(57)【要約】【課題】食品などの被凍結物の均一な過冷却の容易化を図りうるアイススラリー冷凍機を提供する。【解決手段】本発明のアイススラリー冷凍機は、不凍液１０２を収容する凍結槽１０１と、不凍液１０２の温度を−２０〜−３［℃］に制御する温度制御装置１０７，１０８と、凍結槽１０１に収容されている氷を含む不凍液１０２を循環させる循環手段１１２と、不凍液１０２に被凍結物１１５が浸漬されている状態において循環手段１１２の運転を停止させる制御装置１０７と、を備えている。【選択図】図１
2016151382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不凍液を収容する凍結槽と、
前記不凍液の温度を−２０〜−３［℃］に制御する温度制御装置と、
前記凍結槽に収容されている不凍液に氷を生成した流体を循環させる循環手段と、
前記不凍液に被凍結物が浸漬されている状態において前記循環手段の運転を停止させる制御装置と、を備えていることを特徴とするアイススラリー冷凍機。
【請求項２】
請求項１記載のアイススラリー冷凍機において、前記凍結槽の底部とは異なる箇所に設けられている冷却手段をさらに備えていることを特徴とするアイススラリー冷凍機。
【請求項３】
請求項１または２に記載のアイススラリー冷凍機において、前記凍結槽の底部に設けられ上方に光を照射する照明手段をさらに備えていることを特徴とするアイススラリー冷凍機。
【請求項４】
不凍液を収容する凍結槽と、
前記不凍液の温度を−２０〜−３［℃］に制御する温度制御装置と、
前記凍結槽の底部に設けられ上方に光を照射する照明手段と、を備えていることを特徴とするアイススラリー冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品などの有機物質の凍結保存に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、温度が−２０℃〜−５０℃の温度範囲に制御されている不凍液に氷を生成した流体（以下、「アイススラリー」と呼ぶ。）中に食品を浸漬して凍結させ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２０１１−０１７５１２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、−２０℃よりも低温のアイススラリーに単に浸漬して凍結する方法では、不凍液に浸漬して凍結させる冷凍（以下、「ブライン冷凍」と呼ぶ。）法に比較すると掻き取り手段やアイススラリーの循環手段により多くのコストがかかる。さらに、スラリー状の氷により対流が妨げられるため同じ温度のブライン冷凍機に比較して冷却速度が遅く、通常の冷凍方法ではブライン冷凍法よりも冷凍品質を上げることが困難である。また、アイススラリー中では食品を格子状の籠に入れて凍結させ、食品の取り出し時に籠を引き上げて食品を取り出す場合、多くの氷が籠に入り、重量が重くなる。また、籠に入れずに食品を凍結槽に入れると、氷が邪魔して中を見ることができず、食品の取り出しが困難であった。
【０００５】
そこで、本発明は、食品などの被凍結物の均一な過冷却の容易化を図りうるアイススラリー冷凍機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明者は、次の２つの知見を得た。第１の知見は、比較的薄い食品であれば−３〜−２０［℃］の温度範囲のアイススラリーが冷却に用いられた場合、より容易にその内部まで過冷却となるという知見である。一方、比較的厚い食品では、−５〜−１５［℃］付近の温度帯が望ましい。−３［℃］より高温のアイススラリーが用いられた場合、食品の凍結または部分凍結に長時間を要するため冷却効率が低い。その一方、−２０［℃］より低温のアイススラリーが用いられた場合、比較的厚い食品においては内部まで均一に過冷却になりにくく、過冷却解除後も表面だけが部分凍結状態となってしまう。第２の知見は、食品（非冷凍物）を過冷却にするためには、食品（被凍結物）の周囲の流体の流れが無い方が食品を均一に過冷却にすることができるという知見である。
【０００７】
当該知見に基づいてなされた本発明の第１態様のアイススラリー冷凍機は、不凍液を収容する凍結槽と、前記不凍液の温度を−２０〜−３［℃］に制御する温度制御装置と、前記凍結槽に収容されている不凍液に氷を生成した流体を循環させる循環手段と、前記不凍液に被凍結物が浸漬されている状態において前記循環手段の運転を停止させる制御装置と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
ところで、エタノール水溶液等の水よりも軽い不凍液中に氷を生成したアイススラリーの場合、氷が底部に沈んで底で氷の塊ができる。そのため、凍結槽の底からそこに収容されているアイススラリーを撹拌しなくてはならず、撹拌作業が困難である。さらに、底面に照明器具や温度センサを設けた場合、撹拌時に器具やセンサを傷つける可能性がある。
【０００９】
そこで、本発明の第１態様のアイススラリー冷凍機は、前記凍結槽の底部とは異なる箇所に設けられている冷却手段をさらに備えていてもよい。
【００１０】
本発明の第１態様のアイススラリー冷凍機は、前記凍結槽の底部に設けられ上方に光を照射する照明手段をさらに備えていてもよい。
【００１１】
本発明の第２態様のアイススラリー冷凍機は、不凍液を収容する凍結槽と、前記不凍液の温度を−２０〜−３［℃］に制御する温度制御装置と、前記凍結槽の底部に設けられ上方に光を照射する照明手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１２】
アイススラリーの上面から照明をあててもスラリー状の氷が光を反射して中が見えず、食品の位置がわからないが、凍結槽の底部に照明手段を設け、上方に光を照らすことで、食品の影を通じてその位置が液面を通して視認可能になる。そのため、籠を用いることなく冷凍することができ、籠持ち上げの大きな負荷を回避することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、食品の周囲の流体の流れが抑制され、かつ、比較的高温で部分凍結または過冷却が起こりやすい温度範囲−３［℃］〜−２０［℃］に温度が制御されているアイススラリー（不凍液に氷が生成された流体）において食品などの被凍結物が冷却される。これにより、被凍結物が均一に過冷却状態にされ、過冷却状態の解除後に当該被凍結物が凍結させられることでひび割れによる損傷を抑制して冷凍の質向上が図られる。また、照明手段により凍結槽の底部から上方に向かってアイススラリーが照射されることで、アイススラリーに浸漬した食品の位置を影で特定することができる。そのため、籠を用いることなく被凍結物を冷凍することができ、籠持ち上げの大きな負荷を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態としての冷凍機の構成説明図。
【図２】本発明の冷凍機の運転形態に関する説明図。
【図３】本発明の第２実施形態としての冷凍機の構成説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１実施形態）
図１に示されている本発明の第１実施形態としての冷凍機は、凍結槽１０１と、凍結槽１０１に上下一対の開口部を通じて連通するアイススラリー貯留槽１１１と、制御装置１０７と、を備えている。
【００１６】
凍結槽１０１の内部には凍結槽１０１を上下に区分する網１１３が設けられている。網１１３より下方にある凍結槽１０１の底部には、上方に光を照射する照明装置１１４（ＬＥＤ）と、凍結槽１０１に収容されている不凍液１０２（またはアイススラリー）の温度に応じた信号を出力する第１温度センサ１１６とが配置されている。凍結槽１０１にはその上側を開閉する蓋１０３が設けられ、蓋１０３の開閉状態を検知するための蓋スイッチ１０４が凍結槽１０１の上端部に設けられている。蓋１０３が空いている状態で、不凍液１０２に被凍結物１１５（食品など）が出し入れされる。蓋１０３は、ヒンジによって凍結槽１０１の上端部に対して可動に連結されている。
【００１７】
アイススラリー貯留槽１１１の内部には、蒸発器１０８（および着氷板）および掻き取り器１０９が配置されている。掻き取り器１０９は、モータ１１０によりその軸線回りに回転駆動される軸と、当該軸に取り付けられた複数の羽とを備え、当該軸が回転することにより当該羽によって蒸発器１０８に付着した氷が削り取られる。アイススラリー貯留槽１１１の上部には、不凍液（アイススラリー）の温度に応じた信号を出力する第２温度センサ１０５が配置されている。
【００１８】
アイススラリー貯留槽１１１において、凍結槽１０１に連通する上下一対の開口部のそれぞれに羽根車を含む循環手段１１２が設けられている。循環手段１１２の運転開始および停止を制御するための循環スイッチ１０６が設けられている。循環スイッチ１０６は手動式であってもよい。蓋１０３の開状態および閉状態の別が蓋スイッチ１０４により検知されたことに応じて、自動的に循環手段１１２の運転開始および停止が切り替えられてもよい。この場合、循環スイッチ１０６が省略されてもよい。循環手段１１２の運転により、アイススラリー貯留槽１１１から凍結槽１０１に対してアイススラリー１０２が上側の開口部を通じて流出し、アイススラリー貯留槽１１１に対して凍結槽１０１からアイススラリー１０２が下側の開口部を通じて流入する（図１／黒矢印参照）。
【００１９】
制御装置１０７およびそれにより動作が制御される蒸発器１０８が、不凍液の温度を−２０〜−３［℃］に制御する温度制御装置を構成する。
【００２０】
前記構成のアイススラリー冷凍機によれば、たとえば図２にしたがって、循環手段１１２、蒸発器１０８および掻き取り器１０９、ならびに照明装置１１４のそれぞれの動作が制御装置１０７によって制御される。
【００２１】
（第２実施形態）
図３に示されている本発明の第２実施形態としての冷凍機は、凍結槽３０３と、凍結槽３０３の側面を取り囲むようにブライン３０２が収容されるブライン槽３０１と、制御装置３０８と、を備えている。
【００２２】
凍結槽３０３の内部には凍結槽３０３を上下に区分する網３１２が設けられている。網３１２より下方にある凍結槽３０３の底部には、上方に光を照射する照明装置３１３（ＬＥＤ）が配置されている。凍結槽３０３の内部において網３１２より上方には、凍結槽３０３に収容されている不凍液３０４（またはアイススラリー）の温度に応じた信号を出力する第１温度センサ３１５が配置されている。
【００２３】
ブライン槽３０１の内部にはブライン槽３０１を内外に区分する網３１１が設けられている。ブライン槽３０１の内部において網３１１の外側には、蒸発器３０９と、羽根車を含む循環手段３１０が設けられている。循環手段３１０の運転開始および停止を制御するための循環スイッチ３０７が設けられている。循環スイッチ３０７は手動式であってもよい。蓋３０５の開状態および閉状態の別が蓋スイッチ３０６により検知されたことに応じて、自動的に循環手段３１０の運転開始および停止が切り替えられてもよい。この場合、循環スイッチ３０７が省略されてもよい。循環手段３１０の運転により、ブライン槽３０１に収容されているブライン３０２が網３１１の内外を往来するような形態で循環または撹拌される。凍結槽３０３に収容された不凍液３０４は循環手段３１０により撹拌または循環されるわけではない。すなわち、被凍結物３１４は、無撹拌状態の不凍液３０４によって冷却される。
【００２４】
ブライン槽３０１にはその上側を開閉する蓋３０５が設けられ、蓋３０５の開閉状態を検知するための蓋スイッチ３０６がブライン槽３０１の上部に設けられている。蓋３０５が空いている状態で、不凍液３０４に被凍結物３１４（食品など）が出し入れされる。蓋３０５は、ヒンジによってブライン槽３０１の上端部に対して可動に連結されている。
【００２５】
［実験］
１．５％濃度の寒天を幅１０［ｃｍ］、奥行き５［ｃｍ］、厚さ２［ｃｍ］に成形し、本発明の第１実施形態としてのアイススラリー冷凍機（図１参照）を用いて部分凍結させた後−８０［℃］の冷凍機に１時間入れて凍結完了させた後２０［℃］の室温で自然解凍してドリップを計測した。アイススラリー（不凍液１０２）の温度と循環手段１１２の運転中または停止中に凍結させた寒天のドリップ率を比較した。氷が生成されたアイススラリー（流体）の温度、循環手段１１２による不凍液１０２の循環の有無、ドリップ率および部分凍結までに要した時間が表１にまとめて示されている。
【００２６】
【表１】
2016151382.tif 000003
ドリップ率（％）＝（凍結前寒天重量−解凍後寒天重量）÷凍結前寒天重量×100
【００２７】
表１からドリップ率は−３℃から−２０℃がよい。また、アイススラリーの循環の有無では、循環を止めて凍結したものが、ドリップが少なく望ましい。また、−３℃よりもアイススラリーの温度が高いと凍結に時間がかかり過ぎることが判る。時間とドリップ率を考慮すると−５℃〜−１５℃が望ましく、さらに最も望ましいのは、−７〜−１０℃付近である。さらに図２に示されているような形態にしたがった照明装置１１４および循環手段１１２の制御により、食品凍結中は循環を停止し、良質な冷凍が可能となると同時に、籠なしで凍結槽１０１に直接的に食品１１５が投入されても当該食品１１５の有無または位置を知ることができる。
【００２８】
本発明の第２実施形態としてのアイススラリー冷凍機において、凍結槽３０３の下部にもブライン（たとえば塩水）が入り込むように凍結槽３０３およびブライン槽３０１が構成されている場合、凍結槽３０３の内部におけるアイススラリー３０４の生成時間が短縮される。その一方、エタノール水溶液（不凍液３０４）にできるアイススラリー３０４（真水の氷）は比重が周囲のエタノール水溶液よりも僅かに大きいため、凍結槽３０３の底面に氷の塊を作る。凍結槽３０３の底面に付着した氷塊を掻き落とすのは手間がかかる。照明装置３１３および温度センサ３１５の設置スペース確保の観点から、当該氷塊の掻き落としのための掻き取り器（図１／１０９参照）を設置することが好ましくない場合がある。そこで、図３に示されているように、ブライン３０２によって凍結槽３０３の底面から吸熱させないことで、凍結槽３０３の側壁上部内面に着氷させて当該氷の掻き落としを容易化することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１０１、３０３‥凍結槽、１０２、３０４‥アイススラリー（不凍液）、１０３、３０５‥蓋、１０４、３０６‥蓋スイッチ、１０５、１１６、３１５‥温度センサ、１０６、３０７‥循環スイッチ、１０７、３０８‥ドライバ、１０８‥蒸発器と着氷板、１０９‥氷書き取り器、１１０‥モータ、１１１‥アイススラリー貯留槽、１１２、３１０‥循環手段、１１３、３１１、３１２‥網、１１４、３１３‥ＬＥＤ照明器具、１１５、３１４‥食品、３０１‥ブライン槽、３０２‥ブライン液面、３０９‥蒸発器
【図１】
2016151382.tif 000004
【図２】
2016151382.tif 000005
【図３】
2016151382.tif 000006