〜８を参照すると、ローターシャフト４００は、内面４１８および外面４２０を有する管状本体として示された本体４１６を含む。内面４１８は、ボア４２１を画定する。ボア４２１は、本体４１６の長さに沿って長手方向に延びる。複数の開口４２６が内面４１８から外面４２０に延びる。各開口４２６は、管状本体４１６の側壁４２２内を通る流路を画定する。混合装置３２２が内管３８０に位置決めされる場合、開口４２６は、ボア４２１と、本体４１６と内管３８０の隙間との間に流体連絡を提供する。したがって流動性材料は、ボア４２１の内部および外部に流れることができる。
【００６７】
開口４２６の集合体４３０ａ〜ｄ（まとめて「４３０」）は、本体４１６の周りに互いに間隔を空けて円周上に配置される。各集合体４３０は、本体４１６の長さに沿って間隔を空けて配置された開口４２６を含む。図６〜８の例示された実施形態を含むいくつかの実施形態では、本体４１６は、本体４１６の縦軸５００（図７）に対して約９０°で互いに間隔を空けて配置された４つの集合体４３０を含み、各集合体４３０は、６個の略楕円形開口４２６を含む。その他の実施形態では、開口４２６が多角形（例えば、正方形または長方形など）、円形、または任意のその他の適切な形状を有する。開口同士の間隔、１つの集合体での開口の数、ならびに開口の構成および寸法は、アイスゲルの所望の組成およびコンシステンシーと処理時間とを含めた、様々な処理パラメーターに基づいて選択することができる。
【００６８】
図９は、本体４１６上に取り付けられた要素４０２の１つを示す。本体４１６が回転するにつれ、接続子４４０は、要素４０２の対応する回転を引き起こす。接続子４４０は、突起４９２およびシャフト４９４（仮想線で示す。）を含む。突起４９２は、内面４１８からボア４２１内に突出している。シャフト４９４は、外面４２０から離れて延び、要素４０２のスルーホール４９６内に少なくとも部分的に延びる。
【００６９】
突起４９２は、羽根、ヒレ、プレート、または流動性材料を処理すること（例えば、混合、撹拌、または分離など）が可能なその他の要素もしくはフィーチャーの形をとることができる。いくつかの実施形態では、突起４９２（図８）は、半径方向にボア４２１内に延び、ボア４２１内での流動性材料の混合を促進させるように配列されかつ寸法決めされている。さらにまたはあるいは、突起４９２は、ボア４２１に沿って流れ（例えば、渦流およびその他のタイプの旋回流）が誘発するように、寸法決めすることができる。そのような実施形態によれば、混合装置３２２は、流動性材料の成分を分離することができる渦管として機能することが可能になる。より重い成分は壁４２２に向かって押しやられ、一方、より軽い成分は、ボア４２１の内部に向かって押しやられる。さらにまたはあるいは、突起４９２は、混合を増強したり渦の離脱を発生させたりなどするために、乱流を促進させることができる。いくつかの実施形態では、突起４９２の少なくとも１つの高さＨ（図９）とボア４２１の直径Ｄ（図８）との比は、約０．１から約０．２の範囲にある。例として、約０．２の比に関しては、直径Ｄを約１０ｃｍにすることができ、高さＨを約２ｃｍにすることができる。図９に示されるように、高さＨは、突起４９２の縦軸４９３に沿って測定された、面４１８から突起４９２の端部４９７までの距離にすることができる。そのような実施形態は、乱流および渦流の少なくとも１つを発生させるのに十分適切である。
【００７０】
図６および７を再び参照すると、各要素４０２は、２個の接続子４４０によって本体４１６に接続されている。要素４０２は、ローターシャフト４００の回転軸５０１に合わせてほぼ長手方向に位置合わせされ、開口４６２の少なくとも一部を少なくとも部分的に覆うことができる。要素４０２の４つの集合体は、本体４１６の周りに互いに間隔を空けて、円周上に配置される。各集合体は、本体４１６の長さに沿って間隔を空けて配置される３個の要素４０２を含む。
【００７１】
図９に示されるように、要素４０２は、先頭部４５０、外面４５６、およびこの外面４５６に対して角度が付けられた内面４６０を有する。先頭部４５０の前縁４５２が流動性材料内を通過するにつれ、この流動性材料は、矢印４６３により示されるように、内面４６０に沿って、隣接する開口４２６（仮想線で示す。）に向かいかつその内部を流れることができる。要素４０２は、全体的にまたは部分的に、１種または複数の金属、ポリマー、セラミック、複合体、またはその他の類似の材料で作製することができる。例示的な非限定的金属には、アルミニウム、鋼、チタン、および高強度合金が含まれる。例えば前縁４５２は、硬化または高摩耗材料、例えばカーバイドで、形成することができる。そのような実施形態は、長い使用期間にわたり、内管３８０との繰り返される接触に耐えることができる。
【００７２】
図１０および１１は、ゲルアイス発生装置１４０を示す。一般に流体は、ゲルアイス形成チャンバー４７０内に送出される。流体は、回転ローターシャフト４００と固定内管３８０との隙間５２４に沿って通過し、開口４２６内も通過する。ボア４２１内の流体は、突起４９２によって処理することができる（構成要素が不明瞭になるのを避けるため、突起４９２の一部のみを表示する。）。流動性材料が、ゲルアイス形成チャンバー４７０に沿って定量吐出機構３０４に向かって進むにつれ、氷断片の量（重量または体積による。）は徐々に増加する。下流開口５６０に少なくとも近接した状態で、流動性材料はゲルアイスになることができる。ゲルアイスは、開口５６０からホイール４１０（図５）へと流出することができる。定量吐出ホイール４１０が回転するにつれ、その区画は順次、出口２６２と流体連絡をとるようになる。ゲルアイスは、出口２６２を経て、ライン１８０に沿って図１のタンク１２０またはその他の適切なゲルアイス貯蔵デバイスヘと流れる。ゲルアイス製造プロセスについて、以下に詳細に論ずる。
【００７３】
図１０を参照すると、流体は、開口５１０を介してゲルアイス形成チャンバー４７０内に導入される。開口５１０は、内管３８０の内面３８２と、本体４１６の外面４２０とによって画定される。本体４１６と内管３８０とが同心状である場合、開口５１０は、略環状の形状を有することができる。その他の形状の開口５１０も、必要に応じてまたは望みに応じて用いることができる。例えば開口５１０は、楕円形状または多角形状などを有することができる。
【００７４】
流体は、矢印によって示されるように、ゲルアイス形成チャンバー４７０内を進む。流体は、隙間５２４内の回転要素４０２に向かいかつ通り過ぎるように流れる。流体は、開口４２６およびボア４２１内も流れる。このように、流動性材料はゲルアイス形成チャンバー４７０を満たしかつその内部を循環する。
【００７５】
内管３８０は、チルされ、熱を吸収して流動性材料を冷やす。内面３８２に接触しまたは近接する流体は、氷断片になることができる。これは流体が、結晶化が引き起こされるように十分低い温度に到達するからである。要素４０２は、氷断片の形成を促進させ、面３８２から氷断片を除去し、氷断片または大きな氷の結晶を崩壊させ、氷断片の核製造を促進させ、またはその他の方法で流動性材料を処理することができる。ある実施形態では、要素４０２は、面３８２に物理的に接触して、氷断片を形成する。氷断片は面３８２から離れ、ゲルアイス形成チャンバー４７０内を循環する。ある実施形態では、要素４０２は、面３８２の一部に沿って滑動して、氷断片の形成および／または除去を助ける。要素４０２は、流動性材料を混合するために、面３８２から間隔を空けて配置することができる。したがって要素４０２は、内面３８２から間隔を空けて配置することができ、内面３８２に接触することができ、または内面３８２に近接することができ、それによって処理の柔軟性が得られる。
【００７６】
内管３８０を冷却するために、冷却剤（例えば、低温液体−蒸気混合物）は入口マニホールド３７０内を通過する。液体−蒸気混合物は、図１１に示されるように、アパーチャー５３２内を通って冷却剤チャンバー５７０へと流れる。冷却剤チャンバー５７０は蒸発チャンバーとして働くことができ、内管３８０の外面３８６と外管３６２の内面３８８との間にある。低温液体−蒸気混合物は、外面３８６に沿って流れ、熱を吸収し、それによって、内面３８２を含めて内管３８０を冷却する。
【００７７】
冷却剤は、比較的低い温度で内管３８０を保つように循環する。制御器１７０（図１）は、内面３８２が所望の温度でまたは所望の温度範囲内で保たれることを確実にするために、冷却システム１６０と通信することができる。いくつかの実施形態では、内面３８２は、氷断片の急速形成が引き起こされるように、十分低い温度で保つことができる。例えば内面３８２は、約−２０℃から約−１０℃の温度で保つことができる。出発流体が塩水である場合、内面３８２の温度は約−１５℃に維持することができる。内面３８２の温度は、ゲルアイス形成チャンバー４７０内に供給された出発流体の温度、流量、または特性（例えば、流体中の塩または糖の濃度）、ならびにゲルアイスの所望の特性、または所望のゲルアイス発生装置のスループットなどに基づいて、選択することができる。
【００７８】
低温液体−蒸気混合物は、熱を吸収するにつれ蒸発し始める。蒸発した冷却剤（例えば、加熱された蒸気）を除去するために、冷却剤を、冷却剤出口マニホールド３７２の開口５４０を通して引き出す。冷却剤は、冷却剤出口マニホールド３７２を経てライン２００に進む。
【００７９】
図１０および１１を参照すると、混合装置３２２の回転速度を上昇させまたは低下させることにより、ゲルアイスの性質を調節することができる。いくつかのプロセスでは、示される混合装置３２２は、１分当たり約３００回転（ＲＰＭ）以上の回転速度で反時計回りに回転する（図１１参照）。そのような実施形態は、比較的高濃度のゲルアイスを製造するのに十分適切である。いくつかの実施形態では、混合装置３２２は、約３００ＲＰＭから約５，０００ＲＰＭの範囲内の回転速度で回転する。直径が約２．５ミクロン以下の氷断片成分を製造するために、混合装置３２２を約３００ＲＰＭで回転させる。回転速度は、氷断片成分のサイズを著しく低減させるため、５，０００ＲＰＭまで上昇させることができる。例えば混合装置３２２は、高い供給量でも低濃度のゲルアイスが形成されるように、比較的高い回転速度（例えば、３，０００ＲＰＭ）で回転することができる。形成チャンバー４７０内を通過する流動性材料の体積流量を増加させまたは減少させた場合、混合装置３２２の回転速度も、ゲルアイスのコンシステンシーが維持されるように上昇させまたは低下させることができる。
【００８０】
ある実施形態では、ゲルアイス形成チャンバー４７０は、約３ｍの長さと約３０ｃｍの直径を有する。そのような実施形態は、約８ｋＷから約１０ｋＷの冷却を提供する。流体の体積流量は、高濃度ゲルアイスを形成するのに１時間当たり約２５０リットル、低濃度ゲルアイスを形成するのに１時間当たり３５０リットル、または低濃度の透明なゲルアイスを形成するのに１時間当たり６００リットルにすることができる。その他の実施形態では、ゲルアイス形成チャンバー４７０は、約４ｋＷから約１０ｋＷの冷却を提供するのに約４５ｃｍの長さと約２０ｃｍの直径とを有する。
【００８１】
図１２〜１４は、処理中の要素４０２の異なる位置を示す。要素４０２は、シャフト４９４に沿って自由に滑動し、内管３８０と本体４１６との間に捕獲された状態で保持される。要素４０２は、遠心力、流動性材料と要素４０２などとの間の相互作用により製造された力によって展開することができる。
【００８２】
図１２は、隙間５２４の上部（即ち、ゲルアイス形成チャンバー４７０の上部）に位置付けられた要素４０２を示す。前縁４５２は、内面３８２からクリアランスディスタンスＤだけ間隔を空けて配置される。いくつかの実施形態では、クリアランスディスタンスＤは、約１０ｍｍ以下、５ｍｍ以下、または２．５ｍｍ以下である。示された要素４０２は、本体４１６の外面４２０に支えられ、クリアランスディスタンスＤは約５ｍｍである。
【００８３】
図１３に示されるように、シャフト４９４がほぼ水平方向に延びる場合、前縁４５２は、壁面３８２から間隔を空けて配置されてもよい。要素４０２が隙間５２４の底部に近付くとき（図１４に示されるように）、要素４０２はシャフト４９４に沿って滑動し、前縁４５２は面３８２と接触するようになってもよい。重力は、要素４０２が内管３８０の底部に沿って滑動するときに、縁４５２を面３８２に接触させて保つのを助けることができる。要素４０２は、隙間４７０の上部に移動するにつれ、半径方向を内向きに移動することができる。このように要素４０２は、特に偏心運動が得られる低い回転速度で、シャフト４９４に滑動可能に接触し、内面３８２に対して自由に移動可能である。
【００８４】
高い回転速度では、要素４０２は、例えば遠心力により、面３８２に近接にまたは接触させて保つことができる。例えば前縁４５２は、混合装置３２２が回転するにつれ、内面３８２に沿って滑動することができる。これは、面３８２もしくは要素４０２またはその両方に明らかに損傷を与える可能性のある衝撃力を最小限に抑え、制限し、または実質的になくすため、要素４０２が面３８２に沿って滑らかに滑動するのを確実にする。
【００８５】
示されていないが、付勢部材、アクチュエーター、または位置決め装置などを使用して、処理の柔軟性のために要素４０２を能動的に位置決めすることができる。
【００８６】
再び図１０を参照すると、センサー５４２は、動作中に存在する様々な異なる動作フィーチャーおよびパラメーターを感知することが可能である。センサー５４２は、流速または体積流量などを測定する流量センサーにすることができる。センサー５４２は、流量を表す１つまたは複数の信号を制御器１７０に送信することができる。制御器１７０は、少なくとも部分的には、信号に基づいて処理を制御することができる。流量センサー５４２は、内面３８２に沿って（図１０に示されるように）、開口５１０、５６０の１つの中に、または流量を検出するための任意のその他の適切な部位に、位置決めすることができる。
【００８７】
その他の実施形態では、センサー５４２は、ゲルアイス形成チャンバー４７０内の流動性材料、もしくは冷却剤チャンバー５７０内の冷却剤、またはその両方の温度を測定するために、管３８０の壁４１９に組み込まれる。センサー５４２は、測定された温度を表す１つまたは複数の信号を制御器１７０に送信することができ、そのようにすることで、少なくとも部分的に信号に基づいて、冷却システム１６０の動作を制御することができる。任意の数の温度センサーを、処理をモニターするのに適切な種々の温度を評価するために、ゲルアイス形成チャンバー４７０の全体を通して様々な部位に位置決めすることができる。
【００８８】
制御器１７０は、デバイスからのフィードバックに基づいて、処理をモニターすることもできる。制御器１７０は、いくつかの実施形態において、例えば駆動デバイス２４０により加えられたトルクに基づき、ゲルアイス形成チャンバー４７０内の材料の特性を決定する。比較的高濃度のゲルアイスをゲルアイス形成チャンバー４７０内で形成する場合、駆動デバイス２４０は、混合装置３２２の高い回転速度を維持するために、比較的高いトルクを加えることができる。ゲルアイス形成チャンバー４７０内のゲルアイスが低濃度のゲルアイスである場合、モーター２４０によって加えられたトルクを比較的低くすることができる。
【００８９】
図１のゲルアイス製造システム１３０およびその構成要素は、広範にわたる種々のタイプの処理システムに組み込むことができる。ゲルアイス発生装置１４０が船舶（例えば、漁船）上で使用される場合、ゲルアイス発生装置１４０は、海水を処理して、魚などの海産物または海で獲れたその他の生物をチルするのに使用されるゲルアイスを製造することができる。そのようなゲルアイス発生装置１４０は、可搬式であり船舶内の異なる場所に移動することができる。食肉加工工場では、ゲルアイス発生装置１４０は、屠殺した動物から得た肉を加工するのに使用されるゲルアイスを送出するため、既存の利用可能な配管に組み込むことができ、および利用可能な冷蔵システムおよび流体供給体と共に使用することができる。
【００９０】
図１５は、１対のモジュラーゲルアイス製造システムの等角図である。ゲルアイス製造システム１３０ａは、外部保護ハウジング６００を含む。保護ハウジング６００は、パネルと、このパネルが連結できるフレームとを含む。ゲルアイス製造システム１３０ｂの保護ハウジングのパネルは、取り外した状態で示す。
【００９１】
ゲルアイス製造システム１３０ａ、１３０ｂ（まとめて「１３０」）は、輸送のためにまたは設置されたシステムのフットプリントを縮小するために、都合良く積み重ねることができる。ゲルアイス製造システム１３０の数を増加または減少させて、発生したゲルアイスの量を増加しまたは減少させることができる。有利には、ゲルアイス製造システム１３０は、広範な場所に設置できるように可搬式である。
【００９２】
ゲルアイス製造システム１３０ｂは、図１のゲルアイス製造システム１３０に類似しており、アキュムレーター６０２および乾燥器６０４を含む。アキュムレーター６０２は、気体が圧縮器の形をした加圧デバイス１９０に送出されることを確実にするために、ゲルアイス発生装置１４０から出力されたあらゆる液体を蓄積することができる。乾燥器６０４は、作動流体から水を除去するために、乾燥剤を含有することができる。乾燥器６０４は、ゲルアイス発生装置１４０の下流および加圧デバイス１９０の上流に位置決めすることができる。油分離器６１０は、ゲルアイス発生装置１４０から出力された作動流体（例えば、冷媒）から、油を分離することができる。
【００９３】
凝縮器入力ライン６４０は、凝縮器１９２に向けて作動流体（例えば、チルドウォーター）を送出する。凝縮器１９２からの流体は、凝縮器出力ライン６４２を経て流出する。入力ライン６５０は、流体供給体からライン１５２に流体を送出する。出力ライン６５２は、ライン１８０からゲルアイスを受け取る。
【００９４】
制御システム６７０は、制御器６７２、中継ユニット６７４、緊急停止ユニット６７６、および流量制御ユニット６７８を含む。制御器６７２は、１つまたは複数のプロセッサー、コンピューターデバイス、メモリー（例えば、揮発性メモリー、不揮発性メモリー、読取り専用メモリー（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ））、ストレージデバイス、ディスプレー６７９、および入力デバイス６８０を含む。入力デバイス６８０は、１つまたは複数のボタン、キーボード、入力パッド、ボタン、制御モジュール、またはその他の適切な入力デバイスを含むことができるが、それらに限定するものではない。例示された入力デバイス６８０は、制御器６７２をプログラムするのに使用されるタッチパッドなどの入力パッドの形をとる。中継ユニット６７４は、中継器、ヒューズ、回路遮断器、およびその他の電気部品を含むことができる。緊急停止ユニット６７６は、ゲルアイス製造システム１３０ｂの動作を停止させるために押すことができる、ボタンを有する。流量制御ユニット６７８は、１つまたは複数の弁、制御モジュール、およびアイスゲルの出力を制御するのに適切なその他の構成要素を含むことができる。
【００９５】
図１６は、異なるタイプのゲルアイスを示す。左の管は、氷断片成分が３５％である高濃度ゲルアイスを出力している。真ん中の管は、氷断片成分が２５％である中濃度ゲルアイスを出力している。右の管は、氷断片成分が１５％である低濃度ゲルアイスを出力している。
【００９６】
図１７は、異なる氷の上に１４日置いた後の、２匹の新鮮なタラの写真である。上のタラは、従来の薄片状の氷の中に保持され、下のタラは、本発明のゲルアイスの中に保持された。従来の薄片状の氷の中に保持されたタラは、劣化の兆候を示し（例えば、目に見える個別の斑点の数が減少する。）、それに対してゲルアイスの中に保持されたタラは、その兆候がない。
【００９７】
図１８は、従来の薄片状の氷とゲルアイスとでそれぞれ貯蔵された新鮮なタラの、船上での貯蔵および小売店での保存寿命の評価を比較したグラフを示す。ゲルアイスで貯蔵されたタラは、船上での貯蔵時間を延ばすことができ、小売店での保存寿命も延ばすことができる。
【００９８】
図１９は、従来の薄片状の氷と本発明のゲルアイスでそれぞれ保持された新鮮な魚の、捕獲から小売りまでの収量の評価を比較したグラフを示す。図示されるように、ゲルアイスで貯蔵された新鮮な魚は、収量を増加させることができる。
【００９９】
図２０は、本発明のゲルアイスの、走査型透過電子顕微鏡写真である。ゲルアイスの氷断片成分は、０．５から０．８ミクロンの平均直径を保有した。ゲルアイスは、ほぼ均一な結晶化特性を備えた氷断片成分を有することができる。結晶化特性には、全体的な形状およびサイズが含まれるが、それらに限定するものではない。氷断片成分は、従来の氷製造技法を使用して作製された薄片状のまたは立方体状の氷の膨張速度よりも著しく遅い速度で膨張することができる。理論に拘泥するものではないが、出願人らは、ゲルアイスの結晶化特性が、少なくとも部分的に、凍結レベル低下剤がその化学的性質をゲルアイス中で保持するのに寄与すると考える。
【０１００】
以下の実施例は、例示として提供されるものであり、限定しようとするものではない。
【実施例】
【０１０１】
［実施例１］
海または陸上での養魚場での新鮮な魚の取扱いにおける、温度および品質制御プロトコル
本発明のゲルアイスを、改善された硬直前貯蔵温度を実現するために、かつプロセス全体を通して＋１℃よりも低い魚の温度を維持するために、製造する。これは：収量および保存寿命を改善し；貯蔵および処理中の重量損失を低下させ／予防し；ならびに細菌による分解および酸化損傷を最小限に抑え／予防するという目標に一致する。
【０１０２】
本発明のゲルアイス製造システムは、新鮮な海水のみ、または淡水および海水の混合物であって、塩分が２．５〜３％のものを使用して、様々なゲルアイスを同時に製造する。
【０１０３】
例えばシステムは、それぞれが独立した氷出口を備える４つの独立した氷発生器で、同時に、４種の様々なゲルアイスを製造することができる。製氷器のオペレーターは、氷出口＃１を、１５％の「氷」（ゲルアイス中の氷断片成分が１５％ｗ／ｖ）が製造されるように設定し、氷出口＃２を２５％の氷、氷出口＃３を３５％の氷、および氷出口＃４を４５％の氷が製造されるように設定する。
【０１０４】
ａ．１５％の氷は、血抜きおよび腸抜きの前に熱が蓄積されないように、魚を受け取る領域で使用される。
【０１０５】
ｂ．２５％の氷は、２０〜３０分間、血抜きおよび腸抜き後の急速および即時冷却のために使用される。
【０１０６】
ｃ．３５％の氷は、サイズの選別後、この魚を貯蔵のための魚室に導入する前に、魚を低温で維持するのに使用される。
【０１０７】
ｄ．４５％の氷は、断熱状態の魚用のタブまたは冷蔵された魚室内で、硬直開始前に、新鮮な魚の長期貯蔵に理想的な貯蔵温度を実現するために、魚室で使用される。
【０１０８】
ｅ．高濃度の氷（４０〜４５％）は、バッファータンク（１から７．５トン）内で貯蔵することもでき、大量の高濃度の氷を、必要なときにより効果的に魚室に分布させることが可能になる。
【０１０９】
［実施例２］
陸上での魚処理プロトコル
４つの独立した氷出口（上述のように）を備えた本発明のゲルアイス製造システムを、使用する。
【０１１０】
ａ．新鮮な魚が、処理のためにボートから引き渡されると、全ての魚は、さらに選別され、頭部が切り取られ、切り身にされるなどの前に、魚用のタブから工場内の１５％の「氷」（ゲルアイス中の氷断片成分が１５％ｗ／ｖ）の中に降ろされる。
【０１１１】
ｂ．１５〜２０％の氷は、頭部を切り取り、切り身にし、皮を剥ぎ、一人分に分けた直後に、製品をチルするのに使用される。温度は、このプロセス中のどの時点でも、＋１℃を超えるべきではない。
【０１１２】
ｃ．市場向けの新鮮な製品：
１５％の氷の浴は、包装前に製品の深部温度を−５℃まで低下させるのに使用する。
４０％の氷（タンクからの高濃度の氷）は、市場への輸送中に低温を維持し、理想的な貯蔵温度で保存寿命を提供するために、新鮮な製品に使用する。
【０１１３】
ｄ．凍結製品：
ａおよびｂと同じである。１５％の氷の浴を、凍結（ＩＱＦまたはプレートフリーザー）前に製品の深部温度を−１℃まで低下させるのに使用し、その結果、大幅に重量損失が低下し／収量が改善される。これは、新鮮な製品をフリーザーに投入する前に−１℃という深部温度を実現したことにより、フリーザーの能力も実質的に増大することになる。低い製品温度は、ＩＱＦ内での製品からの「水蒸気効果」を低下させ、その結果、ＩＱＦユニットの除霜時間が大幅に短縮されることになる。
【０１１４】
［実施例３］
ウシおよびブタの屠体の処理
本開示によるゲルアイスを調製した。ゲルアイスは、２．５％の塩および亜塩素酸ナトリウムの溶液を抗酸化剤として含んでいた。
【０１１５】
体重および全体的な官能性が等しい２匹の子ブタを得た。各子ブタは、早期に脂質酸化および紫斑の兆候を示した。１匹目の子ブタをゲルアイスに２．５時間浸漬し、一方、２匹目の子ブタは空気冷却器内に吊るし、本発明の手法をシミュレートした。浸漬後、１匹目の子ブタを、対照子ブタの隣に３日と２２時間吊るした。
【０１１６】
保持期間後、ゲルアイスで処理した子ブタは屠殺時の品質近くまで戻り、一方、対照子ブタは著しく劣化し、深刻な官能的劣化の兆候を示した。事実、対照子ブタは、試験期間全体を通してその体重をさらに９％失い、一方、ゲルアイスで処理した子ブタは、同じ期間全体を通してその体重を０．１２％しか失っておらず、あたかも屠殺したばかりのように見えた。紫斑および酸化の兆候は、試験前の外観と比べて最小限に抑えられた。これはゲルアイスが、脂質酸化および表面的な損傷を逆転させ修復する能力を有することを示唆している。ゲルアイスで処理した子ブタは、１１日間貯蔵した後であっても良好な状態のままであった。
【０１１７】
関連する実施例では、華氏約９８度の温度を有しかつ屠殺後約４５分で脂質酸化の兆候を示す、牛肉の前四分体を、ゲルアイス溶液に浸漬した。ゲルアイス溶液は、亜塩素酸ナトリウムを約５ｐｐｍ未満含んでいた。ゲルアイス浴中で６．５時間後、脂質酸化および黄変の全ての兆候が消失した。
【０１１８】
上述の様々な実施形態は、他の実施形態を提供するために組み合わせることができる。本明細書で参照されかつ／または出願データシートに列挙された、米国特許、米国特許出願公開、米国特許出願、外国特許、外国特許出願、および非特許文献の全ては、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。実施形態の態様は、さらにその他の実施形態が提供されるよう、様々な特許、出願、および刊行物の概念を用いるために、必要に応じて修正することができる。
【０１１９】
これらおよびその他の変更を、上記詳細な記述に照らして実施形態に対し行うことができる。一般に、下記の特許請求の範囲において、使用される用語は、明細書および特許請求の範囲に開示された特定の実施形態に特許請求の範囲を限定するものと解釈すべきではなく、そのような特許請求の範囲が権利を所有している全範囲の均等物と共に全ての可能性ある実施形態を含むものと解釈すべきである。したがって特許請求の範囲は、開示により限定されるものではない。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１８】
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【図１９】
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【図１６】
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【図１７】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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